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JP3254069B2 - Plasma equipment - Google Patents

Plasma equipment

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Publication number
JP3254069B2
JP3254069B2 JP01398194A JP1398194A JP3254069B2 JP 3254069 B2 JP3254069 B2 JP 3254069B2 JP 01398194 A JP01398194 A JP 01398194A JP 1398194 A JP1398194 A JP 1398194A JP 3254069 B2 JP3254069 B2 JP 3254069B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plasma
antenna
processing chamber
processing
processed
Prior art date
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Application number
JP01398194A
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Japanese (ja)
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JPH06267903A (en
Inventor
次郎 畑
信雄 石井
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Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Filing date
Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、LSI等の半導体デバイスの製
造工程を例にとって説明すると、エッチング、アッシン
グ、CVD、スパッタリングなどの各種プロセスにおい
て、処理ガスのイオン化や化学反応を促進するために、
プラズマを発生させるプラズマ装置が多く利用されてい
るが、近年では、半導体ウエハ(以下、「ウエハ」とい
う)などの被処理体に施すパターンの微細化が進むにつ
れ、プラズマのエネルギー密度分布、及びプラズマとサ
セプタとの間のバイアス電位をより高い精度で調整した
り、電極からの重金属汚染を減少させる観点から、渦巻
状のアンテナを用いるいわゆる高周波誘導方式のプラズ
マ装置が提案されている。
2. Description of the Related Art For example, taking a manufacturing process of a semiconductor device such as an LSI as an example, in various processes such as etching, ashing, CVD, and sputtering, in order to promote ionization and a chemical reaction of a processing gas,
2. Description of the Related Art In recent years, a plasma apparatus for generating plasma has been widely used. In recent years, as a pattern to be formed on an object to be processed, such as a semiconductor wafer (hereinafter, referred to as a “wafer”), has progressed, the energy density distribution of the plasma, From the viewpoint of adjusting the bias potential between the electrode and the susceptor with higher accuracy and reducing heavy metal contamination from the electrodes, a so-called high-frequency induction type plasma apparatus using a spiral antenna has been proposed.

【0003】例えば欧州特許公開明細書第379828
号に開示されているように、気密に構成された処理容器
(チャンバ)におけるウエハ載置台と対向部分(一般に
上壁部分)を石英ガラス等の絶縁物で構成し、その外側
の壁面にスパイラル状のアンテナを固定しこれに高周波
電流を流して処理容器内に高周波電磁場を作り、これに
よって処理容器内に供給される処理ガスを電離させ、プ
ラズマを生成するようにしている。かかる方式を用いる
プラズマ装置では、アンテナの真下に位置する処理容器
内の空間にプラズマが生成される。
[0003] For example, EP-A-379828
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-260, a portion (generally, an upper wall portion) opposed to a wafer mounting table in an airtightly configured processing container (chamber) is formed of an insulating material such as quartz glass, and a spiral shape is formed on an outer wall surface thereof. Is fixed and a high-frequency current is applied to the antenna to create a high-frequency electromagnetic field in the processing container, thereby ionizing the processing gas supplied into the processing container and generating plasma. In a plasma apparatus using such a method, plasma is generated in a space in a processing container located directly below an antenna.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記した
従来のプラズマ装置によれば、次のような問題がある。
即ち、一般的にプラズマの生成密度は、スパイラル状の
アンテナの半径方向における中心と外側との中間部に対
応する位置でプラズマ密度が最も高く、それより内側及
び外側に向かうほどプラズマ密度が低くなっている。即
ちプラズマ密度が均一ではない。そのためプラズマ処理
についての均一性、再現性が未だ十分ではなかった。ま
たかかるプラズマ密度の調整を行うための方法も十分に
開示されていなかった。
However, the above-described conventional plasma apparatus has the following problems.
That is, in general, the plasma generation density is highest at a position corresponding to an intermediate portion between the center and the outside in the radial direction of the spiral antenna, and the plasma density decreases toward the inside and outside. ing. That is, the plasma density is not uniform. Therefore, the uniformity and reproducibility of the plasma treatment have not been sufficient. Also, a method for adjusting the plasma density has not been sufficiently disclosed.

【0005】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、高周波誘導方式において被処理体における被処理
面付近のプラズマ密度の均一性を向上させてプラズマ処
理における均一性、再現性に優れ、またプラズマ密度の
調整も可能としたプラズマ装置を提供することをその目
的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has improved uniformity and reproducibility in plasma processing by improving the uniformity of plasma density in the vicinity of a surface to be processed in a high-frequency induction system. It is another object of the present invention to provide a plasma device capable of adjusting the plasma density.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明によれば,下記に掲げるプラズマ装置が提供さ
れる。まず本発明によれば,サセプタ上の被処理体に対
してプラズマ処理を施すべく構成された処理室と,前記
処理室の外側における前記被処理体に対応する部分に絶
縁体を介して設けられ,かつ高周波電力の供給によって
前記被処理体近傍に誘導電界を形成するための誘導手段
と,少なくともその一部が前記誘導手段と重なるように
配置された常磁性体部材とを具備し,前記誘導手段が2
以上の誘導部材によって構成され,各誘導部材は単一の
渦巻状をなし,これら各誘導部材は同心状に配置されて
いることを特徴とする,プラズマ装置が提供される。
According to the present invention, there is provided the following plasma apparatus. According to the present invention , first, a processing chamber configured to perform plasma processing on an object to be processed on a susceptor and a portion outside the processing chamber corresponding to the object to be processed are provided via an insulator. and a guide means for forming an induced electric field to the workpiece near the supply of high frequency power, comprising at least paramagnetic member a part of which is arranged so as to overlap with said guide means, said guide Means 2
It is composed of the above guide members, and each guide member is a single
These guide members are concentrically arranged in a spiral shape.
A plasma device is provided.

【0007】かかる場合,前記誘導手段を構成する誘導
部材を単一の渦巻状に形成してもよく単一のループ状
に形成してもよい。
[0007] In such a case, a guide member constituting the guide means may be formed into a single spiral may be formed in a single loop.

【0008】さらに各誘導部材は単一のループ状として
これらを同心状に配置させてもよい。
[0008] Each guide member to further may be disposed them concentrically in a single loop.

【0009】また前記したように誘導手段を2以上の誘
導部材によって構成する場合,単一の渦巻状の誘導部材
と,単一のループ状の誘導部材との組合わせであっても
よい。
[0009] If constituted by 2 or more inductive member guiding means as described above, the single spiral-shaped guide member may be a combination of a single loop-shaped guide member.

【0010】そして誘導部材が複数ある場合,各誘導部
材に供給される高周波電力を各々独立して制御するよう
に構成してもよい。
[0010] If the element is a plurality of induction member may be configured to independently control the high frequency power supplied to each induction member.

【0011】[0011]

【0012】また本発明によれば,サセプタ上の被処理
体に対してプラズマ処理を施すべく構成された処理室
と,前記処理室の外側における前記被処理体に対応する
部分に絶縁体を介して設けられ,かつ高周波電力の供給
によって前記被処理体近傍に誘導電界を形成するための
誘導手段とを具備し,前記誘導手段はその中央部に空間
領域を有する渦巻状をなす誘導部材によって構成された
ことを特徴とする,プラズマ装置が提供される。
Further, according to the present invention, a processing chamber configured to perform plasma processing on a processing object on a susceptor, and a portion corresponding to the processing object outside the processing chamber via an insulator. And an induction means for forming an induction electric field in the vicinity of the object to be processed by supplying high-frequency power, the induction means being constituted by a spiral- shaped induction member having a space region at the center thereof. A plasma device is provided.

【0013】この場合,その外側部と中心部とでピッチ
が異なる渦巻状をなす誘導部材によって前記誘導手段を
構成してもよい。またさらに被処理体に高周波バイアス
を印加する高周波印加手段設けた構成としてもよい。
In this case, the guiding means may be constituted by a spiral guiding member having a different pitch between the outer portion and the central portion. Further, a configuration may be employed in which a high-frequency application unit that applies a high-frequency bias to the object is provided.

【0014】なお,プラズマ発生部とプラズマ処理部と
から構成され,前記プラズマ発生部で発生されたプラズ
マ流を前記プラズマ処理部の処理室内に導入することに
より,その処理室内においてサセプタ上に載置固定され
た被処理体に対してプラズマ処理を施すためのプラズマ
装置であって,前記プラズマ発生部には,高周波電流を
印加することにより絶縁部材を介して前記処理室内に交
番電界を形成するアンテナ手段と,前記プラズマ発生部
を囲むように配置され前記交番電界と直交する方向に静
磁場を形成する第1の磁場形成手段とが設けられ,前記
交番電界と静磁場とを適当に調整することにより,前記
処理室内に電子サイクロトロン共鳴領域を形成するよう
に構成し,さらに前記プラズマ処理部には,前記処理室
を囲むように配設され前記処理室内に導入された前記プ
ラズマ流を前記被処理体に対して整形保持するための第
2の磁場形成手段が設けられ,前記絶縁部材が前記処理
室の壁部の少なくとも一部を構成し,前記アンテナ手段
が前記絶縁部材の外壁部表面に略平行に配置された単一
の渦巻状のアンテナとした,プラズマ装置としてもよ
い。
[0014] Incidentally, is composed of a plasma generating unit and the plasma treatment unit, by introducing the plasma flow generated in the plasma generating portion in the processing chamber of the plasma processing unit, placed on a susceptor in the process chamber What is claimed is: 1. A plasma apparatus for performing plasma processing on a fixed object to be processed, wherein an antenna for forming an alternating electric field in said processing chamber through an insulating member by applying a high-frequency current to said plasma generating unit. Means, and first magnetic field forming means arranged to surround the plasma generating portion and form a static magnetic field in a direction perpendicular to the alternating electric field, and appropriately adjusting the alternating electric field and the static magnetic field. To form an electron cyclotron resonance region in the processing chamber, and further provided in the plasma processing section so as to surround the processing chamber. A second magnetic field forming means for shaping and holding the plasma flow introduced into the processing chamber to the object to be processed, wherein the insulating member forms at least a part of a wall of the processing chamber. The antenna device may be a single spiral antenna arranged substantially parallel to the outer wall surface of the insulating member .
No.

【0015】かかる場合,前記絶縁部材が前記処理室に
連通するプラズマ発生室を形成し,前記アンテナ手段が
そのプラズマ発生室の外周部を少なくとも1巻きするよ
うに配置構成されようにしてもよい。
[0015] In such a case, forming a plasma generating chamber before Symbol insulating member communicates with the processing chamber, wherein the antenna means may be arranged constitutes the outer peripheral portion of the plasma generation chamber so as to at least one winding .

【0016】[0016]

【0017】さらに前記絶縁部材が前記処理室の壁部の
少なくとも一部を構成し,前記アンテナ手段が前記絶縁
部材の外壁部表面に略平行に配置された2以上のアンテ
ナ部材によって構成され,各アンテナ部材を各々渦巻状
のアンテナとしてこれらを同心状に配置させてもよい。
またこの場合,各アンテナ部材をループ状のアンテナと
してこれらを同心状に配置させてもよい。
The previous Symbol insulating member further constitutes at least part of the wall of the processing chamber, said antenna means is constituted by two or more antenna member arranged substantially in parallel to the outer wall portion surfaces of the insulating member The antenna members may be concentrically arranged as spiral antennas.
Further, in this case , each antenna member may be arranged in a concentric manner as a loop antenna.

【0018】また前記アンテナ部材を渦巻状のアンテナ
とループ状のアンテナとの2種類を用意し,これらを適
宜組み合わせて,これらを同心状に配置させるようにし
てもよい。
[0018] or the previous SL antenna member provides two and spiral antenna and loop antenna, appropriately combined, it may be made to place these concentrically.

【0019】そして前記した各プラズマ装置においてア
ンテナ部材が複数ある場合,これら各アンテナ部材に印
加される高周波電流が,各々独立して制御される如く構
成してもよい。
[0019] Then when the antenna member is a plurality in each plasma apparatus described above, the high-frequency current applied to these respective antenna member may be constructed as to be controlled each independently.

【0020】さらにまた前記アンテナ手段に100MH
z以下の周波数の高周波電流を流し,その周波数に対応
する磁束密度の磁場を前記第1の磁場形成手段により形
成するようにしてECR条件を達成するようにしてもよ
い。
[0020] 100MH before Symbol antenna means was Saranima
The ECR condition may be achieved by passing a high-frequency current having a frequency equal to or lower than z and forming a magnetic field having a magnetic flux density corresponding to the frequency by the first magnetic field forming means.

【0021】また一方,請求項によれば,処理室内の
被処理体に対してプラズマ処理を施すプラズマ装置であ
って,前記処理室の外側に設けられたプラズマ生成用の
渦巻状の第1のアンテナと,前記第1のアンテナの外側
に配置されたプラズマ生成用の渦巻の第2のアンテナ
と,前記第1のアンテナと第2のアンテナに高周波電力
を供給するための高周波電源とを有することを特徴とす
る,プラズマ装置が提供される。この場合,前記第1の
アンテナと第2のアンテナは,各々内側に位置する端子
と外側に位置する端子とを有しており,前記高周波電力
は各々内側の端子から供給されるようにしてもよい。前
記高周波電源は,たとえば電力分配回路を用いるなどし
て1つの高周波電源で共用化されていてもよい。前記第
1のアンテナと第2のアンテナの長さは異なっていても
よい。また前記第1のアンテナと第2のアンテナには,
キャパシターを介して高周波電力が供給されるように構
成してもよい。さらに前記第1のアンテナと第2のアン
テナには,異なった電流値の高周波電流が流れるように
してもよい。
[0021] On the other hand, according to claim 8, the process chamber of a plasma apparatus for performing a plasma process on the target object, for generating plasma disposed outside of the processing chamber
A first spiral antenna, a second spiral plasma-generating antenna disposed outside the first antenna, and a high-frequency power supply for supplying high-frequency power to the first antenna and the second antenna. A plasma device characterized by having a high-frequency power supply is provided. In this case, the first antenna and the second antenna each have an inner terminal and an outer terminal, and the high-frequency power may be supplied from the inner terminal. Good. The high-frequency power supply may be shared by one high-frequency power supply, for example, by using a power distribution circuit. The first antenna and the second antenna may have different lengths. The first antenna and the second antenna include:
You may comprise so that high frequency electric power may be supplied via a capacitor. Furthermore, high-frequency currents having different current values may flow through the first antenna and the second antenna.

【0022】[0022]

【0023】[0023]

【0024】[0024]

【0025】[0025]

【0026】[0026]

【0027】本発明によれば,高周波電力の供給によっ
て前記被処理体近傍に誘導電界を形成するための誘導手
段と常磁性体の一部が重なっているので,発生した磁束
はこの常磁性体を貫通することはない。そのことによ
り,発生したプラズマの生成領域を変位させることが可
能である。かかる場合,前記誘導手段を構成する誘導部
が単一の渦巻状や,単一のループ状の場合には,比較
的均一なプラズマが発生する。
According to the present invention , since the induction means for forming the induction electric field near the object to be processed by the supply of the high-frequency power and a part of the paramagnetic material overlap, the generated magnetic flux is generated by the paramagnetic material. Does not penetrate. This makes it possible to displace the generated region of the generated plasma. In such a case, the guide member constituting the guide means is a single or one spiral, in the case of shaped single loop, relatively uniform plasma is generated.

【0028】また前記誘導手段を2以上の誘導部材によ
って構成することとし,各誘導部材は単一の渦巻状とし
てこれらを同心状に配置させたり,単一のループ状とし
てこれらを同心状に配置させた場合にも,誘起される同
心円状の交番電界の磁界強度が調整できる。かかる場
,単一の渦巻状の誘導部材と,単一のループ状の誘導
部材との組合わせであってもと同様な作用効果が得ら
れ,より様々な調整が可能となる。
[0028] or a pre-Symbol inductive means and be constituted by two or more guide members, each guide member of these concentric as these or is arranged concentrically, single looped as a single spiral Also, the magnetic field strength of the concentric alternating electric field induced can be adjusted. In such a case, the single spiral-shaped guide member, the same effects as be a combination of a single loop-shaped guide member is obtained, thereby enabling more various adjustments.

【0029】そして誘導部材が複数ある場合において各
誘導部材に供給される高周波電力を各々独立して制御す
るように構成した場合には,個々の誘導部材によって誘
起される交番電界の強度が調整できるので,極めて精細
で広範囲なプラズマ密度の制御を行える。
[0029] When the And induction member is configured to control each independently of the high-frequency power supplied to each guide member in some cases more than by the strength of the alternating electric field induced by the individual guide member Because it can be adjusted, it is possible to control the plasma density extremely finely and over a wide range.

【0030】なお以上のようにして構成される各プラズ
マ装置において,その常磁性体部材を板状とした場合に
は,スペース的に装置構成として採用しやすくしかも,
均等に磁束の貫通をブロックできる。さらにこの常磁性
体部材を銅で構成した場合には,導電性が良好なため,
磁束を妨げるうず電流の発生にとって好ましい。
[0030] In the plasma apparatus constructed as described above, when the paramagnetic material member and the plate is easy to adopt as a space to device configuration Moreover,
The penetration of magnetic flux can be blocked evenly. For paramagnetic member further Nico when made of copper, the conductive is good,
This is preferable for the generation of eddy currents that hinder magnetic flux.

【0031】請求項3によれば,高周波電力の供給によ
って前記被処理体近傍に誘導電界を形成するための誘導
手段とは,その中央部に空間領域を有する渦巻状をなす
誘導部材によって構成されているので,中心部を縦方向
に貫通する磁束の本数が減少し,誘起される交番電界の
磁界強度が小さくなり,プラズマ生成領域が半径方向に
おいて外側に変位する。従ってこれを利用することによ
り,プラズマ密度を均一化させることが可能になる。
According to the third aspect, the guiding means for forming the induced electric field in the vicinity of the object to be processed by supplying high-frequency power is constituted by a spiral guiding member having a space region at the center thereof. As a result, the number of magnetic fluxes penetrating the center portion in the vertical direction decreases, the magnetic field strength of the induced alternating electric field decreases, and the plasma generation region is displaced outward in the radial direction. Therefore, by utilizing this, it is possible to make the plasma density uniform.

【0032】この場合,その外側部と中心部とでピッチ
が異なる渦巻状をなす誘導部材によって前記誘導手段を
構成すれば,外側部と中心部とにおいて,誘起される交
番電界を相対的に疎密にさせることが可能であり,これ
を利用してプラズマ密度を均一化させることが可能にな
る。
In this case, if the guiding means is constituted by a spiral guiding member having a different pitch between the outer portion and the center portion, the alternating electric field induced between the outer portion and the center portion is relatively dense and dense. It is possible to make the plasma density uniform using this.

【0033】またさらに被処理体に高周波バイアスを印
加する高周波印加手段設けた構成とすれば,プラズマ中
のイオンをより加速させることが可能である。
If [0033] or is found a structure provided high frequency applying means for applying a high frequency bias to the workpiece, it is possible to further accelerate the ions in the plasma.

【0034】なお,プラズマ発生部に設置されたアンテ
ナ手段に高周波電流を印加することにより絶縁部材を介
して処理室内に交番電界を形成するように構成して,超
高周波のマイクロ波を用いずにECR条件を達成するよ
うに構成すれば,利用する周波数領域を比較的低い領域
に,例えば100MHz以下に設定することができる。
従って,前記アンテナ手段による交番電界と直交する方
向に形成する静磁場の磁束密度を小さくしても,ECR
条件を達成することが可能となり,そのための第1の磁
場形成手段の小型化を図ることができる。また,ECR
条件を達成するために必要な磁場も小さいもので十分な
ので,プラズマ流に対する発散磁界の影響を最小限にす
ることが可能である。
[0034] Incidentally, configured to form an alternating electric field in the processing chamber via an insulating member by applying a high-frequency current to the installed antenna means to the plasma generating portion, a micro wave of the ultrasonic <br/> frequency if configured to achieve the ECR condition without using, it is possible to set the frequency domain utilizing a relatively low region, for example 100MHz or less.
Therefore, even if the magnetic flux density of the static magnetic field formed in the direction orthogonal to the alternating electric field by the antenna means is reduced, the ECR
The condition can be achieved, and the size of the first magnetic field forming means for that purpose can be reduced. Also, ECR
Since a small magnetic field is required to achieve the condition, the influence of the diverging magnetic field on the plasma flow can be minimized.

【0035】またさらに本発明では,処理室を囲むよう
に第2の磁場形成手段が設けられている。そのため,処
理室内に導入されたプラズマ流の展開領域を被処理体近
傍の面状に拡大し,その処理領域に均一なプラズマ流を
保持すると共に,プラズマ流の方向を被処理体の処理面
に対して垂直に方向付けることが可能となる。
Further, in the present invention , the second magnetic field forming means is provided so as to surround the processing chamber. Therefore, the expansion area of the plasma flow introduced into the processing chamber is enlarged to a planar shape near the object to be processed, and a uniform plasma flow is maintained in the processing area, and the direction of the plasma flow is directed to the processing surface of the object to be processed. It is possible to orient it vertically.

【0036】なお前記絶縁部材が前記処理室に連通する
プラズマ発生室を形成し,アンテナ手段がそのプラズマ
発生室の外周部を少なくとも1巻きするように配置構成
した場合には,アンテナ手段の巻き数によってプラズマ
状態を制御することが可能になる。例えば絶縁部材によ
り,円筒形状のプラズマ発生室を形成し,その外周部を
アンテナ手段で囲むように構成すれば,均一な交番電界
をプラズマ発生室のほぼ中央に形成することが可能にな
ると共に,プラズマ発生部とプラズマ処理部とを分離す
ることができるので,プラズマ発生条件及びプラズマ処
理条件に関して,それぞれ別個のパラメータを設定して
制御することが可能となり,より高精度のプラズマ処理
を実施することができる。
The insulating member communicates with the processing chamber.
A plasma generation chamber is formed, and the antenna means
Arranged so that the outer circumference of the generation chamber is wound at least once
In this case, the plasma state can be controlled by the number of turns of the antenna means. For example, if a cylindrical plasma generation chamber is formed by an insulating member and its outer periphery is surrounded by antenna means, a uniform alternating electric field can be formed substantially at the center of the plasma generation chamber. Since the plasma generation unit and the plasma processing unit can be separated, it is possible to set and control different parameters for the plasma generation conditions and the plasma processing conditions, and to perform more accurate plasma processing. Can be.

【0037】また本発明によれば,絶縁部材により処理
室の壁部の少なくとも一部,例えば上面を構成し,渦巻
アンテナをその絶縁部材の外壁部表面に略平行に配置し
ている。かかる構成により,その絶縁部材の内壁部表面
付近に直接ECR領域を形成することができるので,装
置の簡略化及び小型化を達成することが可能となる。
らにその場合の渦巻アンテナが2以上同心状に配置され
ている場合,より広範囲のプラズマ密度の制御が可能に
なっている。各アンテナ部材をループ状のアンテナとし
てこれらを同心状に配置させた場合にも同様な作用効果
が得られる。
Further, according to the present invention , at least a part of the wall of the processing chamber, for example, the upper surface is constituted by the insulating member, and the spiral antenna is arranged substantially parallel to the outer wall surface of the insulating member. With such a configuration, since the ECR region can be formed directly near the inner wall surface of the insulating member, the device can be simplified and downsized. Sa
Its spiral antenna when it is arranged in two or more concentrically et
In this case, it is possible to control the plasma density over a wider range . Similar effects can be obtained when the respective antenna members are arranged as concentric loop antennas.

【0038】また渦巻状のアンテナとループ状のアンテ
ナとを組み合わせた場合には,さらに広範なプラズマ密
度の制御を可能とする。
[0038] or when the combination of the spiral antenna and loop antenna allows for more control of a wide range of plasma density.

【0039】そしてこれら各アンテナ部材に印加される
高周波電流を,各々独立して制御する如く構成すれば,
より精細かつ広範囲のプラズマ密度の制御が可能であ
る。
[0039] And a high-frequency current applied to the lever these respective antenna members, if as configured to control each independently,
More precise and wide-range control of the plasma density is possible.

【0040】前記アンテナ手段に100MHz以下の周
波数の高周波電流を流し,その周波数に対応する磁束密
度の磁場を前記第1の磁場形成手段により形成するよう
にしてECR条件を達成するようにすれば,静磁場の磁
束密度を小さくすることができ,装置全体をより簡易,
小型化することが可能になる。
When a high-frequency current having a frequency of 100 MHz or less is passed through the antenna means and a magnetic field having a magnetic flux density corresponding to the frequency is formed by the first magnetic field forming means so as to achieve the ECR condition, The magnetic flux density of the static magnetic field can be reduced, making the entire device simpler and
It is possible to reduce the size.

【0041】[0041]

【0042】[0042]

【0043】[0043]

【0044】[0044]

【0045】なお誘電電界形成手段に高周波電流を流す
と,その誘電電界形成手段の近傍に配した磁極材に反磁
場が形成され,処理室内の磁場に作用するおそれがある
が,配置される磁極材にある程度の厚みをもたせるこ
と,あるいは,磁路を長くする工夫で解決される。した
がってソフトフェライトを使用すれば,かかる形態を採
用することが容易である。
When a high-frequency current is passed through the dielectric electric field forming means, a demagnetizing field is formed in the magnetic pole material disposed near the dielectric electric field forming means, which may act on the magnetic field in the processing chamber. The problem can be solved by giving the material a certain thickness or making the magnetic path longer. did
Using soft ferrite Therefore, it is easy to adopt such a form.

【0046】[0046]

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の実施例に
ついて説明すると、図1及び図2は、本発明の第1実施
例に係るプラズマ装置の構成を模式的に示す斜視図およ
び断面図であり、図1に示すように、このプラズマ装置
1の処理室を内部に形成するチャンバ2は、底壁および
側壁が金属、例えばアルミニウムで構成され、上壁3が
絶縁体、例えば石英ガラス(silica glass)又はセラミッ
ク材料で構成された円筒状の密閉容器として構成されて
いる。なお上壁3として透明な石英ガラスを用いた場合
には、チャンバ2内のプラズマの発光状態を視認するこ
とが可能である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIGS. 1 and 2 are a perspective view and a sectional view schematically showing the structure of a plasma apparatus according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a chamber 2 in which a processing chamber of the plasma apparatus 1 is formed has a bottom wall and side walls made of metal, for example, aluminum, and an upper wall 3 made of an insulator, for example, quartz glass ( It is configured as a cylindrical hermetic container made of silica glass or ceramic material. When transparent quartz glass is used for the upper wall 3, it is possible to visually confirm the light emission state of the plasma in the chamber 2.

【0047】チャンバ2の底面中央部には、円盤または
円柱状の載置台(サセプタ)4が配設され、この載置台
4の上面に被処理体として例えば、ウエハWが載置され
ようになっている。なお、この載置台4は例えば表面が
陽極酸化処理されたアルミニウムで構成される。前記プ
ラズマ装置1がエッチング装置として構成される場合、
前記載置台4には、マッチング回路としてのキャパシタ
5を介してエッチング用のたとえば周波数が13.56
MHzの高周波電源6が接続される。
A disk or columnar mounting table (susceptor) 4 is disposed at the center of the bottom of the chamber 2, and, for example, a wafer W as an object to be processed is mounted on the mounting table 4. ing. The mounting table 4 is made of, for example, aluminum whose surface is anodized. When the plasma device 1 is configured as an etching device,
The mounting table 4 has an etching frequency of 13.56 via a capacitor 5 as a matching circuit.
A high frequency power supply 6 of MHz is connected.

【0048】前記載置台4の内部には、高周波による加
熱を防止するため冷却水が図示しない冷却水供給部より
供給される。このような高周波電源6を設け、使用され
る処理ガスやガス圧力に応じて、載置台4に高周波バイ
アスを適宜印加することにより、プラズマ流れ中のイオ
ンの加速を図ると共に、イオン流の均一化を図ることが
可能である。
The inside of the mounting table 4 is supplied with cooling water from a cooling water supply unit (not shown) to prevent high-frequency heating. By providing such a high-frequency power source 6 and appropriately applying a high-frequency bias to the mounting table 4 in accordance with the processing gas and gas pressure to be used, the ions in the plasma flow are accelerated and the ion flow is made uniform. It is possible to achieve.

【0049】前記載置台4の上面には、被処理体として
の前記ウエハWを取り囲む石英からなるフォーカスリン
グ7が、ウエハの被処理面よりも高くなるように設けら
れている。このフォーカスリング7は、前記載置台4の
上方に生成されるプラズマをウエハWの被処理面に集中
させて、プラズマ処理効率を高める作用を有するもので
あり、例えばエッチング処理の場合にはエッチングレー
トを高める作用を有する。またこのフォーカスリング7
は、アルミニウムで構成された載置台4におけるウエハ
Wが載置されていない露出部分が、プラズマによってエ
ッチングされて、ゴミが発生するのを防止する機能をも
有している。
A focus ring 7 made of quartz surrounding the wafer W as an object to be processed is provided on the upper surface of the mounting table 4 so as to be higher than the surface to be processed of the wafer. The focus ring 7 has a function of concentrating the plasma generated above the mounting table 4 on the surface to be processed of the wafer W to increase the plasma processing efficiency. For example, in the case of an etching process, an etching rate is used. Has the effect of increasing Also this focus ring 7
Has a function of preventing the exposed portion of the mounting table 4 made of aluminum, on which the wafer W is not mounted, from being etched by the plasma and generating dust.

【0050】載置台4のウエハ保持面には、静電チャッ
ク10が設けられている。この静電チャック10は、電
極としての銅箔11を絶縁膜、例えばポリイミド樹脂で
覆う構造を有し、静電力によりウエハWを正確に吸着
し、保持する機能を有している。この静電チャック10
には直流電源12が接続されており、この直流電源12
から例えば2kVの電圧が静電チャック10に印加され
ると、被処理体としてのウエハWが静電チャック10に
吸着、保持されるように構成されている。
An electrostatic chuck 10 is provided on the wafer holding surface of the mounting table 4. The electrostatic chuck 10 has a structure in which a copper foil 11 as an electrode is covered with an insulating film, for example, a polyimide resin, and has a function of accurately attracting and holding the wafer W by electrostatic force. This electrostatic chuck 10
Is connected to a DC power supply 12.
For example, when a voltage of, for example, 2 kV is applied to the electrostatic chuck 10, the wafer W as a processing target is attracted and held on the electrostatic chuck 10.

【0051】前出チャンバ2の側面上部には、ガス導入
口13が設けられ、このガス導入口13にガス供給管1
4が接続されている。そして、別設のガス供給源15か
らこのガス供給管14を通じてチャンバ2内に処理ガス
が供給される。この場合、供給される処理ガスは加工の
種類によって異なり、たとえばエッチング加工の場合に
はCHF3やCF4等のエッチングガスが供給される。図
示の例では、1つのガス供給源15と1本のガス供給管
14が示されているが、処理ガスの種類に応じた数のガ
ス供給源及びガス供給管をチャンバ2に接続するように
してもよい。
A gas inlet 13 is provided in the upper part of the side surface of the chamber 2, and the gas inlet 13 is connected to the gas supply pipe 1.
4 are connected. Then, a processing gas is supplied from a separately provided gas supply source 15 into the chamber 2 through the gas supply pipe 14. In this case, the supplied processing gas varies depending on the type of processing. For example, in the case of etching processing, an etching gas such as CHF 3 or CF 4 is supplied. In the illustrated example, one gas supply source 15 and one gas supply pipe 14 are shown, but a number of gas supply sources and gas supply pipes corresponding to the type of the processing gas are connected to the chamber 2. You may.

【0052】また前出チャンバ2の側面下部には、ガス
排出口16が設けられ、このガス排出口16にガス排気
管17が接続されている。このガス排気管17は真空ポ
ンプなどから構成される排気系18に接続されており、
チャンバ2内を所定の減圧度にまで真空引きすることが
可能なように構成されている。
A gas outlet 16 is provided at a lower portion of the side surface of the chamber 2, and a gas exhaust pipe 17 is connected to the gas outlet 16. This gas exhaust pipe 17 is connected to an exhaust system 18 composed of a vacuum pump or the like.
The inside of the chamber 2 is configured to be evacuated to a predetermined degree of reduced pressure.

【0053】さらに前記チャンバ2内の載置台4上に載
置されるウエハWと対向して、チャンバ2の上壁3の外
側の壁面上には、誘導部材としての渦巻状の高周波アン
テナ20が配設されている。このアンテナ20は線状又
は管状をなす導電性材料で構成され、好ましくは冷却特
性に優れた銅で構成される。このアンテナ20の内側端
子20aおよび外側端子20b間には、プラズマ生成用
の高周波電源21から、マッチング回路としてのキャパ
シタ22を介して、たとえば周波数が13.56MHz
の高周波電力が印加されるように構成されている。かか
る構成により、前記アンテナ20に高周波電流iRFが流
れ、後述するようにこのアンテナ20直下のチャンバ2
内空間で誘導電界が形成され、これによって処理ガスの
プラズマが生成される。なお、前出高周波電源6及び2
1は、コントローラ23によりコントロールされる。
Further, on the outer wall surface of the upper wall 3 of the chamber 2 facing the wafer W mounted on the mounting table 4 in the chamber 2, a spiral high-frequency antenna 20 as a guide member is provided. It is arranged. The antenna 20 is made of a linear or tubular conductive material, and is preferably made of copper having excellent cooling characteristics. Between the inner terminal 20a and the outer terminal 20b of the antenna 20, for example, a frequency of 13.56 MHz is supplied from a high frequency power supply 21 for plasma generation via a capacitor 22 as a matching circuit.
Is applied. With this configuration, a high-frequency current iRF flows through the antenna 20, and the chamber 2 directly below the antenna 20 as described later.
An induced electric field is formed in the inner space, thereby generating a plasma of the processing gas. The high frequency power supplies 6 and 2
1 is controlled by the controller 23.

【0054】この第1実施例では、前記アンテナ20の
中心部と石英ガラスからなる上壁3との間に、常磁性金
属たとえば銅からなる円形の薄板24が介挿されてい
る。この薄板24の直径は、アンテナ20の形状・寸
法、高周波電源21の出力電力、ウエハWの直径、並び
にアンテナ20とウエハW間の距離等に応じて適宜選
択、設定される。そしてこの薄板24により、後述する
ように、アンテナ20の直下のチャンバ2内空間におけ
る交番磁界Bが調整され、それに誘起される交番電界E
が調整されて、その結果プラズマが拡散し、もってウエ
ハWの表面付近でプラズマ密度が均一化される。
In the first embodiment, a circular thin plate 24 made of a paramagnetic metal such as copper is interposed between the center of the antenna 20 and the upper wall 3 made of quartz glass. The diameter of the thin plate 24 is appropriately selected and set according to the shape and dimensions of the antenna 20, the output power of the high-frequency power supply 21, the diameter of the wafer W, the distance between the antenna 20 and the wafer W, and the like. The thin plate 24 adjusts the alternating magnetic field B in the space inside the chamber 2 immediately below the antenna 20 as described later, and the alternating electric field E induced thereby.
Is adjusted, and as a result, the plasma is diffused, so that the plasma density is made uniform near the surface of the wafer W.

【0055】第1実施例にかかるプラズマ装置1は以上
のように構成されており、次に図2を参照して本実施例
のプラズマ装置におけるプラズマ生成およびプラズマ処
理について説明する。被処理体であるウエハWは、チャ
ンバ2に隣接するロードロック室(図示せず)から、予
め減圧雰囲気、例えば10-6Torrに排気されたチャ
ンバ2内に搬送され、チャンバ2内の載置台4上に載置
されて、静電チャック10によって吸着、保持される。
次いで、ガス供給管14を介して、前記ウエハWに所定
の処理ガス、例えばCHF3やCF4がチャンバ2内に導
入される。このとき、チャンバ2内の圧力は、例えば1
-3Torrに調整される。
The plasma apparatus 1 according to the first embodiment is configured as described above. Next, plasma generation and plasma processing in the plasma apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The wafer W to be processed is transferred from a load lock chamber (not shown) adjacent to the chamber 2 into the chamber 2 evacuated to a reduced pressure atmosphere, for example, 10 −6 Torr in advance, and the mounting table in the chamber 2 is set. 4 and is attracted and held by the electrostatic chuck 10.
Next, a predetermined processing gas, for example, CHF 3 or CF 4 is introduced into the chamber W through the gas supply pipe 14. At this time, the pressure in the chamber 2 is, for example, 1
It is adjusted to 0 -3 Torr.

【0056】そしてこの状態において、アンテナ20に
高周波電源21からの高周波電圧が印加される。この高
周波電圧の印加によってアンテナ24に高周波電流iRF
が流れると、アンテナ20の導体の周りに交番磁界Bが
発生し、その磁束の多くはアンテナ中心部を縦方向に通
って閉ループを形成する。このような交番磁界Bによっ
てアンテナ20の直下で、概ね同心円状に円周方向の交
番電界Eが誘起され、この交番電界Eによって円周方向
に加速された電子が処理ガスの中性粒子に衝突すること
で、ガスが電離して、プラズマが生成される。
In this state, a high-frequency voltage from a high-frequency power supply 21 is applied to the antenna 20. By applying the high-frequency voltage, a high-frequency current iRF
Flows, an alternating magnetic field B is generated around the conductor of the antenna 20, and most of the magnetic flux passes through the center of the antenna in the vertical direction to form a closed loop. Such an alternating magnetic field B induces a substantially concentric circular alternating electric field E immediately below the antenna 20, and the electrons accelerated in the circumferential direction by the alternating electric field E collide with neutral particles of the processing gas. By doing so, the gas is ionized and plasma is generated.

【0057】このようにしてアンテナ20の直下で生成
するプラズマは、図2で模式的に示すように、アンテナ
20の半径方向における中心と外側との中間部程に対応
する位置でプラズマ密度が最も高く、それより内側およ
び外側に向かうほどプラズマ密度が低くなる。しかしな
がら本実施例においては、円形の薄板24内で磁束Bの
貫通を防げるようなうず電流が流れるため、交番磁界B
の磁束はアンテナ中心部を通りにくくなり、薄板24が
無い場合の点線で示す磁束B′より外側を通る。このた
め、アンテナ直下のプラズマ生成領域Pは、薄板24が
ない場合の破線で示すプラズマ生成領域P′よりも半径
方向で外側に変位する。
As shown schematically in FIG. 2, the plasma generated just below the antenna 20 has the highest plasma density at a position corresponding to an intermediate portion between the center and the outside in the radial direction of the antenna 20. The plasma density is higher, and the plasma density becomes lower toward the inside and outside. However, in the present embodiment, an eddy current flows in the circular thin plate 24 so as to prevent the penetration of the magnetic flux B.
Becomes difficult to pass through the center of the antenna, and passes outside the magnetic flux B 'indicated by a dotted line when there is no thin plate 24. For this reason, the plasma generation region P directly below the antenna is displaced radially outward from the plasma generation region P 'indicated by the broken line when there is no thin plate 24.

【0058】薄板24がない場合には、プラズマは高密
度領域から低密度領域へ拡散して、ウエハW付近でプラ
ズマ密度が均される結果、図3のPd′で示すように、
ウエハWの中心部付近のプラズマ密度が、ウエハ外周縁
部付近のプラズマ密度より高くなる。従って、ウエハW
表面で不均一な処理が行われてしまう。
In the absence of the thin plate 24, the plasma diffuses from the high-density region to the low-density region, and the plasma density is leveled near the wafer W. As a result, as shown by Pd 'in FIG.
The plasma density near the center of the wafer W becomes higher than the plasma density near the outer peripheral edge of the wafer. Therefore, the wafer W
Uneven treatment is performed on the surface.

【0059】これに対して薄板24が存在する場合に
は、前述のように、薄板30が無い場合の破線で示すプ
ラズマ生成領域P′よりも、半径方向で外側に変位する
プラズマ生成領域Pが形成されるので、プラズマが半径
方向および下方へ拡散して、ウエハW付近でプラズマ密
度が均され、ウエハWの表面付近では図3のPdで示す
ようにプラズマ密度が半径方向でほぼ一定に均される。
従って、プラズマに含まれるイオン、電子やそれ以外の
活性種が半導体ウエハWの表面全体に均一に供給または
照射され、ウエハ表面全体で均一に所定のプラズマ処理
が行われる。
On the other hand, when the thin plate 24 is present, as described above, the plasma generating region P displaced radially outward from the plasma generating region P 'indicated by the broken line without the thin plate 30 is formed. Since the plasma is formed, the plasma diffuses in the radial direction and downward, and the plasma density is leveled near the wafer W, and the plasma density is leveled almost uniformly in the radial direction near the surface of the wafer W as indicated by Pd in FIG. Is done.
Therefore, ions, electrons, and other active species contained in the plasma are uniformly supplied or irradiated to the entire surface of the semiconductor wafer W, and a predetermined plasma process is uniformly performed on the entire wafer surface.

【0060】たとえば、プラズマエッチングでは、プラ
ズマで活性状態に励起されたガス分子が、ウエハ表面の
被加工物質と化学反応してその反応生成物が気化し、ウ
エハ表面が削り取られる。またプラズマCVDでは、プ
ラズマで活性状態に励起されたガス分子同士が反応して
その反応生成物がウエハ表面に堆積して、CVD膜が形
成される。このように、いずれのプラズマ処理であって
も、本発明の第1実施例に係るプラズマ装置を用いれ
ば、ウエハWの表面全体にプラズマが均一な密度で作用
するため、ウエハ表面上で均一な処理が行われるもので
ある。
For example, in plasma etching, gas molecules excited into an active state by plasma chemically react with a material to be processed on a wafer surface to vaporize a reaction product, and the wafer surface is scraped off. In plasma CVD, gas molecules excited into an active state by plasma react with each other, and a reaction product is deposited on a wafer surface to form a CVD film. As described above, in any of the plasma processes, when the plasma apparatus according to the first embodiment of the present invention is used, the plasma acts on the entire surface of the wafer W at a uniform density, so that the plasma is uniform on the wafer surface. Processing is performed.

【0061】以上のようにしてチャンバ2内においてウ
エハWに対する所定の処理が完了すると、排気系18に
よってチャンバ2内の残留処理ガスや反応生成物が十分
に排気された後に、搬送アーム(図示せず)により載置
台4上のウエハWがロードロック室に搬出され、プロセ
スが終了する。
When the predetermined processing for the wafer W is completed in the chamber 2 as described above, after the residual processing gas and the reaction products in the chamber 2 are sufficiently exhausted by the exhaust system 18, the transfer arm (shown in FIG. 3), the wafer W on the mounting table 4 is carried out to the load lock chamber, and the process ends.

【0062】前記したように、第1実施例のプラズマ装
置1では、誘導部材としてのアンテナ20の一部(たと
えばアンテナ中心部)と重なって配置された常磁性金属
部材としての薄板24が、磁束の貫通を弱めるように作
用することにより、該薄板24と対応するチャンバ2内
空間の位置で交番電界Eが弱められ、プラズマ生成密度
も低くなる。従って、この薄板24をアンテナ20の中
央部に設けた場合には、アンテナ直下のプラズマ生成領
域Pが半径方向外側に変位され、結果的にウエハWの表
面(被処理面)上でプラズマ密度が均一化される。これ
により、被処理体であるウエハWに均一で再現性あるプ
ラズマ処理を施することができる。
As described above, in the plasma device 1 of the first embodiment, the thin plate 24 as a paramagnetic metal member, which is disposed so as to overlap with a part of the antenna 20 as an inducing member (for example, the center of the antenna), has a magnetic flux. , The alternating electric field E is weakened at the position of the space in the chamber 2 corresponding to the thin plate 24, and the plasma generation density is also lowered. Therefore, when the thin plate 24 is provided at the center of the antenna 20, the plasma generation region P immediately below the antenna is displaced radially outward, and as a result, the plasma density on the surface of the wafer W (the surface to be processed) is reduced. Be uniformed. This makes it possible to perform uniform and reproducible plasma processing on the wafer W to be processed.

【0063】前記第1実施例においては、誘導部材とし
てのアンテナ20を上述のように渦巻状のものとした
が、これに限らず例えば図4に示したように、単一ルー
プ状であるリング状をなし、その各端部に端子31a、
31bを有するアンテナ31としてもよい。このように
リング状に形成されたアンテナ31の場合にも、渦巻
の場合と同様な機構で交番電界が形成され、比較的均一
なプラズマが形成される。
In the first embodiment, the antenna 20 as the guide member is formed in a spiral shape as described above. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. Terminal 31a at each end thereof.
The antenna 31 may include the antenna 31b. In the case of the ring-shaped antenna 31 as well, an alternating electric field is formed by the same mechanism as in the case of the spiral shape, and relatively uniform plasma is formed.

【0064】また図5に示すように、渦巻の中央部が切
り取られた形状のアンテナ35としてもよい。これらの
場合にも、常磁性金属部材である薄板24の前記作用に
よりプラズマ密度がより均一化される。なお図5に示し
たアンテナ35の場合、中央部の空間領域の径は、アン
テナの渦巻き数(旋回数)、その端子35a、35bに
接続される高周波電源21の出力電力、被処理体である
ウエハWの直径、アンテナ35とウエハW間の距離等に
応じて適宜選択、設定される。
As shown in FIG. 5, the antenna 35 may have a shape in which the center of the spiral is cut off. Also in these cases, the plasma density is made more uniform due to the above-mentioned action of the thin plate 24 which is a paramagnetic metal member. In the case of the antenna 35 shown in FIG. 5, the diameter of the space region at the center is the number of spirals (turning number) of the antenna, the output power of the high frequency power supply 21 connected to its terminals 35a and 35b, and the object to be processed. It is appropriately selected and set according to the diameter of the wafer W, the distance between the antenna 35 and the wafer W, and the like.

【0065】なお常磁性金属部材は、前述のような円形
の薄板24に限らない。また常磁性金属部材は、誘導部
材としてのアンテナの近傍に配置されていれば、アンテ
ナの中心部以外の箇所に配置されてもよく、必要に応じ
て複数の箇所(たとえばアンテナ中心部とアンテナ外周
部)に配置されてもよい。また、本発明による常磁性金
属部材は、アンテナの上に重なって配置されてもよい。
The paramagnetic metal member is not limited to the circular thin plate 24 described above. The paramagnetic metal member may be arranged at a place other than the center of the antenna as long as it is arranged near the antenna serving as the guide member. Section). Further, the paramagnetic metal member according to the present invention may be disposed so as to overlap on the antenna.

【0066】次に本発明の第2実施例について説明する
と、本実施例は、チャンバなどその他プラズマ装置とし
ての基本的な装置構成は、前記第1実施例と同様のもの
が使用される。しかしながらこの第2実施例では、常磁
性金属部材を用いず、渦巻状のアンテナの状態を変える
ことによりプラズマ密度を調節するように構成されるも
のである。即ち第2実施例では、図1、図2に示される
プラズマ装置1において、薄板24を取り外し、かつア
ンテナ20に代えて図6に示したアンテナ40を使用し
たものである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the same basic device configuration as a plasma device such as a chamber as in the first embodiment is used. However, in the second embodiment, the paramagnetic metal member is not used, and the plasma density is adjusted by changing the state of the spiral antenna. That is, in the second embodiment, in the plasma apparatus 1 shown in FIGS. 1 and 2, the thin plate 24 is removed, and the antenna 40 shown in FIG.

【0067】図6では、誘導部材としてのアンテナ40
が、中央部に空間領域を有する渦巻状をなしている。こ
のように中央部に空間領域を有する渦巻状をなすアンテ
ナ40では、アンテナ中心部を縦方向に貫通する磁束の
本数が減少するため、その直径で誘起される交番電界の
磁界強度が小さくなり、前出第1実施例と同様、プラズ
マ生成領域が半径方向において外側に変位する。従って
第1実施例と同様の作用により、プラズマ密度が均一化
される。この場合、前出第1実施例において用いた常磁
性金属部材が存在しない分、アンテナ中央部の空間領域
の径Rを、図5におけるアンテナ35の径より大きくす
る必要があり、たとえば6インチのウエハの直径に相当
する径が選択される。
FIG. 6 shows an antenna 40 as a guiding member.
Has a spiral shape having a space region in the center. As described above, in the spiral antenna 40 having a space area in the center, the number of magnetic fluxes penetrating the antenna center in the vertical direction decreases, so that the magnetic field strength of the alternating electric field induced by the diameter decreases, As in the first embodiment, the plasma generation region is displaced outward in the radial direction. Therefore, the plasma density is made uniform by the same operation as in the first embodiment. In this case, since the paramagnetic metal member used in the first embodiment does not exist, the diameter R of the space region in the center of the antenna needs to be larger than the diameter of the antenna 35 in FIG. A diameter corresponding to the diameter of the wafer is selected.

【0068】但し、図6に示したアンテナ40の場合
も、中央部の空間領域の径は、アンテナ40の渦巻き数
(旋回数)、端子40a、40bに接続される高周波電
源21の出力電力、被処理体であるウエハの直径、アン
テナ40とウエハ間の距離等に応じて適宜選択されるこ
とはもちろんである。
However, also in the case of the antenna 40 shown in FIG. 6, the diameter of the space region in the center portion is determined by the number of spirals (turning number) of the antenna 40, the output power of the high-frequency power source 21 connected to the terminals 40a and 40b, Needless to say, it is appropriately selected according to the diameter of the wafer to be processed, the distance between the antenna 40 and the wafer, and the like.

【0069】図7において示された例では、スパイラル
状(渦巻状)のアンテナ45において、アンテナ導体の
ピッチを半径方向で変化させ、アンテナ外側部では密
に、アンテナ中心部では疎になっている。このような渦
巻き構造によれば、アンテナ直下で誘起される同心円状
の交番電界が、相対的に内周部(中心部)で小さくなる
ため、プラズマ生成領域も半径方向外側にシフトし、や
はり第1実施例と同様の効果が得られ、プラズマ密度が
より均一化される。
In the example shown in FIG. 7, in the spiral (or spiral) antenna 45, the pitch of the antenna conductors is changed in the radial direction, and the antenna conductor is densely arranged outside the antenna and sparsely arranged at the center of the antenna. . According to such a spiral structure, the concentric alternating electric field induced immediately below the antenna becomes relatively small in the inner peripheral portion (center portion), so that the plasma generation region also shifts outward in the radial direction. The same effect as in the first embodiment can be obtained, and the plasma density can be made more uniform.

【0070】次に第3実施例について説明すると、この
第3実施例においても、チャンバなどその他プラズマ装
置としての基本的な装置構成は、前出第1実施例と同様
に構成されるが、誘導部材としての2つのアンテナを、
同心状に設け、かつこれら2つのアンテナに供給される
高周波電圧を、各々独立に制御するように構成したもの
である。即ちこの第3実施例は、図1、図2に示される
プラズマ装置1において、薄板24を取り外し、かつア
ンテナ20、高周波電源21、キャパシタ22に代えて
図8に示したリング状のアンテナ51、52、並びにこ
れらに高周波電力を印加する高周波電源などを使用した
ものである。
Next, the third embodiment will be described. In the third embodiment, the basic device configuration as a plasma device such as a chamber is the same as that of the first embodiment. Two antennas as members,
The antennas are provided concentrically and configured so that high-frequency voltages supplied to these two antennas are controlled independently of each other. That is, in the third embodiment, in the plasma device 1 shown in FIGS. 1 and 2, the thin plate 24 is removed, and the antenna 20, the high-frequency power source 21, and the capacitor 22 are replaced with the ring-shaped antenna 51 shown in FIG. 52 and a high-frequency power supply for applying high-frequency power thereto.

【0071】図8では、リング状のアンテナ51及び5
2を同心状に、好ましくは同一平面上に設け、外側のア
ンテナ51の端子51a及び51bとの間には、マッチ
ング回路としてのキャパシター53を介して第1の高周
波電源54が接続されている。他方、内側のリング状の
アンテナ52の端子52a及び52bとの間には、マッ
チング回路としてのキャパシター55を介して第2の高
周波電源56が接続された構成を有している。
In FIG. 8, the ring-shaped antennas 51 and 5
2 are provided concentrically, preferably on the same plane, and a first high-frequency power supply 54 is connected to terminals 51a and 51b of the outer antenna 51 via a capacitor 53 as a matching circuit. On the other hand, between the terminals 52a and 52b of the inner ring-shaped antenna 52, a second high frequency power supply 56 is connected via a capacitor 55 as a matching circuit.

【0072】前記第1および第2の高周波電源54、5
6は、夫々独立した第1および第2の高周波電力を同一
周波数(たとえば13.56MHz)、かつ同位相でそ
れぞれ外側および内側のリング状アンテナ51、52に
供給する。そして、アンテナが基本的に図1及び図2と
同様の位置に配置される場合には、第1の高周波電力に
対して第2の高周波電力が低い位置に選ばれる。
The first and second high frequency power supplies 54, 5
6 supplies independent first and second high-frequency powers to the outer and inner ring antennas 51 and 52 at the same frequency (for example, 13.56 MHz) and in the same phase. When the antenna is basically arranged at the same position as in FIGS. 1 and 2, the position where the second high frequency power is lower than the first high frequency power is selected.

【0073】これにより、外側のリング状のアンテナ5
1には、相対的に大きな高周波電流iARFが流れるとと
もに、内側のリング状のアンテナ52には相対的に小さ
な高周波電流iBRFが流れる。この場合、アンテナ直下
のチャンバ2内空間におけるプラズマ生成領域Pが、図
2に示した単一のアンテナ20に同一の高周波電流iRF
が流れた場合のプラズマ生成領域P′よりも外側にシフ
トするので、前記第1実施例と同様の作用でプラズマ密
度の均一化を図ることができる。
Thus, the outer ring-shaped antenna 5
1, a relatively large high-frequency current iARF flows, and a relatively small high-frequency current iBRF flows through the inner ring-shaped antenna 52. In this case, the plasma generation region P in the space inside the chamber 2 immediately below the antenna is the same high-frequency current iRF as the single antenna 20 shown in FIG.
Is shifted to the outside of the plasma generation region P 'when the gas flows, so that the plasma density can be made uniform by the same operation as in the first embodiment.

【0074】なおこの場合、図8に示すように、外側の
リング状のアンテナ51と内側のリング状のアンテナ5
2との間に対応する位置に、被処理体としてのウエハW
が位置するように、各アンテナを配置することが、プラ
ズマ密度を一層均一化するうえで好ましい。また、リン
グ状のアンテナは図8のように2つに限らず、3つ以上
であってもよい。
In this case, as shown in FIG. 8, the outer ring-shaped antenna 51 and the inner ring-shaped antenna 5 are used.
And a wafer W as an object to be processed
It is preferable to arrange the antennas so that is located in order to further uniform the plasma density. The number of ring-shaped antennas is not limited to two as shown in FIG. 8, but may be three or more.

【0075】さらに誘導部材としてのアンテナをこのよ
うに構成することにより、内側のアンテナと外側のアン
テナとで高周波電力を独立に設定できるため、プラズマ
生成領域をより精細かつ広範囲に制御することができ
る。なお、高周波電源と両アンテナ51、52との間に
電力分配回路を設けることで、第1および第2の高周波
電源51、52を一つの高周波電源で共用化することも
可能である。
Further, by configuring the antenna as the guiding member in this way, the high frequency power can be set independently for the inner antenna and the outer antenna, so that the plasma generation region can be controlled more precisely and over a wide range. . By providing a power distribution circuit between the high-frequency power supply and the antennas 51 and 52, the first and second high-frequency power supplies 51 and 52 can be shared by one high-frequency power supply.

【0076】図9では、同心状に2つの渦巻状のアンテ
ナ61及び62を配置した例を示す。すなわち、渦巻
のアンテナ61の内側に渦巻状のアンテナ62を設け、
夫々キャパシター63、64を介して、対応する高周波
電源65、66を接続したものである。この場合にも、
図8に示した例と同様の効果が得られる。なお各渦巻
のアンテナ61、62の巻数は、各高周波電源の出力、
被処理体であるウエハの直径、アンテナとウエハとの距
離等に応じて任意に選択することができる。
FIG. 9 shows an example in which two spiral antennas 61 and 62 are arranged concentrically. That is, the spiral antenna 62 is provided inside the spiral antenna 61,
The corresponding high-frequency power supplies 65 and 66 are connected via capacitors 63 and 64, respectively. Again, in this case,
The same effect as the example shown in FIG. 8 can be obtained. The number of turns of each of the spiral antennas 61 and 62 depends on the output of each high-frequency power supply,
It can be arbitrarily selected according to the diameter of the wafer to be processed, the distance between the antenna and the wafer, and the like.

【0077】図10では、渦巻状のアンテナ71とリン
グ状のアンテナ72とを同心状に配置した例であるが、
この場合にも同様の効果を得ることができる。なお、図
10のようにリング状のアンテナ72が内側であっても
よいし、リング状アンテナ72が外側であってもよい。
なお各アンテナ71、72には夫々キャパシター63、
64を介して、対応する高周波電源65、66が接続さ
れる。
FIG. 10 shows an example in which a spiral antenna 71 and a ring antenna 72 are arranged concentrically.
In this case, the same effect can be obtained. The ring-shaped antenna 72 may be inside as shown in FIG. 10, or the ring-shaped antenna 72 may be outside.
Each antenna 71, 72 has a capacitor 63,
Corresponding high frequency power supplies 65 and 66 are connected via 64.

【0078】また、図8〜図10の例において、第1実
施例で用いた常磁性金属部材を併せて用いることもでき
る。その場合には、高周波電力と常磁性金属との両方に
よりプラズマの調整を行うことができる。
In the examples shown in FIGS. 8 to 10, the paramagnetic metal member used in the first embodiment can be used together. In that case, the plasma can be adjusted using both the high frequency power and the paramagnetic metal.

【0079】次に第4実施例について説明すると、第4
実施例はECRプラズマエッチング装置に適用した例で
あって、まず図11〜図14に基づいて、第4実施例に
係るプラズマ装置81の装置構成について説明する。
Next, the fourth embodiment will be described.
The embodiment is an example in which the present invention is applied to an ECR plasma etching apparatus. First, an apparatus configuration of a plasma apparatus 81 according to a fourth embodiment will be described with reference to FIGS.

【0080】このプラズマ装置81は、図11に概略的
に示すように、プラズマ発生部Aとプラズマ処理部Bと
から構成されている。プラズマ発生部Aは、例えば頂部
がドーム形状の円筒石英管82と、その石英管82の周
囲を囲むアンテナ手段83と、そのアンテナ手段83の
上方において前記石英管82を囲むように配置された電
磁コイル84とから構成される。
The plasma device 81 is composed of a plasma generator A and a plasma processor B as schematically shown in FIG. The plasma generating section A includes, for example, a cylindrical quartz tube 82 having a dome-shaped top portion, an antenna unit 83 surrounding the quartz tube 82, and an electromagnetic device disposed above the antenna unit 83 so as to surround the quartz tube 82. And a coil 84.

【0081】前記アンテナ手段83はマッチングボック
ス85を介して第1の高周波電源86に接続されて、コ
ントローラ87からの指令に応じて、高周波電流を印加
することが可能である。また、前記電磁コイル84は電
源88に接続されて、コントローラ87からの指令に応
じて、所望の静磁場を励起可能に構成されている。ま
た、前記石英管82のドーム部分の頂部には、第1のガ
ス源89より図示しないマスフローコントローラを介し
て第1のプロセスガス、例えばアルゴンなどの不活性ガ
スを導入可能な第1のガス導入管路90が取り付けられ
ている。
The antenna means 83 is connected to a first high-frequency power supply 86 via a matching box 85, and can apply a high-frequency current in response to a command from a controller 87. The electromagnetic coil 84 is connected to a power supply 88 so as to excite a desired static magnetic field in response to a command from the controller 87. At the top of the dome portion of the quartz tube 82, a first gas supply which can introduce a first process gas, for example, an inert gas such as argon, from a first gas source 89 via a mass flow controller (not shown). A conduit 90 is attached.

【0082】図12に詳細に示されるように、前記アン
テナ手段83は、上部リング部材83a、下部リング部
材83b及び両リングを連結する連結部材83cから構
成され、前記第1の高周波電源86から前記マッチング
ボックス85を介して、図12の矢印で示すように、所
望の高周波電流を印加することにより、前記円筒石英管
82内に交番電界を形成することが可能なように構成さ
れている。なお、アンテナの構造は交番電界を所望の領
域に形成できればよく、前記形状に特定されない。
As shown in detail in FIG. 12, the antenna means 83 comprises an upper ring member 83a, a lower ring member 83b, and a connecting member 83c for connecting both rings. As shown by an arrow in FIG. 12, an alternating electric field can be formed in the cylindrical quartz tube 82 by applying a desired high-frequency current through a matching box 85. Note that the structure of the antenna is not limited to the above shape, as long as the alternating electric field can be formed in a desired region.

【0083】また、図12及び図13から明かなよう
に、前記電磁コイル84は、前記アンテナ手段83の上
部において、前記円筒石英管82を取り囲むように配置
されている。なお、図12では、構造の理解を容易にす
るために、前記電磁コイル84の略半分を切り欠いた状
態で示している。図13の平面図に矢印で示したよう
に、前記電源88により電磁コイル84を励起すること
により、前記交番電界と直交する方向、すなわち図示の
例では垂直方向(円筒石英管の軸方向)下方に向かう静
磁場を形成するように構成されている。
As apparent from FIGS. 12 and 13, the electromagnetic coil 84 is disposed above the antenna means 83 so as to surround the cylindrical quartz tube 82. In FIG. 12, in order to facilitate understanding of the structure, substantially half of the electromagnetic coil 84 is shown in a cut-out state. As indicated by an arrow in the plan view of FIG. 13, the electromagnetic coil 84 is excited by the power supply 88, so that a direction orthogonal to the alternating electric field, that is, a vertical direction (axial direction of the cylindrical quartz tube) in the illustrated example is downward. To form a static magnetic field directed toward

【0084】なお、プラズマ発生部を構成する前記石英
管82、アンテナ手段83、電磁コイル84の寸法及び
出力は、後述するように、被処理体であるウエハWの反
応表面の上方、約20〜30cm付近、すなわち図11
の例では、前記石英管82と後述の処理室91の接続部
分付近に、ECR領域(Ec)が形成されるように調整
される。
The dimensions and output of the quartz tube 82, the antenna means 83, and the electromagnetic coil 84 constituting the plasma generating section are approximately 20 to 20 cm above the reaction surface of the wafer W to be processed, as described later. Around 30 cm, that is, FIG.
In the example, the adjustment is performed so that an ECR region (Ec) is formed in the vicinity of a connection portion between the quartz tube 82 and a processing chamber 91 described later.

【0085】再び図11を参照して、第4実施例に係る
プラズマ装置81のプラズマ処理部Bの構成について説
明する。前記プラズマ処理部Bは、前記プラズマ発生部
Aで発生したプラズマ流により被処理体、例えばウエハ
Wを処理する処理室91を備え、その処理室91内に
は、前記ウエハWを載置固定するためのサセプタ92が
収納されている。このサセプタ92はマッチングボック
ス93を介して第2の高周波電源94に接続されてお
り、前記コントローラ87からの指令によりエッチング
処理を行う際には、RFバイアスを前記サセプタ12に
印加することが可能なように構成されている。
Referring again to FIG. 11, the configuration of the plasma processing section B of the plasma device 81 according to the fourth embodiment will be described. The plasma processing section B includes a processing chamber 91 for processing an object to be processed, for example, a wafer W, by a plasma flow generated by the plasma generating section A, and mounts and fixes the wafer W in the processing chamber 91. Susceptor 92 is stored. The susceptor 92 is connected to a second high frequency power supply 94 via a matching box 93, and can apply an RF bias to the susceptor 12 when performing an etching process in accordance with a command from the controller 87. It is configured as follows.

【0086】前記処理室91の肩口には、第2のガス源
98から図示しないマスフローコントローラを介して第
2のプロセスガスを導入可能な第2のガス供給管路99
が設けられており、同処理室91の反対側下方には、例
えば真空ポンプなどの排気系95に連通する排気管96
が接続されており、処理工程に応じて、前記処理室91
内にプロセスガスを導入したり、あるいは前記処理室9
1内を真空引きすることができるように構成されてい
る。
A second gas supply line 99 through which a second process gas can be introduced from a second gas source 98 via a mass flow controller (not shown) is provided at a shoulder opening of the processing chamber 91.
An exhaust pipe 96 communicating with an exhaust system 95 such as a vacuum pump is provided below the processing chamber 91 on the opposite side.
Are connected, and the processing chamber 91 is selected according to the processing step.
Process gas is introduced into the processing chamber 9 or
1 is configured to be able to evacuate the inside.

【0087】さらに本実施例によれば、前記処理室91
の側壁を取り囲むように磁場形成手段97が配置されて
いる。この磁場形成手段97は、図14に詳細に示すよ
うに、複数の永久磁石97a、97b等を交互に極性が
異なるように環状に配して成るもので、図14の矢印に
示すような磁力線を有する多極磁場を構成する。この多
極磁場の作用により、後述するように、プラズマ発生部
Aから導入されたプラズマ流を、被処理体であるウエハ
Wの処理表面付近にて整形保持することが可能になる。
Further, according to the present embodiment, the processing chamber 91
The magnetic field forming means 97 is arranged so as to surround the side wall of. As shown in detail in FIG. 14, the magnetic field forming means 97 is composed of a plurality of permanent magnets 97a, 97b and the like alternately arranged in an annular shape with different polarities. Is formed. By the action of the multipolar magnetic field, as described later, the plasma flow introduced from the plasma generator A can be shaped and held near the processing surface of the wafer W to be processed.

【0088】第4実施例に係るプラズマ装置81は以上
のように構成されており、次にその動作について説明す
ると、エッチング処理を行う場合には、図示しないカセ
ット室から搬送アームにより図示しないロードロック室
に搬送された被処理体であるウエハWが、前記ロードロ
ック室から図示しないゲートバルブを介して、処理室9
1内に搬送される。即ち予め減圧雰囲気、例えば10-6
Paに設定された処理室91内に搬送され、その処理室
91内のサセプタ92上に、図示しない静電チャックな
どの固定手段により載置固定される。
The plasma apparatus 81 according to the fourth embodiment is configured as described above. Next, the operation thereof will be described. When performing an etching process, a load arm (not shown) is moved from a cassette chamber (not shown) by a transfer arm. The wafer W, which is the object to be processed, transferred to the processing chamber is transferred from the load lock chamber to the processing chamber 9
1 is transported. That is, a reduced pressure atmosphere, for example, 10 -6
It is transported into the processing chamber 91 set to Pa, and is mounted and fixed on the susceptor 92 in the processing chamber 91 by a fixing means such as an electrostatic chuck (not shown).

【0089】次いで、前記石英管82のドーム頂部の前
記第1のガス供給管路90及び前記処理室91の肩口に
設けられた前記第2のガス供給管路99から、ウエハW
にプラズマエッチングを施すための所定のプロセスガス
が、前記石英管82及び前記処理室91に導入される。
この時、処理室91内の圧は、例えば10-3Torrに
調節されている。例えば、前記第1のガス供給管路90
からアルゴンなどの不活性ガスを導入し、第2のガス供
給管路99からCl2やCHF3を供給することが可能で
ある。このように、2系列のガス供給管路からプラズマ
発生部A及びプラズマ処理部Bにプロセスガスを供給可
能なように構成することにより、エッチングに最適なプ
ロセスガスの混合比を、プラズマ発生部A及びプラズマ
処理部B、それぞれにおいて、別個にパラメータ設定し
て、より制御性に優れたプラズマエッチング処理が可能
となる。
Next, the wafer W is supplied from the first gas supply line 90 at the top of the dome of the quartz tube 82 and the second gas supply line 99 provided at the shoulder of the processing chamber 91.
A predetermined process gas for performing plasma etching on the quartz tube 82 and the processing chamber 91 is introduced.
At this time, the pressure in the processing chamber 91 is adjusted to, for example, 10 −3 Torr. For example, the first gas supply line 90
It is possible to supply an inert gas such as argon through the second gas supply line and supply Cl 2 or CHF 3 from the second gas supply line 99. As described above, by configuring the process gas to be supplied to the plasma generation unit A and the plasma processing unit B from the two series gas supply pipes, the optimum mixing ratio of the process gas for etching can be set to the plasma generation unit A. In each of the plasma processing unit B and the plasma processing unit B, a plasma etching process with more controllability can be performed by separately setting parameters.

【0090】プラズマを発生させる際には、第1の高周
波電源86から適当な高周波電流をアンテナ手段83に
送ることにより、処理室91内に交番電界を形成すると
共に、電源88により電磁コイル84を励起することに
より、垂直方向下方、すなわち石英管82の軸方向に磁
力線を有する静磁場が形成される。そして後述するEC
R条件が満足されると、ECR領域に存在する電子はそ
の磁界の磁力線に巻き付くように螺旋運動をしてプラズ
マ電位に到達し、弱磁界方向、すなわち垂直方向下方に
加速される。この結果、被処理体であるウエハWの処理
表面に対して垂直方向に向かうプラズマ流を形成するこ
とが可能となる。
When plasma is generated, an appropriate high-frequency current is sent from the first high-frequency power supply 86 to the antenna means 83 to form an alternating electric field in the processing chamber 91 and the electromagnetic coil 84 is turned on by the power supply 88. The excitation forms a static magnetic field having magnetic lines of force vertically downward, that is, in the axial direction of the quartz tube 82. And EC to be described later
When the R condition is satisfied, the electrons existing in the ECR region spirally move around the magnetic field lines of the magnetic field, reach the plasma potential, and are accelerated in the weak magnetic field direction, that is, vertically downward. As a result, it is possible to form a plasma flow directed in a direction perpendicular to the processing surface of the wafer W to be processed.

【0091】ここで、電子サイクロトロン共鳴(EC
R)条件は、 B=2πmec/e を満足させることで得られる。ただし、上式において、
Bは磁束密度、me は電子の質量、fc は周波数、eは
電荷である。そのため、従来のマイクロ波ECRプラズ
マ装置においては、工業的に利用可能な2.45GHz
のマイクロ波に対してECR条件を満たす磁場として8
75Gaussが必要であったので、磁場を得るために
大きな重いマグネットが必要となり、装置が大型化せざ
るを得なかった。また、マイクロ波を伝播するための特
別な導波管も必要であった。
Here, electron cyclotron resonance (EC
R) conditions is obtained by satisfying B = 2πm e f c / e . However, in the above equation,
B is the magnetic flux density, m e is the electron mass, the f c frequency, e is the charge. Therefore, in a conventional microwave ECR plasma apparatus, 2.45 GHz that can be industrially used is used.
8 as a magnetic field that satisfies ECR conditions for microwaves
Since 75 Gauss was required, a large heavy magnet was required to obtain a magnetic field, and the apparatus had to be enlarged. Also, a special waveguide for propagating microwaves was required.

【0092】しかし、低い周波数を用いれば、それだけ
低い磁場でECR条件を達成することが可能なことは、
上式から明らかである。そこで本実施例に基づくプラズ
マ装置81によれば、アンテナ手段83に、例えば10
0MHz以下の高周波電流を供給することにより、交番
電界を形成することが可能なので、例えば35Gaus
s程度の非常に小さい磁場を形成すれば、ECR条件を
満足させることが可能である。そのため、従来の装置に
比較して遥かに小さな電磁コイルを使用すれば十分なの
で、装置の簡易化、小型化を図ることができる。
However, if a low frequency is used, it is possible to achieve the ECR condition with a lower magnetic field.
It is clear from the above equation. Therefore, according to the plasma device 81 according to the present embodiment, for example, 10
By supplying a high-frequency current of 0 MHz or less, an alternating electric field can be formed.
If a very small magnetic field of about s is formed, the ECR condition can be satisfied. Therefore, it is sufficient to use an electromagnetic coil that is much smaller than that of the conventional device, so that the device can be simplified and downsized.

【0093】図13に示すように、第1の磁場形成手段
による磁力線は、垂直方向下方に向かうにつれて処理室
外方に反れる発散磁界を形成している。そのため、被処
理体Wに向かうプラズマ流も発散する傾向を有してい
る。特に従来のマイクロ波ECRプラズマ装置では、8
75Gaussという大きな磁界を使用せざるを得ない
ので、処理室91内に形成される発散磁界も大きなもの
となり、プラズマ流の発散傾向も大きくなり、ウエハW
の処理表面にプラズマ流を垂直に入射させることが困難
であった。
As shown in FIG. 13, the magnetic field lines formed by the first magnetic field forming means form a divergent magnetic field that warps outwardly from the processing chamber as it goes vertically downward. Therefore, the plasma flow toward the processing target W also tends to diverge. In particular, in a conventional microwave ECR plasma apparatus, 8
Since a large magnetic field of 75 Gauss must be used, the divergent magnetic field formed in the processing chamber 91 is also large, the divergence tendency of the plasma flow is also large, and the wafer W
It was difficult to make the plasma flow vertically incident on the treated surface.

【0094】しかしながら、本実施例に基づくプラズマ
装置81によれば、例えば35Gaussといった小さ
な磁場を用いることが可能なので、処理室91内に生じ
る発散磁界も小さくすることができ、前記処理室91内
に導入されたプラズマ流の発散傾向を最小限に抑えるこ
とが可能である。特に、ECR領域と20〜30cm程
度離れた地点では発散磁界の影響はほとんど無視するこ
とができるので、ウエハWの処理表面にプラズマ流を垂
直に案内することが可能になるので、選択比の高い良好
な異方性エッチングを達成することができる。
However, according to the plasma apparatus 81 according to the present embodiment, since a small magnetic field such as 35 Gauss can be used, the divergent magnetic field generated in the processing chamber 91 can be reduced. It is possible to minimize the tendency of the introduced plasma flow to diverge. In particular, the influence of the divergent magnetic field can be almost ignored at a point about 20 to 30 cm away from the ECR region, and the plasma flow can be guided vertically to the processing surface of the wafer W, so that the selectivity is high. Good anisotropic etching can be achieved.

【0095】また、図11に示すプラズマ装置1の処理
室91の周囲には図14に示すような多極構成の磁場形
成手段97が配置されているので、プラズマ発生部Aか
ら処理室11内に導入されたプラズマ流を被処理体Wの
処理表面に対応するように整形保持することが可能であ
る。またかかる多極構成の磁場形成手段97によって上
述のプラズマ流の発散傾向を減少させ、処理表面に垂直
入射するプラズマ流とすることで、高い選択比及びエッ
チングの均一化を確保することが可能となる。
Further, a multi-pole magnetic field forming means 97 as shown in FIG. 14 is arranged around the processing chamber 91 of the plasma apparatus 1 shown in FIG. Can be shaped and held so as to correspond to the processing surface of the workpiece W. In addition, it is possible to secure a high selectivity and uniform etching by reducing the above-mentioned tendency of the plasma flow to diverge by the multi-pole magnetic field forming means 97 and making the plasma flow perpendicular to the processing surface. Become.

【0096】また、図11に示す実施例ではサセプタ9
2にマッチングボックス93を介して第2の高周波電源
94からRFバイアスを印加することが可能なように構
成されている。そのため、使用される処理ガスやガス圧
力に応じて、RFバイアスを適宜印加することにより、
プラズマ流中のイオンの加速を図ると共に、イオン流の
均一化を図ることが可能である。
In the embodiment shown in FIG.
2 is configured to be able to apply an RF bias from a second high frequency power supply 94 via a matching box 93. Therefore, by appropriately applying an RF bias according to the processing gas or gas pressure used,
It is possible to accelerate the ions in the plasma flow and make the ion flow uniform.

【0097】前記のようにして被処理体であるウエハW
の処理が完了すると、排気管路96を開放して、真空ポ
ンプなどの排気系95により前記処理室11内の残留処
理ガスや反応性生物を十分に排気した後に、前記処理室
91の側面に設けられた図示しないゲートバルブが開口
され、搬送アームによりサセプタ上の被処理体をロード
ロック室に搬出する。以上が、第4実施例にかかるプラ
ズマ装置1を用いた場合の動作説明である。
As described above, the wafer W to be processed is
Is completed, the exhaust pipe 96 is opened, and the residual processing gas and reactive products in the processing chamber 11 are sufficiently exhausted by the exhaust system 95 such as a vacuum pump. A gate valve (not shown) provided is opened, and the object to be processed on the susceptor is carried out to the load lock chamber by the transfer arm. The above is the description of the operation when the plasma device 1 according to the fourth embodiment is used.

【0098】次に、前記石英管82の頂部ドーム部分の
第1のガス供給管路90からのプロセスガスの導入経路
に関するさらに別の実施例について、図15及び図16
を参照しながら説明する。図11の第4実施例おいて
は、石英管82の頂部ドーム部分に形成された第1のガ
ス供給管路90から処理ガスが、直接石英管82内に導
入されるが、処理ガスを処理室91内に均一かつ迅速に
分散させるために、図15又は図16に示す構成を採用
することが可能である。図15に示す他の実施例におい
ては、複数の貫通孔100が穿設された板部材101を
介して処理ガスを導入することにより、ガス分散の均一
化及び加速を図っている。
Next, still another embodiment relating to a process gas introduction route from the first gas supply line 90 in the top dome portion of the quartz tube 82 will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment shown in FIG. 11, the processing gas is directly introduced into the quartz tube 82 from the first gas supply line 90 formed in the top dome portion of the quartz tube 82. In order to disperse uniformly and quickly in the chamber 91, the configuration shown in FIG. 15 or FIG. 16 can be adopted. In another embodiment shown in FIG. 15, the processing gas is introduced through a plate member 101 in which a plurality of through holes 100 are formed, thereby achieving uniform and accelerated gas dispersion.

【0099】また、図16に示す他の例においては、ス
ポンジ状の多孔性材料102が前記第1のガス供給管路
90付近に設置されており、処理ガスは前記多孔性材料
102中の微小孔103を介してプラズマ発生部Aに導
入し、ガス分散の均一化及び加速を図ることができるよ
うに構成されている。
In another example shown in FIG. 16, a sponge-like porous material 102 is provided in the vicinity of the first gas supply pipe 90, and the processing gas is a fine gas in the porous material 102. The gas is introduced into the plasma generating section A through the hole 103 so that the gas can be dispersed uniformly and accelerated.

【0100】次に、図17及び図18を参照して、第5
実施例について説明する。ただし、図11に示す第1実
施例と同じ機能及び構造を有する構成部材については、
同一の番号を付すことにより、重複説明を省略してい
る。この第5実施例においては、図11に示す石英管8
2に代えて、石英板110が処理室91の上面に配置さ
れており、この石英板110の外側表面上に、アンテナ
手段111が設置されている。
Next, referring to FIG. 17 and FIG.
An example will be described. However, for components having the same function and structure as the first embodiment shown in FIG.
The same numbers are given to omit redundant description. In the fifth embodiment, a quartz tube 8 shown in FIG.
Instead of the quartz plate 110, a quartz plate 110 is disposed on the upper surface of the processing chamber 91, and an antenna unit 111 is provided on the outer surface of the quartz plate 110.

【0101】このアンテナ手段111は、図18に示す
ように、渦巻形状を有する渦巻アンテナであり、高周波
電源86からマッチングボックス85を介して高周波電
流を印加することにより効率よく交番電界を形成するこ
とが可能である。なお、石英板110の外側表面に設置
されるアンテナ構造については、所望の領域に所望の交
番電界を形成できればよく、前記形状に限定されない。
As shown in FIG. 18, this antenna means 111 is a spiral antenna having a spiral shape, and is capable of efficiently forming an alternating electric field by applying a high-frequency current from a high-frequency power supply 86 via a matching box 85. Is possible. Note that the antenna structure installed on the outer surface of the quartz plate 110 is not limited to the above shape, as long as a desired alternating electric field can be formed in a desired region.

【0102】例えば図4〜図10に示された各種形態の
アンテナを使用することができ、またかかる場合、図4
〜図10に示された高周波電源、キャパシタの接続構成
を採ることが可能である。しかもアンテナ、高周波電源
の接続等をそのように構成することにより、対応する箇
所で述べたように、プラズマ密度の均一化を図って、よ
り均一なプラズマ処理を施すことが可能になるものであ
る。
For example, various types of antennas shown in FIGS. 4 to 10 can be used.
To the high frequency power supply and the capacitor shown in FIG. Moreover, by configuring the antenna, the connection of the high-frequency power supply, and the like as described above, as described in the corresponding part, the plasma density can be made uniform and more uniform plasma processing can be performed. .

【0103】また、この第5実施例においても、図11
に示す実施例と同様に、前記アンテナ手段111の上方
には電磁コイル84が設置されており、垂直方向下方に
向かって徐々に発散する磁力線を有する静磁場を形成す
ることが可能に構成されている。このように、本実施例
においても、前記アンテナ手段111と前記電磁コイル
84の出力を適当に調整することにより、所望の領域、
例えば、被処理体の処理表面の上方、20〜30cm領
域にECR領域を形成することが可能である。
Also in the fifth embodiment, FIG.
As in the embodiment shown in FIG. 1, an electromagnetic coil 84 is provided above the antenna means 111 so as to be able to form a static magnetic field having lines of magnetic force gradually diverging downward in the vertical direction. I have. Thus, also in the present embodiment, by appropriately adjusting the outputs of the antenna means 111 and the electromagnetic coil 84, a desired area,
For example, an ECR region can be formed in a region of 20 to 30 cm above the processing surface of the object to be processed.

【0104】さらに、本実施例によれば、図11に示し
た第1実施例にかかるプラズマ装置81における石英管
82のような、嵩高の構成部材を使用する必要がないの
で、プラズマ装置のより小型化を図ることが可能であ
る。
Further, according to the present embodiment, it is not necessary to use a bulky component such as the quartz tube 82 in the plasma apparatus 81 according to the first embodiment shown in FIG. It is possible to reduce the size.

【0105】次に添付図面を参照しながら第6実施例に
ついて説明すると、本実施例はプラズマエッチング装置
に適用した例であり、図19に示すように、第6実施例
にかかるプラズマエッチング装置121は、気密に構成
された例えばアルミニウム製の処理室122を備えてい
る。その処理室122のほぼ中央にはサセプタ123が
配置されており、そのサセプタ123の上に被処理体、
例えばウエハWが載置固定される。
Next, a sixth embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. This embodiment is an example applied to a plasma etching apparatus, and as shown in FIG. 19, a plasma etching apparatus 121 according to the sixth embodiment. Has an airtight processing chamber 122 made of, for example, aluminum. A susceptor 123 is disposed substantially at the center of the processing chamber 122, and an object to be processed is placed on the susceptor 123.
For example, the wafer W is mounted and fixed.

【0106】前記処理室122の肩口には処理ガス供給
管路124が取り付けられており、ガス源125から図
示しないマスフローコントローラを介して、Cl2やC
HF3などの反応性ガスを前記処理室122内に供給す
ることができる。また、前記処理室122の前記処理ガ
ス供給管路124の取付側とは反対側の下方には排気用
管路126が取り付けられており、排気系127、例え
ば真空ポンプなどにより必要に応じて真空引きが可能な
ように構成されている。
A processing gas supply pipe 124 is attached to a shoulder opening of the processing chamber 122. Cl 2 or C 2 is supplied from a gas source 125 via a mass flow controller (not shown).
A reactive gas such as HF 3 can be supplied into the processing chamber 122. An exhaust pipe 126 is installed below the processing chamber 122 on the opposite side of the processing gas supply pipe 124 from the side where the processing gas supply pipe 124 is installed. It is configured to be able to pull.

【0107】さらに、図19に示すように、被処理体で
あるウエハWを載置したサセプタ123の上面には、こ
のウエハWを取り囲む石英から成るフォーカスリング1
30が、ウエハWの被処理面よりも高くなるように設け
られている。このフォーカスリング130は、サセプタ
123上に生成されるプラズマを前記被処理面に集中さ
せて、処理、例えばエッチングのレートを高める効果を
持っている。また、前記フォーカスリング130は、前
記プラズマにより、アルミニウムから成るサセプタ12
3の被処理体に覆われない露出部がエッチングされて、
ゴミが発生するのを防止する効果をも有している。
Further, as shown in FIG. 19, a focus ring 1 made of quartz surrounding the wafer W is placed on the upper surface of the susceptor 123 on which the wafer W to be processed is placed.
30 is provided so as to be higher than the processing surface of the wafer W. The focus ring 130 has the effect of concentrating the plasma generated on the susceptor 123 on the surface to be processed, thereby increasing the rate of processing, for example, etching. In addition, the focus ring 130 is provided on the susceptor 12 made of aluminum by the plasma.
The exposed portion that is not covered by the object 3 is etched,
It also has the effect of preventing generation of dust.

【0108】さらに前記サセプタ123の被処理体保持
面には、静電チャック132が設けられている。この静
電チャック132は、銅箔などの導電体131を絶縁
膜、例えばポリイミド樹脂をポリイミド接着して形成さ
れ、高温、例えば100℃〜150℃であっても、サセ
プタ123から膜剥がれせずに、被処理体であるウエハ
Wを正確に保持する機能を持っている。この静電チャッ
ク132は、電線133を介して、電源スイッチ134
に接続され、この電源スイッチ134は、直流電源13
5を介して電気的に接地してある。この直流電源135
より電圧、例えば2KVが、前記静電チャック132の
導電体131に印加されると、被処理体であるウエハW
を吸着、保持するように構成されている。
Further, an electrostatic chuck 132 is provided on the workpiece holding surface of the susceptor 123. The electrostatic chuck 132 is formed by bonding a conductor 131 such as a copper foil to an insulating film, for example, a polyimide resin by polyimide bonding. Even at a high temperature, for example, 100 ° C. to 150 ° C., the film does not peel off from the susceptor 123. , Has a function of accurately holding the wafer W to be processed. The electrostatic chuck 132 is connected to a power switch 134 via an electric wire 133.
Is connected to the DC power supply 13.
5 electrically grounded. This DC power supply 135
When a higher voltage, for example, 2 KV, is applied to the conductor 131 of the electrostatic chuck 132, the wafer W to be processed is
Is configured to be adsorbed and held.

【0109】前出サセプタ123の内部には、被処理体
の温度調整手段、例えば液体窒素が、図示しない供給手
段よりパイプ136を介して供給され、一時的に液体窒
素を蓄えることが可能なタンク137に導入される。こ
の温度調整手段により、プラズマ処理される被処理体
は、サセプタ123上で、例えば冷却されて、処理に適
した温度、例えば0℃〜−150℃の所定温度に処理中
維持されるので、被処理体の温度に依存した処理、例え
ばエッチング、アッシング、膜形成等に適した装置を提
供できる。特に、半導体ウエハのエッチングにおいて、
64Mメモリ以上のコンタクトホール形成で、0.3μ
m以下のエッチングには、微細な加工が必要となり、コ
ンタクトホールの側壁を処理ガスによる反応生成物で保
護して底面をエッチングする技術には、半導体ウエハを
低温、例えば−100℃以下に冷却して処理することが
必要となる。
Inside the susceptor 123, a temperature adjusting means for the object to be processed, for example, liquid nitrogen is supplied from a supply means (not shown) via a pipe 136, and a tank capable of temporarily storing liquid nitrogen. 137. The object to be plasma-processed by the temperature adjusting means is cooled, for example, on the susceptor 123 and maintained at a temperature suitable for the process, for example, a predetermined temperature of 0 ° C. to −150 ° C. during the process. An apparatus suitable for processing depending on the temperature of the processing object, for example, etching, ashing, film formation, and the like can be provided. In particular, in the etching of semiconductor wafers,
0.3μ by forming contact holes of 64M memory or more
m or less requires fine processing, and the technique of protecting the side wall of the contact hole with the reaction product of the processing gas and etching the bottom surface involves cooling the semiconductor wafer to a low temperature, for example, -100 ° C. or less. Must be processed.

【0110】また、前記ガス供給管路124の前記処理
室122への供給口139は、図示しないガス拡散板を
介して分流され、処理室122の供給口には、多孔質の
ガス拡散シャワーヘッド、例えばフロン系樹脂、フェノ
ール系樹脂を炭化して得られるガラス状カーボンが設け
られている。このガラス状カーボンから成るガス供給口
により、サセプタ123上に載置された被処理体へ均一
な処理ガスを供給でき、処理結果、例えばエッチング処
理の処理面内での高い均一性を得ることができるように
構成されている。
A supply port 139 of the gas supply pipe line 124 to the processing chamber 122 is diverted through a gas diffusion plate (not shown), and a supply port of the processing chamber 122 has a porous gas diffusion shower head. For example, glassy carbon obtained by carbonizing a chlorofluorocarbon resin or a phenolic resin is provided. This gas supply port made of glassy carbon enables a uniform processing gas to be supplied to the object placed on the susceptor 123, and a processing result, for example, a high uniformity within the processing surface of the etching processing can be obtained. It is configured to be able to.

【0111】図20を参照すれば明らかなように、前記
処理室122の頂部壁面のほぼ中央はほぼ円形に切り抜
かれており、そこに円板状の絶縁部材128が気密に取
り付けられている。この絶縁部材128の材質は、石英
ガラスやセラミック材料といった絶縁部材であれば特に
限定されないが、透明な石英ガラスを用いた場合には、
前記処理室2内のプラズマの発光状態を視認することが
可能である。
As is apparent from FIG. 20, the center of the top wall surface of the processing chamber 122 is cut out in a substantially circular shape, and a disk-shaped insulating member 128 is hermetically attached thereto. The material of the insulating member 128 is not particularly limited as long as it is an insulating member such as quartz glass or a ceramic material.
The light emission state of the plasma in the processing chamber 2 can be visually recognized.

【0112】前記絶縁部材128の上面、すなわち前記
処理室122の外側には、ループアンテナ129及び磁
極材140が載置固定される。前記ループアンテナ12
9は銅線又は銅管などの導電性材料から構成することが
可能であるが、冷却特性に優れる銅管を用いることが好
ましい。またこの実施例においては、図20から明らか
なように、1ターンのループを描くループアンテナ12
9を用いているが、高周波電流を印加することにより処
理室内に回転電界を形成できるものであれば、図示の例
に限定されない。
A loop antenna 129 and a pole material 140 are mounted and fixed on the upper surface of the insulating member 128, that is, outside the processing chamber 122. The loop antenna 12
9 can be made of a conductive material such as a copper wire or a copper tube, but it is preferable to use a copper tube having excellent cooling characteristics. In this embodiment, as is apparent from FIG. 20, the loop antenna 12 that draws a one-turn loop is used.
9 is used, but is not limited to the illustrated example as long as a rotating electric field can be formed in the processing chamber by applying a high-frequency current.

【0113】例えば図4、図8に示された各種形態のア
ンテナを使用することができ、またかかる場合、図4、
図8に示された高周波電源、キャパシタの接続構成を採
ることが可能である。しかもアンテナ、高周波電源の接
続等をそのように構成することにより、対応する箇所で
述べたように、プラズマ密度の均一化を図って、より均
一なプラズマ処理を施すことが可能になるものである。
For example, various types of antennas shown in FIGS. 4 and 8 can be used.
The connection configuration of the high frequency power supply and the capacitor shown in FIG. 8 can be adopted. Moreover, by configuring the antenna, the connection of the high-frequency power supply, and the like as described above, as described in the corresponding part, the plasma density can be made uniform and more uniform plasma processing can be performed. .

【0114】また、前記ループアンテナ129は、マッ
チングボックス141を介して第1の高周波電源142
から高周波電流を印加することが可能なように構成され
ている。そしてコントローラ143からの指令により、
例えば13.56MHzの高周波電流を前記ループアン
テナ129に印加することにより、前記絶縁部材128
を介して、前記処理室122内に回転電界を形成し、電
子を加速し、プラズマ発生条件を充足させることが可能
である。
The loop antenna 129 is connected to a first high-frequency power source 142 via a matching box 141.
It is configured such that a high-frequency current can be applied from the Then, according to a command from the controller 143,
For example, by applying a high-frequency current of 13.56 MHz to the loop antenna 129, the insulating member 128
, A rotating electric field is formed in the processing chamber 122 to accelerate electrons and satisfy plasma generation conditions.

【0115】前記絶縁部材128上に設置される前記磁
極材140としては、導電性の低いニッケル亜鉛系のソ
フトフェライトを用いることが好ましい。導電性の高い
磁極材を用いた場合には、高周波電流を印加した場合に
生じる交番磁界によりうず電流が発生し、所望の磁場を
前記処理室2内に形成することができないおそれがあ
る。
As the magnetic pole material 140 provided on the insulating member 128, it is preferable to use nickel zinc-based soft ferrite having low conductivity. When a magnetic pole material having high conductivity is used, an eddy current is generated by an alternating magnetic field generated when a high-frequency current is applied, and a desired magnetic field may not be formed in the processing chamber 2.

【0116】また前記磁極材140の形状については、
図示の実施例の場合には、周囲を厚く中央薄くして、前
記処理室122内のプラズマの密度分布の面内均一化を
図っているが、後述するように、前記磁極材140の形
状については、処理条件に応じて適宜定めることが可能
である。
Regarding the shape of the magnetic pole material 140,
In the case of the illustrated embodiment, the periphery is made thicker and thinner at the center to achieve in-plane uniformity of the plasma density distribution in the processing chamber 122. However, as will be described later, the shape of the magnetic pole material 140 is reduced. Can be appropriately determined according to the processing conditions.

【0117】また前記磁極材140の水平方向断面積、
すなわち、前記処理室122内の被処理体であるウエハ
Wの処理面に略水平な平面で切断した断面積について
は、そのウエハ体Wの処理面の面積よりも大きくなるよ
うに構成している。かかる構成により、被処理体である
ウエハWの処理面全体にわたり前記磁極材140による
磁場を作用させることが可能になり、プラズマの密度分
布をより精密に制御することができる。
The horizontal cross-sectional area of the pole material 140,
That is, the cross-sectional area of the processing surface of the wafer W, which is the object to be processed, in the processing chamber 122 is configured to be larger than the area of the processing surface of the wafer body W when cut along a substantially horizontal plane. . With this configuration, it is possible to apply a magnetic field generated by the magnetic pole material 140 over the entire processing surface of the wafer W to be processed, and it is possible to more precisely control the plasma density distribution.

【0118】またプラズマを発生させるために高周波電
流を前記ループアンテナ129に印加した場合には、前
記磁極材140に反磁場が生じ、この磁極材140によ
る磁場に不利に作用するおそれがある。そのため本発明
によれば、その反磁場の影響を無視できる程度の厚みを
前記磁極材140に持たせること、あるいは磁路を長く
する工夫により、前記問題点を克服している。
When a high-frequency current is applied to the loop antenna 129 to generate plasma, a demagnetizing field is generated in the magnetic pole material 140, which may adversely affect the magnetic field generated by the magnetic pole material 140. Therefore, according to the present invention, the above problem is overcome by providing the magnetic pole material 140 with a thickness that can ignore the influence of the demagnetizing field, or by devising a longer magnetic path.

【0119】前記サセプタ123にはマッチングボック
ス144を介して第2の高周波電源145が接続されて
おり、前記コントローラ143からの指令により、エッ
チング処理時に高周波バイアス電位を前記サセプタ12
3に印加することが可能なように構成されている。なお
前記サセプタ123は、処理室122から絶縁体138
により絶縁されるように構成されている。
A second high-frequency power supply 145 is connected to the susceptor 123 via a matching box 144. In response to a command from the controller 143, a high-frequency bias potential is applied during the etching process to the susceptor 123.
3. The susceptor 123 is separated from the processing chamber 122 by an insulator 138.
Are configured to be insulated from each other.

【0120】さらに本実施例によれば、前記処理室12
2の側壁を取り囲むように磁場形成手段、例えば永久磁
石146a、146bが配置されている。この磁場形成
手段146は、図21に詳細に示すように、複数の永久
磁石146a、146b等を交互に極性が異なるように
環状に配して成るもので、図21の矢印に示すような磁
力線を有する多極磁場を構成している。この多極磁場の
作用により、前記処理室122の内壁に衝突しようとす
るプラズマ流を前記処理室122の中央に押し戻し、被
処理体であるウエハWの処理表面付近に、プラズマを整
形保持することが可能なように構成されている。
Further, according to this embodiment, the processing chamber 12
Magnetic field forming means, for example, permanent magnets 146a and 146b are arranged so as to surround the two side walls. As shown in detail in FIG. 21, the magnetic field forming means 146 is composed of a plurality of permanent magnets 146a, 146b, etc. arranged alternately in a ring with different polarities. Are formed. By the action of the multi-pole magnetic field, the plasma flow which is going to collide with the inner wall of the processing chamber 122 is pushed back to the center of the processing chamber 122, and the plasma is shaped and held near the processing surface of the wafer W which is the object to be processed. Is configured to be possible.

【0121】第6実施例にかかるプラズマエッチング装
置121は以上のように構成されており、次にその動作
について説明すると、エッチング処理を行う場合には、
図示しないカセット室から適当な搬送手段、例えば搬送
アームにより図示しないロードロック室に搬送された被
処理体であるウエハWが、前記ロードロック室から、処
理室122の側面に設けられたゲートバルブ147(図
20参照)を介して、処理室122内に搬送される。さ
らにウエハWは、予め減圧雰囲気、例えば10-6Tor
rに減圧された処理室122内に搬送され、サセプタ1
23上の前記静電チャック132によって吸着、保持さ
れる。
The plasma etching apparatus 121 according to the sixth embodiment is configured as described above. Next, its operation will be described.
A wafer W, which is an object to be processed, transferred from a cassette chamber (not shown) to a load lock chamber (not shown) by a suitable transfer means, for example, a transfer arm, is transferred from the load lock chamber to a gate valve 147 provided on a side surface of the processing chamber 122. 20 (see FIG. 20). Further, the wafer W is previously stored in a reduced pressure atmosphere, for example, 10 −6 Torr.
r, is transferred into the processing chamber 122, and the susceptor 1
It is attracted and held by the electrostatic chuck 132 on 23.

【0122】次いで、前記処理室122の肩口に設けら
れたガス供給管路124から、被処理体であるウエハW
にプラズマエッチングを施すための所定のプロセスガ
ス、例えばCl2やCHF3が前記処理室122内に導入
される。この時、処理室122内の圧力は、例えば10
-3Torrに調整されている。
Next, a wafer W, which is an object to be processed, is supplied through a gas supply pipe 124 provided at a shoulder of the processing chamber 122.
A predetermined process gas for performing plasma etching, such as Cl 2 or CHF 3, is introduced into the processing chamber 122. At this time, the pressure in the processing chamber 122 is, for example, 10
-3 Torr.

【0123】プラズマエッチングを実施する場合には、
第1の高周波電源142からマッチングボックス141
を介して、例えば13.56MHzの高周波電流がルー
プアンテナ129に印加される。その高周波電流により
処理室122内部を垂直方向に上下する磁場が形成さ
れ、その磁場の周りに回転電界が形成される。この回転
電界により電子がプラズマ電位にまで加速され、前記処
理室122内にプラズマが形成される。この場合本実施
例によれば、ループアンテナ129によって非常に均一
な回転電界を形成することが可能なのであり、従って高
い均一性を有するプラズマを処理室122内に形成する
ことができる。
When performing the plasma etching,
From the first high frequency power supply 142 to the matching box 141
, A high frequency current of 13.56 MHz, for example, is applied to the loop antenna 129. The high-frequency current forms a magnetic field that moves up and down in the processing chamber 122 in the vertical direction, and a rotating electric field is formed around the magnetic field. The electrons are accelerated to the plasma potential by the rotating electric field, and plasma is formed in the processing chamber 122. In this case, according to this embodiment, a very uniform rotating electric field can be formed by the loop antenna 129, and therefore, a highly uniform plasma can be formed in the processing chamber 122.

【0124】また、図19に示すプラズマエッチング装
置121の前記処理室122の周囲には、図3に示すよ
うな複数の永久磁石146a、146bによって構成さ
れた磁場形成手段146が配置されているので、前記処
理室122の内壁に衝突しようとするプラズマ流を前記
処理室122の中央に押し戻し、被処理体であるウエハ
Wの処理表面付近にプラズマを整形保持することが可能
である。そのため、被処理体であるウエハWの処理面に
対して、均一なエッチング処理を実施することができ
る。
Further, a magnetic field forming means 146 constituted by a plurality of permanent magnets 146a and 146b as shown in FIG. 3 is arranged around the processing chamber 122 of the plasma etching apparatus 121 shown in FIG. It is possible to push back the plasma flow which is going to collide with the inner wall of the processing chamber 122 to the center of the processing chamber 122 and to shape and hold the plasma near the processing surface of the wafer W as the processing target. Therefore, a uniform etching process can be performed on the processing surface of the wafer W that is the processing target.

【0125】また本実施例に係るプラズマ装置121に
よれば、第2の高周波電源145がサセプタ123に接
続されている。この第2の高周波電源145は、プラズ
マを発生させるための第1の高周波電源142から独立
して制御することが可能なので、発生されたプラズマと
前記サセプタ123又はウエハWとの間の高周波バイア
ス電位を、自由に調節することができる。そのため、使
用される処理ガスやガス圧力に応じて、高周波バイアス
を適宜印加することにより、プラズマ流中のイオンの加
速を図ると共に、イオン流の均一化を図ることが可能で
ある。
In the plasma device 121 according to the present embodiment, the second high frequency power supply 145 is connected to the susceptor 123. Since the second high-frequency power supply 145 can be controlled independently of the first high-frequency power supply 142 for generating plasma, the high-frequency bias potential between the generated plasma and the susceptor 123 or the wafer W can be controlled. Can be adjusted freely. Therefore, by appropriately applying a high-frequency bias according to the processing gas or gas pressure to be used, it is possible to accelerate ions in the plasma flow and to make the ion flow uniform.

【0126】前記のようにして前記処理室122内のウ
エハWの処理が完了すると、排気管路126を開放し
て、真空ポンプなどの排気系127により前記処理室1
22内の残留処理ガスや反応生成物を十分に排気した後
に、前記処理室122の側面に設けられたゲートバルブ
147を開口し、搬送アーム(図示せず)によりサセプ
タ123上のウエハWを、図示しないロードロック室に
搬出することでプロセスが終了する。
When the processing of the wafer W in the processing chamber 122 is completed as described above, the exhaust pipe 126 is opened, and the processing chamber 1 is exhausted by an exhaust system 127 such as a vacuum pump.
After sufficiently exhausting the residual processing gas and reaction products in the processing chamber 22, the gate valve 147 provided on the side surface of the processing chamber 122 is opened, and the wafer W on the susceptor 123 is moved by the transfer arm (not shown). The process is completed by unloading to a load lock chamber (not shown).

【0127】次に、図22及び図23を参照しながら、
本実施例に基づいて構成される磁極材であるソフトフェ
ライトの構造及び作用について説明する。一般に、処理
室122内のプラズマの密度分布はその処理室122内
の磁場分布に影響される。そのため、本実施例によれ
ば、前記処理室122内の磁場分布を調節するために絶
縁部材128の上面にソフトフェライトなどの磁極材1
40を配置し、その形状を変えることにより、前記処理
室122内の磁場分布を調節し、プラズマの密度分布を
自由に調節することができる。
Next, referring to FIGS. 22 and 23,
The structure and operation of the soft ferrite, which is a magnetic pole material configured based on this embodiment, will be described. Generally, the density distribution of the plasma in the processing chamber 122 is affected by the magnetic field distribution in the processing chamber 122. Therefore, according to the present embodiment, in order to adjust the magnetic field distribution in the processing chamber 122, the magnetic material 1 such as soft ferrite is placed on the upper surface of the insulating member 128.
By arranging 40 and changing its shape, the magnetic field distribution in the processing chamber 122 can be adjusted, and the plasma density distribution can be freely adjusted.

【0128】ただし本実施例によれば、ウエハWの処理
面全体にわたりプラズマの密度分布を制御可能に構成す
るために、前記磁極材140の水平方向断面積、すなわ
ち前記ウエハWの処理面に略平行な平面で切断した断面
の面積が、その処理面の面積よりも大きくなるように構
成することが重要である。また上述したように、高周波
電流をループアンテナ129に印加すると、前記磁極材
10内に反磁場が生じるため、その影響を無視できる程
度の厚みを前記磁極材0に持たせることが重要である。
However, according to this embodiment, in order to control the plasma density distribution over the entire processing surface of the wafer W, the horizontal sectional area of the magnetic pole material 140, that is, the processing surface of the wafer W is substantially It is important that the area of the cross section cut by the parallel plane is larger than the area of the processing surface. Further, as described above, when a high-frequency current is applied to the loop antenna 129, a demagnetizing field is generated in the magnetic pole material 10. Therefore, it is important that the magnetic pole material 0 has a thickness such that the effect can be ignored.

【0129】前記条件を満たした上で、前記磁極材14
0構成するソフトフェライトの形状を適当に調節するこ
とにより、処理室122内プラズマの密度分布を自由に
調節することができる。例えば図19に示す例におい
て、前記磁極材140を設置しない時に、プラズマの周
囲の密度分布がプラズマの中心密度分布よりも低いもの
と仮定し、そのプラズマの均一化を図りたい場合には、
図示のように、前記磁極材140の縦断面において周囲
部を中心部よりも厚く構成すること、あるいは、磁路が
長くなるような構造にすることにより、プラズマの均一
化を図ることができる。
After satisfying the above conditions, the magnetic pole material 14
The density distribution of the plasma in the processing chamber 122 can be freely adjusted by appropriately adjusting the shape of the soft ferrite constituting the zero. For example, in the example shown in FIG. 19, when the magnetic pole material 140 is not installed, it is assumed that the density distribution around the plasma is lower than the center density distribution of the plasma, and when it is desired to make the plasma uniform,
As shown in the figure, by making the peripheral portion thicker than the central portion in the longitudinal cross section of the magnetic pole material 140 or by making the magnetic path longer, the plasma can be made uniform.

【0130】必要なプラズマの密度分布は、処理される
被処理体の種類、反応性ガス、ガス圧力などの要因によ
り異なるので、本発明によれば、前記磁極材140の形
状を適当に調節することにより、所望の最適なプラズマ
の密度分布を得ることが可能である。
Since the required plasma density distribution depends on factors such as the type of the object to be processed, the reactive gas and the gas pressure, the shape of the magnetic pole material 140 is appropriately adjusted according to the present invention. This makes it possible to obtain a desired optimum plasma density distribution.

【0131】例えば、図22の例では、ループアンテナ
129’の周囲を完全に磁極材140’で覆うことによ
り、ループアンテナ129’に高周波電流を印加するこ
とによって生じる反磁場の影響を相殺すると共に、被処
理体であるウエハWの処理面全体にわたって磁場を補強
することが可能である。
For example, in the example of FIG. 22, by completely covering the periphery of the loop antenna 129 ′ with the magnetic pole material 140 ′, the influence of the demagnetizing field generated by applying a high-frequency current to the loop antenna 129 ′ is canceled. In addition, it is possible to reinforce the magnetic field over the entire processing surface of the wafer W to be processed.

【0132】また、図23に示す例では、ループアンテ
ナ129”の周囲をソフトフェライトの磁極材140”
で覆うことにより、上述の反磁場の影響を相殺すると共
に、前記磁極材140”の中央部を周囲よりも薄く構成
することにより、前記処理室122内のプラズマの面内
均一化を促進することできる。
In the example shown in FIG. 23, the magnetic material 140 ″ made of soft ferrite is provided around the loop antenna 129 ″.
To offset the above-mentioned effect of the demagnetizing field, and to promote uniformization of plasma in the processing chamber 122 by making the central portion of the magnetic pole material 140 ″ thinner than the surroundings. it can.

【0133】最後に、図19の例ではループアンテナ1
29の構造を1ターンのループを有する単純な構造とし
て示したが、ループアンテナ129の構造は、高周波電
流を印加することにより良好な回転磁界を処理室122
内に形成できればよく、前記例に限定されない。例え
ば、図24に示すように、1ターンのループを重ねて配
置し、回転磁界の強化を図ったループアンテナ149と
することも可能である。またその他、数ターンのループ
からな渦巻状のループアンテナを用いて、広範囲にわた
る回転磁界を形成するように構成することも可能であ
る。
Finally, in the example of FIG.
Although the structure of the loop antenna 129 is shown as a simple structure having a one-turn loop, the structure of the loop antenna 129 generates a good rotating magnetic field by applying a high-frequency current.
It is only necessary to be able to be formed inside, and it is not limited to the above example. For example, as shown in FIG. 24, it is also possible to form a loop antenna 149 in which one-turn loops are superposed and arranged to enhance the rotating magnetic field. In addition, it is also possible to use a spiral loop antenna having a loop of several turns to form a rotating magnetic field over a wide range.

【0134】なお前出の実施例において、処理ガスの供
給は、例えばチャンバ、処理室の上面に図25、図2
6、図27に示されたシャワーヘッド150を設けて、
このシャワーヘッド150から供給するように構成して
もよい。このシャワーヘッド150は、たとえば溶融シ
リカ、石英、セラミックスなどの絶縁体で構成され、内
部にガス導入口151およびバッファ室152を有し、
裏面に多数の吐出孔153を有している。そしてガス導
入口151に処理ガス供給管154が接続される。
In the above embodiment, the supply of the processing gas is performed, for example, on the upper surface of a chamber or a processing chamber as shown in FIGS.
6, the shower head 150 shown in FIG.
You may comprise so that it may supply from this shower head 150. The shower head 150 is made of, for example, an insulator such as fused silica, quartz, or ceramics, and has a gas inlet 151 and a buffer chamber 152 therein.
The back surface has a large number of discharge holes 153. The processing gas supply pipe 154 is connected to the gas inlet 151.

【0135】かかる構成のシャワーヘッド150を用い
れば、ガス導入口151からバッファ室152に導入さ
れた処理ガスは、そこでいったん塞き止められてから各
吐出孔153より均一な圧力・流量で下方の処理室内へ
吐出または噴射される。従って、このシャワーヘッド5
0を用いることによって、処理室、チャンバ内に処理ガ
スが均一に供給されるので、プラズマ密度の均一化がよ
り一層図れるものである。
When the shower head 150 having such a configuration is used, the processing gas introduced from the gas inlet 151 into the buffer chamber 152 is once blocked there, and then is discharged from the respective discharge holes 153 at a uniform pressure and flow rate. Discharged or injected into the processing chamber. Therefore, this shower head 5
By using 0, the processing gas is uniformly supplied into the processing chamber and the chamber, so that the plasma density can be made more uniform.

【0136】以上、本発明に基づくプラズマ装置につい
て実施例に基づいて説明したが、本発明に基づくプラズ
マ装置は前記各実施例に限定されず、アッシング装置、
スパッタ装置、イオン注入装置、プラズマCVD装置な
どにも適用することが可能である。また被処理体ついて
も、例えばLCD基板の処理を実施する各種のプラズマ
装置に対して適用可能である。かかる場合の誘導手段の
誘導部材、アンテナ手段の形態については、当該基板の
平面形態に合わせて構成すればよい。例えばLCD基板
が長方形の場合には、ループ状の誘導部材やアンテナ手
段も、線状、管状の導電性材料でいわば長方形のループ
状に形成すればよい。また渦巻状の形態についても、順
次内側に直角に折曲していくいわば長方形の渦巻状に形
成すればよい。このように構成することにより、長方形
の被処理体に対しても既述の各実施例と同様の作用効果
が得られ、これを均一にプラズマ処理することが可能で
ある。
Although the plasma apparatus according to the present invention has been described based on the embodiments, the plasma apparatus according to the present invention is not limited to the above embodiments, but includes an ashing apparatus,
The present invention can be applied to a sputtering device, an ion implantation device, a plasma CVD device, and the like. Also, the object to be processed can be applied to various types of plasma apparatuses that perform processing of an LCD substrate, for example. In this case, the form of the guide member and the antenna means of the guide means may be configured in accordance with the plane form of the substrate. For example, when the LCD substrate has a rectangular shape, the loop-shaped guiding member and the antenna means may be formed in a so-called rectangular loop shape from a linear or tubular conductive material. Also, the spiral form may be formed into a so-called rectangular spiral shape that is sequentially bent inward at a right angle. With this configuration, the same operation and effect as those of the above-described embodiments can be obtained for a rectangular object to be processed, and the object can be uniformly plasma-processed.

【0137】[0137]

【発明の効果】本発明によれば,発生したプラズマの生
成領域を変位させることが可能であり,これを利用して
プラズマ密度の分布を変化させてプラズマを均一化させ
ることが可能であり,均一性に優れたプラズマ処理を被
処理体に施すことが可能になっている。
According to the present invention, it is possible to displace the generation region of the generated plasma, which was utilized by changing the distribution of plasma density Ri can der be made uniform plasma In addition, it is possible to perform a plasma process with excellent uniformity on the object to be processed.

【0138】またさらに広範なプラズマ密度の制御
能であり,より均一性に優れたプラズマ処理を被処理体
に施すことが可能である。そして,誘導部材が複数ある
場合において各誘導部材に供給される高周波電力を各々
独立して制御するように構成した場合には,個々の誘導
部材によって誘起される交番電界の強度が調整できるの
で,極めて精細で広範囲なプラズマ密度の制御を行え
る。
[0138] It is also allowed <br/> ability control of a wide plasma density or is found, it is possible to apply an excellent plasma treatment more uniform properties in the object to be processed. And, in the case where induction member is configured to control each independently of the high-frequency power supplied to each guide member in some cases more than one, can be adjusted, the strength of the alternating electric field induced by the individual guide member Therefore, it is possible to control the plasma density in a very fine and wide range.

【0139】[0139]

【0140】請求項によれば,常時性金属部材を用い
なくとも,中心部を縦方向に貫通する磁束の本数が減少
し,誘起される交番電界の磁界強度が小さくなり,プラ
ズマ生成領域が半径方向において外側に変位させられる
ので,これを利用して,プラズマ密度を均一化させるこ
とが可能になる。
According to the third aspect , even if a permanent metal member is not used, the number of magnetic fluxes penetrating the center portion in the vertical direction is reduced, the intensity of the induced alternating electric field is reduced, and the plasma generation region is reduced. Since it is displaced outward in the radial direction, it is possible to use this to make the plasma density uniform.

【0141】さらに本発明によれば,外側部と中心部と
において,誘起される交番電界を相対的に疎密にさせる
ことが可能であり,これを利用してプラズマ密度を均一
化させることが可能となっている。
Further , according to the present invention , it is possible to make the alternating electric field induced relatively sparse and dense between the outer part and the central part, and to make use of this to make the plasma density uniform. It has become.

【0142】またプラズマ中のイオンをより加速させる
ことが可能であり,例えばエッチング処理においては,
エッチングレートを向上させることができる。
[0142] Also it is possible to further accelerate the ions in the flop plasma, for example in an etching process,
The etching rate can be improved.

【0143】一方請求項によれば,前記アンテナ手段
による交番電界と直交する方向に形成する静磁場の磁束
密度を小さくしても,ECR条件を達成することが可能
となり,そのための第1の磁場形成手段の小型化を図る
ことができる。また,ECR条件を達成するために必要
な磁場も小さいもので十分なので,プラズマ流に対する
発散磁界の影響を最小限にすることが可能である。そし
て処理室を囲むように第2の磁場形成手段が設けられて
いるため,処理室内に導入されたプラズマ流の展開領域
を被処理体近傍の面状に拡大し,その処理領域に均一な
プラズマ流を保持すると共に,プラズマ流の方向を被処
理体の処理面に対して垂直に方向付けることが可能とな
る。
[0143] On the other hand, according to claim 6, also to reduce the magnetic flux density of the static magnetic field formed in a direction perpendicular to the alternating electric field by said antenna means, it is possible to achieve the ECR condition, the first for the The size of the magnetic field forming means can be reduced. In addition, since a small magnetic field is necessary for achieving the ECR condition, the influence of the diverging magnetic field on the plasma flow can be minimized. Since the second magnetic field forming means is provided so as to surround the processing chamber, the expansion region of the plasma flow introduced into the processing chamber is enlarged to a planar shape near the object to be processed, and a uniform plasma is formed in the processing region. While maintaining the flow, it is possible to direct the direction of the plasma flow perpendicular to the processing surface of the object to be processed.

【0144】[0144]

【0145】また本発明によれば,さらに装置の簡略化
及び小型化を達成することが可能となる。
Further, according to the present invention , it is possible to further simplify and downsize the device.

【0146】さらに本発明ではさらに広範なプラズマ密
度の制御が可能であり,よりプラズマの均一性を向上さ
せること可能である。
[0146] it is possible to control the in addition the present invention further extensive plasma density, it is also possible to further improve the plasma uniformity.

【0147】本発明によれば,従来のマイクロ波ECR
プラズマ装置に比較して遥かに小さな高周波電流を用い
てECR条件を達成することができるので,必要な磁場
を形成するためのマグネットを小型化することが可能で
あり,メンテナンスが容易であり,プラズマ装置自体の
小型化及び簡素化を図ることができる。また,従来の装
置に比較して,小さな磁場を使用するので,処理室内に
生じる発散磁界のプラズマ流に対する影響を最小限に抑
えることが可能であり,プラズマ流を被処理体の処理表
面により垂直に入射させることが可能である。
According to the present invention , the conventional microwave ECR
Since the ECR condition can be achieved by using a much smaller high-frequency current than a plasma device, it is possible to reduce the size of a magnet for forming a required magnetic field, to maintain the magnet easily, and to improve the plasma. The apparatus itself can be reduced in size and simplified. In addition, since a small magnetic field is used as compared with the conventional apparatus, it is possible to minimize the influence of the divergent magnetic field generated in the processing chamber on the plasma flow, and to make the plasma flow more perpendicular to the processing surface of the object to be processed. It is possible to make the incident light.

【0148】[0148]

【0149】[0149]

【0150】[0150]

【0151】[0151]

【0162】[0162]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1実施例の構成を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a first embodiment.

【図2】第1実施例の構成を示す断面を模式的に示した
説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing a cross section showing the configuration of the first embodiment.

【図3】第1実施例の作用を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing the operation of the first embodiment.

【図4】第1実施例で用いるアンテナの他の例であるル
ープ状のアンテナを示す平面説明図である。
FIG. 4 is an explanatory plan view showing a loop antenna as another example of the antenna used in the first embodiment.

【図5】第1実施例で用いるアンテナの他の例である渦
巻状のアンテナを示す平面説明図である。
FIG. 5 is an explanatory plan view showing a spiral antenna which is another example of the antenna used in the first embodiment.

【図6】第2実施例で用いたアンテナの平面説明図であ
る。
FIG. 6 is an explanatory plan view of an antenna used in a second embodiment.

【図7】第2実施例で用いるアンテナの他のを示す平面
説明図である。
FIG. 7 is an explanatory plan view showing another antenna used in the second embodiment.

【図8】第3実施例で用いたアンテナの平面説明図であ
る。
FIG. 8 is an explanatory plan view of an antenna used in a third embodiment.

【図9】第3実施例で用いることができるアンテナの他
の例を示す平面説明図である。
FIG. 9 is an explanatory plan view showing another example of an antenna that can be used in the third embodiment.

【図10】第3実施例で用いることができるアンテナの
他の例を示す平面説明図である。
FIG. 10 is an explanatory plan view showing another example of an antenna that can be used in the third embodiment.

【図11】第4実施例に係るプラズマ装置の概略的な縦
断面図である。
FIG. 11 is a schematic longitudinal sectional view of a plasma device according to a fourth embodiment.

【図12】図11に示すプラズマ装置のプラズマ発生部
分の概略的な見取図である。
FIG. 12 is a schematic sketch of a plasma generation portion of the plasma device shown in FIG.

【図13】図11に示すプラズマ装置のプラズマ発生部
分を水平方向に切断した概略的な断面図である。
13 is a schematic cross-sectional view of a plasma generation portion of the plasma device shown in FIG. 11 cut in a horizontal direction.

【図14】図11に示すプラズマ装置のプラズマ処理部
分を水平方向に切断した概略的な断面図である。
14 is a schematic cross-sectional view of a plasma processing portion of the plasma device shown in FIG. 11 cut in a horizontal direction.

【図15】第4実施例で用いることができるプラズマ発
生部分へのガス導入経路の他の例を示す概略的な断面図
である。
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing another example of a gas introduction path to a plasma generation portion that can be used in the fourth embodiment.

【図16】第4実施例で用いることができるプラズマ発
生部分へのガス導入経路の他の例を示す概略的な断面図
である。
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view showing another example of a gas introduction path to a plasma generation portion that can be used in the fourth embodiment.

【図17】第5実施例に係るプラズマ装置の概略的な縦
断面図である。
FIG. 17 is a schematic longitudinal sectional view of a plasma device according to a fifth embodiment.

【図18】図17に示すプラズマ装置の概略的な平面図
である。
18 is a schematic plan view of the plasma device shown in FIG.

【図19】第6実施例にかかるプラズマエッチング装置
の概略的な縦断面図である。
FIG. 19 is a schematic longitudinal sectional view of a plasma etching apparatus according to a sixth embodiment.

【図20】図19に示すプラズマエッチング装置の平面
説明図である。
20 is an explanatory plan view of the plasma etching apparatus shown in FIG. 19;

【図21】図19に示すプラズマエッチング装置の処理
室部分における水平方向断面説明図である。
21 is an explanatory horizontal sectional view of a processing chamber portion of the plasma etching apparatus shown in FIG. 19;

【図22】第6実施例に係るプラズマエッチング装置の
ループアンテナとソフトフェライトとの関係の他の例の
要部断面図である。
FIG. 22 is a cross-sectional view of a main part of another example of the relationship between the loop antenna and the soft ferrite of the plasma etching apparatus according to the sixth embodiment.

【図23】第6実施例に係るプラズマエッチング装置の
ループアンテナとソフトフェライトとの関係の他の例の
要部断面図である。
FIG. 23 is a cross-sectional view of a main part of another example of the relationship between the loop antenna and the soft ferrite of the plasma etching apparatus according to the sixth embodiment.

【図24】第6実施例に係るプラズマエッチング装置の
ループアンテナとソフトフェライトとの関係の他の例の
要部断面図である。
FIG. 24 is a cross-sectional view of a principal part of another example of the relationship between the loop antenna and the soft ferrite of the plasma etching apparatus according to the sixth embodiment.

【図25】本発明の各実施例に用いることができるシャ
ワーヘッドの概観を示す斜視図である。
FIG. 25 is a perspective view showing an overview of a shower head that can be used in each embodiment of the present invention.

【図26】本発明の各実施例に用いることができるシャ
ワーヘッドの底面図である。
FIG. 26 is a bottom view of a shower head that can be used in each embodiment of the present invention.

【図27】本発明の各実施例に用いることができるシャ
ワーヘッドの縦断面図である。
FIG. 27 is a longitudinal sectional view of a shower head that can be used in each embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プラズマ装置 2 チャンバ 3 上壁 4 載置台 6 高周波電源 15 ガス供給源 18 排気系 20 アンテナ 21 高周波電源 24 薄板 W ウエハ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plasma apparatus 2 Chamber 3 Top wall 4 Mounting table 6 High frequency power supply 15 Gas supply source 18 Exhaust system 20 Antenna 21 High frequency power supply 24 Thin plate W Wafer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−110734(JP,A) 特開 平2−235332(JP,A) 特開 平3−79025(JP,A) 特開 平3−68773(JP,A) 特開 昭62−227089(JP,A) 特開 昭63−213345(JP,A) 特開 昭64−32634(JP,A) 特開 平4−290428(JP,A) 国際公開91/10341(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/3065 C23F 4/00 H01L 21/205 H05H 1/46 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-1-110734 (JP, A) JP-A-2-235332 (JP, A) JP-A-3-79025 (JP, A) JP-A-3-107 68773 (JP, A) JP-A-62-227089 (JP, A) JP-A-63-213345 (JP, A) JP-A 64-32634 (JP, A) JP-A-4-290428 (JP, A) International Publication No. 91/10341 (WO, A1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/3065 C23F 4/00 H01L 21/205 H05H 1/46

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 サセプタ上の被処理体に対してプラズマ
処理を施すべく構成された処理室と,前記処理室の外側
における前記被処理体に対応する部分に絶縁体を介して
設けられ,かつ高周波電力の供給によって前記被処理体
近傍に誘導電界を形成するための誘導手段と,少なくと
もその一部が前記誘導手段と重なるように配置された常
磁性体部材とを具備し, 前記誘導手段が2以上の誘導部材によって構成され,各
誘導部材は単一の渦巻状をなし,これら各誘導部材は同
心状に配置されていることを特徴とする,プラズマ装
置。
A processing chamber configured to perform plasma processing on an object to be processed on a susceptor; and a portion outside the processing chamber corresponding to the object to be processed provided through an insulator; An induction means for forming an induction electric field in the vicinity of the object to be processed by supplying high-frequency power; and a paramagnetic member arranged so that at least a part thereof overlaps the induction means. A plasma device comprising two or more guide members, each guide member having a single spiral shape, and each of the guide members being concentrically arranged.
【請求項2】 サセプタ上の被処理体に対してプラズマ
処理を施すべく構成された処理室と,前記処理室の外側
における前記被処理体に対応する部分に絶縁体を介して
設けられ,かつ高周波電力の供給によって前記被処理体
近傍に誘導電界を形成するための誘導手段と,少なくと
もその一部が前記誘導手段と重なるように配置された常
磁性体部材とを具備し, 前記誘導手段が2以上の誘導部材によって構成され,各
誘導部材は単一の渦巻状と単一のループ状をなし,これ
ら誘導部材が同心状に配置されていることを特徴とす
る,プラズマ装置。
2. A processing chamber configured to perform plasma processing on an object to be processed on a susceptor, and a portion outside the processing chamber corresponding to the object to be processed is provided via an insulator, and An induction means for forming an induction electric field in the vicinity of the object to be processed by supplying high-frequency power; and a paramagnetic member arranged so that at least a part thereof overlaps the induction means. A plasma apparatus comprising two or more guide members, each guide member having a single spiral shape and a single loop shape, and these guide members are arranged concentrically.
【請求項3】 サセプタ上の被処理体に対してプラズマ
処理を施すべく構成された処理室と,前記処理室の外側
における前記被処理体に対応する部分に絶縁体を介して
設けられ,かつ高周波電力の供給によって前記被処理体
近傍に誘導電界を形成するための誘導手段とを具備し,
前記誘導手段はその中央部に空間領域を有する渦巻状を
なす誘導部材によって構成されたことを特徴とする,プ
ラズマ装置。
3. A processing chamber configured to perform plasma processing on an object to be processed on a susceptor; and a portion outside the processing chamber corresponding to the object to be processed provided through an insulator; An inducing means for forming an induced electric field near the object to be processed by supplying high-frequency power,
The plasma device is characterized in that the guiding means is constituted by a spiral guiding member having a space region in the center.
【請求項4】 前記誘導手段は,その外側部と中心部と
でピッチが異なる渦巻状をなす誘導部材によって構成さ
れたことを特徴とする,請求項3に記載のプラズマ装
置。
4. The plasma apparatus according to claim 3, wherein said guiding means is constituted by a spiral guiding member having a different pitch between an outer portion and a central portion.
【請求項5】 被処理体に高周波バイアスを印加する高
周波印加手段をさらに有することを特徴とする,請求項
1,2,3又は4に記載のプラズマ装置。
5. The plasma apparatus according to claim 1, further comprising a high frequency applying means for applying a high frequency bias to the object to be processed.
【請求項6】 プラズマ発生部とプラズマ処理部とから
構成され,前記プラズマ発生部で発生されたプラズマ流
を前記プラズマ処理部の処理室内に導入することによ
り,その処理室内においてサセプタ上に載置固定された
被処理体に対してプラズマ処理を施すためのプラズマ装
置であって,前記プラズマ発生部には,高周波電流を印
加することにより絶縁部材を介して前記処理室内に交番
電界を形成するアンテナ手段と,前記プラズマ発生部を
囲むように配置され前記交番電界と直交する方向に静磁
場を形成する第1の磁場形成手段とが設けられ,前記交
番電界と静磁場とを適当に調整することにより,前記処
理室内に電子サイクロトロン共鳴領域を形成し,前記プ
ラズマ処理部には,前記処理室を囲むように配設され前
記処理室内に導入された前記プラズマ流を前記被処理体
に対して整形保持するための第2の磁場形成手段が設け
られ, 前記絶縁部材が前記処理室の壁部の少なくとも一部を構
成し,前記アンテナ手段が前記絶縁部材の外壁部表面に
略平行に配置された2以上のアンテナ部材によって構成
され,各アンテナ部材は各々渦巻状のアンテナであっ
て,これらが同心状に配置されたことを特徴とする,プ
ラズマ装置。
6. A plasma processing unit comprising a plasma generating unit and a plasma processing unit, wherein a plasma flow generated by the plasma generating unit is introduced into a processing chamber of the plasma processing unit, and is mounted on a susceptor in the processing chamber. What is claimed is: 1. A plasma apparatus for performing plasma processing on a fixed object to be processed, wherein an antenna for forming an alternating electric field in said processing chamber through an insulating member by applying a high-frequency current to said plasma generating unit. Means, and first magnetic field forming means arranged to surround the plasma generating portion and form a static magnetic field in a direction perpendicular to the alternating electric field, and appropriately adjusting the alternating electric field and the static magnetic field. Thereby, an electron cyclotron resonance region is formed in the processing chamber, and the plasma cyclotron is disposed in the plasma processing section so as to surround the processing chamber and is introduced into the processing chamber. Second magnetic field forming means for shaping and holding the plasma flow with respect to the object to be processed is provided; the insulating member forms at least a part of a wall of the processing chamber; Consists of two or more antenna members arranged substantially parallel to the outer wall surface of the insulating member
Each antenna member is a spiral antenna.
A plasma device , wherein these are arranged concentrically .
【請求項7】 プラズマ発生部とプラズマ処理部とから
構成され,前記プラズマ発生部で発生されたプラズマ流
を前記プラズマ処理部の処理室内に導入することによ
り,その処理室内においてサセプタ上に載置固定された
被処理体に対してプラズマ処理を施すためのプラズマ装
置であって,前記プラズマ発生部には,高周波電流を印
加することにより絶縁部材を介して前記処理室内に交番
電界を形成するアンテナ手段と,前記プラズマ発生部を
囲むように配置され前記交番電界と直交する方向に静磁
場を形成する第1の磁場形成手段とが設けられ,前記交
番電界と静磁場とを適当に調整することにより,前記処
理室内に電子サイクロトロン共鳴領域を形成し,前記プ
ラズマ処理部には,前記処理室を囲むように配設され前
記処理室内に導入された前記プラズマ流を前記被処理体
に対して整形保持するための第2の磁場形成手段が設け
られ, 前記絶縁部材が前記処理室の壁部の少なくとも一部を構
成し,前記アンテナ手段が前記絶縁部材の外壁部表面に
略平行に配置された2以上のアンテナ部材に拠って構成
され,各アンテナ部材は渦巻状のアンテナとループ状の
アンテナであって,これらが同心状に配置されたことを
特徴とする,プラズマ装置。
7. A plasma processing unit comprising a plasma generating unit and a plasma processing unit, wherein a plasma flow generated in the plasma generating unit is introduced into a processing chamber of the plasma processing unit, and is mounted on a susceptor in the processing chamber. What is claimed is: 1. A plasma apparatus for performing plasma processing on a fixed object to be processed, wherein an antenna for forming an alternating electric field in said processing chamber through an insulating member by applying a high-frequency current to said plasma generating unit. Means, and first magnetic field forming means arranged to surround the plasma generating portion and form a static magnetic field in a direction perpendicular to the alternating electric field, and appropriately adjusting the alternating electric field and the static magnetic field. Thereby, an electron cyclotron resonance region is formed in the processing chamber, and the plasma cyclotron is disposed in the plasma processing section so as to surround the processing chamber and is introduced into the processing chamber. Second magnetic field forming means for shaping and holding the plasma flow with respect to the object to be processed is provided; the insulating member forms at least a part of a wall of the processing chamber; Configuration based on two or more antenna members arranged substantially parallel to the outer wall surface of the insulating member
Each antenna member consists of a spiral antenna and a loop antenna.
An antenna, wherein the antennas are arranged concentrically .
【請求項8】 処理室内の被処理体に対してプラズマ処
理を施すプラズマ装置であって, 前記処理室の外側に設けられたプラズマ生成用の渦巻状
の第1のアンテナと,前記第1のアンテナの外側に配置
されたプラズマ生成用の渦巻状の第2のアンテナと, 前記第1のアンテナと第2のアンテナに高周波電力を供
給するための高周波電源とを有する ことを特徴とする,
プラズマ装置。
8. An object to be processed in a processing chamber is subjected to plasma processing.
A plasma apparatus for performing plasma processing, the plasma apparatus having a spiral shape for plasma generation provided outside the processing chamber.
And a first antenna disposed outside the first antenna
High-frequency power is supplied to the spiral second antenna for plasma generation, and the first and second antennas.
And a high frequency power supply for supplying power .
Plasma equipment.
【請求項9】 前記第1のアンテナと第2のアンテナ
は,各々内側に位置する端子と外側に位置する端子とを
有しており,前記高周波電力は各々内側の端子から供給
されることを特徴とする,請求項8に記載のプラズマ装
置。
9. The first antenna and the second antenna
Means that the terminal located inside and the terminal located outside
And the high-frequency power is supplied from each inner terminal
Is the wherein the plasma apparatus according to claim 8.
【請求項10】 前記高周波電源は1つの高周波電源で
共用化されていることを特徴とする,請求項8又は9に
記載のプラズマ装置。
10. The high frequency power supply is one high frequency power supply.
The plasma device according to claim 8 , wherein the plasma device is shared .
【請求項11】 前記共用化は,第1のアンテナ,第2
のアンテナと前記高周波電源との間に設けられた電力分
配回路によってなされていることを特徴とする,請求項
10に記載のプラズマ装置。
11. The system according to claim 1, wherein said common use comprises a first antenna and a second antenna.
Power provided between the antenna and the high-frequency power supply.
Claims characterized by being performed by a distribution circuit
The plasma device according to claim 10.
【請求項12】 前記第1のアンテナと第2のアンテナ
の長さは異なっていることを特徴とする,請求項8,
9,10又は11のいずれかに記載のプラズマ装置。
12. The first antenna and the second antenna
Claims characterized in that the lengths are different8,
12. The plasma device according to any one of 9, 10, and 11.
【請求項13】 前記第1のアンテナと第2のアンテナ
には,キャパシターを介して高周波電力が供給されるこ
とを特徴とする,請求項8,9,10,11又は12の
いずれかに記載のプラズマ装置。
13. wherein the first antenna and the second antenna, wherein the high-frequency power is supplied via a capacitor, according to claim 8, 9, 10, 11 or 12 Plasma equipment.
【請求項14】 前記第1のアンテナと第2のアンテナ
には,異なった電流値の高周波電流が流れることを特徴
とする,請求項8,9,10,11,12又は13のい
ずれかに記載のプラズマ装置。
14. The method according to claim 8, wherein high frequency currents having different current values flow through the first antenna and the second antenna. The plasma device as described in the above.
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