JPH02271626A - プラズマ装置 - Google Patents

プラズマ装置

Info

Publication number
JPH02271626A
JPH02271626A JP9423989A JP9423989A JPH02271626A JP H02271626 A JPH02271626 A JP H02271626A JP 9423989 A JP9423989 A JP 9423989A JP 9423989 A JP9423989 A JP 9423989A JP H02271626 A JPH02271626 A JP H02271626A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow rate
gas
chamber
sample
plasma
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9423989A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuhiro Iwama
信浩 岩間
Toshiyasu Hayamizu
利泰 速水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP9423989A priority Critical patent/JPH02271626A/ja
Publication of JPH02271626A publication Critical patent/JPH02271626A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば半導体集積回路製造のためのCVD 
(Chemical Vapor Depositio
n)装置、ドライエツチング装置等のプラズマ装置に関
する。
[従来の技術] 電子サイクロトロン共鳴(Electron Cycl
otronResonance)を利用して生成される
ECRプラズマは、低ガス圧下において高い活性度を有
すること、イオンエネルギの広い範囲が選択可能である
こと、またイオン流の指向性、均一性に優れていること
等の多くの利点があり、半導体基板上に所望の物質の薄
膜を形成せしめるためのCVD装置、半導体基板上に微
細な回路パターンを形成せしめるためのドライエツチン
グ装置等、半導体集積回路の製造装置への適用が進めら
れている。
ECRプラズマの生成過程を簡単に説明すると真空状態
に保持されたプラズマ生成室に少量のガスを導入し、次
いで所要の強度の磁界を印加し、マイクロ波を投射する
。そうすると磁場中の電子がサイクロトロン共鳴により
マイクロ波のエネルギを吸収して加速され、前記ガスの
分子と衝突して、これをイオン化させ、プラズマ生成室
内にプラズマが生成される。
第4図はCVD装置として構成した従来のECRプラズ
マ装置を示す縦断面図であり、図中1はプラズマ生成室
を示してい企。プラズマ生成室1は上部壁中央に石英ガ
ラス板1bにて封止したマイクロ波導入口1cを、また
下部壁中央には前記マイクロ波導入口1cと対向する位
置にプラズマ引出窓1dを夫々備えており、前記マイク
ロ波導入口1cには他端を図示しない高周波発振器に接
続した導波管2の一端が接続され、またプラズマ引出窓
1dに臨ませて試料室3を配設し、更に周囲にはプラズ
マ生成室1及びこれに接続した導波管2の一端部にわた
ってこれらを囲繞する態様でこれらと同心状に励磁コイ
ル4を配設しである。
反応室3内には前記プラズマ引出窓1dと対向する位置
に試料台7が配設され、その上にはウェーハ等の試料S
がそのまま、又は静電吸着等の手段にて着脱可能に載置
され、また反応室3の下部壁には図示しない排気装置に
連なる排気口3aが設けられている。
更にプラズマ生成室1の上部壁には減圧弁14゜インパ
ルプ13.流量制御装置12.アウトバルブ11からな
る流量制御部10に接続したガス供給管1gの一端が接
続され、矢符で示す流量制御部10の入側から導入され
る0□等のプラズマ生成に与かるガスが、プラズマ生成
室1内に供給されるようになっている。同様に試料室3
はその一側壁には減圧弁34.インバルブ33.流量制
御装置32.アウトバルブ31からなる流量制御部30
に接続したガス供給管3gの一端が接続され、矢符で示
す流量制御部30の入側から導入されるSiH4等の反
応性ガスが試料室3内に供給されるようになっている。
また試料室3のガス供給管が配されている側と対向する
側にゲートバルブ8bを介してロードロツタ室8が設け
られている。ロードロック室8の下部壁には排気口8a
が設けられており、ロードロツタ室8の内部には試料室
3に試料を搬送する試料搬送機構80が備えられている
。また図示しないガス導入口よりロードロック室8内に
N2等のパージガスが供給されるようになっている。
而してこのようなCVD装置にあってはプラズマ生成室
1.試料室3内を所要の真空度に設定した後、ガス供給
管1g、3gを通じて原料ガスを供給し、プラズマ生成
室1内で上述した生成過程によりプラズマを生成させ、
生成させたプラズマを励磁コイル4にて形成される発散
磁界によってプラズマ生成室1からプラズマ引出窓1d
を経てロードロック室8から試料室3内の試料台7上に
搬入された試料S周辺に導出し、試料S表面でプラズマ
流中のイオン、ラジカル粒子による表面反応を生起させ
、試料S表面に成膜が施されるようになっている。とこ
ろで、前記流量制御部10及び30の構成要素である流
量制御装置12.32には流量制御部10及び30の入
側から導入され、減圧弁14.34にて減圧されたガス
がインパルプ13.33を介して導入される。流量制御
装置12.32は導入されたガスを図示しない流量制御
信号発生回路から与えられる所要流量に対応する流量制
御信号に従って変化させ、第3図に示す如く瞬時にして
所要流量のガスをアウトパルプIL31を介してプラズ
マ生成室1及び試料室3等の反応容器内に供給する。
第3図は従来装置によるガス流量の変化を示すグラフで
ある。図中縦軸にはガス流量(sccm) 、横軸には
供給時間(秒)がとられており、ガス供給開始後2抄程
度の瞬時にして101005eに達し、そのままの流量
で60秒間ガスを供給した後、供給が停止される。
そして所要量のガスを供給し終えると、インパルプ13
.33を閉じ、流量制御装置12.32の流量が低下し
た後、即ちインパルプ13.33と流量制御装置12.
32との間のガスが無くなった後、流量制御装置12.
32による制御を停止し、アウトバルブ11゜31を閉
じ、流量制御部10.30内にガスが残らないようにし
てガスの供給を停止する。
供給を停止する際に上述の如く回路内のガスを抜くのは
、次にガス供給を開始する時、新たに供給されるガスと
共に流量制御部10.30内の残留ガスが反応容器内に
導入され、そのガス圧力により反応容器内に付着してい
るパーティクル(SiOz等の反応生成物)が巻き上げ
られ、試料Sが汚染されることを防止するためである。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、従来の流量制御装置12.32が前記流量制
御指令を受けとり、受けとった指令に従って、導入され
たガスを所要流量に変化させるのに要する時間はわずか
2秒程度であるため、反応容器内には導入されるガスに
よる急激な圧力変動が生じる。殊にECRプラズマCv
D装置の反応容器内はガス導入前で10− ’Torr
O高真空度に設定されているので、この反応容器内に導
入されるガス分子は分子流としてふるまうため、平均自
由工程が長くなり、極めて高速で反応容器内に噴出し、
パーティクルを巻き上げる原因となる。このため、上述
の如くガス抜きを行って残留ガスによるパーティクルの
巻き上げを防■ヒしても、前記圧力変動によりパーティ
クルの巻き上げが生じ、試料Sが汚染される。
CVD装置においては操業に伴い、プラズマ生成室1の
内壁、試料台7上の試料Sの周辺部にパーティクルが付
着することは避けられない。このパーティクルが前記圧
力変動により巻き上げられ、試料S上に付着した場合、
例えば試料基板上の配線間の絶縁不良の原因となる等成
品の歩留り及び品質に悪影響を及ぼす。そこで、反応容
器内のクリーニングを頻繁に行い、前述のような箇所に
付着するパーティクルを常に除去しておく必要がある。
しかしながらクリーニングを行う場合、反応容器内を大
気開放させるため、大気中の水分が容器内に付着し、反
応容器内の真空性能を回復させるのに長時間かかるので
装置を効率良く使用することができない。またクリーニ
ングに要するコストが高くつく。
本発明は斯かる事情に鑑みなされたものであり、その目
的とするところはガス供給時に反応容器内に急激な圧力
変動が生じることを防止することにより、パーティクル
の巻き上げによる試料の汚染を減少させ、成品の歩留り
及び品質の向上を図り、これにより反応容器内をパーテ
ィクル除去のためにクリーニングする頻度が少なくてす
み、反応容器の使用効率が良く、クリーニングに要する
コストを節約できるプラズマ装置を提供するにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係るプラズマ装置は、反応容器へのガス供給路
に流量制御装置を有するプラズマ装置において、供給す
るガスの流量を経時的に増加させる制御信号を、前記流
量制御装置へ与える回路を設けたことを特徴とする。
〔作用〕
本発明に係るプラズマ装置にあっては、ガス供給開始後
経時的に流量を増加させてガスを供給することができる
。これにより反応容器内の急激な圧力変動が防止され、
パーティクルの巻き上げによる試料の汚染が減少する。
〔実施例] 以下本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に説
明する。
第1図は本発明に係るプラズマ装置を示す縦断面図であ
り、図中1はプラズマ生成室を示している。プラズマ生
成室lは上部壁中央に石英ガラス板1bにて封止したマ
イクロ波導入口1cを、また上部壁中央には前記マイク
ロ波導入口1cと対向する位置にプラズマ引出窓1dを
夫々備えており、前記マイクロ波導入口1cには他端を
図示しない高周波発振器に接続した導波管2の一端が接
続され、またプラズマ引出窓1dに臨ませて試料室3と
配設し、更に周囲にはプラズマ生成室1及びこれに接続
した導波管2の一端部にわたってこれらを囲繞する態様
でこれらと同心状に励磁コイル4を配設しである。
反応室3内には前記プラズマ引出窓1dと対向する位置
に試料台7が配設され、その上にはウェーハ等の試料S
がそのまま、又は静電吸着等の手段にて着脱可能に載置
され、また反応室3の下部壁には図示しない排気装置に
連なる排気口3aが設けられている。
更にプラズマ生成室1の上部壁には減圧弁14゜インバ
ルブ13.流量制御装置12.アウトバルブ11からな
る流量制御部10に接続したガス供給管1gの一端が接
続され、矢符で示す流量制御部10の入側から導入され
る0□等のプラズマ生成に与かるガスが、プラズマ生成
室1内に供給されるようになっている。同様に試料室3
はその一側壁には減圧弁34.インバルブ33.流量制
御装置32.アウトバルブ31からなる流量制御部30
に接続したガス供給管3gの一端が接続され、矢符で示
す流量制御部30の入側から導入される5iHa等の反
応性ガスが試料室3内に供給されるようになっている。
前記流量制御部10及び30の構成要素である流量制御
装置12.32には、流量制御部lO及び30の入側か
ら導入され、減圧弁14.34にて減圧されたガスがイ
ンバルブ13.33を介して導入される。流量制御装置
12.32には演算器12b、 32bからD/A (
デジタル−アナログ)変換器12a 、 32aを介し
て所要の流量に対応する設定制御信号が入力される。設
定制御信号は流量を時間の経過に対応させて増加させ、
所定時間経過後所要流量に達した後は、そのままの流量
でガスを供給させるように定められたアナログ信号であ
る。演算器12b、32bは上述のように定められた流
量を経時的に数値化し、D/A変換器12a、32aが
それをアナログ信号化する。流量制御装置12.32は
この設定制御信号に従って、以下に示す第2図の如く流
量を増加させ、アウトバルブ11.31を開けてプラズ
マ生成室1及び試料室3等の反応容器内へガスを供給す
る。
第2図は本発明装置によるガス流量の変化を示すグラフ
である。図中縦軸にはガス流’i(sccm)、横軸に
は供給時間(秒)がとられており、ガス供給開始後40
秒間は経過時間に比例させて流量が増加され、40秒経
過した時点で流量は101005eに達し、そのままの
流量で更に40秒間ガスを供給した後、供給が停止され
る。
また、従来の流量制御信号発生回路と流量制御装置12
.32との間に、所要流量に対応する前記流量制御信号
を経時的に増加させる変換器を設けても上記同様にガス
を供給することができる。
更に試料室3のガス供給管が配されている側と対向する
側にゲートバルブ8bを介してロードロック室8が設け
られている。ロードロツタ室8の下部壁には排気口8a
が設けられており、ロードロック室8の内部には試料室
3に試料を搬送する試料搬送機構80が備えられている
。また図示しないガス導入口よりロードロツタ室8内に
N2等のパージガスが供給されるようになっている。
而してこのようなCVD装置にあってはプラズマ生成室
1.試料室3内を所要の真空度に設定した後、ガス供給
管1g、3gを通じて原料ガスを供給し、プラズマ生成
室1内で上述した生成過程によりプラズマを生成させ、
生成させたプラズマを励磁コイル4にて形成される発散
磁界によってプラズマ生成室1からプラズマ引出窓1d
を経てロードロック室8から試料室3内の試料台7上に
搬入された試料S周辺に導出し、試料S表面でプラズマ
流中のイオン、ラジカル粒子による表面反応を生起させ
、試料S表面に成膜が施されるようになっている。
次に本発明装置及び従来装置においてガス供給を行い、
試料S上に付着するパーティクルの個数を比較した実験
結果を以下に示す。なお、本実施例における実験に用い
た装置はすべて実験前に反応容器内をクリーニングしで
ある。
まず、予備実験として、I X 10−6Torr真空
度に設定された試料室3内にロードロック室8から試料
Sを搬送し、ガス供給を行わないで所定時間放置した後
、試料Sをロードロツタ室8内に回収してN2パージし
、試料S上の0.3μm以上のパーティクルの個数を調
べたところ、ガスを供給しない場合でも平均20個のパ
ーティクルが試料S上に付着することがわかった。
次に上記同様の試料室3内にロードロツタ室8から試料
Sを搬入した後、第4図の従来装置においては流量制御
装置12.32にて第3図に示した如くガス流量を制御
し、第1図の1本発明装置においては流量制御装置12
,32 、D/A変換器12a、32a、演算器12b
、 32bにて第2図に示した如くガス流量を制御し、
夫々の反応容器内に総流16000ccのN2ガスを供
給する。
ガス供給後、試料Sをロードロツタ室8内に回収してN
2パージし、試料S上の0.3μm以上のパーティクル
の個数を調べたところ、従来装置を用いたものは約22
0個、本発明装置を用いたものは約80個のパーティク
ルが試料S上に付着していた。
予備実験に示した如く、ガスを供給しなくとも平均20
個のパーティクルが試料S上に付着するので、この個数
を上述のパーティクル個数から差し引くと、本発明装置
のガス供給方法により試料S上に付着するパーティクル
数は60個であり、従来装置のガス供給方法により付着
するパーティクルの個数200と比べて70%も付着個
数が減じた。
なお、本実施例において、本発明装置のガス流量は経過
時間に対して直線的に増加するように制御されたが、制
御の方法はこれに限るものではなく、例えば経過時間に
対して曲線的または微小な段階的に増加するように制御
してもよい。また流量を経時的に増加させる時間の割合
も上述のものに限らず条件に応じて変化させることがで
きるのはいうまでもない。
〔効果〕
以上詳述した如く本発明装置においては、ガス供給開始
後所定時間内は経時的に流量を増加させてガスを供給す
ることができるので、ガス供給時に反応容器内に急激な
圧力変動が生じることが防止され、これによりパーティ
クルの巻き上げによる試料の汚染が減少し、成品の歩留
り及び品質の向上が図られる。また反応容器内をパーテ
ィクル除去のために頻繁にクリーニングする必要がなく
なり、反応容器を効率良く使用でき、クリーニングに要
するコストも節約できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のプラズマ装置を示す模式的縦断面図、
第2図は本発明装置によるガス流量の変化を示したグラ
フ、第3図は本発明の実施例の比較例として示した従来
装置によるガス流量の変化を示したグラフ、第4図は従
来のプラズマ装置を示す模式的縦断面図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、反応容器へのガス供給路に流量制御装置を有するプ
    ラズマ装置において、 供給するガスの流量を経時的に増加させる 制御信号を、前記流量制御装置へ与える回路を設けたこ
    とを特徴とするプラズマ装置。
JP9423989A 1989-04-13 1989-04-13 プラズマ装置 Pending JPH02271626A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9423989A JPH02271626A (ja) 1989-04-13 1989-04-13 プラズマ装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9423989A JPH02271626A (ja) 1989-04-13 1989-04-13 プラズマ装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02271626A true JPH02271626A (ja) 1990-11-06

Family

ID=14104756

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9423989A Pending JPH02271626A (ja) 1989-04-13 1989-04-13 プラズマ装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH02271626A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05112881A (ja) * 1991-05-15 1993-05-07 Hitachi Ltd イオンミリング装置のガス導入系
US5792272A (en) * 1995-07-10 1998-08-11 Watkins-Johnson Company Plasma enhanced chemical processing reactor and method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05112881A (ja) * 1991-05-15 1993-05-07 Hitachi Ltd イオンミリング装置のガス導入系
US5792272A (en) * 1995-07-10 1998-08-11 Watkins-Johnson Company Plasma enhanced chemical processing reactor and method
US6001267A (en) * 1995-07-10 1999-12-14 Watkins-Johnson Company Plasma enchanced chemical method
US6178918B1 (en) 1995-07-10 2001-01-30 Applied Materials, Inc. Plasma enhanced chemical processing reactor
US6375750B1 (en) 1995-07-10 2002-04-23 Applied Materials, Inc. Plasma enhanced chemical processing reactor and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104882360B (zh) 等离子体处理装置的清洁方法
US8257501B2 (en) Plasma doping device with gate shutter
US5573981A (en) Method of removing residual charges of an electrostatic chuck used in a layer deposition process
KR100374885B1 (ko) 절연막의 제조 방법
TWI766907B (zh) 電漿處理裝置及電漿處理方法
US6107215A (en) Hydrogen plasma downstream treatment equipment and hydrogen plasma downstream treatment method
US5304405A (en) Thin film deposition method and apparatus
US5972799A (en) Dry etching method
US4842989A (en) Resist layer and process for forming resist pattern thereon
US5897740A (en) Plasma processing system
JP3323764B2 (ja) 処理方法
KR102220238B1 (ko) 플라스마 처리 장치
KR100262883B1 (ko) 플라즈마 크리닝 방법 및 플라즈마 처리장치
JP2002060951A (ja) 気体反応によるcvdチャンバ内の異物の除去
JPH02271626A (ja) プラズマ装置
JP3592878B2 (ja) プラズマクリーニング方法
JP3013576B2 (ja) ドライクリーニング方法
CN113767453B (zh) 等离子处理装置以及等离子处理方法
JP2004259819A (ja) 試料の表面処理装置及び表面処理方法
WO2006026370A2 (en) Method to reduce plasma damage during cleaning of semiconductor wafer processing chamber
US20030234440A1 (en) Method of forming a fluorocarbon polymer film on a substrate using a passivation layer
JP7222150B1 (ja) プラズマ処理方法
JP2728483B2 (ja) 試料後処理方法と装置
JPH0547713A (ja) プラズマ処理装置
JPH11330063A (ja) プラズマ処理装置のクリ−ニング方法