JPH0480372A - マイクロ波プラズマ装置 - Google Patents

マイクロ波プラズマ装置

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JPH0480372A
JPH0480372A JP2194007A JP19400790A JPH0480372A JP H0480372 A JPH0480372 A JP H0480372A JP 2194007 A JP2194007 A JP 2194007A JP 19400790 A JP19400790 A JP 19400790A JP H0480372 A JPH0480372 A JP H0480372A
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JP
Japan
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microwave
reaction chamber
substrate
window
ultraviolet irradiation
Prior art date
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Pending
Application number
JP2194007A
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English (en)
Inventor
Takamasa Sato
高雅 佐藤
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体装置の製造に必要なエツチング工程または堆積工
程において使用されるマイクロ波プラズマ装置の改良、
特にエツチング速度または堆積速度を向上する改良に関
し、 エツチング速度または堆積速度を顕著に向上することの
出来るマイクロ波プラズマ装置を提供することを目的と
し、 ガス導入手段とガス排出手段とマイクロ波導入窓と紫外
線照射窓と前記のマイクロ波導入窓に対向して設けられ
る基板支持台とを有する反応室と、前記のマイクロ波導
入窓を介して前記の反応室にマイクロ波を供給するマイ
クロ波供給手段と、前記の紫外線照射窓を介して前記の
基板支持台に支持される基板に垂直方向に紫外線を照射
する紫外線照射手段とを存するマイクロ波プラズマ装置
をもって構成される。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体装置の製造に必要なエツチング工程ま
たは堆積工程において使用されるマイクロ波プラズマ装
置の改良、特にエツチング速度または堆積速度を向上す
る改良に関する。
〔従来の技術〕
従来技術に係るマイクロ波プラズマ装置の代表例として
、電子サイクロトロン共鳴(以下、ECRと云う、)効
果を使用したマイクロ波プラズマ装置の構成図を第2図
に示す0図において、1は反応ガス供給手段2とガス排
出手段3とマイクロ波導入窓4とを有する反応室である
0反応室lの下部には、マイクロ波導入窓4に対向して
基板5を支持する基板支持台6が設けられ、基板支持台
6には基板5をバイアスする高周波電源13が接続され
ている。7はマイクロ波発生手段であり、マイクロ波発
生手段7において発生されたマイクロ波は導波管8とマ
イクロ波導入窓4とを介して反応室1内に導入される。
9はガス導入手段2を介して導入された反応ガスをマイ
クロ波との共鳴効果によってプラズマ化するのに必要な
磁場を発生させる磁場発生手段である。
従来は、磁場発生手段9を構成する’i:iN石の配置
、磁場の強さ等を調整することによって、反応室1内に
発生するプラズマ密度、イオン電流密度を調節してエツ
チング速度または堆積速度を向上する検討がなされてき
た。さらには、反応室1内に横方向から、すなわち、基
板5の表面に平行する方向に紫外線を照射して、ECR
プラズマをより高密度化し、かつ、プラズマ放電を維持
しやすくする方法も検討されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記の1m石の配置、磁場の強さ等を調整する方法、あ
るいは、紫外線を反応室内に横方向から照射する方法の
いずれの場合においても、エンチング速度または堆積速
度の向上の面では顕著な成果が得られていない。
本発明の目的は、この欠点を解消することにあり、エツ
チング速度または堆積速度を顕著に向上することの出来
るマイクロ波プラズマ装置を提供することにある。
〔!l1lllを解決するための手段〕上記の目的は、
ガス導入手段(2)とガス排出手段(3)とマイクロ波
導入窓(4)と紫外線照射窓(10)と前記のマイクロ
波導入窓(4)に対向して設けられる基板支持台(6)
とを有する反応室(1)と、前記のマイクロ波導入窓(
4)を介して前記の反応室(1)にマイクロ波を供給す
るマイクロ波供給手段(7)と、前記の紫外線照射窓(
10)を介して前記の基板支持台(6)に支持される基
板(5)に垂直方向に紫外線を照射する紫外線照射手段
(12)とを有するマイクロ波プラズマ装置によって達
成される。
なお、前記の紫外線照射窓(10)と前記の紫外線照射
手段(12)とは、前記のマイクロ波導入窓(4)の周
囲に、前記の基板(5)を支持する基板支持台(6)に
対向して設けられ、また、前記の紫外線照射窓(10)
は、金属メソシュ(11)をもって覆われることが好適
であり、前記の反応室(1)は電子サイクロトロン共共
鳴基を発生する磁場発生手段(9)が巻装されていても
よい。
〔作用〕
本発明に係るマイクロ波プラズマ装置においては、基板
表面にエネルギーの大きな紫外線を照射することによっ
て基板表面が活性化され、プラズマ放電によって生成さ
れる反応ガスの活性種との反応が促進されるので、エツ
チング速度または堆積速度が著しく向上する。また、紫
外線をマイクロ波導入口の周囲から基板表面に照射する
ことによって、プラズマ密度の比較的低い反応室周辺部
のプラズマ放電が助勢されるため、反応室内における活
性種密度の分布が均一化し、エンチングまたは堆積の基
板面内における均一性が向上する。
なお、紫外線照射によって表面が活性化される物質をエ
ンチングする場合器こは、紫外線の照射される領域と紫
外線の照射されない領域とのエンチング速度比が大きく
なることから、エンチングの異方性が高(なり、サイド
エツチングによるアンダーカットの発生が防止される。
〔実施例〕
以下、図面を参照しつ一1本発明の一実施例に係るマイ
クロ波プラズマ装置について説明する。
第1閣参照 図において、1は石英材等をもって内張すされたステン
レス鋼等から成る反応室であり、反応ガス供給手段2と
ガス排出手段3とが設けられている0反応室1の下部に
は基板5を支持する基板支持台6が設けられ、反応室1
の上部にはマイクロ波導入窓4が設けられ、導波管8を
介してマグネトロンよりなるマイクロ波供給手段7に接
続されている。また、反応室1を囲んで、ECR条件を
満たす磁場を発生する磁場発生手段9が配設されている
反応室1のマイクロ波導入窓4の周囲に石英よりなる紫
外線照射窓10が設けられ、紫外線照射窓10はマイク
ロ波の漏出を遮蔽するために、金属メソシュ11をもっ
て覆われている。12は紫外線照射窓10を介して紫外
線を基板5に垂直方向に照射するキセノン・水銀ランプ
よりなる紫外線照射手段である。 13は基板5をバイ
アスするために基板支持台6に接続された高周波′gl
源である。
上記の構成を有するマイクロ波プラズマ装置を使用して
、n゛型多結晶シリコン層をエツチングする場合につい
て以下に説明する。
基板5上に形成されたn゛梨型多結8993層上にレジ
ストマスクを形成して基板支持台6上に載置し、ガス排
出手段3を介して反応室1内を真空に排気した後、反応
ガス供給手段2を介して塩素ガスを流量11005CC
をもって反応室l内に供給し、反応室l内の圧力を3 
X 10−3Torrに保持する。高周波電源13の発
生する13.56MHz、50Wの高周波電力を基板支
持台6に印加して、基板5をバイアスし、マグネトロン
よりなるマイクロ波供給手段7において発生された2、
45GHzのマイクロ波を導波管8及びマイクロ波導入
窓4を介して反応室1内に導入すると−もに、磁場発生
手段9を使用して磁束密度875ガウスの共鳴磁場を発
生させ、マイクロ波とのECR効果によって反応室1内
に高密度のプラズマを発生させる。この例においては、
直径20cm、高さ20cmの反応室1の上面から約5
cm下方にECR共鳴点が形成された。
紫外線照射手段12にはキセノン・水銀ランプを使用し
、このキセノン・水銀ランプの発生する200乃至24
5nmの波長帯を含む紫外線を紫外線照射窓10と金属
メツシュ11とを介して、基板5に垂直方向に照射する
以上の方法をもって基板5に形成されたn゛型多結晶シ
リコン層をエツチングした結果、紫外線を照射しない場
合に2,000人/分であったエツチング速度が2,5
00〜3,000人/分に上昇し、20〜25%程度の
エツチング速度の向上がみられた。
また、紫外線の照射される領域のエツチング速度が上昇
することから、エツチングの異方性が高められ、アンダ
ーカットの発生が防止された。
ところで、塩素のエネルギー吸収が最大となる波長は、
320〜330nmであるので、反応室1内に照射する
紫外線に320nmの波長成分をさらに加えると、プラ
ズマ内の活性種の量が増加し、エツチング速度をさらに
向上させることが可能である。
なお、磁場発生手段9を有しないマイクロ波プラズマ装
置においても、紫外線を基板表面に垂直に照射すること
によって、エツチング速度または堆積速度が向上する。
〔発明の効果〕
以上説明せるとおり、本発明に係るマイクロ波プラズマ
装置においては、基板表面に紫外線を照射することによ
って基板表面が活性化され、プラズマ放電によって生成
された反応ガスの活性種との反応が促進されるので、エ
ツチング速度または堆積速度が顕著に向上し、スループ
ットが向上する。また、紫外線をマイクロ波導入窓の周
囲から導入することによって、プラズマ密度の比較的低
い反応室周辺部のプラズマ密度が高くなり、反応室内の
活性種密度分布が改善されるので、エツチングまたは堆
積の基板面内における均一性が向上し、歩留りが向上す
る。さらには、紫外線照射領域のエツチング速度が高く
なることから、エツチングの異方性が高くなり、アンダ
ーカットの発生が防止される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例に係るマイクロ波プラズマ
装置の構成図である。 第2図は、従来技術に係るマイクロ波プラズマ装置の構
成図である。 反応室、 ガス供給手段、 ガス排出手段、 マイクロ波導入窓、 基板、 基板支持台、 マイクロ波供給手段、 導波管、 磁場発生手段、 紫外線照射窓、 金属メツシュ、 紫外m照射手段、 高周波電源。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 [1]ガス導入手段(2)とガス排出手段(3)とマイ
    クロ波導入窓(4)と紫外線照射窓(10)と前記マイ
    クロ波導入窓(4)に対向して設けられる基板支持台(
    6)とを有する反応室(1)と、前記マイクロ波導入窓
    (4)を介して前記反応室(1)にマイクロ波を供給す
    るマイクロ波供給手段(7)と、 前記紫外線照射窓(10)を介して前記基板支持台(6
    )に支持される基板(5)に垂直方向に紫外線を照射す
    る紫外線照射手段(12)と を有することを特徴とするマイクロ波プラズマ装置。 [2]前記紫外線照射窓(10)と前記紫外線照射手段
    (12)とは、前記マイクロ波導入窓(4)の周囲に、
    前記基板(5)に対向して設けられてなる ことを特徴とする請求項[1]記載のマイクロ波プラズ
    マ装置。 [3]前記紫外線照射窓(10)は、金属メッシュ(1
    1)をもって覆われてなる ことを特徴とする請求項[1]または[2]記載のマイ
    クロ波プラズマ装置。 [4]前記反応室(1)は電子サイクロトロン共鳴磁場
    を発生する磁場発生手段(9)が巻装されてなる ことを特徴とする請求項[1]、[2]または[3]記
    載のマイクロ波プラズマ装置。
JP2194007A 1990-07-24 1990-07-24 マイクロ波プラズマ装置 Pending JPH0480372A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63289548A (ja) * 1987-05-22 1988-11-28 Fuji Photo Film Co Ltd 感光物質用包装材料
KR102322101B1 (ko) * 2021-06-24 2021-11-04 주식회사 자이시스 반도체 제조 장치
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