JPH0270065A - 乾式薄膜加工装置 - Google Patents
乾式薄膜加工装置Info
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- JPH0270065A JPH0270065A JP22154188A JP22154188A JPH0270065A JP H0270065 A JPH0270065 A JP H0270065A JP 22154188 A JP22154188 A JP 22154188A JP 22154188 A JP22154188 A JP 22154188A JP H0270065 A JPH0270065 A JP H0270065A
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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〕
この発明は、LSI製造装置に代表される半導体製造装
置のなかでとくに低温成膜を必要とする超LSI成膜工
程に用いるECR方式の乾式薄膜加工装置に係り、装置
の構成として、マイクロ波発振器と、マイクロ波導波管
と、片側にマイクロ波の導入口を備え該導入口と対面す
る他側にマイクロ波を外方へ散逸させる開口を備えた通
過形共振器とからなるマイクロ波立体回路を有し、この
通過形共振器の内部において磁場とマイクロ波の交番電
界との相互作用によってプラズマを生成し、このプラズ
マを用いて基板に膜形成あるいはエツチングなどの薄膜
加工を行う乾式薄膜加工装置に関する。
置のなかでとくに低温成膜を必要とする超LSI成膜工
程に用いるECR方式の乾式薄膜加工装置に係り、装置
の構成として、マイクロ波発振器と、マイクロ波導波管
と、片側にマイクロ波の導入口を備え該導入口と対面す
る他側にマイクロ波を外方へ散逸させる開口を備えた通
過形共振器とからなるマイクロ波立体回路を有し、この
通過形共振器の内部において磁場とマイクロ波の交番電
界との相互作用によってプラズマを生成し、このプラズ
マを用いて基板に膜形成あるいはエツチングなどの薄膜
加工を行う乾式薄膜加工装置に関する。
低温成膜における膜質の向上を目的としてマイクロ波と
磁場との共鳴効果を用いたECR(電子サイクロトロン
共鳴)プラズマを用いたCVD、エツチング装置が研死
されている。第7図に示した装置はその一例で、マイク
ロ波共振器兼プラズマ生成室3と処理室9とを真空排気
しておきプラズマ生成室3へ目的に応じてN2 + 0
2 + Ar等のキャリヤガス(プラズマ原料ガス)を
流したところへマイクロ波を導波管1.マイクロ波導入
窓2を介して送り込む。プラズマ生成室3の外部には励
磁ソレノイド6が配置されプラズマ生成室3内部にEC
R条件を満たす磁場が発生しているとBOBプラズマが
発生する。このプラズマが処理室9内に押し出されウェ
ーハ台10へ向かう空間内にシランガスを送りこんでこ
のガスを上記プラズマにより活性化すると、発生した活
性種の作用により基板110表面にシリコン系薄膜が形
成される。
磁場との共鳴効果を用いたECR(電子サイクロトロン
共鳴)プラズマを用いたCVD、エツチング装置が研死
されている。第7図に示した装置はその一例で、マイク
ロ波共振器兼プラズマ生成室3と処理室9とを真空排気
しておきプラズマ生成室3へ目的に応じてN2 + 0
2 + Ar等のキャリヤガス(プラズマ原料ガス)を
流したところへマイクロ波を導波管1.マイクロ波導入
窓2を介して送り込む。プラズマ生成室3の外部には励
磁ソレノイド6が配置されプラズマ生成室3内部にEC
R条件を満たす磁場が発生しているとBOBプラズマが
発生する。このプラズマが処理室9内に押し出されウェ
ーハ台10へ向かう空間内にシランガスを送りこんでこ
のガスを上記プラズマにより活性化すると、発生した活
性種の作用により基板110表面にシリコン系薄膜が形
成される。
このようなECRクイブの乾式薄膜加工装置において、
一般に、プラズマ生成至はそれ自体がマイクロ波共振器
(以下、共振器と記す)を構成し、この共振器にマイク
ロ波を注入しかつ共振器内の真空引きを可能にするため
の手段として第2因に示すマイクロ波導入窓(以下、窓
材とも記す)2を用い、これをQ IJソング3で真空
封止した構成のものが一般に用いられている。
一般に、プラズマ生成至はそれ自体がマイクロ波共振器
(以下、共振器と記す)を構成し、この共振器にマイク
ロ波を注入しかつ共振器内の真空引きを可能にするため
の手段として第2因に示すマイクロ波導入窓(以下、窓
材とも記す)2を用い、これをQ IJソング3で真空
封止した構成のものが一般に用いられている。
この構成は、第3図、第4図に示す矩形導波管1と円筒
形共振器21との結合を念頭において採用されているも
のであり、その点では合理的であるが、実際の装置構成
においては円筒形共振器21の内部が真空引きできなけ
ればならず、そのためにマイクロ波導入窓2を採用した
結果、その物理構成は第5図、第6図に示すごとくなっ
ている。すなわち、導波管1と円筒形共振器2】との間
に窓材ハウジングnおよびギャップ23(円筒形共振器
の肉厚に帰因する)が存在する。窓材ハウジングnはそ
れをどのような形状に設計しようとも低次元のモードの
共振器とすることは実際的には難しく、しかも、窓材の
介在はモードを一層複雑なものとする。その結果ギヤツ
ブ乙の内部には高次元のマルチモードの解析不可能な電
界が存在する。これは円筒形共振器21の内部に不可避
的に悪影響を与え、円筒形共振器21の内部の電界分布
はその直径と長さとから理論的に求まる電界分布(例え
ば本願出願人が先に提案した特願昭62−123454
号参照)とは非常に異なった分布となってしまう。
形共振器21との結合を念頭において採用されているも
のであり、その点では合理的であるが、実際の装置構成
においては円筒形共振器21の内部が真空引きできなけ
ればならず、そのためにマイクロ波導入窓2を採用した
結果、その物理構成は第5図、第6図に示すごとくなっ
ている。すなわち、導波管1と円筒形共振器2】との間
に窓材ハウジングnおよびギャップ23(円筒形共振器
の肉厚に帰因する)が存在する。窓材ハウジングnはそ
れをどのような形状に設計しようとも低次元のモードの
共振器とすることは実際的には難しく、しかも、窓材の
介在はモードを一層複雑なものとする。その結果ギヤツ
ブ乙の内部には高次元のマルチモードの解析不可能な電
界が存在する。これは円筒形共振器21の内部に不可避
的に悪影響を与え、円筒形共振器21の内部の電界分布
はその直径と長さとから理論的に求まる電界分布(例え
ば本願出願人が先に提案した特願昭62−123454
号参照)とは非常に異なった分布となってしまう。
E CRプラズマはよく知られているとう′す、電界と
磁界との相互作用tこよる電子の加速を原理としている
ため、電界分布(こ生じる異常はそのままプラズマ密度
分布の異常となって現れ、それがプラズマ流の下流にお
けるウェーハとの反応プロセスの分布、具体的には成膜
装置の場合では膜厚分布の不均一となって現れる。これ
はECRタイプのプラズマ装置の実用上の障害となる。
磁界との相互作用tこよる電子の加速を原理としている
ため、電界分布(こ生じる異常はそのままプラズマ密度
分布の異常となって現れ、それがプラズマ流の下流にお
けるウェーハとの反応プロセスの分布、具体的には成膜
装置の場合では膜厚分布の不均一となって現れる。これ
はECRタイプのプラズマ装置の実用上の障害となる。
この発明の目的は、共振器の寸法から理論的に求まる共
振モードを乱すことのない、従って、分布の良いプラズ
マが得られ、基板上のプロセス速度分布が均一となる乾
式薄膜加工装置を提供することである。
振モードを乱すことのない、従って、分布の良いプラズ
マが得られ、基板上のプロセス速度分布が均一となる乾
式薄膜加工装置を提供することである。
上記課題を解決するために、この発明によれば、マイク
ロ波発振器と、マイクロ波導波管と、片側(こマイクロ
波の導入口を備え該導入口と対面する他側にマイクロ波
を外方へ散逸させる開口を備えた通過形共振器とからな
るマイクロ波立体回路を有し、この通過形共振器の内部
において磁場とマイクロ波の交番電界との相互作用によ
ってプラズマを生成し、このプラズマを用いて基板に膜
形成あるいはエツチングなどの薄膜加工を行う乾式薄膜
加工装置において、前記通過形共振器内に、マイクロ波
が通過しうる材料からなる隔壁を、前記通過形共振器内
を2つの部分に区分しその1つはマイクロ波導入口を含
み他の1つはマイクoilllを外方へ散逸させる開口
を含むようにかつ区分された2つの部分の間を気密に保
って開口を含む部分の側を真空排気しうるように配置す
るものとする。
ロ波発振器と、マイクロ波導波管と、片側(こマイクロ
波の導入口を備え該導入口と対面する他側にマイクロ波
を外方へ散逸させる開口を備えた通過形共振器とからな
るマイクロ波立体回路を有し、この通過形共振器の内部
において磁場とマイクロ波の交番電界との相互作用によ
ってプラズマを生成し、このプラズマを用いて基板に膜
形成あるいはエツチングなどの薄膜加工を行う乾式薄膜
加工装置において、前記通過形共振器内に、マイクロ波
が通過しうる材料からなる隔壁を、前記通過形共振器内
を2つの部分に区分しその1つはマイクロ波導入口を含
み他の1つはマイクoilllを外方へ散逸させる開口
を含むようにかつ区分された2つの部分の間を気密に保
って開口を含む部分の側を真空排気しうるように配置す
るものとする。
乾式薄膜加工装置をこのように構成し、従来のようにマ
イクロ波導入窓を介することなく、マイクロ波を直接共
振器内に導入して乱れのないマイクロ波の共振モードを
形成し、2つに区分された共振器の真空側の部分に送り
込まれたキャリアガスを乱れのないマイクロ波共振器で
プラズマ化するようにしたので、プラズマ@度の分布が
均一化され、基板上に均一なプロセス速度分布を得るこ
とができる。
イクロ波導入窓を介することなく、マイクロ波を直接共
振器内に導入して乱れのないマイクロ波の共振モードを
形成し、2つに区分された共振器の真空側の部分に送り
込まれたキャリアガスを乱れのないマイクロ波共振器で
プラズマ化するようにしたので、プラズマ@度の分布が
均一化され、基板上に均一なプロセス速度分布を得るこ
とができる。
第1図に、本発明lこよる乾式薄膜加工装置構成の一実
施例を示す。図中、第7図および第2図と同一の部材に
は同一符号を付し、説明を省略する。
施例を示す。図中、第7図および第2図と同一の部材に
は同一符号を付し、説明を省略する。
被処理基板が配される処理室(第7図参照)の天井板9
aに形成された開ロアを上方から被うように無機質−電
材たとえは石英、ば化アルミニウムなどからなるペルジ
ャー16をかぶせ、下端外周縁のフランジ16aで0リ
ング14を変形させつつ天井板9aに気密に固定した後
、天井面にマイクロ波導入口15aが形成され下方が開
放された円筒15を、ペルジャー16を外側から被うよ
うにかぶせて処理室の天井板9aに取り付け、円筒15
と、マイクロ波導入口15aと、開ロアとで円筒状の通
過形共振器5を形成している。この共振器はその直径と
長さとにより共振モードを’、[’ Ellnとし、ま
た導波管1はTEloとして両者間に単純な接合を実施
する。
aに形成された開ロアを上方から被うように無機質−電
材たとえは石英、ば化アルミニウムなどからなるペルジ
ャー16をかぶせ、下端外周縁のフランジ16aで0リ
ング14を変形させつつ天井板9aに気密に固定した後
、天井面にマイクロ波導入口15aが形成され下方が開
放された円筒15を、ペルジャー16を外側から被うよ
うにかぶせて処理室の天井板9aに取り付け、円筒15
と、マイクロ波導入口15aと、開ロアとで円筒状の通
過形共振器5を形成している。この共振器はその直径と
長さとにより共振モードを’、[’ Ellnとし、ま
た導波管1はTEloとして両者間に単純な接合を実施
する。
このようにして、円筒状の通過形共振器δ内は、隔壁の
役をなすペルジャー16により2つの部分に区分され、
マイクロ波導入口15a側の部分は大気圧に保たれ、開
ロア側の部分は真空に引かれてプラズマ生成室を形成す
る。このプラズマ生成室すなわちペルジャー16内空間
へのプラズマ原料ガスの供給は、例えば開ロアの近傍に
ガスシャワー装置17を形成し、ガス供給手段4を介し
て導入されたガスをペルジャー内へ向けて吹き出させる
ことにより行われる。
役をなすペルジャー16により2つの部分に区分され、
マイクロ波導入口15a側の部分は大気圧に保たれ、開
ロア側の部分は真空に引かれてプラズマ生成室を形成す
る。このプラズマ生成室すなわちペルジャー16内空間
へのプラズマ原料ガスの供給は、例えば開ロアの近傍に
ガスシャワー装置17を形成し、ガス供給手段4を介し
て導入されたガスをペルジャー内へ向けて吹き出させる
ことにより行われる。
以上に述べたように、本発明によれば、マイクロ波発振
器と、マイクロ波導波管と、片側にマイクロ波の導入口
を備え該導入口と対面する他側にマイクロ波を外方へ散
逸させる開口を備えた通過形共振器とからなるマイクロ
波立体回路を有し、この通過形共振器の内部において磁
場とマイクロ波の交番電界との相互作用によってプラズ
マを生成し、このプラズマを用いて基板に膜形成あるい
はエツチングなどの薄膜加工を行う乾式薄膜加工装置に
おいて、前記通過形共振器内に、マイクロ波が通過しう
る材料からなる隔壁を、前記通過形共振器内を2つの部
分に区分しその1つはマイクロ波導入口を含み他の1つ
はマイクロ波を外方へ散逸させる開口を含むようにかつ
区分された2つの部分の間を気密に保って開口を含む部
分の側を真空排気しうるように配置したので、従来のよ
うζこマイクロ波導入窓を介することなくマイクロ波が
直接共振器内に導入され、共振器内に乱れのないマイク
ロ波の共振モードが゛形成されるから、同一共振器内の
臭突側の部分に送り込まれたキャリアガスを乱れのない
マイクロ波電界中でプラズマ化することができ、これに
よりプラズマ密度の分布が均一化されるため、基板上に
均一なプロセス速度分布が得られ、より高品質に加工さ
れた基板を提供しうる効果が得られる。
器と、マイクロ波導波管と、片側にマイクロ波の導入口
を備え該導入口と対面する他側にマイクロ波を外方へ散
逸させる開口を備えた通過形共振器とからなるマイクロ
波立体回路を有し、この通過形共振器の内部において磁
場とマイクロ波の交番電界との相互作用によってプラズ
マを生成し、このプラズマを用いて基板に膜形成あるい
はエツチングなどの薄膜加工を行う乾式薄膜加工装置に
おいて、前記通過形共振器内に、マイクロ波が通過しう
る材料からなる隔壁を、前記通過形共振器内を2つの部
分に区分しその1つはマイクロ波導入口を含み他の1つ
はマイクロ波を外方へ散逸させる開口を含むようにかつ
区分された2つの部分の間を気密に保って開口を含む部
分の側を真空排気しうるように配置したので、従来のよ
うζこマイクロ波導入窓を介することなくマイクロ波が
直接共振器内に導入され、共振器内に乱れのないマイク
ロ波の共振モードが゛形成されるから、同一共振器内の
臭突側の部分に送り込まれたキャリアガスを乱れのない
マイクロ波電界中でプラズマ化することができ、これに
よりプラズマ密度の分布が均一化されるため、基板上に
均一なプロセス速度分布が得られ、より高品質に加工さ
れた基板を提供しうる効果が得られる。
第1図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第2図は従
来例によるマイクロ波共振器まわりの構成を示す縦断面
図、第3図および第4図は本発明におけるマイクロ波導
波管とマイクロ波共振器との結合構造を示す立体回路の
原理図であってそれぞれ斜視図と正面図、第5図および
第6図は従来装置におけるマイクロ波導波管とマイクロ
波共振器との結合構造例を示す立体回路の原理図であっ
てそれぞれ斜視図と正面図、@7図は従来例による乾式
薄膜加工装置の全体断面図である。 1・・・導波管(マイクロ波導波管)、3・・・プラズ
マ生成室、5,15・・・円筒、5a、15a・・・マ
イクロ波導入口、6・・・助出ソレノイド、7・・・開
口、11・・・基板、14・・・0リング、16・・・
ペルジャー(隔壁)、 20.25区 むっ 汁
来例によるマイクロ波共振器まわりの構成を示す縦断面
図、第3図および第4図は本発明におけるマイクロ波導
波管とマイクロ波共振器との結合構造を示す立体回路の
原理図であってそれぞれ斜視図と正面図、第5図および
第6図は従来装置におけるマイクロ波導波管とマイクロ
波共振器との結合構造例を示す立体回路の原理図であっ
てそれぞれ斜視図と正面図、@7図は従来例による乾式
薄膜加工装置の全体断面図である。 1・・・導波管(マイクロ波導波管)、3・・・プラズ
マ生成室、5,15・・・円筒、5a、15a・・・マ
イクロ波導入口、6・・・助出ソレノイド、7・・・開
口、11・・・基板、14・・・0リング、16・・・
ペルジャー(隔壁)、 20.25区 むっ 汁
Claims (1)
- 1)マイクロ波発振器と、マイクロ波導波管と、片側に
マイクロ波の導入口を備え該導入口と対面する他側にマ
イクロ波を外方へ散逸させる開口を備えた通過形共振器
とからなるマイクロ波立体回路を有し、この通過形共振
器の内部において磁場とマイクロ波の交番電界との相互
作用によってプラズマを生成し、このプラズマを用いて
基板に膜形成あるいはエッチングなどの薄膜加工を行う
乾式薄膜加工装置において、前記通過形共振器内に、マ
イクロ波が通過しうる材料からなる隔壁を、前記通過形
共振器内を2つの部分に区分しその1つはマイクロ波導
入口を含み他の1つはマイクロ波を外方へ散逸させる開
口を含むようにかつ区分された2つの部分の間を気密に
保って開口を含む部分の側を真空排気しうるように配置
したことを特徴とする乾式薄膜加工装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22154188A JPH0678587B2 (ja) | 1988-09-05 | 1988-09-05 | 乾式薄膜加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22154188A JPH0678587B2 (ja) | 1988-09-05 | 1988-09-05 | 乾式薄膜加工装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0270065A true JPH0270065A (ja) | 1990-03-08 |
JPH0678587B2 JPH0678587B2 (ja) | 1994-10-05 |
Family
ID=16768337
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22154188A Expired - Lifetime JPH0678587B2 (ja) | 1988-09-05 | 1988-09-05 | 乾式薄膜加工装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0678587B2 (ja) |
-
1988
- 1988-09-05 JP JP22154188A patent/JPH0678587B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0678587B2 (ja) | 1994-10-05 |
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