JP3896180B2 - Plasma processing equipment - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラズマ処理装置に関し、特に、ドライエッチング装置、プラズマCVD装置、スパッタリング装置、表面改質装置に適したプラズマ処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
基板処理のためのプラズマ処理装置のプラズマ源として、従来、定圧力で高密度なプラズマを生成できる誘導結合型プラズマ(Inductive Cuppled Plasma: 以下「ICP」という)や、ヘリコン波を励起・伝播させてプラズマを生成するヘリコン波プラズマ(以下「ヘリコン」という)が知られている。ICPは、通常、高周波電力が印加されるアンテナを利用してプラズマを生成する。ヘリコンは、通常、ICPと同様なアンテナを備え、さらに磁気回路と組み合わせてヘリコン波がプラズマ中に伝搬できるように構成される。
【0003】
図9を参照して従来のプラズマ処理装置の構成の一例を説明する。このプラズマ処理装置はICPの装置とヘリコンの装置から構成される。この装置は、内部を減圧状態に保持できる基板処理室101と、基板処理室101内で基板103を支持する基板支持機構102と、基板処理室101内にガスを導入するガス導入機構104と、基板処理室101の内部にプラズマを生成するための環状のアンテナ105と、アンテナ105に高周波電力を供給する高周波電源106と、高周波電源106からアンテナ105に高周波電力を供給する際に整合をとるための整合回路107を備えている。基板処理室101は、石英等の非金属部101aと、アルミニウムやステンレス等からなる金属部101bとから形成される。アンテナ105の周囲にはヘリコン波を励起するためのソレノイドコイル108,109が配置されている。さらに必要に応じて、基板処理室101の周囲には永久磁石110が配置される。この永久磁石110は、基板処理室101の壁面においてプラズマの損失を抑制するために設けられる。以上の構成によって、直流電源111,112によりソレノイドコイル108,109の各々に直流電力を供給することにより基板処理室101の内部に磁場が生成され、通常のICPのプラズマの他に、ヘリコン波を利用したプラズマを生成することができる。なお図9において、基板処理室101内を減圧状態に保持するためのは排気機構、基板103を搬送する基板搬送機構、基板温度調整機構、基板処理室101の壁面温度調整機構、およびガス導入機構104までガスを供給するガス供給機構等の図示は説明の便宜上省略されている。
【0004】
次に上記のプラズマ処理装置を使って基板を処理する手順を説明する。基板処理室101の内部に図示しない基板搬送機構により基板103を搬送し、基板支持機構102の上に基板103を固定する。図示しない排気機構により基板処理室101の内部は所定の圧力に減圧され、さらに図示しないガス供給機構から供給されるガスはガス導入機構104を介して基板処理室101に導入され、所定の圧力に保持される。高周波電源106から整合回路107を介してアンテナ105に高周波を印加し、基板処理室101の内部にプラズマを生成し、このプラズマで基板103を処理する。さらに、ヘリコン波を励起する場合には、高周波が印加される間、直流電源111,112によりソレノイドコイル108,109に直流電流を流し、基板処理室101の内部に磁場を形成する。このとき、通常、ソレノイドコイル108,109には逆向きの電流が流れることになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来のプラズマ処理装置は次のような問題を提起する。ヘリコンに係る装置の構成に関して、ソレノイドコイル108,109の電流値を変化させることにより基板103に入射するイオンの電流分布を制御することができる。一方、上記アンテナ105は、通常、基板103のサイズよりも小さく設計され、上記従来装置では、アンテナのサイズと、これに関連する整合回路107の能力とを、比較的に小さくすることができた。しかしながら、従来の装置はφ200mm(6インチ)の基板の処理に対応した装置であるので、φ300mm(8インチ)の基板に対してイオン電流密度の分布が良好な条件を得ることは、ソレノイドコイルの電流値を変化させただけでは困難であることが判明した。
【0006】
その理由は、非金属部101aの内部におけるアンテナ105の近傍に密度の濃いプラズマが生成されるが、基板103の外周部ではその近傍にプラズマが生成されず、アンテナ近傍領域からの濃いプラズマの拡散だけではイオン電流密度を十分に高くすることができないことにある。このことから、従来のプラズマ処理装置を用いた場合、φ200mmよりも大きい基板を処理する場合、基板の面内処理の均一性が不良となる。
【0007】
本発明の目的は、上記問題を解決することにあり、φ200mmよりも大きい基板、さらにはφ300mm以上の基板を処理するのに必要なイオン電流密度分布の均一性を高めることができるプラズマ処理装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明に係るプラズマ処理装置は、上記目的を達成するため、次のように構成される。
【0009】
第1の本発明(請求項1に対応)に係るプラズマ処理装置は、内部が減圧状態にある容器(減圧容器)内に配置された被処理物(基板)をプラズマで処理するための構成を有し、この容器は、外側周囲に環状アンテナが配置され、内部空間にプラズマが生成される誘電体で作られた電力導入容器と、この電力導入容器の内部空間と通じる状態で接続され、被処理物が配置される処理容器とからなり、環状アンテナに供給された高周波電力で電力導入容器内にプラズマを発生させ、処理容器内へ拡散したプラズマによって被処理物を処理するように構成され、さらに、環状アンテナは、電力導入容器と処理容器が接続される境界部近傍の電力導入容器側部分の外側周囲に配置され、電力導入容器側の内部空間と処理容器側の内部空間の各々に対して向かう縁部を有し、この環状アンテナによって電力導入容器側と処理容器側の各内部空間でプラズマの高密度領域が生成されるようにした。
【0010】
上記第1の本発明では、ICPとヘリコンに関係する環状アンテナの形状、および電力導入容器に対する当該環状アンテナの配置関係を上記のごとき構成にすることにより、環状アンテナの内縁部および外縁部に対応する内部空間で高密度のプラズマの領域を作ることができる。これによって、電力導入容器内で作られたプラズマの処理容器への拡散と、処理容器側の内部空間で作られた高密度プラズマとを利用することによって、被処理物が配置された処理容器の内部空間で当該被処理物の外周部において十分な密度を有するプラズマを生成することができる。特に直径が300mm以上の基板のプラズマによる成膜処理等において、基板の中央部に加え、その外周部近傍の空間に十分な密度のプラズマを与えることができ、基板の径方向のイオン電流密度の分布の均一性が高められる。
【0011】
第2の本発明(請求項2に対応)に係るプラズマ処理装置は、第1の発明において、境界部近傍の電力導入容器側部分には径拡大部が形成され、環状アンテナは径拡大部の周りに配置されることを特徴とする。当該径拡大部の外面に対して適切な位置関係で配置することにより、高周波電力を供給するための環状アンテナの内縁部と外縁部を、電力導入容器の円筒形壁部の外面と、処理容器側の内部空間に対応する電力導入容器の円板状フランジ部の外面とに対応させて配置することができる。
【0012】
第3の本発明(請求項3に対応)に係るプラズマ処理装置は、第1または第2の発明において、環状アンテナの両縁部の各々は、電力導入容器の外面に対し直角の角度で向かうことを特徴とする。環状アンテナの縁部をかかる配置とすることにより、電力導入容器の内面のスパッタを防ぐことができる。
【0013】
第4の本発明(請求項4に対応)に係るプラズマ処理装置は、上記の各発明において、環状アンテナの外側の縁部の位置は基板の外周部の位置に対応することを特徴とする。これにより特に基板の外周部の近くに高密度プラズマ領域を作ることができる。
【0014】
第5の本発明(請求項5に対応)に係るプラズマ処理装置は、内部が減圧状態にある容器内に配置された被処理物をプラズマで処理するための構成であり、容器は電力導入壁部を含み、電力導入壁部の外側に、容器の内部空間にプラズマを生成するための環状アンテナが配置され、環状アンテナの半径方向の断面形状はU字型またはコ字型であって、環状アンテナの断面形状の開放された側は電力導入壁部に向かって配置され、環状アンテナの半径方向の断面形状における少なくとも2箇所の環状縁部が電力導入壁部を介して前記容器の内部空間の異なる位置に向かい、環状アンテナによって容器の内部空間の少なくとも2箇所でプラズマの高密度領域が生成されるように構成される。この構成では、容器が特別に電力導入容器を持たず、電力導入壁部で処理容器の内部に直接に高周波電力を導入して当該処理容器内に高密度プラズマ領域を作ることが可能となる。
【0015】
の本発明(請求項に対応)に係るプラズマ処理装置は、第5の発明において、環状アンテナの外側の縁部の近くに環状の磁気回路を設け、磁気回路によって容器の内部空間に荷電粒子を拘束する領域を形成したことを特徴とする。これによって、荷電粒子を特定の領域にトラップして当該領域のプラズマ密度を高めることができる。さらに荷電粒子の閉じ込め効果を高め、プラズマの拡散を抑制できる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【0017】
図1〜図3を参照して第1の実施形態を説明する。図1は基板処理用プラズマ処理装置の減圧容器の内部構造とこれに関連する部分の構成を示す図、図2は図1中の要部の拡大図、図3は特性を表すグラフである。
【0018】
図1において、プラズマ処理装置はICPに係る装置構成とヘリコンに係る装置構成を含む。容器11は、その内部空間を図示しない排気機構によって所定の減圧状態に保持される。以下、容器11を「減圧容器」という。本実施形態による減圧容器11では、その内部空間は2つの空間からなる。1つは基板支持機構12が配置される空間であり、アルミニウムやステンレス等の金属で作られた処理容器13によって形成される。処理容器13の側壁は例えば円筒形に作られる。また基板支持機構12の上には処理される基板14が配置される。この基板14は例えばφ300mmの大型の基板である。他の1つはプラズマが生成される空間であり、高周波を内部に導入できる石英等の誘電体で主に作られた容器15によって形成される。容器15は、上端壁15aが金属で作られ、その他の部分は誘電体で作られている。上側に位置する容器15の側壁15bは例えばほぼ円筒形に作られている。容器15は、処理容器13の上壁13aに取り付け、固定される。処理容器13の側壁13bの径に対して、容器15の側壁15bの径は小さくなるように設定される。処理容器13の内部空間と容器15の内部空間は通じている。従って容器15の内部空間で生成されたプラズマは拡散し、下方に移動して、処理容器13の内部空間に進む。処理容器13の内部空間に配置された基板14は、容器15の内部空間に対向した位置にある。容器15の円筒形側壁の軸線と基板14の中心は同軸上に位置している。図2においてAは中心軸である。容器15から処理容器13へ拡散したプラズマは基板14の前面空間に移動することになる。
【0019】
本実施形態の構成では、接続された関係にある処理容器13と容器15の境界部において、容器15側の部分で、容器15の円筒形側壁15bから処理容器13の側に至るに従って径が徐々に拡大する部分15c(以下「径拡大部15c」という)が形成される。容器15の下部の周縁部は、処理容器13の上壁と面一になっている。容器15は、前述の円筒形側壁15bと、この円筒形側壁よりも径の大きな同心円上の円板状フランジ部15dと、それらの中間に位置する径拡大部15cにより構成される。
【0020】
上記容器15の径拡大部15cの周囲にはアンテナ16が配置される。アンテナ16は、一部が開いた環状であって、その軸方向に所望の長さを有し、図1および図2に示すように、処理容器13に向かって径が次第に直線的に大きくなるように形成されている。アンテナ16の支持機構は図示されないが、よく知られた機構が用いられる。アンテナ16の特徴は、図2に示されるように、アンテナ16の図2中上側に位置する内縁が容器15の内部空間に向かうごとく容器15の円筒形側壁15bに対応し、図2中下側に位置する外縁が処理容器13の内部空間に向かうごとく容器15の円板状フランジ部15dに対応するように配置される。
【0021】
上記の構成に対して、上記アンテナ16に高周波電力を供給する高周波電源17と、高周波電源17からアンテナ16に高周波電力を供給する際に整合をとるための整合回路18と、処理容器13の内部空間にガスを導入するガス導入機構19と、アンテナ16の周囲に配置されるソレノイドコイル20,21と、処理容器13の周囲に配置される永久磁石22が設けられる。ソレノイドコイル20,21はヘリコン波を励起するためのもので、直流電源23,24により直流電力が供給される。永久磁石22は、処理容器13の壁面においてプラズマの損失を抑制するために設けられる。なお図1において、内部を減圧状態に保持する排気機構、基板搬送機構、基板温度調整機構、処理容器の壁面温度調整機構、およびガス導入機構までガスを供給するガス供給機構等の図示は、発明の要旨との関係上および説明の便宜上省略されている。
【0022】
上記のプラズマ処理装置では、処理容器13内に基板搬送機構により基板14を搬送し、基板支持機構12上に基板14を配置し、基板14を固定する。図1は、基板14が固定された状態を示す。次に、排気機構によって処理容器13および容器15の内部を所要圧力に減圧し、ガス供給系から供給されるガスをガス導入機構19を介して処理容器13内に導入し、内部を所要圧力に保持する。高周波電源17から整合回路18を介してアンテナ16に高周波を印加し、容器15の内部、および処理容器13における容器15側の近傍領域でプラズマを生成する。容器15の内部等で生成されたプラズマは処理容器13の内部空間に拡散する。こうして拡散されたプラズマによって基板14が処理される。
【0023】
上記実施形態によるプラズマ処理装置では、さらに前述のごとく、容器15と処理容器13の境界部近傍の容器15側部分、すなわち、径拡大部15cの周囲には、アンテナ16が配置される。この径拡大部15cは、図2に示されるように、その断面形状において傾斜しており、その結果、当該傾斜壁部に平行に配置されるアンテナ16は、その断面形状において、両縁が円筒形側壁15bの外面と円板状フランジ部15dの外面に隣接している。すなわち、環状のアンテナ16の内縁が容器15の円筒形側壁15bの外面に隣接し、その外縁が容器15の円板状フランジ部15dに隣接している。
【0024】
さらに詳しく説明する。容器15の円筒形側壁15bの内側半径は好ましくは基板14の半径の1/5〜3/5倍程度の長さとして設定され、当該円筒形側壁の内面とアンテナ16の最も内側箇所との距離は30mm以内とすることが好ましい。またアンテナ16の最も外側箇所は、円筒形側壁の中心軸Aから、基板14の半径の3/5〜1倍程度の距離とすることが好ましい。このような位置関係から、図2に示したアンテナ16の断面における傾斜角度は30〜60°程度に保たれることが好ましい。
【0025】
減圧容器11の容器15と処理容器13に対して上記のごとき位置関係で配置されたアンテナ16に対して高周波電力が供給された場合、アンテナ16の内縁部と外縁部に対応する内部空間、すなわち、内縁部に対応する容器15の内部空間と外縁部に対応する処理容器13側の内部空間の各々に直径の異なる同心軸上の高密度プラズマ25,26が生成される。このため、大型の基板14を処理する場合であっても、従来のように基板の外周部でイオン電流密度が減少することをなくすことができる。これによって、基板面内の均一性が良好なプラズマ27が基板14の前面空間に生成される。
【0026】
基板14から約30mmの高さで測定したイオン電流密度の径方向の分布を図3に示す。特性31,32は、ソレノイドコイル20,21の電流値を変えた場合に得られるヘリコンに係る装置の場合のイオン電流密度の径方向分布を示している。特性33は、前述の第1実施形態の場合に得られるイオン電流密度の径方向の分布である。
【0027】
これらの特性の比較から明らかなように、従来のプラズマ処理装置で問題とされた基板外周部のイオン電流密度の低下が、本実施形態の装置では抑制されている。さらに、本実施形態による装置によれば、直流電源23,24からソレノイドコイル20,21に直流電力を印加し、イオン電流密度の径方向分布を制御し最適化することが可能であるが、さらに、アンテナ16の各縁部と容器11の位置関係を最適化することによってもイオン電流密度の径方向分布を制御・最適化することが可能である。従って、直流電源やソレノイドコイルは、必ずしも必要ではなく、コンパクトでコストを低減することができる。
【0028】
図4は図2と同様な図であり、上記第1実施形態の一部を変形した第2の実施形態を示す。この実施形態では、アンテナ116は、その断面形状が変更され、図で示されるごとく、アンテナ116の各縁部が、容器15の円筒形側壁15bの外面と円板状フランジ部15dの外面に直角に向かうように、L字型の縦断面を有している。その他の構成は第1実施形態の構成と同じであり、実質的に同一の要素には同一の符号を付している。アンテナ116の各縁部に対応して高密度プラズマ25,26の領域が内部空間に形成される。
【0029】
かかる形状を有するアンテナであっても、図3に示した特性33と同様なイオン電流密度を得ることができる。本実施形態の場合、かかる形状にすることにより、アンテナ116の両縁部以外の部分が容器15から離れるために、容器15に対向するアンテナ116の部分の実質的な面積を両縁部のみに限定することが可能である。この結果、アンテナ116の近傍の容器15の内面がスパッタされにくくなり、基板14の表面への汚染を抑制することができる。
【0030】
図5も図2と同様な図であり、上記第1実施形態の一部を変形した第3の実施形態を示す。この実施形態でも、アンテナ216は、その断面形状が変更され、図で示されるごとく、アンテナ216の各縁部が、容器15の円筒形側壁15bの外面と円板状フランジ部15dの外面に向かうように、湾曲させた円弧形の縦断面を有している。その他の構成は第1実施形態の構成と同じであり、実質的に同一の要素には同一の符号を付している。アンテナ216の各縁部に対応して高密度プラズマ25,26の領域が内部空間に形成される。本実施形態によるアンテナ216でも、第2実施形態のアンテナと同様な作用・効果が生じる。
【0031】
図6は、本発明に係るプラズマ処理装置の第4の実施形態を示し、アンテナ近傍の縦断面図である。プラズマ処理装置の全体的構成は第1実施形態と同じであり、説明を省略する。本実施形態のプラズマ処理装置では、前述の容器15に相当する部分が平面構造を有する。すなわち、図6に示すように、石英等の誘電体で作られた壁部41は、処理容器13の上壁13aの中央部分の一部を形成している。前述した容器15の内部空間は実質的に存在せず、処理容器13の内部空間の一部となっている。壁部41は円板形状を有し、高周波電力を導入するための窓としての働きを有している。
【0032】
壁部41の外側にはアンテナ316が配置される。当該アンテナ316は環状であって、その断面がU字型またはコ字型の形状を有する。アンテナ316は、断面における開放部が壁部41の外面に向かうように配置され、アンテナ316の両縁が壁部41の外面に面している。アンテナ316は、その外側縁部の直径が誘電体壁部41の直径よりも必ず小さくなるように、形成されている。この結果、処理容器13の内部空間には、アンテナ316の両縁部に対応する箇所に、同軸的な位置関係にある環状の2箇所の高密度プラズマ25,26の領域が形成される。本実施形態による構造においても、図3に示した特性33と同様なイオン電流密度分布を得ることができる。誘電体で形成された壁部41の直径は、基板14の直径の2/3倍から5/4倍であることが好ましい。さらにアンテナ316の内側縁部の直径は基板14の直径の1/4倍から1/2倍であること、アンテナ316の外側縁部の直径は基板14の直径の3/5倍から1倍であることが好ましい。
【0033】
基板14のサイズがφ300mmよりも大きい場合には、第1〜第3の実施形態よりも第4の実施形態の構造の方が適している。なお、第4実施形態に係る壁部41は、完全な平面ではなく、少し外方に向かって凸の形状にして、強度を増すことが好ましい。
【0034】
図7は第5の実施形態を示し、前述の第4実施形態の変形例である。プラズマ処理装置の全体的構成は第1および第4の実施形態と同じであるので、説明を省略する。アンテナ316の形態および配置は第4実施形態と同じである。本実施形態の特徴的構成は、アンテナ316の外側縁部の近傍に磁気回路を配置している。この磁気回路は例えば3つのリング状(環状)の永久磁石42によって構成される。3つの永久磁石42は同心円の位置関係で、壁部41および処理容器13の上壁部13aに配置される。またこの場合、処理容器13の周囲に配置される永久磁石22は必ず必要なものではない。本実施形態の場合には当該永久磁石は省略されている。3つの永久磁石42の磁極配列については、処理容器13の上壁部13aおよび壁部41に面する磁極が交互に異なるように配置されることが好ましい。さらにアンテナ316の外側端部は、3つの永久磁石42の間、例えば図示されるごとく内側の永久磁石42と中間の永久磁石42の間に配置される。また中間の永久磁石42と外側の永久磁石42との間に配置することもできる。この結果、図7に示されるごとく、永久磁石42が配置された箇所の下方に位置する領域にプラズマの濃い領域43が作り出され、図3に示した特性33と同様なイオン電流密度分布を得ることができる。
【0035】
図8は、図7に示した3つの永久磁石42によって得られる処理容器13の内部空間における磁力線44の分布の様子を示している。3つの永久磁石42の磁極を交互に異ならせて配列することにより、磁力線44においてセパラトリクスと呼ばれる谷45が形成される。この谷45の領域では、荷電粒子がトラップされやすい。従って、谷45の領域では、プラズマの密度を高くでき、閉じ込め効果を高くすることができる。さらに本実施形態では、永久磁石42による磁場の効果により、プラズマの拡散が抑制されることから基板14の外周部にも十分な密度のプラズマを生成することができ、特にφ300mmよりも大きい基板の処理に適している。
【0036】
前述の各実施形態では、アンテナの縁部が2つの場合の例を説明したが、当該縁部を分岐させることによって、3つ以上の縁部を設けるようにすることもできる。この場合に、各縁部の近傍に磁気回路を配置することもできる。
【0037】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、プラズマが生成され処理されるべき大型の基板が配置される容器を備え、ICPやヘリコンを利用して当該基板を処理するプラズマ処理装置において、高周波電力を内部空間に供給する環状アンテナの形状および配置構造を、上記容器の中心領域と基板外周部に対応する周囲領域とに高密度プラズマ領域を形成できるようなものとしたため、従来装置に比較して基板の中心から外周部に向かってイオン電流密度分布の良好なプラズマを生成することができ、基板面内の均一性の良い処理を行うことができる。さらにφ300mmよりも大きい径を有する基板に対しても、十分に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態の構成を示す縦断面図である。
【図2】図1における要部の拡大縦断面図である。
【図3】第1実施形態の装置によるイオン電流密度特性と従来装置のイオン電流密度特性を示すグラフである。
【図4】本発明の第2の実施形態の構成を示す要部縦断面図である。
【図5】本発明の第3の実施形態の構成を示す要部縦断面図である。
【図6】本発明の第4の実施形態の構成を示す要部縦断面図である。
【図7】本発明の第5の実施形態の構成を示す要部縦断面図である。
【図8】第5の実施形態における磁束線の分布を示すグラフである。
【図9】従来のプラズマ処理装置の構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
11 容器(減圧容器)
12 基板支持機構
13 処理容器
14 基板
15 容器(電力導入容器)
16 アンテナ
116,216 アンテナ
316 アンテナ
42 永久磁石
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plasma processing apparatus, and more particularly to a plasma processing apparatus suitable for a dry etching apparatus, a plasma CVD apparatus, a sputtering apparatus, and a surface modification apparatus.
[0002]
[Prior art]
As a plasma source of a plasma processing apparatus for substrate processing, an inductively coupled plasma (hereinafter referred to as “ICP”) that can generate a high-density plasma at a constant pressure or a helicon wave is excited and propagated. A helicon wave plasma (hereinafter referred to as “helicon”) that generates plasma is known. ICP typically generates plasma using an antenna to which high frequency power is applied. A helicon usually includes an antenna similar to an ICP and is configured so that a helicon wave can propagate into plasma in combination with a magnetic circuit.
[0003]
An example of the configuration of a conventional plasma processing apparatus will be described with reference to FIG. This plasma processing apparatus is composed of an ICP apparatus and a helicon apparatus. The apparatus includes a substrate processing chamber 101 capable of maintaining the inside in a reduced pressure state, a substrate support mechanism 102 that supports the substrate 103 in the substrate processing chamber 101, a gas introduction mechanism 104 that introduces gas into the substrate processing chamber 101, An annular antenna 105 for generating plasma inside the substrate processing chamber 101, a high-frequency power source 106 that supplies high-frequency power to the antenna 105, and matching when high-frequency power is supplied from the high-frequency power source 106 to the antenna 105. The matching circuit 107 is provided. The substrate processing chamber 101 is formed of a non-metal part 101a such as quartz and a metal part 101b made of aluminum or stainless steel. Solenoid coils 108 and 109 for exciting helicon waves are disposed around the antenna 105. Further, a permanent magnet 110 is disposed around the substrate processing chamber 101 as necessary. The permanent magnet 110 is provided on the wall surface of the substrate processing chamber 101 to suppress plasma loss. With the above configuration, a magnetic field is generated inside the substrate processing chamber 101 by supplying DC power to each of the solenoid coils 108 and 109 from the DC power sources 111 and 112, and in addition to normal ICP plasma, helicon waves are generated. The utilized plasma can be generated. In FIG. 9, an exhaust mechanism, a substrate transport mechanism for transporting the substrate 103, a substrate temperature adjusting mechanism, a wall surface temperature adjusting mechanism for the substrate processing chamber 101, and a gas introducing mechanism for maintaining the inside of the substrate processing chamber 101 in a reduced pressure state. Illustration of a gas supply mechanism for supplying gas up to 104 is omitted for convenience of explanation.
[0004]
Next, a procedure for processing a substrate using the plasma processing apparatus will be described. The substrate 103 is transferred into the substrate processing chamber 101 by a substrate transfer mechanism (not shown), and the substrate 103 is fixed on the substrate support mechanism 102. The inside of the substrate processing chamber 101 is depressurized to a predetermined pressure by an exhaust mechanism (not shown), and further, a gas supplied from a gas supply mechanism (not shown) is introduced into the substrate processing chamber 101 via the gas introduction mechanism 104 to reach a predetermined pressure. Retained. A high frequency is applied to the antenna 105 from the high frequency power source 106 through the matching circuit 107, plasma is generated inside the substrate processing chamber 101, and the substrate 103 is processed with this plasma. Further, when exciting a helicon wave, a direct current is passed through the solenoid coils 108 and 109 by the direct current power sources 111 and 112 while a high frequency is applied, and a magnetic field is formed inside the substrate processing chamber 101. At this time, normally, a reverse current flows through the solenoid coils 108 and 109.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described conventional plasma processing apparatus raises the following problems. With regard to the configuration of the apparatus related to the helicon, the current distribution of ions incident on the substrate 103 can be controlled by changing the current values of the solenoid coils 108 and 109. On the other hand, the antenna 105 is usually designed to be smaller than the size of the substrate 103. In the conventional apparatus, the size of the antenna and the capability of the matching circuit 107 related thereto can be made relatively small. . However, since the conventional apparatus is an apparatus that can handle a substrate of φ200 mm (6 inches), obtaining a condition with a good distribution of ion current density on a substrate of φ300 mm (8 inches) It turned out that it was difficult only by changing the current value.
[0006]
The reason is that high density plasma is generated in the vicinity of the antenna 105 inside the non-metal portion 101a, but plasma is not generated in the vicinity of the outer periphery of the substrate 103, and diffusion of the high density plasma from the region near the antenna. It is that the ion current density cannot be made sufficiently high only by itself. Therefore, when a conventional plasma processing apparatus is used, when processing a substrate larger than φ200 mm, the uniformity of in-plane processing of the substrate becomes poor.
[0007]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, and a plasma processing apparatus capable of enhancing the uniformity of ion current density distribution necessary for processing a substrate larger than φ200 mm, and further a substrate larger than φ300 mm. It is to provide.
[0008]
[Means and Actions for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a plasma processing apparatus according to the present invention is configured as follows.
[0009]
The plasma processing apparatus according to the first aspect of the present invention (corresponding to claim 1) has a configuration for processing an object to be processed (substrate) disposed in a container (depressurized container) whose inside is in a depressurized state with plasma. This container is connected to a power introduction container made of a dielectric material in which an annular antenna is arranged around the outside and plasma is generated in the inner space, and communicated with the inner space of the power introduction container. A processing container in which a processing object is disposed, configured to generate plasma in the power introduction container with high-frequency power supplied to the annular antenna, and to process the object to be processed with the plasma diffused into the processing container; Further, the annular antenna is disposed around the outside of the power introduction container side portion in the vicinity of the boundary where the power introduction container and the processing container are connected to each of the internal space on the power introduction container side and the internal space on the processing container side. Has an edge towards Te, a high density region of the plasma in the interior space of the power lead container side and the processing vessel side is to be generated by the loop antenna.
[0010]
In the first aspect of the present invention, the shape of the annular antenna related to the ICP and the helicon, and the arrangement relationship of the annular antenna with respect to the power introduction container are configured as described above, thereby corresponding to the inner edge and the outer edge of the annular antenna. A high-density plasma region can be created in the internal space. Thus, the diffusion of the plasma generated in the power introduction container to the processing container and the high-density plasma generated in the internal space on the processing container side allow the processing container in which the object to be processed is arranged. Plasma having a sufficient density can be generated in the outer space of the workpiece in the internal space. In particular, in a film-forming process using plasma on a substrate having a diameter of 300 mm or more, plasma having a sufficient density can be given to a space in the vicinity of the outer peripheral portion in addition to the central portion of the substrate. Distribution uniformity is enhanced.
[0011]
A plasma processing apparatus according to a second aspect of the present invention (corresponding to claim 2) is the plasma processing apparatus according to the first aspect, wherein an enlarged diameter portion is formed in a power introduction container side portion in the vicinity of the boundary portion, and the annular antenna is It is arranged around. By arranging in an appropriate positional relationship with respect to the outer surface of the diameter-enlarged portion, the inner edge portion and the outer edge portion of the annular antenna for supplying high-frequency power are connected to the outer surface of the cylindrical wall portion of the power introduction container and the processing container. It can arrange | position corresponding to the outer surface of the disk-shaped flange part of the electric power introduction container corresponding to the internal space of the side.
[0012]
In the plasma processing apparatus according to the third aspect of the present invention (corresponding to claim 3), in the first or second aspect, each of the two edges of the annular antenna faces at an angle perpendicular to the outer surface of the power introduction container. It is characterized by that. By arranging the edge of the annular antenna in such an arrangement, it is possible to prevent sputtering of the inner surface of the power introduction container.
[0013]
The plasma processing apparatus according to the fourth aspect of the present invention (corresponding to claim 4) is characterized in that, in each of the above inventions, the position of the outer edge of the annular antenna corresponds to the position of the outer peripheral portion of the substrate. This makes it possible to create a high-density plasma region particularly near the outer periphery of the substrate.
[0014]
A plasma processing apparatus according to a fifth aspect of the present invention (corresponding to claim 5) is a structure for processing an object to be processed disposed in a container whose inside is in a decompressed state with plasma, and the container is a power introduction wall. An annular antenna for generating plasma in the interior space of the container is disposed outside the power introduction wall, and the annular antenna has a U-shaped or U-shaped cross-section in the radial direction. The open side of the cross-sectional shape of the antenna is disposed toward the power introduction wall, and at least two annular edges in the radial cross-sectional shape of the annular antenna are connected to the internal space of the container via the power introduction wall. Towards different positions, the annular antenna is configured to generate a high density region of plasma in at least two locations in the interior space of the vessel. In this configuration, the container does not have a special power introduction container, and high-frequency power can be directly introduced into the processing container through the power introduction wall to create a high-density plasma region in the processing container.
[0015]
A plasma processing apparatus according to a sixth aspect of the present invention (corresponding to claim 6 ) is the plasma processing apparatus according to the fifth aspect, wherein an annular magnetic circuit is provided near the outer edge of the annular antenna, and the interior of the container is provided by the magnetic circuit. A region for restraining charged particles is formed. Thereby, charged particles can be trapped in a specific region, and the plasma density in the region can be increased. Furthermore, the confinement effect of charged particles can be enhanced and plasma diffusion can be suppressed.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0017]
The first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing an internal structure of a decompression vessel of a plasma processing apparatus for substrate processing and a configuration of a part related thereto, FIG. 2 is an enlarged view of a main part in FIG. 1, and FIG. 3 is a graph showing characteristics.
[0018]
In FIG. 1, the plasma processing apparatus includes an apparatus configuration related to ICP and an apparatus configuration related to helicon. The container 11 is held in a predetermined reduced pressure state by an exhaust mechanism (not shown) in the internal space. Hereinafter, the container 11 is referred to as a “depressurized container”. In the decompression container 11 according to the present embodiment, the internal space consists of two spaces. One is a space in which the substrate support mechanism 12 is disposed, and is formed by a processing container 13 made of metal such as aluminum or stainless steel. The side wall of the processing container 13 is formed in a cylindrical shape, for example. A substrate 14 to be processed is disposed on the substrate support mechanism 12. This substrate 14 is, for example, a large substrate having a diameter of 300 mm. The other is a space in which plasma is generated, and is formed by a container 15 mainly made of a dielectric such as quartz capable of introducing a high frequency into the space. The container 15 has an upper end wall 15a made of metal, and other parts made of a dielectric. The side wall 15b of the container 15 located on the upper side is formed in a substantially cylindrical shape, for example. The container 15 is attached and fixed to the upper wall 13a of the processing container 13. The diameter of the side wall 15b of the container 15 is set to be smaller than the diameter of the side wall 13b of the processing container 13. The internal space of the processing container 13 communicates with the internal space of the container 15. Therefore, the plasma generated in the internal space of the container 15 diffuses, moves downward, and proceeds to the internal space of the processing container 13. The substrate 14 disposed in the internal space of the processing container 13 is in a position facing the internal space of the container 15. The axis of the cylindrical side wall of the container 15 and the center of the substrate 14 are located coaxially. In FIG. 2, A is a central axis. The plasma diffused from the container 15 to the processing container 13 moves to the front space of the substrate 14.
[0019]
In the configuration of the present embodiment, the diameter gradually increases from the cylindrical side wall 15b of the container 15 to the processing container 13 side at the boundary between the processing container 13 and the container 15 in the connected relationship. A portion 15c (hereinafter referred to as “diameter enlarged portion 15c”) is formed. The lower peripheral edge of the container 15 is flush with the upper wall of the processing container 13. The container 15 is composed of the above-described cylindrical side wall 15b, a disc-shaped flange portion 15d on a concentric circle having a diameter larger than that of the cylindrical side wall, and a diameter enlarged portion 15c located in the middle thereof.
[0020]
An antenna 16 is disposed around the enlarged diameter portion 15 c of the container 15. The antenna 16 has an annular shape with a part open, and has a desired length in the axial direction, and the diameter gradually increases linearly toward the processing container 13 as shown in FIGS. 1 and 2. It is formed as follows. Although a support mechanism for the antenna 16 is not shown, a well-known mechanism is used. As shown in FIG. 2, the feature of the antenna 16 corresponds to the cylindrical side wall 15b of the container 15 as the inner edge located on the upper side in FIG. The outer edge located at is located so as to correspond to the disk-shaped flange portion 15 d of the container 15 as it goes to the internal space of the processing container 13.
[0021]
With respect to the above configuration, a high-frequency power source 17 that supplies high-frequency power to the antenna 16, a matching circuit 18 for matching when high-frequency power is supplied from the high-frequency power source 17 to the antenna 16, and the inside of the processing container 13 A gas introduction mechanism 19 for introducing gas into the space, solenoid coils 20 and 21 arranged around the antenna 16, and a permanent magnet 22 arranged around the processing container 13 are provided. Solenoid coils 20 and 21 excite helicon waves, and DC power is supplied from DC power sources 23 and 24. The permanent magnet 22 is provided to suppress the loss of plasma on the wall surface of the processing container 13. In FIG. 1, an exhaust mechanism for holding the inside in a reduced pressure state, a substrate transport mechanism, a substrate temperature adjustment mechanism, a wall temperature adjustment mechanism for a processing vessel, a gas supply mechanism for supplying gas to a gas introduction mechanism, etc. Are omitted for the sake of convenience and explanation.
[0022]
In the above plasma processing apparatus, the substrate 14 is transferred into the processing container 13 by the substrate transfer mechanism, the substrate 14 is disposed on the substrate support mechanism 12, and the substrate 14 is fixed. FIG. 1 shows a state in which the substrate 14 is fixed. Next, the inside of the processing container 13 and the container 15 is reduced to a required pressure by the exhaust mechanism, the gas supplied from the gas supply system is introduced into the processing container 13 through the gas introduction mechanism 19, and the inside is set to the required pressure. Hold. A high frequency is applied from the high frequency power supply 17 to the antenna 16 through the matching circuit 18 to generate plasma in the container 15 and in the vicinity of the processing container 13 on the container 15 side. Plasma generated inside the container 15 and the like diffuses into the internal space of the processing container 13. The substrate 14 is processed by the plasma thus diffused.
[0023]
In the plasma processing apparatus according to the above-described embodiment, as described above, the antenna 16 is disposed around the container 15 side portion in the vicinity of the boundary between the container 15 and the processing container 13, that is, around the enlarged diameter portion 15c. As shown in FIG. 2, the enlarged-diameter portion 15c is inclined in its cross-sectional shape. As a result, the antenna 16 arranged in parallel to the inclined wall portion has a cylindrical shape on both edges in the cross-sectional shape. It is adjacent to the outer surface of the shaped side wall 15b and the outer surface of the disc-shaped flange portion 15d. That is, the inner edge of the annular antenna 16 is adjacent to the outer surface of the cylindrical side wall 15 b of the container 15, and the outer edge is adjacent to the disk-shaped flange portion 15 d of the container 15.
[0024]
This will be described in more detail. The inner radius of the cylindrical side wall 15b of the container 15 is preferably set to a length of about 1/5 to 3/5 times the radius of the substrate 14, and the distance between the inner surface of the cylindrical side wall and the innermost portion of the antenna 16 is set. Is preferably within 30 mm. The outermost portion of the antenna 16 is preferably a distance of about 3/5 to 1 times the radius of the substrate 14 from the central axis A of the cylindrical side wall. From such a positional relationship, the inclination angle in the cross section of the antenna 16 shown in FIG. 2 is preferably maintained at about 30 to 60 °.
[0025]
When high-frequency power is supplied to the antenna 16 disposed in the positional relationship as described above with respect to the container 15 and the processing container 13 of the decompression container 11, an internal space corresponding to the inner edge and the outer edge of the antenna 16, that is, The high-density plasmas 25 and 26 on the concentric axes having different diameters are generated in the inner space of the container 15 corresponding to the inner edge and the inner space of the processing container 13 corresponding to the outer edge. For this reason, even when processing a large substrate 14, it is possible to eliminate the decrease in the ion current density at the outer peripheral portion of the substrate as in the prior art. As a result, plasma 27 with good uniformity in the substrate surface is generated in the front space of the substrate 14.
[0026]
The radial distribution of ion current density measured at a height of about 30 mm from the substrate 14 is shown in FIG. The characteristics 31 and 32 show the radial distribution of the ion current density in the case of the device related to the helicon obtained when the current values of the solenoid coils 20 and 21 are changed. The characteristic 33 is a radial distribution of ion current density obtained in the case of the first embodiment.
[0027]
As is clear from the comparison of these characteristics, the reduction in the ion current density at the outer periphery of the substrate, which is a problem in the conventional plasma processing apparatus, is suppressed in the apparatus of this embodiment. Furthermore, according to the apparatus according to the present embodiment, it is possible to apply DC power from the DC power sources 23 and 24 to the solenoid coils 20 and 21 to control and optimize the radial distribution of ion current density. The radial distribution of ion current density can also be controlled and optimized by optimizing the positional relationship between each edge of the antenna 16 and the container 11. Therefore, the DC power supply and the solenoid coil are not always necessary, and can be compact and reduce the cost.
[0028]
FIG. 4 is a view similar to FIG. 2 and shows a second embodiment obtained by modifying a part of the first embodiment. In this embodiment, the cross-sectional shape of the antenna 116 is changed, and as shown in the figure, each edge of the antenna 116 is perpendicular to the outer surface of the cylindrical side wall 15b of the container 15 and the outer surface of the disc-shaped flange portion 15d. It has an L-shaped longitudinal section so as to go to. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and substantially the same elements are denoted by the same reference numerals. Corresponding to each edge of the antenna 116, regions of high-density plasma 25, 26 are formed in the internal space.
[0029]
Even with an antenna having such a shape, an ion current density similar to that of the characteristic 33 shown in FIG. 3 can be obtained. In the case of the present embodiment, since the portion other than both edges of the antenna 116 is separated from the container 15 by adopting such a shape, the substantial area of the portion of the antenna 116 facing the container 15 is limited to only both edges. It is possible to limit. As a result, the inner surface of the container 15 in the vicinity of the antenna 116 is hardly sputtered, and contamination of the surface of the substrate 14 can be suppressed.
[0030]
FIG. 5 is also similar to FIG. 2 and shows a third embodiment in which a part of the first embodiment is modified. Also in this embodiment, the antenna 216 has its cross-sectional shape changed, and as shown in the figure, each edge of the antenna 216 faces the outer surface of the cylindrical side wall 15b of the container 15 and the outer surface of the disc-shaped flange portion 15d. Thus, it has a curved arc-shaped longitudinal section. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and substantially the same elements are denoted by the same reference numerals. Regions of the high-density plasmas 25 and 26 are formed in the internal space corresponding to the respective edges of the antenna 216. The antenna 216 according to the present embodiment also has the same operations and effects as the antenna of the second embodiment.
[0031]
FIG. 6 shows a fourth embodiment of the plasma processing apparatus according to the present invention, and is a longitudinal sectional view in the vicinity of an antenna. The overall configuration of the plasma processing apparatus is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted. In the plasma processing apparatus of this embodiment, a portion corresponding to the container 15 described above has a planar structure. That is, as shown in FIG. 6, the wall 41 made of a dielectric material such as quartz forms a part of the central portion of the upper wall 13a of the processing vessel 13. The internal space of the container 15 described above does not substantially exist and is a part of the internal space of the processing container 13. The wall 41 has a disc shape and functions as a window for introducing high-frequency power.
[0032]
An antenna 316 is disposed outside the wall portion 41. The antenna 316 has an annular shape and a U-shaped or U-shaped cross section. The antenna 316 is arranged so that the open part in the cross section faces the outer surface of the wall part 41, and both edges of the antenna 316 face the outer surface of the wall part 41. The antenna 316 is formed such that the diameter of the outer edge thereof is necessarily smaller than the diameter of the dielectric wall 41. As a result, in the internal space of the processing vessel 13, two annular high-density plasmas 25 and 26 having coaxial positional relationships are formed at locations corresponding to both edges of the antenna 316. Also in the structure according to the present embodiment, an ion current density distribution similar to the characteristic 33 shown in FIG. 3 can be obtained. The diameter of the wall portion 41 formed of a dielectric is preferably 2/3 to 5/4 times the diameter of the substrate 14. Further, the diameter of the inner edge of the antenna 316 is ¼ to ½ times the diameter of the substrate 14, and the diameter of the outer edge of the antenna 316 is 3/5 to 1 times the diameter of the substrate 14. Preferably there is.
[0033]
When the size of the substrate 14 is larger than φ300 mm, the structure of the fourth embodiment is more suitable than the first to third embodiments. In addition, it is preferable that the wall part 41 which concerns on 4th Embodiment is not a complete plane, but makes it a slightly convex shape outward, and increases intensity | strength.
[0034]
FIG. 7 shows the fifth embodiment, which is a modification of the above-described fourth embodiment. Since the overall configuration of the plasma processing apparatus is the same as that of the first and fourth embodiments, description thereof is omitted. The form and arrangement of the antenna 316 are the same as in the fourth embodiment. In the characteristic configuration of this embodiment, a magnetic circuit is disposed in the vicinity of the outer edge of the antenna 316. This magnetic circuit is constituted by, for example, three ring-shaped (annular) permanent magnets 42. The three permanent magnets 42 are arranged on the wall 41 and the upper wall 13a of the processing container 13 in a concentric positional relationship. In this case, the permanent magnet 22 disposed around the processing container 13 is not necessarily required. In the case of this embodiment, the permanent magnet is omitted. The magnetic pole arrangement of the three permanent magnets 42 is preferably arranged such that the magnetic poles facing the upper wall portion 13a and the wall portion 41 of the processing vessel 13 are alternately different. Further, the outer end portion of the antenna 316 is disposed between the three permanent magnets 42, for example, between the inner permanent magnet 42 and the intermediate permanent magnet 42 as illustrated. Further, it may be disposed between the intermediate permanent magnet 42 and the outer permanent magnet 42. As a result, as shown in FIG. 7, a plasma-rich region 43 is created in a region located below the location where the permanent magnet 42 is disposed, and an ion current density distribution similar to the characteristic 33 shown in FIG. 3 is obtained. be able to.
[0035]
FIG. 8 shows the distribution of the magnetic lines of force 44 in the internal space of the processing vessel 13 obtained by the three permanent magnets 42 shown in FIG. By arranging the magnetic poles of the three permanent magnets 42 so as to be alternately different, a trough 45 called a separatrix is formed in the magnetic field lines 44. In the region of the valley 45, charged particles are easily trapped. Therefore, in the region of the valley 45, the plasma density can be increased and the confinement effect can be increased. Further, in the present embodiment, plasma diffusion is suppressed due to the effect of the magnetic field by the permanent magnet 42, so that a plasma having a sufficient density can be generated also on the outer peripheral portion of the substrate 14, and particularly for a substrate larger than φ300 mm. Suitable for processing.
[0036]
In each of the above-described embodiments, an example in which there are two antenna edges has been described, but it is also possible to provide three or more edges by branching the edges. In this case, a magnetic circuit can be disposed in the vicinity of each edge.
[0037]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, in a plasma processing apparatus that includes a container in which a large substrate to be generated and processed is disposed, and that processes the substrate using ICP or helicon, Compared to the conventional device, the shape and arrangement structure of the annular antenna that supplies high-frequency power to the internal space is such that a high-density plasma region can be formed in the central region of the container and the peripheral region corresponding to the outer periphery of the substrate. Thus, plasma having a good ion current density distribution can be generated from the center of the substrate toward the outer peripheral portion, and processing with good uniformity within the substrate surface can be performed. Further, it can sufficiently cope with a substrate having a diameter larger than φ300 mm.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged vertical sectional view of a main part in FIG.
FIG. 3 is a graph showing ion current density characteristics of the apparatus of the first embodiment and ion current density characteristics of a conventional apparatus.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a main part showing the configuration of a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of an essential part showing the configuration of a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a main part showing the configuration of a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a main part showing the configuration of a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a graph showing the distribution of magnetic flux lines in the fifth embodiment.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a conventional plasma processing apparatus.
[Explanation of symbols]
11 Container (depressurized container)
12 Substrate support mechanism 13 Processing container 14 Substrate 15 Container (power introduction container)
16 Antenna 116, 216 Antenna 316 Antenna 42 Permanent magnet

Claims (6)

減圧状態にある容器内に配置された被処理物をプラズマで処理するための構成を有し、前記容器は、外側周囲に環状アンテナが配置され、内部空間にプラズマが生成される電力導入容器と、この電力導入容器の内部空間と通じる状態で接続され、前記被処理物が配置される処理容器とからなり、前記環状アンテナから与えられる高周波電力で前記電力導入容器内に前記プラズマを発生させ、前記処理容器内へ拡散した前記プラズマによって前記被処理物を処理するプラズマ処理装置において、
前記環状アンテナは、前記電力導入容器と前記処理容器が接続される境界部近傍の前記電力導入容器側部分の外側周囲に配置され、前記電力導入容器側の内部空間と前記処理容器側の内部空間の各々に対して向かう縁部を有し、前記環状アンテナによって前記電力導入容器側と前記処理容器側の各内部空間で前記プラズマの高密度領域が生成されることを特徴とするプラズマ処理装置。
A power introduction container having a configuration for processing an object to be processed disposed in a decompressed container with plasma, wherein the container has an annular antenna disposed around the outside and plasma is generated in the internal space; And connected to the internal space of the power introduction container, and a processing container in which the object to be processed is arranged, and generating the plasma in the power introduction container with high frequency power given from the annular antenna, In the plasma processing apparatus for processing the object to be processed by the plasma diffused into the processing container,
The annular antenna is disposed around the outside of the power introduction container side portion in the vicinity of the boundary where the power introduction container and the processing container are connected, and the internal space on the power introduction container side and the internal space on the processing container side The plasma processing apparatus is characterized in that a high density region of the plasma is generated in each internal space on the power introduction container side and the processing container side by the annular antenna.
前記境界部近傍の前記電力導入容器側部分には径拡大部が形成され、前記環状アンテナは前記径拡大部の周りに配置されることを特徴とする請求項1記載のプラズマ処理装置。  2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein an enlarged diameter portion is formed in the power introduction container side portion in the vicinity of the boundary portion, and the annular antenna is disposed around the enlarged diameter portion. 前記環状アンテナの前記両縁部の各々は、前記電力導入容器の外面に対し実質的に直角の角度で向かうことを特徴とする請求項1または2記載のプラズマ処理装置。  3. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein each of the two edge portions of the annular antenna faces at an angle substantially perpendicular to an outer surface of the power introduction container. 前記環状アンテナの外側の前記縁部の位置は前記基板の外周部の位置に対応することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。  The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a position of the edge portion outside the annular antenna corresponds to a position of an outer peripheral portion of the substrate. 減圧状態にある容器内に配置された被処理物をプラズマで処理するための構成を有し、前記容器は電力導入壁部を含み、前記電力導入壁部の外側に、前記容器の内部空間に前記プラズマを生成するための環状アンテナが配置され、
前記環状アンテナの半径方向の断面形状はU字型またはコ字型であって、前記環状アンテナの前記断面形状の開放された側は前記電力導入壁部に向かって配置され
前記環状アンテナの半径方向の断面形状における少なくとも2箇所の環状縁部が前記電力導入壁部を介して前記容器の内部空間の異なる位置に向かい、
前記環状アンテナによって前記容器の内部空間の少なくとも2箇所で前記プラズマの高密度領域が生成されることを特徴とするプラズマ処理装置。
It has a configuration for processing an object to be processed disposed in a decompressed container with plasma, and the container includes a power introduction wall portion, outside the power introduction wall portion, in the internal space of the container. An annular antenna for generating the plasma is disposed;
A radial cross-sectional shape of the annular antenna is U-shaped or U-shaped, and an open side of the cross-sectional shape of the annular antenna is disposed toward the power introduction wall portion,
At least two annular edges in the radial cross-sectional shape of the annular antenna are directed to different positions in the internal space of the container via the power introduction wall,
The plasma processing apparatus, wherein the annular antenna generates a high-density region of the plasma in at least two places in the internal space of the container.
前記環状アンテナの外側の前記環状縁部の近くに環状の磁気回路を設け、前記磁気回路によって前記容器の内部空間に荷電粒子を拘束する領域を形成したことを特徴とする請求項5記載のプラズマ処理装置。 6. The plasma according to claim 5 , wherein an annular magnetic circuit is provided near the annular edge outside the annular antenna, and a region for restraining charged particles is formed in the internal space of the container by the magnetic circuit. Processing equipment.
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