JPS61222131A - マイクロ波プラズマ処理装置 - Google Patents
マイクロ波プラズマ処理装置Info
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- JPS61222131A JPS61222131A JP5538885A JP5538885A JPS61222131A JP S61222131 A JPS61222131 A JP S61222131A JP 5538885 A JP5538885 A JP 5538885A JP 5538885 A JP5538885 A JP 5538885A JP S61222131 A JPS61222131 A JP S61222131A
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 23
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
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- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
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- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
マイクロ波導波管内を進行するマイクロ波の電場に対し
垂直方向に設けたマイクロ波透過窓を透過した該マイク
ロ波によりプラズマ処理するマイクロ波プラズマ処理装
置において、 該窓は該窓から見た被処理体の投影を包含する大きさを
有するようにすることにより、該被処理体表面における
処理の均一性を確保したものである。
垂直方向に設けたマイクロ波透過窓を透過した該マイク
ロ波によりプラズマ処理するマイクロ波プラズマ処理装
置において、 該窓は該窓から見た被処理体の投影を包含する大きさを
有するようにすることにより、該被処理体表面における
処理の均一性を確保したものである。
本発明は、半導体装置製造のウェーハプロセスなどに使
用されるマイクロ波プラズマ処理装置に関す。
用されるマイクロ波プラズマ処理装置に関す。
半導体装置製造のウェーハプロセスにおいて、パターン
の微細化に伴いドライプロセス技術が多用される傾向に
あるが、処理速度を速（することや処理温度を低くする
ことが望まれている。
の微細化に伴いドライプロセス技術が多用される傾向に
あるが、処理速度を速（することや処理温度を低くする
ことが望まれている。
その要望にこたえるものとして、プラズマを利用した化
学的反応によりウェーハ表面のエツチングや膜生成を行
うマイクロ波プラズマ処理装置があるが、処理速度、処
理温度、ウェーハ表面における処理の均一性に関して一
層の向上が望まれている。
学的反応によりウェーハ表面のエツチングや膜生成を行
うマイクロ波プラズマ処理装置があるが、処理速度、処
理温度、ウェーハ表面における処理の均一性に関して一
層の向上が望まれている。
従来のマイクロ波プラズマ処理装置は第２図の要部側断
面図に示される。
面図に示される。
即ち、中央の放電室２１はマイクロ波を透過させるため
に誘電体（石英またはアルミナ）の放電管２２で真空封
止され、放電室２１の下方にはウェーハなどの被処理体
Ａを載置するステージ２３が配置され、放電室２１から
被処理体Ａにかけてはソレノイドコイル２４と永久磁石
２５によりミラー磁場が印加され、放電室２１と処理室
２６は真空に近い所定の圧力に排気され、反応ガスはガ
ス導入口２７から導入され、マグネトロン２８で発生し
て矩形導波管２９および円形導波管３０を通った２、４
５ＧＨｚのマイクロ波３１は、放電管２２の図上上面２
２ａをマイクロ波透過窓にして放電室２１に導入され、
放電室２１内にプラズマが発生して被処理体Ａの処理が
行われる（菅野卓雄編著：半導体プラズマプロセス技術
、昭和５５年、産業図書、１３９頁）。
に誘電体（石英またはアルミナ）の放電管２２で真空封
止され、放電室２１の下方にはウェーハなどの被処理体
Ａを載置するステージ２３が配置され、放電室２１から
被処理体Ａにかけてはソレノイドコイル２４と永久磁石
２５によりミラー磁場が印加され、放電室２１と処理室
２６は真空に近い所定の圧力に排気され、反応ガスはガ
ス導入口２７から導入され、マグネトロン２８で発生し
て矩形導波管２９および円形導波管３０を通った２、４
５ＧＨｚのマイクロ波３１は、放電管２２の図上上面２
２ａをマイクロ波透過窓にして放電室２１に導入され、
放電室２１内にプラズマが発生して被処理体Ａの処理が
行われる（菅野卓雄編著：半導体プラズマプロセス技術
、昭和５５年、産業図書、１３９頁）。
従来、真空処理室にマイクロ波を導入し、プラズマを発
生させて被処理体を処理する装置は、マイクロ波を透過
させる石英またはアルミナからなり真空処理室を真空封
止するマイクロ波透過窓を、マイクロ波の進行方向に垂
直に設ける（以下かかる方式を垂直入射方式という）の
が一般的であり、その具体例は、特公昭５３−２４７７
９号公報、特公昭５３−３４４６１号公報、特開昭５３
−１１０３７８号公報などに見られる。
生させて被処理体を処理する装置は、マイクロ波を透過
させる石英またはアルミナからなり真空処理室を真空封
止するマイクロ波透過窓を、マイクロ波の進行方向に垂
直に設ける（以下かかる方式を垂直入射方式という）の
が一般的であり、その具体例は、特公昭５３−２４７７
９号公報、特公昭５３−３４４６１号公報、特開昭５３
−１１０３７８号公報などに見られる。
上述した垂直入射方式の装置では、マイクロ波を真空処
理室に導入する際に、マイクロ波は、導波管側の大気と
マイクロ波透過窓との界面およびマイクロ波透過窓と真
空処理室との界面の２個所で反射する。
理室に導入する際に、マイクロ波は、導波管側の大気と
マイクロ波透過窓との界面およびマイクロ波透過窓と真
空処理室との界面の２個所で反射する。
一方、マイクロ波の反射は、誘電率の小の領域から大の
領域に進む際の反射と大の領域から小の領域に進む際の
反射との間でλ／２ （λは波長）のずれが生ずる。
領域に進む際の反射と大の領域から小の領域に進む際の
反射との間でλ／２ （λは波長）のずれが生ずる。
そして、真空処理室の誘電率はプラズマの有無により大
幅に変化し、導波管側、マイクロ波透過窓、真空処理室
の誘電率をそれぞれ、ε、、”ｔ２、εコとすると、プ
ラズマの無い場合には、ε嚇〈ε２〉εコとなり、また
プラズマのある場合には、８１くε２くａ３となるため
、プラズマの無い状態でマイクロ波を真空処理室に効率
良く導入する（整合をとる）ようにマイクロ波透過窓の
厚さを設定すれば、プラズマが発生すると整合がとれな
くなると言った具合に、プラズマ有無のどちらの場合に
も整合がとれるようにすることは事実上不可能となり、
プラズマ発生に対するマイクロ波の利用効率が悪い問題
がある。
幅に変化し、導波管側、マイクロ波透過窓、真空処理室
の誘電率をそれぞれ、ε、、”ｔ２、εコとすると、プ
ラズマの無い場合には、ε嚇〈ε２〉εコとなり、また
プラズマのある場合には、８１くε２くａ３となるため
、プラズマの無い状態でマイクロ波を真空処理室に効率
良く導入する（整合をとる）ようにマイクロ波透過窓の
厚さを設定すれば、プラズマが発生すると整合がとれな
くなると言った具合に、プラズマ有無のどちらの場合に
も整合がとれるようにすることは事実上不可能となり、
プラズマ発生に対するマイクロ波の利用効率が悪い問題
がある。
更に、プラズマが発生しているとき、マイクロ波はマイ
クロ波透過窓から真空処理室の内部に向けて急速に減衰
し、それに伴いプラズマの密度も低下する。
クロ波透過窓から真空処理室の内部に向けて急速に減衰
し、それに伴いプラズマの密度も低下する。
そこで、プラズマ密度の高いところで均一に処理するの
を狙って被処理体をマイクロ波透過窓に近く平行に配置
すると、被処理体や被処理体を載置するステージが導電
性のものである場合、これらの面が電場のフシ（電場が
最小）になり、マイクロ波透過窓からの距離によっては
有効にプラズマを発生させることが難しくなる。
を狙って被処理体をマイクロ波透過窓に近く平行に配置
すると、被処理体や被処理体を載置するステージが導電
性のものである場合、これらの面が電場のフシ（電場が
最小）になり、マイクロ波透過窓からの距離によっては
有効にプラズマを発生させることが難しくなる。
このため、従来の垂直入射方式においては、マイクロ波
透過窓とステージとの間の距離（１）を例えばｌ〉λ／
４と言ったように大きくする必要があるが、こうすると
ステージ近傍のプラズマ密度が小さくなって処理速度が
遅くなる問題がある。
透過窓とステージとの間の距離（１）を例えばｌ〉λ／
４と言ったように大きくする必要があるが、こうすると
ステージ近傍のプラズマ密度が小さくなって処理速度が
遅くなる問題がある。
具体的には、酸素（０２）ラジカルによるレジストの灰
化に際して、４ ＴｏｒｒでＥが２ｃ＋ａ以上の場合と
、Ｉ Ｔｏｒｒでｌが４ｃｍ以上の場合には灰化が一応
出来るものの速度が遅い。
化に際して、４ ＴｏｒｒでＥが２ｃ＋ａ以上の場合と
、Ｉ Ｔｏｒｒでｌが４ｃｍ以上の場合には灰化が一応
出来るものの速度が遅い。
上記問題点は、本発明による実施例の要部を示す第１図
の側断面図のように、マイクロ波１２の電場に垂直方向
に設けたマイクロ波透過窓１３を有するマイクロ波導波
管１１とマイクロ波透過窓１３によって真空封止される
真空処理室１４とからなり、真空処理室１４にはマイク
ロ波透過窓１３に対向した被処理体Ａを載置するステー
ジ１５と排気口１６およびガス導入口１７が設けられ、
マイクロ波透過窓１３はマイクロ波透過窓１３に対する
被処理体Ａの垂直投影を包含する大きさを有するマイク
ロ波プラズマ処理装置によって解決される。
の側断面図のように、マイクロ波１２の電場に垂直方向
に設けたマイクロ波透過窓１３を有するマイクロ波導波
管１１とマイクロ波透過窓１３によって真空封止される
真空処理室１４とからなり、真空処理室１４にはマイク
ロ波透過窓１３に対向した被処理体Ａを載置するステー
ジ１５と排気口１６およびガス導入口１７が設けられ、
マイクロ波透過窓１３はマイクロ波透過窓１３に対する
被処理体Ａの垂直投影を包含する大きさを有するマイク
ロ波プラズマ処理装置によって解決される。
上記マイクロ波プラズマ処理装置の主体は本願の発明者
が先に特願昭５９−２５２９０９にて開示したもので、
マイクロ波１２の電場に垂直方向にマイクロ波透過窓１
３を設けることにより、マイクロ波１２のモードを乱す
ことなく真空処理室１４にマイクロ波１２を導入して、
効率良（プラズマを発生させると共にそのプラズマを被
処理体Ａの処理に寄与させることが出来、然も装置の大
きさが従来より小型になる特徴を有する。
が先に特願昭５９−２５２９０９にて開示したもので、
マイクロ波１２の電場に垂直方向にマイクロ波透過窓１
３を設けることにより、マイクロ波１２のモードを乱す
ことなく真空処理室１４にマイクロ波１２を導入して、
効率良（プラズマを発生させると共にそのプラズマを被
処理体Ａの処理に寄与させることが出来、然も装置の大
きさが従来より小型になる特徴を有する。
本発明はこの装置にマイクロ波透過窓１３の大きさに関
する要件を付加したもので、プラズマの発生領域は略マ
イクロ波透過窓１３領域の範囲となることから、上記構
成により被処理体Ａ表面領域におけるプラズマ密度の均
一化を図り処理の均一性を確保するようにしたものであ
る。
する要件を付加したもので、プラズマの発生領域は略マ
イクロ波透過窓１３領域の範囲となることから、上記構
成により被処理体Ａ表面領域におけるプラズマ密度の均
一化を図り処理の均一性を確保するようにしたものであ
る。
第１図に示す実施例において、２．４５ＧＨｚのマイク
ロ波１２を用い、マイクロ波透過窓１３は石英を使用し
大きさａが４！ンφ （約１００５ｍφ）のウェーハな
る被処理体Ａに対して凡そ１６０ａ＋ｍφ厚さ１２ａ＋
ｍ。
ロ波１２を用い、マイクロ波透過窓１３は石英を使用し
大きさａが４！ンφ （約１００５ｍφ）のウェーハな
る被処理体Ａに対して凡そ１６０ａ＋ｍφ厚さ１２ａ＋
ｍ。
ステージ１５表面とマイクロ波透過窓１３との間の距離
すは３１１１１％ステージ１５表面とマイクロ波導波管
１１の図上上壁との間の距離Ｃは５０ａ＋ｍに設定し、
真空処理室１４内は、０２を３００ｃｃ／分で導入、０
．３ Ｔ。
すは３１１１１％ステージ１５表面とマイクロ波導波管
１１の図上上壁との間の距離Ｃは５０ａ＋ｍに設定し、
真空処理室１４内は、０２を３００ｃｃ／分で導入、０
．３ Ｔ。
ｒｒの真空度にして、１．５に−のパワーで被処理体Ａ
上のレジストを灰化したところ、従来例より５倍程度の
エツチングレートが得られ、然もレジストは変質層が含
まれていても全面に渡り奇麗に除去された。
上のレジストを灰化したところ、従来例より５倍程度の
エツチングレートが得られ、然もレジストは変質層が含
まれていても全面に渡り奇麗に除去された。
またこの際、本装置で可能になったステージ１５の冷却
を行ったところ、被処理体Ａの温度は１００℃以下とな
り、通常のプラズマ処理の場合２００℃以上であるのに
比較して一層低温での処理が可能であった。
を行ったところ、被処理体Ａの温度は１００℃以下とな
り、通常のプラズマ処理の場合２００℃以上であるのに
比較して一層低温での処理が可能であった。
以上説明したように、本発明の構成によれば、マイクロ
波に対して効率良く然も被処理体の表面に対して均一に
且つ低温で処理を施すことが出来る小型のマイクロ波プ
ラズマ処理装置が提供出来て、処理品質および処理速度
の向上を可能にさせる効果がある。
波に対して効率良く然も被処理体の表面に対して均一に
且つ低温で処理を施すことが出来る小型のマイクロ波プ
ラズマ処理装置が提供出来て、処理品質および処理速度
の向上を可能にさせる効果がある。
第１図は本発明によるマイクロ波プラズマ処理装置の実
施例の要部側断面図、 第２図は従来のマイクロ波プラズマ処理装置の要部側断
面図である。 第１図、第２図において、 １１、３０はマイクロ波導波管、 １２．３１はマイクロ波、 １３．２２ａはマイクロ波透過窓、 １４．２６は真空処理室、 １５．２３はステージ、 １６は排気口、 １７．２７はガス導入口、 Ａは被処理体、である。
施例の要部側断面図、 第２図は従来のマイクロ波プラズマ処理装置の要部側断
面図である。 第１図、第２図において、 １１、３０はマイクロ波導波管、 １２．３１はマイクロ波、 １３．２２ａはマイクロ波透過窓、 １４．２６は真空処理室、 １５．２３はステージ、 １６は排気口、 １７．２７はガス導入口、 Ａは被処理体、である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 マイクロ波（１２）の電場に垂直方向に設けたマイクロ
波透過窓（１３）を有するマイクロ波導波管（１１）と
該マイクロ波透過窓（１３）によって真空封止される真
空処理室（１４）とからなり、 該真空処理室（１４）には該マイクロ波透過窓（１３）
に対向した被処理体（Ａ）を載置するステージ（１５）
と排気口（１６）およびガス導入口（１７）が設けられ
、該マイクロ波透過窓（１３）は該マイクロ波透過窓（
１３）に対する該被処理体（Ａ）の垂直投影を包含する
大きさ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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5538885A JPS61222131A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5538885A JPS61222131A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61222131A true JPS61222131A (ja) | 1986-10-02 |
Family
ID=12997123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5538885A Pending JPS61222131A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61222131A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63263725A (ja) * | 1987-04-22 | 1988-10-31 | Hitachi Ltd | プラズマ処理装置 |
| JPH06283467A (ja) * | 1993-03-26 | 1994-10-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | マイクロ波プラズマ処理装置 |
| JP2015213053A (ja) * | 2014-04-18 | 2015-11-26 | 日本碍子株式会社 | マイクロ波照射装置、及び、マイクロ波照射方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH053732A (ja) * | 1991-06-28 | 1993-01-14 | Kubota Corp | 毛管水耕栽培装置 |
-
1985
- 1985-03-19 JP JP5538885A patent/JPS61222131A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH053732A (ja) * | 1991-06-28 | 1993-01-14 | Kubota Corp | 毛管水耕栽培装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63263725A (ja) * | 1987-04-22 | 1988-10-31 | Hitachi Ltd | プラズマ処理装置 |
| JPH06283467A (ja) * | 1993-03-26 | 1994-10-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | マイクロ波プラズマ処理装置 |
| JP3092383B2 (ja) * | 1993-03-26 | 2000-09-25 | 住友金属工業株式会社 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
| JP2015213053A (ja) * | 2014-04-18 | 2015-11-26 | 日本碍子株式会社 | マイクロ波照射装置、及び、マイクロ波照射方法 |
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