JP3172759B2 - Plasma processing method and plasma processing apparatus - Google Patents

Plasma processing method and plasma processing apparatus

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JP3172759B2 JP33876493A JP33876493A JP3172759B2 JP 3172759 B2 JP3172759 B2 JP 3172759B2 JP 33876493 A JP33876493 A JP 33876493A JP 33876493 A JP33876493 A JP 33876493A JP 3172759 B2 JP3172759 B2 JP 3172759B2
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【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、プラズマ処理方法及び
プラズマ処理装置に関する。
The present invention relates to a plasma processing method and a plasma processing method.
The present invention relates to a plasma processing apparatus .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から半導体ウエハ等の被処理体を処
理室内でプラズマ処理するプラズマ処理装置として、例
えば高周波を用いた平行平板型のプラズマ処理装置が広
く採用されている。この平行平板型プラズマ処理装置に
ついて例えば反応性イオンエッチング(RIE)を例に
挙げて説明すると、この装置は上下一対の電極のいずれ
か一方の電極あるいは双方に高周波電力を印加し、両電
極間でプラズマを発生させ、このプラズマの電位と被処
理体の自己バイアス電位との電位差により、被処理体の
表面にプラズマ中の反応性イオンを照射し、この反応性
イオンと被エッチング材とラジカルとの化学反応により
エッチング処理を施すよう構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a parallel plate type plasma processing apparatus using a high frequency has been widely used as a plasma processing apparatus for performing a plasma processing on an object to be processed such as a semiconductor wafer in a processing chamber. The parallel plate type plasma processing apparatus will be described by taking, for example, reactive ion etching (RIE) as an example. This apparatus applies high frequency power to one or both of a pair of upper and lower electrodes, and applies a high frequency power between the two electrodes. Plasma is generated, and the surface of the object is irradiated with reactive ions in the plasma by a potential difference between the potential of the plasma and the self-bias potential of the object. It is configured to perform an etching process by a chemical reaction.

【0003】しかしながら、従来の平行平板型プラズマ
処理装置の場合には、電極構造の関係から例えば100
mTorr〜1Torrという比較的高いガス圧でエッチングを
施すようにしているため、イオンの平均自由行程が短
く、最近の半導体素子の超高密度化に伴ってハーフミク
ロンからクォータミクロンレベルの超微細加工になると
被エッチング材にイオンを集中させることが難しく、被
エッチング材を選択的にエッチングすることが困難であ
る。また、最近は被処理体が大口径化しつつあり、被処
理体の全領域に亘って均一なプラズマを作る必要がある
が、平均自由行程が短いため、均一なプラズマを作るこ
とが難しい。更にプラズマ中のイオンが電極などに衝突
してこれらをスパッタし、電極などから不純物が発生
し、この不純物により被処理体などを汚染し、上述のよ
うな超微細加工が益々難しくなっている。
However, in the case of a conventional parallel plate type plasma processing apparatus, for example, 100
Since the etching is performed at a relatively high gas pressure of mTorr to 1 Torr, the mean free path of ions is short, and with the recent ultra-high density of semiconductor devices, ultra-fine processing from the half micron to quarter micron level has been realized. Then, it is difficult to concentrate ions on the material to be etched, and it is difficult to selectively etch the material to be etched. Recently, the diameter of an object to be processed has been increasing, and it is necessary to generate uniform plasma over the entire region of the object to be processed. However, since the mean free path is short, it is difficult to generate uniform plasma. Further, ions in the plasma collide with the electrodes and the like to sputter them, and impurities are generated from the electrodes and the like, and the impurities are contaminated on the object to be processed.

【0004】そこで、最近では、高真空下で高密度のプ
ラズマを発生させる種々のプラズマ処理装置、例えばマ
イクロ波と磁場の相乗作用を利用してプラズマを発生さ
せる電子サイクロトロン共鳴(ECR)プラズマ処理装
置や、高周波の電磁エネルギーを利用した高周波誘導結
合型プラズマ処理装置などが開発されている。これらの
装置では0.1mTorr台の低圧下でも高密度のプラズマを
得ることができ、しかも低圧であるが故に平均自由行程
が長く、イオンが他の粒子と殆ど衝突することがなく、
イオンを有効に利用できるため、これらの装置は最近の
超微細加工の要求に応えるものとして注目されている。
Therefore, recently, various plasma processing apparatuses for generating high-density plasma under a high vacuum, for example, an electron cyclotron resonance (ECR) plasma processing apparatus for generating plasma by utilizing a synergistic effect of a microwave and a magnetic field. Also, a high-frequency inductively coupled plasma processing apparatus using high-frequency electromagnetic energy has been developed. In these devices, high-density plasma can be obtained even under a low pressure of the order of 0.1 mTorr, and because of the low pressure, the mean free path is long, and ions hardly collide with other particles.
Because of the effective use of ions, these devices are attracting attention as meeting recent demands for ultra-fine processing.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ECRプラズマ処理装置や高周波誘導結合型プラズマ処
理装置の場合には0.1mTorr台の低圧下でも高密度のプ
ラズマを得ることができる反面、このような低圧下では
余りにも圧力が低いため、例えば被処理体にエッチング
処理を施す場合にはエッチング速度が小さく、処理効率
に劣るという課題があった。これを解決するために投入
電力を増やしたり、活性種の共鳴を促進させたり、ある
いはガス圧をより高くしたりして行くと、ガス圧が高く
なるに連れて平均自由行程が徐々に短くなり、イオンシ
ース内でイオンと分子が衝突してイオンが喪失されたり
してラジカルリッチになり、等方性エッチングが起こり
易くなるという課題があった。
However, in the case of a conventional ECR plasma processing apparatus or a high-frequency inductively coupled plasma processing apparatus, high-density plasma can be obtained even under a low pressure of the order of 0.1 mTorr. Since the pressure is too low under a very low pressure, there is a problem that, for example, when an etching process is performed on an object to be processed, the etching rate is low and the processing efficiency is poor. To solve this, increasing the input power, promoting the resonance of the active species, or increasing the gas pressure, the mean free path gradually decreases as the gas pressure increases. However, there has been a problem that ions collide with molecules in the ion sheath, and the ions are lost, resulting in radical richness and easy isotropic etching.

【0006】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、高周波誘導結合方式としては比較的高いガ
ス圧でもイオンに富み、ラジカルの生成を抑制した均一
高密度プラズマを安定的に得ることができ、しかもエ
ッチング速度及び選択比を高めることができるプラズマ
処理方法及びプラズマ処理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 to solve the above-mentioned problems. As a high-frequency inductive coupling system, a uniform ion-rich system which is rich in ions even at a relatively high gas pressure and suppresses the generation of radicals.
It is an object of the present invention to provide a plasma processing method and a plasma processing apparatus capable of stably obtaining a high-density plasma and increasing the etching rate and the selectivity.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは特に高周波
誘導結合型プラズマ処理装置を用いてプラズマ処理の最
適条件について種々検討した結果、ある特定の低圧下で
はラジカルの発生を抑制しイオンリッチなプラズマを得
ることができ、エッチング等のプラズマ処理を効果的に
施すことができることを知見した。しかも、このような
圧力下では従来に比べてプロセスウインドウが広く、ガ
ス圧制御が容易であったり、圧力の経時的または同期的
な変動に対して安定したプラズマ処理を継続的に施すこ
とができることを知見した。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted various studies on the optimum conditions of plasma processing, particularly using a high-frequency inductively coupled plasma processing apparatus. As a result, under a certain low pressure, the generation of radicals is suppressed and the ion-rich state is reduced. It has been found that a suitable plasma can be obtained and a plasma treatment such as etching can be effectively performed. In addition, under such a pressure, the process window is wider than before, the gas pressure can be easily controlled, and stable plasma processing can be continuously performed with respect to temporal or synchronous fluctuation of the pressure. Was found.

【0008】本発明は上記知見に基づいてなされたもの
であり、本発明の請求項1に記載のプラズマ処理方法
は、処理室上面の外側に絶縁材を介して配設された渦巻
き状のアンテナに高周波電力を印加し、上記処理室内で
処理ガスに誘導性結合プラズマを発生させ、上記処理室
内に配置された被処理体に所定のプラズマ処理を施すプ
ラズマ処理方法において、上記渦巻き状のアンテナとし
て第1のアンテナとこの内側に配置された第2のアンテ
ナを設け、第1のアンテナに第2のアンテナよりも高い
高周波電力を印加して上記被処理体を10〜100mTor
rのガス圧で処理するように構成されている。
[0008] The present invention has been made based on the above findings, and a plasma processing method according to a first aspect of the present invention provides a plasma processing method comprising a spiral disposed outside an upper surface of a processing chamber via an insulating material.
The high-frequency power is applied to the can-shaped antenna to generate inductive coupling plasma processing gas above the processing chamber, the plasma processing method for performing a predetermined plasma process on a target object disposed in the processing chamber, the swirl Shaped antenna
The first antenna and the second antenna disposed inside the first antenna.
And the first antenna is higher than the second antenna
Apply high-frequency power to make the object to be processed 10 to 100 mTor.
It is configured to process at a gas pressure of r.

【0009】また、本発明の請求項2に記載のプラズマ
処理装置は、所定の真空度を保持する処理室と、この処
理室内に配置され且つ被処理体を載置する載置台と、こ
の載置台で支持された被処理体を処理するために上記処
理室上面の外側に絶縁材を介して配設された渦巻き状の
アンテナと、このアンテナに高周波電力を印加する高周
波電源とを備え、上記渦巻き状のアンテナに高周波電力
を印加し、上記処理室内で処理ガスに誘導性結合プラズ
マを発生させ、上記処理室内に配置された被処理体に所
定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において、上
記渦巻き状アンテナは、第1アンテナと、第1アンテナ
の内側に配置された第2アンテナとを有し、また、上記
高周波電源は、第1アンテナに高周波電力を印加する第
1高周波電源と、第2アンテナに第1アンテナより低い
高周波電力を印加する第2高周波電源とを有して構成さ
れている。
A plasma according to a second aspect of the present invention.
The processing apparatus includes a processing chamber for maintaining a predetermined degree of vacuum, and a processing chamber.
A mounting table which is placed in the room and on which the object to be processed is mounted;
The above processing is performed to process the workpiece supported by the
Spiral-shaped arrangement placed on the outside of the upper surface of the
An antenna and a high-frequency circuit for applying high-frequency power to the antenna
And a high frequency power supply to the spiral antenna.
Is applied to the processing gas in the processing chamber.
Generated in the processing chamber
In plasma processing equipment that performs constant plasma processing,
The spiral antenna includes a first antenna and a first antenna.
And a second antenna disposed inside the
The high frequency power supply is a second power supply for applying high frequency power to the first antenna.
1 high frequency power supply and 2nd antenna lower than 1st antenna
And a second high-frequency power supply for applying high-frequency power .

【0010】[0010]

【作用】本発明の請求項1及び請求項2に記載の発明に
よれば、処理室内の処理ガスを10〜100mTorrのガ
ス圧に調整した状態で、渦巻き状の第1、第2アンテナ
高周波電力を印加する際に外側の第1アンテナに内側
の第2アンテナよりも高い 高周波電力を印加し処理室外
部から絶縁材を介してそれぞれの電磁波を与えて処理室
内で誘導性結合プラズマを発生させると、第1アンテナ
は内側の第2アンテナよりも強い電磁波を与え、処理室
の内壁近傍でプラズマの電子温度が2〜5eVになって
ラジカルの生成を抑制しイオン性エッチャントに富む高
密度プラズマ発生すると共に、第2アンテナは第1ア
ンテナよりも弱い電磁波を与え、処理室の内壁近傍より
は低密度ではあるがイオン性エッチャントに富む高密度
プラズマを発生し、処理室の内壁近傍の高密度プラズマ
が処理室の内方へ拡散して処理室内の高密度プラズマを
均一化し、有効なエッチャントに富む均一な高密度プラ
ズマにより処理室内の被処理体に所定のプラズマ処理を
均一に施すことができる。
According to the first and second aspects of the present invention, the first and second spiral antennas are formed in a state where the processing gas in the processing chamber is adjusted to a gas pressure of 10 to 100 mTorr.
The inside to the outside of the first antenna when high-frequency power is applied
When high- frequency power higher than that of the second antenna is applied and respective electromagnetic waves are applied from outside the processing chamber via an insulating material to generate inductively coupled plasma in the processing chamber, the first antenna
Gives stronger electromagnetic waves than the inner second antenna,
The electron temperature of the plasma becomes 2 to 5 eV in the vicinity of the inner wall of the substrate, the generation of radicals is suppressed, a high-density plasma rich in ionic etchant is generated , and the second antenna is connected to the first antenna.
Provides weaker electromagnetic waves than antennas
Is low density but high in ionic etchant
Generates plasma, high-density plasma near the inner wall of the processing chamber
Diffuses into the processing chamber to create high-density plasma in the processing chamber.
Homogenized, a predetermined plasma treatment to the object to be processed in the processing chamber by a uniform high-density plasma rich in active etchant
It can be applied uniformly .

【0011】[0011]

【実施例】以下、図1〜図5に示す実施例に基づいて本
発明を説明する。本発明のプラズマ処理方法を説明する
前に、まず本発明のプラズマ処理方法に好適に用いられ
るプラズマエッチング装置について図1、図2を参照し
ながら説明する。本発明のプラズマ処理方法に用いられ
るプラズマエッチング装置は、図1に示すように、アル
ミニウム等の導電性材料からなる円筒状あるいは矩形状
の処理室1を備えている。この処理室1内の底部には被
処理体例えば半導体ウエハWを載置する円柱状の載置台
2が昇降機構3を介して昇降可能に配設されている。こ
の昇降機構3は、処理室1の底面中央部の開口部を貫通
し、例えば石英ガラス、セラミックス等からなる絶縁材
4により処理室1から電気的に絶縁されている。また、
この載置台2の周囲の処理室1の底部には図示しない真
空ポンプに接続された排気管1A、1Aが取り付けら
れ、この真空ポンプにより処理室1内のガス圧を所定の
真空度に保持するようにしている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the embodiments shown in FIGS. Before describing the plasma processing method of the present invention, first, a plasma etching apparatus suitably used in the plasma processing method of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the plasma etching apparatus used in the plasma processing method of the present invention includes a cylindrical or rectangular processing chamber 1 made of a conductive material such as aluminum. A column-shaped mounting table 2 on which an object to be processed, for example, a semiconductor wafer W is mounted, is provided at the bottom of the processing chamber 1 via a lifting mechanism 3 so as to be able to move up and down. The elevating mechanism 3 passes through an opening at the center of the bottom of the processing chamber 1 and is electrically insulated from the processing chamber 1 by an insulating material 4 made of, for example, quartz glass, ceramics, or the like. Also,
Exhaust pipes 1A, 1A connected to a vacuum pump (not shown) are attached to the bottom of the processing chamber 1 around the mounting table 2, and the gas pressure in the processing chamber 1 is maintained at a predetermined degree of vacuum by the vacuum pump. Like that.

【0012】そして、上記載置台2は、アルミニウム等
により円盤状に形成されたサセプタ支持台2Aと、この
サセプタ支持台2A上にボルト2Bにより着脱自在に積
層され且つアルミニウム等により形成されたサセプタ2
Cとを備え、サセプタ2Cの着脱によりメンテナンス容
易に構成されている。
The mounting table 2 includes a susceptor support 2A formed in a disk shape of aluminum or the like, and a susceptor 2 formed on the susceptor support 2A in a detachable manner with bolts 2B and formed of aluminum or the like.
C and the susceptor 2C is attached and detached for easy maintenance.

【0013】上記サセプタ支持台2A内には冷却ジャケ
ット5が配設され、この冷却ジャケット5には液化窒素
等の冷媒を供給する冷媒供給源(図示せず)が冷媒導入
管6を介して接続され、冷媒供給源から冷媒導入管6を
介して冷却ジャケット5へ冷媒を供給するようになされ
ている。また、冷却ジャケット5内の冷媒はサセプタ5
を冷却して気化した後、冷媒導出管7を介して外部へ排
出されるようになっている。冷媒として例えば−196
℃の液化窒素を用いた場合には、その冷熱が冷却ジャケ
ット5からサセプタ2Cを介して半導体ウエハWまで伝
達され、その処理面を例えば−196℃〜常温程度に冷
却制御することができる。
A cooling jacket 5 is provided in the susceptor support 2A, and a coolant supply source (not shown) for supplying a coolant such as liquefied nitrogen is connected to the cooling jacket 5 via a coolant introduction pipe 6. The coolant is supplied from the coolant supply source to the cooling jacket 5 via the coolant introduction pipe 6. The cooling medium in the cooling jacket 5 is a susceptor 5.
After being cooled and vaporized, it is discharged to the outside through the refrigerant outlet pipe 7. As a refrigerant, for example, -196
When liquefied nitrogen at ℃ is used, the cold heat is transmitted from the cooling jacket 5 to the semiconductor wafer W via the susceptor 2C, and the processing surface can be controlled to be cooled to, for example, about −196 ° C. to room temperature.

【0014】上記サセプタ支持台2A及びサセプタ2C
にはこれらを貫通するガス通路8を介してガス源9が接
続され、このガス源9からガス通路8を介してHe等の
熱伝達性ガス(バッククーリングガス)を供給し、各構
成部材の接合面の熱伝達性を高めて冷却ジャケット5に
よる冷却効率を高めるようにしている。また、サセプタ
2C上面の周縁部にはフォーカスリング10が取り付け
られている。このフォーカスリング10は、例えば石英
ガラス、セラミック、シリコン(単結晶、多結晶、アモ
ルファス)等の高抵抗体またはアルミニウムのアルマイ
トコーティング材、アモルファスカーボン等の良導体に
より形成され、反応性イオンをその内側の半導体ウエハ
Wに効果的に入射させる役割を有している。
The susceptor support 2A and the susceptor 2C
Is connected to a gas source 9 via a gas passage 8 penetrating them, and supplies a heat-transfer gas (back cooling gas) such as He from the gas source 9 via the gas passage 8 to each component. The heat transfer property of the joint surface is enhanced to increase the cooling efficiency of the cooling jacket 5. A focus ring 10 is attached to a peripheral portion of the upper surface of the susceptor 2C. The focus ring 10 is formed of a high-resistance material such as quartz glass, ceramic, silicon (single crystal, polycrystal, or amorphous) or a good conductor such as an alumite coating material of aluminum or amorphous carbon. It has a role of effectively entering the semiconductor wafer W.

【0015】また、上記サセプタ2C上面のウエハ載置
部には半導体ウエハWと略同一径に形成された静電チャ
ック11が取り付けられている。この静電チャック11
は、例えば2枚のポリイミド樹脂フィルムやセラミック
等の絶縁性部材と、これら両者に挟まれて一体化した導
電膜12によって構成されている。そして、この導電膜
12にはリード線13を介して可変直流電源14に接続
され、この可変直流電源14から導電膜12に電圧を印
加することにより発生する静電力により半導体ウエハW
を上記静電チャック11上面に吸引保持するように構成
されている。また、上記サセプタ2Cには高周波電源1
5がマッチング用コンデンサ16を介して接続され、こ
の高周波電源15からマッチング用コンデンサ16を介
して例えば20〜400KHzの高周波電力を印加し、
半導体ウエハWに自己バイアスするように構成されてい
る。
An electrostatic chuck 11 having substantially the same diameter as the semiconductor wafer W is attached to the wafer mounting portion on the upper surface of the susceptor 2C. This electrostatic chuck 11
Is composed of, for example, two insulating members such as polyimide resin films and ceramics, and a conductive film 12 interposed therebetween. The conductive film 12 is connected to a variable DC power supply 14 via a lead wire 13, and the semiconductor wafer W is generated by an electrostatic force generated by applying a voltage to the conductive film 12 from the variable DC power supply 14.
Is held on the upper surface of the electrostatic chuck 11 by suction. The susceptor 2C has a high frequency power supply 1
5 is connected via a matching capacitor 16, and high-frequency power of, for example, 20 to 400 KHz is applied from the high-frequency power supply 15 via the matching capacitor 16,
The semiconductor wafer W is configured to be self-biased.

【0016】また、上記冷却ジャケット5と静電チャッ
ク11との間のサセプタ2Cの下面には電源17に接続
された温度調整用ヒータ18が配設され、この電源17
の供給電力を調整することにより温度調整用ヒータ18
を介して冷却ジャケット5からの冷却作用を調整するよ
うになされている。この温度調整用ヒータ18により半
導体ウエハWを0℃以上の温度に調整できるようになさ
れている。
On the lower surface of the susceptor 2C between the cooling jacket 5 and the electrostatic chuck 11, a temperature adjusting heater 18 connected to a power supply 17 is provided.
The temperature control heater 18 is adjusted by adjusting the power supplied to the heater 18.
The cooling action from the cooling jacket 5 is adjusted via the. The semiconductor wafer W can be adjusted to a temperature of 0 ° C. or higher by the temperature adjusting heater 18.

【0017】また、載置台2の上面に対向する処理室1
の頂面は石英ガラス、セラミック等からなる絶縁材19
よって形成されている。この絶縁材19の内面(チャン
バー内側)が高純度シリコン等によってコーティングさ
れたものであっても良い。この絶縁材19外面には高周
波電極として銅、アルミニウム、ステンレス等の導体に
よって形成された高周波アンテナ20が配設されてい
る。この高周波アンテナ20は、図2を参照すれば明ら
かなように、渦巻き状の第1アンテナ部201と、この
第1アンテナ部201の内部に配置されたリング状の第
2アンテナ部202から構成されている。そして、第1
アンテナ部201の内側端子201Aと外側端子201
B間にはプラズマ発生用の第1高周波電源21Aがマッ
チングボックス22Aを介して接続され、この第1高周
波電源21Aからマッチングボックス22Aを介して1
3.56MHzの高周波の電磁波を印加するように構成さ
れている。また、第2アンテナ部202の内側端子20
2Aと外側端子202B間にはプラズマ発生用の第1高
周波電源21Bがマッチングボックス22Bを介して接
続され、この第2周波電源21Bからマッチングボック
ス22Bを介して13.56MHzの高周波の電磁波を印
加するように構成されている。そして、高周波アンテナ
20には例えば500〜1500Wの高周波電力を印加
することが好ましい。また、高周波アンテナ20に印加
する高周波電力は13.56MHzに限らず、この他38
0KHz、6.35MHz、27.12MHz、40.68M
Hzの高周波電力であっても良い。
The processing chamber 1 facing the upper surface of the mounting table 2
The top surface is made of insulating material 19 made of quartz glass, ceramic, etc.
Therefore, it is formed. The inner surface (inside the chamber) of the insulating material 19 may be coated with high-purity silicon or the like. A high-frequency antenna 20 formed of a conductor such as copper, aluminum, or stainless steel as a high-frequency electrode is disposed on the outer surface of the insulating material 19. The high-frequency antenna 20 includes a spiral first antenna unit 201 and a ring-shaped second antenna unit 202 disposed inside the first antenna unit 201, as is apparent from FIG. ing. And the first
Inner terminal 201A and outer terminal 201 of antenna section 201
A first high-frequency power supply 21A for plasma generation is connected between B through a matching box 22A, and is connected to the first high-frequency power supply 21A via the matching box 22A.
It is configured to apply a high frequency electromagnetic wave of 3.56 MHz. Also, the inner terminal 20 of the second antenna unit 202
A first high frequency power supply 21B for plasma generation is connected between 2A and the outer terminal 202B via a matching box 22B, and applies a 13.56 MHz high frequency electromagnetic wave from the second frequency power supply 21B via the matching box 22B. It is configured as follows. Then, it is preferable to apply a high-frequency power of, for example, 500 to 1500 W to the high-frequency antenna 20. The high-frequency power applied to the high-frequency antenna 20 is not limited to 13.56 MHz.
0 KHz, 6.35 MHz, 27.12 MHz, 40.68 M
High frequency power of Hz may be used.

【0018】また、上記絶縁材19からなる頂面の内面
には石英ガラス、セラミック等によって形成されたガス
供給部23が取り付けられている。このガス供給部23
は、サセプタ2Cと略同一径の中空円盤状に形成され、
下面には多数の孔が分散形成されている。また、頂面の
中央にはガス供給管24が取り付けられ、このガス供給
管24には処理ガス供給源25A、25Bがマスフロー
コントローラ26を介して接続されている。更に、ガス
供給部23内にはバッファ円板27が設けられている。
このバッファ円板27の中央にはガス供給管24に向か
って突出する突起部28が形成さている。更に、ガス供
給部23の下面の外周縁部には環状突起29が取り付け
られている。従って、処理ガスが供給源25A、25B
からマスフローコントローラ26を介してガス供給管2
4へ供給されると、この処理ガスは、バッファ円板27
の突起部28によりガス供給部23全体へ分散されてそ
の下面へ回り込み、多数の孔から処理室1内へ噴出し、
環状突起29により半導体ウエハWに向けて均等に供給
されるようになっている。
A gas supply section 23 made of quartz glass, ceramic, or the like is attached to the inner surface of the top surface made of the insulating material 19. This gas supply unit 23
Is formed in a hollow disk shape having substantially the same diameter as the susceptor 2C,
A large number of holes are dispersedly formed on the lower surface. A gas supply pipe 24 is attached to the center of the top surface, and processing gas supply sources 25A and 25B are connected to the gas supply pipe 24 via a mass flow controller 26. Further, a buffer disk 27 is provided in the gas supply unit 23.
At the center of the buffer disk 27, a projection 28 projecting toward the gas supply pipe 24 is formed. Further, an annular protrusion 29 is attached to the outer peripheral edge of the lower surface of the gas supply unit 23. Therefore, the processing gas is supplied from the supply sources 25A and 25B.
From the gas supply pipe 2 via the mass flow controller 26
4, the processing gas is supplied to the buffer disk 27.
Are dispersed to the entire gas supply unit 23 by the protrusions 28, and go around to the lower surface thereof, and squirt into the processing chamber 1 from many holes.
The annular projection 29 allows the semiconductor wafer W to be evenly supplied to the semiconductor wafer W.

【0019】また、上記処理室1の側壁には透明石英ガ
ラス等の透明な材料により形成された透過窓30が取り
付けられ、処理室1内の光を光学系31を介して光学セ
ンサ32に送り、処理室1内で発生する発光スペクトル
に関する信号を制御器33へ送信するように構成されて
いる。また、処理室1には図示しないラングミュアプロ
ーブが取り付けられ、このラングミュアプローブにより
プラズマの電子温度を測定できるようになされている。
更に、処理室1の側壁には処理室1内の圧力などを測定
するセンサ34が取り付けられ、このセンサ34から圧
力などに関する信号を制御器33へ送信するように構成
されている。制御器33は、これらのセンサからのフィ
ードバック信号あるいは予め設定された設定値に基づい
て制御信号をプラズマ発生用高周波電源21A、21
B、バイアス用高周波電源15、冷媒源9、温度調整用
電源17、バッククーリング用ガス源9、処理ガス用マ
スフローコントローラ26などに送信し、プラズマ処理
装置の動作環境を最適にコントロールするように構成さ
れている。
A transmission window 30 formed of a transparent material such as transparent quartz glass is attached to a side wall of the processing chamber 1, and transmits light in the processing chamber 1 to an optical sensor 32 via an optical system 31. , A signal relating to an emission spectrum generated in the processing chamber 1 is transmitted to the controller 33. Further, a Langmuir probe (not shown) is attached to the processing chamber 1 so that the electron temperature of plasma can be measured by the Langmuir probe.
Further, a sensor 34 for measuring the pressure or the like in the processing chamber 1 is attached to a side wall of the processing chamber 1, and a signal related to the pressure or the like is transmitted from the sensor 34 to the controller 33. The controller 33 outputs a control signal based on a feedback signal from these sensors or a preset set value to the plasma generating high-frequency power supplies 21A and 21A.
B, transmitted to the bias high-frequency power supply 15, the coolant source 9, the temperature control power supply 17, the back cooling gas source 9, the processing gas mass flow controller 26, and the like to optimally control the operating environment of the plasma processing apparatus. Have been.

【0020】上記プラズマ処理装置を用いて半導体ウエ
ハWに形成されたシリコン酸化膜、PSG膜等の酸化膜
をエッチングするする場合には、処理ガスとしては、例
えばCHF3、CF4、C26、C38等のフッ素系ガス
が好ましく用いられる。そして、これらのガスは単独で
あるいは適宜の組み合わせて混合し、更にはこれらに一
酸化炭素、酸素等の添加ガスを添加することにより下地
材との選択比を高めることができる。下地材としては、
例えばポリシリコン、アモルファスシリコン、窒化シリ
コン、窒化チタン等を挙げることができる。また、シリ
コン膜をエッチングする場合にはCF4等のフッ素系ガ
ス、CClF3等のフッ素−塩素系ガスが好ましく用い
られる。勿論、処理ガスはこれらのガスに制限されるも
のではない。
When an oxide film such as a silicon oxide film or a PSG film formed on a semiconductor wafer W is etched using the above-described plasma processing apparatus, the processing gas may be, for example, CHF 3 , CF 4 , C 2 F. 6 , fluorine gas such as C 3 F 8 is preferably used. These gases may be used alone or in an appropriate combination to be mixed, and further, an additional gas such as carbon monoxide or oxygen may be added to these gases to increase the selectivity with respect to the base material. As a base material,
For example, polysilicon, amorphous silicon, silicon nitride, titanium nitride, and the like can be given. When etching a silicon film, a fluorine-based gas such as CF 4 or a fluorine-chlorine gas such as CCIF 3 is preferably used. Of course, the processing gas is not limited to these gases.

【0021】次に、上記プラズマ処理装置を用いてシリ
コン酸化膜をエッチングする場合を例に挙げて図3〜図
5を参照しながら本発明のプラズマ処理方法の実施例と
共に説明する。それには、処理室1外部に絶縁材19を
介して配設された高周波アンテナ20にその高周波電源
21A、21Bからマッチングボックス22A、22B
を介して500〜1500Wの高周波電力を印加すると
共にバイアス用高周波電源16を介して100〜300
Wの高周波電力を印加し、処理室1内で例えばCHF3
の誘導プラズマを発生させ、10〜100mTorrのガス
圧で半導体ウエハW上に形成されたシリコン酸化膜にエ
ッチング処理を施す。
Next, an example of etching a silicon oxide film using the above-described plasma processing apparatus will be described with reference to FIGS. 3 to 5 together with an embodiment of the plasma processing method of the present invention. To do so, a high frequency antenna 20 disposed outside the processing chamber 1 via an insulating material 19 is supplied from its high frequency power sources 21A, 21B to matching boxes 22A, 22B.
And a high-frequency power of 500 to 1500 W through the bias high-frequency power supply 16 and 100 to 300 W
W high-frequency power is applied, and for example, CHF3
And an etching process is performed on the silicon oxide film formed on the semiconductor wafer W at a gas pressure of 10 to 100 mTorr.

【0022】それにはまず、処理室1内で昇降機構3を
駆動させて載置台2を適宜の位置に設定した後、半導体
ウエハWを静電チャック11上に載置すると、その静電
力により半導体ウエハWを載置台2のサセプタ2C上に
固定する。そして、図示しない真空ポンプにより処理室
1内を真空雰囲気にする。その後、半導体ウエハWの裏
面及び載置台2の各接合部に伝熱用のバッククーリング
用ガスを供給しながら冷却ジャケット5により半導体ウ
エハWを所望の温度、例えば15℃まで冷却する。引き
続き例えば処理ガス供給源25Aから例えば純粋なCH
3ガスをガス供給部23から処理室1内へ供給する。
First, the mounting table 2 is set at an appropriate position by driving the elevating mechanism 3 in the processing chamber 1 and then the semiconductor wafer W is mounted on the electrostatic chuck 11. The wafer W is fixed on the susceptor 2C of the mounting table 2. Then, the inside of the processing chamber 1 is brought into a vacuum atmosphere by a vacuum pump (not shown). Thereafter, the semiconductor wafer W is cooled by the cooling jacket 5 to a desired temperature, for example, 15 ° C., while supplying a back-cooling gas for heat transfer to the back surface of the semiconductor wafer W and each joint of the mounting table 2. Subsequently, for example, from processing gas supply 25A, for example, pure CH
F 3 gas is supplied from the gas supply unit 23 into the processing chamber 1.

【0023】次いで、高周波アンテナ20、即ち第1ア
ンテナ部201及び第2アンテナ部202に第1、第2
高周波電源21A、21Bからマッチングボックス22
A、22Bを介してそれぞれ13.56MHzで500〜
3500Wの高周波電力を同位相で印加して処理室1内
に電磁波を与えると共に、サセプタ2Cに13.56M
Hzで10〜300Wの高周波電源15から直流成分カ
ット用コンデンサ16を介して高周波電力を印加する。
この際、第1アンテナ部201の電力を第2アンテナ部
202の電力よりも相対的に高くすると、第1アンテナ
部201に相対的に高い電流が流れ、処理室1の内壁近
傍でその内側よりも強い電磁波をCHF3ガスに照射
し、内壁近傍がその内側よりも高密度のプラズマが発生
する。その結果、周囲の高密度プラズマが径方向内側へ
拡散して処理室1内全体のプラズマを均一化するとがで
きると共に、半導体ウエハWの処理面に均一な状態で拡
散して半導体ウエハW全面に均一なエッチングを施すこ
とができる。
Next, the first and second antennas 201, 201,
Matching box 22 from high frequency power supplies 21A, 21B
A, 500 at 13.56 MHz each via 22B
A high-frequency power of 3500 W is applied in the same phase to give an electromagnetic wave to the processing chamber 1 and a 13.56 M
A high-frequency power is applied from a high-frequency power supply 15 of 10 to 300 W at a frequency Hz via a DC component cutting capacitor 16.
At this time, if the power of the first antenna unit 201 is relatively higher than the power of the second antenna unit 202, a relatively high current flows through the first antenna unit 201, and the electric current flows near the inner wall of the processing chamber 1 from the inside. A strong electromagnetic wave is applied to the CHF 3 gas, and a higher density plasma is generated near the inner wall than inside. As a result, the surrounding high-density plasma diffuses radially inward to make the plasma in the entire processing chamber 1 uniform, and diffuses uniformly in the processing surface of the semiconductor wafer W and spreads over the entire surface of the semiconductor wafer W. Uniform etching can be performed.

【0024】この時更に、マスコントローラ26を制御
器33で制御することにより流量調整すると共に自動圧
力調整装置(図示せず)を用いてガス圧を種々変化さ
せ、その都度、処理室1内の電子温度をラングミュアプ
ローブで測定し、電子温度のガス依存性を観察した。そ
の結果、図3で示す結果が得られた。同図によれば、1
0mTorr未満のガス圧ではガス圧が低下すれば電子温度
が4.3eVから急激に上昇し、10〜100mTorr(同
図では50mTorrまで示した)の範囲ではガス圧が上昇
しても電子温度が4eVから2eVまで緩やかに低下
し、この範囲では電子温度が安定していることが判っ
た。尚、分子の結合エネルギーは通常1〜数eVである
ため、電子温度が2〜4eVあれば、電子のエネルギー
としてはCHF3分子の結合エネルギーを切断してプラ
ズマを生成するには十分である。
At this time, the mass controller 26 is further controlled by the controller 33 to adjust the flow rate and to change the gas pressure variously by using an automatic pressure adjusting device (not shown). The electron temperature was measured with a Langmuir probe, and the gas dependence of the electron temperature was observed. As a result, the result shown in FIG. 3 was obtained. According to FIG.
At a gas pressure of less than 0 mTorr, the electron temperature rises sharply from 4.3 eV if the gas pressure decreases, and in the range of 10 to 100 mTorr (shown up to 50 mTorr in the figure), the electron temperature is 4 eV even if the gas pressure increases. From 1 to 2 eV, and it was found that the electron temperature was stable in this range. Incidentally, the binding energy of the molecule for usually from 1 to several eV, if the electron temperature is 2~4EV, as the electron energy is sufficient to generate a plasma by cutting the binding energy of CHF 3 molecules.

【0025】この結果からも明らかなようにガス圧が1
0mTorr未満の低圧になれば僅かの圧力変動で電子温度
が大きく変動しプラズマに多大な影響を与えるため、エ
ッチング時のガス圧制御が難しく安定したエッチングを
施すことができなくなる虞がある。一方、ガス圧が10
〜100mTorrの範囲にあれば電子温度が4.3eVから
2eVの範囲で緩やかに変動し安定したプラズマを得る
ことができるため、エッチング時のガス圧制御が容易に
なり、安定したエッチングを継続的に施すことができ
る。また、ガス圧が100mTorrを超えると高周波誘導
結合方式の特性を活かせなくなり好ましくない。また、
100mTorrを超えるガス圧では従来の平行平板型プラ
ズマ処理装置の方がコスト的、特徴的に優れている。
As is clear from these results, the gas pressure is 1
If the pressure becomes lower than 0 mTorr, the electron temperature fluctuates greatly with a slight pressure fluctuation, which greatly affects the plasma. Therefore, it is difficult to control the gas pressure at the time of etching, and there is a possibility that stable etching cannot be performed. On the other hand, if the gas pressure is 10
If the electron temperature is in the range of 100 to 100 mTorr, the electron temperature is gently fluctuated in the range of 4.3 eV to 2 eV, and a stable plasma can be obtained. Can be applied. On the other hand, if the gas pressure exceeds 100 mTorr, the characteristics of the high-frequency inductive coupling method cannot be utilized, which is not preferable. Also,
At a gas pressure exceeding 100 mTorr, the conventional parallel plate type plasma processing apparatus is more excellent in cost and characteristics.

【0026】また、発光強度のガス圧依存性を観察した
結果、図4に示す結果が得られた。同図によれば、CF
2ラジカルの発光強度は圧力が低くなるに連れて一様に
弱くなる一方、CFの発光強度は圧力が低くなるに連れ
て強くなる。しかし、10mTorr近傍に最大値を有す
る。また、F、C、Hラジカルの発光強度は圧力の低下
と共に急激に強くなる。このことはCHF3がF、C、
Hに分解することを示している。即ち、10mTorr未満
まで圧力を低下させるとエッチングに必要なイオンが得
難くなり、10〜100mTorrの範囲ではF、C、Hラ
ジカルの発生が抑制されることを示している。また、1
0〜100mTorrの範囲では圧力が高くなるに連れてC
2ラジカルが徐々に増え、ラジカル重合が起こり易く
なることを示している。このことは下地に対する高選択
性エッチングを得る上で極めて重要である。
Further, as a result of observing the dependence of the emission intensity on the gas pressure, the result shown in FIG. 4 was obtained. According to FIG.
The emission intensity of the two radicals is uniformly weakened as the pressure is decreased, while the emission intensity of CF is increased as the pressure is decreased. However, it has a maximum value near 10 mTorr. Further, the emission intensity of the F, C, and H radicals sharply increases as the pressure decreases. This means that CHF 3 has F, C,
H is shown. That is, if the pressure is reduced to less than 10 mTorr, it becomes difficult to obtain ions necessary for etching, and it is shown that generation of F, C, and H radicals is suppressed in the range of 10 to 100 mTorr. Also, 1
In the range of 0 to 100 mTorr, C increases as the pressure increases.
This indicates that the F 2 radical gradually increases and radical polymerization is likely to occur. This is extremely important in obtaining highly selective etching for the base.

【0027】また、発光強度の電子温度依存性を調べた
結果を示したものが図5である。同図からも明らかなよ
うに、F、C、Hラジカルの発光強度は電子温度が高く
なるに連れて強くなり、電子温度が5eVを超えると急
激に強くなることを示唆している。つまり、このことは
電子温度が2〜5eVの範囲では、電子温度が高くなる
に連れてF、C、Hラジカルが比較的緩やかに増大し、
5eVを超えるとF、C、Hラジカルが急激に大きくな
り好ましくないことを示唆している。
FIG. 5 shows the result of examining the electron temperature dependence of the emission intensity. As is clear from the figure, the emission intensities of the F, C, and H radicals increase as the electron temperature increases, and it indicates that the electron intensity sharply increases when the electron temperature exceeds 5 eV. That is, when the electron temperature is in the range of 2 to 5 eV, the F, C, and H radicals increase relatively slowly as the electron temperature increases,
If it exceeds 5 eV, the F, C, and H radicals rapidly increase, suggesting that it is not preferable.

【0028】以上の結果を踏まえて半導体ウエハWの略
1μm厚のシリコン酸化膜をエッチングした結果、略2
分間でエッチングを終了し、下地材であるシリコンに対
して40以上の選択比を得ることができ、そのエッチン
グ形状にも優れ、略垂直に近い形状でであることが判っ
た。これは今後急速に所望されるセルフアラインコンタ
クトホールのプロセスに重要な解を与えたことになる。
そして、この現象を利用すれば、酸化膜だけを削り、窒
化膜とシリコン膜を残すこともできる。
Based on the above results, the etching of the silicon oxide film having a thickness of about 1 μm of the semiconductor wafer W resulted in about 2 μm.
The etching was completed in minutes, and a selectivity of 40 or more with respect to silicon as a base material could be obtained. The etching shape was excellent, and it was found that the shape was almost vertical. This provides an important solution to the self-aligned contact hole process that is rapidly desired in the future.
If this phenomenon is used, only the oxide film can be removed, and the nitride film and the silicon film can be left.

【0029】以上説明したように本実施例によれば、半
導体ウエハWを10〜100mTorrのガス圧で処理し、
電子温度が高くなり難い領域でエッチングするようにし
たため、ガス圧の制御を簡単に行なうことができ、比較
的高いガス圧でもイオンに富み、ラジカル解離を抑制し
た高密度プラズマを安定的に得ることができ、しかもエ
ッチング速度及び選択比を高めることができる。また、
半導体ウエハWを電子温度2〜5eVのプラズマで処理
しても同様の結果を得ることができる。
As described above, according to this embodiment, the semiconductor wafer W is processed at a gas pressure of 10 to 100 mTorr,
Since etching is performed in a region where the electron temperature is unlikely to be high, gas pressure can be easily controlled. Even at relatively high gas pressure, high-density plasma that is rich in ions and suppresses radical dissociation can be obtained stably. And the etching rate and the selectivity can be increased. Also,
Similar results can be obtained by treating the semiconductor wafer W with plasma having an electron temperature of 2 to 5 eV.

【0030】尚、上記実施例では渦巻き状の高周波アン
テナを処理室1の頂面に設けたものについて説明した
が、本発明方法は、このようなタイプに何等制限される
ものではなく、コイル状の高周波アンテナを絶縁材を介
して処理室の周面に取り付けたものであっても良い。要
は高周波アンテナを処理室外部に絶縁材を介して配設さ
れたものであれば、様々なタイプの高周波誘導結合型プ
ラズマ処理装置を用いて本発明方法を実施することがで
きる。また、光をモニターして印加する高周波電力を制
御したり、プローブにより電子温度をモニターして同電
力を制御しても良い。
In the above embodiment, the spiral high-frequency antenna is provided on the top surface of the processing chamber 1. However, the method of the present invention is not limited to such a type. May be mounted on the peripheral surface of the processing chamber via an insulating material. In short, the method of the present invention can be carried out using various types of high-frequency inductively coupled plasma processing apparatuses as long as the high-frequency antenna is disposed outside the processing chamber via an insulating material. Further, the high-frequency power to be applied may be controlled by monitoring light, or the power may be controlled by monitoring the electron temperature using a probe.

【0031】また、上記実施例ではエッチング処理の場
合について説明したが、本発明はCVD処理、アッシン
グ処理など本発明を広く適用することができる。また、
被処理体も半導体ウエハに制限されるものではなく、L
CD基板などにも本発明を適用することができる。
In the above embodiment, the case of the etching process has been described, but the present invention can be widely applied to the present invention such as a CVD process and an ashing process. Also,
The object to be processed is not limited to a semiconductor wafer.
The present invention can be applied to a CD substrate and the like.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明の請求項1及び請求項2によれ
ば、処理室上面の外側に絶縁材を介して配設された渦巻
き状のアンテナに高周波電力を印加し、上記処理室内で
処理ガスに誘導性結合プラズマを発生させ、上記処理室
内に配置された被処理体に所定のプラズマ処理を施すプ
ラズマ処理方法において、上記渦巻き状のアンテナとし
て第1のアンテナとこの内側に配置された第2のアンテ
ナを設け、第1のアンテナに第2のアンテナよりも高い
高周波電力を印加して上記被処理体を10〜100mTor
rのガス圧で処理するようにしたため、ガス圧の制御を
簡単に行なうことができ、高周波誘導結合方式としては
比較的高いガス圧でもイオンに富み、ラジカルの生成
抑制した均一な高密度プラズマを安定的に得ることがで
き、しかもエッチング速度及び選択比を高めることがで
きるプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置を提供する
ことができる。
According to the first and second aspects of the present invention, the spiral disposed outside the upper surface of the processing chamber via an insulating material.
The high-frequency power is applied to the can-shaped antenna to generate inductive coupling plasma processing gas above the processing chamber, the plasma processing method for performing a predetermined plasma process on a target object disposed in the processing chamber, the swirl Shaped antenna
The first antenna and the second antenna disposed inside the first antenna.
And the first antenna is higher than the second antenna
Apply high-frequency power to make the object to be processed 10 to 100 mTor.
Since the treatment is performed at a gas pressure of r, the gas pressure can be easily controlled, and the high-frequency inductive coupling method is rich in ions even at relatively high gas pressures, and a uniform high-density plasma that suppresses the generation of radicals Can be obtained stably, and the plasma processing method and the plasma processing apparatus which can increase the etching rate and the selectivity can be provided.

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

【図1】本発明のプラズマ処理方法を実施する場合に好
適に用いられる高周波誘導結合型プラズマ処理装置の一
例を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a high-frequency inductively-coupled plasma processing apparatus suitably used when performing a plasma processing method of the present invention.

【図2】図1に示す高周波誘導結合型プラズマ処理装置
の高周波アンテナを示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing a high-frequency antenna of the high-frequency inductively coupled plasma processing apparatus shown in FIG.

【図3】図1に示す高周波誘導結合型プラズマ処理装置
によって発生したCHF3プラズマのガス圧力と電子温
度の関係を示すグラフである。
3 is a graph showing a relationship between a gas pressure of CHF 3 plasma generated by the high-frequency inductively coupled plasma processing apparatus shown in FIG. 1 and an electron temperature.

【図4】図1に示す高周波誘導結合型プラズマ処理装置
によって発生したCHF3プラズマ中の各種ラジカルの
発光強度とガス圧力の関係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between emission intensity of various radicals in CHF 3 plasma generated by the high-frequency inductively coupled plasma processing apparatus shown in FIG. 1 and gas pressure.

【図5】図1に示す高周波誘導結合型プラズマ処理装置
によって発生したCHF3プラズマ中の各種ラジカルの
発光強度と電子温度の関係を示すグラフである。
5 is a graph showing the relationship between the emission temperature of various radicals in CHF 3 plasma generated by the high-frequency inductively coupled plasma processing apparatus shown in FIG. 1 and the electron temperature.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

W 半導体ウエハ(被処理体) 1 処理室 20 高周波アンテナ 21A 第1高周波電源 21B 第2高周波電源 201 第1アンテナ部 202 第2アンテナ部 W Semiconductor wafer (object to be processed) 1 Processing chamber 20 High-frequency antenna 21A First high-frequency power supply 21B Second high-frequency power supply 201 First antenna unit 202 Second antenna unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田原 好文 東京都新宿区西新宿2丁目3番1号 東 京エレクトロン株式会社内 (72)発明者 西川 浩 東京都新宿区西新宿2丁目3番1号 東 京エレクトロン株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−206072(JP,A) 特開 平5−36651(JP,A) 特開 昭63−260035(JP,A) 特開 平4−72064(JP,A) 特開 平3−79025(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/3065 H05H 1/46 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Yoshifumi Tahara, Inventor 2-3-1 Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Inside Tokyo Electron Limited (72) Inventor Hiroshi Nishikawa 2-3-1 Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo No. Tokyo Electron Co., Ltd. (56) References JP-A-5-206072 (JP, A) JP-A-5-36651 (JP, A) JP-A-63-260035 (JP, A) JP-A-4- 72064 (JP, A) JP-A-3-79025 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/3065 H05H 1/46

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 処理室上面の外側に絶縁材を介して配設
された渦巻き状のアンテナに高周波電力を印加し、上記
処理室内で処理ガスに誘導性結合プラズマを発生させ、
上記処理室内に配置された被処理体に所定のプラズマ処
理を施すプラズマ処理方法において、上記渦巻き状のア
ンテナとして第1のアンテナとこの内側に配置された第
2のアンテナを設け、第1のアンテナに第2のアンテナ
よりも高い高周波電力を印加して上記被処理体を10〜
100mTorrのガス圧で処理することを特徴とするプラ
ズマ処理方法。
1. A high-frequency power is applied to a spiral antenna disposed outside an upper surface of a processing chamber via an insulating material to generate inductively coupled plasma in a processing gas in the processing chamber.
In the plasma processing method for performing a predetermined plasma process on a target object disposed in the processing chamber, the spiral A
The first antenna and the second antenna
Two antennas, and the first antenna has the second antenna
And applying a high frequency power higher than
A plasma processing method characterized in that processing is performed at a gas pressure of 100 mTorr.
【請求項2】 所定の真空度を保持する処理室と、この
処理室内に配置され且つ被処理体を載置する載置台と、
この載置台で支持された被処理体を処理するために上記
処理室上面の外側に絶縁材を介して配設された渦巻き状
のアンテナと、このアンテナに高周波電力を印加する高
周波電源とを備え、上記渦巻き状のアンテナに高周波電
力を印加し、上記処理室内で処理ガスに誘導性結合プラ
ズマを発生させ、上記処理室内に配置された被処理体に
所定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において、
上記渦巻き状アンテナは、第1アンテナと、第1アンテ
ナの内側に配置された第2アンテナとを有し、また、上
記高周波電源は、第1アンテナに高周波電力を印加する
第1高周波電源と、第2アンテナに第1アンテナより低
い高周波電力を印加する第2高周波電源とを有すること
を特徴とするプラズマ処理装置
2. A processing chamber for maintaining a predetermined degree of vacuum,
A mounting table that is disposed in the processing chamber and mounts the object to be processed;
To process the object supported by this mounting table,
Spiral disposed outside the upper surface of the processing chamber via insulating material
Antenna and a high-frequency power
And a high frequency power supply.
Force to apply inductive coupling
Generates a gap and causes the object to be processed
In a plasma processing apparatus that performs a predetermined plasma processing,
The spiral antenna includes a first antenna and a first antenna.
And a second antenna disposed inside the antenna.
The high frequency power supply applies high frequency power to the first antenna.
The first high-frequency power supply and the second antenna are lower than the first antenna.
Having a second high frequency power supply for applying high frequency power
A plasma processing apparatus characterized by the above-mentioned .
JP33876493A 1993-10-20 1993-12-02 Plasma processing method and plasma processing apparatus Expired - Fee Related JP3172759B2 (en)

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