JP5139029B2 - Plasma processing equipment - Google Patents

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Description

本発明は、複数の誘導結合素子を有するプラズマ処理装置に関する。   The present invention relates to a plasma processing apparatus having a plurality of inductive coupling elements.

従来、この種のプラズマ処理装置として、特許文献1及び特許文献2に示すものが知られている。
特許文献1では、複数の同心円状のコイルユニットを真空チャンバの天井側に配置するとともに、この複数のコイルユニットに対して一括して高周波を印加するRF電源が備えられている。また、各コイルユニットの外周側を覆うようにRFシールドを配置している。同公報では、このシールドは磁性体としての鉄素材で形成したり、アルミニウム素材で形成すると開示している。
Conventionally, as this kind of plasma processing apparatus, those shown in Patent Document 1 and Patent Document 2 are known.
In Patent Document 1, a plurality of concentric coil units are arranged on the ceiling side of the vacuum chamber, and an RF power source that applies a high frequency to the plurality of coil units is provided. Further, an RF shield is arranged so as to cover the outer peripheral side of each coil unit. This publication discloses that the shield is formed of an iron material as a magnetic material or an aluminum material.

また、特許文献2でも、同様に、真空チャンバの天井側に配置された複数の同心円状のコイルユニットと、この複数のコイルユニットに対して一括して高周波を印加するRF電源と、各コイルユニットの外周側を覆うよう配置された相互干渉軽減手段を配置している。
米国特許第5,683,548号公報 特開2000−58296号公報
Also in Patent Document 2, similarly, a plurality of concentric coil units arranged on the ceiling side of the vacuum chamber, an RF power source that collectively applies a high frequency to the plurality of coil units, and each coil unit The mutual interference reducing means arranged so as to cover the outer peripheral side of the.
US Pat. No. 5,683,548 JP 2000-58296 A

より強力かつ均一性に優れたプラズマ処理装置を提供するために、複数のコイルユニットに対する電力供給を制御するべくRF電源を個別に設置しようとすると、複数のコイルユニット間で相互に電磁結合が生じやすい。電磁結合が生じてしまうと一方のコイルユニットから他方のコイルユニットに対して電力供給を生じさせてしまう。
一般的に、マッチングボックスはRF電源とコイルユニットとの間で入射波と反射波とを検知して、最も反射波が生じないようにさせるためのインピーダンス整合を動的に行なう。しかし、上述したような電磁結合が生じると、インピーダンス整合をしようとしても外的な要因を解消できないため、マッチングボックスは制御できなくなる。
In order to provide a more powerful and uniform plasma processing apparatus, when an RF power supply is individually installed to control power supply to a plurality of coil units, electromagnetic coupling occurs between the plurality of coil units. Cheap. When electromagnetic coupling occurs, power is supplied from one coil unit to the other coil unit.
In general, the matching box detects an incident wave and a reflected wave between an RF power source and a coil unit, and dynamically performs impedance matching for preventing the most reflected wave. However, when the above-described electromagnetic coupling occurs, an external factor cannot be eliminated even if impedance matching is attempted, and the matching box cannot be controlled.

これに対して上述した従来のプラズマ処理装置においては、次のような課題があった。
特許文献1に示すものでは、複数のコイルユニットに対して一つのRF電源から一括して高周波を印加しており、そのままでは上述したRF電源の独立化の問題を解消しえるものではない。従って、RF電源やマッチングボックスの個別化で生じる課題を解決するには至らない。
また、特許文献2に示すものでも、同様の問題が生じる。
さらに、特許文献1及び特許文献2に示すものでは、最大径のコイルユニットの外周側にもRFシールドを配置しているが、各コイルユニットにRF電源を接続すると、外周側のRFシールドに流れる電流による損失が発生する。各コイルユニットに対して供給する電力が大きいほどこの損失も大きくなるため、最大径のコイルユニットの外周側に配置したRFシールドによって生じる電流損失が非常に大きいという課題もあった。
On the other hand, the conventional plasma processing apparatus described above has the following problems.
In the technique disclosed in Patent Document 1, a high frequency is applied collectively from a single RF power source to a plurality of coil units, and the above-described problem of independence of the RF power source cannot be solved as it is. Therefore, it does not lead to solving the problems caused by individualizing the RF power source and the matching box.
The same problem occurs in the one shown in Patent Document 2.
Furthermore, in the thing shown in patent document 1 and patent document 2, although the RF shield is arrange | positioned also at the outer peripheral side of the largest diameter coil unit, if RF power supply is connected to each coil unit, it will flow into the RF shield of an outer peripheral side. Loss due to current occurs. This loss increases as the electric power supplied to each coil unit increases. Therefore, there is a problem that the current loss caused by the RF shield disposed on the outer peripheral side of the maximum diameter coil unit is very large.

本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、電流損失を小さくしつつ、発生させるプラズマの均一性を良好とさせることが可能なプラズマ処理装置の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus capable of improving the uniformity of generated plasma while reducing current loss.

上記目的を達成するため、本発明は、プラズマ処理空間の形成された真空チャンバと、この真空チャンバに付設された複数の誘導結合素子と、これら複数の誘導結合素子に対して個別に高周波を印加する複数の電力供給手段と、上記誘導結合素子に対して高周波を印加する際のインピーダンス整合を行なう複数のインピーダンス整合手段と、前記複数の誘導結合素子の間に設けられ、最外周の誘導結合素子の外側には配置されていない電磁結合軽減手段とを備えた構成としてある。   To achieve the above object, the present invention provides a vacuum chamber in which a plasma processing space is formed, a plurality of inductive coupling elements attached to the vacuum chamber, and individually applying a high frequency to the plurality of inductive coupling elements. A plurality of power supply means, a plurality of impedance matching means for impedance matching when a high frequency is applied to the inductive coupling element, and an outermost inductive coupling element provided between the plurality of inductive coupling elements It is set as the structure provided with the electromagnetic coupling reduction means which is not arrange | positioned on the outer side.

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。
上記発明の構成によれば、真空チャンバに付設された複数の誘導結合素子に対してインピーダンス整合手段を介して複数の電力供給手段が個別に高周波を印加する。複数の誘導結合素子からは交番電磁界が発生されるが、各誘導結合素子の間には電磁結合軽減手段が設けられているので、各誘導結合素子の相互間では電磁結合が殆ど生じない。このため、各インピーダンス整合手段は、他からの影響を受けることなく誘導結合素子と電力供給手段の間での入射波と反射波との関係だけに基づいてインピーダンス整合を行なうことになる。
At least the following matters will become clear from the description of the present specification and the accompanying drawings.
According to the configuration of the above invention, the plurality of power supply units individually apply the high frequency to the plurality of inductive coupling elements attached to the vacuum chamber via the impedance matching unit. An alternating electromagnetic field is generated from the plurality of inductive coupling elements, but electromagnetic coupling mitigating means is provided between the inductive coupling elements, so that almost no electromagnetic coupling occurs between the inductive coupling elements. For this reason, each impedance matching means performs impedance matching based only on the relationship between the incident wave and the reflected wave between the inductive coupling element and the power supply means without being affected by others.

このように、本発明によれば、各誘導結合素子に対して独立した電力供給手段を設けることで、各誘導結合素子に対する制御をより細かく行えるようにしつつ、他の誘導結合素子との電磁結合でインピーダンス整合手段が制御できなくなることを防止可能となる。
インピーダンス整合手段は、現実の製品としてはマッチングボックスと呼ばれていることが多いが、その機能としてインピーダンス整合を行なうものであれば名称を問わない。
インピーダンス整合手段を備えるにあたり、二つの態様が現実的である。一つめは、インピーダンス整合手段が単体で存在し、上記誘導結合素子と上記電力供給手段との各対の間に介在される場合であり、二つめは、インピーダンス整合手段が上記電力供給手段内に組み込まれている場合である。
As described above, according to the present invention, by providing independent power supply means for each inductive coupling element, it is possible to perform fine control over each inductive coupling element and to perform electromagnetic coupling with other inductive coupling elements. Thus, it becomes possible to prevent the impedance matching means from being out of control.
The impedance matching means is often called a matching box as an actual product, but any name can be used as long as impedance matching is performed as a function thereof.
In providing the impedance matching means, two modes are practical. The first is the case where the impedance matching means exists alone and is interposed between each pair of the inductive coupling element and the power supply means, and the second is the impedance matching means in the power supply means. This is the case.

いずれの場合でも、一つの電力供給手段から印加される高周波の電流損失を少なくするために備えられており、本発明が適用可能である。
電磁結合でインピーダンス整合手段が本来の制御を行えなくなるのは、他の電力供給手段から電磁結合で供給されるエネルギーが原因である。従って、誘導結合素子間の電磁結合の軽減は、インピーダンス整合手段と電力供給手段との対毎に行なう必要がある。
このような環境を鑑みると、上記インピーダンス整合手段は、上記電力供給手段と対をなして介在され、上記電磁結合軽減手段は、このインピーダンス整合手段に接続される上記誘導結合素子の組ごとに設けるという構成も可能である。
In any case, it is provided to reduce high-frequency current loss applied from one power supply means, and the present invention is applicable.
The reason why the impedance matching means cannot perform the original control by electromagnetic coupling is due to the energy supplied by electromagnetic coupling from other power supply means. Therefore, it is necessary to reduce the electromagnetic coupling between the inductive coupling elements for each pair of the impedance matching means and the power supply means.
In view of such an environment, the impedance matching means is paired with the power supply means, and the electromagnetic coupling reducing means is provided for each set of inductive coupling elements connected to the impedance matching means. A configuration such as this is also possible.

このように構成した場合、電力供給手段が異なる誘導結合素子との間には電磁結合軽減手段が設けられていることになるので、誘導結合素子が単体であっても複数であっても、他からの影響はないといえる。従って、各インピーダンス整合手段が制御不良となることもない。
各誘導結合素子は、このインピーダンス整合手段と電力供給手段との対に対して一対一で配設することも可能であるし、まとめて複数の誘導結合素子に対して一対のインピーダンス整合手段と電力供給手段を設けることも可能である。
In such a configuration, electromagnetic coupling mitigation means is provided between inductive coupling elements with different power supply means. It can be said that there is no influence from. Therefore, each impedance matching means does not become defective in control.
Each inductive coupling element can be arranged on a one-to-one basis with respect to the pair of the impedance matching means and the power supply means. It is also possible to provide supply means.

言い換えれば、前者は、一組の上記インピーダンス整合手段と上記電力供給手段とに対して、一つの上記誘導結合素子が接続され、この一つの上記誘導結合素子に対応して一つの上記電磁結合軽減手段が対応していることになり、後者は、一組の上記インピーダンス整合手段と上記電力供給手段とに対して、複数の上記誘導結合素子が接続され、この複数の上記誘導結合素子を一組として一つの上記電磁結合軽減手段が対応していることになる。   In other words, in the former, one inductive coupling element is connected to a set of the impedance matching means and the power supply means, and one electromagnetic coupling mitigation corresponding to the one inductive coupling element. In the latter case, a plurality of inductive coupling elements are connected to a set of the impedance matching means and the power supply means, and the plurality of inductive coupling elements are combined into a set. One electromagnetic coupling mitigation means corresponds to

上述したように、最外周の誘導結合素子の外側にRFシールドが存在すると電流損失は大きい。このため、本発明においては、上記電磁結合軽減手段が、最外周の上記誘導結合素子の外側には配置されていない構成とすることもできる。
電磁結合軽減手段は、他の電力供給手段から印加される高周波で生じる交番電磁界により、誘導結合素子間で生じる電磁結合を軽減するものであり、一般的には接地された良導体が該当する。その具体的な例として、上記電磁結合軽減手段を、帯状金属製リングで構成することが可能である。
As described above, if an RF shield exists outside the outermost inductive coupling element, current loss is large. For this reason, in this invention, it can also be set as the structure by which the said electromagnetic coupling reduction means is not arrange | positioned outside the said inductive coupling element of the outermost periphery.
The electromagnetic coupling reducing means reduces electromagnetic coupling generated between the inductive coupling elements by an alternating electromagnetic field generated at a high frequency applied from another power supply means, and generally corresponds to a grounded good conductor. As a specific example, the electromagnetic coupling mitigation means can be formed of a band-shaped metal ring.

ところでこのようなプラズマ処理装置ではプラズマの均一性が重要な要素となる。このため、上記帯状金属製リングは、部位によって幅が異なる形状とすることにより、上記誘導結合素子間の電磁結合の度合いを調整する構成とすることができる。誘導結合素子の間で接地された金属体があれば、その存在によって電界が影響を受ける。一般には接地導体があれば、その近隣での空間の電位は接地電位に極めて近くならざるを得ない。このような影響を受ける範囲は同導体の形状に依存するため、帯状金属製リングの幅を変更することで同影響を調整できる。   By the way, in such a plasma processing apparatus, plasma uniformity is an important factor. For this reason, the said strip | belt-shaped metal ring can be set as the structure which adjusts the degree of the electromagnetic coupling between the said inductive coupling elements by setting it as the shape from which a width | variety changes with parts. If there is a metal body grounded between the inductive coupling elements, the electric field is affected by its presence. In general, if there is a ground conductor, the potential of the space in the vicinity of the ground conductor must be very close to the ground potential. Since the range affected by this depends on the shape of the conductor, the influence can be adjusted by changing the width of the band-shaped metal ring.

本来であれば、デメリットである近隣の誘導結合素子との間での電磁結合もこのように調整手段として作用させることが可能となる。
電磁結合を調整する一例として、上記帯状金属製リングは、部位によって幅が太い部分と細い部分とがあるように構成することができる。
また、他の一例として、上記帯状金属製リングは、部位によって幅方向への切り込みを有するように構成することができる。
いずれの場合も、接地導体の幅が広がれば空間中で電位が接地電位に近くなる部分が大きくなるし、接地導体の幅が狭まれば空間中で電位が接地電位に近くなる部分が小さくなる。これによって各誘導結合素子間での電磁結合の度合いは大きくもなるし、小さくもなる。むろん、切り込みは接地導体を小さくすることになる。従って、これらによっても均一性の一調整手段とすることができる。
Originally, electromagnetic coupling with a nearby inductive coupling element, which is a disadvantage, can be made to act as an adjustment means in this way.
As an example of adjusting the electromagnetic coupling, the band-shaped metal ring can be configured so that there are a thick part and a thin part depending on the part.
As another example, the band-shaped metal ring can be configured to have a cut in the width direction depending on a portion.
In either case, if the width of the ground conductor is increased, the portion where the potential is close to the ground potential in the space is increased, and if the width of the ground conductor is decreased, the portion where the potential is close to the ground potential is decreased in the space. . As a result, the degree of electromagnetic coupling between the inductive coupling elements increases and decreases. Of course, the notch will make the ground conductor smaller. Therefore, these can also be used as a means for adjusting uniformity.

上述した手段のより具体的な構成の一例として、上記複数の誘導結合素子は、同心円状の複数のコイルで構成され、上記真空チャンバは、真空チャンバ蓋部と、真空チャンバ本体部とから構成され、同真空チャンバ蓋部には、真空チャンバの外側に面する側に上記複数のコイルを収容可能な複数の同心円状のコイル収容溝が形成されるとともに、真空チャンバの内側に面する側であって上記溝の内側には複数の同心円状のプラズマ発生用環状溝が形成され、上記帯状金属製リングは、上記コイル収容溝内で上記誘導結合素子間に介在されるように配置される構成とすることができる。   As an example of a more specific configuration of the above-described means, the plurality of inductive coupling elements are configured by a plurality of concentric coils, and the vacuum chamber is configured by a vacuum chamber lid portion and a vacuum chamber body portion. The vacuum chamber lid is formed with a plurality of concentric coil receiving grooves capable of receiving the plurality of coils on the side facing the outside of the vacuum chamber, and on the side facing the inside of the vacuum chamber. A plurality of concentric annular plasma generating grooves are formed inside the groove, and the band-shaped metal ring is disposed so as to be interposed between the inductive coupling elements in the coil receiving groove; can do.

また、かかる構成を前提とすると、上記コイル収容溝は、略水平に形成される底面と、それぞれ略垂直に形成される内周側壁面と外周側壁面とを有し、上記コイルは、同内周側壁面近傍に配置され、上記帯状金属製リングは、同外周側壁面近傍に配置された構成とすることができる。
この具体的な構成については、以下、図面にもとづいてより詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態にかかるプラズマ処理装置を概略図により示している。
Further, assuming such a configuration, the coil receiving groove has a bottom surface formed substantially horizontally, an inner peripheral wall surface and an outer peripheral wall surface formed substantially vertically, respectively, It is arrange | positioned in the surrounding side wall surface vicinity, The said strip | belt-shaped metal ring can be set as the structure arrange | positioned in the said outer peripheral side wall surface vicinity.
This specific configuration will be described in detail below based on the drawings.
FIG. 1 schematically shows a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

同図において、プラズマ処理装置10は、内部にプラズマ処理空間11の形成された真空チャンバ本体部12と真空チャンバ蓋部13(真空チャンバ)と、この真空チャンバに付設されたコイル(コイルユニット:複数の誘導結合素子)14〜16と、これら複数の誘導結合素子14〜16に高周波を印加するRF電源(電力供給手段)17〜19と、マッチングボックス(インピーダンス整合手段)21〜23とを具備している。
また、真空チャンバ本体部12には、プラズマ維持に適した真空圧を確保するための真空ポンプが接続されており、図示しない貫通口を介して排気している。
In FIG. 1, a plasma processing apparatus 10 includes a vacuum chamber body 12 having a plasma processing space 11 formed therein, a vacuum chamber lid 13 (vacuum chamber), and coils (coil units: plural) attached to the vacuum chamber. Inductive coupling elements) 14-16, RF power sources (power supply means) 17-19 for applying a high frequency to the plurality of inductive coupling elements 14-16, and matching boxes (impedance matching means) 21-23. ing.
Further, the vacuum chamber main body 12 is connected to a vacuum pump for ensuring a vacuum pressure suitable for plasma maintenance, and is exhausted through a through hole (not shown).

真空チャンバ蓋部13は、セラミック等の絶縁物から形成されており、プラズマ処理空間11に面する側には、プラズマ発生空間(プラズマ発生用環状溝)31〜33が形成されている。プラズマ発生空間31〜33は同心に彫り込まれた環状溝であり、プラズマ処理空間11と連通しつつ、真空チャンバ蓋部13とプラズマ処理空間11との隣接面に沿って線状に延びて配置されることになる。
プラズマ用ガスは、プラズマ発生用ガスと処理ガスとから構成され、上記環状溝の天井面に配設されたノズルを介して外部のガスユニットからプラズマ発生空間31〜33に供給され、さらに、プラズマ処理空間11内へと送給されるようになっている。プラズマ発生用ガス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、処理ガスとしては、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なっている。
The vacuum chamber lid 13 is made of an insulating material such as ceramic, and plasma generating spaces (plasma generating annular grooves) 31 to 33 are formed on the side facing the plasma processing space 11. The plasma generation spaces 31 to 33 are annular grooves engraved concentrically, and are arranged to extend linearly along the adjacent surfaces of the vacuum chamber lid portion 13 and the plasma processing space 11 while communicating with the plasma processing space 11. Will be.
The plasma gas is composed of a plasma generation gas and a processing gas, and is supplied from an external gas unit to the plasma generation spaces 31 to 33 via a nozzle disposed on the ceiling surface of the annular groove. It is fed into the processing space 11. As the gas for generating plasma, an inert gas that does not chemically react such as argon is used, and as the processing gas, a gas obtained by mixing an appropriate amount of diluent gas with a reactive gas such as CF gas or silane gas is supplied. It has become.

真空チャンバ蓋部13における真空チャンバの外部側に面する側には、上述したプラズマ発生空間31〜33を囲む外側に、同心に彫り込まれた環状溝としてのコイル収容溝34〜36を形成してある。このコイル収容溝34〜36には、それぞれに一つずつのコイル14〜16が収容されるとともに、最内周と中間の環状溝となるコイル収容溝34,35には、帯状とした金属板からなる帯状金属製リング44,45が収容されている。
コイル14〜16は、2ターンのコイルであり、非常に狭くならざるをえないコイル収容溝34〜36内にあって内周側壁面近傍に寄り添うように配置されている。また、帯状金属製リング44,45については、同コイル収容溝34,35内にあって外周側壁面近傍に寄り添うように配置されている。コイル14〜16は、必ずしも2ターンである必要はなく、諸条件によっては1ターン又は3ターン以上のコイルとすることも可能である。
On the side facing the outside of the vacuum chamber in the vacuum chamber lid portion 13, coil housing grooves 34 to 36 are formed as annular grooves engraved concentrically on the outside surrounding the plasma generation spaces 31 to 33. is there. Each of the coil receiving grooves 34 to 36 accommodates one coil 14 to 16 and each of the coil receiving grooves 34 and 35 serving as an annular groove between the innermost circumference and the intermediate groove has a belt-like metal plate. The band-shaped metal rings 44 and 45 which consist of are accommodated.
The coils 14 to 16 are two-turn coils, and are disposed in the coil receiving grooves 34 to 36 which must be very narrow, so as to approach the vicinity of the inner peripheral side wall surface. Further, the band-shaped metal rings 44 and 45 are arranged so as to be close to the vicinity of the outer peripheral side wall surface in the coil receiving grooves 34 and 35. The coils 14 to 16 are not necessarily 2 turns, and may be a coil of 1 turn or 3 turns or more depending on various conditions.

帯状金属製リング44,45は所定幅を持った帯状のリングであり、帯状金属製リング44は最内周のコイル14と中間のコイル15との間、帯状金属製リング45は中間のコイル15と最外周のコイル16との間に配置されることになる。また、帯状金属製リング44,45は導体にて形成されるとともに、接地されている(接地導体)。帯状の金属素材から形成することでコイル14〜16よりは幅広となり、後述するようにコイル14〜16にて生成される交番電磁界はこの接地導体の存在によって電界強度が影響を受け、相互間で電磁結合が生じにくくなる。   The band-shaped metal rings 44 and 45 are band-shaped rings having a predetermined width, the band-shaped metal ring 44 is between the innermost coil 14 and the middle coil 15, and the band-shaped metal ring 45 is the middle coil 15. And the outermost peripheral coil 16. The band-shaped metal rings 44 and 45 are formed of a conductor and are grounded (ground conductor). By forming it from a band-shaped metal material, it becomes wider than the coils 14 to 16, and as will be described later, the alternating electromagnetic field generated by the coils 14 to 16 is affected by the electric field strength due to the presence of the ground conductor. This makes it difficult for electromagnetic coupling to occur.

電磁結合を完全に絶つことは難しいが、それぞれが同程度の強度の交番電磁界を生じさせつつ、相互間にこのような接地導体を配設することで、影響は概ね無視できる。その反面、幅を異ならせれば電磁結合度合いや空間電位分布を僅かに調整することも可能となる。これらはプラズマの均一性を向上させるのに役立つ。
一方、プラズマ処理空間11には、被処理物51を乗載するカソード部24が設置され、このカソード部24は真空チャンバ本体部12の内底に植設された図示しないサポートによって支持されるとともに、マッチングボックス25を介してRF電源26に接続されている。
Although it is difficult to completely break the electromagnetic coupling, the influence can be almost ignored by arranging such a ground conductor between each other while generating alternating electromagnetic fields having the same strength. On the other hand, if the width is different, the degree of electromagnetic coupling and the space potential distribution can be slightly adjusted. These help to improve plasma uniformity.
On the other hand, in the plasma processing space 11, a cathode portion 24 on which the workpiece 51 is mounted is installed, and this cathode portion 24 is supported by a support (not shown) implanted in the inner bottom of the vacuum chamber body 12. The RF power source 26 is connected via the matching box 25.

図2は、コイル14〜16と、RF電源17〜19と、マッチングボックス21〜23とを模式的な回路図で示している。RF電源17〜19から高周波をコイル14〜16に対して印加するにあたり、RF電源の出力の反射電力をゼロにするためにインピーダンス整合手段としてのマッチングボックス21〜23が挿入されている。マッチングボックス21〜23は、理論的にはRF電源から見た出力インピーダンスが一定で位相角をゼロとするように内部の可変容量コンデンサを調整する。   FIG. 2 is a schematic circuit diagram showing the coils 14 to 16, the RF power sources 17 to 19, and the matching boxes 21 to 23. When applying a high frequency from the RF power sources 17 to 19 to the coils 14 to 16, matching boxes 21 to 23 as impedance matching means are inserted in order to make the reflected power of the output of the RF power source zero. The matching boxes 21 to 23 theoretically adjust the internal variable capacitors so that the output impedance viewed from the RF power source is constant and the phase angle is zero.

図3は、マッチングボックスの内部回路を示しており、汎用的なπ型インピーダンス変換を行う回路構成となっている。
マッチングボックスは、RF電源と負荷との間に直列に介在される固定インダクタンスL1,L2と、容量を変更可能であって固定インダクタンスL2の前段と後段とでそれぞれグランドとの間に接続されるバリコンC1,C2と、所定の制御信号を出力する検出器Dとで構成してある。
検出器DはRF電源から供給される電圧と電流のインピーダンス、及び該電圧と電流の位相差とを検出するものであり、検出されたインピーダンスと位相差とに基づいてバリコンC1,C2の容量を調整すべく制御信号を出力する。
FIG. 3 shows an internal circuit of the matching box, which has a circuit configuration for performing general-purpose π-type impedance conversion.
The matching box is a variable inductance connected between the fixed inductances L1 and L2 interposed in series between the RF power source and the load, and the capacitance of which can be changed and is connected between the front stage and the rear stage of the fixed inductance L2. C1 and C2 and a detector D that outputs a predetermined control signal.
The detector D detects the impedance of the voltage and current supplied from the RF power source and the phase difference between the voltage and current, and the capacitances of the variable capacitors C1 and C2 are determined based on the detected impedance and phase difference. A control signal is output for adjustment.

かかる制御は、アナログ制御やディジタル制御で実現することが可能である。
図3に示すマッチングボックスの場合は、RF電源と分離しており、コイル14〜16とRF電源17〜19の間に独立して介在されている。しかしながら、マッチングボックス自体はインピーダンス整合を行うという意味で、RF電源と一体化して実現することも可能である。この意味で、前者は、マッチングボックスが上記誘導結合素子と上記電力供給手段との各対の間に介在されている場合に相当し、後者は、マッチングボックスが上記電力供給手段内に組み込まれている場合に相当する。
Such control can be realized by analog control or digital control.
In the case of the matching box shown in FIG. 3, it is separated from the RF power source and is interposed between the coils 14 to 16 and the RF power sources 17 to 19 independently. However, the matching box itself can be realized by being integrated with the RF power source in the sense that impedance matching is performed. In this sense, the former corresponds to a case where a matching box is interposed between each pair of the inductive coupling element and the power supply means, and the latter is a case where the matching box is incorporated in the power supply means. It corresponds to the case.

例えば、コイル14〜16に対して単独のマッチングボックスとRF電源が接続されているのであれば、マッチングボックスの検出器Dは、RF電源から負荷であるコイル14〜16に対して供給される入射波と反射波との関係だけからインピーダンス整合をとることが可能である。この際、いずれかのコイルから他のコイルへ電磁結合が生じて電力が供給されたとしてもマッチングボックスからみれば入射波と反射波の関係が変化するわけではないので何も考慮する必要はない。これに対して、複数のRF電源からコイル14〜16が給電されている場合、コイル14〜16相互間の電磁結合によって電力が供給されると、インピーダンス整合をさせようとしても反射波と入射波との関係が不安定になり、正しく整合させることができなくなってしまう。その間、検出器Dから出力される制御信号は適切なものではなくなり、制御不良の原因となる。むろん、マッチングボックスの制御不良はRF電源を含めた電力制御系全体の不調を誘引することになる。   For example, if a single matching box and an RF power source are connected to the coils 14 to 16, the detector D of the matching box is supplied from the RF power source to the coils 14 to 16 that are loads. It is possible to achieve impedance matching only from the relationship between the wave and the reflected wave. At this time, even if electromagnetic coupling occurs from one coil to another coil and power is supplied, the relationship between the incident wave and the reflected wave does not change from the matching box, so there is no need to consider anything. . On the other hand, when the coils 14 to 16 are supplied with power from a plurality of RF power sources, if power is supplied by electromagnetic coupling between the coils 14 to 16, the reflected wave and the incident wave are used even if impedance matching is attempted. Will become unstable and cannot be properly aligned. In the meantime, the control signal output from the detector D is not appropriate and causes control failure. Needless to say, a poor control of the matching box leads to a malfunction of the entire power control system including the RF power supply.

図4〜図6は、帯状金属製リングを斜視図により示している。
図4は、最も基礎的な構成の帯状金属製リングであり、全周にわたって一定幅の帯板状金属板から形成されている。帯状金属製リングは接地導体をコイル14〜16の間に配置することで各コイル14〜16が発生させる交番電磁界が同接地導体を超えた反対側に位置する別のコイル14〜16に影響を及ぼし、いわゆる電磁結合が生じることを軽減する。各交番電磁界によって生じる空間上の電界強度は接地導体の存在によって少なからず影響を受ける。従って、接地導体の形状、例えば幅や厚さなどは導電界強度の分布を調整するのに役立つ。
4 to 6 show perspective views of the band-shaped metal ring.
FIG. 4 shows a band-shaped metal ring having the most basic configuration, which is formed from a band-shaped metal plate having a constant width over the entire circumference. By arranging the ground conductor between the coils 14 to 16 in the band-shaped metal ring, the alternating electromagnetic field generated by each coil 14 to 16 affects another coil 14 to 16 located on the opposite side beyond the ground conductor. To reduce the occurrence of so-called electromagnetic coupling. The electric field strength in the space generated by each alternating electromagnetic field is influenced by the presence of the ground conductor. Therefore, the shape of the ground conductor, such as width and thickness, is useful for adjusting the distribution of the conductive field strength.

図5は、一例として帯状金属板の幅を部分的に狭めたものとなっている。むろん、これとは反対に部分的に幅を広めることも可能である。また、図6は、一例として帯状金属板に対して幅方向に複数の切れ込みを形成したものとなっている。むろん、これとは反対に部分的に複数の小突起を形成することも可能である。切れ込みや小突起の場合は電界強度の分布に対して与える影響がやや小さくなると考えられるから、大まかには図5に示すように幅を異ならせて広狭させ、微調整は図6に示すような切れ込みや小突起で行なうといった利用が好適である。   FIG. 5 shows an example in which the width of the band-shaped metal plate is partially narrowed. Of course, it is also possible to increase the width partially. FIG. 6 shows an example in which a plurality of cuts are formed in the width direction with respect to the band-shaped metal plate. Of course, it is possible to partially form a plurality of small protrusions on the contrary. In the case of notches and small projections, the influence on the distribution of the electric field strength is considered to be slightly reduced. Therefore, the width is broadened by varying the width as shown in FIG. 5, and fine adjustment is performed as shown in FIG. It is preferable to use a notch or small protrusion.

ところで、交番電磁界を発生させるコイル14,15に帯状金属製リング44,45を近接して配設すれば、その交番電磁界によって帯状金属板上に渦電流が流れるため、損失が生じる。この損失は起電圧に比例する。
各コイル14〜16はその内側に位置するプラズマ発生空間31〜33に交番電磁界を作用させてプラズマ発生用ガスをプラズマ化する。所定の空間内でプラズマ化させるに要するエネルギーが一定値以上であることからも、プラズマ発生空間31〜33が大きくなればなるほど必要とする電力は大きくなる。すなわち、コイル14〜16においても内周側から外周側に向かうほど必要とする電力は大きくなり、RF電源17〜19が供給する電力も同様に大きくなっている。この電力比は、概ね、1:(2〜3):(5〜6)という比となっている。
By the way, if the strip-shaped metal rings 44 and 45 are disposed close to the coils 14 and 15 that generate the alternating electromagnetic field, a loss occurs because eddy current flows on the strip-shaped metal plate by the alternating electromagnetic field. This loss is proportional to the electromotive voltage.
Each of the coils 14 to 16 applies an alternating electromagnetic field to the plasma generation spaces 31 to 33 located inside thereof, thereby converting the plasma generating gas into plasma. Since the energy required for plasma formation in a predetermined space is a certain value or more, the larger the plasma generation spaces 31 to 33, the larger the required power. That is, in the coils 14 to 16, the required power increases from the inner peripheral side toward the outer peripheral side, and the power supplied from the RF power sources 17 to 19 increases in the same manner. This power ratio is approximately 1: (2-3) :( 5-6).

すなわち、帯状金属製リングを最内周と中間とに配置したのと同じように最外周にも配置したとすると、最外周のコイル16によって生じる損失は最内周のものの5〜6倍、中間のものの5/3〜3倍という極めて大きなものとなる。コイルが一つ減ったことによって1/3の損失減となるわけではない。
しかしながら、本発明ではあくまでもコイル14〜16の間にのみ配置し、最外周のコイル16の外側には配置しない。従来のいずれの技術も、最外周に接地導体を配置しないというものはない。また、最外周に接地導体を配置しないことで減らせる損失は非常に大きいといえ、その効果は絶大である。
That is, if the belt-shaped metal rings are arranged on the outermost circumference in the same manner as the innermost circumference and the middle, the loss caused by the outermost circumference coil 16 is 5 to 6 times that of the innermost circumference. 5/3 to 3 times as large as the above. Loss of one coil does not mean a 1/3 loss reduction.
However, in this invention, it arrange | positions only between the coils 14-16 to the last, and does not arrange | position outside the outermost coil 16. None of the conventional techniques does not arrange a ground conductor on the outermost periphery. Further, the loss that can be reduced by not arranging the ground conductor on the outermost periphery is very large, but the effect is great.

図7は、横軸に供給される電力を示し、縦軸にコイル16に流れる電流値を示すグラフである。実験はコイル16の外周側に同様の帯状金属製リングを配置した場合と配置しない場合とで計測している。また、それぞれ帯状金属製リングの有無の場合にそれぞれアルゴンガスの10mTorrの存在下と、100mTorrの存在下での計測結果である。
例えば、帯状金属製リング44,45を配置した場合、上述した損失の存在により、1000Wattの電力供給時にコイル16に流れる電流値は10mTorrの場合も100mTorrの場合も約8.5Aである。
FIG. 7 is a graph showing the power supplied on the horizontal axis and the current value flowing through the coil 16 on the vertical axis. In the experiment, measurement was performed with and without a similar band-shaped metal ring disposed on the outer peripheral side of the coil 16. In addition, in the presence or absence of a band-shaped metal ring, the measurement results in the presence of 10 mTorr of argon gas and in the presence of 100 mTorr, respectively.
For example, when the strip-shaped metal rings 44 and 45 are disposed, the current value flowing through the coil 16 when supplying 1000 Watt power is about 8.5 A in both cases of 10 mTorr and 100 mTorr due to the presence of the loss described above.

これに対して帯状金属製リングを配置しない場合は、上述した損失が存在しないため、1000Wattの電力供給時にコイル16に流れる電流値は10mTorrの場合に約12.5A、100mTorrの場合は約12.0Aとなる。
この実験結果からも、コイル14〜16の相互間での電磁結合を軽減または防止させつつ、電流損失を極めて低減できることが実証されている。
次に、上記構成からなる本実施形態の動作を説明する。
On the other hand, when the band-shaped metal ring is not disposed, the above-described loss does not exist, so that the current value flowing through the coil 16 when supplying 1000 Watt is about 12.5 A when the power is 10 mTorr, and about 12 when the power is 100 mTorr. 0A.
This experimental result also demonstrates that current loss can be extremely reduced while reducing or preventing electromagnetic coupling between the coils 14 to 16.
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described.

上記構成において、被処理物51は図示しないゲート付きの貫通口を介し上記カソード部24上に搬入され、プラズマ処理空間11が所定のガス圧等に達したところで、RF電源17〜19からコイル14〜16に高周波が印加されると、各コイル14〜16から発された交番電磁界によってプラズマ発生空間31〜33のガスが励起され、ここでプラズマが発生・形成される。プラズマ発生空間31〜33で発生したプラズマは連通するプラズマ処理空間11へと吹き出し、同プラズマ処理空間11内のカソード部24上に載置されている被処理物51の上面が同プラズマに曝される。この結果、同被処理物51に対するプラズマ処理が行われることになる。その際、RF電源26も稼動させれば、プラズマ処理に異方性を付与することができる。   In the above-described configuration, the workpiece 51 is carried onto the cathode portion 24 through a gated through hole (not shown), and when the plasma processing space 11 reaches a predetermined gas pressure or the like, the RF power sources 17 to 19 are connected to the coil 14. When a high frequency is applied to .about.16, the gas in the plasma generation spaces 31 to 33 is excited by the alternating electromagnetic fields generated from the coils 14 to 16, and plasma is generated and formed here. The plasma generated in the plasma generation spaces 31 to 33 is blown out to the communicating plasma processing space 11, and the upper surface of the workpiece 51 placed on the cathode portion 24 in the plasma processing space 11 is exposed to the plasma. The As a result, plasma processing is performed on the workpiece 51. At that time, if the RF power source 26 is also operated, anisotropy can be imparted to the plasma processing.

各RF電源17〜19からコイル14〜16に高周波を印加する際は、各RF電源が所定の周波数で発振し、高周波を発生させる。同高周波はマッチングボックス21〜23を通過してコイル14〜16へと印加される。各コイル14〜16から発生された交番電磁界はプラズマ発生空間31〜33のみならず、各コイル14〜16の周りへも伝搬し、電磁界を形成する。同電磁界で形成される空間電位は周縁の物体の電位に影響を与え、また影響を受けた結果、所定の状態になる。このとき、接地導体があれば、同接地導体とコイル14〜16との間には電位差に応じた空間電位が形成されることになる。むろん、接地導体の大きさ、形状によって空間電位は影響を受ける。しかし、本実施形態のように帯状金属製リング44,45がコイル14〜16の間に配置されている場合、各コイル14〜16は同帯状金属製リング44,45が存在することにより、自分以外の他のコイル14〜16にて形成される空間電位の影響を最も受けにくい位置関係となる。従って、コイル14〜16相互間での電磁結合は全く生じないとは言えないものの、非常に軽減される。この意味で帯状金属製リング44,45は本発明の電磁結合軽減手段となっている。   When applying a high frequency from each RF power source 17-19 to the coils 14-16, each RF power source oscillates at a predetermined frequency to generate a high frequency. The high frequency passes through the matching boxes 21 to 23 and is applied to the coils 14 to 16. The alternating electromagnetic fields generated from the coils 14 to 16 propagate not only to the plasma generation spaces 31 to 33 but also around the coils 14 to 16 to form an electromagnetic field. The space potential formed by the same electromagnetic field affects the potential of the peripheral object, and as a result, the space potential is in a predetermined state. At this time, if there is a ground conductor, a space potential corresponding to the potential difference is formed between the ground conductor and the coils 14 to 16. Of course, the space potential is affected by the size and shape of the ground conductor. However, when the strip-shaped metal rings 44 and 45 are arranged between the coils 14 to 16 as in the present embodiment, each of the coils 14 to 16 has its own strip-shaped metal rings 44 and 45. The positional relationship is most unlikely to be affected by the space potential formed by the other coils 14 to 16. Therefore, although it cannot be said that the electromagnetic coupling between the coils 14 to 16 does not occur at all, it is greatly reduced. In this sense, the belt-shaped metal rings 44 and 45 are the electromagnetic coupling reducing means of the present invention.

従って、各マッチングボックス21〜23は純粋に各RF電源17〜19が各コイル14〜16に対して供給する入射波と反射波との関係に基づいて反射波をできるだけ少なくするようにバリコンC1,C2を変更してインピーダンス整合を取る。このとき、他のコイルとの電磁結合がないのでバリコンC1,C2の容量変更の制御にあたって未知な成分に基づいて制御してしまうことが無くなり、マッチングボックス21〜23での発振、発散等に伴う制御不良は生じず、故障を誘引することもない。   Therefore, each matching box 21 to 23 is purely configured to reduce the reflected wave as much as possible based on the relationship between the incident wave and the reflected wave supplied from the RF power sources 17 to 19 to the coils 14 to 16. Impedance matching is performed by changing C2. At this time, since there is no electromagnetic coupling with other coils, there is no control based on an unknown component in controlling the capacitance change of the variable capacitors C1 and C2, which is accompanied by oscillation, divergence, etc. in the matching boxes 21-23. There is no control failure and no failure is induced.

接地導体の形状、位置が上述したように空間電位に影響を与えるため、電磁結合軽減手段としては各種の形状を採用可能である。一例としては、図4の基礎的な形状に加え、図5,図6に示すような部位によって幅を異ならせた帯状金属製リングを利用することができる。このような帯状金属製リングを利用することで各コイル間の電磁結合の度合いを調整する面も有するが、その目的とするところは生成する交番電磁界の均一性にある。従って、電磁結合の度合いのみを目的とするものではなく、空間電位分布の調整でもある。   Since the shape and position of the ground conductor affect the space potential as described above, various shapes can be employed as the electromagnetic coupling reducing means. As an example, in addition to the basic shape shown in FIG. 4, a band-shaped metal ring having a different width depending on the portion shown in FIGS. 5 and 6 can be used. Although it has a surface which adjusts the degree of the electromagnetic coupling between each coil by utilizing such a strip-shaped metal ring, the purpose is the uniformity of the generated alternating electromagnetic field. Therefore, it is not intended only for the degree of electromagnetic coupling but also for adjusting the spatial potential distribution.

本実施形態においては、真空チャンバ蓋部13の表面と裏面とにそれぞれ同心の環状溝(プラズマ発生空間31〜33、コイル収容溝34〜36)を複数形成している。これらは、互いに入れ子になるような位置関係となっているため、各コイル収容溝34〜36の中間にはプラズマ発生空間32,33が位置する。従って、この位置に接地導体を設置することはできない。
従って、コイル14〜16の間に帯状金属製リング44,45を配置するために、同コイル14〜16と帯状金属製リング44,45とは図1に示すように配置している。すなわち、コイル14〜16はコイル収容溝34〜36における内周側壁面近傍に寄り添うように配置されている。また、帯状金属製リング44,45はコイル収容溝34,35における外周側壁面近傍に寄り添うように配置されている。そして、両者は接触することなく配置されている。
In the present embodiment, a plurality of concentric annular grooves (plasma generating spaces 31 to 33 and coil housing grooves 34 to 36) are formed on the front surface and the back surface of the vacuum chamber lid portion 13. Since these are positioned so as to be nested with each other, the plasma generation spaces 32 and 33 are located between the coil receiving grooves 34 to 36. Therefore, a ground conductor cannot be installed at this position.
Therefore, in order to arrange the band-shaped metal rings 44 and 45 between the coils 14 to 16, the coils 14 to 16 and the band-shaped metal rings 44 and 45 are arranged as shown in FIG. That is, the coils 14 to 16 are arranged so as to be close to the vicinity of the inner peripheral side wall surface in the coil housing grooves 34 to 36. The band-shaped metal rings 44 and 45 are arranged so as to approach each other in the vicinity of the outer peripheral side wall surface of the coil housing grooves 34 and 35. And both are arrange | positioned, without contacting.

なお、上述した実施形態では、コイル14〜16と、マッチングボックス21〜23と、RF電源17〜19とが、それぞれ一つずつ独立して接続されている。しかしながら、マッチングボックスとRF電源とを対とした一組としたとき、これに複数のコイルを負荷として接続することも可能である。この場合は、上記帯状金属製リングは、マッチングボックスとRF電源とを対とした一組としたときに、異なる組に接続されるコイル間に必要となる。例えば、二つのコイルに対して一組のマッチングボックスとRF電源で高周波を印加し、もう一つのコイルにもう一組のマッチングボックスとRF電源で高周波を印加するとする。この場合は、先の二つのコイルを一つと見なし、後のコイルとの間に、一つの帯状金属製リングが必要となる。   In the above-described embodiment, the coils 14 to 16, the matching boxes 21 to 23, and the RF power sources 17 to 19 are connected independently one by one. However, when a matching box and an RF power source are paired, a plurality of coils can be connected as a load. In this case, the band-shaped metal ring is required between coils connected to different sets when the matching box and the RF power source are paired. For example, a high frequency is applied to two coils by one set of matching box and RF power source, and a high frequency is applied to the other coil by another set of matching box and RF power source. In this case, the first two coils are regarded as one, and one band-shaped metal ring is required between the second coil and the subsequent coil.

帯状金属製リングはコイルが円形であることを前提として、同帯状金属製リング自体も略円環状であるのが自然である。しかしながら、複数のコイル相互間での電磁結合を軽減させるという目的に鑑みれば、必ずしも円環状である必要はない。四角いコイルに対して四角い環状の帯状金属製リングとすることは技術的に可能である。また、二つのコイル間で少ない面積で電磁結合を軽減する設置導体とするためには帯状の帯状金属製リングが効率的であるが、設置導体としてより多くの部分を覆ったり遮ったりする形状とすることも可能である。また、一部に板状の部位が付属するなどしてリング状と言えないような形状であっても良いし、一部が開いているというような完全なリングでなくても構わない。   It is natural that the band-shaped metal ring itself has a substantially annular shape on the assumption that the coil is circular. However, in view of the purpose of reducing electromagnetic coupling between a plurality of coils, it is not always necessary to have an annular shape. It is technically possible to form a rectangular ring-shaped metal ring with respect to a square coil. Also, in order to make the installation conductor that reduces electromagnetic coupling with a small area between the two coils, a band-shaped metal ring made of a band is efficient, but the shape of the installation conductor covers or blocks more parts. It is also possible to do. Moreover, it may be a shape that cannot be said to be a ring shape because a part of a plate shape is attached to the part, or may not be a complete ring that is partially open.

このように、複数のコイル14〜16に対して独立してマッチングボックス21〜23と、RF電源17〜19とを接続して高周波を印加することでプラズマを発生・形成させる場合、各コイル14〜16の間に設置導体としての帯状金属製リングを配置することにより、各コイル14〜16間での電磁結合を阻害・軽減し、マッチングボックス21〜23の制御不良を防止しつつ、正確なインピーダンス整合を保障し、かつ、最外周のコイル16の外側には帯状金属製リングを敢えて配置しないようにすることで電流損失を低減させることも可能となった。   As described above, when the plasma is generated and formed by connecting the matching boxes 21 to 23 and the RF power sources 17 to 19 independently to the plurality of coils 14 to 16 and applying a high frequency, the coils 14 to 16 are generated. By arranging the band-shaped metal ring as the installation conductor between ˜16, the electromagnetic coupling between the coils 14-16 is inhibited / reduced, and the control of the matching boxes 21-23 is prevented while being accurate. It is also possible to reduce the current loss by guaranteeing impedance matching and not intentionally arranging the strip metal ring outside the outermost coil 16.

なお、本発明は上記実施例に限られるものでないことは言うまでもない。当業者であれば言うまでもないことであるが、
・上記実施例の中で開示した相互に置換可能な部材および構成等を適宜その組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術であって上記実施例の中で開示した部材および構成等と相互に置換可能な部材および構成等を適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術等に基づいて当業者が上記実施例の中で開示した部材および構成等の代用として想定し得る部材および構成等と適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用することは本発明の一実施例として開示されるものである。
Needless to say, the present invention is not limited to the above embodiments. It goes without saying for those skilled in the art,
・ Applying mutually interchangeable members and configurations disclosed in the above embodiments by appropriately changing the combination thereof.− Although not disclosed in the above embodiments, it is a publicly known technique and the above embodiments. The members and configurations that can be mutually replaced with the members and configurations disclosed in the above are appropriately replaced, and the combination is changed and applied. It is an embodiment of the present invention that a person skilled in the art can appropriately replace the members and configurations that can be assumed as substitutes for the members and configurations disclosed in the above-described embodiments, and change the combinations and apply them. It is disclosed as.

本発明の一実施形態にかかるプラズマ処理装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the plasma processing apparatus concerning one Embodiment of this invention. コイルとRF電源とマッチングボックスの模式的な回路図である。It is a typical circuit diagram of a coil, RF power supply, and a matching box. マッチングボックスの内部回路のブロック図である。It is a block diagram of the internal circuit of a matching box. 帯状金属製リングの斜視図である。It is a perspective view of a strip-shaped metal ring. 変形例にかかる帯状金属製リングの斜視図である。It is a perspective view of the strip | belt-shaped metal ring concerning a modification. 変形例にかかる帯状金属製リングの斜視図である。It is a perspective view of the strip | belt-shaped metal ring concerning a modification. 横軸に供給される電力を示し、縦軸にコイルに流れる電流値を示すグラフである。It is a graph which shows the electric power supplied to a horizontal axis, and shows the electric current value which flows into a coil on a vertical axis | shaft.

符号の説明Explanation of symbols

10…プラズマ処理装置
11…プラズマ処理空間
12…真空チャンバ本体部
13…真空チャンバ蓋部
14〜16…コイル(誘導結合素子)
17〜19…RF電源(電力供給手段)
21〜23…マッチングボックス
24…カソード部
25…マッチングボックス
26…RF電源
31〜33…プラズマ発生空間(プラズマ発生用環状溝)
34〜36…コイル収容溝
44,45…帯状金属製リング
51…被処理物
D…検出器
C1,C2…バリコン
L1,L2…インダクタンス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Plasma processing apparatus 11 ... Plasma processing space 12 ... Vacuum chamber main-body part 13 ... Vacuum chamber cover parts 14-16 ... Coil (inductive coupling element)
17 to 19: RF power supply (power supply means)
21-23 ... matching box 24 ... cathode part 25 ... matching box 26 ... RF power supply 31-33 ... plasma generation space (annular groove for plasma generation)
34-36 ... Coil housing grooves 44, 45 ... Band-shaped metal ring 51 ... Object D ... Detectors C1, C2 ... Variable capacitors L1, L2 ... Inductance

Claims (8)

プラズマ処理空間の形成され、真空チャンバ蓋部と、真空チャンバ本体部とから構成されている真空チャンバと、
前記真空チャンバに付設された複数の誘導結合素子と、
これら複数の誘導結合素子に対して個別に高周波を印加する複数の電力供給手段と、
前記誘導結合素子に対して高周波を印加する際のインピーダンス整合を行なう複数のインピーダンス整合手段であって、前記誘導結合素子と前記電力供給手段との各対の間において前記電力供給手段と対をなしてそれぞれ介在されている複数のインピーダンス整合手段と、
前記複数の誘導結合素子の間に設けられた電磁結合軽減手段であって、前記インピーダンス整合手段に接続される前記誘導結合素子の組ごとに設けられている電磁気結合軽減手段とを備え、
一組の前記インピーダンス整合手段と前記電力供給手段とに対して、複数の前記誘導結合素子が接続され、この複数の前記誘導結合素子を一組として一つの前記電磁結合軽減手段が対応しており、
前記誘導結合素子は同心円状の複数のコイルで構成されており、
前記真空チャンバ蓋部には、真空チャンバの外側に面する側に前記複数のコイルを収容可能な複数の同心円状のコイル収容溝が形成されるとともに、真空チャンバの内側に面する側であって前記溝の内側には複数の同心円状のプラズマ発生用環状溝が形成されており、
前記コイル収容溝は、略水平に形成される底面と、それぞれ略垂直に形成される内周側壁面と外周側壁面とを有し、
前記コイルは、前記内周側壁面近傍に配置され、
前記電磁気結合軽減手段は、前記コイル収容溝内の前記外周側壁面近傍において前記コイルとの間に介在されるように配置されている、
ラズマ処理装置。
A vacuum chamber formed with a plasma processing space and composed of a vacuum chamber lid and a vacuum chamber body ;
A plurality of inductive coupling element that is attached to the vacuum chamber,
A plurality of power supply means for individually applying a high frequency to the plurality of inductive coupling elements;
A plurality of impedance matching means for performing impedance matching when applying a high frequency to the inductive coupling element, wherein the power supply means is paired between each pair of the inductive coupling element and the power supply means. A plurality of impedance matching means interposed respectively ,
Wherein an electromagnetic coupling reducing means provided between the plurality of inductive coupling elements, and a electromagnetic coupling reducing means provided for each set of the inductive coupling element connected to said impedance matching means,
A plurality of inductive coupling elements are connected to a set of the impedance matching means and the power supply means, and one electromagnetic coupling mitigation means corresponds to the plurality of inductive coupling elements as a set. ,
The inductive coupling element is composed of a plurality of concentric coils,
The vacuum chamber lid is formed with a plurality of concentric coil receiving grooves that can receive the plurality of coils on the side facing the outside of the vacuum chamber, and on the side facing the inside of the vacuum chamber. A plurality of concentric annular plasma generating grooves are formed inside the groove,
The coil housing groove has a bottom surface formed substantially horizontally, an inner peripheral side wall surface and an outer peripheral side wall surface each formed substantially vertical,
The coil is disposed in the vicinity of the inner peripheral side wall surface,
The electromagnetic coupling reducing means is disposed so as to be interposed between the coil and the outer peripheral side wall surface in the coil housing groove.
Flop plasma processing apparatus.
前記記インピーダンス整合手段は、前記電力供給手段内に組み込まれていることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理装置。 The Symbol impedance matching means, the plasma processing apparatus according to Motomeko 1 characterized in that it is incorporated within the power supply unit. 一組の前記インピーダンス整合手段と前記電力供給手段とに対して、一つの前記誘導結合素子が接続され、この一つの前記誘導結合素子に対応して一つの前記電磁結合軽減手段が対応していることを特徴とする請求項に記載のプラズマ処理装置。 Against a set of the impedance matching means and said power supply means, is connected to one of said inductive coupling elements, one of said electromagnetic coupling reducing means in response to the inductive coupling elements of this one corresponds the plasma processing apparatus according to Motomeko 1 you wherein a. 前記電磁結合軽減手段は、最外周の上記誘導結合素子の外側には配置されていないことを特徴とする請求項1から請求項のいずれかに記載のプラズマ処理装置。 It said electromagnetic coupling relief means, plasma processing apparatus according to any one of claims 3 to Motomeko 1 you, characterized in that the outside of the outermost of the inductive coupling element is not disposed. 前記電磁結合軽減手段は、帯状金属製リングで構成されることを特徴とする請求項1から請求項のいずれかに記載のプラズマ処理装置。 It said electromagnetic coupling relief means, plasma processing apparatus according to any one of claims 4 to be composed of a strip-shaped metal ring from Motomeko 1 shall be the features. 前記帯状金属製リングは、部位によって幅が異なる形状であり、前記誘導結合素子間の電磁結合の度合いを調整することを特徴とする請求項に記載のプラズマ処理装置。 The strip metal ring is a width different shapes depending on the site, a plasma processing apparatus according to Motomeko 5 you and adjusting the degree of electromagnetic coupling between the inductive coupling element. 前記帯状金属製リングは、部位によって幅が太い部分と細い部分とがあることを特徴とする請求項に記載のプラズマ処理装置。 The strip metal ring plasma processing apparatus according to Motomeko 6 you, characterized in that there are a wide width portion and a thin portion by portion. 前記帯状金属製リングは、部位によって幅方向への切り込みを有することを特徴とする請求項に記載のプラズマ処理装置。 The strip metal ring plasma processing apparatus according to Motomeko 6 characterized as having a cut in the width direction by the site.
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