JPH0670995B2 - プラズマ処理方法 - Google Patents
プラズマ処理方法Info
- Publication number
- JPH0670995B2 JPH0670995B2 JP62042413A JP4241387A JPH0670995B2 JP H0670995 B2 JPH0670995 B2 JP H0670995B2 JP 62042413 A JP62042413 A JP 62042413A JP 4241387 A JP4241387 A JP 4241387A JP H0670995 B2 JPH0670995 B2 JP H0670995B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- semiconductor wafer
- reaction
- processing
- wafer
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はプラズマCVD、プラズマエッチング、プラズ
マアッシング等の処理方法に関するもので、半導体デバ
イスの産業分野で利用される。
マアッシング等の処理方法に関するもので、半導体デバ
イスの産業分野で利用される。
（従来の技術） 従来、半導体デバイスの製造に際し、半導体ウエハーの
表面に薄膜を生長させたり、或いは半導体ウエハー表面
の薄膜を除去するのに、プラズマCVD、或いはプラズマ
エッチング又はアッシング等の処理が行なわれている。
このプラズマ処理は生長膜の優秀性やエッチング又はア
ッシングがドライな環境で出来る等の利点があり、多用
されている。
表面に薄膜を生長させたり、或いは半導体ウエハー表面
の薄膜を除去するのに、プラズマCVD、或いはプラズマ
エッチング又はアッシング等の処理が行なわれている。
このプラズマ処理は生長膜の優秀性やエッチング又はア
ッシングがドライな環境で出来る等の利点があり、多用
されている。
（発明が解決しようとする問題点） ところで、最近の半導体デバイスの製造においては、半
導体ウエハーの直径が大径化しており、又バッチ式の処
理装置では一度に処理するウエハーの枚数が多くなって
来ている。
導体ウエハーの直径が大径化しており、又バッチ式の処
理装置では一度に処理するウエハーの枚数が多くなって
来ている。
このような情況においては、半導体ウエハー内における
処理の均一性（例えば膜厚、膜質等）並びに処理ロット
内における処理の均一性を満足することが難しくなって
いる。
処理の均一性（例えば膜厚、膜質等）並びに処理ロット
内における処理の均一性を満足することが難しくなって
いる。
例えば、プラズマCVD処理方法によって半導体ウエハー
表面に薄膜を生長させる場合には、処理室内に半導体ウ
エハーを収容して、該半導体ウエハーを加熱すると共
に、処理室内のガスを排気しつつ、SiH4+N2Oなどの反応
性ガスを導入して、処理室内を反応性ガスの雰囲気と
し、かつ半導体ウエハーの周囲にプラズマを形成させ
る。然し乍ら、プラズマ中に生成するガス活性種の濃度
が前記反応性ガスの流れの方向で不均一となり、反応性
ガスの入口側で低濃度、プラズマの中心に向って高濃度
となり、次いで反応性ガスの出口側に向って低濃度とな
る分布を示す為、薄膜の生長速度も活性種の濃度分布の
ばらつきに従って変化していた。
表面に薄膜を生長させる場合には、処理室内に半導体ウ
エハーを収容して、該半導体ウエハーを加熱すると共
に、処理室内のガスを排気しつつ、SiH4+N2Oなどの反応
性ガスを導入して、処理室内を反応性ガスの雰囲気と
し、かつ半導体ウエハーの周囲にプラズマを形成させ
る。然し乍ら、プラズマ中に生成するガス活性種の濃度
が前記反応性ガスの流れの方向で不均一となり、反応性
ガスの入口側で低濃度、プラズマの中心に向って高濃度
となり、次いで反応性ガスの出口側に向って低濃度とな
る分布を示す為、薄膜の生長速度も活性種の濃度分布の
ばらつきに従って変化していた。
従って半導体ウエハーの大径化並びに処理枚数の増加に
伴って、ウエハー内、ロット内の膜厚分布を均一化する
ことが難しくなっていた。
伴って、ウエハー内、ロット内の膜厚分布を均一化する
ことが難しくなっていた。
（問題点を解決する為の手段） そこでこの発明は、プラズマの生成を継続させることに
よって、反応性ガスの流れ方向におけるガス活性種の濃
度分布のばらつきによる影響を無くしようとしたのであ
る。
よって、反応性ガスの流れ方向におけるガス活性種の濃
度分布のばらつきによる影響を無くしようとしたのであ
る。
即ちこの発明は真空ポンプで排気される反応チャンバー
の一側から反応ガスを導入して所定の圧力に保持し、該
反応チャンバー内の、前記反応ガスの導入部から真空ポ
ンプの排気部へ向う反応ガスの流れの存在下に半導体ウ
エハーを配置すると共に、反応チャンバー内にプラズマ
を生成させて、半導体ウエハーの表面に、プラズマCV
D、プラズマエッチング、プラズマアッシング等の処理
を行う方法において、前記プラズマは、生成を継続する
時間を１ミリ秒以上60ミリ秒以下、生成を遮断する時間
を250ミリ秒以上で継続させることを特徴とするプラズ
マ処理方法である。
の一側から反応ガスを導入して所定の圧力に保持し、該
反応チャンバー内の、前記反応ガスの導入部から真空ポ
ンプの排気部へ向う反応ガスの流れの存在下に半導体ウ
エハーを配置すると共に、反応チャンバー内にプラズマ
を生成させて、半導体ウエハーの表面に、プラズマCV
D、プラズマエッチング、プラズマアッシング等の処理
を行う方法において、前記プラズマは、生成を継続する
時間を１ミリ秒以上60ミリ秒以下、生成を遮断する時間
を250ミリ秒以上で継続させることを特徴とするプラズ
マ処理方法である。
（作用） この発明のプラズマ処理方法によれば、プラズマ中の反
応性ガスの濃度分布のばらつきによる影響を少なくし
て、半導体ウエハー内、処理ロット内夫々±10％の均一
な分布の成膜その他の処理を行うことができる。
応性ガスの濃度分布のばらつきによる影響を少なくし
て、半導体ウエハー内、処理ロット内夫々±10％の均一
な分布の成膜その他の処理を行うことができる。
（実施例） 以下この発明をプラズマCVDに実施した例について説明
する。
する。
装置は縦型プラズマCVD装置（例えば特願昭61−114380
号（特開昭62−269317号）を使用した。
号（特開昭62−269317号）を使用した。
プラズマCVD処理は前記の通り、反応チャンバーを真空
ポンプで排気しながら、SiH4+N2Oの反応性ガスを導入
し、反応チャンバー内の圧力が0.8〜1.5Torrとなるよう
に調整し、半導体ウエハーに接している電極には第１図
に示したように高周波電力を断続的に加えて、半導体ウ
エハーの表面に酸化シリコン膜を生長させた。反応チャ
ンバー内には上部のガス導入部から下部の排気部に向う
反応ガスの流れが存在する。高周波電力は第１図に示し
た如く、急激な印加および遮断を避けるべくいわゆるソ
フトオン、ソフトオフで継続させた。この点、第２図お
よび第３図に示した波形でソフトオン、ソフトオフして
も良い。
ポンプで排気しながら、SiH4+N2Oの反応性ガスを導入
し、反応チャンバー内の圧力が0.8〜1.5Torrとなるよう
に調整し、半導体ウエハーに接している電極には第１図
に示したように高周波電力を断続的に加えて、半導体ウ
エハーの表面に酸化シリコン膜を生長させた。反応チャ
ンバー内には上部のガス導入部から下部の排気部に向う
反応ガスの流れが存在する。高周波電力は第１図に示し
た如く、急激な印加および遮断を避けるべくいわゆるソ
フトオン、ソフトオフで継続させた。この点、第２図お
よび第３図に示した波形でソフトオン、ソフトオフして
も良い。
半導体ウエハーの間隔即ち電極間隔を８〜12mmとした場
合と20〜25mmとした場合について、高周波電力を印加し
てプラズマの生成を継続する時間と膜厚分布を調べた結
果、第４図のようになった。この場合、プラズマの生成
を遮断する時間は300ミリ秒(ms)に固定した。
合と20〜25mmとした場合について、高周波電力を印加し
てプラズマの生成を継続する時間と膜厚分布を調べた結
果、第４図のようになった。この場合、プラズマの生成
を遮断する時間は300ミリ秒(ms)に固定した。
図から判るように、半導体ウエハーの間隔が８〜12mmの
場合では、プラズマの生成を継続させる時間を60ミリ秒
以下とした時に、ウエハー内、ロット内共に膜厚分布を
±10％以下にすることができた。一方半導体ウエハーの
間隔が20〜25mmの場合では、プラズマの生成を継続する
時間を250ミリ秒以下とした時に、ウエハー内、ロット
内共、膜厚分布を±10％以下にすることができた。何れ
の場合も、60ミリ秒以下で膜厚分布を±10％以下にする
ことができる。下限は、１ミリ秒以上である。プラズマ
の生成を確実にし、又電力印加の制御を容易にする為で
ある。
場合では、プラズマの生成を継続させる時間を60ミリ秒
以下とした時に、ウエハー内、ロット内共に膜厚分布を
±10％以下にすることができた。一方半導体ウエハーの
間隔が20〜25mmの場合では、プラズマの生成を継続する
時間を250ミリ秒以下とした時に、ウエハー内、ロット
内共、膜厚分布を±10％以下にすることができた。何れ
の場合も、60ミリ秒以下で膜厚分布を±10％以下にする
ことができる。下限は、１ミリ秒以上である。プラズマ
の生成を確実にし、又電力印加の制御を容易にする為で
ある。
次に前記と同一条件で、プラズマの生成が継続させる時
間を40ミリ秒に固定して、プラズマの生成が遮断する時
間と膜厚分布の関係を調べた結果、第５図のようになっ
た。
間を40ミリ秒に固定して、プラズマの生成が遮断する時
間と膜厚分布の関係を調べた結果、第５図のようになっ
た。
図から判るように、電極間隔の違いによる差はあまり認
められず、半導体ウエハーの間隔が８〜12mmの場合およ
び20〜25mmの場合共、プラズマの生成を遮断する時間を
250ミリ秒以上とした時に、ウエハー内、ロット内共に
膜厚分布を±10％以下にすることができた。
められず、半導体ウエハーの間隔が８〜12mmの場合およ
び20〜25mmの場合共、プラズマの生成を遮断する時間を
250ミリ秒以上とした時に、ウエハー内、ロット内共に
膜厚分布を±10％以下にすることができた。
尚、実施例において、半導体ウエハーの間隔を10mm前後
と、20〜25mmとしたのは以下の理由による。
と、20〜25mmとしたのは以下の理由による。
即ち、通常半導体デバイスの製造に使用されている縦型
プラズマCVD装置は、クリンルーム内に収容されるの
で、その高さが制約されて略規格化されており、又半導
体デバイスの自動製造工程で、半導体ウエハーが25×ｎ
（ｎ＝1,2,…）…）枚毎にウエハーカセットに収容され
て取扱われている。従って、25枚の半導体ウエハーを１
ロットで処理する装置では、半導体ウエハーの間隔は20
〜25mmとなり、50枚の半導体ウエハーを１ロットで処理
する装置では、半導体ウエハーの間隔は前記間隔の半分
の10mm前後となる為である。
プラズマCVD装置は、クリンルーム内に収容されるの
で、その高さが制約されて略規格化されており、又半導
体デバイスの自動製造工程で、半導体ウエハーが25×ｎ
（ｎ＝1,2,…）…）枚毎にウエハーカセットに収容され
て取扱われている。従って、25枚の半導体ウエハーを１
ロットで処理する装置では、半導体ウエハーの間隔は20
〜25mmとなり、50枚の半導体ウエハーを１ロットで処理
する装置では、半導体ウエハーの間隔は前記間隔の半分
の10mm前後となる為である。
以上、プラズマCVD処理の実施例について説明したが、
プラズマエッチングやプラズマアッシング等の処理にお
いても、プラズマの生成を継続させることによって、反
応性ガスの流れ方向の濃度分布のばらつきによる影響を
無くして、ウエハー内、ロット内共、均一な処理を行う
ことができる。
プラズマエッチングやプラズマアッシング等の処理にお
いても、プラズマの生成を継続させることによって、反
応性ガスの流れ方向の濃度分布のばらつきによる影響を
無くして、ウエハー内、ロット内共、均一な処理を行う
ことができる。
（発明の効果） 以上説明した通り、この発明によれば反応ガスの流れ方
向におけるガス活性種の濃度分布のばらつきの影響を除
去でき、半導体基板ウエハー内においても、処理ロット
内においても、±10％以内の均一なプラズマ処理ができ
るので、半導体デバイスの製造における歩留りを向上で
きる効果がある。
向におけるガス活性種の濃度分布のばらつきの影響を除
去でき、半導体基板ウエハー内においても、処理ロット
内においても、±10％以内の均一なプラズマ処理ができ
るので、半導体デバイスの製造における歩留りを向上で
きる効果がある。
第１図はこの発明の実施例で印加した高周波電力の波形
図、第２図および第３図は他の高周波電力の波形図、第
４図はこの発明の実施例におけるプラズマの生成を継続
する時間と膜厚分布の関係を示す図、第５図は同じくプ
ラズマの生成を遮断する時間と膜厚分布の関係を示す図
である。
図、第２図および第３図は他の高周波電力の波形図、第
４図はこの発明の実施例におけるプラズマの生成を継続
する時間と膜厚分布の関係を示す図、第５図は同じくプ
ラズマの生成を遮断する時間と膜厚分布の関係を示す図
である。
Claims (1)
- 【請求項１】真空ポンプで排気される反応チャンバーの
側から反応ガスを導入して所定の圧力に保持し、該反応
チャンバー内の、前記反応ガスの導入部から真空ポンプ
の排気部へ向う反応ガスの流れの存在下に半導体ウエハ
ーを配置すると共に、反応チャンバー内にプラズマを生
成させて、半導体ウエハーの表面に、プラズマCVD、プ
ラズマエッチング、プラズマアッシング等の処理を行う
方法において、前記プラズマは、生成を継続する時間を
１ミリ秒以上60ミリ秒以下、生成を遮断する時間を250
ミリ秒以上で断続させることを特徴とするプラズマ処理
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62042413A JPH0670995B2 (ja) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | プラズマ処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62042413A JPH0670995B2 (ja) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | プラズマ処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63209129A JPS63209129A (ja) | 1988-08-30 |
| JPH0670995B2 true JPH0670995B2 (ja) | 1994-09-07 |
Family
ID=12635381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62042413A Expired - Lifetime JPH0670995B2 (ja) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | プラズマ処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0670995B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7179754B2 (en) * | 2003-05-28 | 2007-02-20 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for plasma nitridation of gate dielectrics using amplitude modulated radio-frequency energy |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5947733A (ja) * | 1982-09-13 | 1984-03-17 | Hitachi Ltd | プラズマプロセス方法および装置 |
-
1987
- 1987-02-25 JP JP62042413A patent/JPH0670995B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63209129A (ja) | 1988-08-30 |
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