JPH08203694A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JPH08203694A JPH08203694A JP7012811A JP1281195A JPH08203694A JP H08203694 A JPH08203694 A JP H08203694A JP 7012811 A JP7012811 A JP 7012811A JP 1281195 A JP1281195 A JP 1281195A JP H08203694 A JPH08203694 A JP H08203694A
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- processing apparatus
- plasma processing
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 同一反応ガスについて処理特性の異なったガ
ス吹き出し方法を用い、そのガスの流れを制御して処理
結果の均一性を向上させるプラズマ処理装置。 【構成】 マイクロ波源１０から導波管１２を通して、
石英板３０a、３０bによって導波管部から仕切られた真
空容器室２０にマイクロ波１１が導入され、コイル１３
がつくる磁場に基づく電子サイクロトロン共鳴を利用し
て、プラズマが容器内に生成される。真空容器室にはガ
ス供給源３２から２つの異なった吹き出し方法による反
応ガスが導入され、ガス流量配分が制御バルブ５で調整
される。さらに、処理分布についてその場観測が可能な
膜厚計測装置３および流量配分制御装置４が備えられ
る。 【効果】 本発明によれば、処理条件の裕度が拡大し、
種々の処理プロセスに対応して処理過程を簡便にかつ短
時間で最適化することができ、高品質膜の生成、デバイ
ス製造のスループットの向上が可能となる。
ス吹き出し方法を用い、そのガスの流れを制御して処理
結果の均一性を向上させるプラズマ処理装置。 【構成】 マイクロ波源１０から導波管１２を通して、
石英板３０a、３０bによって導波管部から仕切られた真
空容器室２０にマイクロ波１１が導入され、コイル１３
がつくる磁場に基づく電子サイクロトロン共鳴を利用し
て、プラズマが容器内に生成される。真空容器室にはガ
ス供給源３２から２つの異なった吹き出し方法による反
応ガスが導入され、ガス流量配分が制御バルブ５で調整
される。さらに、処理分布についてその場観測が可能な
膜厚計測装置３および流量配分制御装置４が備えられ
る。 【効果】 本発明によれば、処理条件の裕度が拡大し、
種々の処理プロセスに対応して処理過程を簡便にかつ短
時間で最適化することができ、高品質膜の生成、デバイ
ス製造のスループットの向上が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ処理装置に係
り、特に、半導体素子基板等に対する成膜処理あるいは
エッチング処理のために使用して好適なプラズマ処理装
置に関する。
り、特に、半導体素子基板等に対する成膜処理あるいは
エッチング処理のために使用して好適なプラズマ処理装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマ処理装置に関する従来技術とし
て、例えば、特公平４−６９４１４号公報、特開平４−
１３３３２２号公報、日立評論７１巻５号第３３頁〜第
３８頁（１９８９）等に記載された技術が知られてい
る。これらの従来技術は、電子サイクロトロン共鳴（Ｅ
ＣＲ）を利用し、マイクロ波を導入する方式のものであ
る。
て、例えば、特公平４−６９４１４号公報、特開平４−
１３３３２２号公報、日立評論７１巻５号第３３頁〜第
３８頁（１９８９）等に記載された技術が知られてい
る。これらの従来技術は、電子サイクロトロン共鳴（Ｅ
ＣＲ）を利用し、マイクロ波を導入する方式のものであ
る。
【０００３】また、他の従来技術として、例えば、特開
昭５５−３８０４３号公報等に記載された技術が知られ
ている。この従来技術は、高周波印加方式の平行平板型
プラズマ処理装置に関するものである。
昭５５−３８０４３号公報等に記載された技術が知られ
ている。この従来技術は、高周波印加方式の平行平板型
プラズマ処理装置に関するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】半導体デバイスの微細
化に伴い、半導体基板の加工精度に対する要求が厳しく
なってきており、また、経済性の観点からその基板サイ
ズも大きくなる傾向がある。このため、半導体基板を処
理するプラズマ処理装置は、基板に対する成膜、エッチ
ング等に極めて均一な処理結果を与えることが要求され
ており、この要求を満たすために、反応ガスの流れを精
密に制御することが必須の課題となっている。特に、低
圧作動で高速処理を利点とするＥＣＲ方式のプラズマ処
理装置は、その設計開発にあたって、精密な反応ガスの
流れを制御することが必要とされている。
化に伴い、半導体基板の加工精度に対する要求が厳しく
なってきており、また、経済性の観点からその基板サイ
ズも大きくなる傾向がある。このため、半導体基板を処
理するプラズマ処理装置は、基板に対する成膜、エッチ
ング等に極めて均一な処理結果を与えることが要求され
ており、この要求を満たすために、反応ガスの流れを精
密に制御することが必須の課題となっている。特に、低
圧作動で高速処理を利点とするＥＣＲ方式のプラズマ処
理装置は、その設計開発にあたって、精密な反応ガスの
流れを制御することが必要とされている。
【０００５】しかし、前述した各従来技術は、反応ガス
の種々の吹き出し方法を用いるものではあるが、本質的
に単一の方法によるガスの吹き出し制御を使用するもの
であり、ガスの流れを子細にかつ簡便に変化させること
が困難であり、基板に対する処理を均一に行うことが困
難であるという問題点を有している。
の種々の吹き出し方法を用いるものではあるが、本質的
に単一の方法によるガスの吹き出し制御を使用するもの
であり、ガスの流れを子細にかつ簡便に変化させること
が困難であり、基板に対する処理を均一に行うことが困
難であるという問題点を有している。
【０００６】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決し、反応ガスの吹き出し方法を工夫することによ
り、反応ガスの流れを精密に制御することを可能にし、
被処理物である半導体基板に対する処理を均一に行うこ
とを可能にしたプラズマ処理装置を提供することにあ
る。
解決し、反応ガスの吹き出し方法を工夫することによ
り、反応ガスの流れを精密に制御することを可能にし、
被処理物である半導体基板に対する処理を均一に行うこ
とを可能にしたプラズマ処理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】本発明によれば前記目的
は、同一反応ガスについて処理特性の異なったガス吹き
出し方法を用いることによりガスの流れを制御するよう
にすることにより達成される。すなわち、前記目的は、
処理空間である真空容器室内に所定の反応ガスを導入
し、被処理物に対して成膜あるいはエッチングを行うプ
ラズマ処理装置において、前記反応ガスの真空容器室内
への導入方法として、前記被処理物の処理面に対してシ
ャワー状にガスを吹き出すガス吹き出し方法、及び、前
記被処理面に平行に前記真空容器室の側面からからリン
グ状にガスを吹き出すガス吹き出し方法の２つのガス吹
き出し方法を併用することにより、あるいは、前記反応
ガスの真空容器室内への導入方法として、前記被処理物
の処理面に対してシャワー状にガスを吹き出し、その導
入量を独立に制御可能な２つのガス吹き出し方法を使用
することにより達成される。
は、同一反応ガスについて処理特性の異なったガス吹き
出し方法を用いることによりガスの流れを制御するよう
にすることにより達成される。すなわち、前記目的は、
処理空間である真空容器室内に所定の反応ガスを導入
し、被処理物に対して成膜あるいはエッチングを行うプ
ラズマ処理装置において、前記反応ガスの真空容器室内
への導入方法として、前記被処理物の処理面に対してシ
ャワー状にガスを吹き出すガス吹き出し方法、及び、前
記被処理面に平行に前記真空容器室の側面からからリン
グ状にガスを吹き出すガス吹き出し方法の２つのガス吹
き出し方法を併用することにより、あるいは、前記反応
ガスの真空容器室内への導入方法として、前記被処理物
の処理面に対してシャワー状にガスを吹き出し、その導
入量を独立に制御可能な２つのガス吹き出し方法を使用
することにより達成される。
【０００８】また、前記目的は、被処理物の処理状態を
被処理物に対する処理プロセスの実行中に観測する装置
及び前記反応ガスの真空容器室内への導入量の混合割合
を制御する装置をさらに備え、前記観測結果に基づいて
前記反応ガスの混合割合をプロセス実行中に調整するこ
とにより達成される。
被処理物に対する処理プロセスの実行中に観測する装置
及び前記反応ガスの真空容器室内への導入量の混合割合
を制御する装置をさらに備え、前記観測結果に基づいて
前記反応ガスの混合割合をプロセス実行中に調整するこ
とにより達成される。
【０００９】
【作用】前記反応ガスの２つの吹き出し方法は、異なっ
た成膜あるいはエッチング分布特性（例えば、凹分布と
凸分布）を持つ。このため、それらの吹き出し方法によ
るガス導入量を適切に制御すれば均一性の優れた処理結
果を得ることができる。
た成膜あるいはエッチング分布特性（例えば、凹分布と
凸分布）を持つ。このため、それらの吹き出し方法によ
るガス導入量を適切に制御すれば均一性の優れた処理結
果を得ることができる。
【００１０】本発明による反応ガスの２つの吹き出し方
法をＥＣＲ方式のプラズマ処理装置に適用した場合、Ｅ
ＣＲ方式のプラズマ処理装置が、低圧作動であり高速処
理が可能であるという特徴を有しているため、２つの吹
き出し方法を使用することによる効果をより有効なもの
とすることができる。
法をＥＣＲ方式のプラズマ処理装置に適用した場合、Ｅ
ＣＲ方式のプラズマ処理装置が、低圧作動であり高速処
理が可能であるという特徴を有しているため、２つの吹
き出し方法を使用することによる効果をより有効なもの
とすることができる。
【００１１】また、被処理物の処理状態を被処理物に対
する処理プロセスの実行中に観測し、その観測結果に基
づいて、反応ガスの真空容器室内への導入量の割合を制
御しているので、被処理物に対する処理の均一化の向上
を図ることができ、しかも、処理過程の最適化に必要と
する時間を短縮することができ、その結果、高品質膜の
生成、デバイス製造のスループットの向上が可能とな
る。
する処理プロセスの実行中に観測し、その観測結果に基
づいて、反応ガスの真空容器室内への導入量の割合を制
御しているので、被処理物に対する処理の均一化の向上
を図ることができ、しかも、処理過程の最適化に必要と
する時間を短縮することができ、その結果、高品質膜の
生成、デバイス製造のスループットの向上が可能とな
る。
【００１２】
【実施例】以下、本発明によるプラズマ処理装置の実施
例を図面により詳細に説明する。
例を図面により詳細に説明する。
【００１３】図１は本発明の第１の実施例の構成を示す
図であり、図示本発明の第１の実施例は、磁場中のマイ
クロ波放電プラズマを利用して半導体基板（ウェハ）の
表面に成膜を行うプラズマ処理装置に本発明を適用した
例である。図１において、１は面状吹き出しガス、２は
リング状吹き出しガス、３は膜厚計測装置、４はガス流
量配分制御装置、５は流量制御バルブ、１０はマイクロ
波源、１２は導波管、１３はコイル、２０は真空容器
室、２１は基板ホルダ、２２は基板、２３は高周波源、
２４は真空ポンプ、３０ａ、３０ｂは誘電体板、３１は
リング配管、３２はガス供給源である。
図であり、図示本発明の第１の実施例は、磁場中のマイ
クロ波放電プラズマを利用して半導体基板（ウェハ）の
表面に成膜を行うプラズマ処理装置に本発明を適用した
例である。図１において、１は面状吹き出しガス、２は
リング状吹き出しガス、３は膜厚計測装置、４はガス流
量配分制御装置、５は流量制御バルブ、１０はマイクロ
波源、１２は導波管、１３はコイル、２０は真空容器
室、２１は基板ホルダ、２２は基板、２３は高周波源、
２４は真空ポンプ、３０ａ、３０ｂは誘電体板、３１は
リング配管、３２はガス供給源である。
【００１４】本発明の第１の実施例によるプラズマ処理
装置は、図１に示すように、マイクロ波源１０と、処理
室となる真空容器室２０と、この真空容器室２０を真空
状態にするターボ分子ポンプ等による真空ポンプ２４
と、ガス供給源３２と、磁場を発生するコイル１３と、
マイクロ波を真空容器室２０に導く導波管１２と、基板
ホルダ２１にバイアスを行う高周波源２３とを備えて構
成されている。
装置は、図１に示すように、マイクロ波源１０と、処理
室となる真空容器室２０と、この真空容器室２０を真空
状態にするターボ分子ポンプ等による真空ポンプ２４
と、ガス供給源３２と、磁場を発生するコイル１３と、
マイクロ波を真空容器室２０に導く導波管１２と、基板
ホルダ２１にバイアスを行う高周波源２３とを備えて構
成されている。
【００１５】図示本発明の第１の実施例において、マイ
クロ波源１０（例えば、2.45GHz を使用)からのマイク
ロ波１１は、導波管１２を通して放電空間を形成する真
空容器室２０に導入される。真空容器室２０は、真空ポ
ンプ２４により真空状態にされ、マイクロ波にとってほ
ぼ透明な誘電体板３０a、３０b、例えば、石英板によっ
て導波管１２と切り離され、真空封止されている。
クロ波源１０（例えば、2.45GHz を使用)からのマイク
ロ波１１は、導波管１２を通して放電空間を形成する真
空容器室２０に導入される。真空容器室２０は、真空ポ
ンプ２４により真空状態にされ、マイクロ波にとってほ
ぼ透明な誘電体板３０a、３０b、例えば、石英板によっ
て導波管１２と切り離され、真空封止されている。
【００１６】コイル１３により発生する磁場は、真空容
器室２０内に電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）を生じ
させ、このＥＣＲが真空容器室内に効率よくプラズマを
生成させる。また、基板ホルダ２１には、高周波源２３
(例えば、13.65MHzを使用)により高周波が印加され、試
料台には真空容器室に比べ負の自己バイアスがかけられ
ることになる。この自己バイアスによりイオンがシース
を横切り基板ホルダに引き込まれ、エッチングが伴う成
膜プロセスを実行することもできる。
器室２０内に電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）を生じ
させ、このＥＣＲが真空容器室内に効率よくプラズマを
生成させる。また、基板ホルダ２１には、高周波源２３
(例えば、13.65MHzを使用)により高周波が印加され、試
料台には真空容器室に比べ負の自己バイアスがかけられ
ることになる。この自己バイアスによりイオンがシース
を横切り基板ホルダに引き込まれ、エッチングが伴う成
膜プロセスを実行することもできる。
【００１７】図１に示す本発明第１の実施例によるプラ
ズマ処理装置は、同一反応ガスの２種類の吹き出し方法
を使用しており、面状吹き出しガス１とリング状吹き出
しガス２とが真空容器室２０内に導入されるようになっ
ている。面状吹き出しガス１は、反応ガスを石英板３０
ｂに開けられた細穴を通してシャワー状に反応室である
真空容器室２０内に導入され、リング状吹き出しガス２
は、反応ガスを真空容器室２０の側壁に沿って設置した
リング配管３１に開けられた細穴を通してリング状に反
応室に導入されるものである。なお、リング状吹き出し
ガス２は、ガス導入用の細穴を真空容器室の側壁に直接
開けて、その細穴を通して導入するようにしてもよい。
ズマ処理装置は、同一反応ガスの２種類の吹き出し方法
を使用しており、面状吹き出しガス１とリング状吹き出
しガス２とが真空容器室２０内に導入されるようになっ
ている。面状吹き出しガス１は、反応ガスを石英板３０
ｂに開けられた細穴を通してシャワー状に反応室である
真空容器室２０内に導入され、リング状吹き出しガス２
は、反応ガスを真空容器室２０の側壁に沿って設置した
リング配管３１に開けられた細穴を通してリング状に反
応室に導入されるものである。なお、リング状吹き出し
ガス２は、ガス導入用の細穴を真空容器室の側壁に直接
開けて、その細穴を通して導入するようにしてもよい。
【００１８】前述した２つの方法による吹き出しガスを
それぞれ単独で使用した場合に得られる成膜分布は、面
状吹き出しガス１の場合凸分布を与えるのに対して、リ
ング状吹き出しガス２の場合凹分布を与える。このこと
は実験的に確認済みである。材料ガスとしては、ＳiＨ4
ガスを使用することができ、これにより、a-Ｓi 膜を成
膜することができる。また、Ｏ2 ガスを同時に導入する
ことにより、酸化膜を成膜することができる。
それぞれ単独で使用した場合に得られる成膜分布は、面
状吹き出しガス１の場合凸分布を与えるのに対して、リ
ング状吹き出しガス２の場合凹分布を与える。このこと
は実験的に確認済みである。材料ガスとしては、ＳiＨ4
ガスを使用することができ、これにより、a-Ｓi 膜を成
膜することができる。また、Ｏ2 ガスを同時に導入する
ことにより、酸化膜を成膜することができる。
【００１９】本発明の第１の実施例は、前述のような異
なった成膜特性を持つガスの２種の吹き出し方法を併用
し、流量制御バルブ５を用いてその割合を変化させるこ
とにより成膜分布を均一化することができるものであ
る。これら異なる方法による吹き出しガスの混合比の最
適値は、何回かの成膜試行により求めることができる。
例えば、ある混合比で成膜分布について凸状のものが得
られた場合、リング吹き出しによるガス流量を相対的に
増加すればよく。また、凹状のものが得られた場合、リ
ング吹き出しによるガス流量を相対的に減少させればよ
い。
なった成膜特性を持つガスの２種の吹き出し方法を併用
し、流量制御バルブ５を用いてその割合を変化させるこ
とにより成膜分布を均一化することができるものであ
る。これら異なる方法による吹き出しガスの混合比の最
適値は、何回かの成膜試行により求めることができる。
例えば、ある混合比で成膜分布について凸状のものが得
られた場合、リング吹き出しによるガス流量を相対的に
増加すればよく。また、凹状のものが得られた場合、リ
ング吹き出しによるガス流量を相対的に減少させればよ
い。
【００２０】図４は酸化膜を成膜した場合の試験結果の
一例を示している。なお、この例は、マイクロ波1.2 k
W、高周波バイアス無しの条件の下で成膜を行ったもの
である。
一例を示している。なお、この例は、マイクロ波1.2 k
W、高周波バイアス無しの条件の下で成膜を行ったもの
である。
【００２１】さらに、図１に示す本発明の第１の実施例
は、成膜分布をプロセス実行中に観測可能とするための
膜厚計測装置３及びその観測結果に基づいてガス流量配
分を制御する流量配分制御装置４を備えている。本発明
の第１の実施例は、これらの装置を使用することによ
り、前述の異なる方法で吹き出される吹き出しガスの混
合割合に関する調整をプロセス実行中に行うことができ
る。
は、成膜分布をプロセス実行中に観測可能とするための
膜厚計測装置３及びその観測結果に基づいてガス流量配
分を制御する流量配分制御装置４を備えている。本発明
の第１の実施例は、これらの装置を使用することによ
り、前述の異なる方法で吹き出される吹き出しガスの混
合割合に関する調整をプロセス実行中に行うことができ
る。
【００２２】この結果、本発明の第１の実施例によれ
ば、異なる方法で吹き出される吹き出しガスの混合割合
に関する最適化プロセスを簡便にかつ高速に処理するこ
とができ、また、成膜プロセス毎に吹き出しガスの混合
割合を変化させることにより、プロセスに応じた最適な
成膜結果を得ることができる。
ば、異なる方法で吹き出される吹き出しガスの混合割合
に関する最適化プロセスを簡便にかつ高速に処理するこ
とができ、また、成膜プロセス毎に吹き出しガスの混合
割合を変化させることにより、プロセスに応じた最適な
成膜結果を得ることができる。
【００２３】なお、前述した膜厚計測装置３としては、
楕円偏光法（詳細は、例えば、S.A.Henck,J.Vac.Sci.Te
chnol.A,Vol.10,1992,p.934を参照）、レーザー干渉法
（詳細は、例えば、N.Hershkowitz and H.L.Maynard,J.
Vac.Sci.Technol.A,Vol.11,1993,p.1172を参照）等を使
用することができる。
楕円偏光法（詳細は、例えば、S.A.Henck,J.Vac.Sci.Te
chnol.A,Vol.10,1992,p.934を参照）、レーザー干渉法
（詳細は、例えば、N.Hershkowitz and H.L.Maynard,J.
Vac.Sci.Technol.A,Vol.11,1993,p.1172を参照）等を使
用することができる。
【００２４】図２は本発明の第２の実施例によるプラズ
マ処理装置の構成を示す概略図である。図２において、
６はホルダ周辺吹き出しガスであり、他の符号は図１の
場合と同一である。
マ処理装置の構成を示す概略図である。図２において、
６はホルダ周辺吹き出しガスであり、他の符号は図１の
場合と同一である。
【００２５】図示本発明の第２の実施例は、ガス吹き出
し方法を面状吹き出し方法とホルダ周辺吹き出し方法と
の組み合わせにより構成したものであり、図１により説
明した本発明の第１の実施例におけるリング状の吹き出
しガス２に代って、ホルダ周辺吹き出し方法によるホル
ダ周辺吹き出しガス６を用いるものである。ホルダ周辺
吹き出しガス６は、基板ホルダ２１の周辺に配置された
ガス供給源３２に繋がれたパイプを介してホルダ周辺か
ら真空容器室２０内に導入されるものであり、図１によ
り説明した本発明の第１の実施例におけるリング状の吹
き出しガス２と同等の作用を処理基板２２に与える。
し方法を面状吹き出し方法とホルダ周辺吹き出し方法と
の組み合わせにより構成したものであり、図１により説
明した本発明の第１の実施例におけるリング状の吹き出
しガス２に代って、ホルダ周辺吹き出し方法によるホル
ダ周辺吹き出しガス６を用いるものである。ホルダ周辺
吹き出しガス６は、基板ホルダ２１の周辺に配置された
ガス供給源３２に繋がれたパイプを介してホルダ周辺か
ら真空容器室２０内に導入されるものであり、図１によ
り説明した本発明の第１の実施例におけるリング状の吹
き出しガス２と同等の作用を処理基板２２に与える。
【００２６】従って、この本発明の第２の実施例におい
ても、異なる方法で吹き出される吹き出しガスの混合割
合を変化させることにより、成膜プロセスに応じた最適
な成膜結果を得ることができる。
ても、異なる方法で吹き出される吹き出しガスの混合割
合を変化させることにより、成膜プロセスに応じた最適
な成膜結果を得ることができる。
【００２７】図３は本発明の第３の実施例によるガスの
面状吹き出し方法を説明する図であり、この第３の実施
例は、２系統の独立した面状吹き出し方法を使用するも
のである。図３において、１ａは外周面状吹き出しガス
管、１ｂは内周面状吹き出しガス管、３３ａ、３３ｂは
ガス吹き出し用穴である。
面状吹き出し方法を説明する図であり、この第３の実施
例は、２系統の独立した面状吹き出し方法を使用するも
のである。図３において、１ａは外周面状吹き出しガス
管、１ｂは内周面状吹き出しガス管、３３ａ、３３ｂは
ガス吹き出し用穴である。
【００２８】この本発明の第３の実施例は、図１により
説明した石英板３０ｂに開けられた細穴を、図３に示す
ように、大円状に配置したガス吹き出し用穴３３ａと小
円状に配置したガス吹き出し用穴３３ｂとにより構成
し、これらのガス吹き出し用穴３３ａ、３３ｂを、それ
ぞれ独立に流量制御されるガス管１ａ、１ｂを介してガ
ス供給源３２に接続している。
説明した石英板３０ｂに開けられた細穴を、図３に示す
ように、大円状に配置したガス吹き出し用穴３３ａと小
円状に配置したガス吹き出し用穴３３ｂとにより構成
し、これらのガス吹き出し用穴３３ａ、３３ｂを、それ
ぞれ独立に流量制御されるガス管１ａ、１ｂを介してガ
ス供給源３２に接続している。
【００２９】そして、図３に示すような面状吹き出し方
法を図１に示すプラズマ処理装置に適用した場合、大円
状に配置したガス吹き出し用穴３３ａからの吹き出しガ
スは、被処理物である基板２２に対する成膜分布として
凹分布を与え、また、小円状に配置したガス吹き出し用
穴３３ｂからの吹き出しガスは、基板２２に対する成膜
分布として凸分布を与える。
法を図１に示すプラズマ処理装置に適用した場合、大円
状に配置したガス吹き出し用穴３３ａからの吹き出しガ
スは、被処理物である基板２２に対する成膜分布として
凹分布を与え、また、小円状に配置したガス吹き出し用
穴３３ｂからの吹き出しガスは、基板２２に対する成膜
分布として凸分布を与える。
【００３０】従って、図３に示すような面状吹き出し方
法を図１に示すプラズマ処理装置に適用した本発明の第
３の実施例は、前述の外周面状吹き出しガス、内周面状
吹き出しガス、リング状吹き出しガスの真空容器室内へ
の導入量の混合割合を制御することにより、より精密に
成膜分布の均一性を得ることができる。
法を図１に示すプラズマ処理装置に適用した本発明の第
３の実施例は、前述の外周面状吹き出しガス、内周面状
吹き出しガス、リング状吹き出しガスの真空容器室内へ
の導入量の混合割合を制御することにより、より精密に
成膜分布の均一性を得ることができる。
【００３１】なお、前述した図３に示す面状吹き出し方
法は、リング状吹き出し方法と併用しなくても、２つの
面状吹き出し方法を備え、それぞれが異なる成膜特性を
有しているので、これだけで、本発明の第１の実施例の
場合と同等の効果を得ることができる。
法は、リング状吹き出し方法と併用しなくても、２つの
面状吹き出し方法を備え、それぞれが異なる成膜特性を
有しているので、これだけで、本発明の第１の実施例の
場合と同等の効果を得ることができる。
【００３２】前述した本発明の各実施例は、本発明をＥ
ＣＲ成膜装置に適用したものとして説明したが、本発明
は、何らこれらに限らず、ＥＣＲ方法のエッチング装
置、平行平板型反応性プラズマ処理装置をはじめ、他の
プラズマ処理装置に対しても適用することができる。
ＣＲ成膜装置に適用したものとして説明したが、本発明
は、何らこれらに限らず、ＥＣＲ方法のエッチング装
置、平行平板型反応性プラズマ処理装置をはじめ、他の
プラズマ処理装置に対しても適用することができる。
【００３３】なお、本発明をエッチング装置に適用した
場合、膜厚計測装置３の代りに、例えば、レーザを使用
する精密な距離計を使用するエッチング量計測装置等を
使用すればよい。
場合、膜厚計測装置３の代りに、例えば、レーザを使用
する精密な距離計を使用するエッチング量計測装置等を
使用すればよい。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、半
導体基板等の被処理物に対する成膜、エッチング処理条
件の裕度を拡大することができ、種々の処理プロセスに
対応して処理過程を容易に最適化することができ、ま
た、均一性の優れた処理結果を得ることができる。
導体基板等の被処理物に対する成膜、エッチング処理条
件の裕度を拡大することができ、種々の処理プロセスに
対応して処理過程を容易に最適化することができ、ま
た、均一性の優れた処理結果を得ることができる。
【００３５】また、本発明によれば、被処理物の処理状
態を被処理物に対する処理プロセスの実行中に観測し、
その観測結果に基づいて、反応ガスの真空容器室内への
導入量の割合を制御しているので、処理過程の最適化に
必要とする時間を短縮することができ、その結果、高品
質膜の生成、デバイス製造のスループットの向上が可能
となる。
態を被処理物に対する処理プロセスの実行中に観測し、
その観測結果に基づいて、反応ガスの真空容器室内への
導入量の割合を制御しているので、処理過程の最適化に
必要とする時間を短縮することができ、その結果、高品
質膜の生成、デバイス製造のスループットの向上が可能
となる。
【図１】本発明の第１の実施例によるプラズマ処理装置
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施例によるプラズマ処理装置
の構成を示す概略図である。
の構成を示す概略図である。
【図３】本発明の第３の実施例によるガスの面状吹き出
し方法を説明する図である。
し方法を説明する図である。
【図４】成膜分布のガス吹き出し依存性に関する実験結
果を説明する図である。
果を説明する図である。
１ 面状吹き出しガス １ａ 外周面状吹き出しガス管 １ｂ 内周面状吹き出しガス管 ２ リング状吹き出しガス ３ 膜厚計測装置 ４ ガス流量配分制御装置 ５ 流量制御バルブ ６ ホルダ周辺吹き出しガス １０ マイクロ波源 １２ 導波管 １３ コイル ２０ 真空容器室 ２１ 基板ホルダ ２２ 基板 ２３ 高周波源 ２４ 真空ポンプ ３０ａ、３０ｂ 誘電体板 ３１ リング配管 ３２ ガス供給源 ３３ａ、３３ｂ ガス吹き出し用穴
───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 園部 正 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 大塚 道夫 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 佐藤 淳二 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 福田 琢也 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】 真空容器室内に所定の反応ガスを導入
し、被処理物に対して成膜あるいはエッチングを行うプ
ラズマ処理装置において、前記反応ガスの空容器室内へ
の導入方法として、前記被処理物の処理面に対してシャ
ワー状にガスを吹き出すガス吹き出し方法、及び、前記
被処理面に平行に前記真空容器室の側面からリング状に
ガスを吹き出すガス吹き出し方法の２つのガス吹き出し
方法を併用することを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項２】 真空容器室内に所定の反応ガスを導入
し、被処理物に対して成膜あるいはエッチングを行うプ
ラズマ処理装置において、前記反応ガスの真空容器室内
への導入方法として、前記被処理物の処理面に対してシ
ャワー状にガスを吹き出し、その導入量を独立に制御可
能な２つのガス吹き出し方法を使用することを特徴とす
るプラズマ処理装置。 - 【請求項３】 前記真空容器室内に磁場を発生させる手
段と、マイクロ波源から前記真空容器室内にマイクロ波
を導入する手段とを備え、前記マイクロ波と磁場との組
み合わせによって前記真空容器室内にプラズマを発生さ
せることを特徴とする請求項１または２記載のプラズマ
処理装置。 - 【請求項４】 前記２つのガス吹き出し方法による反応
ガスの真空容器室内への導入量の割合を、被処理物に対
して実行する処理プロセスに応じて変更することを特徴
とする請求項１、２または３記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項５】 被処理物の処理状態をプロセスの実行中
に観測する装置及び前記反応ガスの真空容器室内への導
入量の混合割合を制御する装置をさらに備え、前記観測
結果に基づいて前記反応ガスの導入割合をプロセス実行
中に調整することを特徴とする請求項４記載のプラズマ
処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7012811A JPH08203694A (ja) | 1995-01-30 | 1995-01-30 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7012811A JPH08203694A (ja) | 1995-01-30 | 1995-01-30 | プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08203694A true JPH08203694A (ja) | 1996-08-09 |
Family
ID=11815777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7012811A Pending JPH08203694A (ja) | 1995-01-30 | 1995-01-30 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08203694A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002217171A (ja) * | 2001-01-17 | 2002-08-02 | Sony Corp | エッチング装置 |
| WO2008047520A1 (fr) * | 2006-10-16 | 2008-04-24 | Tokyo Electron Limited | appareil et procédé de formation de film par plasma |
| JP4606554B2 (ja) * | 1999-09-29 | 2011-01-05 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 成膜方法及び成膜装置 |
| JP2012169651A (ja) * | 2004-03-09 | 2012-09-06 | Mks Instruments Inc | 半導体製造のための気体フロー分割システム及び方法 |
| US8307781B2 (en) | 2003-11-07 | 2012-11-13 | Shimadzu Corporation | Surface wave excitation plasma CVD system |
| WO2013061659A1 (ja) * | 2011-10-28 | 2013-05-02 | シャープ株式会社 | 気相成長装置 |
-
1995
- 1995-01-30 JP JP7012811A patent/JPH08203694A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2013098233A (ja) * | 2011-10-28 | 2013-05-20 | Sharp Corp | 気相成長装置 |
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