JPH04180557A - Plasma treating device - Google Patents

Plasma treating device

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JPH04180557A
JPH04180557A JP30393990A JP30393990A JPH04180557A JP H04180557 A JPH04180557 A JP H04180557A JP 30393990 A JP30393990 A JP 30393990A JP 30393990 A JP30393990 A JP 30393990A JP H04180557 A JPH04180557 A JP H04180557A
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plasma
magnetic field
processing apparatus
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thin film
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Yasumichi Suzuki
康道 鈴木
Yutaka Saito
裕 斉藤
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Abstract

PURPOSE:To uniform distribution of plasma, to enhance its density and to prevent generation of dust by plasmatizing reactive gas and confining it by a cusp type magnetic field, and providing a means for preventing plasma from being washed away from the loss part of plasma. CONSTITUTION:Reactive gas is excited and plasmatized between a base plate electrode 2 with a wafer 1 placed thereon and a counter electrode 3 in a treatment chamber 8 which is vacuumized and exhaust by a vacuum treating device 7. This plasma 10 is confined by a magnetic field formed by the lines 9 of magnetic force due to the coils 4a, 4b and led on the wafer 1 to treat this. In the plasma treating device, a linear cusp part 11 is confined for the plasma 10 of a cusp magnetic filed and the linear cusp part 11 is free from restraint and becomes the loss part of plasma. A doughnutlike parallel plane electrode 5 are provided herein. Plasma is prevented from being washed away and diffused by generating a reverse electric field thereon. Thereby, plasma is uniformly distributed and its density is enhanced. Moreover, dust is prevented from being generated by abnormal discharge o the wall surface and plasma treatment is enabled with good quality.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、プラズマ化された反応カスにより被処理物上
に薄膜を形成したり、あるいは被処理物上に形成されて
いる薄膜を加工する場合に、薄膜の形成、加工が、塵埃
か排除された状態で高精度に行われるようにしたプラズ
マ処理装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is directed to forming a thin film on an object to be processed using reaction residues turned into plasma, or processing a thin film formed on an object to be processed. The present invention relates to a plasma processing apparatus in which thin film formation and processing are performed with high precision in a state where dust is excluded.

[従来の技術] これまでのプラズマ処理装置としては、平行平板電極を
具備してなる容量結合型のものか知られている。平行に
配置された2枚の電極板の何れか一方、あるいは双方に
直流、あるいは高周波電力を印加することによって、反
応ガスはプラズマ化されるようになっている。例えば、
このようなプラズマ処理装置をプラズマCVDに使用す
る場合には、被処理物に対向する電極部分は中空構造と
された上、被処理物に向って開けられた多数の小孔から
はCVDガスがその被処理物に向って流されるようにな
っている。CVDカスは被処理物への途中でのプラズマ
化によって活性化されることで、被処理物上には所定の
薄膜が形成されるようになっているものである(例えば
「プラズマと成膜の基礎」小沼光春著、日刊工業新聞社
昭和61年発行、第158頁を参照のこと)。しかしな
から、平行平板電極間で発生するプラズマは直に円周方
向に発散してしまい、プラズマ密度を高く維持し得ない
結果、処理速度の高速化が図れないものとなっている。
[Prior Art] As a conventional plasma processing apparatus, a capacitively coupled type equipped with parallel plate electrodes is known. The reaction gas is turned into plasma by applying direct current or high frequency power to one or both of the two electrode plates arranged in parallel. for example,
When such a plasma processing apparatus is used for plasma CVD, the electrode portion facing the object to be processed has a hollow structure, and the CVD gas is emitted from a large number of small holes opened toward the object to be processed. It is designed to flow toward the object to be treated. CVD scum is activated by plasma on the way to the workpiece, and a predetermined thin film is formed on the workpiece (for example, ``plasma and film formation (See "Basics" by Mitsuharu Onuma, published by Nikkan Kogyo Shimbun, 1986, p. 158). However, the plasma generated between the parallel plate electrodes directly diverges in the circumferential direction, making it impossible to maintain a high plasma density, making it impossible to increase the processing speed.

一方、スパッタ成膜を行う上でその処理速度を高めたも
のとしては、特公昭53−19319号公報に記載のも
のが挙げられる。この公報による場合、陰極のターゲッ
ト材料面の裏側に磁気装置の1対の陰極が設けられ、磁
気装置に発生される弧状の磁力線がその陰極面に沿って
形成されるようになっている。陰極に電力を印加するこ
とで発生されたプラズマの荷電粒子はその磁力線によっ
てサイクロトロン運動をし拘束される結果、平行平板型
のスパッタリング装置に比し高密度のプラズマか生しせ
しめられることから、より大きな成膜処理速度か得られ
るようになっている。
On the other hand, examples of sputtering film formation with increased processing speed include those described in Japanese Patent Publication No. 19319/1983. According to this publication, a pair of cathodes of a magnetic device are provided on the back side of the target material surface of the cathode, and arc-shaped lines of magnetic force generated in the magnetic device are formed along the cathode surfaces. The charged particles of the plasma generated by applying electric power to the cathode undergo cyclotron motion and are restrained by the magnetic lines of force, resulting in a higher density plasma than in parallel plate sputtering equipment. It is now possible to obtain high film-forming processing speeds.

また、CvDやエツチングの装置としては、特開昭57
−167631号公報に記載のように、プラズマの発生
にE CR(Electron Cyclotron 
Re5onance)状態でのマイクロ波を利用するも
のが知られている。ECR状態とは、マイクロ波の周波
数と磁場中を電子が回る回転周波数とか一致した状態を
いウカ、例えば2.45GHzのマイクロ波の場合には
、マイクロ波と平行に875ガウスの磁場か必要である
。ECRの条件が満足された場合には、マイクロ波はプ
ラズマ密度に拘らずプラズマ中を進み得、プラズマは高
密度化され得ることから、低圧力下で高速処理が可能と
なっている。
In addition, as a CvD and etching device, JP-A-57
As described in Japanese Patent No. 167631, ECR (Electron Cyclotron) is used to generate plasma.
A method using microwaves in the Re5onance state is known. The ECR state is a state in which the frequency of the microwave and the rotation frequency of electrons rotating in the magnetic field match.For example, in the case of a 2.45 GHz microwave, a magnetic field of 875 Gauss is required parallel to the microwave. be. When the ECR conditions are satisfied, microwaves can travel through the plasma regardless of the plasma density, and the plasma can be made denser, making it possible to perform high-speed processing under low pressure.

[発明か解決しようとする課題] しかしながら、上記従来技術においては、マグネトロン
磁場やECR条件の利用によって、低圧力で高密度のプ
ラスマか発生可能とされ、成膜処理、あるいは加工処理
の高速化が図られているものの、反面、各種の不具合を
生したものとなっている。
[Problem to be solved by the invention] However, in the above-mentioned conventional technology, it is possible to generate high-density plasma at low pressure by using a magnetron magnetic field and ECR conditions, which makes it possible to speed up film formation or processing. Although this is intended, it has resulted in various problems.

というのは、マグネトロン方式による場合、プラスマは
陰極面上に発生させた弧状の磁力線によって閉じ込めら
れることから、閉じ込め領域でのプラズマ密度のみが電
極上の他の領域でのそれに比し高くなって、プラズマ密
度は不均一な分布になるというものである。このプラズ
マ密度の不均一な分布によって電力か一部の領域に集中
することになり、ターゲットの破損や融解の原因となる
ことから、大電力の印加は困難とされ、処理速度を更に
向上せしめることは困難となっているのが現状である。
This is because, in the case of the magnetron method, plasma is confined by arc-shaped lines of magnetic force generated on the cathode surface, so that only the plasma density in the confined region is higher than that in other regions on the electrode. The plasma density is non-uniformly distributed. This non-uniform distribution of plasma density causes the power to be concentrated in a certain area, which can cause damage or melting of the target, making it difficult to apply large amounts of power, making it necessary to further improve processing speed. The current situation is that it is difficult.

そのプラズマ密度の不均一な分布によってはまた、ター
ゲット上での侵食領域も局所的に限定され、ターゲット
交換を頻繁に行う必要があったものである。また、マグ
ネトロン方式を利用してバイアススパッタを行う場合、
即ち、基板側にも電力を印加し基板にイオンを引き込む
ことで、基板上に堆積される膜の、吸質やKjl覆性の
向上が可能とされたバイアススパッタを行う場合には、
発生プラズマの不均一性によって基板に引き込まれるイ
オンの分布もまた不均一となり、基板上で均質な膜質、
あるいは均一な表面形状が得られないものとなっている
。この問題を解決する方法としては、マグネトロン磁場
を偏心回転させることによって、ターゲットや基板上で
プラスマが均一に発生されるようになっている(特開昭
59−173265号公報)。しかしながら、この方法
による場合には、新たな不具合を生じるようになってい
る。基板から見てプラズマ密度が時間とともに変化する
ことから、基板表面に帯電する電荷量の変化が基板上に
電流となって現れ、この電流は半導体素子に影響を与え
るが、これについての配慮がなされていないというもの
である。特に素子の集積化が進む程に、素子内部の電界
緩和等を図るため制御電流量が減少しており、ダメージ
に対する許容度が小さくなるため、ダメージ原因となる
ような要因は極力排除する必要があるというものである
。更にマグネトロン方式による場合、プラズマに対する
拘束力は弧状の磁力線に囲まれteJj域にしか存在し
ないことから、電極上の他の領域での発生プラズマは平
行平板型の場合と同様に、周方向に容易に発散されるよ
うになっている。この発散プラズマによっては、例えば
電極とこの電極周囲の壁面との絶縁性が低下され異常放
電が発生したり、イオンが壁面に衝突する等の現象が発
生するようになっている。これら現象は電極や壁面材料
からの塵埃の発生原因ともなることから、プラズマの発
散は極力排除される必要があるものとなっている。発散
プラズマによって塵埃が発生すれば、膜の欠陥密度の増
加に繋がり、半導体素子の性能や信頼性の低下を招くこ
とになるからである。
Due to the non-uniform distribution of plasma density, the erosion area on the target is also locally limited, making it necessary to frequently replace the target. In addition, when performing bias sputtering using the magnetron method,
That is, when performing bias sputtering, which makes it possible to improve the absorption and Kjl reversibility of the film deposited on the substrate by applying power to the substrate side and drawing ions into the substrate,
Due to the non-uniformity of the generated plasma, the distribution of ions drawn into the substrate also becomes non-uniform, resulting in a uniform film quality on the substrate.
Alternatively, a uniform surface shape cannot be obtained. As a method for solving this problem, plasma is generated uniformly on the target or substrate by eccentrically rotating the magnetron magnetic field (Japanese Patent Laid-Open No. 173265/1983). However, this method causes new problems. As the plasma density changes over time when viewed from the substrate, changes in the amount of charge on the substrate surface appear as a current on the substrate, and this current affects the semiconductor element, but consideration has not been given to this. It is said that it is not. In particular, as the integration of devices progresses, the amount of control current decreases in order to alleviate the electric field inside the device, and the tolerance for damage decreases, so it is necessary to eliminate factors that cause damage as much as possible. There is. Furthermore, in the case of the magnetron method, the restraining force on the plasma is surrounded by arc-shaped magnetic lines of force and exists only in the teJj region, so the plasma generated in other regions on the electrode can easily be generated in the circumferential direction, as in the case of the parallel plate type. It is designed to be emitted by Depending on this divergent plasma, phenomena such as, for example, the insulation between the electrode and the wall around the electrode are reduced, causing abnormal discharge, or ions colliding with the wall. These phenomena also cause dust to be generated from the electrodes and wall materials, so it is necessary to eliminate plasma divergence as much as possible. This is because if dust is generated by the divergent plasma, it will lead to an increase in the defect density of the film, leading to a decrease in the performance and reliability of the semiconductor element.

したがって、プラズマを均一な分布を以て閉じ込める手
段か必要となるが、この点に関しECR方式では、無電
極放電で空間上で発生されたプラズマは磁場に沿って輸
送され、基板表面まで運ばれるか、あるいは空間上に閉
じ込められるようになっている(例えば特開昭64−2
322号公報、特開昭63−192292号公報)ため
、基板表面でそのプラズマを均一に閉じ込める手段があ
ればよい。ところで、空間上でのプラズマ閉じ込めるた
めの磁場については、例えば「核融合のためのプラズマ
物理」(宮本健部著二岩波書店1987年発行、第50
8頁)に記載されているように、カスプ型上ミラー型の
2種類に大別されるようになっている。同軸上に並べた
1組のコイルに電流を反対方向に流すことによって得ら
れる磁場がカスプ型であり、その磁力線はプラズマに対
して凸形状となっている。一方、1組のコイルに同一方
向に電流を流すことによって得られる磁場はミラー型と
され、その磁力線はプラズマに対して凹形状となるべく
得られるようになっている。しかしながら、ミラー型磁
場を採用する場合、プラズマ形状は円筒状とされ、プラ
ズマには不安定性が存在したものとなっている(例えば
「プラズマ工学」(中野義映著、コロナ社発行(197
8年)、第260頁))。
Therefore, a means to confine the plasma with uniform distribution is required, but in this regard, in the ECR method, the plasma generated in space by electrodeless discharge is transported along the magnetic field and carried to the substrate surface, or It is designed to be confined in space (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-2
(No. 322, Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-192292), it is only necessary to have a means for uniformly confining the plasma on the substrate surface. By the way, regarding the magnetic field for confining plasma in space, for example, "Plasma Physics for Nuclear Fusion" (written by Kenbu Miyamoto, published by Niwanami Shoten in 1987, No. 50)
As described in page 8), there are two types: cusp type and upper mirror type. The magnetic field obtained by passing current in opposite directions through a pair of coaxially arranged coils is cusp-shaped, and the lines of magnetic force are convex with respect to the plasma. On the other hand, the magnetic field obtained by passing current through a set of coils in the same direction is of a mirror type, and the lines of magnetic force are as concave as possible with respect to the plasma. However, when a mirror magnetic field is used, the plasma shape is cylindrical, and the plasma is unstable (for example, "Plasma Engineering" (written by Yoshiaki Nakano, published by Corona Publishing, 1977).
8), p. 260)).

したがって、ミラー型磁場のプラズマ処理装置への採用
は、今後益々進処理ウェハの大口径化を考慮した場合、
困難となっているのか実情である。
Therefore, the adoption of mirror-type magnetic fields in plasma processing equipment is important considering the increasing diameter of wafers to be processed in the future.
The reality is that it has become difficult.

一方、カスプ磁場の場合での磁力線は円周方向に広かっ
ていく磁場形状とされ、かつプラズマの安定性の面でも
優れていることから、大面積のプラズマの閉じ込めには
カスプ磁場を基本にした磁場形状か望ましいものとなっ
ている。
On the other hand, in the case of a cusp magnetic field, the magnetic field lines are said to have a magnetic field shape that spreads in the circumferential direction, and it is also excellent in terms of plasma stability, so cusp magnetic fields are used as a basis for confining plasma over a large area. The magnetic field shape is desirable.

しかしなから、カスプ磁場を基本にした磁場形状を採用
するにしても、それに起因した特有な問題か残されてい
るのが実情である。というのは、プラズマの磁場閉じ込
めの場合、荷電粒子の磁力線に平行な方向での運動はサ
イクロトロン運動となり拘束力を受けるが、磁力線に沿
った方向には何等拘束力をもたなく、したがって、カス
プ磁場の場合、円周方向に線カスプと称されるプラズマ
損失部が存在し、プラズマの拡散による流失、といった
問題があるというわけである。プラズマ損失部からの流
失量が大きければ、電極上のプラズマが均一になったと
しても、プラズマ密度は高くならず、更に既に述べたよ
うに、流失プラズマによっては塵埃か発生される虞か多
分にあるというものである。
However, even if a magnetic field shape based on a cusp magnetic field is adopted, the reality is that there are still some unique problems caused by this. This is because in the case of plasma magnetic field confinement, the motion of charged particles in the direction parallel to the magnetic field lines becomes cyclotron motion and is subject to a restraining force, but there is no restraining force in the direction along the magnetic field lines, and therefore the cusp In the case of a magnetic field, there is a plasma loss area called a line cusp in the circumferential direction, and there is a problem of plasma loss due to diffusion. If the amount of flow from the plasma loss section is large, even if the plasma on the electrode becomes uniform, the plasma density will not increase, and as mentioned above, there is a possibility that dust may be generated depending on the flow of plasma. There is.

本発明の目的は、ブラスマ閉じ込めにカスプ磁場を基本
とした磁場形状か採用される場合に、プラズマ損失部か
らのプラズマの流失を抑えることによって、電極上での
プラズマの分布を均一、その密度大にして、しかも塵埃
の発生か防止可とされたプラズマ処理装置を供するにあ
る。
The purpose of the present invention is to uniformly distribute the plasma on the electrode and increase its density by suppressing the flow of plasma from the plasma loss area when a magnetic field shape based on a cusp magnetic field is adopted for plasma confinement. To provide a plasma processing apparatus which can prevent the generation of dust.

[課題を解決するための手段] 上記目的は、上位概念的には閉じ込め領域でのプラズマ
の閉じ込め性を高める必要から、プラズマ損失部からの
プラズマの流失を防止すべく、プラズマ損失部に正、ま
たは負のポテンシャル、または正、あるいは負の荷電粒
子に対してプラズマ発生方向への空間力を発生させる手
段かプラズマ流失手段として具備せしめられることで達
成される。より具体的には、プラズマ流失防止手段とし
て、プラズマ損失部近傍に、電場発生手段、磁場発生手
段の少なくとも何れかを具備せしめるか、あるいはプラ
ズマ損失部に拡散防止用のポテンシャルを形成するため
の、負電源に接続された円筒状電極が配置せしめること
で達成される。
[Means for Solving the Problems] The above objective is based on the need to improve the confinement of plasma in the confinement region in general terms, so in order to prevent the plasma from flowing out from the plasma loss region, the purpose is to Alternatively, this can be achieved by providing a negative potential, a means for generating a spatial force in the direction of plasma generation against positively or negatively charged particles, or a means for discharging plasma. More specifically, as means for preventing plasma flow away, at least one of an electric field generating means and a magnetic field generating means is provided near the plasma loss section, or a method for forming a potential for preventing diffusion in the plasma loss section. This is achieved by arranging a cylindrical electrode connected to a negative power source.

[作用] プラズマは正の電荷をもつ粒子(イオン)と負の電荷を
もつ粒子(電子)とか並存した状態とされるか、プラズ
マの拡散では先ず質量か小さい電子の移動度が大きいこ
とから、先ず電子か外力、あるいは自然に拡散する結果
、正負の電荷バランスが崩れ電界が発生し、この電界に
よってイオンが移動する、といったパターンが繰返され
るようになっており、このような状態の拡散は一般に両
極性拡散と称される。したがって、閉じ込め領域からの
プラズマの流失を防止するためには、イオン、あるいは
電子の流失方向への移動を抑えればよく、特に移動度の
大きい電子の拡散を防止するのが望ましい。
[Effect] Plasma is said to be a state in which positively charged particles (ions) and negatively charged particles (electrons) coexist.In plasma diffusion, first of all, the mobility of electrons with small mass is large. First, as a result of electrons diffusing due to an external force or naturally, the balance of positive and negative charges is disrupted and an electric field is generated, and the ions move due to this electric field.The pattern is repeated, and diffusion in this state is generally This is called bipolar diffusion. Therefore, in order to prevent the plasma from flowing away from the confinement region, it is sufficient to suppress the movement of ions or electrons in the direction of flow, and it is particularly desirable to prevent the diffusion of electrons with high mobility.

さて、流失方向への速度成分を減少せしめるには2通り
の方法があり、その1はポテンシャルを形成する方法、
その2は荷電粒子に内向きの電磁力を与える方法となっ
ている。このうち、前者のポテンシャルの形成に関して
は、カスプ磁場を用いた核融合用の閉じ込め磁場で研究
されているものであり(「現代プラズマ工学」(関口忠
編著、オーム社発行、頁234−237))、高周波電
磁界中で荷電粒子に働くポンデア・モーティブカを形成
するためのポテンシャルを発生させようというわけであ
る。例えばカスプ磁場においてプラズマのへ一タ値(=
プラズマ圧力/磁気圧)を1よりも十分小さくして、プ
ラズマ損失部としての線カスプ近傍のプラズマをイオン
のサイクロトロン半径程度の厚みの薄いものにしておい
て、静電イオン・サイクロトロン波(ω。1 = e 
B 7m + (但し、e・電気素量、B・磁束密度、
m、イオンの質量である))が、ω2p + 〉〉ω2
c i (”’ 9 ! ”” (n + e 2/ 
εo m 1 ) ” ’の時、ω〜1.4×ωcl)
となる高周波電磁界を印加すれば、効率的な閉じ込めか
可能であることが知れている。
Now, there are two ways to reduce the velocity component in the direction of flow, one is to create a potential,
The second method is to apply inward electromagnetic force to charged particles. Among these, the formation of the former potential is being studied in the confinement magnetic field for nuclear fusion using a cusp magnetic field ("Modern Plasma Engineering", edited by Tadashi Sekiguchi, published by Ohmsha, pp. 234-237). ), the idea is to generate a potential that acts on charged particles in a high-frequency electromagnetic field to form a Pondera motive force. For example, in the cusp magnetic field, the plasma hemistatic value (=
Plasma pressure/magnetic pressure) is made sufficiently smaller than 1 to make the plasma near the line cusp as a plasma loss part as thin as the cyclotron radius of the ion, and the electrostatic ion cyclotron wave (ω. 1 = e
B 7m + (However, e・elementary charge, B・magnetic flux density,
m is the mass of the ion)) is ω2p + 〉〉ω2
c i (”' 9! ”” (n + e 2/
εo m 1) '', ω~1.4×ωcl)
It is known that efficient confinement is possible by applying a high-frequency electromagnetic field with

また、荷電粒子に内向きの力を付加する方法には、ロー
レンツ力F(=evB(但し、■・荷電粒子速度))を
利用する。プラズマ損失部でのプラズマの厚みか薄く、
かつプラズマ密度が十分低い場合には、直流電源により
プラズマ中に発生する電界を利用するか、あるいはプラ
ズマ損失部に設けられた電極板との間に発生するシース
電界を利用する。ここで、電子に対するローレンツ力か
プラズマ発生部方向に働くためには、電界発生部として
の電極板の位置で磁力線は周方向成分をもたなければな
らない(カスプ磁場等の軸対称磁場では一般に周方向成
分はない)。そこで、上記電界発生部の近傍に周方向の
磁場を発生する補助磁界発生部を設けることによって、
電子は内向きへの力を受ける結果、プラズマの半径方向
への拡散損失が防止され得るものである。
Further, as a method for applying an inward force to a charged particle, the Lorentz force F (=evB (where ■·charged particle velocity)) is used. The thickness of the plasma at the plasma loss part is thin.
In addition, when the plasma density is sufficiently low, an electric field generated in the plasma by a DC power source is used, or a sheath electric field generated between the plasma and an electrode plate provided in the plasma loss section is used. Here, in order for the Lorentz force on electrons to act in the direction of the plasma generation area, the lines of magnetic force must have a circumferential component at the position of the electrode plate as the electric field generation area (generally in an axisymmetric magnetic field such as a cusp magnetic field, (no directional component). Therefore, by providing an auxiliary magnetic field generating section that generates a circumferential magnetic field near the electric field generating section,
As a result of the electrons receiving an inward force, diffusion loss in the radial direction of the plasma can be prevented.

上記以外の方法としては、プラズマ損失部での磁力線に
垂直に、即ち、プラズマ損失部でのプラズマの流れを遮
断するようにして、印加電圧が可変とされた絶縁性の壁
を設けることも考えられるものとなっている。その壁を
負の電位に保つことによって、電子の外向きへの拡散は
防止され得るものである。
As a method other than the above, it is also possible to install an insulating wall with a variable applied voltage perpendicular to the lines of magnetic force in the plasma loss area, that is, to block the flow of plasma in the plasma loss area. It has become something that can be done. By keeping the walls at a negative potential, outward diffusion of electrons can be prevented.

電場を用いる以外の方法としては、磁場閉じ込めによる
方法が考えられるものとなっている。プラズマ損失部に
ミラー磁場を形成し、積極的にプラズマに内向きの力を
生じさせ得ないか、流失してくるプラズマのうち、反射
条件を満足する荷電粒子の損失を防止し得るものとなっ
ている。
As a method other than using an electric field, a method using magnetic field confinement can be considered. By forming a mirror magnetic field in the plasma loss area, it is possible to actively generate an inward force on the plasma, or to prevent the loss of charged particles that satisfy the reflection condition among the flowing plasma. ing.

[実施例コ 以下、本発明を第1図から第5図により説明する。[Example code] The present invention will be explained below with reference to FIGS. 1 to 5.

先ず本発明によるプラズマ処理装置について説明すれば
、第1図は第1の例でのその要部縦断面を示したもので
ある。図示のように、処理室8内部には、被処理物とし
てのウェハ1が載置される基板電極2と、基板電極2に
対向する電極3が設置されたものとなっている。本例で
のプラズマ処理装置は平行平板型とされ、その表面が処
理された金属性円板としての電極3には直流電源、ある
いは高周波電源が接続されるようになっている。
First, the plasma processing apparatus according to the present invention will be described. FIG. 1 shows a vertical cross-section of a main part of the first example. As shown in the figure, inside the processing chamber 8, a substrate electrode 2 on which a wafer 1 as an object to be processed is placed, and an electrode 3 facing the substrate electrode 2 are installed. The plasma processing apparatus in this example is of a parallel plate type, and a DC power source or a high frequency power source is connected to the electrode 3, which is a metal disk whose surface has been treated.

ECR型の場合、電極3はマイクロ波によるプラズマ発
生源に相当したものとなっている。さて、電極2.3各
々に対しではプラズマ閉じ込め磁場形成用のコイル4 
a、 4 bか配置せしめられることによって、原型と
してのプラズマ処理装置か構成されるようになっている
In the case of the ECR type, the electrode 3 corresponds to a plasma generation source using microwaves. Now, for each electrode 2.3, a coil 4 for forming a plasma confinement magnetic field.
By arranging elements a and 4b, a prototype plasma processing apparatus is constructed.

本例では、以上のようにしてなるプラズマ処理装置に、
トーナッッ状の平行平板電極5を電極2゜3周囲に図示
の如く具備せしめ、これに高周波電源6が接続されるよ
うにして構成されたものとなっている。その際、平行平
板電極5自体は、例えば表面処理が施されるなとして、
スパッタリングのしきい値エネルギを高くしたり、ある
いはスパッタリング効率が小さい表面として、予め処理
されたものとなっている。
In this example, the plasma processing apparatus configured as described above includes:
A parallel plate electrode 5 in the shape of a toner is provided around the electrode 2.3 as shown in the figure, and a high frequency power source 6 is connected to this. At that time, the parallel plate electrode 5 itself is not subjected to surface treatment, for example.
The surface has been previously treated to increase the sputtering threshold energy or to provide a surface with low sputtering efficiency.

さて、本例でのプラズマ処理装置によるプラズマ処理に
ついて説明すれば、先ず電極2上にウェハ1か載置され
た後は、処理室8全体が真空処理装置7により真空引き
された状態で、反応ガスが処理室8内に導入されるよう
になっている。また、コイル4a、4b各々に対しては
逆方向に電流が流されることで、それらコイル4a、4
b各々にょる磁力線9が反発する向きに形成され、恰も
2個のラッパ各々の先端部か突き合わされた形状のカブ
ス磁場か得られるようになっている。カブス磁場による
磁力線9はプラズマ10に対し凸形状となることから、
カブス磁場による閉じ込め領域(破線表示領域内)にプ
ラズマ10は安定に存在し得るものである。しかしなか
ら、そのカブス磁場には、プラズマ10に対して拘束力
をもたない線カスプ部(プラズマ損失部)11が周囲に
存在することから、この線カスプ11の存在によって、
プラズマ10中で粒子間の衝突かないと仮定した場合で
も、プラズマ10は一定時間しか磁場中に閉じ込め得な
いものとなっている。このため、処理速度の向上を図る
べく、印加電力を増加せしめるなどによって、発生プラ
ズマ量を増加することが考えられるわけであるが、印加
電力の増加による不具合は既に述べたところである。即
ち、印加電力の増加は処理室内部材の異常な加熱を誘引
したり、プラズマと電極間に発生するバイアス電圧の増
加により電極部材がスパッタされることによって発生す
る異物等か塵埃として混入の虞かあるというものである
。また、流失プラズマか、例えば電力を印加された電極
3とアース電位状態にある処理室8壁面間に存在してい
る場合には、電極3と処理室8間での距離が恰も短縮さ
れたのと等価となり、この結果として異常放電が発生し
、同様にして異物等が塵埃として混入される虞かあると
いうものである。更に、流失したプラズマによって異常
放電が発生しない場合であっても、処理室8壁面との間
に発生したバイアス電圧によりプラズマ中のイオンが処
理室8壁面に衝突することによって、その壁面に付着さ
れているH、O等の気相中成性の吸着物や、流失プラズ
マとともに運ばれてきた反応ガス中のラジカルによる生
成物等がスパッタされることによって、気相中に塵埃と
して混入される虞があるものとなっている。
Now, to explain the plasma processing by the plasma processing apparatus in this example, first, after the wafer 1 is placed on the electrode 2, the entire processing chamber 8 is evacuated by the vacuum processing apparatus 7, and the reaction is performed. Gas is introduced into the processing chamber 8. Also, by flowing current in the opposite direction to each of the coils 4a and 4b, the coils 4a and 4b
(b) The magnetic lines of force 9 are formed in a direction that repel each other, so that a Cubs magnetic field having a shape similar to that of two trumpets abutted against each other is obtained. Since the magnetic field lines 9 due to the Cubs magnetic field have a convex shape with respect to the plasma 10,
The plasma 10 can stably exist in the confinement region (within the region indicated by the broken line) by the Cubs magnetic field. However, in the Cubus magnetic field, there is a line cusp part (plasma loss part) 11 around the plasma 10 that does not have a restraining force, so due to the existence of this line cusp 11,
Even if it is assumed that there are no collisions between particles in the plasma 10, the plasma 10 can only be confined in a magnetic field for a certain period of time. Therefore, in order to improve the processing speed, it is possible to increase the amount of generated plasma by increasing the applied power, but the problems caused by the increase in the applied power have already been described. In other words, an increase in the applied power may induce abnormal heating of the processing chamber members, or an increase in the bias voltage generated between the plasma and the electrodes may cause the electrode members to be sputtered, resulting in foreign matter or dust being mixed in. There is. In addition, if lost plasma exists, for example, between the electrode 3 to which power is applied and the wall of the processing chamber 8 that is at ground potential, the distance between the electrode 3 and the processing chamber 8 is significantly shortened. As a result, abnormal discharge may occur, and there is also a risk that foreign matter may be mixed in as dust. Furthermore, even if abnormal discharge does not occur due to the lost plasma, ions in the plasma collide with the wall surface of the processing chamber 8 due to the bias voltage generated between the wall surface of the processing chamber 8 and become attached to the wall surface. There is a risk that adsorbed substances such as H and O in the gas phase, as well as products of radicals in the reaction gas carried along with the lost plasma, may be mixed into the gas phase as dust due to sputtering. It has become a thing.

ところで、集積化の進んだ素子では、塵埃に対する仕様
が非常に厳しいものとなっている。例えば薄膜形成過程
では結晶性の制御まで要求されるようになっているが、
このため処理前のウェハに対するその表面の清浄化は必
須となっている。しかしなから、処理前のウェハを洗浄
したとしても、既に述べた要因により処理中に塵埃か発
生してウェハ表面が汚染されたとすれば、高品質な−様
な薄膜を得ることは不可能となっている。
Incidentally, highly integrated devices have very strict specifications against dust. For example, in the process of forming thin films, it is now required to control crystallinity.
For this reason, it is essential to clean the surface of the wafer before processing. However, even if the wafer is cleaned before processing, if the wafer surface is contaminated by dust generated during processing due to the factors mentioned above, it is impossible to obtain a high-quality thin film. It has become.

平行平板電極5は以上述べ1こ不具合を一挙に解決する
ために設けられたものである。平行平板電極5に高周波
電力を印加すれば、電子はプラズマ発生部方向への力を
受けると同時に、流失しようとしているイオンに対して
は、電子の移動による逆電界の発生によりその流失拡散
が防止され得るものである。プラズマか十分薄い場合に
は(このようなプラズマをシートプラズマと称す)、電
界がプラズマ中で存在し得ることから、ポンデア・モー
ティブカが働くようなポテンシャルが形成され得るわけ
である。
The parallel plate electrode 5 is provided to solve the above-mentioned problems all at once. When high-frequency power is applied to the parallel plate electrode 5, the electrons receive a force in the direction of the plasma generation area, and at the same time, the movement of the electrons generates a reverse electric field, preventing ions from being washed away and diffused. It can be done. If the plasma is thin enough (such a plasma is called a sheet plasma), an electric field can exist in the plasma, and a potential such as Pon der Motivka can be formed.

第2図はまた、本発明によるプラズマ処理装置の第2の
例でのその要部縦断面を示したものである。図示のよう
に、第1の構成に更にドーナッツ状の磁場発生コイル1
2が図示の如く、平行平板電極5に対しそれを間に挟む
状態で設けられたものとなっている。第1の例ではポン
デア・モーティブカによりプラズマの拡散流失が防止さ
れているが、本例ではポンデア・モーティブ力が生じな
い場合が考慮されたものとなっている。例えばポンデア
・モーティブ力が生じない条件として、シートプラズマ
が形成されていない、即ち、高周波電力がプラズマ中を
貫通し得ない場合は、平行平板電極5への高周波電力の
印加によりプラズマと平行平板電極5との間にはバイア
ス電位が発生するようになっている。さて、新たに設け
られた磁場発生コイル12はこれによる磁場が周方向成
分のみを有すべく、また、平行平板電極5の上下で反対
方向の磁場が生じるべく配置されたものとなっている。
FIG. 2 also shows a longitudinal section of a main part of a second example of the plasma processing apparatus according to the present invention. As shown in the figure, a donut-shaped magnetic field generating coil 1 is further added to the first configuration.
As shown in the figure, the electrode 2 is provided with the parallel plate electrode 5 sandwiched therebetween. In the first example, diffusion and loss of plasma is prevented by the Pon der motive force, but in this example, the case where the Pon der motive force does not occur is taken into consideration. For example, as a condition under which the Ponder motive force does not occur, when sheet plasma is not formed, that is, when high frequency power cannot penetrate through the plasma, applying high frequency power to the parallel plate electrode 5 causes the plasma and the parallel plate electrode to 5, a bias potential is generated between the two. Now, the newly provided magnetic field generating coil 12 is arranged so that the resulting magnetic field has only a circumferential component, and magnetic fields are generated in opposite directions above and below the parallel plate electrode 5.

この結果、流失プラズマに対しては平行平板電極5表面
には常に負の電位が発生し、上部平行平板電極5に対し
ては上向きの電界が、下部のそれに対しては下向きの電
界が働くようになっているものである(その電界強度を
Eとする)。
As a result, a negative potential is always generated on the surface of the parallel plate electrode 5 against the flowing plasma, and an upward electric field acts on the upper parallel plate electrode 5, and a downward electric field acts on the lower part. (the electric field strength is E).

また、カスプ磁場は磁気発生コイル12によって、裾に
近づくと周方向に上部、下部で逆方向に歪められ、周方
向の磁場成分B、′、か生じるようになっている。した
かって、平行平板型I!ii!5近傍のプラズマ中の電
子に働く力Fは、内向きの径方向の成分F、(=eXv
XB、*(但し、■電界Eと同一方向の電子の速度成分
))を有することから、プラズマの拡散流失が低減され
得るものである。
Further, the cusp magnetic field is distorted in opposite directions at the top and bottom in the circumferential direction as it approaches the hem by the magnetic generation coil 12, so that circumferential magnetic field components B,', etc. are generated. I want a parallel plate type I! ii! The force F acting on electrons in the plasma in the vicinity of 5 is the inward radial component F, (=eXv
XB.

第3図は本発明によるプラズマ処理装置の第3の例での
その要部縦断面を示したものである。図示のように、基
本的な構成は第1の例でのそれに同様であるが、プラズ
マ損失部には新たに磁力線9を分断する状態で、表面か
絶縁処理された円筒状の電極13が配置されるようにな
っている。この場合、電極13が浮遊電位であるとすれ
ば、流失プラズマでは電子の移動度が太きいため、その
電極13表面は電子の覆いによって負に帯電し、プラズ
マに帯し負の電界が生じる結果、イオンか電極13表面
を叩いてしまうことになる。しかしながら、電極13表
面での電位が直流電源14によって最適な負電位に設定
される場合には、電子はその電界によって反発力を受け
ることから、プラズマの拡散流失が防止され得るもので
ある。
FIG. 3 shows a longitudinal section of a main part of a third example of the plasma processing apparatus according to the present invention. As shown in the figure, the basic configuration is the same as that in the first example, but a cylindrical electrode 13 whose surface is insulated is newly arranged in the plasma loss section in a state where the lines of magnetic force 9 are separated. It is supposed to be done. In this case, if the electrode 13 has a floating potential, the mobility of electrons is high in the washed-out plasma, so the surface of the electrode 13 is negatively charged due to the covering of electrons, and a negative electric field is generated in the plasma. , the ions will hit the surface of the electrode 13. However, when the potential on the surface of the electrode 13 is set to an optimal negative potential by the DC power supply 14, the electrons receive a repulsive force due to the electric field, so that diffusion and loss of plasma can be prevented.

第4図は本発明によるプラズマ処理装置の第4の例での
その要部縦断面を示したものである。図示のように、基
本的な構成は第1の例でのそれに同様であるが、プラズ
マ損失部である線カスプ部11近傍には2対の磁場発生
コイル15が配置された構成となっている。これら磁場
発生コイル15に対し、例えば第5図に示すように、電
流を所定方向に流すようにすれば、カスプ磁場の磁力線
9に連続して線カスプ部11には凸形状の磁場か発生さ
れるようになっている。この磁場はミラー磁場の変形で
あり、プラズマに対して閉じ込め性を有したものとなっ
ている。ミラー磁場の一方の側から流入してくるプラズ
マは、ミラー磁場中での最大磁界値B、、と最小磁界値
B0との比であるミラー比R(== B m/B a)
と、最小磁界値B。を通過する際での粒子の速度をvo
、その周方向、径方向の速度成分をそれぞれ■。Q 、
 V e r、荷電粒子が磁力線に巻き付くように螺旋
運動をするときのピッチ角θを使用して、5in20ヨ
=1/’Rで与えられるθ。に対して、θ〉θ7の条件
を満足すれば、荷電粒子はそのミラー磁場中に閉じ込め
られるものとなっている。本例でのプラズマ閉じ込め方
法による場合、流失してきたプラズマを押し戻す力はな
いか、そのミラー磁場ではプラズマはプラズマを維持す
るための電磁力を受けないため、閉じ込められている間
にイオンと電子との再結合によって、イオンは中性化さ
れることから、処理室8壁面には悪影響を与えないよう
になっている。仮に、そのミラー磁場内での衝突によっ
て上記閉じ込め条件が破れたとしても、1/2の確率を
以てプラズマ発生部方向に運動するようになっている。
FIG. 4 shows a longitudinal section of a main part of a fourth example of a plasma processing apparatus according to the present invention. As shown in the figure, the basic configuration is the same as that in the first example, but two pairs of magnetic field generating coils 15 are arranged near the line cusp section 11, which is the plasma loss section. . If a current is caused to flow in a predetermined direction through these magnetic field generating coils 15, as shown in FIG. It has become so. This magnetic field is a modification of the mirror magnetic field, and has confinement properties for plasma. Plasma flowing in from one side of the mirror magnetic field has a mirror ratio R (== B m/B a), which is the ratio between the maximum magnetic field value B, and the minimum magnetic field value B0 in the mirror magnetic field.
and the minimum magnetic field value B. The velocity of the particle as it passes through vo
, its circumferential and radial velocity components are ■, respectively. Q,
V e r, θ given by 5in20yo=1/'R, using the pitch angle θ when a charged particle makes a spiral motion so as to wrap around a magnetic field line. On the other hand, if the condition θ>θ7 is satisfied, the charged particles are confined in the mirror magnetic field. In the case of the plasma confinement method in this example, there is no force to push back the plasma that has flown away, or because the plasma does not receive the electromagnetic force to maintain the plasma in the mirror magnetic field, ions and electrons are generated while being confined. The recombination of the ions neutralizes the ions, so that the walls of the processing chamber 8 are not adversely affected. Even if the above-mentioned confinement condition is broken due to a collision within the mirror magnetic field, there is a probability of 1/2 that the particle will move in the direction of the plasma generation area.

このようにして、プラズマが外部に与える悪影響は低減
され得るものである。
In this way, the negative effects of plasma on the outside can be reduced.

最後に、本発明によるプラズマ処理装置を実用化するに
際して、ウェハの出し入れが基板電極と対向電極間の側
面より行われる場合には、プラズマ流失防止手段として
の電磁場発生手段は、ウェハ面に対して垂直方向に可動
であることが必要となっている。可動であれば、ウェハ
の出し入れか容易に行われ得るからである。
Finally, when putting the plasma processing apparatus according to the present invention into practical use, if the wafer is taken in and taken out from the side surface between the substrate electrode and the counter electrode, the electromagnetic field generating means as a means for preventing plasma flow away should be directed against the wafer surface. It is necessary to be able to move vertically. This is because if it is movable, wafers can be easily taken in and taken out.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、プラズマ閉じ込
めにカスプ磁場を基本とした磁場形状が採用される場合
に、プラズマ損失部からのプラズマの流失を抑えること
によって、電極上でのプラズマの分布を均一、その密度
大にして、しがち塵埃の発生が防止可とされることから
、被処理物上に薄膜を形成したり、あるいは被処理物上
に形成されている薄膜を加工する場合に、薄膜の形成、
加工が、塵埃が排除された状態で高精度に行われ得ると
いう効果が得られる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, when a magnetic field shape based on a cusp magnetic field is adopted for plasma confinement, by suppressing the flow of plasma from the plasma loss part, By making the distribution of plasma uniform and increasing its density, it is possible to prevent the generation of dust that tends to occur. When processing, thin film formation,
The effect is that processing can be performed with high precision in a state where dust is excluded.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明によるプラズマ処理装置の第1の例で
のその要部縦断面を示す図、第2図は、本発明によるプ
ラズマ処理装置の第2の例でのその要部縦断面を示す図
、第3図は、本発明によるプラズマ処理装置の第3の例
でのその要部縦断面を示す図、第4図は、本発明による
プラズマ処理装置の第4の例でのその要部縦断面を示す
図、第5図は、第4図に関連した線カスプ部でのミラー
磁場の縦断面を示す図である。 1・・・ウェハ(被処理物)、2・基板電極、3・・・
電極、4a、4b・・・(プラズマ閉じ込め磁場形成用
)コイル、5・・・(プラズマ流失防止用)平行平板電
極、6・・・高周波電源、7・・・真空処理装置、8・
・・処理室、9・・・磁力線、10・・・プラズマ、1
1・・・線カスプ部、12.15・・・(プラズマ流失
防止用)磁場発生コイル、13・・・(プラズマ流失防
止用)円筒状電極、14・・・直流電源 代理人 弁理士 秋 本 正 実 第1図 ] ウーハ(壱[嶋丁!脅tJ)       10 
 フ。ラス・72、苓板電本セ          ]
]、岸1カス2飾3°竜檜 4a、4b コイル(7=ヲスパマ閉u’iw)Ail
ht号Mlfl)5 革り丁甲力丈1と本セ(70ラス
マ流大?方此爪)6Ii14蔽)を氷 7裏)双号杖1 8処理! 9′点万胞 第2図 ] ウーハ(轄処彎竹) 8怨可1 9藤−n機 コO゛フOラス・マ ]コ 季毀カスフ・部 12 拳ム1も1も生コイル (7・うにマAし大ンh
ヒ用)第3図 ・ 3゛會&    14:tn眉騰 4a 、4b: ]aしく7−7i?L;jAFl檻t
tJEffi)7、X空惣V!峡1 8処理! 9:檻ガ農 ]0゛フOうでマ 第4図 ] ウニへ(勢り江理罰) 2基市會梧 8処理! 9′朧ガ紳( ]OフQフスパ7 11 : ayaスフ・郵
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a main part of a first example of a plasma processing apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of a main part of a second example of a plasma processing apparatus according to the present invention. FIG. 3 is a diagram showing a vertical cross section of a main part of a third example of a plasma processing apparatus according to the present invention, and FIG. FIG. 5 is a diagram showing a vertical cross section of a main part, and is a diagram showing a vertical cross section of a mirror magnetic field at a line cusp portion related to FIG. 4. 1... Wafer (workpiece), 2. Substrate electrode, 3...
Electrodes, 4a, 4b... Coil (for plasma confinement magnetic field formation), 5... Parallel plate electrode (for plasma flow prevention), 6... High frequency power supply, 7... Vacuum processing device, 8...
...Processing chamber, 9...Magnetic field lines, 10...Plasma, 1
1... Wire cusp part, 12. 15... Magnetic field generating coil (for preventing plasma run-off), 13... Cylindrical electrode (for preventing plasma run-off), 14... DC power supply agent Patent attorney Akimoto True Figure 1] Uha (1 [Shimacho! Threat tJ) 10
centre. Las 72, Rei Itaden Honse]
], Kishi 1 Kasu 2 Decoration 3° Ryuhinoki 4a, 4b Coil (7 = Wospama closed u'iw) Ail
Ht No. Mlfl) 5 Leathering Dengoko Rikijou 1 and Honse (70 Rasuma Ryu Dai? Fang Koko Tsume) 6 Ii 14 Cover) Ice 7 Ura) Sou No. Cane 1 8 processing! 9' Point Bansho Diagram 2] Uha (Government Office Keitake) 8 Grudge 1 9 Fuji-n machine ko゛fuoras ma]ko Ji Kaku Kasuf ・Part 12 Kenmu 1 and 1 are both raw coils ( 7. Sea urchin A and big h
Figure 3 ・ 3゛ meeting & 14:tn eyebrow rise 4a, 4b: ]a shuku 7-7i? L;jAFl caget
tJEffi) 7, X Kuso V! Gorge 1 8 processing! 9: Cage Farming] 0゛FuO Dema Figure 4] To the sea urchin (Serie Punishment) 2 city groups 8 processing! 9' Oboroga Shin ( ) Ofu Q Huspa 7 11: aya Sufu・Yu

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、励起によってプラズマ化された1種類以上の反応ガ
スを、少なくともカスプ型磁場によって閉じ込めた状態
で、該反応ガスを被処理物上に輸送することによって、
被処理物上での薄膜の形成、あるいは薄膜の加工、また
は該反応ガスから電力が印加された電極にイオンを引き
込むことによってスパッタ成膜等を行うプラズマ処理装
置において、電極、あるいは処理室壁面部材からの塵埃
の発生を防止すべく、プラズマ閉じ込め領域でのプラズ
マ損失部からのプラズマの流失を防止する手段が具備さ
れてなる構成のプラズマ処理装置。 2、励起によってプラズマ化された1種類以上の反応ガ
スを、少なくともカスプ型磁場によって閉じ込めた状態
で、該反応ガスを被処理物上に輸送することによって、
被処理物上での薄膜の形成、あるいは薄膜の加工、また
は該反応ガスから電力が印加された電極にイオンを引き
込むことによってスパッタ成膜等を行うプラズマ処理装
置において、プラズマ流失防止手段として、プラズマ損
失部近傍に、電場発生手段、磁場発生手段の少なくとも
何れかが具備されてなる構成のプラズマ処理装置。 3、励起によってプラズマ化された1種類以上の反応ガ
スを、少なくともカスプ型磁場によって閉じ込めた状態
で、該反応ガスを被処理物上に輸送することによって、
被処理物上での薄膜の形成、あるいは薄膜の加工、また
は該反応ガスから電力が印加された電極にイオンを引き
込むことによってスパッタ成膜等を行うプラズマ処理装
置において、プラズマ流失防止手段として、プラズマ損
失部に負電源に接続された円筒状電極が配置せしめられ
てなる構成のプラズマ処理装置。 4、励起によってプラズマ化された1種類以上の反応ガ
スを、少なくともカスプ型磁場によって閉じ込めた状態
で、該反応ガスを被処理物上に輸送することによって、
被処理物上での薄膜の形成、あるいは薄膜の加工、また
は該反応ガスから電力が印加された電極にイオンを引き
込むことによってスパッタ成膜等を行うプラズマ処理装
置において、プラズマ流失防止手段として、プラズマ損
失部を間に挟む状態で、高周波電源に接続されたドーナ
ッツ状の平行平板電極が具備されてなる構成のプラズマ
処理装置。 5、励起によってプラズマ化された1種類以上の反応ガ
スを、少なくともカスプ型磁場によって閉じ込めた状態
で、該反応ガスを被処理物上に輸送することによって、
被処理物上での薄膜の形成、あるいは薄膜の加工、また
は該反応ガスから電力が印加された電極にイオンを引き
込むことによってスパッタ成膜等を行うプラズマ処理装
置において、プラズマ流失防止手段として、プラズマ損
失部を間に挟む状態で、高周波電源に接続されたドーナ
ッツ状の平行平板電極を具備せしめるとともに、該電極
を間に挟む状態でドーナッツ状の磁場発生手段か具備さ
れてなる構成のプラズマ処理装置。 6、励起によってプラズマ化された1種類以上の反応ガ
スを、少なくともカスプ型磁場によって閉じ込めた状態
で、該反応ガスを被処理物上に輸送することによって、
被処理物上での薄膜の形成、あるいは薄膜の加工、また
は該反応ガスから電力が印加された電極にイオンを引き
込むことによってスパッタ成膜等を行うプラズマ処理装
置において、プラズマ流失防止手段として、プラズマ損
失部を間に挟む状態で、高周波電源に接続されたドーナ
ッツ状の平行平板電極を具備せしめるとともに、該電極
を間に挟む状態で、磁場の方向が周方向成分のみとされ
、かつ相対向する上記平行平板電極面で逆方向の磁場を
発生する、ドーナッツ状の磁場発生手段が具備されてな
る構成のプラズマ処理装置。 7、励起によってプラズマ化された1種類以上の反応ガ
スを、少なくともカスプ型磁場によって閉じ込めた状態
で、該反応ガスを被処理物上に輸送することによって、
被処理物上での薄膜の形成、あるいは薄膜の加工、また
は該反応ガスから電力が印加された電極にイオンを引き
込むことによってスパッタ成膜等を行うプラズマ処理装
置において、プラズマ流失防止手段として、プラズマ損
失部を間に挟む状態で、高周波電源に接続されたドーナ
ッツ状の平行平板電極を具備せしめるとともに、該電極
を間に挟む状態で具備せしめられた、磁場の方向が周方
向成分のみとされ、かつ相対向する上記平行平板電極面
で逆方向の磁場を発生する、ドーナッツ状の磁場発生手
段は、周方向に螺旋状に巻かれた1組のコイルとされた
構成のプラズマ処理装置。 8、励起によってプラズマ化された1種類以上の反応ガ
スを、少なくともカスプ型磁場によって閉じ込めた状態
で、該反応ガスを被処理物上に輸送することによって、
被処理物上での薄膜の形成、あるいは薄膜の加工、また
は該反応ガスから電力が印加された電極にイオンを引き
込むことによってスパッタ成膜等を行うプラズマ処理装
置において、プラズマ流失防止手段として、プラズマ損
失部を間に挟む状態で具備せしめられた、高周波電源に
接続されたドーナッツ状の平行平板電極は、被処理物と
しての基板の面に対し可動とされてなる構成のプラズマ
処理装置。 9、励起によってプラズマ化された1種類以上の反応ガ
スを、少なくともカスプ型磁場によって閉じ込めた状態
で、該反応ガスを被処理物上に輸送することによって、
被処理物上での薄膜の形成、あるいは薄膜の加工、また
は該反応ガスから電力が印加された電極にイオンを引き
込むことによってスパッタ成膜等を行うプラズマ処理装
置において、プラズマ流失防止手段として、プラズマ損
失部を間に挟む状態で具備せしめられた、高周波電源に
接続されたドーナッツ状の平行平板電極と、該電極を間
に挟む状態で具備せしめられたドーナッツ状の磁場発生
手段とは、被処理物としての基板の面に対し可動とされ
てなる構成のプラズマ処理装置。 10、励起によってプラズマ化された1種類以上の反応
ガスを、少なくともカスプ型磁場によって閉じ込めた状
態で、該反応ガスを被処理物上に輸送することによって
、被処理物上での薄膜の形成、あるいは薄膜の加工、ま
たは該反応ガスから電力が印加された電極にイオンを引
き込むことによってスパッタ成膜等を行うプラズマ処理
装置において、プラズマ流失防止手段として、プラズマ
損失部を間に挟む状態で、対としての磁場発生手段が径
方向に2重に具備せしめられてなる構成のプラズマ処理
装置。 11、励起によってプラズマ化された1種類以上の反応
ガスを、少なくともカスプ型磁場によって閉じ込めた状
態で、該反応ガスを被処理物上に輸送することによって
、被処理物上での薄膜の形成、あるいは薄膜の加工、ま
たは該反応ガスから電力が印加された電極にイオンを引
き込むことによってスパッタ成膜等を行うプラズマ処理
装置において、プラズマ流失防止手段として、プラズマ
損失部を間に挟む状態で、かつ対として径方向に2重に
具備せしめられた、コイルとしての磁場発生手段では、
コイルに流される電流は対としてのコイルでは逆方向、
径方向内外のコイルでは同一方向とされてなる構成のプ
ラズマ処理装置。
[Claims] 1. By transporting one or more types of reactive gases turned into plasma by excitation onto an object to be processed in a state where the reactive gases are confined by at least a cusp-shaped magnetic field,
In a plasma processing apparatus that forms a thin film on an object to be processed, processes a thin film, or performs sputtering film formation by drawing ions from the reaction gas to an electrode to which electric power is applied, an electrode or a processing chamber wall member is used. 1. A plasma processing apparatus configured to include means for preventing plasma from flowing out from a plasma loss section in a plasma confinement region in order to prevent dust from being generated. 2. By transporting one or more types of reactive gases that have been turned into plasma by excitation onto an object to be processed while being confined by at least a cusp-shaped magnetic field,
In a plasma processing apparatus that forms a thin film on a workpiece, processes a thin film, or performs sputtering film formation by drawing ions from the reaction gas to an electrode to which electric power is applied, plasma A plasma processing apparatus configured to include at least one of an electric field generating means and a magnetic field generating means in the vicinity of a loss portion. 3. By transporting one or more types of reactive gases that have been turned into plasma by excitation onto the object to be treated while being confined by at least a cusp-shaped magnetic field,
In a plasma processing apparatus that forms a thin film on a workpiece, processes a thin film, or performs sputtering film formation by drawing ions from the reaction gas to an electrode to which electric power is applied, plasma A plasma processing apparatus having a configuration in which a cylindrical electrode connected to a negative power source is arranged in a loss section. 4. By transporting one or more types of reactive gases that have been turned into plasma by excitation onto the object to be treated while being confined by at least a cusp-shaped magnetic field,
In a plasma processing apparatus that forms a thin film on a workpiece, processes a thin film, or performs sputtering film formation by drawing ions from the reaction gas to an electrode to which electric power is applied, plasma A plasma processing apparatus configured to include donut-shaped parallel plate electrodes connected to a high-frequency power source with a loss portion sandwiched therebetween. 5. By transporting one or more types of reactive gas that has been turned into plasma by excitation onto the object to be treated while being confined by at least a cusp-shaped magnetic field,
In a plasma processing apparatus that forms a thin film on a workpiece, processes a thin film, or performs sputtering film formation by drawing ions from the reaction gas to an electrode to which electric power is applied, plasma A plasma processing apparatus comprising donut-shaped parallel plate electrodes connected to a high-frequency power source with a loss part sandwiched therebetween, and a donut-shaped magnetic field generating means with the electrodes sandwiched therebetween. . 6. By transporting one or more types of reactive gas that has been turned into plasma by excitation onto the object to be treated while being confined by at least a cusp-shaped magnetic field,
In a plasma processing apparatus that forms a thin film on a workpiece, processes a thin film, or performs sputtering film formation by drawing ions from the reaction gas to an electrode to which electric power is applied, plasma A donut-shaped parallel plate electrode connected to a high frequency power source is provided with the loss part sandwiched between them, and with the electrodes sandwiched between them, the direction of the magnetic field is only a circumferential component, and the magnetic field is opposed to each other. A plasma processing apparatus comprising a donut-shaped magnetic field generating means that generates a magnetic field in an opposite direction on the parallel plate electrode surfaces. 7. By transporting one or more types of reactive gas that has been turned into plasma by excitation onto the object to be treated while being confined by at least a cusp-shaped magnetic field,
In a plasma processing apparatus that forms a thin film on a workpiece, processes a thin film, or performs sputtering film formation by drawing ions from the reaction gas to an electrode to which electric power is applied, plasma A donut-shaped parallel plate electrode connected to a high frequency power source is provided with the loss portion sandwiched between them, and the magnetic field provided with the electrodes sandwiched therebetween has only a circumferential component, The plasma processing apparatus is configured such that a donut-shaped magnetic field generating means that generates a magnetic field in an opposite direction on the opposing surfaces of the parallel plate electrodes is a set of coils spirally wound in the circumferential direction. 8. By transporting one or more types of reactive gases that have been turned into plasma by excitation onto the object to be treated while being confined by at least a cusp-shaped magnetic field,
In a plasma processing apparatus that forms a thin film on a workpiece, processes a thin film, or performs sputtering film formation by drawing ions from the reaction gas to an electrode to which electric power is applied, plasma A plasma processing apparatus configured such that donut-shaped parallel plate electrodes connected to a high-frequency power source, which are provided with a loss portion sandwiched therebetween, are movable relative to the surface of a substrate as an object to be processed. 9. By transporting one or more types of reactive gas that has been turned into plasma by excitation onto the object to be treated while being confined by at least a cusp-shaped magnetic field,
In a plasma processing apparatus that forms a thin film on a workpiece, processes a thin film, or performs sputtering film formation by drawing ions from the reaction gas to an electrode to which electric power is applied, plasma A donut-shaped parallel plate electrode connected to a high-frequency power source is provided with a loss portion in between, and a donut-shaped magnetic field generating means is provided with the electrode in between. A plasma processing apparatus configured to be movable relative to the surface of a substrate as an object. 10. Formation of a thin film on the object to be processed by transporting the one or more types of reaction gas that has been turned into plasma by excitation onto the object while being confined by at least a cusp-shaped magnetic field; Alternatively, in a plasma processing apparatus that processes thin films or performs sputtering film formation by drawing ions from the reaction gas to an electrode to which electric power is applied, as a means to prevent plasma flow, a plasma loss part is placed in between. A plasma processing apparatus having a configuration in which a magnetic field generating means is provided twice in the radial direction. 11. Formation of a thin film on the object to be processed by transporting the one or more types of reaction gas that has been turned into plasma by excitation onto the object while being confined by at least a cusp-shaped magnetic field; Alternatively, in a plasma processing apparatus that processes a thin film or performs sputtering film formation by drawing ions from the reaction gas to an electrode to which electric power is applied, as a means for preventing plasma loss, a plasma loss part is sandwiched between the In the magnetic field generating means as a coil, which is provided twice in the radial direction as a pair,
The current flowing through the coils is in opposite directions in the pair of coils,
A plasma processing device configured such that the inner and outer coils are radially oriented in the same direction.
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