JP3208079B2 - High frequency power application device and plasma processing device - Google Patents

High frequency power application device and plasma processing device

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JP3208079B2
JP3208079B2 JP00124297A JP124297A JP3208079B2 JP 3208079 B2 JP3208079 B2 JP 3208079B2 JP 00124297 A JP00124297 A JP 00124297A JP 124297 A JP124297 A JP 124297A JP 3208079 B2 JP3208079 B2 JP 3208079B2
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plasma processing
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重徳 林
一郎 中山
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はプラズマを利用し
て、ドライエッチングによる微細加工、薄膜形成、表面
改質等の処理を行なうプラズマ処理技術、該プラズマ処
理に使用するプラズマ生成技術、及びプラズマを生成す
るための高周波電力印加技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing technique for performing fine processing by dry etching, thin film formation, surface modification, etc., utilizing plasma, a plasma generation technique used in the plasma processing, and a plasma processing method. The present invention relates to a high-frequency power application technique for generating power.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、プラズマ処理は、ドライエッチン
グによる微細加工、薄膜形成及び表面改質等の物質の表
面処理に広く利用されており、特に半導体の分野におい
ては、超高集積回路装置を製造する上で必要不可欠な技
術となっている。
2. Description of the Related Art In recent years, plasma processing has been widely used for surface processing of substances such as fine processing by dry etching, thin film formation and surface modification, and particularly in the field of semiconductors, ultra-high integrated circuit devices have been manufactured. It is an indispensable technology in doing so.

【0003】従来、プラズマ処理には容量結合型の平行
平板プラズマ発生装置が広く用いられてきた。これは、
均一なプラズマ処理が要求される中で、比較的低い真空
度の圧力下で均一な低密度プラズマを容易に発生させる
ことができることによるものである。ところが、半導体
集積回路の微細化が進むにつれ、最近では高い真空度の
圧力下で高密度プラズマを生成する必要が生じてきてお
り、コイルに流れる高周波電流により形成される誘導磁
界を減圧下の空間に作用させてプラズマを発生させる誘
導結合型プラズマ発生装置及びそれを用いたプラズマ処
理装置が注目を集めている。
Conventionally, a capacitively-coupled parallel plate plasma generator has been widely used for plasma processing. this is,
While uniform plasma processing is required, uniform low-density plasma can be easily generated under relatively low vacuum pressure. However, as miniaturization of semiconductor integrated circuits has progressed, it has recently become necessary to generate high-density plasma under a high degree of vacuum. An inductively coupled plasma generator for generating plasma by acting on a plasma and a plasma processing apparatus using the same have attracted attention.

【0004】以下、従来の誘導結合型プラズマ処理装置
の一例について図面を参照しながら説明する。
Hereinafter, an example of a conventional inductively coupled plasma processing apparatus will be described with reference to the drawings.

【0005】図18は第1の従来例に係る誘導結合型プ
ラズマ処理装置の概略図を示しており、図18におい
て、101は円筒状のチャンバーであって、該チャンバ
ー101の内部は所定の圧力に保持される。チャンバー
101には、図示しない気体導入手段、排気手段及び被
処理物を出し入れする搬出入手段が設けられている。
FIG. 18 is a schematic view of an inductively coupled plasma processing apparatus according to a first conventional example. In FIG. 18, reference numeral 101 denotes a cylindrical chamber, and the inside of the chamber 101 has a predetermined pressure. Is held. The chamber 101 is provided with a gas introduction unit, an exhaust unit, and a loading / unloading unit for loading / unloading an object to be processed, which are not shown.

【0006】チャンバー101の底部には、絶縁体10
2を介して下部電極(試料台)103が設けられてお
り、該下部電極103はエッチングや膜堆積を行なう半
導体ウエハ等の被処理物104を保持する。
An insulator 10 is provided at the bottom of the chamber 101.
2, a lower electrode (sample stage) 103 is provided, and the lower electrode 103 holds an object to be processed 104 such as a semiconductor wafer on which etching or film deposition is performed.

【0007】チャンバー101の上方には、第1の高周
波(RF:Radio Frequency )電源105が設けられて
いると共に、一端が接地された平面状の1本の渦巻き状
コイル106が設けられている。第1の高周波電源10
5はインピーダンス整合器107を介して渦巻き状コイ
ル106の他端に接続されている。また、チャンバー1
01の下方には第2の高周波電源108が設けられてい
る。第2の高周波電源108は、チャンバー101及び
絶縁体102とは電気的に絶縁されている一方、下部電
極103とは電気的に接続されており、チャンバー10
1内に生成されるプラズマに対して高周波バイアス電圧
を印加する。安全のために、通常、第1の高周波電源1
05、第2の高周波電源108及び渦巻き状コイル10
6の接地電位はチャンバー101と同電位にとられてい
る。
Above the chamber 101, a first radio frequency (RF) power supply 105 is provided, and a single spiral coil 106 having one end grounded is provided. First high frequency power supply 10
5 is connected to the other end of the spiral coil 106 via an impedance matching device 107. Also, chamber 1
A second high frequency power supply 108 is provided below 01. The second high-frequency power supply 108 is electrically insulated from the chamber 101 and the insulator 102, and is electrically connected to the lower electrode 103.
A high-frequency bias voltage is applied to the plasma generated in 1. For safety, the first high frequency power supply 1 is usually
05, the second high-frequency power supply 108 and the spiral coil 10
The ground potential of 6 is the same as that of the chamber 101.

【0008】以下、第1の従来例に係る誘導結合型プラ
ズマ処理装置を用いてプラズマ処理を行なう方法につい
て説明する。
Hereinafter, a method of performing plasma processing using the inductively coupled plasma processing apparatus according to the first conventional example will be described.

【0009】まず、図示しない搬出入手段により被処理
物104をチャンバー101に搬入して下部電極103
の上に保持する。その後、図示しない気体導入手段より
気体をチャンバー101に導入すると共に図示しない排
気手段によりチャンバー101内の気体を排出すること
により、チャンバー101の内部を所定の圧力に維持す
る。
First, the workpiece 104 is loaded into the chamber 101 by a loading / unloading means (not shown), and the lower electrode 103 is loaded.
Hold on. Thereafter, the inside of the chamber 101 is maintained at a predetermined pressure by introducing a gas into the chamber 101 from a gas introduction unit (not shown) and exhausting the gas in the chamber 101 by an exhaust unit (not shown).

【0010】次に、第1の高周波電源105から高周波
電力を渦巻き状コイル106に印加すると共に、第2の
高周波電源108から高周波電力を下部電極103に印
加する。渦巻き状コイル106に印加される高周波電力
により渦巻き状コイル106には高周波電流が流れ、該
高周波電流により発生する交番磁界がチャンバー101
内の空間に作用するので、チャンバー101内の空間に
存在する電子は渦巻き状コイル106により発生する磁
界を打ち消すような磁界を発生させる方向に移動する。
この誘導結合によって電子が移動することによりチャン
バー101内の気体がプラズマ化する。この場合、イン
ピーダンス整合器107はプラズマに対してインピーダ
ンス整合をとるので、安定なプラズマ放電を起こすこと
ができる。
Next, high-frequency power is applied from the first high-frequency power supply 105 to the spiral coil 106, and high-frequency power is applied from the second high-frequency power supply 108 to the lower electrode 103. A high-frequency current flows through the spiral coil 106 by high-frequency power applied to the spiral coil 106, and an alternating magnetic field generated by the high-frequency current generates a chamber 101.
The electrons existing in the space inside the chamber 101 move in a direction to generate a magnetic field that cancels the magnetic field generated by the spiral coil 106.
When the electrons move by the inductive coupling, the gas in the chamber 101 is turned into plasma. In this case, since the impedance matching unit 107 performs impedance matching with the plasma, stable plasma discharge can be generated.

【0011】チャンバー101内に生成されたプラズマ
を被処理物104に作用させることにより、被処理物1
04の表面酸化、表面窒化及び不純物ドープ等の表面改
質、並びに被処理物104の表面での薄膜形成及び等方
性ドライエッチングが可能となる。
By causing the plasma generated in the chamber 101 to act on the object 104, the object 1 is processed.
This makes it possible to perform surface modification such as surface oxidation, surface nitridation, and impurity doping, and thin film formation and isotropic dry etching on the surface of the workpiece 104.

【0012】また、第2の高周波電源108により下部
電極103に印加される交流バイアス電圧によって生じ
るVpp(Peak−to−Peak電圧)及びVdc(下部電極
103の直流電位)を用いると、プラズマ中のイオンを
効率良く被処理物104に照射できるので、異方性のド
ライエッチングによる微細加工が実現できる。
When Vpp (Peak-to-Peak voltage) and Vdc (DC potential of the lower electrode 103) generated by an AC bias voltage applied to the lower electrode 103 by the second high-frequency power supply 108 are used, Since the object 104 can be efficiently irradiated with ions, fine processing by anisotropic dry etching can be realized.

【0013】被処理物104に対する処理が終了した時
点で、第1の高周波電源105及び第2の高周波電源1
08からの高周波電力の供給を終了した後、チャンバー
101内への気体導入を終了すると共にチャンバー10
1内の残留気体を排出し、その後、被処理物104をチ
ャンバー101の外部に取り出すと、プラズマ処理は完
了する。
At the time when the processing of the object 104 is completed, the first high-frequency power supply 105 and the second high-frequency power supply 1
After the supply of the high-frequency power from the chamber 08 ends, the introduction of gas into the chamber 101 ends and the chamber 10
When the residual gas in 1 is exhausted and then the object 104 is taken out of the chamber 101, the plasma processing is completed.

【0014】図19は第2の従来例に係る誘導結合型プ
ラズマ処理装置の概略図を示している。図19において
は、図18に示した第1の従来例に係る誘導結合型プラ
ズマ処理装置と同様の部材については、同一の符号を付
すことにより、説明を省略する。第2の従来例において
は、第1の従来例における渦巻き状コイル106に代え
て、チャンバー101の側方に螺旋状コイル109が設
けられている。第2の従来例に係る誘導結合型プラズマ
処理装置を用いてプラズマ処理を行なう方法は、第1の
従来例と同様である。
FIG. 19 is a schematic view of an inductively coupled plasma processing apparatus according to a second conventional example. In FIG. 19, the same members as those of the inductively coupled plasma processing apparatus according to the first conventional example shown in FIG. In the second conventional example, a spiral coil 109 is provided on the side of the chamber 101 in place of the spiral coil 106 in the first conventional example. The method of performing plasma processing using the inductively coupled plasma processing apparatus according to the second conventional example is the same as that of the first conventional example.

【0015】図20は第3の従来例に係る誘導結合型プ
ラズマ処理装置の概略図を示している。図20において
は、図18に示した第1の従来例に係る誘導結合型プラ
ズマ処理装置と同様の部材については、同一の符号を付
すことにより、説明を省略する。第3の従来例において
は、第1の従来例における1本の渦巻き状コイル106
に代えて、4本のコイルが並列に接続されてなるマルチ
スパイラルコイル110が設けられている。第3の従来
例に係る誘導結合型プラズマ処理装置を用いてプラズマ
処理を行なう方法は、第1の従来例と同様である。
FIG. 20 is a schematic view of an inductively coupled plasma processing apparatus according to a third conventional example. 20, the same members as those of the inductively coupled plasma processing apparatus according to the first conventional example shown in FIG. 18 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In the third conventional example, one spiral coil 106 in the first conventional example is used.
Instead, a multi-spiral coil 110 in which four coils are connected in parallel is provided. The method of performing plasma processing using the inductively coupled plasma processing apparatus according to the third conventional example is the same as that of the first conventional example.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】ところで、第1及び第
2の従来例においては、プラズマの電子温度を制御する
べく13.56MHzよりも高い周波数の高周波電力を
渦巻き状コイル106又は螺旋状コイル109に印加す
ると、渦巻き状コイル106及び螺旋状コイル109の
リアクタンス(jωL:jは虚数単位、ωは高周波電力
の角周波数、Lはコイルのインダクタンス)が増大する
ので、インピーダンス整合を取ることが困難になる。こ
のため、プラズマ放電が起こりにくいという問題を有し
ている。
By the way, in the first and second prior arts, high frequency power having a frequency higher than 13.56 MHz is supplied to the spiral coil 106 or the spiral coil 109 to control the electron temperature of the plasma. , The reactance (jωL: j is an imaginary unit, ω is the angular frequency of the high frequency power, and L is the inductance of the coil) of the spiral coil 106 and the spiral coil 109 increases, making it difficult to achieve impedance matching. Become. Therefore, there is a problem that plasma discharge hardly occurs.

【0017】また、第1及び第2の従来例においては、
大きい面積に亘って高い均一性を持つプラズマを生成す
るためには、渦巻き状コイル106及び螺旋状コイル1
09の長さを長くすると共に直径を大きくする必要があ
るので、インダクタンスひいてはリアクタンスの一層の
増大が避けられない。
In the first and second conventional examples,
In order to generate a highly uniform plasma over a large area, the spiral coil 106 and the spiral coil 1
Since it is necessary to increase the length of 09 and the diameter thereof, it is inevitable that the inductance and thus the reactance further increase.

【0018】第3の従来例は、前記の問題点を解決する
ために提案され、第1の従来例における渦巻き状コイル
106に代えて、マルチスパイラルコイル110を設け
ることにより、インピーダンスの低減を図るものであ
る。インピーダンス整合をとりやすいので、プラズマ放
電が起こりやすくなる。
The third conventional example is proposed to solve the above-mentioned problem. The impedance is reduced by providing a multi-spiral coil 110 instead of the spiral coil 106 in the first conventional example. Things. Since it is easy to achieve impedance matching, plasma discharge is likely to occur.

【0019】しかしながら、第3の従来例に係る誘導結
合型プラズマ処理装置において、プラズマの電子温度を
制御するべく高い周波数の30〜300MHz程度のV
HF帯の高周波電力を用いる場合には、約20mTor
rよりも低い圧力下つまり高真空度の下ではプラズマを
発生させることが困難であるという問題に直面した。
However, in the inductively coupled plasma processing apparatus according to the third conventional example, a high frequency V of about 30 to 300 MHz is used to control the electron temperature of the plasma.
When using high frequency power in the HF band, about 20 mTorr
It has been difficult to generate plasma under a pressure lower than r, that is, under a high degree of vacuum.

【0020】このように、従来の誘導結合型プラズマ処
理装置においては、プラズマの電子温度を制御するべ
く、高い周波数の高周波電力を印可すると、高真空度の
圧力下で高密度プラズマを発生させることができないの
で、高均一で且つ低ダメージのプラズマ処理を高精度に
行なうことができないと言う問題がある。
As described above, in the conventional inductively coupled plasma processing apparatus, when high-frequency high-frequency power is applied to control the electron temperature of plasma, high-density plasma is generated under high vacuum pressure. Therefore, there is a problem that highly uniform and low-damage plasma processing cannot be performed with high accuracy.

【0021】前記に鑑み、本発明は、周波数の高い高周
波電力を効率良く供給できる高周波電力印加装置を提供
することを第1の目的とする。
In view of the above, it is a first object of the present invention to provide a high-frequency power applying device capable of efficiently supplying high-frequency high-frequency power.

【0022】また、周波数の高い高周波電力を印可して
も、高真空度の圧力下においてプラズマを発生すること
ができるプラズマ発生装置及びプラズマ発生方法を提供
することを第2の目的とする。
It is a second object of the present invention to provide a plasma generating apparatus and a plasma generating method capable of generating plasma under a high vacuum pressure even when a high frequency high frequency power is applied.

【0023】さらに、高均一で且つ低ダメージのプラズ
マ処理を高精度に行なうことができるプラズマ処理装置
及びプラズマ処理方法を提供することを第3の目的とす
る。
It is a third object of the present invention to provide a plasma processing apparatus and a plasma processing method capable of performing highly uniform and low-damage plasma processing with high accuracy.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】本発明は、コイルの長さ
を、該コイルに印加される高周波電力の波長の1/4の
ほぼ整数倍にすると、初期放電が起こりやすくなって、
プラズマが発生しやすくなることを見出し、該知見に基
づいてなされたものである。
According to the present invention, when the length of the coil is set to substantially an integral multiple of 1/4 of the wavelength of the high-frequency power applied to the coil, initial discharge is likely to occur.
It has been found based on the finding that plasma is easily generated.

【0025】本発明に係る高周波電力印加装置は、高周
波電力を発生させる高周波電力発生源と、前記高周波電
力発生源より発生する高周波電力の波長の1/4のほぼ
整数倍の長さを持ち、前記高周波電力発生源から高周波
電力を供給されて高周波電流が流れると磁界を発生する
コイルと、前記高周波電力発生源と前記コイルとのイン
ピーダンス整合をとるインピーダンス整合器とを備えて
いる。
The high-frequency power applying apparatus according to the present invention has a high-frequency power generating source for generating high-frequency power, and has a length substantially equal to 1 / of the wavelength of the high-frequency power generated from the high-frequency power generating source, A coil that generates a magnetic field when a high-frequency power is supplied from the high-frequency power source and a high-frequency current flows, and an impedance matching device that performs impedance matching between the high-frequency power generation source and the coil.

【0026】本発明に係る高周波電力印加装置による
と、コイルが、高周波電力発生源より発生する高周波電
力の波長の1/4のほぼ整数倍の長さを持つため、コイ
ルに定在波がたちやすいので、コイルに発生する電圧の
ピーク値が大きくなる。
According to the high-frequency power applying apparatus according to the present invention, since the coil has a length almost an integral multiple of 1/4 of the wavelength of the high-frequency power generated from the high-frequency power generation source, a standing wave is generated in the coil. The peak value of the voltage generated in the coil is increased because of the ease.

【0027】本発明に係る高周波電力印加装置におい
て、前記コイルの長さは、前記高周波電力の波長の1/
4の整数倍に対して±7%の範囲内にあることが好まし
い。
[0027] In the high-frequency power application device according to the present invention, the length of the coil may be 1/1 / the wavelength of the high-frequency power.
It is preferably within a range of ± 7% with respect to an integral multiple of 4.

【0028】また、前記コイルの長さは、前記高周波電
力の波長のほぼ1/4又はほぼ1/2であることがより
好ましい。
Further, it is more preferable that the length of the coil is approximately 4 or 1 / of the wavelength of the high frequency power.

【0029】また、前記コイルの長さは、前記高周波電
力の波長の1/4又は1/2に対して±7%の範囲内に
あることがより好ましい。
Further, it is more preferable that the length of the coil is within a range of ± 7% with respect to 4 or 波長 of the wavelength of the high frequency power.

【0030】また、前記高周波電力の周波数は30MH
z〜300MHzであることが好ましい。
The frequency of the high frequency power is 30 MHz.
Preferably, it is z to 300 MHz.

【0031】また、前記インピーダンス整合器は、少な
くとも2個の可変コンデンサにより構成されていること
が好ましい。
Further, it is preferable that the impedance matching device is constituted by at least two variable capacitors.

【0032】また、前記コイルは、それぞれが前記高周
波電力の波長の1/4のほぼ整数倍の長さを持つと共に
コイル中心に対して点対称に配置された複数のコイル部
分により構成されていることが好ましい。
Further, the coil has a length of substantially an integral multiple of 1/4 of the wavelength of the high-frequency power, and is constituted by a plurality of coil portions arranged point-symmetrically with respect to the coil center. Is preferred.

【0033】この場合、前記複数のコイル部分は、同一
の円周上に位置する円弧部をそれぞれ有していることが
より好ましい。
In this case, it is more preferable that each of the plurality of coil portions has an arc portion located on the same circumference.

【0034】また、前記コイルは、平面的な渦巻き状に
形成されていることが好ましい。この場合、平面的な渦
巻き状とは、一の平面上において外側に向かうにつれて
径が徐々に大きくなるように連続して延びる形状を意味
する。
Preferably, the coil is formed in a planar spiral shape. In this case, the planar spiral shape means a shape that continuously extends so that the diameter gradually increases toward the outside on one plane.

【0035】また、前記コイルは、立体的な渦巻き状又
は螺旋状に形成されていることが好ましい。この場合、
立体的な渦巻き状とは、外側に向かうにつれて径が徐々
に大きくなりながら径に対して垂直な方向に連続して延
びる形状を意味し、立体的な螺旋状とは、同一の径を保
ちながら径に対して垂直な方向に連続して延びる形状を
意味する。する本発明に係るプラズマ発生装置は、内部
が真空状態に保持されるチャンバーと、前記チャンバー
内に気体を導入する気体導入手段と、高周波電力を発生
させる高周波電力発生源と、前記高周波電力発生源より
発生する高周波電力の波長の1/4のほぼ整数倍の長さ
を持ち、前記高周波電力発生源から高周波電力を供給さ
れて高周波電流が流れると、前記チャンバー内に導入さ
れた気体をプラズマ化する磁界を発生させるコイルと、
前記高周波電力発生源と前記コイルとのインピーダンス
整合をとるインピーダンス整合器とを備えている。
Further, it is preferable that the coil is formed in a three-dimensional spiral or spiral shape. in this case,
A three-dimensional spiral shape means a shape that continuously extends in a direction perpendicular to the diameter while the diameter gradually increases toward the outside, and a three-dimensional spiral shape while maintaining the same diameter A shape extending continuously in a direction perpendicular to the diameter is meant. The plasma generator according to the present invention comprises: a chamber whose inside is kept in a vacuum state; gas introduction means for introducing gas into the chamber; a high-frequency power generation source for generating high-frequency power; and the high-frequency power generation source. Has a length that is approximately an integral multiple of 1/4 of the wavelength of the generated high frequency power, and when high frequency power is supplied from the high frequency power source and a high frequency current flows, the gas introduced into the chamber is turned into plasma. A coil for generating a changing magnetic field;
An impedance matching device for matching the impedance between the high-frequency power generation source and the coil is provided.

【0036】本発明に係るプラズマ発生装置によると、
コイルが、高周波電力発生源より発生する高周波電力の
波長の1/4のほぼ整数倍の長さを持つため、前述した
ように、コイルに発生する電圧のピーク値が大きくな
る。
According to the plasma generator according to the present invention,
Since the coil has a length that is almost an integral multiple of 1/4 of the wavelength of the high-frequency power generated from the high-frequency power generation source, the peak value of the voltage generated in the coil increases as described above.

【0037】本発明に係るプラズマ処理装置は、内部が
真空状態に保持されるチャンバーと、前記チャンバー内
に設けられており、被処理物を保持する試料台と、前記
チャンバー内に気体を導入する気体導入手段と、高周波
電力を発生させる高周波電力発生源と、前記高周波電力
発生源より発生する高周波電力の波長の1/4のほぼ整
数倍の長さを持ち、前記高周波電力発生源から高周波電
力を供給されて高周波電流が流れると、前記チャンバー
内に導入された気体をプラズマ化する磁界を発生させる
コイルと、前記高周波電力発生源と前記コイルとのイン
ピーダンス整合をとるインピーダンス整合器とを備えて
いる。
The plasma processing apparatus according to the present invention has a chamber in which the inside is kept in a vacuum state, a sample table provided in the chamber for holding an object to be processed, and a gas introduced into the chamber. A gas introduction means, a high-frequency power generation source for generating high-frequency power, and a length substantially equal to 1/4 of the wavelength of the high-frequency power generated by the high-frequency power generation source; Is supplied and a high-frequency current flows, a coil that generates a magnetic field that turns the gas introduced into the chamber into a plasma, and an impedance matching device that matches the impedance between the high-frequency power generation source and the coil. I have.

【0038】本発明に係るプラズマ処理装置によると、
コイルが、高周波電力発生源より発生する高周波電力の
波長の1/4のほぼ整数倍の長さを持つため、前述した
ように、コイルに発生する電圧のピーク値が大きくな
る。
According to the plasma processing apparatus of the present invention,
Since the coil has a length that is almost an integral multiple of 1/4 of the wavelength of the high-frequency power generated from the high-frequency power generation source, the peak value of the voltage generated in the coil increases as described above.

【0039】本発明に係るプラズマ処理装置において、
前記チャンバーと電気的に絶縁された高周波電圧及び定
電圧のうちの少なくとも1つの電圧を前記試料台に印加
する電圧印加手段をさらに備えていることが好ましい。
In the plasma processing apparatus according to the present invention,
It is preferable that the apparatus further includes a voltage application unit that applies at least one of a high-frequency voltage and a constant voltage that is electrically insulated from the chamber to the sample stage.

【0040】この場合、前記高周波電力発生源より発生
する高周波電力をパルス変調する第1のパルス変調器
と、前記電圧印加手段により印加される電圧をパルス変
調する第2のパルス変調器とをさらに備えていることが
より好ましい。
In this case, a first pulse modulator for pulse-modulating the high-frequency power generated from the high-frequency power generation source and a second pulse modulator for pulse-modulating the voltage applied by the voltage applying means are further provided. More preferably, it is provided.

【0041】本発明に係る高周波電力印加方法は、高周
波電力発生源より発生する高周波電力を、該高周波電力
の波長の1/4のほぼ整数倍の長さを持つコイルに、前
記高周波電力発生源と前記コイルとのインピーダンス整
合をとるインピーダンス整合器を介して印加する工程
と、前記コイルに流れる高周波電流により該コイルに磁
界を発生させる工程とを備えている。
According to the high frequency power applying method of the present invention, the high frequency power generated by the high frequency power generating source is supplied to a coil having a length substantially an integral multiple of 1/4 of the wavelength of the high frequency power generating source. And a step of generating a magnetic field in the coil by a high-frequency current flowing through the coil.

【0042】本発明に係る高周波電力印加方法による
と、コイルが、高周波電力発生源より発生する高周波電
力の波長の1/4のほぼ整数倍の長さを持つため、コイ
ルに定在波がたちやすいので、コイルに発生する電圧の
ピーク値が大きくなる。
According to the high-frequency power application method according to the present invention, since the coil has a length almost an integral multiple of 1/4 of the wavelength of the high-frequency power generated from the high-frequency power generation source, a standing wave is generated in the coil. The peak value of the voltage generated in the coil is increased because of the ease.

【0043】本発明に係る高周波電力印加方法におい
て、前記コイルの長さは、前記高周波電力の波長の1/
4の整数倍に対して±7%の範囲内にあることが好まし
い。
In the high-frequency power applying method according to the present invention, the length of the coil is set to 1 / the wavelength of the high-frequency power.
It is preferably within a range of ± 7% with respect to an integral multiple of 4.

【0044】また、前記コイルの長さは、前記高周波電
力の波長のほぼ1/4又はほぼ1/2であることがより
好ましい。
It is more preferable that the length of the coil is approximately 4 or 1 / of the wavelength of the high frequency power.

【0045】また、前記コイルの長さは、前記高周波電
力の波長の1/4又は1/2に対して±7%の範囲内に
あることがより好ましい。
The length of the coil is more preferably within a range of ± 7% with respect to 1 / or 波長 of the wavelength of the high frequency power.

【0046】また、前記高周波電力の周波数は30MH
z〜300MHzであることが好ましい。
The frequency of the high frequency power is 30 MHz.
Preferably, it is z to 300 MHz.

【0047】また、前記インピーダンス整合器は、少な
くとも2個の可変コンデンサにより構成されていること
が好ましい。
Further, it is preferable that the impedance matching device is constituted by at least two variable capacitors.

【0048】また、前記コイルは、それぞれが前記高周
波電力の波長の1/4のほぼ整数倍の長さを持つと共に
コイル中心に対して点対称に配置された複数のコイル部
分により構成されていることがより好ましい。
Further, the coil has a length of substantially an integral multiple of 1/4 of the wavelength of the high-frequency power, and is constituted by a plurality of coil portions arranged point-symmetrically with respect to the coil center. Is more preferable.

【0049】この場合、前記複数のコイル部分は、同一
の円周上に位置する円弧部をそれぞれ有していることが
より好ましい。
In this case, it is more preferable that each of the plurality of coil portions has an arc portion located on the same circumference.

【0050】また、前記コイルは、平面的な渦巻き状に
形成されているが好ましい。
Further, it is preferable that the coil is formed in a planar spiral shape.

【0051】また、前記コイルは、立体的な渦巻き状又
は螺旋状に形成されていることが好ましい。
It is preferable that the coil is formed in a three-dimensional spiral or spiral shape.

【0052】本発明に係るプラズマ発生方法は、内部が
真空状態に保持されるチャンバー内に気体を導入する工
程と、高周波電力発生源より発生する高周波電力を、該
高周波電力の波長の1/4のほぼ整数倍の長さを持つコ
イルに、前記高周波電力発生源と前記コイルとのインピ
ーダンス整合をとるインピーダンス整合器を介して印加
する工程と、前記コイルに流れる高周波電流により前記
コイルに磁界を発生させる工程と、前記コイルにより発
生した磁界により、前記チャンバー内に導入された気体
をプラズマ化する工程とを備えている。
In the plasma generating method according to the present invention, a step of introducing a gas into a chamber whose inside is maintained in a vacuum state, and a step of reducing a high-frequency power generated from a high-frequency power generation source to 1 / of a wavelength of the high-frequency power Applying to a coil having a length that is approximately an integral multiple of the length of the high-frequency power generation source and the coil through an impedance matching device that matches the impedance of the coil, and generating a magnetic field in the coil by a high-frequency current flowing through the coil And a step of transforming the gas introduced into the chamber into a plasma by a magnetic field generated by the coil.

【0053】本発明に係るプラズマ発生方法によると、
コイルが、高周波電力発生源より発生する高周波電力の
波長の1/4のほぼ整数倍の長さを持つため、前述した
ように、コイルに発生する電圧のピーク値が大きくな
る。
According to the plasma generation method of the present invention,
Since the coil has a length that is almost an integral multiple of 1/4 of the wavelength of the high-frequency power generated from the high-frequency power generation source, the peak value of the voltage generated in the coil increases as described above.

【0054】本発明に係るプラズマ処理方法は、内部が
真空状態に保持されるチャンバー内に設けられた試料台
に被処理物を保持させる工程と、前記チャンバー内に気
体を導入する工程と、高周波電力発生源より発生する高
周波電力を、該高周波電力の波長の1/4のほぼ整数倍
の長さを持つコイルに、前記高周波電力発生源と前記コ
イルとのインピーダンス整合をとるインピーダンス整合
器を介して印加する工程と、前記コイルに流れる高周波
電流により前記コイルに磁界を発生させる工程と、前記
コイルにより発生した磁界により、前記チャンバー内に
導入された気体をプラズマ化する工程と、プラズマ化し
た気体により前記試料台に保持されている被処理物に対
して処理を行なう工程とを備えている。
The plasma processing method according to the present invention includes a step of holding an object to be processed on a sample stage provided in a chamber whose inside is maintained in a vacuum state, a step of introducing a gas into the chamber, The high-frequency power generated from the power generation source is supplied to a coil having a length that is almost an integral multiple of 1/4 of the wavelength of the high-frequency power via an impedance matching device that performs impedance matching between the high-frequency power generation source and the coil. Applying a magnetic field to the coil using a high-frequency current flowing through the coil; generating a magnetic field in the coil using the magnetic field generated by the coil; and converting the gas introduced into the chamber into plasma using the magnetic field generated by the coil. And performing a process on an object to be processed held on the sample stage.

【0055】本発明に係るプラズマ処理方法によると、
コイルが、高周波電力発生源より発生する高周波電力の
波長の1/4のほぼ整数倍の長さを持つため、前述した
ように、コイルに発生する電圧のピーク値が大きくな
る。
According to the plasma processing method of the present invention,
Since the coil has a length that is almost an integral multiple of 1/4 of the wavelength of the high-frequency power generated from the high-frequency power generation source, the peak value of the voltage generated in the coil increases as described above.

【0056】本発明に係るプラズマ処理方法において、
前記試料台に、前記チャンバーと電気的に絶縁された高
周波電圧及び定電圧のうちの少なくとも1つの電圧を印
加する工程をさらに備えていることが好ましい。
In the plasma processing method according to the present invention,
It is preferable that the method further includes a step of applying at least one of a high-frequency voltage and a constant voltage electrically insulated from the chamber to the sample stage.

【0057】この場合、前記コイルに印加される高周波
電力をパルス変調する工程と、前記試料台に印加される
電圧をパルス変調する工程とをさらに備えていることが
より好ましい。
In this case, it is preferable that the method further includes a step of pulse-modulating a high-frequency power applied to the coil and a step of pulse-modulating a voltage applied to the sample stage.

【0058】[0058]

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態に係る
高周波電力印加装置、プラズマ発生装置及びプラズマ処
理装置について、図面を参照しながら説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a high-frequency power application device, a plasma generation device, and a plasma processing device according to each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0059】(第1の実施形態)図1(a)は本発明の
第1の実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示
しており、図2は第1の実施形態に係るプラズマ処理装
置に用いられる高周波電力印加装置の概略構成を示して
いる。
(First Embodiment) FIG. 1A shows a schematic configuration of a plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a plasma processing apparatus according to the first embodiment. 1 shows a schematic configuration of a high-frequency power application device used for the present invention.

【0060】図1(a)において、10Aは円筒状のチ
ャンバーであって、該チャンバー10Aの内部は所定の
圧力に保持される。図示は省略しているが、チャンバー
10Aには、該チャンバー10A内に気体を導入する気
体導入手段、該チャンバー10A内の気体を排出する排
気手段及び該チャンバー10A内に被処理物を出し入れ
する搬出入手段がそれぞれ設けられている。
In FIG. 1A, reference numeral 10A denotes a cylindrical chamber, and the inside of the chamber 10A is maintained at a predetermined pressure. Although not shown, the chamber 10A has gas introduction means for introducing gas into the chamber 10A, exhaust means for exhausting gas from the chamber 10A, and unloading for taking an object into and out of the chamber 10A. Inlet means are provided for each.

【0061】チャンバー10A内の底部には、絶縁体1
1を介して下部電極(試料台)12が設けられており、
該下部電極12は、エッチングや膜堆積を行なう半導体
ウエハ等の被処理物13を保持する。
An insulator 1 is provided at the bottom in the chamber 10A.
1, a lower electrode (sample stage) 12 is provided.
The lower electrode 12 holds a workpiece 13 such as a semiconductor wafer on which etching or film deposition is performed.

【0062】チャンバー10Aの上方には、例えば周波
数100MHzの高周波電力を出力する第1の高周波電
源14が設けられていると共に、各一端がそれぞれ接地
された4本の渦巻き状のコイル部分15a(図1(b)
を参照)が電気的に並列に接続されてなるマルチスパイ
ラルコイル15Aが設けられている。第1の高周波電源
14はインピーダンス整合器16Aを介してコイル部分
15aの各他端に共通に接続されている。
Above the chamber 10A, a first high-frequency power supply 14 for outputting high-frequency power of, for example, a frequency of 100 MHz is provided, and four spiral coil portions 15a each having one end grounded (FIG. 1). 1 (b)
) Are electrically connected in parallel with each other. The first high frequency power supply 14 is commonly connected to each other end of the coil portion 15a via an impedance matching unit 16A.

【0063】第1の実施形態に係るプラズマ処理装置に
用いられる高周波電力印加装置は、第1の高周波電源1
4とインピーダンス整合器16Aとマルチスパイラルコ
イル15Aとから構成されており、第1の高周波電源1
4により発生する高周波電力をインピーダンス整合器1
6Aを介してマルチスパイラルコイル15Aに印加す
る。
The high-frequency power application device used in the plasma processing apparatus according to the first embodiment is a first high-frequency power supply 1
4, an impedance matching unit 16A, and a multi-spiral coil 15A.
High-frequency power generated by the impedance matching device 1
The voltage is applied to the multi-spiral coil 15A via 6A.

【0064】第1の実施形態の特徴として、マルチスパ
イラルコイル15Aを構成する各コイル部分15aの1
本当たりの長さは、第1の高周波電源14から供給され
る高周波電力の波長(3m)の1/4である75cmに
設定されている。
As a feature of the first embodiment, one of the coil portions 15a constituting the multi-spiral coil 15A
The length per book is set to 75 cm, which is 1 / of the wavelength (3 m) of the high-frequency power supplied from the first high-frequency power supply 14.

【0065】チャンバー10Aの下方には第2の高周波
電源17が設けられている。第2の高周波電源17は、
チャンバー10A及び絶縁体11とは電気的に絶縁され
ている一方、下部電極12とは電気的に接続されてお
り、チャンバー10A内に生成されるプラズマに対して
高周波バイアス電圧を印加する。第2の高周波電源17
は、チャンバー10A内に生成されるプラズマに対して
高周波バイアス電圧を印加するためのものであって、該
高周波バイアス電圧を発生させる高周波電力としては、
通常、数100kHzから13.56MHzまでの周波
数が使用される。
A second high frequency power supply 17 is provided below the chamber 10A. The second high frequency power supply 17
While being electrically insulated from the chamber 10A and the insulator 11, it is electrically connected to the lower electrode 12, and applies a high frequency bias voltage to plasma generated in the chamber 10A. Second high frequency power supply 17
Is for applying a high-frequency bias voltage to the plasma generated in the chamber 10A, and the high-frequency power for generating the high-frequency bias voltage includes:
Typically, frequencies from a few hundred kHz to 13.56 MHz are used.

【0066】尚、安全のために、通常、第1の高周波電
源14、第2の高周波電源17及びマルチスパイラルコ
イル15Aの接地電位はチャンバー10Aと同電位にと
られている。
For the sake of safety, the ground potential of the first high-frequency power supply 14, the second high-frequency power supply 17, and the multi-spiral coil 15A is normally set to the same potential as the chamber 10A.

【0067】以下、前記の高周波電力印加装置及びプラ
ズマ処理装置を用いてプラズマ処理を行なう方法につい
て説明する。
Hereinafter, a method for performing plasma processing using the above-described high-frequency power application device and plasma processing device will be described.

【0068】まず、図示しない搬出入手段により被処理
物13をチャンバー10Aに搬入して下部電極12の上
に保持する。その後、図示しない気体導入手段より気体
をチャンバー10A内に導入すると共に図示しない排気
手段によりチャンバー10A内の気体を排出することに
より、チャンバー10Aの内部を所定の圧力に維持す
る。
First, the object 13 is carried into the chamber 10A by carrying-in / out means (not shown) and is held on the lower electrode 12. Thereafter, the inside of the chamber 10A is maintained at a predetermined pressure by introducing a gas into the chamber 10A from a gas introduction unit (not shown) and discharging the gas from the chamber 10A by an exhaust unit (not shown).

【0069】次に、第1の高周波電源14から高周波電
力をマルチスパイラルコイル15Aに印加すると共に、
第2の高周波電源17から高周波電力を下部電極12に
印加する。このようにすると、マルチスパイラルコイル
15Aに印加される高周波電力によりマルチスパイラル
コイル15Aには高周波電流が流れ、該高周波電流によ
り発生する交番磁界がチャンバー10A内の空間に作用
するので、チャンバー10A内の空間に存在する電子は
マルチスパイラルコイル15Aにより発生する磁界を打
ち消すような磁界を発生させる方向に移動する。この誘
導結合によって電子が移動することによりチャンバー1
0A内の気体がプラズマ化する。この場合、インピーダ
ンス整合器16はプラズマに対してインピーダンス整合
をとるので、安定なプラズマ放電を起こすことができ
る。
Next, high-frequency power is applied from the first high-frequency power supply 14 to the multi-spiral coil 15A,
High frequency power is applied to the lower electrode 12 from the second high frequency power supply 17. By doing so, a high-frequency current flows through the multi-spiral coil 15A by the high-frequency power applied to the multi-spiral coil 15A, and an alternating magnetic field generated by the high-frequency current acts on the space inside the chamber 10A. Electrons existing in the space move in a direction to generate a magnetic field that cancels the magnetic field generated by the multi-spiral coil 15A. The electrons are moved by this inductive coupling, so that the chamber 1
The gas in 0A is turned into plasma. In this case, since the impedance matching unit 16 performs impedance matching with respect to the plasma, a stable plasma discharge can be generated.

【0070】チャンバー10A内に生成されたプラズマ
を被処理物13に作用させることにより、被処理物13
の表面酸化、表面窒化及び不純物ドープ等の表面改質、
並びに被処理物13の表面での薄膜形成及び等方性ドラ
イエッチングが可能となる。
By causing the plasma generated in the chamber 10A to act on the processing object 13, the processing object 13
Surface oxidation, surface nitridation and surface modification such as impurity doping,
In addition, thin film formation and isotropic dry etching on the surface of the workpiece 13 can be performed.

【0071】また、第2の高周波電源17により下部電
極12に印加される交流バイアス電圧によって生じるV
pp(Peak-to-Peak電圧)及びVdc(下部電極12の
直流電位)を用いると、プラズマ中のイオンを効率良く
被処理物13に照射できるので、異方性のドライエッチ
ングによる微細加工が実現できる。
Further, V generated by the AC bias voltage applied to the lower electrode 12 by the second high-frequency power supply 17
When pp (Peak-to-Peak voltage) and Vdc (DC potential of the lower electrode 12) are used, ions in the plasma can be efficiently irradiated to the processing object 13, so that fine processing by anisotropic dry etching is realized. it can.

【0072】被処理物13に対する処理が終了した時点
で、第1の高周波電源14及び第2の高周波電源17か
らの高周波電力の供給を終了した後、チャンバー10A
内への気体導入を終了すると共にチャンバー10A内の
残留気体を排出し、その後、被処理物13をチャンバー
10Aの外部に取り出すと、プラズマ処理は完了する。
When the processing of the object 13 is completed, the supply of the high-frequency power from the first high-frequency power supply 14 and the second high-frequency power supply 17 is terminated, and then the chamber 10A
When the introduction of the gas into the chamber is completed and the residual gas in the chamber 10A is exhausted, and then, the processing target 13 is taken out of the chamber 10A, whereby the plasma processing is completed.

【0073】以下、マルチスパイラルコイル15Aの各
コイル部分15aの長さを第1の高周波電源14から供
給される高周波電力の波長の1/4に設定した理由につ
いて詳しく説明する。
Hereinafter, the reason why the length of each coil portion 15a of the multi-spiral coil 15A is set to 波長 of the wavelength of the high-frequency power supplied from the first high-frequency power supply 14 will be described in detail.

【0074】一般に、高周波電力の周波数が高くなるに
伴って波長が短くなり、また高周波電力が伝搬する物体
のディメンジョンと高周波電力の波長とが近くなると波
長の効果が発生してくる。すなわち、高周波電力が伝搬
する物体のディメンジョンが、高周波電力の1/4波
長、1/2波長又は1波長等のような1/4波長の整数
倍になると、一種の共鳴現象(共振現象)が現れる。こ
れを積極的に利用したものがアンテナや受信機である。
通常、アンテナは終端が開放端になっており、アンテナ
周辺の媒質と結合してアンテナの構造に共鳴する電磁波
のみが、アンテナの終端から周辺の媒質に放射されたり
又は周辺の媒質からアンテナの終端に吸収されたりす
る。
In general, the wavelength becomes shorter as the frequency of the high-frequency power increases, and the wavelength effect occurs when the dimension of the object through which the high-frequency power propagates becomes closer to the wavelength of the high-frequency power. That is, when the dimension of an object through which high-frequency power propagates becomes an integral multiple of 1/4 wavelength such as 1/4 wavelength, 1/2 wavelength, or 1 wavelength of high frequency power, a kind of resonance phenomenon (resonance phenomenon) occurs. appear. Antennas and receivers actively utilize this.
Usually, the end of an antenna is an open end, and only electromagnetic waves that couple with the medium around the antenna and resonate with the structure of the antenna are radiated from the end of the antenna to the surrounding medium or from the surrounding medium to the end of the antenna. It is absorbed by.

【0075】アンテナとは異なり、コイルに高周波電流
を流すような高周波伝搬方式、すなわちコイルにおける
高周波印加側と反対側の端部が接地されている方式にお
いても、コイルの長さが高周波電力の波長の1/4の整
数倍であれば、コイルに定在波が立ちやすいので、コイ
ルに発生する電圧のピーク値が大きくなると考えられ
る。前述したように、誘導結合型プラズマ発生装置にお
いては、放電が開始するまでの過渡的な状況において
は、コイルに発生する電圧によりチャンバー内に励起さ
れる電界によってチャンバー内の電子が加速される。す
なわち、容量結合により放電が開始し、この放電が引き
金となってなだれ現象的に電離が進行し、電子密度があ
る程度にまで大きくなると誘導結合状態に移行して放電
が維持されるのである。従って、コイルに発生する電圧
のピーク値が大きいほど、放電が開始しやすくなる。
Unlike an antenna, in a high-frequency propagation system in which a high-frequency current flows through a coil, that is, in a system in which the end of the coil opposite to the high-frequency application side is grounded, the length of the coil is the wavelength of the high-frequency power. If it is an integral multiple of 1/4, a standing wave is likely to be generated in the coil, and the peak value of the voltage generated in the coil is considered to be large. As described above, in the inductively coupled plasma generator, in a transient state before the discharge starts, electrons in the chamber are accelerated by the electric field excited in the chamber by the voltage generated in the coil. That is, the discharge starts due to the capacitive coupling, the discharge triggers the avalanche phenomenon of ionization, and when the electron density increases to a certain level, the state shifts to the inductive coupling state and the discharge is maintained. Therefore, the greater the peak value of the voltage generated in the coil, the easier the discharge starts.

【0076】以上説明したように、コイル1本当たりの
長さが高周波電力の波長の1/4の整数倍になると、コ
イルに定在波が立ちやすいため、コイルに発生する電圧
のピーク値が大きくなるので、放電が始まりやすく、プ
ラズマが発生しやすいと考えられる。
As described above, when the length per coil becomes an integral multiple of 1/4 of the wavelength of the high-frequency power, a standing wave is easily generated in the coil, so that the peak value of the voltage generated in the coil decreases. It is considered that the discharge is likely to start and the plasma is likely to be generated because of the increase.

【0077】また、コイルの長さが長くなると、コイル
のインピーダンスのレジスタンス成分が増加して電力効
率が低下するため、放電しにくくなると考えられる。す
なわち、コイルの長さが高周波電力の波長の1/4の整
数倍であっても、波長の1/4のときに最も放電が開始
しやすく、次に波長の1/2のときに放電が開始しやす
く、その次に波長の3/4のときに放電が開始しやすい
というように、コイル1本当たりの長さが短いほど、放
電が開始しやすい。
Further, it is considered that when the length of the coil is increased, the resistance component of the impedance of the coil is increased and the power efficiency is reduced, so that the discharge becomes difficult. That is, even if the length of the coil is an integral multiple of 1/4 of the wavelength of the high-frequency power, discharge is most easily started at 1/4 of the wavelength, and then discharged at 1/2 of the wavelength. The shorter the length per coil is, the easier the discharge is to start. For example, the discharge is likely to start when the wavelength is 3/4 of the wavelength.

【0078】大面積にわたって均一なプラズマを形成し
て被処理物を均一性良く処理するためには、コイルの直
径が被処理物の直径の1.5〜2倍程度であることが必
要になってくる。
In order to form a uniform plasma over a large area and process the object with good uniformity, the diameter of the coil needs to be about 1.5 to 2 times the diameter of the object. Come.

【0079】また、大面積にわたって均一なプラズマを
形成するためには、コイルの直径が大きいだけでなく、
コイルの巻数も重要である。渦巻きの巻数が2であるコ
イルを4つ並列に接続して多重度4のマルチスパイラル
コイルを形成すると、渦巻きの巻き数が8である1本の
渦巻き状コイルと同等の均一性を実現できる。
In order to form a uniform plasma over a large area, not only the diameter of the coil is large, but also
The number of turns of the coil is also important. When four coils having two turns are connected in parallel to form a multi-spiral coil having a multiplicity of four, uniformity equivalent to one spiral coil having eight turns can be realized.

【0080】従って、マルチスパイラルコイルを用いる
と、コイルの長さを短くしてプラズマが発生しやすくで
きると共に、大面積にわたって均一なプラズマを発生さ
せることができる。すなわち、マルチスパイラルコイル
を用いると、波長の効果をより有効に利用することがで
きる。
Therefore, when a multi-spiral coil is used, the length of the coil can be shortened to easily generate plasma, and uniform plasma can be generated over a large area. That is, if a multi-spiral coil is used, the effect of the wavelength can be more effectively used.

【0081】以下、第1の実施形態の効果を確認するた
めに行なった評価テストについて説明する。
Hereinafter, an evaluation test performed to confirm the effect of the first embodiment will be described.

【0082】気体としてC48 ガスをチャンバー10
A内に導入すると共にチャンバー10A内を20mTo
rrに保ちながらプラズマを発生させ、また、下部電極
12に高周波バイアス電圧を印加したところ、下部電極
12の上に保持された被処理物であるシリコン酸化膜に
エッチングを行なうことができた。
C 4 F 8 gas is used as a gas in the chamber 10.
A and the inside of the chamber 10A is 20mTo.
Plasma was generated while maintaining rr, and a high frequency bias voltage was applied to the lower electrode 12. As a result, the silicon oxide film as the object to be processed held on the lower electrode 12 could be etched.

【0083】次に、気体としてアルゴンガスをチャンバ
ー10A内に導入すると共に、第1の高周波電源14か
ら供給する高周波電力を変化させて、チャンバー10A
内の圧力がどれくらい高ければ放電が開始するかを調べ
た。高周波電力が200Wのときには圧力が24mTo
rr以上で放電が開始し、高周波電力が300Wのとき
には圧力が20mTorr以上で放電が開始し、高周波
電力が400Wのときには圧力が18mTorr以上で
放電が開始した。つまり、印加する高周波電力が大きい
ほど、放電が開始する最低圧力が低下した。
Next, an argon gas is introduced as a gas into the chamber 10A, and the high-frequency power supplied from the first high-frequency power supply 14 is changed to change the chamber 10A.
It was examined how high the internal pressure would start discharging. When the high frequency power is 200 W, the pressure is 24 mTo
Discharge started at rr or more, when high frequency power was 300 W, discharge started at a pressure of 20 mTorr or more, and when high frequency power was 400 W, discharge started at a pressure of 18 mTorr or more. That is, the higher the applied high frequency power, the lower the minimum pressure at which discharge started.

【0084】次に、高周波電力が200W、300W及
び400Wの場合において、コイル1本当たりの長さを
様々に変化させながら、放電が開始する最低圧力を調べ
た。その結果を図3に示す。図3から明らかなように、
高周波電力の大きさが同じならば、コイルの長さが高周
波電力の波長の1/4及び1/2のときに、放電が開始
する最低圧力が低い、すなわち、この場合に放電が開始
しやすいということがわかる。
Next, when the high-frequency power was 200 W, 300 W, and 400 W, the minimum pressure at which discharge started was examined while variously changing the length per coil. The result is shown in FIG. As is clear from FIG.
If the magnitude of the high-frequency power is the same, the minimum pressure at which discharge starts when the coil length is 4 and 波長 of the wavelength of the high-frequency power is low, that is, in this case, discharge is likely to start. It turns out that.

【0085】図4は、コイル1本当たりの長さをさらに
大きく変化させた場合における、コイル1本当たりの長
さと放電が開始する最低圧力との関係を示している。図
4から分かるように、コイル1本当たりの長さが高周波
電力の波長の1/4の整数倍のときに放電が開始しやす
く、また、高周波電力の波長の1/4の整数倍であって
も、波長の1/4のときに最も放電が開始しやすく、波
長の1/2のときがその次に放電が開始しやすく、波長
の3/4のときにその次に放電が開始しやすい。すなわ
ち、放電の開始しやすさのコイル1本当たりの長さに対
する依存性は、コイル1本当たりの長さが短いほど顕著
になっている。マルチスパイラルコイルを用いると、単
純な渦巻き状コイルに比べてコイルの長さを短くできる
ため、放電がより開始しやすいということが確認でき
る。
FIG. 4 shows the relationship between the length per coil and the minimum pressure at which discharge starts when the length per coil is further changed. As can be seen from FIG. 4, the discharge easily starts when the length per coil is an integral multiple of 1/4 of the wavelength of the high frequency power, and is an integral multiple of 1/4 of the wavelength of the high frequency power. However, when the wavelength is 1/4, the discharge is most likely to start, when the wavelength is 1/2, the discharge is easy to start next, and when the wavelength is 3/4, the discharge starts next. Cheap. That is, the dependency of the ease of starting discharge on the length per coil becomes more pronounced as the length per coil becomes shorter. When a multi-spiral coil is used, the length of the coil can be reduced as compared with a simple spiral coil, so that it can be confirmed that discharge is more easily started.

【0086】尚、第1の実施形態におけるコイルの長さ
の説明において、「高周波電力の波長の1/4の整数
倍」という表現を用いたが、コイルの長さは、高周波電
力の波長の1/4のほぼ整数倍であればよく、具体的に
は波長の1/4の整数倍に対して±7%程度の範囲内に
あれば、効果があることが確かめられている。
In the description of the length of the coil in the first embodiment, the expression “an integer multiple of 波長 of the wavelength of the high-frequency power” is used. It has been confirmed that the effect is sufficient if it is approximately an integral multiple of 1/4, specifically, if it is within a range of about ± 7% with respect to an integral multiple of 1/4 of the wavelength.

【0087】(第2の実施形態)図5は本発明の第2の
実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示してい
る。第2の実施形態においては、図1(a)に示した第
1の実施形態と同様の部材については同一の符号を付す
ことにより説明を省略する。
(Second Embodiment) FIG. 5 shows a schematic configuration of a plasma processing apparatus according to a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the same members as those in the first embodiment shown in FIG.

【0088】第2の実施形態の特徴として、第1の実施
形態におけるマルチスパイラルコイル15Aに代えて、
単純な渦巻き状コイル15Bが設けられている。第2の
実施形態は、第1の実施形態に比べて、大きな面積のプ
ラズマを形成するという点においては不利であるが、逆
に小さな面積のプラズマを形成するという点においては
有利である。第2の実施形態においても、渦巻き状コイ
ル15Bの長さは、高周波電力の波長の1/4のほぼ整
数倍であればよい。
As a feature of the second embodiment, instead of the multi-spiral coil 15A in the first embodiment,
A simple spiral coil 15B is provided. The second embodiment is disadvantageous in that a large-area plasma is formed as compared with the first embodiment, but is advantageous in that a small-area plasma is formed. Also in the second embodiment, the length of the spiral coil 15B may be approximately an integral multiple of 1/4 of the wavelength of the high-frequency power.

【0089】(第3の実施形態)図6は本発明の第3の
実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示してい
る。第3の実施形態においては、図1(a)に示した第
1の実施形態と同様の部材については同一の符号を付す
ことにより説明を省略する。
(Third Embodiment) FIG. 6 shows a schematic configuration of a plasma processing apparatus according to a third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the same members as those in the first embodiment shown in FIG.

【0090】第3の実施形態の特徴として、第1の実施
形態におけるマルチスパイラルコイル15Aに代えて、
円筒形のチャンバー10Aの側方に螺旋状に巻かれた1
本の螺旋状コイル15Cが設けられている。第3の実施
形態においても、螺旋状コイル15Cの長さは、高周波
電力の波長の1/4のほぼ整数倍であればよい。
As a feature of the third embodiment, instead of the multi-spiral coil 15A in the first embodiment,
1 wound spirally on the side of the cylindrical chamber 10A
15 spiral coils 15C are provided. Also in the third embodiment, the length of the spiral coil 15C may be approximately an integral multiple of 1/4 of the wavelength of the high frequency power.

【0091】(第4の実施形態)図7は本発明の第4の
実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示してお
り、図8は第4の実施形態に係るプラズマ処理装置に用
いられる高周波電力印加装置の概略構成を示している。
第4の実施形態においては、図1(a)に示した第1の
実施形態と同様の部材については同一の符号を付すこと
により説明を省略する。
(Fourth Embodiment) FIG. 7 shows a schematic configuration of a plasma processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 8 is used in the plasma processing apparatus according to the fourth embodiment. 1 shows a schematic configuration of a high-frequency power application device.
In the fourth embodiment, the same members as those in the first embodiment shown in FIG.

【0092】第4の実施形態の特徴として、第3の実施
形態における1本の螺旋状コイル15Cに代えて、4本
の螺旋状のコイル部分15dが並列に接続されてなるマ
ルチスパイラルコイル15Dが設けられている。マルチ
スパイラルコイル15Dによると、第1の実施形態と同
様、コイル部分15dの多重化によって各コイル部分1
5dの長さを短くできるという利点が得られる。並列に
接続する各コイル部分15dの長さは高周波電力の波長
の1/4のほぼ整数倍であればよく、コイル部分15d
の本数つまり多重度は2以上のいずれも可能である。
As a feature of the fourth embodiment, instead of one spiral coil 15C in the third embodiment, a multi-spiral coil 15D in which four spiral coil portions 15d are connected in parallel is provided. Is provided. According to the multi-spiral coil 15D, as in the first embodiment, each coil part 1d is multiplexed by multiplexing the coil part 15d.
The advantage that the length of 5d can be shortened is obtained. The length of each coil portion 15d connected in parallel may be approximately an integer multiple of 1/4 of the wavelength of the high-frequency power.
, The multiplicity can be 2 or more.

【0093】(第5の実施形態)図9は本発明の第5の
実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示してい
る。第5の実施形態においては、図1(a)に示した第
1の実施形態と同様の部材については同一の符号を付す
ことにより説明を省略する。
(Fifth Embodiment) FIG. 9 shows a schematic configuration of a plasma processing apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. In the fifth embodiment, the same members as those in the first embodiment shown in FIG.

【0094】第5の実施形態の特徴として、第3の実施
形態における円筒状のチャンバー10Aに代えて、半球
状のドーム部を有する円筒状のチャンバー10Bが設け
られ、これに伴って、第3の実施形態における同径の円
形よりなる螺旋状コイル15Cに代えて、中央部から下
方に位置する同径の複数の円形状のコイル部分と、中央
部から上方に位置しており上方に向かうにつれて径が徐
々に小さくなる複数の円形状のコイル部分とから構成さ
れる螺旋状コイル15Eが設けられている。これによ
り、螺旋状コイル15Eは、被処理物13の側方のみな
らず、被処理物13と対向する面にも設けられている。
第5の実施形態においても、螺旋状コイル15Eの長さ
は、高周波電力の波長の1/4の実質的な整数倍であれ
ばよい。また、螺旋状コイル15Eの本数つまり多重度
を増して、マルチスパイラルコイルにしてもよい。
As a feature of the fifth embodiment, a cylindrical chamber 10B having a hemispherical dome is provided in place of the cylindrical chamber 10A in the third embodiment. Instead of the helical coil 15C having a circular shape of the same diameter in the embodiment, a plurality of circular coil portions of the same diameter located below the central portion, and located upward from the central portion and moving upward from the central portion A helical coil 15E including a plurality of circular coil portions whose diameter gradually decreases is provided. Thus, the spiral coil 15E is provided not only on the side of the workpiece 13 but also on the surface facing the workpiece 13.
Also in the fifth embodiment, the length of the spiral coil 15E may be a substantially integral multiple of 1/4 of the wavelength of the high frequency power. Further, the number of spiral coils 15E, that is, the multiplicity may be increased to form a multi-spiral coil.

【0095】(第6の実施形態)図10は本発明の第6
の実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示して
いる。第6の実施形態においては、図1(a)に示した
第1の実施形態と同様の部材については同一の符号を付
すことにより説明を省略する。
(Sixth Embodiment) FIG. 10 shows a sixth embodiment of the present invention.
1 shows a schematic configuration of a plasma processing apparatus according to the embodiment. In the sixth embodiment, the same members as those in the first embodiment shown in FIG.

【0096】第6の実施形態の特徴として、第2の実施
形態と同様の渦巻き状コイル15Bが設けられていると
共に、通常のインピーダンス整合器16Aに代えて、2
個の可変コンデンサC1 及びC2 よりなるインピーダン
ス整合器16Bが設けられている。
As a feature of the sixth embodiment, a spiral coil 15B similar to that of the second embodiment is provided, and instead of a normal impedance matching unit 16A,
Number of variable consisting of the capacitor C 1 and C 2 impedance matching device 16B is provided.

【0097】(第7の実施形態)図11は本発明の第7
の実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示して
おり、図12は第7の実施形態に係るプラズマ処理装置
に用いられる高周波電力印加装置の概略構成を示してい
る。第7の実施形態においては、図1(a)に示した第
1の実施形態と同様の部材については同一の符号を付す
ことにより説明を省略する。
(Seventh Embodiment) FIG. 11 shows a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 12 shows a schematic configuration of a plasma processing apparatus according to the seventh embodiment, and FIG. 12 shows a schematic configuration of a high-frequency power application apparatus used in the plasma processing apparatus according to the seventh embodiment. In the seventh embodiment, the same members as those in the first embodiment shown in FIG.

【0098】第7の実施形態の特徴として、第1の実施
形態と同様のマルチスパイラルコイル15Aが設けられ
ていると共に、通常のインピーダンス整合器16Aに代
えて、2個の可変コンデンサC1 及びC2 よりなるイン
ピーダンス整合器16Bが設けられている。
As a feature of the seventh embodiment, a multi-spiral coil 15A similar to that of the first embodiment is provided, and two variable capacitors C 1 and C are used instead of the ordinary impedance matching unit 16A. 2 is provided.

【0099】尚、第3〜第5の実施形態に係る通常のイ
ンピーダンス整合器16Aに代えて、第1又は第2の実
施形態と同様、2個の可変コンデンサC1 及びC2 より
なるインピーダンス整合器16Bを設けてもよい。
[0099] Instead of the conventional impedance matching device 16A according to the third to fifth embodiments, similarly to the first or second embodiment, two consisting of variable capacitors C 1 and C 2 of the impedance matching A vessel 16B may be provided.

【0100】一般に、インピーダンス整合器は、周波数
が高くなるに従ってその構成が異なってくる。従来にお
いては、およそ50MHz以下の周波数領域において
は、可変コンデンサや可変インダクタを用いたインピー
ダンス整合器が利用されているが、50MHzを超える
高い周波数領域ではインピーダンス整合の困難さに起因
して過渡電流が流れやすいので、可変コンデンサや可変
インダクタを用いたインピーダンス整合器によりインピ
ーダンス整合はとりにくい。そこで、従来、100MH
z以上の高い周波数領域ではインピーダンス整合器とし
てはスタブが使用されてきたが、スタブは、安定性、制
御性及び信頼性の点で劣っているため、実用上という点
においては、可変コンデンサよりなるインピーダンス整
合器が好ましい。
Generally, the configuration of the impedance matching device differs as the frequency increases. Conventionally, an impedance matching device using a variable capacitor or a variable inductor is used in a frequency region of about 50 MHz or less, but in a high frequency region exceeding 50 MHz, a transient current is generated due to the difficulty of impedance matching. Since it easily flows, it is difficult to achieve impedance matching by an impedance matching device using a variable capacitor or a variable inductor. Therefore, conventionally, 100 MH
A stub has been used as an impedance matching device in a high frequency range of z or higher. However, the stub is inferior in stability, controllability and reliability. An impedance matcher is preferred.

【0101】ところが、第1〜第5の実施形態において
は、コイル1本当たりの長さを高周波電力の波長の1/
4のほぼ整数倍に設定したため、コイルに発生する電圧
のピーク値が大きくなるので、50MHzを超える高い
周波数の高周波電力を印可しても、プラズマが発生しや
すいので、2個の可変コンデンサC1 及びC2 よりなる
インピーダンス整合器16Bを用いることができる。
However, in the first to fifth embodiments, the length per one coil is set to 1 / the wavelength of the high frequency power.
4, the peak value of the voltage generated in the coil becomes large. Even if high-frequency power of a high frequency exceeding 50 MHz is applied, plasma is easily generated. Therefore, two variable capacitors C 1 are used. and it can be used impedance matching device 16B made of C 2.

【0102】第1〜第5の実施形態において、第1の高
周波電源14から30〜300MHzの高周波電力を印
可すると共に、2個の可変コンデンサC1 及びC2 より
なるインピーダンス整合器16Bによりインピーダンス
整合をとってプラズマ放電を起こさせたところ、インピ
ーダンス整合の良好な特性と安定したプラズマ放電を再
現性良く得られることが分かった。
[0102] In the first to fifth embodiments, while applying the high frequency power 30~300MHz from the first RF power supply 14, the impedance matching by two variable consisting of the capacitor C 1 and C 2 impedance matching device 16B Then, it was found that good characteristics of impedance matching and stable plasma discharge can be obtained with good reproducibility.

【0103】(第8の実施形態)図13(a)、(b)
は本発明の第8の実施形態に係る高周波電力印加装置の
概略構成を示している。
(Eighth Embodiment) FIGS. 13A and 13B
Shows a schematic configuration of a high-frequency power application device according to an eighth embodiment of the present invention.

【0104】第8の実施形態に係る高周波電力印加装置
は、それぞれがコイル中心部から外方へ直線状に延びた
後、円周に沿って円周長さの1/4だけ円弧状に延びて
おり、各円弧部が同一の円周上に位置する4本のコイル
部分15fが並列に接続された構造のマルチスパイラル
コイル15Fと、該マルチスパイラルコイル15Fの中
心部に高周波電力を印可する第1の高周波電源14と、
図示しないインピーダンス整合回路とを備えている。
In the high-frequency power applying apparatus according to the eighth embodiment, each of the high-frequency power applying devices linearly extends outward from the center of the coil and then extends along the circumference in an arc of only 1/4 of the circumferential length. And a multi-spiral coil 15F having a structure in which four coil portions 15f, each of which is located on the same circumference, are connected in parallel, and a high-frequency power is applied to the center of the multi-spiral coil 15F. 1 high-frequency power supply 14,
And an impedance matching circuit (not shown).

【0105】図13(a)に示すマルチスパイラルコイ
ル15Fにおいては、該マルチスパイラルコイル15F
のコイル部分15fは、それぞれが第1の高周波電源1
4から発生する高周波電力の波長の1/4のほぼ整数倍
の長さを有していると共に、コイル部分15fの各円弧
部同士の間に若干の隙間を有している。また、図13
(b)に示すマルチスパイラルコイル15Fにおいて
は、該マルチスパイラルコイル15Fのコイル部分15
fは、それぞれが第1の高周波電源14から発生する高
周波電力の波長の1/4のほぼ整数倍の長さを有してい
ると共に、各円弧部同士が径方向から見て重なっている
が電気的には互いに絶縁されている。このように4本の
コイル部分15fが並列に接続されてなる構造を採用す
ると、前記のマルチスパイラルコイル15Aと同様、コ
イル1本当たりの長さを極めて短くすることができる。
In the multi-spiral coil 15F shown in FIG.
Of the first high-frequency power source 1
4 and has a length that is almost an integral multiple of 1/4 of the wavelength of the high-frequency power generated from the coil 4 and a small gap between the arc portions of the coil portion 15f. FIG.
In the multi-spiral coil 15F shown in (b), the coil portion 15 of the multi-spiral coil 15F
f has a length that is almost an integral multiple of 1/4 of the wavelength of the high-frequency power generated from the first high-frequency power supply 14, and the arc portions overlap each other when viewed from the radial direction. They are electrically insulated from each other. By adopting a structure in which the four coil portions 15f are connected in parallel in this way, the length per coil can be extremely reduced, as in the case of the multi-spiral coil 15A.

【0106】(第9の実施形態)図14は本発明の第9
の実施形態に係る高周波電力印加装置の概略構成を示し
ている。
(Ninth Embodiment) FIG. 14 shows a ninth embodiment of the present invention.
1 shows a schematic configuration of a high-frequency power application device according to the embodiment.

【0107】第9の実施形態に係る高周波電力印加装置
は、それぞれがコイル中心部から外方へ曲線状に延びた
後、円周に沿って円周長さの1/4だけ円弧状に延びて
おり、各円弧部が同一の円周上に位置する4本のコイル
部分15gが並列に接続された構造のマルチスパイラル
コイル15Gと、該マルチスパイラルコイル15Gの中
心部に高周波電力を印可する第1の高周波電源14と、
図示しないインピーダンス整合回路とを備えている。マ
ルチスパイラルコイル15Gのコイル部分15gは、そ
れぞれが第1の高周波電源14から発生する高周波電力
の波長の1/4のほぼ整数倍の長さを有している。この
ように4本のコイル部分15gが並列に接続されてなる
構造を採用すると、前記のマルチスパイラルコイル15
Aと同様、コイル1本当たりの長さを極めて短くするこ
とができる。
In the high-frequency power applying apparatus according to the ninth embodiment, each of them extends in a curved shape outward from the center of the coil, and then extends along the circumference in an arc of only 1/4 of the circumferential length. And a multi-spiral coil 15G having a structure in which four coil portions 15g, each of which is located on the same circumference, are connected in parallel, and a high-frequency power is applied to the center of the multi-spiral coil 15G. 1 high-frequency power supply 14,
And an impedance matching circuit (not shown). Each of the coil portions 15g of the multi-spiral coil 15G has a length substantially an integral multiple of 1/4 of the wavelength of the high-frequency power generated from the first high-frequency power supply 14. By adopting a structure in which the four coil portions 15g are connected in parallel in this manner, the multi-spiral coil 15g is used.
As in A, the length per coil can be extremely reduced.

【0108】(第10の実施形態)図15(a)、
(b)は本発明の第10の実施形態に係る高周波電力印
加装置の概略構成を示している。
(Tenth Embodiment) FIG. 15A,
(B) has shown the schematic structure of the high frequency electric power application apparatus which concerns on 10th Embodiment of this invention.

【0109】第10の実施形態に係る高周波電力印加装
置は、第8の実施形態と同様の形状を有し、中心部が接
地されている4本のコイル部分15fが並列に接続され
た構造のマルチスパイラルコイル15Fと、該マルチス
パイラルコイル15Fの外端部にそれぞれ高周波電力を
印可する4つの第1の高周波電源14と、図示しないイ
ンピーダンス整合回路とを備えている。図15(a)は
図13(a)と対応し、図15(b)は図13(b)と
対応している。
The high frequency power applying apparatus according to the tenth embodiment has the same shape as that of the eighth embodiment, and has a structure in which four coil portions 15f whose center portions are grounded are connected in parallel. The multi-spiral coil 15F includes four first high-frequency power supplies 14 for applying high-frequency power to the outer ends of the multi-spiral coil 15F, respectively, and an impedance matching circuit (not shown). FIG. 15 (a) corresponds to FIG. 13 (a), and FIG. 15 (b) corresponds to FIG. 13 (b).

【0110】(第11の実施形態)図16は本発明の第
11の実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示
している。第11の実施形態においては、図1(a)に
示した第1の実施形態と同様の部材については同一の符
号を付すことにより説明を省略する。
(Eleventh Embodiment) FIG. 16 shows a schematic configuration of a plasma processing apparatus according to an eleventh embodiment of the present invention. In the eleventh embodiment, the same members as those in the first embodiment shown in FIG.

【0111】第11の実施形態の特徴として、下部電極
12に高周波バイアス電圧を印加する第2の高周波電源
17に定電圧源18が直列に接続されている。第11の
実施形態によると、下部電極12に、高周波電力のみ、
定電圧のみ又は高周波電力と定電圧の両方を印加するす
ることが可能となり、高周波バイアス電圧のみならず直
流バイアス電圧を制御することができるので、プラズマ
処理に使用するイオンエネルギーの制御が一層容易にな
ると共に、イオンエネルギーの微妙な調節及び制御が可
能になる。このため、プラズマ処理の制御性が大きく向
上する。
As a feature of the eleventh embodiment, a constant voltage source 18 is connected in series to a second high frequency power supply 17 for applying a high frequency bias voltage to the lower electrode 12. According to the eleventh embodiment, only the high-frequency power is
It is possible to apply only a constant voltage or both a high-frequency power and a constant voltage, and it is possible to control not only a high-frequency bias voltage but also a DC bias voltage, so that ion energy used for plasma processing can be more easily controlled. At the same time, fine adjustment and control of ion energy becomes possible. Therefore, the controllability of the plasma processing is greatly improved.

【0112】(第12の実施形態)図17は本発明の第
12の実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示
している。第12の実施形態においては、図1(a)に
示した第1の実施形態と同様の部材については同一の符
号を付すことにより説明を省略する。
(Twelfth Embodiment) FIG. 17 shows a schematic configuration of a plasma processing apparatus according to a twelfth embodiment of the present invention. In the twelfth embodiment, the same members as those of the first embodiment shown in FIG.

【0113】第12の実施形態の特徴として、第11の
実施形態と同様に、下部電極12に高周波バイアス電圧
を印加する第2の高周波電源17に定電圧源18が直列
に接続されている。また、第1の高周波電源14により
印加される高周波電力をパルス変調する第1のパルス変
調器19が設けられていると共に、第2の高周波電源1
7により印加されるバイアス電圧をパルス変調する第2
のパルス変調器20が設けられている。
As a feature of the twelfth embodiment, as in the eleventh embodiment, a constant voltage source 18 is connected in series to a second high frequency power supply 17 for applying a high frequency bias voltage to the lower electrode 12. In addition, a first pulse modulator 19 for pulse-modulating the high-frequency power applied by the first high-frequency power supply 14 is provided, and the second high-frequency power supply 1
A second pulse modulation of the bias voltage applied by
Is provided.

【0114】第12の実施形態によると、第1のパルス
変調器19によって、第1の高周波電源14により印加
される高周波電力をパルス変調することができるため、
第11の実施形態に比べて、生成されるプラズマの解離
度の制御、プラズマの組成(ラジカル種及びイオン種の
成分比率)の制御等のプラズマ状態の制御能力が飛躍的
に向上する。
According to the twelfth embodiment, since the high frequency power applied by the first high frequency power supply 14 can be pulse-modulated by the first pulse modulator 19,
Compared to the eleventh embodiment, the controllability of the plasma state, such as control of the degree of dissociation of the generated plasma and control of the composition of the plasma (component ratio of radical species and ion species), is remarkably improved.

【0115】また、第2のパルス変調器20によって、
第2の高周波電源17により印加される高周波電力、定
電圧又は高周波電力と定電圧の両方をパルス変調するこ
とができるため、下部電極12に、パルス変調された高
周波バイアス電圧のみ、パルス変調された直流バイアス
電圧のみ又はパルス変調された高周波バイアスとパルス
変調された直流バイアスの両方を印加してプラズマ処理
を行なうことが可能になる。このため、第11の実施形
態に比べて、被処理物13に照射するイオンエネルギー
の制御性が飛躍的に向上する。
Further, by the second pulse modulator 20,
Since the high-frequency power, the constant voltage, or both the high-frequency power and the constant voltage applied by the second high-frequency power supply 17 can be pulse-modulated, only the pulse-modulated high-frequency bias voltage is pulse-modulated on the lower electrode 12. The plasma processing can be performed by applying only a DC bias voltage or both a pulse-modulated high-frequency bias and a pulse-modulated DC bias. For this reason, the controllability of the ion energy applied to the workpiece 13 is greatly improved as compared with the eleventh embodiment.

【0116】また、第1のパルス変調器19及び第2の
パルス変調器20の両方を動作させる場合には、第1の
パルス変調器19によってプラズマの解離度及びプラズ
マの組成の制御を行ないつつ、第2のパルス変調器20
によってイオンエネルギー又は正負イオン種の被処理物
13への照射の制御を行なうことができるので、ラジカ
ル及びイオンが質的及び量的に制御されたプラズマ処理
を行なうことが可能になる。
When both the first pulse modulator 19 and the second pulse modulator 20 are operated, the first pulse modulator 19 controls the degree of dissociation of the plasma and the composition of the plasma. , The second pulse modulator 20
Since the irradiation of the workpiece 13 with the ion energy or the positive / negative ion species can be controlled, the plasma processing in which radicals and ions are qualitatively and quantitatively controlled can be performed.

【0117】さらに、第1のパルス変調器19及び第2
のパルス変調器20の両方を使用する場合には、各パル
ス変調器のパルス変調周波数を同期すると、制御性の高
いプラズマ処理を行なうことが可能になる。
Further, the first pulse modulator 19 and the second
When both of the pulse modulators 20 are used, synchronizing the pulse modulation frequencies of the pulse modulators enables plasma processing with high controllability.

【0118】尚、第1〜第12の実施形態において、プ
ラズマ処理の内容に応じて、第1の高周波電源14に定
電圧源を直列に接続して、各コイル15A〜15Gに直
流電圧を印加してもよい。
In the first to twelfth embodiments, a constant voltage source is connected in series to the first high frequency power supply 14 according to the contents of the plasma processing, and a DC voltage is applied to each of the coils 15A to 15G. May be.

【0119】また、第1〜第12の実施形態におけるコ
イル15A〜15Gの材料として、銅等の導電性の高い
金属を用いれば安価にコイルを作成することができる。
Further, if a highly conductive metal such as copper is used as the material of the coils 15A to 15G in the first to twelfth embodiments, the coils can be manufactured at low cost.

【0120】また、コイル15A〜コイル15Gを形成
する素材としては、帯板状、棒状又は管状等いずれの形
状でもよいが、表面積の大きい方が好ましい。帯板状の
素材によりコイルを形成する場合には、コイル材料の使
い方としては、帯板の厚さ面がチャンバーと対向しても
よいし、帯板の幅面がチャンバーと対向してもよい。帯
板の幅面がチャンバーと対向するようにコイルを形成す
る場合には、帯板の幅面の大きさを変えることにより、
チャンバー内の空間とコイルとの容量結合性を調整する
ことが可能になるので、誘導結合と容量結合との度合い
を制御することができる。
The material for forming the coils 15A to 15G may be in any shape such as a strip, a rod, or a tube, but preferably has a large surface area. When a coil is formed from a strip-shaped material, the coil material may be used such that the thickness of the strip is opposed to the chamber or the width of the strip is opposed to the chamber. If the coil is formed so that the width of the strip faces the chamber, by changing the size of the width of the strip,
Since it becomes possible to adjust the capacitive coupling between the space in the chamber and the coil, it is possible to control the degree of inductive coupling and capacitive coupling.

【0121】また、チャンバーの壁を構成する材料とし
ては、コイルにより生成される磁界をチャンバーの中に
伝搬させることが可能な誘電体(絶縁体)を用いる必要
があり、具体的には、石英(SiO2 )やセラミック等
の材料が好ましい。
Further, as a material forming the walls of the chamber, it is necessary to use a dielectric (insulator) capable of transmitting a magnetic field generated by the coil into the chamber. Materials such as (SiO 2 ) and ceramics are preferred.

【0122】[0122]

【発明の効果】本発明に係る高周波電力印加装置又は高
周波電力印加方法によると、コイルの長さを、高周波電
力発生源より発生する高周波電力の波長の1/4のほぼ
整数倍にしたため、コイルに発生する電圧のピーク値が
大きくなるので、高周波電力の周波数が高い場合でも、
高周波電力を効率良く供給することができる。
According to the high-frequency power application apparatus or the high-frequency power application method according to the present invention, the length of the coil is set to almost an integral multiple of 1/4 of the wavelength of the high-frequency power generated from the high-frequency power generation source. Since the peak value of the voltage generated at the high frequency increases, even when the frequency of the high-frequency power is high,
High-frequency power can be supplied efficiently.

【0123】本発明に係る高周波電力印加装置又は高周
波電力印加方法において、コイルの長さが、高周波電力
の波長の1/4の整数倍に対して±7%の範囲内にある
と、コイルに確実に定在波がたつので、コイルの発生す
る電圧のピーク値を確実に大きくすることができる。
In the high-frequency power application apparatus or high-frequency power application method according to the present invention, if the length of the coil is within ± 7% of an integral multiple of 波長 of the wavelength of the high-frequency power, the coil will Since the standing wave is reliably emitted, the peak value of the voltage generated by the coil can be reliably increased.

【0124】また、コイルの長さが、高周波電力の波長
のほぼ1/4又はほぼ1/2であると、コイルの長さが
短くてすむため、コイルのインピーダンスのレジスタン
ス成分を抑制できるので、高周波電力の供給効率が向上
する。従って、この高周波電力印加装置をプラズマ発生
装置に適用したり、又はこの高周波電力印加方法をプラ
ズマ発生方法に適用したりすると、放電が開始しやすく
なってプラズマが発生しやすくなる。
If the length of the coil is approximately 4 or 1 / of the wavelength of the high-frequency power, the length of the coil can be short, and the resistance component of the impedance of the coil can be suppressed. The supply efficiency of high-frequency power is improved. Therefore, when this high-frequency power application device is applied to a plasma generation device, or when this high-frequency power application method is applied to a plasma generation method, discharge is easily started and plasma is easily generated.

【0125】また、コイルの長さが、高周波電力の波長
の1/4又は1/2に対して±7%の範囲内にあると、
高周波電力の供給効率を向上させつつコイルに発生する
電圧のピーク値を大きくすることができる。
When the length of the coil is within ± 7% of 波長 or の of the wavelength of the high frequency power,
The peak value of the voltage generated in the coil can be increased while improving the supply efficiency of the high-frequency power.

【0126】また、高周波電力の周波数が30MHz〜
300MHzであると、従来においては、リアクタンス
が増大してインピーダンス整合をとることが困難である
ために高周波電力の供給効率が低下したが、本発明によ
ると、周波数が30MHz〜300MHzの高周波電力
を効率良く供給することができる。従って、この高周波
電力印加装置をプラズマ発生装置に適用したり、又はこ
の高周波電力印加方法をプラズマ発生方法に適用したり
すると、プラズマの電子温度の制御が容易になる。
The frequency of the high-frequency power is 30 MHz or more.
Conventionally, when the frequency is 300 MHz, the reactance increases and it is difficult to achieve impedance matching, so that the supply efficiency of the high frequency power is reduced. However, according to the present invention, the high frequency power having a frequency of 30 MHz to 300 MHz is efficiently used. Can supply well. Therefore, when this high-frequency power application device is applied to a plasma generation device, or when this high-frequency power application method is applied to a plasma generation method, control of the electron temperature of plasma becomes easy.

【0127】また、インピーダンス整合器が、少なくと
も2個の可変コンデンサにより構成されていると、イン
ピーダンス整合器の安定性、制御性及び信頼性が向上す
る。
Further, when the impedance matching device is constituted by at least two variable capacitors, the stability, controllability and reliability of the impedance matching device are improved.

【0128】また、コイルが、高周波電力の波長の1/
4のほぼ整数倍の長さを持つと共にコイル中心に対して
点対称に配置された複数のコイル部分により構成されて
いると、つまりマルチスパイラルコイルにすると、連続
した1本のシングルスパイラルコイルに比べて、各コイ
ル部分の長さを短くできるため、コイルのインピーダン
スのレジスタンス成分を抑制できるので、高周波電力の
供給効率が向上する。従って、この高周波電力印加装置
をプラズマ発生装置に適用したり、この高周波電力印加
方法をプラズマ発生方法に適用したりすると、放電が開
始しやすくなってプラズマが発生しやすくなると共に、
コイルの直径を容易に大きくできるため大面積に亘って
均一なプラズマを発生させることができるので、被処理
物を均一性良く処理することができる。
Further, the coil has a frequency equal to one-half of the wavelength of the high-frequency power.
4 and is composed of a plurality of coil portions arranged point-symmetrically with respect to the center of the coil, that is, in the case of a multi-spiral coil, compared with a single continuous spiral coil, Since the length of each coil portion can be reduced, the resistance component of the impedance of the coil can be suppressed, and the efficiency of supplying high-frequency power can be improved. Therefore, when this high-frequency power application device is applied to a plasma generation device, or when this high-frequency power application method is applied to a plasma generation method, discharge is easily started and plasma is easily generated, and
Since the diameter of the coil can be easily increased, uniform plasma can be generated over a large area, so that the object to be processed can be processed with high uniformity.

【0129】この場合、複数のコイル部分が、同一の円
周上に位置する円弧部をそれぞれ有していると、マルチ
スパイラルコイルを構成する各コイル部分の長さを一層
短くできるので、高周波電力の供給効率を一層向上させ
たり、大面積に亘って一層均一なプラズマを発生させた
りすることができる。
In this case, if each of the plurality of coil portions has an arc portion located on the same circumference, the length of each coil portion constituting the multi-spiral coil can be further shortened. Supply efficiency can be further improved, and more uniform plasma can be generated over a large area.

【0130】また、コイルが平面的な渦巻き状に形成さ
れていると、高周波電力印加装置をプラズマ処理装置に
適用する場合に、コイルを被処理物と対向させやすい。
Further, when the coil is formed in a planar spiral shape, when the high-frequency power applying device is applied to a plasma processing apparatus, the coil is easily opposed to the object to be processed.

【0131】また、コイルが、立体的な渦巻き状又は螺
旋状に形成されていると、高周波電力印加装置をプラズ
マ処理装置に適用する場合に、コイルをチャンバーの周
囲に配置しやすくなる。
Further, when the coil is formed in a three-dimensional spiral or spiral shape, it becomes easy to arrange the coil around the chamber when the high-frequency power application device is applied to a plasma processing device.

【0132】本発明に係るプラズマ発生装置又はプラズ
マ発生方法によると、コイルが、高周波電力発生源より
発生する高周波電力の波長の1/4のほぼ整数倍の長さ
を持つため、コイルに発生する電圧のピーク値が大きく
なって、チャンバー内の電子を効果的に加速できるの
で、周波数の高い高周波電力を印可しても高真空度の圧
力下においてプラズマを発生することができる。
According to the plasma generating apparatus or the plasma generating method of the present invention, since the coil has a length almost an integral multiple of 1/4 of the wavelength of the high frequency power generated from the high frequency power generation source, the coil is generated. Since the peak value of the voltage increases and electrons in the chamber can be effectively accelerated, plasma can be generated under high vacuum pressure even when high frequency high frequency power is applied.

【0133】本発明に係るプラズマ処理装置又はプラズ
マ処理方法によると、コイルが、高周波電力発生源より
発生する高周波電力の波長の1/4のほぼ整数倍の長さ
を持つため、周波数の高い高周波電力を印可しても高真
空度の圧力下においてプラズマを発生することができる
ので、高均一で且つ低ダメージのプラズマ処理を高精度
に行なうことができる。
According to the plasma processing apparatus or the plasma processing method of the present invention, since the coil has a length almost an integral multiple of 1/4 of the wavelength of the high frequency power generated from the high frequency power generation source, the coil has a high frequency. Since plasma can be generated under a high vacuum pressure even when power is applied, highly uniform and low-damage plasma processing can be performed with high accuracy.

【0134】本発明に係るプラズマ処理装置が、チャン
バーと電気的に絶縁された高周波電圧及び定電圧のうち
の少なくとも1つの電圧を試料台に印加する電圧印加手
段を備えている場合、又は、本発明に係るプラズマ処理
方法が、チャンバーと電気的に絶縁された高周波電圧及
び定電圧のうちの少なくとも1つの電圧を試料台に印加
する工程を備えている場合には、プラズマ処理に使用す
るイオンエネルギーの制御が容易になると共にイオンエ
ネルギーの微妙な調整及び制御が可能になるので、プラ
ズマ処理の制御性が向上する。
When the plasma processing apparatus according to the present invention includes voltage applying means for applying at least one of a high-frequency voltage and a constant voltage electrically insulated from the chamber to the sample stage, or In the case where the plasma processing method according to the present invention includes a step of applying at least one voltage of a high-frequency voltage and a constant voltage electrically insulated from the chamber to the sample stage, the ion energy used for the plasma processing is Control becomes easier and the ion energy can be finely adjusted and controlled, so that the controllability of the plasma processing is improved.

【0135】この場合、高周波電力発生源より発生する
高周波電力をパルス変調すると、生成されるプラズマの
解離度の制御性やプラズマの組成の制御性等が向上す
る。また、電圧印加手段により印加される電圧をパルス
変調すると、パルス変調された高周波バイアス電圧やパ
ルス変調された直流バイアス電圧等を試料台に印加でき
るので、ラジカル及びイオンが質的及び量的に制御され
たプラズマ処理を行なうことができる。
In this case, when the high frequency power generated from the high frequency power generation source is pulse-modulated, the controllability of the degree of dissociation of the generated plasma and the controllability of the composition of the plasma are improved. Further, when the voltage applied by the voltage applying means is pulse-modulated, a pulse-modulated high frequency bias voltage or a pulse-modulated DC bias voltage can be applied to the sample table, so that radicals and ions can be qualitatively and quantitatively controlled. Plasma processing can be performed.

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

【図1】(a)は本発明の第1の実施形態に係るプラズ
マ処理装置の概略構成図であり、(b)は前記第1の実
施形態に係るプラズマ処理装置におけるマルチスパイラ
ルコイルのコイル部分の平面図である。
FIG. 1A is a schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a diagram illustrating a coil portion of a multi-spiral coil in the plasma processing apparatus according to the first embodiment; FIG.

【図2】前記第1の実施形態に係るプラズマ処理装置に
用いられる高周波電力印加装置の概略構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a high-frequency power application device used in the plasma processing apparatus according to the first embodiment.

【図3】前記第1の実施形態に係るプラズマ処理装置に
おいて、高周波電力を変化させた場合におけるマルチス
パイラルコイルのコイル部分1本当たりの長さと放電が
開始する最低圧力との関係を示す特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between a length per one coil portion of the multi-spiral coil and a minimum pressure at which discharge starts when the high-frequency power is changed in the plasma processing apparatus according to the first embodiment. It is.

【図4】前記第1の実施形態に係るプラズマ処理装置に
おけるマルチスパイラルコイルのコイル部分1本当たり
の長さと放電が開始する最低圧力との関係を示す特性図
である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a length per one coil portion of a multi-spiral coil and a minimum pressure at which discharge starts in the plasma processing apparatus according to the first embodiment.

【図5】本発明の第2の実施形態に係るプラズマ処理装
置の概略構成図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施形態に係るプラズマ処理装
置の概略構成図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第4の実施形態に係るプラズマ処理装
置の概略構成図である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】前記第4の実施形態に係るプラズマ処理装置に
用いられる高周波電力印加装置の概略構成図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a high-frequency power application device used in the plasma processing apparatus according to the fourth embodiment.

【図9】本発明の第5の実施形態に係るプラズマ処理装
置の概略構成図である。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第6の実施形態に係るプラズマ処理
装置の概略構成図である。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第7の実施形態に係るプラズマ処理
装置の概略構成図である。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.

【図12】前記第7の実施形態に係るプラズマ処理装置
に用いられる高周波電力印加装置の概略構成図である。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a high-frequency power application device used in the plasma processing apparatus according to the seventh embodiment.

【図13】(a)、(b)は本発明の第8の実施形態に
係る高周波電力印加装置の概略構成図である。
FIGS. 13A and 13B are schematic configuration diagrams of a high-frequency power application device according to an eighth embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第9の実施形態に係る高周波電力印
加装置の概略構成図である。
FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a high-frequency power application device according to a ninth embodiment of the present invention.

【図15】(a)、(b)は本発明の第10の実施形態
に係る高周波電力印加装置の概略構成図である。
FIGS. 15A and 15B are schematic configuration diagrams of a high-frequency power application device according to a tenth embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第11の実施形態に係るプラズマ処
理装置の概略構成図である。
FIG. 16 is a schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第12の実施形態に係るプラズマ処
理装置の概略構成図である。
FIG. 17 is a schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus according to a twelfth embodiment of the present invention.

【図18】第1の従来例に係る誘導結合型プラズマ処理
装置の概略構成図である。
FIG. 18 is a schematic configuration diagram of an inductively coupled plasma processing apparatus according to a first conventional example.

【図19】第2の従来例に係る誘導結合型プラズマ処理
装置の概略構成図である。
FIG. 19 is a schematic configuration diagram of an inductively coupled plasma processing apparatus according to a second conventional example.

【図20】第3の従来例に係る誘導結合型プラズマ処理
装置の概略構成図である。
FIG. 20 is a schematic configuration diagram of an inductively coupled plasma processing apparatus according to a third conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10A、10B チャンバー 11 絶縁体 12 下部電極 13 被処理物 14 第1の高周波電源 15A 15D 15F マルチスパイラルコイル 15B 渦巻き状コイル 15C 15E 螺旋状コイル 15a 15d 15f 15g コイル部分 16A、16B インピーダンス整合器 17 第2の高周波電源 18 定電圧源 19 第1のパルス変調器 20 第2のパルス変調器 Reference Signs List 10A, 10B Chamber 11 Insulator 12 Lower electrode 13 Workpiece 14 First high-frequency power supply 15A 15D 15F Multi spiral coil 15B Spiral coil 15C 15E Spiral coil 15a 15d 15f 15g Coil portion 16A, 16B Impedance matching device 17 Second High frequency power supply 18 constant voltage source 19 first pulse modulator 20 second pulse modulator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 21/3065 H01L 21/302 A (72)発明者 奥村 智洋 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−290428(JP,A) 特開 平4−230999(JP,A) 特開 平6−267903(JP,A) 特開 平7−201495(JP,A) 特開 平3−201703(JP,A) 特開 平6−188094(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05H 1/46 H01L 21/3065 C23C 16/50 C23F 4/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI H01L 21/3065 H01L 21/302 A (72) Inventor Tomohiro Okumura 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 56) References JP-A-4-290428 (JP, A) JP-A-4-230999 (JP, A) JP-A-6-267903 (JP, A) JP-A-7-201495 (JP, A) JP Hei 3-201703 (JP, A) JP-A-6-188094 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H05H 1/46 H01L 21/3065 C23C 16/50 C23F 4 / 00

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 高周波電力を発生させる高周波電力発生
源と、 前記高周波電力発生源より発生する高周波電力の波長の
1/4のほぼ整数倍の長さを持ち、前記高周波電力発生
源から高周波電力を供給されて高周波電流が流れると磁
界を発生するコイルと、 前記高周波電力発生源と前記コイルとのインピーダンス
整合をとるインピーダンス整合器とを備え、 前記コイルは、前記コイルの中心に対して点対称に配置
された複数のコイル部分により構成されていると共に、
立体的な螺旋状に形成されている ことを特徴とする高周
波電力印加装置。
1. A high-frequency power source for generating high-frequency power, having a length substantially equal to 1/4 of the wavelength of the high-frequency power generated by the high-frequency power source, And a coil that generates a magnetic field when a high-frequency current flows, and an impedance matching device that performs impedance matching between the high-frequency power generation source and the coil , wherein the coil is point-symmetric with respect to the center of the coil. set on
And a plurality of coil parts
A high-frequency power application device formed in a three-dimensional spiral shape .
【請求項2】 前記コイルの長さは、前記高周波電力の
波長の1/4の整数倍に対して±7%の範囲内にあるこ
とを特徴とする請求項1に記載の高周波電力印加装置。
2. The high-frequency power applying apparatus according to claim 1, wherein the length of the coil is within ± 7% of an integral multiple of 波長 of the wavelength of the high-frequency power. .
【請求項3】 前記コイルの長さは、前記高周波電力の
波長のほぼ1/4又はほぼ1/2であることを特徴とす
請求項1又は2に記載の高周波電力印加装置。
3. The high-frequency power application device according to claim 1 , wherein the length of the coil is approximately 1 / or approximately の of the wavelength of the high-frequency power.
【請求項4】 前記高周波電力の周波数は30MHz〜
300MHzであることを特徴とする請求項1又は2
記載の高周波電力印加装置。
4. The frequency of the high-frequency power is 30 MHz or more.
The high-frequency power application device according to claim 1 or 2 , wherein the frequency is 300 MHz.
【請求項5】 前記インピーダンス整合器は、少なくと
も2個の可変コンデンサにより構成されていることを特
徴とする請求項1又は2に記載の高周波電力印加装置。
5. The high-frequency power application device according to claim 1 , wherein the impedance matching device includes at least two variable capacitors.
【請求項6】 内部が真空状態に保持されるチャンバー
と、 前記チャンバー内に気体を導入する気体導入手段と、 高周波電力を発生させる高周波電力発生源と、 前記高周波電力発生源より発生する高周波電力の波長の
1/4のほぼ整数倍の長さを持ち、前記高周波電力発生
源から高周波電力を供給されて高周波電流が流れると、
前記チャンバー内に導入された気体をプラズマ化する磁
界を発生させるコイルと、 前記高周波電力発生源と前記コイルとのインピーダンス
整合をとるインピーダンス整合器とを備え、前記コイルは、前記コイルの中心に対して点対称に配置
された複数のコイル部分により構成されていると共に、
立体的な螺旋状に形成されている ことを特徴とするプラ
ズマ処理装置。
6. A chamber whose inside is kept in a vacuum state, gas introducing means for introducing gas into the chamber, a high-frequency power generation source for generating high-frequency power, and a high-frequency power generated from the high-frequency power generation source Has a length that is approximately an integral multiple of 1/4 of the wavelength of the wavelength, and when high-frequency power is supplied from the high-frequency power source and a high-frequency current flows,
A coil for generating a magnetic field for converting a gas introduced into the chamber into a plasma, and an impedance matching device for matching impedance between the high-frequency power generation source and the coil, wherein the coil is positioned with respect to a center of the coil. Placed symmetrically
And a plurality of coil parts
A plasma processing apparatus having a three-dimensional spiral shape .
【請求項7】 内部が真空状態に保持されるチャンバー
と、 前記チャンバー内に設けられており、被処理物を保持す
る試料台と、 前記チャンバー内に気体を導入する気体導入手段と、 高周波電力を発生させる高周波電力発生源と、 前記高周波電力発生源より発生する高周波電力の波長の
1/4のほぼ整数倍の長さを持ち、前記高周波電力発生
源から高周波電力を供給されて高周波電流が流れると、
前記チャンバー内に導入された気体をプラズマ化する磁
界を発生させるコイルと、 前記高周波電力発生源と前記コイルとのインピーダンス
整合をとるインピーダンス整合器とを備え、 前記コイルは、前記コイルの中心に対して点対称に配置
された複数のコイル部分により構成されていると共に、
立体的な螺旋状に形成されている ことを特徴とするプラ
ズマ処理装置。
7. A chamber whose inside is maintained in a vacuum state, a sample stage provided in the chamber and holding an object to be processed, gas introducing means for introducing gas into the chamber, and high frequency power A high-frequency power generation source for generating a high-frequency power having a length substantially equal to 1/4 of the wavelength of the high-frequency power generated from the high-frequency power generation source, and receiving the high-frequency power from the high-frequency power generation source to generate a high-frequency current. As it flows,
A coil for generating a magnetic field for converting a gas introduced into the chamber into a plasma, and an impedance matching device for matching impedance between the high-frequency power generation source and the coil , wherein the coil is positioned with respect to a center of the coil. Placed symmetrically
And a plurality of coil parts
A plasma processing apparatus having a three-dimensional spiral shape .
【請求項8】 前記チャンバーと電気的に絶縁された高
周波電圧及び定電圧のうちの少なくとも1つの電圧を前
記試料台に印加する電圧印加手段をさらに備えているこ
とを特徴とする請求項7に記載のプラズマ処理装置。
8. to claim 7, characterized in that it further comprises a voltage applying means for applying at least one voltage of said chamber and electrically insulated high-frequency voltage and a constant voltage to the sample stage The plasma processing apparatus as described in the above.
【請求項9】 前記高周波電力発生源より発生する高周
波電力をパルス変調する第1のパルス変調器と、前記電
圧印加手段により印加される電圧をパルス変調する第2
のパルス変調器とをさらに備えていることを特徴とする
請求項8に記載のプラズマ処理装置。
9. A first pulse modulator for pulse-modulating high-frequency power generated from the high-frequency power generation source, and a second pulse modulator for pulse-modulating a voltage applied by the voltage applying means.
And a pulse modulator of
A plasma processing apparatus according to claim 8 .
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