JPH0286129A - プラズマ装置 - 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ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置、エツチング装置、スパッタリ
ング装置等として用いられるプラズマ装置に関するもの
である。

〔従来の技術］ 電子サイクロトロン共鳴を利用したプラズマ装置は低ガ
ス圧で活性度の高いプラズマを生成出来、また大径のプ
ラズマ流を引き出せることから高集積半導体素子等にお
ける薄膜形成、エツチングに適用し得るものとしてその
研究、開発が進められている。

第４図はエツチング装置として構成した従来のプラズマ
装置を示す縦断面図であり、図中３１はプラズマ生成室
を示している。プラズマ生成室３１は上部壁中央に石英
ガラス板にて封止したマイクロ波導入窓３１ａを、また
下部壁中央には前記マイクロ波導入窓３１ａと対向する
位置にプラズマ引出窓３１ｂを夫々備えており、前記マ
イクロ波導入窓３１ａには他端を図示しない高周波発振
器に接続した導波管３２の一端が接続され、またプラズ
マ引出窓３１ｂに臨ませて試料室３３を配設し、更に周
囲にはプラズマ生成室３１及びこれに接続した導波管３
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３４を配設しである。

試料室３３内には円盤形の試料台３７が配設され、その
上にはウェーハ等の試料Ｓが静電吸着等の、所謂静電チ
ャック法にて着脱可能に載置され、更に試料室３３の下
部壁には図示しない排気装置に連なる排気口３３ａが開
口されている。３１ｇ、３３ｇは原料ガス供給管である
。

而してこのようなプラズマ装置にあっては、所要の真空
度に設定したプラズマ生成室３１．試料室３３内に原料
ガスを供給し、励磁コイル３４にて磁界を形成しつつプ
ラズマ生成室３１内にマイクロ波を導入してプラズマを
生成させ、生成させたプラズマを、励磁コイル３４にて
形成される試料室３３側に向かうに従い磁束密度が低下
する発散磁界によってプラズマ生成室３１からプラズマ
引出窓３１ｂを経て試料室３３内の試料台３７の試料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表面にエツ
チングを施すようになっている（特開昭５５−１４１７
２９号）。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで上述した如き従来のプラズマ装置にあっては試
料Ｓは静電チャック法によって試料台３７に支持されて
いるが、このような支持構造では試料Ｓに対する十分な
冷却構造をとることが出来ず、マイクロ波による直接加
熱、或いは試料Ｓ面でのイオン衝突等のために試料Ｓの
温度が高くなり、試料Ｓ表面のレジスト膜温度が上昇し
、レジストが変形、変質することが多く、レジストエツ
チングの進行が阻まれ、処理工程が停滞する等の問題が
あった。

また、冷却に使用する）Ｉｅ等のガスがプラズマ生成用
ガスと異なることによる悪影響の問題もあった。

本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは試料温度上昇を効果的に抑制し得る
冷却手段を備えた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にあっては試料の支持台に、
試料の裏面側に向けてプラズマ生成用材料ガスを噴出す
るガス導入手段を具備する。

〔作用〕

本発明はこれによってプラズマ生成ガスがそのまま冷却
用ガスとして利用されることとなり、冷却用ガスとプラ
ズマ生成用ガスが同質で漏洩防止機能が低（て済むこと
となる。

〔実施例］ 以下本発明を薄膜形成装置として構成した実施例につき
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（以下本発明装置と
いう）の縦断面図であり、図中１はプラズマ生成室、２
は導波管、３は試料Ｓに対しエツチング処理を施す試料
室、４は励磁コイルを示している。

プラズマ生成室ｌは上部壁中央には石英ガラス板で閉鎖
されたマイクロ波導入窓１ａを備え、また下部壁中央に
は前記マイクロ波導入窓１ａと対向する位置に円形のプ
ラズマ引出窓１ｂを備えており、前記マイクロ波導入窓
１ｄには導波管２の一端部が接続され、またプラズマ引
出窓１ｂにはこれに臨ませて試料室３が配設され、更に
周囲にはプラズマ生成室１及びこれに連結された導波管
２の一端部にわたって励磁コイル４が周設せしめられて
いる。

導波管２の他端部は図示しない高周波発振器に接続され
ており、発せられたマイクロ波をマイクロ波導入窓１ａ
からプラズマ生成室１内に導入するようにしである。励
磁コイル４は図示しない直流電源に接続されており、直
流電流の通流によってプラズマ生成室１内にマイクロ波
の導入によりプラズマを生成し得るよう磁界を形成する
と共に、試料室３側に向けて磁束密度が低（なる発散磁
界を形成し、プラズマ生成室１内に生成されたプラズマ
を試料室３内に導出せしめるようになっている。

試料室３内にはその下部中央であって、プラズマ引出窓
１ｂと対向する位置には第２．３図に示す如き試料台７
が配設され、その上にはウェーハ等の試料Ｓが静電吸着
等の手段にて着脱可能に載置されるようにしてあり、ま
た底壁には図示しない排気装置に連なる排気口３ａを開
口しである。

第２図は本発明装置に用いる試料台の模式的平面図、第
３図は第２図の■−■線による断面図であり、試料台７
は円盤形をなす良熱伝導型のベースプレート７ａ及びこ
の上に重ね合わせて固定された電極７ｂにて構成されて
いる。電極７ｂはその表面を絶縁材で被覆されている。

電極７ｂは試料Ｓを載置する表面はその中心から周方向
に延在させた等間隔の４本の仕切壁７ｃ、及び周囲壁７
ｄにて囲われた深さ５０μｍ以下の４箇所の扇形凹領域
Ａを備えており、この各扇形凹領域Ａの中心部寄りの位
置にベースプレート７ａ及び電極７ｂを貫通するガス導
入路７ｅが設けられ、また各扇形凹領域Ａの周囲壁７ｄ
には夫々一箇所に所要の幅寸法（０，５ｍｍ以下）の切
り込みで構成されるガス流出ロアｆが設けられている。

ガス導入路７ｅは試料台７の下部に接続したガス供給管
８に接続されている。

而してこのような本発明装置にあっては所要の真空度に
設定したプラズマ生成室ｌ、試料室３内に材料ガスを主
として試料台７のガス導入路７ｅを通じて供給し、また
補助的に材料ガス供給管１ｇ、３ｇから供給する。ガス
導入路７ｅから扇形凹領域Ａ内に吹き込まれたプラズマ
生成用材料ガスは数Ｔｏｒｒ〜ｌＯ数Ｔｏｒｒの圧力で
扇形凹領域Ａ内に満たされ、試料Ｓの表面と直接接触し
てこれと熱交換しつつ、ガス流出ロアｆを通じて試料室
３並びにプラズマ生成室１内に拡散されてゆく。励磁コ
イル４にて磁界を形成しつつプラズマ生成室−内にマイ
クロ波を導入して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からプラズマ引出器１ｂを経て試料室
３゛内の試料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表面にエツチングを施す。

試料Ｓは上述した如き試料台７における絶縁材をコーテ
ィングした電極７ｂ上面に載置されて扇形凹領域Ａ内に
満たされたプラズマ生成用材料ガスによって冷却されて
おり、レジスト等の変形を生じることはない。

なお上述の実施例はエツチング装置として構成した場合
について説明したが、これに限らずＣＶＤ装置、スパッ
タリング装置にも適用し得ることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上の如（本発明装置にあっては、試料台にこれに載置
した試料の裏面に対し接触するようプラズマ生成用ガス
を供給する手段を備えるから、試料に対する冷却を効果
的に行い得、しかもプラズマ生成用材料ガスを用いるか
ら冷却ガスがプラズマに悪影響を与える不都合がないな
ど、本発明は優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の縦断面図、第２図は本発明装置に
おける試料台の平面図、第３図は第２図のｌＩ［−Ｉ［
１線による断面図、第４図は従来装置の縦断面図である
。 １・・・プラズマ生成室　２・・・導波管　３・・・試
料室４・・・励磁コイル　７・・・試料台７ａ・・・ベ
ースプレート７ｂ・・・電極　７ｃ・・・仕切壁　７ｄ
・・・周囲壁７ｅ・・・ガス導入路　７ｆ・・・ガス流
出口　８・・・ガス供給管　Ｓ・・・試料 ｆ 藁　　２ 図 特　許　出願人　　住友金属工業株式会社代理人　弁理
士　　河　　野　　登　　火弟 図 ３ａ 弔 図 弔 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電子サイクロトロン共鳴励起により発生させたプラ
   ズマを用いて試料に処理を施すプラズマ装置において、 前記試料の支持台に、試料の裏面側に向け てプラズマ生成用材料ガスを噴出するガス導入手段を具
   備することを特徴とするプラズマ装置。