JP3165941B2 - Plasma processing apparatus and method - Google Patents

Plasma processing apparatus and method

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JP3165941B2
JP3165941B2 JP27314193A JP27314193A JP3165941B2 JP 3165941 B2 JP3165941 B2 JP 3165941B2 JP 27314193 A JP27314193 A JP 27314193A JP 27314193 A JP27314193 A JP 27314193A JP 3165941 B2 JP3165941 B2 JP 3165941B2
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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、プラズマ処理装置及び
その方法に関する。
The present invention relates to a plasma processing apparatus and a plasma processing apparatus.
Regarding the method .

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体ウエハの処理工程において、例え
ばキャパシタや素子の分離、あるいはコンタクトホール
の形成などのためにドライエッチングが行われている。
このドライエッチングを行う従来装置の代表的なものと
して平行平板型プラズマ処理装置が知られている。
2. Description of the Related Art In a process of processing a semiconductor wafer, dry etching is performed for, for example, separating a capacitor or an element or forming a contact hole.
A parallel plate type plasma processing apparatus is known as a typical conventional apparatus for performing the dry etching.

【0003】図7は平行平板型プラズマ処理装置を示す
図であり、気密なチャンバ1内に、下部電極を兼用する
載置台11が配設されると共に、載置台11の上方にこ
れと対向してガス供給部を兼用する上部電極12が配設
されている。13は排気管である。
FIG. 7 is a view showing a parallel plate type plasma processing apparatus. A mounting table 11 serving also as a lower electrode is disposed in an airtight chamber 1 and is opposed to and above the mounting table 11. An upper electrode 12 also serving as a gas supply unit is provided. 13 is an exhaust pipe.

【0004】このようなプラズマ処理装置においては、
先ず載置台11上にウエハWを載置し、ガス供給部12
から処理ガスを導入すると共に、電極11、12間に高
周波電源部Eにより高周波電力を印加してプラズマを発
生させ、このプラズマ中の反応性イオンによりウエハW
のエッチングが行われる。
In such a plasma processing apparatus,
First, the wafer W is mounted on the mounting table 11 and the gas supply unit 12
, A high-frequency power is applied between the electrodes 11 and 12 by a high-frequency power source E to generate plasma, and reactive ions in the plasma generate wafers W.
Is etched.

【0005】ところでデバイスのパターンの線幅が増々
微細化する傾向にあるが、上述の装置においてプラズマ
が発生しているときのチャンバ内の圧力が100mTo
rr〜1Torrであり、このような高い圧力ではイオ
ンの平均自由工程が小さいので微細加工が困難である。
またウエハが大口径化しつつあるが、イオンの平均自由
工程が小さいと、広い面に亘ってプラズマ分布の高い均
一性を確保できないため、大口径のウエハに対して均一
な処理が困難であるという問題点もある。
[0005] By the way, the line width of the pattern of the device tends to be finer, but the pressure in the chamber when the plasma is generated in the above-described apparatus is 100 mTo.
rr to 1 Torr. At such a high pressure, the mean free path of ions is small, so that fine processing is difficult.
In addition, although the diameter of a wafer is increasing, if the mean free path of ions is small, high uniformity of plasma distribution over a wide surface cannot be secured, so that uniform processing of a large-diameter wafer is difficult. There are also problems.

【0006】そこで最近において、欧州特許公開明細書
第379828号や特開平3−79025号公報に記載
されているように、載置台11に対向するチャンバ1の
上面を石英ガラスなどの絶縁材により構成すると共に、
この絶縁材の外側に平面状のコイルを固定し、このコイ
ルに高周波電流を流してチャンバ1内に電磁場を形成
し、この電磁場内に流れる電子を処理ガスの中性粒子に
衝突させてプラズマを生成する高周波誘導方式が検討さ
れつつある。
Therefore, recently, as described in European Patent Publication No. 379828 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-79025, the upper surface of the chamber 1 facing the mounting table 11 is made of an insulating material such as quartz glass. Along with
A planar coil is fixed outside the insulating material, a high-frequency current is passed through the coil to form an electromagnetic field in the chamber 1, and electrons flowing in the electromagnetic field collide with neutral particles of the processing gas to generate plasma. A high-frequency induction method for generation is being studied.

【0007】この方式によれば、コイルの形状に従って
略同心円状の電界を誘導し、プラズマの閉じ込め効果が
あるので、従来の平行平板型プラズマ処理装置の場合に
比べて相当低い圧力でプラズマを発生させることがで
き、従って発生したプラズマ中のイオンの平均自由工程
が大きく、このためこのプラズマによるエッチング処理
は、微細加工に適している。そしてプラズマは高密度領
域から低密度領域へ拡散するが、イオンの平均自由工程
が大きいことからプラズマ密度分布は滑らかであり、ウ
エハ平面に並行な面におけるプラズマの均一性が高く、
大口径のウエハに対するプラズマ処理の面内均一性が向
上する。
According to this method, a substantially concentric electric field is induced in accordance with the shape of the coil, and there is an effect of confining the plasma. Therefore, the plasma is generated at a considerably lower pressure than that of the conventional parallel plate type plasma processing apparatus. Therefore, the mean free path of ions in the generated plasma is large, and therefore, the etching process using this plasma is suitable for fine processing. Then, the plasma diffuses from the high-density region to the low-density region, but the plasma has a large mean free path, so the plasma density distribution is smooth, and the plasma uniformity in a plane parallel to the wafer plane is high.
In-plane uniformity of plasma processing for a large-diameter wafer is improved.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このように高周波誘導
方式はパターンの線幅の微細化、ウエハの大口径化に適
したものとして注目されるものではあるが、実用化する
ためには種々の問題点がある。例えばその一つとして、
高周波アンテナがチャンバの外に設けられているため、
アンテナに大きな電力を印加すると周囲で電波障害を起
こすため、高周波アンテナをシールド体で覆わなければ
ならずこのため装置が大型化、複雑化するという問題が
ある。またチャンバの上面を石英で構成し、この上に高
周波アンテナを載置すると、石英の熱伝導度が小さいの
で電力印加時にアンテナに接している部分が局所的に加
熱され、このため石英に大きな熱応力が発生して割れが
生じ、チャンバの破裂事故につながるおそれもある。
As described above, the high-frequency induction method is attracting attention as a method suitable for miniaturizing the line width of a pattern and increasing the diameter of a wafer. There is a problem. For example, one of them is
Since the high-frequency antenna is provided outside the chamber,
When a large power is applied to the antenna, radio wave interference occurs in the surroundings, so that the high-frequency antenna must be covered with a shield, which causes a problem that the device becomes large and complicated. When the upper surface of the chamber is made of quartz and a high-frequency antenna is mounted on it, the portion in contact with the antenna is locally heated when power is applied because the thermal conductivity of quartz is small, so that large heat is applied to the quartz. There is a possibility that a stress is generated and a crack occurs, which may lead to an accident of rupture of the chamber.

【0009】本発明は、このような事情のもとになされ
たものであり、その目的は、コイルよりなる高周波アン
テナに高周波電力を印加して得られたプラズマにより被
処理体を処理する装置において装置の小型化を図ること
にある。
The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to provide an apparatus for processing an object to be processed by plasma obtained by applying high-frequency power to a high-frequency antenna comprising a coil. The object is to reduce the size of the device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明のプラズマ処理装
置は、接地された導電性材質よりなる気密構造のチャン
バと、 このチャンバ内に設けられ、被処理体を載置する
載置台と、 前記チャンバ内に処理ガスを供給する手段
と、 前記チャンバの空間を仕切るように前記チャンバ内
にて載置台と対向して設けられ、絶縁性でかつ耐食性材
料の仕切り板と、 この仕切り板の上に前記載置台と対向
して設けられた平面状のコイルよりなる高周波アンテナ
と、 この高周波アンテナに高周波電力を印加するための
高周波電源部と、を備え、前記高周波アンテナから発せ
られた交番電界により処理ガスをプラズマ化し、そのプ
ラズマにより載置台上の被処理体を処理することを特徴
とする。仕切り板は例えセラミックスからなる
A plasma processing apparatus according to the present invention.
The device is an airtight structure made of grounded conductive material.
And an object to be processed, which is provided in the chamber and
Mounting table and means for supplying a processing gas into the chamber
When the chamber so as to partition the space of the chamber
Insulated and corrosion resistant material provided opposite to the mounting table
The partition plate of the material and the mounting table described above on this partition plate
-Frequency antenna consisting of a planar coil provided as
For applying high frequency power to this high frequency antenna
A high-frequency power supply unit;
The processing gas is turned into plasma by the
Processing the object on the mounting table by plasma
And The partition plate is made of ceramic, for example.

【0011】他の発明のプラズマ処理装置は、接地され
た導電性材質よりなる気密構造のチャンバと、 このチャ
ンバ内に設けられ、被処理体を載置する載置台と、 前記
チャンバ内に処理ガスを供給する手段と、 前記チャンバ
内にて載置台と対向して設けられた平面状のコイルより
なる高周波アンテナと、 この高周波アンテナを覆う絶縁
性でかつ耐食性材料の容器と、 前記高周波アンテナに高
周波電力を印加するための高周波電源部と、を備え、前
記高周波アンテナから発せられた交番電界により処理ガ
スをプラズマ化し、そのプラズマにより載置台上の被処
理体を処理することを特徴とする。
A plasma processing apparatus according to another invention is grounded.
A chamber of the airtight structure composed of conductive material, the tea
Provided within Nba, the mounting table for mounting the object to be processed, wherein
Means for supplying a processing gas into the chamber; and the chamber
From a flat coil provided facing the mounting table inside
High frequency antenna and insulation covering this high frequency antenna
Container made of a conductive and corrosion-resistant material and the high-frequency antenna
And a high-frequency power supply for applying a high-frequency power.
The processing electric field is generated by the alternating electric field generated from the high-frequency antenna.
The plasma on the mounting table
It is characterized by processing a physical body.

【0012】上記発明においては、高周波アンテナを冷
却する冷却手段を備えることが好ましい。また高周波ア
ンテナに印加される高周波電圧の周波数よりも低い周波
数のバイアス電圧を印加する高周波電源部を更に備えた
構成が好ましい。
In the above invention, the high-frequency antenna is cooled.
It is preferable to provide a cooling means for cooling. In addition, high frequency
Frequency lower than the frequency of the high frequency voltage applied to the antenna
A high frequency power supply for applying a number of bias voltages.
A configuration is preferred.

【0013】本発明のプラズマ処理方法は、接地された
導電性材質よりなるチャンバ内にて当該チャンバの空間
を仕切る仕切り板上に載置台と対向して設けられた平面
状のコイルよりなる高周波アンテナに高周波電力を印加
する工程と、 前記高周波電力が印加された高周波アンテ
ナから発せられた交番電界により処理ガスをプラズマ化
し、そのプラズマにより載置台上の被処理体を処理する
工程と、を含むことを特徴とする。
In the plasma processing method of the present invention, a grounded
Space of the chamber in a chamber made of conductive material
A plane provided on the partition plate facing the mounting table
High-frequency power is applied to a high-frequency antenna consisting of a coil
A step of high-frequency antenna, wherein the high-frequency power was applied
Process gas is turned into plasma by the alternating electric field emitted from
Then, the object to be processed on the mounting table is processed by the plasma.
And a step.

【0014】[0014]

【作用】本発明によれば、高周波アンテナをチャンバ内
に設けると共にチャンバを接地することにより、チャン
バがシールド体の役割を果たすので高周波アンテナに高
周波電力を印加しても周囲に電波障害を起こすことがな
いし、またチャンバの外に高周波アンテナ及びシールド
体を設けなくてよいので装置が小型化、簡素化する。
According to the present invention, by providing a high-frequency antenna in a chamber and grounding the chamber, the chamber plays a role of a shield, so that even if high-frequency power is applied to the high-frequency antenna, radio wave interference occurs in the surroundings. There is no need to provide a high-frequency antenna and a shield outside the chamber, so that the device is reduced in size and simplified .

【0015】[0015]

【実施例】図1及び図2は本発明の実施例に係るプラズ
マ処理装置例えばエッチング装置の全体構成を示す断面
図、及び一部を破断した概略分解斜視図である。図中2
は、アルミニウムで構成されかつ接地された気密構造の
チャンバであり、このチャンバ2内の中央底部には、例
えばアルミニウムよりなる載置台3が配置されている。
1 and 2 are a cross-sectional view showing an entire configuration of a plasma processing apparatus, for example, an etching apparatus according to an embodiment of the present invention, and a schematic exploded perspective view with a part cut away. 2 in the figure
Is a chamber having an airtight structure made of aluminum and grounded. A mounting table 3 made of, for example, aluminum is disposed at a central bottom in the chamber 2.

【0016】前記載置台3は、上側部分である載置部3
1と、この載置部31を支持する下側部分である支持部
32とがボルト33により分離可能に結合して構成され
ており、支持部32とチャンバ2との間には絶縁体34
が介装されている。前記載置部31の上面には静電チャ
ックシート4がその上面を覆うように設けられている。
この静電チャックシート4は、例えば銅箔からなる静電
チャックシート用の電極である導電膜41を例えばポリ
イミドフィルムからなる絶縁膜42で両側から被覆して
構成され、導電膜41は、チャンバ2の外部の直流電源
43にスイッチ44を介して電気的に接続されている。
The mounting table 3 is a mounting section 3 which is an upper portion.
1 and a supporting portion 32 which is a lower portion for supporting the mounting portion 31 are detachably connected by bolts 33, and an insulator 34 is provided between the supporting portion 32 and the chamber 2.
Is interposed. The electrostatic chuck sheet 4 is provided on the upper surface of the mounting portion 31 so as to cover the upper surface.
The electrostatic chuck sheet 4 is configured by covering a conductive film 41 as an electrode for an electrostatic chuck sheet made of, for example, copper foil from both sides with an insulating film 42 made of, for example, a polyimide film. Is electrically connected to an external DC power supply 43 via a switch 44.

【0017】前記載置部31には、上端が当該載置部3
1の上面に開口する複数のバックサイドガス(熱伝導用
のガス)のための孔部51が形成されており、これら孔
部51の下端は例えば通気室52を介してバックサイド
ガス用のガス供給路53に連通している。また前記静電
チャックシート4は各孔部51に対応した位置に穴(図
示せず)が穿設され、孔部51からのバックサイドガス
が静電チャックシート4の穴を通じてウエハWの裏面に
吹き付けられるようになっている。前記ガス供給路53
は、バタフライバルブなどの圧力調整器54を介して図
示しない例えばHeガスなどのガス供給源に接続されて
いる。
The upper end of the mounting section 31 is the mounting section 3
A plurality of holes 51 for a backside gas (gas for heat conduction) are formed on the upper surface of the first side 1. It communicates with the supply path 53. Holes (not shown) are formed in the electrostatic chuck sheet 4 at positions corresponding to the holes 51, and the backside gas from the holes 51 passes through the holes of the electrostatic chuck sheet 4 to the back surface of the wafer W. It can be sprayed. The gas supply path 53
Is connected to a gas supply source such as He gas (not shown) via a pressure regulator 54 such as a butterfly valve.

【0018】そして前記通気室52にはバックサイドガ
スの圧力を検出する圧力検出部555の圧力検出値にも
とづいて、前記孔部51からウエハWの裏面へ向けて吹
き出すバックサイドガスの圧力が所定値例えば10To
rrになるように、圧力調整器54例えばバタフライバ
ルブの開度を調整する機能を有している。
The pressure of the backside gas blown toward the back surface of the wafer W from the hole 51 is determined in the ventilation chamber 52 based on the pressure detection value of the pressure detection unit 555 for detecting the pressure of the backside gas. Value eg 10To
It has a function of adjusting the opening degree of the pressure regulator 54, for example, the butterfly valve, so as to be rr.

【0019】前記載置部31の上には、ウエハWを囲む
ような環状のフォーカスリング21が配設される。この
フォーカスリング21は、反応性イオンを引き寄せない
絶縁性の材質から構成され、反応性イオンを内側のウエ
ハWに効果的に引き寄せる役割をもっている。
An annular focus ring 21 surrounding the wafer W is disposed on the mounting portion 31. The focus ring 21 is made of an insulating material that does not attract reactive ions, and has a role of effectively attracting the reactive ions to the inner wafer W.

【0020】前記支持部32の内部には、載置台3を介
してウエハWを冷却するために、冷却媒体を循環させる
冷媒溜35が形成され、これには導入管36Aと排出管
36Bとが設けられていて、導入管36Aを介して冷媒
溜35内に供給された冷却媒体例えば液体窒素は排出管
36Bを介して装置外部へ排出される。
A coolant reservoir 35 for circulating a cooling medium for cooling the wafer W via the mounting table 3 is formed inside the support portion 32. The coolant reservoir 35 has an inlet pipe 36A and an outlet pipe 36B. A cooling medium, such as liquid nitrogen, which is provided and supplied into the refrigerant reservoir 35 via the introduction pipe 36A is discharged to the outside of the apparatus via the discharge pipe 36B.

【0021】前記チャンバ2内の上面付近には、載置台
2に対向するように平面状のコイル例えば渦巻きコイル
からなる高周波アンテナ6が絶縁材例えばフッ素樹脂よ
りなる固定部材23(図2参照)によりチャンバ2に固
定して設けられている。この高周波アンテナ6は、導電
性材料例えばアルミニウムを材質とした管状体により構
成されており、その外周面及び内周面には、処理ガスに
よる腐食を防止するために耐食性材料例えば酸化アルミ
ニウムにより被覆されている。
In the vicinity of the upper surface in the chamber 2, a high-frequency antenna 6 composed of a planar coil, for example, a spiral coil is opposed to the mounting table 2 by a fixing member 23 made of an insulating material, for example, a fluororesin (see FIG. 2). It is provided fixed to the chamber 2. This high-frequency antenna 6 is formed of a tubular body made of a conductive material such as aluminum, and its outer peripheral surface and inner peripheral surface are coated with a corrosion-resistant material such as aluminum oxide to prevent corrosion by a processing gas. ing.

【0022】そして高周波アンテナ6の外端には、高周
波アンテナ6つまり管状体の内部空間に処理ガスを供給
するためにガス供給管7の一端が接続されており、この
ガス供給管7の他端側には図示しない処理ガス、エッチ
ング加工の場合には例えばCHF3 やCF4 などの処理
ガスの供給源が接続されている。前記高周波アンテナ6
の下面には、図3に示すように管状体の内部空間と外部
(チャンバ2内の空間)とを連通する処理ガスの流出口
例えばガスの吹き出し穴71がコイルに沿って形成され
ている。
An outer end of the high-frequency antenna 6 is connected to one end of a gas supply pipe 7 for supplying a processing gas to the high-frequency antenna 6, that is, the internal space of the tubular body. A supply source of a processing gas (not shown) or a processing gas such as CHF3 or CF4 in the case of etching is connected to the side. The high-frequency antenna 6
As shown in FIG. 3, an outlet for processing gas, for example, a gas outlet 71, which communicates the internal space of the tubular body with the outside (the space in the chamber 2), is formed along the coil as shown in FIG.

【0023】前記高周波アンテナ6の両端子(内側端子
及び外側端子)間には、プラズマ生成用の高周波電源部
61よりマッチング回路62を介して例えば13.56
MHz、1kwの高周波電圧が印加される。これにより
アンテナ6に高周波電流が流れ、後述するようにアンテ
ナ6直下の空間でプラズマが生成されることとなる。前
記高周波アンテナ6の上面側には、この高周波アンテナ
6を冷却するための冷却手段例えば冷却プレート8が設
けられている。この冷却プレート8は例えば冷媒管81
により内部に冷媒例えば冷却水が通流するように構成さ
れる。このように高周波アンテナ6を冷却すれば、アン
テナの材質とその外周面の耐食性材料との熱膨張率の差
に起因する耐食性材料の剥離を抑制できる利点がある。
Between both terminals (inner terminal and outer terminal) of the high-frequency antenna 6, for example, 13.56 from a high-frequency power supply 61 for plasma generation via a matching circuit 62.
A high frequency voltage of 1 MHz is applied. As a result, a high-frequency current flows through the antenna 6, and plasma is generated in a space directly below the antenna 6 as described later. On the upper surface side of the high frequency antenna 6, a cooling means for cooling the high frequency antenna 6, for example, a cooling plate 8 is provided. The cooling plate 8 is, for example, a refrigerant pipe 81
Thereby, a refrigerant, for example, cooling water flows therein. When the high-frequency antenna 6 is cooled in this way, there is an advantage that the peeling of the corrosion-resistant material due to the difference in the thermal expansion coefficient between the material of the antenna and the corrosion-resistant material on the outer peripheral surface can be suppressed.

【0024】また前記載置台3とアースとの間には、当
該載置台3に、高周波アンテナ6に印加される高周波電
圧の周波数より低い周波数例えば400KHzのバイア
ス電圧を与えるために、高周波電源部22が接続されて
いる。そしてチャンバ2はアースに接続されており、こ
のため載置台3とチャンバ2との間に電界が形成され、
この結果チャンバ2内のプラズマ中の反応性イオンのウ
エハWに対する垂直性が増すこととなる。
The high-frequency power supply 22 is provided between the mounting table 3 and the ground to apply a bias voltage, for example, 400 KHz, lower than the frequency of the high-frequency voltage applied to the high-frequency antenna 6 to the mounting table 3. Is connected. The chamber 2 is connected to the ground, so that an electric field is formed between the mounting table 3 and the chamber 2,
As a result, the perpendicularity of the reactive ions in the plasma in the chamber 2 to the wafer W is increased.

【0025】前記チャンバ2の底面には、複数の排気管
24の一端がチャンバ2の周方向に等間隔な位置に接続
されている。図示の例では2本の排気管24の一端がチ
ャンバ2の軸に対称に接続されている。そしてこれら排
気管24の他端側は、図2に示すようにバタフライバル
ブなどの圧力調整器25及び真空ポンプ26が介装され
た共通の排気管27に接続されている。またこの実施例
では排気系は、真空引き初期には緩やかに排気してパー
ティクルを巻き上げないように、またある程度真空引き
した後は急速に排気するように、チャンバ2内に設けら
れた圧力検出部28よりの圧力検出値にもとづいて排気
コントローラ29が圧力調整器25を調整するように構
成されている。
One end of a plurality of exhaust pipes 24 is connected to the bottom surface of the chamber 2 at equal intervals in the circumferential direction of the chamber 2. In the illustrated example, one ends of the two exhaust pipes 24 are symmetrically connected to the axis of the chamber 2. The other ends of the exhaust pipes 24 are connected to a common exhaust pipe 27 in which a pressure regulator 25 such as a butterfly valve and a vacuum pump 26 are interposed, as shown in FIG. Further, in this embodiment, the exhaust system is provided with a pressure detecting unit provided in the chamber 2 so as to gently evacuate the particles at the beginning of evacuation so as not to wind up the particles, and to evacuate the particles quickly after evacuation to some extent. The exhaust controller 29 is configured to adjust the pressure regulator 25 based on the detected pressure value from.

【0026】次に上述実施例の作用について説明する。
先ず図示しない搬送アームにより被処理体例えばウエハ
Wをチャンバ2内に搬入して静電チャックシート4上に
載置する。そして真空ポンプ26により排気管24を介
して、所定の真空雰囲気に真空排気すると共に、ガス供
給管7より例えばCF4 ガスなどのエッチングガスを高
周波アンテナ6の内部空間を介して吹き出し穴71より
チャンバ2内に供給しながら排気管24より真空排気し
てチャンバ2内を例えば数mTorr〜数10mTor
rの真空度に維持すると共に、高周波アンテナ6に高周
波電源部61より高周波電圧を印加する。この高周波電
圧の印加により高周波アンテナ6に高周波電流が流れる
と、アンテナ導体の周りに交番磁界が発生し、その磁束
の多くはアンテナ中心部を縦方向に通って閉ループを形
成する。このような交番磁界によってアンテナ6の直下
で概ね同心円状に円周方向の交番電界が誘起され、この
交番電界により円周方向に加速された電子が処理ガスの
中性粒子に衝突することでガスが電離してプラズマが生
成される。こうして発生したプラズマ中の反応性イオン
によってウエハWの表面がエッチングされる。
Next, the operation of the above embodiment will be described.
First, an object to be processed, for example, a wafer W, is loaded into the chamber 2 by a transfer arm (not shown) and placed on the electrostatic chuck sheet 4. Then, the chamber 2 is evacuated to a predetermined vacuum atmosphere through the exhaust pipe 24 by the vacuum pump 26, and an etching gas such as CF4 gas is supplied from the gas supply pipe 7 through the internal space of the high-frequency antenna 6 to the chamber 2 through the blowing hole 71. The inside of the chamber 2 is evacuated by evacuation from the exhaust pipe 24 while supplying the
r and a high frequency voltage is applied to the high frequency antenna 6 from the high frequency power supply unit 61. When a high-frequency current flows through the high-frequency antenna 6 due to the application of the high-frequency voltage, an alternating magnetic field is generated around the antenna conductor, and most of the magnetic flux passes through the center of the antenna in the vertical direction to form a closed loop. Such an alternating magnetic field induces an alternating electric field in a circumferential direction substantially concentrically right below the antenna 6, and the electrons accelerated in the circumferential direction by the alternating electric field collide with neutral particles of the processing gas. Is ionized to generate plasma. The surface of the wafer W is etched by the reactive ions in the plasma thus generated.

【0027】このように高周波アンテナ6に高周波電力
を印加すると周囲に電波が広がろうとするが、チャンバ
2がアルミニウム材で作られていて接地されているので
このチャンバ2によってシールドされ、従って装置の周
囲に対する電波障害のおそれがない。そして高周波アン
テナ6がチャンバ2の外に存在しない分だけ装置の小型
化を図れるが、特に有利な点は、仮に高周波アンテナ6
が外に設けられていて、シールド体をチャンバ2の外に
配置する場合、チャンバ2の外壁面に加工しなければな
らないが、チャンバ2をシールド体として用いれば、そ
のような加工が不要であるし、シールド体がチャンバ2
の外に配置されないので、装置の小型化、簡素化を図る
ことができる。
When high-frequency power is applied to the high-frequency antenna 6 as described above, radio waves tend to spread to the surroundings. However, since the chamber 2 is made of aluminum material and grounded, the chamber 2 is shielded by this chamber 2 and, therefore, the device is not used. There is no risk of radio interference to the surroundings. Although the size of the apparatus can be reduced by the amount that the high-frequency antenna 6 does not exist outside the chamber 2, a particularly advantageous point is that the high-frequency antenna 6
When the shield body is provided outside the chamber 2 and the shield body is disposed outside the chamber 2, the outer wall surface of the chamber 2 must be processed. However, such a processing is not required if the chamber 2 is used as a shield body. And the shield is chamber 2
Since it is not arranged outside the device, the size and simplification of the device can be achieved.

【0028】また高周波アンテナが処理ガス導入部を兼
用しているので、高周波アンテナに対して別途例えばそ
の外周部に沿って処理ガス供給部を配設する場合に比べ
て構成が簡単であるし、コイルの周囲に沿って処理ガス
の吹き出し穴71を形成することにより、これらが載置
台3上のウエハWの投影面と重なり、しかもコイル状に
吹き出し穴71が配列されるので、ウエハW表面への処
理ガスの供給を高い均一性をもって行うことができ、均
一なプラズマ処理を行うことができる。ただしガスの流
出口は、穴の代りにスリットであってもよい。更にまた
処理ガスの通流によって高周波アンテナ6が内部から冷
却されるので、その冷却効果により高周波アンテナ6の
内周面及び外周面に被着した耐食性材料の剥れを防止で
きる。
Further, since the high-frequency antenna also serves as the processing gas introduction section, the structure is simpler than when a processing gas supply section is separately provided along the outer peripheral portion of the high-frequency antenna, for example. By forming the processing gas blowout holes 71 along the periphery of the coil, these overlap with the projection surface of the wafer W on the mounting table 3 and, furthermore, since the blowout holes 71 are arranged in a coil shape, Can be supplied with high uniformity, and uniform plasma processing can be performed. However, the gas outlet may be a slit instead of a hole. Further, since the high-frequency antenna 6 is cooled from the inside by the flow of the processing gas, the cooling effect can prevent the corrosion-resistant material adhered to the inner and outer peripheral surfaces of the high-frequency antenna 6 from peeling off.

【0029】ここで図4及び図5に本発明の他の実施例
を示す。図4の実施例では、円筒部72aの下面周縁に
環状突壁72bが形成され、これらの内部空間が通気室
とされると共に、下端環状面に処理ガスの吹き出し穴7
3が多数周方向に沿って形成されて処理ガス供給部が構
成されている。この処理ガス供給部はガス混合室74に
連通し、ガス混合室74には複数のガス供給管75(図
示の例では2本)が接続されている。そして環状突壁7
2bの内方側には、高周波アンテナ6が冷却プレート8
上に載置されて配設されている。このような構成では、
ガス混合室74により複数種類の処理ガスが混合される
ので、ウエハW表面に対して均一な成分の処理ガスを供
給できる。また処理ガス供給部の材質としては、例えば
アルミナ系のセラミックやSiCなどを好適なものとし
て用いることができる。前者の材質はハロゲンガスによ
り削られにくいものであるし、また後者の材質は、削ら
れたとしてもシリコン系の成分なのでウエハに対する悪
影響がない。
FIGS. 4 and 5 show another embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIG. 4, an annular protruding wall 72b is formed at the periphery of the lower surface of the cylindrical portion 72a, and these internal spaces are used as ventilation chambers.
3 are formed along the circumferential direction to constitute a processing gas supply unit. The processing gas supply unit communicates with a gas mixing chamber 74, and a plurality of gas supply pipes 75 (two in the illustrated example) are connected to the gas mixing chamber 74. And annular protruding wall 7
2b, a high-frequency antenna 6 is provided on the cooling plate 8
It is placed and arranged on top. In such a configuration,
Since a plurality of types of processing gases are mixed by the gas mixing chamber 74, a processing gas having a uniform component can be supplied to the surface of the wafer W. As a material of the processing gas supply unit, for example, alumina-based ceramics, SiC, or the like can be preferably used. The former material is hard to be cut by the halogen gas, and the latter material has no adverse effect on the wafer because it is a silicon-based component even if it is cut.

【0030】また図5の実施例では、処理ガス供給部
が、下面に多数のガス吹き出し穴76を備えた円筒体7
7により構成されておりこの中に高周波アンテナ6が設
けられている。なお図4及び図5の例では、高周波アン
テナ6を冷却するための冷却プレ−ト8を示してある
が、これは必ずしも必要とされるものではない。そして
また高周波アンテナをチャンバ内に設けるにあたって
は、高周波アンテナを絶縁性でかつ耐食性材料の容器で
覆うようにしてもよいし、図6に示すようにチャンバの
上面付近の空間を例えばセラミックスよりなる仕切り板
9で仕切って、その上に高周波アンテナ6を載置するよ
うにしてもよい。
In the embodiment shown in FIG. 5, the processing gas supply unit is provided with a cylindrical body 7 having a large number of gas blowing holes 76 on the lower surface.
7, and a high-frequency antenna 6 is provided therein. Although the cooling plate 8 for cooling the high-frequency antenna 6 is shown in the examples of FIGS. 4 and 5, this is not always required. When the high-frequency antenna is provided in the chamber, the high-frequency antenna may be covered with a container made of an insulating and corrosion-resistant material. Alternatively, as shown in FIG. The high frequency antenna 6 may be placed on the plate 9 and placed thereon.

【0031】以上においてプラズマ処理としてエッチン
グ処理の例を挙げて説明したが、本発明はプラズマCV
D装置、プラズマアッシング装置、プラズマスパッタ装
置など他のプラズマ処理装置にも適用することができ、
また被処理体としては半導体ウエハに限らず、LCD基
板などであってもよい。
Although the above description has been made with reference to the example of the etching process as the plasma process, the present invention relates to a plasma CV
It can be applied to other plasma processing apparatuses such as D apparatus, plasma ashing apparatus, and plasma sputtering apparatus.
The object to be processed is not limited to a semiconductor wafer, but may be an LCD substrate or the like.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明によれば、高周波アンテナをチャ
ンバ内に設けると共にチャンバを接地することにより、
チャンバがシールド体の役割を果たすので高周波アンテ
ナに高周波電力を印加しても周囲に電波障害を起こすこ
とがないし、またチャンバの外に高周波アンテナ及びシ
ールド体を設けなくてよいので装置が小型化、簡素化
る。
According to the present invention, by providing a high-frequency antenna in a chamber and grounding the chamber,
Since the chamber plays the role of a shield, even if high-frequency power is applied to the high-frequency antenna, no radio interference will occur around the high-frequency antenna.In addition, since the high-frequency antenna and the shield need not be provided outside the chamber, the device can be downsized. be simplified
You.

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

【図1】本発明の実施例の全体構成を示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例の全体構成の概略を示す概略分
解斜視図である。
FIG. 2 is a schematic exploded perspective view schematically showing the overall configuration of the embodiment of the present invention.

【図3】高周波アンテナを示す下面図である。FIG. 3 is a bottom view showing the high-frequency antenna.

【図4】本発明の他の実施例の一部を示す断面図であ
る。
FIG. 4 is a sectional view showing a part of another embodiment of the present invention.

【図5】本発明の更に他の実施例の一部を示す断面図で
ある。
FIG. 5 is a sectional view showing a part of still another embodiment of the present invention.

【図6】本発明の更にまた他の実施例の一部を示す断面
図である。
FIG. 6 is a sectional view showing a part of still another embodiment of the present invention.

【図7】プラズマ処理装置の従来例を示す断面図であ
る。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a conventional example of a plasma processing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 チャンバ 3 載置台 35 冷媒溜 4 静電チャックシート 53 バックサイドガス供給管 6 高周波アンテナ 61 高周波電源部 7 ガス供給管 71、73 ガスの吹き出し穴 74 ガス混合室 Reference Signs List 2 chamber 3 mounting table 35 refrigerant reservoir 4 electrostatic chuck sheet 53 backside gas supply pipe 6 high-frequency antenna 61 high-frequency power supply unit 7 gas supply pipe 71, 73 gas blowing hole 74 gas mixing chamber

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01Q 9/27 H01L 21/302 C H ──────────────────────────────────────────────────の Continued on front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI H01Q 9/27 H01L 21/302 CH

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 接地された導電性材質よりなる気密構造
のチャンバと、 このチャンバ内に設けられ、被処理体を載置する載置台
と、 前記チャンバ内に処理ガスを供給する手段と、 前記チャンバの空間を仕切るように前記チャンバ内にて
載置台と対向して設けられ、絶縁性でかつ耐食性材料の
仕切り板と、 この仕切り板の上に前記載置台と対向して設けられた平
面状のコイルよりなる高周波アンテナと、 この高周波アンテナに高周波電力を印加するための高周
波電源部と、を備え、前記高周波アンテナから発せられ
た交番電界により処理ガスをプラズマ化し、そのプラズ
マにより載置台上の被処理体を処理することを特徴とす
るプラズマ処理装置。
An airtight structure made of a grounded conductive material.
Chamber and a mounting table provided in the chamber for mounting an object to be processed.
If, means for supplying a process gas into said chamber, in said chamber so as to partition the space of the chamber
It is provided opposite to the mounting table and is made of insulating and corrosion-resistant material.
A partition plate, and a flat plate provided on the partition plate so as to face the mounting table.
A high-frequency antenna consisting of a planar coil and a high-frequency antenna for applying high-frequency power to this high-frequency antenna
And a wave power supply unit.
The processing gas is turned into plasma by the alternating electric field
Processing the object to be processed on the mounting table by
Plasma processing equipment.
【請求項2】 仕切り板はセラミックスからなることを2. The partition plate is made of ceramics.
特徴とする請求項1記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein:
【請求項3】 接地された導電性材質よりなる気密構造3. An airtight structure made of a grounded conductive material.
のチャンバと、And a chamber of このチャンバ内に設けられ、被処理体を載置する載置台A mounting table provided in this chamber for mounting the object to be processed
と、When, 前記チャンバ内に処理ガスを供給する手段と、Means for supplying a processing gas into the chamber; 前記チャンバ内にて載置台と対向して設けられた平面状A planar shape provided opposite the mounting table in the chamber
のコイルよりなる高周波アンテナと、A high-frequency antenna comprising a coil of この高周波アンテナを覆う絶縁性でかつ耐食性材料の容The insulating and corrosion-resistant material covering the high-frequency antenna
器と、Vessels, 前記高周波アンテナに高周波電力を印加するための高周High frequency for applying high frequency power to the high frequency antenna
波電源部と、を備え、前記高周波アンテナから発せられAnd a wave power supply unit.
た交番電界により処理ガスをプラズマ化し、そのプラズThe processing gas is turned into plasma by the alternating electric field
マにより載置台上の被処理体を処理することを特徴とすProcessing the object to be processed on the mounting table by
るプラズマ処理装置。Plasma processing equipment.
【請求項4】 高周波アンテナを冷却する冷却手段を備4. A cooling means for cooling a high-frequency antenna is provided.
えたことを特徴とする請求項記1、2または3記載のプ4. The plug according to claim 1, 2 or 3, wherein
ラズマ処理装置。Plasma processing equipment.
【請求項5】 高周波アンテナに印加される高周波電圧5. A high-frequency voltage applied to a high-frequency antenna
の周波数よりも低い周Frequency lower than the frequency of 波数のバイアス電圧を印加する高High applying wavenumber bias voltage
周波電源部を更に備えたことを特徴とする請求項1ない2. The apparatus according to claim 1, further comprising a frequency power supply unit.
し4のいずれかに記載のプラズマ処理装置。5. The plasma processing apparatus according to any one of items 4.
【請求項6】 気密構造のチャンバ内に載置台を設け、6. A mounting table is provided in a chamber having an airtight structure,
前記チャンバ内に処理ガスを導入してプラズマ化し、そA processing gas is introduced into the chamber to generate plasma, and
のプラズマにより載置台上の被処理体を処理するプラズPlasma processing the object on the mounting table by the plasma
マ処理方法において、In the processing method, 接地された導電性材質よりなるチャンバ内にて当該チャIn a chamber made of a grounded conductive material,
ンバの空間を仕切る仕切り板上に載置台と対向して設けProvided on a partition plate that partitions the space
られた平面状のコイルよりなる高周波アンテナに高周波High-frequency antenna consisting of a flat coil
電力を印加する工程と、Applying power; 前記高周波電力が印加された高周波アンテナから発せらEmitted from the high-frequency antenna to which the high-frequency power is applied.
れた交番電界により処理ガスをプラズマ化し、そのプラThe processing gas is turned into plasma by the alternating electric field
ズマにより載置台上の被処理体を処理する工程と、を含Processing the object to be processed on the mounting table with the
むことを特徴とするプラズマ処理方法。A plasma processing method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5716451A (en) * 1995-08-17 1998-02-10 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
US6254746B1 (en) 1996-05-09 2001-07-03 Applied Materials, Inc. Recessed coil for generating a plasma
JP3955351B2 (en) * 1996-12-27 2007-08-08 キヤノンアネルバ株式会社 Plasma processing equipment
US6077402A (en) * 1997-05-16 2000-06-20 Applied Materials, Inc. Central coil design for ionized metal plasma deposition
JP3367077B2 (en) * 1997-10-21 2003-01-14 東京エレクトロンエイ・ティー株式会社 Plasma processing equipment
JPH11269643A (en) * 1998-03-20 1999-10-05 Toshiba Corp Deposition apparatus and deposition method using the same
JP3787079B2 (en) 2001-09-11 2006-06-21 株式会社日立製作所 Plasma processing equipment
JP4657620B2 (en) 2004-04-13 2011-03-23 株式会社日立ハイテクノロジーズ Plasma processing equipment
US8123902B2 (en) * 2007-03-21 2012-02-28 Applied Materials, Inc. Gas flow diffuser
JP5331519B2 (en) * 2008-03-11 2013-10-30 日本碍子株式会社 Electrostatic chuck
EP2484185A4 (en) * 2009-09-28 2014-07-23 Lam Res Corp Unitized confinement ring arrangements and methods thereof
WO2011108049A1 (en) * 2010-03-02 2011-09-09 シャープ株式会社 Plasma generating apparatus
US9934942B1 (en) * 2016-10-04 2018-04-03 Applied Materials, Inc. Chamber with flow-through source
JP6948788B2 (en) * 2016-12-15 2021-10-13 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing equipment

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