JPH04131379A - プラズマ処理装置 - Google Patents

プラズマ処理装置

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JPH04131379A
JPH04131379A JP2253398A JP25339890A JPH04131379A JP H04131379 A JPH04131379 A JP H04131379A JP 2253398 A JP2253398 A JP 2253398A JP 25339890 A JP25339890 A JP 25339890A JP H04131379 A JPH04131379 A JP H04131379A
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    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/46Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

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、半導体装置の製造過程におけるCVD処理、
エツチング処理、スパッタリング処理などを行うプラズ
マ処理装置に係り、特に、装置内壁を洗浄する機能を備
えたプラズマ処理装置に関する。
(従来技術) 半導体装置の製造に用いられるプラズマ処理装置では、
各種の反応処理過程で生じたプラズマ生成物が真空容器
内壁にも付着してしまう。
例えば、SiH4ガスとN2ガスまたはNH3ガスとを
原料ガスとして試料表面に窒化ケイ素膜(S i N)
を堆積させた場合、反応室の内壁には反応生成物である
窒化ケイ素、あるいは余剰のSiH4の分解による粉末
状のケイ素が付着する。
また、フォトレジストをマスクとしてCF4ガスプラズ
マにて酸化ケイ素膜、窒化ケイ素膜をエツチングすると
、ガスから電離分解したフッ化炭素がフォトレジストと
結合し、有機樹脂膜か真空容器内壁に付着してしまう。
そして、このように反応室の内壁に付着した付着物が剥
離すると、反応室内に急激なガス流か生じて処理条件が
変動したり、剥離した付着物によって試料が汚染されて
しまうという問題が生じる。
そこで、このようなプラズマ処理装置では、I\ロゲン
系のガスを導入してプラズマを発生させることによって
付着物をエツチングしたり、酸素プラズマによって付着
物をアッシングしたりすることによって、定期的に反応
室内の洗浄が行われる。
ところで、付着物を効率良く洗浄するためには、洗浄部
分にプラズマが達するように洗浄部近傍でプラズマを発
生させたり、イオン流を効率良く付着物に向けたりする
必要がある。そこで、従来のプラズマ処理装置では以下
のような各種の工夫がなされている。
例えば、特開昭62−287623号公報には、反応室
内の磁場勾配を処理時と洗浄時とで逆向きにすることに
よってイオンの引き出し方向を切り換えて、洗浄効率を
高める方法が記載されている。
また、特開平1−231320号公報には、反応室の内
壁に複数の電位を選択的に印加可能な導電性保護壁を設
け、プラズマを反応室の内壁に分散投射させて洗浄効率
を高める方法が記載されている。
さらに、特開昭63−111177号公報には、サイク
ロトロン共鳴点を変化させることによってプラズマ発生
位置を調整し、所望位置を効率良く洗浄する方法が記載
されている。
(発明が解決しようとする課題) 上記した従来技術では、いずれも真空容器内を効率良く
かつ均一に洗浄するための工夫が為されておらず、真空
容器内を効率良くかつ均一に洗浄することができないと
いう問題があった。
本発明の目的は、上記した問題点を解決して、真空容器
内を効率良く洗浄することの可能なプラズマ処理装置を
提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、上記した問題点を解決し
て、真空容器内を効率良くかつ均一に洗浄することの可
能なプラズマ処理装置を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 上記した目的を達成するために、本発明では、電子サイ
クロトロン共鳴励起を利用し、真空容器内に反応ガスプ
ラズマを発生させて試料処理を行う機能、および真空容
器内に洗浄ガスプラズマを発生させて真空容器内壁の洗
浄処理を行う機能を備えたプラズマ処理装置において、
以下のような手段を講じた点に特徴がある。
(1)洗浄処理時のプラズマ径を試料処理時のプラズマ
径よりも大きくし、洗浄処理時のプラズマ端部が真空容
器内壁に達するようにした。
(2)前記洗浄ガスプラズマの分布を真空容器内で走査
するようにした。
(作用) 上記した(1)の構成によれば、容器内壁部の付着物へ
のプラズマ種の入射効率が高まるので、効率の良い洗浄
が可能になる。
上記した(2)の構成によれば、容器内壁部へのプラズ
マ種の入射位置が連続的に変化するので、容器内壁の効
率の良いかつ均一な洗浄か可能になる。
(実施例) 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の一実施例であるプラズマ処理装置の断
面図であり、マイクロ波3の導入窓を組み合わせて構成
された放電管1、反応室2、基板などの試料6を載置す
る試料ホルダ11、試料ホルダ11に高周波電界を印加
する高周波電源7、主磁界コイル4、制御磁界コイル5
、マイクロ波3の発散を防止して電子サイクロトロン共
鳴(ECR)励起によるプラズマ生成位置を一定位置に
特定するマイクロ波発散防止筒13、ガス供給ノズル8
,9、および排気口12を具備し、放電管1および反応
室2が真空容器を構成している。
このような構成のプラズマ処理装置において、試料処理
時には2.45GHzのマイクロ波3による電界と、磁
界コイル4.5による磁束密度875ガウス以上の磁界
とによってECRを引き起こし、反応室2内に円筒型の
反応ガスプラズマ14を発生させる。
以下、本プラズマ処理装置を用いた本発明の実施例を詳
細に説明する。
[第1実施例(その1)] 本実施例では、基板6上に窒化ケイ素膜を形成した後の
洗浄方法について説明する。
ガスノズル8,9のそれぞれから、N2ガスを240 
ml/sin 、 S i H4を24 ml/win
づつ導入し、排気量を調整することで真空容器内の圧力
を0.3Paとした。
一方、出力600Wのマイクロ波3を導入し、磁界コイ
ル4,5への電流を調整することによって磁束密度87
5ガウスのECR面19をマイクロ波発散防止筒13内
に発生させると共に、高周波電源7によって試料ホルダ
11には出力1(10Wの高周波電界を印加した。
これにより、磁力線の向きが基板6にほぼ垂直な円筒型
のECRプラズマ14が発生し、基板6表面には60秒
で厚さ350nmのSiN膜が形成された。
また、このときの真空容器内の4点(■試料ホルダ11
上、■SiH4導入口近傍、■、■真空容器内壁)にお
けるSiN4膜の付着量は以下の通りである。
■340nm ■225ns ■65ni ■52nl このように、基板6上にSiN膜を350r+m堆積す
ると、プラズマが基板を底面とする円筒状であるために
もかかわらず、位置■〜■のいずれにもSiN膜が付着
することがわかる。
このようにしてSiN膜を堆積させた後に、本実施例で
は、洗浄ガスとしてNF3ガスをガスノズル8より導入
し、さらに、発生させるプラズマの形状を以下の2通り
とした場合について、上記した位置■〜■の4点におけ
る洗浄速度を比較した。
(A)上記と同様の円筒プラズマ14を発生させた場合
(B)磁界コイル4.5の電流を調整して、プラズマ端
部が真空容器内壁に達する発散プラズマ15を発生させ
た場合。
なお、この際のプラズマ発生条件はNF3流量150 
ml/win、マイクロ波強度600W、反応圧力0.
3Paである。比較結果を第1表に示す。
第  1  表 第1表から明らかなように、容器内壁部■、■の洗浄速
度は、円筒プラズマの場合の25〜30nm/sinに
対して、発散プラズマの場合では80〜95 ns/s
inとなり、発散プラズマを利用すると円筒プラズマの
場合に比べて洗浄速度が2〜3倍に達することが確認さ
れた。
すなわち、本実施例のように、洗浄処理時のプラズマの
拡がりを基板処理時よりも拡げ、洗浄処理時にはプラズ
マ端部が真空容器内壁に達して、付着物へのプラズマ種
の入射効率が高まるようにすれば、洗浄速度を著しく向
上させることかできる。
[第1実施例(その2)] 次いで、前記第1実施例の装置を用いて基板6上に5i
02膜を形成した後の洗浄方法について説明する。
初めに、ガスノズル8,9のそれぞれから、02ガスを
240ml/sjn 、 S i H4を24m1/s
inづつ導入し、他の条件を前記と同様にして5i02
111を形成した。
次いで、前記と同様の円筒プラズマおよび発散プラズマ
を発生させて5t02付着物の洗浄効果を調べた。また
、試料ホルダ11に400KHz。
出力100Wの高周波電界を印加した場合の洗浄効果に
ついても調べた。結果を第2表に示す。
第  2  表 第2表から明らかなように、5i02付着物の洗浄に際
しても、プラズマ径の拡がる発散プラズマを利用すると
洗浄効率が向上することがわかる。
また、電界が印加される部分では洗浄効率がさらに向上
することがわかる。換言すれば、酸化膜の洗浄に際して
は、付着物へのイオン入射量を増やすことが効果的であ
ることがわかる。
[第2実施例] 第1実施例の装置を用い、真空容器内をNF3ガスで洗
浄する前および洗浄した後の状態において、表面にCr
膜の形成されたガラス基板上にSiN膜を35Or+m
形成し、その後、別の装置によって真性アモルファスS
i膜およびN型アモルファスS1膜を連続的に形成して
薄膜トランジスタ(T P T)を公知の手法によって
形成し、それぞれのトランジスタの移動度を調べた。
その結果、洗浄を行う前に形成されたトランジスタの移
動度が0. 6cm2/ V−seeてあったのに対し
て、洗浄を行った後に形成されたトランジスタの移動度
は0.3cm2/ V−secと低下し、トランジスタ
特性が劣っていることかわかった。
そして、洗浄後に形成されたトランジスタのSiN膜を
分析したところ、多量のふっ素元素が検出された。
そこで、本実施例では第2図に示したように、洗浄ガス
であるNF3ガスを導入するための洗浄ガス専用ノズル
10を設けると共に、ノズル8゜9.10の真空容器内
への導入口近傍にそれぞれ遮断弁3111. 39. 
40を設けて、洗浄時には遮断弁38.39を閉じて洗
浄を行い、成膜時には遮断弁40を閉じて前記トランジ
スタを形成したところ、その移動度は0゜6CI12/
V−3eCとなった。
以上の実験結果から、洗浄ガスの専用ノズルを設けると
共に、基板処理時と洗浄時とで各ノズル内の残留ガスの
影響を極力排除することによって、洗浄直後に基板処理
を行っても特性の優れた薄膜を形成できるようになるこ
とがわかった。
[第3実施例] 第3図は本発明の第3実施例を説明するための図である
本実施例では、制御磁界コイル5による磁界の向きが成
膜時の逆向きとなるようにして、主磁界コイル4による
磁界と制御磁界コイル5による磁界とによって処理室内
にいわゆるカスプ磁界を発生させ、該カスプ磁界によっ
てプラズマ状態となった反応ガスにより付着物を洗浄す
るようにした点に特徴がある。
初めに、02ガスとS i H4ガスとを材料ガスとし
、基板の大きさを底面とする円筒プラズマを前記と同様
にして発生させて基板6上に5i02を堆積した。
一方、洗浄に際しては、洗浄ガスとしてNF3を導入し
、主磁界コイル4および制御磁界コイル5を制御してカ
スプ磁界を発生させてNF3プラズマによる洗浄を行っ
た。
NF3プラズマ17はカスプ磁界境界面18に沿って容
器内壁方向16に流れるので、第3図の右側に示したよ
うに、境界面18の位置では5i02が著しく高速で洗
浄され、境界面より下側では洗浄速度が急激に衰えてし
まう。
そこで、本実施例では主磁界コイル4および制御磁界コ
イル5を連続的に制御して、カスプ磁界の境界面18を
主磁界コイル4と制御磁界コイル5との間で、図中上下
方向に走査するようにした。
第4図は、カスプ磁界位置を一定として洗浄した場合(
実線)、およびカスプ磁界位置を走査して洗浄した場合
(点線)の残留5i02の付着量を示した図である。同
図から明らかなように、カスプ磁界位置を走査すれば付
着物へのプラズマ種の入射位置が連続的に変化するので
、容器内壁を均一に洗浄することができるようになる。
[第4実施例] 第5図は本発明の第4実施例を説明するための図である
本実施例では、主磁界コイル4による磁界の向きと制御
磁界コイル5による磁界の向きとを共に成膜時の逆向き
となるように制御して装置の上方にプラズマを発生させ
、装置上方を均一に洗浄できるようにした点に特徴があ
る。
上記した第3実施例では、主磁界コイル4よりも上側位
置の放電管1付近に付着したSiOxを均一に洗浄する
ことができなかった。そこで本実施例では、主磁界コイ
ル4および制御磁界コイル5を連続的に制御し、前記第
3実施例のようなカスプ磁界発生状態から主磁界コイル
4の励磁電流を徐々に下げ、零とした後にさらに下げて
電流の向きを反転して第5図に示した上向き磁界16を
発生させた。
また、主磁界コイル4および制御磁界コイル5による磁
界の向きとを共に逆向きとした状態で磁界分布を連続的
に変化させ、プラズマ種の容器内壁への入射位置を連続
的に変化させることによって容器内を均一に洗浄できる
ようにした。
本実施例によれば、同図右側に示したように、装置上方
での洗浄速度が速くなるので、放電管1付近に付着した
SiOxを効率良くかつ均一に洗浄できるようになる。
[第5実施例コ 第6図は本発明の第5実施例のプラズマ処理装置の構成
を示した図である。
本実施例では、洗浄ガス(NFS)の流量を検出して調
整する流量調整装置23と、真空容器内の圧力を検出す
る圧力検出装置20と、前記流量調整装置23および圧
力検出装置20の出力信号を検出し、検出結果に応じて
主磁界コイル4、制御磁界コイル5、洗浄ガス流量、お
よび排気ガスバルブ22の開度等を適宜調整する制御装
置21とを備えている。
第7図は、前記圧力検出装置20で検出される反応圧力
と洗浄速度との関係を表した図である。
同図から、反応圧力が約2Paのときの洗浄速度が最も
速いことが分る。
上記した実験結果から、本実施例では洗浄速度が最も速
くなる反応圧力として2Paを選定し、制御装!21は
洗浄処理時の反応圧力が常に2Paとなるように、洗浄
ガス流量および排気ガスバルブ22の開度を調整する。
同時に、M御装221は主磁界コイル4および制御磁界
コイル5を制御して、前記各実施例で説明したような、
洗浄処理に適した形状のプラズマを発生させるための磁
界を発生させる。
なお、上記した説明では洗浄ガスとしてハロゲン系のN
F3を用いたが、酸素を洗浄ガスとして用いた場合には
、反応圧力が約7 X 10−”、P aのときの洗浄
速度が最も速いことを確認した。
本実施例によれば、常に最適な条件での洗浄が可能にな
る。
[第6実施例] 第8図は本発明の第6実施例のプラズマ処理装置の構成
を示した図である。
本実施例では、洗浄ガス供給ノズル10aの供給口を基
板ボルダ11近傍に設けた点に特徴がある。本装置を用
いて洗浄処理を行った結果を第3表に示す。なお、■〜
■は、前記第1図に関して説明した真空容器内の位置を
表し、洗浄条件は前記第1実施例で発散プラズマを用い
た場合と同一である。
第3表から明らかなように、本実施例によれば、第1実
施例で発散プラズマを用いた場合(第1表)に比べて、
反応ガス導入口付近■での洗浄速度は低下したが、基板
ホルダ上■および容器内壁部■。
■の洗浄速度は著しく向上した。
[第7実施例コ 上記した各実施例では、本発明をCVD装置の洗浄に適
用して説明したが、本発明はこれのみに限定されるもの
ではなく、エツチング装置にも適用できる。
たとえば、第1図に関して説明した装置をエツチング用
に用い、CF4ガスをエツチングガスとして用いてSi
基板をエツチングすると、第1図に示した位置■〜■に
炭素が付着する。
酸素ガスを洗浄ガスとして用いて、前記と同様に円筒プ
ラズマおよび発散プラズマを発生させてときの洗浄速度
を第4表に示す。
第  4  表 第4表から明らかなように、エツチングによる洗浄にお
いても、容器内壁部■、■に関しては円筒プラズマより
も発散プラズマの方が洗浄速度の速いことが分った。
さらに、基板ホルダに400KHz、出力100Wの高
周波電界を加えると、基板ホルダ上■の洗浄速度に関し
ても、円筒形状プラズマを用いた場合以上の洗浄速度を
得られることが確認された。
(発明の効果) 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、洗浄
処理時のプラズマ径を試料処理時のプラズマ径よりも大
きくし、洗浄処理時のプラズマ種が真空容器内壁に達す
るようにしたので、洗浄速度が向上して効率の良い洗浄
処理が可能になる。
さらに、洗浄処理時の主磁界コイルおよび制御磁界コイ
ルを制御して真空容器内壁へのプラズマ種の入射位置を
走査するようにすれば、容器内を均一かつ効率良く洗浄
できるようになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例の断面図、第2図は本発明
の第2実施例の断面図、第3図は本発明の第3実施例の
断面図、第4図は第3実施例を説明するための図、第5
図は本発明の第4実施例の断面図、第6図は本発明の第
5実施例の断面図、第7図は第5実施例を説明するため
の図、第8図は本発明の第6実施例の断面図である。 1・・・放電管、2・・・反応室、3・・・マイクロ波
、4・・・主磁界コイル、5・・・制御磁界コイル、6
・・・試料、7・・・高周波電源、8,9・・・ガス供
給ノズル、10.10a・・・洗浄ガス供給ノズル、1
1・・・試料ホルダ、12・・・排気口 第3図 第4図 代理人 弁理士 平 木 道 人 桓置 第8図 第6図 第7 図 反AlLカト

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電子サイクロトロン共鳴励起を利用し、真空容器
    内に反応ガスプラズマを発生させて試料処理を行う機能
    、および真空容器内に洗浄ガスプラズマを発生させて真
    空容器内壁の洗浄処理を行う機能を備えたプラズマ処理
    装置において、 洗浄処理時の試料面に平行な面内での最大プラズマ径は
    、試料処理時の試料面に平行な面内での最大プラズマ径
    よりも大きく、洗浄処理時の前記最大プラズマ径部での
    プラズマ端部は真空容器内壁に達することを特徴とする
    プラズマ処理装置。
  2. (2)前記洗浄ガスプラズマの分布を真空容器内で走査
    することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のプラ
    ズマ処理装置。
  3. (3)真空容器内に反応ガスを供給する反応ガス供給ノ
    ズルと、 サイクロトロン共鳴のための磁界を、真空容器内のプラ
    ズマ生成領域に発生させる主磁界コイルと、 プラズマ流を制御するための磁界を、真空容器内のプラ
    ズマ反応領域に発生させる制御磁界コイルと、 プラズマ反応領域で試料を支持する試料ホルダと、 主磁界コイルおよび制御磁界コイルの少なくとも一方を
    制御して、円筒プラズマおよび該円筒プラズマより最大
    プラズマ径が大きい発散プラズマのいずれか一方を選択
    的に発生させる励磁制御手段とを具備し、 前記励磁制御手段は、試料処理時には円筒型反応ガスプ
    ラズマを発生させ、洗浄処理時には発散型洗浄ガスプラ
    ズマを発生させることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項または第2項記載のプラズマ処理装置。
  4. (4)真空容器内に反応ガスを供給する反応ガス供給ノ
    ズルと、 サイクロトロン共鳴のための磁界を、真空容器内のプラ
    ズマ生成領域に発生させる主磁界コイルと、 プラズマ流を制御するための磁界を、真空容器内のプラ
    ズマ反応領域に発生させる制御磁界コイルと、 プラズマ反応領域で試料を支持する試料ホルダと、 洗浄処理時に、制御磁界コイルによる磁界向きを試料処
    理時の逆向きに切り換えて、主磁界コイルと制御磁界コ
    イルとの間にカスプ磁界を発生させるカスプ磁界発生手
    段とを具備し、 前記洗浄ガスプラズマは、前記カスプ磁界によって発生
    させられることを特徴とする特許請求の範囲第1項また
    は第2項記載のプラズマ処理装置。
  5. (5)前記カスプ磁界発生手段は主磁界コイルおよび制
    御磁界コイルの少なくとも一方を連続的に制御し、カス
    プ磁界境界面を主磁界コイルと制御磁界コイルとの間で
    走査させることを特徴とする特許請求の範囲第4項記載
    のプラズマ処理装置。
  6. (6)真空容器内に反応ガスを供給する反応ガス供給ノ
    ズルと、 サイクロトロン共鳴のための磁界を、真空容器内のプラ
    ズマ生成領域に発生させる主磁界コイルと、 プラズマ流を制御するための磁界を、真空容器内のプラ
    ズマ反応領域に発生させる制御磁界コイルと、 プラズマ反応領域で試料を支持する試料ホルダと、 前記主磁界コイルおよび制御磁界コイルの磁界向きを試
    料処理時の逆向きに切り換える切り換え手段と、 主磁界コイルおよび制御磁界コイルによる磁界分布を連
    続的に変化させる励磁制御手段とを具備したことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項または第2項記載のプラズ
    マ処理装置。
  7. (7)洗浄ガスの流量を検出して調整する流量調整手段
    と、 真空容器内の圧力を検出する圧力検出手段と、反応ガス
    流量および排気ガス流量の少なくとも一方を制御して、
    真空容器内の圧力を予定の値に保つ圧力制御手段とをさ
    らに具備したことを特徴とする特許請求の範囲第1項な
    いし第6項のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
  8. (8)真空容器内に洗浄ガスを供給する洗浄ガス供給ノ
    ズルと、 洗浄処理時に、真空容器内と反応ガス供給ノズルとを遮
    断する遮断手段とをさらに具備したことを特徴とする特
    許請求の範囲第1項ないし第7項のいずれかに記載のプ
    ラズマ処理装置。
  9. (9)前記洗浄ガス供給ノズルの真空容器内への導入口
    を、前記試料ホルダ近傍に設けたことを特徴とする特許
    請求の範囲第1項ないし第8項のいずれかに記載のプラ
    ズマ処理装置。
  10. (10)前記試料ホルダに高周波電界を印加する手段を
    さらに具備したことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    ないし第9項のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09167755A (ja) * 1995-12-15 1997-06-24 Nec Corp プラズマ酸化膜処理装置
WO2000001007A1 (fr) * 1998-06-30 2000-01-06 Tokyo Electron Limited Procede de traitement au plasma
KR100290749B1 (ko) * 1993-05-01 2001-10-24 히가시 데쓰로 플라즈마처리장치
JP2006169589A (ja) * 2004-12-16 2006-06-29 Shinko Seiki Co Ltd 表面処理装置
JP2012023098A (ja) * 2010-07-12 2012-02-02 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置
JP2014099619A (ja) * 2006-10-19 2014-05-29 Quantam Global Technologies Llc 基板処理構成部品からの残留物の除去

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6784033B1 (en) 1984-02-15 2004-08-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for the manufacture of an insulated gate field effect semiconductor device
US6786997B1 (en) 1984-11-26 2004-09-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Plasma processing apparatus
JPH0752718B2 (ja) 1984-11-26 1995-06-05 株式会社半導体エネルギー研究所 薄膜形成方法
US6113701A (en) 1985-02-14 2000-09-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device, manufacturing method, and system
US6230650B1 (en) 1985-10-14 2001-05-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Microwave enhanced CVD system under magnetic field
US6673722B1 (en) 1985-10-14 2004-01-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Microwave enhanced CVD system under magnetic field
US5633192A (en) * 1991-03-18 1997-05-27 Boston University Method for epitaxially growing gallium nitride layers
US7235819B2 (en) * 1991-03-18 2007-06-26 The Trustees Of Boston University Semiconductor device having group III nitride buffer layer and growth layers
JP3042127B2 (ja) * 1991-09-02 2000-05-15 富士電機株式会社 酸化シリコン膜の製造方法および製造装置
JP2987663B2 (ja) * 1992-03-10 1999-12-06 株式会社日立製作所 基板処理装置
JPH0711446A (ja) * 1993-05-27 1995-01-13 Applied Materials Inc 気相成長用サセプタ装置
US6007637A (en) * 1993-06-11 1999-12-28 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process and apparatus for the dry treatment of metal surfaces
US5458725A (en) * 1993-08-17 1995-10-17 Motorola, Inc. Gas distribution system
US5759922A (en) * 1993-08-25 1998-06-02 Micron Technology, Inc. Control of etch profiles during extended overetch
JPH07245193A (ja) * 1994-03-02 1995-09-19 Nissin Electric Co Ltd プラズマ発生装置及びプラズマ処理装置
US5503676A (en) * 1994-09-19 1996-04-02 Lam Research Corporation Apparatus and method for magnetron in-situ cleaning of plasma reaction chamber
JP2962181B2 (ja) * 1995-02-01 1999-10-12 ヤマハ株式会社 ドライエッチング方法及び装置
JPH08335573A (ja) * 1995-04-05 1996-12-17 Tokyo Electron Ltd プラズマ成膜方法及びその装置
US5674321A (en) * 1995-04-28 1997-10-07 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for producing plasma uniformity in a magnetic field-enhanced plasma reactor
US5988187A (en) 1996-07-09 1999-11-23 Lam Research Corporation Chemical vapor deposition system with a plasma chamber having separate process gas and cleaning gas injection ports
DE19644150A1 (de) * 1996-10-24 1998-04-30 Roland Dr Gesche Magnetfeldunterstütztes Reinigen, Entfetten und Aktivieren mit Niederdruck-Gasentladungen
KR100502945B1 (ko) * 1996-11-14 2005-11-23 동경 엘렉트론 주식회사 플라즈마처리장치의세정방법
US6079426A (en) * 1997-07-02 2000-06-27 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for determining the endpoint in a plasma cleaning process
US6068783A (en) * 1998-04-28 2000-05-30 Winbond Electronics Corp In-situ and non-intrusive method for monitoring plasma etch chamber condition utilizing spectroscopic technique
US8617351B2 (en) * 2002-07-09 2013-12-31 Applied Materials, Inc. Plasma reactor with minimal D.C. coils for cusp, solenoid and mirror fields for plasma uniformity and device damage reduction
US8048806B2 (en) * 2000-03-17 2011-11-01 Applied Materials, Inc. Methods to avoid unstable plasma states during a process transition
US20070048882A1 (en) * 2000-03-17 2007-03-01 Applied Materials, Inc. Method to reduce plasma-induced charging damage
JP2002055662A (ja) * 2000-08-11 2002-02-20 Nec Corp 液晶表示装置及びその駆動方法
JP4009087B2 (ja) * 2001-07-06 2007-11-14 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 半導体製造装置における磁気発生装置、半導体製造装置および磁場強度制御方法
US7374636B2 (en) * 2001-07-06 2008-05-20 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for providing uniform plasma in a magnetic field enhanced plasma reactor
US20030150475A1 (en) * 2002-02-11 2003-08-14 Lorne Abrams Method and apparatus for sanitizing reusable articles
US7056416B2 (en) * 2002-02-15 2006-06-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Atmospheric pressure plasma processing method and apparatus
TWI283899B (en) * 2002-07-09 2007-07-11 Applied Materials Inc Capacitively coupled plasma reactor with magnetic plasma control
US7458335B1 (en) 2002-10-10 2008-12-02 Applied Materials, Inc. Uniform magnetically enhanced reactive ion etching using nested electromagnetic coils
US7422654B2 (en) * 2003-02-14 2008-09-09 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for shaping a magnetic field in a magnetic field-enhanced plasma reactor
JP5011631B2 (ja) * 2004-06-01 2012-08-29 富士ゼロックス株式会社 半導体製造装置および半導体製造システム
JP4943047B2 (ja) 2006-04-07 2012-05-30 東京エレクトロン株式会社 処理装置及び処理方法
US8092605B2 (en) * 2006-11-28 2012-01-10 Applied Materials, Inc. Magnetic confinement of a plasma
US20090014644A1 (en) * 2007-07-13 2009-01-15 Inficon, Inc. In-situ ion source cleaning for partial pressure analyzers used in process monitoring
US8247812B2 (en) * 2009-02-13 2012-08-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Transistor, semiconductor device including the transistor, and manufacturing method of the transistor and the semiconductor device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01230496A (ja) * 1987-10-15 1989-09-13 Canon Inc 新規なダイヤモンド状炭素膜及びその製造方法
JPH01298170A (ja) * 1988-05-25 1989-12-01 Tel Sagami Ltd Ecrプラズマ処理装置
JPH02174229A (ja) * 1988-12-27 1990-07-05 Sumitomo Metal Ind Ltd プラズマ装置およびその使用方法
JPH0375373A (ja) * 1989-08-18 1991-03-29 Fujitsu Ltd プラズマ処理装置の清浄化方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4576698A (en) * 1983-06-30 1986-03-18 International Business Machines Corporation Plasma etch cleaning in low pressure chemical vapor deposition systems
US4657616A (en) * 1985-05-17 1987-04-14 Benzing Technologies, Inc. In-situ CVD chamber cleaner
JPS62261125A (ja) * 1986-05-08 1987-11-13 Fuji Electric Co Ltd 乾式薄膜加工装置
JPH0715899B2 (ja) * 1986-06-06 1995-02-22 株式会社日立製作所 プラズマ処理方法及び装置
JPS63111177A (ja) * 1986-10-29 1988-05-16 Hitachi Ltd マイクロ波プラズマ薄膜形成装置
JPS63119225A (ja) * 1986-11-06 1988-05-23 Fujitsu Ltd プラズマcvd装置
US4960488A (en) * 1986-12-19 1990-10-02 Applied Materials, Inc. Reactor chamber self-cleaning process
JPS63210275A (ja) * 1987-02-24 1988-08-31 Semiconductor Energy Lab Co Ltd プラズマ反応装置内を清浄にする方法
JP2595002B2 (ja) * 1988-01-13 1997-03-26 株式会社日立製作所 マイクロ波プラズマ処理方法及び装置
JP2696892B2 (ja) * 1988-03-11 1998-01-14 住友金属工業株式会社 プラズマプロセス装置
JP2696891B2 (ja) * 1988-03-11 1998-01-14 住友金属工業株式会社 プラズマプロセス装置
US4975144A (en) * 1988-03-22 1990-12-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of plasma etching amorphous carbon films
JP2654996B2 (ja) * 1988-08-17 1997-09-17 東京エレクトロン株式会社 縦型熱処理装置
JPH07101685B2 (ja) * 1989-01-26 1995-11-01 富士通株式会社 マイクロ波プラズマ処理装置
US5084125A (en) * 1989-09-12 1992-01-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Apparatus and method for producing semiconductor substrate

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01230496A (ja) * 1987-10-15 1989-09-13 Canon Inc 新規なダイヤモンド状炭素膜及びその製造方法
JPH01298170A (ja) * 1988-05-25 1989-12-01 Tel Sagami Ltd Ecrプラズマ処理装置
JPH02174229A (ja) * 1988-12-27 1990-07-05 Sumitomo Metal Ind Ltd プラズマ装置およびその使用方法
JPH0375373A (ja) * 1989-08-18 1991-03-29 Fujitsu Ltd プラズマ処理装置の清浄化方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100290749B1 (ko) * 1993-05-01 2001-10-24 히가시 데쓰로 플라즈마처리장치
JPH09167755A (ja) * 1995-12-15 1997-06-24 Nec Corp プラズマ酸化膜処理装置
WO2000001007A1 (fr) * 1998-06-30 2000-01-06 Tokyo Electron Limited Procede de traitement au plasma
US6392350B1 (en) 1998-06-30 2002-05-21 Tokyo Electron Limited Plasma processing method
JP2006169589A (ja) * 2004-12-16 2006-06-29 Shinko Seiki Co Ltd 表面処理装置
JP2014099619A (ja) * 2006-10-19 2014-05-29 Quantam Global Technologies Llc 基板処理構成部品からの残留物の除去
JP2012023098A (ja) * 2010-07-12 2012-02-02 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR970000691B1 (ko) 1997-01-18
JP2598336B2 (ja) 1997-04-09
US5211825A (en) 1993-05-18
KR920007128A (ko) 1992-04-28

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