JPH11106960A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JPH11106960A JPH11106960A JP26605097A JP26605097A JPH11106960A JP H11106960 A JPH11106960 A JP H11106960A JP 26605097 A JP26605097 A JP 26605097A JP 26605097 A JP26605097 A JP 26605097A JP H11106960 A JPH11106960 A JP H11106960A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大面積にわたって均一なプラズマを形成し、
大口径の被処理物をさらに均一に処理できるようにす
る。また、均一処理と同時にゴミの発生を低減すること
ができるようにする。さらに、処理速度および処理形状
の制御ができようにする。 【解決手段】 本発明のプラズマ処理装置は、真空容器
内においてガスを用いて励起源によりプラズマが生成さ
れるプラズマ室２と、上記真空容器内へ駆動装置９によ
りパルス的に上記ガスを供給するパルスガスバルブ８
と、パルスガスバルブ８から供給されるガスをプラズマ
室２に導入できる複数の孔を有するシャワーヘッドと、
上記真空容器内において試料７が配置される処理室１
と、処理室１とプラズマ室２との間に設けられ、プラズ
マ室２から処理室１に連通する孔４を有する隔壁板３
と、処理室１を排気する図示しない真空排気手段とを備
える構成とする。
大口径の被処理物をさらに均一に処理できるようにす
る。また、均一処理と同時にゴミの発生を低減すること
ができるようにする。さらに、処理速度および処理形状
の制御ができようにする。 【解決手段】 本発明のプラズマ処理装置は、真空容器
内においてガスを用いて励起源によりプラズマが生成さ
れるプラズマ室２と、上記真空容器内へ駆動装置９によ
りパルス的に上記ガスを供給するパルスガスバルブ８
と、パルスガスバルブ８から供給されるガスをプラズマ
室２に導入できる複数の孔を有するシャワーヘッドと、
上記真空容器内において試料７が配置される処理室１
と、処理室１とプラズマ室２との間に設けられ、プラズ
マ室２から処理室１に連通する孔４を有する隔壁板３
と、処理室１を排気する図示しない真空排気手段とを備
える構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、プラズマ処理装
置に関し、より特定的には、プラズマを利用して被処理
物の表面に薄膜を形成したり、被処理物の表面をエッチ
ングするプラズマ処理装置に関する。
置に関し、より特定的には、プラズマを利用して被処理
物の表面に薄膜を形成したり、被処理物の表面をエッチ
ングするプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、プラズマ処理装置により処理する
被処理物の大口径化が進み、この大口径の被処理物を均
一に処理する技術が要望されている。この要望に応える
ためには、プラズマの大面積化が必要とされる。
被処理物の大口径化が進み、この大口径の被処理物を均
一に処理する技術が要望されている。この要望に応える
ためには、プラズマの大面積化が必要とされる。
【０００３】図７および８は、特開平７−２６３３５３
号公報に記載された従来のプラズマ処理装置を示す概略
断面構成図である。図において、処理室１には試料７を
載置したステージ６が設置されている。プラズマ室２
は、処理室１の上方に設置されており、導波管１１から
マイクロ波導入窓１２を介してマイクロ波が導入され
る。
号公報に記載された従来のプラズマ処理装置を示す概略
断面構成図である。図において、処理室１には試料７を
載置したステージ６が設置されている。プラズマ室２
は、処理室１の上方に設置されており、導波管１１から
マイクロ波導入窓１２を介してマイクロ波が導入され
る。
【０００４】プラズマ室２にはガス導入管１０及びパル
スガスバルブ８を介してエッチングガスが供給される。
パルスガスバルブ８は駆動装置９により制御され、パル
ス的にエッチングガスをプラズマ室２に供給する。
スガスバルブ８を介してエッチングガスが供給される。
パルスガスバルブ８は駆動装置９により制御され、パル
ス的にエッチングガスをプラズマ室２に供給する。
【０００５】隔壁板３はプラズマ室２と処理室１とを隔
てており、孔４を有している。また排気口５は図示しな
い排気系に接続されており、処理室１を真空排気する。
プラズマ室２近傍にはプラズマ室２に磁界を印加する磁
場コイル１３が設けられている。
てており、孔４を有している。また排気口５は図示しな
い排気系に接続されており、処理室１を真空排気する。
プラズマ室２近傍にはプラズマ室２に磁界を印加する磁
場コイル１３が設けられている。
【０００６】上記のように構成されたプラズマ処理装置
においては、パルスガスバルブ８からプラズマ室２に導
入されたエッチングガスは、隔壁板３の孔４から処理室
１を経て、排気口５より排気される。
においては、パルスガスバルブ８からプラズマ室２に導
入されたエッチングガスは、隔壁板３の孔４から処理室
１を経て、排気口５より排気される。
【０００７】この時、プラズマ室２に、２．４５ＧＨｚ
のマイクロ波を導入し、磁場コイル１３によりプラズマ
室２内に８７５ガウスの磁界を形成すると、電子サイク
ロトロン共鳴プラズマが生成される。生成されたプラズ
マは各平板３の孔４から処理室１に輸送され、試料をエ
ッチングする。
のマイクロ波を導入し、磁場コイル１３によりプラズマ
室２内に８７５ガウスの磁界を形成すると、電子サイク
ロトロン共鳴プラズマが生成される。生成されたプラズ
マは各平板３の孔４から処理室１に輸送され、試料をエ
ッチングする。
【０００８】パルスガスバルブ８は駆動部９からの信号
によりＯＮ、ＯＦＦ動作する。パルスガスバルブ８がＯ
Ｎ状態で開いている間はエッチングガスが導入され、Ｏ
ＦＦ状態で閉じている間はエッチングガスの供給がスト
ップされる。
によりＯＮ、ＯＦＦ動作する。パルスガスバルブ８がＯ
Ｎ状態で開いている間はエッチングガスが導入され、Ｏ
ＦＦ状態で閉じている間はエッチングガスの供給がスト
ップされる。
【０００９】排気系の真空能力が一定であれば、パルス
ガスバルブ８の動作に伴って、プラズマ室２と処理室１
の圧力は時間的に変化する。パルスガスバルブ８がＯＮ
状態となってエッチングガスが導入されると、プラズマ
室２の圧力は一時的に上昇し、処理室１との圧力差が大
きくなる状態が実現される。
ガスバルブ８の動作に伴って、プラズマ室２と処理室１
の圧力は時間的に変化する。パルスガスバルブ８がＯＮ
状態となってエッチングガスが導入されると、プラズマ
室２の圧力は一時的に上昇し、処理室１との圧力差が大
きくなる状態が実現される。
【００１０】従って、大口径の試料に対応して大面積の
プラズマを処理室１に導くために隔壁板３の孔４を大き
くし、且つ孔４を広い範囲に多数設けた場合でも、プラ
ズマ室２の圧力を１０-3Ｔｏｒｒ以上にしてプラズマ室
２と処理室１との圧力差を大きく保つことができる。
プラズマを処理室１に導くために隔壁板３の孔４を大き
くし、且つ孔４を広い範囲に多数設けた場合でも、プラ
ズマ室２の圧力を１０-3Ｔｏｒｒ以上にしてプラズマ室
２と処理室１との圧力差を大きく保つことができる。
【００１１】図８は、図７に示されたエッチング装置と
同様の構成をしているが、導波管１１、マイクロ波導入
窓１２及び磁場コイル１３が省かれ、ＲＦ電力印加手段
２７０が設けられている。また、プラズマ室２の側壁２
７１は、例えば石英等の誘電体で形成されている。
同様の構成をしているが、導波管１１、マイクロ波導入
窓１２及び磁場コイル１３が省かれ、ＲＦ電力印加手段
２７０が設けられている。また、プラズマ室２の側壁２
７１は、例えば石英等の誘電体で形成されている。
【００１２】ＲＦ電力印加手段２７０は、ＲＦコイル２
７２にＲＦ電力を印加するプラズマＲＦ電源２７７を備
えており、ＲＦコイル２７２は側壁２７１の周囲に配置
されている。
７２にＲＦ電力を印加するプラズマＲＦ電源２７７を備
えており、ＲＦコイル２７２は側壁２７１の周囲に配置
されている。
【００１３】パルスガスバルブ８からプラズマ室２にエ
ッチングガスが導入され、ＲＦコイル２７２にＲＦ電力
を印加すると、プラズマ室２内にプラズマが生成され
る。
ッチングガスが導入され、ＲＦコイル２７２にＲＦ電力
を印加すると、プラズマ室２内にプラズマが生成され
る。
【００１４】この場合、インダクション結合によりプラ
ズマ室２の側壁２７１の表面から放電が開始し、生成し
たしたプラズマと結合する。
ズマ室２の側壁２７１の表面から放電が開始し、生成し
たしたプラズマと結合する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】従来のプラズマ処理装
置は、以上のように構成されており、隔壁板を設け、プ
ラズマ室と処理室とを備えた２室構造とし、プラズマ室
にパルスガスバルブを用いてエッチングガスをパルス的
に供給することによって大口径の被処理物の均一な処理
を可能にしている。しかしながら、大口径の被処理物に
対して更なる処理速度および処理形状の均一性、さらに
は処理速度の制御、特に処理速度の増加が望まれる。ま
た、パルスガスバルブがプラズマに曝され、ゴミが発生
する原因となっている。
置は、以上のように構成されており、隔壁板を設け、プ
ラズマ室と処理室とを備えた２室構造とし、プラズマ室
にパルスガスバルブを用いてエッチングガスをパルス的
に供給することによって大口径の被処理物の均一な処理
を可能にしている。しかしながら、大口径の被処理物に
対して更なる処理速度および処理形状の均一性、さらに
は処理速度の制御、特に処理速度の増加が望まれる。ま
た、パルスガスバルブがプラズマに曝され、ゴミが発生
する原因となっている。
【００１６】従って、この発明は、上記問題点を解決す
るためになされたもので、大面積にわたって均一なプラ
ズマを形成でき、大口径の被処理物をさらに均一に処理
できるプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
また、他の目的は、均一処理と同時にゴミの発生を低減
することができるプラズマ処理装置を提供することにあ
る。さらに、第３の目的は、処理速度および処理形状の
制御ができ、処理速度を増加することができるプラズマ
処理装置を提供することを目的とする。
るためになされたもので、大面積にわたって均一なプラ
ズマを形成でき、大口径の被処理物をさらに均一に処理
できるプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
また、他の目的は、均一処理と同時にゴミの発生を低減
することができるプラズマ処理装置を提供することにあ
る。さらに、第３の目的は、処理速度および処理形状の
制御ができ、処理速度を増加することができるプラズマ
処理装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
真空容器内においてガスを用いて励起源によりプラズマ
が生成されるプラズマ室と、上記真空容器内へパルス的
に上記ガスを供給するガス供給手段と、上記真空容器内
において、該供給手段から供給される上記ガスを上記プ
ラズマ室に導入できる複数の孔を有するシャワーヘッド
と、上記真空容器内において被処理物が配置される処理
室と、上記真空容器内において、上記処理室と上記プラ
ズマ室との間に設けられ、上記プラズマ室から上記処理
室に連通する孔を有する隔壁板と、上記処理室を排気す
る真空排気手段とを備えるプラズマ処理装置である。
真空容器内においてガスを用いて励起源によりプラズマ
が生成されるプラズマ室と、上記真空容器内へパルス的
に上記ガスを供給するガス供給手段と、上記真空容器内
において、該供給手段から供給される上記ガスを上記プ
ラズマ室に導入できる複数の孔を有するシャワーヘッド
と、上記真空容器内において被処理物が配置される処理
室と、上記真空容器内において、上記処理室と上記プラ
ズマ室との間に設けられ、上記プラズマ室から上記処理
室に連通する孔を有する隔壁板と、上記処理室を排気す
る真空排気手段とを備えるプラズマ処理装置である。
【００１８】請求項２に係る発明は、請求項１におい
て、上記シャワーヘッドは、上記供給手段を生成される
プラズマから隔離するように配置されているプラズマ処
理装置である。
て、上記シャワーヘッドは、上記供給手段を生成される
プラズマから隔離するように配置されているプラズマ処
理装置である。
【００１９】請求項３に係る発明は、請求項１におい
て、上記シャワーヘッドの温度を制御する温度制御手段
を備えたプラズマ処理装置である。
て、上記シャワーヘッドの温度を制御する温度制御手段
を備えたプラズマ処理装置である。
【００２０】請求項４に係る発明は、請求項１におい
て、上記シャワーヘッドは、プラズマ中のラジカル元素
と反応し得る元素を含む材質からなるプラズマ処理装置
である。
て、上記シャワーヘッドは、プラズマ中のラジカル元素
と反応し得る元素を含む材質からなるプラズマ処理装置
である。
【００２１】請求項５に係る発明は、請求項１におい
て、上記シャワーヘッドは、プラズマ中のラジカル元素
と同一の元素を含む材質からなるプラズマ処理装置であ
る。
て、上記シャワーヘッドは、プラズマ中のラジカル元素
と同一の元素を含む材質からなるプラズマ処理装置であ
る。
【００２２】請求項６に係る発明は、請求項１におい
て、上記シャワーヘッドは、誘電体材料からなるプラズ
マ処理装置である。
て、上記シャワーヘッドは、誘電体材料からなるプラズ
マ処理装置である。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、この発明のプラズマ処理装
置の実施の形態について、エッチング装置を例に図に基
づいて説明する。
置の実施の形態について、エッチング装置を例に図に基
づいて説明する。
【００２４】実施の形態１．図１は、この発明の実施の
形態１におけるプラズマドライエッチング装置の概略構
成を示す断面構成図である。真空容器内に、処理室１が
設けられている。この処理室１内には、試料（被処理
物）７を載置したステージ６が設けられ、真空容器内に
は、処理室１に対して隔壁板３を介在してプラズマ室２
が設けられている。隔壁板３には、複数の孔４が設けら
れている。
形態１におけるプラズマドライエッチング装置の概略構
成を示す断面構成図である。真空容器内に、処理室１が
設けられている。この処理室１内には、試料（被処理
物）７を載置したステージ６が設けられ、真空容器内に
は、処理室１に対して隔壁板３を介在してプラズマ室２
が設けられている。隔壁板３には、複数の孔４が設けら
れている。
【００２５】プラズマ室２は、その内部の側壁２７１
が、例えば石英ガラス、セラミック等の誘電体で形成さ
れ、側壁２７１の上部に複数の孔を有するシャワーヘッ
ド５１を備えている。真空容器のプラズマ室２側上部
に、ガス供給手段として駆動部９によってＯＮ、ＯＦＦ
されるパルスガスバルブ８を備え、エッチングガスはガ
ス導入管１０からパルスガスバルブ８を介してパルス的
に供給される。
が、例えば石英ガラス、セラミック等の誘電体で形成さ
れ、側壁２７１の上部に複数の孔を有するシャワーヘッ
ド５１を備えている。真空容器のプラズマ室２側上部
に、ガス供給手段として駆動部９によってＯＮ、ＯＦＦ
されるパルスガスバルブ８を備え、エッチングガスはガ
ス導入管１０からパルスガスバルブ８を介してパルス的
に供給される。
【００２６】ＲＦ電力印加手段２７０はＲＦコイル２７
２にＲＦ電力を印加するプラズマＲＦ電源２７７を備
え、ＲＦコイル２７２はプラズマ室２の側壁２７１の周
囲に配置されている。
２にＲＦ電力を印加するプラズマＲＦ電源２７７を備
え、ＲＦコイル２７２はプラズマ室２の側壁２７１の周
囲に配置されている。
【００２７】ガス導入管１０からパルスガスバルブ８を
介して供給されたエッチングガスは、さらにシャワーヘ
ッド５１を介してプラズマ室２に供給される。プラズマ
室２に供給されたエッチングガスは、隔壁板３に設けら
れた孔４を通過して処理室１に導かれる。その後、排気
口５から外部へ排出されることになる。このエッチング
ガスの外部への排出には、図示しない真空ポンプにより
処理室１から真空排気される。処理室１はプラズマ室２
より高真空に保たれている。
介して供給されたエッチングガスは、さらにシャワーヘ
ッド５１を介してプラズマ室２に供給される。プラズマ
室２に供給されたエッチングガスは、隔壁板３に設けら
れた孔４を通過して処理室１に導かれる。その後、排気
口５から外部へ排出されることになる。このエッチング
ガスの外部への排出には、図示しない真空ポンプにより
処理室１から真空排気される。処理室１はプラズマ室２
より高真空に保たれている。
【００２８】パルスガスバルブ８からシャワーヘッド５
１を介してプラズマ室２にエッチングガスが導入され、
ＲＦコイル２７２にＲＦ電力を印加すると、プラズマ室
２内にプラズマが生成される。
１を介してプラズマ室２にエッチングガスが導入され、
ＲＦコイル２７２にＲＦ電力を印加すると、プラズマ室
２内にプラズマが生成される。
【００２９】シャワーヘッド５１を設けていない場合に
は、２室構造で、パルス的にエッチングガスを供給して
いる構成ではプラズマ室２の圧力が１０-3Ｔｏｒｒ以上
に保たれ、エッチングガスがプラズマ室２に均一に流入
しないが、本実施の形態のようにシャワーヘッド５１を
設置すると、エッチングガスは、シャワーヘッド５１を
介してプラズマ室２に均一に導入されるので、その結果
プラズマ室２でプラズマ密度およびラジカル密度が均一
に生成され、被処理物７を均一に処理することができ
る。
は、２室構造で、パルス的にエッチングガスを供給して
いる構成ではプラズマ室２の圧力が１０-3Ｔｏｒｒ以上
に保たれ、エッチングガスがプラズマ室２に均一に流入
しないが、本実施の形態のようにシャワーヘッド５１を
設置すると、エッチングガスは、シャワーヘッド５１を
介してプラズマ室２に均一に導入されるので、その結果
プラズマ室２でプラズマ密度およびラジカル密度が均一
に生成され、被処理物７を均一に処理することができ
る。
【００３０】実施の形態２．図２は、この発明の実施の
形態２におけるプラズマドライエッチング装置の概略構
成を示す部分断面構成図である。シャワーヘッド５１を
設けていない場合には、パルスガスバルブ８のガス出口
付近はプラズマに露出された状態になり、パルスガスバ
ルブ８の性能劣化やガス出口へのスパッタリングによる
金属汚染の原因になる可能性があり、また、エッチング
ガスの種類によってはパルスガスバルブ８のガス出口付
近に堆積物が付着してゴミの原因になるが、図２に示す
ように、パルスガスバルブ８とプラズマ室２との間にシ
ャワーヘッド５１が設置され、パルスガスバルブ８をプ
ラズマから隔離するようにしているので、パルスガスバ
ルブ８はプラズマに曝されず、パルスガスバルブ８の劣
化およびガス出口付近のスパッタリングによる金属汚染
がなく、また、ガス出口付近の堆積物を低減することが
でき、被処理物７を清浄に処理することができる。
形態２におけるプラズマドライエッチング装置の概略構
成を示す部分断面構成図である。シャワーヘッド５１を
設けていない場合には、パルスガスバルブ８のガス出口
付近はプラズマに露出された状態になり、パルスガスバ
ルブ８の性能劣化やガス出口へのスパッタリングによる
金属汚染の原因になる可能性があり、また、エッチング
ガスの種類によってはパルスガスバルブ８のガス出口付
近に堆積物が付着してゴミの原因になるが、図２に示す
ように、パルスガスバルブ８とプラズマ室２との間にシ
ャワーヘッド５１が設置され、パルスガスバルブ８をプ
ラズマから隔離するようにしているので、パルスガスバ
ルブ８はプラズマに曝されず、パルスガスバルブ８の劣
化およびガス出口付近のスパッタリングによる金属汚染
がなく、また、ガス出口付近の堆積物を低減することが
でき、被処理物７を清浄に処理することができる。
【００３１】シャワーヘッド５１の材料として、下記実
施の形態４に記述したカーボン、シリコンの他、金属あ
るいはセラミックをカーボンあるいはシリコンで被覆し
たものが使用できる。
施の形態４に記述したカーボン、シリコンの他、金属あ
るいはセラミックをカーボンあるいはシリコンで被覆し
たものが使用できる。
【００３２】実施の形態３．図３は、この発明の実施の
形態３におけるプラズマドライエッチング装置の概略構
成を示す断面構成図であり、シャワーヘッド５１に温度
調節器５２が接続されており、例えば抵抗体を埋め込ん
だシャワーヘッド５１の温度を変化させることができ
る。
形態３におけるプラズマドライエッチング装置の概略構
成を示す断面構成図であり、シャワーヘッド５１に温度
調節器５２が接続されており、例えば抵抗体を埋め込ん
だシャワーヘッド５１の温度を変化させることができ
る。
【００３３】一般に、物質表面へ異物が付着するときの
付着係数は温度上昇とともに減少するので、シャワーヘ
ッド５１の温度を温度調節器５２を用いて１００℃程度
に上昇させることにより、シャワーヘッド５１に付着す
る堆積物を低減させることができる。この堆積物の低減
によって、シャワーヘッド５１の孔が閉塞されることが
なくなり、エッチングガスを均一にプラズマ室２に供給
できるとともに、被処理物を清浄に処理することができ
る。
付着係数は温度上昇とともに減少するので、シャワーヘ
ッド５１の温度を温度調節器５２を用いて１００℃程度
に上昇させることにより、シャワーヘッド５１に付着す
る堆積物を低減させることができる。この堆積物の低減
によって、シャワーヘッド５１の孔が閉塞されることが
なくなり、エッチングガスを均一にプラズマ室２に供給
できるとともに、被処理物を清浄に処理することができ
る。
【００３４】さらに、シャワーヘッド５１の温度を変化
させることによって、エッチングガスの解離を促進させ
ることができる。図４は、電子によるＳＦ6ガス中のＳ
Ｆ5負イオンの比を示すものである（論文、Ｃ．Ｌ．Ｃ
ｈｅｎ ａｎｄ Ｐ．Ｊ．Ｃｈａｎｔｒｙ，Ｊ．Ｃｈｅ
ｍ．Ｐｈｙｓ．７１（１９７９）３８９７）。図から、
ガス温度を高温にすることによってＳＦ5負イオンを増
加させることができることがわかる。また、図５は、ｃ
−Ｃ4Ｆ8ガスの電子付着面積を示すものである（論文、
Ａ．Ａ．Ｃｈｒｉｓｔｏｌｉｄｅｓ，Ｌ．Ｇ．Ｃｈｒｉ
ｓｔｏｐｈｏｒｏｕ ａｎｄ Ｄ．Ｌ．Ｍｃｃｏｒｋｌ
ｅ，Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．１３９（１９８
７）３５）。この図から、ガス温度を高温にすると電子
付着断面席が小さくなることがわかる。このように、ガ
ス温度を変化させることによって、エッチングガスのイ
オン・ラジカル種への解離過程およびそれらの密度を変
化させることができる。従って、シャワーヘッド５１の
温度を変化させることによって、ガス温度を変化させ、
被処理物７の処理速度、処理形状を制御することができ
る。
させることによって、エッチングガスの解離を促進させ
ることができる。図４は、電子によるＳＦ6ガス中のＳ
Ｆ5負イオンの比を示すものである（論文、Ｃ．Ｌ．Ｃ
ｈｅｎ ａｎｄ Ｐ．Ｊ．Ｃｈａｎｔｒｙ，Ｊ．Ｃｈｅ
ｍ．Ｐｈｙｓ．７１（１９７９）３８９７）。図から、
ガス温度を高温にすることによってＳＦ5負イオンを増
加させることができることがわかる。また、図５は、ｃ
−Ｃ4Ｆ8ガスの電子付着面積を示すものである（論文、
Ａ．Ａ．Ｃｈｒｉｓｔｏｌｉｄｅｓ，Ｌ．Ｇ．Ｃｈｒｉ
ｓｔｏｐｈｏｒｏｕ ａｎｄ Ｄ．Ｌ．Ｍｃｃｏｒｋｌ
ｅ，Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．１３９（１９８
７）３５）。この図から、ガス温度を高温にすると電子
付着断面席が小さくなることがわかる。このように、ガ
ス温度を変化させることによって、エッチングガスのイ
オン・ラジカル種への解離過程およびそれらの密度を変
化させることができる。従って、シャワーヘッド５１の
温度を変化させることによって、ガス温度を変化させ、
被処理物７の処理速度、処理形状を制御することができ
る。
【００３５】本実施の形態では、ガス温度の制御を、シ
ャワーヘッド５１の温度調節によって行う例を示した
が、パルスガスバルブ８の内部あるいはパルスガスバル
ブ８への導入直前の導入管１０の温度調節によって行っ
ても同様の効果が得られる。
ャワーヘッド５１の温度調節によって行う例を示した
が、パルスガスバルブ８の内部あるいはパルスガスバル
ブ８への導入直前の導入管１０の温度調節によって行っ
ても同様の効果が得られる。
【００３６】実施の形態４．図１に示したシャワーヘッ
ド５１の材質をカーボンとすることによって、フルオロ
カーボンプラズマを生成した場合、プラズマ中のイオン
がシャワーヘッド５１をスパッタリングするので、プラ
ズマ中のＣラジカルを増加させることができる。この増
加したＣラジカルが、マスクとして用いるレジスト上に
堆積することによって、レジストのエッチング速度を抑
制し、レジストに対するエッチングの選択比を高めるこ
とができる。また、Ｓｉ基板などの被処理物７に対して
もＣラジカルによりエッチングが抑制され、選択比が向
上する効果が得られる。
ド５１の材質をカーボンとすることによって、フルオロ
カーボンプラズマを生成した場合、プラズマ中のイオン
がシャワーヘッド５１をスパッタリングするので、プラ
ズマ中のＣラジカルを増加させることができる。この増
加したＣラジカルが、マスクとして用いるレジスト上に
堆積することによって、レジストのエッチング速度を抑
制し、レジストに対するエッチングの選択比を高めるこ
とができる。また、Ｓｉ基板などの被処理物７に対して
もＣラジカルによりエッチングが抑制され、選択比が向
上する効果が得られる。
【００３７】また、シャワーヘッド５１の材質をシリコ
ンとすることによって、プラズマ中のフッ素ラジカルが
シャワーヘッド５１のシリコンと反応するので、プラズ
マ中のフッ素ラジカルの密度を減少させることができ
る。これによって、フッ素ラジカルに対するＣラジカル
の密度が相対的に増加するため、上記と同様に選択比が
向上する効果が得られる。このように、プラズマ中のラ
ジカル元素と同一の元素を含む材料、あるいはプラズマ
中のラジカル元素と反応する元素を含む材料をシャワー
ヘッド５１に用いることによって、処理を制御すること
ができる。
ンとすることによって、プラズマ中のフッ素ラジカルが
シャワーヘッド５１のシリコンと反応するので、プラズ
マ中のフッ素ラジカルの密度を減少させることができ
る。これによって、フッ素ラジカルに対するＣラジカル
の密度が相対的に増加するため、上記と同様に選択比が
向上する効果が得られる。このように、プラズマ中のラ
ジカル元素と同一の元素を含む材料、あるいはプラズマ
中のラジカル元素と反応する元素を含む材料をシャワー
ヘッド５１に用いることによって、処理を制御すること
ができる。
【００３８】さらに、金属あるいはセラミック上にカー
ボンあるいはシリコンをコーティングしても同様の効果
が得られる。このように、シャワーヘッド５１の材質を
変えることによって、ラジカル密度を変化させることが
でき、被処理物７の処理速度および処理形状を制御する
ことができる。
ボンあるいはシリコンをコーティングしても同様の効果
が得られる。このように、シャワーヘッド５１の材質を
変えることによって、ラジカル密度を変化させることが
でき、被処理物７の処理速度および処理形状を制御する
ことができる。
【００３９】実施の形態５．図６は、この発明の実施の
形態５のプラズマエッチング装置の概略を示す断面構成
図である。本実施の形態におけるドライエッチング装置
においては、実施の形態１と同様の構成からなるが、Ｒ
Ｆ電力印加手段２７０がなく、マイクロ波を導く導波管
１１、マイクロ波導入窓１２及び磁場コイル１３が設け
られた電子サイクロトロン共鳴プラズマを用いたドライ
エッチング装置である。このドライエッチング装置にお
いては、シャワーヘッド５１に石英あるいはセラミック
等の誘電体材料が用いられている。
形態５のプラズマエッチング装置の概略を示す断面構成
図である。本実施の形態におけるドライエッチング装置
においては、実施の形態１と同様の構成からなるが、Ｒ
Ｆ電力印加手段２７０がなく、マイクロ波を導く導波管
１１、マイクロ波導入窓１２及び磁場コイル１３が設け
られた電子サイクロトロン共鳴プラズマを用いたドライ
エッチング装置である。このドライエッチング装置にお
いては、シャワーヘッド５１に石英あるいはセラミック
等の誘電体材料が用いられている。
【００４０】このように、シャワーヘッド５１の材質を
誘電体とすることによって、マイクロ波をプラズマ室２
へ注入することができる。また、エッチングガスは、シ
ャワーヘッド５１を介してプラズマ室２に均一に導入さ
れるので、その結果プラズマ室２でプラズマ密度および
ラジカル密度が均一に生成され、被処理物７を均一に処
理することができる。
誘電体とすることによって、マイクロ波をプラズマ室２
へ注入することができる。また、エッチングガスは、シ
ャワーヘッド５１を介してプラズマ室２に均一に導入さ
れるので、その結果プラズマ室２でプラズマ密度および
ラジカル密度が均一に生成され、被処理物７を均一に処
理することができる。
【００４１】なお、上述した実施の形態１〜実施の形態
５において、プラズマを生成する形式としてＩＣＰ方式
およびＥＣＲ方式について述べたが、必ずしもこの形式
に限られることなく、たとえばその他の誘導結合方式、
マグネトロン方式、平行平板型等のプラズマ発生装置を
用いても同様の作用効果を得ることができる。
５において、プラズマを生成する形式としてＩＣＰ方式
およびＥＣＲ方式について述べたが、必ずしもこの形式
に限られることなく、たとえばその他の誘導結合方式、
マグネトロン方式、平行平板型等のプラズマ発生装置を
用いても同様の作用効果を得ることができる。
【００４２】したがって、今回開示した実施の形態はす
べての点で例示であって、制限的なものではないと考え
られるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではな
く、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と
均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれるこ
とが意図される。
べての点で例示であって、制限的なものではないと考え
られるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではな
く、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と
均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれるこ
とが意図される。
【００４３】
【発明の効果】以下に、本発明の効果について述べる。
請求項１に係る発明によれば、ガスをプラズマ室に導入
できる複数の孔を有するシャワーヘッドを備えるので、
上記ガスは、上記シャワーヘッドを介してプラズマ室に
均一に導入され、その結果上記プラズマ室でプラズマ密
度およびラジカル密度が均一に生成され、被処理物を均
一に処理することができる。
請求項１に係る発明によれば、ガスをプラズマ室に導入
できる複数の孔を有するシャワーヘッドを備えるので、
上記ガスは、上記シャワーヘッドを介してプラズマ室に
均一に導入され、その結果上記プラズマ室でプラズマ密
度およびラジカル密度が均一に生成され、被処理物を均
一に処理することができる。
【００４４】請求項２に係る発明によれば、シャワーヘ
ッドは、ガスを供給する供給手段を生成されるプラズマ
から隔離するように配置されているので、上記ガス供給
手段はプラズマに曝されず、上記ガス供給手段の劣化お
よびガス出口付近のスパッタリングによる金属汚染がな
く、また、ガス出口付近の堆積物を低減することがで
き、被処理物を清浄に処理することができる。
ッドは、ガスを供給する供給手段を生成されるプラズマ
から隔離するように配置されているので、上記ガス供給
手段はプラズマに曝されず、上記ガス供給手段の劣化お
よびガス出口付近のスパッタリングによる金属汚染がな
く、また、ガス出口付近の堆積物を低減することがで
き、被処理物を清浄に処理することができる。
【００４５】請求項３に係る発明によれば、シャワーヘ
ッドの温度を制御する温度制御手段を備えるので、上記
シャワーヘッドに付着する堆積物を低減させることがで
きる。この堆積物の低減によって、上記シャワーヘッド
の孔が閉塞されることがなくなりエッチングガスを均一
にプラズマ室に供給できるとともに、被処理物を清浄に
処理することができる。さらに、上記シャワーヘッドの
温度を制御し、ガス温度を変化させ、エッチングガスの
イオン・ラジカル種への解離過程およびそれらの密度を
変化させることによって、被処理物の処理速度、処理形
状を制御することができる。
ッドの温度を制御する温度制御手段を備えるので、上記
シャワーヘッドに付着する堆積物を低減させることがで
きる。この堆積物の低減によって、上記シャワーヘッド
の孔が閉塞されることがなくなりエッチングガスを均一
にプラズマ室に供給できるとともに、被処理物を清浄に
処理することができる。さらに、上記シャワーヘッドの
温度を制御し、ガス温度を変化させ、エッチングガスの
イオン・ラジカル種への解離過程およびそれらの密度を
変化させることによって、被処理物の処理速度、処理形
状を制御することができる。
【００４６】請求項４に係る発明によれば、シャワーヘ
ッドは、プラズマ中のラジカル元素と反応し得る元素を
含む材質からなるので、プラズマ中のラジカル密度を変
化させることができ、被処理物の処理速度および処理形
状を制御できる。
ッドは、プラズマ中のラジカル元素と反応し得る元素を
含む材質からなるので、プラズマ中のラジカル密度を変
化させることができ、被処理物の処理速度および処理形
状を制御できる。
【００４７】請求項５に係る発明によれば、シャワーヘ
ッドは、プラズマ中のラジカル元素と同一の元素を含む
材質からなるので、プラズマ中のラジカル密度を変化さ
せることができ、被処理物の処理速度および処理形状を
制御することができる。
ッドは、プラズマ中のラジカル元素と同一の元素を含む
材質からなるので、プラズマ中のラジカル密度を変化さ
せることができ、被処理物の処理速度および処理形状を
制御することができる。
【００４８】請求項６に係る発明によれば、シャワーヘ
ッドを、誘電体材料とすることによって、電子サイクロ
トロン共鳴プラズマを用いたドライエッチング装置にお
いても、上記シャワーヘッドを設置することができる。
ッドを、誘電体材料とすることによって、電子サイクロ
トロン共鳴プラズマを用いたドライエッチング装置にお
いても、上記シャワーヘッドを設置することができる。
【図１】 この発明の実施の形態１のプラズマドライエ
ッチング装置の概略を示す断面構成図である。
ッチング装置の概略を示す断面構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態２のプラズマドライエ
ッチング装置の概略を示す部分断面構成図である。
ッチング装置の概略を示す部分断面構成図である。
【図３】 この発明の実施の形態３のプラズマドライエ
ッチング装置の概略を示す部分断面構成図である。
ッチング装置の概略を示す部分断面構成図である。
【図４】 電子によるＳＦ6ガス中のＳＦ5負イオンの比
を示す図である。
を示す図である。
【図５】 ｃ−Ｃ4Ｆ8ガスの電子付着面積を示す図であ
る。
る。
【図６】 この発明の実施の形態５のプラズマドライエ
ッチング装置の概略を示す断面構成図である。
ッチング装置の概略を示す断面構成図である。
【図７】 従来のプラズマドライエッチング装置の概略
を示す断面構成図である。
を示す断面構成図である。
【図８】 従来のプラズマドライエッチング装置の概略
を示す断面構成図である。
を示す断面構成図である。
１ 処理室、２ プラズマ室、３ 隔壁板、４ 孔、５
排気口、６ ステージ、７ 試料（被処理物）、８
パルスガスバルブ、９ 駆動装置、１０ ガス導入管、
１１ 導波管、１２ マイクロ波導入窓、１３ 磁場コ
イル、５１ シャワーヘッド、５２ 温度調節器、２７
０ ＲＦ電力印加手段、２７１ 側壁、２７２ ＲＦコ
イル、２７７ プラズマＲＦ電源
排気口、６ ステージ、７ 試料（被処理物）、８
パルスガスバルブ、９ 駆動装置、１０ ガス導入管、
１１ 導波管、１２ マイクロ波導入窓、１３ 磁場コ
イル、５１ シャワーヘッド、５２ 温度調節器、２７
０ ＲＦ電力印加手段、２７１ 側壁、２７２ ＲＦコ
イル、２７７ プラズマＲＦ電源
フロントページの続き (72)発明者 新谷 賢治 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 友久 伸吾 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 大森 達夫 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 真空容器内においてガスを用いて励起源
によりプラズマが生成されるプラズマ室と、上記真空容
器内へパルス的に上記ガスを供給するガス供給手段と、
上記真空容器内において、該供給手段から供給される上
記ガスを上記プラズマ室に導入できる複数の孔を有する
シャワーヘッドと、上記真空容器内において被処理物が
配置される処理室と、上記真空容器内において、上記処
理室と上記プラズマ室との間に設けられ、上記プラズマ
室から上記処理室に連通する孔を有する隔壁板と、上記
処理室を排気する真空排気手段とを備えるプラズマ処理
装置。 - 【請求項２】 上記シャワーヘッドは、上記供給手段を
生成されるプラズマから隔離するように配置されている
請求項１に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項３】 上記シャワーヘッドの温度を制御する温
度制御手段を備えた請求項１に記載のプラズマ処理装
置。 - 【請求項４】 上記シャワーヘッドは、プラズマ中のラ
ジカル元素と反応し得る元素を含む材質からなる請求項
１に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項５】 上記シャワーヘッドは、プラズマ中のラ
ジカル元素と同一の元素を含む材質からなる請求項１に
記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項６】 上記シャワーヘッドは、誘電体材料から
なる請求項１に記載のプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26605097A JPH11106960A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26605097A JPH11106960A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11106960A true JPH11106960A (ja) | 1999-04-20 |
Family
ID=17425698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26605097A Pending JPH11106960A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11106960A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009206344A (ja) * | 2008-02-28 | 2009-09-10 | Hitachi High-Technologies Corp | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
| JP2011503844A (ja) * | 2007-11-01 | 2011-01-27 | ユージン テクノロジー カンパニー リミテッド | 高周波駆動誘導結合プラズマを用いたウェハ表面処理装置 |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP26605097A patent/JPH11106960A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011503844A (ja) * | 2007-11-01 | 2011-01-27 | ユージン テクノロジー カンパニー リミテッド | 高周波駆動誘導結合プラズマを用いたウェハ表面処理装置 |
| JP2009206344A (ja) * | 2008-02-28 | 2009-09-10 | Hitachi High-Technologies Corp | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20040224 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Effective date: 20040625 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060110 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20060829 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |