JPH05125546A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JPH05125546A JPH05125546A JP3290085A JP29008591A JPH05125546A JP H05125546 A JPH05125546 A JP H05125546A JP 3290085 A JP3290085 A JP 3290085A JP 29008591 A JP29008591 A JP 29008591A JP H05125546 A JPH05125546 A JP H05125546A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 加速されたイオンによる損傷が少なく、かつ
基体のプラズマ処理が高速かつ完全に行なえるプラズマ
処理装置を提供する。 【構成】 円筒形状の真空排気可能な処理室１の側壁を
円管状の石英部材１５で構成し、石英部材１５の外面に
沿うように、紫外光もしくは可視光を基体２に照射する
ための円筒リング状ランプ８を設ける。陰極９に近接し
て、陰極９の近傍にマグネトロン磁場を発生させる磁石
１１を設ける。
基体のプラズマ処理が高速かつ完全に行なえるプラズマ
処理装置を提供する。 【構成】 円筒形状の真空排気可能な処理室１の側壁を
円管状の石英部材１５で構成し、石英部材１５の外面に
沿うように、紫外光もしくは可視光を基体２に照射する
ための円筒リング状ランプ８を設ける。陰極９に近接し
て、陰極９の近傍にマグネトロン磁場を発生させる磁石
１１を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子や電子回路
の製造などに用いられるプラズマ処理装置に関する。
の製造などに用いられるプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子や電子回路の製造プロセス、
特に超ＬＳＩの製造プロセスにおいて、プラズマ処理装
置は重要な位置を占めている。例えば、超ＬＳＩの最終
保護膜に使用されるＳｉＮや層間絶縁膜に使用されるＳ
ｉＯ2などの薄膜形成にはプラズマＣＶＤ装置が、配線
用のＡｌの薄膜形成にはスパッタリング装置が、各種薄
膜のエッチングにはＲＩＥ（反応性イオンエッチング）
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いる。この他、酸化や窒化、クリ
ーニング、ドーピング、エピタキシャルなどのプロセス
へのプラズマ処理の適用も研究されている。現在実用さ
れているプラズマ処理装置の多くは、１３.５６ＭＨｚ
の高周波や２.４５ＧＨｚのマイクロ波を励起源として
使用し、発生した１×１０10ｃｍ-3以上のプラズマ密度
を有するプラズマを処理対象の基体に接触させ、プラズ
マ処理を行なっている。
特に超ＬＳＩの製造プロセスにおいて、プラズマ処理装
置は重要な位置を占めている。例えば、超ＬＳＩの最終
保護膜に使用されるＳｉＮや層間絶縁膜に使用されるＳ
ｉＯ2などの薄膜形成にはプラズマＣＶＤ装置が、配線
用のＡｌの薄膜形成にはスパッタリング装置が、各種薄
膜のエッチングにはＲＩＥ（反応性イオンエッチング）
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いる。この他、酸化や窒化、クリ
ーニング、ドーピング、エピタキシャルなどのプロセス
へのプラズマ処理の適用も研究されている。現在実用さ
れているプラズマ処理装置の多くは、１３.５６ＭＨｚ
の高周波や２.４５ＧＨｚのマイクロ波を励起源として
使用し、発生した１×１０10ｃｍ-3以上のプラズマ密度
を有するプラズマを処理対象の基体に接触させ、プラズ
マ処理を行なっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のプ
ラズマ処理装置では、プラズマ中の多数のイオンが基体
とプラズマとの接触面に形成されるシース電界によって
加速され、このイオンが数１０〜数１００ｅＶ程度のエ
ネルギーをもって基体に入射するので、基体の表面に損
傷を生じやすいという問題点がある、また、イオンのエ
ネルギーが高いため、有機系の原料ガスを用いる場合に
はＣ−Ｈ結合の解離などの望ましくない反応が生じ、基
体表面に堆積される膜中に炭素が混入しやすいという問
題点がある。
ラズマ処理装置では、プラズマ中の多数のイオンが基体
とプラズマとの接触面に形成されるシース電界によって
加速され、このイオンが数１０〜数１００ｅＶ程度のエ
ネルギーをもって基体に入射するので、基体の表面に損
傷を生じやすいという問題点がある、また、イオンのエ
ネルギーが高いため、有機系の原料ガスを用いる場合に
はＣ−Ｈ結合の解離などの望ましくない反応が生じ、基
体表面に堆積される膜中に炭素が混入しやすいという問
題点がある。
【０００４】これらの問題点を解決するために、プラズ
マ発生室とプラズマ処理室とを分離して設けた遠隔プラ
ズマ処理装置が検討され、基体表面の損傷の少ないプラ
ズマ処理が可能となっている。しかしこの遠隔プラズマ
処理装置では、プラズマ発生室と基体とが空間的に離れ
ているために、反応に有用な励起種が輸送の途中で衝突
などによって失活しやすく、例えば成膜の場合であれば
形成される膜の緻密度が低いなど、プラズマ処理が不完
全になりやすく、また処理速度が小さいなどの問題点が
ある。
マ発生室とプラズマ処理室とを分離して設けた遠隔プラ
ズマ処理装置が検討され、基体表面の損傷の少ないプラ
ズマ処理が可能となっている。しかしこの遠隔プラズマ
処理装置では、プラズマ発生室と基体とが空間的に離れ
ているために、反応に有用な励起種が輸送の途中で衝突
などによって失活しやすく、例えば成膜の場合であれば
形成される膜の緻密度が低いなど、プラズマ処理が不完
全になりやすく、また処理速度が小さいなどの問題点が
ある。
【０００５】本発明の目的は、加速されたイオンによる
損傷が少なく、かつ基体のプラズマ処理が高速かつ完全
に行なえるプラズマ処理装置を提供することにある。
損傷が少なく、かつ基体のプラズマ処理が高速かつ完全
に行なえるプラズマ処理装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のプラズマ処理装
置は、排気可能な処理室と、前記処理室内を真空に排気
する排気手段と、前記処理室内に処理用のガスを供給す
る供給手段と、前記処理室内に設けられ処理対象の基体
を保持する陽極と、前記処理室内において前記陽極に対
向しかつ平行になるように設けられた陰極と、前記陽極
および前記陰極間に直流電圧を印加する電源とを有し、
前記基体のプラズマ処理を行なうプラズマ処理装置にお
いて、マグネトロン磁場を前記陰極の近傍に発生させる
磁場発生手段を有する。
置は、排気可能な処理室と、前記処理室内を真空に排気
する排気手段と、前記処理室内に処理用のガスを供給す
る供給手段と、前記処理室内に設けられ処理対象の基体
を保持する陽極と、前記処理室内において前記陽極に対
向しかつ平行になるように設けられた陰極と、前記陽極
および前記陰極間に直流電圧を印加する電源とを有し、
前記基体のプラズマ処理を行なうプラズマ処理装置にお
いて、マグネトロン磁場を前記陰極の近傍に発生させる
磁場発生手段を有する。
【０００７】
【作用】陰極と陽極とを相互に平行になるように配置
し、マグネトロン磁場を陰極の近傍に発生させる磁場発
生手段を有するので、このマグネトロン磁場によってプ
ラズマが陰極付近に局在化し、このため陽極上に保持さ
れた基体がプラズマから隔離され、基体に入射するイオ
ンの量とエネルギーとがともに減少する。一方、反応に
有効な励起種は一般に中性であるので、マグネトロン磁
界には拘束されず、基体近傍に大量に輸送され、高性能
で高速なプラズマ処理が可能となる。
し、マグネトロン磁場を陰極の近傍に発生させる磁場発
生手段を有するので、このマグネトロン磁場によってプ
ラズマが陰極付近に局在化し、このため陽極上に保持さ
れた基体がプラズマから隔離され、基体に入射するイオ
ンの量とエネルギーとがともに減少する。一方、反応に
有効な励起種は一般に中性であるので、マグネトロン磁
界には拘束されず、基体近傍に大量に輸送され、高性能
で高速なプラズマ処理が可能となる。
【０００８】本発明のプラズマ処理装置では、プラズマ
が陰極付近に局在化されるので、陰極にはスパッタを受
けにくい材料を使用することが好ましく、例えば炭素な
どを使用するとよい。また、基体表面での反応を促進す
るため、処理用のガスの吸収波長からはずれた波長の可
視光あるいは紫外光を基体に照射する光照射手段を設け
るとよい。このような波長の可視〜紫外光を基体に照射
することにより、この光が基体や基体表面に付着した反
応中間体に吸収され、その結果、表面反応が促進され、
基体温度を低温にしたままで高性能なプラズマ処理が可
能となる。光照射手段は、装置の構成上、処理室の外部
に設けることが望ましい。光照射手段を処理室の外部に
設ける場合、光を処理室内に導入するために処理室の外
壁の一部を透光性の部材で構成する必要があるが、この
ときは、処理室の側壁の少なくとも一部を円筒状の石英
管で構成されるようにするとよく、またこのとき、光照
射手段からの光が有効に基体に照射されるように、この
石英管の外壁に沿って円筒状の鏡を配するようにすると
よい。円筒状の鏡を石英管に沿って配することにより、
光照射手段からの光のうち基体を直接照射しないものが
この鏡で反射され、この反射光が基体に照射するように
なって、基体位置における照度が向上する。
が陰極付近に局在化されるので、陰極にはスパッタを受
けにくい材料を使用することが好ましく、例えば炭素な
どを使用するとよい。また、基体表面での反応を促進す
るため、処理用のガスの吸収波長からはずれた波長の可
視光あるいは紫外光を基体に照射する光照射手段を設け
るとよい。このような波長の可視〜紫外光を基体に照射
することにより、この光が基体や基体表面に付着した反
応中間体に吸収され、その結果、表面反応が促進され、
基体温度を低温にしたままで高性能なプラズマ処理が可
能となる。光照射手段は、装置の構成上、処理室の外部
に設けることが望ましい。光照射手段を処理室の外部に
設ける場合、光を処理室内に導入するために処理室の外
壁の一部を透光性の部材で構成する必要があるが、この
ときは、処理室の側壁の少なくとも一部を円筒状の石英
管で構成されるようにするとよく、またこのとき、光照
射手段からの光が有効に基体に照射されるように、この
石英管の外壁に沿って円筒状の鏡を配するようにすると
よい。円筒状の鏡を石英管に沿って配することにより、
光照射手段からの光のうち基体を直接照射しないものが
この鏡で反射され、この反射光が基体に照射するように
なって、基体位置における照度が向上する。
【０００９】光照射手段としては、処理室の側壁の少な
くとも一部を円筒状の石英管で構成する場合には、円筒
リング状ランプを用いるとよい。円筒リング状ランプを
用いることにより、点光源を並べる場合に比べ、安価で
基体を均一に照射できるようになる。処理室内に処理用
のガスを供給する供給手段としては、通常のプラズマ処
理装置に使用するものをそのまま使用することができる
が、リング状の導入管であって導入口がプラズマに接触
するようなものや、先端がプラズマに接触している２個
の同軸円筒管の間からガス供給するようなものを使用す
ることが望ましい。本発明のプラズマ処理装置では、マ
グネトロン磁場を用いてプラズマを基体から隔離してい
るが、プラズマ領域に処理用のガスを直接供給するよう
にすることにより、ガスの励起効率が向上し、反応に有
効な励起種が大量に基体に供給されるようになり、さら
に高速で高性能なプラズマ処理を行なうことが可能とな
る。
くとも一部を円筒状の石英管で構成する場合には、円筒
リング状ランプを用いるとよい。円筒リング状ランプを
用いることにより、点光源を並べる場合に比べ、安価で
基体を均一に照射できるようになる。処理室内に処理用
のガスを供給する供給手段としては、通常のプラズマ処
理装置に使用するものをそのまま使用することができる
が、リング状の導入管であって導入口がプラズマに接触
するようなものや、先端がプラズマに接触している２個
の同軸円筒管の間からガス供給するようなものを使用す
ることが望ましい。本発明のプラズマ処理装置では、マ
グネトロン磁場を用いてプラズマを基体から隔離してい
るが、プラズマ領域に処理用のガスを直接供給するよう
にすることにより、ガスの励起効率が向上し、反応に有
効な励起種が大量に基体に供給されるようになり、さら
に高速で高性能なプラズマ処理を行なうことが可能とな
る。
【００１０】プラズマ処理実行中の処理室内の圧力は、
１〜２０Ｔｏｒｒの範囲に保つようにすることが望まし
い。圧力を１Ｔｏｒｒ以下とすると、マグネトロン磁場
の存在にも関わらずプラズマが基体に接触しやすくな
り、基体上に形成しつつある膜にダメージを与えるおそ
れがあり、また、圧力を２０Ｔｏｒｒ以上とすると、処
理室内に安定してプラズマを発生させることが難しくな
るからである。
１〜２０Ｔｏｒｒの範囲に保つようにすることが望まし
い。圧力を１Ｔｏｒｒ以下とすると、マグネトロン磁場
の存在にも関わらずプラズマが基体に接触しやすくな
り、基体上に形成しつつある膜にダメージを与えるおそ
れがあり、また、圧力を２０Ｔｏｒｒ以上とすると、処
理室内に安定してプラズマを発生させることが難しくな
るからである。
【００１１】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図１は本発明の一実施例のプラズマ処理装置
の構成を示す模式断面図である。このプラズマ処理装置
は、天板部材１３と底板部材１４とが両端に設けられた
円筒形状の真空排気可能な処理室１を有するものであ
る。この処理室１の側壁は、円管状の石英部材１５で構
成されている。天板部材１３には、第１の処理用ガス導
入管６の一端が取り付けられている。一方、底板部材１
４には、第２の処理用ガス導入管７の一端と、排気管５
の一端が接続されている。第１および第２の処理用ガス
導入管６,７は、処理室１内に処理用のガスを導入する
ものであり、その他端はそれぞれ図示しない処理用ガス
供給源に接続されている。第１の処理用ガス導入管６か
らの処理用のガスは、主としてプラズマ発生領域を通過
して基体２に達し、第２の処理用ガス導入管７からの処
理用のガスは、基体２に直接達するようになっている。
排気管５の他端は、図示しないコンダクタンスバルブを
介して図示しない真空ポンプに接続されている。
説明する。図１は本発明の一実施例のプラズマ処理装置
の構成を示す模式断面図である。このプラズマ処理装置
は、天板部材１３と底板部材１４とが両端に設けられた
円筒形状の真空排気可能な処理室１を有するものであ
る。この処理室１の側壁は、円管状の石英部材１５で構
成されている。天板部材１３には、第１の処理用ガス導
入管６の一端が取り付けられている。一方、底板部材１
４には、第２の処理用ガス導入管７の一端と、排気管５
の一端が接続されている。第１および第２の処理用ガス
導入管６,７は、処理室１内に処理用のガスを導入する
ものであり、その他端はそれぞれ図示しない処理用ガス
供給源に接続されている。第１の処理用ガス導入管６か
らの処理用のガスは、主としてプラズマ発生領域を通過
して基体２に達し、第２の処理用ガス導入管７からの処
理用のガスは、基体２に直接達するようになっている。
排気管５の他端は、図示しないコンダクタンスバルブを
介して図示しない真空ポンプに接続されている。
【００１２】処理室１内には、相互に平行になるように
陽極３と陰極９とが設けられている。陰極９は天板部材
１３に近接して設けられ、天板部材１３の処理室１の外
部側に設けられた磁石１１によって陰極９の近傍にマグ
ネトロン磁場が形成されるようになっている。陽極３
は、プラズマ処理の対象となる基体２を保持する支持体
を兼ねるものであって、接地されている。そして、陽極
３と陰極９とはそれぞれ直流電源１０に接続され、陽極
３と陰極９との間に直流電圧が印加されるようになって
いる。また、陽極３には、陽極３に保持された基体２を
加熱するためのヒータ４が取り付けられている。
陽極３と陰極９とが設けられている。陰極９は天板部材
１３に近接して設けられ、天板部材１３の処理室１の外
部側に設けられた磁石１１によって陰極９の近傍にマグ
ネトロン磁場が形成されるようになっている。陽極３
は、プラズマ処理の対象となる基体２を保持する支持体
を兼ねるものであって、接地されている。そして、陽極
３と陰極９とはそれぞれ直流電源１０に接続され、陽極
３と陰極９との間に直流電圧が印加されるようになって
いる。また、陽極３には、陽極３に保持された基体２を
加熱するためのヒータ４が取り付けられている。
【００１３】処理室１の側壁を構成する石英部材１５の
外面に沿って、かつ天板部材１３のすぐ下の位置に、光
照射手段である円筒リング状ランプ８が設けられてい
る。円筒リング状ランプ８はドーナツ状のものである
が、ドーナツとしての中心穴の軸線と石英部材１５の円
筒としての中心軸線とがほぼ一致するように、円筒状リ
ングランプ８は取り付けられている。円筒状リングラン
プ８の発光波長は、各処理用ガス導入管６,７から処理
室１内に導入される処理用のガスの吸収波長からはずれ
るように、可視〜紫外光の範囲内で選択される。
外面に沿って、かつ天板部材１３のすぐ下の位置に、光
照射手段である円筒リング状ランプ８が設けられてい
る。円筒リング状ランプ８はドーナツ状のものである
が、ドーナツとしての中心穴の軸線と石英部材１５の円
筒としての中心軸線とがほぼ一致するように、円筒状リ
ングランプ８は取り付けられている。円筒状リングラン
プ８の発光波長は、各処理用ガス導入管６,７から処理
室１内に導入される処理用のガスの吸収波長からはずれ
るように、可視〜紫外光の範囲内で選択される。
【００１４】次に、本実施例のプラズマ処理装置の動作
について説明する。まず、陽極３にシリコン基板などの
基体２を保持させ、真空ポンプ（不図示）により処理室
１内を排気する。続いて、必要に応じてヒータ４によっ
て基体２を所望の温度に加熱し、第１および第２の処理
用ガス導入管６,７のいずれか一方からあるいは双方か
ら処理室１内に原料ガスなどの処理用のガスを導入す
る。このとき、排気管５に設けられたコンダクタンスバ
ルブ（不図示）を調整して、処理室１内の圧力が概ね１
〜２０Ｔｏｒｒの範囲内にあるようにすることが望まし
い。そして、必要に応じて円筒リング状ランプ８を点灯
させながら、直流電源１０によって陽極３と陰極９との
間に直流電圧を印加する。その結果、処理室１内で放電
が発生してプラズマが生成され、このプラズマは磁石１
１が形成するマグネトロン磁場によって陰極９の近傍に
局在化する。一方、プラズマに伴って発生する励起種
は、マグネトロン磁場には拘束されず、基体２の表面に
達し、基体２へのプラズマ処理が行なわれることにな
る。
について説明する。まず、陽極３にシリコン基板などの
基体２を保持させ、真空ポンプ（不図示）により処理室
１内を排気する。続いて、必要に応じてヒータ４によっ
て基体２を所望の温度に加熱し、第１および第２の処理
用ガス導入管６,７のいずれか一方からあるいは双方か
ら処理室１内に原料ガスなどの処理用のガスを導入す
る。このとき、排気管５に設けられたコンダクタンスバ
ルブ（不図示）を調整して、処理室１内の圧力が概ね１
〜２０Ｔｏｒｒの範囲内にあるようにすることが望まし
い。そして、必要に応じて円筒リング状ランプ８を点灯
させながら、直流電源１０によって陽極３と陰極９との
間に直流電圧を印加する。その結果、処理室１内で放電
が発生してプラズマが生成され、このプラズマは磁石１
１が形成するマグネトロン磁場によって陰極９の近傍に
局在化する。一方、プラズマに伴って発生する励起種
は、マグネトロン磁場には拘束されず、基体２の表面に
達し、基体２へのプラズマ処理が行なわれることにな
る。
【００１５】次に、本実施例のプラズマ処理装置を各種
のプラズマ処理に応用した例について説明する。 （実験例１）保護ＳｉＮ膜形成用のプラズマＣＶＤ装置
として応用した例である。まず、基体２を陽極３に取り
付け、処理室１内を排気し、ヒータ４によって基体を数
百℃の所望の温度に加熱した。次に、第１の処理用ガス
導入管６からＮ2を、第２の処理用ガス導入管７からＳ
ｉＨ4をそれぞれ処理室１内に導入し、処理室１内の圧
力を１〜２０Ｔｏｒｒの範囲に保ちながら、陽極３と陰
極９との間に直流電圧を印加した。その結果、プラズマ
は陰極９の近傍に局在化され、基体２の表面にダメージ
の少ない良質なＳｉＮ膜が高速に成膜された。
のプラズマ処理に応用した例について説明する。 （実験例１）保護ＳｉＮ膜形成用のプラズマＣＶＤ装置
として応用した例である。まず、基体２を陽極３に取り
付け、処理室１内を排気し、ヒータ４によって基体を数
百℃の所望の温度に加熱した。次に、第１の処理用ガス
導入管６からＮ2を、第２の処理用ガス導入管７からＳ
ｉＨ4をそれぞれ処理室１内に導入し、処理室１内の圧
力を１〜２０Ｔｏｒｒの範囲に保ちながら、陽極３と陰
極９との間に直流電圧を印加した。その結果、プラズマ
は陰極９の近傍に局在化され、基体２の表面にダメージ
の少ない良質なＳｉＮ膜が高速に成膜された。
【００１６】処理室１内に導入する処理用ガスの種類を
変えることにより、ＳｉＮ,ＳｉＯ2,Ｔａ2Ｏ5,Ａｌ
2Ｏ3,ＡｌＮなどの絶縁体膜、アモルファスＳｉ,微結晶
Ｓｉ,ＧａＡｓなどの半導体膜、Ａｌ,Ｗなどの金属膜が
成膜可能である。 （実験例２）層間絶縁ＳｉＯ2膜形成用の光・アシスト
・プラズマＣＶＤ装置に応用した例である。処理中に円
筒リング状ランプ８を点灯させて基体２に可視〜紫外光
を照射したことと、第１の処理用ガス導入管６からＯ2
を、第２の処理用ガス導入管７からテトラエトキシシラ
ン（Ｓｉ(ＯＣＨ2ＣＨ3)4）を処理室１内に導入するこ
と以外は上述の実験例１と同様にして、基体２のプラズ
マ処理を行なった。その結果、良質で平坦なＳｉＯ2膜
が高速に成膜された。
変えることにより、ＳｉＮ,ＳｉＯ2,Ｔａ2Ｏ5,Ａｌ
2Ｏ3,ＡｌＮなどの絶縁体膜、アモルファスＳｉ,微結晶
Ｓｉ,ＧａＡｓなどの半導体膜、Ａｌ,Ｗなどの金属膜が
成膜可能である。 （実験例２）層間絶縁ＳｉＯ2膜形成用の光・アシスト
・プラズマＣＶＤ装置に応用した例である。処理中に円
筒リング状ランプ８を点灯させて基体２に可視〜紫外光
を照射したことと、第１の処理用ガス導入管６からＯ2
を、第２の処理用ガス導入管７からテトラエトキシシラ
ン（Ｓｉ(ＯＣＨ2ＣＨ3)4）を処理室１内に導入するこ
と以外は上述の実験例１と同様にして、基体２のプラズ
マ処理を行なった。その結果、良質で平坦なＳｉＯ2膜
が高速に成膜された。
【００１７】処理室１内に導入する処理用ガスの種類を
変えることにより、ＳｉＮ,ＳｉＯ2,Ｔａ2Ｏ5,Ａｌ
2Ｏ3,ＡｌＮなどの絶縁体膜、アモルファスＳｉ,微結晶
Ｓｉ,ＧａＡｓなどの半導体膜、Ａｌ,Ｗなどの金属膜が
成膜可能である。 （実験例３）表面改質装置に応用した例である。基体２
としてシリコン基板を使用した。第１の処理用ガス導入
管６からのＯ2を処理室１内に導入し、第２の処理用ガ
ス導入管７からの処理用のガスの導入を行なわなかった
こと以外は実験例１と同様にしてプラズマ処理を行なっ
たところ、基体２の表面に、良質なＳｉＯ2膜がダメー
ジ少なく、高速に形成された。
変えることにより、ＳｉＮ,ＳｉＯ2,Ｔａ2Ｏ5,Ａｌ
2Ｏ3,ＡｌＮなどの絶縁体膜、アモルファスＳｉ,微結晶
Ｓｉ,ＧａＡｓなどの半導体膜、Ａｌ,Ｗなどの金属膜が
成膜可能である。 （実験例３）表面改質装置に応用した例である。基体２
としてシリコン基板を使用した。第１の処理用ガス導入
管６からのＯ2を処理室１内に導入し、第２の処理用ガ
ス導入管７からの処理用のガスの導入を行なわなかった
こと以外は実験例１と同様にしてプラズマ処理を行なっ
たところ、基体２の表面に、良質なＳｉＯ2膜がダメー
ジ少なく、高速に形成された。
【００１８】処理用のガスを変えることにより、Ｓｉ,
Ａｌ,Ｔｉ,Ｚｎ,Ｔａなどの表面の酸化や窒化、Ｂ,Ａ
ｓ,Ｐなどのドーピングが可能である。次に、本発明の
別の実施例のプラズマ処理装置について説明する。図２
はこのプラズマ処理装置の構成を示す模式断面図であ
る。このプラズマ処理装置は、基体２に照射される光の
強度を増大するため、上述の実施例のプラズマ処理装置
に円筒鏡１２を設けた構成となっている。この円筒鏡１
２は、少なくとも内面が鏡となっており、円筒リング状
ランプ８に対応する部分を除き、処理室１の側壁の石英
部材１３の外面に沿って、石英部材１３の外面の全面と
円筒鏡１２の内面とが対向するように設けられている。
このように円筒鏡１２を設けたことにより、円筒リング
状ランプ８からの処理室１内に入射した光のうち、基体
２を直接照射しない光はこの円筒鏡１２で反射され、基
体２を照射するようになり、基体２での光の照度が向上
する。したがって、この光によって基体２の表面反応が
なお一層促進されることになる。
Ａｌ,Ｔｉ,Ｚｎ,Ｔａなどの表面の酸化や窒化、Ｂ,Ａ
ｓ,Ｐなどのドーピングが可能である。次に、本発明の
別の実施例のプラズマ処理装置について説明する。図２
はこのプラズマ処理装置の構成を示す模式断面図であ
る。このプラズマ処理装置は、基体２に照射される光の
強度を増大するため、上述の実施例のプラズマ処理装置
に円筒鏡１２を設けた構成となっている。この円筒鏡１
２は、少なくとも内面が鏡となっており、円筒リング状
ランプ８に対応する部分を除き、処理室１の側壁の石英
部材１３の外面に沿って、石英部材１３の外面の全面と
円筒鏡１２の内面とが対向するように設けられている。
このように円筒鏡１２を設けたことにより、円筒リング
状ランプ８からの処理室１内に入射した光のうち、基体
２を直接照射しない光はこの円筒鏡１２で反射され、基
体２を照射するようになり、基体２での光の照度が向上
する。したがって、この光によって基体２の表面反応が
なお一層促進されることになる。
【００１９】次に、このプラズマ処理装置を各種のプラ
ズマ処理に応用した例について説明する。 （実験例４）層間絶縁ＳｉＯ2膜形成用の光・アシスト
・プラズマＣＶＤ装置として応用した例である。まず、
基体２を陽極３に取り付け、処理室１内を排気し、ヒー
タ４によって基体を数百℃の所望の温度に加熱した。次
に、第１の処理用ガス導入管６からＯ2を、第２の処理
用ガス導入管７からテトラエトキシシラン（Ｓｉ(ＯＣ
Ｈ2ＣＨ3)4）をそれぞれ処理室１内に導入し、処理室１
内の圧力を１〜２０Ｔｏｒｒの範囲に保ちながら、陽極
３と陰極９との間に直流電圧を印加した。このとき、円
筒リング状ランプ８を点灯して基体２に可視〜紫外光が
照射されるようにした。円筒鏡１２を設けているので基
体２での光の照度が向上し、円筒鏡１２を用いない実験
例２に比べ、さらに良質なＳｉＯ2膜が成膜された。
ズマ処理に応用した例について説明する。 （実験例４）層間絶縁ＳｉＯ2膜形成用の光・アシスト
・プラズマＣＶＤ装置として応用した例である。まず、
基体２を陽極３に取り付け、処理室１内を排気し、ヒー
タ４によって基体を数百℃の所望の温度に加熱した。次
に、第１の処理用ガス導入管６からＯ2を、第２の処理
用ガス導入管７からテトラエトキシシラン（Ｓｉ(ＯＣ
Ｈ2ＣＨ3)4）をそれぞれ処理室１内に導入し、処理室１
内の圧力を１〜２０Ｔｏｒｒの範囲に保ちながら、陽極
３と陰極９との間に直流電圧を印加した。このとき、円
筒リング状ランプ８を点灯して基体２に可視〜紫外光が
照射されるようにした。円筒鏡１２を設けているので基
体２での光の照度が向上し、円筒鏡１２を用いない実験
例２に比べ、さらに良質なＳｉＯ2膜が成膜された。
【００２０】処理室１内に導入する処理用ガスの種類を
変えることにより、ＳｉＮ,ＳｉＯ2,Ｔａ2Ｏ5,Ａｌ
2Ｏ3,ＡｌＮなどの絶縁体膜、アモルファスＳｉ,微結晶
Ｓｉ,ＧａＡｓなどの半導体膜、Ａｌ,Ｗなどの金属膜が
成膜可能である。
変えることにより、ＳｉＮ,ＳｉＯ2,Ｔａ2Ｏ5,Ａｌ
2Ｏ3,ＡｌＮなどの絶縁体膜、アモルファスＳｉ,微結晶
Ｓｉ,ＧａＡｓなどの半導体膜、Ａｌ,Ｗなどの金属膜が
成膜可能である。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、陰極と陽
極とを相互に平行になるように配置し、マグネトロン磁
場を陰極の近傍に発生させる磁場発生手段を設けること
により、このマグネトロン磁場によってプラズマが陰極
付近に局在化し、空間に容易に電力を投入できかつ電源
コストの安い直流プラズマＣＶＤ法を応用することによ
って、高性能で高速なプラズマ処理が可能となるという
効果がある。さらに、基体に可視光もしくは紫外光を照
射する光照射手段を設けることにより、基体表面での反
応が促進され、低温かつより高性能で高速なプラズマ処
理が可能になるという効果がある。
極とを相互に平行になるように配置し、マグネトロン磁
場を陰極の近傍に発生させる磁場発生手段を設けること
により、このマグネトロン磁場によってプラズマが陰極
付近に局在化し、空間に容易に電力を投入できかつ電源
コストの安い直流プラズマＣＶＤ法を応用することによ
って、高性能で高速なプラズマ処理が可能となるという
効果がある。さらに、基体に可視光もしくは紫外光を照
射する光照射手段を設けることにより、基体表面での反
応が促進され、低温かつより高性能で高速なプラズマ処
理が可能になるという効果がある。
【図１】本発明の一実施例のプラズマ処理装置の構成を
示す模式断面図である。
示す模式断面図である。
【図２】本発明の別の実施例のプラズマ処理装置の構成
を示す模式断面図である。
を示す模式断面図である。
１ 処理室 ２ 基体 ３ 陽極 ４ ヒータ ５ 排気管 ６ 第１の処理用ガス導入管 ７ 第２の処理用ガス導入管 ８ 円筒リング状ランプ ９ 陰極 １０ 直流電源 １１ 磁石 １２ 円筒鏡 １３ 天板部材 １４ 底板部材 １５ 石英部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｃ 8518−4Ｍ Ｈ０５Ｈ 1/48 9014−2Ｇ
Claims (6)
- 【請求項１】 排気可能な処理室と、前記処理室内を真
空に排気する排気手段と、前記処理室内に処理用のガス
を供給する供給手段と、前記処理室内に設けられ処理対
象の基体を保持する陽極と、前記処理室内において前記
陽極に対向しかつ平行になるように設けられた陰極と、
前記陽極および前記陰極間に直流電圧を印加する電源と
を有し、前記基体のプラズマ処理を行なうプラズマ処理
装置において、 マグネトロン磁場を前記陰極の近傍に発生させる磁場発
生手段を有することを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項２】 処理用のガスの吸収波長からずれた波長
の可視光もしくは紫外光を基体に向けて照射する光照射
手段をさらに有する請求項１記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項３】 処理室の側壁の少なくとも一部が円筒状
の石英管で構成され、前記光照射手段が前記処理室の外
部に設けられている請求項２記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項４】 光照射手段が円筒リング状ランプであ
り、前記円筒リング状ランプのリングに石英管がほぼ同
軸に囲まれている請求項３記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項５】 石英管の外壁に沿って円筒状の鏡を配
し、光照射手段からの光のうち前記基体を直接照射しな
い光を前記鏡によって反射させ、前記鏡からの反射光が
前記基体に照射するようにした請求項３または４記載の
プラズマ処理装置。 - 【請求項６】 プラズマ処理を行なっているときの処理
室の圧力を１〜２０Ｔｏｒｒの範囲に保つ圧力調整手段
を有する請求項１ないし５いずれか１項に記載のプラズ
マ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3290085A JPH05125546A (ja) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3290085A JPH05125546A (ja) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05125546A true JPH05125546A (ja) | 1993-05-21 |
Family
ID=17751606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3290085A Pending JPH05125546A (ja) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05125546A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104655548A (zh) * | 2015-01-21 | 2015-05-27 | 天津三瑞塑胶制品有限公司 | 用于玻璃胶片耐辐照试验的试验装置 |
| CN104833477A (zh) * | 2015-05-12 | 2015-08-12 | 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 | 一种用于测量翼型或叶栅表面流场的喷射式光谱探针 |
| CN107400855A (zh) * | 2016-05-18 | 2017-11-28 | 今钛科技股份有限公司 | 成膜装置及其方法 |
-
1991
- 1991-11-06 JP JP3290085A patent/JPH05125546A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104655548A (zh) * | 2015-01-21 | 2015-05-27 | 天津三瑞塑胶制品有限公司 | 用于玻璃胶片耐辐照试验的试验装置 |
| CN104833477A (zh) * | 2015-05-12 | 2015-08-12 | 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 | 一种用于测量翼型或叶栅表面流场的喷射式光谱探针 |
| CN107400855A (zh) * | 2016-05-18 | 2017-11-28 | 今钛科技股份有限公司 | 成膜装置及其方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |