JPH03238800A - プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置Info
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- JPH03238800A JPH03238800A JP1323941A JP32394189A JPH03238800A JP H03238800 A JPH03238800 A JP H03238800A JP 1323941 A JP1323941 A JP 1323941A JP 32394189 A JP32394189 A JP 32394189A JP H03238800 A JPH03238800 A JP H03238800A
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Landscapes
- Plasma Technology (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、半導体素子や電子回路等の製造に利用できる
プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置に関し、特に大
型の被処理物をプラズマによるダメージ少なく処理する
プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置に関する。
プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置に関し、特に大
型の被処理物をプラズマによるダメージ少なく処理する
プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置に関する。
［従来の技術］
半導体素子や電子回路、特に超ＬＳＩの製造プロセスに
おいて、プラズマ処理方法及び装置は重要な位置を占め
ている。最終保護膜用ＳｉＮや層間絶縁膜用ＳｉＯ□、
ＰＳＧ 、 ＢＰＳＧなどの薄膜形成にはプラズマＣ
ＶＤ装置が、各種薄膜のエツチングにはＲＩＥ装置など
が、フォトレジストの灰化にはプラズマアッシング装置
が用いられており、他に酸化、ド：ビング、エピタキシ
ャルプロセスなどへの応用も研究されている。
おいて、プラズマ処理方法及び装置は重要な位置を占め
ている。最終保護膜用ＳｉＮや層間絶縁膜用ＳｉＯ□、
ＰＳＧ 、 ＢＰＳＧなどの薄膜形成にはプラズマＣ
ＶＤ装置が、各種薄膜のエツチングにはＲＩＥ装置など
が、フォトレジストの灰化にはプラズマアッシング装置
が用いられており、他に酸化、ド：ビング、エピタキシ
ャルプロセスなどへの応用も研究されている。
実用化されているプラズマ処理方法及び装置の多くは１
３．５６ＭＨｚの周波数をもつ高周波を電力エネルギー
函として用いており、容量結合又は誘導結合により高周
波電力を処理室内に投入してプラズマを発生させている
。
３．５６ＭＨｚの周波数をもつ高周波を電力エネルギー
函として用いており、容量結合又は誘導結合により高周
波電力を処理室内に投入してプラズマを発生させている
。
しかしながら、上記の高周波プラズマ処理方法及び装置
では被処理基体に入射するイオンのエネルギーが数十〜
数百ｅＶと高く、そのため基体がダメージを受は易い。
では被処理基体に入射するイオンのエネルギーが数十〜
数百ｅＶと高く、そのため基体がダメージを受は易い。
処理速度を高める為に投入する高周波電力を増加させる
とさらにダメージが問題になる。
とさらにダメージが問題になる。
これに対して、周波数が一層高く、電界の変化したイオ
ンの動きが追随しにくくなる為に基体への入射イオンエ
ネルギーが低くなる２、４５ＧＨｚのマイクロ波を用い
たプラズマ処理方法及び装置、特に高速処理が可能にな
る電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマ処理方法
及び装置が検討されている。
ンの動きが追随しにくくなる為に基体への入射イオンエ
ネルギーが低くなる２、４５ＧＨｚのマイクロ波を用い
たプラズマ処理方法及び装置、特に高速処理が可能にな
る電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマ処理方法
及び装置が検討されている。
このようなマイクロ波（ＥＣＲ）プラズマ処理方法及び
装置はプラズマ密度が高くかつ基体に入射するイオンエ
ネルギーが高々３０ｅＶ程度と低いので、基体はダメー
ジを受けにくく、高速処理が可能になる。
装置はプラズマ密度が高くかつ基体に入射するイオンエ
ネルギーが高々３０ｅＶ程度と低いので、基体はダメー
ジを受けにくく、高速処理が可能になる。
［発明が解決しようとする課題１
しかしながら、上記従来例のマイクロ波（ＥＣＲ）プラ
ズマ処理方法及び装置では、 ■ＥＣＲ条件に必要な磁束密度が大きいので、被処理基
体の大型化に対応してプラズマ発生室を大口径化する場
合、コイルの製作が難しくなる。又、高密度プラズマを
発生させることのできるホイスラーモードを用いる場合
はさらに困難になる、 ■プラズマ発生室を空洞共鳴器として大口径化する為に
はマルチモードを用いる必要があり、マツチングがとり
にくくなる、 ■マイクロ波の波長が短かいので、プラズマ発生室など
の寸法の許容度が小さく、小さな寸法のずれや室内の小
さな突起でマツチングがとりにくくなる、 などの問題があった。
ズマ処理方法及び装置では、 ■ＥＣＲ条件に必要な磁束密度が大きいので、被処理基
体の大型化に対応してプラズマ発生室を大口径化する場
合、コイルの製作が難しくなる。又、高密度プラズマを
発生させることのできるホイスラーモードを用いる場合
はさらに困難になる、 ■プラズマ発生室を空洞共鳴器として大口径化する為に
はマルチモードを用いる必要があり、マツチングがとり
にくくなる、 ■マイクロ波の波長が短かいので、プラズマ発生室など
の寸法の許容度が小さく、小さな寸法のずれや室内の小
さな突起でマツチングがとりにくくなる、 などの問題があった。
本発明の目的は、低ダメージで高速処理が可能なマイク
ロ波（ＥＣＲ）プラズマ処理方法及び装置の利点を保っ
たまま、被処理基体の大型化に対応したプラズマ発生室
の大口径化が比較的容易に達成でき、マツチングもとり
やすく、放電の安定したプラズマ処理方法及び装置を提
供することにある。
ロ波（ＥＣＲ）プラズマ処理方法及び装置の利点を保っ
たまま、被処理基体の大型化に対応したプラズマ発生室
の大口径化が比較的容易に達成でき、マツチングもとり
やすく、放電の安定したプラズマ処理方法及び装置を提
供することにある。
［課題解決するための手段］
上記目的を達成するために１本発明のプラズマ処理方法
は０．７〜１．２ＧＨｚのマイクロ波を用いて発生させ
たプラズマを利用することを特徴とする。
は０．７〜１．２ＧＨｚのマイクロ波を用いて発生させ
たプラズマを利用することを特徴とする。
また、本発明のプラズマ処理装置は０．７〜１．２ＧＨ
ｚのマイクロ波を発生させるマイクロ波発生源及び該マ
イクロ波によりプラズマを発生させるプラズマ発生部を
有することを特徴とする。
ｚのマイクロ波を発生させるマイクロ波発生源及び該マ
イクロ波によりプラズマを発生させるプラズマ発生部を
有することを特徴とする。
本発明のプラズマ処理方法及び装置においては次の作用
、効果が得られる： ■ＥＣＲ条件に必要な磁束密度が、２．４５ＧＨｚの場
合の８７５ガウスよりも小さく （例えば工業周波数０
．９１５ＧＨｚの場合に３２７ガウス）、被処理基体の
大型化に対応してプラズマ発生室を大口径化する場合に
もコイルの製作が比較的容易である。又、高密度プラズ
マを発生させることのできるホイスラーモードを用いる
ことも容易になる。
、効果が得られる： ■ＥＣＲ条件に必要な磁束密度が、２．４５ＧＨｚの場
合の８７５ガウスよりも小さく （例えば工業周波数０
．９１５ＧＨｚの場合に３２７ガウス）、被処理基体の
大型化に対応してプラズマ発生室を大口径化する場合に
もコイルの製作が比較的容易である。又、高密度プラズ
マを発生させることのできるホイスラーモードを用いる
ことも容易になる。
■プラズマ発生室を空洞円筒共鳴器とした場合、単一モ
ードで共振しつる口径が２．４５ＧＨｚの場合のφ７１
〜９４ｍｍよりも大きく（例えば工業周波数０．９１５
ＧＨ２の場合にＨ，モードのみが共振しうる口径はφ１
９２〜φ２５１ｍｍ）、大口径化してもマツチングを比
較的容易にとることができる。
ードで共振しつる口径が２．４５ＧＨｚの場合のφ７１
〜９４ｍｍよりも大きく（例えば工業周波数０．９１５
ＧＨ２の場合にＨ，モードのみが共振しうる口径はφ１
９２〜φ２５１ｍｍ）、大口径化してもマツチングを比
較的容易にとることができる。
■マイクロ波の波長が２．４５ＧＨｚの場合の１２２ｍ
ｍよりも長い（例えば工業周波数０．９１５ＧＨｚの場
合に３２８ ｍｍ、）ので、プラズマ発生室などの寸法
誤差の許容度が大きく、多少の寸法のずれや室内に多少
の突起があっても比較的マツチングがとりやすい。
ｍよりも長い（例えば工業周波数０．９１５ＧＨｚの場
合に３２８ ｍｍ、）ので、プラズマ発生室などの寸法
誤差の許容度が大きく、多少の寸法のずれや室内に多少
の突起があっても比較的マツチングがとりやすい。
今後半導体素子製造に用いられるＳｉ基板の口径は６イ
ンチから８インチへ、さらに１０インチへと大口径化し
ていくと考えられ、プラズマ発生室の口径も１０インチ
（２５０ｍｍ）は必要になってくる。これは従来の約１
．５倍（磁気コイルの径を基準にして）の大口径化を意
味する。印加する電圧を変えずに磁気コイルの径を１．
５倍すると磁束密度は８７５ガウスから５８３ガウスに
低下する。５８３ガウスでＥＣＲ条件を満たすためには
マイクロ波の周波数は１．６ＧＨｚ以下である必要があ
る。又、プラズマ発生室の口径がφ２５０＋ｕ＋の場合
にＨ＋、モードのみで他モードの混合少なく共振させる
ためにはマイクロ波の周波数は０．７〜１、２Ｇ）ｌｚ
である必要がある。周波数を０．２ＧＨｚ程度まで低下
しすぎると、ＥＣＲ周期が電子の平均自由時間に近づき
、実用的でない程低圧（１０−’Ｔｏｒｒ以下）でなけ
ればＥＣＲの効果が現れなくなってしまう。
ンチから８インチへ、さらに１０インチへと大口径化し
ていくと考えられ、プラズマ発生室の口径も１０インチ
（２５０ｍｍ）は必要になってくる。これは従来の約１
．５倍（磁気コイルの径を基準にして）の大口径化を意
味する。印加する電圧を変えずに磁気コイルの径を１．
５倍すると磁束密度は８７５ガウスから５８３ガウスに
低下する。５８３ガウスでＥＣＲ条件を満たすためには
マイクロ波の周波数は１．６ＧＨｚ以下である必要があ
る。又、プラズマ発生室の口径がφ２５０＋ｕ＋の場合
にＨ＋、モードのみで他モードの混合少なく共振させる
ためにはマイクロ波の周波数は０．７〜１、２Ｇ）ｌｚ
である必要がある。周波数を０．２ＧＨｚ程度まで低下
しすぎると、ＥＣＲ周期が電子の平均自由時間に近づき
、実用的でない程低圧（１０−’Ｔｏｒｒ以下）でなけ
ればＥＣＲの効果が現れなくなってしまう。
したがって本発明のプラズマ処理方法及び装置に用いる
マイクロ波の周波数は０．７〜１．２ＧＨｚ、この中で
も工業周波数である０、９１５±０．０１３ＧＨｚが適
当である。
マイクロ波の周波数は０．７〜１．２ＧＨｚ、この中で
も工業周波数である０、９１５±０．０１３ＧＨｚが適
当である。
以下に第１図を参照しながら、本発明の詳細な説明する
。１はマイクロ波発生源（図示せず）からの０．７〜１
．２ＧＨｚのマイクロ波を表わす。２は導波管であり、
例えば０．９１５ＧＨｚのマイクロ波を用いる場合は２
４６ｍｍｘ １２３ｍｍ程度の内壁断面をもつ。３は石
英などりマイクロ波導入窓である。４は円筒空洞共振器
でもあるプラズマ発生室であり、例えば０．９１５ＧＨ
ｚのマイクロ波を用い、内径φ２５０ｍｍの場合には、
長さ２５６ｍｍ程度とする。このときＨ１１１モードの
みが共振可能である。又、内径と長さが同程度なので共
振器のＱ値も高い。５はマイクロ波を完全反射する為の
メツシュ板である。６は磁気コイルであり、例えば０．
９１５ＧＨｚのマイクロ波を用いる場合にはプラズマ発
生室４中でマイクロ波の進行方向と同一方向に３２７
Ｇａｕｓｓの磁束密度をもつ磁場を発生させる。磁気コ
イル６は永久磁石であってもよい。
。１はマイクロ波発生源（図示せず）からの０．７〜１
．２ＧＨｚのマイクロ波を表わす。２は導波管であり、
例えば０．９１５ＧＨｚのマイクロ波を用いる場合は２
４６ｍｍｘ １２３ｍｍ程度の内壁断面をもつ。３は石
英などりマイクロ波導入窓である。４は円筒空洞共振器
でもあるプラズマ発生室であり、例えば０．９１５ＧＨ
ｚのマイクロ波を用い、内径φ２５０ｍｍの場合には、
長さ２５６ｍｍ程度とする。このときＨ１１１モードの
みが共振可能である。又、内径と長さが同程度なので共
振器のＱ値も高い。５はマイクロ波を完全反射する為の
メツシュ板である。６は磁気コイルであり、例えば０．
９１５ＧＨｚのマイクロ波を用いる場合にはプラズマ発
生室４中でマイクロ波の進行方向と同一方向に３２７
Ｇａｕｓｓの磁束密度をもつ磁場を発生させる。磁気コ
イル６は永久磁石であってもよい。
７．８は冷却水の入口と出口である。９はプラズマ励起
するガスの導入口、１０はプラズマ励起しないガスの導
入口である。１１は処理室であり内径は基体の２〜３倍
、１０”基板を用いる場合５００〜７５０ｍｍφが好ま
しい排気手段（図示せず）が接続されている。
するガスの導入口、１０はプラズマ励起しないガスの導
入口である。１１は処理室であり内径は基体の２〜３倍
、１０”基板を用いる場合５００〜７５０ｍｍφが好ま
しい排気手段（図示せず）が接続されている。
まず、プラズマ励起する処理用ガスは９よりプラズマ発
生室４に、プラズマ励起しない処理用ガスは１０より処
理室１１に導入し、１０−’〜１０−”Ｔｏｒｒの範囲
の一定の圧力に保つ、磁気コイル６に電流を流し、プラ
ズマ発生室内に磁場を発生させる（Ｑ、９１５ＧＨｚの
場合３２７Ｇａｕｓｓ ） ＠マイクロ波１を導波管２
、導入窓３を通してプラズマ発生室４へ導入することに
よって、ＥＣＲプラズマを発生させる。プラズマ発生室
４で生成したイオンや中性活性種は処理室１１に輸送さ
れ、被処理基体（図示せず）をプラズマ処理する。
生室４に、プラズマ励起しない処理用ガスは１０より処
理室１１に導入し、１０−’〜１０−”Ｔｏｒｒの範囲
の一定の圧力に保つ、磁気コイル６に電流を流し、プラ
ズマ発生室内に磁場を発生させる（Ｑ、９１５ＧＨｚの
場合３２７Ｇａｕｓｓ ） ＠マイクロ波１を導波管２
、導入窓３を通してプラズマ発生室４へ導入することに
よって、ＥＣＲプラズマを発生させる。プラズマ発生室
４で生成したイオンや中性活性種は処理室１１に輸送さ
れ、被処理基体（図示せず）をプラズマ処理する。
ここで、マイクロ波の導入方法として導波管を用いたが
、他の導入方法、例えば、容量結合型（平行平板など）
や誘導結合型（ループ型、コイルなど）アンテナを用い
てもよい、ガス導入口９より堆積性のガスを供給する場
合には、マイクロ波導入窓３はプラズマ発生室４から離
して導波管２内に設けたほうがよい。メツシュ板５は、
磁気コイル６を用いてＥＣＲプラズマを発生させ且つそ
のプラズマを処理室１１に導入したい場合には取り出す
。磁気コイルを用いずにマイクロ波プラズマ処理装置と
して用いてよい。
、他の導入方法、例えば、容量結合型（平行平板など）
や誘導結合型（ループ型、コイルなど）アンテナを用い
てもよい、ガス導入口９より堆積性のガスを供給する場
合には、マイクロ波導入窓３はプラズマ発生室４から離
して導波管２内に設けたほうがよい。メツシュ板５は、
磁気コイル６を用いてＥＣＲプラズマを発生させ且つそ
のプラズマを処理室１１に導入したい場合には取り出す
。磁気コイルを用いずにマイクロ波プラズマ処理装置と
して用いてよい。
本発明のプラズマ処理方法及び装置をＥＣＲイオンビー
ムエツチング方法及び装置として用いる場合の例を第２
図を用いて説明する。１２は引出し電極、１３は被エツ
チング基体、１４は基体１３のための支持体である。
ムエツチング方法及び装置として用いる場合の例を第２
図を用いて説明する。１２は引出し電極、１３は被エツ
チング基体、１４は基体１３のための支持体である。
ガス導入口９よりＣ１，などのエツチングガスを導入し
、プラズマ発生室４及び処理室１１の圧力を５×１０す
〜５ Ｘ １０−”Ｔｏｒｒの範囲内の適当な圧力に保
つ。磁気コイル６に電流を流してプラズマ発生室内に磁
場を発生させる（０．９１５ＧＨｚの場合３２７ Ｇａ
ｕｓｓ ）。マイクロ波１を導波管２、導入窓３を通し
てプラズマ発生室４へ導入することによって、ＥＣＲプ
ラズマを発生させる。プラズマ発生室４の壁及びメツシ
ュ板５に１００Ｖ〜１ｋＶ、 −５００Ｖ 〜−５ｋＶ
（７）電圧を印加すルコとにより、プラズマ発生室４で
生成したエツチングイオンを処理室１１に引出す。引出
されたイオンは基体１３に衝突し、エツチングする。
、プラズマ発生室４及び処理室１１の圧力を５×１０す
〜５ Ｘ １０−”Ｔｏｒｒの範囲内の適当な圧力に保
つ。磁気コイル６に電流を流してプラズマ発生室内に磁
場を発生させる（０．９１５ＧＨｚの場合３２７ Ｇａ
ｕｓｓ ）。マイクロ波１を導波管２、導入窓３を通し
てプラズマ発生室４へ導入することによって、ＥＣＲプ
ラズマを発生させる。プラズマ発生室４の壁及びメツシ
ュ板５に１００Ｖ〜１ｋＶ、 −５００Ｖ 〜−５ｋＶ
（７）電圧を印加すルコとにより、プラズマ発生室４で
生成したエツチングイオンを処理室１１に引出す。引出
されたイオンは基体１３に衝突し、エツチングする。
実施例１
第２図の装置を用いて、次のようにしてＳｉ基板のトレ
ンエツチングを実施した。基体１３として８インチのＰ
型（１００）Ｓｉ基板上にフォトレジストパターンを形
成したものを用いた。ガスとしてＣ１，を４０ ｓｃｃ
ｍ流し、圧力を５ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒに保った。磁
気コイル６に電流を流してプラズマ発生室４内に３２７
Ｇａｕｓｓ磁場を発生させ、０．９１５ＧＨｚのマイ
クセ波を３００Ｗプラズマ発生室４へ導入してＥＣＲプ
ラズマを発生させた。プラズマ発生室４の壁及びメツシ
ュ板５に＋３００Ｖ、引出し電極１２に一１ｋＶのバイ
アスを印加し、エツチングを１０分間行なった。その結
果平均深さ９５０μｍの垂直な側壁をもつトレンチが得
られた。８インチ直径で深さのバラツキは±４％と小さ
かった。従来の２．４５ＧＨｚの周波数を用いたＥＣＲ
イオンエツチングでは８インチ直径基板の端部はほとん
どエツチングされず、本発明の方が明らかに勝れている
。
ンエツチングを実施した。基体１３として８インチのＰ
型（１００）Ｓｉ基板上にフォトレジストパターンを形
成したものを用いた。ガスとしてＣ１，を４０ ｓｃｃ
ｍ流し、圧力を５ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒに保った。磁
気コイル６に電流を流してプラズマ発生室４内に３２７
Ｇａｕｓｓ磁場を発生させ、０．９１５ＧＨｚのマイ
クセ波を３００Ｗプラズマ発生室４へ導入してＥＣＲプ
ラズマを発生させた。プラズマ発生室４の壁及びメツシ
ュ板５に＋３００Ｖ、引出し電極１２に一１ｋＶのバイ
アスを印加し、エツチングを１０分間行なった。その結
果平均深さ９５０μｍの垂直な側壁をもつトレンチが得
られた。８インチ直径で深さのバラツキは±４％と小さ
かった。従来の２．４５ＧＨｚの周波数を用いたＥＣＲ
イオンエツチングでは８インチ直径基板の端部はほとん
どエツチングされず、本発明の方が明らかに勝れている
。
本発明のプラズマ処理方法及び装置をＥＣＲプラズマエ
ツチング方法及び装置として用いる場合の例を第３図を
用いて説明する。１５は基板バイアス印加用の１３．５
６ＭＨｚなどのＲＦ源である。
ツチング方法及び装置として用いる場合の例を第３図を
用いて説明する。１５は基板バイアス印加用の１３．５
６ＭＨｚなどのＲＦ源である。
ガス導入口９よりＣＦ４などのエツチングガスを導入し
、プラズマ発生室４及び処理室１１の圧力を５ Ｘ １
０ ””〜５ Ｘ １０−”Ｔｏｒｒの範囲内の適当な
圧力に保つ。磁気コイル６に電流を流してプラズマ発生
室内に磁場を発生させる（０．９１５ＧＨｚの場合３２
７ Ｇａｕｓｓ ）。マイクロ波１を導波管２、導入窓
３を通してプラズマ発生室４へ導入することによって、
ＥＣＲプラズマを発生させる。ＲＦ源１５かも基体支持
体１４に高周波電力を供給し、基板表面に−５０〜−５
００Ｖの自己バイアスを生じさせることにより、ＣＦｓ
”などのエツチングイオンを基体１３に入射し、エツチ
ングする。
、プラズマ発生室４及び処理室１１の圧力を５ Ｘ １
０ ””〜５ Ｘ １０−”Ｔｏｒｒの範囲内の適当な
圧力に保つ。磁気コイル６に電流を流してプラズマ発生
室内に磁場を発生させる（０．９１５ＧＨｚの場合３２
７ Ｇａｕｓｓ ）。マイクロ波１を導波管２、導入窓
３を通してプラズマ発生室４へ導入することによって、
ＥＣＲプラズマを発生させる。ＲＦ源１５かも基体支持
体１４に高周波電力を供給し、基板表面に−５０〜−５
００Ｖの自己バイアスを生じさせることにより、ＣＦｓ
”などのエツチングイオンを基体１３に入射し、エツチ
ングする。
実施例２
第３図の装置を用いて、次のようにして、ＰＳＧのエツ
チングを実施した。基体１３として８インチ直径のＰ型
（１００）Ｓｉ基板上にＰＳＧを５００ｎｍ厚堆積した
上にフォトレジストパターンを形成したものを用いた。
チングを実施した。基体１３として８インチ直径のＰ型
（１００）Ｓｉ基板上にＰＳＧを５００ｎｍ厚堆積した
上にフォトレジストパターンを形成したものを用いた。
ガスとしてＣＦ４を６０ ｓｅｃｍ流し、圧力を８ Ｘ
ｌ Ｏ−’Ｔｏｒｒに保った。磁気コイル６に電流を
流してプラズマ発生室４内に３２７ Ｇａｕｓｓの磁場
を発生させ、０．９１５ＧＨｚのマイクロ波を３５０Ｗ
プラズマ発生室４へ導入してＥＣＲプラズマを発生させ
た。ＲＦ源１５から基体支持体１４に高周波電力を１５
０Ｗ供給し、基板表面に一２５０Ｖの自己バイアスを生
じさせ、エツチングを３分間行なった。その結果垂直な
側壁をもつコンタクトホールが得られた。断面形状は８
インチ直径の中央と端でほぼ同等だった。従来の２．４
５ＧＨｚの周波数を用いたＥＣＲイオンエツチャでは８
インチ直径基板の端部はほとんどエツチングされず、本
発明の方が明らかに勝れている。
ｌ Ｏ−’Ｔｏｒｒに保った。磁気コイル６に電流を
流してプラズマ発生室４内に３２７ Ｇａｕｓｓの磁場
を発生させ、０．９１５ＧＨｚのマイクロ波を３５０Ｗ
プラズマ発生室４へ導入してＥＣＲプラズマを発生させ
た。ＲＦ源１５から基体支持体１４に高周波電力を１５
０Ｗ供給し、基板表面に一２５０Ｖの自己バイアスを生
じさせ、エツチングを３分間行なった。その結果垂直な
側壁をもつコンタクトホールが得られた。断面形状は８
インチ直径の中央と端でほぼ同等だった。従来の２．４
５ＧＨｚの周波数を用いたＥＣＲイオンエツチャでは８
インチ直径基板の端部はほとんどエツチングされず、本
発明の方が明らかに勝れている。
本発明のプラズマ処理方法及び装置をＥＣＲプラズマＣ
ＶＤ装置として用いた場合の例を第４図を用いて説明す
る。
ＶＤ装置として用いた場合の例を第４図を用いて説明す
る。
ガス導入口９からプラズマ励起する原料ガスを導入し、
又ガス導入口１０からプラズマ励起しない原料ガスを導
入し、プラズマ発生室４及び処理室１１の圧力を５ Ｘ
１０−’ 〜５ Ｘ １０−”Ｔｏｒｒの範囲内の適
当な圧力に保つ。磁気コイル６に電流を流してプラズマ
発生室内に磁場を発生させる（０．９１５ＧＨｚの場合
３２７ Ｇａｕｓｓ ） ｅマイクロ波１を導波管２、
導入窓３を通してプラズマ発生室４へ導入することによ
って、ＥＣＲプラズマが発生周波数、基体１３上に薄膜
が形成される。
又ガス導入口１０からプラズマ励起しない原料ガスを導
入し、プラズマ発生室４及び処理室１１の圧力を５ Ｘ
１０−’ 〜５ Ｘ １０−”Ｔｏｒｒの範囲内の適
当な圧力に保つ。磁気コイル６に電流を流してプラズマ
発生室内に磁場を発生させる（０．９１５ＧＨｚの場合
３２７ Ｇａｕｓｓ ） ｅマイクロ波１を導波管２、
導入窓３を通してプラズマ発生室４へ導入することによ
って、ＥＣＲプラズマが発生周波数、基体１３上に薄膜
が形成される。
実施例３
第４図の装置を用いて、次のようにして、ＳｉＮの薄膜
を形成した。基体１３として８インチ直径のＰ型（１０
０）Ｓｉ基板膜を用いた。ガスとしてＮ２を導入口９よ
り２００ ｓｅｃｍ流し、ＳｉＨ４を導入口１０より８
Ｑ ｓｃｃｍ流し、圧力を５ Ｘ １０−”Ｔｏｒｒに
保った。磁気コイル６に電流を流してプラズマ発生室４
内に３２７ Ｇａｕｓｓの磁場を発生させ、０゜９１５
ＧＨｚのマイクロ波を３００Ｗプラズマ発生室４に導入
してプラズマを発生させ、６分間堆積を行なった。その
結果、平均４８０ ｎｍ厚のＳｉＮ膜が形成された。膜
厚のバラツキは８インチ直径で±５％と小さかった。従
来の２．４５ＧＨｚの周波数を用いたＥＣＲプラズマＣ
ＶＤでは、８インチ直径基板の端部での膜厚は中央の１
７５程度で、本発明の方が明らかに勝れている。
を形成した。基体１３として８インチ直径のＰ型（１０
０）Ｓｉ基板膜を用いた。ガスとしてＮ２を導入口９よ
り２００ ｓｅｃｍ流し、ＳｉＨ４を導入口１０より８
Ｑ ｓｃｃｍ流し、圧力を５ Ｘ １０−”Ｔｏｒｒに
保った。磁気コイル６に電流を流してプラズマ発生室４
内に３２７ Ｇａｕｓｓの磁場を発生させ、０゜９１５
ＧＨｚのマイクロ波を３００Ｗプラズマ発生室４に導入
してプラズマを発生させ、６分間堆積を行なった。その
結果、平均４８０ ｎｍ厚のＳｉＮ膜が形成された。膜
厚のバラツキは８インチ直径で±５％と小さかった。従
来の２．４５ＧＨｚの周波数を用いたＥＣＲプラズマＣ
ＶＤでは、８インチ直径基板の端部での膜厚は中央の１
７５程度で、本発明の方が明らかに勝れている。
本発明のプラズマ処理方法及び装置をマイクロ波プラズ
マＣＶＤ装置として用いた場合の例を第５図を用いて説
明する。
マＣＶＤ装置として用いた場合の例を第５図を用いて説
明する。
ガス導入口９からプラズマ励起する原料ガスを導入し、
又、ガス導入口１０からプラズマ励起しない原料ガスを
導入し、プラズマ発生室４及び処理室１１の圧力を５Ｘ
１０−’〜Ｉ Ｔｏｒｒの範囲内の適当な圧力に保つ。
又、ガス導入口１０からプラズマ励起しない原料ガスを
導入し、プラズマ発生室４及び処理室１１の圧力を５Ｘ
１０−’〜Ｉ Ｔｏｒｒの範囲内の適当な圧力に保つ。
マイクロ波１を導波管２、導入窓３を通してプラズマ発
生室４に導入することによって、マイクロ波プラズマが
発生し、基体１３上に薄膜が形成される。
生室４に導入することによって、マイクロ波プラズマが
発生し、基体１３上に薄膜が形成される。
実施例４
第５図の装置を用いて、次のようにして、ＳｉＮの薄膜
を形成した。基体１３として８インチ直径のＰ型（１０
０）Ｓｉ基板膜を用いた。ガスとじてＮ２を導入口９よ
り５００ ｓｃｃｍ流し、ＳｉＨ４を導入口１０より４
Ｑ ｓｃｃｍ流し、圧力をＩ Ｘ １０−”Ｔｏｒｒ
に保った。０．９１５ＧＨｚのマイクロ波を４００Ｗプ
ラズマ発生室４に導入してプラズマを発生させ、８分間
堆積を行なった。その結果、平均５３０ｎｍ厚のＳｉＮ
膜が形成された。膜厚のバラツキは８インチ直径で±４
％と小さかった。
を形成した。基体１３として８インチ直径のＰ型（１０
０）Ｓｉ基板膜を用いた。ガスとじてＮ２を導入口９よ
り５００ ｓｃｃｍ流し、ＳｉＨ４を導入口１０より４
Ｑ ｓｃｃｍ流し、圧力をＩ Ｘ １０−”Ｔｏｒｒ
に保った。０．９１５ＧＨｚのマイクロ波を４００Ｗプ
ラズマ発生室４に導入してプラズマを発生させ、８分間
堆積を行なった。その結果、平均５３０ｎｍ厚のＳｉＮ
膜が形成された。膜厚のバラツキは８インチ直径で±４
％と小さかった。
本発明のプラズマ処理方法及び装置をマイクロ波プラズ
マＣＶＤ装置として用いた場合の例を第６図を用いて説
明する。
マＣＶＤ装置として用いた場合の例を第６図を用いて説
明する。
１６は基体１３の表面に照射する光を示し、基体１３に
付着した反応中間体もしくは基板に吸収される波長を含
む。１７は光導入窓であり、入射光１６の必要な波長に
対して透過性である。
付着した反応中間体もしくは基板に吸収される波長を含
む。１７は光導入窓であり、入射光１６の必要な波長に
対して透過性である。
ガス導入口９からプラズマ励起する原料ガスを導入し、
又、ガス導入口１０からプラズマ励起しない原料ガスを
導入し、プラズマ発生室４及び処理室１１の圧力を５Ｘ
１０−’〜Ｉ Ｔｏｒｒの範囲内の適当な圧力に保つ。
又、ガス導入口１０からプラズマ励起しない原料ガスを
導入し、プラズマ発生室４及び処理室１１の圧力を５Ｘ
１０−’〜Ｉ Ｔｏｒｒの範囲内の適当な圧力に保つ。
表面励起光１６を光導入窓１７を通して処理室１１内に
導入し、基体１３の表面を照射する。マイクロ波１を導
波管２、導入窓３を通してプラズマ発生室４に導入する
ことによって、マイクロ波プラズマが発生し、基体１３
上に薄膜が形成される。
導入し、基体１３の表面を照射する。マイクロ波１を導
波管２、導入窓３を通してプラズマ発生室４に導入する
ことによって、マイクロ波プラズマが発生し、基体１３
上に薄膜が形成される。
実施例５
第６図の装置を用いて、次のようにして、ＳｉＮの薄膜
を形成した。基体１３として８インチ直径のＰ型（１０
０）Ｓｉ基板膜を用いた。ガスとしてＮ２を導入口９よ
り４００ ｓｃｃｍ流し、ＳｉＨ４を導入口１０より４
０ ｓｅｃｍ流し、圧力をＩ Ｘ １０−”Ｔｏｒｒに
保った。Ｘ、ランプからの光１６を導入窓１７を通して
０．６Ｗ／ｃｍ”の照度で基板１３を照射した。
を形成した。基体１３として８インチ直径のＰ型（１０
０）Ｓｉ基板膜を用いた。ガスとしてＮ２を導入口９よ
り４００ ｓｃｃｍ流し、ＳｉＨ４を導入口１０より４
０ ｓｅｃｍ流し、圧力をＩ Ｘ １０−”Ｔｏｒｒに
保った。Ｘ、ランプからの光１６を導入窓１７を通して
０．６Ｗ／ｃｍ”の照度で基板１３を照射した。
０．９１５ＧＨｚのマイクロ波を３５０Ｗプラズマ発生
室４に導入してプラズマを発生させ、１０分間堆積を行
なった。その結果、平均５７０ｎｍ厚のＳｉＮ膜が形成
された。膜厚のバラツキは±５％と小さかった。
室４に導入してプラズマを発生させ、１０分間堆積を行
なった。その結果、平均５７０ｎｍ厚のＳｉＮ膜が形成
された。膜厚のバラツキは±５％と小さかった。
以上にプラズマエツチャー及びプラズマＣＶＤ装置への
適用例について述べたが、他のプラズマ処理装置、例え
ば、プラズマ酸化・窒化装置、ブラズマドーピング装置
、プラズマクリーニング装置などへもガスや簡単な構造
の変化により適用可能である。
適用例について述べたが、他のプラズマ処理装置、例え
ば、プラズマ酸化・窒化装置、ブラズマドーピング装置
、プラズマクリーニング装置などへもガスや簡単な構造
の変化により適用可能である。
［発明の効果〕
以上に説明したように、マイクロ波（ＥＣＲ）プラズマ
処理装置において、マイクロ波の周波数として０．７〜
１．２ＧＨｚを用いることにより、■ＥＣＲＥＣ上与え
る磁場が弱くてすみ、コイル製作やホイスラーモードが
容易である；■シングルモードで大口径化が可能である
のでマツチングがとりゃすい；■波長が長いので装置の
寸法誤差の許容度が大きく、従って少々の寸法誤差や小
さな突起があってもマツチングにさほど影響しない、な
どの利点が生じ、被処理基体の大型化に対応したプラズ
マ発生室の大口径化が容易になる特徴をもつ。
処理装置において、マイクロ波の周波数として０．７〜
１．２ＧＨｚを用いることにより、■ＥＣＲＥＣ上与え
る磁場が弱くてすみ、コイル製作やホイスラーモードが
容易である；■シングルモードで大口径化が可能である
のでマツチングがとりゃすい；■波長が長いので装置の
寸法誤差の許容度が大きく、従って少々の寸法誤差や小
さな突起があってもマツチングにさほど影響しない、な
どの利点が生じ、被処理基体の大型化に対応したプラズ
マ発生室の大口径化が容易になる特徴をもつ。
４、第１図は本発明のプラズマ処理方法及び装置を示す
概略説明図である。
概略説明図である。
第２図は本発明のプラズマ処理方法及び装置を利用した
電子サイクロトロン共鳴イオンビームエツチング装置の
概略説明図である。
電子サイクロトロン共鳴イオンビームエツチング装置の
概略説明図である。
第３図は本発明のプラズマ処理方法及び装置を利用した
電子サイクロトロン共鳴プラズマエツチング装置の概略
説明図である。
電子サイクロトロン共鳴プラズマエツチング装置の概略
説明図である。
第４図は本発明のプラズマ処理方法及び装置を利用した
電子サイクロトロン共鳴プラズマＣＶＤ装置の概略説明
図である。
電子サイクロトロン共鳴プラズマＣＶＤ装置の概略説明
図である。
第５図は本発明のプラズマ処理方法及び装置を利用した
マイクロ波プラズマＣＶＤ装置の概略説明図である。
マイクロ波プラズマＣＶＤ装置の概略説明図である。
第６図は本発明のプラズマ処理方法及び装置を利用した
光アシストマイクロ波プラズマＣＶＤ装置の概略説明図
である。
光アシストマイクロ波プラズマＣＶＤ装置の概略説明図
である。
図中、１はマイクロ波、２は導波管、３はマイクロ波導
入窓、４は円筒空洞共振器、５はメツシュ板、６は磁気
コイル、７及び８は冷却水の入口及び出口、９はプラズ
マ励起するガスの導入口、１０はプラズマ励起しないガ
スの導入口、１１は処理室、１２は引出し電極、１３は
被エツチング基体、１４は被エツチング基体のための支
持体、１５はＲＦ源、工６は照射光、１７は光導入窓で
ある。
入窓、４は円筒空洞共振器、５はメツシュ板、６は磁気
コイル、７及び８は冷却水の入口及び出口、９はプラズ
マ励起するガスの導入口、１０はプラズマ励起しないガ
スの導入口、１１は処理室、１２は引出し電極、１３は
被エツチング基体、１４は被エツチング基体のための支
持体、１５はＲＦ源、工６は照射光、１７は光導入窓で
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、０．７〜１．２ＧＨｚのマイクロ波を用いて発生さ
せたプラズマを利用することを特徴とするプラズマ処理
方法。 ２、プラズマ処理が電子サイクロトロン共鳴イオンビー
ムエッチングである請求項１記載のプラズマ処理方法。 ３、プラズマ処理が電子サイクロトロン共鳴プラズマエ
ッチングである請求項１記載のプラズマ処理方法。 ４、プラズマ処理が電子サイクロトロン共鳴プラズマＣ
ＶＤである請求項１記載のプラズマ処理方法。 ５、プラズマ処理がマイクロ波プラズマＣＶＤである請
求項１記載のプラズマ処理方法。 ６、プラズマ処理が光アシストマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄである請求項１記載のプラズマ処理方法。 ７、０．７〜１．２ＧＨｚのマイクロ波を発生させるマ
イクロ波発生源及び該マイクロ波によりプラズマを発生
させるプラズマ発生室を有することを特徴とするプラズ
マ処理装置。 ８、プラズマ処理装置が電子サイクロトロン共鳴イオン
ビームエッチング装置である請求項７記載のプラズマ処
理装置。 ９、プラズマ処理装置が電子サイクロトロン共鳴プラズ
マエッチング装置である請求項７記載のプラズマ処理装
置。 １０、プラズマ処理装置が電子サイクロトロン共鳴プラ
ズマＣＶＤ装置である請求項７記載のプラズマ処理装置
。 １１、プラズマ処理装置がマイクロ波プラズマＣＶＤ装
置である請求項７記載のプラズマ処理装置。 １２、プラズマ処理装置が光アシストマイクロ波プラズ
マＣＶＤ装置である請求項７記載のプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1323941A JPH03238800A (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1323941A JPH03238800A (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03238800A true JPH03238800A (ja) | 1991-10-24 |
Family
ID=18160340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1323941A Pending JPH03238800A (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03238800A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5866986A (en) * | 1996-08-05 | 1999-02-02 | Integrated Electronic Innovations, Inc. | Microwave gas phase plasma source |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62266820A (ja) * | 1986-05-15 | 1987-11-19 | Canon Inc | マイクロ波エネルギ−を使用するプラズマｃｖｄ法による機能性堆積膜形成装置 |
| JPS63165812A (ja) * | 1986-12-27 | 1988-07-09 | Canon Inc | 光メモリ用集光レンズ |
-
1989
- 1989-12-15 JP JP1323941A patent/JPH03238800A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62266820A (ja) * | 1986-05-15 | 1987-11-19 | Canon Inc | マイクロ波エネルギ−を使用するプラズマｃｖｄ法による機能性堆積膜形成装置 |
| JPS63165812A (ja) * | 1986-12-27 | 1988-07-09 | Canon Inc | 光メモリ用集光レンズ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5866986A (en) * | 1996-08-05 | 1999-02-02 | Integrated Electronic Innovations, Inc. | Microwave gas phase plasma source |
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