JP3108556B2 - Plasma processing equipment - Google Patents

Plasma processing equipment

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JP3108556B2
JP3108556B2 JP04351309A JP35130992A JP3108556B2 JP 3108556 B2 JP3108556 B2 JP 3108556B2 JP 04351309 A JP04351309 A JP 04351309A JP 35130992 A JP35130992 A JP 35130992A JP 3108556 B2 JP3108556 B2 JP 3108556B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ処理装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、半導体製品の製造工程において
は、半導体ウエハにCVD処理、エッチング処理、スパ
ッタ処理等を施すことが行われるが、このような各種の
処理を施す装置としてプラズマ処理装置が用いられる場
合がある。図8はこの種の従来のマグネトロン型のプラ
ズマ処理装置の一例を示す断面図であり、例えばアルミ
ニウム等よりなる処理容器2内に2つの平板型の電極、
すなわち上部電極4及び下部電極6を平行に配置し、下
部電極4を載置台としてこれに被処理体としての半導体
ウエハWを支持させる。そして、下部電極6に例えば1
3.56MHzの高周波電源8を印加して処理空間に電
界を形成すると共に処理ガス源12からマスフローコン
トローラ14及び上部電極4を介して処理ガスを容器2
内へ導入し、処理空間にプラズマを立てるようになって
いる。そして、容器2の上方には、永久磁石16が配置
されており、処理空間に磁場を与えてプラズマを効率的
に発生させるようになっている。
2. Description of the Related Art Generally, in a semiconductor product manufacturing process, a semiconductor wafer is subjected to a CVD process, an etching process, a sputtering process, and the like. A plasma processing device is used as an apparatus for performing such various processes. May be FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of this type of conventional magnetron type plasma processing apparatus. For example, two flat electrodes are placed in a processing vessel 2 made of aluminum or the like.
That is, the upper electrode 4 and the lower electrode 6 are arranged in parallel, and the lower electrode 4 is used as a mounting table to support a semiconductor wafer W as an object to be processed. Then, for example, 1
A 3.56 MHz high frequency power supply 8 is applied to form an electric field in the processing space, and the processing gas is supplied from the processing gas source 12 via the mass flow controller 14 and the upper electrode 4 to the container 2.
The plasma is introduced into the processing space. Further, a permanent magnet 16 is disposed above the container 2 so as to apply a magnetic field to the processing space to efficiently generate plasma.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな電界導入型のプラズマ処理装置にあっては以下に示
すような改善点を有していた。すなわち、処理空間にプ
ラズマが発生して処理が進みプラズマ密度がある程度に
なると例えば下部電極の直上にイオンの多い領域、すな
わちシースが発生し、これが導入される電界に対する遮
蔽機能を発揮してしまいプラズマ密度をそれ以上、上昇
させることができず、結果的に十分なスループットを得
ることができない場合があった。
The above-described electric field introduction type plasma processing apparatus has the following improvements. In other words, when plasma is generated in the processing space and the processing proceeds and the plasma density reaches a certain level, for example, a region with many ions, that is, a sheath is generated immediately above the lower electrode, and this exerts a shielding function against an electric field to be introduced. In some cases, the density could not be further increased, and as a result, sufficient throughput could not be obtained.

【0004】また、この電界導入型の装置にあっては、
プラズマを形成するための高周波電源とエッチングを施
すための高周波電源は同一の電源を用いているので、例
えばプラズマ形成時の電力とエッチング時のオフセット
電圧(バイアス電圧)とを独立に制御することがでな
い。本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有
効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的
は、高周波電流によって交番磁界及び交番電界を形成す
ることによってプラズマを効率的に生成することができ
るプラズマ処理装置を提供することにある。
In this electric field introduction type device,
Since the same high-frequency power supply for forming plasma and the same high-frequency power supply for performing etching use the same power supply, for example, it is possible to independently control the power during plasma formation and the offset voltage (bias voltage) during etching. Not. The present invention has been devised in view of the above problems and effectively solving them. An object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus that can efficiently generate plasma by forming an alternating magnetic field and an alternating electric field with a high-frequency current.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、処理空間に位置される被処理体にプラ
ズマ処理を施すプラズマ処理装置において、前記処理空
間を区画する処理容器と、両端が高周波電源に電気的に
接続されると共に前記処理容器の天井部に平面的に配置
されて、この処理容器内の前記処理空間に沿って交番磁
界を形成することにより半径方向への交番電界を発生さ
せる高周波アンテナ手段と、前記処理空間に、前記交番
磁界と前記交番電界のそれぞれに対して直交する方向に
静磁場を形成することによりプラズマ発生用の電子を同
心円状にドリフトさせるための磁石手段とを備えるよう
にしたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a plasma processing apparatus for performing a plasma process on an object to be processed located in a processing space, comprising: , Both ends are electrically connected to the high frequency power supply
Connected and arranged in a plane on the ceiling of the processing vessel
And a high-frequency antenna means for generating an alternating electric field in the radial direction by forming an alternating magnetic field along the processing space in the processing container; and in the processing space, each of the alternating magnetic field and the alternating electric field. Magnet means for concentrically drifting the electrons for plasma generation by forming a static magnetic field in a direction orthogonal to the direction.

【0006】[0006]

【作用】本発明は、以上のように構成したので、高周波
アンテナ手段に高周波電流が流れることにより処理容器
内に交番磁界が発生すると共にこの交番磁界に直交する
方向すなわち、容器の半径方向に交番電界が発生する。
この時、磁石手段により上記交番磁界と交番電界の相方
に直交する方向に静磁場を形成していることから処理容
器内の電子は、処理空間を同心円状にドリフトし、閉じ
込めが良好に行われ、従ってプラズマの生成効率を上昇
させることが可能となる。
Since the present invention is constructed as described above, an alternating magnetic field is generated in the processing container by a high-frequency current flowing through the high-frequency antenna means, and the alternating magnetic field is directed in a direction perpendicular to the alternating magnetic field, that is, in a radial direction of the container. An electric field is generated.
At this time, since the static magnetic field is formed in the direction orthogonal to the alternating magnetic field and the alternating electric field by the magnet means, the electrons in the processing container drift concentrically in the processing space, and confinement is performed well. Therefore, it is possible to increase the plasma generation efficiency.

【0007】[0007]

【実施例】以下に、本発明に係るプラズマ処理装置の一
実施例を添付図面に基づいて詳述する。図1は本発明に
係るプラズマ処理装置の一実施例を示す部分破断斜視
図、図2は図1に示す装置内で電子の動きを説明するた
めの説明図、図3は図1に示す装置の概略断面図であ
る。本実施例においてはプラズマ処理装置をエッチング
装置に適用した場合について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the plasma processing apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing an embodiment of a plasma processing apparatus according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory view for explaining movement of electrons in the apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an apparatus shown in FIG. FIG. In this embodiment, a case where the plasma processing apparatus is applied to an etching apparatus will be described.

【0008】図示するようにこのプラズマ処理装置18
は、天井部が平坦に形成されて全体が円筒体状に成形さ
れた処理容器20を有しており、容器内は処理空間Sと
して構成されている。この容器内の下部には、例えばア
ルミニウム等により円板状に成形された載置台22が容
器側より絶縁させて設置されると共にこの載置台22の
上面に被処理体、例えば半導体ウエハWを載置し得るよ
うに構成されている。そして、この載置台22には、第
1のマッチング回路24を介してエッチング用の例えば
13.56MHzの高周波電源26が接続されており、
マッチング回路24によりインピーダンス整合させてエ
ッチング用に十分なパワーを引き出すようになってい
る。
As shown, the plasma processing apparatus 18
Has a processing container 20 whose ceiling is formed flat and the whole is shaped into a cylindrical body, and the inside of the container is configured as a processing space S. At the lower part in the container, a mounting table 22 formed in a disk shape by, for example, aluminum or the like is installed insulated from the container side, and an object to be processed, for example, a semiconductor wafer W is mounted on the upper surface of the mounting table 22. It is configured so that it can be placed. The mounting table 22 is connected to an etching high-frequency power supply 26 of, for example, 13.56 MHz via a first matching circuit 24.
The matching circuit 24 performs impedance matching so as to extract sufficient power for etching.

【0009】また、処理容器20の側壁にはこの内部に
例えばCHF3 やCF4 などのエッチング用の処理ガス
を供給するためのガス導入路28が接続されると共にこ
の導入路28は途中に図示しないマスフローコントロー
ラを介してガス源に接続される。また、容器底部側壁に
は処理容器内を真空排気するためのガス排気路30が接
続されると共にこの排気路30には、図示しない真空ポ
ンプ等を有する真空排気系が接続される。
Further, a gas introduction path 28 for supplying a processing gas for etching such as CHF 3 or CF 4 to the inside of the processing vessel 20 is connected to the side wall of the processing vessel 20, and this introduction path 28 is shown in the middle. Not connected to a gas source via a mass flow controller. Further, a gas exhaust path 30 for evacuating the inside of the processing container is connected to the side wall of the container bottom, and a vacuum exhaust system having a vacuum pump and the like (not shown) is connected to the exhaust path 30.

【0010】一方、このように構成された処理容器20
の平坦な天井部32の外面には本発明の特長とする高周
波アンテナ手段34が設けられている。具体的には、こ
のアンテナ手段34は、天井部32の中心部36よりそ
の半径方向外方へ放射状に延在させて形成した複数の、
例えば銅やアルミニウム等よりなる導電部材38を有し
ており、この中心部36はリード線40によりインピー
ダンス整合を行う第2のマッチング回路41を介して例
えば13.56MHzのプラズマ用の高周波電源42に
接続されている。
On the other hand, the processing vessel 20 constructed as described above
On the outer surface of the flat ceiling portion 32, there is provided a high-frequency antenna means 34 which is a feature of the present invention. More specifically, the antenna means 34 includes a plurality of antennas 34 extending radially outward from the center portion 36 of the ceiling portion 32 in the radial direction.
For example, a conductive member 38 made of copper, aluminum, or the like is provided. The central portion 36 is connected to a high-frequency power source 42 for 13.56 MHz plasma through a second matching circuit 41 that performs impedance matching with a lead wire 40. It is connected.

【0011】上記各導電部材38は、所定以上の電流を
流すために所定の大きさ以上の断面積或いは薄膜の場合
には所定の大きさ以上の幅を有している。各導電部材3
8の各端部はリング状の導体44により共通に接続され
ると共にこの導体44は、リード線46により上記第2
のマッチング回路41を介して上記プラズマ用の高周波
電源42に接続されている。従って、このプラズマ用の
高周波電源42から上記各導電部材38に対して中心点
36より周辺部の導体44に向けて流れたり、逆に、周
辺部の導体44より中心点36に向けて流れたりする交
番高周波電流を流すように構成される。
Each of the conductive members 38 has a cross-sectional area of a predetermined size or more or a width of a predetermined size or more in the case of a thin film in order to flow a current of a predetermined value or more. Each conductive member 3
8 are connected in common by a ring-shaped conductor 44, and the conductor 44 is connected to the second
Is connected to the high frequency power source for plasma 42 via the matching circuit 41 of FIG. Accordingly, the plasma high-frequency power supply 42 flows from the center point 36 toward the conductor 44 at the peripheral portion of the conductive member 38, or conversely, flows from the conductor 44 at the peripheral portion toward the center point 36. It is configured to flow an alternating high-frequency current.

【0012】図示例にあっては、導電部材38の端部を
共通に接続する導体44の一点からリード線46を引き
出しているが、各導電部材38に流れる高周波電流を均
一化するために上記リング状の導体44の周方向に均等
に分散された多数の点からリード線46を引き出すよう
にしてもよい。このように各導電部材38に交番高周波
電流を流すことにより容器20内の処理空間Sには同心
状に周方向に向かう交番磁界48A、48Bが発生し、
これと同時に、この交番磁界48A、48Bに直交する
方向、すなわち、容器の中心より半径方向へ振動する交
番電界50A、50Bが発生することになる。
In the illustrated example, the lead wire 46 is drawn from one point of the conductor 44 which connects the ends of the conductive members 38 in common. However, in order to make the high-frequency current flowing through each conductive member 38 uniform, The lead wires 46 may be drawn out from many points evenly distributed in the circumferential direction of the ring-shaped conductor 44. By passing the alternating high-frequency current through each conductive member 38 in this manner, alternating magnetic fields 48A and 48B concentrically extending in the circumferential direction are generated in the processing space S in the container 20,
At the same time, alternating electric fields 50A and 50B oscillating in a direction orthogonal to the alternating magnetic fields 48A and 48B, that is, in a radial direction from the center of the container are generated.

【0013】一方、この処理容器20の外側であって処
理空間Sに対応する部分には、例えばリング状の電磁石
よりなる磁石手段52が設けられており、上記処理空間
Sに上記交番磁界48A、48B及び交番電界50A、
50Bのそれぞれと直交する方向。すなわち図示例にあ
っては下方向への静磁場54を形成し得るように構成さ
れている。尚、この静磁場54を上方向に形成してもよ
い。従って、処理空間S内に位置するプラズマ発生用の
電子Eには、周方向にローレンツ力が作用し、図2に示
すように同心円状にドリフトすることになり、この垂直
の静磁場54により効率的に閉じ込められる。尚、上記
したように静磁場54を形成し得るならば、電磁石に代
えて永久磁石を用いるようにしてもよい。また、処理容
器20には、これにウエハを搬入、搬出するための図示
しない真空室、例えばロードロック室が連結されてい
る。
On the other hand, a magnet means 52 composed of, for example, a ring-shaped electromagnet is provided at a portion outside the processing vessel 20 and corresponding to the processing space S, and the alternating magnetic field 48A, 48B and an alternating electric field of 50A,
Direction orthogonal to each of 50B. That is, in the illustrated example, it is configured such that a downward static magnetic field 54 can be formed. The static magnetic field 54 may be formed in the upward direction. Therefore, a Lorentz force acts on the plasma generating electrons E located in the processing space S in the circumferential direction, and concentrically drifts as shown in FIG. Is confined. If the static magnetic field 54 can be formed as described above, a permanent magnet may be used instead of the electromagnet. Further, a vacuum chamber (not shown), for example, a load lock chamber, for loading and unloading the wafer into and from the processing container 20 is connected to the processing container 20.

【0014】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。まず、載置台22上にウエハW
を載置して処理容器20内を例えば1mTorrから3
00mTorrの範囲まで真空状態にした状態でガス導
入路28より処理ガスを導入する。そして、プラズマ用
の高周波電源42及びエッチング用の高周波電源26を
駆動すると、天井部32に放射状に設けた各導電部材3
8には高周波電流が流れ、これにより図2及び図3に示
すように処理空間Sには同心状に周方向に向かう交番磁
界48A、48Bが発生し、これと同時に、容器20の
縦方向の軸を中心として半径方向への交番電界50A、
50Bが発生する。ここで、処理空間S内の電子Eは電
界50A、50Bの方向に高速で加速移動しようとする
が、本実施例においては容器の外側に設けた磁石手段5
2により垂直方向に静磁場54がかけられているので電
子Eにはローレンツ力が作用して同心円状にドリフトす
ることになり、電子Eは静磁場54内に効率的に閉じ込
められることになる。そして、ここに閉じ込められてド
リフトする電子が処理ガスの中性原子と衝突してプラズ
マを発生することになり、従って、効率的にプラズマを
形成することができる。
Next, the operation of the embodiment constructed as described above will be described. First, the wafer W is placed on the mounting table 22.
And the inside of the processing container 20 is changed from 1 mTorr to 3 mTorr, for example.
The processing gas is introduced from the gas introduction path 28 in a state where the vacuum state is set to the range of 00 mTorr. When the high-frequency power supply 42 for plasma and the high-frequency power supply 26 for etching are driven, the conductive members 3 radially provided on the ceiling 32 are driven.
8, a high-frequency current flows, and as a result, as shown in FIGS. 2 and 3, alternating magnetic fields 48A and 48B concentrically and circumferentially are generated in the processing space S. An alternating electric field 50A in the radial direction about the axis,
50B occurs. Here, the electrons E in the processing space S tend to accelerate at high speed in the directions of the electric fields 50A and 50B, but in this embodiment, the magnet means 5 provided outside the container is used.
Since the static magnetic field 54 is applied in the vertical direction by 2, the electrons E are concentrically drifted due to the Lorentz force acting on the electrons E, and the electrons E are efficiently confined in the static magnetic field 54. The electrons confined and drifting here collide with neutral atoms of the processing gas to generate plasma, and thus plasma can be formed efficiently.

【0015】この場合、静磁場54の強度はドリフト電
子Eが容器内壁に衝突しない範囲で、できるだけ小さい
方が良く、例えば1Kガウス以下が好ましい。また、プ
ラズマ用の高周波電源42は、エッチング用の高周波電
源26と別個に設けられているので、それぞれの供給電
力量を独立に制御でき、例えばエッチング時のオフセッ
ト電圧等を独立して制御することができる。尚、各高周
波電源は、13.56MHzに限定されるものではなく
例えば100KHz以上であるならばどんな周波数でも
よい。
In this case, the strength of the static magnetic field 54 is preferably as small as possible within a range where the drift electrons E do not collide with the inner wall of the container, and is preferably 1 K gauss or less, for example. In addition, since the high-frequency power supply for plasma 42 is provided separately from the high-frequency power supply 26 for etching, it is possible to independently control the amount of supplied power, for example, to independently control the offset voltage or the like during etching. Can be. Each high-frequency power supply is not limited to 13.56 MHz, but may have any frequency as long as it is, for example, 100 KHz or more.

【0016】また、従来の電界導入型の装置と異なって
シースによる電界の導入阻害もなくなり、プラズマ密度
を大幅に向上させることができる。尚、上記実施例にあ
っては、各導電部材38の端部はリング状の導体44に
より共通に接続されているが、これに限定されず、例え
ば図4に示すように各導電部材38の端部からそれぞれ
補助リード線56を天井部32から浮かした状態で引き
出し、この補助リード線56をリード線46に共通に接
続するようにしてもよい。また、図5に示すように各導
電部材38を半径方向外方に向かうに従って途中で分岐
させて略放射状となる構造としてもよい。
Further, unlike the conventional electric field introduction type apparatus, the introduction of the electric field by the sheath is not obstructed, and the plasma density can be greatly improved. In the above embodiment, the ends of the conductive members 38 are commonly connected by a ring-shaped conductor 44, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. The auxiliary lead wires 56 may be pulled out from the ends in a state of being floated from the ceiling 32, and the auxiliary lead wires 56 may be commonly connected to the lead wires 46. Further, as shown in FIG. 5, each of the conductive members 38 may be branched in the middle toward the outside in the radial direction to have a substantially radial structure.

【0017】更には、天井部全面を導電部材よりなるシ
ート状の薄膜で被い、その周辺部を折り返して天井部よ
り浮き上がらせて、高周波電源に接続されたリード線に
結合するようにしてもよい。この場合にも、他のリード
線は、天井部の中心点の導電部材に接続する。また、上
記実施例において、ウエハを載置保持する載置台を、処
理空間の上部に配置した場合には、プラズマ発生用の導
電部材38を容器の底部外面に形成するようにしてもよ
い。
Further, the entire surface of the ceiling may be covered with a sheet-like thin film made of a conductive material, and the periphery may be folded back so as to rise above the ceiling and coupled to a lead wire connected to a high-frequency power supply. Good. Also in this case, the other leads are connected to the conductive member at the center of the ceiling. In the above embodiment, when the mounting table for mounting and holding the wafer is disposed above the processing space, the conductive member 38 for generating plasma may be formed on the outer surface of the bottom of the container.

【0018】更に、以上の実施例においては、天井部3
2が平坦に形成されてこの部分に導電部材を設けた処理
容器について説明したが、これに限定されず、例えば図
6に示すように天井部がドーム状になされたチューブ形
状に成形された処理容器にも適用し得る。すなわち、こ
のように処理容器20がチューブ状に成形されている場
合には、プラズマ発生用の導電部材38を天井部に設け
るのではなく、容器側壁の外周全体に渡って高さ方向に
多数の導電部材38を形成する。尚、この導電部材38
を、例えば1枚の導電板により形成して容器側壁全体を
被うようにしてもよい。そして、各導電部材38の上端
をリング状の上部接続部材58により共通に接続してこ
れに高周波電源42からの一方のリード線46を接続す
る。また、各導電部材38の下端をリング状の下部接続
部材60により共通に接続してこれに高周波電源42か
らの他のリード線40を接続する。
Further, in the above embodiment, the ceiling 3
2 has been described as being flat and provided with a conductive member in this portion, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. It can also be applied to containers. That is, when the processing container 20 is formed in a tube shape in this manner, the conductive member 38 for plasma generation is not provided on the ceiling, but a large number of members are provided in the height direction over the entire outer periphery of the container side wall. The conductive member 38 is formed. The conductive member 38
May be formed of, for example, one conductive plate so as to cover the entire side wall of the container. Then, the upper end of each conductive member 38 is commonly connected by a ring-shaped upper connecting member 58, and one lead wire 46 from the high frequency power supply 42 is connected to this. Further, the lower ends of the conductive members 38 are commonly connected by a ring-shaped lower connecting member 60, and another lead wire 40 from the high frequency power supply 42 is connected thereto.

【0019】また、この処理容器20の側部には、これ
を取り巻くように図1に示す実施例と同様に例えば電磁
石よりなるリング状の磁石手段52が設けられており、
容器20内の処理空間に垂直方向の静磁場54を形成す
るように構成されている。尚、容器全体は、例えばステ
ンレスよりなるベース64上にシール部材62を介して
気密に載置保持されている。
A ring-shaped magnet means 52 made of, for example, an electromagnet is provided on the side of the processing vessel 20 so as to surround the processing vessel 20 as in the embodiment shown in FIG.
The vertical static magnetic field 54 is formed in the processing space in the container 20. The entire container is hermetically mounted and held on a base 64 made of, for example, stainless steel via a seal member 62.

【0020】この実施例において、容器側壁を取り巻く
複数の導電部材38に高周波電流を流すことにより、図
1に示す場合と同様に処理空間Sには同心円状に周方向
に向かう交番磁界48A、48Bが発生し、これと同時
に容器の半径方向へ振動する交番電界も発生してこれに
より電子が加速される。この加速された電子は、垂直方
向の静磁場54の作用により同心円状にドリフトし、先
の実施例と同様に閉じ込めが良好に行われてプラズマの
生成効率を上昇させることが可能となる。尚、図示され
てないが、容器内にエッチング用の高周波電源に接続さ
れた載置台が設けられているのは、勿論である。
In this embodiment, a high-frequency current is applied to a plurality of conductive members 38 surrounding the side wall of the container, so that alternating magnetic fields 48A, 48B concentrically extending in the circumferential direction are formed in the processing space S in the same manner as shown in FIG. Occurs, and at the same time, an alternating electric field oscillating in the radial direction of the container is also generated, thereby accelerating the electrons. The accelerated electrons drift concentrically due to the action of the static magnetic field 54 in the vertical direction, and confinement is performed well as in the previous embodiment, so that the plasma generation efficiency can be increased. Although not shown, it is a matter of course that a mounting table connected to a high frequency power supply for etching is provided in the container.

【0021】尚、図6に示す装置例にあっては、各導電
部材38の上端側及び下端側をそれぞれリング状の接続
部材により共通に接続したが、これに限定されず、例え
ば図7に示すように隣に並設される導電部材38同士の
上端と下端とを順次、接続リード線66により1カ所を
残して直列に接続し、残された1カ所の導電部材の上端
及び下端よりプラズマ用の高周波電源42に延びるリー
ド線40、46を引き出すようにしてもよい。尚、接続
リード線66は容器側壁から離間させて浮かされている
のは勿論である。この実施例の場合には、図6に示す装
置と同様な作用効果を発揮することができる。尚、以上
の実施例においては、本発明をプラズマエッチング装置
に適用した場合について説明したが、これに限定され
ず、例えばプラズマCVD装置、プラズマLCD装置等
のプラズマを使用する装置ならばどのようなものにも適
用し得る。
In the example of the device shown in FIG. 6, the upper end and the lower end of each conductive member 38 are commonly connected by a ring-shaped connecting member. However, the present invention is not limited to this. For example, FIG. As shown, the upper end and the lower end of the adjacent conductive members 38 are sequentially connected in series except for one point by a connection lead wire 66, and the plasma is applied from the upper end and the lower end of the remaining one conductive member. Lead wires 40 and 46 extending to the high-frequency power supply 42 for use. The connection lead wire 66 is of course floated away from the container side wall. In the case of this embodiment, the same operation and effect as the device shown in FIG. 6 can be exhibited. In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a plasma etching apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, any apparatus using plasma such as a plasma CVD apparatus and a plasma LCD apparatus can be used. It can also be applied to things.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプラズマ
処理装置によれば次のように優れた作用効果を発揮する
ことができる。高周波電流によって同心円状の交番磁界
を形成することにより半径方向に放射状の交番電界を誘
導してプラズマを生成し、更にこれに静磁場を加えるこ
とにより電子を同心円状にドリフトさせて閉じ込めるこ
とができる。従って、プラズマの生成効率を大幅に向上
させることができる。また、電界導入型の装置と異な
り、プラズマ密度を大幅に向上させることができるの
で、スループットを向上させることができる。また、本
発明をエッチング装置に適用した場合にはプラズマのパ
ワーとエッチングのパワーとを独立して制御することが
できる。
As described above, according to the plasma processing apparatus of the present invention, the following excellent effects can be obtained. By forming a concentric alternating magnetic field with a high-frequency current, a radial alternating electric field is induced in the radial direction to generate plasma, and by applying a static magnetic field thereto, electrons can be concentrically drifted and confined. . Therefore, the plasma generation efficiency can be greatly improved. Further, unlike the electric field introduction type device, the plasma density can be greatly improved, so that the throughput can be improved. When the present invention is applied to an etching apparatus, the power of plasma and the power of etching can be controlled independently.

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

【図1】本発明に係るプラズマ処理装置の一実施例を示
す部分破断斜視図である。
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing one embodiment of a plasma processing apparatus according to the present invention.

【図2】図1に示す装置内で電子の動きを説明するため
の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining movement of electrons in the device shown in FIG.

【図3】図1に示す装置の概略断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view of the apparatus shown in FIG.

【図4】図1に示す処理装置に用いる導電部材の変形例
を示す概略斜視図である。
FIG. 4 is a schematic perspective view showing a modification of the conductive member used in the processing apparatus shown in FIG.

【図5】図1に示す処理装置に用いる導電部材の他の変
形例を示す概略平面図である。
FIG. 5 is a schematic plan view showing another modification of the conductive member used in the processing apparatus shown in FIG.

【図6】本発明のプラズマ処理装置の他の実施例を示す
概略構成図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the plasma processing apparatus of the present invention.

【図7】本発明のプラズマ処理装置の更に他の実施例を
示す概略構成図である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing still another embodiment of the plasma processing apparatus of the present invention.

【図8】従来のプラズマ処理装置の一例を示す概略断面
図である。
FIG. 8 is a schematic sectional view showing an example of a conventional plasma processing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

18 プラズマ処理装置 20 処理容器 22 載置台 26 エッチング用の高周波電源 34 高周波アンテナ手段 38 導電部材 42 プラズマ用の高周波電源 48A,48B 交番磁界 50A,50B 交番電界 52 磁石手段 54 静磁場 E 電子 S 処理空間 W 半導体ウエハ(被処理体) REFERENCE SIGNS LIST 18 plasma processing apparatus 20 processing container 22 mounting table 26 high-frequency power supply for etching 34 high-frequency antenna means 38 conductive member 42 high-frequency power supply for plasma 48A, 48B alternating magnetic field 50A, 50B alternating electric field 52 magnet means 54 static magnetic field E electron S processing space W Semiconductor wafer (workpiece)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/3065 C23C 14/34 C23C 16/507 C23F 4/00 H05H 1/46 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/3065 C23C 14/34 C23C 16/507 C23F 4/00 H05H 1/46

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 処理空間に位置される被処理体にプラズ
マ処理を施すプラズマ処理装置において、前記処理空間
を区画する処理容器と、両端が高周波電源に電気的に接
続されると共に前記処理容器の天井部に平面的に配置さ
れて、この処理容器内の前記処理空間に沿って交番磁界
を形成することにより半径方向への交番電界を発生させ
る高周波アンテナ手段と、前記処理空間に、前記交番磁
界と前記交番電界のそれぞれに対して直交する方向に静
磁場を形成することによりプラズマ発生用の電子を同心
円状にドリフトさせるための磁石手段とを備えたことを
特徴とするプラズマ処理装置。
In a plasma processing apparatus for performing a plasma process on an object to be processed positioned in a processing space, a processing vessel defining the processing space is electrically connected to a high-frequency power source at both ends.
And placed flat on the ceiling of the processing vessel.
It is a high frequency antenna device for generating an alternating electric field in the radial direction by forming an alternating magnetic field along the processing space of the processing vessel, into the processing space, each of the alternating magnetic field and the alternating electric field A plasma processing apparatus comprising: magnet means for concentrically drifting electrons for plasma generation by forming a static magnetic field in a direction orthogonal to the direction.
【請求項2】 前記高周波アンテナ手段は、前記処理容
器の天井部に、その半径方向に略放射状に形成された複
数の導電部材よりなることを特徴とする請求項1記載の
プラズマ処理装置。
2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein said high-frequency antenna means comprises a plurality of conductive members formed on a ceiling portion of said processing container in a radial direction substantially radially.
【請求項3】 処理空間に位置される被処理体にプラズ3. An object to be processed located in a processing space is plasmed.
マ処理を施すプラズマ処理装置において、前記処理空間In the plasma processing apparatus for performing the processing, the processing space
を区画するチューブ状の処理容器と、両端が高周波電源And a high-frequency power supply at both ends
に電気的に接続されると共に前記処理容器の側壁に配置And is disposed on a side wall of the processing container.
されて、この処理容器内の前記処理空間に沿って交番磁And an alternating magnetic field along the processing space in the processing container.
界を形成することにより半径方向への交番電界を発生さCreating an alternating electric field in the radial direction
せる高周波アンテナ手段と、前記処理空間に、前記交番High-frequency antenna means for causing the
磁界と前記交番電界のそれぞれに対して直交する方向にIn a direction orthogonal to each of the magnetic field and the alternating electric field
静磁場を形成することによりプラズマ発生用の電子を同By forming a static magnetic field, electrons for plasma generation are
心円状にドリフトさせるための磁石手段とを備えたことMagnet means for drifting in a concentric manner
を特徴とするプラズマ処理装置。A plasma processing apparatus characterized by the above-mentioned.
【請求項4】 前記高周波アンテナ手段は、前記処理容
器の側壁に高さ方向に沿って処理容器全体の外周壁に渡
って形成された複数の導電部材よりなることを特徴とす
る請求項1記載のプラズマ処理装置。
4. The high-frequency antenna means extends over an outer peripheral wall of the entire processing container along a height direction on a side wall of the processing container.
The plasma processing apparatus according to claim 1, characterized in that a plurality of conductive members formed me.
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