JP4001355B2 - Plasma generator - Google Patents
Plasma generator Download PDFInfo
- Publication number
- JP4001355B2 JP4001355B2 JP06613698A JP6613698A JP4001355B2 JP 4001355 B2 JP4001355 B2 JP 4001355B2 JP 06613698 A JP06613698 A JP 06613698A JP 6613698 A JP6613698 A JP 6613698A JP 4001355 B2 JP4001355 B2 JP 4001355B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- space
- plasma generation
- generation space
- processing space
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ICやLCDなど高精度の製造工程においてエッチング・成膜・アッシング等のプラズマ処理を効率よく行うときに好適なプラズマ発生装置に関し、詳しくは、均質なプラズマを効率良く発生させるプラズマ発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、CVDやエッチング,アッシング等のプラズマ処理に用いられるプラズマ発生装置として、電界印加だけのプラズマ発生ではプラズマ密度が不足するので磁界も加えてプラズマを封じることで高密度プラズマ(HDP)を発生させるようにしたMRIE(マグネトロンリアクティブイオンエッチャー)等が知られている。また、特開平3−79025号公報に記載の如く平面状コイルを用いた磁場の一様化によってダメージを防止しようとした装置も知られている。
【0003】
さらに、イオンによる被処理物へのダメージを低減させるとともに発生中の高密度プラズマに被処理物が直接曝されないようにするためにプラズマ空間を互いに連通したプラズマ処理空間とプラズマ発生空間とに分離したECR(電子サイクロトロン共鳴)や特開平4−81324号公報記載のもの等のように両空間を距離的に引き離したもの、ICP(インダクティブカップルプラズマ)等のように強力な磁場で高密度プラズマをプラズマ処理空間に隣接したプラズマ発生空間へ閉じこめるもの、さらにプラズマ処理空間にプラズマ発生空間が隣接している点では同じであるが特開平4−290428号公報記載のもの等のようにリングアンテナからの円偏波電磁波を利用して高密度プラズマを閉じこめるものなども知られている。
【0004】
一方、液晶基板等の処理対象物の大形化そしてプラズマ処理空間の拡張に伴い単一のプラズマ発生空間ではプラズマの均一な供給が難しいことから、特開平8−222399号公報に記載の如く、プラズマ発生空間を複数個配設するとともに、それぞれに制御弁を設けて反応ガス・処理ガスを供給するものもある。この場合、プラズマ発生空間は、複数化しても開口面積が減少しないように縦の円筒状空間に分けられ、それぞれの側面が励起用の高周波コイルで囲まれるとともに、プラズマを封じるための磁気が円筒の上下端面のところから送り込まれるようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、これら従来のプラズマ発生装置では、プラズマ空間をプラズマ発生空間とプラズマ処理空間とに分離してプラズマダメージやチャージアップ低減が図られているが、プラズマ発生空間とプラズマ処理空間との距離があまり離れているとイオン種が必要以上に抑制されてしまう一方、両空間が隣接しているとプラズマ処理空間からプラズマ発生空間へ逆流するガスが多くなる。このような逆流ガスには被処理物の処理によって発生等した早急に排出すべき成分も含まれており、これがプラズマ発生空間に入ると高密度プラズマによって激しく分解・電離させられて汚染物等の不所望なものに変質してしまうことも多いので、不都合である。
【0006】
このことは、プラズマ発生空間を複数化しても、プラズマ発生空間からプラズマ処理空間への開口面積が同じままでは、解消されない。また、プラズマを封じるための静的な磁気バイアスをプラズマ発生空間の上下から印加するために磁石等をプラズマ発生空間とプラズマ処理空間との間に介在させるのでは、高密度プラズマに対して十分な磁力を確保しようとすると、磁性部材の加工や実装などが面倒となる。
【0007】
これに対し、同一出願人は、プラズマ処理空間からプラズマ発生空間への不所望なガス流入を有効に阻止するとともに、磁性部材の実装等も容易に行うことができるように、プラズマ発生空間や磁性部材の構造等にも工夫を凝らしてきた(特願平9−159190号、特願平9−250111号など)。具体的には、図10〜図12にプラズマ発生空間周りの縦断面図を示したが、プラズマ発生空間22をプラズマ処理空間13との隣接面に沿って線状に分散させるとともにプラズマ発生空間13を挟むように磁性部材25を配設したのである。
【0008】
しかしながら、脆い磁性部材を任意の形状に加工するのは厄介であり、特に断面形状が凸多角形で無くて凹部を持った形状には小片であっても加工し難いことから(図10の磁石25を参照)、断面形状が単純な矩形をした複数のものに分割するとともにこれらをプラズマ処理空間から遠近のところに分離して設けるようにもしたのであるが(図11,図12における上下の磁石25,25を参照)、その場合、高密度プラズマ20を効率よく閉じこめることはできても、プラズマ処理に供されるプラズマ量は期待したほど増えないという不都合がある。
そこで、磁性部材の形状が加工し難い形状にならないようにしながら、プラズマ発生空間に高密度プラズマを効率よく閉じこめるとともに、その高密度プラズマを効率よくプラズマ処理空間へ供給するということが課題となる。
【0009】
また、分散したプラズマ発生空間から高密度プラズマがプラズマ処理空間へ勢い良く送り込まれると、プラズマの吹き込んだところとそうでないところで斑が発生しやすくなるが、これはプラズマ処理の均一性を損なう要因となるので好ましくない。
そこで、分散したプラズマ発生空間からプラズマ処理空間へプラズマ供給を高効率に行ってもプラズマ処理の均一性が損なわれないようにすることも課題となる。
【0010】
この発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、良質のプラズマを効率よくプラズマ処理空間へ供給するプラズマ発生装置を実現することを目的とする。
また、本発明は、良質のプラズマ処理が均一に行われるプラズマ発生装置を実現することも目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために発明された第1乃至第2の解決手段について、その構成および作用効果を以下に説明する。
【0012】
[第1の解決手段]
第1の解決手段のプラズマ発生装置は(、出願当初の請求項1に記載の如く)、プラズマ処理空間が形成された第1機構と、前記第1機構に取着して又はそれと一体的に設けられプラズマ発生空間が形成された第2機構とを具え、前記プラズマ発生空間が前記プラズマ処理空間に隣接し且つ連通しているプラズマ発生装置において、前記プラズマ発生空間が前記プラズマ処理空間との隣接面に沿って線状に延びており、かつ、前記プラズマ発生空間と並んで走る磁性部材が傾斜していることを特徴とする。
【0013】
ここで、上記の「磁性部材」には、永久磁石の他、直流励磁コイルによって形成されたものも該当する。
また、その「傾斜」するものとしては、形状および磁化方向の何れか一方または双方が想定される。
さらに、傾斜しているか否かの基準になるものとしては、プラズマ発生空間の断面における対象軸や中心軸、プラズマ発生空間の側壁面、プラズマ発生空間とプラズマ処理空間との隣接面あるいはそれとの直交面や直交軸などが挙げられる。なお、水平な平行平板形の場合は、水平面や鉛直線が基準に一致する。
【0014】
このような第1の解決手段のプラズマ発生装置にあっては、プラズマ空間の分離および隣接連通という条件を維持することにより、プラズマダメージやチャージアップの低減、及びプラズマにおけるラジカル種の成分とイオン種の成分との比率適正化という基本的要請に応えている。しかも、プラズマ発生空間と並んで走る磁性部材は必然的にプラズマ発生空間と同じ第2機構側で共にプラズマ処理空間との隣接面に沿って設けられることから、磁力の強化が可能になるとともに、プラズマ処理空間との連通隣接面さらにはその面に沿ったプラズマ発生空間自身の断面積も、少なくとも磁性部材によって占められた分だけは必然的に、プラズマ処理空間のそれより小さくなる。このように双方空間の面積に差があると、連通隣接面の面積とこれに沿ったプラズマ処理空間の断面積との比を第1比とし連通隣接面の面積とこれに沿ったプラズマ発生空間の断面積との比を第2比として、第1比が1未満で且つ第2比よりも小さいことになる。
【0015】
そして、第1比が1未満の場合、プラズマ処理空間からプラズマ発生空間へ流入するガス量が減少する。一方、第2比が1の場合、プラズマ発生空間からプラズマ処理空間へ流出するガス量は減少しない。また、第2比が1未満で流出ガス量が減少する場合であっても、第2比が第1比より大きければ、減少の程度が小さくて済む。何れにしても、相対的には、プラズマ処理空間からプラズマ発生空間へ流入するガスの割合よりもプラズマ発生空間からプラズマ処理空間へ流出するガスの割合の方が高くなる。これにより、不所望なガスのプラズマ発生空間への流入が抑制されるばかりか、ガスがプラズマ発生空間へ入ってしまったときでもそのガスはプラズマ流とともに速やかにプラズマ処理空間へ出されてしまうので、高密度プラズマによるガス変質を防止・抑制することができる。
【0016】
また、こうして生成された良質のプラズマは、プラズマ発生空間と並んで走る磁性部材の磁力によってプラズマ発生空間に長時間閉じこめられて密度が高まるが、その際、磁性部材の傾斜に基づいてやはり分布状態等が傾斜する磁束密度や磁力線によってその磁界強さの弱い方へ良く流される。そこで、その方向がプラズマ発生空間からプラズマ処理空間へ向くように予め磁性部材の傾斜を適合させて磁性部材を設置しておくだけで、プラズマ発生空間からプラズマ処理空間へ流れる高密度プラズマの量を増加させることができる。
【0017】
さらに、磁性部材は、線状のプラズマ発生空間に沿って小片のものを並べることで足りることから、予め比較的製造容易な棒状の物を作っておいて小片に切断するといったことで加工作業が済むので、磁性部材等の製造が容易となる。しかも、磁性部材は形状や磁化方向が傾斜していればよいので断面形状に凹部の無い凸多角形状のもので間に合うことから、その製造は一段と容易である。また、磁性部材が、プラズマ発生空間と同じ第2機構側に設けられることから、プラズマ発生空間とプラズマ処理空間とに介挿する必要が無くなるので、配置設計や、実装作業、さらには後の部品交換等の保守作業も、楽になる。
【0018】
したがって、この発明によれば、良質のプラズマを効率よくプラズマ処理空間へ供給するプラズマ発生装置を実現することができる。
【0019】
[第2の解決手段]
第2の解決手段のプラズマ発生装置は(、出願当初の請求項2に記載の如く)、プラズマ処理空間が形成された第1機構と、前記第1機構に取着して又はそれと一体的に設けられプラズマ発生空間が形成された第2機構とを具え、前記プラズマ発生空間が前記プラズマ処理空間に隣接し且つ連通しているプラズマ発生装置において、前記プラズマ発生空間が、前記プラズマ処理空間との隣接面に沿って線状に延びるとともに前記プラズマ処理空間へ向けて拡幅していることを特徴とする。
【0020】
ここでも「磁性部材」には、永久磁石の他、直流励磁コイルによって形成されたものも該当する。
また、プラズマ処理空間からプラズマ発生空間への不所望なガス流入を有効に阻止することで良質のプラズマを供給するという基本的な作用効果も上述したのと同様である。
【0021】
さらに、このような第2の解決手段のプラズマ発生装置にあっては、プラズマ処理空間との隣接面に沿って線状に延びたプラズマ発生空間がプラズマ処理空間へ向けて拡幅していることことから、プラズマ発生空間で生成されたプラズマは、プラズマ処理空間へ向けて流れ出る際に、絞られた噴流状態になるので無く、扇状・ラッパ状に拡がることとなる。
【0022】
これにより、プラズマ発生空間からプラズマ処理空間へプラズマ供給を高効率に行っても、その高密度プラズマはプラズマ処理空間内で直ちに拡散して速やかに均質になるので、プラズマ処理空間におけるプラズマ状態は斑無く均一に保たれる。
したがって、この発明によれば、良質のプラズマ処理が均一に行われるプラズマ発生装置を実現することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
このような解決手段で達成された本発明のプラズマ発生装置は、一般に適宜の真空チャンバに装着して使用される。そのために、プラズマ処理空間が形成される第1機構やプラズマ発生空間が形成される第2機構などの各機構部は、真空チャンバ内への組み込み等の容易性と真空度の必要性とのバランスを図る等の観点から、別個に形成してから取着されることが多いが、例えば密着して固設されることが多いが、一部又は全部が同一・単一の部材たとえばクラッド材を加工等することで一体的に形成されてもよい。
【0024】
以下、かかるプラズマ発生装置を実施するための具体的形態を第1実施例〜第6実施例により説明するが、第1実施例〜第5実施例は、第1解決手段を具体化したものであり、第6実施例は、第1解決手段に加えて第2解決手段も具体化したものである。
【0025】
【第1実施例】
本発明のプラズマ発生装置の第1実施例について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図2は、プラズマ発生空間周りの縦断面斜視図であり、図1は、その中の一のプラズマ発生空間についての拡大図である。また、図3は、プラズマ処理空間も含めた状態での縦断面図である。
【0026】
このプラズマ発生装置は、概ね、プラズマ処理空間を確保するための第1機構と、プラズマ発生空間を確保するための第2機構およびその付加部と、各プラズマに電界又は磁界を印加するための印加回路部とで構成されている。
第1機構,第2機構は、共に、液晶基板等の角形の被処理物を処理する場合には主要部がほぼ長方形状に形成されるが、ここではIC用シリコンウエハ等の丸形の被処理物を処理するために主要部がほぼ丸形状・円筒状・環状に形成される場合について説明する(図2参照)。
【0027】
第1機構は、金属製のアノード部11が上方に配置され、ウエハ等の被処理物1を乗載するために上面の絶縁処理された金属製カソード部12が下方に配置されて、これらに挟まれたところに低温プラズマ10用のプラズマ処理空間13が形成されるものとなっている(図3参照)。また、アノード部11は、予め、多数の連通口14が貫通して穿孔されるとともに、プラズマ処理空間13へ向けて開口した処理ガス供給口15も形成されたものとなっている(図1〜図3参照)。この例では、連通口14の横断面積とプラズマ処理空間13の有効な横断面積との比すなわち第1比が0.05になっている。なお、処理ガス供給口15を介してプラズマ処理空間13へ供給される処理ガスBとしては、CF系ガスやシランガス等の反応ガスに適量の希釈ガスを混合させたもの等が供給されるようにもなっている。
【0028】
第2機構は、セラミック等の絶縁物製のプラズマ発生チャンバ21が主体となっており、このプラズマ発生チャンバ21には、プラズマ発生空間22となる複数の(図2では2個、図3では4個の)環状溝が同心に彫り込まれて形成されている。これにより、プラズマ発生空間22が線状のものとなって分散されている。そして、プラズマ発生チャンバ21は、プラズマ発生空間22の開口側(縦断面図では下面)をアノード部11の上面に密着した状態で固設される。その際、プラズマ発生空間22の開口がアノード部11の連通口14に重なるように位置合わせがなされる。これにより、プラズマ発生空間22とプラズマ処理空間13とが互いに隣接し且つ連通したものとなり、さらに、プラズマ発生空間22がプラズマ処理空間13との隣接面に沿って線状に延びたものとなる。この例では、連通口14の横断面積とプラズマ発生空間22の横断面積との比すなわち第2比が0.5になっている。なお、これらの比の値は大小関係が逆転しない限り自由に変えてよいものである。
【0029】
また、プラズマ発生チャンバ21は、プラズマ発生空22のさらに奥(縦断面図では上方)に取着されたガス配給部材21aによってプラズマ用ガス送給路23がやはり環状・線状に形成され、両者が多数の小穴で連通されていて、プラズマ発生空間22は底部(縦断面図では上方)からプラズマ発生用ガスAの供給を受けて高密度プラズマ20を発生させ連通口14を介してプラズマ処理空間13へそれを送り込むものとなっている。プラズマ発生用ガスAにはアルゴン等の不活性で化学反応しないものが用いられるようにもなっている。
【0030】
さらに、プラズマ発生チャンバ21は、プラズマ発生空間22を囲む側壁と底部とを残すようにしてプラズマ発生空間22開口側の裏の面(縦断面図では上面)が削り取られる。そして、そこに、一方の永久磁石25b(図1等の縦断面図中下方)とコイル24と他方の永久磁石25a(図1等の縦断面図中上方)とが順に重ねて詰め込まれる。これらの磁性部材25すなわち一対の永久磁石25a,25bは、同心環状のプラズマ発生空間22間に詰め込まれてやはり環状となるが、環状の不所望な誘起電流を断つために小片に分けて形成されている。そして、多数の永久磁石片25がプラズマ発生空間22側壁に沿って列設されることで、プラズマ発生空間22に対応した環状の磁気回路が構成される。これにより、磁性部材25は、第2機構側に設けられてプラズマ発生空間22に付され、プラズマ発生空間22と共にプラズマ発生空間22とプラズマ処理空間13との隣接面に沿って線状に延び、プラズマ発生空間と交互に並んで走るものとなっている。
【0031】
永久磁石25は、その一対25a,25bにコイル24を加えた高さがプラズマ発生空間22のそれにほぼ等しくされ、且つ横のプラズマ発生空間22方向へ磁極が向くようにされる(図1参照)。下部磁石25bは、断面矩形の単純な形状のものであり、アノード部11やプラズマ発生チャンバ21の削り込んだ上面等と平行になるよう水平に置かれている。その磁化方向も、断面における上下対称軸と同じ水平方向となっている。なお、この下部磁石25bは小さめに作られている。
【0032】
上部磁石25aは、それより大きい。これも同様の単純な矩形形状で水平方向に磁化されたものから作られるが、その両側面が斜めにそぎ落とされて断面が逆さの台形状にされている。そして、その下辺が短いのに対しその上辺は下部磁石25bの幅よりも長くされる。これにより、この磁性部材25aは、プラズマ発生空間22に向けたその側面が、プラズマ発生空間の側壁面と平行で無く、プラズマ発生空間とプラズマ処理空間との隣接面に直交しているものでも無くて、傾斜した形状のものとなっている。なお、磁化方向は傾斜していないが、その傾斜した形状に基づいて、上辺付近からの磁束線26は強く広く張り出すのに対し、下辺付近からの磁束線26および下部磁石25bからの磁束線26は相対的に弱くて狭くなっている。
【0033】
それらの磁力状態について詳述すると、上部磁石25aのほぼ下半分から図中横に出た磁束線26はコイル24の近くを通って図中反対側の横に戻ることから、図中上方の永久磁石25aのほぼ下端を頂上とする磁気の山ができる。また、下部磁石25bの上端のところにもほぼ同様の磁気の山ができる。永久磁石25はプラズマ発生空間22を挟んで両側に付設されているので、プラズマ発生空間22の周りには磁気の山が4つできる。そこで、プラズマ発生空間22には、磁気の山に囲まれた言わば磁気の盆地(磁界強さの極小点)ができる。そして、ここに電子が捕捉されることとなる。なお、ポテンシャル場風に説明したが実際はベクトル場なので正確に述べると複雑になるが、要するに全体としては柱状・梁状のプラズマ発生空間22の中で環状に電子が封じられるようになっているのである。
【0034】
そして、上部磁石25aのほぼ上半分から図中横に出た磁束線26はプラズマ発生空間22の奥(図では上方)やプラズマ用ガス送給路23のところで密になりながら反対側の横に戻り、さらに上部磁石25aの磁束のうち一部は下方へ延びて下部磁石25bをも包むことから、縦断面における全体的な磁力分布の状態としては、徳利を逆さにしたようなイメージに近いものとなり、プラズマ発生空間22の奥のところで強く締められて閉じプラズマ発生空間22の中間のところで緩められて膨らみプラズマ発生空間22とプラズマ処理空間13との隣接面のところで少し絞られて狭まり最後にプラズマ処理空間13のところで解放されるような状態となっている。
【0035】
なお、上下の磁石25a,25bからの磁束の重なり具合によっては上記の磁気の盆地の他に局所的に小さな磁気の盆地が複数生じることも有り、これらは電子やプラズマを不所望に封じ込めたりプラズマ発生空間22の内壁へ衝突させたりする要因となるが、それらもプラズマ発生空間22の外側に位置することとなる。そして、プラズマ発生空間22中央の大きな磁気の盆地を取り巻く磁気の山について上方の磁界がより強く下方の磁界がより弱く傾斜していることにより、この磁気回路は、質量の小さい電子がプラズマ発生空間22内に封じられるのに対し、イオン化していないものやイオン化していても質量の大きい成分からなる高密度プラズマ20はプラズマ発生空間22からプラズマ処理空間13へ流出しやすいようになっている。
【0036】
印加回路部は、RF電源31を中心とする第1印加回路と、RF電源32を中心とする第2印加回路とに分かれる。
RF電源31は、その出力パワーが可変のものであり、接地されたアノード部との間に交番電界を印加するとともにバイアス電圧も発生させるために、その出力はブロッキングキャパシタを介してカソード部12へ送給される(図3参照)。また、これには、周波数500KHz〜2MHzのものがよく用いられる。これにより、第1印加回路は、低温プラズマ10の強化に或る程度寄与する電界をプラズマ処理空間13に印加するものとなっている。
【0037】
RF電源32は、やはり出力パワーが可変のものであり、プラズマ発生空間22を挟む両コイル24を駆動してプラズマ発生空間22に交番磁界を印加するようになっている(図2参照)。その最大出力パワーは大きく、その周波数は13MHz〜100MHzとされることが多い。これにより、第2印加回路は、高密度プラズマ20の発生および強化に寄与する磁界をプラズマ発生空間22に印加するものとなっている。
【0038】
この第1実施例のプラズマ発生装置について、その使用態様及び動作を、図面を引用して説明する。図4は、真空チャンバへの装着状態を示す縦断面図である。
【0039】
使用に先だって、プラズマ発生装置のカソード部12は、上が解放した箱状の真空チャンバ本体部2の中央に設置され支持脚12aによって支持される。真空チャンバ本体部2は、上部に真空チャンバ蓋部3が開閉可能に取着され、底部または側部には真空圧制御用の可変バルブ4を介在させてターボポンプ等の真空ポンプ5が接続されている。真空チャンバ本体部2は、プラズマ発生チャンバ21やアノード部11が取着され、水冷も可能であり、これを閉めると、真空チャンバ本体部2の内部さらにはプラズマ処理空間13及びプラズマ発生空間22も密閉される。そして、真空ポンプ5を作動させるとともに、プラズマ用ガス送給路23を介するプラズマ用ガスAの供給,さらに処理ガス供給口15を介する処理ガスBの供給などを適宜に開始すると、カソード部12上に乗載された被処理物1に対するプラズマ処理の準備が調う。
【0040】
次に、RF電源32を作動させると、プラズマ発生空間22内にコイル24を介してRF電磁界が印加され、プラズマ用ガスAの電子が激しく運動させられる。このとき、電子は、永久磁石片25による磁気回路の働きによってプラズマ発生空間22に長く留まり、環状空間内を螺旋運動しながら飛び回ってプラズマ用ガスAを励起させる。こうして、高密度プラズマ20が発生するが、プラズマ発生空間22に封じられた電子にはイオン種生成に大きく寄与する10〜15eV以上の高いエネルギーのものが多く含まれているので、高密度プラズマ20はイオン種成分の比率が高い。
【0041】
そして、プラズマ発生空間22で膨張した高密度プラズマ20は、特にそのラジカル種およびイオン種成分は、膨張圧力によってプラズマ発生空間22から飛び出そうとするが、永久磁石25の磁力によってプラズマ発生空間22の中央部へ押し戻され、膨張圧力が高まると、相対的に磁力の弱い連通口14のところから流れ出る。さらに膨張圧力が高まると連通口14のところからプラズマ処理空間13へ速やかに流れ出る。その際、相対的に磁力の強いプラズマ発生空間22の側壁内面や底面に対しては押し戻されて衝突が抑制されるので、壁面との衝突によるエネルギー損失が少なくなり、プラズマの発生効率が高まるとともにそのほとんどが連通口14経由で流出する。こうして、プラズマ発生空間22内で発生した高密度プラズマ20は、その膨張圧力および磁力分布の傾きに基づいて効率良くプラズマ処理空間13へ運ばれる。
【0042】
また、RF電源31を作動させると、プラズマ処理空間13にもアノード部11及びカソード部12を介してRF電界が印加される。こちらには電子を封じ込める磁気回路等がないので、処理ガスB等が励起されても高密度プラズマができないで、低温プラズマ10となる。RF電源31からのパワーだけの場合、低温プラズマ10は、10〜15eV以上のエネルギーを持った電子が少ないので、ラジカル種成分の比率が高くなる。もっとも、この装置における低温プラズマ10の場合は、上述の高密度プラズマ20が混合されるので、実際のラジカル種成分とイオン種成分との比率は、両者の中間における何れかの比率となる。
【0043】
そして、RF電源32の出力をアップさせると、プラズマ発生空間22内における10〜15eV以上の電子が増える。そして、高密度プラズマ20の生成量が増加する。その混合の結果、低温プラズマ10は、イオン種成分の割合が引き上げられる。一方、RF電源32の出力をダウンさせると、プラズマ発生空間22内における10〜15eV以上の電子が減ってくる。そして、高密度プラズマ20の生成量が減少する。その混合の結果、低温プラズマ10は、イオン種成分の割合が引き下げられる。
【0044】
さらに、RF電源31の出力をアップさせる一方でRF電源32の出力を少しダウンさせると、次のようになる。先ずRF電源31の出力アップによってプラズマ処理空間13における電子密度が高密度および高エネルギー側に移行し、プラズマ処理空間13内の低温プラズマが増える。これによってそこのラジカル濃度が上がるのだが、同時にイオン比率も少し上がる。次に、RF電源32の出力ダウンによってプラズマ発生空間22における電子密度が低密度および低エネルギー側に移行し、プラズマ発生空間22内の高密度プラズマが少し減る。これによってそこのラジカル濃度およびイオン比率が下がるが、こちらは高エネルギー成分が元々大きいので少しの出力ダウンであってもイオン比率が大きく下がる。そして、このような高密度プラズマ20がプラズマ処理空間13内の低温プラズマ10に混合されると、イオン比率の増減が概ね相殺される一方ラジカル濃度は増加する。すなわち、低温プラズマ10は、ラジカル種成分とイオン種成分との比率があまり変わらずにプラズマ濃度が引き上げられる。同様にして、RF電源31,32の出力を逆方向にアップ・ダウンさせると、低温プラズマ10のプラズマ濃度が引き下げられる。
【0045】
こうして、低温プラズマ10は、容易にラジカル種成分とイオン種成分との比率が広範囲に亘って可変制御される。また、この装置では、プラズマ発生空間22の断面積がプラズマ処理空間13の断面積よりも遥かに小さくなっていて、第1比が第2比より桁違いに小さいことから、高密度プラズマ20がプラズマ発生空間22からプラズマ処理空間13へ速やかに送り出されるうえに、そもそもプラズマ処理空間13からプラズマ発生空間22へ逆流して入り込むガス量が少ないので、処理ガスBが高密度プラズマ20で直接に励起されて不所望なまで分解・電離するということはほとんど無くなる。
さらに、断面台形の上部磁石25aや断面矩形の下部磁石25bは、単純な凸多角形をしているので、加工して容易に形成することができる。
【0046】
【第2実施例】
本発明のプラズマ発生装置の第2実施例について説明する。図5は、その要部の縦断面図であり、上述した図1に対応するものである。
このプラズマ発生装置が上記第1実施例のものと相違するのは、上部磁石25aに代えて一対の上部磁石25c,25dが設けられている点である。下部磁石25bやコイル24は上述したのと同様である。
【0047】
上部磁石25cは、縦長の単純な矩形形状のものであり、真っ直ぐに立てた状態で磁化方向が水平になるよう磁化されている。上部磁石25dも同様であるが、これらは、同心環状のプラズマ発生空間22間への設置に際し、横に並べられるとともに、V字状に下方が狭くて上方が広くなるように、互いに逆向きで斜めにセットされる。これにより、これらの磁性部材25c,25dは、プラズマ発生空間22に向けたその側面が、プラズマ発生空間の側壁面と平行で無く、プラズマ発生空間とプラズマ処理空間との隣接面に直交しているものでも無く、さらに磁化方向も水平で無くて、形状および磁化方向が共に傾斜したものとなっている。
【0048】
この場合、プラズマ発生空間22を中心に据えてそれを両側から挟む上部磁石25c,25dについて見れば、ハの字状に上方が狭くて下方が広いので、プラズマ発生空間22の奥すなわち上方では磁束線が強くて密になるのに対し、アノード部11側の下方では磁束線が相対的に弱くて粗になる。そして、そのような磁力の傾斜状態は、上部磁石25c,25dから磁束線が斜めに出ることによって一層強調される。
【0049】
こうして、この場合も、プラズマ発生空間22内で発生した高密度プラズマは、その膨張圧力および磁力分布の傾きに基づいて効率良くプラズマ処理空間13へ運ばれる。
しかも、下部磁石25bばかりか上部磁石25c,25dも断面矩形の単純な形状をしているので、容易に製造することができる。
【0050】
【第3実施例】
本発明のプラズマ発生装置の第3実施例について説明する。図6は、その要部の縦断面図であり、上述した図5に対応するものである。
このプラズマ発生装置が上記第2実施例のものと相違するのは、上部磁石25c,25dの間に磁性体25eが介挿されている点である。
磁性体25eは、磁力強化の点からは磁石であるのが望ましいが加工性や原価低減の観点から軟鉄等の磁化率の高いものが用いられ、V字状に開いた上部磁石25c,25dの間を隙間なく埋めるように楔状に形成される。
【0051】
この場合、磁性体25eによって上部磁石25c,25dの間における磁気抵抗が弱められて、そこでの磁力の損失が抑えられるので、磁性部材の製造容易性を損なうこと無く磁力強化を達成することができる。
【0052】
【第4実施例】
本発明のプラズマ発生装置の第4実施例について説明する。図7(a)は、その要部の縦断面図であり、上述した図5に対応するものである。
このプラズマ発生装置が上記第2実施例のものと相違するのは、断面矩形の上部磁石25c,25dが断面三角形の上部磁石25f,25gによって置換されている点である。
【0053】
一対の上部磁石25f,25gは、断面矩形の磁石から作られるが(図7(b)参照)、断面矩形の磁石を対角線に沿って分割してから一方を裏返し(図7(c)参照)、直角のところが斜め上に来るようにそれぞれの分割片を適宜回転させ(図7(d)参照)、最後に斜辺同士を対向密着させるとともに鉛直にさせることで(図7(e)参照)、容易に製造される。なお、分割した磁石片の鋭角部分は欠けやすいので適宜の面取りを施しておくと良い。
【0054】
この場合、その姿勢を保ったまま上部磁石25f,25gをプラズマ発生空間22の間に設置するだけで、対角線の傾斜角に対応した角度だけ側面が鉛直から傾斜するとともに磁化の方向も水平から傾斜する。こうして、磁性部材の磁力および製造容易性の双方を損なうこと無く、形状および磁化方向が共に傾斜した磁性部材が具現化される。しかも、その磁化作業は分割前の矩形磁石に対して傾斜しない状態で済ませておけるので容易である。
【0055】
【第5実施例】
本発明のプラズマ発生装置の第5実施例について説明する。図8は、その要部の縦断面図であり、上述した図5に対応するものである。
このプラズマ発生装置が上記第2実施例のものと相違するのは、プラズマ発生空間22の奥すなわち図中上方のところの側壁21bが斜めに形成されプラズマ発生空間22が途中から奥に行くほど狭くなっている点である。
【0056】
この場合、並置された上部磁石25c,25dを中心に据えて見れば、互いに離れる上方ほど広くなるようそこがプラズマ発生空間22の傾斜外側面21bによって開けられることから、その分だけ上部磁石25c,25dの傾斜を大きくすることが可能になるので、磁性部材の傾斜によるプラズマ発生空間22からプラズマ処理空間13へのプラズマ供給についてその効率を向上させることができる。
【0057】
【第6実施例】
本発明のプラズマ発生装置の第6実施例について説明する。図9は、その要部の縦断面図であり、上述した図8に対応するものである。
このプラズマ発生装置が上記第5実施例のものと相違するのは、傾斜外側面21bがプラズマ発生空間22の全側面に拡大されている点と、これに対応してプラズマ発生空間22の側壁内側も全体が傾斜内側面21cになっている点と、連通口14が大きく拡げられてその傾斜内側面11bが傾斜内側面21cの延長面となっている点である。これにより、プラズマ発生空間が隣接部や連通部も含めてプラズマ処理空間へ向けて拡幅しているものとなっている。
【0058】
この場合、上部磁石25c,25dの傾斜が更に大きくなって磁性部材の傾斜によるプラズマ発生空間22からプラズマ処理空間13へのプラズマ供給効率が一層強化されることに加え、プラズマがプラズマ発生空間22からプラズマ処理空間13へ流れ出る際に、連通口14によって絞られること無く、傾斜内側面21cや傾斜内側面11bの拡がりに沿うように当初から広がって運ばれる(図9の二点差線を参照)。
【0059】
こうして、プラズマ密度の薄い処理ガス供給口15直下のところへも高密度プラズマが斜めに流れ込んで速やかに混合・拡散されるので、プラズマ処理空間13内の低温プラズマ10は、アノード部11付近でも斑が少なく、被処理物1の置かれるカソード部12付近では更に均一な状態となる。
その結果、良質のプラズマが効率良く供給されてもプラズマの分布状態が均一に保たれるので、良質のプラズマ処理が効率良く行われることとなる。
【0060】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の第1の解決手段のプラズマ発生装置にあっては、プラズマ発生空間と磁性部材との形状や配置を工夫してプラズマ発生空間とプラズマ処理空間との断面積比が変わるとともに磁性部材の加工性を損なうことなく磁性部材の磁力に基づくプラズマ流に方向性を持たせるようにしたことにより、プラズマ処理空間からプラズマ発生空間へのガスの流入を阻止して良質のプラズマを供給するとともにプラズマ発生空間からプラズマ処理空間へのプラズマ供給を効率良く行うプラズマ発生装置を実現することができたという有利な効果が有る。
【0061】
また、本発明の第2の解決手段のプラズマ発生装置にあっては、プラズマ発生空間の形状等を工夫してプラズマ発生空間とプラズマ処理空間との断面積比が変わるとともにプラズマ発生空間からプラズマ処理空間への流出に際してプラズマが扇状・ラッパ状に拡がるようにしたことにより、プラズマ供給を高効率に行っても良質のプラズマ処理が均一に行われるプラズマ発生装置を実現することができたという有利な効果を奏する。
【0062】
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のプラズマ発生装置の第1実施例について、一のプラズマ発生空間の縦断面拡大図である。
【図2】 分散したプラズマ発生空間周りの縦断面斜視図である。
【図3】 プラズマ処理空間も含めた縦断面図である。
【図4】 真空チャンバも含めた全体の縦断面図である。
【図5】 本発明のプラズマ発生装置の第2実施例について、そのプラズマ発生空間の縦断面拡大図である。
【図6】 本発明のプラズマ発生装置の第3実施例について、そのプラズマ発生空間の縦断面拡大図である。
【図7】 本発明のプラズマ発生装置の第4実施例について、そのプラズマ発生空間の縦断面拡大図である。
【図8】 本発明のプラズマ発生装置の第5実施例について、そのプラズマ発生空間の縦断面拡大図である。
【図9】 本発明のプラズマ発生装置の第6実施例について、そのプラズマ発生空間の縦断面拡大図である。
【図10】 磁性部材の断面形状に凹みが有るものの例である。
【図11】 磁性部材を分割し更に上下に分離させたものの例である。
【図12】 磁性部材を分割し更に上下に分離させた他の例である。
【符号の説明】
1 被処理物
2 真空チャンバ本体部
3 真空チャンバ蓋部
4 可変バルブ
5 真空ポンプ
10 低温プラズマ
11 アノード部(第1機構;第1印加回路)
11b 傾斜内側面
12 カソード部(第1機構;第1印加回路)
13 プラズマ処理空間
14 連通口
15 処理ガス供給口
20 高密度プラズマ
21 プラズマ発生チャンバ(第2機構)
21a ガス配給部材(第2機構)
21b 傾斜外側面
21c 傾斜内側面
22 プラズマ発生空間
23 プラズマ用ガス送給路
24 コイル(第2印加回路)
25 永久磁石(磁気回路用の磁性部材)
25a 上部磁石(側面が傾斜した形状の磁性部材)
25b 下部磁石
25c 上部磁石(傾斜して設置された磁性部材)
25d 上部磁石(傾斜して設置された磁性部材)
25e 磁性体
25f 上部磁石(形状および磁化方向が共に傾斜した磁性部材)
25g 上部磁石(形状および磁化方向が共に傾斜した磁性部材)
26 磁束線(磁気回路)
31 RF電源(第1印加回路)
32 RF電源(第2印加回路)
A アルゴンガス(非反応性ガス、プラズマ生成用ガス)
B CF系ガス(反応性ガス、処理ガス)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plasma generator suitable for efficiently performing plasma processing such as etching, film formation, and ashing in high-precision manufacturing processes such as ICs and LCDs, and more specifically, plasma generation that efficiently generates homogeneous plasma. Relates to the device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a plasma generator used for plasma processing such as CVD, etching, ashing, etc., plasma generation is insufficient when only plasma is applied to an electric field. Therefore, a high-density plasma (HDP) is generated by sealing the plasma by applying a magnetic field. MRIE (magnetron reactive ion etcher) and the like are known. There is also known an apparatus which attempts to prevent damage by uniformizing a magnetic field using a planar coil as described in JP-A-3-79025.
[0003]
Furthermore, the plasma space is separated into a plasma processing space and a plasma generation space that communicate with each other in order to reduce damage to the object due to ions and prevent the object from being directly exposed to the high-density plasma being generated. Plasma with high-density plasma in a strong magnetic field such as ECR (Electron Cyclotron Resonance) or those in which both spaces are separated from each other, such as those described in JP-A-4-81324, ICP (Inductive Coupled Plasma), etc. It is the same in that the plasma generation space is confined to the plasma generation space adjacent to the processing space and the plasma generation space is adjacent to the plasma processing space. There are also known devices that confine high-density plasma using polarized electromagnetic waves.
[0004]
On the other hand, since it is difficult to uniformly supply plasma in a single plasma generation space as the processing target such as a liquid crystal substrate is enlarged and the plasma processing space is expanded, as described in JP-A-8-222399, In some cases, a plurality of plasma generation spaces are provided, and a control valve is provided for each of them to supply reaction gas and processing gas. In this case, the plasma generation space is divided into vertical cylindrical spaces so that the opening area does not decrease even if the number of plasma generation spaces is increased. Each side surface is surrounded by a high-frequency coil for excitation, and the magnetism for sealing the plasma is cylindrical. It is sent from the upper and lower end surfaces.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in these conventional plasma generators, the plasma space is separated into the plasma generation space and the plasma processing space to reduce plasma damage and charge-up, but the distance between the plasma generation space and the plasma processing space is not so great. If they are separated from each other, ion species are suppressed more than necessary, while if both spaces are adjacent to each other, more gas flows backward from the plasma processing space to the plasma generation space. Such a backflow gas also contains components that should be discharged immediately, such as those generated by processing the object to be processed. When this gas enters the plasma generation space, it is violently decomposed and ionized by the high-density plasma, causing contamination, etc. It is inconvenient because it often changes to an undesirable one.
[0006]
This is not solved even if the plasma generation space is made plural, if the opening area from the plasma generation space to the plasma processing space remains the same. Further, it is sufficient for high-density plasma to interpose a magnet or the like between the plasma generation space and the plasma processing space in order to apply a static magnetic bias for sealing the plasma from above and below the plasma generation space. If it is going to secure magnetic force, processing and mounting of a magnetic member will become troublesome.
[0007]
On the other hand, the same applicant effectively prevents undesired gas inflow from the plasma processing space to the plasma generation space, and can easily mount the magnetic member and the like so that the magnetic member can be easily mounted. The structure of the member has been devised (Japanese Patent Application No. 9-159190, Japanese Patent Application No. 9-250111, etc.). Specifically, FIGS. 10 to 12 show longitudinal sectional views around the plasma generation space. However, the
[0008]
However, it is troublesome to process a fragile magnetic member into an arbitrary shape, and it is difficult to process even a small piece in a shape having a concave portion and not a convex polygon in particular (see the magnet in FIG. 10). 25), the cross-sectional shape is divided into a plurality of simple rectangular shapes, and these are separated and provided at a distance from the plasma processing space (upper and lower in FIGS. 11 and 12). In this case, there is an inconvenience that even though the high-
Therefore, it is an issue to efficiently confine high-density plasma in the plasma generation space and efficiently supply the high-density plasma to the plasma processing space while preventing the magnetic member from being difficult to process.
[0009]
Also, if high-density plasma is sent vigorously from the dispersed plasma generation space to the plasma processing space, spots are likely to occur where the plasma is blown and where it is not, which is a factor that impairs the uniformity of the plasma processing. This is not preferable.
Therefore, it is also an issue to prevent the uniformity of plasma processing from being impaired even if plasma is supplied from the dispersed plasma generation space to the plasma processing space with high efficiency.
[0010]
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to realize a plasma generator that efficiently supplies high-quality plasma to a plasma processing space.
Another object of the present invention is to realize a plasma generating apparatus in which high-quality plasma processing is uniformly performed.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
About the 1st thru | or 2nd solution means invented in order to solve such a subject, the structure and effect are demonstrated below.
[0012]
[First Solution]
The plasma generator of the first solution (as described in claim 1 at the beginning of the application) includes a first mechanism in which a plasma processing space is formed, and is attached to or integrally with the first mechanism. And a second mechanism in which a plasma generation space is formed, wherein the plasma generation space is adjacent to and communicates with the plasma processing space, wherein the plasma generation space is adjacent to the plasma processing space. A magnetic member that extends linearly along the surface and runs alongside the plasma generation space is inclined.
[0013]
Here, the above-mentioned “magnetic member” corresponds to a permanent magnet and a DC excitation coil.
In addition, as the “tilt”, one or both of the shape and the magnetization direction is assumed.
Furthermore, the criteria for whether or not it is inclined include the target axis and the central axis in the cross section of the plasma generation space, the side wall surface of the plasma generation space, the adjacent surface between the plasma generation space and the plasma processing space, or the orthogonal to it. Examples include planes and orthogonal axes. In the case of a horizontal parallel plate shape, the horizontal plane and the vertical line coincide with the reference.
[0014]
In such a plasma generator of the first solution, by maintaining the conditions of separation of the plasma space and adjacent communication, plasma damage and charge-up are reduced, and the radical species component and ion species in the plasma are reduced. We are responding to the basic request of optimizing the ratio with other ingredients. Moreover, since the magnetic member that runs alongside the plasma generation space is necessarily provided along the adjacent surface of the plasma processing space on the same second mechanism side as the plasma generation space, the magnetic force can be strengthened. The cross-sectional area of the plasma generating space itself along the surface adjacent to the plasma processing space and the surface thereof is inevitably smaller than that of the plasma processing space by at least the portion occupied by the magnetic member. If there is a difference between the areas of the two spaces in this way, the ratio of the area of the communication adjacent surface and the cross-sectional area of the plasma processing space along this is the first ratio, and the area of the communication adjacent surface and the plasma generation space along this area. The first ratio is less than 1 and smaller than the second ratio, where the ratio of the cross-sectional area is the second ratio.
[0015]
When the first ratio is less than 1, the amount of gas flowing from the plasma processing space into the plasma generation space decreases. On the other hand, when the second ratio is 1, the amount of gas flowing out from the plasma generation space to the plasma processing space does not decrease. Further, even when the second ratio is less than 1 and the amount of outflow gas decreases, if the second ratio is greater than the first ratio, the degree of decrease may be small. In any case, the ratio of the gas flowing out from the plasma generation space into the plasma processing space is relatively higher than the ratio of the gas flowing into the plasma generation space from the plasma processing space. This not only suppresses the flow of undesired gas into the plasma generation space, but even when the gas enters the plasma generation space, the gas is quickly discharged into the plasma processing space together with the plasma flow. , Gas alteration due to high-density plasma can be prevented and suppressed.
[0016]
In addition, the high-quality plasma generated in this way is confined in the plasma generation space for a long time by the magnetic force of the magnetic member that runs alongside the plasma generation space, and the density increases. Etc. are flowed well toward the weaker magnetic field due to the magnetic flux density and magnetic field lines. Therefore, the amount of high-density plasma flowing from the plasma generation space to the plasma processing space can be reduced simply by installing the magnetic member so that the direction of the magnetic member is directed from the plasma generation space to the plasma processing space in advance. Can be increased.
[0017]
Furthermore, since it is sufficient to arrange small pieces of magnetic members along the linear plasma generation space, it is sufficient to make a rod-like object that is relatively easy to manufacture in advance and cut it into small pieces. As a result, the manufacture of a magnetic member or the like is facilitated. In addition, since the magnetic member only needs to be inclined in shape and magnetization direction, it can be produced in a convex polygonal shape with no recess in the cross-sectional shape, and therefore, the manufacture thereof is much easier. In addition, since the magnetic member is provided on the same side as the plasma generation space on the second mechanism side, it is not necessary to interpose between the plasma generation space and the plasma processing space, so that layout design, mounting work, and subsequent components are eliminated. Maintenance work such as replacement is also easier.
[0018]
Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a plasma generator that efficiently supplies high-quality plasma to the plasma processing space.
[0019]
[Second Solution]
The plasma generating apparatus of the second solution means (as described in
[0020]
Here, the “magnetic member” includes a permanent magnet and a DC excitation coil.
In addition, the basic operation and effect of supplying high-quality plasma by effectively preventing undesired gas inflow from the plasma processing space to the plasma generation space is the same as described above.
[0021]
Furthermore, in such a plasma generator of the second solution, the plasma generation space extending linearly along the adjacent surface to the plasma processing space is widened toward the plasma processing space. Therefore, when the plasma generated in the plasma generation space flows out toward the plasma processing space, it does not become a constricted jet state but expands in a fan shape or a trumpet shape.
[0022]
As a result, even if plasma is supplied from the plasma generation space to the plasma processing space with high efficiency, the high-density plasma immediately diffuses in the plasma processing space and becomes homogeneous quickly. It is kept uniform.
Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a plasma generating apparatus in which high-quality plasma processing is uniformly performed.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The plasma generator of the present invention achieved by such a solution is generally used by being mounted in an appropriate vacuum chamber. For this purpose, each mechanism such as the first mechanism in which the plasma processing space is formed and the second mechanism in which the plasma generation space is formed has a balance between the ease of incorporation into the vacuum chamber and the necessity of the degree of vacuum. In many cases, it is attached separately after being formed from the standpoint of, for example, but it is often closely attached and fixed, but part or all of the same or a single member such as a clad material is used. It may be integrally formed by processing or the like.
[0024]
Hereinafter, specific embodiments for implementing such a plasma generator will be described with reference to the first to sixth embodiments. However, the first to fifth embodiments embody the first solving means. In the sixth embodiment, the second solving means is embodied in addition to the first solving means.
[0025]
[First embodiment]
A specific configuration of the plasma generator according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a longitudinal sectional perspective view around the plasma generation space, and FIG. 1 is an enlarged view of one of the plasma generation spaces. FIG. 3 is a longitudinal sectional view including a plasma processing space.
[0026]
This plasma generator generally includes a first mechanism for securing a plasma processing space, a second mechanism for securing a plasma generation space, and an additional portion thereof, and an application for applying an electric field or a magnetic field to each plasma. And a circuit part.
In both the first mechanism and the second mechanism, when a rectangular object such as a liquid crystal substrate is processed, a main part is formed in a substantially rectangular shape, but here, a round object such as an IC silicon wafer is formed. A case where the main part is formed in a substantially round shape, a cylindrical shape, or an annular shape in order to process a processed object will be described (see FIG. 2).
[0027]
In the first mechanism, a
[0028]
The second mechanism mainly includes a
[0029]
In the
[0030]
Further, the back surface (upper surface in the longitudinal sectional view) of the
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
The magnetic force state will be described in detail. Since the
[0034]
Then, the
[0035]
Depending on how the magnetic fluxes from the upper and
[0036]
The application circuit unit is divided into a first application circuit centered on the
The
[0037]
The
[0038]
The use mode and operation of the plasma generator of the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a state where the vacuum chamber is mounted.
[0039]
Prior to use, the
[0040]
Next, when the
[0041]
In the high-
[0042]
When the
[0043]
When the output of the
[0044]
Furthermore, when the output of the
[0045]
Thus, in the
Furthermore, since the
[0046]
[Second embodiment]
A second embodiment of the plasma generator of the present invention will be described. FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the main part, and corresponds to FIG. 1 described above.
The plasma generator differs from that of the first embodiment in that a pair of
[0047]
The
[0048]
In this case, the
[0049]
Thus, also in this case, the high-density plasma generated in the
In addition, since not only the
[0050]
[Third embodiment]
A third embodiment of the plasma generator of the present invention will be described. FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the main part, and corresponds to FIG. 5 described above.
The plasma generator differs from that of the second embodiment in that a
The
[0051]
In this case, since the magnetic resistance between the
[0052]
[Fourth embodiment]
A fourth embodiment of the plasma generator of the present invention will be described. FIG. 7A is a longitudinal sectional view of the main part, and corresponds to FIG. 5 described above.
The plasma generator differs from that of the second embodiment in that the
[0053]
The pair of
[0054]
In this case, only by installing the
[0055]
[Fifth embodiment]
A fifth embodiment of the plasma generator of the present invention will be described. FIG. 8 is a longitudinal sectional view of the main part, and corresponds to FIG. 5 described above.
The plasma generator differs from that of the second embodiment in that the
[0056]
In this case, if the
[0057]
[Sixth embodiment]
A sixth embodiment of the plasma generator of the present invention will be described. FIG. 9 is a longitudinal sectional view of the main part, and corresponds to FIG. 8 described above.
The plasma generator differs from that of the fifth embodiment in that the inclined
[0058]
In this case, the inclination of the
[0059]
Thus, since the high-density plasma flows obliquely into the portion immediately below the processing
As a result, even if a good quality plasma is efficiently supplied, the distribution state of the plasma is kept uniform, so that a good quality plasma treatment is efficiently performed.
[0060]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, in the plasma generating apparatus of the first solving means of the present invention, the shape and arrangement of the plasma generating space and the magnetic member are devised and the plasma generating space and the plasma processing space are separated. By changing the cross-sectional area ratio and directing the plasma flow based on the magnetic force of the magnetic member without impairing the workability of the magnetic member, the flow of gas from the plasma processing space to the plasma generation space is prevented. In addition, there is an advantageous effect that a plasma generator capable of supplying high-quality plasma and efficiently supplying plasma from the plasma generation space to the plasma processing space can be realized.
[0061]
Further, in the plasma generating apparatus of the second solving means of the present invention, the shape of the plasma generating space is devised to change the cross-sectional area ratio between the plasma generating space and the plasma processing space and the plasma processing from the plasma generating space. Since the plasma spreads in the form of a fan or a trumpet when it flows into the space, it is possible to realize a plasma generating apparatus that can perform high-quality plasma processing uniformly even if the plasma supply is performed with high efficiency. There is an effect.
[0062]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged vertical cross-sectional view of one plasma generation space in the first embodiment of the plasma generation apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional perspective view around a dispersed plasma generation space.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view including a plasma processing space.
FIG. 4 is an overall longitudinal sectional view including a vacuum chamber.
FIG. 5 is an enlarged vertical cross-sectional view of the plasma generation space of a second embodiment of the plasma generator of the present invention.
FIG. 6 is an enlarged longitudinal sectional view of a plasma generation space in a third embodiment of the plasma generator of the present invention.
FIG. 7 is an enlarged longitudinal sectional view of a plasma generation space of a fourth embodiment of the plasma generator of the present invention.
FIG. 8 is an enlarged longitudinal sectional view of a plasma generation space in a fifth embodiment of the plasma generation apparatus of the present invention.
FIG. 9 is an enlarged longitudinal sectional view of a plasma generation space in a sixth embodiment of the plasma generation apparatus of the present invention.
FIG. 10 is an example of a magnetic member having a dent in its cross-sectional shape.
FIG. 11 shows an example in which a magnetic member is divided and further separated into upper and lower parts.
FIG. 12 is another example in which a magnetic member is divided and further separated into upper and lower parts.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 To-
11b Inclined
13
21a Gas distribution member (second mechanism)
21b Inclined
25 Permanent magnet (Magnetic member for magnetic circuit)
25a Upper magnet (magnetic member with side surface inclined)
25d Upper magnet (magnetic member installed at an angle)
25e
25g Upper magnet (magnetic member with both shape and magnetization direction tilted)
26 Magnetic flux lines (magnetic circuit)
31 RF power supply (first application circuit)
32 RF power supply (second application circuit)
A Argon gas (non-reactive gas, plasma generating gas)
B CF gas (reactive gas, processing gas)
Claims (3)
前記プラズマ発生空間が前記プラズマ処理空間との隣接面に沿って線状に延びており、
かつ、前記プラズマ発生空間を挟んで永久磁石部材が配置されており、
前記永久磁石部材の前記プラズマ発生空間に向く側面が、前記プラズマ処理空間に近いほど、前記プラズマ発生空間の断面における中心軸に対して離れるように傾斜していることを特徴とするプラズマ発生装置。A first mechanism in which a plasma processing space is formed; and a second mechanism attached to or integrated with the first mechanism to form a plasma generation space, wherein the plasma generation space is the plasma processing space. In a plasma generator adjacent to and communicating with a space,
The plasma generation space extends linearly along a surface adjacent to the plasma processing space;
And a permanent magnet member is arranged across the plasma generation space,
The plasma generating apparatus, wherein a side surface of the permanent magnet member facing the plasma generation space is inclined so as to be away from a central axis in a cross section of the plasma generation space, as the side is closer to the plasma processing space.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06613698A JP4001355B2 (en) | 1998-03-02 | 1998-03-02 | Plasma generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06613698A JP4001355B2 (en) | 1998-03-02 | 1998-03-02 | Plasma generator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11251090A JPH11251090A (en) | 1999-09-17 |
JP4001355B2 true JP4001355B2 (en) | 2007-10-31 |
Family
ID=13307157
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06613698A Expired - Lifetime JP4001355B2 (en) | 1998-03-02 | 1998-03-02 | Plasma generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4001355B2 (en) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AUPS303302A0 (en) * | 2002-06-19 | 2002-07-11 | Australian National University, The | A plasma beam generator |
JP5987150B2 (en) * | 2010-03-04 | 2016-09-07 | イマジニアリング株式会社 | Film forming device |
JP5429268B2 (en) * | 2011-12-07 | 2014-02-26 | パナソニック株式会社 | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
CN103094038B (en) | 2011-10-27 | 2017-01-11 | 松下知识产权经营株式会社 | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
JP5467371B2 (en) * | 2011-12-07 | 2014-04-09 | パナソニック株式会社 | Inductively coupled plasma processing apparatus and inductively coupled plasma processing method |
JP5527490B2 (en) * | 2011-11-11 | 2014-06-18 | 東京エレクトロン株式会社 | Dielectric window for plasma processing apparatus and plasma processing apparatus |
JP5899422B2 (en) * | 2012-09-18 | 2016-04-06 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Inductively coupled plasma processing apparatus and method |
US10115565B2 (en) | 2012-03-02 | 2018-10-30 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
CN104641730B (en) | 2012-09-18 | 2017-05-31 | 松下知识产权经营株式会社 | Plasma processing apparatus and method of plasma processing |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2581386B2 (en) * | 1992-12-24 | 1997-02-12 | 日本電気株式会社 | High frequency magnetic field excitation processing equipment |
JP3550831B2 (en) * | 1995-10-12 | 2004-08-04 | 日新電機株式会社 | Particle beam irradiation equipment |
US5683548A (en) * | 1996-02-22 | 1997-11-04 | Motorola, Inc. | Inductively coupled plasma reactor and process |
-
1998
- 1998-03-02 JP JP06613698A patent/JP4001355B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11251090A (en) | 1999-09-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6322661B1 (en) | Method and apparatus for controlling the volume of a plasma | |
US20040219737A1 (en) | Method and apparatus for processing a workpiece with a plasma | |
US5308417A (en) | Uniformity for magnetically enhanced plasma chambers | |
US7374636B2 (en) | Method and apparatus for providing uniform plasma in a magnetic field enhanced plasma reactor | |
JP4896164B2 (en) | Plasma processing equipment | |
JPH10270423A (en) | Etching device | |
JPH0922793A (en) | Method and device for plasma equalization in magnetic field stimulation plasma reactor | |
US20040084151A1 (en) | Magnetron plasma etching apparatus | |
JP4001355B2 (en) | Plasma generator | |
KR20020027604A (en) | Magnetron plasma processing apparatus | |
JPH11149998A (en) | Plasma treating device | |
JPH10294307A (en) | Plasma processing device | |
JP4094040B2 (en) | Plasma generator | |
JPH11135297A (en) | Plasma generator | |
US5387893A (en) | Permanent magnet magnetic circuit and magnetron plasma processing apparatus | |
JP3814813B2 (en) | Plasma generator | |
JP3868620B2 (en) | Plasma generator | |
JPH1187096A (en) | Plasma generator | |
JPH02312231A (en) | Dryetching device | |
KR100721573B1 (en) | Inductively Coupled Plasma Processing Apparatus | |
JPH1187093A (en) | Plasma generating device | |
JP4471514B2 (en) | Plasma processing equipment | |
JP2012023098A (en) | Plasma processing apparatus | |
JPH0621010A (en) | Plasma processor | |
JP2007134428A (en) | Dry-etching method and its equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050107 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060209 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060828 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060905 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20061031 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061106 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070426 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070625 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070810 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070813 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100824 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100824 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100824 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100824 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110824 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110824 Year of fee payment: 4 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110824 Year of fee payment: 4 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110824 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120824 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120824 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130824 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |