JPH09302484A - 磁気中性線プラズマ型放電洗浄装置 - Google Patents
磁気中性線プラズマ型放電洗浄装置Info
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- JPH09302484A JPH09302484A JP8120447A JP12044796A JPH09302484A JP H09302484 A JPH09302484 A JP H09302484A JP 8120447 A JP8120447 A JP 8120447A JP 12044796 A JP12044796 A JP 12044796A JP H09302484 A JPH09302484 A JP H09302484A
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- neutral line
- magnetic neutral
- plasma
- vacuum chamber
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
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- H01J37/32623—Mechanical discharge control means
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- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/3266—Magnetic control means
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- Y10S438/905—Cleaning of reaction chamber
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- Plasma Technology (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】磁気中性線放電プラズマ方式を用い、プラズマ
の種類や大きさ及び位置並びにプラズマ生成のための導
入高周波電力を制御することにより、チャンバー内壁の
洗浄を短時間に実現する。 【解決手段】真空チャンバー内で磁場零の点が空間的に
連なることによって閉曲線状に形成される磁気中性線を
発生する手段と、閉曲線状に形成された磁気中性線に沿
って誘電電場を印加することにより、プラズマを連続的
に生成する手段と、閉曲線状に形成される磁気中性線の
大きさ、位置及び発生するプラズマの種類、温度、密度
を制御する制御手段とを設備する。
の種類や大きさ及び位置並びにプラズマ生成のための導
入高周波電力を制御することにより、チャンバー内壁の
洗浄を短時間に実現する。 【解決手段】真空チャンバー内で磁場零の点が空間的に
連なることによって閉曲線状に形成される磁気中性線を
発生する手段と、閉曲線状に形成された磁気中性線に沿
って誘電電場を印加することにより、プラズマを連続的
に生成する手段と、閉曲線状に形成される磁気中性線の
大きさ、位置及び発生するプラズマの種類、温度、密度
を制御する制御手段とを設備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板、ターゲット
等の被処理体にコーティング、エッチング、スパッタリ
ング、アッシング、ＣＶＤ等の処理を行うのに使用する
磁気中性線放電プラズマを利用してそれらの処理の間に
必要とする放電洗浄を行なうようにした磁気中性線プラ
ズマ型放電洗浄装置に関するものである。
等の被処理体にコーティング、エッチング、スパッタリ
ング、アッシング、ＣＶＤ等の処理を行うのに使用する
磁気中性線放電プラズマを利用してそれらの処理の間に
必要とする放電洗浄を行なうようにした磁気中性線プラ
ズマ型放電洗浄装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超高真空にひいたチャンバー内にいろい
ろな気体を混合して導入、あるいは順序をたてて投入
し、設置してあるウェハー表面上でさまざまなプロセス
処理を行う時は、多かれ少なかれ不要な反応生成物がウ
ェハー上はもとより、真空チャンバー内各所に固体又は
気体の形で付着して残る。特に粉末状のものを通称パー
ティクルと呼び、その除去は半導体等の製造工程では避
けることのできない課題となっている。他方、プロセス
処理したウェハーは外部に取り出され、新たに未処理の
ウェハーが真空チャンバー内にセットされるが、その時
問題となるのは真空チャンバー内壁に付着した汚染物質
が次のプロセス中に混入し、その結果、処理効果が変化
して経時的に定常的な処理ができないことである。
ろな気体を混合して導入、あるいは順序をたてて投入
し、設置してあるウェハー表面上でさまざまなプロセス
処理を行う時は、多かれ少なかれ不要な反応生成物がウ
ェハー上はもとより、真空チャンバー内各所に固体又は
気体の形で付着して残る。特に粉末状のものを通称パー
ティクルと呼び、その除去は半導体等の製造工程では避
けることのできない課題となっている。他方、プロセス
処理したウェハーは外部に取り出され、新たに未処理の
ウェハーが真空チャンバー内にセットされるが、その時
問題となるのは真空チャンバー内壁に付着した汚染物質
が次のプロセス中に混入し、その結果、処理効果が変化
して経時的に定常的な処理ができないことである。
【０００３】現実的な対策としては、ある枚数処理した
後、真空チャンバーを開けて液体洗浄するかさもなく
ば、気体の放電現象を用いて生成されるイオンや電子及
び励起原子等を内壁に衝突させることにより、汚染物質
を剥離もしくは別種の化学反応に誘導して取り去るとい
う、いわゆる放電洗浄が行われているが、その際主に使
われるマイクロ波放電等ではその内壁との相互作用はい
わば、プラズマの膨張や拡散に頼るだけで専ら経験時に
その効果を利用するしかない。
後、真空チャンバーを開けて液体洗浄するかさもなく
ば、気体の放電現象を用いて生成されるイオンや電子及
び励起原子等を内壁に衝突させることにより、汚染物質
を剥離もしくは別種の化学反応に誘導して取り去るとい
う、いわゆる放電洗浄が行われているが、その際主に使
われるマイクロ波放電等ではその内壁との相互作用はい
わば、プラズマの膨張や拡散に頼るだけで専ら経験時に
その効果を利用するしかない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】半導体等の生産現場に
おいては各種プロセス処理した後、プロセス中に汚染し
た真空チェンバー内面を短時間のうちに清浄に戻すこと
が必要であり、この洗浄技術は処理技術と共に、半導体
や液晶製造装置の要となるものである。特に化学反応の
伴うエッチングやＣＶＤ等の工程の場合はその洗浄機能
の促進、つまり洗浄時間の大幅な短縮を計ることが正に
当面の課題となっている。そこで、本発明は、このよう
な課題を解決するため、基板、ターゲット等の被処理体
の処理に用いる磁気中性線放電プラズマを利用して放電
洗浄できるようにした磁気中性線プラズマ型放電洗浄装
置を提供することを目的としている。
おいては各種プロセス処理した後、プロセス中に汚染し
た真空チェンバー内面を短時間のうちに清浄に戻すこと
が必要であり、この洗浄技術は処理技術と共に、半導体
や液晶製造装置の要となるものである。特に化学反応の
伴うエッチングやＣＶＤ等の工程の場合はその洗浄機能
の促進、つまり洗浄時間の大幅な短縮を計ることが正に
当面の課題となっている。そこで、本発明は、このよう
な課題を解決するため、基板、ターゲット等の被処理体
の処理に用いる磁気中性線放電プラズマを利用して放電
洗浄できるようにした磁気中性線プラズマ型放電洗浄装
置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明による磁気中性線プラズマ型放電洗浄装置
は、真空チャンバー内で磁場零の点が空間的に連なるこ
とによって閉曲線状に形成される磁気中性線を発生する
手段と、閉曲線状に形成された磁気中性線に沿って誘電
電場を印加することにより、プラズマを連続的に生成す
る手段と、閉曲線状に形成される磁気中性線の大きさ、
位置及び発生するプラズマの種類、温度、密度を制御す
る制御手段とを有することを特徴としている。上記制御
手段は、磁気中性線に鉛直な断面において磁気中性線上
で交叉する偶数本の磁力線のうち少なくとも一対の磁力
線が磁気中性線以外の点で互いに連結するように磁気中
性線の発生手段の励磁を制御する励磁制御装置と、上記
プラズマを連続的に生成する手段へ導入される高周波電
力を制御して生成されるプラズマを制御する高周波電力
制御装置を備えている。また上記磁気中性線の発生手段
の励磁を制御する励磁制御装置は、磁気中性線に鉛直な
断面において磁気中性線上で交叉する偶数本の磁力線の
うち少なくとも一対の磁力線が磁気中性線以外の点で互
いに連結し、且つ磁気中性線の大きさを変えた時にその
互いに連結する磁力線が真空チャンバーの内壁を貫く
か、もしくは内壁に接触するように構成され得る。
めに、本発明による磁気中性線プラズマ型放電洗浄装置
は、真空チャンバー内で磁場零の点が空間的に連なるこ
とによって閉曲線状に形成される磁気中性線を発生する
手段と、閉曲線状に形成された磁気中性線に沿って誘電
電場を印加することにより、プラズマを連続的に生成す
る手段と、閉曲線状に形成される磁気中性線の大きさ、
位置及び発生するプラズマの種類、温度、密度を制御す
る制御手段とを有することを特徴としている。上記制御
手段は、磁気中性線に鉛直な断面において磁気中性線上
で交叉する偶数本の磁力線のうち少なくとも一対の磁力
線が磁気中性線以外の点で互いに連結するように磁気中
性線の発生手段の励磁を制御する励磁制御装置と、上記
プラズマを連続的に生成する手段へ導入される高周波電
力を制御して生成されるプラズマを制御する高周波電力
制御装置を備えている。また上記磁気中性線の発生手段
の励磁を制御する励磁制御装置は、磁気中性線に鉛直な
断面において磁気中性線上で交叉する偶数本の磁力線の
うち少なくとも一対の磁力線が磁気中性線以外の点で互
いに連結し、且つ磁気中性線の大きさを変えた時にその
互いに連結する磁力線が真空チャンバーの内壁を貫く
か、もしくは内壁に接触するように構成され得る。
【０００６】
【作用】磁気中性線放電プラズマの極めて特徴的な点は
プラズマの発生位置を空間的に設定できることにある。
特に周壁断面が同形の閉曲線の場合、同一断面形状を保
ちつつ大きさ及びウェハーからの距離を変える時、磁気
中性線に鉛直な断面において磁気中性線上で交叉する偶
数本の磁力線のうち、磁気中性線以外の点で互いが連結
する構造をもち、且つ真空チャンバー内壁を貫くかもし
くは内壁に接触する少なくとも一対の磁力線が、その内
壁を貫くか接触する位置が変わることにより、磁気中性
線上に生成したプラズマから当該磁力線に沿って飛び出
してくるイオンや電子との衝突によって、内壁表面全面
に亘って計画的に放電洗浄することを可能とするもので
ある。
プラズマの発生位置を空間的に設定できることにある。
特に周壁断面が同形の閉曲線の場合、同一断面形状を保
ちつつ大きさ及びウェハーからの距離を変える時、磁気
中性線に鉛直な断面において磁気中性線上で交叉する偶
数本の磁力線のうち、磁気中性線以外の点で互いが連結
する構造をもち、且つ真空チャンバー内壁を貫くかもし
くは内壁に接触する少なくとも一対の磁力線が、その内
壁を貫くか接触する位置が変わることにより、磁気中性
線上に生成したプラズマから当該磁力線に沿って飛び出
してくるイオンや電子との衝突によって、内壁表面全面
に亘って計画的に放電洗浄することを可能とするもので
ある。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して本発明の
実施例にもとずき発明の実施の形態について説明する。
実施例にもとずき発明の実施の形態について説明する。
【実施例】図１は本発明の一実施例の磁気中性線プラズ
マ型放電洗浄装置を縦断面図で原理的に示したもので、
１は円筒形誘電体真空チャンバーで、その下部に排気口
２、上部に使用気体導入口３がそれぞれ設けられてい
る。４〜６は電磁コイルであり、磁場零の空間的位置が
連続して存在することによって発生される磁気中性線７
を形成するようにされている。電磁コイル４、６は順巻
きコイル、電磁コイル５は逆巻きコイルであり、いずれ
も誘電体真空チャンバー１の側壁の外側に設けられてい
る。真空チャンバー１の外側に設けられた中間の電磁コ
イル５と真空チャンバー１の外側との間には、プラズマ
生成用高周波コイル８が設けられている。このプラズマ
生成用高周波コイル８は高周波電源９に接続されてい
る。また10はウェハーで、架台11上に装着され、この架
台11は高周波電源12に接続されている。13は電磁コイル
４〜６の励磁制御装置、また14はプラズマ生成用高周波
コイル８の高周波電源９の制御装置である。このように
構成した装置は例えばエッチング処理工程においては、
プラズマ生成用高周波コイル８を高周波電源９に接続す
ると共に架台11にも高周波電源12を接続し、両方よりパ
ワーを導入して処理が行なわれる。
マ型放電洗浄装置を縦断面図で原理的に示したもので、
１は円筒形誘電体真空チャンバーで、その下部に排気口
２、上部に使用気体導入口３がそれぞれ設けられてい
る。４〜６は電磁コイルであり、磁場零の空間的位置が
連続して存在することによって発生される磁気中性線７
を形成するようにされている。電磁コイル４、６は順巻
きコイル、電磁コイル５は逆巻きコイルであり、いずれ
も誘電体真空チャンバー１の側壁の外側に設けられてい
る。真空チャンバー１の外側に設けられた中間の電磁コ
イル５と真空チャンバー１の外側との間には、プラズマ
生成用高周波コイル８が設けられている。このプラズマ
生成用高周波コイル８は高周波電源９に接続されてい
る。また10はウェハーで、架台11上に装着され、この架
台11は高周波電源12に接続されている。13は電磁コイル
４〜６の励磁制御装置、また14はプラズマ生成用高周波
コイル８の高周波電源９の制御装置である。このように
構成した装置は例えばエッチング処理工程においては、
プラズマ生成用高周波コイル８を高周波電源９に接続す
ると共に架台11にも高周波電源12を接続し、両方よりパ
ワーを導入して処理が行なわれる。
【０００８】次に図２を参照して洗浄機能について説明
する。図２は磁気中性線放電プラズマを利用して円筒形
誘電体真空チャンバー１の内壁の洗浄作用を原理的に示
すものである。図面は円筒形誘電体真空チャンバー１の
縦断面を表したもので、15は磁力線、16は磁力線15がチ
ャンバー１を貫くところであり、７は磁気中性線であ
る。図２のａからｂ、ｃの順に磁気中性線７の半径を小
さくすると、磁気中性線７で交叉する磁力線15が円筒形
誘電体真空チャンバー１の壁を貫く位置は上下に離れて
ゆき、円筒形誘電体真空チャンバー１の半径と長さを適
宜選択することにより、その貫く位置は円筒内面のみな
らず、上蓋面、下底にも及ぶことができる。このことに
より、磁気中性線上に発生したプラズマの多くは移動し
易い上記磁力線に沿って円筒形誘電体真空チャンバー１
の内面いたる所に直ちに達することになり、使用気体の
種類やその流入速度を適宜選択すると共に磁気中性線の
半径の変動や上下方向の位置の移動速度を円筒形誘電体
真空チャンバー１の内面の汚染度に応じて導入高周波電
力の制御と併せ適宜設定することにより短時間の真空チ
ャンバー内壁を洗浄することが実現される。
する。図２は磁気中性線放電プラズマを利用して円筒形
誘電体真空チャンバー１の内壁の洗浄作用を原理的に示
すものである。図面は円筒形誘電体真空チャンバー１の
縦断面を表したもので、15は磁力線、16は磁力線15がチ
ャンバー１を貫くところであり、７は磁気中性線であ
る。図２のａからｂ、ｃの順に磁気中性線７の半径を小
さくすると、磁気中性線７で交叉する磁力線15が円筒形
誘電体真空チャンバー１の壁を貫く位置は上下に離れて
ゆき、円筒形誘電体真空チャンバー１の半径と長さを適
宜選択することにより、その貫く位置は円筒内面のみな
らず、上蓋面、下底にも及ぶことができる。このことに
より、磁気中性線上に発生したプラズマの多くは移動し
易い上記磁力線に沿って円筒形誘電体真空チャンバー１
の内面いたる所に直ちに達することになり、使用気体の
種類やその流入速度を適宜選択すると共に磁気中性線の
半径の変動や上下方向の位置の移動速度を円筒形誘電体
真空チャンバー１の内面の汚染度に応じて導入高周波電
力の制御と併せ適宜設定することにより短時間の真空チ
ャンバー内壁を洗浄することが実現される。
【０００９】本発明の効果を具体的に示す実験例として
は、ＳｉＯ2ウェハーのＣ3Ｆ8やＣ4Ｆ8等のガスによる
高速エッチングプロセス処理を100回行い、真空チャン
バー外壁にセットされた内部観測用の水晶窓が失透した
段階で従来のＩＣＰプラズマによる洗浄効果と磁気中性
線放電プラズマによる効果とを同じパワーを用いて比較
した結果、失透が完全に消え去る迄の時間が磁気中性線
放電の方が遥に短くＩＣＰの時の1/6以下であった。こ
の比較実験例からも本発明における磁気中性線放電プラ
ズマによる洗浄効果が優れていることが判る。
は、ＳｉＯ2ウェハーのＣ3Ｆ8やＣ4Ｆ8等のガスによる
高速エッチングプロセス処理を100回行い、真空チャン
バー外壁にセットされた内部観測用の水晶窓が失透した
段階で従来のＩＣＰプラズマによる洗浄効果と磁気中性
線放電プラズマによる効果とを同じパワーを用いて比較
した結果、失透が完全に消え去る迄の時間が磁気中性線
放電の方が遥に短くＩＣＰの時の1/6以下であった。こ
の比較実験例からも本発明における磁気中性線放電プラ
ズマによる洗浄効果が優れていることが判る。
【００１０】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明は、磁
気中性線放電プラズマを用いて真空チャンバー内壁の洗
浄を短時間のうちに行うことができ、特に半導体や液晶
等生産のために使用されるあらゆる種類の表面処理後に
生産性向上のため短時間で真空チャンバー内壁の再洗浄
を実現するものである。その際特に留意すべきは、磁気
中性線放電プラズマ方式そのものも表面処理に有効な働
きをもつが、表面処理を磁気中性線放電プラズマ方式以
外の方式で行った後においても洗浄に本発明を利用する
ことが可能なことである。
気中性線放電プラズマを用いて真空チャンバー内壁の洗
浄を短時間のうちに行うことができ、特に半導体や液晶
等生産のために使用されるあらゆる種類の表面処理後に
生産性向上のため短時間で真空チャンバー内壁の再洗浄
を実現するものである。その際特に留意すべきは、磁気
中性線放電プラズマ方式そのものも表面処理に有効な働
きをもつが、表面処理を磁気中性線放電プラズマ方式以
外の方式で行った後においても洗浄に本発明を利用する
ことが可能なことである。
【図１】 本発明の一実施例による磁気中性線プラズマ
型放電洗浄装置を示す概略縦断面図。
型放電洗浄装置を示す概略縦断面図。
【図２】 ａ、ｂ、ｃは本発明の磁気中性線プラズマ型
放電洗浄装置の動作説明図。
放電洗浄装置の動作説明図。
１ 誘電体真空チャンバー ２ 排気口 ３ 使用気体導入口 ４、５、６ 電磁コイル ７ 磁気中性線 ８ プラズマ生成用高周波コイル ９ 高周波電源 10 被処理体（ウェハー） 11 架台 12 高周波電源 13 電磁コイルの励磁制御装置 14 高周波電源９の制御装置 15 磁力線 16 磁力線が誘電体真空チャンバーを貫く、または接触
する位置
する位置
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ２３Ｇ 5/00 Ｃ２３Ｇ 5/00 Ｈ０１Ｌ 21/304 ３４１ Ｈ０１Ｌ 21/304 ３４１Ｄ // Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｈ０５Ｈ 1/46 Ａ (72)発明者 藤本 秀樹 神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地 日本真空 技術株式会社内 (72)発明者 内田 岱二郎 神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地 日本真空 技術株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 真空チャンバー内で磁場零の点が空間的
に連なることによって閉曲線状に形成される磁気中性線
を発生する手段と、閉曲線状に形成された磁気中性線に
沿って誘電電場を印加することにより、プラズマを連続
的に生成する手段と、閉曲線状に形成される磁気中性線
の大きさ、位置及び発生するプラズマの種類、温度、密
度を制御する制御手段とを有することを特徴とする磁気
中性線プラズマ型放電洗浄装置。 - 【請求項２】 上記制御手段は、磁気中性線に鉛直な断
面において磁気中性線上で交叉する偶数本の磁力線のう
ち少なくとも一対の磁力線が磁気中性線以外の点で互い
に連結するように磁気中性線の発生手段の励磁を制御す
る励磁制御装置を備えていることを特徴とする請求項１
に記載の磁気中性線プラズマ型放電洗浄装置。 - 【請求項３】 上記励磁制御装置は、磁気中性線に鉛直
な断面において磁気中性線上で交叉する偶数本の磁力線
のうち少なくとも一対の磁力線が磁気中性線以外の点で
互いに連結し、且つ磁気中性線の大きさを変えた時にそ
の互いに連結する磁力線が真空チャンバーの内壁を貫く
か、もしくは内壁に接触するように構成されている請求
項２に記載の磁気中性線プラズマ型放電洗浄装置。 - 【請求項４】 上記制御手段は、上記プラズマを連続的
に生成する手段へ導入される高周波電力を制御して生成
されるプラズマを制御する高周波電力制御装置を備えて
いることを特徴とする請求項１に記載の磁気中性線プラ
ズマ型放電洗浄装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8120447A JPH09302484A (ja) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | 磁気中性線プラズマ型放電洗浄装置 |
| EP97107305A EP0807951B1 (en) | 1996-05-15 | 1997-05-02 | Apparatus and method for cleaning the inner surface of a vacuum chamber with a magnetic neutral line discharged plasma |
| DE69739370T DE69739370D1 (de) | 1996-05-15 | 1997-05-02 | Vorrichtung und Verfahren zur Reinigung der inneren Oberfläche eines Vakuumgefässes mit einer Plasmaentladung mit magnetischer Neutrallinie |
| US08/851,614 US5762750A (en) | 1996-05-15 | 1997-05-06 | Magnetic neutral line discharged plasma type surface cleaning apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8120447A JPH09302484A (ja) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | 磁気中性線プラズマ型放電洗浄装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09302484A true JPH09302484A (ja) | 1997-11-25 |
Family
ID=14786434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8120447A Pending JPH09302484A (ja) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | 磁気中性線プラズマ型放電洗浄装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5762750A (ja) |
| EP (1) | EP0807951B1 (ja) |
| JP (1) | JPH09302484A (ja) |
| DE (1) | DE69739370D1 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1038042A1 (en) * | 1997-10-15 | 2000-09-27 | Tokyo Electron Limited | Apparatus and method for utilizing a plasma density gradient to produce a flow of particles |
| US6564810B1 (en) * | 2000-03-28 | 2003-05-20 | Asm America | Cleaning of semiconductor processing chambers |
| WO2002033728A1 (de) * | 2000-10-19 | 2002-04-25 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung und verfahren zum ätzen eines substrates mittels eines induktiv gekoppelten plasmas |
| WO2002037521A2 (en) * | 2000-11-03 | 2002-05-10 | Tokyo Electron Limited | Hall effect ion source at high current density |
| US20020170678A1 (en) * | 2001-05-18 | 2002-11-21 | Toshio Hayashi | Plasma processing apparatus |
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