JPH02224234A - プラズマ処理装置およびその処理方法 - Google Patents
プラズマ処理装置およびその処理方法Info
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- JPH02224234A JPH02224234A JP4299489A JP4299489A JPH02224234A JP H02224234 A JPH02224234 A JP H02224234A JP 4299489 A JP4299489 A JP 4299489A JP 4299489 A JP4299489 A JP 4299489A JP H02224234 A JPH02224234 A JP H02224234A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title description 4
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Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
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〕
本発明はプラズマ処理装置及びその方法に係り、特に、
電磁界制御方式のプラズマ処理装置及びその処理方法に
関する。
電磁界制御方式のプラズマ処理装置及びその処理方法に
関する。
従来、電磁界制御（ＥＣＲ）方式のプラズマ処理装置で
は、マイクロ波を試料面に対して垂直に一方向から導入
する方式が用いられてきた。８７５Ｇａｕｓｓの磁界中
に４．５５ＧＨｚのマイクロ波を導入すると、電子はサ
イクロトロン運動を起こす。すなわち、第２図に示すよ
うに、プラズマ室中の電子はＡあるいはＣの位置でマイ
クロ波μにより加速を受は円運動を行ない、この電子は
円運動を続けながら発散磁界（下方）に進行していく。
は、マイクロ波を試料面に対して垂直に一方向から導入
する方式が用いられてきた。８７５Ｇａｕｓｓの磁界中
に４．５５ＧＨｚのマイクロ波を導入すると、電子はサ
イクロトロン運動を起こす。すなわち、第２図に示すよ
うに、プラズマ室中の電子はＡあるいはＣの位置でマイ
クロ波μにより加速を受は円運動を行ない、この電子は
円運動を続けながら発散磁界（下方）に進行していく。
そして、途中、ＳｉＨ，などの分子と衝突し、イオンや
ラジカルを生成する。これらの反応種は基板に堆積して
薄膜を形成したり、あるいは、基板上の膜と反応して膜
をエツチングしたりする。
ラジカルを生成する。これらの反応種は基板に堆積して
薄膜を形成したり、あるいは、基板上の膜と反応して膜
をエツチングしたりする。
しかしながら、従来法においては電子のサイクロトロン
運動を引き起こさせるのに、電子の一回の回転運動中に
往復二度の加速を受けるにすぎない、電子は、たとえば
、ＳｉＨ，分子と衝突し、工ネルギを与え、次々にこの
分子をイオンやラジカルに変える。すなわち、従来方式
では電子はマイクロ波から必ずしも十分なエネルギを受
は取れず、反応分子のイオン化率やラジカル化率が十分
ではなかった。従って、膜の堆積速度や膜のエツチング
速度が十分ではなかった。また、従来法ではマイクロ波
を一方向のみから入れるため、マイクロ波の空間的な広
がりに対応したイオン化やラジカル化が生じる。このた
め、膜の堆積速度あるいは膜のエツチング速度は、マイ
クロ波の空間的広がりに似た分布を持つことになる。
運動を引き起こさせるのに、電子の一回の回転運動中に
往復二度の加速を受けるにすぎない、電子は、たとえば
、ＳｉＨ，分子と衝突し、工ネルギを与え、次々にこの
分子をイオンやラジカルに変える。すなわち、従来方式
では電子はマイクロ波から必ずしも十分なエネルギを受
は取れず、反応分子のイオン化率やラジカル化率が十分
ではなかった。従って、膜の堆積速度や膜のエツチング
速度が十分ではなかった。また、従来法ではマイクロ波
を一方向のみから入れるため、マイクロ波の空間的な広
がりに対応したイオン化やラジカル化が生じる。このた
め、膜の堆積速度あるいは膜のエツチング速度は、マイ
クロ波の空間的広がりに似た分布を持つことになる。
本発明の目的は、膜の堆積速度や膜のエツチング速度が
大きく、かつ、その分布が均一である電磁界制御方式の
プラズマ処理装置、及びその処理方法を提供することで
ある。
大きく、かつ、その分布が均一である電磁界制御方式の
プラズマ処理装置、及びその処理方法を提供することで
ある。
上記目的を達成するために１本発明では、マイクロ波を
二方向以上の方向から導入してプラズマ処理を行なうよ
うにしたものである。
二方向以上の方向から導入してプラズマ処理を行なうよ
うにしたものである。
本発明による作用について、まず、膜の堆積速度、ある
いは、エツチング速度が上がる点について述べ、次に、
膜の堆積速度、あるいは、エツチング速度の分布が向上
する点について述べる。
いは、エツチング速度が上がる点について述べ、次に、
膜の堆積速度、あるいは、エツチング速度の分布が向上
する点について述べる。
第１図に示すように、マイクロ波を試料面に対して垂直
と平行な二方向から導入する場合について説明する。試
料面に対して垂直（上方）から導入されたマイクロ波は
、第２図に示すように、磁界中の電子をＡ点と０点で矢
印の方向に加速する。
と平行な二方向から導入する場合について説明する。試
料面に対して垂直（上方）から導入されたマイクロ波は
、第２図に示すように、磁界中の電子をＡ点と０点で矢
印の方向に加速する。
一方、試料面に対して平行に（横方向から）導入された
マイクロ波は磁界中の電子をＢ点とＤ点で矢印の方向に
加速する。すなわち、単位時間当りの電子の加速効率が
二倍になる。ここで、上部から導入するマイクロ波と横
方向から導入するマイクロ波の位相はπ／２だけづらす
ことが必要である。
マイクロ波は磁界中の電子をＢ点とＤ点で矢印の方向に
加速する。すなわち、単位時間当りの電子の加速効率が
二倍になる。ここで、上部から導入するマイクロ波と横
方向から導入するマイクロ波の位相はπ／２だけづらす
ことが必要である。
電子はサイクロトロン運動をしている間にＳｉＨ４など
の分子と衝突し、この分子をイオン化したりラジカル化
したりし、電子自身はエネルギを失うが、二方向からの
マイクロ波で加速されるため、直ちに高いエネルギ状態
に戻り、次の分子のイオン化やラジカル化を開始する。
の分子と衝突し、この分子をイオン化したりラジカル化
したりし、電子自身はエネルギを失うが、二方向からの
マイクロ波で加速されるため、直ちに高いエネルギ状態
に戻り、次の分子のイオン化やラジカル化を開始する。
すなわち、マイクロ波を二方向から導入したために、分
子のイオン化やラジカル化効率が上がることになる。し
たがって、膜の堆積速度が上がる。ＣＦ、などの分子を
用いたエツチングの場合も、同様に、二方向からマイク
ロ波を導入すると、ＣＦ４から生じるイオンやラジカル
の量が増加してエツチング速度が上がる。
子のイオン化やラジカル化効率が上がることになる。し
たがって、膜の堆積速度が上がる。ＣＦ、などの分子を
用いたエツチングの場合も、同様に、二方向からマイク
ロ波を導入すると、ＣＦ４から生じるイオンやラジカル
の量が増加してエツチング速度が上がる。
次に、堆積する膜の均一性、あるいはエツチングの均一
性が向上する点について述べる。マイクロ波を試料面に
対して垂直な方向（上方）から導入する場合、イオンや
ラジカルは中心から外側に広がるため、膜の堆積速度、
あるいは、エツチング速度は第３図（ａ）に示すような
分布になる。
性が向上する点について述べる。マイクロ波を試料面に
対して垂直な方向（上方）から導入する場合、イオンや
ラジカルは中心から外側に広がるため、膜の堆積速度、
あるいは、エツチング速度は第３図（ａ）に示すような
分布になる。
一方、マイクロ波を試料面に対して平行に（横方向から
）導入すると、膜の堆積速度、あるいは、エツチング速
度は第３図（ｂ）に示すような分布になる。マイクロ波
を上記二方向から導入すると、膜の堆積速度、あるいは
、エツチング速度は第３図（Ｑ）に示すような分布にな
る。最終的には。
）導入すると、膜の堆積速度、あるいは、エツチング速
度は第３図（ｂ）に示すような分布になる。マイクロ波
を上記二方向から導入すると、膜の堆積速度、あるいは
、エツチング速度は第３図（Ｑ）に示すような分布にな
る。最終的には。
基板を回転することにより、第３図（ｃ）に示すような
均一に膜の堆積、あるいはエツチングが可能となる。
均一に膜の堆積、あるいはエツチングが可能となる。
以下、本発明の装置の実施例を第１図を用いて説明する
。真空容器（直径２５０ｍｍ）ｌの外周に磁界発生用コ
イル４を設ける。プラズマ室２の上部から２．４５ Ｇ
Ｈｚ、２５０Ｗのマイクロ波導入機構５を設ける。マ
イクロ波導入用窓６の直径は１００ｍｍである。直径３
５０ ｍｍの処理室には側面から、上部と同様なマイク
ロ波導入機構７を設ける。上部から導入するマイクロ波
と横方向から導入するマイクロ波の位相はπ／２だけず
らしである。試料台１２は直径２００ｍｍのアルミナ製
であり、回転軸１３で支えられている。ガス導入管９か
らはアルゴンガスをプラズマ室に入れる。原料ガス導入
管１０からはＳｉＨいあるいはＣＦ４を処理室に入れる
。処理室内のガスは排気管１４から排気する。
。真空容器（直径２５０ｍｍ）ｌの外周に磁界発生用コ
イル４を設ける。プラズマ室２の上部から２．４５ Ｇ
Ｈｚ、２５０Ｗのマイクロ波導入機構５を設ける。マ
イクロ波導入用窓６の直径は１００ｍｍである。直径３
５０ ｍｍの処理室には側面から、上部と同様なマイク
ロ波導入機構７を設ける。上部から導入するマイクロ波
と横方向から導入するマイクロ波の位相はπ／２だけず
らしである。試料台１２は直径２００ｍｍのアルミナ製
であり、回転軸１３で支えられている。ガス導入管９か
らはアルゴンガスをプラズマ室に入れる。原料ガス導入
管１０からはＳｉＨいあるいはＣＦ４を処理室に入れる
。処理室内のガスは排気管１４から排気する。
次に、電磁界制御方式のプラズマによる膜の堆精側を示
す。プラズマ室２に導入するアルゴンガス３０＋＋＋１
／＋ｉｎ、処理室に導入するＳｉＳｉＨ４３Ｏ／ｗｉｎ
Ｏ、２００ｍ１／ｌｌｌ１ｎとし、磁界の強度は８７５
Ｇａｕｓｓである。上部及び横方向から導入するマイ
クロ波は共に２．４５ ＧＨｚ、 ２５０ Ｗであり１
両者の位相はπだけずらしである。このときのＳｉｎ、
膜の堆積速度は０．７５μｍ／ｗｉｎであり、４インチ
ウェハ上の膜厚のばらつきは±３％である。
す。プラズマ室２に導入するアルゴンガス３０＋＋＋１
／＋ｉｎ、処理室に導入するＳｉＳｉＨ４３Ｏ／ｗｉｎ
Ｏ、２００ｍ１／ｌｌｌ１ｎとし、磁界の強度は８７５
Ｇａｕｓｓである。上部及び横方向から導入するマイ
クロ波は共に２．４５ ＧＨｚ、 ２５０ Ｗであり１
両者の位相はπだけずらしである。このときのＳｉｎ、
膜の堆積速度は０．７５μｍ／ｗｉｎであり、４インチ
ウェハ上の膜厚のばらつきは±３％である。
本発明によれば、電磁界制御方式のプラズマ処理装置、
及びその処理方法において、膜の堆積速度や膜のエツチ
ング速度が大きく、かつ、その分布が均一となる。
及びその処理方法において、膜の堆積速度や膜のエツチ
ング速度が大きく、かつ、その分布が均一となる。
第１図は本装置の概略図、第２図は電子の運動を示す概
略図、第３図は膜厚分布を示す概略図である。 １・・・真空容器、２・・・プラズマ室、３・・・処理
室、４・・・磁界コイル、５・・・上部マイクロ波導入
機構、６・・・上部マイクロ波導入用窓、７・・・側面
マイクロ波導入機構、８・・・側面マイクロ波導入用窓
、９・・・アルゴンガス導入管、１１・・・試料台、１
２・・・試料、１３・・・回転軸。 代理人 弁理士 小川勝馬τｒ＼ ゛さブ ゝｅ−／ 才・３区 距Ｊ瑳、ズｃ、、、、−） 肝４唖、χ（−一）
略図、第３図は膜厚分布を示す概略図である。 １・・・真空容器、２・・・プラズマ室、３・・・処理
室、４・・・磁界コイル、５・・・上部マイクロ波導入
機構、６・・・上部マイクロ波導入用窓、７・・・側面
マイクロ波導入機構、８・・・側面マイクロ波導入用窓
、９・・・アルゴンガス導入管、１１・・・試料台、１
２・・・試料、１３・・・回転軸。 代理人 弁理士 小川勝馬τｒ＼ ゛さブ ゝｅ−／ 才・３区 距Ｊ瑳、ズｃ、、、、−） 肝４唖、χ（−一）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、電磁界制御方式のプラズマ処理装置において、マイ
クロ波を二方向以上の方向から導入することを特徴とす
るプラズマ処理装置。 ２、請求項１項の装置において、少なくとも試料面と平
行か垂直かのいずれの方向を含む二方向以上の方向から
マイクロ波を導入することを特徴とするプラズマ処理装
置。 ３、請求項１項の装置において、位相がπ／２だけづれ
たマイクロ波を導入する機構を備えたプラズマ装置。 ４、請求項１項、２項、及び３項の特徴を有するプラズ
マ処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4299489A JPH02224234A (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | プラズマ処理装置およびその処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4299489A JPH02224234A (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | プラズマ処理装置およびその処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02224234A true JPH02224234A (ja) | 1990-09-06 |
Family
ID=12651578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4299489A Pending JPH02224234A (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | プラズマ処理装置およびその処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02224234A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04352325A (ja) * | 1991-05-29 | 1992-12-07 | Mitsubishi Electric Corp | プラズマ処理装置 |
| WO2009139485A1 (en) * | 2008-05-13 | 2009-11-19 | Tokyo Electron Limited | Film forming method of silicon oxide film, silicon oxide film, semiconductor device, and manufacturing method of semicomductor device |
-
1989
- 1989-02-27 JP JP4299489A patent/JPH02224234A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04352325A (ja) * | 1991-05-29 | 1992-12-07 | Mitsubishi Electric Corp | プラズマ処理装置 |
| WO2009139485A1 (en) * | 2008-05-13 | 2009-11-19 | Tokyo Electron Limited | Film forming method of silicon oxide film, silicon oxide film, semiconductor device, and manufacturing method of semicomductor device |
| KR101147920B1 (ko) * | 2008-05-13 | 2012-05-24 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 실리콘 산화막의 성막 방법, 실리콘 산화막, 반도체 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 라이너 막의 성막 방법 |
| US8486792B2 (en) | 2008-05-13 | 2013-07-16 | Tokyo Electron Limited | Film forming method of silicon oxide film, silicon oxide film, semiconductor device, and manufacturing method of semiconductor device |
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