JPH01283363A - プラズマ処理装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体加工装置であるプラズマ処理装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は、例えば電気学会から昭和６１年４月に発行さ
れた［電気学会技術報告Ｊ（ＩＩ部）第２１５号、第４
７ページに開示されたような従来公知の平行平板型プラ
ズマ処理装置を示す断面構成図である。このプラズマ処
理装置はプラズマ処理室４を備え□、このプラズマ処理
室４の内部には上部電極１と下部電極２が互いに平行と
なるように配置、収容されている。上部電極１は、プラ
ズマ処理室４の外部で接地され、またその中央にガス供
給口５が設けられている。下部電極２は、その−面例え
ば上面にプラズマ処理されるべき試料３が配置され、ま
たその他面に高周波電源６が接続されている。プラズマ
処理室４の、ガス供給口５とは反対側にガス排気ロアが
設けられている。

プラズマ８は上部電極１と下部電極２の間に発生される
。

上述した従来のプラズマ処理装置において、真空ポンプ
（図示せず）を用いてプラズマ処理室４内をガス排気ロ
アより排気しながらガス供給口５より処理ガス導入し、
プラズマ処理室４内を適度な真空度に保ち、上部電極１
と下部電極２０間に高周波電源６より電圧を印加すると
、上ｉ＝％　電極１と下部電極２の間に高周波グロー放
電が発生し、プラズマ８が生成される。処理ガスの種類
を変えることによりプラズマ８中の各種イオン、ラジカ
ル等を用い、試料３のエツチング、あるいは薄膜形成な
どの各種プラズマ処理を行なうことが出来る。

しかしながら、第３図に示したプラズマ処理装置では、
プラズマ８が両電極間に留らず、プラズマ処理室４の壁
方向へ漏洩するため、試料３のエツチング速度あるいは
薄膜形成速度が充分に得られず、またプラズマ処理室４
の壁にエツチングの反応生成物やＷ！膜生成物が付着し
て発塵の原因となっていた。

これらの欠点を解決するためのプラズマ処理装置が特開
昭６２−６９６２１号公報に開示され、それを第４図に
断面構成図で示す。

このプラズマ処理装置は、第３図のプラズマ処理装置の
上部電極および下部電極２の外周部に垂直方向の磁場９
を発生させる磁場発生部１ｏを設け、プラズマ８の外部
への漏洩を防ごうとするものである。しかしながら、磁
場を用いてプラズマの外部への漏洩を防ぐために、プラ
ズマ中のイオン等の荷電粒子が磁場の影響を受け、プラ
ズマが不均一となり、試料３のプラズマ処理の均一性が
悪くなるという欠点があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

つまり、従来のプラズマ処理装置には、上述したように
充分なエツチング速度あるいは薄膜形成速度が得られな
い、発塵が多い、プラズマ処理の均一性が悪いという問
題点があった。

この発明は、上述したような問題点を解決するためにな
されたもので、プラズマがプラズマ処理室の壁方向の漏
洩することを防ぎ、プラズマ処理を効率よく行なうこと
の出来るプラズマ処理装置を得ることを目的としている
。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るプラズマ処理装置は、試料が配置された
電極およびこれに対向する電極のそれぞれの□、周囲に
リング状電極を設け、高周波電力が供給される電極の周
囲に設けたリング状電極は接地電位とし、接地電位の電
極の周囲に設けたリング状電極には高周波電極を供給す
るようにしたものである。

〔作　用〕

この発明においては、試料をのせて賃周波電力が供給さ
れる電極の周囲に設けらノまたリング状電極は接地電位
とし、試料をのせた電極に対向して接地電位にある電極
の周囲に設ゆられたリング状電極には高周波電力を供給
することにより、リング状電極間および試料をのせた電
極、その対向電極とリング状電極間にプラズマが生成さ
れる。この生成されたプラズマは、試料をのせた電極と
対向電極の間の反応性ガスからなるプラズマの、プラズ
マ処理室壁方向への漏洩を減少させる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を添付図面について説明する
。第１図はこの発明に係るプラズマ処理装置の一実施例
を示す断面構成図であり、第３図および第４図に符号１
〜８で示した構成要素に加えて、高周波電力が供給され
る下部電極２の周囲に設けられて接地地位にあるリング
状電極１１と、接地さねた上部電極１の周囲に設けらね
て高周波電力が供給されるリング状電極１２と、このリ
ング状電極１２に高周波電力を供給する高周波電源１３
とを備えている。このような構成により、上部電極１と
高周波車力が伊４給されるリング状酢極１２との間にプ
ラズマ１４ａが生成され、高周波電力が供給されるリン
グ状電極１２と接地電位のリング状電極１１との間にプ
ラズマ１４ｂが生成され、また高周波電力が供給される
下部電極２と接地電位のリング状！Ｔｈ１ｌの間にプラ
ズマ１４ｃが生成される。

なお、第１図のプラズマ処理装置ではガス排気口１５は
高周波電力が供給される下部電極２と接地電位のリング
状電極１１との近傍に設けられている。

この発明のプラズマ処理装置は上述したように構成され
ており、真空ポンプを用いてプラズマ処理室４内をガス
排気口１５より排気しながらガス供給口５より処理ガス
を導入し、プラズマ処理室４内を適度な真空度に保ち、
上部電極１と下部電極２の間に高周波電源６より電極を
印加すると、両電極間に高周波グロー放電が発生し、主
として反応性ガスから成るプラズマ８が形成される。処
理ガスの種類を変えることによりプラズマ８中の各種イ
オン、ラジカル等を用い、試料３のエツチングあるいは
薄膜形成などの各種プラズマ処理を行なうことが出来る
。

ここで上部電極１を配置すると共に下部電極２上に試料
３を配置し、高周波電力が印加される下部電極２のまわ
りにリング状電極１１．１２を配置する。また接地電位
にある上部電極１のまわりのリング状電極１２には、高
周波電源１３から高周波電力を供給し、高周波電源６か
ら高周波電力が供給される下部電極２のまわりのリング
状電極１１は接地電位にあるとする。更に、上部電極１
とリング状電極１２の間の距離をｔｌ、リング状電極１
１と１２の間の距離をＡ２、下部電極２とリング状電極
工１の間の距離をＡ３とすると、ｔｌ。

Ａ２，１３が上部電極１と下部電極２の間の距離ｄに対
してｄ）Ａｓ　、ｄ＞１２．ｄ）１３となるようにする
。このように諸電極を配置することにより、上部電極１
とリング状電極１２の間、下部電極２とリング状電極１
１の間、そしてリング状電極１１と１２の間にそれぞれ
高周波グロー放電が発生し、プラズマ１４ａ、１４ｃ、
１４ｂが生成される。このようにして生成されたプラズ
マ１４ａ、１４ｃ、１４ｂは上部電極１と下部電極２の
間に生成される反応性ガスに富んだプラズマ８のプラズ
マ処理室４の壁方向への漏洩、特にプラズマ８中のイオ
ン等の荷電粒子の拡散を妨げる効果があり、下部電極２
上の試料３のプラズマ処理、たとえばエツチング、薄膜
形成を、この発明におけるリング状電極１１゜１２を用
いない場合に較べて高速に行なうことが出来る。また、
この発明はプラズマ８のプラズマ処理室４壁方向への漏
洩を妨げる効果があるため、従来、基板との間の反応生
成物、反応残さがプラズマ処理室４壁方向に漏洩し、プ
ラズマ処理室４の壁で冷却され、固化あるいは重合して
発塵の原因となっていた付着物の形成を少なくする効果
がある。そしてリング状電極１１，１２自身が上部電極
１、下部電極２と同様にプラズマにさらされているため
イオン、電子等の荷電粒子の衝突あるいは、それにより
生成される熱のため、発塵の原因となる反応生成物、反
応残さの付着はほとんどない。またガス排気口１５を第
１図に示したようにリング状電極１１．１２と下部電極
２あるいは上部電極１の間、リング状電極間の中央ある
いは近傍に配置することにより発塵の抑制効果はより顕
著となる。

また、リング状電極１２と上部電極１の間の距離Ｌ１も
しくはリング状電極１１と１２の距離ｔ２を上部電極１
と１部電極２０間の距離ｄよりも短かくすることにより
、上部電極１と下部電極２の間に供給する高周波電力よ
りも少ない電力でそれぞれＡ１．４２間に高周波グロー
放縦を維持することが出来、高周波電源１３は高周波電
源６に較べて小型のものでよい。また、高周波電源１３
がら高周波電源６と同程度の電力を供給すると、プラズ
マ１４ａ、１４ｂはプラズマ８を比較して高密度となり
、プラズマ８のプラズマ処理室４壁方向への漏洩を防ぐ
効果はより顕著となる。リング共電極１１と下部電極２
との間の距離ｔ３は、上部電極１と下部電極２の間の距
離ｄより短かく、同じ高周波電源６より電力を供給され
るため、上述の場合と同じ効果を期待出来る。

なお、上記実施例では試料３は高周波電源６から高周波
電力が供給される下部電極２の上に量いたものを示した
が、第２図に示すように試料（３）が置かれる下部電極
２を接地電位とし、上部電極１に高周波電力を供給して
もよい。そして、この場合は、高周波電力が供給される
上部電極１のまわりのリング状電極１２は接地電位にあ
り、接地電位にある下部電極２のまわりのリング状電極
１１には高周波電力が供給される。

また、上記実施例ではリング状電極１１　、１２は角部
をもつ構成だったが、この部分は曲率をもたせてもよく
、またリング状電極間、リング状亀極と上部電極ある℃
・は下部電極の間の距離は一定であるが、距離を変えて
テーパ状に構成してもよい。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、この発明に係るプラズマ処理装置
では、試料をのせた電極およびこれに対向する電極のそ
れぞれの周囲にリング状電極を設け、高周波電力が供給
される電極の周囲に設けたリング状電極は接地電位とし
、接地電位の電極の周囲に設けたリング状電極には高周
波電力を供給するようにしたため、生成したプラズマが
プラズマ処理室の壁方向への漏洩を減少させる効果があ
り、試料のプラズマ処理（エツチング薄膜形成など）速
度が向上するとともにプラズマ処理室の壁への反応生成
物の付着を減らす効果もある。

【図面の簡単な説明】

笛１図はこの発明の一実施例の断面構成図、第２図はこ
の発明の他の実施例の断面構成図、第３図は従来のプラ
ズマ処理装置を示す断面構成図、第４図は同じ〈従来の
プラズマ処理装置を示す断面構成図である。 図において、１は下部電極、２は下部電極、３は試料、
４はプラズマ処理室、６と１３は高周波電源、８と１４
ａ〜１４ｃはプラズマ、１１と１２はリング状電極であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　処理ガスが導入され所定の圧力に減圧排気されるプラ
   ズマ処理室と、このプラズマ処理室内に在つて試料が配
   置された電極およびこれに対向する電極と、これら両電
   極間に高周波電力を印加する高周波電源と、前記試料が
   配置された電極およびこれに対向する電極のそれぞれの
   周囲に設けられたリング状電極とを備え、これらリング
   状電極の一方を接地電位に置き、他方のリング状電極に
   高周波電力を供給することにより、前記プラズマ処理室
   内にプラスを発生させ、前記試料を処理することを特徴
   とするプラズマ処理装置。