JPS6191377A - 表面処理装置 - Google Patents
表面処理装置Info
- Publication number
- JPS6191377A JPS6191377A JP21336384A JP21336384A JPS6191377A JP S6191377 A JPS6191377 A JP S6191377A JP 21336384 A JP21336384 A JP 21336384A JP 21336384 A JP21336384 A JP 21336384A JP S6191377 A JPS6191377 A JP S6191377A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- surface treatment
- plasma
- light source
- light
- discharge
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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】
(怠業上の利用分野)
本発明は、殊に半導体テバイスの半導体膜、金属膜、絶
縁膜の膜生成、エツチング、元クリーニング、表面改質
等の表面処理lこ用途をもつ、放射光強度の強い縄周波
放電を利用4−る光化学反応製置に関するものである。
縁膜の膜生成、エツチング、元クリーニング、表面改質
等の表面処理lこ用途をもつ、放射光強度の強い縄周波
放電を利用4−る光化学反応製置に関するものである。
(従来技術とその問題点)
気体を光化学的反応により活性化し基板表面に目的とす
る物質を堆積し薄膜化°したりエツチング。
る物質を堆積し薄膜化°したりエツチング。
表面改質等の処理をする方法は、処理が低温で可能であ
ること、荷電粒子の備ツ、(による損傷がないこと、光
化学的選択性により従来にない処理が可能となること、
反応過程の選択及び成層の制σtlが容易であることな
どから近年急速な進朕を←せている。
ること、荷電粒子の備ツ、(による損傷がないこと、光
化学的選択性により従来にない処理が可能となること、
反応過程の選択及び成層の制σtlが容易であることな
どから近年急速な進朕を←せている。
従来型の光化学的表面処理製註は大別して2つの方法に
分けられる。一つは九砕として放電ランプを用いる方法
でりり他の方ぬは)を諒としてレ−サを用いる方法であ
る。放tランプを用いる方法では一般Ll′Jに放射光
の輝度が小ざく、レーザを用いる方法ではレーザ本体が
高価につく。
分けられる。一つは九砕として放電ランプを用いる方法
でりり他の方ぬは)を諒としてレ−サを用いる方法であ
る。放tランプを用いる方法では一般Ll′Jに放射光
の輝度が小ざく、レーザを用いる方法ではレーザ本体が
高価につく。
また通常の場合、処理抜性は光源と処理室が窓によって
分離てれており、特に光CVL)等の場合にはこの芯上
に異物が堆積しこ\で放射光が減衰する問題が生じる。
分離てれており、特に光CVL)等の場合にはこの芯上
に異物が堆積しこ\で放射光が減衰する問題が生じる。
これを改善する発明として特願昭57−122857号
(%開開59−16966)発明の名称「化字蒸漸装置
」が出願されている。
(%開開59−16966)発明の名称「化字蒸漸装置
」が出願されている。
この発明は光源部と処理部とを同一容器内に設置するこ
とを%像としているが、その明細書の説明より、明かに
光源として熱陰極放電ろるいはAC放t″または直流放
tを用いていることが分る。そのためその構氏は、を極
の保控用ガスを供柑し、放tの安定化rなわち光源の安
定化をはかる内存となっている。このため、装置構造が
複雑になるとともに表面処理に直接関係のない気体を処
理系内に尋人するため、これが表面処理の81類を制限
し又は処理に悪影響をあたえる欠点をもつものとなって
いる。
とを%像としているが、その明細書の説明より、明かに
光源として熱陰極放電ろるいはAC放t″または直流放
tを用いていることが分る。そのためその構氏は、を極
の保控用ガスを供柑し、放tの安定化rなわち光源の安
定化をはかる内存となっている。このため、装置構造が
複雑になるとともに表面処理に直接関係のない気体を処
理系内に尋人するため、これが表面処理の81類を制限
し又は処理に悪影響をあたえる欠点をもつものとなって
いる。
(発明の目的)
本発明は、この問題を解決し、表面処理Q′)穂類に制
限なく、良質て41効的な処理を行なうことのできる装
置の提供を目Erjとし、附随的には電極保脛用ガスを
供給する公費がない装置を徒洪丁句ことを目的とする。
限なく、良質て41効的な処理を行なうことのできる装
置の提供を目Erjとし、附随的には電極保脛用ガスを
供給する公費がない装置を徒洪丁句ことを目的とする。
(発明の構成)
本発明は、尚周波り、TEブラスマ放tを用いた光源お
よびこれに連結して次ボの表面処理を行う処理室を設置
することによって表面処理を行う装置である。
よびこれに連結して次ボの表面処理を行う処理室を設置
することによって表面処理を行う装置である。
(実施例)
第1図に本発明の一実施例を示した。10は光源機構で
あゆ20は処理機構である。本笑施例は光掠機枯10と
処@慎格20を同一容器内に設置したものである。
あゆ20は処理機構である。本笑施例は光掠機枯10と
処@慎格20を同一容器内に設置したものである。
まず元砿機栴10について説明−づ−る0飢周良(数k
l−1z−数百MHz )のt保1より発する尚周波電
圧がコイル2に印加ぢ九ることによって高周数vg纒結
せにより放電管6の内部に放電が生じる。
l−1z−数百MHz )のt保1より発する尚周波電
圧がコイル2に印加ぢ九ることによって高周数vg纒結
せにより放電管6の内部に放電が生じる。
光源用カスはパルプ4を通してガスの流れ5の方向から
前♂ピ放電官6の内部に尋人てれる。また、放電管64
;t * ’帛絶縁物で作成され、その材質としては石
英ガラスまたはセラミクス等が有効である。
前♂ピ放電官6の内部に尋人てれる。また、放電管64
;t * ’帛絶縁物で作成され、その材質としては石
英ガラスまたはセラミクス等が有効である。
石英ガラスを用いた場合はプラズマの筒温化にともなっ
て石英カラスが鹸融するおそれがあるため、放?lt
W 6を石英ガラスの21管とし、内外2つの管の間に
冷却水を流すことがめる。
て石英カラスが鹸融するおそれがあるため、放?lt
W 6を石英ガラスの21管とし、内外2つの管の間に
冷却水を流すことがめる。
印加する画周波電力を太ぎくするにしたがって先づ高周
波グロー放電を生じるが、さらに大きい電、力を加える
ときヒステリシスa′シにブラーズマがピンチ嘔れてL
T E (Local ’l’hennal 、l;
quil+brium 4j所熱平衡)プラズマ3が主
じるのが観測される。
波グロー放電を生じるが、さらに大きい電、力を加える
ときヒステリシスa′シにブラーズマがピンチ嘔れてL
T E (Local ’l’hennal 、l;
quil+brium 4j所熱平衡)プラズマ3が主
じるのが観測される。
このプラズマは非常fこルLMjが筒く、多くの場合通
常の直流グロー放電とは異ったヌベクトルパターンを示
す。たとえば水素の放電の場合、通常の直流グロー放電
めるい(よit’u )I!1)rflグロー放−では
、水素分子に起因T6町視光域力・ら紫外光域に達する
遅47cスペクトルが存在し、それに加えて、水系原子
に起因するバルマーホタリゎ・よひライマン米クリの発
光を截、測−ぐることができる。し、かしこの1−)甘
、水素原子による発光は比較的弱く、そのため放射光の
色は白紫色となっている。ところが、LTEプラスマ3
では放射光の色は輝度の非常に尚い旗色となっている。
常の直流グロー放電とは異ったヌベクトルパターンを示
す。たとえば水素の放電の場合、通常の直流グロー放電
めるい(よit’u )I!1)rflグロー放−では
、水素分子に起因T6町視光域力・ら紫外光域に達する
遅47cスペクトルが存在し、それに加えて、水系原子
に起因するバルマーホタリゎ・よひライマン米クリの発
光を截、測−ぐることができる。し、かしこの1−)甘
、水素原子による発光は比較的弱く、そのため放射光の
色は白紫色となっている。ところが、LTEプラスマ3
では放射光の色は輝度の非常に尚い旗色となっている。
でしてそれは水素原子の発光σ)バルマー系の輝度が非
常に晶くなりた結果でおωことを知る。同時に可視部に
ないため直接目には見えないが、ライマン糸のf・目し
も非′1゛うに向くなっている。ライマンα光(ま12
1.60mの波長をもってふ・す、周知のようにこの波
長の光を用いるとぎは7ラン、ジシランの阻接分)Jr
が可能となる上、MgF2、LiI”等の光学透過材料
およびへ1gド2 コーティングのA1リフレクタ−の
1史用できる艮欣もあり光学系を組むことが極めて容易
になって升席に有用である。これ丑では、このライマン
α光の高婢度のものを1)1. リtJfすことのでき
る元V!炉なかやたために、この光があ舊り、1’lJ
用式れでいなかったものである。上記した本発明U)部
族l L ’L’ Eプラズマ光源はこの点/!−滴疋
−・[る。なおJ光源用カスとしてはアルコン、ヘリウ
ム、水域前の気体2よひこれらの混合気体等も水素と同
様に有用である。
常に晶くなりた結果でおωことを知る。同時に可視部に
ないため直接目には見えないが、ライマン糸のf・目し
も非′1゛うに向くなっている。ライマンα光(ま12
1.60mの波長をもってふ・す、周知のようにこの波
長の光を用いるとぎは7ラン、ジシランの阻接分)Jr
が可能となる上、MgF2、LiI”等の光学透過材料
およびへ1gド2 コーティングのA1リフレクタ−の
1史用できる艮欣もあり光学系を組むことが極めて容易
になって升席に有用である。これ丑では、このライマン
α光の高婢度のものを1)1. リtJfすことのでき
る元V!炉なかやたために、この光があ舊り、1’lJ
用式れでいなかったものである。上記した本発明U)部
族l L ’L’ Eプラズマ光源はこの点/!−滴疋
−・[る。なおJ光源用カスとしてはアルコン、ヘリウ
ム、水域前の気体2よひこれらの混合気体等も水素と同
様に有用である。
A 周数グロー族′1′、:Lとへ周波LTEプラズマ
放電との間には、 (a)I′、、′1周波グロー放電:まヲら元部が広く
ひろがる傾向にあり、尚周波L T Eプラズマ放電で
は発光部がピンチさノする頌101にりる。
放電との間には、 (a)I′、、′1周波グロー放電:まヲら元部が広く
ひろがる傾向にあり、尚周波L T Eプラズマ放電で
は発光部がピンチさノする頌101にりる。
(b) 夛くの光源用カスに2い−C1両放寛の発光
はそのスペクトルバター7が異7jっCいる。このスペ
クトルによって、竜子状赳の違いの一!1−ならず、光
源用カスが多原子分子の場合には高周波LTEプラズマ
放電では高周波グロー放電と較べて振動2よび回転モー
ドの励起かしげしは観d4リ 3tL る。
はそのスペクトルバター7が異7jっCいる。このスペ
クトルによって、竜子状赳の違いの一!1−ならず、光
源用カスが多原子分子の場合には高周波LTEプラズマ
放電では高周波グロー放電と較べて振動2よび回転モー
ドの励起かしげしは観d4リ 3tL る。
(C) 高周波グロー放電状態と尚周波L T Eプ
ラズマ放電状態とは 数置電力、放電圧力等をパラメー
タとして、しばしばヒステリシス的に趨移し、放電イノ
ビーダンスは固数を間で人さく異なめことが多い。
ラズマ放電状態とは 数置電力、放電圧力等をパラメー
タとして、しばしばヒステリシス的に趨移し、放電イノ
ビーダンスは固数を間で人さく異なめことが多い。
(d) 高周波L T Eフラスマ放電は井nに鮮度
が−い0 等の明確な相異が存在し両者の識別は容易である。
が−い0 等の明確な相異が存在し両者の識別は容易である。
また、ヘリウム等のような光源用」ガスでは、放℃イ/
ビーダンスがヒステリメス的に変化せずそのためインビ
ーダンスのみからは高周波グロー族1)Lと高周波L
’1’ Eプラズマ放′亀とを区別し難い刀ユ、高層2
[LTEプラズマ放電状態になるとプラズマがピンチさ
れる傾向を示し、目視によって副放電・ト識別cl−る
ことかできる。
ビーダンスがヒステリメス的に変化せずそのためインビ
ーダンスのみからは高周波グロー族1)Lと高周波L
’1’ Eプラズマ放′亀とを区別し難い刀ユ、高層2
[LTEプラズマ放電状態になるとプラズマがピンチさ
れる傾向を示し、目視によって副放電・ト識別cl−る
ことかできる。
次に処理機構20について説明rる。処理機構20は、
必要ならに気密lこ沫つことができる処理室7、反応気
体を導入する導入リング13、基板16を設置するため
の基板ホルダ8かうなり、L′rEプラズマ3からの放
射光17が処理室7の内部に照射される構造となってい
る。所定の反応気体はパルプ1)を通して流れの方向1
2から導入リング13に導びかれ、導入リング13によ
って46埋呈7の内部に供給される。赫版ホルダー8に
は温度コントローラー9が設置ぢれでおり必要に応じて
基板の温良を調節でさる。
必要ならに気密lこ沫つことができる処理室7、反応気
体を導入する導入リング13、基板16を設置するため
の基板ホルダ8かうなり、L′rEプラズマ3からの放
射光17が処理室7の内部に照射される構造となってい
る。所定の反応気体はパルプ1)を通して流れの方向1
2から導入リング13に導びかれ、導入リング13によ
って46埋呈7の内部に供給される。赫版ホルダー8に
は温度コントローラー9が設置ぢれでおり必要に応じて
基板の温良を調節でさる。
該光源用カス2よび該反応気体はバルブ14を通してガ
スの流れ15の方向に排気でね、る。
スの流れ15の方向に排気でね、る。
なお、第2図に示したように、光源機構10と処理伝格
20との1ドjから該光已用ガスを排気の方向21の方
向に排気することをしても良い。
20との1ドjから該光已用ガスを排気の方向21の方
向に排気することをしても良い。
第2図に示した装置を用いて、光源用カスとして水素ガ
ス、反応気体としてシランガスを用いることによって、
基板16上に良質の、1)− S、 : H膜を作成す
ることができた。また第1図に示した装置を用い、光源
用カスとしてアンモニアカス、反応気体として7ランカ
スを用いることによって、基板16上に良質のSiN膜
を作成することがでさた。この場合の反応の機構は明確
ではないが、アンモニアのL ’L’ Eプラズマから
水素原子のライマンα光の発光が生じ、この元によって
シランが分j!ltするとともに、琶系赤としてはLT
Eフラズマによって生じた窒素ラジカルが供絽されたた
めと考えられる。
ス、反応気体としてシランガスを用いることによって、
基板16上に良質の、1)− S、 : H膜を作成す
ることができた。また第1図に示した装置を用い、光源
用カスとしてアンモニアカス、反応気体として7ランカ
スを用いることによって、基板16上に良質のSiN膜
を作成することがでさた。この場合の反応の機構は明確
ではないが、アンモニアのL ’L’ Eプラズマから
水素原子のライマンα光の発光が生じ、この元によって
シランが分j!ltするとともに、琶系赤としてはLT
Eフラズマによって生じた窒素ラジカルが供絽されたた
めと考えられる。
第1図、第2〆1では光稼機枯10および処理機構20
が同−容器内に弁仕グなしで設置てれている。この俗成
に元CVL)等の表面処理そ行う際にこf″L、まで最
も大きな問題となっていた光g(光学ガラス窓)の伝り
を根本的に力I Rするものであり、この点で非宮に有
用Cるる。また本発明のなt成では、向1..」波放電
を用いるため電性の保脛用ガスを尋人する公債がなく、
尚周阪寛法自牙を容器内に導入号−る必安すらない。こ
のためπ源の非冨に慮Ji2なファクターである牌吸の
女足住を艮く・本発明の装置!Tは表面処理の牢なる実
験装置?ことソまらず量産装置J用にも他めて通合した
装置構造を愕りている。
が同−容器内に弁仕グなしで設置てれている。この俗成
に元CVL)等の表面処理そ行う際にこf″L、まで最
も大きな問題となっていた光g(光学ガラス窓)の伝り
を根本的に力I Rするものであり、この点で非宮に有
用Cるる。また本発明のなt成では、向1..」波放電
を用いるため電性の保脛用ガスを尋人する公債がなく、
尚周阪寛法自牙を容器内に導入号−る必安すらない。こ
のためπ源の非冨に慮Ji2なファクターである牌吸の
女足住を艮く・本発明の装置!Tは表面処理の牢なる実
験装置?ことソまらず量産装置J用にも他めて通合した
装置構造を愕りている。
光源機構10および処理シ幾イit 20を同−容器内
に設置した場合は、圧力が数Torr以下の穎域では、
高周波1.TEプラズマ放tの周囲fこグロー状プラズ
マが広がっており、圧力が低い領域で1ましにしはこの
グロー状プラズマが処理室内部1で広がってくる。これ
を防止するたW)九υ・ハ憬(p’z 10および処理
機構20との間Iこプラスマシールド用υツメノンユ等
を設置してグロー状プラズマの広がりを防止することが
ある。
に設置した場合は、圧力が数Torr以下の穎域では、
高周波1.TEプラズマ放tの周囲fこグロー状プラズ
マが広がっており、圧力が低い領域で1ましにしはこの
グロー状プラズマが処理室内部1で広がってくる。これ
を防止するたW)九υ・ハ憬(p’z 10および処理
機構20との間Iこプラスマシールド用υツメノンユ等
を設置してグロー状プラズマの広がりを防止することが
ある。
第3図には光字窓22を設直し光源機構10と処理様+
M 2 (lとを分!’;Ic した41゛・メ迫の装
Gyを示す。この場合九CV I)納υノ過LLでは九
手悠22の曇りが問題とな、−1ル・、それは元エノテ
ノグ、ブtクリー二/グ等の処理の船程ではl!41題
とならず、却って該九の用カスか処理至内に諷入じない
X=lJ点が生か畑!しる。、+2゛また元りリ=ノグ
ζ)では彰反応気体を尋人−づる必−女がない揚台もあ
る。
M 2 (lとを分!’;Ic した41゛・メ迫の装
Gyを示す。この場合九CV I)納υノ過LLでは九
手悠22の曇りが問題とな、−1ル・、それは元エノテ
ノグ、ブtクリー二/グ等の処理の船程ではl!41題
とならず、却って該九の用カスか処理至内に諷入じない
X=lJ点が生か畑!しる。、+2゛また元りリ=ノグ
ζ)では彰反応気体を尋人−づる必−女がない揚台もあ
る。
以上0・)実施V’lは、扁周波詰み留金型によ−って
L1’ I・;フランツを作成した例であるが薗周匝谷
蛍結8型にようでL ’L” Eフランツを作成するこ
ともでき、こJ’Lによっても上記間(又の有用な装置
かえられζ・。なシ・こルらの実施ツリは10」ら眠定
市な;ご此をもつも(、+1ではなく、本発明のtく面
処3里装置にはこの発明の主旨を尊重した改良fm8せ
や既仕扱術の併用など多くのX形が可能である。
L1’ I・;フランツを作成した例であるが薗周匝谷
蛍結8型にようでL ’L” Eフランツを作成するこ
ともでき、こJ’Lによっても上記間(又の有用な装置
かえられζ・。なシ・こルらの実施ツリは10」ら眠定
市な;ご此をもつも(、+1ではなく、本発明のtく面
処3里装置にはこの発明の主旨を尊重した改良fm8せ
や既仕扱術の併用など多くのX形が可能である。
(発明の効果)
A−発明は以上説明した辿りでろって、尚周波L1゛E
フラスマ放亀を用いた光源を用いることによって市牌反
で女疋した放射光を付ることができる。
フラスマ放亀を用いた光源を用いることによって市牌反
で女疋した放射光を付ることができる。
本会四〇−装置か牛尋体股、盆軌膜、杷は膜等の成膜、
ドライエノチノグ1元クリーニング、表面改質等半6体
デバイスの製造等に寄与するところは犬であり、工栗上
有為の発明ということができる。
ドライエノチノグ1元クリーニング、表面改質等半6体
デバイスの製造等に寄与するところは犬であり、工栗上
有為の発明ということができる。
4、図面U) w51’fL fx説明第1図、第2図
、第3図は本^ツ発明υ)装r1−υ)実施例の正面1
gT面図である。
、第3図は本^ツ発明υ)装r1−υ)実施例の正面1
gT面図である。
10・・・光@磯講 、20・・・処理磯栖。
Claims (3)
- (1)所定の波長の放射光を利用して所定の表面処理を
行う表面処理装置において、処理室内に載置された被処
理物および/または該被処理物の被処理面の前面空間を
照射できる位置にて、少くとも該所定の波長の放電光を
発する第1のガスを、誘導結合もしくは容量結合された
高周波電力空間に流すことでLTEプラズマを発生せし
め、このLTEプラズマを光源として該所定の表面処理
を行うことを特徴とする表面処理装置。 - (2)該処理室と空間的に連続して、もしくは光学的に
透明な窓を通して、該光源を配置したことを特徴とする
第1項記載の表面処理装置。 - (3)該LTEプラズマ部と被処理物の間に放射光を透
過し、荷電粒子をしゃへいもしくは、選択的に透過させ
うる電圧印加可能のメッシュ状電極を配設したことを特
徴とする第1項記載の表面処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21336384A JPS6191377A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | 表面処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21336384A JPS6191377A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | 表面処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6191377A true JPS6191377A (ja) | 1986-05-09 |
Family
ID=16637936
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21336384A Pending JPS6191377A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | 表面処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6191377A (ja) |
Cited By (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62227089A (ja) * | 1986-03-27 | 1987-10-06 | Anelva Corp | 表面処理方法および装置 |
US5888414A (en) * | 1991-06-27 | 1999-03-30 | Applied Materials, Inc. | Plasma reactor and processes using RF inductive coupling and scavenger temperature control |
JPH11279758A (ja) * | 1998-03-30 | 1999-10-12 | Shincron:Kk | 金属化合物薄膜の形成方法および成膜装置 |
US5990017A (en) * | 1991-06-27 | 1999-11-23 | Applied Materials, Inc. | Plasma reactor with heated source of a polymer-hardening precursor material |
US6036877A (en) * | 1991-06-27 | 2000-03-14 | Applied Materials, Inc. | Plasma reactor with heated source of a polymer-hardening precursor material |
US6036878A (en) * | 1996-02-02 | 2000-03-14 | Applied Materials, Inc. | Low density high frequency process for a parallel-plate electrode plasma reactor having an inductive antenna |
US6054013A (en) * | 1996-02-02 | 2000-04-25 | Applied Materials, Inc. | Parallel plate electrode plasma reactor having an inductive antenna and adjustable radial distribution of plasma ion density |
US6063233A (en) * | 1991-06-27 | 2000-05-16 | Applied Materials, Inc. | Thermal control apparatus for inductively coupled RF plasma reactor having an overhead solenoidal antenna |
US6074512A (en) * | 1991-06-27 | 2000-06-13 | Applied Materials, Inc. | Inductively coupled RF plasma reactor having an overhead solenoidal antenna and modular confinement magnet liners |
US6077384A (en) * | 1994-08-11 | 2000-06-20 | Applied Materials, Inc. | Plasma reactor having an inductive antenna coupling power through a parallel plate electrode |
US6083412A (en) * | 1993-10-15 | 2000-07-04 | Applied Materials, Inc. | Plasma etch apparatus with heated scavenging surfaces |
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