JPS63250821A - マイクロ波プラズマ処理装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体工業におけるエツチング、気相成長法
等に利用できるマイクロ波プラズマ処理装置に関する。

従来の技術 近年、マイクロ波プラズマ処理装置は、エツチングや気
相成長に応用されている。

以下図面を参照しながら、上述したマイクロ波プラズマ
処理装置の一例について説明する。

第２図は従来のマイクロ波プラズマ処理装置の断面図を
示すものである。

真空室１は、ガス導入口２とマイクロ波導入口３とを有
しており、真空室１の周りには軸方向に均一な磁界を得
るためのマグネ乃コイル４が設置されている。６はマイ
クロ波を導入するための導波管であり、６は○リングを
使って真空室１を真空に保ちながらマイクロ波を導入す
るための石英ガラス板である。７は処理基板８を載置す
るための試料台、９は真空排気口である。

以上のよう捉構成されたマイクロ波プラズマ処理装置に
ついて、ポリシリコンのエツチングの場合について以下
その動作を説明する。

真空室１ば、ガス導入口２からガスを流した状態で約１
０　　Ｔｏｒｒ　に保たれる。

ガス導入口２から導入されたエツチングガスとしてのＳ
Ｆ６　ガスは、マイクロ波導入口３から導入されたマイ
クロ波とマグネットコイル４による軸方向の磁界（８７
６ガウス）によって電子サイクロトロン共鳴放電が起る
。このプラズマ族ｔでできた電子、イオンおよびラジカ
ルは、磁界の作用および拡散によって、試料台７上の処
理基板８に到達し、ポリシリコンをエツチングする。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、中心部分から外側
に向かって、イオンおよびラジカルが発散するため、処
理基板上に到達するイオンおよびラジカル量は中心が多
く外側に向かうほど少なくなる。実際にエツチングした
場合、中央は外側に比べてエツチングレートは速くなり
、均一性が悪いという問題点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、処理基板の加工の均一性を
良くするマイクロ波プラズマ処理装置を提供するもので
ある。

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するために、本発明のマイクロ波プラ
ズマ処理装置は、ガス導入口とマイクロ波導入口を有す
る真空室と、前記真空室内に軸方向に均一な磁界を印加
する磁界印加手段と、前記真空室内において表面処理を
行う基板を載置する試料台とを備え、前記基板の外周側
面に一定の間隔をあけて電位を印加することができるリ
ング状の部材が設けられているという構成を備えたもの
である。

作　　用 本発明は上記した構成によって、マイクロ波と磁界によ
って発生したプラズマが磁界方向に向かって輸送される
。基板付近に到達した電子およびイオン（この場合負イ
オンとすると）は、基板の外周に設置された正の電圧を
印加したリング状の板の方向に引き寄せられる。その結
果として、基板表面に入射するイオン量は、電位印加手
段を有したリング状の部材がない場合に比べて外周部で
増加することになり、均一性が向上する。また処理する
イオンが正イオンであれば、リング状の板に負の電圧を
印加することにより、同じように均一性が向上すること
になる。

実施例 以下、本発明の一実施例のマイクロ波プラズマ処理装置
について、第１図を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例におけるマイクロ波プラズマ
処理装置の断面図を示すものである。第１図において、
真空室９は、ガス導入口１ｏとマイクロ波導入口１１と
を有しており、真空室９の周りには軸方向に均一な磁界
を得るためのマグネットコイル１２が設置されている。

１３はマイクロ波を導入するための導波管であり、１４
は０リングを介して真空室９を真空に保ちながらマイク
ロ波を導入するための石英ガラス板である。１６は処理
を行う基板１６を載置するための試料台である。また処
理基板１６の外周側面を接触しないで囲むように、リン
グ状の部材１７が絶縁物（この場合アルミナ）１８を介
して試料台１６上に設置されている。リング状の板１７
には電圧導入端子１９を介して電圧を印加することがで
きる。

以上のように構成されたマイクロ波プラズマ処理装置に
ついて、次にポリシリコンのエツチングの場合について
説明する。真空室９は、ガス導入口１ｏから５ＳＣＣＭ
のＳＦ６　ガスを流した状態で約６Ｘ１０　　Ｔｏｒｒ
の真空に維持される。ガス導入口１０から導入されたガ
スは、マイクロ波導入口１１から導入されたマイクロ波
とマグネットコイル１２による軸方向磁界（８７５ガウ
ス）によって電子サイクロトロン共鳴が起こり、放電す
る。

この放電でできた電子、イオンおよびラジカルは、発散
磁界あるいは拡散によって、処理を行う基板１６の方向
に移動する。また基板１６の方向に移動した電子および
Ｆイオン（この場合負）は、リング状の部材１８に正の
電圧（たとえば２０ｖ）を印加することにより、基板１
６の外周方向に移動する。

以上のように本実施例によれば、処理を行う基板１６の
外周側面に絶縁物１８を介して電圧印加手段を有したリ
ング状の部材１７を設けることにより、イオンが基板１
６の外周方向に移動し、リング状の部材１７がない場合
に比べて均一性が向上する。

なお、上記実施例において、リング状の部材１７は、試
料台１５上に設置されたけれども、リング状の部材１７
が、処理を行う基板１６の外周側面を囲むようになって
いれば、真空室９に絶縁物１日を介して直接載置しても
かまわない。

また、上記実施例ではエツチング装置の場合について述
べたが、気相成長（ＣＶＤ）装置にも同様に適用するこ
とができる。

また、上記実施例では導入ガスをＳＦ６　としたが、他
のガスでも良く、正イオンの場合は、リング状の部材１
７に負の電圧を、負イオンの場合は正の電圧を印加すれ
ば良い。

発明の効果 以上のように本発明は、処理を行う基板の外周側面（（
一定の間隔をあけて、電圧を印加することができるリン
グ状の部材を設けたことにより、基板上に入射するイオ
ン量の均一性を向上することができ、その結果基板の加
工均一性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるマイクロ波プラズマ
処理装置の断面図、第２図は従来のマイクロ波プラズマ
処理装置の断面図である。 ９・・・・・・真空室、１０・・・・・・ガス導入口、
１１・・・・・・マイクロ波導入口、１２・・・・・マ
グネットコイル、１６・・・・・・基板、１７・・・・
・・リング状の部材。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名９−
１空室 ｆ２−−マブ′ネン頴幻し １５−−−ｆＲ，針せ 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガス導入口とマイクロ波導入口を有する真空室と
   、前記真空室に軸方向に均一な磁界を印加する磁界印加
   手段と、前記真空室内において表面処理を行う基板を載
   置する試料台とを備え、前記基板の外周側面に一定の間
   隔をあけて電圧を印加することができるリング状の部材
   が設けられていることを特徴とするマイクロ波プラズマ
   処理装置。
2. （２）電圧は、加工するイオンが正の場合は負の電圧を
   、負の場合は正の電圧である特許請求の範囲第１項に記
   載のマイクロ波プラズマ処理装置。
3. （３）磁界は前記マイクロ波の周波数に対して電子サイ
   クロトロン共鳴を起こす強さを有する特許請求の範囲第
   １項に記載のマイクロ波プラズマ処理装置。