JPH03129817A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JPH03129817A JPH03129817A JP26874189A JP26874189A JPH03129817A JP H03129817 A JPH03129817 A JP H03129817A JP 26874189 A JP26874189 A JP 26874189A JP 26874189 A JP26874189 A JP 26874189A JP H03129817 A JPH03129817 A JP H03129817A
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- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 title abstract 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 39
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 20
- 238000005530 etching Methods 0.000 abstract description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 11
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
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- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
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- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
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Landscapes
- 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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体などの製作過程における成膜やエツチン
グなどに用いるプラズマ処理装置に関する。
グなどに用いるプラズマ処理装置に関する。
電子サイクロトロン共鳴（以下ＥＣＲと略称する）を利
用したプラズマ処理装置は、半導体素子などを製造する
過程で成膜やエツチングなどに適用可能なことから、そ
の研究開発が進められている。
用したプラズマ処理装置は、半導体素子などを製造する
過程で成膜やエツチングなどに適用可能なことから、そ
の研究開発が進められている。
第４図は例えば成膜装置として構成したプラズマ処理装
置の要部を示した模式断面図である。第４図において図
示してないマイクロ波電源に接続された導波管１が導波
窓２を介してプラズマ生成室３の上部に取り付けてあり
、プラズマ生成室３の下部はプラズマ処理室４に固定さ
れる。プラズマ生成室３とプラズマ処理室４との間のそ
れぞれの開口部にはプラズマ引き出し窓５を設けである
。
置の要部を示した模式断面図である。第４図において図
示してないマイクロ波電源に接続された導波管１が導波
窓２を介してプラズマ生成室３の上部に取り付けてあり
、プラズマ生成室３の下部はプラズマ処理室４に固定さ
れる。プラズマ生成室３とプラズマ処理室４との間のそ
れぞれの開口部にはプラズマ引き出し窓５を設けである
。
プラズマ生成室３にはプラズマ原料ガス導入路６゜プラ
ズマ処理室４には成膜原料ガス導入路７を設け、プラズ
マ生成室３の周囲に励磁ソレノイド８が配置されている
。プラズマ処理室４の内部に試料台９上に置いた成膜用
の基板ｌＯを収納し、プラズマ処理室４の下方から減圧
のための図示してない真空ポンプに導く。
ズマ処理室４には成膜原料ガス導入路７を設け、プラズ
マ生成室３の周囲に励磁ソレノイド８が配置されている
。プラズマ処理室４の内部に試料台９上に置いた成膜用
の基板ｌＯを収納し、プラズマ処理室４の下方から減圧
のための図示してない真空ポンプに導く。
概ね以上のように構成された成膜装置を用いて、所定の
減圧雰囲気に設定したプラズマ生成室３゜プラズマ処理
室４にそれぞれ原料ガス導入路６゜７からプラズマ原料
ガスおよび成膜原料ガスを供給し、図示してない電源に
よって生じ導波管ｌ。
減圧雰囲気に設定したプラズマ生成室３゜プラズマ処理
室４にそれぞれ原料ガス導入路６゜７からプラズマ原料
ガスおよび成膜原料ガスを供給し、図示してない電源に
よって生じ導波管ｌ。
導波窓２を通るマイクロ波と励磁ソレノイド８から発生
ずる磁界との作用によりＥＣＲプラズマを生成させ、こ
の生成したプラズマを励磁ソレノイド８から発生する磁
界によって、プラズマ引き出し窓５を経てプラズマ処理
室４内の試料台９上の成膜用基板ｌＯの周辺に導くこと
により成膜が行われる。
ずる磁界との作用によりＥＣＲプラズマを生成させ、こ
の生成したプラズマを励磁ソレノイド８から発生する磁
界によって、プラズマ引き出し窓５を経てプラズマ処理
室４内の試料台９上の成膜用基板ｌＯの周辺に導くこと
により成膜が行われる。
以上のようなプラズマ処理装置は、半導体素子を製造す
る際などには非常に有効なものであるが、問題は前述の
プラズマ生成室３とプラズマ処理室４との間に設けであ
るプラズマ引き出し窓５の形状にある。第５図（ａ）、
（ｂ）はそのプラズマ引き出し窓５の形状を拡大して示
し、第５図（ａ）は模式平面図、第５図（６）は第５図
（ａ）のｘ−ｘ’線の模式断面図である。プラズマ引き
出し窓５は通常Ｍなどの非磁性体が用いられるが、第５
図（ａ）、（ロ）のように中央に一つの孔１１が形成さ
れており、プラズマ生成室３で生成されたプラズマはこ
の孔１１を通ってプラズマ処理室４内の成膜用基板１０
の周辺に導入される。しかし、プラズマ生成室３で生成
されたプラズマの密度分布は均一にはなっておらず、孔
１１を通ったプラズマはその不均一性を持ったままプラ
ズマ処理室４内へ導入されるので、プラズマ密度分布は
成膜用基板１０の上でも−様ではない。
る際などには非常に有効なものであるが、問題は前述の
プラズマ生成室３とプラズマ処理室４との間に設けであ
るプラズマ引き出し窓５の形状にある。第５図（ａ）、
（ｂ）はそのプラズマ引き出し窓５の形状を拡大して示
し、第５図（ａ）は模式平面図、第５図（６）は第５図
（ａ）のｘ−ｘ’線の模式断面図である。プラズマ引き
出し窓５は通常Ｍなどの非磁性体が用いられるが、第５
図（ａ）、（ロ）のように中央に一つの孔１１が形成さ
れており、プラズマ生成室３で生成されたプラズマはこ
の孔１１を通ってプラズマ処理室４内の成膜用基板１０
の周辺に導入される。しかし、プラズマ生成室３で生成
されたプラズマの密度分布は均一にはなっておらず、孔
１１を通ったプラズマはその不均一性を持ったままプラ
ズマ処理室４内へ導入されるので、プラズマ密度分布は
成膜用基板１０の上でも−様ではない。
即ちプラズマ密度は、成膜用基板１０に対し、て中央部
は大きく周辺部は小さ（なり、その結果、成膜用基板ｌ
Ｏ上に形成されるＩ！膜は厚さの不均一なものになって
しまうという問題がある。これはエツチング装置として
用いる場合も同様であり、均一なエツチングを行なうこ
とができない。
は大きく周辺部は小さ（なり、その結果、成膜用基板ｌ
Ｏ上に形成されるＩ！膜は厚さの不均一なものになって
しまうという問題がある。これはエツチング装置として
用いる場合も同様であり、均一なエツチングを行なうこ
とができない。
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目
的は均一な成膜やエツチングを行なうことが可能なプラ
ズマ処理装置を提供することにある。
的は均一な成膜やエツチングを行なうことが可能なプラ
ズマ処理装置を提供することにある。
上記の課題を解決するために、本発明のプラズマ処理装
置はプラズマ生成室とプラズマ処理室との間に設けるプ
ラズマ引き出し窓として、中心部近傍から外周方向に放
射状に拡がり外周部に近いほど径の大きくなる多数個の
孔を形成した多孔板を用いたものである。
置はプラズマ生成室とプラズマ処理室との間に設けるプ
ラズマ引き出し窓として、中心部近傍から外周方向に放
射状に拡がり外周部に近いほど径の大きくなる多数個の
孔を形成した多孔板を用いたものである。
本発明のプラズマ処理装置は以上のように構成したため
に、プラズマ生成室からプラズマ処理室に導入されるプ
ラズマは、多数個の孔を有するプラズマ引き出し窓の開
口率を適切に定めることにより、成膜やエツチングに対
して−様な密度分布を持つプラズマが作用するので、従
来のようにプラズマ密度が中央部は高く周辺部は低いと
いう不均一性による不都合を生ずることなく、所望の均
一な成膜やエツチングを行なうことが可能となる。
に、プラズマ生成室からプラズマ処理室に導入されるプ
ラズマは、多数個の孔を有するプラズマ引き出し窓の開
口率を適切に定めることにより、成膜やエツチングに対
して−様な密度分布を持つプラズマが作用するので、従
来のようにプラズマ密度が中央部は高く周辺部は低いと
いう不均一性による不都合を生ずることなく、所望の均
一な成膜やエツチングを行なうことが可能となる。
以下、本発明を実施例に基づき説明する。
第１図は本発明によるプラズマ処理装置の要部構成を示
す模式断面図であり、第４図と共通部分を同一符号で表
わして、ある、第１図が第４図と異なる点はプラズマ引
き出し窓５ａの形状にあり、その他の部分は第３図と全
く同じであるからその説明は省略し、ここではプラズマ
引き出し窓５ａについてのみ述べる。
す模式断面図であり、第４図と共通部分を同一符号で表
わして、ある、第１図が第４図と異なる点はプラズマ引
き出し窓５ａの形状にあり、その他の部分は第３図と全
く同じであるからその説明は省略し、ここではプラズマ
引き出し窓５ａについてのみ述べる。
第２図（ａ）、（ロ）は、本発明の装置に用いられるプ
ラズマ引き出し窓５ａの形状を第５図（ａ）、（ハ）と
同様に拡大して示したものであり、第２図（萄は模式平
面図、第２図（ロ）は第２図（ａ）のｘ−ｘ’線の模式
断面図である。第２図（ａ）、（ロ）に見られるように
、本発明におけるプラズマ引き出し窓５ａは、第５図（
ａ）。
ラズマ引き出し窓５ａの形状を第５図（ａ）、（ハ）と
同様に拡大して示したものであり、第２図（萄は模式平
面図、第２図（ロ）は第２図（ａ）のｘ−ｘ’線の模式
断面図である。第２図（ａ）、（ロ）に見られるように
、本発明におけるプラズマ引き出し窓５ａは、第５図（
ａ）。
（ハ）のように中央にただ一つの孔１１を形成するので
はなく、中央部近傍から外周方向に放射状に拡がる多数
個の孔１１ａを形成した多孔板とし、この孔１０８．よ
中央替ヵ１．外周方１ｔＱＩＺ向ヵ、う、：Ｉ Ｑ−ｃ
、０れらの直径を遂次大きくしである。そして多数個の
孔ｌｌａのそれぞれの大きさと数量、開口率即ち孔１’
ｌａの表面積の合計と多孔板自体の表面積との割合を適
切に定めることによっり、プラズマおよびプラズマ中の
活性種をプラズマ処理室４内に導入することが空間的に
制御可能となり、プラズマ生成室３で生成されたプラズ
マがこれらの孔１１ａを通ってプラズマ処理室４内に導
入されるとき、成膜用基板ｌＧの上ではプラズマ密度分
布は中央部も周辺部もほぼ均一なものとなる。このこと
は、本発明におけるプラズマ引き出し窓５ａの孔１１ａ
の配列と孔径を第２図（ａ）、（ロ）の如くにしたため
に、孔径の、小さい個所ではプラズマ密度分布の減少が
大きく、孔径の大きい個所ではプラズマ密度分布の減少
が小さいので、全体として均一なプラズマ密度分布を持
つようになるからである。即ち、孔１１ａの径の大きさ
とこれらの配置によって、プラズマ密度分布を制御し−
様な分布状態とすることが可能となる。
はなく、中央部近傍から外周方向に放射状に拡がる多数
個の孔１１ａを形成した多孔板とし、この孔１０８．よ
中央替ヵ１．外周方１ｔＱＩＺ向ヵ、う、：Ｉ Ｑ−ｃ
、０れらの直径を遂次大きくしである。そして多数個の
孔ｌｌａのそれぞれの大きさと数量、開口率即ち孔１’
ｌａの表面積の合計と多孔板自体の表面積との割合を適
切に定めることによっり、プラズマおよびプラズマ中の
活性種をプラズマ処理室４内に導入することが空間的に
制御可能となり、プラズマ生成室３で生成されたプラズ
マがこれらの孔１１ａを通ってプラズマ処理室４内に導
入されるとき、成膜用基板ｌＧの上ではプラズマ密度分
布は中央部も周辺部もほぼ均一なものとなる。このこと
は、本発明におけるプラズマ引き出し窓５ａの孔１１ａ
の配列と孔径を第２図（ａ）、（ロ）の如くにしたため
に、孔径の、小さい個所ではプラズマ密度分布の減少が
大きく、孔径の大きい個所ではプラズマ密度分布の減少
が小さいので、全体として均一なプラズマ密度分布を持
つようになるからである。即ち、孔１１ａの径の大きさ
とこれらの配置によって、プラズマ密度分布を制御し−
様な分布状態とすることが可能となる。
この梯子を第３図に示す、第３図は成膜用基板ｌＯの位
置に対するプラズマ密度分布曲線を示した線図であり、
曲線（イ）が本発明におけるプラズマ引き出し窓５ａを
用いた場合、曲線−が従来のプラズマ引き出し窓５を用
いた場合を表わす、第３図の如く、プラズマ処理装置で
は本発明の方が成膜用基Ｆｉ１０に対してプラズマ密度
分布が均一となるように改善されていることが解る。
置に対するプラズマ密度分布曲線を示した線図であり、
曲線（イ）が本発明におけるプラズマ引き出し窓５ａを
用いた場合、曲線−が従来のプラズマ引き出し窓５を用
いた場合を表わす、第３図の如く、プラズマ処理装置で
は本発明の方が成膜用基Ｆｉ１０に対してプラズマ密度
分布が均一となるように改善されていることが解る。
本発明のプラズマ処理装置を用いて６インチ径のシリコ
ンウェハ上にＳｉ３Ｎ４の成膜実験を行なった結果、従
来のマイクロ波プラズマ処理装置ではウェハ面内の膜厚
分布即ち（最大膜厚と最小膜厚の差）と（最大膜厚と最
小膜厚の和）との比率が３０〜５０％であったのに対し
、本発明のプラズマ処理装置では１０〜２０％に改善す
ることができた。
ンウェハ上にＳｉ３Ｎ４の成膜実験を行なった結果、従
来のマイクロ波プラズマ処理装置ではウェハ面内の膜厚
分布即ち（最大膜厚と最小膜厚の差）と（最大膜厚と最
小膜厚の和）との比率が３０〜５０％であったのに対し
、本発明のプラズマ処理装置では１０〜２０％に改善す
ることができた。
なお、以上成膜について述べてきたが、本発明における
プラズマ引き出し窓５ａを用いたエツチング装置として
構成したとき、上述と同様の効果的なエツチング処理が
可能なことは、これまでの説明から容易に解ることであ
る。
プラズマ引き出し窓５ａを用いたエツチング装置として
構成したとき、上述と同様の効果的なエツチング処理が
可能なことは、これまでの説明から容易に解ることであ
る。
半導体素子などを製造するとき成膜やエツチングに用い
るプラズマ処理装置は、プラズマ生成室とプラズマ処理
室との間に設けられるプラズマ引き出し窓に、プラズマ
の通過する中心孔が従来ただ一つしか形成されていない
ので、ここを通るプラズマはプラズマ処理室に導入され
た後もプラズマ生成室における不均一な密度分布がその
まま持ち越され、被処理物に対して不均一な密度分布と
して作用するが、本発明では実施例で述べた如く、プラ
ズマ引き出し窓の中心近傍から周方向に放射状に拡がる
多数個の孔を、外周部に近いほど順次孔径が大きくなる
ように形成したために、プラズマ生成室からプラズマ処
理室に導入されるプラズマは−様な密度分布を持ち、成
膜やエツチング処理が均一に行われることを可能とした
ものである。
るプラズマ処理装置は、プラズマ生成室とプラズマ処理
室との間に設けられるプラズマ引き出し窓に、プラズマ
の通過する中心孔が従来ただ一つしか形成されていない
ので、ここを通るプラズマはプラズマ処理室に導入され
た後もプラズマ生成室における不均一な密度分布がその
まま持ち越され、被処理物に対して不均一な密度分布と
して作用するが、本発明では実施例で述べた如く、プラ
ズマ引き出し窓の中心近傍から周方向に放射状に拡がる
多数個の孔を、外周部に近いほど順次孔径が大きくなる
ように形成したために、プラズマ生成室からプラズマ処
理室に導入されるプラズマは−様な密度分布を持ち、成
膜やエツチング処理が均一に行われることを可能とした
ものである。
第１図は本発明のプラズマ処理装置の要部構成を示す模
式断面図、第２図（ａ）は本発明のプラズマ処理装置に
用いるプラズマ引き出し窓の形状を示す模式平面図、第
２図（ロ）は同じく模式断面図、第３図は本発明の装置
を用いたときのプラズマ密度分布を従来との比較で示し
た線図、第４図は従来のプラズマ処理装置の要部構成を
示す模式断面図、第５図（ａ）は従来のプラズマ処理装
置に用いるプラズマ引き出し窓の形状を示す模式平面図
、第５図（ハ）は同じく模式断面図である。 ｌ：導波管、２：導波窓、３：プラズマ生成室、４：プ
ラズマ処理室、５．５ａ：プラズマ引き出し窓、６：プ
ラズマ原料ガス導入路、７：成膜原料ガス導入路、８：
励磁ソレノイド、９：試料台、９誌科白 第 図 第 図
式断面図、第２図（ａ）は本発明のプラズマ処理装置に
用いるプラズマ引き出し窓の形状を示す模式平面図、第
２図（ロ）は同じく模式断面図、第３図は本発明の装置
を用いたときのプラズマ密度分布を従来との比較で示し
た線図、第４図は従来のプラズマ処理装置の要部構成を
示す模式断面図、第５図（ａ）は従来のプラズマ処理装
置に用いるプラズマ引き出し窓の形状を示す模式平面図
、第５図（ハ）は同じく模式断面図である。 ｌ：導波管、２：導波窓、３：プラズマ生成室、４：プ
ラズマ処理室、５．５ａ：プラズマ引き出し窓、６：プ
ラズマ原料ガス導入路、７：成膜原料ガス導入路、８：
励磁ソレノイド、９：試料台、９誌科白 第 図 第 図
Claims (1)
- １）プラズマ生成室で生成されたプラズマをプラズマ引
き出し窓からプラズマ処理室に導き、このプラズマ処理
室内に置かれた被処理物をプラズマ処理するプラズマ処
理装置であぅて、前記プラズマ生成室と前記プラズマ処
理室との間に設ける前記プラズマ引き出し窓として、中
心部近傍から外周方向に放射状に拡がり外周部に近いほ
ど径の大きくなる多数個の孔を形成した多孔板を用いた
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26874189A JPH03129817A (ja) | 1989-10-16 | 1989-10-16 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26874189A JPH03129817A (ja) | 1989-10-16 | 1989-10-16 | プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03129817A true JPH03129817A (ja) | 1991-06-03 |
Family
ID=17462700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26874189A Pending JPH03129817A (ja) | 1989-10-16 | 1989-10-16 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03129817A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08167591A (ja) * | 1994-12-13 | 1996-06-25 | Ckd Corp | 半導体製造装置の整流板、ｃｖｄ装置の電極兼整流板、アッシング装置の電極兼整流板、ドライエッチング装置の電極兼整流板 |
| JP2012142445A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Sharp Corp | プラズマｃｖｄ装置 |
-
1989
- 1989-10-16 JP JP26874189A patent/JPH03129817A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08167591A (ja) * | 1994-12-13 | 1996-06-25 | Ckd Corp | 半導体製造装置の整流板、ｃｖｄ装置の電極兼整流板、アッシング装置の電極兼整流板、ドライエッチング装置の電極兼整流板 |
| JP2012142445A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Sharp Corp | プラズマｃｖｄ装置 |
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