JPS63244617A - 乾式薄膜加工装置 - Google Patents
乾式薄膜加工装置Info
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- JPS63244617A JPS63244617A JP7726387A JP7726387A JPS63244617A JP S63244617 A JPS63244617 A JP S63244617A JP 7726387 A JP7726387 A JP 7726387A JP 7726387 A JP7726387 A JP 7726387A JP S63244617 A JPS63244617 A JP S63244617A
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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〕
この発明は、半導体素子等を作成する目的で、シリコン
、アルミニウム、ガラス等の基板上にＳｉＯ！、窒化珪
素＋ Ｐ Ｓ Ｇ （Ｐｏｌｙ ５ｉｌｉｃａｔｅ
ｇｌａｓｓ）＋ＳｉＣ，ダイアモンド等の薄膜を形成し
、またはこれらの膜をエツチングするための装置であっ
て、内部を真空にすることの可能な金属容器からなり該
容器内部にマイクロ波とプラズマ原料ガスとが導入され
てプラズマが生成されるとともにこの生成されたプラズ
マを外部へ押し出すための開口を備えたプラズマ生成室
と、このプラズマ生成室と前記開口を介して連通ずると
ともに成膜原料ガスが導入される空間を形成する反応室
とを備え、前記反応室内に導入された成膜原料ガスに対
する前記プラズマの作用により生じた活性な分子、原子
または活性種、あるいは前記プラズマのみの作用により
前記反応室内に配された被加工基板上に薄膜形成または
エツチングが施される乾式薄膜加工装置に関する。
、アルミニウム、ガラス等の基板上にＳｉＯ！、窒化珪
素＋ Ｐ Ｓ Ｇ （Ｐｏｌｙ ５ｉｌｉｃａｔｅ
ｇｌａｓｓ）＋ＳｉＣ，ダイアモンド等の薄膜を形成し
、またはこれらの膜をエツチングするための装置であっ
て、内部を真空にすることの可能な金属容器からなり該
容器内部にマイクロ波とプラズマ原料ガスとが導入され
てプラズマが生成されるとともにこの生成されたプラズ
マを外部へ押し出すための開口を備えたプラズマ生成室
と、このプラズマ生成室と前記開口を介して連通ずると
ともに成膜原料ガスが導入される空間を形成する反応室
とを備え、前記反応室内に導入された成膜原料ガスに対
する前記プラズマの作用により生じた活性な分子、原子
または活性種、あるいは前記プラズマのみの作用により
前記反応室内に配された被加工基板上に薄膜形成または
エツチングが施される乾式薄膜加工装置に関する。
この種の薄膜加工装置として電極間の高周波放電を用い
たプラズマＣＶ Ｄ （ｐｌａｓｍａ ｃｈｅｍｉｃａ
ｌ ｖａｐ−ｏｒ ｄｅｐｏｓｉＬｉｏｒ＋＋コールド
プラズマ中で励起された中性の気体分子の化学反応によ
り固体が析出される現象）やＲＩ Ｅ （ｒｅａｃｔｉ
ｖｅ ｉｏｎ ｅｔｃｈｉｎｇ＋コールドプラズマ中の
反応性イオンによる化学反応および反応性イオンの方向
性による物理的反応によって行なわれるエツチング）な
どの方法を用いたものが知られている。これに対し、膜
質の向上、成膜速度の増大、ガス利用効率の改善、エツ
チングにおける異方性の向上等を実現する目的でマイク
ロ波による無極性放電を用いたマイクロ波プラズマプロ
セスが研究されており、とくにマイクロ波と磁場との共
鳴効果を用いたＥＣＲ（ｉｔ子サイクロトロン共鳴）プ
ラズマを用いたＣＶＤ装置の実験機が市販され、実験に
供されている。
たプラズマＣＶ Ｄ （ｐｌａｓｍａ ｃｈｅｍｉｃａ
ｌ ｖａｐ−ｏｒ ｄｅｐｏｓｉＬｉｏｒ＋＋コールド
プラズマ中で励起された中性の気体分子の化学反応によ
り固体が析出される現象）やＲＩ Ｅ （ｒｅａｃｔｉ
ｖｅ ｉｏｎ ｅｔｃｈｉｎｇ＋コールドプラズマ中の
反応性イオンによる化学反応および反応性イオンの方向
性による物理的反応によって行なわれるエツチング）な
どの方法を用いたものが知られている。これに対し、膜
質の向上、成膜速度の増大、ガス利用効率の改善、エツ
チングにおける異方性の向上等を実現する目的でマイク
ロ波による無極性放電を用いたマイクロ波プラズマプロ
セスが研究されており、とくにマイクロ波と磁場との共
鳴効果を用いたＥＣＲ（ｉｔ子サイクロトロン共鳴）プ
ラズマを用いたＣＶＤ装置の実験機が市販され、実験に
供されている。
第２図に示した装置はその一例で、マイクロ波共振器の
役割をするプラズマ生４室１と反応室２とを真空排気し
ておき、プラズマ生成室１へ目的に応じてＮ＊＋ （ｈ
、Ｈｚ、 Ａｒ等のキャリアガス （プラズマ生成用原
料ガス）を流したところへマイクロ波を導波管７．マイ
クロ波導入窓６を介して送り込む、プラズマ生成室１の
端部には金属平板でできた。中央部に開口を有するアパ
ーチャ４が取り付けられており、このアパーチャ４とプ
ラズマ生成室ｌとでマイクロ波共振器を構成している。
役割をするプラズマ生４室１と反応室２とを真空排気し
ておき、プラズマ生成室１へ目的に応じてＮ＊＋ （ｈ
、Ｈｚ、 Ａｒ等のキャリアガス （プラズマ生成用原
料ガス）を流したところへマイクロ波を導波管７．マイ
クロ波導入窓６を介して送り込む、プラズマ生成室１の
端部には金属平板でできた。中央部に開口を有するアパ
ーチャ４が取り付けられており、このアパーチャ４とプ
ラズマ生成室ｌとでマイクロ波共振器を構成している。
この共振器の外部には励磁コイル９が配置され、共振器
内にＥＣＲ条件すなわちマイクロ波に励振され磁力線ま
わりを円運動する電子の遠心力とこの円運動する電子が
磁力線から受けるローレンツ力とが平衡する条件を満た
す磁場が発生しているため共振器内にＥＣＲプラズマが
発生する。このプラズマが反応室２内に押し出され基板
ステージ１１へ向かう空間内にたとえば成膜原料ガスと
してのシランガスを送りこんでこのガスを上記プラズマ
により活性化すると、発生した活性種の作用により基板
の表面にキャリアガスの種類によって異なるシリコン系
の各種薄膜が形成される。
内にＥＣＲ条件すなわちマイクロ波に励振され磁力線ま
わりを円運動する電子の遠心力とこの円運動する電子が
磁力線から受けるローレンツ力とが平衡する条件を満た
す磁場が発生しているため共振器内にＥＣＲプラズマが
発生する。このプラズマが反応室２内に押し出され基板
ステージ１１へ向かう空間内にたとえば成膜原料ガスと
してのシランガスを送りこんでこのガスを上記プラズマ
により活性化すると、発生した活性種の作用により基板
の表面にキャリアガスの種類によって異なるシリコン系
の各種薄膜が形成される。
上述のＥＣＲプラズマによる薄膜加工における問題点は
つぎの通りである。すなわち、ＥＣＲプラズマプロセス
では圧力領域が通常のプラズマＣＶＤより２桁程度低い
ので、ガス分子（原子）同志の衝突確率は低（従って気
相反応によるごみの発生は極めて少ない０反面、ＥＣＲ
プラズマプロセスの特徴として容器内壁に緻密な膜が付
着し、これを放置すると長時間ののちにＩＡＭしごみの
発生の原因となる。これの影響を少なくするため、第２
図の実施例では基板であろろエバを重力に平行に保持し
ており、ウェハの基板ステージへの接着力は給電リード
１３を介して給電される静電チャック１２によって確保
している。実験用装置としてはこの方法でごみの影響を
防ぐことができるが、実用量産装置においては単にこの
方法では膜の堆積に対応することができず、一定の運転
期間ごとに反応室のクリーニングを必要とするが、特に
ＥＣＲプロセス装置ではその原理的制約からプラズマ生
成室の口径をあまり大きくすることができず、このため
薄膜加工が施される基板は１枚づつ処理する枚葉式の装
置とならざるを得ず、このため、ここには特に図示しな
いが、反応室に装備されている。基板の搬入、＊出およ
び貯蔵のための各種部材や装置が多くなり、クリーニン
グのための分解、清掃、再組立てに長時間を必要とし、
装置のダウンタイムが長くなって生産性が低下するため
、この問題の解決は重要な技術課題となっている。
つぎの通りである。すなわち、ＥＣＲプラズマプロセス
では圧力領域が通常のプラズマＣＶＤより２桁程度低い
ので、ガス分子（原子）同志の衝突確率は低（従って気
相反応によるごみの発生は極めて少ない０反面、ＥＣＲ
プラズマプロセスの特徴として容器内壁に緻密な膜が付
着し、これを放置すると長時間ののちにＩＡＭしごみの
発生の原因となる。これの影響を少なくするため、第２
図の実施例では基板であろろエバを重力に平行に保持し
ており、ウェハの基板ステージへの接着力は給電リード
１３を介して給電される静電チャック１２によって確保
している。実験用装置としてはこの方法でごみの影響を
防ぐことができるが、実用量産装置においては単にこの
方法では膜の堆積に対応することができず、一定の運転
期間ごとに反応室のクリーニングを必要とするが、特に
ＥＣＲプロセス装置ではその原理的制約からプラズマ生
成室の口径をあまり大きくすることができず、このため
薄膜加工が施される基板は１枚づつ処理する枚葉式の装
置とならざるを得ず、このため、ここには特に図示しな
いが、反応室に装備されている。基板の搬入、＊出およ
び貯蔵のための各種部材や装置が多くなり、クリーニン
グのための分解、清掃、再組立てに長時間を必要とし、
装置のダウンタイムが長くなって生産性が低下するため
、この問題の解決は重要な技術課題となっている。
この発明の目的は、前記従来の問題点を解決し、ＥＣＲ
プロセス装置を含むマイクロ波プロセス装置が生産ライ
ンに用いられる場合に不可避的に必要とされる一定の運
転期間ごとの装置内クリーニングを簡単にかつ短時間で
行ないうる構造の装置を提供することである。
プロセス装置を含むマイクロ波プロセス装置が生産ライ
ンに用いられる場合に不可避的に必要とされる一定の運
転期間ごとの装置内クリーニングを簡単にかつ短時間で
行ないうる構造の装置を提供することである。
上記の目的を達成するために、本発明によれば、内部を
真空にすることの可能な金属容器からなり該容器内部に
マイクロ波とプラズマ原料ガスとが導入されてプラズマ
が生成されるとともにこの生成されたプラズマを外部へ
押し出すための開口を備えたプラズマ生成室と、このプ
ラズマ生成室と前記開口を介して連通ずるとともに成膜
原料ガスが導入される空間を形成する反応室とを備え、
前記反応室内に導入された成膜原料ガスに対する前記プ
ラズマの作用により生じた活性な分子、原子または活性
種、あるいは前記プラズマのみの作用により前記反応室
内に配された被加工基板上に薄膜形成またはエツチング
が施される乾式薄膜加工装置を、前記反応室の内壁がこ
の内壁への膜付着を防止するための筒状の遮蔽体によっ
て覆われるとともにこの遮蔽体が前記プラズマ生成室に
着脱可能に取り付けられている構造に構成するものとす
る。
真空にすることの可能な金属容器からなり該容器内部に
マイクロ波とプラズマ原料ガスとが導入されてプラズマ
が生成されるとともにこの生成されたプラズマを外部へ
押し出すための開口を備えたプラズマ生成室と、このプ
ラズマ生成室と前記開口を介して連通ずるとともに成膜
原料ガスが導入される空間を形成する反応室とを備え、
前記反応室内に導入された成膜原料ガスに対する前記プ
ラズマの作用により生じた活性な分子、原子または活性
種、あるいは前記プラズマのみの作用により前記反応室
内に配された被加工基板上に薄膜形成またはエツチング
が施される乾式薄膜加工装置を、前記反応室の内壁がこ
の内壁への膜付着を防止するための筒状の遮蔽体によっ
て覆われるとともにこの遮蔽体が前記プラズマ生成室に
着脱可能に取り付けられている構造に構成するものとす
る。
装置内で膜の付着が問題になる部位は、反応室２の内壁
、アパーチャ４の両面およびマイクロ波導入窓６のプラ
ズマ生成室側の面である。従って、前述のように、反応
室内壁への膜付着を、この内壁を覆う、安価な筒状の遮
蔽体により肩がわりさせ、かつこの遮蔽体をプラズマ生
成室に着脱可能に取り付けることにより、クリーニング
に際して、まず、着脱可能に結合されたプラズマ生成室
と反応室とを分離し、プラズマ生成室側の前記遮蔽体と
、アパーチャと、マイクロ波導入窓とを捨てるとともに
、あらかじめ洗浄したプラズマ生成室にマイクロ波導入
窓、アパーチャ、遮蔽体および長い導波管中のプラズマ
生成室側導波管部分を取り付けたものをユニットとして
前記分離したプラズマ生成室側と交換することが可能に
なる。このようにすれば、クリーニングのためのダウン
タイムがプラズマ生成室側のみを交換する短時間ですみ
、生産性が従来に比し著しく向上する。
、アパーチャ４の両面およびマイクロ波導入窓６のプラ
ズマ生成室側の面である。従って、前述のように、反応
室内壁への膜付着を、この内壁を覆う、安価な筒状の遮
蔽体により肩がわりさせ、かつこの遮蔽体をプラズマ生
成室に着脱可能に取り付けることにより、クリーニング
に際して、まず、着脱可能に結合されたプラズマ生成室
と反応室とを分離し、プラズマ生成室側の前記遮蔽体と
、アパーチャと、マイクロ波導入窓とを捨てるとともに
、あらかじめ洗浄したプラズマ生成室にマイクロ波導入
窓、アパーチャ、遮蔽体および長い導波管中のプラズマ
生成室側導波管部分を取り付けたものをユニットとして
前記分離したプラズマ生成室側と交換することが可能に
なる。このようにすれば、クリーニングのためのダウン
タイムがプラズマ生成室側のみを交換する短時間ですみ
、生産性が従来に比し著しく向上する。
第１図にこの発明の実施例を示す、冷却ジャケット３と
一体化され冷却水によって外周面が冷却されるプラズマ
生成室ｌは反応室２に締付けねじ２１を複数個用いて取
り付ける。真空の気密は０１Ｊングパツキンを用いて確
保する。アパーチャ４はアルミニウム製とし図のごとく
プラズマ生成室１の端部に締付けねじを複数個用いて取
り付ける。
一体化され冷却水によって外周面が冷却されるプラズマ
生成室ｌは反応室２に締付けねじ２１を複数個用いて取
り付ける。真空の気密は０１Ｊングパツキンを用いて確
保する。アパーチャ４はアルミニウム製とし図のごとく
プラズマ生成室１の端部に締付けねじを複数個用いて取
り付ける。
アパーチャの外周側をとり囲みアルミニウム製の筒状遮
蔽体５を図のごとく反応室２の内壁を覆ってプラズマ生
成室１にねじを複数個用いて取り付ける。マイクロ波導
入窓６は押え板７ａを用いて導波管７とともにプラズマ
生成室１に固定し、真空の気密は０リングパツキンを用
いて確保する。１波管同志の結合はフランジジヨイント
８を用いワンタッチでの着脱が可能とする。締付けねじ
２１０着脱操作が容易となるよう励磁コイル９にはコイ
ルリフト機構１０を取り付け、ねじ２１の着脱の際には
コイル全体を下降させることができるようにする０本実
施例ではごみの影響の除去をより徹底させるためウェハ
の表面が重力の方向に下を向く。
蔽体５を図のごとく反応室２の内壁を覆ってプラズマ生
成室１にねじを複数個用いて取り付ける。マイクロ波導
入窓６は押え板７ａを用いて導波管７とともにプラズマ
生成室１に固定し、真空の気密は０リングパツキンを用
いて確保する。１波管同志の結合はフランジジヨイント
８を用いワンタッチでの着脱が可能とする。締付けねじ
２１０着脱操作が容易となるよう励磁コイル９にはコイ
ルリフト機構１０を取り付け、ねじ２１の着脱の際には
コイル全体を下降させることができるようにする０本実
施例ではごみの影響の除去をより徹底させるためウェハ
の表面が重力の方向に下を向く。
いわゆるフェースダウン構造をとっている。基板ステー
ジ１１に基板を保持しかつ基板冷却効果を上げるために
静電チャック１２を用いる点は従来方法と同様である。
ジ１１に基板を保持しかつ基板冷却効果を上げるために
静電チャック１２を用いる点は従来方法と同様である。
真空ベローズ１４は基板ステージ１１の位置をアパーチ
ャ４に対して可変とし、最適のプロセス条件を得るため
に用いる。
ャ４に対して可変とし、最適のプロセス条件を得るため
に用いる。
本実施例では枚葉式連続処理装置を前提としているため
、ロード室１６およびアンロード室１７を設置しゲート
バルブ１５で反応室２との間を仕切って、反応室２内が
薄膜下降処理終了時ごとに大気圧に戻ることをさけてご
みの舞い上がりをさけている。
、ロード室１６およびアンロード室１７を設置しゲート
バルブ１５で反応室２との間を仕切って、反応室２内が
薄膜下降処理終了時ごとに大気圧に戻ることをさけてご
みの舞い上がりをさけている。
ロード室１６およびアンロード室１７内にはそれぞれ基
板をセットしておくためのカセット１８を用意し、ウェ
ハ搬送機構１９を用意してウェハの連続自動処理の目的
に供する。
板をセットしておくためのカセット１８を用意し、ウェ
ハ搬送機構１９を用意してウェハの連続自動処理の目的
に供する。
以上に述べたように、本発明によれば、反応室内壁をこ
の内壁への膜付着を防止するための筒状のｇｊｓＷｉ体
によって覆うとともにこの遮蔽体をプラズマ生成室に着
脱可能に取り付けた構造に装置を構成したので、一定の
運転期間ごとのクリーニング時に、着脱可能に結合され
たプラズマ生成室と反応室とを分離し、プラズマ生成室
側の前記遮蔽体と、アパーチャと、マイクロ波導入窓と
を捨てるとともに、あらかじめ洗浄したプラズマ生成室
にマイクロ波導入窓、アパーチャ、遮蔽体および長い導
波管中のプラズマ生成室側導波管部分を取り付けたもの
をユニットとして前記分離したブラズマ生成室側と交換
することが可能になり、クリーニング作業が著しく簡単
になるとともに、クリーニングのためのダウンタイムが
プラズマ生成室側のみを交換する短時間ですむから、生
産性が従来に比して著しく向上する。
の内壁への膜付着を防止するための筒状のｇｊｓＷｉ体
によって覆うとともにこの遮蔽体をプラズマ生成室に着
脱可能に取り付けた構造に装置を構成したので、一定の
運転期間ごとのクリーニング時に、着脱可能に結合され
たプラズマ生成室と反応室とを分離し、プラズマ生成室
側の前記遮蔽体と、アパーチャと、マイクロ波導入窓と
を捨てるとともに、あらかじめ洗浄したプラズマ生成室
にマイクロ波導入窓、アパーチャ、遮蔽体および長い導
波管中のプラズマ生成室側導波管部分を取り付けたもの
をユニットとして前記分離したブラズマ生成室側と交換
することが可能になり、クリーニング作業が著しく簡単
になるとともに、クリーニングのためのダウンタイムが
プラズマ生成室側のみを交換する短時間ですむから、生
産性が従来に比して著しく向上する。
第１図は本発明に基づいて構成される乾式薄膜加工装置
の一実施例を示す縦断面図、第２図は従来の乾式薄膜加
工装置の構成例を示す縦断面図である。 １：プラズマ生成室、２：反応室、５：遮蔽体、ｔｔ：
１仮ステージ。 Ｃ：３−人４．．’？’、、ｌ山口 歳 、ノ第１図
の一実施例を示す縦断面図、第２図は従来の乾式薄膜加
工装置の構成例を示す縦断面図である。 １：プラズマ生成室、２：反応室、５：遮蔽体、ｔｔ：
１仮ステージ。 Ｃ：３−人４．．’？’、、ｌ山口 歳 、ノ第１図
Claims (1)
- １）内部を真空にすることの可能な金属容器からなり該
容器内部にマイクロ波とプラズマ原料ガスとが導入され
てプラズマが生成されるとともにこの生成されたプラズ
マを外部へ押し出すための開口を備えたプラズマ生成室
と、このプラズマ生成室と前記開口を介して連通すると
ともに成膜原料ガスが導入される空間を形成する反応室
とを備え、前記反応室内に導入された成膜原料ガスに対
する前記プラズマの作用により生じた活性な分子、原子
または活性種、あるいは前記プラズマのみの作用により
前記反応室内に配された被加工基板上に薄膜形成または
エッチングが施される乾式薄膜加工装置において、前記
反応室の内壁がこの内壁への膜付着を防止するための筒
状の遮蔽体によって覆われるとともにこの遮蔽体が前記
プラズマ生成室に着脱可能に取り付けられていることを
特徴とする乾式薄膜加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7726387A JPH0616500B2 (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 乾式薄膜加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7726387A JPH0616500B2 (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 乾式薄膜加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63244617A true JPS63244617A (ja) | 1988-10-12 |
| JPH0616500B2 JPH0616500B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=13628956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7726387A Expired - Lifetime JPH0616500B2 (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 乾式薄膜加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0616500B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5304277A (en) * | 1990-09-28 | 1994-04-19 | Hitachi, Ltd. | Plasma processing apparatus using plasma produced by microwaves |
| US5547512A (en) * | 1989-07-21 | 1996-08-20 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Continuous atomspheric pressure CVD coating of fibers |
| US5951775A (en) * | 1992-09-30 | 1999-09-14 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for full wafer deposition |
| JP2019160896A (ja) * | 2018-03-09 | 2019-09-19 | 株式会社アルバック | 真空処理装置 |
-
1987
- 1987-03-30 JP JP7726387A patent/JPH0616500B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5547512A (en) * | 1989-07-21 | 1996-08-20 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Continuous atomspheric pressure CVD coating of fibers |
| US5304277A (en) * | 1990-09-28 | 1994-04-19 | Hitachi, Ltd. | Plasma processing apparatus using plasma produced by microwaves |
| US5951775A (en) * | 1992-09-30 | 1999-09-14 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for full wafer deposition |
| JP2019160896A (ja) * | 2018-03-09 | 2019-09-19 | 株式会社アルバック | 真空処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0616500B2 (ja) | 1994-03-02 |
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