JPH0570956A - 有磁場マイクロ波吸収プラズマ処理装置 - Google Patents
有磁場マイクロ波吸収プラズマ処理装置Info
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- JPH0570956A JPH0570956A JP23483091A JP23483091A JPH0570956A JP H0570956 A JPH0570956 A JP H0570956A JP 23483091 A JP23483091 A JP 23483091A JP 23483091 A JP23483091 A JP 23483091A JP H0570956 A JPH0570956 A JP H0570956A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 プラズマ生成室内のガス圧分布を均一にして
プラズマ密度を均一化することにより、試料基板に均一
なプラズマ処理を行えるＥＣＲマイクロ波プラズマ処理
装置を得る。 【構成】 真空容器１のプラズマ生成室1bの内壁面にお
けるマイクロ波導入窓２の死角となるコーナー部の位置
に、処理ガス導入管4aを通して処理ガスが導入される環
状のプラズマ室用ガス・ディストリビュータ10を着脱可
能に取り付ける。ガス・ディストリビュータ10は、プラ
ズマ生成室1bの上記コーナー部内壁面との間に処理ガス
導入管4aの断面空間部より大きいガス溜まりとしての断
面空間部10ａを有し、処理ガス導入管4aの内径よりも小
さい孔径寸法をもつ処理ガス噴出孔10ｂを周方向に所定
間隔で複数個設けた構成とされている。
プラズマ密度を均一化することにより、試料基板に均一
なプラズマ処理を行えるＥＣＲマイクロ波プラズマ処理
装置を得る。 【構成】 真空容器１のプラズマ生成室1bの内壁面にお
けるマイクロ波導入窓２の死角となるコーナー部の位置
に、処理ガス導入管4aを通して処理ガスが導入される環
状のプラズマ室用ガス・ディストリビュータ10を着脱可
能に取り付ける。ガス・ディストリビュータ10は、プラ
ズマ生成室1bの上記コーナー部内壁面との間に処理ガス
導入管4aの断面空間部より大きいガス溜まりとしての断
面空間部10ａを有し、処理ガス導入管4aの内径よりも小
さい孔径寸法をもつ処理ガス噴出孔10ｂを周方向に所定
間隔で複数個設けた構成とされている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、磁場とマイクロ波エ
ネルギーによる電子サイクロトロン共鳴（Electron Cyc
lotron Resonance、以下、ＥＣＲという。）を利用して
処理ガスをプラズマ化し、プラズマ中のイオンやラジカ
ルなどを照射して半導体基板などの試料基板にエッチン
グ、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）、スパッタ
リング等のプラズマ処理を行う有磁場マイクロ波吸収プ
ラズマ処理装置に関するものであって、詳しくは、プラ
ズマ生成室内において処理ガスを均一に分布させること
により、プラズマ生成室内のプラズマ密度を均一化して
試料基板に均一なプラズマ処理を行えるようにした、有
磁場マイクロ波吸収プラズマ処理装置に関するものであ
る。
ネルギーによる電子サイクロトロン共鳴（Electron Cyc
lotron Resonance、以下、ＥＣＲという。）を利用して
処理ガスをプラズマ化し、プラズマ中のイオンやラジカ
ルなどを照射して半導体基板などの試料基板にエッチン
グ、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）、スパッタ
リング等のプラズマ処理を行う有磁場マイクロ波吸収プ
ラズマ処理装置に関するものであって、詳しくは、プラ
ズマ生成室内において処理ガスを均一に分布させること
により、プラズマ生成室内のプラズマ密度を均一化して
試料基板に均一なプラズマ処理を行えるようにした、有
磁場マイクロ波吸収プラズマ処理装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＥＣＲプラズマを利用して試料基
板にエッチング、ＣＶＤ等のプラズマ処理を行うこの種
のプラズマ処理装置の代表的なものとしては、その構成
説明図の図４に示すような、試料基板をエッチングする
有磁場マイクロ波吸収プラズマ処理装置が知られてい
る。
板にエッチング、ＣＶＤ等のプラズマ処理を行うこの種
のプラズマ処理装置の代表的なものとしては、その構成
説明図の図４に示すような、試料基板をエッチングする
有磁場マイクロ波吸収プラズマ処理装置が知られてい
る。
【０００３】図４において、51は真空容器であり、真空
容器51は、内部に円柱状空間を形成するチャンバである
試料室51ａとその上部に試料室51ａに連通し同じく円柱
状空間を形成するチャンバであるプラズマ生成室51ｂと
を有している。このプラズマ生成室51ｂの上部開口部に
はこれを覆うように石英ガラスからなるマイクロ波導入
窓52が設けられるともに、矩形の導波管53が連結されて
いる。
容器51は、内部に円柱状空間を形成するチャンバである
試料室51ａとその上部に試料室51ａに連通し同じく円柱
状空間を形成するチャンバであるプラズマ生成室51ｂと
を有している。このプラズマ生成室51ｂの上部開口部に
はこれを覆うように石英ガラスからなるマイクロ波導入
窓52が設けられるともに、矩形の導波管53が連結されて
いる。
【０００４】真空容器51のプラズマ生成室51ｂの上部壁
面には、処理ガス導入管54、冷却水供給管55ａ及び冷却
水排出管55ｂが連結されており、プラズマ生成室51ｂ内
にその上部から処理ガスが処理ガス導入管54を通して導
入される一方、プラズマ生成室51ｂの周壁の内部は、冷
却水供給管55ａを通して供給されその冷却水排出管55ｂ
を通して排出される冷却水により冷却されるようになっ
ている。
面には、処理ガス導入管54、冷却水供給管55ａ及び冷却
水排出管55ｂが連結されており、プラズマ生成室51ｂ内
にその上部から処理ガスが処理ガス導入管54を通して導
入される一方、プラズマ生成室51ｂの周壁の内部は、冷
却水供給管55ａを通して供給されその冷却水排出管55ｂ
を通して排出される冷却水により冷却されるようになっ
ている。
【０００５】真空容器51のプラズマ生成室51ｂの周囲に
は、プラズマ生成室51ｂ内にＥＣＲ条件を満たす強度の
磁場を発生させるための環状の磁気コイル56、57が配さ
れている。また、真空容器51の試料室51ａの下部には排
気口58が設けられ、試料室51ａ内に配された試料台59上
に試料基板Ｗが保持されるように構成されている。
は、プラズマ生成室51ｂ内にＥＣＲ条件を満たす強度の
磁場を発生させるための環状の磁気コイル56、57が配さ
れている。また、真空容器51の試料室51ａの下部には排
気口58が設けられ、試料室51ａ内に配された試料台59上
に試料基板Ｗが保持されるように構成されている。
【０００６】上記のように構成された有磁場マイクロ波
吸収プラズマ処理装置においては、プラズマ生成室51ｂ
及び試料室51ａを図示しない真空ポンプにより排気口58
から排気し、プラズマ生成室51ｂ内にその上部の一箇所
のガス導入口から処理ガスを処理ガス導入管54を通して
導入して10-2Pa〜数Pa程度の低ガス圧とする。図示しな
いマイクロ波源より周波数2.45ＧHzのマイクロ波を導波
管53、マイクロ波導入窓52を介してプラズマ生成室51ｂ
内に導入するとともに、磁気コイル56、57によりＥＣＲ
条件である875Gaussの磁束密度を与えてプラズマ生成室
51ｂ内にて処理ガスをプラズマ化する。
吸収プラズマ処理装置においては、プラズマ生成室51ｂ
及び試料室51ａを図示しない真空ポンプにより排気口58
から排気し、プラズマ生成室51ｂ内にその上部の一箇所
のガス導入口から処理ガスを処理ガス導入管54を通して
導入して10-2Pa〜数Pa程度の低ガス圧とする。図示しな
いマイクロ波源より周波数2.45ＧHzのマイクロ波を導波
管53、マイクロ波導入窓52を介してプラズマ生成室51ｂ
内に導入するとともに、磁気コイル56、57によりＥＣＲ
条件である875Gaussの磁束密度を与えてプラズマ生成室
51ｂ内にて処理ガスをプラズマ化する。
【０００７】生成されたプラズマは、磁場に沿って試料
室51ａ内の試料台59上へプラズマ流の形で供給される。
このようにして、試料基板Ｗをエッチングするようにし
ている。なお、プラズマ生成室51ｂへの処理ガスの導入
は、一箇所のガス導入口、もしくは、配管を単に分岐し
た数箇所のガス導入口から行われている。このことにつ
いては、ＥＣＲプラズマを利用して試料基板ＷにＣＶ
Ｄ、スパッタリングのプラズマ処理を行う装置において
も同様である。
室51ａ内の試料台59上へプラズマ流の形で供給される。
このようにして、試料基板Ｗをエッチングするようにし
ている。なお、プラズマ生成室51ｂへの処理ガスの導入
は、一箇所のガス導入口、もしくは、配管を単に分岐し
た数箇所のガス導入口から行われている。このことにつ
いては、ＥＣＲプラズマを利用して試料基板ＷにＣＶ
Ｄ、スパッタリングのプラズマ処理を行う装置において
も同様である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述したように10-2Pa
〜数Pa程度の低ガス圧にてＥＣＲプラズマによるプラズ
マ処理が行われる。この程度の低ガス圧力では、処理ガ
スの流れは、分子数が少ないことからクヌーセン数（Kn
udsen number）Ｋにて規定される分子流領域（Ｋ＞１）
に相当し、ガス導入口から導入された処理ガスのガス分
子は、ガス分子同士の衝突がほとんど行われることなく
プラズマ生成室の内壁面との衝突を繰り返しながらプラ
ズマ生成室内に分布して行くことになる。
〜数Pa程度の低ガス圧にてＥＣＲプラズマによるプラズ
マ処理が行われる。この程度の低ガス圧力では、処理ガ
スの流れは、分子数が少ないことからクヌーセン数（Kn
udsen number）Ｋにて規定される分子流領域（Ｋ＞１）
に相当し、ガス導入口から導入された処理ガスのガス分
子は、ガス分子同士の衝突がほとんど行われることなく
プラズマ生成室の内壁面との衝突を繰り返しながらプラ
ズマ生成室内に分布して行くことになる。
【０００９】ところが、従来の有磁場マイクロ波吸収プ
ラズマ処理装置では、プラズマ生成室内に、一箇所のガ
ス導入口、もしくは、配管を単に分岐した数箇所のガス
導入口から処理ガスを導入するようにしたものであるか
ら、試料基板Ｗへの不純物の再付着を防ぐために排気能
力を高めてプラズマ処理を行うと、処理ガスのガス分子
とプラズマ生成室内壁面との衝突が十分に繰り返されな
い状態で排気されることになり、プラズマ生成室内おけ
る処理ガスの分布が、図５に示すように、不均一な状態
となる。配管を単に分岐して例えば２箇所のガス導入口
から処理ガスを導入するようにした場合でも、図６に示
すように、配管長さの違いによるコンダクタンスの差が
生じることから、不均一なガス分布状態となる。このた
め、プラズマ生成室内のガス圧の分布が不均一となり、
その結果、プラズマ密度が均一化されず、プラズマ処理
の均一性という点で問題があった。
ラズマ処理装置では、プラズマ生成室内に、一箇所のガ
ス導入口、もしくは、配管を単に分岐した数箇所のガス
導入口から処理ガスを導入するようにしたものであるか
ら、試料基板Ｗへの不純物の再付着を防ぐために排気能
力を高めてプラズマ処理を行うと、処理ガスのガス分子
とプラズマ生成室内壁面との衝突が十分に繰り返されな
い状態で排気されることになり、プラズマ生成室内おけ
る処理ガスの分布が、図５に示すように、不均一な状態
となる。配管を単に分岐して例えば２箇所のガス導入口
から処理ガスを導入するようにした場合でも、図６に示
すように、配管長さの違いによるコンダクタンスの差が
生じることから、不均一なガス分布状態となる。このた
め、プラズマ生成室内のガス圧の分布が不均一となり、
その結果、プラズマ密度が均一化されず、プラズマ処理
の均一性という点で問題があった。
【００１０】この発明は、上記従来の問題点を解消する
ためになされたものであって、プラズマ生成室内におい
て処理ガスが均一に分布するようにしたガス・ディスト
リビュータをプラズマ生成室に設けることにより、プラ
ズマ生成室内のプラズマ密度を均一化して試料基板に均
一なプラズマ処理を行うことができる、有磁場マイクロ
波吸収プラズマ処理装置の提供を目的とする。
ためになされたものであって、プラズマ生成室内におい
て処理ガスが均一に分布するようにしたガス・ディスト
リビュータをプラズマ生成室に設けることにより、プラ
ズマ生成室内のプラズマ密度を均一化して試料基板に均
一なプラズマ処理を行うことができる、有磁場マイクロ
波吸収プラズマ処理装置の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明による有磁場マイクロ波吸収プラズマ処
理装置は、処理ガスが処理ガス導入管を通して導入され
るプラズマ生成室を有する真空容器と、前記プラズマ生
成室内に磁場を形成する磁場発生手段と、前記プラズマ
生成室内にマイクロ波を導入するマイクロ波導入手段
と、前記真空容器内に試料基板を保持する試料台とを備
え、前記プラズマ生成室内に電子サイクロトロン共鳴条
件を成立させて、処理ガスをプラズマ化することによ
り、試料基板にエッチング、ＣＶＤ、スパッタリング等
のプラズマ処理を行う有磁場マイクロ波吸収プラズマ処
理装置において、前記プラズマ生成室内におけるこのプ
ラズマ生成室内に導入されるマイクロ波の当たらない位
置に、前記処理ガス導入管の断面空間部より大きい断面
空間部を有するとともに、前記処理ガス導入管の内径よ
りも小さい孔径寸法をもつ処理ガス噴出孔を複数個有
し、前記処理ガス導入管を通して処理ガスが導入される
ガス・ディストリビュータを、交換可能に取り付けてい
ることを特徴とするものである。
めに、この発明による有磁場マイクロ波吸収プラズマ処
理装置は、処理ガスが処理ガス導入管を通して導入され
るプラズマ生成室を有する真空容器と、前記プラズマ生
成室内に磁場を形成する磁場発生手段と、前記プラズマ
生成室内にマイクロ波を導入するマイクロ波導入手段
と、前記真空容器内に試料基板を保持する試料台とを備
え、前記プラズマ生成室内に電子サイクロトロン共鳴条
件を成立させて、処理ガスをプラズマ化することによ
り、試料基板にエッチング、ＣＶＤ、スパッタリング等
のプラズマ処理を行う有磁場マイクロ波吸収プラズマ処
理装置において、前記プラズマ生成室内におけるこのプ
ラズマ生成室内に導入されるマイクロ波の当たらない位
置に、前記処理ガス導入管の断面空間部より大きい断面
空間部を有するとともに、前記処理ガス導入管の内径よ
りも小さい孔径寸法をもつ処理ガス噴出孔を複数個有
し、前記処理ガス導入管を通して処理ガスが導入される
ガス・ディストリビュータを、交換可能に取り付けてい
ることを特徴とするものである。
【００１２】
【作用】上記構成になるプラズマ処理装置において、ガ
ス・ディストリビュータに処理ガス導入管を通して処理
ガスが導入されると、ガス・ディストリビュータは、処
理ガス導入管の断面空間部より大きい断面空間部を有し
ているので、この断面空間部がガス溜まりとして作用す
る。したがって、ガス・ディストリビュータに導入され
た処理ガスは、そのガス分子が壁面との衝突を繰り返し
て上記断面空間部からなるガス溜まり空間部に均一に拡
散される。このガス溜まり空間部で均一に拡散された処
理ガスが、処理ガス導入管の内径よりも小さい孔径寸法
でもって複数個設けられた処理ガス噴出孔から均等に噴
出される。その結果、処理ガスがプラズマ生成室内に均
一に導入されることから、プラズマ生成室内のガス圧の
分布が均一となり、プラズマ生成室で生成されるプラズ
マの密度が均一化される。
ス・ディストリビュータに処理ガス導入管を通して処理
ガスが導入されると、ガス・ディストリビュータは、処
理ガス導入管の断面空間部より大きい断面空間部を有し
ているので、この断面空間部がガス溜まりとして作用す
る。したがって、ガス・ディストリビュータに導入され
た処理ガスは、そのガス分子が壁面との衝突を繰り返し
て上記断面空間部からなるガス溜まり空間部に均一に拡
散される。このガス溜まり空間部で均一に拡散された処
理ガスが、処理ガス導入管の内径よりも小さい孔径寸法
でもって複数個設けられた処理ガス噴出孔から均等に噴
出される。その結果、処理ガスがプラズマ生成室内に均
一に導入されることから、プラズマ生成室内のガス圧の
分布が均一となり、プラズマ生成室で生成されるプラズ
マの密度が均一化される。
【００１３】また、ガス・ディストリビュータがプラズ
マ生成室内におけるこのプラズマ生成室内に導入される
マイクロ波の当たらない位置に、例えば、マイクロ波を
導入するためのマイクロ波導入窓に対して死角となる位
置に取り付けられているので、プラズマ生成室内に支障
をきたすことなくマイクロ波が導入される。
マ生成室内におけるこのプラズマ生成室内に導入される
マイクロ波の当たらない位置に、例えば、マイクロ波を
導入するためのマイクロ波導入窓に対して死角となる位
置に取り付けられているので、プラズマ生成室内に支障
をきたすことなくマイクロ波が導入される。
【００１４】そして、ガス・ディストリビュータは、そ
の処理ガス噴出孔の数、孔形状や方向、およびその断面
空間部の大きさなどを変えられるように交換可能に取り
付けられるものとされていることから、プラズマ処理の
種類、プラズマ処理すべき対象物などに応じて適宜選択
して取り付けることができる。
の処理ガス噴出孔の数、孔形状や方向、およびその断面
空間部の大きさなどを変えられるように交換可能に取り
付けられるものとされていることから、プラズマ処理の
種類、プラズマ処理すべき対象物などに応じて適宜選択
して取り付けることができる。
【００１５】
【実施例】以下、実施例に基づいてこの発明を説明す
る。図１はこの発明の一実施例による、ＥＣＲプラズマ
を利用したＣＶＤを行う有磁場マイクロ波吸収プラズマ
処理装置の構成説明図、図２は図１に示すプラズマ室用
ガス・ディストリビュータの平面図である。
る。図１はこの発明の一実施例による、ＥＣＲプラズマ
を利用したＣＶＤを行う有磁場マイクロ波吸収プラズマ
処理装置の構成説明図、図２は図１に示すプラズマ室用
ガス・ディストリビュータの平面図である。
【００１６】図１において、１は真空容器であり、真空
容器１は、内部に円柱状空間を形成するチャンバである
試料室1aとその上部に試料室1aに連通し同じく円柱状空
間を形成するチャンバであるプラズマ生成室1bとを有し
ている。このプラズマ生成室1bの上部開口部にはこれを
覆うように石英ガラスからなるマイクロ波導入窓２が設
けられるともに、矩形の導波管３が連結されている。導
波管３及びマイクロ波導入窓２は、図示しないマイクロ
波源よりマイクロ波（周波数2.45ＧHz）をプラズマ生成
室1b内に導入するためのマイクロ波導入手段を構成して
いる。
容器１は、内部に円柱状空間を形成するチャンバである
試料室1aとその上部に試料室1aに連通し同じく円柱状空
間を形成するチャンバであるプラズマ生成室1bとを有し
ている。このプラズマ生成室1bの上部開口部にはこれを
覆うように石英ガラスからなるマイクロ波導入窓２が設
けられるともに、矩形の導波管３が連結されている。導
波管３及びマイクロ波導入窓２は、図示しないマイクロ
波源よりマイクロ波（周波数2.45ＧHz）をプラズマ生成
室1b内に導入するためのマイクロ波導入手段を構成して
いる。
【００１７】真空容器１のプラズマ生成室1bの上部壁面
には、第１の処理ガス導入管4a、冷却水供給管5a及び冷
却水排出管5bが連結される一方、プラズマ生成室1bのマ
イクロ波導入窓２側のコーナー部の内壁面には、後述す
る環状のプラズマ室用ガス・ディストリビュータ10が交
換可能（着脱可能）に取り付けられている。第１の処理
ガス（例えばO2ガス）が、第１の処理ガス導入管4a、プ
ラズマ室用ガス・ディストリビュータ10を介してプラズ
マ生成室1bに導入され、プラズマ生成室1bの周壁の内部
は、冷却水供給管5aを通して供給されその冷却水排出管
5bを通して排出される冷却水により冷却されるようにな
っている。
には、第１の処理ガス導入管4a、冷却水供給管5a及び冷
却水排出管5bが連結される一方、プラズマ生成室1bのマ
イクロ波導入窓２側のコーナー部の内壁面には、後述す
る環状のプラズマ室用ガス・ディストリビュータ10が交
換可能（着脱可能）に取り付けられている。第１の処理
ガス（例えばO2ガス）が、第１の処理ガス導入管4a、プ
ラズマ室用ガス・ディストリビュータ10を介してプラズ
マ生成室1bに導入され、プラズマ生成室1bの周壁の内部
は、冷却水供給管5aを通して供給されその冷却水排出管
5bを通して排出される冷却水により冷却されるようにな
っている。
【００１８】真空容器１のプラズマ生成室1bの周囲に
は、プラズマ生成室1b内にＥＣＲ条件を満たす強度（磁
束密度875Gauss）の磁場を発生させるための磁場発生手
段としての環状の磁気コイル６、７が配されている。ま
た、真空容器１の試料室1aの下部には排気口８が設けら
れ、試料室1a内に配された電極を兼ねる試料台９の上に
試料基板Ｗが保持されるようになっている。
は、プラズマ生成室1b内にＥＣＲ条件を満たす強度（磁
束密度875Gauss）の磁場を発生させるための磁場発生手
段としての環状の磁気コイル６、７が配されている。ま
た、真空容器１の試料室1aの下部には排気口８が設けら
れ、試料室1a内に配された電極を兼ねる試料台９の上に
試料基板Ｗが保持されるようになっている。
【００１９】さらに、試料室1aの周壁には第２の処理ガ
ス導入管4bが連結される一方、試料室1aのプラズマ生成
室1b側のコーナー部の内壁面には、後述する環状の試料
室用ガス・ディストリビュータ11が交換可能（着脱可
能）に取り付けられている。取り付けられている。第２
の処理ガス（例えばSiH4ガス）が、第２の処理ガス導入
管4b、試料室用のガス・ディストリビュータ11を介して
試料室1aに導入されるようになされている。
ス導入管4bが連結される一方、試料室1aのプラズマ生成
室1b側のコーナー部の内壁面には、後述する環状の試料
室用ガス・ディストリビュータ11が交換可能（着脱可
能）に取り付けられている。取り付けられている。第２
の処理ガス（例えばSiH4ガス）が、第２の処理ガス導入
管4b、試料室用のガス・ディストリビュータ11を介して
試料室1aに導入されるようになされている。
【００２０】上記プラズマ室用ガス・ディストリビュー
タ10は、図１及び図２に示すように、垂直壁部、傾斜壁
部及び水平壁部を有して環状の形状をなしており、プラ
ズマ生成室1b（真空容器１）の中心軸線に対し平行な面
を有する垂直壁部と上記中心軸線に対し直角な面を有す
る水平壁部との周縁部がプラズマ生成室1bのマイクロ波
導入窓２側のコーナー部内壁面にこれに沿って固定され
た状態でこのコーナー部内壁面との間に第１の処理ガス
導入管4aの断面空間部より大きい断面空間部からなるガ
ス溜まり空間部10ａを有するとともに、その傾斜壁部に
第１の処理ガス導入管4aの内径よりも小さい孔径寸法を
有する処理ガス噴出孔10ｂを周方向に所定間隔で複数個
設けたものである。この実施例では、処理ガス噴出孔10
ｂは、その孔の向きがプラズマ生成室1b（真空容器１）
の中心軸線と交差する方向とされている。
タ10は、図１及び図２に示すように、垂直壁部、傾斜壁
部及び水平壁部を有して環状の形状をなしており、プラ
ズマ生成室1b（真空容器１）の中心軸線に対し平行な面
を有する垂直壁部と上記中心軸線に対し直角な面を有す
る水平壁部との周縁部がプラズマ生成室1bのマイクロ波
導入窓２側のコーナー部内壁面にこれに沿って固定され
た状態でこのコーナー部内壁面との間に第１の処理ガス
導入管4aの断面空間部より大きい断面空間部からなるガ
ス溜まり空間部10ａを有するとともに、その傾斜壁部に
第１の処理ガス導入管4aの内径よりも小さい孔径寸法を
有する処理ガス噴出孔10ｂを周方向に所定間隔で複数個
設けたものである。この実施例では、処理ガス噴出孔10
ｂは、その孔の向きがプラズマ生成室1b（真空容器１）
の中心軸線と交差する方向とされている。
【００２１】また、上記試料室用ガス・ディストリビュ
ータ11は、図１に示すように、垂直壁部及び水平壁部を
有して環状の形状をなしており、両壁部の周縁部が試料
室1aのプラズマ生成室1b側のコーナー部の内壁面にこれ
に沿って固定された状態でこのコーナー部内壁面との間
に第２の処理ガス導入管4bの断面空間部より大きい断面
空間部からなるガス溜まり空間部11ａを有するととも
に、その垂直壁部に第２の処理ガス導入管4bの内径より
も小さい孔径寸法を有する処理ガス噴出孔11ｂを周方向
に所定間隔で複数個設けたものである。この実施例で
は、処理ガス噴出孔11ｂは、その孔の向きが試料室1a
（真空容器１）の中心軸線と交差する方向とされてい
る。
ータ11は、図１に示すように、垂直壁部及び水平壁部を
有して環状の形状をなしており、両壁部の周縁部が試料
室1aのプラズマ生成室1b側のコーナー部の内壁面にこれ
に沿って固定された状態でこのコーナー部内壁面との間
に第２の処理ガス導入管4bの断面空間部より大きい断面
空間部からなるガス溜まり空間部11ａを有するととも
に、その垂直壁部に第２の処理ガス導入管4bの内径より
も小さい孔径寸法を有する処理ガス噴出孔11ｂを周方向
に所定間隔で複数個設けたものである。この実施例で
は、処理ガス噴出孔11ｂは、その孔の向きが試料室1a
（真空容器１）の中心軸線と交差する方向とされてい
る。
【００２２】上記構成になる有磁場マイクロ波吸収プラ
ズマ処理装置において、プラズマ室用ガス・ディストリ
ビュータ10に第１の処理ガス導入管4aを通して第１の処
理ガスが導入されると、ガス・ディストリビュータ10に
導入された第１の処理ガスは、そのガス分子がプラズマ
生成室1bのコーナー部内壁面とこれに相対するガス・デ
ィストリビュータ10の面とに衝突を繰り返してガス溜ま
り空間部10ａに均一に拡散される。このガス溜まり空間
部10ａで均一に拡散された第１の処理ガスが各処理ガス
噴出孔10ｂから均等に噴出される。
ズマ処理装置において、プラズマ室用ガス・ディストリ
ビュータ10に第１の処理ガス導入管4aを通して第１の処
理ガスが導入されると、ガス・ディストリビュータ10に
導入された第１の処理ガスは、そのガス分子がプラズマ
生成室1bのコーナー部内壁面とこれに相対するガス・デ
ィストリビュータ10の面とに衝突を繰り返してガス溜ま
り空間部10ａに均一に拡散される。このガス溜まり空間
部10ａで均一に拡散された第１の処理ガスが各処理ガス
噴出孔10ｂから均等に噴出される。
【００２３】その結果、第１の処理ガスがプラズマ生成
室1bにその周辺部から放射状に均一に導入されることか
ら、プラズマ生成室1b内のガス圧の分布が均一となり、
プラズマ生成室1bで生成されるプラズマの密度が均一化
される。同様にして、試料室用ガス・ディストリビュー
タ11により、第２の処理ガスが試料室1aにその周辺部か
ら放射状に均一に導入される。このようにして、プラズ
マ生成室1bで生成されるプラズマの密度を均一化でき、
試料基板Ｗに従来に比べて均一な膜厚を有する薄膜を形
成することができる。
室1bにその周辺部から放射状に均一に導入されることか
ら、プラズマ生成室1b内のガス圧の分布が均一となり、
プラズマ生成室1bで生成されるプラズマの密度が均一化
される。同様にして、試料室用ガス・ディストリビュー
タ11により、第２の処理ガスが試料室1aにその周辺部か
ら放射状に均一に導入される。このようにして、プラズ
マ生成室1bで生成されるプラズマの密度を均一化でき、
試料基板Ｗに従来に比べて均一な膜厚を有する薄膜を形
成することができる。
【００２４】図３はこの発明の他の実施例による、ＥＣ
Ｒプラズマを利用したエッチングを行う有磁場マイクロ
波吸収プラズマ処理装置の構成説明図である。同図にお
いて、21はプラズマ生成室と試料室とを兼ねる真空容
器、22はマイクロ波導入窓、23は導波管、24は処理ガス
として例えば塩素ガスが流される処理ガス導入管、25ａ
は冷却水供給管、25ｂは冷却水排出管、26及び27はヘル
ムホルツ型の磁気コイル、28は真空容器の排気口、29は
試料基板Ｗが保持される電極を兼ねる試料台である。30
は真空容器１のマイクロ波導入窓22側のコーナー部の内
壁面に交換可能（着脱可能）に取り付けられたガス・デ
ィストリビュータである。このガス・ディストリビュー
タ30は、上述したプラズマ室用ガス・ディストリビュー
タ10と同構成になるものである。
Ｒプラズマを利用したエッチングを行う有磁場マイクロ
波吸収プラズマ処理装置の構成説明図である。同図にお
いて、21はプラズマ生成室と試料室とを兼ねる真空容
器、22はマイクロ波導入窓、23は導波管、24は処理ガス
として例えば塩素ガスが流される処理ガス導入管、25ａ
は冷却水供給管、25ｂは冷却水排出管、26及び27はヘル
ムホルツ型の磁気コイル、28は真空容器の排気口、29は
試料基板Ｗが保持される電極を兼ねる試料台である。30
は真空容器１のマイクロ波導入窓22側のコーナー部の内
壁面に交換可能（着脱可能）に取り付けられたガス・デ
ィストリビュータである。このガス・ディストリビュー
タ30は、上述したプラズマ室用ガス・ディストリビュー
タ10と同構成になるものである。
【００２５】上記構成になる有磁場マイクロ波吸収プラ
ズマ処理装置においても、処理ガスがガス・ディストリ
ビュータ30によって真空容器21のプラズマ生成空間にそ
の周辺部から放射状に均一に導入されるので、真空容器
21のプラズマ生成空間のガス圧の分布が均一となり、生
成されるプラズマの密度が均一化される。その結果、試
料基板Ｗに対し従来に比べて基板外周部での左右非対称
性のない均一なエッチングを行うことができる。
ズマ処理装置においても、処理ガスがガス・ディストリ
ビュータ30によって真空容器21のプラズマ生成空間にそ
の周辺部から放射状に均一に導入されるので、真空容器
21のプラズマ生成空間のガス圧の分布が均一となり、生
成されるプラズマの密度が均一化される。その結果、試
料基板Ｗに対し従来に比べて基板外周部での左右非対称
性のない均一なエッチングを行うことができる。
【００２６】なお、ガス・ディストリビュータの形状と
しては、上記各実施例においては、プラズマ生成室内壁
面に沿う環状をなすものを例示したが、これに限定され
るものではなく、適宜の長さ寸法を有するものであって
もよく、プラズマ生成室におけるガス・ディストリビュ
ータの取り付け位置としては、上記各実施例にて例示し
たプラズマ生成室におけるマイクロ波導入側のコーナー
部に限らず、マイクロ波導入窓に対して死角となる位置
であればよい。また、上記実施例では、ＥＣＲプラズマ
を利用したＣＶＤ及びエッチングを行う例について説明
したが、この発明による有磁場マイクロ波吸収プラズマ
処理装置は、ＥＣＲプラズマを利用したスパッタリング
を行うものについても適用可能である。
しては、上記各実施例においては、プラズマ生成室内壁
面に沿う環状をなすものを例示したが、これに限定され
るものではなく、適宜の長さ寸法を有するものであって
もよく、プラズマ生成室におけるガス・ディストリビュ
ータの取り付け位置としては、上記各実施例にて例示し
たプラズマ生成室におけるマイクロ波導入側のコーナー
部に限らず、マイクロ波導入窓に対して死角となる位置
であればよい。また、上記実施例では、ＥＣＲプラズマ
を利用したＣＶＤ及びエッチングを行う例について説明
したが、この発明による有磁場マイクロ波吸収プラズマ
処理装置は、ＥＣＲプラズマを利用したスパッタリング
を行うものについても適用可能である。
【００２７】
【発明の効果】この発明による有磁場マイクロ波吸収プ
ラズマ処理装置は、プラズマ生成室内におけるこのプラ
ズマ生成室内に導入されるマイクロ波の当たらない位置
に、処理ガス導入管を通して処理ガスが導入されるガス
・ディストリビュータを交換可能に取り付け、このガス
・ディストリビュータが、処理ガス導入管の断面空間部
より大きい断面空間部を有するとともに、処理ガス導入
管の内径よりも小さい孔径寸法をもつ処理ガス噴出孔を
複数個有するものとされている。
ラズマ処理装置は、プラズマ生成室内におけるこのプラ
ズマ生成室内に導入されるマイクロ波の当たらない位置
に、処理ガス導入管を通して処理ガスが導入されるガス
・ディストリビュータを交換可能に取り付け、このガス
・ディストリビュータが、処理ガス導入管の断面空間部
より大きい断面空間部を有するとともに、処理ガス導入
管の内径よりも小さい孔径寸法をもつ処理ガス噴出孔を
複数個有するものとされている。
【００２８】したがって、プラズマ生成室内にマイクロ
波をガス・ディストリビュータがあることによる支障を
きたすことなく導入できる一方、ガス・ディストリビュ
ータの上記断面空間部がガス溜まりとして作用し、ガス
・ディストリビュータに導入された処理ガスは、そのガ
ス分子が壁面との衝突を繰り返して上記断面空間部から
なるガス溜まり空間部に均一に拡散される。このガス溜
まり空間部で均一に拡散された処理ガスが各処理ガス噴
出孔から均等に噴出されて、処理ガスがプラズマ生成室
に均一に導入されるので、プラズマ生成室内のガス圧の
分布が均一となり、プラズマ生成室で生成されるプラズ
マの密度を均一化できる。これにより、この発明による
有磁場マイクロ波吸収プラズマ処理装置によると、試料
基板に対して、エッチング、ＣＶＤ、スパッタリング等
のプラズマ処理を行うに際し、従来に比べて均一なプラ
ズマ処理を行うことができる。
波をガス・ディストリビュータがあることによる支障を
きたすことなく導入できる一方、ガス・ディストリビュ
ータの上記断面空間部がガス溜まりとして作用し、ガス
・ディストリビュータに導入された処理ガスは、そのガ
ス分子が壁面との衝突を繰り返して上記断面空間部から
なるガス溜まり空間部に均一に拡散される。このガス溜
まり空間部で均一に拡散された処理ガスが各処理ガス噴
出孔から均等に噴出されて、処理ガスがプラズマ生成室
に均一に導入されるので、プラズマ生成室内のガス圧の
分布が均一となり、プラズマ生成室で生成されるプラズ
マの密度を均一化できる。これにより、この発明による
有磁場マイクロ波吸収プラズマ処理装置によると、試料
基板に対して、エッチング、ＣＶＤ、スパッタリング等
のプラズマ処理を行うに際し、従来に比べて均一なプラ
ズマ処理を行うことができる。
【図１】この発明の一実施例による、ＥＣＲプラズマを
利用したＣＶＤを行う有磁場マイクロ波吸収プラズマ処
理装置の構成説明図である。
利用したＣＶＤを行う有磁場マイクロ波吸収プラズマ処
理装置の構成説明図である。
【図２】図１に示すプラズマ室用ガス・ディストリビュ
ータの平面図である。
ータの平面図である。
【図３】この発明の他の実施例による、ＥＣＲプラズマ
を利用したエッチングを行う有磁場マイクロ波吸収プラ
ズマ処理装置の構成説明図である。
を利用したエッチングを行う有磁場マイクロ波吸収プラ
ズマ処理装置の構成説明図である。
【図４】ＥＣＲプラズマを利用したエッチングを行う従
来の有磁場マイクロ波吸収プラズマ処理装置の構成説明
図である。
来の有磁場マイクロ波吸収プラズマ処理装置の構成説明
図である。
【図５】プラズマ室内における従来のガス分布状態を説
明するための図である。
明するための図である。
【図６】プラズマ室内における従来の配管分岐によるガ
ス分布状態を説明するための図である。
ス分布状態を説明するための図である。
１，21…真空容器 1a…試料室 1b…プラズマ生成室
２，22…マイクロ波導入窓 ３，23…導波管 4a，4b，
24…処理ガス導入管 5a，25ａ…冷却水供給管 5b，25ｂ…冷却水排出管 ６，７，26，27…磁気コイル
８，28…排気口 ９，29…試料台 10…プラズマ室用
ガス・ディストリビュータ 10ａ…ガス溜まり空間部
10ｂ…処理ガス噴出孔 11…試料室用ガス・ディストリ
ビュータ 11ａ…ガス溜まり空間部 11ｂ…処理ガス噴
出孔 30…ガス・ディストリビュータ Ｗ…試料基板
２，22…マイクロ波導入窓 ３，23…導波管 4a，4b，
24…処理ガス導入管 5a，25ａ…冷却水供給管 5b，25ｂ…冷却水排出管 ６，７，26，27…磁気コイル
８，28…排気口 ９，29…試料台 10…プラズマ室用
ガス・ディストリビュータ 10ａ…ガス溜まり空間部
10ｂ…処理ガス噴出孔 11…試料室用ガス・ディストリ
ビュータ 11ａ…ガス溜まり空間部 11ｂ…処理ガス噴
出孔 30…ガス・ディストリビュータ Ｗ…試料基板
Claims (1)
- 【請求項１】 処理ガスが処理ガス導入管を通して導入
されるプラズマ生成室を有する真空容器と、前記プラズ
マ生成室内に磁場を形成する磁場発生手段と、前記プラ
ズマ生成室内にマイクロ波を導入するマイクロ波導入手
段と、前記真空容器内に試料基板を保持する試料台とを
備え、前記プラズマ生成室内に電子サイクロトロン共鳴
条件を成立させて、処理ガスをプラズマ化することによ
り、試料基板にエッチング、ＣＶＤ、スパッタリング等
のプラズマ処理を行う有磁場マイクロ波吸収プラズマ処
理装置において、前記プラズマ生成室内におけるこのプ
ラズマ生成室内に導入されるマイクロ波の当たらない位
置に、前記処理ガス導入管の断面空間部より大きい断面
空間部を有するとともに、前記処理ガス導入管の内径よ
りも小さい孔径寸法をもつ処理ガス噴出孔を複数個有
し、前記処理ガス導入管を通して処理ガスが導入される
ガス・ディストリビュータを、交換可能に取り付けてい
ることを特徴とする有磁場マイクロ波吸収プラズマ処理
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23483091A JPH0570956A (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 有磁場マイクロ波吸収プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23483091A JPH0570956A (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 有磁場マイクロ波吸収プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0570956A true JPH0570956A (ja) | 1993-03-23 |
Family
ID=16977049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23483091A Pending JPH0570956A (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 有磁場マイクロ波吸収プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0570956A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999045585A1 (fr) * | 1998-03-05 | 1999-09-10 | Tokyo Electron Limited | Appareil et procede de traitement au plasma |
| EP1079423A1 (en) * | 1998-04-09 | 2001-02-28 | Tokyo Electron Limited | Apparatus for gas processing |
| JP2002009065A (ja) * | 2000-06-22 | 2002-01-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | プラズマｃｖｄ装置 |
-
1991
- 1991-09-13 JP JP23483091A patent/JPH0570956A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999045585A1 (fr) * | 1998-03-05 | 1999-09-10 | Tokyo Electron Limited | Appareil et procede de traitement au plasma |
| EP1079423A1 (en) * | 1998-04-09 | 2001-02-28 | Tokyo Electron Limited | Apparatus for gas processing |
| EP1079423A4 (en) * | 1998-04-09 | 2005-06-08 | Tokyo Electron Ltd | DEVICE FOR GAS TREATMENT |
| JP2002009065A (ja) * | 2000-06-22 | 2002-01-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | プラズマｃｖｄ装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19991130 |