JPH10189547A - プラズマ処理方法及び装置 - Google Patents
プラズマ処理方法及び装置Info
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- JPH10189547A JPH10189547A JP8349308A JP34930896A JPH10189547A JP H10189547 A JPH10189547 A JP H10189547A JP 8349308 A JP8349308 A JP 8349308A JP 34930896 A JP34930896 A JP 34930896A JP H10189547 A JPH10189547 A JP H10189547A
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- gas
- plasma
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- processing
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Abstract
(57)【要約】
【課題】プラズマ生成用のガスの解離・励起効率を高め
てプラズマ処理の高速化を図る。 【解決手段】真空排気装置が接続され内部を減圧可能な
処理室と、処理室内へガスを供給するガス供給手段と、
処理室内部にガスのプラズマを発生させるプラズマ発生
手段とを備え、ガス供給手段からの処理室へのガス導入
部のガス吹き出し口の方向を処理室中心方向に対して傾
けて処理室内に設ける。
てプラズマ処理の高速化を図る。 【解決手段】真空排気装置が接続され内部を減圧可能な
処理室と、処理室内へガスを供給するガス供給手段と、
処理室内部にガスのプラズマを発生させるプラズマ発生
手段とを備え、ガス供給手段からの処理室へのガス導入
部のガス吹き出し口の方向を処理室中心方向に対して傾
けて処理室内に設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はプラズマ処理方法及
び装置に係り、特に半導体素子等の基板などの試料をプ
ラズマを用いて処理するのに好適なプラズマ処理方法及
び装置に関するものである。
び装置に係り、特に半導体素子等の基板などの試料をプ
ラズマを用いて処理するのに好適なプラズマ処理方法及
び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、プラズマ処理装置におけるガス導
入法は、例えば、特開平２−７３９８１号公報に開示さ
れているように、処理室内の周辺よりプロセスガスを導
入する方式ものや、特開平２−８３９２１号公報に開示
されているように放電室の中央部より処理ガスを導入す
る方式のものが知られている。
入法は、例えば、特開平２−７３９８１号公報に開示さ
れているように、処理室内の周辺よりプロセスガスを導
入する方式ものや、特開平２−８３９２１号公報に開示
されているように放電室の中央部より処理ガスを導入す
る方式のものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、処理
室内にガスが導入されて排気されるまでのガス流れの経
路が、少なくとも処理室内の径方向において半径方向に
最短の距離を流れるようになって、プラズマ領域を通過
する時間が短く、プラズマ生成の効率化の点で十分でな
かった。
室内にガスが導入されて排気されるまでのガス流れの経
路が、少なくとも処理室内の径方向において半径方向に
最短の距離を流れるようになって、プラズマ領域を通過
する時間が短く、プラズマ生成の効率化の点で十分でな
かった。
【０００４】本発明の目的は、処理室内に導入したガス
を効率良くプラズマ中を通過させて、ガスの解離・励起
の効率を向上させることにより、高速プラズマ処理を可
能にできるプラズマ処理方法及び装置を提供することに
ある。
を効率良くプラズマ中を通過させて、ガスの解離・励起
の効率を向上させることにより、高速プラズマ処理を可
能にできるプラズマ処理方法及び装置を提供することに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、処理室外周に設置したガス溜りより半径方向に対し
て斜めに穴を開けたガス吹き出し口を介して、ガスを半
径方向に対して斜めに、すなわち、処理室の中心方向に
対して傾斜させて吹き出させる。吹き出されたガスは旋
回流となってプラズマ中を通過するため、通常半径方向
に吹き出された場合よりも長い時間プラズマ中に滞在す
る。ガスがプラズマ中に長時間滞在することにより、ガ
スの解離・励起効率を高めることができ高速プラズマ処
理が可能となる。
に、処理室外周に設置したガス溜りより半径方向に対し
て斜めに穴を開けたガス吹き出し口を介して、ガスを半
径方向に対して斜めに、すなわち、処理室の中心方向に
対して傾斜させて吹き出させる。吹き出されたガスは旋
回流となってプラズマ中を通過するため、通常半径方向
に吹き出された場合よりも長い時間プラズマ中に滞在す
る。ガスがプラズマ中に長時間滞在することにより、ガ
スの解離・励起効率を高めることができ高速プラズマ処
理が可能となる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１か
ら図２により説明する。図１に、本発明のプラズマ処理
装置の一実施例である無磁場マイクロ波アッシング装置
を示す。容器１０１及び、石英窓１０２で区画された処
理室の内部を真空排気口１０３から真空排気装置（図示
省略）により減圧した後、ガス導入口１０４からガス供
給装置（図示省略）によりアッシングガスを処理室内に
導入し、所望の圧力に調整する。この時ガスの吹き出し
方向は、半径方向から斜めに吹き出すものとする。
ら図２により説明する。図１に、本発明のプラズマ処理
装置の一実施例である無磁場マイクロ波アッシング装置
を示す。容器１０１及び、石英窓１０２で区画された処
理室の内部を真空排気口１０３から真空排気装置（図示
省略）により減圧した後、ガス導入口１０４からガス供
給装置（図示省略）によりアッシングガスを処理室内に
導入し、所望の圧力に調整する。この時ガスの吹き出し
方向は、半径方向から斜めに吹き出すものとする。
【０００７】図２に、ガス吹き出し口の詳細図を示す。
ガス導入口１１４より導入されたアッシングガスは、ガ
ス溜り１２４に導かれる。またガス溜り１２４は、ガス
吹き出し口１３４から均一にガスが吹き出すよう作用す
る。次に処理室容器壁１４４に半径方向に対して斜めに
開けられたガス吹き出し口１３４よりガスは処理室内に
半径方向に対して斜めに吹き出され旋回流を形成する。
ガス導入口１１４より導入されたアッシングガスは、ガ
ス溜り１２４に導かれる。またガス溜り１２４は、ガス
吹き出し口１３４から均一にガスが吹き出すよう作用す
る。次に処理室容器壁１４４に半径方向に対して斜めに
開けられたガス吹き出し口１３４よりガスは処理室内に
半径方向に対して斜めに吹き出され旋回流を形成する。
【０００８】本実施例の場合、吹き出し口の傾斜角は、
半径方向に対して４５°とした。次にマグネトロン１か
ら発振された、２．４５ＧＨｚのマイクロ波は、矩形導
波管２を伝播した後、同軸−導波管変換器３を介して同
軸線路４内を伝播する。その後マイクロ波は、円筒状の
空間を有する整合室５を介して、空洞共振器６に導入さ
れる。整合室５は、同軸線路４および内部導体８を伝播
したマイクロ波が、効率良く空洞共振器６に導入するよ
うに作用する。空洞共振器６の底部にはスロットアンテ
ナ７が設けられている。スロットアンテナ７より放射さ
れたマイクロ波は石英窓１０２を透過し処理室内へ導入
される。このマイクロ波によって石英窓１０２直下にプ
ラズマ１０５が形成される。このプラズマ中の電子によ
りガスが、解離・励起され活性なラジカルが多量に生成
される。一方、被処理材１０６は温度制御装置１０８に
より加熱、冷却が可能な試料台１０７に載せ置きされて
おり、プラズマ１０５によって生成されたラジカルとの
反応によりアッシング処理される。
半径方向に対して４５°とした。次にマグネトロン１か
ら発振された、２．４５ＧＨｚのマイクロ波は、矩形導
波管２を伝播した後、同軸−導波管変換器３を介して同
軸線路４内を伝播する。その後マイクロ波は、円筒状の
空間を有する整合室５を介して、空洞共振器６に導入さ
れる。整合室５は、同軸線路４および内部導体８を伝播
したマイクロ波が、効率良く空洞共振器６に導入するよ
うに作用する。空洞共振器６の底部にはスロットアンテ
ナ７が設けられている。スロットアンテナ７より放射さ
れたマイクロ波は石英窓１０２を透過し処理室内へ導入
される。このマイクロ波によって石英窓１０２直下にプ
ラズマ１０５が形成される。このプラズマ中の電子によ
りガスが、解離・励起され活性なラジカルが多量に生成
される。一方、被処理材１０６は温度制御装置１０８に
より加熱、冷却が可能な試料台１０７に載せ置きされて
おり、プラズマ１０５によって生成されたラジカルとの
反応によりアッシング処理される。
【０００９】本実施例の場合、図２に示すようにプラズ
マ周辺より半径方向に対して斜めに吹き出されたガス
は、旋回流となり長時間プラズマ中に滞在する。従って
ガスの解離・励起効率が増加し、ラジカルの生成効率が
上昇する。この効果によりアッシング効率を向上するこ
とができる。本実施例では、アッシングガスとしてＯ2
＋ＣＦ4（５％）ガス、ガス流量１０００ｓｃｃｍ、圧
力を１．０Ｔｏｒｒ、マイクロ波出力１．０ｋＷ、試料
台温度２０℃でアッシングを行っている。この条件で
は、ガス吹き出しを、半径方向から傾けることによっ
て、半径方向に吹き出した場合より２５％程度アッシン
グ効率を高めることができる。このように本実施例によ
れば高速プラズマ処理を行えるという効果がある。ま
た、渦状のガス流れによる効果は分子流から中間流，粘
性流になるほど効果がある。
マ周辺より半径方向に対して斜めに吹き出されたガス
は、旋回流となり長時間プラズマ中に滞在する。従って
ガスの解離・励起効率が増加し、ラジカルの生成効率が
上昇する。この効果によりアッシング効率を向上するこ
とができる。本実施例では、アッシングガスとしてＯ2
＋ＣＦ4（５％）ガス、ガス流量１０００ｓｃｃｍ、圧
力を１．０Ｔｏｒｒ、マイクロ波出力１．０ｋＷ、試料
台温度２０℃でアッシングを行っている。この条件で
は、ガス吹き出しを、半径方向から傾けることによっ
て、半径方向に吹き出した場合より２５％程度アッシン
グ効率を高めることができる。このように本実施例によ
れば高速プラズマ処理を行えるという効果がある。ま
た、渦状のガス流れによる効果は分子流から中間流，粘
性流になるほど効果がある。
【００１０】本発明の第２の実施例を図３により説明す
る。本図において図１と同符号のものは同一部材を示し
説明を省略する。本実施例は前記一実施例とマイクロ波
の導入方法が異なる。マグネトロン１から発振された、
２．４５ＧＨｚのマイクロ波は矩形導波管２を伝播した
後、同軸−導波管変換器３に接続された同軸線路４内を
伝播する。同軸線路４は円筒状の空間を有する整合室５
を介して、円盤状の石英窓１０２の中心に垂直に接続さ
れている。マイクロ波は、石英窓１０２の中心から外周
に向かって伝播し、石英窓１０２の直下にプラズマが形
成される。本実施例においても、前記一実施例と同様に
処理室に導入するガスの方向は径方向に対し一定の角度
を有しているため、プラズマによるガスの励起効率が増
加し、多量にラジカルなど、活性種を生成させることが
できるためプラズマ処理速度を増加させることができる
という効果がある。
る。本図において図１と同符号のものは同一部材を示し
説明を省略する。本実施例は前記一実施例とマイクロ波
の導入方法が異なる。マグネトロン１から発振された、
２．４５ＧＨｚのマイクロ波は矩形導波管２を伝播した
後、同軸−導波管変換器３に接続された同軸線路４内を
伝播する。同軸線路４は円筒状の空間を有する整合室５
を介して、円盤状の石英窓１０２の中心に垂直に接続さ
れている。マイクロ波は、石英窓１０２の中心から外周
に向かって伝播し、石英窓１０２の直下にプラズマが形
成される。本実施例においても、前記一実施例と同様に
処理室に導入するガスの方向は径方向に対し一定の角度
を有しているため、プラズマによるガスの励起効率が増
加し、多量にラジカルなど、活性種を生成させることが
できるためプラズマ処理速度を増加させることができる
という効果がある。
【００１１】本発明の第３の実施例を図４および図５に
より説明する。本図において図１と同符号のものは同一
部材を示し説明を省略する。本実施例は前記一実施例と
ガス導入方法が異なる。本実施例では図４および図５に
示すように、容器１０１の中央上部にガス吹き出し口１
７４を設け、ガス吹き出し口１７４は円周状に配置さ
れ、且つ外向きに傾斜させて配置されている。
より説明する。本図において図１と同符号のものは同一
部材を示し説明を省略する。本実施例は前記一実施例と
ガス導入方法が異なる。本実施例では図４および図５に
示すように、容器１０１の中央上部にガス吹き出し口１
７４を設け、ガス吹き出し口１７４は円周状に配置さ
れ、且つ外向きに傾斜させて配置されている。
【００１２】これにより、ガス導入口１５４から導入さ
れたガスは、ガス溜り１６４を介して容器１０１の上部
中央部から導入され、ガスは容器１０１の外周方向に渦
状のガス流れを形成し、プラズマ中を時間を掛けて通
る。これにより、プラズマによるガスの励起効率が増加
し、多量にラジカルなど、活性種を生成させることがで
きるためプラズマ処理速度を増加させることができると
いう効果がある。
れたガスは、ガス溜り１６４を介して容器１０１の上部
中央部から導入され、ガスは容器１０１の外周方向に渦
状のガス流れを形成し、プラズマ中を時間を掛けて通
る。これにより、プラズマによるガスの励起効率が増加
し、多量にラジカルなど、活性種を生成させることがで
きるためプラズマ処理速度を増加させることができると
いう効果がある。
【００１３】以上、これら実施例において、図１および
図３の装置のようにガス吹き出し口を半径方向に対して
傾けるだけでなく、さらに図４のように水平面に対して
斜め下に傾けることによって、容器内のガス流れの方向
を調整することにより、被処理材から生成される反応生
成物などを効率良く排気できるので、反応生成物などの
再解離などを防ぐことができる。このガス吹き出し口を
半径方向に対して傾け、さらに水平面に対して斜めに傾
けることは、図４の構成に限定されるものではなく、図
１および図２の構成の装置にも適用でき、さらに斜め下
だけでなく斜め上にガス吹き出し口を向けても良い。こ
のように本実施例によれば、高速でプラズマ処理が行え
るという効果がある。
図３の装置のようにガス吹き出し口を半径方向に対して
傾けるだけでなく、さらに図４のように水平面に対して
斜め下に傾けることによって、容器内のガス流れの方向
を調整することにより、被処理材から生成される反応生
成物などを効率良く排気できるので、反応生成物などの
再解離などを防ぐことができる。このガス吹き出し口を
半径方向に対して傾け、さらに水平面に対して斜めに傾
けることは、図４の構成に限定されるものではなく、図
１および図２の構成の装置にも適用でき、さらに斜め下
だけでなく斜め上にガス吹き出し口を向けても良い。こ
のように本実施例によれば、高速でプラズマ処理が行え
るという効果がある。
【００１４】なお、本実施例に示した無磁場マイクロ波
アッシング装置は、特にレジストをマスクした半導体素
子基板などの試料をプラズマを用いてエッチング処理し
た後、処理後の試料からレジストを除去するためのアッ
シング処理を施すのに好適である。
アッシング装置は、特にレジストをマスクした半導体素
子基板などの試料をプラズマを用いてエッチング処理し
た後、処理後の試料からレジストを除去するためのアッ
シング処理を施すのに好適である。
【００１５】また、上述の実施例では、アッシング装置
について述べたが、その他、無磁場マイクロ波放電，有
磁場マイクロ波放電，誘導結合型高周波放電，容量結合
型高周波放電，トランスファーカップルド放電，マグネ
トロン放電，直流放電などを利用したエッチング装置，
アッシング装置，プラズマＣＶＤ装置などのプラズマ処
理装置、及び光源，イオン源，ラジカル源，光励起反応
等を用いた処理装置についても同様の作用効果が得られ
る。
について述べたが、その他、無磁場マイクロ波放電，有
磁場マイクロ波放電，誘導結合型高周波放電，容量結合
型高周波放電，トランスファーカップルド放電，マグネ
トロン放電，直流放電などを利用したエッチング装置，
アッシング装置，プラズマＣＶＤ装置などのプラズマ処
理装置、及び光源，イオン源，ラジカル源，光励起反応
等を用いた処理装置についても同様の作用効果が得られ
る。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、円周上でガスを半径方
向に対して斜めに吹き出させることによって、渦流れを
形成でき、ガスのプラズマ中での滞在時間を長くするこ
とができるので、ガスの解離・励起効率を高めることが
できるので、高速でプラズマ処理を行えるという効果が
ある。
向に対して斜めに吹き出させることによって、渦流れを
形成でき、ガスのプラズマ中での滞在時間を長くするこ
とができるので、ガスの解離・励起効率を高めることが
できるので、高速でプラズマ処理を行えるという効果が
ある。
【図１】本発明のプラズマ処理装置の一実施例であるマ
イクロ波アッシング装置を示す縦断面図である。
イクロ波アッシング装置を示す縦断面図である。
【図２】図１の装置をＡ−Ａから見たガス導入部の平断
面図である。
面図である。
【図３】本発明のプラズマ処理装置の第２の実施例であ
るマイクロ波アッシング装置を示す縦断面図である。
るマイクロ波アッシング装置を示す縦断面図である。
【図４】本発明のプラズマ処理装置の第３の実施例であ
るマイクロ波アッシング装置を示す縦断面図である。
るマイクロ波アッシング装置を示す縦断面図である。
【図５】図４の装置をＢ−Ｂから見たガス導入部の平断
面図である。
面図である。
１…マグネトロン、２…矩形導波管、３…同軸−導波管
変換器、４…同軸線路、５…整合室、６…空洞共振器、
７…スロットアンテナ、８…内部導体、１０１…容器、
１０２…石英窓、１０３…真空排気口、１０４，１０４
ａ…ガス導入口、１０５…プラズマ、１０６…被処理
材、１０７…試料台、１０８…温度制御装置、１１４，
１５４…ガス導入口、１２４，１６４…ガス溜り、１３
４，１７４…ガス吹き出し口、１４４…処理室容器壁。
変換器、４…同軸線路、５…整合室、６…空洞共振器、
７…スロットアンテナ、８…内部導体、１０１…容器、
１０２…石英窓、１０３…真空排気口、１０４，１０４
ａ…ガス導入口、１０５…プラズマ、１０６…被処理
材、１０７…試料台、１０８…温度制御装置、１１４，
１５４…ガス導入口、１２４，１６４…ガス溜り、１３
４，１７４…ガス吹き出し口、１４４…処理室容器壁。
フロントページの続き (72)発明者 田村 仁 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内
Claims (7)
- 【請求項１】減圧排気される処理室内に渦状の処理ガス
の流れを形成し、該処理ガスをプラズマ化し該プラズマ
を用いて試料を処理することを特徴とするプラズマ処理
方法。 - 【請求項２】請求項１記載のプラズマ処理方法におい
て、前記渦状のガス流れにより前記プラズマ処理によっ
て生成された反応生成物を排気するプラズマ処理方法。 - 【請求項３】請求項２記載のプラズマ処理方法におい
て、前記渦状のガス流れは前記処理室内の外周部から内
側に向けて形成するプラズマ処理方法。 - 【請求項４】請求項２記載のプラズマ処理方法におい
て、前記渦状のガス流れは前記処理室内の内側から外周
部に向けて形成するプラズマ処理方法。 - 【請求項５】真空排気装置が接続され内部を減圧可能な
処理室と、前記処理室内へガスを供給するガス供給手段
と、前記処理室内部に前記ガスのプラズマを発生させる
プラズマ発生手段とを具備するプラズマ処理装置におい
て、前記ガス供給手段からの前記処理室へのガス導入部
のガス吹き出し口の方向を前記処理室中心方向に対して
傾けて前記処理室内に設けたことを特徴とするプラズマ
処理装置。 - 【請求項６】請求項５記載のプラズマ処理装置におい
て、前記ガス吹き出し口をさらに水平面に対して上また
は下方向の斜めに傾斜させて前記ガスを吹き出させるよ
うにしたプラズマ処理装置。 - 【請求項７】真空排気装置が接続され内部を減圧可能な
処理室と、前記処理室内へガスを供給するガス供給手段
と、前記処理室内部に前記ガスのプラズマを発生させる
プラズマ発生手段とを具備するプラズマ処理装置におい
て、前記ガス供給手段からの前記処理室へのガス導入に
際し前記処理室内部に旋回流を形成するガス吹き出し口
を前記処理室に設け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 |
|---|---|---|---|
| JP8349308A JPH10189547A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | プラズマ処理方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8349308A JPH10189547A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | プラズマ処理方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10189547A true JPH10189547A (ja) | 1998-07-21 |
Family
ID=18402898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8349308A Pending JPH10189547A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | プラズマ処理方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10189547A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006245366A (ja) * | 2005-03-04 | 2006-09-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマ処理装置 |
| JP2022520210A (ja) * | 2019-02-07 | 2022-03-29 | マトソン テクノロジー インコーポレイテッド | プラズマ処理装置における角度付けられたインジェクタを備えたガス供給器 |
-
1996
- 1996-12-27 JP JP8349308A patent/JPH10189547A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006245366A (ja) * | 2005-03-04 | 2006-09-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマ処理装置 |
| JP4529734B2 (ja) * | 2005-03-04 | 2010-08-25 | パナソニック株式会社 | プラズマ処理装置 |
| JP2022520210A (ja) * | 2019-02-07 | 2022-03-29 | マトソン テクノロジー インコーポレイテッド | プラズマ処理装置における角度付けられたインジェクタを備えたガス供給器 |
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