JPH0987851A - マイクロ波プラズマ処理装置及び処理方法 - Google Patents

マイクロ波プラズマ処理装置及び処理方法

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JPH0987851A
JPH0987851A JP7243375A JP24337595A JPH0987851A JP H0987851 A JPH0987851 A JP H0987851A JP 7243375 A JP7243375 A JP 7243375A JP 24337595 A JP24337595 A JP 24337595A JP H0987851 A JPH0987851 A JP H0987851A
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chamber
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magnetic field
microwave
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Nobumasa Suzuki
伸昌 鈴木
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低圧領域でも高密度かつ大面積均一なプラズ
マを維持できるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
を提供する。 【解決手段】 プラズマ発生室101と、それにに連結
した処理室111と、該処理室内に設置される被処理基
体112を支持する手段と、該プラズマ発生室の周囲に
配された複数のスロットを備えて無終端環状導波管10
3を用いるマイクロ波導入手段と、該プラズマ発生室及
び該成膜室内にガスを導入する手段104、115と排
気する手段116とで構成されるマイクロ波プラズマ処
理装置であって、該複数のスロットの中心を含む面に節
面をもち該スロット近傍の磁界の磁束密度は基板近傍の
磁界の磁束密度よりも大きいカスプ磁界を発生する手段
105を有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波プラズ
マ処理装置及び方法に関する。更に詳しくは、本発明
は、大面積基体を低温で高速に高品質処理を行うため
に、1mTorr以下の低圧領域でも高密度かつ大面積
均一なプラズマを維持できるマイクロ波プラズマ処理装
置及び処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】マイクロ波をプラズマ生起用の励起源と
して使用するプラズマ処理装置としては、CVD装置、
エッチング装置等が知られている。
【0003】こうしたいわゆるマイクロ波プラズマCV
D装置を使用する成膜は例えば次のように行われる。即
ち、マイクロ波プラズマCVD装置のプラズマ発生室及
び成膜室内にガスを導入し、同時にマイクロ波エネルギ
ーを投入してプラズマ発生室内にプラズマを発生させガ
スを励起、分解して、成膜室内に配された基体上に堆積
膜を形成する。
【0004】また、いわゆるマイクロ波プラズマエッチ
ング装置を使用する被処理基体のエッチング処理は、例
えば次のようにして行われる。即ち、該装置の被処理室
内にエッチャントガスを導入し、同時にマイクロ波エネ
ルギーを投入して該エッチャントガスを励起、分解して
該処理室内にプラズマを発生させ、これにより該処理室
内に配された被処理基体の表面をエッチングする。
【0005】マイクロ波プラズマ処理装置においては、
ガスの励起源としてマイクロ波を使用することから、電
子を高い周波数をもつ電界により加速でき、ガス分子を
効率的に電離、励起させることができる。それ故、マイ
クロ波プラズマ処理装置については、ガスの電離効率、
励起効率及び分解効率が高く、高密度のプラズマを比較
的容易に形成し得る、低温で高速に高品質処理ができる
といった利点を有する。また、マイクロ波が誘電体を透
過する性質を有することから、プラズマ処理装置を無電
極放電タイプのものして構成でき、これが故に高清浄な
プラズマ処理を行い得るという利点もある。
【0006】こうしたマイクロ波プラズマ処理装置の更
なる高速化のために、電子サイクロトロン共鳴(EC
R)を利用したプラズマ処理装置が実用化されてきてい
る。ECRは、磁束密度87.5mTの場合、磁力線の
周りを電子が回転する電子サイクロトロン周波数が、マ
イクロ波の一般的な周波数2.45GHzと一致し、電
子がマイクロ波を共鳴的に吸収して加速され、高密度プ
ラズマが発生する現象である。こうしたECRプラズマ
処理装置においては、マイクロ波導入手段と磁界発生手
段との構成について、代表的なものとして次の4つの構
成が知られている。
【0007】即ち、(i)導波管を介して伝送されるマ
イクロ波を被処理基体の対向面から透過窓を介して円筒
状のプラズマ発生室に導入し、プラズマ発生室の中心軸
と同軸の発散磁界をプラズマ発生室の周辺に設けられた
電磁コイルを介して導入する構成(NTT方式);(i
i)導波管を介して伝送されるマイクロ波を被処理基体
の対向面から釣鐘状のプラズマ発生室に導入し、プラズ
マ発生室の中心軸と同軸の磁界をプラズマ発生室の周辺
に設けられた電磁コイルを介して導入する構成(日立方
式);(iii)円筒状スロットアンテナの一種であるリジ
ターノコイルを介してマイクロ波を周辺からプラズマ発
生室に導入し、プラズマ発生室の中心軸と同軸の磁界を
プラズマ発生室の周辺に設けられた電磁コイルを介して
導入する構成(リジターノ方式);(iv)導波管を介し
て伝送されるマイクロ波を被処理基体の対向面から平板
状のスロットアンテナを介して円筒状のプラズマ発生室
に導入し、アンテナ平面に平行なループ状磁界を平面ア
ンテナの背面に設けられた永久磁石を介して導入する構
成(平面スロットアンテナ方式)、である。
【0008】マイクロ波プラズマ処理装置の例として、
近年、マイクロ波の均一で効率的な導入装置として複数
のスロットが内側面に形成された環状導波管を用いた装
置が提案されている(特許出願番号H3−29301
0)。このマイクロ波プラズマ処理装置を図5に示す。
1101はプラズマ発生室、1102はプラズマ発生室
1101を形成する石英管、1103はマイクロ波をプ
ラズマ発生室1101に導入するためのスロット付環状
導波管、1104はプラズマ発生用ガス導入手段、11
11はプラズマ発生室1101に連結した処理室、11
12は被処理基体、1113は基体1112の支持体、
1114は基体1112を加熱するヒータ、1115は
処理用ガス導入手段、1116は排気である。プラズマ
の発生及び処理は以下のようにして行う。排気系(不図
示)を介してプラズマ発生室1101内及び処理室11
11内を真空排気する。続いてプラズマ発生用ガスをガ
ス導入口1104を介して所定の流量でプラズマ発生室
1101内に導入する。次に排気系(不図示)に設けら
れたコンダクタンスバルブ(不図示)を調整し、プラズ
マ発生室1101内を所定の圧力に保持する。マイクロ
波電源(不図示)より所望の電力を環状導波管1103
を介してプラズマ発生室1101内に供給する。電子が
マイクロ波電界により加速され、プラズマ発生室110
1内に高密度プラズマが発生する。このときに処理用ガ
ス導入管1115を介して処理用ガスを処理室1111
内に導入しておくと処理用ガスは発生した高密度プラズ
マにより励起され、支持体1113上に載置された被処
理基体1112の表面を処理する。この際用途に応じ
て、プラズマ発生用ガス導入口1104に処理用ガスを
導入してもよい。
【0009】このようなマイクロ波プラズマ処理装置を
用いることにより、大口径空間に均一な電子温度3eV
以下、電子密度1012/cm2 台の低温高密度プラズマ
が発生でき、ガスを充分に反応させ活性な状態で基板に
供給できるので、低温でも高品質で高速な処理が可能に
なる。
【0010】しかしながら、図11に示したような低温
高密度プラズマを発生するマイクロ波プラズマ処理装置
を用いて、低温で処理を行う場合、性能上より有利にな
る1mTorr以下の圧力領域で電子密度が低下し、放
電が不安定にある等の不充分点がある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる目的
は、上述した従来のマイクロ波プラズマ処理装置におけ
る問題点を解決し、低温で高品質な処理を高速に行うた
めに、1mTorr以下の低圧領域でも高密度かつ大面
積均一なプラズマを維持できるプラズマ処理装置及びプ
ラズマ処理方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、従来の
マイクロ波プラズマ処理装置における上述した問題点を
解決し、上記目的を達成すべく鋭意努力した結果、概
要、前記スロット付環状導波管の複数のスロットの中心
を含む面に節面をもち該基板支持手段に略垂直な磁力線
をもち該スロット近傍の磁界の磁束密度は基板近傍の磁
界の磁束密度よりも大きいカスプ磁界を発生する手段を
設けることにより、低温で高品質な処理を高速に行うた
めに1mTorr以下の低圧領域でも高密度かつ大面積
均一なプラズマを維持できるという知見を得て完成され
たもので、前記目的は以下の手段によって達成される。
【0013】即ち、本発明は、プラズマ発生室と、該プ
ラズマ発生室に連結した処理室と、該処理室内に設置さ
れる被処理基体を支持する手段と、該プラズマ発生室の
周囲に配された複数のスロットを備えて無終端環状導波
管を用いるマイクロ波導入手段と、該プラズマ発生室及
び該成膜室内にガスを導入する手段と、該プラズマ発生
室及び該成膜室内を排気する手段とで構成されるマイク
ロ波プラズマ処理装置であって、該複数のスロットの中
心を含む面に節面をもち該スロット近傍の磁界の磁束密
度は基板近傍の磁界の磁束密度よりも大きいカスプ磁界
を発生する手段を有することを特徴とするマイクロ波プ
ラズマ処理装置を提案するものであり、前記スロット近
傍の磁界がマイクロ波の周波数の略3.57×10-11
(T/Hz)倍の磁束密度をもつこと、前記基体支持手
段に略垂直な磁力線をもつこと、前記磁界発生手段が、
前記環状導波管を挟んで上下に配された電磁コイルであ
ること、前記真空容器内のプラズマ発生領域とは隔離さ
れた位置に基体支持手段が配されていること、前記被処
理基体表面に紫外光を照射する手段を有すること、前記
基体支持手段に高周波バイアスを印加する手段を有する
ことを含む。
【0014】また、本発明はプラズマ発生室と、該プラ
ズマ発生室に連結した処理室と、該処理室内に設置され
る被処理基体を支持する手段と、該プラズマ発生室の周
囲に配された複数のスロットを備えた無終端環状導波管
を用いるマイクロ波導入手段と、該複数のスロットの略
中心を含む節面をもつ磁力線をもち該スロット近傍の磁
界の磁束密度は基板近傍の磁界の磁束密度よりも大きい
カスプ磁界を発生する手段と、該プラズマ発生室及び該
処理室内にガスを導入する手段と、該プラズマ発生室及
び該処理室内を排気する手段とで構成されるマイクロ波
プラズマ処理装置を用いて、該基体支持体上に被処理基
体を設置する工程と、該プラズマ発生室及び該処理室内
を排気する工程と、該プラズマ発生室及び該処理室内に
ガスを導入し所定の圧力に保持する工程と、該プラズマ
発生室にマイクロ波を導入すると共に磁界を供給してプ
ラズマを発生せしめ該基体を処理する工程とを含むこと
を特徴とするマイクロ波プラズマ処理方法を提案するも
のであり、前記処理はエッチングであること、前記処理
は、CVDであること、紫外光照射手段を用い、薄膜形
成中に前記被覆基体表面上に紫外光を照射すること、前
記被処理基体はプラスチック基板であることを含む。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照して更
に詳細に説明する。
【0016】本発明のマイクロ波プラズマ処理装置を図
1に示す。101はプラズマ発生室、102はプラズマ
発生室101を形成する石英管、103はマイクロ波を
プラズマ発生室101に導入するためのスロット付環状
導波管、104はプラズマ発生用ガス導入手段、105
はスロット付環状導波管103の複数のスロットの中心
を含む面に節面をもち該基板支持手段に略垂直な磁力線
をもち該スロット近傍の磁界の磁束密度は基板近傍の磁
界の磁束密度よりも大きいカスプ磁界を発生する磁界発
生手段、111はプラズマ発生室に連結した処理室、1
12は被処理基体、113は基体112の支持体、11
4は基体112を加熱するヒータ、115は処理用ガス
導入手段、116は排気である。
【0017】プラズマの発生及び処理は以下のようにし
て行う。排気系(不図示)を介してプラズマ発生室10
1内及び処理室111内を真空排気する。続いてプラズ
マ発生用ガスをガス導入口104を介して所定の流量で
プラズマ発生室101内に導入する。次に排気系(不図
示)に設けられたコンダクタンスバルブ(不図示)を調
整し、プラズマ発生室101内及び処理室111を所定
の圧力に保持する。磁界発生手段105を用いてプラズ
マ発生室101内にカスプ磁界を発生すると共に、マイ
クロ波電源(不図示)より所望の電力を環状導波管10
3を介してプラズマ発生室101内に供給することによ
りプラズマ発生室101内にプラズマが発生する。この
ときに処理用ガス導入管115を介して処理用ガスを処
理室1111内に導入しておくと処理用ガスは発生した
高密度プラズマにより励起され、支持体113上に載置
された被処理基体112の表面上に成膜する。この際用
途に応じて、プラズマ発生用ガス導入口104に処理用
ガスを導入してもよい。
【0018】スロット付環状導波管の複数のスロットの
中心を含む面に節面をもち該基板支持手段に略垂直な磁
力線をもち該スロット近傍の磁界の磁束密度は基板近傍
の磁界の磁束密度よりも大きいカスプ磁界を発生するこ
とにより、電子が磁力線に沿ってスロット近傍から基板
近傍へ長行程を磁力線の周りに回転しながら拡散し、か
つ電子の壁への拡散・再結合による損失が抑えられるの
で、低温で高品質な処理を高速に行うために1mTor
r以下の低圧領域でも高密度かつ大面積均一なプラズマ
を維持することが可能になる。
【0019】本発明のマイクロ波プラズマ処理装置にお
いて用いられるマイクロ波周波数は、0.8GHz乃至
20GHzの範囲から適宜選択することができる。
【0020】本発明のマイクロ波プラズマ処理装置にお
いて用いられる導波管の形状は、円筒状ものでも、プラ
ズマ発生室の形状によって円盤状や多角形等他の形でも
よい。
【0021】本発明のマイクロ波プラズマ処理装置にお
いて用いられる磁界発生手段としては、スロット付環状
導波管の複数のスロットの中心を含む面に節面をもち基
板支持手段に略垂直な磁力線をもちスロット近傍の磁界
の磁束密度は基板近傍の磁界の磁束密度よりも大きいカ
スプ磁界を発生できるものなら、コイル以外でも、永久
磁石でも使用可能である。コイルを用いる場合には過熱
防止のための水冷機構や空冷等他の冷却手段を用いても
よい。ここにスロット付環状導波管の複数のスロットの
中心を含む面の節面とはカスプ磁界の磁力線が横切らな
い面をいう。また、処理のより高品質化のため、紫外光
を基体表面に照射してもよい。光源としては、被処理基
体もしくは基体上に付着したガスに吸収される光を放射
するものなら適用可能で、エキシマレーザ、エキシマラ
ンプ、希ガス共鳴線ランプ、低圧水銀ランプ等が適当で
ある。
【0022】本発明のマイクロ波プラズマ処理方法にお
ける発生室内もしくは処理室内の圧力は好ましくは0.
05mTorr乃至1.0mTorrの範囲から選択す
ることができる。
【0023】本発明のマイクロ波プラズマ処理方法によ
る堆積膜の形成は、使用するガスを適宜選択することに
よりSi34 ,SiO2 ,Ta25 ,TiO2 ,T
iN,Al23 ,AlN,MgF2 等の絶縁膜、a−
Si,poly−Si,SiC,GaAs等の半導体
膜、Al,W,Mo,Ti,Ta等の金属膜等、各種の
堆積膜を効率よく形成することが可能である。
【0024】本発明のプラズマ処理方法によりする基体
は、半導体であっても、導電性のものであっても、ある
いは電気絶縁性のものであってもよいが、耐熱性の低い
プラスチック等の基体の場合、特に効果を発揮する。
【0025】導電性基体としては、Fe,Ni,Cr,
Al,Mo,Nb,Ta,V,Ti,Pt,Pb等の金
属またはこれらの合金、例えば真鍮、ステンレス鋼等が
挙げられる。
【0026】絶縁性基体としては、SiO2 系の石英や
各種ガラス、Si34 ,NaCl,KCl,LiF,
CaF2 ,BaF2 ,Al23 ,AlN,NgO等の
無機物、ポリエチレン、ポリエステル、ポリカーボネー
ト、セロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビ
ニリデン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド等の
有機物のフィルムシート等が挙げられる。
【0027】薄膜形成用ガスとしては、一般に公知のガ
スが使用できる。プラズマの作用で容易に分解され単独
でも堆積し得るガスは、化学量論的組成の達成やプラズ
マ発生室内の膜付着防止のため成膜室内の成膜用ガス導
入手段等を介して成膜室内へ導入することが望ましい。
また、プラズマの作用で容易に分解されにくく単独では
堆積し難いガスは、プラズマ発生室内のプラズマ発生用
ガス導入口を介してプラズマ発生室内へ導入することが
望ましい。
【0028】a−Si,poly−Si,SiC等のS
i系半導体薄膜を形成する場合の成膜ガス導入手段を介
して導入するSi原子を含有する原料としては、SiH
4 ,Si26 等の無機シラン類、テトラエチルシラン
(TES)、テトリアメチルシラン(TMS)、ジメチ
ルシラン(DMS)等の有機シラン類、SiF4 ,Si
26 ,SiHF3 ,SiH22 ,SiCl4 ,Si
2 Cl6 ,SiHCl 3 ,SiH2 Cl2 ,SiH3
l,SiCl22 等のハロシラン類等、常温常圧でガ
ス状態であるものまたは容易にガス化し得るものが挙げ
られる。また、この場合のプラズマ発生用ガス導入口を
介して導入するプラズマ発生用ガスとしては、H2 ,H
e,Ne,Ar,Kr,Xe,Rnが挙げられる。
【0029】Si34 ,SiO2 等のSi化合物系薄
膜を形成する場合の成膜用ガス導入手段を介して導入す
るSi原子を含有する原料としては、SiH4 ,Si2
6等の無機シラン類、テトラエトキシシラン(TEO
S)、テトラメトキシシラン(TMOS)、オクタメチ
ルシクロテトラシラン(OMCTS)等の有機シラン
類、SiF4 ,Si26 ,SiHF3 ,SiH2
2 ,SiCl4 ,Si2 Cl6 ,SiHCl3 ,SiH
2 Cl2 ,SiH3 Cl,SiC22 等のハロシラン
類等、常温常圧でガス状態であるものまたは容易にガス
化し得るものが挙げられる。また、この場合のプラズマ
発生用ガス導入口を介して導入する原料としては、N
2 ,NH3 ,N24 ,ヘキサメチルジシラン(HMD
S)、O2 ,O 3 ,H2 O,NO,N2 O,NO2 等が
挙げられる。
【0030】Al,W,Mo,Ti,Ta等の金属薄膜
を形成する場合の成膜用ガス導入手段を介して導入する
金属原子を含有する原料としては、トリメチルアルミニ
ウム(TMAl)、トリエチルアルミニウム(TEA
l)、トリイソブチルアルミニウム(TIBAl)、ジ
メチルアルミニウムハイドライド(DMAlH)、タン
グステンカルボニル(W(CO)6 )、モリブデンカル
ボニル(Mo(CO)6)、トリメチルガリウム(TM
Ga)、トリエチルガリウム(TEGa)等の有機金
属、AlCl3 ,WF6 ,TiCl3 ,TaCl5 等の
ハロゲン化金属等が挙げられる。また、この場合のプラ
ズマ発生用ガス導入口を介して導入するプラズマ発生用
ガスとしては、H2 ,He,Ne,Ar,Kr,Xe,
Rnが挙げられる。
【0031】Al23 ,AlN,Ta25 ,TiO
2 ,TiN,WO3 等の金属化合物薄膜を形成する場合
の成膜用ガス導入手段を介して導入する金属原子を含有
する原料としては、トリメチルアルミニウム(TMA
l)、トリエチルアルミニウム(TEAl)、トリイソ
ブチルアルミニウム(TIBAl)、ジメチルアルミニ
ウムハイドライド(DMAlH)、タングステンカルボ
ニル(W(CO)6 )、モリブデンカルボニル(Mo
(CO)6 )、トリメチルガリウム(TMGa)、トリ
エチルガリウム(TEGa)等の有機金属等が挙げられ
る。AlCl3 ,WF6 ,TiCl3 ,TaCl5 等の
ハロゲン化金属等が挙げられる。また、この場合のプラ
ズマ発生用ガス導入口を介して導入するプラズマ発生用
ガスとしては、O2 ,O3 ,H2 O,NO,N2 O,N
2 ,N2 ,NH3 ,N24 ,ヘキサメチルジシラザ
ン(HMDS)等が挙げられる。
【0032】また本発明のマイクロ波プラズマ処理装置
を表面改質にも適用する場合、使用するガスを適宜選択
することにより例えば基体もしくは表面層としてSi,
Al,Ti,Zn,Ta等を使用してこれら基体もしく
は表面層の酸化処理あるいは窒化処理更にはB,As、
P等のドーピング処理等が可能である。更に本発明にお
いて採用する成膜技術はクリーニング方法にも適用でき
おる。その場合酸化物あるいは有機物や重金属等のクリ
ーニングに使用することもできる。
【0033】基体を酸化表面処理する場合のプラズマ発
生用ガス導入口を介して導入する酸化性ガスとしては、
2 、O3 ,H2 O,No,N2 O,NO2 等が挙げら
れる。また、基体を窒化表面処理する場合のプラズマ発
生用ガス導入口を介して導入する窒化性ガスとしては、
2 ,NH3 ,N24 ,ヘキサメチルジシラザン(H
MDS)等が挙げられる。この場合成膜しないので、処
理用ガス導入手段を介して処理用ガスは導入しない、も
しくはプラズマ発生用ガス導入口を介して導入するガス
と同様のガスを導入する。
【0034】基体表面の有機物をクリーニングする場合
のプラズマ発生用ガス導入口から導入するクリーニング
用ガスとしては、O2 、O3 、H2 O,No,N2 O,
NO 2 等が挙げられる。また、基体表面の無機物をクリ
ーニングする場合のプラズマ発生用ガス導入口から導入
するクリーニング用ガスとしては、F2 ,CF4 ,CH
22 ,C26 ,CF2 Cl2 ,SF6 ,NF3 等が
挙げられる。この場合成膜しないので、成膜用ガス導入
手段を介して原料ガスは導入しない、もしくはプラズマ
発生用ガス導入口を介して導入するガスと同様のガスを
導入する。
【0035】
【実施例】以下装置の実施例を挙げて本発明のマイクロ
波プラズマ処理装置をより具体的に説明するが、本発明
はこれら実施例に限定されるものではない。
【0036】実施例1 本発明の一例であるマイクロ波プラズマ処理装置を図1
に示す。101はプラズマ発生室、102はプラズマ発
生室101を構成する石英管、103はマイクロ波をプ
ラズマ発生室101に導入するためのスロット付環状導
波管、104はプラズマ発生用ガス導入手段、105は
磁界発生手段、111はプラズマ発生室に連結した処理
室、112は被処理基体、113は基体112の支持
体、114は基体112を加熱するヒータ、115は処
理用ガス導入手段、116は排気である。
【0037】環状導波管103は、内壁断面の寸法がW
RT−2規格導波管と同じ27mm×96mmであっ
て、中心径が354mmである。環状導波管103の材
質は、機械的強度を保つためステンレス鋼で構成されて
いて、その内壁面にはマイクロ波の伝搬損失を抑えるた
め銅をコーティングした上に更に銀をコーティングした
二層メッキが施されている。環状導波管103には、マ
イクロ波をプラズマ発生室101へ導入するためのスロ
ットが形成されている。スロットの形状は長さ42m
m、幅2mmの矩形であり、管内波長の1/4間隔に形
成されている。管内波長は、使用するマイクロ波の周波
数と導波管の断面の寸法に依存するが、周波数2.45
GHzのマイクロ波と上記の寸法を導波管を用いた場合
は約159mmである。使用した環状導波管103で
は、スロットは約40mm間隔で28個形成されてい
る。
【0038】環状導波管103には、4Eチューナ、方
向性結合器、アイソレータ、2.45GHzの周波数を
もつマイクロ波電源(不図示)が順に接続されている。
【0039】プラズマの発生及び処理は以下のようにし
て行う。排気系(不図示)を介してプラズマ発生室10
1内及び処理室111内を真空排気する。続いてプラズ
マ発生用のガスをガス導入口104を介して所定の流量
でプラズマ発生室101内に導入する。次に排気系(不
図示)に設けられたコンダクタンスバルブ(不図示)を
調整し、プラズマ発生室101内及び処理室111内を
所定の圧力に保持する。プラズマ発生室101内に、磁
界発生手段105を介して所望の磁界を発生する共に、
マイクロ波電源(不図示)より所望の電力を環状導波管
103を介して供給することによりプラズマ発生室10
1内にプラズマが発生する。このときに処理用ガス導入
管115を介して処理用ガスを処理室111内に導入し
ておくと処理用ガスは発生した高密度プラズマにより励
起され、支持体113上に載置された被処理基体112
の表面を処理する。この際用途に応じて、プラズマ発生
用ガス導入口104に処理ガスを導入してもよい。
【0040】図1に示したマイクロ波プラズマ処理装置
を使用して、Ar流量500sccm、圧力1mTor
r、マイクロ波パワー3.0kW、最大磁束密度90m
Tの条件でプラズマを発生させ、得られたプラズマの計
測を行った。プラズマ計測は、シングルプローブ法によ
り以下のようにして行った。プローブに印加する電圧を
−50から+50Vの範囲で変化させ、プローブに流れ
る電流をIーV測定器により測定し、得られたI−V曲
線からラングミュアらの方法により電子密度、電子温
度、プラズマ電位を算出した。その結果、電子密度は
2.7×1012/cm3 (φ200面内)、電子温度
3.6eVであり、低圧にも関わらず高密度なプラズマ
が形成されていることが確認された。
【0041】実施例2 本発明の一例である隔離プラズマ処理装置を図2に示
す。201はプラズマ発生室、202はプラズマ発生室
201を形成する石英管、203はマイクロ波をプラズ
マ発生室201に導入するためのスロット付環状導波
管、204はプラズマ発生用ガス導入手段、205は磁
界発生手段、211はプラズマ発生室に連結した処理
室、212は被処理基体、213は基体212の支持
体、214は基体212を加熱するヒータ、215は処
理用ガス導入手段、216は排気である。プラズマ−基
体間隔を装置例1と比較し100mm離してある。
【0042】プラズマの発生及び処理は以下のようにし
て行う。排気系(不図示)を介してプラズマ発生室20
1内及び処理室211内を真空排気する。続いてプラズ
マ発生用のガスをガス導入口204を介して所定の流量
でプラズマ発生室201内に導入する。次に排気系(不
図示)に設けられたコンダクタンスバルブ(不図示)を
調整し、プラズマ発生室201内を所定の圧力に保持す
る。次いで直流電源(不図示)より所望の電力をコイル
205に供給しプラズマ発生する201内に磁界を発し
させた後、プラズマ発生室201内にマイクロ波電源
(不図示)より所望の電力を環状導波管203を介して
供給する。コイル205によりプラズマ発生室201内
に生じた磁力線の廻り螺旋運動する電子がマイクロ波を
共鳴的に吸収して加速され、プラズマ発生室201内に
更に高密度プラズマが発生する。このときに処理用ガス
導入管215を介して処理用ガスを処理室211内に導
入しておくと処理用ガスは、発生した高密度プラズマに
より励起されたプラズマ発生用ガスと反応し、支持体2
13上に載置された被覆基体212の表面を処理する。
この際用途に応じて、プラズマ発生用ガス導入口204
に処理ガスを導入してもよい。
【0043】実施例3 本発明の一例である光アシストプラズマ処理装置を図3
に示す。301はプラズマ発生室、302はプラズマ発
生室301を形成する石英管、303はマイクロ波をプ
ラズマ発生室301に導入するためのスロット付環状導
波管、304はプラズマ発生用ガス導入手段、305は
磁界発生手段、311はプラズマ発生室に連結した処理
室、312は被処理基体、313は基体312の支持
体、314は基体312を加熱するヒータ、315は処
理用ガス導入手段、316は排気、321は基体312
の表面に紫外光を照射するための照明系、322は照明
系321からの可視紫外光をプラズマ発生室301を通
して処理室311へ導入する光導入窓である。
【0044】プラズマの発生及び処理は以下のようにし
て行なう。排気系(不図示)を介してプラズマ発生室3
01内及び処理室311内を真空排気する。続いて照明
系321からの可視紫外光を光導入窓322を通して基
体312表面に照射する共に基体312を所望の温度に
保持する。更にプラズマ発生用のガスをガス導入口30
4を介して所定の流量でプラズマ発生室301に導入す
る。次に排気系(不図示)に設けられたコンダクタンス
バルブ(不図示)を調整し、プラズマ発生室301内を
所定の圧力に保持する。プラズマ発生室301内に磁界
発生手段305を介して磁界を発生するともにマイクロ
波電源(不図示)より所望の電力を環状導波管303を
介して供給することによりプラズマ発生室301内にプ
ラズマが発生する。このときに処理ガス導入管315を
介して処理用ガスを処理室311内に導入しておくと処
理用ガスは発生した高密度プラズマにより励起され、支
持体313上に載置された被処理基体312の表面を処
理する。このとき表面は紫外光により活性化されるの
で、より高品質な処理が可能になる。この際用途に応じ
て、プラズマ発生用ガス導入口304に処理用ガスを導
入してもよい。
【0045】照明系321の光源としては、低圧水銀ラ
ンプ、キセノン−水銀ランプ、重水素ランプ、Ar共鳴
線ランプ、Kr共鳴線ランプ、Xe共鳴線ランプ、エキ
シマランプ、エキシマレーザ、Ar+ レーザ高調波、N
2 レーザ、YAGレーザ高調波等、基体表面もしくは基
体表面に付着したガスまたは前駆体に吸収される波長を
有する光源ならいずれのものも使用可能である。
【0046】実施例4 本発明の一例であるバイアスプラズマ処理装置を図4に
示す。401はプラズマ発生室、402はプラズマ発生
室401を形成する石英管、403はマイクロ波をプラ
ズマ発生室401に導入するためのスロット付環状導波
管、404はプラズマ発生用ガス導入手段、405は磁
界発生手段、411はプラズマ発生室に連結したプラズ
マ発生室、412は被処理基体、413は基体412の
支持体、414は基体412を加熱するヒータ、415
は処理用ガス導入手段、416は排気、417は基体支
持体412にバイアスを印加する高周波供給手段であ
る。プラズマの発生及び処理は以下のようにして行う。
排気系(不図示)を介してプラズマ発生室401内及び
処理室411内を真空排気する。続いてヒータ414を
介して基体412を所望の温度に加熱、保持する。更に
プラズマ発生用のガスをガス導入口404を介して所定
の流量でプラズマ発生室401内に導入する。次に排気
系(不図示)に設けられたコンダクタンスバルブ(不図
示)を調整し、プラズマ発生室401内を所定の圧力に
保持する。プラズマ発生室401内に磁界発生手段40
5を介して磁界を発生すると共にマイクロ波電源(不図
示)より所望の電力を環状導波管403を介して供給す
ることによりプラズマ発生室401内にプラズマが発生
する。
【0047】更に高周波供給手段417を介して基体支
持体413に高周波を印加することにより基体表面に自
己バイアスが発生する。このときに処理用ガス導入管4
15を介して処理用ガスを発生室411内に導入してお
くと処理用ガスは発生した高密度プラズマにより励起さ
れ、発生したイオンは自己バイアスにより加速され、支
持体413上に載置された被処理基体412の表面を処
理する。この際用途に応じて、プラズマ発生用ガス導入
口404に処理用ガスを導入してもよい。
【0048】高周波供給手段417の周波数は、100
kHzから20MHz、就中1MHzから5MHzが放
電安定性・自己バイアスの点で最適である。
【0049】以下、本発明の処理方法の実施例を挙げて
本発明のマイクロ波プラズマCVD方法をより具体的に
説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもので
はない。
【0050】実施例5 図1に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、光
磁気ディスク用窒化シリコン膜の形成を行った。
【0051】基体112としては、1.2μm幅グルー
プ付きのポリカーボネート(PC)基板(φ3.5イン
チ)を使用した。まず、PC基板112を基体支持体1
13上に設置した後、排気系(不図示)を介してプラズ
マ発生室101及び成膜室111内を真空排気し、10
-6Torrまで減圧させた。プラズマ発生用ガス導入口
104を介して窒素ガスを100sccm、アルゴンガ
スを600sccmの流量でプラズマ発生室101内に
導入した。同時に、成膜用ガス導入手段115を介して
モノシランガスを200sccmの流量で成膜室111
内に導入した。次いで、排気系(不図示)に設けられた
コンダクタンスバルブ(不図示)を調整し、成膜室11
1内を5mTorrに保持した。プラズマ発生室101
内に、磁界発生手段105を介して最大磁束密度90m
Tの磁界を発生すると共に2.45GHzのマイクロ波
電源より3.0kWの電力を環状導波管103を介して
供給した。かくして、プラズマ発生室101内にプラズ
マを発生させた。この際、プラズマ発生用ガス導入口1
04を介して導入された窒素ガスはプラズマ発生室10
1内で励起、分解されて活性種となり、シリコン基板1
12の方向に輸送され、成膜用ガス導入手段115を介
して導入されたモノシランガスと反応し、窒化シリコン
膜がシリコン基板112上に12秒の間に100nmの
厚さで形成された。成膜後、屈折率等の膜質について評
価した。
【0052】得られた窒化シリコン膜の成膜速度は、5
00nm/minと極めて大きく、膜質も屈折率2.
2、密着性・耐久性良好な極めて良質な膜であることが
確認された。また密度は2.9g/cm3 であり、磁界
を供給しない場合(2.7g/cm3 )よりも緻密な膜
が形成された。
【0053】実施例6 図1に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、プ
ラスチックレンズ反射防止用酸化シリコン膜及び窒化シ
リコン膜の形成を行った。
【0054】基体112としては、直径50mmプラス
チック凸レンズを使用した。レンズ112を基体支持台
113上に設置した後、排気系(不図示)を介してプラ
ズマ発生室101及び成膜室111内を真空排気し、1
-6Torrの値まで減圧させた。プラズマ発生用ガス
導入口104を介して窒素ガスを150sccmの流量
でプラズマ発生室201内に導入した。同時に、成膜用
ガス導入手段115を介してモノシランガスを100s
ccmの流量で成膜室111内に導入した。次いで、排
気系(不図示)に設けられたコンダクタンスバルブ(不
図示)を調整し、成膜室111内を1mTorrに保持
した。次いで、直流電源(不図示)より電力をコイル1
06に供給しプラズマ発生室101内に最大磁束密度9
0mTの磁界を発生させた後、2.45GHzのマイク
ロ波電源(不図示)より3.0kWの電力を環状導波管
103を介してプラズマ発生室101内に供給した。か
くして、プラズマ発生室101内にプラズマを発生させ
た。この際、プラズマ発生用ガス導入口104を介して
導入された窒素ガスはプラズマ発生室101内で励起、
分解されて窒素原子等の活性種となり、レンズ112の
方向に輸送され、成膜用ガス導入手段115を介して導
入されたモノシランガスと反応し、窒化シリコン膜がレ
ンズ112上に21nmの厚さで形成された。
【0055】次に、プラズマ発生用ガス導入口104を
介して酸素ガスを200sccmの流量でプラズマ発生
室101内に導入した。同時に、成膜用ガス導入手段1
15を介してモノシランガスを100sccmの流量で
成膜室111内に導入した。次いで、排気系(不図示)
に設けられたコンダクタンスバルブ(不図示)を調整
し、成膜室111内を1mTorrに保持した。次い
で、直流電源(不図示)より電力をコイル106に供給
しプラズマ発生室101内に最大磁束密度90mTの磁
界を発生させた後、2.45GHzのマイクロ波電源
(不図示)より2.0kWの電力を環状導波管103を
介してプラズマ発生室101内に供給した。かくして、
プラズマ発生室101内にプラズマを発生させた。この
際、プラズマ発生用ガス導入口104を介して導入され
た酸素ガスは、プラズマ発生室101内で励起、分解さ
れて酸素原子等の活性種となり、ガラス基板112の方
向に輸送され、成膜用ガス導入手段115を介して導入
されたモノシランガスと反応し、酸化シリコン膜がガラ
ス基板112上に86nmの厚さで形成された。成膜
後、成膜速度、反射特性について評価した。
【0056】得られた窒化シリコン膜及び酸化シリコン
膜の成膜速度はそれぞれ300nm/min、360n
m/minと良好で、膜質も500nm付近の反射率が
0.3%と極めて良好な光学特性であることが確認され
た。
【0057】実施例7 図1に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、半
導体素子保護用窒化シリコン膜の形成を行った。
【0058】基体112としては、Al配線パターン
(ラインアンドスペース0.5μm)が形成された層間
SiO2 膜付きP型単結晶シリコン(面方位<100
>、抵抗率10Ωcm)を使用した。まず、シリコン基
板112を基体支持体113上に設置した後、排気系
(不図示)を介してプラズマ発生室101及び成膜室1
11内を真空排気し、10-6Torrの値まで減圧させ
た。続いてヒータ(不図示)に通電し、シリコン基板1
12を300℃に加熱し、該基板をこの温度に保持し
た。プラズマ発生用ガス導入口104を介して窒素ガス
を500sccmの流量でプラズマ発生室101内に導
入した。同時に、成膜用ガス導入手段115を介してモ
ノシランガスを100sccmの流量で成膜室111内
に導入した。次いで、排気系(不図示)に設けられたコ
ンダクタンスバルブ(不図示)を調整し成膜室111内
を5mTorrに保持した。次いで、直流電源(不図
示)より電力をコイル106に供給しプラズマ発生室1
01内に最大磁束密度90mTの磁界を発生させた後、
2.45GHzのマイクロ波電源(不図示)より3.0
kWの電力を環状導波管103を介して供給した。かく
して、プラズマ発生室101内にプラズマを発生させ
た。この際、プラズマ発生用ガス導入口108を介して
導入された窒素ガスはプラズマ発生室101内で励起、
分解されて活性種となり、シリコン基板112の方向に
輸送され、成膜用ガス導入手段115を介して導入され
たモノシランガスと反応し、窒化シリコン膜がシリコン
基板112上に1,0μmの厚さで形成した。成膜後、
成膜速度、応力等の膜質について評価した。応力は成膜
前後の基板の反り量の変化をレーザ干渉計Zygo(商
品名)で測定し求めた。
【0059】得られた窒化シリコン膜の速度はそれぞれ
460nm/minと極めて大きく、膜質も応力1.1
×109 dyn/cm2 (圧縮)、リーク電流1.2×
10 -10 A/cm2 、絶縁耐圧9MV/cmと極めて良
質な膜であることが確認された。
【0060】実施例8 図1に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、半
導体素子BPSG膜のエッチングを行った。
【0061】基体112としては、ポリシリコンパター
ン(ラインアンドスペース0.5μm)上に1μm厚の
BPSG膜が形成されたP型単結晶シリコン基板(面方
位<100>、抵抗率10Ωcm)を使用した。まず、
シリコン基板112を基体支持体113上に設置した
後、排気系(不図示)を介してプラズマ発生室101及
びエッチング室111内を真空排気し、10-6Torr
の値まで減圧させた。プラズマ発生用ガス導入口104
を介してCF4 を300sccmの流量でプラズマ発生
室101内に導入した。次いで、排気系(不図示)に設
けられたコンダクタンスバルブ(不図示)を調整し、プ
ラズマ発生室101内を0.5mTorrに保持した。
次いで、直流電流(不図示)より電力をコイル106に
供給しプラズマ発生室101内に最大磁束密度90mT
の磁界を発生させた後、2.45GHzのマイクロ波電
源より1.5kWの電力を環状導波管103を介してプ
ラズマ発生室101内に供給した。かくして、プラズマ
発生室101内にプラズマを発生させた。プラズマ発生
用ガス導入口104を介して導入れたCF4 ガスはプラ
ズマ発生室101内で励起、分解されて活性種となり、
シリコン基板112の方向に輸送され、BPSG膜がエ
ッチングされた。エッチング後、エッチング速度選択
比、及びエッチング形状について評価した。エッチング
形状は、エッチングされた酸化シリコン膜の断面を走査
型電子顕微鏡(SEM)で観測し、評価した。
【0062】エッチング速度と対ポリシリコン選択比は
300nm/min、30と良好で、エッチング形状も
略垂直で、マイクロローディング効果も少ないことが確
認された。
【0063】実施例9 図2に示した隔離プラズマ処理装置を使用し、半導体素
子ゲート絶縁用酸化シリコン膜の形成を行った。
【0064】基体212としては、P型単結晶シリコン
(面方位<100>、抵抗率10Ωcm)を使用した。
シリコン基板212を基体支持体213上に設置した
後、排気系(不図示)を介してプラズマ発生室201及
び成膜室211内を真空排気し、10-6Torrの値ま
で減圧させた。続いてヒータ(不図示)に通電し、シリ
コン基板212を300℃に加熱し、シリコン基板21
2をこの温度に保持した。プラズマ発生用ガス導入口2
04を介して酸素ガスを200sccmの流量でプラズ
マ発生室201内に導入した。同時に、成膜用ガス導入
手段215を介してモノシランガスを50sccmの流
量で成膜室211内に導入した。次いで、排気系(不図
示)に設けられたコンダクタンスバルブ(不図示)を調
整し、プラズマ発生室201及び成膜室211内を20
mTorrに保持した。次いで、直流電源(不図示)よ
り電力をコイル206に供給しプラズマ発生室201内
に最大磁束密度90mTの磁界を発生させた後、2.4
5GHzのマイクロ波電源より1.5kWの電力を環状
導波管203を介してプラズマ発生室201内に供給し
た。かくして、プラズマ発生室201内にプラズマを発
生させた。この際、プラズマ発生用ガス導入口204を
介して導入された酸素ガスは、プラズマ発生室201内
で励起、分解されて酸素原子等の活性種となり、シリコ
ン基板212の方向に輸送され、成膜用ガス導入手段2
15を介して導入されたモノシランガスと反応し、酸化
シリコン膜がシリコン基板212上に0.1μmの厚さ
で形成した。成膜後、成膜速度、均一性、リーク電流、
絶縁耐圧、及び界面準位密度について評価した。界面準
位密度は容量測定器により得られた1MHzの高周波印
加の場合のC−V曲線より求めた。
【0065】得られた酸化シリコン膜の成膜速度と均一
性は110nm/min±2.3%と良好で、膜質もリ
ーク電流4×10-11 A/cm2 、絶縁耐圧11MV/
cm、界面準位密度6×1010cm-2であって、極めて
良質な膜であることが確認された。
【0066】実施例10 図3に示した光アシストマイクロ波プラズマ処理装置を
使用し、半導体素子層間絶縁用酸化シリコン膜の形成を
行った。
【0067】基体312としては、最上部にAlパター
ン(ラインアンドスペース0.5μm)が形成されたP
型単結晶シリコン(面方位<100>、抵抗率10Ωc
m)を使用した。まず、シリコン基板312を基体支持
体313上に設置した後、排気系(不図示)を介してプ
ラズマ発生室301及び成膜室311内を真空排気し、
10-6Torrの値まで減圧させた。続いて照明系32
1のKrCl* エキシマランプを点灯してシリコン基板
312表面における光照度が20mW/cm2となるよ
うに光をシリコン基板312の表面に照射した。続いて
ヒータ(不図示)に通電し、シリコン基板312を30
0℃に加熱し、該基板をこの温度に保持した。プラズマ
発生用ガス導入口304を介して酸素ガスを500sc
cmの流量でプラズマ発生室311内に導入した。同時
に、成膜用ガス導入手段315からテトラエトキシシラ
ン(TEOS)ガスを200sccmの流量で成膜室3
11内に導入した。次いで、排気系(不図示)に設けら
れたコンダクタンスバルブ(不図示)を調整し、プラズ
マ発生室301内を0.1Torr、成膜室311内を
0.5Torrに保持した。次いで、直流電源(不図
示)より電力をコイル306に供給しプラズマ発生室3
01内に最大磁束密度90mTの磁界を発生させた後、
2.45GHzのマイクロ波電源より1.5kWの電力
を環状導波管303を介してプラズマ発生室301内に
供給した。かくして、プラズマ発生室301内にプラズ
マを発生させた。この際、プラズマ発生用ガス導入口3
04を介して導入された酸素ガスはプラズマ発生室30
1内で励起、分解されて活性種となり、シリコン基板3
12の方向に輸送され、成膜用ガス導入手段315を介
して導入されたテトラエトキシシランガスと反応し、酸
化シリコン膜がシリコン基板312上に0.8μmの厚
さで形成した。成膜後、成膜速度、均一性、絶縁耐圧、
及び段差被覆性について評価した。段差被覆性は、Al
配線パターン上に成膜した酸化シリコン膜の断面を走査
型電子顕微鏡(SEM)で観測し、段差上の膜厚に対す
る段差側壁上の膜厚の比(カバーファクタ)を求め評価
した。
【0068】得られた酸化シリコン膜の成膜速度と均一
性は180nm/min±2.7%と良好で、膜質も絶
縁耐圧9.3MV/cm、カバーファクタ0.9であっ
て、良質な膜であることが確認された。
【0069】実施例11 図4に示したバイアスプラズマ処理装置を使用し、半導
体素子ゲート電極間ポリシリコン膜のエッチングを行っ
た。
【0070】基体412としては、最上部にポリシリコ
ン膜が形成されたP型単結晶シリコン(面方位<100
>、抵抗率10Ωcm)を使用した。まず、シリコン基
板412を基体支持体413上に設置した後、排気系
(不図示)を介してプラズマ発生室401及びエッチン
グ室411内を真空排気し、10-6Torrの値まで減
圧させた。プラズマ発生用ガス導入口404を介してC
4 ガスを300sccm、酸素を20sccmの流量
でプラズマ発生室411内に導入した。次いで、排気系
(不図示)に設けられたコンダクタンスバルブ(不図
示)を調整し、プラズマ発生室401内を0.5Tor
rに保持した。次いで、直流電源(不図示)より電力を
コイル406に供給しプラズマ発生室401内に最大磁
束密度90mTの磁界を発生させた後、高周波印加手段
417を介して400kHzに高周波を基板支持体41
3に印加すると共に、2.45GHzのマイクロ波電源
より5kWの電力を環状導はかん波管403を介してプ
ラズマ発生室401内に供給した。かくして、プラズマ
発生室401内にプラズマを発生させた。プラズマ発生
用ガス導入口404を介して導入されたCF4 ガス及び
酸素はプラズマ発生室401内で励起、分解されて活性
種となり、シリコン基板412の方向に輸送され、自己
バイアスにより加速されたイオンによりポリシリコン膜
がエッチングされた。エッチング後、エッチング速度、
選択比、及びエッチング形状について評価した。エッチ
ング形状は、エッチングされたポリシリコン膜の断面を
走査型電子顕微鏡(SEM)で観測し、評価した。
【0071】エッチング速度と対SiO2 選択比はそれ
ぞれ600nm/min,30と良好で、エッチング形
状も高周波を印加しない場合よいりも垂直で、マイクロ
ローディング効果も少ないことが確認された。
【0072】
【発明の効果】以上説明したように、スロット付環状導
波管の複数のスロットの中心を含む面に節面をもちスロ
ット近傍の磁界の磁束密度は基板近傍の磁界の磁束密度
よりも大きいカスプ磁界を発生する手段を設けることに
より、低温で高品質な処理を高速に行うために、1mT
orr以下の低圧領域でも高密度かつ大面積均一なプラ
ズマを維持できるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方
法を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一例を示すマイクロ波プラズマ処理装
置の模式図である。
【図2】本発明の一例を示すマイクロ波隔離プラズマ処
理装置の模式図である。
【図3】本発明の一例を示す光アシストマイクロ波プラ
ズマ処理装置の模式図である。
【図4】本発明の一例を示すバイアスマイクロ波プラズ
マ処理装置の模式図である。
【図5】従来例の一例であるマイクロ波プラズマ処理装
置の模式図である。
【符号の説明】
101,201,301,401 プラズマ発生室 102,202,302,402 石英管 103,203,303,403 スロット付環状導
波管 104,204,304,404 プラズマ発生用ガ
ス導入手段 105,205,305,405 磁界発生手段 111,211,311,411 処理室 112,212,312,412 被処理基体 113,213,313,413 支持体 114,214,314,414 ヒータ 115,215,315,415 処理用ガス導入手
段 116,216,316,416 排気

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラズマ発生室と、該プラズマ発生室に
    連結した処理室と、該処理室内に設置される被処理基体
    を支持する手段と、該プラズマ発生室の周囲に配された
    複数のスロットを備えて無終端環状導波管を用いるマイ
    クロ波導入手段と、該プラズマ発生室及び該成膜室内に
    ガスを導入する手段と、該プラズマ発生室及び該成膜室
    内を排気する手段とで構成されるマイクロ波プラズマ処
    理装置であって、該複数のスロットの中心を含む面に節
    面をもち該スロット近傍の磁界の磁束密度は基板近傍の
    磁界の磁束密度よりも大きいカスプ磁界を発生する手段
    を有することを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装
    置。
  2. 【請求項2】 前記スロット近傍の磁界がマイクロ波の
    周波数の略3.57×10-11 (T/Hz)倍の磁束密
    度をもつ請求項1に記載のマイクロ波プラズマ処理装
    置。
  3. 【請求項3】 前記基体支持手段に略垂直な磁力線をも
    つ請求項1または2記載のマイクロ波プラズマ処理装
    置。
  4. 【請求項4】 前記磁界発生手段が、前記環状導波管を
    挟んで上下に配された電磁コイルである請求項1乃至3
    のうちいずれか1項に記載のマイクロ波プラズマ処理装
    置。
  5. 【請求項5】 前記真空容器内のプラズマ発生領域とは
    隔離された位置に基体支持手段が配されている請求項1
    乃至4のうちいずれか1項に記載のマイクロ波プラズマ
    処理装置。
  6. 【請求項6】 前記被処理基体表面に紫外光を照射する
    手段を有する請求項1乃至5のうちいずれか1項に記載
    のマイクロ波プラズマ処理装置。
  7. 【請求項7】 前記基体支持手段に高周波バイアスを印
    加する手段を有する請求項1乃至6のうちいずれか1項
    に記載のマイクロ波プラズマ処理装置。
  8. 【請求項8】 プラズマ発生室と、該プラズマ発生室に
    連結した処理室と、該処理室内に設置される被処理基体
    を支持する手段と、該プラズマ発生室の周囲に配された
    複数のスロットを備えた無終端環状導波管を用いるマイ
    クロ波導入手段と、該複数のスロットの略中心を含む節
    面をもつ磁力線をもち該スロット近傍の磁界の磁束密度
    は基板近傍の磁界の磁束密度よりも大きいカスプ磁界を
    発生する手段と、該プラズマ発生室及び該処理室内にガ
    スを導入する手段と、該プラズマ発生室及び該処理室内
    を排気する手段とで構成されるマイクロ波プラズマ処理
    装置を用いて、該基体支持体上に被処理基体を設置する
    工程と、該プラズマ発生室及び該処理室内を排気する工
    程と、該プラズマ発生室及び該処理室内にガスを導入し
    所定の圧力に保持する工程と、該プラズマ発生室にマイ
    クロ波を導入すると共に磁界を供給してプラズマを発生
    せしめ該基体を処理する工程とを含むことを特徴とする
    マイクロ波プラズマ処理方法。
  9. 【請求項9】 前記処理は、エッチングである請求項8
    に記載のマイクロ波プラズマ処理方法。
  10. 【請求項10】 前記処理は、CVDである請求項8に
    記載のマイクロ波プラズマ処理方法。
  11. 【請求項11】 紫外光照射手段を用い、薄膜形成中に
    前記被覆基体表面上に紫外光を照射する請求項8乃至1
    0のうちいずれか1項に記載のマイクロ波プラズマ処理
    方法。
  12. 【請求項12】 前記被処理基体はプラスチック基板で
    ある請求項8乃至11のうちいずれか1項に記載のマイ
    クロ波プラズマ処理方法。
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