JPH06163462A - プラズマ処理装置 - Google Patents

プラズマ処理装置

Info

Publication number
JPH06163462A
JPH06163462A JP31162492A JP31162492A JPH06163462A JP H06163462 A JPH06163462 A JP H06163462A JP 31162492 A JP31162492 A JP 31162492A JP 31162492 A JP31162492 A JP 31162492A JP H06163462 A JPH06163462 A JP H06163462A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
counter electrode
electrode
microwave
plasma processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP31162492A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshifumi Ogawa
芳文 小川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP31162492A priority Critical patent/JPH06163462A/ja
Publication of JPH06163462A publication Critical patent/JPH06163462A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】プラズマ処理装置において、均一なμ波プラズ
マを形成し高周波バイアスを被処理物である基板上で均
一にすることにより、生産性の向上を図る。 【構成】被加工物である基板7に対向して、基板の加工
面より大きな面積を真空中へ露呈して成る対向電極4を
設け、μ波を対向電極4の下部外周に設けた石英リング
5を介して真空中に導く。基板7及び対向電極7はそれ
ぞれアース電位や高周波電源による高周波を印加するこ
とにより、最適なプロセス条件を得る。 【効果】本発明によれば、均一なプラズマが得られると
ともにバイアス電位が基板7の中で整い、ひいは歩留り
が向上し生産性が上がる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマを用いて半導
体薄膜基板や電子部品等に薄膜を形成したり、除去(エ
ッチング)するプラズマ処理装置に関し、特に均一に大
面積の被処理物を加工するのに好適な装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来本発明に最も近い公知例としては、
技術誌「住友金属」第43巻第4号50頁〜57頁、及
び149頁〜151頁記載の表面波プラズマを用いた例
がある。この場合は2.45GHzのマイクロ波を導波
管を用いて、テフロン板でできた誘電体線路に導入し、
さらに厚さ20mmの石英窓を介して真空中にマイクロ
波を導入している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記公知例に示された
装置では、マイクロ波の導入が被処理物の上方からなさ
れる。このため、セルフバイアス用のアース電極は被処
理物の周縁部付近に設けることになり、この場合アース
電極に対する距離が被処理物の中心部と周縁部とで異な
るので、被処理物全体にわたり、均一電界を与えること
ができない。
【0004】本発明の目的は、マイクロ波の供給が被処
理物の上部からなされる場合であっても、被処理物に対
して均一電界を与えることができるプラズマ処理装置を
提供するにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】これを達成するため、本
発明においては基板に対向して、基板より大面積を有す
る対向電極が設けられる。この場合にはマイクロ波を導
入するための絶縁物の窓が必要となるが、この窓は対向
電極の下部周囲にリング状に形成される。またこのマイ
クロ波の導入が円周方向で均一にするため、導波管の導
入口が基板中心の法線上の上部に配置されるように、導
波管が取付けられる。
【0006】
【作用】本発明においてはマイクロ波は対向電極裏面の
大きな空間の中心上方から導入される。マイクロ波はそ
の形成した導波路の形状やサイズに従い、様々なモード
の波に変換されるが、最も良く用られる2.45GHz
のマイクロ波の場合φ300mmを超すとより高次のモ
ードを発生させ易くなり、総じて導波管周辺に強い電界
を発生させる。この電界を対向電極下に設けた絶縁物の
リングを介して大気中から基板上の真空の空間へマイク
ロ波を導入するので、円周方向で均一なマイクロ波に基
づいてプラズマが発生する。従来のように高周波のみを
用いたRIE方式やプラズマ方式の場合には、条件にも
よるが、磁場の存在なしに1Pa以下の圧力下で放電を
開始させるのは難しかった。しかし、本発明によれば、
0.02Paの圧力下でもマイクロ波の導入により容易
に放電が開始できる。
【0007】また、本発明では、対向電極の面積が基板
の面積に比べて大きくされるので、イオン引き込み電圧
を大きくすることができる。
【0008】対向する電極にアース電位印加、高周波印
加(この場合には基板搭載側の電極をアース電位)基板
搭載電極を同期した高周波印加、さらには基板搭載電極
とは異なる高周波電源による独立高周波印加としても良
い。それぞれの被処理物の加工特性や使用する反応ガス
に応じて最適な電位印加が用いられることは言うまでも
ない。
【0009】また対向する電極(通常金属)がダメージ
を受け汚染物や異物を発生するのを抑えるため表面を純
度の高い絶縁物で覆うとともに対向電極とこの絶縁物と
の間にガスを導き、絶縁物に設けたガス穴からシャワー
状に反応ガスを供給し、処理の均一化に努めた。またこ
の対向電極に用いる絶縁物の厚さは印加する高周波の周
波数に応じて最適化する必要がある。またさらに対向電
極表面に何らかのプラズマに耐する表面処理を施し、対
向電極の中でガスを分散させ、対向電極にシャワー状に
ガスを供給するためのガス供給口を多数設けても良いこ
とは言うまでもない。
【0010】さらにはプラズマを着火するときやプラズ
マを切るときにのみマイクロ波を印加するような使い方
をしても良い。
【0011】基板から見た壁の相対的な面積を減少させ
れば総じて壁面で形成された不純物の影響(不純ガスや
異物)を減じることができる。この観点からも基板と対
向電極の距離を小さく取る方が良いが、φ150mmを
越える基板を処理する場合には基板直径の1/3以下に
対向電極と基板間の距離をセットした場合に、イオン密
度や基板上の電界分布、電子密度を一定に保つのに効果
があった。したがって、基板と対向電極との距離を5〜
50mmの範囲にするのが望しい。
【0012】
【実施例】本発明の一実施例を図1を用いて設明する。
図1はプラズマ処理装置の断面略図である。基板の真空
中での搬送機構、ボルト、ナット類、真空シール材及び
排気の為の手段を省略した。1はマイクロ波発生源、2
は第1の導波管である。3はマイクロ波を拡大するため
の第2の導波管で、対向電極4が収まる口径を有する。
第2の導波管3の導入口3′の中心が基板7の中心と一
致するように第2の導波管3が設けられる。5が石英リ
ングである。6は電極カバーで、4の対向電極を覆うよ
うに設けられ、基板7に対して反応ガスを供給するガス
流出口6′を多数個貫通させて設けている。8は基板7
を搭載する下部電極であり、高周波電源12で発生した
高周波(本実施例では13.56MHz)をマッチング
ネットワーク11を介して供給される。10は下部電極
8のアースシールドであり、下部電極8と、下部電極8
を覆う絶縁材9で隔絶されている。13はベースフラン
ジでアース電位となっており、石英リング5の中を貫通
させて設けたアース柱16を介して対向電極4と電気的
に接続してある。石英リング5の中間高さ位置での断面
図が図2であり、図に示すようにアース柱16は石英リ
ング5を貫通して6本設けたが、さらに数を増大させた
り、減じたりしても良い。また、17は絶縁カバーであ
る。
【0013】図1に戻ると14は処理室を形成するため
のチャンバ、15は排気ポートである。本実施例におい
て基板をセットした後反応ガスを供給し規定の圧力に制
御した後、マイクロ波源1を起動すると伴に高周波電源
12を起動しプラズマを発生させ基板の表面処理を施
す。
【0014】本実施例では基板7と対向電極4との距離
を30mmにセットした。Cl2ガスを用いて熱酸化シ
リコン膜をエッチングした。マイクロ波パワー300
W、高周波パワー80W印加した時に熱酸化シリコン膜
のエッチング速度は5nm/min、これに対し、シリ
コンのエッチング速度が250nm/minを得た。従
来の対向電極のない石英ベルジャータイプの装置では熱
酸化シリコン膜を被着したウエハ(φ200)の中央部
のエッチング速度が小さく均一性は±15%程度であっ
たが、本発明では熱酸化膜のエッチング速度の均一性は
±5%内に低減できた。これとともにウエハ中央部でパ
ターン付のPoly-Siのエッチングにおいてテーパ型の形
状と成り易かったものが改善され、直角な形状が得ら
れ、イオン入射の均一性が向上できた。また電界分布や
電子密度の測定においても従来のベルジャータイプのも
のより径方向に均一化されていることを確認した。
【0015】また第2の導波管3の外周に設けた磁場発
生用のコイル17a,17b及び17cを用いることに
より、ECR(エレクトロン・サイクロトロン・レゾナ
ンス)放電を導入しても良いし、さらにECRを発生さ
せない875G以下の磁場でも径方向の処理を制御する
のに有効であった。しかしながら全く磁場を用いなくと
も基板7と対向電極4との距離、ガス流量、ガス流出口
6′の配置の仕方、圧力等でも処理の均一性を制御でき
る利点がある。また、コイル17a,17b,17cが
不要になる場合、装置全体を小形化できることは言うま
でもない。
【0016】次に他の実施例を図3〜図5を用いて説明
する。これらの図では同一部材には同一記号を付したの
で共通部分の説明は省略する。
【0017】図3は対向電極23に高周波電源12′に
よる高周波を印加した例である。本実施例ではベースフ
ランジ13′の中を貫通させた導入端子22を介して対
向電極23へ高周波を導びいた。
【0018】図4は図3の下部電極8′をアース電位と
した場合である。
【0019】図5は1つの高周波電源12″から分岐型
マッチングネットワーク11″を介して、対向電極24
と下部電極8″に分けて高周波を印加した場合である。
これら本実施例における同一パワー、同一条件(マイク
ロ波パワー300W,高周波80W,Cl2,0.7P
a,対向電極距離30mm)の場合で比較すると、熱酸
化膜のエッチング速度は、図3,図1,図5,図4の順
に小さくなった。熱酸化シリコン膜のエッチング速度は
イオンの入射強度と見なすことができる。それぞれのプ
ラズマ処理(エッチング材料,ガス,デポジション材
料,バイアススパッタ効果)に合致した高周波バイアス
印加方式を選択すれば、様々な処理に対応できることは
言うまでもない。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、プラズマを均一に制御
できるので、半導体装置の歩留りを向上できる。またウ
エハに対向して設けた電極を加温することにより、プラ
ズマ発生部の温度制御も可能となり、反応生成物の壁面
付着により経時変化の影響も低減でき、生産性向上を図
ることができる。さらに、磁場形成不要の場合は装置全
体を小形化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるプラズマ処理装置の一実施例を示
す断面図である。
【図2】図1の石英リング位置での断面図である。
【図3】本発明の他の実施例を示すプラズマ処理装置の
断面略図である。
【図4】本発明の他の実施例を示すプラズマ処理装置の
断面略図である。
【図5】本発明の他の実施例を示すプラズマ処理装置の
断面略図である。
【符号の説明】
1…マイクロ波発生源、2…導波管、3…第2の導波
管、4,23…対向電極、5…石英リング、11,13
…ベースフランジ、11′…分岐型マッチングネットワ
ーク、12…高周波電源、22…導入端子。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】マイクロ波を用いてプラズマを生成するマ
    イクロ波プラズマ処理装置において、被処理物である基
    板より大きな表面積を有する対向電極を、前記基板と対
    向して設け、前記対向電極をアース電位とし、前記対向
    電極の下面に配した絶縁物を介してマイクロ波を全周方
    向から導入することを特徴としたプラズマ処理装置。
  2. 【請求項2】マイクロ波を用いてプラズマを生成するマ
    イクロ波プラズマ処理装置において、被処理物である基
    板より大きな表面積を有する対向電極を、前記基板と対
    向して設け、前記対向電極には前記基板を搭載する電極
    に印加する高周波電源とは異なる高周波電源から得た高
    周波を印加し、前記対向電極の下面に配した絶縁物を介
    してマイクロ波を全周方向から導入することを特徴とし
    たプラズマ処理装置。
  3. 【請求項3】マイクロ波を用いてプラズマを生成するマ
    イクロ波プラズマ処理装置において、被処理物である基
    板より大きな表面積を有する対向電極を、前記基板と対
    向して設け、前記対向電極に前記高周波を印加し、前記
    基板を搭載した電極をアース電位とし、前記対向電極の
    下面に配した絶縁物を介してマイクロ波を全周方向から
    導入することを特徴としたプラズマ処理装置。
  4. 【請求項4】マイクロ波を用いてプラズマを生成するマ
    イクロ波プラズマ処理装置において、被処理物である基
    板より大きな表面積を有する対向電極を、前記基板と対
    向して設け、前記対向電極には前記基板を搭載する電極
    と位相を合せた高周波を印加し、前記対向電極の下面に
    配した絶縁物を介してマイクロ波を全周方向から導入す
    ることを特徴としたプラズマ処理装置。
  5. 【請求項5】前記基板と前記対向電極との表面間距離を
    5〜50mmの範囲内にしてプラズマ処理を行うことを
    特徴とする請求項1,2,3及び4項のいずれかに記載
    のプラズマ処理装置。
  6. 【請求項6】前記μ波を基板の中心の法線上に小口径で
    導入し大空間内に導入することを特徴とした請求項1,
    2,3及び4項のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
  7. 【請求項7】プラズマ処理される基板を載置する載置用
    電極と、上記基板よりも広い面積をもち、下方にガス放
    出する放出孔を有し、上記載置用電極の上方に配置され
    た対向電極と、この対向電極に対してガスを供給するガ
    ス供給手段と、マイクロ波を発生するマイクロ波発生源
    と、上記マイクロ波を上記載置用電極の周辺に導き、周
    辺から上記載置用電極に向かって上記マイクロ波を放出
    するマイクロ波導出手段とからなることを特徴とするプ
    ラズマ処理装置。
JP31162492A 1992-11-20 1992-11-20 プラズマ処理装置 Pending JPH06163462A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31162492A JPH06163462A (ja) 1992-11-20 1992-11-20 プラズマ処理装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31162492A JPH06163462A (ja) 1992-11-20 1992-11-20 プラズマ処理装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP08060548A Division JP3082659B2 (ja) 1996-03-18 1996-03-18 プラズマ処理装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06163462A true JPH06163462A (ja) 1994-06-10

Family

ID=18019503

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31162492A Pending JPH06163462A (ja) 1992-11-20 1992-11-20 プラズマ処理装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06163462A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999067816A1 (fr) * 1998-06-24 1999-12-29 Hitachi, Ltd. Dispositif de gravure a sec et procede de production de dispositifs a semi-conducteurs
US6902683B1 (en) 1996-03-01 2005-06-07 Hitachi, Ltd. Plasma processing apparatus and plasma processing method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63155728A (ja) * 1986-12-19 1988-06-28 Canon Inc プラズマ処理装置
JPH01100923A (ja) * 1987-10-14 1989-04-19 Hitachi Ltd イオン処理装置
JPH025413A (ja) * 1988-06-24 1990-01-10 Hitachi Ltd プラズマ処理装置
JPH02177429A (ja) * 1988-09-15 1990-07-10 Lam Res Corp プラズマエッチングシステムの分相駆動装置
JPH04211118A (ja) * 1990-03-19 1992-08-03 Hitachi Ltd マイクロ波プラズマ処理装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63155728A (ja) * 1986-12-19 1988-06-28 Canon Inc プラズマ処理装置
JPH01100923A (ja) * 1987-10-14 1989-04-19 Hitachi Ltd イオン処理装置
JPH025413A (ja) * 1988-06-24 1990-01-10 Hitachi Ltd プラズマ処理装置
JPH02177429A (ja) * 1988-09-15 1990-07-10 Lam Res Corp プラズマエッチングシステムの分相駆動装置
JPH04211118A (ja) * 1990-03-19 1992-08-03 Hitachi Ltd マイクロ波プラズマ処理装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6902683B1 (en) 1996-03-01 2005-06-07 Hitachi, Ltd. Plasma processing apparatus and plasma processing method
WO1999067816A1 (fr) * 1998-06-24 1999-12-29 Hitachi, Ltd. Dispositif de gravure a sec et procede de production de dispositifs a semi-conducteurs
US6506687B1 (en) 1998-06-24 2003-01-14 Hitachi, Ltd. Dry etching device and method of producing semiconductor devices

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6422172B1 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
US5851600A (en) Plasma process method and apparatus
JP3438696B2 (ja) プラズマ処理方法及び装置
US8114246B2 (en) Vacuum plasma processor having a chamber with electrodes and a coil for plasma excitation and method of operating same
JP6423706B2 (ja) プラズマ処理装置
EP0578010A1 (en) Multi-zone plasma processing method
JPH09167762A (ja) プラズマ強化化学処理反応装置とその方法
US6167835B1 (en) Two chamber plasma processing apparatus
CN111354672B (zh) 静电卡盘及等离子体加工装置
JPH11260596A (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US6020570A (en) Plasma processing apparatus
KR19980032633A (ko) 유도 커플링된 플라즈마 소스
US20030010453A1 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
JPH0613196A (ja) プラズマ発生方法および発生装置
JPH10134995A (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP2000173985A (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JPH06163462A (ja) プラズマ処理装置
JP3082659B2 (ja) プラズマ処理装置
JPH1140544A (ja) 反応性イオンエッチング装置
JP2797307B2 (ja) プラズマプロセス装置
JPS62188777A (ja) バイアススパツタリング装置
JPH0476495B2 (ja)
JP4381699B2 (ja) プラズマ処理装置
JPH05206071A (ja) マイクロ波プラズマ処理装置
JPH10330970A (ja) 反応性イオンエッチング装置