JPH02156088A - バイアスｅｃｒ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） 本発明は、半導体素子等の製造時の各種薄膜のデポジシ
ョンやエツチングに使用される、電子サイクロトロン共
鳴を用いた高周波バイアスＥＣＲプラズマ装置に関する
ものである。

（従来技術） 半導体素子の微細化、高集積化に伴って、浅い接合を形
成する必要が生じてプロセスの低温化と微細加工化が進
められている。従来のＣＶＤ、　あるいはプラズマＣＶ
Ｄ技術に比べて、ＥＣＲプラズマを用いた薄膜形成法は
、常温で品質のよい腹を形成できる、微細加工に適した
方法としてすでに定評があるが、基板にバイアスを印加
することで腹質をより改善できる点や、多層配線を行な
うためのステップカバレージの改善が可能である点、さ
らには、絶縁膜を形成しながら平坦化を行なうことがで
きる点などが注百されている。

第３図（Ｋ、Ｍａｃｈｉｄａ　ａｎｄ　Ｈ，０ｉｋａｙ
ａ　、　ＥｘｔｅｎｄｅｄＡｂｓｔｒａｃｔ、　ｔｈｅ
　１７ｔｈ　Ｃｏｎｆ、　５ｏｌｉｄ　５ｔａｔｅ　Ｄ
ｅｖｉｃｅｓａｎｄ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、　ｐ、３２
９　Ｆｉｇ、１から転載）は、従来のバイアスＥＣＲ装
置の一例の概略の正面断面図で、５１０２Ｍを堆積する
装置の図を示している。

１はマグネットコイル、２は０２ガスライン、３はマイ
クロ波電源、５はプラズマ室、６はプラズマ引出し窓、
７は５ｉＨａガスラインであり、高周波電源１０からマ
ツチング回路１０１を経由して高周波バイアス電圧の印
加できる基板ホルダー１１は、基板１５の乗る面を除く
部分に、基板ホルダーシールド１２が取り付けられてい
て、このシールド１２は、高周波バイアス電圧を導入す
る元の部分で、接地された処理室８と接続されている。

しかしながら上記のような従来のバイアスＥＣＲ装置で
は、バイアスとして高周波電界を基板１５に印加すると
、この高周波電界によって生じる放電で発生するプラズ
マが、処理室８の内部の全体に回り込み、プラズマ処理
したい基板以外の各部の表面に、ＣＶＤ反応やエツチン
グ反応が起こりやすいという欠点があった。特に大面積
の基板を処理する装置に３いて、この欠点が顕著であっ
た。

（発明の目的） 本発明は、この問題を解決し、大面積の基板のプラズマ
処理をも、基板表面に限定して行なうことのできるバイ
アスＥＣＲ装置を提供することを目的とする。

（問題を解決するための手段） 本発明は上記目的達成のため、ＥＣＲを用いで（発明が
解決しようとする問題点） 室より引出されたプラズマを用いてプラズマ処理する基
板およびその基板に高周波電界を印加させる機構を有す
る基板ホルダーを内蔵する処理室と、を備えたバイアス
ＥＣＲ装置において、前記基板ホルダーの基板載置面を
除く全表面に該高周波電界をシールドする基板ホルダー
シールドを設け、且つ、前記基板ホルダーの回りに、前
記プラズマ室より引出されたプラズマをとり囲んでこれ
を該処理室の内側壁Σよび前記基板ホルダーシールドか
ら遮蔽するチャンバーシールドを設け、前記基板ホルダ
ーシールドと前記チャンバーシールドを電気的に接続し
て接地する構成を採用する。

ざらに、前記基板ホルダーシールドと前記チャンバーシ
ールドの間に間隔を設けるときは、その間隔を、前記基
板にバイアスとして印加された高周波電界およびプラズ
マが、前記処理室の全体に広がらない大きさにするもの
である。

（作用） 上記の構成によれば、両シールドによって基板ホルダー
に印加された高周波電界およびプラズマが処理室の全体
に広がるのを抑え、基板表面以外での反応を抑止するこ
とができる。

（実施例） 第１図は本発明の実施例であって、５ｉｎ２膜を堆積す
る装置の図を示している。１はマグネットコイル、２は
０２ガスライン、３はマイクロ波電源、４は導波管、５
はプラズマ室、６はプラズマ引出し窓、７はＳｉＨ４ガ
スライン、８は処理室、９は油拡散ポンプ、１０は高周
波電源、１１は基板ホルダー　１２は基板ホルダーシー
ルド。

１３は本発明で設けられたチャンバーシールドであって
、基板ホルダーシールド１２の回りにプラズマ室５から
引き出されたプラズマを取り囲んでこれを処理室８の内
側壁および基板ホルダーシールド１２から遮蔽するもの
。１４は基板ホルダー１１上に置かれた基板台、１５は
基板、１６は１２．１３の両シールドを短絡する銅線で
ある。

次に、これを動作するには、マグネットコイル１による
磁界とマイクロ波電源３からの２．４５ＧＨｚの電界に
よるＥＣＲにより、プラズマ室５に高密度の０２プラズ
マを発生させ、プラズマ引出し窓６から引出されたプラ
ズマは、基板１５上に導かれる。このときＳｉｎ、ガス
ライン７よりＳｉＨ４ガスを導入させると、基板１５の
表面にはＳｉＯ２膜が堆積する。また、高周波電源１０
から１３゜５６ＭＨｚの電界を基板ホルダー１１に印加
すると、石英製の基板台１４を介して基板１５に高周波
電界が印加される。

この実施例は、基板ホルダーシールド１２とチャンバー
シールド１３の間に間隔を設ける場合を示しているが、
その間隔は１０ｍｍ以下になっており、両シールドは銅
、４１１６で直接電気的に接続されている。チャンバー
シールド１３はさらに処理室８の壁を経由して接地され
ている。

このような構造になっているため、ホルダーに印加され
た１３．５６ＭＨｚの電界は基板１５の表面に限定され
て印加され、これにより発生するプラズマは、基板表面
付近のみに限られる。

その効果を述べると、チャンバーシールド１３がない場
合、および、この実施例の基板ホルダーシールド１２と
チャンバーシールド１３の間隔が１０ｍｍ以上、もしく
は、銅線１３がない構造では、処理室８の全面に５ｉｎ
２膜が付着し、導入したＳｉＨ，ガスが有効に基板１５
に堆積されていなかった。

しかし本発明のかかる特徴的構造により、高周波電界印
加時に、処理室８の内壁面に殆んど５ｉ０２膜が堆積さ
れなくなり、基板への膜の堆積速度もその向上がみられ
た。

次に本発明を実施した時とそうでない時の基板上への５
ｉｎ２膜の堆積速度の差を第２図に示す。

横軸は基板に印加した高周波電力、縦軸は基板へのＳｉ
ｎ、膜の堆積速度、２１は本発明を実施しないときの堆
積速度、２２は実施したときの堆積速度を示す。このよ
うに高周波電界印加時の堆積速度の向上が表れている。

また、チャンバーシールド１３を基板ホルダー１２と一
体構造としても同様な効果が得られる。

また、チャンバーシールド１３をメツシュまたはそれに
代わる多数凡打抜板にした場合でも同様な効果が得られ
る。さらにまた、本発明の実施例により、バイアス印加
時の異常放電の発生を防ぐことができた。

（発明の効果） 本発明によれば、バイアス耳ＣＲ装置のプラズマ処理を
基板近傍に限定させて行なうことができる。特に、大口
径の基板の処理の場合に効果が著しい。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明を５ｉｎ２の堆積に利用した場合のバ
イアスＥＣＲ装置の正面断面面。第２図は、本発明を実
施した時と、しない時の堆積速度の変化を示す図。第３
図は従来のバイアスＥＣＲ装置の正面断面図。 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 (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）を用いてプラ
   ズマを発生させるプラズマ室と、該プラズマ室より引出
   されたプラズマを用いてプラズマ処理する基板およびそ
   の基板に高周波電界を印加させる機構を有する基板ホル
   ダーを内蔵する処理室と、を備えたバイアスＥＣＲ装置
   において、前記基板ホルダーの基板載置面を除く全表面
   に該高周波電界をシールドする基板ホルダーシールドを
   設け、且つ、前記基板ホルダーの回りに、前記プラズマ
   室より引出されたプラズマをとり囲んでこれを該処理室
   の内側壁および前記基板ホルダーシールドから遮蔽する
   チャンバーシールドを設け、前記基板ホルダーシールド
   と前記チャンバーシールドを電気的に接続して接地した
   ことを特徴とするバイアスＥＣＲ装置。
2. （２）前記基板ホルダーシールドと前記チャンバーシー
   ルドの間に間隔を設けるときは、その間隔を、前記基板
   にバイアスとして印加された高周波電界およびプラズマ
   が、前記処理室の全体に広がらない大きさにすることを
   特徴とする特許請求の範囲１項記載のバイアスＥＣＲ装
   置。