JPH0717147Y2 - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
- Publication number
- JPH0717147Y2 JPH0717147Y2 JP1988085576U JP8557688U JPH0717147Y2 JP H0717147 Y2 JPH0717147 Y2 JP H0717147Y2 JP 1988085576 U JP1988085576 U JP 1988085576U JP 8557688 U JP8557688 U JP 8557688U JP H0717147 Y2 JPH0717147 Y2 JP H0717147Y2
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- JP
- Japan
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- plasma
- chamber
- sample
- substrate
- film
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- 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.)
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、プラズマ処理装置に関し、主に半導体集積
回路等における層間絶縁膜や保護膜の成膜に使用される
ECR（Electron Cyclotron Resonance:電子サイクロトロ
ン共鳴）プラズマCVD装置に関するものである。
回路等における層間絶縁膜や保護膜の成膜に使用される
ECR（Electron Cyclotron Resonance:電子サイクロトロ
ン共鳴）プラズマCVD装置に関するものである。
一般に、半導体集積回路の絶縁膜等を成膜する方法とし
ては、従来よりプラズマCVD法が採用されているが、最
近、このプラズマCVD法の一種として、ECRプラズマCVD
法が開発され、既に実用に供されている。
ては、従来よりプラズマCVD法が採用されているが、最
近、このプラズマCVD法の一種として、ECRプラズマCVD
法が開発され、既に実用に供されている。
このECRプラズマCVD法を用いた成膜装置（以下、ECRプ
ラズマCVD装置と記す）を第３図に示す。図において、
１はプラズマ室であり、このプラズマ室１は導波管２を
介して導入されるマイクロ波（周波数2.45GHz）に対し
て空洞共振器の構造をなしている。そしてプラズマ室１
の周囲には磁気回路としての電磁コイル3a,3bが配設さ
れ、これにより前記プラズマ室１内に875ガウスの磁場
を形成するとともに、図中下方に発散する発散磁界を形
成するようにしている。前記プラズマ室１の下方には、
試料としての基板５及びシャッタ７を有する試料室４が
設けられている。
ラズマCVD装置と記す）を第３図に示す。図において、
１はプラズマ室であり、このプラズマ室１は導波管２を
介して導入されるマイクロ波（周波数2.45GHz）に対し
て空洞共振器の構造をなしている。そしてプラズマ室１
の周囲には磁気回路としての電磁コイル3a,3bが配設さ
れ、これにより前記プラズマ室１内に875ガウスの磁場
を形成するとともに、図中下方に発散する発散磁界を形
成するようにしている。前記プラズマ室１の下方には、
試料としての基板５及びシャッタ７を有する試料室４が
設けられている。
前記構成の装置において、プラズマ室１内にマイクロ波
及びプラズマ発生用のガスが導入され、電磁コイル3a,3
bに通電されると、該プラズマ室１内には電子サイクロ
トロン共鳴による放電が起こり、高密度のプラズマが発
生する。そして、このプラズマは、プラズマ引出し窓６
を通して、前記発散磁界の磁力線Ｍに沿って試料室４内
に引き出される。この試料室４内には反応ガスが導入さ
れており、前記プラズマとの反応により形成された反応
物質が基板５上に堆積し、膜形成が行われる。
及びプラズマ発生用のガスが導入され、電磁コイル3a,3
bに通電されると、該プラズマ室１内には電子サイクロ
トロン共鳴による放電が起こり、高密度のプラズマが発
生する。そして、このプラズマは、プラズマ引出し窓６
を通して、前記発散磁界の磁力線Ｍに沿って試料室４内
に引き出される。この試料室４内には反応ガスが導入さ
れており、前記プラズマとの反応により形成された反応
物質が基板５上に堆積し、膜形成が行われる。
このようなECRプラズマCVD法は、低温で成膜できること
及び成膜速度が高速であること等の利点を有するもので
ある。しかるに、基板５上での磁力線分布密度に着目す
ると、前記第３図から明らかなように、基板中央部が最
も高く、基板周辺部は中央から離れるにしたがって低く
なる。このため、前記磁力線に沿って引き出されるプラ
ズマの密度についても同様で、基板中央部が高く、周辺
部が低くなり、特に大面積の基板に膜形成を行った場合
は、第４図に示すように、基板５表面に形成される膜８
の膜厚が不均一になってしまう。
及び成膜速度が高速であること等の利点を有するもので
ある。しかるに、基板５上での磁力線分布密度に着目す
ると、前記第３図から明らかなように、基板中央部が最
も高く、基板周辺部は中央から離れるにしたがって低く
なる。このため、前記磁力線に沿って引き出されるプラ
ズマの密度についても同様で、基板中央部が高く、周辺
部が低くなり、特に大面積の基板に膜形成を行った場合
は、第４図に示すように、基板５表面に形成される膜８
の膜厚が不均一になってしまう。
ここで、前記従来の装置におけるプラズマ引出し窓６に
着目すると、例えばプラズマ室１の内径が200mm,基板
（ウェハ）が８インチとすると、前記プラズマ引出し窓
６は、通常直径100mm程度に形成される。従って、この
プラズマ引出し窓６の径をさらに大きくして、プラズマ
室内の外周部分に形成されるプラズマをも引き出すよう
にすれば、従来に比較してより大きな基板面積に対して
も均一に膜付けができると考えられる。
着目すると、例えばプラズマ室１の内径が200mm,基板
（ウェハ）が８インチとすると、前記プラズマ引出し窓
６は、通常直径100mm程度に形成される。従って、この
プラズマ引出し窓６の径をさらに大きくして、プラズマ
室内の外周部分に形成されるプラズマをも引き出すよう
にすれば、従来に比較してより大きな基板面積に対して
も均一に膜付けができると考えられる。
しかし、前記条件においては、プラズマ引出し窓の径を
100mm以上にしても膜厚の均一化についてあまり改善で
きず、しかも、成膜速度が遅くなる場合もある。
100mm以上にしても膜厚の均一化についてあまり改善で
きず、しかも、成膜速度が遅くなる場合もある。
結局、大面積の基板に、均一な膜厚分布でもって成膜し
ようとすれば、装置自体を大きくして基板に照射される
プラズマ流の面積を広くする必要があり、装置が大型化
してしまうという問題があった。
ようとすれば、装置自体を大きくして基板に照射される
プラズマ流の面積を広くする必要があり、装置が大型化
してしまうという問題があった。
この考案は、かかる点に鑑みてなされたもので、装置を
大型化することなしに、より広い面積の試料に対して均
一な膜厚分布で成膜等を行うことのできるプラズマ処理
装置を得ることを目的とする。
大型化することなしに、より広い面積の試料に対して均
一な膜厚分布で成膜等を行うことのできるプラズマ処理
装置を得ることを目的とする。
この考案に係るプラズマ処理装置は、ECRプラズマCVD装
置において、プラズマ室と試料を収容する試料室との間
に隔壁を設けるとともに、この隔壁に同心円上でかつ均
一に多数の小径の孔を形成したものである。
置において、プラズマ室と試料を収容する試料室との間
に隔壁を設けるとともに、この隔壁に同心円上でかつ均
一に多数の小径の孔を形成したものである。
この考案においては、通常のECRプラズマCVD法により、
プラズマ室内にプラズマを発生させ、これらを発散磁界
により引き出して試料室内に導入する。この際、前記プ
ラズマ室のプラズマは、試料室との間の隔壁に形成され
た同心円上でかつ均一な多数の孔を通して試料室内に引
き出される。これにより、プラズマ室全体のプラズマが
前記多数の孔を通してウエハ上に均一に照射され、従来
同様の大きさの装置を用いて、より広い面積の試料に均
一な膜厚分布でもって成膜が行われる。
プラズマ室内にプラズマを発生させ、これらを発散磁界
により引き出して試料室内に導入する。この際、前記プ
ラズマ室のプラズマは、試料室との間の隔壁に形成され
た同心円上でかつ均一な多数の孔を通して試料室内に引
き出される。これにより、プラズマ室全体のプラズマが
前記多数の孔を通してウエハ上に均一に照射され、従来
同様の大きさの装置を用いて、より広い面積の試料に均
一な膜厚分布でもって成膜が行われる。
以下、本考案の実施例を図に基づいて説明する。第１図
は本考案の一実施例によるプラズマ処理装置の断面構成
図であり、図において、１は導入されるマイクロ波に対
して空洞共振器となるように構成されたプラズマ室であ
り、このプラズマ室１にはプラズマ発生用のガスを導入
するためのガス導入口1aが設けられるとともに、マイク
ロ波導入のための導波管２が接続されている。前記プラ
ズマ室１の周囲にはプラズマ発生用磁気回路としての電
磁コイル3a,3bが配設されており、この電磁コイル3a,3b
による磁界の強度は、マイクロ波による電子サイクロト
ロン共鳴の条件が前記プラズマ室１の内部で成立するよ
うに決定される。また、前記電磁コイル3a,3bによって
下方に向けて発散する発散磁界が形成される。
は本考案の一実施例によるプラズマ処理装置の断面構成
図であり、図において、１は導入されるマイクロ波に対
して空洞共振器となるように構成されたプラズマ室であ
り、このプラズマ室１にはプラズマ発生用のガスを導入
するためのガス導入口1aが設けられるとともに、マイク
ロ波導入のための導波管２が接続されている。前記プラ
ズマ室１の周囲にはプラズマ発生用磁気回路としての電
磁コイル3a,3bが配設されており、この電磁コイル3a,3b
による磁界の強度は、マイクロ波による電子サイクロト
ロン共鳴の条件が前記プラズマ室１の内部で成立するよ
うに決定される。また、前記電磁コイル3a,3bによって
下方に向けて発散する発散磁界が形成される。
前記プラズマ室１の下方には、試料室４が設けられてい
る。この試料室４内には、前記プラズマ室１から引き出
されたプラズマ流が照射される円形の基板５（試料）が
ホルダに保持されている。また、前記試料室４内には、
前記基板５の上方に、基板５に対してプラズマ流の照射
を制御するためのシャッタ７が設けられている。なお、
前記試料室４には、反応ガス導入口4a及び排気口4bが形
成され、排気口4bは図示しない排気系に接続されてい
る。
る。この試料室４内には、前記プラズマ室１から引き出
されたプラズマ流が照射される円形の基板５（試料）が
ホルダに保持されている。また、前記試料室４内には、
前記基板５の上方に、基板５に対してプラズマ流の照射
を制御するためのシャッタ７が設けられている。なお、
前記試料室４には、反応ガス導入口4a及び排気口4bが形
成され、排気口4bは図示しない排気系に接続されてい
る。
そして、前記プラズマ室１と試料室４との間には隔壁10
が設けられている。この隔壁10には、第２図の平面図で
示すように、基板形状に応じて同心円上に多数の小径の
孔11が形成されており、この複数の孔11が、従来装置に
おけるプラズマ引出し窓として作用している。
が設けられている。この隔壁10には、第２図の平面図で
示すように、基板形状に応じて同心円上に多数の小径の
孔11が形成されており、この複数の孔11が、従来装置に
おけるプラズマ引出し窓として作用している。
次に作用を説明する。
まず、プラズマ室１内に例えばO2，N2等のプラズマ発生
用のガスを導入する。そしてプラズマ室１の周囲に設け
られた電磁コイル3a,3bに通電して、プラズマ室１内の
磁束密度が875ガウスになるようにする。次に導波管２
を介して周波数2.45GHzのマイクロ波を前記プラズマ室
１に導入する。このような条件により、プラズマ室１内
においては、875ガウスの磁場により回転する電子の周
波数と、マイクロ波の周波数2.45GHzとが一致し、電子
サイクロトロン共鳴を起こす。従って電子はマイクロ波
から効率よくエネルギを吸収し、低ガス圧にて高密度の
プラズマが発生されることとなる。そしてこのプラズマ
室１内に発生したプラズマは、前記電磁コイル3a,3bに
よって形成される発散磁界の磁力線に沿って引き出され
る。
用のガスを導入する。そしてプラズマ室１の周囲に設け
られた電磁コイル3a,3bに通電して、プラズマ室１内の
磁束密度が875ガウスになるようにする。次に導波管２
を介して周波数2.45GHzのマイクロ波を前記プラズマ室
１に導入する。このような条件により、プラズマ室１内
においては、875ガウスの磁場により回転する電子の周
波数と、マイクロ波の周波数2.45GHzとが一致し、電子
サイクロトロン共鳴を起こす。従って電子はマイクロ波
から効率よくエネルギを吸収し、低ガス圧にて高密度の
プラズマが発生されることとなる。そしてこのプラズマ
室１内に発生したプラズマは、前記電磁コイル3a,3bに
よって形成される発散磁界の磁力線に沿って引き出され
る。
このとき、前記プラズマ室１内のプラズマは、隔壁10の
多数の孔11を通して試料室４内に引き出されるが、前記
多数の孔11は従来のプラズマ引出し窓に対してより広い
面積にわたって形成されている。従って、プラズマ室１
内の中央部分からだけでなく、外周部からもプラズマが
この孔11を通して引き出され、基板５上に照射されるこ
ととなる。
多数の孔11を通して試料室４内に引き出されるが、前記
多数の孔11は従来のプラズマ引出し窓に対してより広い
面積にわたって形成されている。従って、プラズマ室１
内の中央部分からだけでなく、外周部からもプラズマが
この孔11を通して引き出され、基板５上に照射されるこ
ととなる。
前記のような状態で、SiH4等の反応ガスを試料室４内に
導入すると、この試料室４内において、反応ガスと前記
のようにしてプラズマ室１から引き出されたプラズマと
が反応する。この反応により形成された反応物質は前記
発散磁界の方向に加速され、基板５上に到達してSi酸化
膜やSi窒化膜が堆積される。
導入すると、この試料室４内において、反応ガスと前記
のようにしてプラズマ室１から引き出されたプラズマと
が反応する。この反応により形成された反応物質は前記
発散磁界の方向に加速され、基板５上に到達してSi酸化
膜やSi窒化膜が堆積される。
このような本実施例では、プラズマ室１と基板５が収容
された試料室４との間のプラズマ引出し窓を、同心円上
に形成された多数の小径の孔11で構成したので、従来装
置に比較してより広い面積にわたってプラズマ流を引き
出すことができ、広い面積の基板に対して均一に膜付け
を行うことができる。
された試料室４との間のプラズマ引出し窓を、同心円上
に形成された多数の小径の孔11で構成したので、従来装
置に比較してより広い面積にわたってプラズマ流を引き
出すことができ、広い面積の基板に対して均一に膜付け
を行うことができる。
なお、前記実施例では膜形成のみを行う場合の装置につ
いて説明したが、本考案は膜の食刻を併用したバイアス
ECRプラズマCVD装置に応用できる。即ち、前記実施例で
は基板５にバイアス電圧を印加していないが、前記基板
５に高周波電圧を印加すると、これによりプラズマ中の
イオンが基板５に引き寄せられ、基板表面の食刻が行わ
れる。
いて説明したが、本考案は膜の食刻を併用したバイアス
ECRプラズマCVD装置に応用できる。即ち、前記実施例で
は基板５にバイアス電圧を印加していないが、前記基板
５に高周波電圧を印加すると、これによりプラズマ中の
イオンが基板５に引き寄せられ、基板表面の食刻が行わ
れる。
このようなバイアスECRプラズマCVD装置では、食刻を行
いながら膜形成を行うことができるので、形成される膜
の平坦化を向上させることができ、特に基板表面に凹凸
がある場合は、凸部のエッヂ部は膜の付着よりも食刻を
受ける割合の方が多くなり、相対的に凸部は食刻，凹部
は膜形成が行われることとなる。従って、多層膜を形成
して高集積度のICを製造する場合に有効となるが、この
ような装置に本考案を適用することにより、基板上に一
様にプラズマ流を照射でき、特に大面積の基板において
膜形成及び食刻の一様化を図ることができる。
いながら膜形成を行うことができるので、形成される膜
の平坦化を向上させることができ、特に基板表面に凹凸
がある場合は、凸部のエッヂ部は膜の付着よりも食刻を
受ける割合の方が多くなり、相対的に凸部は食刻，凹部
は膜形成が行われることとなる。従って、多層膜を形成
して高集積度のICを製造する場合に有効となるが、この
ような装置に本考案を適用することにより、基板上に一
様にプラズマ流を照射でき、特に大面積の基板において
膜形成及び食刻の一様化を図ることができる。
以上のように、この考案によれば、ECRプラズマCVD装置
において、プラズマ引出し窓を、多数の小径の孔により
構成したので、装置を大型化することなく広い面積にわ
たってプラズマを照射することができ、より大面積の基
板に均一な膜厚分布でもって成膜できる効果がある。
において、プラズマ引出し窓を、多数の小径の孔により
構成したので、装置を大型化することなく広い面積にわ
たってプラズマを照射することができ、より大面積の基
板に均一な膜厚分布でもって成膜できる効果がある。
第１図は本考案の一実施例によるプラズマ処理装置の断
面構成図、第２図はそのプラズマ引出し窓部の平面図、
第３図は従来のプラズマ処理装置の断面構成図、第４図
は従来装置の問題点を説明するための図である。 １……プラズマ室、２……導波管、3a,3b……電磁コイ
ル、４……試料室、５……基板、10……隔壁、11……
孔。
面構成図、第２図はそのプラズマ引出し窓部の平面図、
第３図は従来のプラズマ処理装置の断面構成図、第４図
は従来装置の問題点を説明するための図である。 １……プラズマ室、２……導波管、3a,3b……電磁コイ
ル、４……試料室、５……基板、10……隔壁、11……
孔。
Claims (1)
- 【請求項１】マイクロ波とプラズマ発生用ガスが導入さ
れその内部にプラズマを発生するためのプラズマ室と、
処理すべき試料が収容された試料室と、前記プラズマ室
の周囲に配設されたプラズマ発生電磁コイルとを備え、
前記プラズマ発生電磁コイルにより前記プラズマ室内に
電子サイクロトロン共鳴条件を満たす磁界を形成すると
ともに、前記プラズマ室から試料室内の試料に向けて発
散する磁界を形成するようにしたプラズマ処理装置にお
いて、前記プラズマ室と試料室との間に隔壁を設けると
ともに、この隔壁に同心円上でかつ均一に多数の小径の
孔を形成したことを特徴とするプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988085576U JPH0717147Y2 (ja) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988085576U JPH0717147Y2 (ja) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH028132U JPH028132U (ja) | 1990-01-19 |
| JPH0717147Y2 true JPH0717147Y2 (ja) | 1995-04-19 |
Family
ID=31310229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988085576U Expired - Lifetime JPH0717147Y2 (ja) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0717147Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5359586U (ja) * | 1976-10-22 | 1978-05-20 | ||
| JP3868620B2 (ja) * | 1998-03-02 | 2007-01-17 | 株式会社エフオーアイ | プラズマ発生装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5817613A (ja) * | 1981-07-24 | 1983-02-01 | Toshiba Corp | グロ−放電による膜形成装置 |
-
1988
- 1988-06-28 JP JP1988085576U patent/JPH0717147Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH028132U (ja) | 1990-01-19 |
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