JPS62170475A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JPS62170475A JPS62170475A JP1210986A JP1210986A JPS62170475A JP S62170475 A JPS62170475 A JP S62170475A JP 1210986 A JP1210986 A JP 1210986A JP 1210986 A JP1210986 A JP 1210986A JP S62170475 A JPS62170475 A JP S62170475A
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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〕
本発明は、スパッタリング装置、プラズマエツチング装
置、プラズマＣＶＤ （ケミカル・ベイパー畠デポジシ
ョン（＝＝Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓ
ｉｔｉｏｎ） ）装置等のプラズマ処理装置に関する。
置、プラズマＣＶＤ （ケミカル・ベイパー畠デポジシ
ョン（＝＝Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓ
ｉｔｉｏｎ） ）装置等のプラズマ処理装置に関する。
プラズマ処理装置は、例えば特開昭５７−１３１３７３
号公報に記載されているように、真空チャンバ内のプラ
ズマに電子サイクロトロン共鳴を起こさせると共に該プ
ラズマを所要箇所に閉じ込める磁界発生装置を備えてい
る。
号公報に記載されているように、真空チャンバ内のプラ
ズマに電子サイクロトロン共鳴を起こさせると共に該プ
ラズマを所要箇所に閉じ込める磁界発生装置を備えてい
る。
プラズマ処理装置の真空チャンバ内で発生したプラズマ
を磁界で閉じ込め、該プラズマを利用してスパッタリン
グやエツチングを行なうため、プラズマを挟んで対向配
置されたカソード・アノード間に磁界と直角方向の電界
を発生させると、プラズマ中の荷電粒子、特に電子が力
を受け１次式（１）で示されるドリフト速度ＶＥでドリ
フト運動を行なう。
を磁界で閉じ込め、該プラズマを利用してスパッタリン
グやエツチングを行なうため、プラズマを挟んで対向配
置されたカソード・アノード間に磁界と直角方向の電界
を発生させると、プラズマ中の荷電粒子、特に電子が力
を受け１次式（１）で示されるドリフト速度ＶＥでドリ
フト運動を行なう。
ｖ［！：＝ （Ｅ Ｘ Ｉｎ） ／ Ｂ” ＝
（Ｌ）ここで、Ｅは電界、ＩＢは磁界である。このドリ
フ１〜運動の様子を第６図に示す。プラズマ中の電子は
電界Ｅと磁界Ｂの外積で与えられる方向に片寄るため、
プラズマに密度の差が生じてしまう。
（Ｌ）ここで、Ｅは電界、ＩＢは磁界である。このドリ
フ１〜運動の様子を第６図に示す。プラズマ中の電子は
電界Ｅと磁界Ｂの外積で与えられる方向に片寄るため、
プラズマに密度の差が生じてしまう。
プラズマに密度差が生じると、プラズマ処理の速度が不
均一になり、例えばエツチングの場合には食刻深さが基
板の場所によって不均一となり１例えばスパッタリング
の場合には、第７図に示すように、ｙ軸方向に生じたプ
ラズマの密度差により。
均一になり、例えばエツチングの場合には食刻深さが基
板の場所によって不均一となり１例えばスパッタリング
の場合には、第７図に示すように、ｙ軸方向に生じたプ
ラズマの密度差により。
基板上に成長した膜の厚さが不均一となってしまう。
ここでｙ軸の正の方向は磁界の方向と一致させ、Ｚ軸に
対応する電界は基板を厚さ方向に貫き、ｙ軸の正の方向
は磁界と垂直で基板表面に沿い、原点を基板表面の中央
に置くものとする。
対応する電界は基板を厚さ方向に貫き、ｙ軸の正の方向
は磁界と垂直で基板表面に沿い、原点を基板表面の中央
に置くものとする。
半導体集積回路を製造するにあたっては、プラズマ処理
を基板全面で均一に行なうようにすることが重要であり
、プラズマ処理の不均一は回路素子の微細化が進むほど
問題になってくる。
を基板全面で均一に行なうようにすることが重要であり
、プラズマ処理の不均一は回路素子の微細化が進むほど
問題になってくる。
本発明の目的は、プラズマ処理の不均一が生じないプラ
ズマ処理装置を提供することにある。
ズマ処理装置を提供することにある。
上記問題点は、磁界発生装置に発生磁界の方向を時間的
に変える手段を設けることにより解決される。
に変える手段を設けることにより解決される。
プラズマ処理を行なう際に磁界の方向が時間的に変わる
と、電子のドリフトによるプラズマ密度の片寄りが一方
向に固定されることがなく、プラズマ処理の時間平均で
見るとプラズマ密度が均一となる。
と、電子のドリフトによるプラズマ密度の片寄りが一方
向に固定されることがなく、プラズマ処理の時間平均で
見るとプラズマ密度が均一となる。
以下、本発明の一実施例を第１図乃至第５図を参照して
説明する。尚、プラズマ処理装置としてスパッタリング
′！Ａ＠を例しこ挙げて説明するが、プラズマエツチン
グ装置やプラズマＣＶＤ装置においても基本構成は同じ
である。
説明する。尚、プラズマ処理装置としてスパッタリング
′！Ａ＠を例しこ挙げて説明するが、プラズマエツチン
グ装置やプラズマＣＶＤ装置においても基本構成は同じ
である。
第１図は本発明の第１実施例に係るスパッタリング装置
の構成図である。
の構成図である。
スパッタリング装置は真空チャンバ１を備え。
真空チャンバ１には、該チャンバ内を高真空に減圧する
図示しない排気装置に連通ずる排気管２と、チャンバ１
内にアルゴンＡｒを導入するアルゴン導入管３と、チャ
ンバ１内に左右からマイクロ波を導入する導波管１１．
１２が設けられている。これ等の導波管１１．１２は、
マイクロ波を透過させる材料、例えばＳ 、ｉ ０２や
その他のセラミックスで成る耐熱性真空封じ板１５によ
り閉塞されている。チャンバ１内には、基板ホルダ４と
カソード６が所定距離離間して対向配置され、基板ホル
ダ４はアースされ、カソード６は電源１３に接続されて
いる。
図示しない排気装置に連通ずる排気管２と、チャンバ１
内にアルゴンＡｒを導入するアルゴン導入管３と、チャ
ンバ１内に左右からマイクロ波を導入する導波管１１．
１２が設けられている。これ等の導波管１１．１２は、
マイクロ波を透過させる材料、例えばＳ 、ｉ ０２や
その他のセラミックスで成る耐熱性真空封じ板１５によ
り閉塞されている。チャンバ１内には、基板ホルダ４と
カソード６が所定距離離間して対向配置され、基板ホル
ダ４はアースされ、カソード６は電源１３に接続されて
いる。
成箇材料で形成されたカソード６が絶縁物の場合は電源
１３として高周波電源（例えば周波数１３．５６ＭＩＩ
ｚ）が使用され、導電物の場合は直流電源あるいは高周
波電源が使用される。
１３として高周波電源（例えば周波数１３．５６ＭＩＩ
ｚ）が使用され、導電物の場合は直流電源あるいは高周
波電源が使用される。
前記導波管１１．１２は、マイクロ波を基板ホルダ４−
カソード６間に導入するように同軸状に配設され、導波
管１１．１２の外周を巻装するように電磁コイル８，９
が設けられている。これ等の電磁コイル８，９には、波
形１７で示すように周期的に極性が反転する電力を供給
する電源１６が接続されている。
カソード６間に導入するように同軸状に配設され、導波
管１１．１２の外周を巻装するように電磁コイル８，９
が設けられている。これ等の電磁コイル８，９には、波
形１７で示すように周期的に極性が反転する電力を供給
する電源１６が接続されている。
斯かる構成でなるスパッタリング装置の動作を次に説明
する。
する。
基板ホルダ４に基板５を載せてから排気管２を開け、チ
ャンバ１内を高真空例えば１０−’ Ｔ ｏｒｒ以下に
排気する。その後プラズマ形成用のアルゴンガスを所定
量チャンバ１内に導入する。そして、電源１６によって
電磁コイル８，９を駆動するが。
ャンバ１内を高真空例えば１０−’ Ｔ ｏｒｒ以下に
排気する。その後プラズマ形成用のアルゴンガスを所定
量チャンバ１内に導入する。そして、電源１６によって
電磁コイル８，９を駆動するが。
軸７上の中央部のＰ点付近（同時に基板ホルダ４とカソ
ード６の略中間位置でもある）での磁場強度が２．４５
ＧＨｚのマイクロ波の電子に対する電子サイクロトロン
共鳴条件である８７５ガウス以上となるミラー磁場１０
が形成される様に電源１６を設定する。この状態でマイ
クロ波を導波管１１．１２を通して真空チャンバ１内に
供給すると、電子がマイクロ波からのエネルギーを効率
よく吸収して、高密度のプラズマ（プラズマ密度： １
０” ／ ａｎ’以上）１４が形成されると共にミラー
磁場１０により該プラズマは所定空間内に閉じ込められ
る。
ード６の略中間位置でもある）での磁場強度が２．４５
ＧＨｚのマイクロ波の電子に対する電子サイクロトロン
共鳴条件である８７５ガウス以上となるミラー磁場１０
が形成される様に電源１６を設定する。この状態でマイ
クロ波を導波管１１．１２を通して真空チャンバ１内に
供給すると、電子がマイクロ波からのエネルギーを効率
よく吸収して、高密度のプラズマ（プラズマ密度： １
０” ／ ａｎ’以上）１４が形成されると共にミラー
磁場１０により該プラズマは所定空間内に閉じ込められ
る。
この様に形成された高密度プラズマ１４に対してカソー
ド６に電源１３より電力を印加すると、プラズマ中の質
量の大きいアルゴンイオンがカソード６から成膜材料を
スパッタし、基板５上に膜が成長する。
ド６に電源１３より電力を印加すると、プラズマ中の質
量の大きいアルゴンイオンがカソード６から成膜材料を
スパッタし、基板５上に膜が成長する。
本実施例では、電磁コイル８，９に流れる電流が周期的
に反転されるため、ある瞬間に第２図（ａ）に示すよう
にプラズマ密度に片寄りが生じても１次の瞬間に第２図
（ｂ）に示すようにプラズマ密度が反対側に片寄り、第
２図（ａ）、 （ｂ）の状態が交互に繰り返され、結果
的にプラズマによるスパッタリングは場所により均一に
行なわれることになる。尚、第２図（ａ）及び（ｂ）は
、電界方向が紙面の表から裏に向かっている状態で磁界
の方向が夫々左向き及び右向きのときに生じるプラズマ
密度の片寄りを模式的表わしたもので、斜線密度がプラ
ズマ密度を表わしている。本実施例のように磁界の向き
を変えることにより、基Ｆｊ、５上に形成さる膜の膜厚
は、第３図に示すように均一となる。
に反転されるため、ある瞬間に第２図（ａ）に示すよう
にプラズマ密度に片寄りが生じても１次の瞬間に第２図
（ｂ）に示すようにプラズマ密度が反対側に片寄り、第
２図（ａ）、 （ｂ）の状態が交互に繰り返され、結果
的にプラズマによるスパッタリングは場所により均一に
行なわれることになる。尚、第２図（ａ）及び（ｂ）は
、電界方向が紙面の表から裏に向かっている状態で磁界
の方向が夫々左向き及び右向きのときに生じるプラズマ
密度の片寄りを模式的表わしたもので、斜線密度がプラ
ズマ密度を表わしている。本実施例のように磁界の向き
を変えることにより、基Ｆｊ、５上に形成さる膜の膜厚
は、第３図に示すように均一となる。
座標軸の定め方、線分の意味は第７図と同様である。尚
、磁界の向きの反転は一定周期毎に行なう必要はなく、
少なくとも、プラズマ処理時間中に第２図（ａ）、 （
ｂ）の状態となる夫々の時間の合計が略等しくなるよう
にすればよい。
、磁界の向きの反転は一定周期毎に行なう必要はなく、
少なくとも、プラズマ処理時間中に第２図（ａ）、 （
ｂ）の状態となる夫々の時間の合計が略等しくなるよう
にすればよい。
第４図は本発明の第２実施例に係るスパッタ装置の構成
図である。本実施例は、第１実施例に比ベチャンバ１の
右側に設けられた導波管１２及び電磁コイル９を省略し
たもので、マイクロ波を一方向から導入してプラズマ１
４を電磁コイル８の磁界１０によって基板５とカソード
６の間に輸送するようにしである。本実施例においても
、磁界１ｏの向きを任意に反転させることにより第１実
施例と同様の効果が得られる。
図である。本実施例は、第１実施例に比ベチャンバ１の
右側に設けられた導波管１２及び電磁コイル９を省略し
たもので、マイクロ波を一方向から導入してプラズマ１
４を電磁コイル８の磁界１０によって基板５とカソード
６の間に輸送するようにしである。本実施例においても
、磁界１ｏの向きを任意に反転させることにより第１実
施例と同様の効果が得られる。
第５図は本発明の第３実施例に係るスパッタ装置の構成
図である。本実施例では、マイクロ波を用いず、電磁コ
イル８を該コイル８の中心が基板５とカソード６の中間
点Ｐと一致するように配置しである。本実施例でも同様
に、磁界および電界による作用でプラズマＩ４には第２
図に示す密度の片寄りがカソード６および基板５の面上
で生ずる。
図である。本実施例では、マイクロ波を用いず、電磁コ
イル８を該コイル８の中心が基板５とカソード６の中間
点Ｐと一致するように配置しである。本実施例でも同様
に、磁界および電界による作用でプラズマＩ４には第２
図に示す密度の片寄りがカソード６および基板５の面上
で生ずる。
従って、電磁コイル８の電源１６を磁場１０の方向を交
互に変えるように波形１７に従って変え、第２図（ａ）
、 （ｂ）の関係を交互に任意の組合せで形成すること
により、第３図に示すように、基板面上で均一な膜を形
成できることは第１実施例の場合と同じである。
互に変えるように波形１７に従って変え、第２図（ａ）
、 （ｂ）の関係を交互に任意の組合せで形成すること
により、第３図に示すように、基板面上で均一な膜を形
成できることは第１実施例の場合と同じである。
なお、ここではスパッタ装置について説明したが、エツ
チング′！装置やプラスマｃＶＤ′！装置などプラズマ
を用いて対象物の処理を行なう場合についても同様の結
果が得られることは言うまでもない。
チング′！装置やプラスマｃＶＤ′！装置などプラズマ
を用いて対象物の処理を行なう場合についても同様の結
果が得られることは言うまでもない。
本発明によれば、スパッタリングにょる膜厚の均一性や
エツチングによる食刻深さの均一性のように、プラズマ
処理による対象物面での処理均一性をはかることが可能
となり、性能向上が大「１１に改善される。
エツチングによる食刻深さの均一性のように、プラズマ
処理による対象物面での処理均一性をはかることが可能
となり、性能向上が大「１１に改善される。
第１図は本発明の第１実施例に係るスパッタ装置の構成
図、第２図（ａ）はプラズマ密度の片寄りを示す模式図
、第２図（ｂ）は第２図（ａ）とは逆に片寄ったプラズ
マ密度を示す模式図、第３図は第１図のスパッタ装置で
基板上で形成した膜の膜厚分布図、第４図は本発明の第
２実施例に係るスパッタ装置の構成図、第５図は本発明
の第３実施例に係るスパッタ装置の構成図、第６図は電
子のドリフト運動を示す図、第７図は従来のスパッタ装
置による膜厚分布図である。 １・・・真空チャンバ、５・・・基板、６・・・カソー
ド、１０・・・磁界、１４・・・プラズマ、８，９・・
・電磁コイル、１６・・・電磁コイル用電源。
図、第２図（ａ）はプラズマ密度の片寄りを示す模式図
、第２図（ｂ）は第２図（ａ）とは逆に片寄ったプラズ
マ密度を示す模式図、第３図は第１図のスパッタ装置で
基板上で形成した膜の膜厚分布図、第４図は本発明の第
２実施例に係るスパッタ装置の構成図、第５図は本発明
の第３実施例に係るスパッタ装置の構成図、第６図は電
子のドリフト運動を示す図、第７図は従来のスパッタ装
置による膜厚分布図である。 １・・・真空チャンバ、５・・・基板、６・・・カソー
ド、１０・・・磁界、１４・・・プラズマ、８，９・・
・電磁コイル、１６・・・電磁コイル用電源。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、磁界発生装置であって真空チャンバ内の所要箇所に
プラズマを閉じ込めるものを備えるプラズマ処理装置に
おいて、 前記磁界発生装置に、発生磁界の方向を時間的に変える
手段を設けたことを特徴とするプラズマ処理装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載のプラズマ処理装置にお
いて、 前記プラズマ処理装置はスパッタリング装置であること
を特徴とするプラズマ処理装置。 ３、特許請求の範囲第１項記載のプラズマ処理装置にお
いて、 前記プラズマ処理装置はエッチング装置であることを特
徴とするプラズマ処理装置。 ４、特許請求の範囲第１項記載のプラズマ処理装置にお
いて、 前記プラズマ処理装置はプラズマＣＶＤ装置であること
を特徴とするプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1210986A JPS62170475A (ja) | 1986-01-24 | 1986-01-24 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1210986A JPS62170475A (ja) | 1986-01-24 | 1986-01-24 | プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62170475A true JPS62170475A (ja) | 1987-07-27 |
Family
ID=11796395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1210986A Pending JPS62170475A (ja) | 1986-01-24 | 1986-01-24 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62170475A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0288763A (ja) * | 1988-09-26 | 1990-03-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜超電導体およびその製造方法および製造装置 |
| JPH02133573A (ja) * | 1988-11-11 | 1990-05-22 | Shimadzu Corp | 硬質カーボン膜生成装置 |
| FR2705584A1 (fr) * | 1993-05-26 | 1994-12-02 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de séparation isotopique par résonance cyclotronique ionique. |
| US5478459A (en) * | 1993-10-28 | 1995-12-26 | Leybold Aktiengesellschaft | Plasma sputtering installation with microwave enhancement |
| JP2007031994A (ja) * | 2005-07-25 | 2007-02-08 | Kvk Corp | 湯水混合水栓の温度調節ハンドルの誤操作防止機構 |
| WO2015145486A1 (ja) * | 2014-03-28 | 2015-10-01 | 国立大学法人東北大学 | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
| JPWO2016186143A1 (ja) * | 2015-05-20 | 2018-03-29 | 国立大学法人東北大学 | プラズマ処理装置、プラズマ処理方法および半導体製造方法 |
-
1986
- 1986-01-24 JP JP1210986A patent/JPS62170475A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0288763A (ja) * | 1988-09-26 | 1990-03-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜超電導体およびその製造方法および製造装置 |
| JPH02133573A (ja) * | 1988-11-11 | 1990-05-22 | Shimadzu Corp | 硬質カーボン膜生成装置 |
| FR2705584A1 (fr) * | 1993-05-26 | 1994-12-02 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de séparation isotopique par résonance cyclotronique ionique. |
| US5422481A (en) * | 1993-05-26 | 1995-06-06 | Louvet; Pierre | Device for isotope separation by ion cyclotron resonance |
| US5478459A (en) * | 1993-10-28 | 1995-12-26 | Leybold Aktiengesellschaft | Plasma sputtering installation with microwave enhancement |
| JP2007031994A (ja) * | 2005-07-25 | 2007-02-08 | Kvk Corp | 湯水混合水栓の温度調節ハンドルの誤操作防止機構 |
| WO2015145486A1 (ja) * | 2014-03-28 | 2015-10-01 | 国立大学法人東北大学 | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
| JP5909807B2 (ja) * | 2014-03-28 | 2016-04-27 | 国立大学法人東北大学 | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
| JPWO2016186143A1 (ja) * | 2015-05-20 | 2018-03-29 | 国立大学法人東北大学 | プラズマ処理装置、プラズマ処理方法および半導体製造方法 |
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