JPS61226925A - 放電反応装置 - Google Patents
放電反応装置Info
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- JPS61226925A JPS61226925A JP6878085A JP6878085A JPS61226925A JP S61226925 A JPS61226925 A JP S61226925A JP 6878085 A JP6878085 A JP 6878085A JP 6878085 A JP6878085 A JP 6878085A JP S61226925 A JPS61226925 A JP S61226925A
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- 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
- H01L21/18—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 the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- 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】
（産業上の利用分野）
本装置は放電を用いてガスを励起させることにより被処
理物の表面にエツチング、デポジション、表面改質その
他の表面処理を施す放電反応装置に関するものである。
理物の表面にエツチング、デポジション、表面改質その
他の表面処理を施す放電反応装置に関するものである。
（従来技術とその問題点）
従来のこの種の放電反応装置は、真空容器中に設けた２
枚の平行平板を電極としてその一方に電力を印加し、他
方を接地して、電極間に放電による低温プラズマを発生
させ、これによって励起されたガスを利用するものが主
流となっている。しかし、この従来の装置でエツチング
、デポジション等の表面処理を行なう場合、通常の電力
の放電では十分な速度で表面処理を行なことができない
。
枚の平行平板を電極としてその一方に電力を印加し、他
方を接地して、電極間に放電による低温プラズマを発生
させ、これによって励起されたガスを利用するものが主
流となっている。しかし、この従来の装置でエツチング
、デポジション等の表面処理を行なう場合、通常の電力
の放電では十分な速度で表面処理を行なことができない
。
表面処理速度をあげようとして大電力を投入した場合に
は、被処理物表面の汚染、ごみの発生、プラズマから出
る荷電粒子の照射による被処理物表面の損傷、欠陥の発
生があり、デポジションの場合には堆積膜の膜質の劣化
、エツチングの場合には処理用ガスの重合物の発生、フ
ォトレジストへの熱ダメージの発生等多くの問題点があ
った。また、異常グロー放電による低温プラズマを利用
するため、原理的にガスの利用効率が低く、ガスが
−３＝ 高いレベルまで励起されないため反応の効率も低いとい
う欠点があった。
は、被処理物表面の汚染、ごみの発生、プラズマから出
る荷電粒子の照射による被処理物表面の損傷、欠陥の発
生があり、デポジションの場合には堆積膜の膜質の劣化
、エツチングの場合には処理用ガスの重合物の発生、フ
ォトレジストへの熱ダメージの発生等多くの問題点があ
った。また、異常グロー放電による低温プラズマを利用
するため、原理的にガスの利用効率が低く、ガスが
−３＝ 高いレベルまで励起されないため反応の効率も低いとい
う欠点があった。
（発明の目的）
本発明は、従来技術の問題点を解決し、処理速度が充分
高速でかつガスの利用効率の高い表面処理装置を提供す
ることを目的とする。また、本発明の別の目的は、より
高純度のデポジションより汚染の少ないエツチング等の
高品質の表面処理装置を提供することにある。
高速でかつガスの利用効率の高い表面処理装置を提供す
ることを目的とする。また、本発明の別の目的は、より
高純度のデポジションより汚染の少ないエツチング等の
高品質の表面処理装置を提供することにある。
（発明の構成）
本願の第１の発明は放電用の電力を印加する電極を筒形
に構成し、該筒形の軸を被処理物に向けてこれを開口設
置し、筒内に磁界を発生する手段を設けてこの筒内に筒
の外側よりも密度の高い放電を生起せしめた放電反応装
置によって前記目的を達成したものである。また本願の
第２の発明は、上記第１の発明のｉｒｆ記筒形の電極の
開口部と、前記被処理物との間に、バイアス電圧を印加
するメツシュ状の電極を置く構成の放電反応装置によっ
て、前記目的の達成を一層確実にしたものである。
に構成し、該筒形の軸を被処理物に向けてこれを開口設
置し、筒内に磁界を発生する手段を設けてこの筒内に筒
の外側よりも密度の高い放電を生起せしめた放電反応装
置によって前記目的を達成したものである。また本願の
第２の発明は、上記第１の発明のｉｒｆ記筒形の電極の
開口部と、前記被処理物との間に、バイアス電圧を印加
するメツシュ状の電極を置く構成の放電反応装置によっ
て、前記目的の達成を一層確実にしたものである。
（実 施 例）
第１図に本発明の実施例を示す。１は接地された真空容
器、２は放電用電力を印加する電極、３は被処理物３′
を設置する対向電極であり、接地又は電源１８によりバ
イアスをかけることができる。４は空芯コイル、７．８
はガス導入系、９は電極２の冷却用水取入れ口である。
器、２は放電用電力を印加する電極、３は被処理物３′
を設置する対向電極であり、接地又は電源１８によりバ
イアスをかけることができる。４は空芯コイル、７．８
はガス導入系、９は電極２の冷却用水取入れ口である。
水冷機構は省略している。第２図は電極２をその開口正
面の被処理物３′側から見た図であり、１２は六角形の
導電性パイプ、１５は複数個のパイプ１２を束ねる手段
、１７は接地されたシールド板である。ガス導入系７か
ら導入されたガスは、各パイプ１２の内部に導かれ、そ
の中を通って真空容器１内に吹き出す。電極２は絶縁物
１０により真空容器１と絶縁され、電源１１から放電用
電力が印加されている。真空容器１内は排気系５により
適値に減圧される。６は直流バイアスをかけることがで
きるメツシュ状電極である。これは浮塀状態にしてもよ
い。バイアス用の電源回路は省略した。
面の被処理物３′側から見た図であり、１２は六角形の
導電性パイプ、１５は複数個のパイプ１２を束ねる手段
、１７は接地されたシールド板である。ガス導入系７か
ら導入されたガスは、各パイプ１２の内部に導かれ、そ
の中を通って真空容器１内に吹き出す。電極２は絶縁物
１０により真空容器１と絶縁され、電源１１から放電用
電力が印加されている。真空容器１内は排気系５により
適値に減圧される。６は直流バイアスをかけることがで
きるメツシュ状電極である。これは浮塀状態にしてもよ
い。バイアス用の電源回路は省略した。
電極２に電源１１から電力を印加し、放電を発生させ、
その電力とガス圧力とを適当に調節すると、放電はパイ
プ１２の内側空間１３に集中し、いわゆるホローカソー
ド放電となる。この放電プラズマは密度が高く、ガス導
入系７から導入されたガスを効果的に励起させることが
できる。例えばガス導入系７よりＮ２を、ガス導入系８
より５ｊＨ４を導入することにより、被処理物のＳｊ基
板３′ににＳｊ、、Ｎ４膜を高速で堆積させることがで
きる。従来のホローカソード放電装置においても、本実
施例と同様に電極２に対向して被処理物３′を設置する
ことがある。そのときの対向電極３は通常接地されてお
り、その一方でメツシュ電極６は設置されていない。こ
のため、ホローカソード放電により生成された高エネル
ギーの荷電粒子は直接被処理物３′に流入し、これに損
傷を与えることがある。また、パイプ状電極１２の内側
の表面の、プラズマに接する部分の原子が、プラズマ中
のイオンでスパッターされて、それが被処理物３′の表
面に到達して汚染の原因となることがあった。特に金属
製の電極を用いた場合には、デポジションされた膜内へ
金属原子が混入する可能性があり、このときは、その膜
は実用には耐えないものとなる。しかし、本実施例のよ
うに、対向電極３にバイアスをかけられる構造とし、ま
たメツシュ状電極６にもバイアスをかけられる構造とす
ることで、被処理物３′に流入する荷電粒子のエネルギ
ーを制御することができる。また、本発明の装置が、従
来の同種の装置と相違する点は、何よりも、電極２にそ
の筒形の軸方向に磁界が印加される点にあり、空芯コイ
ル４を用いて磁界が印加されるときは、内部空間１３に
おける放電を一層高密度化して例えば前記の導入窒素ガ
スより格段に多輩の活性窒素あるいは窒素イオンを得る
ことができると同時に、プラズマを内部空間１３の中心
部に集中させることができて、導電外パイプ１２の消耗
を減少し、かつ被処理物３′表面の電極物質による汚染
を避けることができる。更にパイプ１２をＳｉで作製し
ておくこと又はパイプ内面に５ｊＯ２等の化合物をコー
ティングすることにより、被処理物３′上への汚染を無
視できる範囲＝７− にまで低下させることができる。
その電力とガス圧力とを適当に調節すると、放電はパイ
プ１２の内側空間１３に集中し、いわゆるホローカソー
ド放電となる。この放電プラズマは密度が高く、ガス導
入系７から導入されたガスを効果的に励起させることが
できる。例えばガス導入系７よりＮ２を、ガス導入系８
より５ｊＨ４を導入することにより、被処理物のＳｊ基
板３′ににＳｊ、、Ｎ４膜を高速で堆積させることがで
きる。従来のホローカソード放電装置においても、本実
施例と同様に電極２に対向して被処理物３′を設置する
ことがある。そのときの対向電極３は通常接地されてお
り、その一方でメツシュ電極６は設置されていない。こ
のため、ホローカソード放電により生成された高エネル
ギーの荷電粒子は直接被処理物３′に流入し、これに損
傷を与えることがある。また、パイプ状電極１２の内側
の表面の、プラズマに接する部分の原子が、プラズマ中
のイオンでスパッターされて、それが被処理物３′の表
面に到達して汚染の原因となることがあった。特に金属
製の電極を用いた場合には、デポジションされた膜内へ
金属原子が混入する可能性があり、このときは、その膜
は実用には耐えないものとなる。しかし、本実施例のよ
うに、対向電極３にバイアスをかけられる構造とし、ま
たメツシュ状電極６にもバイアスをかけられる構造とす
ることで、被処理物３′に流入する荷電粒子のエネルギ
ーを制御することができる。また、本発明の装置が、従
来の同種の装置と相違する点は、何よりも、電極２にそ
の筒形の軸方向に磁界が印加される点にあり、空芯コイ
ル４を用いて磁界が印加されるときは、内部空間１３に
おける放電を一層高密度化して例えば前記の導入窒素ガ
スより格段に多輩の活性窒素あるいは窒素イオンを得る
ことができると同時に、プラズマを内部空間１３の中心
部に集中させることができて、導電外パイプ１２の消耗
を減少し、かつ被処理物３′表面の電極物質による汚染
を避けることができる。更にパイプ１２をＳｉで作製し
ておくこと又はパイプ内面に５ｊＯ２等の化合物をコー
ティングすることにより、被処理物３′上への汚染を無
視できる範囲＝７− にまで低下させることができる。
−に記の放電を行なう場合、パイプの長さと筒の内径の
大きさの比にはガスの種類、圧力により或は定まった適
値があり、他の比率では高密度のプラズマを得ることは
不可能である。パイプ１２は併設する大きい理由はこ＼
にあり、併設数を加減して調節するものである。ただし
パイプは必ずしも六角柱である必要はなく、円柱、角柱
等の形状も可能である。更に円錐、角錐等の形状も可能
である。
大きさの比にはガスの種類、圧力により或は定まった適
値があり、他の比率では高密度のプラズマを得ることは
不可能である。パイプ１２は併設する大きい理由はこ＼
にあり、併設数を加減して調節するものである。ただし
パイプは必ずしも六角柱である必要はなく、円柱、角柱
等の形状も可能である。更に円錐、角錐等の形状も可能
である。
第３図に他の実施例を示す。この実施例ではホローカソ
ード放電のパイプ１２は円柱であり、かつ単一である。
ード放電のパイプ１２は円柱であり、かつ単一である。
このパイプ１２内に高密度のプラズマ又はＬＴＥ（局所
的熱平衡）プラズマを発生させるときは、第１図と同等
の放電反応を期待することができる。ただし、ここで云
うＴ、 Ｔ Ｅプラズマとは、放電を放電空間１３内の
一部に集中させることによってその部分に、グロー放電
よりもはるかに高い温度を持ち、より熱平衡に近い状態
に保持されたプラズマを得たものを指す。このプラズマ
は低圧アーク放電に近い特性をもち、ガスを高いレベル
まで励起するため、強力なイオン、活性ラジカル源とし
て有用である。また、このプラズマでは、通常無極放電
（石英管のまわりにコイルを巻いてこれに高周波電力を
印加したり、石英管の外側に電極対を設置し、これに高
周波電力を印加するもの）により発生させることが多い
が、本実施例に示すようにホローカソード放電によって
も発生が可能である。このとき、第３図に明示するよう
にパイプ１２の先端を被処理物３′に向ってラッパ状に
広げておくことで、励起されたガスを広い範囲に拡散さ
せ、被処理物３′」二の広い範囲に均一な表面処理を行
なうことができる。
的熱平衡）プラズマを発生させるときは、第１図と同等
の放電反応を期待することができる。ただし、ここで云
うＴ、 Ｔ Ｅプラズマとは、放電を放電空間１３内の
一部に集中させることによってその部分に、グロー放電
よりもはるかに高い温度を持ち、より熱平衡に近い状態
に保持されたプラズマを得たものを指す。このプラズマ
は低圧アーク放電に近い特性をもち、ガスを高いレベル
まで励起するため、強力なイオン、活性ラジカル源とし
て有用である。また、このプラズマでは、通常無極放電
（石英管のまわりにコイルを巻いてこれに高周波電力を
印加したり、石英管の外側に電極対を設置し、これに高
周波電力を印加するもの）により発生させることが多い
が、本実施例に示すようにホローカソード放電によって
も発生が可能である。このとき、第３図に明示するよう
にパイプ１２の先端を被処理物３′に向ってラッパ状に
広げておくことで、励起されたガスを広い範囲に拡散さ
せ、被処理物３′」二の広い範囲に均一な表面処理を行
なうことができる。
第４図には更に別の実施例を示す。この実施例では、ブ
ロック状の電極２に多数の貫通孔１３が設けられてそれ
らが放電空間を形成し、ガスの一部又は全部はガス導入
系７より電極２裏側からこの貫通孔に導入され、内部空
間１３を通して被処理物３′に向って吹き出される。電
源１１から電極２に電力を印加するときは、内部空間１
３内に高密度のプラズマが発生するが、空芯コイル４に
よる磁界によりこの放電状態を極めて強力なものにし、
かつ強度を制御することもできる。更に、第５図には別
の実施例を示す。この場合の適度な厚みをもつ電極２は
半球殻形状となり、被処理物３′はその球殻の中心に設
置される。電極２には、被処理物３′の中心に軸を向け
る複数の貫通した放電空間１３が設けられる。こ２でも
軸を被処理物３′の中心に向けた永久磁石１４を適所に
設置している。７から導入されたガスはガス溜め空間１
９にいったんためられたのち、前記貫通した放電空間１
３から均一に基板３′に向い吹き出される。電極２に電
源１１より電力を印加すれば、貫通した放電空間１３に
高密度のグロー放電あるいはＬ Ｔ Ｅプラズマ発生し
、基板３′の表面に均一な表面処理を行なうことができ
る。必要のときは他のガス導入機構８より、基板３’−
にに別のガスを導入することも可能である。
ロック状の電極２に多数の貫通孔１３が設けられてそれ
らが放電空間を形成し、ガスの一部又は全部はガス導入
系７より電極２裏側からこの貫通孔に導入され、内部空
間１３を通して被処理物３′に向って吹き出される。電
源１１から電極２に電力を印加するときは、内部空間１
３内に高密度のプラズマが発生するが、空芯コイル４に
よる磁界によりこの放電状態を極めて強力なものにし、
かつ強度を制御することもできる。更に、第５図には別
の実施例を示す。この場合の適度な厚みをもつ電極２は
半球殻形状となり、被処理物３′はその球殻の中心に設
置される。電極２には、被処理物３′の中心に軸を向け
る複数の貫通した放電空間１３が設けられる。こ２でも
軸を被処理物３′の中心に向けた永久磁石１４を適所に
設置している。７から導入されたガスはガス溜め空間１
９にいったんためられたのち、前記貫通した放電空間１
３から均一に基板３′に向い吹き出される。電極２に電
源１１より電力を印加すれば、貫通した放電空間１３に
高密度のグロー放電あるいはＬ Ｔ Ｅプラズマ発生し
、基板３′の表面に均一な表面処理を行なうことができ
る。必要のときは他のガス導入機構８より、基板３’−
にに別のガスを導入することも可能である。
なお上記各実施例は限定的な意味をもつものではなく、
本発明の主旨の下に多くの応用変形が可能である。
本発明の主旨の下に多くの応用変形が可能である。
（発明の効果）
本発明は以上に説明した通りであって、本発明によれば
高速度に良質の表面処理を行なうことのできる放電反応
装置を提供することができる。
高速度に良質の表面処理を行なうことのできる放電反応
装置を提供することができる。
第１図は実施例の概要の側面図。第２図は、第１図の電
極部分の詳細を示す正面図。第３図、第４図、第５図は
別の実施例の概要の側面図。 １−一一一真空容器、２−一一一放電用の電力を印加す
る電極＋ ａ−−−一対向電極、３’−一−−被処理物
、４−一−−磁界発生機構、５−一一一排気系、６−−
−−メツシユ電極、７．８−−−−ガス導入系、９−一
一一冷却水取り入れ口、１０−−−一絶縁物、１１−−
−一放電用電源、１．２−−−一導電性パイブ、１３−
−−一放電の発生する空間、１．４−−一−−絶縁物を
充てんする部分、１５−一一〜パイプを束ねる手段、１
６−−−−シールド板と電極の間の空間、１７−−−−
シールド板、１８−一バイアス用電源、１９−−−−ガ
ス留め空間。 ＦＩＧ３．１ ＦＩＧ、２Ｆｌ（３，３
極部分の詳細を示す正面図。第３図、第４図、第５図は
別の実施例の概要の側面図。 １−一一一真空容器、２−一一一放電用の電力を印加す
る電極＋ ａ−−−一対向電極、３’−一−−被処理物
、４−一−−磁界発生機構、５−一一一排気系、６−−
−−メツシユ電極、７．８−−−−ガス導入系、９−一
一一冷却水取り入れ口、１０−−−一絶縁物、１１−−
−一放電用電源、１．２−−−一導電性パイブ、１３−
−−一放電の発生する空間、１．４−−一−−絶縁物を
充てんする部分、１５−一一〜パイプを束ねる手段、１
６−−−−シールド板と電極の間の空間、１７−−−−
シールド板、１８−一バイアス用電源、１９−−−−ガ
ス留め空間。 ＦＩＧ３．１ ＦＩＧ、２Ｆｌ（３，３
Claims (5)
- （１）真空容器、ガスの導入系、排気系、放電用電源を
備え、該真空容器内に置かれた被処理物の表面にエッチ
ング、デポジション、表面改質その他の表面処理を施す
放電反応装置において、前記放電用電源の電力を印加す
る電極を筒形に構成し、該筒形の軸を該被処理物に向け
てこれを開口設置し、前記筒内に磁界を発生する手段を
設けて該筒内に筒の外側よりも密度の高い放電を生起せ
しめたことを特徴とする放電反応装置。 - （２）前記筒形の電極がその内面の材質を、該被処理物
の表面の材質と一致させるかまたは該被処理物の表面の
物質を含む合金もしくは化合物で構成されていることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の放電反応装置。 - （３）該筒内にＬＴＥ（局所的熱平衡）プラズマを発生
させたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の放
電反応装置。 - （４）該筒形の電極が、単一の被処理物に対して複数個
併設されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の放電反応装置。 - （５）真空容器、ガス導入系、排気系、放電用電源を備
え、該真空容器内に置かれた被処理物の表面にエッチン
グ、デポジション、表面改質その他の表面処理を施す放
電反応装置において、前記放電用電源の電力を印加する
電極を筒形に構成し、該筒形の軸を該被処理物に向けて
これを開口設置し、前記筒内に磁界を発生する手段を設
けて該筒内に筒の外側よりも密度の高い放電を生起せし
めると共に、前記筒形電極の開口部と該被処理物との間
にメッシュ型の電極を設けて、これにバイアス電圧を印
加することを特徴とする放電反応装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60068780A JPH0750701B2 (ja) | 1985-04-01 | 1985-04-01 | 放電反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60068780A JPH0750701B2 (ja) | 1985-04-01 | 1985-04-01 | 放電反応装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61226925A true JPS61226925A (ja) | 1986-10-08 |
| JPH0750701B2 JPH0750701B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=13383586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60068780A Expired - Lifetime JPH0750701B2 (ja) | 1985-04-01 | 1985-04-01 | 放電反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0750701B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH01214123A (ja) * | 1988-02-23 | 1989-08-28 | Tel Sagami Ltd | プラズマ処理方法 |
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Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR101506305B1 (ko) * | 2012-12-17 | 2015-03-26 | 한국생산기술연구원 | 중공관 단위체로 구성된 음극을 포함하는 질화처리용 플라즈마 장치 및 그를 이용한 플라즈마 질화처리 방법 |
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-
1985
- 1985-04-01 JP JP60068780A patent/JPH0750701B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0750701B2 (ja) | 1995-05-31 |
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