JPH07254498A - 高周波放電装置 - Google Patents
高周波放電装置Info
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- JPH07254498A JPH07254498A JP6046091A JP4609194A JPH07254498A JP H07254498 A JPH07254498 A JP H07254498A JP 6046091 A JP6046091 A JP 6046091A JP 4609194 A JP4609194 A JP 4609194A JP H07254498 A JPH07254498 A JP H07254498A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 プラズマ発生室のエッチングを抑制すること
で、プラズマ発生室の耐久性を向上させると共に、プラ
ズマ発生室から放出される不純物の量を減少させて半導
体製造における良質なプロセス特性を得ることができる
高周波放電装置を提供することにある。 【構成】 石英壁（絶縁物）２０により形成されたプラ
ズマ発生室１２の外側にＲＦアンテナ（アンテナ）１３
を配置し、ＲＦアンテナ１３に高周波電流を流してプラ
ズマ発生室１２内にプラズマを生成する高周波放電装置
において、プラズマ発生室１２を冷却してプラズマ発生
室１２の表面温度を低下させる冷却装置（冷却手段）１
４を有する。
で、プラズマ発生室の耐久性を向上させると共に、プラ
ズマ発生室から放出される不純物の量を減少させて半導
体製造における良質なプロセス特性を得ることができる
高周波放電装置を提供することにある。 【構成】 石英壁（絶縁物）２０により形成されたプラ
ズマ発生室１２の外側にＲＦアンテナ（アンテナ）１３
を配置し、ＲＦアンテナ１３に高周波電流を流してプラ
ズマ発生室１２内にプラズマを生成する高周波放電装置
において、プラズマ発生室１２を冷却してプラズマ発生
室１２の表面温度を低下させる冷却装置（冷却手段）１
４を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高密度プラズマを生成
する高周波放電装置に関する。
する高周波放電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、絶縁物により形成されたプラズマ
発生室の外側にアンテナを配置し、アンテナに高周波電
流を流してプラズマ発生室内にプラズマを生成する高周
波放電装置が知られている。図８に示すように、高周波
放電装置１は、プラズマ処理室２の一部に形成されたプ
ラズマ発生室３を有しており、絶縁物である石英により
形成されたプラズマ発生室３の周囲には、ＲＦアンテナ
（アンテナ）４が巻かれている。プラズマ処理室２に
は、プラズマ処理される被処理物が配置される。
発生室の外側にアンテナを配置し、アンテナに高周波電
流を流してプラズマ発生室内にプラズマを生成する高周
波放電装置が知られている。図８に示すように、高周波
放電装置１は、プラズマ処理室２の一部に形成されたプ
ラズマ発生室３を有しており、絶縁物である石英により
形成されたプラズマ発生室３の周囲には、ＲＦアンテナ
（アンテナ）４が巻かれている。プラズマ処理室２に
は、プラズマ処理される被処理物が配置される。
【０００３】そして、高周波電源５により、高周波電流
がＲＦアンテナ４の方向に沿って流されて、Ｚ方向に変
動磁場ｄＢｚ／ｄｔを生じ、この変動磁場ｄＢｚ／ｄｔ
が、相互誘導によりθ方向に沿って電界Ｅを発生させ、
プラズマ中の電子を加速させる。よって、プラズマ発生
室３内に高密度プラズマが生成される。
がＲＦアンテナ４の方向に沿って流されて、Ｚ方向に変
動磁場ｄＢｚ／ｄｔを生じ、この変動磁場ｄＢｚ／ｄｔ
が、相互誘導によりθ方向に沿って電界Ｅを発生させ、
プラズマ中の電子を加速させる。よって、プラズマ発生
室３内に高密度プラズマが生成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この高
周波放電装置１においては、プラズマ発生室３内のイオ
ン密度が高くなることから、多量のイオンが石英に照射
されて石英は２００℃以上の高温になり、特に、フッ素
等を含む反応性ガスを用いた場合には、化学反応による
石英のエッチングが促進されて多量の不純物（ＣＯ，Ｓ
ｉＦ4等）が生成されてしまう。
周波放電装置１においては、プラズマ発生室３内のイオ
ン密度が高くなることから、多量のイオンが石英に照射
されて石英は２００℃以上の高温になり、特に、フッ素
等を含む反応性ガスを用いた場合には、化学反応による
石英のエッチングが促進されて多量の不純物（ＣＯ，Ｓ
ｉＦ4等）が生成されてしまう。
【０００５】また、ＲＦアンテナ４に高周波電流が流れ
ると電界Ｅの他にｒ方向の静電界Ｅｒが生じ、この静電
界ＥｒはＲＦアンテナ４に近い程大きくなるが、プラズ
マ中の正イオンは静電界Ｅｒにより加速され、石英をス
パッタしたり反応性ガスを用いた時にはＲＩＥ（Ｒｅａ
ｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）を引き起こす。
ると電界Ｅの他にｒ方向の静電界Ｅｒが生じ、この静電
界ＥｒはＲＦアンテナ４に近い程大きくなるが、プラズ
マ中の正イオンは静電界Ｅｒにより加速され、石英をス
パッタしたり反応性ガスを用いた時にはＲＩＥ（Ｒｅａ
ｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）を引き起こす。
【０００６】この結果、石英の耐久性が劣化するばかり
でなく、石英のエッチングにより生じた不純物が以後の
半導体製造プロセスにおいて深刻な悪影響を与えるとい
う問題点があった。本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、プラズマ発生室のエッチ
ングを抑制することで、プラズマ発生室の耐久性を向上
させると共に、プラズマ発生室から放出される不純物の
量を減少させて半導体製造における良質なプロセス特性
を得ることができる高周波放電装置を提供することにあ
る。
でなく、石英のエッチングにより生じた不純物が以後の
半導体製造プロセスにおいて深刻な悪影響を与えるとい
う問題点があった。本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、プラズマ発生室のエッチ
ングを抑制することで、プラズマ発生室の耐久性を向上
させると共に、プラズマ発生室から放出される不純物の
量を減少させて半導体製造における良質なプロセス特性
を得ることができる高周波放電装置を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的は、絶縁物によ
り形成されたプラズマ発生室の外側にアンテナを配置
し、前記アンテナに高周波電流を流して前記プラズマ発
生室内にプラズマを生成する高周波放電装置において、
前記プラズマ発生室を冷却して前記プラズマ発生室の表
面温度を低下させる冷却手段を有することを特徴とする
高周波放電装置により達成される。
り形成されたプラズマ発生室の外側にアンテナを配置
し、前記アンテナに高周波電流を流して前記プラズマ発
生室内にプラズマを生成する高周波放電装置において、
前記プラズマ発生室を冷却して前記プラズマ発生室の表
面温度を低下させる冷却手段を有することを特徴とする
高周波放電装置により達成される。
【０００８】また、前記アンテナが発生する静電界から
前記プラズマ発生室を静電遮蔽する遮蔽手段を有するこ
とを特徴とする高周波放電装置により達成される。ま
た、前記遮蔽手段は、前記絶縁物と前記アンテナとの間
に配置され接地された金属材料により形成されることを
特徴とする高周波放電装置により達成される。
前記プラズマ発生室を静電遮蔽する遮蔽手段を有するこ
とを特徴とする高周波放電装置により達成される。ま
た、前記遮蔽手段は、前記絶縁物と前記アンテナとの間
に配置され接地された金属材料により形成されることを
特徴とする高周波放電装置により達成される。
【０００９】更に、前記遮蔽手段は、前記絶縁物の内側
に配置され接地された金属材料により形成されることを
特徴とする高周波放電装置により達成される。
に配置され接地された金属材料により形成されることを
特徴とする高周波放電装置により達成される。
【００１０】
【作用】本発明によれば、絶縁物により形成されたプラ
ズマ発生室の外側にアンテナを配置し、アンテナに高周
波電流を流してプラズマ発生室内にプラズマを生成する
高周波放電装置において、プラズマ発生室を冷却してプ
ラズマ発生室の表面温度を低下させる冷却手段を有する
ことにより、プラズマ発生室の表面温度を低下させて化
学反応による絶縁物のエッチングを抑制することができ
る。
ズマ発生室の外側にアンテナを配置し、アンテナに高周
波電流を流してプラズマ発生室内にプラズマを生成する
高周波放電装置において、プラズマ発生室を冷却してプ
ラズマ発生室の表面温度を低下させる冷却手段を有する
ことにより、プラズマ発生室の表面温度を低下させて化
学反応による絶縁物のエッチングを抑制することができ
る。
【００１１】また、アンテナが発生する静電界からプラ
ズマ発生室を静電遮蔽する遮蔽手段を有することによ
り、プラズマ発生室を冷却し且つアンテナ近傍の電界を
静電遮蔽して、絶縁物のエッチングを抑制すると共に放
出される不純物の量を減少させることが可能となる。
ズマ発生室を静電遮蔽する遮蔽手段を有することによ
り、プラズマ発生室を冷却し且つアンテナ近傍の電界を
静電遮蔽して、絶縁物のエッチングを抑制すると共に放
出される不純物の量を減少させることが可能となる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例による高周波放電装
置を図面を参照して説明する。 （実施例１）図１に示すように、高周波放電装置１０
は、プラズマ処理室１１と、プラズマ処理室１１の一部
に形成されたプラズマ発生室１２と、プラズマ発生室１
２に装着されたＲＦアンテナ（アンテナ）１３と、プラ
ズマ発生室１２に形成された冷却装置（冷却手段）１４
とを有している。
置を図面を参照して説明する。 （実施例１）図１に示すように、高周波放電装置１０
は、プラズマ処理室１１と、プラズマ処理室１１の一部
に形成されたプラズマ発生室１２と、プラズマ発生室１
２に装着されたＲＦアンテナ（アンテナ）１３と、プラ
ズマ発生室１２に形成された冷却装置（冷却手段）１４
とを有している。
【００１３】プラズマ処理室１１には、反応ガス流量制
御装置１５を介して反応ガスを所定量導入することがで
き、室内の反応ガスは、ゲートバルブ１６ａを備えた排
気口１６を介して排出することができる。プラズマ処理
室１１の内部には、被処理物であるウエーハを保持する
ホルダ１７が設置されており、ホルダ１７には、ＲＦ発
振器１８からインピーダンスマッチング回路１８ａを介
してバイアス電圧が印加される。また、プラズマ処理室
１１には、室内のガス成分を分析する質量分析器１９が
設置されている。
御装置１５を介して反応ガスを所定量導入することがで
き、室内の反応ガスは、ゲートバルブ１６ａを備えた排
気口１６を介して排出することができる。プラズマ処理
室１１の内部には、被処理物であるウエーハを保持する
ホルダ１７が設置されており、ホルダ１７には、ＲＦ発
振器１８からインピーダンスマッチング回路１８ａを介
してバイアス電圧が印加される。また、プラズマ処理室
１１には、室内のガス成分を分析する質量分析器１９が
設置されている。
【００１４】プラズマ発生室１２は、絶縁物である石英
からなる石英壁２０に囲まれた空間により形成されてお
り、プラズマ処理室１１に連通している。石英壁２０に
は、石英壁２０の表面温度を測定する放射温度計２１が
設置されている。ＲＦアンテナ１３は、石英壁２０の外
周を二巻きしたループ状に形成されており、このＲＦア
ンテナ１３には、ＲＦ発振器２２からインピーダンスマ
ッチング回路２２ａを介して高周波電力が印加される。
高周波電力が印加されることにより、プラズマ発生室１
２内には誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）が生成される。
からなる石英壁２０に囲まれた空間により形成されてお
り、プラズマ処理室１１に連通している。石英壁２０に
は、石英壁２０の表面温度を測定する放射温度計２１が
設置されている。ＲＦアンテナ１３は、石英壁２０の外
周を二巻きしたループ状に形成されており、このＲＦア
ンテナ１３には、ＲＦ発振器２２からインピーダンスマ
ッチング回路２２ａを介して高周波電力が印加される。
高周波電力が印加されることにより、プラズマ発生室１
２内には誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）が生成される。
【００１５】冷却装置１４は、プラズマ発生室１２の外
周に形成された冷却水通路２３と、連絡パイプ２４を介
して冷却水通路２３に連通する温度制御装置２５及び冷
却水タンク２６とを有している。冷却水タンク２６内に
は、冷媒である例えば純水が溜められている。冷却水通
路２３は、石英壁２０を二重構造にして得られた内部空
間により形成されており、プラズマ処理室１１との連通
部分を除くプラズマ発生室１２の外周全域に設けられて
いる。
周に形成された冷却水通路２３と、連絡パイプ２４を介
して冷却水通路２３に連通する温度制御装置２５及び冷
却水タンク２６とを有している。冷却水タンク２６内に
は、冷媒である例えば純水が溜められている。冷却水通
路２３は、石英壁２０を二重構造にして得られた内部空
間により形成されており、プラズマ処理室１１との連通
部分を除くプラズマ発生室１２の外周全域に設けられて
いる。
【００１６】そして、冷媒が冷却水通路２３内を循環す
るのを温度制御装置２５により制御することで、石英壁
２０を冷却して石英壁２０の表面温度を低下させること
ができる。次に、高周波放電装置の作用を説明する。こ
の高周波放電装置１０により、以下の条件でシリコン酸
化膜（ＳｉＯ2）のエッチングを行った。
るのを温度制御装置２５により制御することで、石英壁
２０を冷却して石英壁２０の表面温度を低下させること
ができる。次に、高周波放電装置の作用を説明する。こ
の高周波放電装置１０により、以下の条件でシリコン酸
化膜（ＳｉＯ2）のエッチングを行った。
【００１７】先ず、反応ガス流量制御装置１５からプラ
ズマ処理室１１へ反応ガスが所定流量導入される。導入
される反応ガスは、ＣＦ4を３０ｓｃｃｍ、Ｈ2を３０ｓ
ｃｃｍであり、プラズマ処理室１１内の圧力は、ゲート
バルブ１６ａを調節して１０ｍＴｏｒｒにする。
ズマ処理室１１へ反応ガスが所定流量導入される。導入
される反応ガスは、ＣＦ4を３０ｓｃｃｍ、Ｈ2を３０ｓ
ｃｃｍであり、プラズマ処理室１１内の圧力は、ゲート
バルブ１６ａを調節して１０ｍＴｏｒｒにする。
【００１８】また、冷却されたホルダ１７上には、処理
ウエーハが保持されている。ホルダ１７には、印加され
るバイアス電圧は、バイアス周波数が１３．５６ＭＨ
ｚ、バイアス電圧が−２００Ｖである。続いて、ＲＦア
ンテナ１３に高周波電力が印加されて、プラズマ発生室
１２内には誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）が生成され
る。
ウエーハが保持されている。ホルダ１７には、印加され
るバイアス電圧は、バイアス周波数が１３．５６ＭＨ
ｚ、バイアス電圧が−２００Ｖである。続いて、ＲＦア
ンテナ１３に高周波電力が印加されて、プラズマ発生室
１２内には誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）が生成され
る。
【００１９】印加される高周波電力の周波数は１３．５
６ＭＨｚ、ＲＦパワーは１０００Ｗである。そして、石
英壁２０の表面温度を２００℃にして５０時間のエッチ
ングプロセスを行った後、石英壁２０の内面を観察した
ところ、全体がエッチングされていることが確認され、
特に、ＲＦアンテナ１３に沿って深さ約１ｍｍのエッチ
ングされた溝が発見された。石英壁２０の厚さが約３ｍ
ｍなので、この溝は石英の熱的及び機械的耐久性を著し
く劣化させるものである。
６ＭＨｚ、ＲＦパワーは１０００Ｗである。そして、石
英壁２０の表面温度を２００℃にして５０時間のエッチ
ングプロセスを行った後、石英壁２０の内面を観察した
ところ、全体がエッチングされていることが確認され、
特に、ＲＦアンテナ１３に沿って深さ約１ｍｍのエッチ
ングされた溝が発見された。石英壁２０の厚さが約３ｍ
ｍなので、この溝は石英の熱的及び機械的耐久性を著し
く劣化させるものである。
【００２０】また、石英のエッチングにより生じた不純
物を質量分析器１９により測定したところ、多量のＣＯ
及びＳｉＦ4分子が石英壁２０からプラズマに向けて放
出されていた。これらの不純物は、ＳｉＯ2のエッチン
グ特性、特にＳｉＯ2／Ｓｉの選択比に悪影響を及ぼ
す。そこで、冷却装置１４により石英壁２０の表面温度
を低下させる。
物を質量分析器１９により測定したところ、多量のＣＯ
及びＳｉＦ4分子が石英壁２０からプラズマに向けて放
出されていた。これらの不純物は、ＳｉＯ2のエッチン
グ特性、特にＳｉＯ2／Ｓｉの選択比に悪影響を及ぼ
す。そこで、冷却装置１４により石英壁２０の表面温度
を低下させる。
【００２１】図２（ａ）に、石英壁２０の表面温度を変
えた時の石英壁２０のエッチングレートの測定結果を示
す。その結果、石英壁２０の表面温度を低くする程、石
英壁２０のエッチングを抑制することができることが分
かる。本実施例では、石英壁２０の表面温度を６０℃に
低温化することで、石英壁２０のエッチングを２００℃
に比べ３割程減少させることができた。同じく、質量分
析器１９による測定から、ＣＯ及びＳｉＦ4の不純物も
３割程減少できることが確認された。
えた時の石英壁２０のエッチングレートの測定結果を示
す。その結果、石英壁２０の表面温度を低くする程、石
英壁２０のエッチングを抑制することができることが分
かる。本実施例では、石英壁２０の表面温度を６０℃に
低温化することで、石英壁２０のエッチングを２００℃
に比べ３割程減少させることができた。同じく、質量分
析器１９による測定から、ＣＯ及びＳｉＦ4の不純物も
３割程減少できることが確認された。
【００２２】また、図２（ｂ）に、石英壁２０の表面温
度を変えた時のＳｉＯ2のエッチング特性を示す。石英
壁２０の表面温度を６０℃に低温化することで、Ｓｉの
エッチングレートを減少させ、ＳｉＯ2／Ｓｉの選択比
を２００℃に比べ約１．５倍増加させることができる。
これは、石英壁２０からの不純物（ＣＯ及びＳｉＦ4）
の放出を抑えることで、Ｓｉ上に良質なフッ化炭素系の
保護膜を成長させることができたためであると考えられ
る。 （実施例２）この実施例に示す高周波放電装置３０は、
ＲＦアンテナ１３を冷媒の中に浸すための冷却水通路を
有する他は、高周波放電装置１０と同様の構成及び作用
を有している。
度を変えた時のＳｉＯ2のエッチング特性を示す。石英
壁２０の表面温度を６０℃に低温化することで、Ｓｉの
エッチングレートを減少させ、ＳｉＯ2／Ｓｉの選択比
を２００℃に比べ約１．５倍増加させることができる。
これは、石英壁２０からの不純物（ＣＯ及びＳｉＦ4）
の放出を抑えることで、Ｓｉ上に良質なフッ化炭素系の
保護膜を成長させることができたためであると考えられ
る。 （実施例２）この実施例に示す高周波放電装置３０は、
ＲＦアンテナ１３を冷媒の中に浸すための冷却水通路を
有する他は、高周波放電装置１０と同様の構成及び作用
を有している。
【００２３】図３に示すように、高周波放電装置３０
は、プラズマ処理室１１との連通部分を除くプラズマ発
生室１２を外側から覆う外部容器３１を有している。こ
の外部容器３１により、プラズマ発生室１２との間に
は、冷却水通路２３の代りに、ＲＦアンテナ１３を格納
してＲＦアンテナ１３を冷媒の中に浸すことができる冷
却水通路３２が形成される。なお、冷却水通路３２は、
シールド部材３３によりシールドされて循環空間を形成
しており、冷却水タンク２６内の冷媒が冷却水通路３２
内を循環するのを温度制御装置２５により制御すること
ができる。
は、プラズマ処理室１１との連通部分を除くプラズマ発
生室１２を外側から覆う外部容器３１を有している。こ
の外部容器３１により、プラズマ発生室１２との間に
は、冷却水通路２３の代りに、ＲＦアンテナ１３を格納
してＲＦアンテナ１３を冷媒の中に浸すことができる冷
却水通路３２が形成される。なお、冷却水通路３２は、
シールド部材３３によりシールドされて循環空間を形成
しており、冷却水タンク２６内の冷媒が冷却水通路３２
内を循環するのを温度制御装置２５により制御すること
ができる。
【００２４】また、ＲＦアンテナ１３は冷媒の中に浸さ
れることから、ＲＦアンテナ１３の周囲にはテフロン製
の絶縁チューブ３４が巻かれている。この高周波放電装
置３０を用いて、実施例１と同様の条件でシリコン酸化
膜（ＳｉＯ2）のエッチングを行った結果、石英壁２０
のエッチングを減少させることができると共に、ＣＯ及
びＳｉＦ4の不純物も減少させることができた。更に、
ＳｉＯ2／Ｓｉの選択比を増加させることもできる。 （実施例３）この実施例に示す高周波放電装置４０は、
ＲＦアンテナ１３近傍の電界を静電遮蔽するためのシー
ルド板を有する以外は、高周波放電装置１０と同様の構
成及び作用を有している。
れることから、ＲＦアンテナ１３の周囲にはテフロン製
の絶縁チューブ３４が巻かれている。この高周波放電装
置３０を用いて、実施例１と同様の条件でシリコン酸化
膜（ＳｉＯ2）のエッチングを行った結果、石英壁２０
のエッチングを減少させることができると共に、ＣＯ及
びＳｉＦ4の不純物も減少させることができた。更に、
ＳｉＯ2／Ｓｉの選択比を増加させることもできる。 （実施例３）この実施例に示す高周波放電装置４０は、
ＲＦアンテナ１３近傍の電界を静電遮蔽するためのシー
ルド板を有する以外は、高周波放電装置１０と同様の構
成及び作用を有している。
【００２５】図４に示すように、高周波放電装置４０
は、プラズマ発生室１２の外側で、ＲＦアンテナ１３と
石英壁２０との間、即ちＲＦアンテナ１３と発生したプ
ラズマとの間に、接地された金属であるシールド板４１
を有している。シールド板４１は、銅製であり、プラズ
マ処理室１１のＡ点（図４参照）で接地されると共に、
プラズマ発生室１２の周囲に巻かれて配置されている
（図４（ａ）参照）。
は、プラズマ発生室１２の外側で、ＲＦアンテナ１３と
石英壁２０との間、即ちＲＦアンテナ１３と発生したプ
ラズマとの間に、接地された金属であるシールド板４１
を有している。シールド板４１は、銅製であり、プラズ
マ処理室１１のＡ点（図４参照）で接地されると共に、
プラズマ発生室１２の周囲に巻かれて配置されている
（図４（ａ）参照）。
【００２６】このシールド板４１は、長さａが１２ｃ
ｍ、幅ｂが１ｃｍの大きさに形成され、ＲＦアンテナ１
３の巻かれる方向に幅２ｍｍの切れ目４２が入れられて
いる（図４（ｂ）参照）。また、ＲＦアンテナ１３とシ
ールド板４１が接触するため、ＲＦアンテナ１３の周囲
にはテフロン製の絶縁チューブ３４が巻かれている。
ｍ、幅ｂが１ｃｍの大きさに形成され、ＲＦアンテナ１
３の巻かれる方向に幅２ｍｍの切れ目４２が入れられて
いる（図４（ｂ）参照）。また、ＲＦアンテナ１３とシ
ールド板４１が接触するため、ＲＦアンテナ１３の周囲
にはテフロン製の絶縁チューブ３４が巻かれている。
【００２７】ここで、静電遮蔽について説明する。図５
に示すように、シールド板４１を配置して高周波電流を
流すことで、ＲＦアンテナ１３上に負の静電荷が誘起さ
れるが、シールド板４１は接地してあるので内側表面に
は電荷が誘起されない。よって、シールド板４１より内
側ではｒ方向の静電界Ｅｒは発生しない。
に示すように、シールド板４１を配置して高周波電流を
流すことで、ＲＦアンテナ１３上に負の静電荷が誘起さ
れるが、シールド板４１は接地してあるので内側表面に
は電荷が誘起されない。よって、シールド板４１より内
側ではｒ方向の静電界Ｅｒは発生しない。
【００２８】また、シールド板４１には、θ方向に距離
ｄの切れ目４２を入れる。もし切れ目４２がないと、電
界Ｅθを打ち消す方向に電流Ｉθ´が流れてしまい、プ
ラズマを効率的に生成できなくなるからである。なお、
この切れ目４２の距離ｄは小さい程よいのだが、２ｍｍ
程度でもプラズマの生成効率を落とすことはない。この
高周波放電装置４０を用いて、実施例１と同様の条件で
シリコン酸化膜（ＳｉＯ2）のエッチングを行った。
ｄの切れ目４２を入れる。もし切れ目４２がないと、電
界Ｅθを打ち消す方向に電流Ｉθ´が流れてしまい、プ
ラズマを効率的に生成できなくなるからである。なお、
この切れ目４２の距離ｄは小さい程よいのだが、２ｍｍ
程度でもプラズマの生成効率を落とすことはない。この
高周波放電装置４０を用いて、実施例１と同様の条件で
シリコン酸化膜（ＳｉＯ2）のエッチングを行った。
【００２９】図６（ａ）に、シールド板４１の有無によ
る石英壁２０のエッチングレートの測定結果を示す。な
お、石英壁２０の表面温度は６０℃である。この結果、
シールド板４１を使用することで、ＲＦアンテナ１３が
発生する静電界からプラズマ発生室を静電遮蔽すること
が可能となり、大幅に石英壁２０のエッチングを抑制す
ることができることが分かる。本実施例では、シールド
板４１の使用で、石英壁２０のエッチングを７割程減少
させることができた。同じく、質量分析器による測定か
ら、ＣＯ及びＳｉＦ4の不純物も７割程減少できること
が確認された。これは、シールド板４１がＲＦアンテナ
１３近傍の電界Ｅｒを静電遮蔽して、石英壁２０のエッ
チングを抑えたためであると考えられる。
る石英壁２０のエッチングレートの測定結果を示す。な
お、石英壁２０の表面温度は６０℃である。この結果、
シールド板４１を使用することで、ＲＦアンテナ１３が
発生する静電界からプラズマ発生室を静電遮蔽すること
が可能となり、大幅に石英壁２０のエッチングを抑制す
ることができることが分かる。本実施例では、シールド
板４１の使用で、石英壁２０のエッチングを７割程減少
させることができた。同じく、質量分析器による測定か
ら、ＣＯ及びＳｉＦ4の不純物も７割程減少できること
が確認された。これは、シールド板４１がＲＦアンテナ
１３近傍の電界Ｅｒを静電遮蔽して、石英壁２０のエッ
チングを抑えたためであると考えられる。
【００３０】また、図６（ｂ）に、シールド板４１の有
無によるＳｉＯ2のエッチング特性を示す。シールド板
４１の使用で、ＳｉＯ2／Ｓｉの選択比を約１．３倍増
加させることができる。この選択比は、シールド板４１
を用いないで石英壁２０の表面温度が２００℃の時に比
べ、約２倍の増加である。
無によるＳｉＯ2のエッチング特性を示す。シールド板
４１の使用で、ＳｉＯ2／Ｓｉの選択比を約１．３倍増
加させることができる。この選択比は、シールド板４１
を用いないで石英壁２０の表面温度が２００℃の時に比
べ、約２倍の増加である。
【００３１】なお、石英壁２０の表面温度を低下させ
ず、シールド板４１を用いた静電遮蔽を行っただけで
は、石英壁２０のエッチングを抑制する効果が認められ
なかった。 （実施例４）この実施例に示す高周波放電装置５０は、
プラズマ発生室１２の内側、即ち石英壁２０と発生した
プラズマとの間に、接地された金属であるシールド板５
１を有している他は、高周波放電装置４０と同様の構成
及び作用を有している。
ず、シールド板４１を用いた静電遮蔽を行っただけで
は、石英壁２０のエッチングを抑制する効果が認められ
なかった。 （実施例４）この実施例に示す高周波放電装置５０は、
プラズマ発生室１２の内側、即ち石英壁２０と発生した
プラズマとの間に、接地された金属であるシールド板５
１を有している他は、高周波放電装置４０と同様の構成
及び作用を有している。
【００３２】図７に示すように、シールド板５１は、ア
ルミニウム（Ａｌ）製であり、プラズマ処理室１１のＢ
点（図７参照）で接地されると共に、プラズマ発生室１
２内に巻回状態で配置されている。このシールド板５１
は、長さ１５ｃｍ、幅１ｃｍの大きさに形成され、ＲＦ
アンテナ１３の巻かれる方向に幅２ｍｍの切れ目５２が
入れられている。
ルミニウム（Ａｌ）製であり、プラズマ処理室１１のＢ
点（図７参照）で接地されると共に、プラズマ発生室１
２内に巻回状態で配置されている。このシールド板５１
は、長さ１５ｃｍ、幅１ｃｍの大きさに形成され、ＲＦ
アンテナ１３の巻かれる方向に幅２ｍｍの切れ目５２が
入れられている。
【００３３】本装置では、高周波放電装置４０とは異な
り、ＲＦアンテナ１３とシールド板５１が接触すること
がないため、テフロン製の絶縁チューブ３４は必要とし
ない。この高周波放電装置５０を用いて、実施例１と同
様の条件でシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）のエッチングを
行った結果、本装置では、高周波放電装置４０の場合に
比べて、石英壁２０のプラズマに接する面積を大幅に減
少させることができることから、石英壁２０のエッチン
グを更に抑制することができる。同じく、ＣＯ及びＳｉ
Ｆ4の不純物も減少させることができる。また、ＳｉＯ2
／Ｓｉの選択比を増加させることもできる。
り、ＲＦアンテナ１３とシールド板５１が接触すること
がないため、テフロン製の絶縁チューブ３４は必要とし
ない。この高周波放電装置５０を用いて、実施例１と同
様の条件でシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）のエッチングを
行った結果、本装置では、高周波放電装置４０の場合に
比べて、石英壁２０のプラズマに接する面積を大幅に減
少させることができることから、石英壁２０のエッチン
グを更に抑制することができる。同じく、ＣＯ及びＳｉ
Ｆ4の不純物も減少させることができる。また、ＳｉＯ2
／Ｓｉの選択比を増加させることもできる。
【００３４】このように、プラズマ発生室１２の周囲を
冷媒で覆ってプラズマ発生室１２を冷却しプラズマ発生
室１２の表面温度を低下させることで、化学反応による
エッチングを抑制することができる。また、プラズマ発
生室１２を冷却し且つアンテナ近傍の電界を静電遮蔽す
ることにより、プラズマ発生室１２を形成する石英壁２
０のエッチングを抑制すると共に放出される不純物の量
を減少させることが可能となる。
冷媒で覆ってプラズマ発生室１２を冷却しプラズマ発生
室１２の表面温度を低下させることで、化学反応による
エッチングを抑制することができる。また、プラズマ発
生室１２を冷却し且つアンテナ近傍の電界を静電遮蔽す
ることにより、プラズマ発生室１２を形成する石英壁２
０のエッチングを抑制すると共に放出される不純物の量
を減少させることが可能となる。
【００３５】従って、石英壁２０のエッチングによる不
純物放出が抑制され、石英壁２０の耐久性を向上させる
と共に良質なプロセス特性を得ることができる。なお、
本発明は上記実施例に限らず種々の変形が可能であり、
例えば、プラズマ装置として誘導結合型プラズマのエッ
チング装置を用い、且つ絶縁物として石英を用いたが、
その他のあらゆる絶縁物、例えばアルミナ、窒化珪素等
を用いることができる。また、純水の代わりに、アルコ
ールやフロリナート等の液体或はヘリウム等の気体等
を、冷媒として用いることができる。また、プラズマ発
生方法としても、ヘリコン波プラズマを用いることがで
きる。更に、プラズマ処理を行う装置であれば、プラズ
マ気相成長（ＣＶＤ）装置、Ｘ線発生装置、電子ビーム
発生装置、イオンビーム発生装置等に適用することもで
きる。
純物放出が抑制され、石英壁２０の耐久性を向上させる
と共に良質なプロセス特性を得ることができる。なお、
本発明は上記実施例に限らず種々の変形が可能であり、
例えば、プラズマ装置として誘導結合型プラズマのエッ
チング装置を用い、且つ絶縁物として石英を用いたが、
その他のあらゆる絶縁物、例えばアルミナ、窒化珪素等
を用いることができる。また、純水の代わりに、アルコ
ールやフロリナート等の液体或はヘリウム等の気体等
を、冷媒として用いることができる。また、プラズマ発
生方法としても、ヘリコン波プラズマを用いることがで
きる。更に、プラズマ処理を行う装置であれば、プラズ
マ気相成長（ＣＶＤ）装置、Ｘ線発生装置、電子ビーム
発生装置、イオンビーム発生装置等に適用することもで
きる。
【００３６】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、プラズマ
発生室のエッチングを抑制することで、プラズマ発生室
の耐久性を向上させると共に、プラズマ発生室から放出
される不純物の量を減少させて半導体製造における良質
なプロセス特性を得ることができる。
発生室のエッチングを抑制することで、プラズマ発生室
の耐久性を向上させると共に、プラズマ発生室から放出
される不純物の量を減少させて半導体製造における良質
なプロセス特性を得ることができる。
【図１】本発明の実施例１による高周波放電装置の説明
図である。
図である。
【図２】本発明の実施例１による高周波放電装置の石英
の表面温度と石英のエッチングレート等の関係を示す説
明図である。
の表面温度と石英のエッチングレート等の関係を示す説
明図である。
【図３】本発明の実施例２による高周波放電装置の説明
図である。
図である。
【図４】本発明の実施例３による高周波放電装置の説明
図である。
図である。
【図５】静電遮蔽についての説明図である。
【図６】本発明の実施例３による高周波放電装置の石英
の表面温度と石英のエッチングレート等の関係を示す説
明図である。
の表面温度と石英のエッチングレート等の関係を示す説
明図である。
【図７】本発明の実施例４による高周波放電装置の説明
図である。
図である。
【図８】従来の高周波放電装置の説明図である。
１０…高周波放電装置 １１…プラズマ処理室 １２…プラズマ発生室 １３…ＲＦアンテナ（アンテナ） １４…冷却装置（冷却手段） １５…反応ガス流量制御装置 １６…排気口 １６ａ…ゲートバルブ １７…ホルダ １８…ＲＦ発振器 １８ａ…インピーダンスマッチング回路 １９…質量分析器 ２０…石英壁 ２１…放射温度計 ２２…ＲＦ発振器 ２２ａ…インピーダンスマッチング回路 ２３…冷却水通路 ２４…連絡パイプ ２５…温度制御装置 ２６…冷却水タンク ３０…高周波放電装置 ３１…外部容器 ３２…冷却水通路 ３３…シールド部材 ３４…絶縁チューブ ４０…高周波放電装置 ４１…シールド板 ４２…切れ目 ５０…高周波放電装置 ５１…シールド板 ５２…切れ目 ａ…長さ ｂ…幅 ｄ…距離
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/205 21/3065
Claims (4)
- 【請求項１】 絶縁物により形成されたプラズマ発生室
の外側にアンテナを配置し、前記アンテナに高周波電流
を流して前記プラズマ発生室内にプラズマを生成する高
周波放電装置において、 前記プラズマ発生室を冷却して前記プラズマ発生室の表
面温度を低下させる冷却手段を有することを特徴とする
高周波放電装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の高周波放電装置におい
て、 前記アンテナが発生する静電界から前記プラズマ発生室
を静電遮蔽する遮蔽手段を有することを特徴とする高周
波放電装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の高周波放電装置におい
て、 前記遮蔽手段は、前記絶縁物と前記アンテナとの間に配
置され接地された金属材料により形成されることを特徴
とする高周波放電装置。 - 【請求項４】 請求項２記載の高周波放電装置におい
て、 前記遮蔽手段は、前記絶縁物の内側に配置され接地され
た金属材料により形成されることを特徴とする高周波放
電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6046091A JPH07254498A (ja) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | 高周波放電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6046091A JPH07254498A (ja) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | 高周波放電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07254498A true JPH07254498A (ja) | 1995-10-03 |
Family
ID=12737326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6046091A Withdrawn JPH07254498A (ja) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | 高周波放電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07254498A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000511701A (ja) * | 1996-06-05 | 2000-09-05 | ラム リサーチ コーポレイション | プラズマ処理チャンバの温度制御方法および装置 |
| US6656286B2 (en) * | 1999-07-07 | 2003-12-02 | Applied Materials, Inc. | Pedestal with a thermally controlled platen |
| US7268083B2 (en) | 2004-03-10 | 2007-09-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Plasma etching apparatus and plasma etching process |
| KR20190021784A (ko) * | 2017-08-24 | 2019-03-06 | 피에스케이 주식회사 | 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 플라즈마 발생 유닛 |
-
1994
- 1994-03-16 JP JP6046091A patent/JPH07254498A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000511701A (ja) * | 1996-06-05 | 2000-09-05 | ラム リサーチ コーポレイション | プラズマ処理チャンバの温度制御方法および装置 |
| US6656286B2 (en) * | 1999-07-07 | 2003-12-02 | Applied Materials, Inc. | Pedestal with a thermally controlled platen |
| US7268083B2 (en) | 2004-03-10 | 2007-09-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Plasma etching apparatus and plasma etching process |
| KR20190021784A (ko) * | 2017-08-24 | 2019-03-06 | 피에스케이 주식회사 | 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 플라즈마 발생 유닛 |
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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: 20010605 |