JPH06275566A - Microwave plasma treating device - Google Patents

Microwave plasma treating device

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Publication number
JPH06275566A
JPH06275566A JP5064074A JP6407493A JPH06275566A JP H06275566 A JPH06275566 A JP H06275566A JP 5064074 A JP5064074 A JP 5064074A JP 6407493 A JP6407493 A JP 6407493A JP H06275566 A JPH06275566 A JP H06275566A
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JP
Japan
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microwave
sample
partition plate
chamber
plasma
Prior art date
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Pending
Application number
JP5064074A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuyuki Ono
勝之 小野
Nobuo Okumura
信夫 奥村
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP5064074A priority Critical patent/JPH06275566A/en
Publication of JPH06275566A publication Critical patent/JPH06275566A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a microwave plasma treating device which can perform high-quality treatment by increasing the treating ability of the device, such as the ashing speed, etc., by positioning a partition plate having a plurality of holes at specific distances from the lower surface of a microwave introducing window and from the upper surface of a sample stage. CONSTITUTION:A plasma generating chamber 11 and reaction chamber 12 are formed in the cooling water passage 18 of a reactor 10. The top of the chamber 11 is airtightly sealed with a microwave introducing window 19 and a sample stage 15 for placing samples S is provided in the chamber 12. The chambers 11 and 12 are separated from each other by a partition plate 14 having a plurality of holes 14a and the plate 14 is positioned at a distance of 20-45mm from the lower surface of the window 19 and at another distance of 20-45mm from the upper surface of the stage 15. Therefore, the number of ions transmitted through the plate 14 is reduced, because the frequency of collisions between ions is increased in the chamber 11.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はマイクロ波プラズマ処理
装置に関し、より詳細にはマイクロ波を導入することに
より発生させたプラズマを利用して、例えば半導体素子
基板等にエッチング処理、アッシング処理等を施す装置
として用いられるマイクロ波プラズマ処理装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microwave plasma processing apparatus, and more particularly, it utilizes plasma generated by introducing microwaves to perform etching processing, ashing processing, etc. on a semiconductor element substrate, for example. The present invention relates to a microwave plasma processing device used as an applying device.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSIの製造工程においては、反応ガス
に対して外部からエネルギーを与えた際に発生するプラ
ズマを用い、各種の処理を施すことが多く行われてい
る。特にプラズマを用いたドライエッチング技術は、L
SIの製造工程において不可欠の技術になっている。
2. Description of the Related Art In the manufacturing process of LSI, various processes are often performed by using plasma generated when energy is externally applied to a reaction gas. In particular, dry etching technology using plasma is
It has become an indispensable technology in the SI manufacturing process.

【0003】一般にプラズマを生成させるための励起手
段には、マイクロ波を用いる場合とRF(Radio Freque
ncy)を用いる場合とがある。マイクロ波を用いた場合、
RFを用いた場合に比べてより低温で高密度のプラズマ
が得られるとともに、電極による汚染も少なく、装置の
構成及びその操作が簡単である等の利点がある。しかし
従来のマイクロ波を用いたプラズマ装置においては、プ
ラズマ発生領域の面積が狭く、またこのプラズマ発生領
域内で均一にプラズマを発生させることが難しく、した
がって大口径の半導体基板を均一に処理することが困難
であった。
In general, the excitation means for generating plasma uses microwaves and RF (Radio Frequency).
ncy) is sometimes used. When using microwave,
Compared with the case where RF is used, there are advantages that plasma can be obtained at a lower temperature and a higher density, contamination by electrodes is less, and the device configuration and its operation are simple. However, in the conventional plasma device using microwaves, the area of the plasma generation region is small, and it is difficult to generate plasma uniformly in this plasma generation region. Therefore, it is necessary to uniformly process a large-diameter semiconductor substrate. Was difficult.

【0004】プラズマ発生領域の面積が広く、かつ均一
にマイクロ波プラズマを発生させることが可能な装置と
して、誘電体線路を用いた方式のものが知られている
(特開昭62−5600号公報及び特開昭63−994
81号公報)。図6は誘電体線路を用いた従来のマイク
ロ波プラズマ処理装置を模式的に示した断面図であり、
図中10は反応器を示している。反応器10はステンレ
ス鋼等の金属を用いて形成され、反応器10の周囲壁1
0aは二重構造となっており、その内部には冷却水通路
18が形成され、冷却水通路18の内側には水平断面形
状が略290×290mmを有するプラズマ生成室11と
反応室12とが形成されている。プラズマ生成室11の
上部はマイクロ波導入窓19により気密状態に封止され
ており、マイクロ波導入窓19はマイクロ波の透過性を
有し、誘電損失が少なく、かつ耐熱性を有する石英ガラ
ス、アルミナ等の誘電体板を用いて形成されている。ま
た反応室12には試料Sを載置するための試料台15が
配設され、反応室12の下部壁には排気装置(図示せ
ず)に接続された排気口16が形成され、プラズマ生成
室11の一側壁には反応器10内に所要の反応ガスを供
給するためのガス供給管17が接続されている。プラズ
マ生成室11と反応室12とは複数個の孔13aを有す
る仕切り板13で仕切られており、仕切り板13はマイ
クロ波導入窓19の下面との距離Dが略7mmで、かつ試
料台15との距離dが略60mmの箇所に配設されてい
る。
A device using a dielectric line is known as a device having a large plasma generation area and capable of uniformly generating microwave plasma (Japanese Patent Laid-Open No. 62-5600). And JP-A-63-994.
No. 81). FIG. 6 is a sectional view schematically showing a conventional microwave plasma processing apparatus using a dielectric line,
In the figure, 10 indicates a reactor. The reactor 10 is formed by using a metal such as stainless steel, and the peripheral wall 1 of the reactor 10 is formed.
0a has a double structure in which a cooling water passage 18 is formed, and inside the cooling water passage 18, a plasma generation chamber 11 and a reaction chamber 12 each having a horizontal cross section of about 290 × 290 mm are formed. Has been formed. The upper part of the plasma generation chamber 11 is hermetically sealed by a microwave introduction window 19, which is transparent to microwaves, has a small dielectric loss, and is heat-resistant quartz glass, It is formed by using a dielectric plate such as alumina. A sample table 15 for mounting the sample S is arranged in the reaction chamber 12, and an exhaust port 16 connected to an exhaust device (not shown) is formed in the lower wall of the reaction chamber 12 to generate plasma. A gas supply pipe 17 for supplying a desired reaction gas into the reactor 10 is connected to one side wall of the chamber 11. The plasma generation chamber 11 and the reaction chamber 12 are partitioned by a partition plate 13 having a plurality of holes 13a. The partition plate 13 has a distance D from the lower surface of the microwave introduction window 19 of about 7 mm and the sample stage 15 It is arranged at a location where the distance d between the and is approximately 60 mm.

【0005】一方、反応器10の上方には誘電体線路2
0が配設されており、誘電体線路20における上部及び
側部にはアルミニウム等の金属板を用いて形成された枠
体21が配設され、枠体21の下面には誘電損失の小さ
いフッ素樹脂、ポリエチレンあるいはポリスチレン等を
用いて形成された誘電体層22が貼着されている。また
誘電体線路20には導波管23を介してマイクロ波発振
器24が連結されており、マイクロ発振器24からのマ
イクロ波が導波管23を介して誘電体線路20に導入さ
れるようになっている。
On the other hand, the dielectric line 2 is provided above the reactor 10.
0 is provided, a frame body 21 formed by using a metal plate such as aluminum is provided on the upper and side portions of the dielectric line 20, and a fluorine having a small dielectric loss is provided on the lower surface of the frame body 21. A dielectric layer 22 made of resin, polyethylene, polystyrene or the like is attached. A microwave oscillator 24 is connected to the dielectric line 20 via a waveguide 23, and the microwave from the microwave oscillator 24 is introduced into the dielectric line 20 via the waveguide 23. ing.

【0006】このように構成されたマイクロ波プラズマ
処理装置を用い、例えば試料台15上に載置された試料
S表面にアッシング処理を施す場合、まず排気口16か
ら排気を行ってプラズマ生成室11及び反応室12を所
要の真空度に設定した後、ガス供給管17から反応ガス
を供給する。また冷却水を冷却水通路18に循環させ、
プラズマ生成室11及び反応室12を所定の温度に保持
する。次いでマイクロ波発振器24においてマイクロ波
を発振させ、このマイクロ波を導波管23を介して誘電
体線路20へ導入する。すると誘電体線路20の下方に
電界が形成され、形成された電界がマイクロ波導入窓1
9を透過してプラズマ生成室11に供給され、プラズマ
が生成される。生成されたプラズマ中における主にラジ
カル等の中性粒子が孔13aを透過して反応室12の試
料S周辺に導かれ、試料S上のレジストをアッシングす
る。
When the microwave plasma processing apparatus configured as described above is used to perform the ashing process on the surface of the sample S placed on the sample table 15, first, the plasma generation chamber 11 is evacuated from the exhaust port 16. After setting the reaction chamber 12 to a required degree of vacuum, the reaction gas is supplied from the gas supply pipe 17. Also, circulate the cooling water in the cooling water passage 18,
The plasma generation chamber 11 and the reaction chamber 12 are maintained at a predetermined temperature. Next, a microwave is oscillated by the microwave oscillator 24, and this microwave is introduced into the dielectric line 20 via the waveguide 23. Then, an electric field is formed below the dielectric line 20, and the formed electric field is applied to the microwave introduction window 1
It is supplied to the plasma generation chamber 11 through 9 and plasma is generated. Neutral particles such as radicals in the generated plasma mainly pass through the holes 13a and are guided to the periphery of the sample S in the reaction chamber 12 to ash the resist on the sample S.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】近年LSI製造技術の
進歩に伴い、アッシング速度等の処理性能(以下、単に
処理性能と記す)が大きく、かつ高品質処理が可能なマ
イクロ波プラズマ処理装置が求められている。
With the recent advances in LSI manufacturing technology, there has been a demand for a microwave plasma processing apparatus which has a high processing performance such as ashing speed (hereinafter simply referred to as processing performance) and is capable of high-quality processing. Has been.

【0008】図7は上記した従来の装置において、マイ
クロ波導入窓19下面と仕切り板13との距離Dを7mm
に固定し、仕切り板13と試料台15上面との距離dを
60mmから次第に短く設定した場合のアッシングレート
を示した曲線図である。この図から明らかなように上記
した従来のマイクロ波プラズマ処理装置においては、試
料台15が仕切り板13に近接して配設された場合、こ
れらが接近するほど処理性能を大きくすることが可能と
なる。しかし試料台15が仕切り板13に近接して配設
されると、イオンによるダメージが試料Sに生じ、した
がって高品質を維持しつつ処理性能を高めることが難し
いという課題があった。
FIG. 7 shows a conventional device described above, in which the distance D between the lower surface of the microwave introduction window 19 and the partition plate 13 is 7 mm.
FIG. 6 is a curve diagram showing the ashing rate when the distance d between the partition plate 13 and the upper surface of the sample table 15 is fixed to 60 mm and is gradually shortened from 60 mm. As is clear from this figure, in the above-mentioned conventional microwave plasma processing apparatus, when the sample table 15 is arranged close to the partition plate 13, the processing performance can be increased as the sample table 15 is closer to the partition plate 13. Become. However, when the sample table 15 is disposed close to the partition plate 13, there is a problem in that the sample S is damaged by ions, and thus it is difficult to improve the processing performance while maintaining high quality.

【0009】本発明はこのような課題に鑑みなされたも
のであり、高品質を維持しつつ処理性能をより一層向上
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
することを目的としている。
The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a microwave plasma processing apparatus capable of further improving the processing performance while maintaining high quality.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係るマイクロ波プラズマ処理装置は、マイク
ロ波発振器と、マイクロ波を伝送する導波管と、該導波
管に接続された誘電体線路と、該誘電体線路に対向配置
されたマイクロ波導入窓を有する反応器と、該反応器内
に設けられた試料台とを備えたマイクロ波プラズマ処理
装置において、前記マイクロ波導入窓の下面との距離が
20〜45mmで、かつ前記試料台の上面との距離が25
〜45mmの箇所に、複数個の孔を有する仕切り板が配設
されていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, a microwave plasma processing apparatus according to the present invention comprises a microwave oscillator, a waveguide for transmitting microwaves, and a waveguide connected to the microwave oscillator. A microwave plasma processing apparatus comprising: a dielectric line; a reactor having a microwave introduction window arranged opposite to the dielectric line; and a sample stage provided in the reactor, wherein the microwave introduction window is provided. The distance from the lower surface of the sample table is 20 to 45 mm and the distance from the upper surface of the sample table is 25 mm.
It is characterized in that a partition plate having a plurality of holes is arranged at a position of about 45 mm.

【0011】[0011]

【作用】本発明者等は、仕切り板とマイクロ波導入窓の
下面との距離(以下、プラズマ生成室高さと記す)D及
び前記仕切り板と試料台の上面との距離(以下、試料台
高さと記す)dを種々に変え、処理性能及びダメージの
関係について調査を行った。調査結果を表1に示す。
The present inventors have found that the distance between the partition plate and the lower surface of the microwave introduction window (hereinafter referred to as the height of the plasma generation chamber) D and the distance between the partition plate and the upper surface of the sample table (hereinafter, the sample table height). Sat) d was variously changed, and the relationship between the processing performance and the damage was investigated. The survey results are shown in Table 1.

【0012】[0012]

【表1】 [Table 1]

【0013】この結果から明らかなように、処理性能及
びダメージは前記プラズマ生成室高さD及び試料台高さ
dによる影響を受けており、前記した各距離の変化によ
り処理性能がより向上したり、あるいは試料Sがダメー
ジを受ける場合があることを突き止めた。例えば前記プ
ラズマ生成室高さDが17mmの場合、前記試料台高さd
が20〜50mmでは処理性能は従来のものに比べて優れ
るかまたは良好となるが、ダメージが発生することとな
り、前記試料台高さdが60mmではダメージが無くなる
が、処理性能は従来のものと略同一程度のままである。
また、例えば前記プラズマ生成室高さDが47mmの場
合、前記試料台高さdが20mmでは処理性能は従来のも
のに比べて優れたものとなるが、ダメージが発生するこ
ととなり、前記試料台高さdが30〜60mmではダメー
ジが無くなるが、処理性能は従来のものに比べてやや良
好かまたは略同一の程度にしか改善されないこととな
る。そして表中二重線の枠で示すように、前記プラズマ
生成室高さDが20〜45mm、前記試料台高さdが25
〜45mmに設定された装置では、ダメージを防止し得る
とともに処理性能が大幅に向上することとなる。
As is clear from this result, the processing performance and damage are influenced by the height D of the plasma generating chamber and the height d of the sample table, and the processing performance is further improved by the change of each distance described above. , Or that the sample S may be damaged. For example, when the height D of the plasma generation chamber is 17 mm, the height d of the sample table is
Is 20 to 50 mm, the treatment performance is superior or better than that of the conventional one, but damage is caused, and when the sample table height d is 60 mm, the damage is eliminated, but the treatment performance is different from the conventional one. It remains about the same.
Further, for example, when the height D of the plasma generating chamber is 47 mm, the processing performance is superior to the conventional one when the height d of the sample table is 20 mm, but damage occurs, and the sample table When the height d is 30 to 60 mm, damage is eliminated, but the processing performance is improved to a slightly better level or substantially the same level as the conventional one. Then, as indicated by a double-lined frame in the table, the plasma generation chamber height D is 20 to 45 mm, and the sample stage height d is 25.
With the device set to ~ 45 mm, damage can be prevented and the processing performance is significantly improved.

【0014】この原因については、前記プラズマ生成室
高さDが20〜45mmに設定された場合、プラズマ中の
イオンの衝突頻度が多くなり、前記仕切り板の孔を透過
するイオンの数が減少するため、前記試料台と前記仕切
り板との距離dが25mm未満以内に近接しない限り、イ
オンによる試料Sへのダメージがなくなるものと考えら
れる。他方、ラジカル等の中性粒子は減少することなく
前記仕切り板の孔を透過するため、前記試料台と前記仕
切り板との距離dが45mmを超えて離れない限り、試料
Sに効率的なエッチングやアッシング処理が施されるも
のと考えられる。
Regarding this cause, when the height D of the plasma generating chamber is set to 20 to 45 mm, the frequency of collision of ions in the plasma increases, and the number of ions passing through the holes of the partition plate decreases. Therefore, unless the distance d between the sample table and the partition plate is within 25 mm, the damage to the sample S by the ions is considered to be eliminated. On the other hand, since neutral particles such as radicals pass through the holes of the partition plate without decreasing, the sample S can be efficiently etched unless the distance d between the sample table and the partition plate exceeds 45 mm. It is considered that the ashing process is performed.

【0015】本発明に係るマイクロ波プラズマ処理装置
によれば、マイクロ波導入窓の下面との距離が20〜4
5mmで、かつ試料台との距離が25〜45mmの箇所に、
複数個の孔を有する仕切り板が配設されているので、プ
ラズマ生成室におけるイオンの衝突頻度が多くなり、前
記仕切り板の孔を透過するイオンの数が減少するため、
試料Sへのダメージがなくなるとともに、ラジカル等の
中性粒子が高密度に存在する領域に試料Sが保持される
ため、試料Sに処理が速く施され、処理性能の向上を図
り得ることとなる。
According to the microwave plasma processing apparatus of the present invention, the distance from the lower surface of the microwave introduction window is 20 to 4.
5 mm and at a distance of 25 to 45 mm from the sample stand,
Since the partition plate having a plurality of holes is arranged, the collision frequency of ions in the plasma generation chamber is increased, and the number of ions passing through the holes of the partition plate is reduced,
Since the sample S is not damaged, and the sample S is held in the region where the neutral particles such as radicals are present at a high density, the sample S can be processed quickly and the processing performance can be improved. .

【0016】[0016]

【実施例及び比較例】以下、本発明に係るマイクロ波プ
ラズマ処理装置の実施例を図面に基づいて説明する。な
お、従来例と同一機能を有する構成部品には同一の符号
を付すこととする。
EXAMPLES AND COMPARATIVE EXAMPLES Examples of a microwave plasma processing apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that components having the same functions as those of the conventional example are designated by the same reference numerals.

【0017】図1は本発明に係るマイクロ波プラズマ処
理装置の実施例を模式的に示した断面図であり、図1に
示した装置の構成は仕切り板14の配設位置を除いて図
6に示した従来のマイクロプラズマ処理装置と同様であ
るため、ここではその詳細な説明は省略し、従来のもの
と相違する箇所についてのみその構成を説明する。図中
10は反応器を示しており、反応器10における冷却水
通路18の内側には水平断面形状が略290×290mm
を有するプラズマ生成室11と反応室12とが形成され
ている。プラズマ生成室11の上部はマイクロ波導入窓
19により気密状態に封止され、反応室12には試料S
を載置するための試料台15が配設されている。プラズ
マ生成室11と反応室12とは複数個の孔14aを有す
る仕切り板14で仕切られており、仕切り板14はマイ
クロ波導入窓19下面との距離が20〜45mmで、かつ
試料台15上面との距離が25〜45mmの箇所に配設さ
れている。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing an embodiment of a microwave plasma processing apparatus according to the present invention. The structure of the apparatus shown in FIG. 1 is the same as that shown in FIG. Since it is the same as the conventional microplasma processing apparatus shown in FIG. 1, detailed description thereof will be omitted here, and only the configuration different from the conventional one will be described. Reference numeral 10 in the drawing denotes a reactor, and a horizontal cross-sectional shape is approximately 290 × 290 mm inside the cooling water passage 18 in the reactor 10.
A plasma generation chamber 11 and a reaction chamber 12 are formed. The upper portion of the plasma generation chamber 11 is hermetically sealed by the microwave introduction window 19, and the sample S is placed in the reaction chamber 12.
A sample table 15 for mounting the is mounted. The plasma generation chamber 11 and the reaction chamber 12 are partitioned by a partition plate 14 having a plurality of holes 14a. The partition plate 14 has a distance of 20 to 45 mm from the lower surface of the microwave introduction window 19 and the upper surface of the sample table 15. It is arranged at a distance of 25 to 45 mm.

【0018】このように構成されたマイクロ波プラズマ
処理装置を用い、試料Sにアッシング処理を施した場合
について説明する。実施例の装置におけるプラズマ生成
室高さD及び試料台高さdを表2に示し、処理条件を表
3に示す。
A case in which the sample S is subjected to an ashing process using the microwave plasma processing apparatus configured as described above will be described. Table 2 shows the plasma generation chamber height D and sample stage height d in the apparatus of the example, and Table 3 shows the processing conditions.

【0019】[0019]

【表2】 [Table 2]

【0020】[0020]

【表3】 [Table 3]

【0021】また比較例として、表4に示したプラズマ
生成室高さD及び試料台高さdを有する装置を使用し
た。
As a comparative example, an apparatus having the plasma generation chamber height D and the sample stage height d shown in Table 4 was used.

【0022】[0022]

【表4】 [Table 4]

【0023】図2は実施例及び比較例の装置を用いた場
合におけるアッシングレートを測定した結果を示した曲
線図であり、図中黒く塗りつぶした丸印は実施例の装置
の場合を示し、それ以外の印は比較例の装置の場合を示
している。この図から明らかなように、従来の装置にお
けるプラズマ生成室高さDが7mm、試料台高さdが60
mmの場合に比べ、実施例に係る装置の場合、アッシング
レートを略1.6倍に速めることができた。
FIG. 2 is a curve diagram showing the results of measuring the ashing rate in the case of using the apparatus of the example and the comparative example. The black circles in the figure show the case of the apparatus of the example. The marks other than indicate the case of the device of the comparative example. As is clear from this figure, the plasma generation chamber height D and the sample stage height d in the conventional apparatus were 7 mm and 60 mm, respectively.
In the case of the device according to the example, the ashing rate could be increased by about 1.6 times as compared with the case of mm.

【0024】次に実施例及び比較例の装置を用い、MN
OS(Metal Nitride Oxide Semiconductor)構造の試料
Sを処理・作製し、フラットバンドシフトによりダメー
ジ評価を行った。図3に示すように、MNOS構造の試
料Sはp形Si基板31表面に厚さが略3nmのSiO2
膜32が形成され、SiO2 膜32上に厚さが略40nm
のSi34 膜33が形成され、Si34 膜33上に
厚さが略400nmのポリSi膜34が形成されたものを
用いた。このフラットバンドシフトによるダメージ評価
は、デバイス製作時の処理工程におけるダメージ評価法
のひとつであり、処理中、価電子等により一定の電圧が
掛かかるか否かで評価を行う方法である。すなわち、電
圧が掛かかる場合にはデバイスの特性が変化し、誤動作
を引き起こす要因となるため、ダメージが生じていると
評価する。
Next, using the devices of Examples and Comparative Examples, MN
A sample S having an OS (Metal Nitride Oxide Semiconductor) structure was processed and produced, and damage was evaluated by flat band shift. As shown in FIG. 3, the sample S having the MNOS structure has a thickness of about 3 nm of SiO 2 on the surface of the p-type Si substrate 31.
The film 32 is formed, and the thickness is about 40 nm on the SiO 2 film 32.
The Si 3 N 4 film 33 was formed, and the poly Si film 34 having a thickness of about 400 nm was formed on the Si 3 N 4 film 33. The damage evaluation due to the flat band shift is one of the damage evaluation methods in the processing step at the time of manufacturing the device, and is a method of evaluating whether or not a constant voltage is applied due to valence electrons during the processing. That is, when a voltage is applied, the characteristics of the device change and cause a malfunction, so it is evaluated that damage has occurred.

【0025】図4は実施例としてプラズマ生成室高さD
が27mm、試料台高さdが40mmの装置を用い、また比
較例としてプラズマ生成室高さDが7mm、試料台高さd
が40mmの装置及びプラズマ生成室高さDが17mm、試
料台高さdが40mmの装置を用い、MNOS構造の試料
Sに処理を施した場合において、試料Sの直径Y軸上に
おけるフラットバンド電圧ΔVfbの分布を測定した結果
を示した曲線図である。この図から明らかなように、比
較例の装置の場合にはダメージが発生するが、実施例の
装置の場合、直径Y軸上における全ての部位でフラット
バンド電圧ΔVfbがゼロであり、ダメージは発生してい
なかった。
FIG. 4 shows the height D of the plasma generating chamber as an example.
Is 27 mm and the sample stage height d is 40 mm, and as a comparative example, the plasma generation chamber height D is 7 mm and the sample stage height d is
When the sample S having the MNOS structure is processed using a device having a height of 40 mm and a height D of the plasma generation chamber of 17 mm and a height d of the sample stand of 40 mm, the flat band voltage on the diameter Y axis of the sample S. It is a curve figure showing the result of having measured the distribution of deltaVfb . As is clear from this figure, damage occurs in the device of the comparative example, but in the device of the example, the flat band voltage ΔV fb is zero at all parts on the diameter Y axis, and the damage is It did not occur.

【0026】このように実施例に係る装置及び比較例の
装置を用い、アッシング処理性能及びダメージ発生の有
無に関し、総括的にまとめた結果を上記した表1に示
す。
Table 1 above shows a summary of the results of the ashing process performance and the presence / absence of damage using the apparatus according to the example and the apparatus according to the comparative example.

【0027】これらの結果から明らかなように、実施例
に係るマイクロ波プラズマ処理装置では、マイクロ波導
入窓19下面との距離が20〜45mmで、かつ試料台1
5上面との距離が25〜45mmの箇所に、複数個の孔1
4aを有する仕切り板14が配設されているので、プラ
ズマ生成室11におけるイオンの衝突頻度が多くなり、
仕切り板14の孔14aを透過するイオンの数が減少す
るため、試料Sへのダメージをなくすことができるとと
もに、ラジカル等の中性粒子が高密度に存在する領域に
試料Sが保持されるため、試料Sにアッシング処理を速
く施すことができ、アッシング処理性能の向上を図るこ
とができる。
As is clear from these results, in the microwave plasma processing apparatus according to the embodiment, the distance from the lower surface of the microwave introduction window 19 is 20 to 45 mm, and the sample stage 1
5 Place multiple holes 1 at a distance of 25 to 45 mm from the top surface.
Since the partition plate 14 having 4a is arranged, the collision frequency of ions in the plasma generation chamber 11 increases,
Since the number of ions that pass through the holes 14a of the partition plate 14 is reduced, damage to the sample S can be eliminated, and the sample S is retained in a region where neutral particles such as radicals are present at a high density. The sample S can be subjected to the ashing process quickly, and the ashing process performance can be improved.

【0028】上記した実施例では試料Sにアッシング処
理を施した場合について説明したが、エッチング処理を
施す場合についても同様の効果を得ることができる。
In the above-described embodiment, the case where the sample S is subjected to the ashing treatment has been described, but the same effect can be obtained when the etching treatment is performed.

【0029】また、図5は別の実施例に係るマイクロ波
プラズマ処理装置を模式的に示した断面図であり、誘電
体線路及び導波管を除いて図1に示した装置と同様の装
置であるので、ここではその詳細な説明を省略し、図1
に示したものと相違する箇所についてのみその構成を説
明する。図中10は反応器を示しており、反応器10の
上方にはアルミニウム等の金属板を用いて形成された枠
体41が配設されており、枠体41上面には垂直方向に
導波管43が接続されている。さらに導波管43にはマ
イクロ波発振器24が連結されており、マイクロ発振器
24からのマイクロ波が導波管43を介してプラズマ生
成室11に導入されるようになっている。また反応器1
0における冷却水通路18の内側には、水平断面形状が
略290×290mmのプラズマ生成室11と反応室12
とが形成されており、プラズマ生成室11と反応室12
とは複数個の孔14aを有する仕切り板14で仕切られ
ている。
FIG. 5 is a sectional view schematically showing a microwave plasma processing apparatus according to another embodiment, which is the same as the apparatus shown in FIG. 1 except for the dielectric line and the waveguide. Therefore, detailed description thereof will be omitted here, and FIG.
The configuration will be described only for the points different from those shown in FIG. In the figure, reference numeral 10 denotes a reactor, and a frame body 41 formed of a metal plate such as aluminum is disposed above the reactor 10, and a top surface of the frame body 41 is vertically guided. The pipe 43 is connected. Further, the microwave oscillator 24 is connected to the waveguide 43, and the microwave from the microwave oscillator 24 is introduced into the plasma generation chamber 11 via the waveguide 43. Also reactor 1
The inside of the cooling water passage 18 at 0 has a plasma generation chamber 11 and a reaction chamber 12 each having a horizontal cross-sectional shape of approximately 290 × 290 mm.
Are formed, and the plasma generation chamber 11 and the reaction chamber 12 are formed.
And are separated by a partition plate 14 having a plurality of holes 14a.

【0030】このように構成されたマイクロ波プラズマ
処理装置においても、マイクロ波導入窓19の下面との
距離が20〜45mmで、かつ試料台15との距離が25
〜45mmの箇所に仕切り板14を配設することが望まし
く、上記実施例の装置の場合と略同様の効果を得ること
ができる。
Also in the microwave plasma processing apparatus configured as described above, the distance from the lower surface of the microwave introduction window 19 is 20 to 45 mm and the distance from the sample stage 15 is 25.
It is desirable to dispose the partition plate 14 at a position of about 45 mm, and it is possible to obtain substantially the same effect as in the case of the device of the above embodiment.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係るマイク
ロ波プラズマ処理装置にあっては、マイクロ波導入窓の
下面との距離が20〜45mmで、かつ試料台の上面との
距離が25〜45mmの箇所に、複数個の孔を有する仕切
り板が配設されているので、プラズマ生成室におけるイ
オンの衝突頻度が多くなり、前記仕切り板の孔を透過す
るイオンの数が減少するため、試料Sへのダメージをな
くすことができるとともに、ラジカル等の中性粒子が高
密度に存在する領域に試料Sが保持されるため、試料S
に速く処理を施すことができ、処理性能の向上を図るこ
とができる。
As described in detail above, in the microwave plasma processing apparatus according to the present invention, the distance from the lower surface of the microwave introduction window is 20 to 45 mm and the distance from the upper surface of the sample table is 25 mm. Since a partition plate having a plurality of holes is arranged at a position of ~ 45 mm, the frequency of collision of ions in the plasma generation chamber increases, and the number of ions passing through the holes of the partition plate decreases. The damage to the sample S can be eliminated, and the sample S is held in a region where neutral particles such as radicals are present at a high density.
The processing can be performed quickly and the processing performance can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係るマイクロ波プラズマ処理装置の実
施例を模式的に示した断面図である。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing an embodiment of a microwave plasma processing apparatus according to the present invention.

【図2】実施例及び比較例の装置を用いた場合における
アッシングレートを測定した結果を示した曲線図であ
り、図中黒く塗りつぶした丸印は実施例の装置の場合を
示し、それ以外の印は比較例の装置の場合を示してい
る。
FIG. 2 is a curve diagram showing the results of measuring the ashing rate in the case of using the apparatus of the example and the comparative example, in which the black circles indicate the case of the apparatus of the example, The mark indicates the case of the device of the comparative example.

【図3】フラットバンドシフトによるダメージ評価に用
いられるMNOS構造の試料Sを、模式的に示した断面
図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a sample S having a MNOS structure used for damage evaluation by flat band shift.

【図4】実施例及び比較例の装置を用い、MNOS構造
の試料Sに処理を施した場合、試料Sの直径Y軸上にお
けるフラットバンド電圧ΔVfbの分布を測定した結果を
示した曲線図である。
FIG. 4 is a curve diagram showing the results of measuring the distribution of the flat band voltage ΔV fb on the diameter Y axis of the sample S when the sample S having the MNOS structure was treated using the devices of the example and the comparative example. Is.

【図5】別の実施例に係るマイクロ波プラズマ処理装置
を模式的に示した断面図である。
FIG. 5 is a sectional view schematically showing a microwave plasma processing apparatus according to another embodiment.

【図6】誘電体線路を用いた従来のマイクロ波プラズマ
処理装置を模式的に示した断面図である。
FIG. 6 is a sectional view schematically showing a conventional microwave plasma processing apparatus using a dielectric line.

【図7】従来の装置において、マイクロ波導入窓の下面
と仕切り板との距離Dを7mm一定とし、仕切り板と試料
台上面との距離dを60mmから次第に短く設定した場合
のアッシングレートを示した曲線図である。
FIG. 7 shows the ashing rate when the distance D between the lower surface of the microwave introduction window and the partition plate is fixed to 7 mm and the distance d between the partition plate and the upper surface of the sample table is gradually shortened from 60 mm in the conventional apparatus. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 反応器 14 仕切り板 14a 孔 15 試料台 19 マイクロ波導入窓 20 誘電体線路 23 導波管 24 マイクロ波発振器 10 Reactor 14 Partition Plate 14a Hole 15 Sample Stage 19 Microwave Introduction Window 20 Dielectric Line 23 Waveguide 24 Microwave Oscillator

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マイクロ波発振器と、マイクロ波を伝送
する導波管と、該導波管に接続された誘電体線路と、該
誘電体線路に対向配置されたマイクロ波導入窓を有する
反応器と、該反応器内に設けられた試料台とを備えたマ
イクロ波プラズマ処理装置において、前記マイクロ波導
入窓の下面との距離が20〜45mmで、かつ前記試料台
の上面との距離が25〜45mmの箇所に、複数個の孔を
有する仕切り板が配設されていることを特徴とするマイ
クロ波プラズマ処理装置。
1. A reactor having a microwave oscillator, a waveguide for transmitting microwaves, a dielectric line connected to the waveguide, and a microwave introduction window arranged to face the dielectric line. And a sample stage provided in the reactor, the distance from the lower surface of the microwave introduction window is 20 to 45 mm, and the distance from the upper surface of the sample stage is 25. A microwave plasma processing apparatus characterized in that a partition plate having a plurality of holes is arranged at a position of about 45 mm.
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