JP7228392B2

JP7228392B2 - Plasma processing equipment

Info

Publication number: JP7228392B2
Application number: JP2019015182A
Authority: JP
Inventors: 哲雄川那辺; 基裕田中; 功森
Original assignee: Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2019-01-31
Filing date: 2019-01-31
Publication date: 2023-02-24
Anticipated expiration: 2039-01-31
Also published as: JP2020123685A

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.

半導体デバイス製造においてプラズマエッチング、プラズマＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)、プラズマアッシング等のプラズマ処理が広く用いられている。半導体デバイスの量産性確保の観点から、これらのプラズマ処理装置には、ウエハ面内で良好な加工均一性を確保することが求められる。 Plasma treatments such as plasma etching, plasma CVD (Chemical Vapor Deposition), and plasma ashing are widely used in the manufacture of semiconductor devices. From the viewpoint of ensuring the mass productivity of semiconductor devices, these plasma processing apparatuses are required to ensure good processing uniformity within the wafer surface.

例えばプラズマエッチング装置におけるプラズマの生成方式としては、ＥＣＲ(Electron Cyclotron Resonance)方式や誘導結合方式や容量結合方式などが知られている。ＥＣＲ方式とは、磁力線を回る電子の回転周波数とマイクロ波周波数が一致する共鳴現象を利用したプラズマ生成方式である。ＥＣＲプラズマ生成に用いるコイル磁場の制御により、ＥＣＲプラズマの生成領域を変えてウエハ面内のイオンフラックス分布を制御できるという特徴を持つ。 For example, an ECR (Electron Cyclotron Resonance) method, an inductive coupling method, a capacitive coupling method, and the like are known as plasma generation methods in a plasma etching apparatus. The ECR method is a plasma generation method that utilizes a resonance phenomenon in which the rotation frequency of electrons rotating along magnetic lines of force matches the microwave frequency. It is characterized in that the ion flux distribution within the wafer surface can be controlled by changing the ECR plasma generation region by controlling the coil magnetic field used for ECR plasma generation.

特開２００７－２４２７７７号公報JP 2007-242777 A 特開２００８－１２４１９０号公報JP 2008-124190 A

プラズマ処理対象となるウエハ面内の均一性を確保するためには、エッチングに寄与するイオンやラジカルのウエハへの入射フラックスの分布の調整が必要である。ＥＣＲ方式のプラズマエッチング装置においては、ウエハ上のイオンフラックス分布均一性を確保するために、電磁コイルの電流値を制御してプラズマ生成領域にあたる８７５Ｇの等磁場面(ＥＣＲ面)の位置制御や磁力線の向きの調整が通常用いられる。 In order to ensure uniformity in the surface of a wafer to be plasma-processed, it is necessary to adjust the distribution of the incident flux of ions and radicals that contribute to etching to the wafer. In the ECR type plasma etching apparatus, in order to ensure the ion flux distribution uniformity on the wafer, the current value of the electromagnetic coil is controlled to control the position of the 875 G constant magnetic field plane (ECR plane) corresponding to the plasma generation region and the magnetic force line. orientation adjustment is commonly used.

荷電粒子であるイオンの輸送は外部から印加する磁場によってある程度制御できるが、電気的中性であるラジカルの輸送は外部磁場によっては制御できない。したがって、ウエハ上へのラジカルのフラックスの径方向分布を制御するには、ラジカルの生成領域の分布、あるいは生成したラジカルのウエハへの輸送を制御する必要がある。その手段として、例えば、装置中心軸近傍と外周の複数個所から異種のガスを導入する技術が知られている（特許文献１、２）。 The transport of ions, which are charged particles, can be controlled to some extent by an externally applied magnetic field, but the transport of electrically neutral radicals cannot be controlled by an external magnetic field. Therefore, in order to control the radial distribution of the radical flux onto the wafer, it is necessary to control the distribution of the radical generation region or the transport of the generated radicals to the wafer. As means for this, for example, a technique of introducing different types of gas from a plurality of locations near the central axis of the device and on the outer periphery is known (Patent Documents 1 and 2).

ここで、ラジカル生成の径方向分布を制御するためには、ラジカルの生成領域であるＥＣＲ面近傍においてガス密度に径方向分布を持たせることが必要である。例えば、ウエハ外周部で所望のラジカルを多くしたい場合、解離すると所望のラジカルを生成するようなガスを外周から供給することが有用である。しかし、供給したガスの流速が遅い場合には、生成したラジカルが等方的に拡散してしまい、ウエハ外周部で所望のラジカルを多くすることはできない。 Here, in order to control the radial distribution of radical generation, it is necessary to give a radial distribution to the gas density in the vicinity of the ECR surface, which is the region where radicals are generated. For example, when it is desired to increase the number of desired radicals at the outer periphery of the wafer, it is useful to supply from the outer periphery a gas that generates the desired radicals when dissociated. However, when the flow velocity of the supplied gas is low, the generated radicals diffuse isotropically, and it is not possible to increase the desired number of radicals at the outer peripheral portion of the wafer.

例えば特許文献１、２記載の技術では、外周から供給したガスは装置内壁の隙間を介して処理室下方向に浸み出す構成である。この従来構成では、外周から供給したガスが装置外周部にて解離してラジカルを生成することはできる。しかし、隙間から出てきたガスの流速が低いために、外周から供給したガス由来のラジカルは等方的に拡散してしまい、ウエハ上においてはラジカル密度分布が凸分布（中央密）となりやすい。一方、当該構成において外周ガスの流速を高めるために、装置内壁の隙間を狭くすることもできるが、それにより隙間の周方向均一性が悪化し、外周ガスの噴出し量が周方向において不均一となり、ラジカル密度分布の不均一性を招くという問題が生じる。 For example, in the techniques described in Patent Documents 1 and 2, the gas supplied from the outer circumference seeps downward in the processing chamber through a gap in the inner wall of the apparatus. In this conventional configuration, the gas supplied from the outer circumference can be dissociated at the outer circumference of the apparatus to generate radicals. However, since the flow velocity of the gas coming out of the gap is low, the radicals derived from the gas supplied from the outer periphery are diffused isotropically, and the radical density distribution on the wafer tends to be a convex distribution (dense at the center). On the other hand, in order to increase the flow velocity of the outer peripheral gas in this configuration, it is possible to narrow the gap between the inner walls of the device, but this deteriorates the uniformity of the gap in the circumferential direction, and the amount of the outer peripheral gas ejected is uneven in the circumferential direction. As a result, there arises a problem that the radical density distribution becomes non-uniform.

本発明は、かかる課題を鑑みてなされたものであり、被処理物上におけるラジカルの径方向密度分布を制御することが出来るプラズマ処理装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a plasma processing apparatus capable of controlling the radial density distribution of radicals on an object to be processed.

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は、試料がプラズマ処理される略円筒状の処理室と、前記処理室内に第一のガスを導入し前記処理室の上方に配置された平板状の第一のガス導入部と、前記処理室内に第二のガスを導入する第二のガス導入部とを備えるプラズマ処理装置において、前記第一のガス導入部の中心部に配置された第一のガス孔を包囲し前記処理室内に配置された略円環状の仕切り部をさらに備え、前記第二のガス導入部は、前記仕切り部の外側に配置され、前記第二のガス導入部の第二のガス孔は、前記処理室の側面から離れて配置されるとともに下方方向に開口され、記第二のガス孔の軸線は、前記仕切り部の軸線と略平行であり、前記仕切り部の下端部の高さは、前記第二のガス孔の高さより低い、ことにより達成される。
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。 In order to solve the above problems, a representative plasma processing apparatus of the present invention includes a substantially cylindrical processing chamber in which a sample is plasma-processed, and a first gas introduced into the processing chamber and a In a plasma processing apparatus comprising a plate-shaped first gas introduction section and a second gas introduction section for introducing a second gas into the processing chamber, A substantially annular partition surrounding the arranged first gas hole and arranged in the processing chamber is further provided, and the second gas introduction part is arranged outside the partition, the second gas hole of the gas introduction part is arranged away from the side surface of the processing chamber and is opened downward, and the axis of the second gas hole is substantially parallel to the axis of the partition part; The height of the lower end of the partition is lower than the height of the second gas hole.
Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.

本発明によれば、被処理物上におけるラジカルの径方向密度分布を制御することが出来るプラズマ処理装置を提供することが出来る。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the plasma processing apparatus which can control the radial direction density distribution of the radical on a to-be-processed object can be provided.

図１は、本発明の第一の実施形態に係るエッチング装置の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of an etching apparatus according to a first embodiment of the invention. 図２は、処理室内圧力に対する第二のガス流量とマッハディスク距離の関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the second gas flow rate and the Mach disk distance with respect to the processing chamber pressure. 図３は、外周ガス導入部１１近傍の拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the peripheral gas introducing portion 11. As shown in FIG. 図４は、外周ガス導入部１１のガス孔の拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the gas hole of the outer peripheral gas introducing portion 11. As shown in FIG. 図５は、本発明の第二の実施形態に係るガスとマイクロ波電力導入のタイムチャートを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a time chart of gas and microwave power introduction according to the second embodiment of the present invention.

本発明の一実施形態を、図面を参照して以下に示す。
［実施形態１］
図１に、本発明の第一の実施形態に係るプラズマ処理装置であるエッチング装置の概略断面図を示す。制御部ＣＯＮＴの制御に従ってマイクロ波電力（高周波電力）の投入に応じてマイクロ波源１から発振されたマイクロ波は、方形導波管２と自動整合機３とアイソレータ４と円矩形変換器５を介して円形導波管６に伝送される。本実施形態では、マイクロ波源１には工業周波数としてよく用いられる２．４５ＧＨｚのマグネトロンを用いた。しかし、本発明はこの周波数に限定するものではなく、マイクロ波として数十ＭＨｚから数十ＧＨｚの電磁波を用いてもよい。 One embodiment of the invention is described below with reference to the drawings.
[Embodiment 1]
FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of an etching apparatus, which is a plasma processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. Microwaves oscillated from a microwave source 1 in response to input of microwave power (high-frequency power) under the control of the control unit CONT pass through a rectangular waveguide 2, an automatic matching machine 3, an isolator 4, and a circular-rectangular converter 5. is transmitted to the circular waveguide 6. In this embodiment, a magnetron of 2.45 GHz, which is often used as an industrial frequency, is used as the microwave source 1 . However, the present invention is not limited to this frequency, and electromagnetic waves of several tens of MHz to several tens of GHz may be used as microwaves.

自動整合機３は、負荷インピーダンスを調整し、反射波を抑制して効率的に電磁波を供給する役割を持つ。また、反射波からマイクロ波源１を保護するためにアイソレータ４を用いる。円形導波管６には、基本モードである円形ＴＥ１１モードのみを伝播する直径のものを選ぶ。これは、高次モードが含まれるような径の円形導波管６を用いると、プラズマ生成の安定性や均一性に悪影響を及ぼす虞れがあるためである。円形導波管６は空洞部７に接続されており、空洞部７は電磁界分布をプラズマ処理に適した分布に調整する働きを持つ。 The automatic matching machine 3 has a role of adjusting load impedance, suppressing reflected waves, and supplying electromagnetic waves efficiently. Also, an isolator 4 is used to protect the microwave source 1 from reflected waves. The circular waveguide 6 is selected to have a diameter that propagates only the circular TE11 mode, which is the fundamental mode. This is because the use of a circular waveguide 6 having a diameter that includes higher-order modes may adversely affect the stability and uniformity of plasma generation. The circular waveguide 6 is connected to a cavity 7, and the cavity 7 functions to adjust the electromagnetic field distribution to a distribution suitable for plasma processing.

空洞部７の下部にはマイクロ波導入窓８、シャワープレート９、内筒１０、外周ガス導入部１１、仕切り部１２が配置されている。プラズマ処理室（単に処理室ともいう）１００は、シャワープレート９、内筒１０、外周ガス導入部１１、仕切り部１２、及び後述するチャンバ内壁２６によって囲われ、内部で試料がプラズマ処理される略円筒状の領域である。 A microwave introduction window 8 , a shower plate 9 , an inner cylinder 10 , an outer peripheral gas introduction section 11 and a partition section 12 are arranged in the lower part of the hollow section 7 . A plasma processing chamber (simply referred to as a processing chamber) 100 is surrounded by a shower plate 9, an inner cylinder 10, an outer peripheral gas introduction portion 11, a partition portion 12, and a chamber inner wall 26, which will be described later, and a sample is plasma-processed therein. It is a cylindrical area.

マイクロ波導入窓８、シャワープレート９の材質は、マイクロ波を効率よく透過し、且つ耐プラズマ性が高い石英を用いることができる。あるいは、同様にプラズマ耐性が高く、マイクロ波を透過する材料であるイットリア、アルミナ、フッ化イットリウム、フッ化アルミニウム、窒化アルミニウムなどを用いて、マイクロ波導入窓８、シャワープレート９を形成しても良い。 As the material of the microwave introduction window 8 and the shower plate 9, quartz, which efficiently transmits microwaves and has high plasma resistance, can be used. Alternatively, the microwave introduction window 8 and the shower plate 9 may be formed using yttria, alumina, yttrium fluoride, aluminum fluoride, aluminum nitride, etc., which are similarly highly resistant to plasma and transmit microwaves. good.

これに対し、仕切り部１２、内筒１０は必ずしもマイクロ波を透過する材料から形成する必要性はないが、仕切り部１２や内筒１０のスパッタリング等に起因した被処理基板（被処理物）１６への異物の付着や汚染等を抑制する観点から、耐プラズマ性を持つ材料から形成する必要がある。そこで、例えば仕切り部１２や内筒１０の材質として石英を用いることができ、あるいはイットリア、アルミナ、フッ化イットリウム、フッ化アルミニウム、窒化アルミニウムなどを用いても良い。 On the other hand, the partition 12 and the inner cylinder 10 do not necessarily need to be made of a material that transmits microwaves. From the viewpoint of suppressing adhesion of foreign matter to the substrate, contamination, etc., it is necessary to form the substrate from a material having plasma resistance. Therefore, for example, quartz can be used as the material of the partition part 12 and the inner cylinder 10, or yttria, alumina, yttrium fluoride, aluminum fluoride, aluminum nitride, or the like may be used.

マイクロ波導入窓８とシャワープレート９との間には、第一のガス供給手段１３から配管を介して第一のガスが供給される。第一のガス供給手段１３には、例えばマスフローコントローラによって所望の流量を供給する機能が含まれている。シャワープレート９の中心部に配置された導入部９ａには微細なガス供給孔（第一のガス孔ともいう）９ｂが複数設けられ、第一のガスをプラズマ処理室１００に対して均一にシャワー状に供給する役割を持つ。シャワープレート９は、プラズマ処理室９の上方に配置された平板状の部材であり、ここでは第一のガス導入部を構成する。 A first gas is supplied between the microwave introduction window 8 and the shower plate 9 from a first gas supply means 13 through a pipe. The first gas supply means 13 has a function of supplying a desired flow rate by, for example, a mass flow controller. A plurality of fine gas supply holes (also referred to as first gas holes) 9b are provided in an introduction portion 9a arranged in the center of the shower plate 9, and the first gas is uniformly showered into the plasma processing chamber 100. It has the role of supplying The shower plate 9 is a plate-like member arranged above the plasma processing chamber 9, and constitutes a first gas introduction portion here.

プラズマ処理室１００の周囲には電磁コイル１４が設けられ、その外周にはヨーク１５が設けられている。電磁コイル１４に電流を供給することにより、プラズマ処理室１００内でＥＣＲに必要な磁束密度を満たすように静磁界分布を調整することができる。ヨーク１５は装置外部への磁場の漏洩を防ぐ磁気シールドの役割を持つ。 An electromagnetic coil 14 is provided around the plasma processing chamber 100, and a yoke 15 is provided around its outer circumference. By supplying current to the electromagnetic coil 14 , the static magnetic field distribution can be adjusted so as to satisfy the magnetic flux density required for ECR within the plasma processing chamber 100 . The yoke 15 serves as a magnetic shield to prevent magnetic field leakage to the outside of the apparatus.

電磁コイル１４とヨーク１５で形成される磁力線は、プラズマ処理室１００内の上方から下方に向かって外周方向に広がる拡散磁場となる。２．４５ＧＨｚのマイクロ波の場合、ＥＣＲに必要な磁束密度は８７５Ｇである。静磁界分布を調整して、８７５Ｇの等磁場面(ＥＣＲ面)を放電室内の任意の場所に調整することで、プラズマの生成領域の位置を調整することができる。また、静磁界の調整により、被処理基板１６へのプラズマの拡散を制御することが出来る。そこで、電磁コイル１４は、プラズマの生成領域やプラズマの拡散の制御を容易とするために複数用いることが望ましい。 The magnetic lines of force formed by the electromagnetic coil 14 and the yoke 15 form a diffusion magnetic field that spreads outward in the plasma processing chamber 100 from top to bottom in the outer circumferential direction. For microwaves at 2.45 GHz, the magnetic flux density required for ECR is 875G. By adjusting the static magnetic field distribution and adjusting the constant magnetic field plane (ECR plane) of 875G to an arbitrary position in the discharge chamber, the position of the plasma generation region can be adjusted. Further, the diffusion of plasma to the substrate 16 to be processed can be controlled by adjusting the static magnetic field. Therefore, it is desirable to use a plurality of electromagnetic coils 14 in order to facilitate control of the plasma generation region and plasma diffusion.

外周ガス導入部１１には、第二のガス供給手段１７から配管を介して第二のガスが供給される。第二のガスがＥＣＲ面を介して効率的に解離を行うために、外周ガス導入部１１は、内筒１０の上端に接して、プラズマ処理室１００内の上隅部（上壁と内壁との交差部）に配置されている。外周ガス導入部１１が、第二のガス導入部を構成する。 A second gas is supplied from the second gas supply means 17 to the outer peripheral gas introduction portion 11 through a pipe. In order for the second gas to efficiently dissociate through the ECR surface, the outer peripheral gas introduction part 11 is in contact with the upper end of the inner cylinder 10 and is located at the upper corner (between the upper wall and the inner wall) of the plasma processing chamber 100 . intersection). The peripheral gas introducing portion 11 constitutes a second gas introducing portion.

円環状の外周ガス導入部１１の内部は、図３に示すように空洞となってバッファ室ＢＣを構成している。外周ガス導入部１１の外周壁１１ａには、第二のガス供給手段１７とバッファ室ＢＣとを連通するガス導入口１１ｂが形成されている。また、プラズマ処理室１００とバッファ室ＢＣとを仕切る外周ガス導入部１１の底壁１１ｃには、プラズマ処理室１００の下方（処理すべき被処理基板１６に近い側）に向かって開口した複数のガス孔（第二のガス孔ともいう）１１ｄが周方向に沿って等間隔に形成されている。ガス孔１１ｄは、バッファ室ＢＣとプラズマ処理室１００とを連通しており、またプラズマ処理室１００の側面である内筒１０の内壁から離れて配置されるとともに、下方向に向かって開口している。ガス孔１１ｄの軸線は、仕切り部１２の外周面（すなわち軸線）と平行である。このガス孔１１ｄを設ける代わりに、周方向に連続して開口するスリットを設けても良い。 As shown in FIG. 3, the inside of the annular outer peripheral gas introducing portion 11 is hollow and constitutes a buffer chamber BC. The outer peripheral wall 11a of the outer peripheral gas introducing portion 11 is formed with a gas introducing port 11b that communicates the second gas supply means 17 and the buffer chamber BC. The bottom wall 11c of the outer peripheral gas introducing portion 11 partitioning the plasma processing chamber 100 and the buffer chamber BC has a plurality of openings facing downward (toward the substrate to be processed 16 to be processed) of the plasma processing chamber 100. Gas holes (also referred to as second gas holes) 11d are formed at regular intervals along the circumferential direction. The gas hole 11d communicates between the buffer chamber BC and the plasma processing chamber 100, is arranged away from the inner wall of the inner cylinder 10 which is the side surface of the plasma processing chamber 100, and opens downward. there is The axis of the gas hole 11 d is parallel to the outer peripheral surface (that is, the axis) of the partition portion 12 . Instead of providing this gas hole 11d, a slit continuously open in the circumferential direction may be provided.

ガス孔１１ｄのガス流路のコンダクタンスはバッファ室ＢＣの容積に比べて十分に低く設定され、すなわちガス孔１１ｄの合計断面積は十分小さく設定される。これにより、バッファ室ＢＣ内の圧力が均一に保たれ、全周に沿って配置されたガス孔１１ｄから均一に第二のガスが導入される。 The conductance of the gas flow path of the gas holes 11d is set sufficiently low compared to the volume of the buffer chamber BC, that is, the total cross-sectional area of the gas holes 11d is set sufficiently small. As a result, the pressure in the buffer chamber BC is kept uniform, and the second gas is uniformly introduced from the gas holes 11d arranged along the entire circumference.

プロセス処理室１０内に配置された略円環状の仕切り部１２は、円管部１２ａと、円管部１２ａの上端から径方向外側に延在するフランジ部１２ｂとを有し、シャワープレート９の導入部９ａのガス供給孔９ｂ（図１）を全周にわたって包囲している。円管部１２ａの外周に、外周ガス導入部１１の内周壁１１ｅが嵌合しており、すなわち外周ガス導入部１１は仕切り部１２の径方向外側に配置されている。またフランジ部１２ｂは、シャワープレート９の下面と、外周ガス導入部１１の上壁１１ｆとにより挟持されている。なお、フランジ部１２ｂは必ずしも設ける必要はなく、上壁１１ｆをシャワープレート９の下面に直接突き当てるようにしてもよい。 A substantially annular partition portion 12 disposed in the process chamber 10 has a circular pipe portion 12a and a flange portion 12b extending radially outward from the upper end of the circular pipe portion 12a. It surrounds the gas supply hole 9b (FIG. 1) of the introduction part 9a over the entire circumference. The inner peripheral wall 11e of the outer peripheral gas introducing portion 11 is fitted to the outer periphery of the circular tube portion 12a, that is, the outer peripheral gas introducing portion 11 is arranged radially outside the partition portion 12. As shown in FIG. The flange portion 12b is held between the lower surface of the shower plate 9 and the upper wall 11f of the outer peripheral gas introduction portion 11. As shown in FIG. Note that the flange portion 12b is not necessarily provided, and the upper wall 11f may be directly abutted against the lower surface of the shower plate 9. FIG.

仕切り部１２の円管部１２ａは、外周ガス導入部１１の底壁１１ｃよりも下方向（処理すべき被処理基板１６に向かう側）に延びており、プラズマ処理室１００を径方向の内側と外側とに仕切っている。したがって、仕切り部１２の内側で導入される第一のガスと、仕切り部１２の外側で導入される第二のガスを、径方向に分離した状態でプラズマ処理室１００内に導入できる。特に、ガス孔１１ｄが内筒１０の内壁から離れて形成されているので、ガス孔１１ｄから吹き出された第二のガスが、内筒１０の内壁に接することにより生じる粘性抵抗を小さく抑えることができ、第二のガスの流速を高めることができる。 The circular pipe portion 12a of the partition portion 12 extends downward (toward the substrate 16 to be processed) from the bottom wall 11c of the outer peripheral gas introduction portion 11, and divides the plasma processing chamber 100 radially inward. It is separated from the outside. Therefore, the first gas introduced inside the partition part 12 and the second gas introduced outside the partition part 12 can be introduced into the plasma processing chamber 100 in a radially separated state. In particular, since the gas hole 11d is formed apart from the inner wall of the inner cylinder 10, the second gas blown out from the gas hole 11d can suppress the viscous resistance caused by contact with the inner wall of the inner cylinder 10 to be small. and the flow velocity of the second gas can be increased.

図１において、被処理基板１６を載置する基板ステージ兼高周波電極１８とその下部には、絶縁板１９が備えられており、第一のガス供給手段１３及び第二のガス供給手段１７から供給されるガスは、コンダクタンス調節バルブ２０を介してターボ分子ポンプ２１により真空排気される構成となっている。 In FIG. 1, a substrate stage and high-frequency electrode 18 on which a substrate 16 to be processed is placed and an insulating plate 19 are provided below it. The gas to be discharged is evacuated by a turbomolecular pump 21 through a conductance control valve 20 .

また、被処理基板１６にバイアス電力を供給するために、基板ステージ兼高周波電極１８にはバイアス用自動整合機２２を介してバイアス電源２３が接続されている。本実施形態では、バイアス電源の周波数として４００ｋＨｚのものを用いたが、例えば工業周波数の１３．５６ＭＨｚなど、プラズマ処理に要求される目的に合わせて、それ以外の周波数を用いても良い。 A bias power supply 23 is connected to the substrate stage/high frequency electrode 18 via an automatic matching device 22 for bias in order to supply bias power to the substrate 16 to be processed. In this embodiment, the frequency of the bias power supply is 400 kHz, but other frequencies such as 13.56 MHz, which is the industrial frequency, may be used in accordance with the purpose of plasma processing.

また、基板ステージ兼高周波電極１８には図示しない温調手段及び被処理基板１６を基板ステージ兼高周波電極１８に吸着する手段が備えられており、所望のエッチングが出来るように必要に応じて被処理基板１６の温度が調節される。 Further, the substrate stage/high frequency electrode 18 is provided with temperature control means (not shown) and means for attracting the substrate 16 to be processed to the substrate stage/high frequency electrode 18, so that desired etching can be performed. The temperature of substrate 16 is adjusted.

基板ステージ兼高周波電極１８の上面の外周部及び側面には、基板ステージ兼高周波電極１８を保護するために誘電体で構成されるサセプタ２４とカバーリング２５が設置されている。例えば、サセプタ２４やカバーリング２５の材質は、耐プラズマ性の高い材料である石英を用いることができるが、同様に耐プラズマ性の高い材料である、イットリア、アルミナ、フッ化イットリウム、フッ化アルミニウム、窒化アルミニウムなどを用いても良い。プラズマ処理室１００の下方は、導電性材料で構成される接地されたチャンバ内壁２６で囲まれている。 A susceptor 24 and a cover ring 25 made of a dielectric material are provided on the outer peripheral portion of the upper surface and side surfaces of the substrate stage/high-frequency electrode 18 to protect the substrate stage/high-frequency electrode 18 . For example, the material of the susceptor 24 and the cover ring 25 can be quartz, which is a highly plasma-resistant material. , aluminum nitride, or the like may be used. The lower part of the plasma processing chamber 100 is surrounded by a grounded chamber inner wall 26 made of a conductive material.

プラズマ処理であるエッチングについて説明する。エッチングは、マイクロ波供給源１から供給したマイクロ波によって、プラズマ処理室１００に導入されるガスをプラズマ化してプラズマ１０１を生成し、そこで生成されたイオンやラジカルを被処理基板１６に照射して行われる。 Etching, which is plasma processing, will be described. In the etching, the gas introduced into the plasma processing chamber 100 is plasmatized by microwaves supplied from the microwave supply source 1 to generate the plasma 101, and the substrate 16 to be processed is irradiated with the ions and radicals generated therein. done.

例えば、被処理基板１６の外周部に所望のラジカルを多く供給したい場合、所望のラジカルを生成する第二のガスを第二のガス供給手段１７から供給し、更にＥＣＲ面を外周ガス導入部１１に近づけることが有効である。それによりプラズマ処理室１００の外周部かつ仕切り部１２の外周側では、第二のガス密度が高くなるため第二のガス由来のラジカルを多く生成することができる。 For example, when it is desired to supply a large amount of desired radicals to the outer peripheral portion of the substrate 16 to be processed, a second gas that generates desired radicals is supplied from the second gas supply means 17, and the ECR surface is supplied to the outer peripheral gas introduction portion 11. It is effective to bring it closer to As a result, the density of the second gas increases in the outer peripheral portion of the plasma processing chamber 100 and the outer peripheral side of the partition portion 12, so that many radicals derived from the second gas can be generated.

また、この第二のガス由来のラジカルは下方に向かうガス流れにより輸送され、被処理基板１６の外周部に所望のラジカルを多く供給することが出来る。このとき、外周ガス導入部１１から下方に向かうガスの流れを、径方向内側への拡散に対して十分速くする必要がある。移流と拡散の比を表す無次元数であるペクレ数Ｐｅ（＝ｖＬ／Ｄ）で表現すると、Ｐｅ＞＞１である場合に、ラジカルはガス流れによって指向性を持って輸送できると考えられる。ここでｖは代表速度、Ｌは代表長さ、Ｄは拡散係数である。典型的なラジカルの拡散係数は、数Ｐａ程度であれば０．１～１０ｍ^２／ｓのオーダである。代表長さはウエハ径である０．３ｍと考えると、Ｐｅ＞＞１となるためにはｖは数百ｍ／ｓ以上が必要である。すなわち亜音速から超音速の流れがあれば良いと考えられる。 Moreover, the radicals derived from the second gas are transported by the downward gas flow, and a large amount of desired radicals can be supplied to the outer peripheral portion of the substrate 16 to be processed. At this time, it is necessary to make the flow of the gas downward from the outer peripheral gas introducing portion 11 sufficiently fast for diffusion inward in the radial direction. Expressed by the Peclet number Pe (=vL/D), which is a dimensionless number representing the ratio of advection and diffusion, it is considered that radicals can be transported with directionality by gas flow when Pe>>1. where v is the representative velocity, L is the representative length, and D is the diffusion coefficient. A typical diffusion coefficient of radicals is on the order of 0.1 to 10 m ² /s for several Pa. Considering that the representative length is 0.3 m, which is the diameter of the wafer, v must be several hundred m/s or more in order to satisfy Pe>>1. In other words, it is considered that there should be a subsonic to supersonic flow.

次に、外周ガス導入部１１から高速で下向きに第二のガスを導入するための構成や条件について説明する。図３に外周ガス導入部１１近傍を拡大した断面図を示す。外周ガス導入部１１からプラズマ処理室１００に高速で第二のガスを供給するためには、外周ガス導入部１１内の円環状のバッファ室ＢＣとプラズマ処理室１００との間に十分な圧力差を形成する必要がある。 Next, the configuration and conditions for introducing the second gas downward at high speed from the outer peripheral gas introducing portion 11 will be described. FIG. 3 shows an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the outer peripheral gas introducing portion 11. As shown in FIG. In order to supply the second gas from the outer peripheral gas introduction part 11 to the plasma processing chamber 100 at a high speed, a sufficient pressure difference between the annular buffer chamber BC in the outer peripheral gas introduction part 11 and the plasma processing chamber 100 is required. must be formed.

高速ガス導入の一つの指標として、マッハディスク距離について検討する。マッハディスクとは、第二のガスが高圧のバッファ室ＢＣからガス孔１１ｄを介し、低圧のプラズマ処理室１００内に移動する過程で急激に膨張すること、またプラズマ処理室１００内が有限の圧力を持つことなどに起因して生じる衝撃波のことである。ここでマッハディスク距離とは、第二のガスの出口端からマッハディスクが形成される位置までの距離ｘ_Ｍをいう。少なくともガス孔１１ｄからマッハディスク間の領域では、超音速の高速なガス流れが形成でき、その領域ではガス流れ方向にラジカルを輸送することができると考えられる。音速はガス種に依存するが、およそ数百ｍ／ｓ程度のオーダとなる。マッハディスク距離ｘ_Ｍは下式で表される。
ｘ_Ｍ＝０．６７ｄ（ｐ_０／ｐ_１）^０．５・・・（１）
ここで、ｄはガス孔直径、ｐ_０は外周ガス導入部１１のバッファ室圧力、ｐ_１はプラズマ処理室１００の圧力である。 As one index of high-speed gas introduction, the Mach disk distance is examined. The Mach disk means that the second gas rapidly expands in the process of moving from the high-pressure buffer chamber BC into the low-pressure plasma processing chamber 100 through the gas hole 11d, and that the plasma processing chamber 100 has a finite pressure. It is a shock wave generated due to holding Here, the Mach disk distance refers to the distance _xM from the exit end of the second gas to the position where the Mach disk is formed. It is considered that a supersonic high-speed gas flow can be formed at least in the region between the gas hole 11d and the Mach disk, and radicals can be transported in the direction of the gas flow in that region. Although the speed of sound depends on the type of gas, it is on the order of several hundred m/s. The Mach disk distance _xM is expressed by the following formula.
_xM =0.67d( _p0 / _p1 ) ^0.5 (1)
Here, d is the diameter of the gas hole, _p0 is the pressure in the buffer chamber of the outer peripheral gas introducing portion 11, and _p1 is the pressure in the plasma processing chamber 100. FIG.

外周ガス導入部１１の出口であるガス孔１個あたりのコンダクタンスをＣ、ガス孔の個数をｎ個とすると、供給流量Ｑと圧力の関係は下式になる。
Ｑ＝ｎＣ（ｐ_０－ｐ_１）・・・（２） Assuming that the conductance per gas hole, which is the outlet of the outer peripheral gas introducing portion 11, is C, and the number of gas holes is n, the relationship between the supply flow rate Q and the pressure is given by the following formula.
Q=nC(p ₀ −p ₁ ) (2)

ガス孔のコンダクタンスＣは、第二のガスが粘性流であり、ガス孔が円筒形状の場合、下式で与えられる。
Ｃ＝（１３９４ｄ^４／ｌ）（（ｐ_０＋ｐ_１）／２）・・・（３）
ここで、ｌはガス孔の長さを表す。 The gas hole conductance C is given by the following equation when the second gas is a viscous flow and the gas holes are cylindrical.
C=( ^1394d4 /l)(( _p0 + _p1 )/2)...(3)
Here, l represents the length of the gas hole.

式（２）、（３）より、バッファ室圧力ｐ_０が以下の通り得られる（ただし、（４）式の導出の過程で、ｐ_１≪ｐ_０であることから_、１－（ｐ_１／ｐ_０）^２≒１と近似した）。
ｐ_０＝√（２ｌＱ／１３４９ｎｄ^４）・・・（４） From equations (2) and (3), the buffer chamber pressure p ₀ is obtained as follows (however, since p ₁ <<p ₀ in the process of deriving equation (4) _, 1−(p ₁ / p ₀ ) ² ≈1).
p ₀ =√(2lQ/1349nd ⁴ ) (4)

なお、式（４）の導出過程では、プラズマ処理室１００内の圧力ｐ_１がｐ_０に比べ十分小さいためｐ_１を無視した。式（１）と（４）から求めた流量とマッハディスク距離の関係は、図２のようになる。このとき、ガス孔長さｌは１５ｍｍ、ガス孔直径ｄは０．５ｍｍ、ガス孔個数ｎは６０個として計算した。第二のガス流量や、処理室内の圧力を調整することでマッハディスク距離を増減できることがわかる。 In the process of deriving equation (4 ₎ , the pressure _p1 in the plasma processing chamber 100 is neglected because it is sufficiently smaller than _p0 . The relationship between the flow rate and the Mach disk distance obtained from equations (1) and (4) is shown in FIG. At this time, the gas hole length l was 15 mm, the gas hole diameter d was 0.5 mm, and the number of gas holes n was 60. It can be seen that the Mach disk distance can be increased or decreased by adjusting the flow rate of the second gas or the pressure in the processing chamber.

マッハディスク距離とＥＣＲ面との関係を模式的に示す図３において、図中のＨ１は外周ガス導入部１１のガス孔１１ｄの出口端から仕切り部１２下端までの距離である。また、Ｈ２は外周ガス導入部１１のガス孔１１ｄの出口端からＥＣＲ面までの距離である。Ｈ２＞Ｈ１であることから明らかなように、仕切り部１２の下端部の高さは、ガス孔１１ｄの出口端の高さより低くなっている。 In FIG. 3 schematically showing the relationship between the Mach disk distance and the ECR surface, H1 in the figure is the distance from the exit end of the gas hole 11d of the outer peripheral gas introducing portion 11 to the lower end of the partition portion 12. FIG. H2 is the distance from the exit end of the gas hole 11d of the outer peripheral gas introducing portion 11 to the ECR surface. As is clear from H2>H1, the height of the lower end of the partition portion 12 is lower than the height of the outlet end of the gas hole 11d.

図３に示すように、外周ガス導入部１１のガス孔１１ｄからのマッハディスク距離ｘ_Ｍよりも近い位置になるように外部磁場を制御する場合について検討する。すなわち、Ｈ２＜ｘ_Ｍのとき、プラズマ処理室１００外周部にて第二のガスが多く解離して第二のガス由来のラジカルが多く生成され、生成されたラジカルは高速なガス流れで下方に輸送される。 As shown in FIG. 3, the case where the external magnetic field is controlled so as to be closer than the Mach disk distance _xM from the gas hole 11d of the outer peripheral gas introducing portion 11 will be considered. That is, when H2< _xM , a large amount of the second gas is dissociated in the outer peripheral portion of the plasma processing chamber 100, and many radicals derived from the second gas are generated. be transported.

更に、０＜Ｈ２＜Ｈ１＜ｘ_Ｍの場合、仕切り部１２にてプラズマ処理室１００が径方向に仕切られており、仕切り部１２の外周側における第二のガス密度が高くなる。更に第二のガス密度の高い仕切り部１２外周の流路にＥＣＲ面が存在するため、より効果的に第二のガス由来のラジカルを生成できる。以上の構成により、第二のガスがプラズマ処理室１００の外周部で多く解離してラジカルを生成し、これを高速なガス流れによって被処理基板１６外周部にまで輸送できる。 Furthermore, in the case of 0<H2<H1< _xM , the plasma processing chamber 100 is partitioned in the radial direction by the partition 12, and the density of the second gas on the outer peripheral side of the partition 12 increases. Furthermore, since the ECR surface is present in the flow path on the periphery of the partitioning portion 12 where the second gas density is high, the radicals derived from the second gas can be generated more effectively. With the above configuration, a large amount of the second gas is dissociated in the outer peripheral portion of the plasma processing chamber 100 to generate radicals, which can be transported to the outer peripheral portion of the substrate 16 to be processed by the high-speed gas flow.

次にＨ２の制約について述べる。通常、プラズマ処理室１００に第二のガスを導入するガス孔１１ｄにて異常放電が生じると、プラズマ処理の均一性が著しく悪化する。ＥＣＲ面とガス孔１１ｄの出口端との距離が３０ｍｍ未満である（すなわちＨ２＜３０ｍｍである）とガス孔１１ｄにて異常放電が生じることがわかっている。したがって、３０ｍｍ＜Ｈ２＜ｘ_Ｍとする必要がある。この条件は、Ｈ２は磁場の調節により、またｘ_Ｍは、図２に示したように処理室圧力や第二のガス流量調節により実現可能である。 Next, the constraint on H2 will be described. Normally, when an abnormal discharge occurs in the gas hole 11d through which the second gas is introduced into the plasma processing chamber 100, the uniformity of the plasma processing is significantly deteriorated. It is known that if the distance between the ECR surface and the exit end of the gas hole 11d is less than 30 mm (that is, H2<30 mm), abnormal discharge will occur in the gas hole 11d. Therefore, it is necessary to set 30 mm<H2< _xM . This condition can be realized by adjusting the magnetic field for H2 and adjusting the process chamber pressure and the second gas flow rate for _xM as shown in FIG.

一方で、ＥＣＲ面の高さをマッハディスク位置よりも下方とするとき、すなわち、Ｈ２＞ｘ_Ｍであるとき、第二のガス由来のラジカルは被処理基板１６に全域的に供給されることとなる。これは、外周ガス導入部１１のガス孔１１ｄから離れるほど、ガスの粘性などの影響で第二のガスの流速が減衰し、第二のガスがプラズマ処理室１００内に拡散することなどの理由による。 On the other hand, when the height of the ECR surface is set below the Mach disk position, that is, when H2> _xM , the radicals derived from the second gas are supplied to the substrate 16 to be processed throughout. Become. This is because the flow velocity of the second gas is attenuated due to the influence of the viscosity of the gas and the like, and the second gas diffuses into the plasma processing chamber 100 as the distance from the gas hole 11 d of the outer peripheral gas introduction portion 11 increases. according to.

Ｈ２＞ｘ_Ｍを実現する方法としては、図２に示したように、第二のガス流量低下及びプラズマ処理室内圧力増加を行ったり、あるいは電磁コイル１４の電流値を調整してＥＣＲ面の高さをプラズマ処理室１００下方に移動させれば良い。 As a method for realizing H2> _xM , as shown in FIG. It suffices to move the height downward in the plasma processing chamber 100 .

通常、被処理基板１６をプラズマ処理する際には、要求される加工性能に応じてシャワープレート９及び外周ガス導入部１１から供給される反応性ガスの組成比や処理室圧力等を調整する。したがって、所望のラジカルを被処理基板１６の外周部に供給したい場合でも、加工性能の制約によっては必ずしもプラズマ処理室内圧力や第二のガス流量を単純に調整できないことがある。この場合、第二のガス流量調整用のガスとして新たに希ガスなどの反応性の乏しいガスを、外周ガス導入部１１に追加導入すればよい。これにより、要求される加工性能を損なうことなく、被処理基板の外周部へのラジカルフラックスを調整することができる。 Normally, when plasma processing the substrate 16 to be processed, the composition ratio of the reactive gas supplied from the shower plate 9 and the peripheral gas introduction section 11, the processing chamber pressure, etc. are adjusted according to the required processing performance. Therefore, even when it is desired to supply desired radicals to the outer peripheral portion of the substrate 16 to be processed, it may not always be possible to simply adjust the pressure in the plasma processing chamber or the flow rate of the second gas due to limitations in processing performance. In this case, a gas with poor reactivity such as a rare gas may be additionally introduced into the outer peripheral gas introduction section 11 as the second gas for adjusting the flow rate of the gas. As a result, the radical flux to the outer periphery of the substrate to be processed can be adjusted without impairing the required processing performance.

以上述べたように、マッハディスクとＥＣＲ面の高さの位置関係を調整する方法を用いれば、被処理基板１６に入射する第二のガス由来のラジカルのフラックスの径方向分布を調整することが可能となる。 As described above, by using the method of adjusting the positional relationship between the height of the Mach disk and the ECR surface, it is possible to adjust the radial distribution of the flux of radicals derived from the second gas incident on the substrate 16 to be processed. It becomes possible.

本実施形態では外周ガス導入部１１のガス孔１１ｄは、図３に示すような円筒形状を有するものとしたが、高速なガス流れを形成するために、孔形状を任意に変更しても良い。図４に外周ガス導入部１１のガス孔形状を変更した例を示す。例えば、図４（ａ）に示すように、ガス孔１１ｄを、底壁１１ｃの下面に近づくに従って（下方向に向かって）漸次径の広がる末広がりのテーパ状としても良い。また、図４（ｂ）に示すように、ガス孔１１ｄを、底壁１１ｃの下面に近づくに従って漸次縮径し、中間地点から漸次拡径するような、流路断面積を絞ってから広げるラバルノズル形状としても良い。その他、高速にガスを導入可能なガス孔断面形状が適宜用いられても良い。 In this embodiment, the gas hole 11d of the outer peripheral gas introduction part 11 has a cylindrical shape as shown in FIG. . FIG. 4 shows an example in which the gas hole shape of the outer peripheral gas introducing portion 11 is changed. For example, as shown in FIG. 4A, the gas hole 11d may be tapered so that the diameter of the gas hole 11d gradually widens (downward) toward the lower surface of the bottom wall 11c. Further, as shown in FIG. 4(b), the gas hole 11d is gradually reduced in diameter as it approaches the lower surface of the bottom wall 11c, and is gradually expanded from the midpoint. It is good also as a shape. In addition, a gas hole cross-sectional shape that allows gas to be introduced at high speed may be appropriately used.

［実施形態２］
実施形態１で示したプラズマ処理装置を用いた好適なプラズマ処理方法を、実施形態２にて示す。図５に、プラズマ処理時のガス流量とマイクロ波電力導入のタイムチャートを示す。マイクロ波源１、第一のガス供給手段１３、第二のガス供給手段１７を含むプラズマ処理装置の各部を制御する制御部ＣＯＮＴ（図１）の制御信号に従い、プラズマ処理を開始させる時には、第一のガス及び第二のガスは、マイクロ波電力を印加するΔＴ１前に導入される。また制御部ＣＯＮＴの制御信号に従い、プラズマ処理を終了させる時にはマイクロ波電力を停止してからΔＴ２後に、第一のガス及び第二のガスの導入を停止する。 [Embodiment 2]
A preferred plasma processing method using the plasma processing apparatus described in the first embodiment will be described in the second embodiment. FIG. 5 shows a time chart of gas flow rate and microwave power introduction during plasma processing. When plasma processing is started in accordance with the control signal of the control unit CONT (FIG. 1) that controls each part of the plasma processing apparatus including the microwave source 1, the first gas supply means 13, and the second gas supply means 17, the first and the second gas are introduced before ΔT1 to apply microwave power. Further, according to the control signal from the controller CONT, the introduction of the first gas and the second gas is stopped ΔT2 after the microwave power is stopped when the plasma processing is finished.

このシーケンスの採用により、プラズマ処理室１００内で生成したラジカルが第一のガス供給手段１３や第二のガス供給手段１７に逆流し、ガス配管が腐食するといったリスクを大幅に低減できる。なぜならば、マイクロ波電力を投入してプラズマ処理室１００内にプラズマ１０１が生成している間には、常にガス導入部から遠ざかる方向にガス流れが存在し、プラズマ処理室１００で生成したラジカルが第一のガス供給手段１３と第二のガス供給手段１７にまで到達しにくくなるためである。 By adopting this sequence, the risk of radicals generated in the plasma processing chamber 100 backflowing into the first gas supply means 13 and the second gas supply means 17 and corroding the gas pipes can be greatly reduced. This is because, while the plasma 101 is generated in the plasma processing chamber 100 by supplying the microwave power, there is always a gas flow in the direction away from the gas introduction portion, and the radicals generated in the plasma processing chamber 100 This is because it becomes difficult to reach the first gas supply means 13 and the second gas supply means 17 .

本発明は、半導体ウエハ等の基板上の試料をエッチング等で処理するプラズマ処理装置法に適用可能である。ただし、プラズマ源としてはＥＣＲ方式に限られず、任意の方式を用いることができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is applicable to a plasma processing apparatus method for processing a sample on a substrate such as a semiconductor wafer by etching or the like. However, the plasma source is not limited to the ECR system, and any system can be used.

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。 In addition, 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. Also, part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. . Moreover, it is also possible to add, delete, or replace a part of the configuration in each embodiment with another configuration.

１マイクロ波源
２方形導波管
３自動整合機
４アイソレータ
５円矩形変換器
６円形導波管
７空洞部
８マイクロ波導入窓
９シャワープレート
１０内筒
１１外周ガス導入部
１２仕切り部
１３第一のガス供給手段
１４電磁コイル
１５ヨーク
１６被処理基板
１７第二のガス供給手段
１８基板ステージ兼高周波電極
１９絶縁板
２０コンダクタンス調整バルブ
２１ターボ分子ポンプ
２２バイアス用自動整合機
２３バイアス電源
２４サセプタ
２５カバーリング
２６チャンバ内壁
１００プラズマ処理室
１０１プラズマ
ＣＯＮＴ制御部 1 Microwave source 2 Rectangular waveguide 3 Automatic matching device 4 Isolator 5 Circular-rectangular converter 6 Circular waveguide 7 Cavity 8 Microwave introduction window 9 Shower plate 10 Inner cylinder 11 Peripheral gas introduction 12 Partition 13 First Gas supply means 14 Electromagnetic coil 15 Yoke 16 Substrate to be processed 17 Second gas supply means 18 Substrate stage/high frequency electrode 19 Insulating plate 20 Conductance adjustment valve 21 Turbo molecular pump 22 Automatic matching device for bias 23 Bias power supply 24 Susceptor 25 Covering 26 chamber inner wall 100 plasma processing chamber 101 plasma CONT controller

Claims

A substantially cylindrical processing chamber in which a sample is plasma-processed, a flat plate-shaped first gas introduction section that introduces a first gas into the processing chamber and is disposed above the processing chamber, and a second A plasma processing apparatus comprising a second gas introduction part for introducing two gases,
further comprising a substantially annular partition surrounding the first gas hole arranged at the center of the first gas introduction section and arranged in the processing chamber;
The second gas introduction section is arranged outside the partition section,
the second gas hole of the second gas introduction part is arranged away from the side surface of the processing chamber and is opened downward;
the axis of the second gas hole is substantially parallel to the axis of the partition,
A plasma processing apparatus, wherein the height of the lower end of the partition is lower than the height of the second gas hole.

2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein said second gas hole has a tapered shape whose diameter gradually increases downward.

2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein said second gas hole has a shape of a Laval nozzle whose diameter gradually decreases downward and whose diameter gradually increases after said gradual decrease in diameter.

4. The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein said second gas introduction section is arranged at an upper corner of said processing chamber.

In the plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 4,
Further comprising a control unit that performs control to start supply of high-frequency power for generating plasma after starting introduction of the first gas and the second gas when plasma processing is started. A plasma processing apparatus characterized by:

In the plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The apparatus further comprises a control unit that performs control to stop introduction of the first gas and the second gas after stopping supply of high-frequency power for generating plasma when plasma processing is to be terminated. A plasma processing apparatus characterized by: