JPH06104210A - マイクロ波プラズマ処理装置 - Google Patents
マイクロ波プラズマ処理装置Info
- Publication number
- JPH06104210A JPH06104210A JP24958992A JP24958992A JPH06104210A JP H06104210 A JPH06104210 A JP H06104210A JP 24958992 A JP24958992 A JP 24958992A JP 24958992 A JP24958992 A JP 24958992A JP H06104210 A JPH06104210 A JP H06104210A
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- Japan
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- plasma processing
- processing chamber
- microwave plasma
- dielectric
- microwave
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、高密度プラズマを生成し、エッチン
グ等の処理を均一にすることができ、さらにプラズマ処
理速度を増加させることができる、マイクロ波プラズマ
処理装置を提供することにある。 【構成】マイクロ波プラズマ処理装置において、処理室
１０内に誘電体１５を設けた。あるいは、処理室１０内
を分割することを可能とするように、処理室１０内に誘
電体１５を設けた。 【効果】試料１７にエッチング等の処理を行う際、試料
近傍のラジカル密度はほぼ均一かつ高密度であるため、
均一かつ高速でエッチング等の処理を行うことが可能と
なる。
グ等の処理を均一にすることができ、さらにプラズマ処
理速度を増加させることができる、マイクロ波プラズマ
処理装置を提供することにある。 【構成】マイクロ波プラズマ処理装置において、処理室
１０内に誘電体１５を設けた。あるいは、処理室１０内
を分割することを可能とするように、処理室１０内に誘
電体１５を設けた。 【効果】試料１７にエッチング等の処理を行う際、試料
近傍のラジカル密度はほぼ均一かつ高密度であるため、
均一かつ高速でエッチング等の処理を行うことが可能と
なる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波プラズマ処
理装置に係り、特に半導体基板等の試料にプラズマを利
用してエッチングあるいは成膜等の処理を施す際に、試
料全体を均一に処理するのに好適なマイクロ波プラズマ
処理装置に関するものである。
理装置に係り、特に半導体基板等の試料にプラズマを利
用してエッチングあるいは成膜等の処理を施す際に、試
料全体を均一に処理するのに好適なマイクロ波プラズマ
処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のマイクロ波プラズマ処理装置で
は、例えば、半導体プラズマプロセス技術（菅野卓雄
編著、産業図書発行、（１９８０）、Ｐ１３９）に記載
のように、マイクロ波を伝播する導波管内に石英製の放
電室を有し、放電室外部に配置したコイルより生じられ
る磁場とマイクロ波電界の作用により、放電室内でプラ
ズマを生成させるようになっていた。また、例えば、特
開昭６３ー２７１９３６号公報に記載のように、マイク
ロ波プラズマ処理装置のプラズマ処理室内には誘電体が
配置されていなかった。
は、例えば、半導体プラズマプロセス技術（菅野卓雄
編著、産業図書発行、（１９８０）、Ｐ１３９）に記載
のように、マイクロ波を伝播する導波管内に石英製の放
電室を有し、放電室外部に配置したコイルより生じられ
る磁場とマイクロ波電界の作用により、放電室内でプラ
ズマを生成させるようになっていた。また、例えば、特
開昭６３ー２７１９３６号公報に記載のように、マイク
ロ波プラズマ処理装置のプラズマ処理室内には誘電体が
配置されていなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によるマ
イクロ波プラズマ処理装置では、マイクロ波がプラズマ
処理室に入りＥＣＲ面へ至るまでに、マイクロ波の電界
強度エネルギの多くの部分が失われており、ＥＣＲ面で
効率良く荷電粒子にエネルギを変換させるという点につ
いて配慮されておらず、高密度プラズマを得ることが難
しいという問題が生じていた。また、プラズマ処理室内
を分割していないため、試料にエッチング等を行なうラ
ジカルに、密度分布が生じた。
イクロ波プラズマ処理装置では、マイクロ波がプラズマ
処理室に入りＥＣＲ面へ至るまでに、マイクロ波の電界
強度エネルギの多くの部分が失われており、ＥＣＲ面で
効率良く荷電粒子にエネルギを変換させるという点につ
いて配慮されておらず、高密度プラズマを得ることが難
しいという問題が生じていた。また、プラズマ処理室内
を分割していないため、試料にエッチング等を行なうラ
ジカルに、密度分布が生じた。
【０００４】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたもので、プラズマ処理装置のプラズマ
処理室内において、試料のエッチング処理や成膜処理を
均一にできるプラズマ処理装置を提供することを目的と
している。
るためになされたもので、プラズマ処理装置のプラズマ
処理室内において、試料のエッチング処理や成膜処理を
均一にできるプラズマ処理装置を提供することを目的と
している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】マイクロ波プラズマ処理
装置において、試料のエッチング等の処理を行うプラズ
マ処理室内に誘電体を設けることや、プラズマ処理室を
誘電体で分割することによって、マイクロ波を効率的に
プラズマ中に入射させることが可能となる。また、プラ
ズマ処理室を分割することによって、エッチング等の処
理を行うラジカル等の密度分布は生じなくなる。
装置において、試料のエッチング等の処理を行うプラズ
マ処理室内に誘電体を設けることや、プラズマ処理室を
誘電体で分割することによって、マイクロ波を効率的に
プラズマ中に入射させることが可能となる。また、プラ
ズマ処理室を分割することによって、エッチング等の処
理を行うラジカル等の密度分布は生じなくなる。
【０００６】
【作用】マイクロ波プラズマ処理装置において、プラズ
マ処理室内に配置した誘電体は、マイクロ波を効率良く
処理室に入射させることを可能とする。また、処理室内
を分割することにより、マイクロ波によって作られたラ
ジカルは、処理室内を自由に移動することができなくな
り、処理室内での分布はほぼ均一となる。さらに、分割
した各処理室にエッチング等の処理を行なうガスの配管
を施すことにより、エッチング等の処理を行う試料上の
ラジカル分布を均一、中央高あるいは周辺高と、自由に
選択することが可能となる。
マ処理室内に配置した誘電体は、マイクロ波を効率良く
処理室に入射させることを可能とする。また、処理室内
を分割することにより、マイクロ波によって作られたラ
ジカルは、処理室内を自由に移動することができなくな
り、処理室内での分布はほぼ均一となる。さらに、分割
した各処理室にエッチング等の処理を行なうガスの配管
を施すことにより、エッチング等の処理を行う試料上の
ラジカル分布を均一、中央高あるいは周辺高と、自由に
選択することが可能となる。
【０００７】また、プラズマ処理室内には誘電体を配置
しているため、誘電体と基板との間にはマイクロ波が入
り込まない陰の部分は生じなくなる。
しているため、誘電体と基板との間にはマイクロ波が入
り込まない陰の部分は生じなくなる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１から図５を用い
て説明する。
て説明する。
【０００９】図１は、本発明の第１の実施例である、マ
イクロ波プラズマ処理装置の縦断面図である。
イクロ波プラズマ処理装置の縦断面図である。
【００１０】図１で、処理室１０の内部を、図示を省略
した真空排気装置により減圧排気した後、図示を省略し
たガス供給装置によりエッチングガスを処理室１０に導
入し、所定の圧力に調整する。また、処理室１０は、コ
イル１１により生成される磁場領域にある。マグネトロ
ン１２により発した、この場合、２．４５ＧＨｚのマイ
クロ波は、導波管１３内を伝播し、石英窓１４を透過し
て処理室１０内に入射される。本実施例の場合、処理室
内の誘電体１５は、石英窓１４に接続された状態で配置
されている。この、マグネトロン１２によって発生した
マイクロ波により生成されたプラズマにより、試料台１
６内に載置された試料１７がエッチング処理される。ま
た、試料１７のエッチング形状を制御するため、試料台
１６には整合器１９及び高周波電源１８が接続され、高
周波電圧が印可されている。
した真空排気装置により減圧排気した後、図示を省略し
たガス供給装置によりエッチングガスを処理室１０に導
入し、所定の圧力に調整する。また、処理室１０は、コ
イル１１により生成される磁場領域にある。マグネトロ
ン１２により発した、この場合、２．４５ＧＨｚのマイ
クロ波は、導波管１３内を伝播し、石英窓１４を透過し
て処理室１０内に入射される。本実施例の場合、処理室
内の誘電体１５は、石英窓１４に接続された状態で配置
されている。この、マグネトロン１２によって発生した
マイクロ波により生成されたプラズマにより、試料台１
６内に載置された試料１７がエッチング処理される。ま
た、試料１７のエッチング形状を制御するため、試料台
１６には整合器１９及び高周波電源１８が接続され、高
周波電圧が印可されている。
【００１１】図１において、処理室１０内のエッチング
等の処理を施す試料１７との間で、石英窓１４に接続さ
れた状態で配置されている誘電体１５は、マグネトロン
１２によって発生したマイクロ波を、処理室１０内のプ
ラズマであまり減衰することなく、効率良くＥＣＲ面ま
で入射させることを可能とする。その結果、プラズマ中
の荷電粒子は効率良くマイクロ波のエネルギを吸収する
ことが可能となり、プラズマ密度も増加する。それによ
って、プラズマ処理速度を増加させることが可能とな
る。また、プラズマ密度の分布も、誘電体１５の配置に
よってほぼ均一にすることが可能となる。
等の処理を施す試料１７との間で、石英窓１４に接続さ
れた状態で配置されている誘電体１５は、マグネトロン
１２によって発生したマイクロ波を、処理室１０内のプ
ラズマであまり減衰することなく、効率良くＥＣＲ面ま
で入射させることを可能とする。その結果、プラズマ中
の荷電粒子は効率良くマイクロ波のエネルギを吸収する
ことが可能となり、プラズマ密度も増加する。それによ
って、プラズマ処理速度を増加させることが可能とな
る。また、プラズマ密度の分布も、誘電体１５の配置に
よってほぼ均一にすることが可能となる。
【００１２】図２は、図１のＣ−Ｃ面における横断面図
である。
である。
【００１３】図２で示す誘電体１５は、例えば、誘電体
１５の長さを石英窓１４からＥＣＲ面までとした場合で
あり、その配置を処理室１０内のエッチング等の処理を
施す試料１７に対して、ほぼ均等となるようにしたもの
である。この、ＥＣＲ面の高さは、コイル１１に印加す
る電流によって決る値であり、エッチング等の処理のプ
ロセスによって異なる場合もある。
１５の長さを石英窓１４からＥＣＲ面までとした場合で
あり、その配置を処理室１０内のエッチング等の処理を
施す試料１７に対して、ほぼ均等となるようにしたもの
である。この、ＥＣＲ面の高さは、コイル１１に印加す
る電流によって決る値であり、エッチング等の処理のプ
ロセスによって異なる場合もある。
【００１４】第２の実施例は、第１の実施例で使用した
誘電体の代わりに、図３で示す誘電体１５′を用いた。
誘電体１５′は、処理室１０内を分割するように配置し
ている。図４及び図５は図３のＣ−Ｃ面における横断面
図である。この実施例では、処理室１０内は誘電体１
５′で分割されているため、処理室１０内の荷電粒子は
高密度となり互いに干渉し合うことない。その結果、荷
電粒子はエッチング等の処理を施す試料１７に対してほ
ぼ均一な分布となるため、荷電粒子がマイクロ波のエネ
ルギを吸収してラジカルを生成したとき、ラジカルもま
たエッチング等の処理を施す試料１７に対してほぼ均一
な分布となる。従って、試料１７はほぼ均一にエッチン
グされる。
誘電体の代わりに、図３で示す誘電体１５′を用いた。
誘電体１５′は、処理室１０内を分割するように配置し
ている。図４及び図５は図３のＣ−Ｃ面における横断面
図である。この実施例では、処理室１０内は誘電体１
５′で分割されているため、処理室１０内の荷電粒子は
高密度となり互いに干渉し合うことない。その結果、荷
電粒子はエッチング等の処理を施す試料１７に対してほ
ぼ均一な分布となるため、荷電粒子がマイクロ波のエネ
ルギを吸収してラジカルを生成したとき、ラジカルもま
たエッチング等の処理を施す試料１７に対してほぼ均一
な分布となる。従って、試料１７はほぼ均一にエッチン
グされる。
【００１５】第３の実施例は、第２の実施例で使用した
処理室１０内の誘電体１５″で分割された各部屋に、図
６で示すエッチングガスの配管２０を施したものであ
る。図７は図６のＣ−Ｃ面における横断面図である。ま
た、各部屋ごとに配置された配管２０にはそれぞれにエ
ッチングガスの流量コントロ−ラ２１が配置されてお
り、個々にガス流量を制御できる。その結果処理室１０
内のラジカル分布をアクティブに制御することが可能と
なり、エッチング等の処理を施す試料１７はほぼ均一に
エッチングされる。
処理室１０内の誘電体１５″で分割された各部屋に、図
６で示すエッチングガスの配管２０を施したものであ
る。図７は図６のＣ−Ｃ面における横断面図である。ま
た、各部屋ごとに配置された配管２０にはそれぞれにエ
ッチングガスの流量コントロ−ラ２１が配置されてお
り、個々にガス流量を制御できる。その結果処理室１０
内のラジカル分布をアクティブに制御することが可能と
なり、エッチング等の処理を施す試料１７はほぼ均一に
エッチングされる。
【００１６】尚、上記各実施例は、その他の成膜等の処
理を実施する場合にも均一性、処理速度向上において有
効な作用効果を奏する。
理を実施する場合にも均一性、処理速度向上において有
効な作用効果を奏する。
【００１７】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので以下に記載されるような効果を奏する。マイ
クロ波プラズマ処理装置において、試料のエッチング等
の処理を行うプラズマ処理室内に誘電体を設けること
や、プラズマ処理室を分電体で分割することによって、
マイクロ波を効率的にプラズマ中に入射させることが可
能となる。また、プラズマ処理室を誘電体で分割し、分
割した各部屋に個別のエッチングガス供給配管を配置す
ることにより、エッチング等の処理を行うラジカルの密
度分布は生じなくなる。その結果、試料の表面はほぼ均
一にエッチング等の処理を施すことが可能となり、試料
にオーバーエッチングあるいはアンダーエッチングの部
分を発生させないという目的は達成される。
ているので以下に記載されるような効果を奏する。マイ
クロ波プラズマ処理装置において、試料のエッチング等
の処理を行うプラズマ処理室内に誘電体を設けること
や、プラズマ処理室を分電体で分割することによって、
マイクロ波を効率的にプラズマ中に入射させることが可
能となる。また、プラズマ処理室を誘電体で分割し、分
割した各部屋に個別のエッチングガス供給配管を配置す
ることにより、エッチング等の処理を行うラジカルの密
度分布は生じなくなる。その結果、試料の表面はほぼ均
一にエッチング等の処理を施すことが可能となり、試料
にオーバーエッチングあるいはアンダーエッチングの部
分を発生させないという目的は達成される。
【図１】本発明の１実施例のマイクロ波プラズマ処理装
置の縦断面図である。
置の縦断面図である。
【図２】図１のＣ−Ｃ面における断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例におけるマイクロ波プラ
ズマ処理装置の縦断面図である。
ズマ処理装置の縦断面図である。
【図４】第２の実施例で示すプラズマ処理室内に設けた
誘電体の第１の実施例のＣ−Ｃ面における断面図であ
る。
誘電体の第１の実施例のＣ−Ｃ面における断面図であ
る。
【図５】図３のＣ−Ｃ面における断面図である。
【図６】本発明の第３の実施例におけるマイクロ波プラ
ズマ処理装置のプラズマ処理室にガス配管を施したマイ
クロ波プラズマ処理装置の構成図である。
ズマ処理装置のプラズマ処理室にガス配管を施したマイ
クロ波プラズマ処理装置の構成図である。
【図７】第３の実施例で示すプラズマ処理室内に設けた
誘電体の第１の実施例のＣ−Ｃ面における断面図であ
る。
誘電体の第１の実施例のＣ−Ｃ面における断面図であ
る。
１０…処理室、１１…コイル、１２…マグネトロン、１
３…導波管、１４…石英窓、１５，１５′，１５″…誘
電体、１６…試料台、１７…試料、１８…高周波電源、
１９…整合器、２０…ガス配管、２１…流量コントロ−
ラ。
３…導波管、１４…石英窓、１５，１５′，１５″…誘
電体、１６…試料台、１７…試料、１８…高周波電源、
１９…整合器、２０…ガス配管、２１…流量コントロ−
ラ。
Claims (6)
- 【請求項１】マイクロ波を利用したプラズマ発生装置
と、減圧可能な処理室と、該処理室にガスを供給するガ
ス供給装置と、真空排気装置より成るプラズマ処理装置
において、生成したプラズマを利用して試料を処理する
処理室内に、誘電体を配置したことを特徴とするマイク
ロ波プラズマ処理装置。 - 【請求項２】請求項１に記載のマイクロ波プラズマ処理
装置のプラズマ処理室において、前記試料とマイクロ波
を導入する窓の間に、マイクロ波を誘導する誘電体を設
けたことを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置。 - 【請求項３】請求項１に記載のマイクロ波プラズマ処理
装置のプラズマ処理室において、前記試料とマイクロ波
を導入する窓の間に、前記処理室を分割する誘電体を設
けたことを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置。 - 【請求項４】請求項３に記載のマイクロ波プラズマ処理
装置のプラズマ処理室において、誘電体で分割した前記
処理室にガスを供給可能に構成したマイクロ波プラズマ
処理装置。 - 【請求項５】請求項４に記載のマイクロ波プラズマ処理
装置のプラズマ処理室において、誘電体で分割した各処
理室に任意のガス種を任意の流量供給可能に構成したマ
イクロ波プラズマ処理装置。 - 【請求項６】請求項５に記載のマイクロ波プラズマ処理
装置のプラズマ処理室において、誘電体で分割した各処
理室に供給するガス種及び供給量を任意の時間供給可能
に構成したマイクロ波プラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24958992A JPH06104210A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24958992A JPH06104210A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06104210A true JPH06104210A (ja) | 1994-04-15 |
Family
ID=17195268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24958992A Pending JPH06104210A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06104210A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003243378A (ja) * | 2001-11-13 | 2003-08-29 | Tokyo Electron Ltd | 解離及びイオン化の空間的制御のためのプラズマ処理装置 |
| US6953908B2 (en) | 2002-12-17 | 2005-10-11 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus |
| JP2006185923A (ja) * | 2006-01-11 | 2006-07-13 | Shibaura Mechatronics Corp | プラズマ発生装置及びプラズマ処理装置 |
| US20120031560A1 (en) * | 2010-08-04 | 2012-02-09 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus |
| US20150068682A1 (en) * | 2013-09-06 | 2015-03-12 | Applied Materials, Inc. | Power deposition control in inductively coupled plasma (icp) reactors |
-
1992
- 1992-09-18 JP JP24958992A patent/JPH06104210A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003243378A (ja) * | 2001-11-13 | 2003-08-29 | Tokyo Electron Ltd | 解離及びイオン化の空間的制御のためのプラズマ処理装置 |
| US6953908B2 (en) | 2002-12-17 | 2005-10-11 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus |
| JP2006185923A (ja) * | 2006-01-11 | 2006-07-13 | Shibaura Mechatronics Corp | プラズマ発生装置及びプラズマ処理装置 |
| JP4507113B2 (ja) * | 2006-01-11 | 2010-07-21 | 芝浦メカトロニクス株式会社 | プラズマ発生装置及びプラズマ処理装置 |
| US20120031560A1 (en) * | 2010-08-04 | 2012-02-09 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus |
| US20150068682A1 (en) * | 2013-09-06 | 2015-03-12 | Applied Materials, Inc. | Power deposition control in inductively coupled plasma (icp) reactors |
| US10553398B2 (en) * | 2013-09-06 | 2020-02-04 | Applied Materials, Inc. | Power deposition control in inductively coupled plasma (ICP) reactors |
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