JP6991934B2 - Plasma processing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、プラズマ処理装置に関する。 The present invention relates to a plasma processing apparatus.
従来、半導体製造のエッチング工程に、プラズマ発生装置が用いられてきた。このプラズマ発生装置によれば、真空容器である処理室内に反応性ガスを導入した状態で、高周波電力(以下、ソース電力)を印加することでプラズマを生成し、下部電極に置かれた被処理材(例えばシリコンウェハ)をエッチングすることができる。 Conventionally, a plasma generator has been used in the etching process of semiconductor manufacturing. According to this plasma generator, plasma is generated by applying high frequency power (hereinafter referred to as source power) in a state where a reactive gas is introduced into a processing chamber which is a vacuum vessel, and the plasma is generated and placed on a lower electrode. Materials (eg, silicon wafers) can be etched.
前記下部電極におけるバイアス電力を印加することで、エッチング速度、エッチング形状を制御可能である。半導体デバイス性能を決めるもっとも重要なパラメータは、例えばゲート電極の幅や配線の幅といったCD(Critical Dimension)と呼ばれる、そのデバイス形状の代表寸法である。 By applying the bias power in the lower electrode, the etching rate and the etching shape can be controlled. The most important parameter that determines the performance of a semiconductor device is a typical dimension of the device shape called a CD (Critical Dimensions) such as the width of a gate electrode and the width of a wiring.
ゲート加工の例では、ゲート長と呼ばれるゲート構造の幅が、半導体デバイスのスイッチング特性に直接影響するため、これを設計寸法通りに加工することが重要である。CD制御の例として、同一直線パターン内のCDバラつき、チップ内の回路パターン粗密差による形状バラつき、ウェハ面内のCDバラつき等が引き起こされる場合があり、これらのCDバラつきを抑制し、高い製品歩留まりを達成することが要求される。CDバラつきは、処理時におけるウェハ温度、イオンエネルギー、反応副生成物の量、イオン・ラジカル量によって変動する。CDバラつきを抑制するために、例えば特許文献1、2に開示された技術が知られている。 In the example of gate processing, the width of the gate structure called the gate length directly affects the switching characteristics of the semiconductor device, so it is important to process this according to the design dimensions. As an example of CD control, CD variation within the same linear pattern, shape variation due to the difference in circuit pattern density in the chip, CD variation in the wafer surface, etc. may be caused, and these CD variations are suppressed and a high product yield is achieved. Is required to be achieved. CD variation varies depending on the wafer temperature, ion energy, amount of reaction by-products, and amount of ions / radicals at the time of processing. For example, the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2 are known in order to suppress CD variation.
特許文献1には、処理室に設けられた複数の導入口から導入する処理ガスの組成および/または流量を調節する技術が開示されている。更に、特許文献2には、対称的な、電気的な、熱的な、及びガス流のコンダクタンスを可能にするチャンバ設計を提供する技術が開示されている。 Patent Document 1 discloses a technique for adjusting the composition and / or the flow rate of the processing gas introduced from a plurality of introduction ports provided in the processing chamber. Further, Patent Document 2 discloses a technique that provides a chamber design that allows symmetrical, electrical, thermal, and gas flow conductance.
ところで、半導体製造のエッチング工程では、様々な材料からなる積層膜が表面に成膜されたシリコンウェハを、真空処理室内に導入された反応性ガスに高周波を印可することで生成されたプラズマに曝し、積層膜最上部のマスク層に露光・現像された回路パターンを下層に転写させることが行われる。このパターン転写後のCDを、設計要求値通りに加工することが必要である。そこで、別な視点からウェハ面内のCDバラつきを抑制するために、例えばウェハ温度制御、プラズマ分布制御技術等も用いられてきた。 By the way, in the etching process of semiconductor manufacturing, a silicon wafer having a laminated film made of various materials formed on its surface is exposed to plasma generated by applying a high frequency to a reactive gas introduced into a vacuum processing chamber. The circuit pattern exposed and developed on the mask layer at the top of the laminated film is transferred to the lower layer. It is necessary to process the CD after this pattern transfer according to the design required value. Therefore, in order to suppress CD variation in the wafer surface from another viewpoint, for example, wafer temperature control, plasma distribution control technology, and the like have been used.
真空処理室内のプラズマ空間分布やガス流れが真空処理室内の径方向または周方向に対して必ずしも均一でない場合があり、イオンやラジカルの衝突頻度や、ガス分子の滞在時間等がシリコンウェハ上で均一でないことによって、CDバラつきが引き起こされるという問題があった。具体的な例では、ウェハの外周部においてイオン・ラジカルの消費とそれに伴う反応生成物の放出量がウェハ最外端を境界に変化することや、プラズマ分布の不均一性が生じることや、ガス流速分布に従ってラジカルや反応生成物の空間分布が不均一となることなどが原因となり、CDバラつきが生じる結果を招く。 The plasma space distribution and gas flow in the vacuum processing chamber may not always be uniform in the radial or circumferential direction in the vacuum processing chamber, and the collision frequency of ions and radicals, the residence time of gas molecules, etc. are uniform on the silicon wafer. There was a problem that CD variation was caused by not doing so. In specific examples, the consumption of ion radicals and the amount of reaction products emitted at the outer periphery of the wafer change at the outermost edge of the wafer, the plasma distribution becomes non-uniform, and the gas is generated. The spatial distribution of radicals and reaction products becomes non-uniform according to the flow velocity distribution, resulting in CD variation.
本発明は、上記従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、プラズマの密度分布を制御することによって、CDバラつきを抑えることができるプラズマ処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus capable of suppressing CD variation by controlling the density distribution of plasma.
上記課題を解決するために、代表的な本発明のプラズマ処理装置の一つは、試料がプラズマ処理される真空処理室と、プラズマを生成するためのマイクロ波の高周波電力を導波管を介して供給する第1の高周波電源と、前記導波管を介して伝送されたマイクロ波の電磁界分布を所定の分布に調整し前記真空処理室の上方に配置された空洞共振部と、前記試料が載置される試料台とを備えるプラズマ処理装置において、
前記第1の高周波電源と異なる第2の高周波電源によりマイクロ波の高周波電力が供給され前記空洞共振部に配置された励振線をさらに備えることにより達成される。
In order to solve the above problems, one of the representative plasma processing devices of the present invention is a vacuum processing chamber in which a sample is plasma-processed, and a microwave high-frequency power for generating plasma is transmitted through a waveguide. The first high-frequency power supply supplied from the above, the cavity resonance portion arranged above the vacuum processing chamber by adjusting the electromagnetic field distribution of the microwave transmitted via the waveguide to a predetermined distribution, and the sample. In a plasma processing apparatus equipped with a sample table on which the
This is achieved by supplying high-frequency microwave power from a second high-frequency power source different from the first high-frequency power source and further providing an excitation line arranged in the cavity resonance portion.
本発明によれば、プラズマの密度分布を制御することによって、CDバラつきを抑えることができるプラズマ処理装置を提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
According to the present invention, it is possible to provide a plasma processing apparatus capable of suppressing CD variation by controlling the density distribution of plasma.
Issues, configurations and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.
本明細書中、「異なるモード」とは、モードの種類(TMモード、TEモード)が異なること、およびモードの次数が異なることの両方である。 As used herein, the term "different mode" means both a different mode type (TM mode, TE mode) and a different mode order.
以下、本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。図1は本実施形態のプラズマ処理装置(プラズマエッチング装置)に係る真空処理室周りの構成の概略を示す縦断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing an outline of a configuration around a vacuum processing chamber according to the plasma processing apparatus (plasma etching apparatus) of the present embodiment.
プラズマソース用である第1の高周波電源、例えばマイクロ波源101は、自動整合機105を含む方形導波管102を介して方形円形導波管変換機103に接続され、方形円形導波管変換機103は円形導波管104に接続されている。自動整合機105は、反射波を自動的に抑制する機能を有する。マイクロ波源101としては例えば、発振周波数2.45GHzのマグネトロンを用いることができる。
A first high frequency power source for the plasma source, eg, a
円形導波管104は、空洞共振器(空洞共振部ともいう)106に接続されている。空洞共振器106は、マイクロ波電磁界分布をプラズマ処理に適した分布に調整する機能を持つ。方形導波管102から空洞共振器106までをマイクロ波導入経路とする。
The
空洞共振器106の下部には、マイクロ波導入窓107、シャワープレート(ガス供給部)108が配置され、上部をマイクロ波導入窓により気密に封止された真空容器109の内部に真空処理室110構成されている。マイクロ波源101から発振されて上記のマイクロ波導入経路を介して真空処理室110に伝播されたマイクロ波と、ソレノイドコイル111によって形成される静磁場との相互作用によるECR共鳴によって、真空処理室110内に反応性ガスによるプラズマが生成される。マイクロ波導入窓107、シャワープレート108の材料としては石英を用いることが望ましい。ソレノイドコイル111が磁場形成手段を構成する。
A
ECR共鳴とは、ソレノイドコイル111が生成する磁界の磁力線に沿って電子が回転しながら移動するところに、その回転の周期に対応した周波数のマイクロ波がプラズマに入射することで電子が選択的に加熱される現象のことであり、これによりプラズマを効果的に加熱できる。このような静磁界を用いる他の利点は、静磁界の分布を変化させることでECR共鳴が発生する位置を制御することが出来、プラズマ発生領域を制御することができることである。
ECR resonance means that electrons move while rotating along the magnetic field lines of the magnetic field generated by the
さらにプラズマは磁力線に対して垂直な方向に拡散が抑制されることが知られており、この特性を利用してプラズマの拡散を制御し、プラズマの損失を低減することができる。これらの効果により、プラズマの分布を制御することができ、従ってプラズマ処理の均一性を高めることができる。また電磁石に通電する電流を変えることで、静磁界の分布を制御することができる。 Further, it is known that the diffusion of plasma is suppressed in the direction perpendicular to the magnetic force line, and this characteristic can be used to control the diffusion of plasma and reduce the loss of plasma. Due to these effects, the distribution of plasma can be controlled, and therefore the uniformity of plasma processing can be improved. In addition, the distribution of the static magnetic field can be controlled by changing the current that energizes the electromagnet.
不図示のガス源から供給される反応性ガスは、ガス制御装置内でその流量を制御され、試料台である下部電極112に対向する面に配置されたシャワープレート108を介して、真空処理室110内に供給される。真空処理室110内に供給されたガスは、ターボ分子ポンプ(以下TMP)113により排気される。TMP113の上流部に配置された排気コンダクタンス調整弁114は、圧力計115の測定値が所望の値となるようにフィードバック制御され、その開度が調整される。
The flow rate of the reactive gas supplied from a gas source (not shown) is controlled in a gas control device, and the vacuum processing chamber is via a
試料、例えばシリコンウェハ(以下、単にウェハと記す)は、静電吸着により下部電極112に吸着保持可能である。さらに、下部電極112にRF電源116より、プラズマソース用電源の周波数より低い、例えば周波数400kHzのRF(Radio Frequency)波を、整合器117を介して印加することにより処理性能の制御や、処理速度の向上が可能である。
A sample, for example, a silicon wafer (hereinafter, simply referred to as a wafer) can be adsorbed and held on the
分光器118は、光ファイバ119によって真空処理室110に接続され、真空処理室110内に生成されたプラズマの発光を分光し、波長毎の強度を検知可能である。また分光器118は制御コンピュータ(不図示)に接続され、この制御コンピュータは分光器118が検出したプラズマ発光の変化の特徴を抽出して、エッチングの終点を判定し処理を終了させる機能を持つ。
The
真空処理室110、下部電極112、TMP113はそれぞれ略円筒形であり、その円筒の軸を同一とする。下部電極112は真空処理室110に、不図示の梁等によって支持されている。
The
以上の構成は全て制御部である制御コンピュータPROC(図2参照)に接続され、適切なシーケンスで動作するよう、そのタイミング、動作量をコントロールされる。動作シーケンスの詳細パラメータはレシピと呼ばれ、予め設定されたレシピに基づいた動作がなされる。 All of the above configurations are connected to the control computer PROC (see FIG. 2) which is a control unit, and the timing and the amount of operation are controlled so as to operate in an appropriate sequence. The detailed parameters of the operation sequence are called recipes, and the operations are performed based on the preset recipes.
(第一の実施形態)
第一の実施形態では、マイクロ波電界分布制御機能を有したプラズマエッチング装置の例を説明する。図2は、本実施形態に係るプラズマエッチング装置の断面図である。本実施形態に係るプラズマエッチング装置は、既に説明した図1に示した構成に加え、第一のマイクロ波源101に加えて、第二のマイクロ波源201と、第二の自動整合器202と、分岐導波管203と、同軸ケーブル204と、励振線205とを有している。すでに説明した図1に示された構成と同一の機能を有する部分については、同一の符号を付して説明を省略する(以下の実施形態で同じ)。第二のマイクロ波源201が、励振線に高周波電力を供給する第2の高周波電源を構成する。
(First embodiment)
In the first embodiment, an example of a plasma etching apparatus having a microwave electric field distribution control function will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view of the plasma etching apparatus according to the present embodiment. In the plasma etching apparatus according to the present embodiment, in addition to the configuration shown in FIG. 1 described above, in addition to the
第二のマイクロ波源201から発振されたマイクロ波は、自動整合器202において反射波を抑制され、分岐導波管203において六分岐される。分岐されたマイクロ波は、導波管-同軸変換器を介して接続された同軸ケーブル204を介して、空洞共振器106内に配置された六本の励振線205に伝送され、空洞共振器106内に放射される。なお、図2中では同軸ケーブルは二本のみ明示され、それ以外の分岐導波管出口からは鎖線が図示されているが、それら鎖線で示された同軸ケーブルの先にも同様に励振線が接続されている。
The microwave oscillated from the
分岐導波管203は、分岐後のそれぞれのマイクロ波の振幅と位相が同一となるようにその形状を調整されている。そして、六本の同軸ケーブルの長さを同一にすることで、六本の励振線205から空洞共振器106内に放射されるマイクロ波を、互いに同一振幅且つ同位相とすることが可能となる。マイクロ波伝送効率を最大化するため、同軸ケーブルと励振線のインピーダンスとは同一になるよう調整されている。
The shape of the
六本の励振線205は、円筒形の空洞共振器106内の上面(天井面)から下方に、空洞共振器106の中心軸と平行に且つ前記中心軸に対し軸対称に配置されている。また、励振線205から放射されるマイクロ波は、各々の励振線205の周囲を取り囲む磁場と、励振線205に沿った方向に振動する電場とを形成させ、空洞共振器106と真空処理室110より構成される円筒導波管内にTMモードを励振可能としている。
The six
本実施形態においては、6本の励振線205を、空洞共振器106の側壁付近に軸対称に配置した。空洞共振器106内に発生する定在波の腹は、励振線205の直下と、周方向に隣り合う励振線205の間に各6個(合計12個)存在可能となる。かかる場合、TM61モードの電場が形成される。このようにTMモードの最大電界となる位置が明確に固定されるため、空洞共振器に接続された円形導波管104の有無に関わらず、TM61モードで安定して励振可能となっている。
In this embodiment, six
壁面での反射による擾乱を抑制し、所望のモードを得るため、励振線205を配置する位置は、空洞共振器106の側壁から1/4波長の距離とするのがよく、具体的にはその距離を20~40mmとするのがよい。
In order to suppress disturbance due to reflection on the wall surface and obtain a desired mode, the position where the
本実施形態における真空処理室110内のマイクロ波電界分布の計算結果を、図3に示す。図3は、真空処理室110内における、マイクロ波導入窓107と平行且つ前記導入窓から200mm下側の平面内での電界分布であって、円形導波管104から導入されたマイクロ波電力P1と、励振線205から導入されたマイクロ波電力P2の比を変えた場合の計算結果である。
The calculation result of the microwave electric field distribution in the
励振線205のみからマイクロ波を導入した場合、すなわちP1:P2=0:100の場合、TM61モード(高次モード)のみが現れ、処理室外壁に沿って強い電界分布が現れている。一方で、円形導波管104のみからマイクロ波を導入した場合、すなわちP1:P2=100:0の場合は、円形導波管104内を伝播するマイクロ波のTE11モード(低次モード)を基本とした電界分布を示し、これは励振線を持たない装置(図1)におけるマイクロ波分布と同等である。
When microwaves are introduced only from the
さらにマイクロ波源101と、マイクロ波源201とを駆動制御する制御部である制御コンピュータPROCを介してP1:P2の比を変えた場合は、そのマイクロ波電力比に応じて、TE11モードとTM61モードとが線形結合された電界分布が現れ、電界分布が制御可能なことがわかる。つまり、マイクロ波電力P1、P2の割合を変えることで、低次モードの電界分布と高次モードの電界分布とを、所望の比率で形成することができる。これによって真空処理室110内の電界分布を凸型から凹型まで任意に制御可能となり、その結果、プラズマが分布する径方向分布を容易に調整することができる。
Further, when the ratio of P1: P2 is changed via the control computer PROC which is a control unit for driving and controlling the
本実施形態では励振線205の本数を6本としたが、それより少なくても、または多くてもよい。例えば定在波の腹の数が2×n個となるTMn1モードを励振するには、励振線205の本数をn本とし、それに従い、同軸ケーブル204の本数と分岐導波管203の分岐数をそれぞれnとすれば良い。つまり、nの数がモードの次数に対応するため、nが小さければ低次モード、nが大きくなれば高次モードとなる。
In the present embodiment, the number of
励振線205の数を少なくすると周方向の電界強度振幅が大きくなり、励振線数を多くすると、電界強度の強い領域が空洞共振器106の側壁付近に局在し、中央部のプラズマ密度が必要以上に小さくなったり、真空処理室110外壁へのダメージの懸念があるため、励振線205の本数は6~10本が望ましい。
When the number of
(第二の実施形態)
第二の実施形態を、図4を用いて説明する。第二の実施形態が第一の実施形態と異なるのは、円形導波管104から導入されるマイクロ波のTE11モードと、6本の励振線205によるマイクロ波のTM61モードとを、同時に真空処理室110内に合成する代わりに、TE11モードとTM61モードとを交互に導入し、時間平均的に合成することである。このような制御は制御コンピュータにより行える。
(Second embodiment)
The second embodiment will be described with reference to FIG. The second embodiment is different from the first embodiment in that the TE11 mode of the microwave introduced from the
図中、グラフ401は、円形導波管104から導入されるマイクロ波電力の時間変化を示し、グラフ402は、6本の励振線205から導入されるマイクロ波電力の総和の時間変化を示す。図4に示される通り、グラフ401、402で示されるものは、同じ周波数で、異なる位相とDuty比を持つパルス波であり、マイクロ波電力の供給と供給停止とを周期的に繰り返すことを示している。
In the figure,
このパルスのそれぞれの周波数は、プラズマの寿命に鑑み10Hz以上、かつ10kHz以下の範囲程度が好適である。図4に示した例では、グラフ401のDuty比をA%、グラフ402のDuty比をB%として、A+B=100%となるように図示したが、A+B<100%、すなわち、マイクロ波電力が供給されない時間が存在するような場合や、A+B>100%、すなわち、グラフ401とグラフ402とがオーバーラップする時間が存在するような場合があってもよい。
The frequency of each of the pulses is preferably in the range of 10 Hz or more and 10 kHz or less in view of the life of the plasma. In the example shown in FIG. 4, the duty ratio of the
上記のように、周期的に交互にTE11モードとTM61モードとを励起させることで、前記の周波数ではパルスがOFFになる時間中にプラズマは消失するため、TE11モードによる凸型の密度分布をもつプラズマと、TM61モードによる凹型の密度分布を持つプラズマが互いに干渉することなく交互に生成され、エッチング分布をそれぞれのDuty比によって容易に調整可能となる。
以上の実施形態によれば、中央で強い電界強度分布を持つ低次モードに加え、真空処理室110の円筒外壁付近で強い電界強度分布を持つ高次モードを同時に励振する、あるいは時間的に分離された二つのモードを繰り返し交互に励振し、時間平均的に合成することによって、プラズマの密度分布を制御することを可能とすることができる。
As described above, by periodically and alternately exciting the TE11 mode and the TM61 mode, the plasma disappears during the time when the pulse is turned off at the above frequency, so that the TE11 mode has a convex density distribution. Plasma and plasma having a concave density distribution in the TM61 mode are alternately generated without interfering with each other, and the etching distribution can be easily adjusted by the respective Duty ratios.
According to the above embodiment, in addition to the low-order mode having a strong electric field strength distribution in the center, the high-order mode having a strong electric field strength distribution near the outer wall of the cylinder of the
(第三の実施形態)
第三の実施形態について、図5を用いて説明する。本実施形態では、第一の実施形態で示したように一つのマイクロ波源201から発振されたマイクロ波を6分岐する代わりに、6台のマイクロ波源(第2の高周波電源)501を用いた点が異なる。なお、図5及び後述する図6で、制御コンピュータは省略している。
(Third embodiment)
The third embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, instead of branching the microwave oscillated from one
マイクロ波源501は、各々が同軸ケーブル204を介して励振線205に接続されている。マイクロ波源501は、それぞれコントローラ502に接続されており、コントローラ502からの信号を基に、同一の位相で駆動される。これによって、空洞共振器106内で複数の励振線205から発信されたマイクロ波同士の不要な干渉を抑制し、所望するモードの定在波を得ることができる。
Each of the
複数搭載されるマイクロ波源501は、その出力の合計が、第一の実施形態で示したマイクロ波源201の出力に相当すればよく、励振線205を6本用いる場合において、各々6分の1の出力があればよい。より具体的には各々100W~300W程度の出力のマイクロ波源501を用いればよい。マイクロ波源501には、マグネトロンを用いる以外に、発振器および増幅器を固体素子で構成されたマイクロ波源を用いてもよい。それらのマイクロ波源は周波数特性が良好であることが知られており、これを用いることで定在波モードの制御性が向上可能である。
The total output of a plurality of mounted
(第四の実施形態)
第四の実施形態について、図6を用いて説明する。本実施形態では、前記実施形態にて高次のTMモードを励起することを目的としていたのに対し、高次のTEモードを励起するための励振線配置を有することを特徴としている。
(Fourth Embodiment)
The fourth embodiment will be described with reference to FIG. The present embodiment is characterized in that it has an excitation line arrangement for exciting a higher-order TE mode, whereas the object of the present embodiment is to excite a higher-order TM mode.
本実施形態では、励振線601は空洞共振器106の円筒側壁(側面)に垂直に設置される。その結果、励振線601は、空洞共振器106の中心軸に垂直な面内かつ前記中心軸を通る直線上に配置されることになる。励振線601は、第一の実施形態と同様に本数は例えば6本であり、それぞれに同振幅且つ同位相のマイクロ波が供給される構成となっている。
In this embodiment, the
励振線601から発振されるマイクロ波は、第一の実施形態と同様、励振線601と平行な向きの電場を形成し、TEモードを励起する。励振線を6本配置したことで、最大電界強度となる位置が励振線601の挿入位置と隣り合う励振線の中間とに決まり、TE61モードが安定的に励振可能である。励振線601と空洞共振器106上面からの距離は、壁面からの反射による影響を抑制するため、1/4波長程度とするのがよく、約30mmまたは20~40mmの中から選ぶとよい。
The microwave oscillated from the
図6中では、マイクロ波源を第一の実施形態と同一としているが、第三の実施形態のように複数のマイクロ波源を用いてもよい。 In FIG. 6, the microwave source is the same as that of the first embodiment, but a plurality of microwave sources may be used as in the third embodiment.
また、円形導波管104から伝播されるTE11モードとの合成は、第一の実施形態と同様に電力比によって行うのでもよく、第二の実施形態と同様に時間比で行うのでもよい。
Further, the synthesis with the TE11 mode propagated from the
以上の実施形態において,マイクロ波ECR放電を利用したエッチング装置を例に説明したが、その他のマイクロ波プラズマ処理装置、例えばプラズマCVD装置またはプラズマPVD装置についても同様の作用効果がある。また、以上の実施形態においては、周波数2.45GHzのマイクロ波の場合について述べたが、ECR放電の場合であればより低い周波数、または高い周波数であっても同様の作用効果がある。 In the above embodiment, the etching apparatus using the microwave ECR discharge has been described as an example, but other microwave plasma processing apparatus, for example, a plasma CVD apparatus or a plasma PVD apparatus, has the same effect. Further, in the above embodiments, the case of microwaves having a frequency of 2.45 GHz has been described, but in the case of ECR discharge, the same effect can be obtained even at a lower frequency or a higher frequency.
なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態における構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態における構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the described configurations. Further, it is possible to replace a part of the configuration in one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. .. Further, it is also possible to add / delete / replace a part of the configuration in each embodiment with another configuration.
101 マイクロ波源、
102 方形導波管、
103 方形円形導波管変換機、
104 円形導波管、
105 自動整合機、
106 空洞共振器、
107 マイクロ波導入窓、
108 シャワープレート、
109 真空容器、
110 真空処理室、
111 ソレノイドコイル、
112 下部電極、
113 ターボ分子ポンプ、
114 排気コンダクタンス制御弁、
115 圧力計、
116 RF電源、
117 整合器、
118 分光器、
119 光ファイバ、
201 第2のマイクロ波源、
202 第2の自動整合器、
203 分岐導波管、
204 同軸ケーブル、
205 励振線、
401 円形導波管から導入されるマイクロ波電力のグラフ、
402 励振線から導入されるマイクロ波電力のグラフ、
501 第2のマイクロ波源、
502 マイクロ波源コントローラ、
601 励振線
101 Microwave Source,
102 rectangular waveguide,
103 Square Circular Waveguide Converter,
104 Circular Waveguide,
105 Automation machine,
106 Cavity resonator,
107 microwave introduction window,
108 shower plate,
109 vacuum container,
110 Vacuum processing chamber,
111 solenoid coil,
112 lower electrode,
113 turbo molecular pump,
114 Exhaust conductance control valve,
115 pressure gauge,
116 RF power supply,
117 Matcher,
118 spectroscope,
119 optical fiber,
201 Second microwave source,
202 Second automation matcher,
203 branch waveguide,
204 coaxial cable,
205 Excitation line,
401 Graph of microwave power introduced from circular waveguide,
402 Graph of microwave power introduced from excitation line,
501 Second Microwave Source,
502 Microwave Source Controller,
601 Excitation line
Claims (5)
前記第1の高周波電源と異なる第2の高周波電源によりマイクロ波の高周波電力が供給され前記空洞共振部に配置された励振線をさらに備えることを特徴とするプラズマ処理装置。 A vacuum processing chamber in which a sample is plasma-processed, a first high-frequency power source that supplies high-frequency power of microwaves for generating plasma via a waveguide, and microwaves transmitted via the waveguide. In a plasma processing apparatus provided with a cavity resonance portion arranged above the vacuum processing chamber and a sample table on which the sample is placed by adjusting the electromagnetic field distribution of the above to a predetermined distribution.
A plasma processing apparatus characterized in that high-frequency microwave power is supplied by a second high-frequency power source different from the first high-frequency power source, and an excitation line arranged in the cavity resonance portion is further provided .
前記導波管を介して伝送されたマイクロ波により形成された電界と前記励振線によって励振されたマイクロ波により形成された電界との合成比率が所定の比率となるように前記第1の高周波電源および前記第2の高周波電源を制御する制御部をさらに備えることを特徴とするプラズマ処理装置。 In the plasma processing apparatus according to claim 1 ,
The first high frequency power supply so that the combined ratio of the electric field formed by the microwave transmitted through the waveguide and the electric field formed by the microwave excited by the excitation line becomes a predetermined ratio. A plasma processing apparatus further comprising a control unit for controlling the second high frequency power supply.
前記励振線は、前記空洞共振部の上面または側面に配置されていることを特徴とするプラズマ処理装置。 In the plasma processing apparatus according to claim 1 or 2 .
The plasma processing apparatus, characterized in that the excitation line is arranged on the upper surface or the side surface of the cavity resonance portion.
前記励振線の個数は、複数であり、
前記励振線は、前記空洞共振部の中心軸に対して対称に配置されていることを特徴とするプラズマ処理装置。 In the plasma processing apparatus according to claim 3 ,
The number of the excitation lines is plural,
A plasma processing apparatus characterized in that the excitation lines are arranged symmetrically with respect to the central axis of the cavity resonance portion.
前記励振線により励振される電界モードは、TMモードまたはTEモードであることを特徴とするプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 4 .
A plasma processing apparatus characterized in that the electric field mode excited by the excitation line is a TM mode or a TE mode.
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