JPH01254245A - マイクロ波プラズマ処理装置 - Google Patents
マイクロ波プラズマ処理装置Info
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- JPH01254245A JPH01254245A JP8009788A JP8009788A JPH01254245A JP H01254245 A JPH01254245 A JP H01254245A JP 8009788 A JP8009788 A JP 8009788A JP 8009788 A JP8009788 A JP 8009788A JP H01254245 A JPH01254245 A JP H01254245A
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Links
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- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
- B01J19/122—Incoherent waves
- B01J19/126—Microwaves
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、電子サイクロトロン共鳴現象を利用し・で生
成し・たプラズマを用いて基板表面のエツチング、基板
への薄膜形成等の表面処理を行う製造プロセスに使用さ
れるマイクロ波プラズマ処理装置に関する。
成し・たプラズマを用いて基板表面のエツチング、基板
への薄膜形成等の表面処理を行う製造プロセスに使用さ
れるマイクロ波プラズマ処理装置に関する。
（従来の技術と発明が解決しようとする問題点）従来こ
の種の装置として、例えば、特開昭５６−１５５５３５
号公報所載の発明が知られている。ここに示されたマイ
クロ波プラズマ処理技術は、所定の強さの磁場が印加さ
れたプラズマ発生室内に、マイクロ波を導入して電子サ
イクロトロン共鳴運動を起こし、これにより発生したエ
ネルギーでプラズマ発生室内のガスをプラズマ化し、プ
ラズマ流を発散磁界によって基板処理室内に引出し、そ
のイオンの衝撃効果によって基板ホルダ上に載置した基
板にエツチングや薄膜形成等の表面処理を行うものであ
る。
の種の装置として、例えば、特開昭５６−１５５５３５
号公報所載の発明が知られている。ここに示されたマイ
クロ波プラズマ処理技術は、所定の強さの磁場が印加さ
れたプラズマ発生室内に、マイクロ波を導入して電子サ
イクロトロン共鳴運動を起こし、これにより発生したエ
ネルギーでプラズマ発生室内のガスをプラズマ化し、プ
ラズマ流を発散磁界によって基板処理室内に引出し、そ
のイオンの衝撃効果によって基板ホルダ上に載置した基
板にエツチングや薄膜形成等の表面処理を行うものであ
る。
そして、ガス導入系としては、エツチングを行う場合は
プラズマ発生室に、成膜を行う場合は当該プラズマ発生
室及び基板処理室の双方にガスを導入するガス導入系を
設け、エツチング又は成膜すべき膜の種類に応じて導入
するガスの種類を選択するようにしている。
プラズマ発生室に、成膜を行う場合は当該プラズマ発生
室及び基板処理室の双方にガスを導入するガス導入系を
設け、エツチング又は成膜すべき膜の種類に応じて導入
するガスの種類を選択するようにしている。
本発明者は、上記従来装置を用いて次の条件の下でエツ
チングの実験を行った。第３図は、ガス導入系を通じて
Ｃ１２ガスとＳＦ、の混合ガスをプラズマ発生室内に導
入し、処理圧力をＩ Ｘ １０−’Ｐａとしたときのエ
ツチング速度の基板面内分布を示したものである。曲線
Ｃは、マイクロ波パワー ６００ Ｗを加えたとき、曲
線りは、マイクロ波パワー２００ Ｗを加えたときのデ
ータであり、これによると、基板中心付近におけるエツ
チング速度が大き′く、基板周辺に向かうにつれてエツ
チング速度は小さくなっていることが明かになった。
チングの実験を行った。第３図は、ガス導入系を通じて
Ｃ１２ガスとＳＦ、の混合ガスをプラズマ発生室内に導
入し、処理圧力をＩ Ｘ １０−’Ｐａとしたときのエ
ツチング速度の基板面内分布を示したものである。曲線
Ｃは、マイクロ波パワー ６００ Ｗを加えたとき、曲
線りは、マイクロ波パワー２００ Ｗを加えたときのデ
ータであり、これによると、基板中心付近におけるエツ
チング速度が大き′く、基板周辺に向かうにつれてエツ
チング速度は小さくなっていることが明かになった。
この傾向は、大口径の基板表面上に成膜を行う場合や、
マイクロ波パワーを大きくした場合に顕著である。これ
は次のような理由からである。
マイクロ波パワーを大きくした場合に顕著である。これ
は次のような理由からである。
すなわち、マイクロ波パワーが小さい領域（０〜Ｉ Ｋ
ｗ ）においては、プラズマはプラズマ発生室内全体
で均一に生成され、発散磁界によってそのプラズマは基
板方向に均一に引き出される。しかし、マイクロ波パワ
ーが大きくなると、プラズマはプラズマ発生室内の中心
に集まり、そのままの状態で発散磁界により基板に到達
するため、基板中心でプラズマが強くなる。エツチング
速度はプラズマの強さ（密度）で決定されるため、基板
中心付近で大きくなり均一なレートが得られない。
ｗ ）においては、プラズマはプラズマ発生室内全体
で均一に生成され、発散磁界によってそのプラズマは基
板方向に均一に引き出される。しかし、マイクロ波パワ
ーが大きくなると、プラズマはプラズマ発生室内の中心
に集まり、そのままの状態で発散磁界により基板に到達
するため、基板中心でプラズマが強くなる。エツチング
速度はプラズマの強さ（密度）で決定されるため、基板
中心付近で大きくなり均一なレートが得られない。
以上のことから従来の方式では均一なエツチングを行う
ことが出来ないという問題があった。
ことが出来ないという問題があった。
（本発明の目的）
本発明の目的は、大口径の基板の表面処理を行う場合や
、マイクロ波パワーを大きくした場合等においても、均
一なエツチングや成膜を行うことができるようにするマ
イクロ波プラズマ処理装置を提供することにある。
、マイクロ波パワーを大きくした場合等においても、均
一なエツチングや成膜を行うことができるようにするマ
イクロ波プラズマ処理装置を提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、上記目的を達成するために次のように構成さ
れている。すなわち、プラズマ発生室内でマイクロ波に
より発生する電場と該電場ζこ直交する磁場とによって
起こる電子サイクロトロン共鳴現象を利用して処理ガス
をプラズマ化し、プラズマ発生室と基板処理室との境界
近傍に設けたプラズマ引出し手段によって上記プラズマ
を基板処理室内に引出し、基板処理室内に設置された基
板に照射して基板を処理するマイクロ波プラズマ処理装
置において、上記プラズマ発生室内で生成したプラズマ
を均一化する補助マグネットを上記プラズマ発生室の周
辺に設置したことを特徴としている （作用） プラズマ発生室内で生成したプラズマを均一化する補助
マグネットを上記プラズマ発生室の周辺に設置したこと
によって、プラズマ発生室の内壁近傍に強磁場を設け、
部分的に高密度プラズマを発生させることができ、プラ
ズマ発生室内において全体として高密度プラズマを均一
な状態にすることができる。
れている。すなわち、プラズマ発生室内でマイクロ波に
より発生する電場と該電場ζこ直交する磁場とによって
起こる電子サイクロトロン共鳴現象を利用して処理ガス
をプラズマ化し、プラズマ発生室と基板処理室との境界
近傍に設けたプラズマ引出し手段によって上記プラズマ
を基板処理室内に引出し、基板処理室内に設置された基
板に照射して基板を処理するマイクロ波プラズマ処理装
置において、上記プラズマ発生室内で生成したプラズマ
を均一化する補助マグネットを上記プラズマ発生室の周
辺に設置したことを特徴としている （作用） プラズマ発生室内で生成したプラズマを均一化する補助
マグネットを上記プラズマ発生室の周辺に設置したこと
によって、プラズマ発生室の内壁近傍に強磁場を設け、
部分的に高密度プラズマを発生させることができ、プラ
ズマ発生室内において全体として高密度プラズマを均一
な状態にすることができる。
（実施例）
第１図は本発明の実施例である。本装置は、電子サイク
ロトロン共鳴によってプラズマを生成するプラズマ発生
室ｌと、基板処理するための基板処理室２とが互いに隣
接するように構成されている。
ロトロン共鳴によってプラズマを生成するプラズマ発生
室ｌと、基板処理するための基板処理室２とが互いに隣
接するように構成されている。
そしてプラズマ発生室ｌの外周には、空芯ソレノイドコ
イル３が周設されている。さらに、プラズマ発生室ｌと
空芯ソレノイドコイル３との間には複数の補助マグネッ
ト８を周設している。また、プラズマ発生室１には、プ
ラズマを生成するだめのガスを導入するガス導入系７を
備えるとともに、石英ガラス、セラミックス等の絶縁物
からなる導入窓４が設けられている。そして該導入窓４
を介してマイクロ波電源６から導波管５を通じて送られ
てきたマイクロ波をプラズマ発生室ｌ内に導入する。
イル３が周設されている。さらに、プラズマ発生室ｌと
空芯ソレノイドコイル３との間には複数の補助マグネッ
ト８を周設している。また、プラズマ発生室１には、プ
ラズマを生成するだめのガスを導入するガス導入系７を
備えるとともに、石英ガラス、セラミックス等の絶縁物
からなる導入窓４が設けられている。そして該導入窓４
を介してマイクロ波電源６から導波管５を通じて送られ
てきたマイクロ波をプラズマ発生室ｌ内に導入する。
また、上記プラズマ発生室ｌには、基板処理室２との境
界部分にプラズマ引出し板９を設置している。そして、
プラズマ発生室１で生成されたブラズマは、上記プラズ
マ引出し板９の中央部に形成したプラズマ引出し口１０
を通って基板処理室２に導かれる。基板処理室２内には
、プラズマ引出し坂９に対向するように基板ホルダ１２
が設置されている。そして、処理されるべき基板１１は
、図示していない搬送機構により外部から基板処理室２
内に搬入され、被処理面を上にして基板ホルダ１２に載
置される。
界部分にプラズマ引出し板９を設置している。そして、
プラズマ発生室１で生成されたブラズマは、上記プラズ
マ引出し板９の中央部に形成したプラズマ引出し口１０
を通って基板処理室２に導かれる。基板処理室２内には
、プラズマ引出し坂９に対向するように基板ホルダ１２
が設置されている。そして、処理されるべき基板１１は
、図示していない搬送機構により外部から基板処理室２
内に搬入され、被処理面を上にして基板ホルダ１２に載
置される。
この基板処理室２には真空排気装置１３を接続している
。当該真空排気装置１３は、例えば油拡散ポンプ及び油
回転ポンプによって構成できる。
。当該真空排気装置１３は、例えば油拡散ポンプ及び油
回転ポンプによって構成できる。
以下には、本装置の動作を説明する。
先ず、真空排気装置１３を動作させて基板処理室２内を
所定の圧力に到達するまで減圧排気した後、ガス導入系
７からプラズマ発生室ｌ内に所定のガスを導入して処理
圧力に調整し維持する。そして、２．４５ＧＨｚのマイ
クロ波がマイクロ波発生電源６から導波管５を通り、導
入窓４を介してプラズマ発生室１に導入される。
所定の圧力に到達するまで減圧排気した後、ガス導入系
７からプラズマ発生室ｌ内に所定のガスを導入して処理
圧力に調整し維持する。そして、２．４５ＧＨｚのマイ
クロ波がマイクロ波発生電源６から導波管５を通り、導
入窓４を介してプラズマ発生室１に導入される。
一方、空芯ソレノイドコイル３に電流を供給して８７５
Ｇの磁場を発生させる。これによってプラズマ発生室１
内において電子サイクロトロン共鳴が引き起こされる。
Ｇの磁場を発生させる。これによってプラズマ発生室１
内において電子サイクロトロン共鳴が引き起こされる。
この際のエネルギーでプラズマ発生室１内に導入された
ガスは高密度にプラズマ化される。
ガスは高密度にプラズマ化される。
但し、マイクロ波パワーを大きくするにしたがって、高
密度プラズマが中心付近に集中する反面、プラズマ発生
室１の内壁近傍では、プラズマ密度が低くなる。そこで
、第３図に示すようにプラズマ発生室１０周辺に補助マ
グネット８を設置することによって上記内壁近傍に部分
的に高密度のプラズマを発生させる。その結果、ガス導
入間７を介して導入されたガスは、プラズマ発生室内全
体に渡って均一かつ高密度にプラズマ化される。
密度プラズマが中心付近に集中する反面、プラズマ発生
室１の内壁近傍では、プラズマ密度が低くなる。そこで
、第３図に示すようにプラズマ発生室１０周辺に補助マ
グネット８を設置することによって上記内壁近傍に部分
的に高密度のプラズマを発生させる。その結果、ガス導
入間７を介して導入されたガスは、プラズマ発生室内全
体に渡って均一かつ高密度にプラズマ化される。
このことは、プラズマ発生室１の周囲に複数の補助マグ
ネット８を設置することにより、基板１１の中心付近と
周辺付近の処理を均一化できるのは、プラズマ密度の低
い周辺部を補助マグネット８によって強磁場を設け、中
心部のプラズマ密度と同程度に強めることができたため
と考えられる。
ネット８を設置することにより、基板１１の中心付近と
周辺付近の処理を均一化できるのは、プラズマ密度の低
い周辺部を補助マグネット８によって強磁場を設け、中
心部のプラズマ密度と同程度に強めることができたため
と考えられる。
なお、上記補助マグネット８は、ソレノイドコイルまた
は永久磁石のいずれても良く、ソレノイドコイルの場合
は、個々に磁場強度を変化させることができる。さらに
、補助マグネット８の大きさ、取り付は位置、個数はエ
ツチング条件又は成膜条件に応じて変えることができる
。
は永久磁石のいずれても良く、ソレノイドコイルの場合
は、個々に磁場強度を変化させることができる。さらに
、補助マグネット８の大きさ、取り付は位置、個数はエ
ツチング条件又は成膜条件に応じて変えることができる
。
そして、このプラズマは、発散磁界によりプラズマ引出
し板９の中央間口部のプラズマ引出し口１０から基板処
理室２の方向に引き出され、基板ホルダ１３上に載置さ
れた基板１２に到達し、基板１２はこのプラズマにより
エツチング等の処理が行われる。
し板９の中央間口部のプラズマ引出し口１０から基板処
理室２の方向に引き出され、基板ホルダ１３上に載置さ
れた基板１２に到達し、基板１２はこのプラズマにより
エツチング等の処理が行われる。
第２図は、本実施例に従ってガス導入系７を通じてＣ１
２ガス（９ＳＣＣＭ）、Ｓ Ｆ６（Ｉ ＳＣＣＭ）をプ
ラズマ発生室１内に導入し、処理圧力をｌＸｌ０−２Ｐ
ａとして実験したときのエツチング速度の基板面内分布
を示したものである。曲線Ａは、マイクロ波パワー６０
０Ｗを加えたとき、曲線Ｂは、マイクロ波パワー２００
Ｗを加えたときのデータであり、これによると、エツチ
ング速度は、マイクロ波基板表面上でほぼ均一な値を得
ることができた。 すなわち、φ１６０ｍｍの基板で
±２％のエツチング速度が実現可能となった。
２ガス（９ＳＣＣＭ）、Ｓ Ｆ６（Ｉ ＳＣＣＭ）をプ
ラズマ発生室１内に導入し、処理圧力をｌＸｌ０−２Ｐ
ａとして実験したときのエツチング速度の基板面内分布
を示したものである。曲線Ａは、マイクロ波パワー６０
０Ｗを加えたとき、曲線Ｂは、マイクロ波パワー２００
Ｗを加えたときのデータであり、これによると、エツチ
ング速度は、マイクロ波基板表面上でほぼ均一な値を得
ることができた。 すなわち、φ１６０ｍｍの基板で
±２％のエツチング速度が実現可能となった。
なお、上記実施例において、発散磁界を利用したイオン
流方式のエツチングについて説明したが、グリッドを利
用した加速′式であっても良い。また、グリッドには直
流あるいは交流電界のいずれも印加できる。また、基板
処理室２内に反応性ガスを導入することによって、成膜
にも適用できる。また、成膜又はエツチング、いずれの
場合にも基板ホルダ１１には直流、交流電界を印加でき
る。
流方式のエツチングについて説明したが、グリッドを利
用した加速′式であっても良い。また、グリッドには直
流あるいは交流電界のいずれも印加できる。また、基板
処理室２内に反応性ガスを導入することによって、成膜
にも適用できる。また、成膜又はエツチング、いずれの
場合にも基板ホルダ１１には直流、交流電界を印加でき
る。
（発明の効果）
請求項によれば、プラズマ発生室の周囲に補助マグネッ
トを周設することによって、プラズマ密度の均一化を行
ったので、大口径の基板表面処理を行う場合や、マイク
ロ波パワーを大きくした場合等においても均一性良く基
板の処理ができる。
トを周設することによって、プラズマ密度の均一化を行
ったので、大口径の基板表面処理を行う場合や、マイク
ロ波パワーを大きくした場合等においても均一性良く基
板の処理ができる。
第１図は本発明の実施例を示したマイクロ波プラズマ処
理装置の概略図、第２図は、本発明の装置で基板をエツ
チングしたときのエツチング速度を示したグラフ、第３
図は、補助マグネットを周設した状態を示す平面概略図
、第４図は、従来の装置で基板をエツチングしたときの
エツチング速度を示したグラフである。 １・・・プラズマ発生室、２・・・基板処理室、３φ・
・空芯ソレノイドコイル、６・・・マイクロ波電源、８
・・・浦助マグネット、９・・・プラズマ引出し板、１
０・・・プラズマ引出し口、１１・・・基板 特許出願人 日電アネルバ株式会社 代理人 弁理士 村上 健次
理装置の概略図、第２図は、本発明の装置で基板をエツ
チングしたときのエツチング速度を示したグラフ、第３
図は、補助マグネットを周設した状態を示す平面概略図
、第４図は、従来の装置で基板をエツチングしたときの
エツチング速度を示したグラフである。 １・・・プラズマ発生室、２・・・基板処理室、３φ・
・空芯ソレノイドコイル、６・・・マイクロ波電源、８
・・・浦助マグネット、９・・・プラズマ引出し板、１
０・・・プラズマ引出し口、１１・・・基板 特許出願人 日電アネルバ株式会社 代理人 弁理士 村上 健次
Claims (1)
- プラズマ発生室内でマイクロ波により発生する電場と該
電場に直交する磁場とによって起こる電子サイクロトロ
ン共鳴現象を利用して処理ガスをプラズマ化し、プラズ
マ発生室と基板処理室との境界近傍に設けたプラズマ引
出し手段によって上記プラズマを基板処理室内に引出し
、基板処理室内に設置された基板に照射して基板を処理
するマイクロ波プラズマ処理装置において、上記プラズ
マ発生室内で生成したプラズマを均一化する補助マグネ
ットを上記プラズマ発生室の周辺に設置したことを特徴
とするマイクロ波プラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8009788A JPH01254245A (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8009788A JPH01254245A (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01254245A true JPH01254245A (ja) | 1989-10-11 |
Family
ID=13708686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8009788A Pending JPH01254245A (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01254245A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994019921A1 (fr) * | 1993-02-18 | 1994-09-01 | Commissariat A L'energie Atomique | Source micro-onde lineaire pour le traitement de surfaces par plasma |
| CN103108482A (zh) * | 2013-01-11 | 2013-05-15 | 哈尔滨工业大学 | 一种等离子体射流密度范围调节器 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59219461A (ja) * | 1983-05-24 | 1984-12-10 | Toshiba Corp | アモルフアスシリコン成膜装置 |
| JPS6338585A (ja) * | 1986-08-01 | 1988-02-19 | Hitachi Ltd | プラズマ装置 |
-
1988
- 1988-03-31 JP JP8009788A patent/JPH01254245A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59219461A (ja) * | 1983-05-24 | 1984-12-10 | Toshiba Corp | アモルフアスシリコン成膜装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| US5726412A (en) * | 1993-02-18 | 1998-03-10 | Commissariat A L'energie Atomique | Linear microwave source for plasma surface treatment |
| CN103108482A (zh) * | 2013-01-11 | 2013-05-15 | 哈尔滨工业大学 | 一种等离子体射流密度范围调节器 |
| CN103108482B (zh) * | 2013-01-11 | 2015-08-05 | 哈尔滨工业大学 | 一种等离子体射流密度大范围调节器 |
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