JPH02253618A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JPH02253618A JPH02253618A JP7577389A JP7577389A JPH02253618A JP H02253618 A JPH02253618 A JP H02253618A JP 7577389 A JP7577389 A JP 7577389A JP 7577389 A JP7577389 A JP 7577389A JP H02253618 A JPH02253618 A JP H02253618A
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- Japan
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- reaction
- magnetic field
- introduction port
- reaction room
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- Pending
Links
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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、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）プラズマ
を用いて食刻もしくはＣＶＤを行うプラズマ処理装置に
関するものである。
を用いて食刻もしくはＣＶＤを行うプラズマ処理装置に
関するものである。
従来の技術
プラズマ処理装置においては、従来、多用されてきた平
行平板型プラズマに処理装置に代わり、磁界とマイクロ
波を応用したＥＣＲプラズマ処理装置が実用化されつつ
ある。ＥＣＲプラズマ処理装置は、 ω＝３−Ｂ ω；マイクロ波の角周波数 ｍ；電子の質量 ｑ；電子の電荷 Ｂ；磁束密度 で表わされるＥＣＲ条件において、プラズマを発生し、
化学反応を生ぜしぬ、エツチング、ＣｖＤなどを行う。
行平板型プラズマに処理装置に代わり、磁界とマイクロ
波を応用したＥＣＲプラズマ処理装置が実用化されつつ
ある。ＥＣＲプラズマ処理装置は、 ω＝３−Ｂ ω；マイクロ波の角周波数 ｍ；電子の質量 ｑ；電子の電荷 Ｂ；磁束密度 で表わされるＥＣＲ条件において、プラズマを発生し、
化学反応を生ぜしぬ、エツチング、ＣｖＤなどを行う。
第２図（ａ）および（ｂ）は従来のＥＣＲプラズマ処理
装置を示す模式平面図および模式断面図である。第２図
（ａ）および（ｂ）において、周辺に電磁石１が設けら
れた反応室２は、上部にガス導入口３が設けられている
とともに下部に高真空排気口４が設けられ、内部には半
導体ウェハー５が収納されている。なお、６はＥＣＲ条
件を満たす磁界領域（ＥＣＲ面）である。
装置を示す模式平面図および模式断面図である。第２図
（ａ）および（ｂ）において、周辺に電磁石１が設けら
れた反応室２は、上部にガス導入口３が設けられている
とともに下部に高真空排気口４が設けられ、内部には半
導体ウェハー５が収納されている。なお、６はＥＣＲ条
件を満たす磁界領域（ＥＣＲ面）である。
発明が解決しようとする課題
ところで、従来のＥＣＲプラズマ処理装置では、反応室
２が中空状の円筒型になっている。ＥＣＲ条件は、この
反応室２内の等磁界面で達成されるが、そのときの電子
のエネルギーは 、＝ｒｙ・ ２ ｍ ｒ ｒ ：電子のサイクロトロン半径
で与えられる。このエネルギーは、サイクロトロン半径
ｒの２乗に比例するため、反応室２内のＥＣＲ面６では
、中心から外に向かっていく程高くなる。したがって、
ＥＣＲ面６内での反応種の分布が同心円状になり、また
、反応種のエネルギーも同心円状の分布を持つ。また、
サイクロトロン半径ｒもしくは、その円周は、ガスの平
均自由径に対して密接な関わりを持つため、反応室２内
の圧力を変化させると反応種の分布も大きく変化する。
２が中空状の円筒型になっている。ＥＣＲ条件は、この
反応室２内の等磁界面で達成されるが、そのときの電子
のエネルギーは 、＝ｒｙ・ ２ ｍ ｒ ｒ ：電子のサイクロトロン半径
で与えられる。このエネルギーは、サイクロトロン半径
ｒの２乗に比例するため、反応室２内のＥＣＲ面６では
、中心から外に向かっていく程高くなる。したがって、
ＥＣＲ面６内での反応種の分布が同心円状になり、また
、反応種のエネルギーも同心円状の分布を持つ。また、
サイクロトロン半径ｒもしくは、その円周は、ガスの平
均自由径に対して密接な関わりを持つため、反応室２内
の圧力を変化させると反応種の分布も大きく変化する。
また、反応種の生成エネルギーは、ガスの種類に大きく
依存するため、ＥＣＲプラズマを発生させる上で、たと
えば、ガスの圧力を少し変化させるだけで反応種の分布
が大きく変動し、安定したエツチングもしくはＣＶＤが
行えない。
依存するため、ＥＣＲプラズマを発生させる上で、たと
えば、ガスの圧力を少し変化させるだけで反応種の分布
が大きく変動し、安定したエツチングもしくはＣＶＤが
行えない。
本発明はこのような従来の問題を解決するもので、プラ
ズマ効率が良好で、最適な反応種の分布を得られるプラ
ズマ処理装置を提供することを目的とするものである。
ズマ効率が良好で、最適な反応種の分布を得られるプラ
ズマ処理装置を提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段
上記問題を解決するために本発明は、エネルギーが磁界
に対して同心円の分布を持つことに合わせて、反応室を
磁界に対して同心円状に分割する。
に対して同心円の分布を持つことに合わせて、反応室を
磁界に対して同心円状に分割する。
そして各反応室それぞれで、その半径で決まるエネルギ
ーに合わせて、導入するガスの種類、流量、圧力を決定
する。
ーに合わせて、導入するガスの種類、流量、圧力を決定
する。
作用
上記構成により、２種以上の混合ガスを用いる場合は、
同心円状に分割された各反応室に対し、反応エネルギー
の低いガスを内側の反応室に多く入れ、外側の反応室に
は反応エネルギーの高いガスを少なく導入することによ
り、マイクロ波から供給されたエネルギーを効率よく吸
収でき、均一なプラズマ分布を得られる。また、内側の
反応室のガス供給量を多くして、圧力を高くし、外側の
反応室の圧力を低くすることにより、プラズマの効率を
自由に制御し、最適な反応種の分布を得ることができる
。
同心円状に分割された各反応室に対し、反応エネルギー
の低いガスを内側の反応室に多く入れ、外側の反応室に
は反応エネルギーの高いガスを少なく導入することによ
り、マイクロ波から供給されたエネルギーを効率よく吸
収でき、均一なプラズマ分布を得られる。また、内側の
反応室のガス供給量を多くして、圧力を高くし、外側の
反応室の圧力を低くすることにより、プラズマの効率を
自由に制御し、最適な反応種の分布を得ることができる
。
実施例
以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。なお
、従来のプラズマ処理装置と同じものには同一符号を付
し、その説明は省略する。
、従来のプラズマ処理装置と同じものには同一符号を付
し、その説明は省略する。
第１図（ａ）および（ｂ）は本発明の一実施例を示すプ
ラズマ処理装置の模式平面図および模式断面図である。
ラズマ処理装置の模式平面図および模式断面図である。
第１［１Ｗ（ａ）および（ｂ）に示すように、反応室は
、ガス導入口側からＥＣＲ条件を満たす磁界領域６を越
える領域までを石英ガラス７で磁界に対して同心円状に
分割され、中央より第１反応室２Ａ、第２反応室２Ｂお
よび第３反応室２Ｃが形成され、それぞれに対応して第
１ガス導入口３Ａ。
、ガス導入口側からＥＣＲ条件を満たす磁界領域６を越
える領域までを石英ガラス７で磁界に対して同心円状に
分割され、中央より第１反応室２Ａ、第２反応室２Ｂお
よび第３反応室２Ｃが形成され、それぞれに対応して第
１ガス導入口３Ａ。
第２ガス導入口３Ｂおよび第３ガス導入口３Ｃが設けら
れている。
れている。
上記構成において、シリコン窒化膜を形成する場合、ガ
スはＳｉＨ，とＮ２を用いる。堆積膜の膜厚均一性を向
上させるため、第１反応室２Ａには、ＳｉＨ，を２ｓｅ
ｃｍ、 Ｎｘを５５ｃｃｎ＋導入し、圧力を０、ＩＰａ
に保つ、第２反応室２Ｂには、ＳｉＨ，を６ｓｅｃｍ、
Ｎ、を１２ｓｅｃｍ導入し、圧力を０．０８Ｐ ａに
保つ、第３反応室２Ｃには、ＳｉＨ，を６ｓｅｃｍ。
スはＳｉＨ，とＮ２を用いる。堆積膜の膜厚均一性を向
上させるため、第１反応室２Ａには、ＳｉＨ，を２ｓｅ
ｃｍ、 Ｎｘを５５ｃｃｎ＋導入し、圧力を０、ＩＰａ
に保つ、第２反応室２Ｂには、ＳｉＨ，を６ｓｅｃｍ、
Ｎ、を１２ｓｅｃｍ導入し、圧力を０．０８Ｐ ａに
保つ、第３反応室２Ｃには、ＳｉＨ，を６ｓｅｃｍ。
Ｎ２を１４ｓｅｃｍ導入し、圧力を０．６Ｐａに保つ、
このようにガスの総流量を中心側はど多くして圧力を高
くする。外側の反応室では、総流量を少くして圧力を低
くするとともに、Ｓ ｉ Ｈ，とＮ２の流量比において
Ｎ、を少なくして、反応を制御している。
このようにガスの総流量を中心側はど多くして圧力を高
くする。外側の反応室では、総流量を少くして圧力を低
くするとともに、Ｓ ｉ Ｈ，とＮ２の流量比において
Ｎ、を少なくして、反応を制御している。
この方式により、均一なプラズマ分布を得られ、堆積膜
の均一性はシリコンウェハー面内で±２％以下を達成で
きる。
の均一性はシリコンウェハー面内で±２％以下を達成で
きる。
一方、塩素ガスを用いてポリシリコンをエツチングする
場合は、第１、第２、第３反応室２Ａ。
場合は、第１、第２、第３反応室２Ａ。
２Ｂ、２Ｇに塩素ガスをそれぞれ２ ｓｅｃｍ、７ ｓ
ｅｃｍ、１６ｓｅｃｍ導入し、圧力はそれぞれ０．４Ｐ
ａ 、 ０．４Ｐ ａ、０．５Ｐ ａに保つことによ
りエッチ速度の均一性は±３％以下となった。
ｅｃｍ、１６ｓｅｃｍ導入し、圧力はそれぞれ０．４Ｐ
ａ 、 ０．４Ｐ ａ、０．５Ｐ ａに保つことによ
りエッチ速度の均一性は±３％以下となった。
発明の効果
以上のように、本発明によれば、ＥＣＲプラズマのプラ
ズマ効率が向上し、エツチング、ＣＶＤなとの均一性が
大幅に向上する。またプラズマの制御パラメータが増加
するので、制御性、安定性、信頼性も大幅に向上する。
ズマ効率が向上し、エツチング、ＣＶＤなとの均一性が
大幅に向上する。またプラズマの制御パラメータが増加
するので、制御性、安定性、信頼性も大幅に向上する。
第１図（ａ）および（ｂ）は本発明の一実施例によるプ
ラズマ処理装置の模式平面図および模式断面図。 第２図（ａ）および（ｂ）は従来のプラズマ処理装置の
模式平面図および模式断面図である。 １・・・電磁石、２Ａ・・・第１反応室、２Ｂ・・・第
２反応室、２Ｃ・・・第３反応室、３Ａ・・・第１ガス
導入口、３Ｂ・・・第２ガス導入０．３Ｃ・・・第３ガ
ス導入口、５・・・半導体ウェハー、６・・・磁界領域
（ＥＣＲ面）。 ７・・・石英ガラス。 代理人 森 本 義 弘
ラズマ処理装置の模式平面図および模式断面図。 第２図（ａ）および（ｂ）は従来のプラズマ処理装置の
模式平面図および模式断面図である。 １・・・電磁石、２Ａ・・・第１反応室、２Ｂ・・・第
２反応室、２Ｃ・・・第３反応室、３Ａ・・・第１ガス
導入口、３Ｂ・・・第２ガス導入０．３Ｃ・・・第３ガ
ス導入口、５・・・半導体ウェハー、６・・・磁界領域
（ＥＣＲ面）。 ７・・・石英ガラス。 代理人 森 本 義 弘
Claims (1)
- １、反応室の、ガス導入口から電子サイクロトロン共鳴
条件を満たす磁界領域を越える領域までを、磁界に対し
て同心円状に分割したプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7577389A JPH02253618A (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7577389A JPH02253618A (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02253618A true JPH02253618A (ja) | 1990-10-12 |
Family
ID=13585863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7577389A Pending JPH02253618A (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02253618A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003243378A (ja) * | 2001-11-13 | 2003-08-29 | Tokyo Electron Ltd | 解離及びイオン化の空間的制御のためのプラズマ処理装置 |
| JP2007088509A (ja) * | 1996-02-22 | 2007-04-05 | Freescale Semiconductor Inc | 誘導結合プラズマ・リアクタとその方法 |
-
1989
- 1989-03-28 JP JP7577389A patent/JPH02253618A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007088509A (ja) * | 1996-02-22 | 2007-04-05 | Freescale Semiconductor Inc | 誘導結合プラズマ・リアクタとその方法 |
| JP4654176B2 (ja) * | 1996-02-22 | 2011-03-16 | 住友精密工業株式会社 | 誘導結合プラズマ・リアクタ |
| JP2003243378A (ja) * | 2001-11-13 | 2003-08-29 | Tokyo Electron Ltd | 解離及びイオン化の空間的制御のためのプラズマ処理装置 |
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