JP2001237233A - Plasma processing method and apparatus - Google Patents

Plasma processing method and apparatus

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JP2001237233A
JP2001237233A JP2000048815A JP2000048815A JP2001237233A JP 2001237233 A JP2001237233 A JP 2001237233A JP 2000048815 A JP2000048815 A JP 2000048815A JP 2000048815 A JP2000048815 A JP 2000048815A JP 2001237233 A JP2001237233 A JP 2001237233A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アンテナと基板との距離を小さくしても均一
性が良く、かつ、高いイオン飽和電流密度が得られるプ
ラズマ処理方法及び装置を提供する。 【解決手段】 真空容器1内を所定の圧力に保ちなが
ら、高周波電力をアンテナ5に供給する。また、「アン
テナ5の周辺部に設けられ、かつ、誘電板6に密着して
設けられた第1導体リング12とアンテナ5との間の溝
状の空間からなる第1プラズマトラップ13」と、「第
1導体リング12の周辺部に設けられ、かつ、誘電板6
に密着して設けられ、かつ、内径が誘電板6の外形より
も小さい第2導体リング14と、第1導体リング12と
の間の溝状の空間からなる第2プラズマトラップ15」
が設けられている。この構成により、アンテナ5と基板
9との距離を小さくしても均一性が良く、かつ、高いイ
オン飽和電流密度が得られた。
(57) [Problem] To provide a plasma processing method and apparatus capable of obtaining good uniformity and obtaining a high ion saturation current density even when the distance between an antenna and a substrate is reduced. SOLUTION: While maintaining the inside of a vacuum vessel 1 at a predetermined pressure, high-frequency power is supplied to an antenna 5. Also, “a first plasma trap 13 formed of a groove-shaped space between the first conductor ring 12 and the antenna 5, which is provided in a peripheral portion of the antenna 5 and closely attached to the dielectric plate 6”; “It is provided around the first conductor ring 12 and the dielectric plate 6
And a second plasma trap 15 comprising a groove-shaped space between the second conductor ring 14 and the first conductor ring 12, which are provided in close contact with each other and have an inner diameter smaller than the outer shape of the dielectric plate 6.
Is provided. With this configuration, even when the distance between the antenna 5 and the substrate 9 was reduced, uniformity was good and a high ion saturation current density was obtained.

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】この発明は、半導体等の電子
デバイスやマイクロマシンの製造に利用されるドライエ
ッチング、スパッタリング、プラズマCVD等のプラズ
マ処理方法及び装置に関し、特にVHF帯またはUHF
帯の高周波電力を用いて励起するプラズマを利用するプ
ラズマ処理方法及び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 processing method and apparatus for dry etching, sputtering, plasma CVD, etc., used for manufacturing electronic devices such as semiconductors and micromachines, and more particularly, to a VHF band or UHF band.
The present invention relates to a plasma processing method and apparatus using plasma excited using high-frequency power in a band.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体等の電子デバイスの微細化に対応
するために、高密度プラズマの利用が重要であることに
ついて、特開平8−83696号公報に述べられている
が、最近は、電子密度が高くかつ電子温度の低い、低電
子温度プラズマが注目されている。
2. Description of the Related Art Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-83696 describes the importance of using high-density plasma in order to cope with miniaturization of electronic devices such as semiconductors. Low electron temperature plasma, which has high electron temperature and low electron temperature, has attracted attention.

【0003】Cl2やSF6等のように負性の強いガス、
言い換えれば、負イオンが生じやすいガスをプラズマ化
したとき、電子温度が3eV程度以下になると、電子温
度が高いときに比べてより多量の負イオンが生成され
る。この現象を利用すると、正イオンの入射過多によっ
て微細パターンの底部に正電荷が蓄積されることによっ
て起きる、ノッチと呼ばれるエッチング形状異常を防止
することができ、極めて微細なパターンのエッチングを
高精度に行うことができる。
[0003] Strongly negative gases such as Cl 2 and SF 6
In other words, when a gas that easily generates negative ions is turned into plasma, when the electron temperature is about 3 eV or less, a larger amount of negative ions is generated than when the electron temperature is high. Utilizing this phenomenon, it is possible to prevent an abnormal etching shape called a notch, which is caused by the accumulation of positive charges at the bottom of the fine pattern due to excessive incidence of positive ions. It can be carried out.

【0004】また、シリコン酸化膜等の絶縁膜のエッチ
ングを行う際に一般的に用いられるCxFyやCxHy
Fz(x、y、zは自然数)等の炭素及びフッ素を含む
ガスをプラズマ化したとき、電子温度が3eV程度以下
になると、電子温度が高いときに比べてガスの解離が抑
制され、とくにF原子やFラジカル等の生成が抑えられ
る。F原子やFラジカル等はシリコンをエッチングする
速度が早いため、電子温度が低い方が対シリコンエッチ
ング選択比の大きい絶縁膜エッチングが可能になる。
Further, CxFy and CxHy generally used when etching an insulating film such as a silicon oxide film are used.
When a gas containing carbon and fluorine such as Fz (x, y, and z are natural numbers) is plasmatized, when the electron temperature becomes about 3 eV or less, the dissociation of the gas is suppressed as compared to when the electron temperature is high. Generation of atoms, F radicals, and the like is suppressed. Since F atoms, F radicals, and the like have a high silicon etching rate, the lower the electron temperature, the higher the etching selectivity with respect to silicon.

【0005】また、電子温度が3eV以下になると、イ
オン温度やプラズマ電位も低下するので、プラズマCV
Dにおける基板へのイオンダメージを低減することがで
きる。
When the electron temperature becomes 3 eV or less, the ion temperature and the plasma potential also decrease.
D can reduce ion damage to the substrate.

【0006】電子温度の低いプラズマを生成できる技術
として現在注目されているのは、VHF帯またはUHF
帯の高周波電力を用いるプラズマ源である。
[0006] As a technique capable of generating plasma having a low electron temperature, attention is currently paid to a VHF band or a UHF band.
It is a plasma source that uses high-frequency power in the band.

【0007】図5は、われわれが既に提案している板状
アンテナ式プラズマ処理装置の断面図である。図5にお
いて、真空容器1内にガス供給装置2から所定のガスを
導入しつつ排気装置としてのポンプ3により排気を行
い、真空容器1内を所定の圧力に保ちながら、アンテナ
用高周波電源4により100MHzの高周波電力を、ア
ンテナ5と真空容器1との間に挟まれ、かつ、アンテナ
5と外形寸法がほぼ等しい誘電板6に設けられた貫通穴
7を介してアンテナ5に供給すると、真空容器1内にプ
ラズマが発生し、基板電極8上に載置された基板9に対
してエッチング、堆積、表面改質等のプラズマ処理を行
うことができる。このとき、基板電極8にも基板電極用
高周波電源10により高周波電力を供給することで、基
板9に到達するイオンエネルギーを制御することができ
る。また、アンテナ5の表面は、絶縁カバー11により
覆われている。また、誘電板6と誘電板6の周辺部に設
けられた誘電体リング18との間の溝状の空間と、アン
テナ5とアンテナ5の周辺部に設けられた導体リング1
9との間の溝状の空間からなるプラズマトラップ20が
設けられている。このような構成により、アンテナ5か
ら放射された電磁波がプラズマトラップ20で強めら
れ、また、低電子温度プラズマではホローカソード放電
が起きやすい傾向があるため、固体表面で囲まれたプラ
ズマトラップ20で高密度のプラズマ(ホローカソード
放電)が生成しやすくなる。したがって、真空容器1内
では、プラズマ密度がプラズマトラップ20で最も高く
なり、拡散によって基板9近傍までプラズマが輸送され
ることで、より均一なプラズマが得られる。
FIG. 5 is a sectional view of a plate antenna type plasma processing apparatus which has already been proposed. In FIG. 5, while introducing a predetermined gas from a gas supply device 2 into a vacuum vessel 1, the gas is evacuated by a pump 3 as an exhaust device. When a high-frequency power of 100 MHz is supplied to the antenna 5 through a through hole 7 provided in a dielectric plate 6 which is sandwiched between the antenna 5 and the vacuum vessel 1 and has substantially the same outer dimensions as the antenna 5, the vacuum vessel A plasma is generated in the substrate 1, and plasma processing such as etching, deposition, and surface modification can be performed on the substrate 9 placed on the substrate electrode 8. At this time, ion energy reaching the substrate 9 can be controlled by supplying high-frequency power to the substrate electrode 8 from the substrate electrode high-frequency power supply 10. The surface of the antenna 5 is covered with an insulating cover 11. A groove-shaped space between the dielectric plate 6 and a dielectric ring 18 provided around the dielectric plate 6, and the antenna 5 and the conductor ring 1 provided around the antenna 5
9 is provided with a plasma trap 20 consisting of a groove-shaped space between them. With such a configuration, the electromagnetic wave radiated from the antenna 5 is strengthened by the plasma trap 20, and the hollow cathode discharge tends to occur in the low electron temperature plasma. High-density plasma (hollow cathode discharge) is easily generated. Therefore, in the vacuum vessel 1, the plasma density is highest in the plasma trap 20, and the plasma is transported to the vicinity of the substrate 9 by diffusion, so that more uniform plasma can be obtained.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5に
示した従来の方式では、プラズマの均一性を得るため
に、アンテナ5と基板電極8との距離を大きくとる必要
があり、高いイオン飽和電流密度を得ようとすると、非
常に大きな高周波電力を印加する必要があるという問題
点があった。たとえば、塩素ガスのプラズマにおいて、
直径300mmの範囲で±10%以下の均一性を得るた
めには、アンテナ5と基板電極8との距離を130mm
程度にする必要があり、真空容器1内に塩素ガスを供給
し、VHFパワー1000Wをアンテナ5に印加した場
合、1Paで基板9近傍でのイオン飽和電流密度は2.
2mA/cm2であった。
However, in the conventional system shown in FIG. 5, it is necessary to increase the distance between the antenna 5 and the substrate electrode 8 in order to obtain uniformity of the plasma. In order to obtain the density, there is a problem that it is necessary to apply a very high frequency power. For example, in a plasma of chlorine gas,
In order to obtain uniformity of ± 10% or less in a range of a diameter of 300 mm, the distance between the antenna 5 and the substrate electrode 8 must be 130 mm.
When chlorine gas is supplied into the vacuum vessel 1 and a VHF power of 1000 W is applied to the antenna 5, the ion saturation current density near the substrate 9 at 1 Pa is 2.
It was 2 mA / cm 2 .

【0009】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、アン
テナと基板との距離を小さくしても均一性が良く、か
つ、高いイオン飽和電流密度が得られるプラズマ処理方
法及び装置を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and provides a plasma processing method and apparatus capable of achieving high uniformity and a high ion saturation current density even when the distance between an antenna and a substrate is reduced. It is an object.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本願の第1発明のプラズ
マ処理方法は、真空容器内にガスを供給しつつ真空容器
内を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、
真空容器内の基板電極に載置された基板に対向して真空
容器内に設けられたアンテナに、アンテナと真空容器と
の間に挟まれ、かつ、アンテナよりも外形寸法が大きい
誘電板に設けられた貫通穴を介して周波数50MHz乃
至3GHzの高周波電力を印加することにより、真空容
器内にプラズマを発生させ、基板を処理するプラズマ処
理方法であって、「アンテナの周辺部に設けられ、か
つ、誘電板に密着して設けられた第1導体リングとアン
テナとの間の溝状の空間からなる第1プラズマトラッ
プ」と、「第1導体リングの周辺部に設けられ、かつ、
誘電板に密着して設けられ、かつ、内径が誘電板の外形
よりも小さい第2導体リングと、第1導体リングとの間
の溝状の空間からなる第2プラズマトラップ」とによっ
て、基板上のプラズマ分布が制御された状態で基板を処
理することを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a plasma processing method, wherein the inside of a vacuum vessel is evacuated while supplying gas into the vacuum vessel, and the inside of the vacuum vessel is controlled to a predetermined pressure.
An antenna provided in the vacuum vessel facing the substrate placed on the substrate electrode in the vacuum vessel, provided on a dielectric plate sandwiched between the antenna and the vacuum vessel and having a larger outer dimension than the antenna A plasma processing method for generating plasma in a vacuum vessel and processing a substrate by applying high-frequency power having a frequency of 50 MHz to 3 GHz through a through hole provided, the method comprising: A first plasma trap comprising a groove-shaped space between the first conductor ring provided closely to the dielectric plate and the antenna, and "a first plasma trap provided in the periphery of the first conductor ring, and
The second plasma ring which is provided in close contact with the dielectric plate and has an inner diameter smaller than the outer shape of the dielectric plate, and a second plasma trap comprising a groove-shaped space between the first conductor ring " The substrate is processed in a state where the plasma distribution is controlled.

【0011】本願の第2発明のプラズマ処理方法は、真
空容器内にガスを供給しつつ真空容器内を排気し、真空
容器内を所定の圧力に制御しながら、真空容器内の基板
電極に載置された基板に対向して真空容器内に設けられ
たアンテナに、アンテナと真空容器との間に挟まれ、か
つ、アンテナと外形寸法がほぼ等しい誘電板に設けられ
た貫通穴を介して周波数50MHz乃至3GHzの高周
波電力を印加することにより、真空容器内にプラズマを
発生させ、基板を処理するプラズマ処理方法であって、
誘電板の周辺部に密着して誘電体リングが設けられ、
「アンテナの周辺部に設けられ、かつ、誘電体リングに
密着して設けられた第1導体リングとアンテナとの間の
溝状の空間からなる第1プラズマトラップ」と、「第1
導体リングの周辺部に設けられ、かつ、誘電体リングに
密着して設けられ、かつ、内径が誘電体リングの外形よ
りも小さい第2導体リングと、第1導体リングとの間の
溝状の空間からなる第2プラズマトラップ」とによっ
て、基板上のプラズマ分布が制御された状態で基板を処
理することを特徴とする。
In the plasma processing method according to the second aspect of the present invention, the inside of the vacuum vessel is evacuated while supplying gas into the vacuum vessel, and the vacuum vessel is mounted on the substrate electrode in the vacuum vessel while controlling the pressure to a predetermined pressure. The antenna provided in the vacuum vessel opposite to the placed substrate is sandwiched between the antenna and the vacuum vessel, and has a frequency through a through-hole provided in a dielectric plate having substantially the same external dimensions as the antenna. A plasma processing method for generating plasma in a vacuum vessel by applying high-frequency power of 50 MHz to 3 GHz to process a substrate,
A dielectric ring is provided in close contact with the periphery of the dielectric plate,
"A first plasma trap including a groove-shaped space between the antenna and a first conductor ring provided around the antenna and closely attached to the dielectric ring";
A groove formed between the second conductor ring and the first conductor ring, which is provided on the periphery of the conductor ring, is provided in close contact with the dielectric ring, and has an inner diameter smaller than the outer shape of the dielectric ring. The substrate is processed in a state where the plasma distribution on the substrate is controlled by the "second plasma trap comprising a space".

【0012】本願の第1または第2発明のプラズマ処理
方法において、好適には、アンテナに等方的な電磁界分
布をもたらすために、アンテナと真空容器とを短絡する
ショートピンを設けることが望ましい。
In the plasma processing method according to the first or second aspect of the present invention, it is preferable to provide a short pin for short-circuiting the antenna and the vacuum vessel in order to provide an isotropic electromagnetic field distribution to the antenna. .

【0013】また、好適には、アンテナの表面が絶縁カ
バーにより覆われていることが望ましい。
Preferably, the surface of the antenna is covered with an insulating cover.

【0014】本願の第1または第2発明のプラズマ処理
方法は、とくに、真空容器内に直流磁界が存在しない場
合に効果的なプラズマ処理方法である。
The plasma processing method of the first or second invention of the present application is an effective plasma processing method particularly when no DC magnetic field exists in the vacuum vessel.

【0015】本願の第3発明のプラズマ処理装置は、真
空容器と、真空容器内にガスを供給するためのガス供給
装置と、真空容器内を排気するための排気装置と、真空
容器内に基板を載置するための基板電極と、基板電極に
対向して設けられたアンテナと、アンテナと真空容器と
の間に挟まれ、かつ、アンテナよりも外形寸法が大きい
誘電板と、誘電板に設けられた貫通穴を介してアンテナ
に周波数50MHz乃至3GHzの高周波電力を供給す
ることのできる高周波電源とを備えたプラズマ処理装置
であって、「アンテナの周辺部に設けられ、かつ、誘電
板に密着して設けられた第1導体リングとアンテナとの
間の溝状の空間からなる第1プラズマトラップ」と、
「第1導体リングの周辺部に設けられ、かつ、誘電板に
密着して設けられ、かつ、内径が誘電板の外形よりも小
さい第2導体リングと、第1導体リングとの間の溝状の
空間からなる第2プラズマトラップ」が設けられている
ことを特徴とする。
A plasma processing apparatus according to a third aspect of the present invention includes a vacuum container, a gas supply device for supplying a gas into the vacuum container, an exhaust device for exhausting the inside of the vacuum container, and a substrate in the vacuum container. A substrate electrode for mounting the antenna, an antenna provided opposite to the substrate electrode, a dielectric plate sandwiched between the antenna and the vacuum vessel, and having a larger outer dimension than the antenna, and provided on the dielectric plate. And a high-frequency power supply capable of supplying high-frequency power having a frequency of 50 MHz to 3 GHz to the antenna through the provided through-hole, wherein the high-frequency power supply is provided at the periphery of the antenna and is in close contact with the dielectric plate. A first plasma trap consisting of a groove-shaped space between a first conductor ring provided as an antenna and an antenna,
"A groove formed between the first conductor ring and the second conductor ring, which is provided on the periphery of the first conductor ring, is provided in close contact with the dielectric plate, and has an inner diameter smaller than the outer shape of the dielectric plate. Is provided. "

【0016】本願の第4発明のプラズマ処理装置は、真
空容器と、真空容器内にガスを供給するためのガス供給
装置と、真空容器内を排気するための排気装置と、真空
容器内に基板を載置するための基板電極と、基板電極に
対向して設けられたアンテナと、アンテナと真空容器と
の間に挟まれ、かつ、アンテナと外形寸法がほぼ等しい
誘電板と、誘電板に設けられた貫通穴を介してアンテナ
に周波数50MHz乃至3GHzの高周波電力を供給す
ることのできる高周波電源とを備えたプラズマ処理装置
であって、誘電板の周辺部に密着して誘電体リングが設
けられ、「アンテナの周辺部に設けられ、かつ、誘電体
リングに密着して設けられた第1導体リングとアンテナ
との間の溝状の空間からなる第1プラズマトラップ」
と、「第1導体リングの周辺部に設けられ、かつ、誘電
体リングに密着して設けられ、かつ、内径が誘電体リン
グの外形よりも小さい第2導体リングと、第1導体リン
グとの間の溝状の空間からなる第2プラズマトラップ」
が設けられていることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus comprising: a vacuum container; a gas supply device for supplying gas into the vacuum container; an exhaust device for exhausting the inside of the vacuum container; A substrate electrode for mounting the antenna, an antenna provided facing the substrate electrode, a dielectric plate sandwiched between the antenna and the vacuum vessel, and having substantially the same outer dimensions as the antenna, and provided on the dielectric plate. And a high-frequency power supply capable of supplying high-frequency power having a frequency of 50 MHz to 3 GHz to the antenna through the provided through hole, wherein a dielectric ring is provided in close contact with a peripheral portion of the dielectric plate. "A first plasma trap including a groove-shaped space between the antenna and a first conductor ring provided around the antenna and closely attached to the dielectric ring"
"The second conductor ring, which is provided at the periphery of the first conductor ring and is provided in close contact with the dielectric ring, and has an inner diameter smaller than the outer shape of the dielectric ring, Second Plasma Trap Consisting of Groove-shaped Space Between "
Is provided.

【0017】本願の第3または第4発明のプラズマ処理
装置において、好適には、アンテナと真空容器とを短絡
するショートピンを設けることが望ましい。
In the plasma processing apparatus according to the third or fourth aspect of the present invention, it is preferable to provide a short pin for short-circuiting the antenna and the vacuum vessel.

【0018】また、好適には、アンテナの表面が絶縁カ
バーにより覆われていることが望ましい。
Preferably, the surface of the antenna is covered with an insulating cover.

【0019】本願の第3または第4発明のプラズマ処理
装置は、とくに、真空容器内に直流磁界を印加するため
のコイルまたは永久磁石を備えていない場合に効果的な
プラズマ処理装置である。
The plasma processing apparatus according to the third or fourth aspect of the present invention is an effective plasma processing apparatus particularly when no coil or permanent magnet for applying a DC magnetic field is provided in a vacuum vessel.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の第1実施形態につ
いて、図1を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0021】図1に、本発明の第1実施形態において用
いたプラズマ処理装置の断面図を示す。図1において、
真空容器1内にガス供給装置2から所定のガスを導入し
つつ排気装置としてのポンプ3により排気を行い、真空
容器1内を所定の圧力に保ちながら、アンテナ用高周波
電源4により100MHzの高周波電力を、アンテナ5
と真空容器1との間に挟まれ、かつ、アンテナ5よりも
外形寸法が大きい誘電板6に設けられた貫通穴7を介し
てアンテナ5に供給すると、真空容器1内にプラズマが
発生し、基板電極8上に載置された基板9に対してエッ
チング、堆積、表面改質等のプラズマ処理を行うことが
できる。このとき、基板電極8にも基板電極用高周波電
源10により高周波電力を供給することで、基板9に到
達するイオンエネルギーを制御することができる。ま
た、アンテナ5の表面は、絶縁カバー11により覆われ
ている。
FIG. 1 is a sectional view of a plasma processing apparatus used in the first embodiment of the present invention. In FIG.
While introducing a predetermined gas from the gas supply device 2 into the vacuum vessel 1, the gas is evacuated by the pump 3 as an exhaust device. To antenna 5
When supplied to the antenna 5 through a through hole 7 provided in a dielectric plate 6 having a larger outer dimension than the antenna 5, the plasma is generated in the vacuum container 1, The substrate 9 placed on the substrate electrode 8 can be subjected to plasma processing such as etching, deposition, and surface modification. At this time, ion energy reaching the substrate 9 can be controlled by supplying high-frequency power to the substrate electrode 8 from the substrate electrode high-frequency power supply 10. The surface of the antenna 5 is covered with an insulating cover 11.

【0022】また、「アンテナ5の周辺部に設けられ、
かつ、誘電板6に密着して設けられた第1導体リング1
2とアンテナ5との間の溝状の空間からなる第1プラズ
マトラップ13」と、「第1導体リング12の周辺部に
設けられ、かつ、誘電板6に密着して設けられ、かつ、
内径が誘電板6の外形よりも小さい第2導体リング14
と、第1導体リング12との間の溝状の空間からなる第
2プラズマトラップ15」が設けられている。
Also, “the antenna 5 is provided around the antenna 5,
The first conductor ring 1 provided in close contact with the dielectric plate 6
A first plasma trap 13 comprising a groove-shaped space between the antenna 2 and the antenna 5, and “a first plasma trap 13 provided around the first conductor ring 12 and closely attached to the dielectric plate 6;
Second conductor ring 14 having an inner diameter smaller than the outer shape of dielectric plate 6
And a second plasma trap 15 ”comprising a groove-shaped space between the first conductor ring 12 and the first conductor ring 12.

【0023】図1に示す本発明の第1実施形態において
用いたプラズマ処理装置において、塩素ガスのプラズマ
で直径300mmの範囲で±10%以下の均一性を得る
ために必要なアンテナ5と基板電極8との距離は、80
mm程度であった。また、この構成で、真空容器1内に
塩素ガスを供給し、VHFパワー1000Wをアンテナ
5に印加した場合、1Paで基板9近傍でのイオン飽和
電流密度は3.5mA/cm2となり、従来例に比べて
大幅な向上がみられた。
In the plasma processing apparatus used in the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the antenna 5 and the substrate electrode necessary for obtaining a uniformity of ± 10% or less within a range of 300 mm in diameter with chlorine gas plasma. The distance to 8 is 80
mm. Further, in this configuration, when chlorine gas is supplied into the vacuum vessel 1 and a VHF power of 1000 W is applied to the antenna 5, the ion saturation current density in the vicinity of the substrate 9 becomes 3.5 mA / cm 2 at 1 Pa. Significant improvement was seen compared to.

【0024】このようにアンテナ5と基板9との距離を
小さくしても均一性が良いイオン飽和電流密度分布が得
られたのは、2つのプラズマトラップ13及び15の部
分において、ドーナツ状の2つの高密度プラズマ領域が
形成され、基板9の中央部及び周辺部に対して短い拡散
距離でも効果的にプラズマを輸送できたためであると考
えられる。ここで、誘電板6が、アンテナ5から第2プ
ラズマトラップ15まで電磁波を伝える伝送路としての
役割を担っている。また、従来例に比べて高いイオン飽
和電流密度が得られたのは、アンテナ5と基板9との距
離が小さくなったために、プラズマの体積が小さくな
り、単位体積当たり相対的に大きな高周波電力が供給さ
れたためであると考えられる。
As described above, even when the distance between the antenna 5 and the substrate 9 is reduced, the ion saturation current density distribution with good uniformity is obtained because the two plasma traps 13 and 15 have a donut shape. This is considered to be because two high-density plasma regions were formed, and the plasma could be effectively transported to the central portion and the peripheral portion of the substrate 9 even with a short diffusion distance. Here, the dielectric plate 6 has a role as a transmission path for transmitting an electromagnetic wave from the antenna 5 to the second plasma trap 15. In addition, a higher ion saturation current density than that of the conventional example was obtained because the distance between the antenna 5 and the substrate 9 was reduced, so that the plasma volume was reduced, and a relatively high frequency power per unit volume was increased. Probably because it was supplied.

【0025】次に、本発明の第2実施形態について、図
2を参照して説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0026】図2に、本発明の第2実施形態において用
いたプラズマ処理装置の断面図を示す。図2において、
真空容器1内にガス供給装置2から所定のガスを導入し
つつ排気装置としてのポンプ3により排気を行い、真空
容器1内を所定の圧力に保ちながら、アンテナ用高周波
電源4により100MHzの高周波電力を、アンテナ5
と真空容器1との間に挟まれ、かつ、アンテナ5と外形
寸法がほぼ等しい誘電板6に設けられた貫通穴7を介し
てアンテナ5に供給すると、真空容器1内にプラズマが
発生し、基板電極8上に載置された基板9に対してエッ
チング、堆積、表面改質等のプラズマ処理を行うことが
できる。このとき、基板電極8にも基板電極用高周波電
源10により高周波電力を供給することで、基板9に到
達するイオンエネルギーを制御することができる。ま
た、アンテナ5の表面は、絶縁カバー11により覆われ
ている。
FIG. 2 is a sectional view of a plasma processing apparatus used in the second embodiment of the present invention. In FIG.
While introducing a predetermined gas from the gas supply device 2 into the vacuum vessel 1, the gas is evacuated by the pump 3 as an exhaust device. To antenna 5
When supplied to the antenna 5 through the through-hole 7 provided in the dielectric plate 6 which is sandwiched between the antenna 5 and the outer dimensions substantially equal to the antenna 5, plasma is generated in the vacuum container 1, The substrate 9 placed on the substrate electrode 8 can be subjected to plasma processing such as etching, deposition, and surface modification. At this time, ion energy reaching the substrate 9 can be controlled by supplying high-frequency power to the substrate electrode 8 from the substrate electrode high-frequency power supply 10. The surface of the antenna 5 is covered with an insulating cover 11.

【0027】また、誘電板6の周辺部に密着して誘電体
リング16が設けられ、「アンテナ5の周辺部に設けら
れ、かつ、誘電体リング16に密着して設けられた第1
導体リング12とアンテナ5との間の溝状の空間からな
る第1プラズマトラップ13」と、「第1導体リング1
2の周辺部に設けられ、かつ、誘電体リング16に密着
して設けられ、かつ、内径が誘電体リング16の外形よ
りも小さい第2導体リング14と、第1導体リング12
との間の溝状の空間からなる第2プラズマトラップ1
5」が設けられている。
Further, a dielectric ring 16 is provided in close contact with the peripheral portion of the dielectric plate 6, and “a first ring provided in the peripheral portion of the antenna 5 and provided in close contact with the dielectric ring 16.
A "first plasma trap 13 comprising a groove-shaped space between the conductor ring 12 and the antenna 5";
2 and a second conductor ring 14 provided in close contact with the dielectric ring 16 and having an inner diameter smaller than the outer shape of the dielectric ring 16.
Plasma trap 1 comprising a groove-shaped space between
5 "is provided.

【0028】図2に示す本発明の第2実施形態において
用いたプラズマ処理装置において、塩素ガスのプラズマ
で直径300mmの範囲で±10%以下の均一性を得る
ために必要なアンテナ5と基板電極8との距離は、80
mm程度であった。また、この構成で、真空容器1内に
塩素ガスを供給し、VHFパワー1000Wをアンテナ
5に印加した場合、1Paで基板9近傍でのイオン飽和
電流密度は3.3mA/cm2となり、従来例に比べて
大幅な向上がみられた。
In the plasma processing apparatus used in the second embodiment of the present invention shown in FIG. 2, the antenna 5 and the substrate electrode necessary for obtaining uniformity of ± 10% or less in a range of a diameter of 300 mm with plasma of chlorine gas. The distance to 8 is 80
mm. In this configuration, when chlorine gas is supplied into the vacuum vessel 1 and a VHF power of 1000 W is applied to the antenna 5, the ion saturation current density in the vicinity of the substrate 9 at 1 Pa is 3.3 mA / cm 2 . Significant improvement was seen compared to.

【0029】このようにアンテナ5と基板9との距離を
小さくしても均一性が良いイオン飽和電流密度分布が得
られたのは、2つのプラズマトラップ13及び15の部
分において、ドーナツ状の2つの高密度プラズマ領域が
形成され、基板9の中央部及び周辺部に対して短い拡散
距離でも効果的にプラズマを輸送できたためであると考
えられる。ここで、誘電体リング16が、アンテナ5か
ら第2プラズマトラップ15まで電磁波を伝える伝送路
としての役割を担っている。また、従来例に比べて高い
イオン飽和電流密度が得られたのは、アンテナ5と基板
9との距離が小さくなったために、プラズマの体積が小
さくなり、単位体積当たり相対的に大きな高周波電力が
供給されたためであると考えられる。
As described above, even when the distance between the antenna 5 and the substrate 9 is reduced, an ion saturation current density distribution with good uniformity is obtained because the two plasma traps 13 and 15 have a donut shape. This is considered to be because two high-density plasma regions were formed, and the plasma could be effectively transported to the central portion and the peripheral portion of the substrate 9 even with a short diffusion distance. Here, the dielectric ring 16 has a role as a transmission path for transmitting an electromagnetic wave from the antenna 5 to the second plasma trap 15. In addition, a higher ion saturation current density than that of the conventional example was obtained because the distance between the antenna 5 and the substrate 9 was reduced, so that the plasma volume was reduced, and a relatively high frequency power per unit volume was increased. Probably because it was supplied.

【0030】また、図1で説明した本発明の第1実施形
態では、アンテナ5よりも外形寸法が大きい誘電板6を
用いていたのに対し、図2で説明した本発明の第2実施
形態では、アンテナ5と外形寸法がほぼ等しい誘電板6
を用い、かつ、誘電板6の周辺部に密着して誘電体リン
グ16が設けられているが、このような構成をとること
により、誘電板6と誘電体リング16の材質をそれぞれ
独立して選択することができる点、設計上の自由度が増
す点等において有利となる。
In the first embodiment of the present invention described with reference to FIG. 1, the dielectric plate 6 having a larger outer dimension than the antenna 5 is used. On the other hand, the second embodiment of the present invention described with reference to FIG. Then, the dielectric plate 6 whose outer dimensions are almost the same as the antenna 5
And the dielectric ring 16 is provided in close contact with the peripheral portion of the dielectric plate 6. By adopting such a configuration, the materials of the dielectric plate 6 and the dielectric ring 16 can be independently set. This is advantageous in that it can be selected and that the degree of freedom in design increases.

【0031】以上述べた本発明の実施形態においては、
本発明の適用範囲のうち、真空容器の形状、アンテナの
形状及び配置、誘電体の形状及び配置等に関して様々な
バリエーションのうちの一部を例示したに過ぎない。本
発明の適用にあたり、ここで例示した以外にも様々なバ
リエーションが考えられることは、いうまでもない。
In the embodiment of the present invention described above,
In the applicable range of the present invention, only a part of various variations regarding the shape of the vacuum vessel, the shape and arrangement of the antenna, the shape and arrangement of the dielectric, and the like are illustrated. In applying the present invention, it goes without saying that various variations other than those exemplified here are possible.

【0032】また、以上述べた本発明の実施形態におい
て、アンテナに100MHzの高周波電力を供給する場
合について説明したが、周波数はこれに限定されるもの
ではなく、50MHz乃至3GHzの周波数を用いるプ
ラズマ処理方法及び装置において、本発明は有効であ
る。
In the above-described embodiment of the present invention, the case where the high-frequency power of 100 MHz is supplied to the antenna has been described. However, the frequency is not limited to this, and the plasma processing using the frequency of 50 MHz to 3 GHz is performed. The present invention is effective in a method and an apparatus.

【0033】また、図3に示す本発明の第3実施形態の
ように、アンテナ5をショートピン17により接地する
ことにより、より等方的な電磁界分布を得ることができ
る。図4のアンテナ5の平面図に示すように、ショート
ピン17は3ヶ所に設けられており、それぞれのショー
トピン17がアンテナ5の中心に対して等配置されてい
る。
Further, as in the third embodiment of the present invention shown in FIG. 3, when the antenna 5 is grounded by the short pin 17, a more isotropic electromagnetic field distribution can be obtained. As shown in the plan view of the antenna 5 in FIG. 4, the short pins 17 are provided at three places, and the short pins 17 are equally arranged with respect to the center of the antenna 5.

【0034】また、以上述べた本発明の実施形態におい
て、アンテナの表面が絶縁カバーにより覆われている場
合について説明したが、絶縁カバーは無くてもよい。た
だし、絶縁カバーが無いと、アンテナを構成する物質に
よる基板の汚染等の問題が発生する可能性があるため、
汚染に敏感な処理を行う際には、絶縁カバーを設けた方
がよい。また、絶縁カバーが無い場合は、アンテナとプ
ラズマとの容量的な結合の割合が増大し、基板中央部の
プラズマ密度が高まる傾向があるため、使用するガス種
やガス圧力によっては、絶縁カバーが無い場合の方が均
一なプラズマ分布を得られることもある。
Also, in the above-described embodiment of the present invention, the case where the surface of the antenna is covered with the insulating cover has been described, but the insulating cover may not be provided. However, if there is no insulating cover, there is a possibility that problems such as contamination of the substrate due to the material constituting the antenna may occur.
When performing a process sensitive to contamination, it is better to provide an insulating cover. Also, when there is no insulating cover, the ratio of capacitive coupling between the antenna and the plasma increases, and the plasma density at the center of the substrate tends to increase. In some cases, a more uniform plasma distribution can be obtained.

【0035】また、以上述べた本発明の実施形態におい
て、真空容器内に直流磁界が存在しない場合について説
明したが、高周波電力がプラズマ中に浸入できるように
なるほどの大きな直流磁界が存在しない場合、例えば、
着火性の改善のために数十ガウス程度の小さな直流磁界
を用いる場合においても、本発明は有効である。しか
し、本発明は、真空容器内に直流磁界が存在しない場合
にとくに有効である。
Also, in the above-described embodiment of the present invention, the case where no DC magnetic field exists in the vacuum vessel has been described. For example,
The present invention is effective even when a small DC magnetic field of about several tens of gauss is used for improving the ignitability. However, the present invention is particularly effective when no DC magnetic field exists in the vacuum vessel.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本願の
第1発明のプラズマ処理方法によれば、真空容器内にガ
スを供給しつつ真空容器内を排気し、真空容器内を所定
の圧力に制御しながら、真空容器内の基板電極に載置さ
れた基板に対向して真空容器内に設けられたアンテナ
に、アンテナと真空容器との間に挟まれ、かつ、アンテ
ナよりも外形寸法が大きい誘電板に設けられた貫通穴を
介して周波数50MHz乃至3GHzの高周波電力を印
加することにより、真空容器内にプラズマを発生させ、
基板を処理するプラズマ処理方法であって、「アンテナ
の周辺部に設けられ、かつ、誘電板に密着して設けられ
た第1導体リングとアンテナとの間の溝状の空間からな
る第1プラズマトラップ」と、「第1導体リングの周辺
部に設けられ、かつ、誘電板に密着して設けられ、か
つ、内径が誘電板の外形よりも小さい第2導体リング
と、第1導体リングとの間の溝状の空間からなる第2プ
ラズマトラップ」とによって、基板上のプラズマ分布が
制御された状態で基板を処理するため、アンテナと基板
との距離を小さくしても均一性が良く、かつ、高いイオ
ン飽和電流密度が得られるプラズマ処理方法を提供する
ことができる。
As is clear from the above description, according to the plasma processing method of the first invention of the present application, the inside of the vacuum vessel is evacuated while supplying the gas into the vacuum vessel, and the inside of the vacuum vessel is maintained at a predetermined pressure. While being controlled, the antenna provided in the vacuum vessel facing the substrate placed on the substrate electrode in the vacuum vessel is sandwiched between the antenna and the vacuum vessel, and has an outer dimension smaller than that of the antenna. By applying high-frequency power of a frequency of 50 MHz to 3 GHz through a through hole provided in a large dielectric plate, a plasma is generated in a vacuum vessel,
A plasma processing method for processing a substrate, comprising: a first plasma formed in a groove-shaped space between a first conductor ring provided around an antenna and closely attached to a dielectric plate and the antenna; "A trap", "a second conductor ring provided around the first conductor ring and provided in close contact with the dielectric plate, and having an inner diameter smaller than the outer shape of the dielectric plate"; The substrate is processed in a state where the plasma distribution on the substrate is controlled by the "second plasma trap comprising a groove-shaped space between the substrates," so that even if the distance between the antenna and the substrate is reduced, uniformity is improved, and And a plasma processing method capable of obtaining a high ion saturation current density.

【0037】また、本願の第2発明のプラズマ処理方法
によれば、真空容器内にガスを供給しつつ真空容器内を
排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、真空
容器内の基板電極に載置された基板に対向して真空容器
内に設けられたアンテナに、アンテナと真空容器との間
に挟まれ、かつ、アンテナと外形寸法がほぼ等しい誘電
板に設けられた貫通穴を介して周波数50MHz乃至3
GHzの高周波電力を印加することにより、真空容器内
にプラズマを発生させ、基板を処理するプラズマ処理方
法であって、誘電板の周辺部に密着して誘電体リングが
設けられ、「アンテナの周辺部に設けられ、かつ、誘電
体リングに密着して設けられた第1導体リングとアンテ
ナとの間の溝状の空間からなる第1プラズマトラップ」
と、「第1導体リングの周辺部に設けられ、かつ、誘電
体リングに密着して設けられ、かつ、内径が誘電体リン
グの外形よりも小さい第2導体リングと、第1導体リン
グとの間の溝状の空間からなる第2プラズマトラップ」
とによって、基板上のプラズマ分布が制御された状態で
基板を処理するため、アンテナと基板との距離を小さく
しても均一性が良く、かつ、高いイオン飽和電流密度が
得られるプラズマ処理方法を提供することができる。
Further, according to the plasma processing method of the second invention of the present application, the inside of the vacuum vessel is evacuated while supplying gas into the vacuum vessel, and the inside of the vacuum vessel is controlled at a predetermined pressure. An antenna provided in a vacuum vessel facing a substrate placed on a substrate electrode, a through-hole provided in a dielectric plate sandwiched between the antenna and the vacuum vessel and having substantially the same external dimensions as the antenna. Through the frequency 50MHz to 3
A plasma processing method for processing a substrate by applying high frequency power of GHz to generate plasma in a vacuum vessel and process a substrate, wherein a dielectric ring is provided in close contact with a peripheral portion of a dielectric plate. A first plasma trap including a groove-shaped space provided between the antenna and a first conductor ring provided in the portion and closely attached to the dielectric ring "
"The second conductor ring, which is provided at the periphery of the first conductor ring and is provided in close contact with the dielectric ring, and has an inner diameter smaller than the outer shape of the dielectric ring, Second Plasma Trap Consisting of Groove-shaped Space Between "
In order to process the substrate in a state where the plasma distribution on the substrate is controlled by the above, a plasma processing method that provides good uniformity and a high ion saturation current density even when the distance between the antenna and the substrate is reduced is provided. Can be provided.

【0038】また、本願の第3発明のプラズマ処理装置
によれば、真空容器と、真空容器内にガスを供給するた
めのガス供給装置と、真空容器内を排気するための排気
装置と、真空容器内に基板を載置するための基板電極
と、基板電極に対向して設けられたアンテナと、アンテ
ナと真空容器との間に挟まれ、かつ、アンテナよりも外
形寸法が大きい誘電板と、誘電板に設けられた貫通穴を
介してアンテナに周波数50MHz乃至3GHzの高周
波電力を供給することのできる高周波電源とを備えたプ
ラズマ処理装置であって、「アンテナの周辺部に設けら
れ、かつ、誘電板に密着して設けられた第1導体リング
とアンテナとの間の溝状の空間からなる第1プラズマト
ラップ」と、「第1導体リングの周辺部に設けられ、か
つ、誘電板に密着して設けられ、かつ、内径が誘電板の
外形よりも小さい第2導体リングと、第1導体リングと
の間の溝状の空間からなる第2プラズマトラップ」が設
けられているため、アンテナと基板との距離を小さくし
ても均一性が良く、かつ、高いイオン飽和電流密度が得
られるプラズマ処理装置を提供することができる。
Further, according to the plasma processing apparatus of the third invention of the present application, a vacuum container, a gas supply device for supplying gas into the vacuum container, an exhaust device for exhausting the inside of the vacuum container, A substrate electrode for mounting the substrate in the container, an antenna provided to face the substrate electrode, a dielectric plate sandwiched between the antenna and the vacuum container, and having a larger outer dimension than the antenna, A plasma processing apparatus comprising: a high-frequency power supply capable of supplying a high-frequency power having a frequency of 50 MHz to 3 GHz to an antenna through a through hole provided in a dielectric plate; A first plasma trap comprising a groove-shaped space between the antenna and the first conductor ring provided in close contact with the dielectric plate, and a "first plasma trap provided in the periphery of the first conductor ring and in close contact with the dielectric plate; I And a second plasma trap comprising a groove-shaped space between the second conductor ring having an inner diameter smaller than the outer diameter of the dielectric plate and the first conductor ring. Can provide a plasma processing apparatus having good uniformity and a high ion saturation current density even if the distance is reduced.

【0039】また、本願の第4発明のプラズマ処理装置
によれば、真空容器と、真空容器内にガスを供給するた
めのガス供給装置と、真空容器内を排気するための排気
装置と、真空容器内に基板を載置するための基板電極
と、基板電極に対向して設けられたアンテナと、アンテ
ナと真空容器との間に挟まれ、かつ、アンテナと外形寸
法がほぼ等しい誘電板と、誘電板に設けられた貫通穴を
介してアンテナに周波数50MHz乃至3GHzの高周
波電力を供給することのできる高周波電源とを備えたプ
ラズマ処理装置であって、誘電板の周辺部に密着して誘
電体リングが設けられ、「アンテナの周辺部に設けら
れ、かつ、誘電体リングに密着して設けられた第1導体
リングとアンテナとの間の溝状の空間からなる第1プラ
ズマトラップ」と、「第1導体リングの周辺部に設けら
れ、かつ、誘電体リングに密着して設けられ、かつ、内
径が誘電体リングの外形よりも小さい第2導体リング
と、第1導体リングとの間の溝状の空間からなる第2プ
ラズマトラップ」が設けられているため、アンテナと基
板との距離を小さくしても均一性が良く、かつ、高いイ
オン飽和電流密度が得られるプラズマ処理装置を提供す
ることができる。
According to the plasma processing apparatus of the fourth invention of the present application, a vacuum container, a gas supply device for supplying gas into the vacuum container, an exhaust device for exhausting the inside of the vacuum container, A substrate electrode for mounting the substrate in the container, an antenna provided to face the substrate electrode, a dielectric plate sandwiched between the antenna and the vacuum container, and having substantially the same outer dimensions as the antenna, What is claimed is: 1. A plasma processing apparatus comprising: a high-frequency power supply capable of supplying high-frequency power having a frequency of 50 MHz to 3 GHz to an antenna through a through hole provided in a dielectric plate; A ring is provided, and “a first plasma trap formed of a groove-shaped space between the antenna and a first conductor ring provided around the antenna and closely attached to the dielectric ring”; A groove formed between the first conductor ring and a second conductor ring which is provided at a peripheral portion of the one conductor ring, is provided in close contact with the dielectric ring, and has an inner diameter smaller than the outer shape of the dielectric ring; Since the second plasma trap having the above space is provided, it is possible to provide a plasma processing apparatus having good uniformity and a high ion saturation current density even when the distance between the antenna and the substrate is reduced. it can.

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

【図1】本発明の第1実施形態で用いたプラズマ処理装
置の構成を示す断面図
FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of a plasma processing apparatus used in a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施形態で用いたプラズマ処理装
置の構成を示す断面図
FIG. 2 is a sectional view showing a configuration of a plasma processing apparatus used in a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施形態で用いたプラズマ処理装
置の構成を示す断面図
FIG. 3 is a sectional view showing a configuration of a plasma processing apparatus used in a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3実施形態で用いたアンテナの平面
FIG. 4 is a plan view of an antenna used in a third embodiment of the present invention.

【図5】従来例で用いたプラズマ処理装置の構成を示す
断面図
FIG. 5 is a sectional view showing a configuration of a plasma processing apparatus used in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 真空容器 2 ガス供給装置 3 ポンプ 4 アンテナ用高周波電源 5 アンテナ 6 誘電板 7 貫通穴 8 基板電極 9 基板 10 基板電極用高周波電源 11 絶縁カバー 12 第1導体リング 13 第1プラズマトラップ 14 第2導体リング 15 第2プラズマトラップ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum container 2 Gas supply device 3 Pump 4 High frequency power supply for antenna 5 Antenna 6 Dielectric plate 7 Through hole 8 Substrate electrode 9 Substrate 10 High frequency power supply for substrate electrode 11 Insulation cover 12 First conductor ring 13 First plasma trap 14 Second conductor Ring 15 2nd plasma trap

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05H 1/46 H01L 21/302 B Fターム(参考) 4G075 AA24 BC02 BC04 BC06 CA25 CA47 CA65 EB01 EB41 4K030 FA03 GA02 JA18 KA20 KA30 KA45 4K057 DA11 DA16 DB06 DD01 DE06 DM18 DM28 DN01 5F004 AA01 BA20 BB07 BB11 BB13 BB29 CA06 DA04 5F045 BB01 EH02 EH03 EH04 EH06 EH11 EH16 EH20 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) H05H 1/46 H01L 21/302 B F term (reference) 4G075 AA24 BC02 BC04 BC06 CA25 CA47 CA65 EB01 EB41 4K030 FA03 GA02 JA18 KA20 KA30 KA45 4K057 DA11 DA16 DB06 DD01 DE06 DM18 DM28 DN01 5F004 AA01 BA20 BB07 BB11 BB13 BB29 CA06 DA04 5F045 BB01 EH02 EH03 EH04 EH06 EH11 EH16 EH20

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 真空容器内にガスを供給しつつ真空容器
内を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、
真空容器内の基板電極に載置された基板に対向して真空
容器内に設けられたアンテナに、アンテナと真空容器と
の間に挟まれ、かつ、アンテナよりも外形寸法が大きい
誘電板に設けられた貫通穴を介して周波数50MHz乃
至3GHzの高周波電力を印加することにより、真空容
器内にプラズマを発生させ、基板を処理するプラズマ処
理方法であって、「アンテナの周辺部に設けられ、か
つ、誘電板に密着して設けられた第1導体リングとアン
テナとの間の溝状の空間からなる第1プラズマトラッ
プ」と、「第1導体リングの周辺部に設けられ、かつ、
誘電板に密着して設けられ、かつ、内径が誘電板の外形
よりも小さい第2導体リングと、第1導体リングとの間
の溝状の空間からなる第2プラズマトラップ」とによっ
て、基板上のプラズマ分布が制御された状態で基板を処
理することを特徴とするプラズマ処理方法。
1. While evacuating the inside of a vacuum vessel while supplying gas into the vacuum vessel and controlling the inside of the vacuum vessel to a predetermined pressure,
An antenna provided in the vacuum vessel facing the substrate placed on the substrate electrode in the vacuum vessel, provided on a dielectric plate sandwiched between the antenna and the vacuum vessel and having a larger outer dimension than the antenna A plasma processing method for generating plasma in a vacuum vessel and processing a substrate by applying high-frequency power having a frequency of 50 MHz to 3 GHz through a through hole provided, the method comprising: A first plasma trap comprising a groove-shaped space between the first conductor ring provided closely to the dielectric plate and the antenna, and "a first plasma trap provided in the periphery of the first conductor ring, and
The second plasma ring which is provided in close contact with the dielectric plate and has an inner diameter smaller than the outer shape of the dielectric plate, and a second plasma trap comprising a groove-shaped space between the first conductor ring " A plasma processing method, wherein the substrate is processed in a state where the plasma distribution is controlled.
【請求項2】 真空容器内にガスを供給しつつ真空容器
内を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、
真空容器内の基板電極に載置された基板に対向して真空
容器内に設けられたアンテナに、アンテナと真空容器と
の間に挟まれ、かつ、アンテナと外形寸法がほぼ等しい
誘電板に設けられた貫通穴を介して周波数50MHz乃
至3GHzの高周波電力を印加することにより、真空容
器内にプラズマを発生させ、基板を処理するプラズマ処
理方法であって、誘電板の周辺部に密着して誘電体リン
グが設けられ、「アンテナの周辺部に設けられ、かつ、
誘電体リングに密着して設けられた第1導体リングとア
ンテナとの間の溝状の空間からなる第1プラズマトラッ
プ」と、「第1導体リングの周辺部に設けられ、かつ、
誘電体リングに密着して設けられ、かつ、内径が誘電体
リングの外形よりも小さい第2導体リングと、第1導体
リングとの間の溝状の空間からなる第2プラズマトラッ
プ」とによって、基板上のプラズマ分布が制御された状
態で基板を処理することを特徴とするプラズマ処理方
法。
2. The method according to claim 1, further comprising evacuating the vacuum vessel while supplying gas into the vacuum vessel, and controlling the inside of the vacuum vessel to a predetermined pressure.
An antenna provided in the vacuum vessel facing the substrate placed on the substrate electrode in the vacuum vessel, provided on a dielectric plate which is sandwiched between the antenna and the vacuum vessel and has almost the same outer dimensions as the antenna. A plasma processing method in which plasma is generated in a vacuum vessel by applying high-frequency power having a frequency of 50 MHz to 3 GHz through a through hole provided, and a substrate is processed. A body ring is provided, "provided at the periphery of the antenna, and
A first plasma trap comprising a groove-shaped space between the antenna and the first conductor ring provided in close contact with the dielectric ring, and "a first plasma trap provided around the first conductor ring, and
A second plasma trap, which is provided in close contact with the dielectric ring and has an inner diameter smaller than the outer shape of the dielectric ring, and a second plasma trap including a groove-shaped space between the first conductor ring " A plasma processing method, comprising processing a substrate while controlling a plasma distribution on the substrate.
【請求項3】 アンテナに等方的な電磁界分布をもたら
すために、アンテナと真空容器とを短絡するショートピ
ンを設けたことを特徴とする、請求項1または2記載の
プラズマ処理方法。
3. The plasma processing method according to claim 1, wherein a short pin for short-circuiting the antenna and the vacuum vessel is provided in order to provide an isotropic electromagnetic field distribution to the antenna.
【請求項4】 アンテナの表面が絶縁カバーにより覆わ
れていることを特徴とする、請求項1または2記載のプ
ラズマ処理方法。
4. The plasma processing method according to claim 1, wherein the surface of the antenna is covered with an insulating cover.
【請求項5】 真空容器内に直流磁界が存在しないこと
を特徴とする、請求項1または2記載のプラズマ処理方
法。
5. The plasma processing method according to claim 1, wherein no DC magnetic field exists in the vacuum vessel.
【請求項6】 真空容器と、真空容器内にガスを供給す
るためのガス供給装置と、真空容器内を排気するための
排気装置と、真空容器内に基板を載置するための基板電
極と、基板電極に対向して設けられたアンテナと、アン
テナと真空容器との間に挟まれ、かつ、アンテナよりも
外形寸法が大きい誘電板と、誘電板に設けられた貫通穴
を介してアンテナに周波数50MHz乃至3GHzの高
周波電力を供給することのできる高周波電源とを備えた
プラズマ処理装置であって、「アンテナの周辺部に設け
られ、かつ、誘電板に密着して設けられた第1導体リン
グとアンテナとの間の溝状の空間からなる第1プラズマ
トラップ」と、「第1導体リングの周辺部に設けられ、
かつ、誘電板に密着して設けられ、かつ、内径が誘電板
の外形よりも小さい第2導体リングと、第1導体リング
との間の溝状の空間からなる第2プラズマトラップ」が
設けられていることを特徴とするプラズマ処理装置。
6. A vacuum container, a gas supply device for supplying gas into the vacuum container, an exhaust device for exhausting the inside of the vacuum container, and a substrate electrode for placing a substrate in the vacuum container. An antenna provided to face the substrate electrode, a dielectric plate sandwiched between the antenna and the vacuum vessel, and having a larger outer dimension than the antenna, and a through-hole provided in the dielectric plate to the antenna. What is claimed is: 1. A plasma processing apparatus comprising a high-frequency power supply capable of supplying a high-frequency power having a frequency of 50 MHz to 3 GHz, comprising: a first conductor ring provided at a peripheral portion of an antenna and provided in close contact with a dielectric plate; A first plasma trap comprising a groove-shaped space between the first conductor ring and an antenna;
And a second plasma trap, which is provided in close contact with the dielectric plate and has a groove-shaped space between the second conductor ring having an inner diameter smaller than the outer shape of the dielectric plate and a first conductor ring. A plasma processing apparatus.
【請求項7】 真空容器と、真空容器内にガスを供給す
るためのガス供給装置と、真空容器内を排気するための
排気装置と、真空容器内に基板を載置するための基板電
極と、基板電極に対向して設けられたアンテナと、アン
テナと真空容器との間に挟まれ、かつ、アンテナと外形
寸法がほぼ等しい誘電板と、誘電板に設けられた貫通穴
を介してアンテナに周波数50MHz乃至3GHzの高
周波電力を供給することのできる高周波電源とを備えた
プラズマ処理装置であって、誘電板の周辺部に密着して
誘電体リングが設けられ、「アンテナの周辺部に設けら
れ、かつ、誘電体リングに密着して設けられた第1導体
リングとアンテナとの間の溝状の空間からなる第1プラ
ズマトラップ」と、「第1導体リングの周辺部に設けら
れ、かつ、誘電体リングに密着して設けられ、かつ、内
径が誘電体リングの外形よりも小さい第2導体リング
と、第1導体リングとの間の溝状の空間からなる第2プ
ラズマトラップ」が設けられていることを特徴とするプ
ラズマ処理装置。
7. A vacuum container, a gas supply device for supplying gas into the vacuum container, an exhaust device for exhausting the inside of the vacuum container, and a substrate electrode for placing a substrate in the vacuum container. An antenna provided opposite to the substrate electrode, a dielectric plate sandwiched between the antenna and the vacuum vessel, and having substantially the same outer dimensions as the antenna, and a through-hole provided in the dielectric plate. What is claimed is: 1. A plasma processing apparatus comprising: a high-frequency power supply capable of supplying high-frequency power having a frequency of 50 MHz to 3 GHz, wherein a dielectric ring is provided in close contact with a peripheral portion of a dielectric plate; And a first plasma trap comprising a groove-shaped space between the antenna and the first conductor ring provided in close contact with the dielectric ring, and "a first plasma trap provided around the first conductor ring, and Dielectric material A second plasma trap, which is provided in close contact with the ring and has a groove-shaped space between the second conductor ring having an inner diameter smaller than the outer diameter of the dielectric ring and a first conductor ring. A plasma processing apparatus characterized by the above-mentioned.
【請求項8】 アンテナと真空容器とを短絡するショー
トピンを設けたことを特徴とする、請求項6または7記
載のプラズマ処理装置。
8. The plasma processing apparatus according to claim 6, further comprising a short pin for short-circuiting the antenna and the vacuum vessel.
【請求項9】 アンテナの表面が絶縁カバーにより覆わ
れていることを特徴とする、請求項6または7記載のプ
ラズマ処理装置。
9. The plasma processing apparatus according to claim 6, wherein a surface of the antenna is covered with an insulating cover.
【請求項10】 真空容器内に直流磁界を印加するため
のコイルまたは永久磁石を備えていないことを特徴とす
る、請求項6または7記載のプラズマ処理装置。
10. The plasma processing apparatus according to claim 6, wherein a coil or a permanent magnet for applying a DC magnetic field is not provided in the vacuum vessel.
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