JP2001044175A - Plasma processing apparatus - Google Patents

Plasma processing apparatus

Info

Publication number
JP2001044175A
JP2001044175A JP11210874A JP21087499A JP2001044175A JP 2001044175 A JP2001044175 A JP 2001044175A JP 11210874 A JP11210874 A JP 11210874A JP 21087499 A JP21087499 A JP 21087499A JP 2001044175 A JP2001044175 A JP 2001044175A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microwave
plasma
slit
waveguide
microwave waveguide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP11210874A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshizo Tsugami
上 芳 三 津
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibaura Mechatronics Corp
Original Assignee
Shibaura Mechatronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shibaura Mechatronics Corp filed Critical Shibaura Mechatronics Corp
Priority to JP11210874A priority Critical patent/JP2001044175A/en
Publication of JP2001044175A publication Critical patent/JP2001044175A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma processing apparatus which can stabilize discharging. SOLUTION: In this plasma processing apparatus, a process gas G is introduced into the interior of a discharge tube 6, a microwave M guided via a microwave waveguide 10 is irradiated to the gas G in the discharge tube 6 to generate a plasma in the discharge tube 6, and an object 3 to be processed is processed with the use of the plasma. The waveguide 10 has a slit 12, through which the microwave M is emitted toward the interior of the tube 6. The slit 6 is formed being elongated along the tube direction of the waveguide 10, the dimensions of the waveguide 10 and the length of the slit 12 in its longitudinal direction are set, so that the length of the slit 12 in the longitudinal direction is nearly equal to the length of half-wavelength of the microwave M in the waveguide 10, and plasma generated directly close to the slit is focused on one location.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ処理装置
に係わり、特に、放電管又は真空容器の内部のプロセス
ガスにマイクロ波を照射してプラズマを発生させ、この
プラズマを利用して被処理物を処理するプラズマ処理装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus, and more particularly, to a plasma generated by irradiating a process gas in a discharge tube or a vacuum vessel with microwaves, and using the plasma to process an object to be processed. The present invention relates to a plasma processing apparatus for processing.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体製造用シリコンウエハや液晶ディ
スプレイ用ガラス基板といった被処理物を処理するため
の装置として、マイクロ波プラズマを利用して被処理物
のドライエッチング処理やアッシング処理等を施すプラ
ズマ処理装置がある。
2. Description of the Related Art As an apparatus for processing an object to be processed such as a silicon wafer for semiconductor manufacturing or a glass substrate for a liquid crystal display, a plasma process for performing dry etching or ashing of the object using microwave plasma. There is a device.

【0003】このプラズマ処理装置にはいくつかの種類
があり、一例としては、誘電体で形成された放電管の内
部にプロセスガスを導入し、マイクロ波導波管を介して
導かれたマイクロ波を放電管の内部のプロセスガスに照
射し、放電管の内部にプラズマを発生させて被処理物の
処理を行うものがある。
[0003] There are several types of plasma processing apparatuses. For example, a process gas is introduced into a discharge tube formed of a dielectric, and a microwave guided through a microwave waveguide is introduced. 2. Description of the Related Art There is an apparatus that irradiates a process gas inside a discharge tube to generate plasma inside the discharge tube to process an object to be processed.

【0004】このタイプのプラズマ処理装置において
は、放電管の内部にプラズマを生成することによりプロ
セスガスから活性種を生成し、この活性種を真空容器の
内部に形成された処理室に導いて被処理物の表面に供給
し、ドライエッチングやアッシング等の表面処理が施さ
れる。
In this type of plasma processing apparatus, active species are generated from a process gas by generating plasma inside a discharge tube, and the active species is guided to a processing chamber formed inside a vacuum vessel to be covered. It is supplied to the surface of the processed object and subjected to a surface treatment such as dry etching or ashing.

【0005】また、プラズマ処理装置の他の例として
は、マイクロ波導波管を介して導かれたマイクロ波を、
真空容器に設けらた誘電体より成るマイクロ波透過窓部
材を介して真空容器の内部に導入し、真空容器の内部に
導入されたプロセスガスにマイクロ波を照射し、真空容
器の内部にプラズマを発生させて被処理物の処理を行う
ものがある。
[0005] As another example of the plasma processing apparatus, a microwave guided through a microwave waveguide is used.
The process gas introduced into the vacuum vessel is introduced through a microwave transmitting window member made of a dielectric material provided in the vacuum vessel, and the process gas introduced into the vacuum vessel is irradiated with microwaves to generate plasma inside the vacuum vessel. In some cases, the processing is performed on an object to be processed.

【0006】このタイプのプラズマ処理装置には、真空
容器の内部で生成したプラズマを被処理物の表面に接触
させ、プラズマ中の活性種等によりエッチングやアッシ
ング等の表面処理を施すものと、プラズマ発生領域と処
理室とを分離して、プラズマからのダウンフローを被処
理物の表面に導いてエッチングやアッシング等の表面処
理を施すものとがある。
[0006] This type of plasma processing apparatus includes a plasma processing apparatus in which a plasma generated inside a vacuum vessel is brought into contact with the surface of an object to be processed and subjected to a surface treatment such as etching or ashing using active species in the plasma. In some cases, a generation region and a processing chamber are separated from each other, and a downflow from plasma is guided to the surface of the object to be processed to perform a surface treatment such as etching or ashing.

【0007】なお、前述の放電管又はマイクロ波透過窓
部材を形成するための誘電体としては、石英、アルミナ
等を使用することができる。
As a dielectric for forming the above-mentioned discharge tube or microwave transmitting window member, quartz, alumina or the like can be used.

【0008】また、プロセスガスとしては、例えば被処
理物表面の薄膜のエッチングを行う場合には、酸素ガス
(O)、或いは酸素ガスにCF、NF等のフッ素
系ガスを添加したガスが使用される。
As a process gas, for example, when etching a thin film on the surface of an object to be processed, oxygen gas (O 2 ) or a gas obtained by adding a fluorine-based gas such as CF 4 or NF 3 to oxygen gas. Is used.

【0009】上述した従来のプラズマ処理装置において
は、前記の如くマイクロ波導波管を介して、放電管又は
真空容器の内部にマイクロ波が導入されるが、マイクロ
波導波管にはその長手方向に沿って形成された細長状の
スリットから、放電管又は真空容器の内部に向けてマイ
クロ波が放射される。
In the above-described conventional plasma processing apparatus, microwaves are introduced into the discharge tube or the vacuum vessel through the microwave waveguide as described above. Microwaves are radiated from the elongated slit formed along the discharge tube or the inside of the vacuum vessel.

【0010】これがいわゆるスロットアンテナ方式と呼
ばれ、このスロットアンテナ方式を採用したプラズマ処
理装置においては、マイクロ波導波管の内部に形成され
るマイクロ波の電磁界分布に対応した形でスリットから
マイクロ波が放出される。
This is called a so-called slot antenna system, and in a plasma processing apparatus employing this slot antenna system, a microwave is passed through a slit in a form corresponding to an electromagnetic field distribution of a microwave formed inside a microwave waveguide. Is released.

【0011】なお、マイクロ波導波管としては方形断面
を有する方形導波管が代表的であり、例えば、日本電子
機械工業会規格WRJ−2があげられる。
A typical example of the microwave waveguide is a rectangular waveguide having a rectangular cross section, for example, WRJ-2, a standard of the Japan Electronic Machinery Manufacturers Association.

【0012】図5は、放電管を備えた従来のプラズマ処
理装置のプラズマ発生部を示した断面図であり、図5に
示したように、放電室50を内部に形成する放電管51
の下方に、方形断面を有するマイクロ波導波管52が、
放電管51の管軸方向に沿って延設されている。マイク
ロ波導波管52の上面には、放電管51の放電室50に
向けてマイクロ波Mを放出するためのスリット53が、
マイクロ波導波管52の管軸方向に沿って細長状に形成
されている。
FIG. 5 is a sectional view showing a plasma generator of a conventional plasma processing apparatus having a discharge tube. As shown in FIG. 5, a discharge tube 51 in which a discharge chamber 50 is formed is shown.
Below, a microwave waveguide 52 having a square cross section is
The discharge tube 51 extends along the tube axis direction. On the upper surface of the microwave waveguide 52, a slit 53 for emitting the microwave M toward the discharge chamber 50 of the discharge tube 51 is provided.
The microwave waveguide 52 is formed in an elongated shape along the tube axis direction.

【0013】そして、放電管51内を流れるプロセスガ
スGに、スリット53を介して放電室50に導入された
マイクロ波Mが照射され、放電室50内にプラズマが生
成される。また、マイクロ波導波管52に設けられるス
リット53は、マイクロ波導波管52の内部でのマイク
ロ波の波長λg(以下「管内波長λg」と言う。)に対
してλg/2の整数倍の長さに設定されている。
Then, the process gas G flowing through the discharge tube 51 is irradiated with the microwave M introduced into the discharge chamber 50 through the slit 53 to generate a plasma in the discharge chamber 50. The slit 53 provided in the microwave waveguide 52 has a length that is an integral multiple of λg / 2 with respect to the wavelength λg of the microwave inside the microwave waveguide 52 (hereinafter referred to as “in-tube wavelength λg”). Is set to

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】ところで、マイクロ波
導波管として通常使用されている方形導波管の場合、管
内波長λgが通常十数cmであるのに対し、放電管の放
電領域(放電室)の長さ、或いは真空容器(プロセスチ
ャンバー)の大きさは通常数十cmである。
By the way, in the case of a rectangular waveguide usually used as a microwave waveguide, the guide wavelength λg is usually more than ten cm, whereas the discharge region (discharge chamber) of the discharge tube ) Or the size of the vacuum chamber (process chamber) is usually several tens of cm.

【0015】このため、放電管又は真空容器の内部に均
一なプラズマを生成するためにマイクロ波導波管に形成
されるスリットの長手方向の長さは、λg/2の2倍か
ら5倍又はそれ以上になる。
For this reason, the longitudinal length of the slit formed in the microwave waveguide for generating uniform plasma inside the discharge tube or the vacuum vessel is 2 to 5 times λg / 2 or more. That is all.

【0016】このようにλg/2の2倍から5倍の長さ
のスリットを設けた場合、図5に示したような、マイク
ロ波導波管52の内部の定在波54の分布から、照射さ
れたマイクロ波の電磁界が極大値をとる場所が複数箇所
存在することになる。すると、発生するプラズマの分布
も、高密度の部分が複数箇所存在することになり、これ
は、プラズマが複数箇所で発生していることを意味して
いる。
When a slit having a length of 2 to 5 times λg / 2 is provided as described above, the irradiation of the standing wave 54 inside the microwave waveguide 52 as shown in FIG. There are a plurality of places where the electromagnetic field of the obtained microwave takes the maximum value. Then, the distribution of the generated plasma also includes a plurality of high-density portions, which means that the plasma is generated at a plurality of portions.

【0017】このように複数箇所でプラズマが発生した
場合、すべてのプラズマを同じ強度(密度)にすること
は極めて困難であり、通常は1カ所だけが強く、その他
の場所は弱くなっている。また、時間の経過と共に、プ
ラズマの強い場所がそれまで弱かった部分に移動し、プ
ラズマの分布が変化する。一般に、プラズマの強度が弱
いと放電が不安定になりやすく、このため、時間の経過
と共に不安定な場所が移動する結果となる。
When plasma is generated at a plurality of locations as described above, it is extremely difficult to make all plasmas have the same intensity (density). Usually, only one location is strong and the other locations are weak. Further, as time passes, a place where the plasma is strong moves to a part where the plasma was weak, and the distribution of the plasma changes. In general, when the intensity of the plasma is low, the discharge tends to be unstable, which results in the movement of the unstable place with time.

【0018】被処理物の処理中、例えばエッチング処理
中に放電が不安定であると、被処理物のエッチング速度
及びエッチングの面内均一性が、個々の被処理物毎にば
らついてしまい、歩留まりが悪くなるという問題があ
る。
If the discharge is unstable during the processing of the processing object, for example, during the etching processing, the etching rate and the in-plane uniformity of the etching of the processing object vary for each processing object, and the yield is high. There is a problem that becomes worse.

【0019】また、被処理物のエッチングの際に発生す
る光の強度変化によりエッチングの終点検出を行う場
合、プラズマの放電が不安定であるとエッチング終点検
出器が誤作動を起こし、エッチング終点の検出が不可能
になるという問題がある。
In the case where the end point of etching is detected by a change in the intensity of light generated during the etching of an object to be processed, if the plasma discharge is unstable, the etching end point detector malfunctions, and the end point of the etching ends. There is a problem that detection becomes impossible.

【0020】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たものであって、放電の安定化を図り得るプラズマ処理
装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and has as its object to provide a plasma processing apparatus capable of stabilizing discharge.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、放電管の内部にプロセスガスを導入し、
マイクロ波導波管を介して導かれたマイクロ波を前記放
電管の内部のプロセスガスに照射し、前記放電管の内部
にプラズマを発生させ、このプラズマを利用して被処理
物を処理するプラズマ処理装置において、前記マイクロ
波導波管には、前記放電管の内部に向けてマイクロ波を
放射するためのスリットを有し、前記スリットは、前記
マイクロ波導波管の管軸方向に沿って細長状に形成され
ており、前記スリットの長手方向の長さと前記マイクロ
波導波管内でのマイクロ波の半波長の長さとが略等しく
なるように前記マイクロ波導波管の寸法及び前記スリッ
トの長手方向の長さを設定し、スリット直近で生成され
るプラズマの発生を一カ所にしたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention introduces a process gas into a discharge tube,
Plasma processing for irradiating a process gas inside the discharge tube with a microwave guided through a microwave waveguide to generate plasma inside the discharge tube, and processing an object to be processed using the plasma In the device, the microwave waveguide has a slit for emitting microwaves toward the inside of the discharge tube, and the slit is elongated along the tube axis direction of the microwave waveguide. The size of the microwave waveguide and the length of the slit in the longitudinal direction such that the longitudinal length of the slit and the half-wavelength of the microwave in the microwave waveguide are substantially equal. , And the generation of plasma generated in the immediate vicinity of the slit is provided at one location.

【0022】ここで、「前記スリットの長手方向の長さ
と前記マイクロ波導波管内でのマイクロ波の半波長の長
さとが略等しくなる」とは、両者の長さが同一の場合を
含むものであり、また、スリット直近で発生するプラズ
マが一カ所になる限りにおいて両者の長さの違いを許容
するものである。
Here, "the length in the longitudinal direction of the slit is substantially equal to the half-wave length of the microwave in the microwave waveguide" includes the case where both lengths are the same. In addition, a difference in length between the slits is allowed as long as the plasma generated in the immediate vicinity of the slit is located at one location.

【0023】上記目的を達成するために、本発明は、マ
イクロ波導波管を介して導かれたマイクロ波を、真空容
器に設けらたマイクロ波透過窓部材を介して前記真空容
器の内部に導入し、前記真空容器の内部に導入されたプ
ロセスガスにマイクロ波を照射し、前記真空容器の内部
にプラズマを発生させ、このプラズマを利用して被処理
物を処理するプラズマ処理装置において、前記マイクロ
波導波管の前記真空容器側の側面には、前記真空容器の
内部に向けてマイクロ波を放射するためのスリットを有
し、前記スリットは、前記マイクロ波導波管の管軸方向
に沿って細長状に形成されており、前記スリットの長手
方向の長さと前記マイクロ波導波管内でのマイクロ波の
半波長の長さとが略等しくなるように前記マイクロ波導
波管の寸法及び前記スリットの長手方向の長さを設定
し、スリット直近で生成されるプラズマの発生を一カ所
にしたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a method of introducing a microwave guided through a microwave waveguide into a vacuum vessel through a microwave transmitting window member provided in the vacuum vessel. In a plasma processing apparatus for irradiating a process gas introduced into the vacuum container with microwaves to generate plasma inside the vacuum container and processing an object to be processed using the plasma, The side surface of the waveguide on the vacuum vessel side has a slit for emitting microwaves toward the inside of the vacuum vessel, and the slit is elongated along the tube axis direction of the microwave waveguide. The length and the length of the microwave waveguide are set so that the length in the longitudinal direction of the slit is substantially equal to the half-wavelength of the microwave in the microwave waveguide. Set the longitudinal length of the slit, characterized in that the generation of plasma generated by the slit nearest to the one place.

【0024】ここで、「前記スリットの長手方向の長さ
と前記マイクロ波導波管内でのマイクロ波の半波長の長
さとが略等しくなる」とは、両者の長さが同一の場合を
含むものであり、また、スリット直近で発生するプラズ
マが一カ所になる限りにおいて両者の長さの違いを許容
するものである。
Here, "the length in the longitudinal direction of the slit and the length of a half wavelength of the microwave in the microwave waveguide are substantially equal" includes a case where both lengths are the same. In addition, a difference in length between the slits is allowed as long as the plasma generated in the immediate vicinity of the slit is located at one location.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】第1実施形態 以下、本発明の第1実施形態によるプラズマ処理装置に
ついて、図1乃至図3を参照して説明する。なお、本実
施形態によるプラズマ処理装置は、処理室から分離して
配置された放電室を備え、この放電室においてマイクロ
波プラズマを生成するようにした放電分離型ケミカルド
ライエッチング装置である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment Hereinafter, a plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The plasma processing apparatus according to the present embodiment is a discharge separation type chemical dry etching apparatus that includes a discharge chamber separated from the processing chamber and generates microwave plasma in the discharge chamber.

【0026】図1は、本実施形態によるプラズマ処理装
置の概略構成を示した模式図であり、図1に示したよう
にこの装置は、処理室2を内部に形成する真空容器1を
備えており、この真空容器1の内部には被処理物3を載
置するための載置台4が設けられている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a plasma processing apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, this apparatus includes a vacuum vessel 1 in which a processing chamber 2 is formed. In addition, a mounting table 4 on which the workpiece 3 is mounted is provided inside the vacuum vessel 1.

【0027】また、真空容器1にはガス導入管5の一端
が接続されており、このガス導入管5の他端には、誘電
体で形成された放電管6の一端が接続されている。放電
管6の内部には放電室9が形成されている。
Further, one end of a gas introduction tube 5 is connected to the vacuum vessel 1, and one end of a discharge tube 6 formed of a dielectric is connected to the other end of the gas introduction tube 5. A discharge chamber 9 is formed inside the discharge tube 6.

【0028】放電管6の他端側にはプロセスガスGを放
電管6の内部に導入するためのガス導入口7が設けられ
ており、さらに、放電管6には、放電管6の内部にマイ
クロ波を供給するためのマイクロ波導波管10が接続さ
れている。
The other end of the discharge tube 6 is provided with a gas inlet 7 for introducing a process gas G into the inside of the discharge tube 6. A microwave waveguide 10 for supplying a microwave is connected.

【0029】ここで、放電管6を形成するための誘電体
としては、石英、アルミナ等を使用することができる。
Here, quartz, alumina or the like can be used as a dielectric for forming the discharge tube 6.

【0030】図2は、本実施形態によるプラズマ処理装
置のプラズマ発生部を示した斜視図であり、図2に示し
たようにマイクロ波導波管10は放電管6の管軸方向に
沿って延設されている。マイクロ波導波管10の上面に
は、放電管6の内部にマイクロ波Mを放射するためのス
リット12が形成されており、このスリット12は細長
状に形成されている。マイクロ波導波管10の上部に
は、マイクロ波を遮蔽するためのシールド部材20が放
電管6を包囲するようにして設けられている。
FIG. 2 is a perspective view showing a plasma generator of the plasma processing apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the microwave waveguide 10 extends along the tube axis of the discharge tube 6. Has been established. On the upper surface of the microwave waveguide 10, a slit 12 for radiating the microwave M is formed inside the discharge tube 6, and the slit 12 is formed in an elongated shape. A shield member 20 for shielding microwaves is provided above the microwave waveguide 10 so as to surround the discharge tube 6.

【0031】そして、本実施形態によるプラズマ処理装
置においては、スリット12の長手方向の長さとマイク
ロ波導波管10内でのマイクロ波Mの半波長の長さとが
略等しくなるように、マイクロ波導波管10の寸法及び
スリット12の長手方向の長さが設定されている。
In the plasma processing apparatus according to the present embodiment, the microwave waveguide is set such that the length of the slit 12 in the longitudinal direction is substantially equal to the half wavelength of the microwave M in the microwave waveguide 10. The dimensions of the tube 10 and the length of the slit 12 in the longitudinal direction are set.

【0032】ここで、マイクロ波導波管10内でのマイ
クロ波Mの波長(管内波長λg)は、マイクロ波Mの周
波数とマイクロ波導波管10の断面形状で決まる。従来
のプラズマ処理装置の場合、既に述べたように方形導波
管において管内波長λgは十数cmであるが、マイクロ
波導波管の断面の長辺の寸法を短くすることで、理論上
は無限大まで管内波長λgをのばすことができる。
Here, the wavelength (wavelength λg) of the microwave M in the microwave waveguide 10 is determined by the frequency of the microwave M and the sectional shape of the microwave waveguide 10. In the case of the conventional plasma processing apparatus, as described above, the guide wavelength λg in the rectangular waveguide is tens of cm, but by shortening the length of the long side of the cross section of the microwave waveguide, it is theoretically infinite. The guide wavelength λg can be extended to a large extent.

【0033】図3は、図2に示したプラズマ発生部の断
面図であり、図3において符号Lはマイクロ波導波管1
0の内側方形断面の長辺の長さを示している。そして、
マイクロ波導波管10内でのマイクロ波Mの波長λgを
長くして、前記の如くスリット12の長手方向の長さと
マイクロ波導波管10内でのマイクロ波Mの半波長λg
/2の長さとが略等しくするために、マイクロ波導波管
10の長片の長さLは、図5に示した従来のマイクロ波
導波管52に比べて短く設定されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the plasma generating section shown in FIG. 2. In FIG.
0 indicates the length of the long side of the inside rectangular cross section. And
The wavelength λg of the microwave M in the microwave waveguide 10 is increased, and the length of the slit 12 in the longitudinal direction and the half wavelength λg of the microwave M in the microwave waveguide 10 are increased as described above.
The length L of the long piece of the microwave waveguide 10 is set shorter than that of the conventional microwave waveguide 52 shown in FIG.

【0034】そして、ガス導入口7から供給されたプロ
セスガスGは、マイクロ波導波管10を介して放電管6
の内部に供給されたマイクロ波Mの照射を受けてプラズ
マ化され、これによってプロセスガス中に活性種が生成
される。この活性種はガス導入管5を介して真空容器1
内の処理室2に輸送され、載置台4の上に載置された被
処理物3の表面に供給され、これによって被処理物3の
表面処理が行われる。
The process gas G supplied from the gas inlet 7 is supplied to the discharge tube 6 via the microwave waveguide 10.
Is irradiated with the microwaves M supplied to the inside thereof, and is turned into plasma, whereby active species are generated in the process gas. This active species is supplied to the vacuum vessel 1 through the gas introduction pipe 5.
The workpiece 3 is transported to the inside of the processing chamber 2 and supplied to the surface of the workpiece 3 placed on the mounting table 4, whereby the surface treatment of the workpiece 3 is performed.

【0035】なお、このプラズマ処理装置は、被処理物
表面の薄膜のエッチングや、被処理物表面のレジストの
アッシング等に使用されるものであり、例えばエッチン
グを行う場合にはプロセスガスとして酸素(O)ガ
ス、或いは酸素にCF、NF 等のフッ素系ガスを添
加したガスが使用される。
In this plasma processing apparatus, the object to be processed is
Etching of thin film on the surface and resist on the surface of the workpiece
Used for ashing etc., for example, etchin
When performing oxygen (O 2) as a process gas2) Mo
Or oxygen to CF4, NF 3Fluorine gas such as
The added gas is used.

【0036】ここで、一般に、マイクロ波導波管内の電
磁界分布は、整合器により整合が取れている場合、管内
波長λgの間隔で定在波が発生する。
Here, in general, when the electromagnetic field distribution in the microwave waveguide is matched by the matching device, standing waves are generated at intervals of the guide wavelength λg.

【0037】そして、本実施形態によるプラズマ処理装
置においては、スリット12の長手方向の長さとマイク
ロ波導波管10内でのマイクロ波Mの半波長λg/2の
長さとが略等しくなるように、マイクロ波導波管10の
寸法及びスリット12の長手方向の長さが設定されてい
るので、マイクロ波導波管10内に発生する定在波の節
から節までの距離がスリット12の長さに相当し、放電
室9中で電磁界強度の強い場所は1カ所だけになる。
In the plasma processing apparatus according to the present embodiment, the length of the slit 12 in the longitudinal direction is substantially equal to the length of the half wavelength λg / 2 of the microwave M in the microwave waveguide 10. Since the size of the microwave waveguide 10 and the length in the longitudinal direction of the slit 12 are set, the distance from the node of the standing wave generated in the microwave waveguide 10 to the node corresponds to the length of the slit 12. However, there is only one place in the discharge chamber 9 where the electromagnetic field strength is strong.

【0038】厳密に言えば、放電管6内を表面波として
マイクロ波Mが伝播するため、複数箇所で放電すること
になるが、スリット12の直上領域以外の場所は、投入
電力とスリット直上領域のプラズマの状態で放電の安定
性が決まるので、投入電力が一定であれば、スリット直
上領域のプラズマを安定させることで、他の領域で発生
したプラズマも安定する。
Strictly speaking, since the microwave M propagates as a surface wave in the discharge tube 6, discharge occurs at a plurality of places. Since the stability of the discharge is determined by the state of the plasma, if the input power is constant, the plasma generated in the region immediately above the slit is stabilized by stabilizing the plasma immediately above the slit.

【0039】このように本実施形態によるプラズマ処理
装置においては、マイクロ波導波管10の寸法を従来の
値から変更し、放電室9の大きさに合わせて定在波の波
長を変えることで、放電管6内の放電室9におけるプラ
ズマを1カ所に集中させて放電を安定化させることがで
きるので、複数の被処理物3を連続的に処理した場合に
おいても、被処理物3同士の間で処理時のエッチング速
度及びエッチングの面内均一性がばらつくことがなく、
ひいては歩留まりの向上を図ることができる。
As described above, in the plasma processing apparatus according to the present embodiment, the size of the microwave waveguide 10 is changed from the conventional value, and the wavelength of the standing wave is changed according to the size of the discharge chamber 9. Since the plasma in the discharge chamber 9 in the discharge tube 6 can be concentrated at one location to stabilize the discharge, even when a plurality of workpieces 3 are continuously processed, the gap between the workpieces 3 can be reduced. The etching rate during processing and the in-plane uniformity of the etching do not vary,
As a result, the yield can be improved.

【0040】第2実施形態 次に、本発明の第2実施形態によるプラズマ処理装置に
ついて図4を参照して説明する。
Second Embodiment Next, a plasma processing apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0041】図4は、本実施形態によるプラズマ処理装
置の概略構成を示した模式図であり、この装置は、内部
を真空排気できる真空容器40を備えており、この真空
容器40の内部には処理室41が形成されている。処理
室41には、例えば表面にレジストが塗布された被処理
物3を載置するための載置台42が設けられている。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the plasma processing apparatus according to the present embodiment. This apparatus is provided with a vacuum vessel 40 capable of evacuating the inside. A processing chamber 41 is formed. The processing chamber 41 is provided with, for example, a mounting table 42 for mounting the workpiece 3 having a surface coated with a resist.

【0042】また、真空容器40の上部にはマイクロ波
導波管43の出口端が接続されており、このマイクロ波
導波管43の出口端と真空容器40の内部との間には、
誘電体より成るマイクロ波透過窓部材44が介装されて
いる。また、マイクロ波導波管43の入口端は、マイク
ロ波Mを発生させるマイクロ波発信器45に接続されて
いる。
An outlet end of the microwave waveguide 43 is connected to an upper portion of the vacuum vessel 40, and a gap between the outlet end of the microwave waveguide 43 and the inside of the vacuum vessel 40 is provided.
A microwave transmission window member 44 made of a dielectric is interposed. Further, the entrance end of the microwave waveguide 43 is connected to a microwave transmitter 45 for generating a microwave M.

【0043】そして、マイクロ波導波管43内を伝播し
たマイクロ波Mはマイクロ波透過窓部材44を通って真
空容器40内に導入される。なお、マイクロ波透過窓部
材44を形成する誘電体としては、石英、テフロン、ア
ルミナ等を使用することができる。
Then, the microwave M propagated in the microwave waveguide 43 is introduced into the vacuum vessel 40 through the microwave transmitting window member 44. In addition, as a dielectric material forming the microwave transmission window member 44, quartz, Teflon, alumina, or the like can be used.

【0044】処理室41の上部にはプラズマ発生領域4
6を仕切るための金属メッシュ47が配置されており、
この金属メッシュ47とマイクロ波透過窓部材44との
間にはガス導入口48が形成されている。
In the upper part of the processing chamber 41, the plasma generation region 4
6, a metal mesh 47 for partitioning is provided.
A gas inlet 48 is formed between the metal mesh 47 and the microwave transmitting window member 44.

【0045】さらに、マイクロ波導波管43の下面、つ
まりマイクロ波透過窓部材44に面する面には、真空容
器41内にマイクロ波Mを放射するためのスリット49
が、マイクロ波導波管43の管軸方向に沿って細長状に
形成されている。
Further, on the lower surface of the microwave waveguide 43, that is, on the surface facing the microwave transmitting window member 44, a slit 49 for radiating the microwave M into the vacuum vessel 41 is provided.
Are formed in an elongated shape along the tube axis direction of the microwave waveguide 43.

【0046】そして、本実施形態によるプラズマ処理装
置においては、スリット49の長手方向の長さとマイク
ロ波導波管43内でのマイクロ波Mの半波長λg/2の
長さとが略等しくなるように、マイクロ波導波管43の
寸法及びスリット49の長手方向の長さが設定されてい
る。
In the plasma processing apparatus according to the present embodiment, the length of the slit 49 in the longitudinal direction is substantially equal to the length of the half wavelength λg / 2 of the microwave M in the microwave waveguide 43. The dimensions of the microwave waveguide 43 and the length of the slit 49 in the longitudinal direction are set.

【0047】図4に示したプラズマ処理装置によって、
例えば被処理物3をアッシング処理する際には、まず初
めに真空排気された処理室41内に被処理物3を搬入し
て載置台42上に載置する。次に、処理室41内が所要
の真空度に達した後に、ガス導入口48を介してプロセ
スガスGを真空容器40内に導入する。ここで、プロセ
スガスには、酸素(O)、又は酸素にCF、NF
等のフッ素系ガスを添加したガス等が使用される。な
お、アッシング処理の効率を高めるために、被処理物3
は図示を省略した加熱手段によって加熱される。
With the plasma processing apparatus shown in FIG.
For example, when performing the ashing process on the workpiece 3, the workpiece 3 is first loaded into the processing chamber 41 evacuated and placed on the mounting table 42. Next, after the inside of the processing chamber 41 reaches a required degree of vacuum, the process gas G is introduced into the vacuum vessel 40 through the gas inlet 48. Here, the process gas is oxygen (O 2 ), or the oxygen is CF 4 or NF 3.
For example, a gas to which a fluorine-based gas such as the above is added is used. In order to increase the efficiency of the ashing process,
Are heated by heating means not shown.

【0048】次に、処理室41内の真空度が安定した
ら、マイクロ波発信器45を作動させてマイクロ波を発
生させ、このマイクロ波をマイクロ波導波管43を介し
て伝播させる。マイクロ波導波管43を伝播したマイク
ロ波は、スリット49から放射され、マイクロ波透過窓
部材44を透過して真空容器40上部のプラズマ発生領
域46内に導入される。すると、プラズマ発生領域46
内のプロセスガスは、マイクロ波によって励起されてプ
ラズマ化される。
Next, when the degree of vacuum in the processing chamber 41 is stabilized, the microwave transmitter 45 is operated to generate a microwave, and the microwave is propagated through the microwave waveguide 43. The microwave propagating through the microwave waveguide 43 is radiated from the slit 49, passes through the microwave transmitting window member 44, and is introduced into the plasma generation region 46 above the vacuum vessel 40. Then, the plasma generation region 46
The process gas inside is excited by microwaves and turned into plasma.

【0049】そして、このプラズマ内の主として電気的
に中性なラジカルが金属メッシュ47を透過し、載置台
42上に載置された被処理物3に到達してアッシング処
理が行われる。ここで、金属メッシュ47は、プラズマ
発生領域46で生成されるイオンなどの荷電粒子から被
処理物(半導体デバイス等)3を保護する役目を果たし
ている。
Then, mainly electrically neutral radicals in the plasma permeate the metal mesh 47 and reach the workpiece 3 placed on the mounting table 42 to perform an ashing process. Here, the metal mesh 47 plays a role of protecting the processing target (semiconductor device or the like) 3 from charged particles such as ions generated in the plasma generation region 46.

【0050】そして、本実施形態によるプラズマ処理装
置においては、スリット49の長手方向の長さとマイク
ロ波導波管43内でのマイクロ波Mの半波長λg/2の
長さとが略等しくなるように、マイクロ波導波管43の
寸法及びスリット49の長手方向の長さが設定されてい
るので、マイクロ波導波管43内に発生する定在波の節
から節までの距離がスリット49の長さに相当し、プラ
ズマ発生領域46中で電磁界強度の強い場所は1カ所だ
けになる。
In the plasma processing apparatus according to the present embodiment, the length of the slit 49 in the longitudinal direction is substantially equal to the length of the half wavelength λg / 2 of the microwave M in the microwave waveguide 43. Since the size of the microwave waveguide 43 and the length in the longitudinal direction of the slit 49 are set, the distance from the node of the standing wave generated in the microwave waveguide 43 to the node corresponds to the length of the slit 49. However, there is only one place where the electromagnetic field strength is strong in the plasma generation region 46.

【0051】厳密に言えば、マイクロ波透過窓部材44
内を表面波としてマイクロ波Mが伝播するため、複数箇
所で放電することになるが、スリット49の直下領域以
外の場所は、投入電力とスリット直下領域のプラズマの
状態で放電の安定性が決まるので、投入電力が一定であ
れば、スリット直下領域のプラズマを安定させること
で、他の領域で発生したプラズマも安定する。
Strictly speaking, the microwave transmitting window member 44
Since the microwave M propagates as a surface wave in the inside, discharge occurs at a plurality of places. However, in places other than the area immediately below the slit 49, the stability of the discharge is determined by the input power and the state of the plasma in the area immediately below the slit 49. Therefore, if the input power is constant, the plasma generated in the region immediately below the slit is stabilized by stabilizing the plasma immediately below the slit.

【0052】このように本実施形態によるプラズマ処理
装置においては、マイクロ波導波管43の寸法を従来の
値から変更し、プラズマ発生領域46の大きさに合わせ
て定在波の波長を変えることで、プラズマ発生領域46
におけるプラズマを1カ所に集中させて放電を安定化さ
せることができるので、複数の被処理物3を連続的に処
理した場合においても、被処理物3同士の間で処理時の
アッシング(エッチング)速度及びアッシング(エッチ
ング)の面内均一性がばらつくことがなく、ひいては歩
留まりの向上を図ることができる。
As described above, in the plasma processing apparatus according to the present embodiment, the size of the microwave waveguide 43 is changed from the conventional value, and the wavelength of the standing wave is changed according to the size of the plasma generation region 46. , Plasma generation region 46
Can stabilize the discharge by concentrating the plasma in one place, so that even when a plurality of workpieces 3 are continuously processed, ashing (etching) is performed between the workpieces 3 during processing. The in-plane uniformity of speed and ashing (etching) does not vary, and the yield can be improved.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上述べたように本発明によるプラズマ
処理装置によれば、マイクロ波導波管のスリットの長手
方向の長さとマイクロ波導波管内でのマイクロ波の半波
長の長さとが略等しくなるようにマイクロ波導波管の寸
法及びスリットの長手方向の長さを設定したので、プラ
ズマを発生させるための放電を安定化させることが可能
であり、複数の被処理物を連続的に処理した場合におい
ても、被処理物同士の間で処理速度及び処理の面内均一
性がばらつくことがなく、ひいては歩留まりの向上を図
ることができる。
As described above, according to the plasma processing apparatus of the present invention, the longitudinal length of the slit of the microwave waveguide is substantially equal to the half-wave length of the microwave in the microwave waveguide. Since the size of the microwave waveguide and the length of the slit in the longitudinal direction are set as described above, it is possible to stabilize the discharge for generating the plasma, and to continuously process a plurality of workpieces. In this case, the processing speed and the in-plane uniformity of the processing do not vary among the objects to be processed, and the yield can be improved.

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

【図1】本発明の第1実施形態によるプラズマ処理装置
の概略構成を示した模式図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示したプラズマ処理装置のプラズマ発生
部を示した斜視図。
FIG. 2 is a perspective view showing a plasma generation unit of the plasma processing apparatus shown in FIG.

【図3】図1に示したプラズマ処理装置のプラズマ発生
部を示した断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a plasma generating unit of the plasma processing apparatus shown in FIG.

【図4】本発明の第2実施形態によるプラズマ処理装置
の概略構成を示した模式図。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a plasma processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図5】従来のプラズマ処理装置のプラズマ発生部を示
した断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a plasma generation unit of a conventional plasma processing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、40 真空容器 2、41 処理室 3 被処理物 4、42 載置台 5 ガス導入管 6 放電管 7、48 ガス導入口 8 排気口 9 放電室 10、43 マイクロ波導波管 11 定在波 12、49 スリット 44 マイクロ波透過窓部材 45 マイクロ波発信器 46 プラズマ発生領域 G プロセスガス M マイクロ波 Reference Signs List 1, 40 Vacuum container 2, 41 Processing chamber 3 Object to be processed 4, 42 Mounting table 5 Gas inlet tube 6 Discharge tube 7, 48 Gas inlet 8 Exhaust port 9 Discharge chamber 10, 43 Microwave waveguide 11 Standing wave 12 , 49 Slit 44 Microwave transmission window member 45 Microwave transmitter 46 Plasma generation area G Process gas M Microwave

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】放電管の内部にプロセスガスを導入し、マ
イクロ波導波管を介して導かれたマイクロ波を前記放電
管の内部のプロセスガスに照射し、前記放電管の内部に
プラズマを発生させ、このプラズマを利用して被処理物
を処理するプラズマ処理装置において、 前記マイクロ波導波管には、前記放電管の内部に向けて
マイクロ波を放射するためのスリットを有し、前記スリ
ットは、前記マイクロ波導波管の管軸方向に沿って細長
状に形成されており、前記スリットの長手方向の長さと
前記マイクロ波導波管内でのマイクロ波の半波長の長さ
とが略等しくなるように前記マイクロ波導波管の寸法及
び前記スリットの長手方向の長さを設定し、スリット直
近で生成されるプラズマの発生を一カ所にしたことを特
徴とするプラズマ処理装置。
1. A process gas is introduced into a discharge tube, a microwave guided through a microwave waveguide is applied to a process gas inside the discharge tube, and a plasma is generated inside the discharge tube. In the plasma processing apparatus for processing an object to be processed using the plasma, the microwave waveguide has a slit for emitting microwaves toward the inside of the discharge tube, and the slit is Are formed in an elongated shape along the tube axis direction of the microwave waveguide, and the length of the slit in the longitudinal direction is substantially equal to the half-wave length of the microwave in the microwave waveguide. A plasma processing apparatus, wherein the size of the microwave waveguide and the length in the longitudinal direction of the slit are set, and the generation of plasma generated in the immediate vicinity of the slit is made in one place.
【請求項2】マイクロ波導波管を介して導かれたマイク
ロ波を、真空容器に設けらたマイクロ波透過窓部材を介
して前記真空容器の内部に導入し、前記真空容器の内部
に導入されたプロセスガスにマイクロ波を照射し、前記
真空容器の内部にプラズマを発生させ、このプラズマを
利用して被処理物を処理するプラズマ処理装置におい
て、 前記マイクロ波導波管の前記真空容器側の側面には、前
記真空容器の内部に向けてマイクロ波を放射するための
スリットを有し、前記スリットは、前記マイクロ波導波
管の管軸方向に沿って細長状に形成されており、前記ス
リットの長手方向の長さと前記マイクロ波導波管内での
マイクロ波の半波長の長さとが略等しくなるように前記
マイクロ波導波管の寸法及び前記スリットの長手方向の
長さを設定し、スリット直近で生成されるプラズマの発
生を一カ所にしたことを特徴とするプラズマ処理装置。
2. A microwave guided through a microwave waveguide is introduced into the vacuum vessel through a microwave transmitting window member provided in the vacuum vessel, and is introduced into the vacuum vessel. A plasma processing apparatus that irradiates the process gas with microwaves to generate plasma inside the vacuum vessel and processes the workpiece using the plasma, wherein a side surface of the microwave waveguide on the vacuum vessel side. Has a slit for emitting microwaves toward the inside of the vacuum container, the slit is formed in an elongated shape along the tube axis direction of the microwave waveguide, the slit The size of the microwave waveguide and the length of the slit in the longitudinal direction are set so that the length in the longitudinal direction and the half-wavelength of the microwave in the microwave waveguide are substantially equal, A plasma processing apparatus characterized in that plasma generated in the vicinity of a slit is generated in one place.
JP11210874A 1999-07-26 1999-07-26 Plasma processing apparatus Withdrawn JP2001044175A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11210874A JP2001044175A (en) 1999-07-26 1999-07-26 Plasma processing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11210874A JP2001044175A (en) 1999-07-26 1999-07-26 Plasma processing apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001044175A true JP2001044175A (en) 2001-02-16

Family

ID=16596536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11210874A Withdrawn JP2001044175A (en) 1999-07-26 1999-07-26 Plasma processing apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001044175A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007043079A (en) * 2005-06-29 2007-02-15 Shibaura Mechatronics Corp Plasma generator, method for generating plasm and plasma treatment apparatus
WO2007102532A1 (en) * 2006-03-07 2007-09-13 University Of The Ryukyus Sterilizer and sterilization method using the same
JP2008147116A (en) * 2006-12-13 2008-06-26 Ulvac Japan Ltd Plasma processing device
JP2011137226A (en) * 2009-12-05 2011-07-14 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology Method for producing metal particulate

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007043079A (en) * 2005-06-29 2007-02-15 Shibaura Mechatronics Corp Plasma generator, method for generating plasm and plasma treatment apparatus
WO2007102532A1 (en) * 2006-03-07 2007-09-13 University Of The Ryukyus Sterilizer and sterilization method using the same
JP2008147116A (en) * 2006-12-13 2008-06-26 Ulvac Japan Ltd Plasma processing device
JP2011137226A (en) * 2009-12-05 2011-07-14 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology Method for producing metal particulate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6761796B2 (en) Method and apparatus for micro-jet enabled, low-energy ion generation transport in plasma processing
KR100498584B1 (en) Plasma Treatment Equipment and Plasma Treatment Methods
KR970071945A (en) Plasma treatment method and apparatus
JP2570090B2 (en) Dry etching equipment
KR20180054495A (en) Dual-frequency surface wave plasma source
KR100895253B1 (en) Plasma processing device and ashing method
JP2001044175A (en) Plasma processing apparatus
JP3774965B2 (en) Plasma processing equipment
JP2951797B2 (en) Plasma generator
JP3563214B2 (en) Plasma etching method
JP3784912B2 (en) Microwave excitation plasma equipment
JP5559505B2 (en) Plasma processing equipment
JPH05129095A (en) Plasma treatment device
JPH09171900A (en) Plasma generating device
JPH0217636A (en) Dry etching device
JP2001326216A (en) Plasma processing device
JPH1145799A (en) Plasma processing device
JP3839570B2 (en) Plasma processing equipment
JPH06349776A (en) Semiconductor manufacturing apparatus
JP2003086398A (en) Plasma treatment apparatus
JP2002033307A (en) Plasma generator and plasma treatment equipment provided with the generator
JP2001237223A (en) Plasma treatment device
JP2001244244A (en) Plasma processing apparatus
JPH10261496A (en) Microwave plasma treatment method and apparatus
JPH11121195A (en) Plasma treatment device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20061003