JPH06275567A - プラズマ装置 - Google Patents
プラズマ装置Info
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- JPH06275567A JPH06275567A JP5085494A JP8549493A JPH06275567A JP H06275567 A JPH06275567 A JP H06275567A JP 5085494 A JP5085494 A JP 5085494A JP 8549493 A JP8549493 A JP 8549493A JP H06275567 A JPH06275567 A JP H06275567A
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- JP
- Japan
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- plasma
- magnetic field
- cusp magnetic
- chamber
- processing chamber
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な構造で、高密度、高均一、大口径のプ
ラズマを発生するためのプラズマ装置を提供する。 【構成】 本発明に基づくプラズマ装置（１）は、プラ
ズマ処理のための処理室（２）と、その処理室内のプラ
ズマ処理空間を横切るようなカスプ磁界を形成するカス
プ磁界形成手段（１０、１１）と、プラズマ処理空間を
取り囲むように配置されプラズマ処理空間に形成された
カスプ磁界面にほぼ沿ってプラズマ流を供給可能なプラ
ズマ発生手段（２０、３０）とを備え、上記プラズマ発
生手段が、上記プラズマ処理空間に対して外方に配置さ
れたカソード手段（２０）から放出された電子流をアノ
ード手段（３０）に設けられた開口部（３１）を貫通さ
せることにより、発生したプラズマ流を上記プラズマ処
理空間に供給するように構成されている。かかる簡単な
構成により、カスプ磁界により高均一、高密度のシート
状にされ、かつ穏やかなプラズマを得ることができる。
ラズマを発生するためのプラズマ装置を提供する。 【構成】 本発明に基づくプラズマ装置（１）は、プラ
ズマ処理のための処理室（２）と、その処理室内のプラ
ズマ処理空間を横切るようなカスプ磁界を形成するカス
プ磁界形成手段（１０、１１）と、プラズマ処理空間を
取り囲むように配置されプラズマ処理空間に形成された
カスプ磁界面にほぼ沿ってプラズマ流を供給可能なプラ
ズマ発生手段（２０、３０）とを備え、上記プラズマ発
生手段が、上記プラズマ処理空間に対して外方に配置さ
れたカソード手段（２０）から放出された電子流をアノ
ード手段（３０）に設けられた開口部（３１）を貫通さ
せることにより、発生したプラズマ流を上記プラズマ処
理空間に供給するように構成されている。かかる簡単な
構成により、カスプ磁界により高均一、高密度のシート
状にされ、かつ穏やかなプラズマを得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプラズマ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、被処理体、例えば半導体ウェ
ハなどを処理室内においてプラズマ処理するための装置
として、高周波（ＲＦ）を用いた平行平板型のプラズマ
装置が広く採用されている。処理室内に平行平板の２枚
の電極が配置された反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）
装置を例にとってみると、いずれか一方の電極または両
方の電極に高周波を印加することにより、両電極間にプ
ラズマを発生させ、このプラズマと被処理体との間の自
己バイアス電位差により、被処理体の処理面にプラズマ
流を入射させ、エッチング処理を行うように構成されて
いる。
ハなどを処理室内においてプラズマ処理するための装置
として、高周波（ＲＦ）を用いた平行平板型のプラズマ
装置が広く採用されている。処理室内に平行平板の２枚
の電極が配置された反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）
装置を例にとってみると、いずれか一方の電極または両
方の電極に高周波を印加することにより、両電極間にプ
ラズマを発生させ、このプラズマと被処理体との間の自
己バイアス電位差により、被処理体の処理面にプラズマ
流を入射させ、エッチング処理を行うように構成されて
いる。
【０００３】しかしながら、上記の平行平板型プラズマ
装置の如き従来型のプラズマ装置では、半導体ウェハの
超高集積化に伴い要求されるような、サブミクロン単
位、さらにはサブハーフミクロン単位の超微細加工を実
施することは困難である。すなわち、かかるプロセスを
プラズマ装置により実施するためには、高密度のプラズ
マを高い精度で制御することが重要であり、しかも、そ
のプラズマは大口径ウェハにも対応できる大面積で高均
一なものであることが必要である。さらに、磁界がプラ
ズマに作用する影響を考慮した場合には、プラズマ拡散
部において作用する磁場を極力小さく、しかも均一にす
ることが可能なプラズマ装置を開発することが望まし
い。
装置の如き従来型のプラズマ装置では、半導体ウェハの
超高集積化に伴い要求されるような、サブミクロン単
位、さらにはサブハーフミクロン単位の超微細加工を実
施することは困難である。すなわち、かかるプロセスを
プラズマ装置により実施するためには、高密度のプラズ
マを高い精度で制御することが重要であり、しかも、そ
のプラズマは大口径ウェハにも対応できる大面積で高均
一なものであることが必要である。さらに、磁界がプラ
ズマに作用する影響を考慮した場合には、プラズマ拡散
部において作用する磁場を極力小さく、しかも均一にす
ることが可能なプラズマ装置を開発することが望まし
い。
【０００４】このような技術的要求に対して、新しいプ
ラズマソースを確立するべく、これまでにも多くのアプ
ローチが様々な角度からなされてきているが、簡単な構
造でしかも上記のような高い技術的要求に合致するよう
な技術は未だ確立されていないのが現状である。
ラズマソースを確立するべく、これまでにも多くのアプ
ローチが様々な角度からなされてきているが、簡単な構
造でしかも上記のような高い技術的要求に合致するよう
な技術は未だ確立されていないのが現状である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明は
以上のような技術的立脚点に立ちなされたもので、その
第１の目的は、比較的簡単な構造で、大口径、高密度、
高均一のプラズマを容易に形成し、その発生プラズマを
高い精度で制御することが可能な新規かつ改良されたプ
ラズマ装置を提供することである。
以上のような技術的立脚点に立ちなされたもので、その
第１の目的は、比較的簡単な構造で、大口径、高密度、
高均一のプラズマを容易に形成し、その発生プラズマを
高い精度で制御することが可能な新規かつ改良されたプ
ラズマ装置を提供することである。
【０００６】さらに本発明の別の目的は、発生プラズマ
に悪影響を与えるプラズマ拡散部における磁界を小さ
く、しかも均一にすることが可能な新規かつ改良された
プラズマ装置を提供することである。
に悪影響を与えるプラズマ拡散部における磁界を小さ
く、しかも均一にすることが可能な新規かつ改良された
プラズマ装置を提供することである。
【０００７】さらにまた本発明の別の目的は、比較的穏
やかなプラズマを発生することが可能であり、プラズマ
がプロセスに与える悪影響を最小限に抑えることが可能
な新規かつ改良されたプラズマ装置を提供することであ
る。
やかなプラズマを発生することが可能であり、プラズマ
がプロセスに与える悪影響を最小限に抑えることが可能
な新規かつ改良されたプラズマ装置を提供することであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明によれば、プラズマ処理を実施するべく気密
に構成された処理室と、その処理室内のプラズマ処理空
間を横切るようなカスプ磁界面を有するカスプ磁界を形
成可能なカスプ磁界形成手段と、上記プラズマ処理空間
を取り囲むように配置され、上記プラズマ処理空間に形
成された上記カスプ磁界面にほぼ沿ってプラズマ流を供
給可能なプラズマ発生手段とを備え、上記プラズマ発生
手段が、上記プラズマ処理空間に対して外方に配置され
たカソード手段から放出された電子流をアノード手段に
設けられた開口部を貫通させることにより、発生したプ
ラズマ流を上記プラズマ処理空間に供給するように構成
されていることを特徴とするプラズマ装置が提供され
る。
に、本発明によれば、プラズマ処理を実施するべく気密
に構成された処理室と、その処理室内のプラズマ処理空
間を横切るようなカスプ磁界面を有するカスプ磁界を形
成可能なカスプ磁界形成手段と、上記プラズマ処理空間
を取り囲むように配置され、上記プラズマ処理空間に形
成された上記カスプ磁界面にほぼ沿ってプラズマ流を供
給可能なプラズマ発生手段とを備え、上記プラズマ発生
手段が、上記プラズマ処理空間に対して外方に配置され
たカソード手段から放出された電子流をアノード手段に
設けられた開口部を貫通させることにより、発生したプ
ラズマ流を上記プラズマ処理空間に供給するように構成
されていることを特徴とするプラズマ装置が提供され
る。
【０００９】また、本発明の別の観点によれば、上記カ
スプ磁界形成手段の出力を調整することにより上記カス
プ磁界の上記カスプ磁界面形状を調整することが可能で
あることが好ましい。さらに、上記カソード手段を熱陰
極として構成することも可能である。あるいは、上記プ
ラズマ発生手段を上記処理室とは別個のプラズマ発生室
内に収納し、そのプラズマ発生室と上記処理室とを連通
する開口を介して上記プラズマ流を上記プラズマ処理空
間に供給するように構成することも可能である。
スプ磁界形成手段の出力を調整することにより上記カス
プ磁界の上記カスプ磁界面形状を調整することが可能で
あることが好ましい。さらに、上記カソード手段を熱陰
極として構成することも可能である。あるいは、上記プ
ラズマ発生手段を上記処理室とは別個のプラズマ発生室
内に収納し、そのプラズマ発生室と上記処理室とを連通
する開口を介して上記プラズマ流を上記プラズマ処理空
間に供給するように構成することも可能である。
【００１０】
【作用】請求項１の発明によれば、プラズマ処理空間を
取り囲むように配置されたプラズマ発生手段から供給さ
れたプラズマ流をカスプ磁界により捕捉し、例えば半導
体ウェハなどの被処理体に対して調整することが可能で
ある。その際、プラズマ流をカスプ磁界面に対して略平
行に導入するので、プラズマ処理空間に穏やかなプラズ
マを形成することが可能である。また、プラズマ処理空
間を取り囲むように配置されたカソード手段とアノード
手段といった非常に簡単な構造によりプラズマ流を形成
することが可能である。すなわち、カソード手段とアノ
ード手段との間で放電を生じさせ、カソード手段からア
ノード手段に向けて放出された電子流をアノード手段に
設けられた開口部を通過させることにより加速し、カス
プ磁界の効果により中心部のプラズマ処理空間にほぼ均
一なシート状プラズマ流を形成することが可能である。
また、カスプ磁界を使用するので、プラズマ拡散部での
磁界を小さくすることが可能である。
取り囲むように配置されたプラズマ発生手段から供給さ
れたプラズマ流をカスプ磁界により捕捉し、例えば半導
体ウェハなどの被処理体に対して調整することが可能で
ある。その際、プラズマ流をカスプ磁界面に対して略平
行に導入するので、プラズマ処理空間に穏やかなプラズ
マを形成することが可能である。また、プラズマ処理空
間を取り囲むように配置されたカソード手段とアノード
手段といった非常に簡単な構造によりプラズマ流を形成
することが可能である。すなわち、カソード手段とアノ
ード手段との間で放電を生じさせ、カソード手段からア
ノード手段に向けて放出された電子流をアノード手段に
設けられた開口部を通過させることにより加速し、カス
プ磁界の効果により中心部のプラズマ処理空間にほぼ均
一なシート状プラズマ流を形成することが可能である。
また、カスプ磁界を使用するので、プラズマ拡散部での
磁界を小さくすることが可能である。
【００１１】請求項２の発明によれば、カスプ磁界形成
手段の出力を調整することにより形成されたカスプ磁界
のカスプ磁界面の形状を調整することが可能である。そ
の結果、カスプ磁界面に沿って形成されるプラズマ流、
すなわちプラズマ密度分布をプロセスに応じて最適に調
整することが可能である。
手段の出力を調整することにより形成されたカスプ磁界
のカスプ磁界面の形状を調整することが可能である。そ
の結果、カスプ磁界面に沿って形成されるプラズマ流、
すなわちプラズマ密度分布をプロセスに応じて最適に調
整することが可能である。
【００１２】請求項３の発明によれば、カソード手段と
して熱陰極が使用されるので、より容易かつ迅速にプラ
ズマ流を形成し、プラズマ処理空間に所望のプラズマを
供給することが可能である。また、かかる構成によれ
ば、低い電圧でカソード手段から電子流を引き出すこと
が可能である。
して熱陰極が使用されるので、より容易かつ迅速にプラ
ズマ流を形成し、プラズマ処理空間に所望のプラズマを
供給することが可能である。また、かかる構成によれ
ば、低い電圧でカソード手段から電子流を引き出すこと
が可能である。
【００１３】請求項４の発明によれば、プラズマ発生室
とプラズマ処理室とが分離される。その結果、最適なプ
ラズマ発生条件と最適なプラズマ処理条件とが異なる場
合であっても、それぞれ最適な環境を個別に調整するこ
とが可能である。また、適当な開口を介してプラズマ発
生室とプラズマ処理室とを連通することにより、両室間
に適当な圧力勾配が生じ、プラズマが発生し易くなる。
とプラズマ処理室とが分離される。その結果、最適なプ
ラズマ発生条件と最適なプラズマ処理条件とが異なる場
合であっても、それぞれ最適な環境を個別に調整するこ
とが可能である。また、適当な開口を介してプラズマ発
生室とプラズマ処理室とを連通することにより、両室間
に適当な圧力勾配が生じ、プラズマが発生し易くなる。
【００１４】
【実施例】以下に添付図面を参照しながら本発明に基づ
くプラズマ装置をエッチング装置に適用した好適な実施
例について説明する。
くプラズマ装置をエッチング装置に適用した好適な実施
例について説明する。
【００１５】図１に示すように本発明に基づくプラズマ
装置１は、例えばアルミニウム製の略円筒形状の処理室
２と、その円筒状処理室２の側面のほぼ中央に上記処理
室２を取り巻くようにかつ上記処理室２の一部として一
体的に形成されたプラズマ発生室３とから構成される。
上記処理室２の上面のほぼ中央には排気口４が設けられ
ており、その排気口４は排気系、例えば真空ポンプ５に
連通されて、上記処理室２内を真空引き可能なように構
成される。また上記処理室２の上面の肩口には、第１の
ガス源６に連通された処理ガス導入口７が設けられてお
り、その処理ガス導入口７を介して処理ガス、例えばＳ
ＦＯ2 、Ｃｌ2 、ＣＦ4 、ＨＢｒなどを適宜上記処理室
２内に導入することが可能である。
装置１は、例えばアルミニウム製の略円筒形状の処理室
２と、その円筒状処理室２の側面のほぼ中央に上記処理
室２を取り巻くようにかつ上記処理室２の一部として一
体的に形成されたプラズマ発生室３とから構成される。
上記処理室２の上面のほぼ中央には排気口４が設けられ
ており、その排気口４は排気系、例えば真空ポンプ５に
連通されて、上記処理室２内を真空引き可能なように構
成される。また上記処理室２の上面の肩口には、第１の
ガス源６に連通された処理ガス導入口７が設けられてお
り、その処理ガス導入口７を介して処理ガス、例えばＳ
ＦＯ2 、Ｃｌ2 、ＣＦ4 、ＨＢｒなどを適宜上記処理室
２内に導入することが可能である。
【００１６】上記処理室２内には載置台８が設置されて
おり、その載置台８の上面に、図示しないゲートバルブ
を介して図示しないロードロック室から上記処理室２内
に搬入された半導体ウェハＷを、適当な固定手段、例え
ば静電チャックなどにより載置固定することが可能であ
る。さらに、その載置台８には、図示しないマッチング
ボックスを介して、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電
源９が接続されており、上記半導体ウェハＷに対して適
宜バイアス電位を印加することが可能なように構成され
ている。
おり、その載置台８の上面に、図示しないゲートバルブ
を介して図示しないロードロック室から上記処理室２内
に搬入された半導体ウェハＷを、適当な固定手段、例え
ば静電チャックなどにより載置固定することが可能であ
る。さらに、その載置台８には、図示しないマッチング
ボックスを介して、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電
源９が接続されており、上記半導体ウェハＷに対して適
宜バイアス電位を印加することが可能なように構成され
ている。
【００１７】上記処理室２の外壁の外側には上記プラズ
マ発生室３を上下から挟むように一対の磁気コイルリン
グ１０および１１が配設される。これらのコイルは上記
プラズマ発生室３を挟んで同一極が対向するように配置
されているので、上記処理室２内のプラズマ処理空間を
横切るようなカスプ磁界面を有するカスプ磁界を形成す
ることが可能である。これらのコイル１０および１１
は、最適なカスプ磁界を形成するように可動に取り付け
られると共に、印加電流を変化させることによりその出
力磁力を調整することが可能である。このように構成す
ることにより、後述するようにプラズマ発生室３から供
給されたプラズマ流、すなわちプラズマ密度をプロセス
に応じて最適に調整することが可能である。また、出力
磁界の強さは数百ガウス、例えば、アノードスリット３
１近傍で４００ガウスとすることが可能である。
マ発生室３を上下から挟むように一対の磁気コイルリン
グ１０および１１が配設される。これらのコイルは上記
プラズマ発生室３を挟んで同一極が対向するように配置
されているので、上記処理室２内のプラズマ処理空間を
横切るようなカスプ磁界面を有するカスプ磁界を形成す
ることが可能である。これらのコイル１０および１１
は、最適なカスプ磁界を形成するように可動に取り付け
られると共に、印加電流を変化させることによりその出
力磁力を調整することが可能である。このように構成す
ることにより、後述するようにプラズマ発生室３から供
給されたプラズマ流、すなわちプラズマ密度をプロセス
に応じて最適に調整することが可能である。また、出力
磁界の強さは数百ガウス、例えば、アノードスリット３
１近傍で４００ガウスとすることが可能である。
【００１８】上記プラズマ発生室３には、上記プラズマ
処理室２内のプラズマ処理空間を取り囲むように、すな
わち円環状に、カソード電極２０およびアノード電極３
０が配置されている。さらに、これらの両電極２０およ
び３０の間には電源４０が接続され、両電極２０および
３０間に放電を生じさせるように構成される。その際、
カソード電極２０をアノード電極３０に対して同心円状
外方に配置し、後述するように、上記カソード電極２０
から上記アノード電極３０に対して放電が発生した場合
に、その放電による電子流が上記処理室２の中心方向に
向かうように配置構成することが重要である。
処理室２内のプラズマ処理空間を取り囲むように、すな
わち円環状に、カソード電極２０およびアノード電極３
０が配置されている。さらに、これらの両電極２０およ
び３０の間には電源４０が接続され、両電極２０および
３０間に放電を生じさせるように構成される。その際、
カソード電極２０をアノード電極３０に対して同心円状
外方に配置し、後述するように、上記カソード電極２０
から上記アノード電極３０に対して放電が発生した場合
に、その放電による電子流が上記処理室２の中心方向に
向かうように配置構成することが重要である。
【００１９】また、上記カソード電極２０の材料として
は電子放出係数が高いもの、例えばランタンヘキサボラ
イドを使用することが可能である。また上記アノード電
極３０の材料としては高融点でスパッタされにくいも
の、例えばモリブデン、タングステンやステンレス鋼な
どを使用することが可能である。
は電子放出係数が高いもの、例えばランタンヘキサボラ
イドを使用することが可能である。また上記アノード電
極３０の材料としては高融点でスパッタされにくいも
の、例えばモリブデン、タングステンやステンレス鋼な
どを使用することが可能である。
【００２０】さらに、上記アノード電極３０には開口部
３１が設けられており、後述するように、この開口部３
１を貫通してプラズマ流を上記処理室２のプラズマ処理
空間に供給することが可能である。この開口部３１は、
例えば図２に示すように、スリット状に構成することが
可能である。図２の例においては、アノード電極３１は
一対の円環状リング３３および３４から構成され、これ
らのリング３３および３４の間にスリット３２が形成さ
れている。カソード電極２０は、図２においては、アノ
ード電極３１と同様に円環状リング２１から構成されて
おり、上記スリット３２を同心円状に外側から覆うよう
に配置される。このように構成することにより、上記カ
ソードリング２１から放出された電子流を上記スリット
３２を介して上記処理室２内に供給することが可能であ
る。
３１が設けられており、後述するように、この開口部３
１を貫通してプラズマ流を上記処理室２のプラズマ処理
空間に供給することが可能である。この開口部３１は、
例えば図２に示すように、スリット状に構成することが
可能である。図２の例においては、アノード電極３１は
一対の円環状リング３３および３４から構成され、これ
らのリング３３および３４の間にスリット３２が形成さ
れている。カソード電極２０は、図２においては、アノ
ード電極３１と同様に円環状リング２１から構成されて
おり、上記スリット３２を同心円状に外側から覆うよう
に配置される。このように構成することにより、上記カ
ソードリング２１から放出された電子流を上記スリット
３２を介して上記処理室２内に供給することが可能であ
る。
【００２１】図３には、上記カソード電極２０と上記ア
ノード電極３０のさらに別の実施例が示されている。こ
の実施例においては、アノード電極３１は、複数、例え
ば２４の孔部３６が穿設された一枚の円環状リング３７
から構成されている。また上記カソード電極２０は、上
記孔部３６と同数の電極片２２から構成されており、こ
れらの複数の電極片２２が、上記孔部３６を同心円状に
外側から覆うように配置される。このように構成するこ
とにより、上記カソード電極片２２から放出された電子
流は、上記アノード電極３７の開口部、すなわち孔部３
６を貫通して上記処理室２内に流入することが可能であ
る。
ノード電極３０のさらに別の実施例が示されている。こ
の実施例においては、アノード電極３１は、複数、例え
ば２４の孔部３６が穿設された一枚の円環状リング３７
から構成されている。また上記カソード電極２０は、上
記孔部３６と同数の電極片２２から構成されており、こ
れらの複数の電極片２２が、上記孔部３６を同心円状に
外側から覆うように配置される。このように構成するこ
とにより、上記カソード電極片２２から放出された電子
流は、上記アノード電極３７の開口部、すなわち孔部３
６を貫通して上記処理室２内に流入することが可能であ
る。
【００２２】さらに、上記プラズマ発生室３の肩口に
は、第２のガス源１２に連通されたプラズマ用ガス導入
口１３が設けられており、プラズマ発生用ガス、例えば
アルゴンガスを導入することが可能である。
は、第２のガス源１２に連通されたプラズマ用ガス導入
口１３が設けられており、プラズマ発生用ガス、例えば
アルゴンガスを導入することが可能である。
【００２３】本発明に基づくプラズマエッチング装置は
上記のように構成されている。次に、かかるプラズマエ
ッチング装置の動作について説明する。図示しないロー
ドロック室から図示しないゲートバルブを介して真空引
きされた処理室２内に搬入された半導体ウェハは静電チ
ャックなどの固定手段により載置台８上に載置固定され
る。次いで、ガス導入口１３からアルゴンガスが導入さ
れると共に、両電極に電圧が印加され放電が生じる。そ
の結果、カソード電極２０からアノード電極３０に向け
て放出された電子流は、アノード電極の開口部３１を通
過し、その際に、加速されてプラズマ流が発生し、発生
したプラズマが上記処理室２の中心のプラズマ処理空間
に送られる。
上記のように構成されている。次に、かかるプラズマエ
ッチング装置の動作について説明する。図示しないロー
ドロック室から図示しないゲートバルブを介して真空引
きされた処理室２内に搬入された半導体ウェハは静電チ
ャックなどの固定手段により載置台８上に載置固定され
る。次いで、ガス導入口１３からアルゴンガスが導入さ
れると共に、両電極に電圧が印加され放電が生じる。そ
の結果、カソード電極２０からアノード電極３０に向け
て放出された電子流は、アノード電極の開口部３１を通
過し、その際に、加速されてプラズマ流が発生し、発生
したプラズマが上記処理室２の中心のプラズマ処理空間
に送られる。
【００２４】このようにして発生されたプラズマは、上
記プラズマ処理空間を横切るように形成されたカスプ磁
界面により均一なシート状に整形される。また、本発明
に基づいて形成されたプラズマは高密度であり、大口径
の半導体ウェハＷの全面を覆うに十分なものである。ま
た、カスプ磁界面によりシート状に制御されたプラズマ
は、他の方式により形成されたプラズマに比較して穏や
かなものであり、プラズマ処理空間におけるプラズマ制
御が容易である。
記プラズマ処理空間を横切るように形成されたカスプ磁
界面により均一なシート状に整形される。また、本発明
に基づいて形成されたプラズマは高密度であり、大口径
の半導体ウェハＷの全面を覆うに十分なものである。ま
た、カスプ磁界面によりシート状に制御されたプラズマ
は、他の方式により形成されたプラズマに比較して穏や
かなものであり、プラズマ処理空間におけるプラズマ制
御が容易である。
【００２５】かくして、上記処理室２の肩口のガス導入
口７から導入された処理ガス、例えばＨＦ4 などにより
載置台８上の半導体ウェハＷに対してプラズマ処理、例
えばエッチングプロセスが適宜施される。その際に、本
発明によれば、プラズマ拡散部において発散するカスプ
磁界を用いているので、プラズマ拡散部における磁界の
影響を最小限に抑えることが可能である。
口７から導入された処理ガス、例えばＨＦ4 などにより
載置台８上の半導体ウェハＷに対してプラズマ処理、例
えばエッチングプロセスが適宜施される。その際に、本
発明によれば、プラズマ拡散部において発散するカスプ
磁界を用いているので、プラズマ拡散部における磁界の
影響を最小限に抑えることが可能である。
【００２６】処理終了後には、図示しないゲートバルブ
を介して図示しないロードロック室に処理済みの半導体
ウェハＷを搬出すると共に、排気弁４を開放し、上記処
理室内２内の排気を行い、一連のプロセスが終了する。
を介して図示しないロードロック室に処理済みの半導体
ウェハＷを搬出すると共に、排気弁４を開放し、上記処
理室内２内の排気を行い、一連のプロセスが終了する。
【００２７】図１に示す実施例においては、プラズマ発
生室３をプラズマ処理室２の一部として一体的に構成し
ているが、本発明の別の観点によれば、上記プラズマ発
生室３を上記プラズマ処理室２とは分離して別個に構成
することも可能である。図４に示すように、上記プラズ
マ発生室３は隔壁１４により上記プラズマ処理室２と隔
てられている。しかし隔壁１４には開口部１５が設けら
れており、この開口部１５を介して上記プラズマ処理室
２と上記プラズマ発生室３とが連通される。この開口部
１５はアノード電極３０に設けられた開口部３１に対応
する位置に設けられており、その結果、カソード電極２
０から放出されアノード電極３０の開口部３１により加
速されたプラズマ流を上記処理室２内のプラズマ処理空
間に導入することが可能である。
生室３をプラズマ処理室２の一部として一体的に構成し
ているが、本発明の別の観点によれば、上記プラズマ発
生室３を上記プラズマ処理室２とは分離して別個に構成
することも可能である。図４に示すように、上記プラズ
マ発生室３は隔壁１４により上記プラズマ処理室２と隔
てられている。しかし隔壁１４には開口部１５が設けら
れており、この開口部１５を介して上記プラズマ処理室
２と上記プラズマ発生室３とが連通される。この開口部
１５はアノード電極３０に設けられた開口部３１に対応
する位置に設けられており、その結果、カソード電極２
０から放出されアノード電極３０の開口部３１により加
速されたプラズマ流を上記処理室２内のプラズマ処理空
間に導入することが可能である。
【００２８】このようにして形成されたプラズマ発生室
３には、図１の装置と同様にプラズマ発生用ガス導入口
１３が設けられると共に、上記処理室２の排気系４およ
び５とは別系統の排気系１６が設けられ、例えば数ミリ
Ｔｏｒｒから数十Ｔｏｒｒ、好ましくは２ないし３Ｔｏ
ｒｒ程度に上記プラズマ発生室３の圧力を調整すること
が可能である。この結果、この実施例のプラズマ発生室
３の圧力環境を上記プラズマ処理室２の圧力環境と個別
に形成することが可能なので、プラズマ発生環境とプロ
セス環境とが異なる場合であっても、それぞれについて
最適な環境を達成することが可能である。また、上記プ
ラズマ発生室３と上記処理室２との間に開口部１５を介
して圧力勾配が形成されるので、カソード電極２０から
アノード電極３０への放電現象が促進される。
３には、図１の装置と同様にプラズマ発生用ガス導入口
１３が設けられると共に、上記処理室２の排気系４およ
び５とは別系統の排気系１６が設けられ、例えば数ミリ
Ｔｏｒｒから数十Ｔｏｒｒ、好ましくは２ないし３Ｔｏ
ｒｒ程度に上記プラズマ発生室３の圧力を調整すること
が可能である。この結果、この実施例のプラズマ発生室
３の圧力環境を上記プラズマ処理室２の圧力環境と個別
に形成することが可能なので、プラズマ発生環境とプロ
セス環境とが異なる場合であっても、それぞれについて
最適な環境を達成することが可能である。また、上記プ
ラズマ発生室３と上記処理室２との間に開口部１５を介
して圧力勾配が形成されるので、カソード電極２０から
アノード電極３０への放電現象が促進される。
【００２９】さらに本発明の別の実施例によれば、図１
に示すカソード電極２０を熱陰極として構成することも
可能である。かかる実施例を図５および図６を参照して
説明する。図５に示すように、カソード電極２０を抵抗
体５０により挟持し、例えば２０ボルトの定電流源と接
続することにより、カソード電極全体を抵抗器として発
熱させ、カソードから熱電子を発生させてから電子流を
生じさせることが可能となるので、放電の立ち上げを迅
速かつ容易にすることが可能である。また、このように
構成することにより、プラズマを低い電圧、例えば４０
ないし５０ボルトで発生させることが可能になり、プロ
セスに対するダメージを低く抑えることが可能になる。
また、図６に示すようにカソード電極をジグザグ構造体
２３から構成することにより、電極の抵抗値を増加させ
ることも可能である。なお、図示の例では抵抗体５０を
用いているが、カソード電極のみで十分な発熱を確保で
きる場合には、かかる抵抗体５０を省略することも可能
である。
に示すカソード電極２０を熱陰極として構成することも
可能である。かかる実施例を図５および図６を参照して
説明する。図５に示すように、カソード電極２０を抵抗
体５０により挟持し、例えば２０ボルトの定電流源と接
続することにより、カソード電極全体を抵抗器として発
熱させ、カソードから熱電子を発生させてから電子流を
生じさせることが可能となるので、放電の立ち上げを迅
速かつ容易にすることが可能である。また、このように
構成することにより、プラズマを低い電圧、例えば４０
ないし５０ボルトで発生させることが可能になり、プロ
セスに対するダメージを低く抑えることが可能になる。
また、図６に示すようにカソード電極をジグザグ構造体
２３から構成することにより、電極の抵抗値を増加させ
ることも可能である。なお、図示の例では抵抗体５０を
用いているが、カソード電極のみで十分な発熱を確保で
きる場合には、かかる抵抗体５０を省略することも可能
である。
【００３０】以上、本発明に基づくプラズマ装置をエッ
チング装置に適用した例について説明したが、本発明に
基づくプラズマ装置は上記例に限定されず、アッシング
装置、スパッタ装置、イオン注入装置、プラズマＣＶＤ
装置などにも適用することが可能である。
チング装置に適用した例について説明したが、本発明に
基づくプラズマ装置は上記例に限定されず、アッシング
装置、スパッタ装置、イオン注入装置、プラズマＣＶＤ
装置などにも適用することが可能である。
【００３１】
【発明の効果】以上のように、本発明に基づくプラズマ
装置によれば、非常に簡単な構造の装置より、大口径、
高密度、高均一のプラズマを発生することが可能であ
る。また本発明によれば、プラズマ拡散部における磁界
を小さくすることが可能であり、また比較的に穏やかな
プラズマを発生することが可能なのでプラズマ処理に与
える悪影響を最小限に抑えることが可能である。
装置によれば、非常に簡単な構造の装置より、大口径、
高密度、高均一のプラズマを発生することが可能であ
る。また本発明によれば、プラズマ拡散部における磁界
を小さくすることが可能であり、また比較的に穏やかな
プラズマを発生することが可能なのでプラズマ処理に与
える悪影響を最小限に抑えることが可能である。
【図１】本発明に基づくプラズマ装置をエッチング装置
に適用した一実施例の概略的な縦断面図である。
に適用した一実施例の概略的な縦断面図である。
【図２】本発明に基づいて構成されたアノード電極とカ
ソード電極の一実施例を示す一部を省略した見取図であ
る。
ソード電極の一実施例を示す一部を省略した見取図であ
る。
【図３】本発明に基づいて構成されたアノード電極とカ
ソード電極の別の実施例を示す一部を省略した見取図で
ある。
ソード電極の別の実施例を示す一部を省略した見取図で
ある。
【図４】本発明に基づくプラズマ装置のプラズマ発生室
に関する別の実施例を示す概略的な部分断面図である。
に関する別の実施例を示す概略的な部分断面図である。
【図５】本発明に基づいて構成された熱陰極の一実施例
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図６】本発明に基づいて構成された熱陰極の別の実施
例を示す説明図である。
例を示す説明図である。
１ プラズマ装置 ２ プラズマ処理室 ３ プラズマ発生室 ４ 排気口 ７ 処理ガス導入口 ８ 載置台 ９ 高周波電源 １０ コイル １１ コイル １３ ガス道入口 ２０ カソード電極 ３０ アノード電極 ３１ 開口部 Ｗ 半導体ウェハ Ｐ プラズマ
Claims (4)
- 【請求項１】プラズマ処理を実施するべく気密に構成さ
れた処理室と、 その処理室内のプラズマ処理空間を横切るようなカスプ
磁界面を有するカスプ磁界を形成可能なカスプ磁界形成
手段と、 上記プラズマ処理空間を取り囲むように配置され、上記
プラズマ処理空間に形成された上記カスプ磁界面にほぼ
沿ってプラズマ流を供給可能なプラズマ発生手段とを備
え、 上記プラズマ発生手段が、上記プラズマ処理空間に対し
て外方に配置されたカソード手段から放出された電子流
をアノード手段に設けられた開口部を貫通させることに
より、発生したプラズマ流を上記プラズマ処理空間に供
給するように構成されていることを特徴とする、プラズ
マ装置。 - 【請求項２】上記カスプ磁界形成手段の出力を調整する
ことにより上記カスプ磁界の上記カスプ磁界面形状を調
整することが可能であることを特徴とする、請求項１に
記載のプラズマ装置。 - 【請求項３】上記カソード手段が熱陰極であることを特
徴とする、請求項１または２に記載のプラズマ装置。 - 【請求項４】上記プラズマ発生手段が上記処理室とは別
個のプラズマ発生室内に収納され、そのプラズマ発生室
と上記処理室とを連通する開口を介して上記プラズマ流
が上記プラズマ処理空間に供給されることを特徴とす
る、請求項１、２または３に記載のプラズマ装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5085494A JPH06275567A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | プラズマ装置 |
| US08/212,579 US5770098A (en) | 1993-03-19 | 1994-03-16 | Etching process |
| KR1019940005536A KR100274306B1 (ko) | 1993-03-19 | 1994-03-19 | 에칭방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5085494A JPH06275567A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | プラズマ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06275567A true JPH06275567A (ja) | 1994-09-30 |
Family
ID=13860493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5085494A Withdrawn JPH06275567A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | プラズマ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06275567A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11288798A (ja) * | 1998-01-22 | 1999-10-19 | Kokusai Electric Co Ltd | プラズマ生成装置 |
| JP2004512668A (ja) * | 2000-03-10 | 2004-04-22 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | フルオロカーボンのエッチングガスを用いた磁気的に増強されたプラズマエッチング方法 |
-
1993
- 1993-03-19 JP JP5085494A patent/JPH06275567A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11288798A (ja) * | 1998-01-22 | 1999-10-19 | Kokusai Electric Co Ltd | プラズマ生成装置 |
| JP2004512668A (ja) * | 2000-03-10 | 2004-04-22 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | フルオロカーボンのエッチングガスを用いた磁気的に増強されたプラズマエッチング方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000530 |