JPH0536635A - Plasma treatment method and equipment - Google Patents

Plasma treatment method and equipment

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JPH0536635A
JPH0536635A JP18969091A JP18969091A JPH0536635A JP H0536635 A JPH0536635 A JP H0536635A JP 18969091 A JP18969091 A JP 18969091A JP 18969091 A JP18969091 A JP 18969091A JP H0536635 A JPH0536635 A JP H0536635A
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JP
Japan
Prior art keywords
plasma
plasma processing
magnetic field
permanent magnet
processing chamber
Prior art date
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Application number
JP18969091A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Otsubo
徹 大坪
Yutaka Saito
裕 斉藤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0536635A publication Critical patent/JPH0536635A/en
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Abstract

PURPOSE:To generate stable plasma in a plasma treatment chamber when gases to be used are different in kind. CONSTITUTION:A permanent magnet 7 which is a magnetic field generating means for assisting plasma generation is fixed to a slide base 8 constituting a magnetic field intensity adjusting means, said slide base 8 is moved with a screw 9, and it is made able to move the permanent magnet 7 in the direction where the permanent magnet Y approaches the outer wall surface of a plasma treatment chamber 1 or separates therefrom.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子を製造する
過程でエッチングやプラズマCVDなどに使用するプラ
ズマ処理方法および装置に係り、特に安定で再現性の良
いプラズマ処理を行うために好適なプラズマ処理方法お
よび装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing method and apparatus used for etching, plasma CVD and the like in the process of manufacturing a semiconductor element, and particularly to a plasma suitable for stable and reproducible plasma processing. A processing method and apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体の高集積化を図るために、
半導体素子の寸法が0.5μmから0.3μmと微細化
して来ている。このような微細パターンを精度良くエッ
チングするために、プラズマを用いたドライエッチング
が利用されている。
2. Description of the Related Art In recent years, in order to achieve high integration of semiconductors,
The dimensions of semiconductor elements have been reduced from 0.5 μm to 0.3 μm. In order to accurately etch such a fine pattern, dry etching using plasma is used.

【0003】前記ドライエッチングのごとく、プラズマ
を用いた処理では、プラズマが不安定になると、半導体
素子の特性に影響を及ぼすなどの問題があった。そのた
め、0.3〜0.5μmの半導体素子を性能良く形成す
るためには、安定なプラズマを発生させることが重要で
ある。
In the processing using plasma like the dry etching, there is a problem that the characteristics of the semiconductor element are affected when the plasma becomes unstable. Therefore, in order to form a semiconductor element having a thickness of 0.3 to 0.5 μm with good performance, it is important to generate stable plasma.

【0004】ところで、プラズマ発生の従来技術として
は、特願平1−27406号に記載の技術がある。この
従来技術では、スロットアンテナからマイクロ波を供給
し、プラズマを発生させるようにしている。
By the way, as a conventional technique for generating plasma, there is a technique described in Japanese Patent Application No. 1-27406. In this conventional technique, microwaves are supplied from a slot antenna to generate plasma.

【0005】一方、ドライエッチングでは、対象とする
膜により処理ガスであるエッチングガスを代える必要が
ある。しかし、処理ガスの変更に伴い、プラズマの発生
状況は大きく異なって来る。これは、処理ガスの特性に
よりイオン化エネルギー,衝突断面積が異なるためであ
る。したがって、安定したプラズマを形成するために
は、これら処理ガスの特性に合わせてプラズマを発生さ
せる必要がある。
On the other hand, in dry etching, it is necessary to change the etching gas as a processing gas depending on the target film. However, as the processing gas is changed, the situation of plasma generation varies greatly. This is because the ionization energy and collision cross section differ depending on the characteristics of the processing gas. Therefore, in order to form stable plasma, it is necessary to generate plasma according to the characteristics of these processing gases.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術で
は使用する処理ガスの特性に合わせて磁場の強度を変
え、安定したプラズマを発生させるという点について考
慮されていない。したがって、処理ガスの種類によって
は、安定したプラズマを発生させることができないとい
う問題があった。
However, the prior art does not take into consideration the fact that the intensity of the magnetic field is changed according to the characteristics of the processing gas used to generate stable plasma. Therefore, there is a problem that stable plasma cannot be generated depending on the type of processing gas.

【0007】本発明の第1の目的は、使用する処理ガス
の種類が異なっても、安定したプラズマを発生させ得る
ように調節可能なプラズマ処理方法を提供することにあ
る。
A first object of the present invention is to provide a plasma processing method which can be adjusted so that stable plasma can be generated even if the type of processing gas used is different.

【0008】本発明の第2の目的は、前記プラズマ処理
方法を的確に実施させ得るプラズマ処理装置を提供する
ことにある。
A second object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus capable of accurately carrying out the plasma processing method.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記第1の目的は、プラ
ズマの発生を補助する磁場の強度を、使用する処理ガス
の特性に合わせて変化させることにより、達成される。
The first object is achieved by changing the strength of the magnetic field that assists the generation of plasma in accordance with the characteristics of the processing gas used.

【0010】また、前記第1の目的は、予め決められた
時間的間隔をおいて、プラズマ処理室内に異種類の処理
ガスを供給し、処理するプラズマ処理方法において、前
記磁場の強度を、各々の処理ガスの特性に合わせて変化
させることにより、達成される。
The first object is to provide a plasma processing method in which different kinds of processing gases are supplied into the plasma processing chamber at a predetermined time interval and the processing is performed. It is achieved by changing the characteristics of the processing gas of

【0011】さらに、前記第2の目的は、プラズマの発
生を補助する磁場発生手段に、磁場の強度を処理ガスの
特性に合わせて変化させる磁場強度調節手段を取り付け
たことにより、達成される。
Further, the second object is achieved by attaching magnetic field intensity adjusting means for changing the intensity of the magnetic field according to the characteristics of the processing gas to the magnetic field generating means for assisting the generation of plasma.

【0012】そして、前記第2の目的は、前記磁場発生
手段として永久磁石を用いたプラズマ処理装置におい
て、前記磁場強度調節手段を、永久磁石の位置をプラズ
マ処理室の外壁面に接近,離間する方向に移動可能に構
成したことにより、さらには前記磁場発生手段としてソ
レノイドを用いたプラズマ処理装置において、前記磁場
強度調節手段を、ソレノイドに供給する電力を制御可能
に構成したことによって、より良く達成される。
A second object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus using a permanent magnet as the magnetic field generating means, wherein the magnetic field strength adjusting means separates the position of the permanent magnet from the outer wall surface of the plasma processing chamber. It is more achieved by being configured to be movable in any direction, and further, in a plasma processing apparatus using a solenoid as the magnetic field generating means, the magnetic field strength adjusting means being configured to be able to control the electric power supplied to the solenoid. To be done.

【0013】[0013]

【作用】一般に、大きなイオン化エネルギーが必要な処
理ガスを使用した場合には、磁束密度を高め、電子の寿
命を長くしてイオン化の確率を高めることが必要であ
る。
In general, when a processing gas that requires a large ionization energy is used, it is necessary to increase the magnetic flux density, prolong the life of electrons, and increase the probability of ionization.

【0014】これに対して、イオン化エネルギーが小さ
い処理ガスを使用した場合には、磁束密度を高くし過ぎ
ると、イオン化の確率が高くなるため、部分的にプラズ
マ密度が高くなり、マイクロ波の吸収などが変化し、プ
ラズマ密度の高い領域が動くなど、不安定な状態とな
る。このように、イオン化エネルギーが小さい処理ガス
を使用した場合には、磁束密度を下げるとイオン化の確
率が下がり、プラズマ密度が部分的に高くなることがな
くなり、安定したプラズマを得ることが可能となる。
On the other hand, when a processing gas having a low ionization energy is used, if the magnetic flux density is too high, the probability of ionization becomes high, so that the plasma density is partially increased and the microwave absorption is increased. Etc. changes, and an unstable state occurs such that a region with high plasma density moves. As described above, in the case of using the processing gas having a small ionization energy, the probability of ionization is reduced by decreasing the magnetic flux density, the plasma density is not partially increased, and stable plasma can be obtained. .

【0015】そこで、本発明の請求項1記載の発明で
は、プラズマの発生を補助する磁場の強度を、使用する
処理ガスの特性に合わせて変化させるようにしている。
つまり、大きなイオン化エネルギーが必要な処理ガスを
使用する場合には、プラズマの発生を補助する磁場の強
度を増大させ、磁束密度を高め、電子の寿命を長くして
イオン化の確率を高くする。反対に、小さなイオン化エ
ネルギーで足りる処理ガスを使用する場合には、プラズ
マの発生を補助する磁場の強度を減少させ、磁束密度を
下げ、イオン化の確率を低くする。
Therefore, in the invention according to the first aspect of the present invention, the strength of the magnetic field for assisting the generation of plasma is changed in accordance with the characteristics of the processing gas used.
That is, when a processing gas requiring a large ionization energy is used, the strength of the magnetic field that assists the generation of plasma is increased, the magnetic flux density is increased, the life of electrons is lengthened, and the probability of ionization is increased. On the contrary, when a processing gas that requires a small ionization energy is used, the strength of the magnetic field that assists the generation of plasma is reduced, the magnetic flux density is lowered, and the probability of ionization is lowered.

【0016】これにより、この請求項1記載の発明で
は、特性の異なる処理ガスを使用するプラズマ処理であ
っても、使用する処理ガスの特性に合わせて、安定した
プラズマを発生させることができる。
As a result, in the invention according to the first aspect, even in the plasma processing using the processing gas having different characteristics, stable plasma can be generated according to the characteristics of the processing gas used.

【0017】ところで、単一の基板上に互いに性質の異
なる2層以上の膜を形成し、各膜を特性の異なるエッチ
ングガスを使用し、多層膜を連続してエッチングするプ
ラズマ処理が行われている。このようなプラズマ処理で
は、プラズマ処理室内に時間的間隔をおいて特性の異な
る処理ガスを供給する。
By the way, a plasma treatment is carried out in which two or more layers of films having different properties are formed on a single substrate, and each film is etched by using etching gases having different properties to continuously etch the multilayer film. There is. In such plasma processing, processing gases having different characteristics are supplied into the plasma processing chamber at time intervals.

【0018】そこで、本発明の請求項2記載の発明で
は、プラズマ処理室内に供給される処理ガスが変わるご
とに、その処理ガスの特性に合わせて、プラズマの発生
を補助する磁場の強度を適正に変化させる。
Therefore, in the invention according to claim 2 of the present invention, whenever the processing gas supplied to the plasma processing chamber changes, the strength of the magnetic field for assisting the generation of plasma is optimized in accordance with the characteristics of the processing gas. Change to.

【0019】これにより、時間的間隔をおいて異種類の
処理ガスを使用して行うプラズマ処理の場合にも、安定
したプラズマを発生させることが可能となる。
As a result, stable plasma can be generated even in the case of plasma processing using different kinds of processing gases at time intervals.

【0020】本発明の請求項3記載の発明では、プラズ
マの発生を補助する磁場発生手段に、磁場強度調節手段
を取り付けている。そして、前記磁場強度調節手段を介
して、使用する処理ガスの特性に合わせて磁場発生手段
の状態を変化させ、プラズマの発生を補助する磁場の強
度を適正に変化させるようにしている。
According to the third aspect of the present invention, the magnetic field intensity adjusting means is attached to the magnetic field generating means for assisting the generation of plasma. Then, the state of the magnetic field generating means is changed through the magnetic field strength adjusting means according to the characteristics of the processing gas to be used, and the strength of the magnetic field for assisting the generation of plasma is appropriately changed.

【0021】これにより、使用する処理ガスの特性に合
わせて、安定したプラズマを発生させることが可能とな
り、前記本発明方法を的確に実施することができる。
As a result, stable plasma can be generated according to the characteristics of the processing gas to be used, and the method of the present invention can be carried out accurately.

【0022】また、本発明の請求項4記載の発明では、
前記磁場発生手段として永久磁石を用いたプラズマ処理
装置において、前記磁場強度調節手段を、永久磁石の位
置をプラズマ処理室の外壁面に接近,離間する方向に移
動可能に構成しており、さらに本発明の請求項5記載の
発明では、前記磁場発生手段としてソレノイドを用いた
プラズマ処理装置において、前記磁場強度調節手段を、
ソレノイドに供給する電力を制御可能に構成しており、
それぞれ前記本発明方法をより一層的確に実施すること
が可能となる。
According to the invention of claim 4 of the present invention,
In the plasma processing apparatus using a permanent magnet as the magnetic field generating means, the magnetic field strength adjusting means is configured so that the position of the permanent magnet can be moved in a direction of approaching or separating from the outer wall surface of the plasma processing chamber. According to a fifth aspect of the invention, in the plasma processing apparatus using a solenoid as the magnetic field generating means, the magnetic field strength adjusting means is
It is configured to control the power supplied to the solenoid,
It becomes possible to carry out the above-mentioned method of the present invention more accurately.

【0023】[0023]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0024】図1は本発明方法を実施するためのプラズ
マ処理装置の第1の実施例を示す縦断面図である。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing a first embodiment of a plasma processing apparatus for carrying out the method of the present invention.

【0025】この図1に示すプラズマ処理装置では、プ
ラズマ処理室1の内部にステージ電極2が設置されてお
り、このステージ電極2の対向面にはマイクロ波を放射
する石英窓3が設置されている。この石英窓3は、真空
シール構造になっている。前記プラズマ処理室1の内部
は、排気管5を通じて排気系(図示せず)に連通されて
おり、真空に排気されるようになっている。
In the plasma processing apparatus shown in FIG. 1, a stage electrode 2 is installed inside a plasma processing chamber 1, and a quartz window 3 for radiating a microwave is installed on a surface facing the stage electrode 2. There is. The quartz window 3 has a vacuum seal structure. The inside of the plasma processing chamber 1 is connected to an exhaust system (not shown) through an exhaust pipe 5 and is evacuated to a vacuum.

【0026】前記ステージ電極2には、処理すべき基板
4を載置するようになっている。また、ステージ電極2
には高周波電源6が接続されており、プラズマ処理時に
高周波電源6により高周波バイアスを印加するようにな
っている。
A substrate 4 to be processed is placed on the stage electrode 2. Also, the stage electrode 2
A high frequency power source 6 is connected to the high frequency power source 6, and a high frequency bias is applied by the high frequency power source 6 during plasma processing.

【0027】前記石英窓3の周囲には、プラズマの発生
を補助する磁場発生手段として、複数個の永久磁石7が
設けられている。前記永久磁石7は、この実施例では極
性を交互に配し、かつ円周上に等間隔をおいて12個配
置されている。前記永久磁石7は、スライドベース8上
に固定されている。このスライドベース8は、ねじ9に
よりスライド操作されるようになっている。前記スライ
ドベース8とねじ9とにより、永久磁石7をプラズマ処
理室1の外壁面に接近,離間する方向に移動させる磁場
強度調節手段を構成している。また、プラズマ処理室1
の外壁面にも、永久磁石17が2段に取り付けられてい
る。前記永久磁石7と永久磁石17とで、多極カスプ磁
場を形成し、発生したプラズマのプラズマ処理室1外へ
の拡散を防止し、均一なプラズマを形成し得るようにな
っている。
Around the quartz window 3, a plurality of permanent magnets 7 are provided as magnetic field generating means for assisting plasma generation. In this embodiment, twelve permanent magnets 7 are arranged with alternating polarities and are evenly spaced on the circumference. The permanent magnet 7 is fixed on a slide base 8. The slide base 8 can be slid by a screw 9. The slide base 8 and the screw 9 constitute magnetic field strength adjusting means for moving the permanent magnet 7 in a direction of approaching and separating from the outer wall surface of the plasma processing chamber 1. Also, the plasma processing chamber 1
The permanent magnets 17 are also attached in two steps on the outer wall surface of the. The permanent magnet 7 and the permanent magnet 17 form a multi-pole cusp magnetic field to prevent the generated plasma from diffusing out of the plasma processing chamber 1 and form a uniform plasma.

【0028】前記永久磁石7の列の下方には、処理ガス
供給部のバッファ室10が形成されている。このバッフ
ァ室10には、処理ガス供給源(図示せず)および処理
ガス供給管12を通じて処理ガスを送り込むようになっ
ている。そして、このバッファ室10は吹き出し口11
を通じてプラズマ処理室10内に処理ガスを均等に供給
するようになっている。
A buffer chamber 10 of a processing gas supply unit is formed below the row of the permanent magnets 7. A processing gas is supplied to the buffer chamber 10 through a processing gas supply source (not shown) and a processing gas supply pipe 12. The buffer chamber 10 has a blowout port 11
Through, the processing gas is evenly supplied into the plasma processing chamber 10.

【0029】前記石英窓3の上方には、空洞共振器13
が設置されている。この空洞共振器13は、TM01モ
ードに作られている。この空洞共振器13には、前記モ
ードに電界の方向を合わせて、同軸導波管15が接続さ
れている。この同軸導波管15は、マイクロ波電源(図
示せず)に接続されている。前記空洞共振器13におけ
る石英窓3側の面には、スロットアンテナのスロット1
4が複数個設けられている。各スロット14とも、空洞
共振器13内の電界に対して直角方向に設けられてお
り、空洞共振器13からプラズマ処理室1内に効率良く
マイクロ波を放射させるようにしている。
Above the quartz window 3, a cavity resonator 13 is provided.
Is installed. This cavity resonator 13 is made in the TM01 mode. A coaxial waveguide 15 is connected to the cavity resonator 13 so that the electric field direction is aligned with the mode. The coaxial waveguide 15 is connected to a microwave power source (not shown). The slot 1 of the slot antenna is provided on the surface of the cavity resonator 13 on the quartz window 3 side.
A plurality of 4 are provided. Each slot 14 is provided in a direction perpendicular to the electric field in the cavity resonator 13 so that microwaves can be efficiently radiated from the cavity resonator 13 into the plasma processing chamber 1.

【0030】次に、前記第1の実施例のプラズマ処理装
置の作用に関連して、本発明プラズマ処理方法の一例を
説明する。
Next, an example of the plasma processing method of the present invention will be described with reference to the operation of the plasma processing apparatus of the first embodiment.

【0031】前記処理ガス供給管12よりエッチングガ
スとしてCL2を供給しながら排気管5より排気し、プ
ラズマ処理室1内を0.5Paの圧力に設定する。
CL 2 as an etching gas is supplied from the processing gas supply pipe 12 and exhausted from the exhaust pipe 5 to set the pressure in the plasma processing chamber 1 to 0.5 Pa.

【0032】また、ステージ電極2上に、処理すべき基
板4を載置し、さらにステージ電極2に高周波電源6を
通じて高周波バイアスを印加する。
The substrate 4 to be processed is placed on the stage electrode 2, and a high frequency bias is applied to the stage electrode 2 through a high frequency power source 6.

【0033】ついで、マイクロ波電源(図示せず)より
2.45GHzのマイクロ波を発生させ、そのマイクロ
波を同軸導波管15により発振させて空洞共振器13に
供給し、前記マイクロ波をスロットアンテナのスロット
14によりエネルギー密度を高めてプラズマ処理室1内
に均一に放射し、プラズマを発生させる。
Then, a microwave of 2.45 GHz is generated from a microwave power source (not shown), the microwave is oscillated by the coaxial waveguide 15 and supplied to the cavity resonator 13, and the microwave is slotted. The energy density is increased by the slot 14 of the antenna and is uniformly radiated into the plasma processing chamber 1 to generate plasma.

【0034】そして、ねじ9を回転操作し、スライドベ
ース8を移動させ、使用しているエッチングガスである
CL2の特性に合わせて各永久磁石7をプラズマ処理室
1の外壁面に接近,離間する方向に移動させ、プラズマ
処理室1内に安定したプラズマを発生させ得るように調
節する。
Then, the screw 9 is rotated to move the slide base 8 so that each permanent magnet 7 approaches and separates from the outer wall surface of the plasma processing chamber 1 in accordance with the characteristics of the etching gas CL 2 used. And is adjusted so that stable plasma can be generated in the plasma processing chamber 1.

【0035】実験の結果、エッチングガスがCL2の場
合、各永久磁石7の位置をプラズマ処理室1の外壁面か
ら100mm程度離れた位置に設定すると、プラズマ処理
室1内の磁束密度はプラズマ処理室1の内壁面の近傍で
0.09T以下となり、この状態では永久磁石7と永久
磁石17とにより形成された多極カスプ磁場により、プ
ラズマのプラズマ処理室1外への拡散が防止され、ステ
ージ電極2上に載置されている基板4上に均一なプラズ
マを形成でき、安定したプラズマを発生させることがで
きた。
As a result of the experiment, when the etching gas is CL 2 and the position of each permanent magnet 7 is set to a position about 100 mm away from the outer wall surface of the plasma processing chamber 1, the magnetic flux density in the plasma processing chamber 1 is determined by the plasma processing. It becomes 0.09 T or less near the inner wall surface of the chamber 1, and in this state, the multipole cusp magnetic field formed by the permanent magnets 7 and 17 prevents the diffusion of plasma to the outside of the plasma processing chamber 1, A uniform plasma could be formed on the substrate 4 placed on the electrode 2, and stable plasma could be generated.

【0036】一方、永久磁石7の位置をプラズマ処理室
1の外壁面から2〜3mm程度離れた位置に設定した場合
には、プラズマ処理室1の内壁面の近傍で磁束密度は
0.13T程度となる。この状態では、スロットアンテ
ナのスロット14のうちの、一部のスロット14の下だ
けが明るく発光する部分が現われ、その発光位置が他の
スロット14の下に移動するという現象が発生した。
On the other hand, when the position of the permanent magnet 7 is set to a position separated from the outer wall surface of the plasma processing chamber 1 by about 2 to 3 mm, the magnetic flux density near the inner wall surface of the plasma processing chamber 1 is about 0.13T. Becomes In this state, of the slots 14 of the slot antenna, a part where only some of the slots 14 emit light brightly appears, and the light emission position moves to below the other slots 14.

【0037】他方、エッチングガスがSF6の場合、プ
ラズマ処理室1の外壁面から10mm離れた位置に永久磁
石7を設定した状態では、プラズマ処理室1内のエッチ
ングガスの圧力が1Pa以下の条件ではプラズマが殆ど
発生しなかった。これに対して、プラズマ処理室1の外
壁面から永久磁石7を2〜3mm離れた位置に設定する
と、エッチングガスの圧力が0.3Paまで安定したプ
ラズマを発生させることができた。
On the other hand, when the etching gas is SF 6 , the pressure of the etching gas in the plasma processing chamber 1 is 1 Pa or less when the permanent magnet 7 is set at a position 10 mm away from the outer wall surface of the plasma processing chamber 1. Almost no plasma was generated. On the other hand, when the permanent magnet 7 was set at a position 2 to 3 mm away from the outer wall surface of the plasma processing chamber 1, stable plasma could be generated up to an etching gas pressure of 0.3 Pa.

【0038】このように、プラズマの発生を補助する磁
場発生手段に永久磁石7を用いた場合に、この永久磁石
7を、使用する処理ガスの特性に合わせてプラズマ処理
室1の外壁面に接近,離間する方向に移動させることに
より、プラズマ処理室1内に安定したプラズマを発生さ
せることが可能となる。
As described above, when the permanent magnet 7 is used as the magnetic field generating means for assisting the plasma generation, the permanent magnet 7 approaches the outer wall surface of the plasma processing chamber 1 according to the characteristics of the processing gas used. By moving in the separating direction, stable plasma can be generated in the plasma processing chamber 1.

【0039】次に、単一の基板4上に多層に形成した膜
をエッチングする場合には、異種類のエッチングガスを
時間的間隔をおいて供給して処理する。このようなプラ
ズマ処理時において、大きなイオン化エネルギーが必要
なエッチングガスの場合には、スライドベース8および
ねじ9を介して、永久磁石7をプラズマ処理室1の外壁
面に接近する方向に移動させて磁束密度を高くし、イオ
ン化の確率を高くする。反対に、小さいイオン化エネル
ギーで足りるエッチングガスの場合には、スライドベー
ス8およびねじ9を介して、永久磁石7をプラズマ処理
室1の外壁面から遠ざかる方向に移動させ、磁束密度を
下げ、イオン化の確率を低くする。
Next, when etching a multi-layered film on a single substrate 4, different kinds of etching gases are supplied at time intervals and processed. In the case of etching gas that requires a large ionization energy during such plasma processing, the permanent magnet 7 is moved in a direction approaching the outer wall surface of the plasma processing chamber 1 via the slide base 8 and the screw 9. Increase the magnetic flux density and increase the probability of ionization. On the other hand, in the case of an etching gas that requires only a small ionization energy, the permanent magnet 7 is moved in a direction away from the outer wall surface of the plasma processing chamber 1 via the slide base 8 and the screw 9 to lower the magnetic flux density and to reduce the ionization. Lower the probability.

【0040】これにより、多層の膜を連続的にエッチン
グすることができる。
As a result, the multilayer film can be continuously etched.

【0041】なお、この第1の実施例において、ねじ9
を可逆モータに連結し、自動的に回転操作するようにし
ても良い。
In the first embodiment, the screw 9
May be connected to a reversible motor and automatically rotated.

【0042】次に、図2は本発明プラズマ方法を実施す
るためのプラズマ処理装置の第2の実施例を示す縦断面
図である。
Next, FIG. 2 is a vertical sectional view showing a second embodiment of the plasma processing apparatus for carrying out the plasma method of the present invention.

【0043】この第2の実施例のプラズマ処理装置で
は、磁場発生手段として、前述の永久磁石7に代えてソ
レノイド18が設けられている。
In the plasma processing apparatus of the second embodiment, a solenoid 18 is provided as the magnetic field generating means in place of the permanent magnet 7 described above.

【0044】前記ソレノイド18は、電源19に接続さ
れている。この電源19には、磁場強度調節手段として
コントローラ20が設けられている。
The solenoid 18 is connected to a power source 19. The power supply 19 is provided with a controller 20 as a magnetic field strength adjusting means.

【0045】そして、この第2の実施例では、使用する
処理ガスの特性に合わせて、コントローラ20により電
源19からソレノイド18に供給する電力を制御し、プ
ラズマ処理室1内に安定したプラズマを発生させるよう
にしている。
In the second embodiment, the controller 20 controls the electric power supplied from the power source 19 to the solenoid 18 in accordance with the characteristics of the processing gas to be used to generate stable plasma in the plasma processing chamber 1. I am trying to let you.

【0046】この第2の実施例の他の構成,作用につい
ては、前記第1の実施例と同様である。
The other structure and operation of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明した本発明の請求項1記載の発
明によれば、プラズマの発生を補助する磁場の強度を、
使用する処理ガスの特性に合わせて変化させるようにし
ているので、使用する処理ガスの種類が異なっても、プ
ラズマ処理室内に安定したプラズマを発生させ得る効果
がある。
According to the invention described in claim 1 of the present invention described above, the strength of the magnetic field for assisting the generation of plasma is
Since it is changed according to the characteristics of the processing gas used, there is an effect that stable plasma can be generated in the plasma processing chamber even if the type of processing gas used is different.

【0048】また、本発明の請求項2記載の発明によれ
ば、予め決められた時間的間隔をおいて、プラズマ処理
室内に異種類の処理ガスを供給し、処理するプラズマ処
理方法において、前記磁場の強度を、各々の処理ガスの
特性に合わせて変化させるようにしているので、単一の
基板に形成した多層の膜を異なる特性を持ったエッチン
グガスによりエッチングする場合であっても、各々の処
理ガスであるエッチングガスの特性に合わせて、安定し
たプラズマを発生させることが可能となり、したがって
多層の膜を連続的に処理し得る効果がある。
According to the second aspect of the present invention, in the plasma processing method of supplying and processing different kinds of processing gas into the plasma processing chamber at a predetermined time interval, Since the strength of the magnetic field is changed according to the characteristics of each processing gas, even when etching a multi-layer film formed on a single substrate with etching gases having different characteristics, It becomes possible to generate stable plasma in accordance with the characteristics of the etching gas which is the processing gas of (3), and therefore, it is possible to continuously process a multilayer film.

【0049】さらに、本発明の請求項3記載の発明によ
れば、プラズマの発生を補助する磁場発生手段に、磁場
の強度を処理ガスの特性に合わせて変化させる磁場強度
調節手段を取り付けているので、使用する処理ガスの特
性に対応させて磁場の強度を変化させ、プラズマ処理室
内に安定したプラズマを発生させることができ、したが
って本発明方法を的確に実施し得る効果がある。
Further, according to the third aspect of the present invention, the magnetic field strength adjusting means for changing the strength of the magnetic field according to the characteristics of the processing gas is attached to the magnetic field generating means for assisting the generation of plasma. Therefore, the strength of the magnetic field can be changed in accordance with the characteristics of the processing gas to be used, and stable plasma can be generated in the plasma processing chamber. Therefore, the method of the present invention can be carried out appropriately.

【0050】そして、本発明の請求項4記載の発明によ
れば、前記磁場発生手段として永久磁石を用いたプラズ
マ処理装置において、前記磁場強度調節手段を、永久磁
石の位置をプラズマ処理室の外壁面に接近,離間する方
向に移動可能に構成しており、さらに本発明の請求項5
記載の発明によれば、前記磁場発生手段としてソレノイ
ドを用いたプラズマ処理装置において、前記磁場強度調
節手段を、ソレノイドに供給する電力を制御可能に構成
しているので、それぞれ前記本発明方法を、より一層的
確に実施し得る効果がある。
According to a fourth aspect of the present invention, in the plasma processing apparatus using a permanent magnet as the magnetic field generating means, the magnetic field strength adjusting means is arranged so that the position of the permanent magnet is outside the plasma processing chamber. It is configured to be movable in a direction of approaching and separating from a wall surface, and the invention according to claim 5
According to the invention described above, in the plasma processing apparatus using a solenoid as the magnetic field generating means, the magnetic field strength adjusting means is configured to be able to control the electric power supplied to the solenoid. There is an effect that can be implemented more accurately.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明方法を実施するためのプラズマ処理装置
の第1の実施例を示す縦断面図である。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing a first embodiment of a plasma processing apparatus for carrying out the method of the present invention.

【図2】本発明方法を実施するためのプラズマ処理装置
の第2の実施例を示す縦断面図である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the plasma processing apparatus for carrying out the method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…プラズマ処理室、2…ステージ電極、3…石英窓、
4…基板、6…高周波電源、7…プラズマの発生を補助
する磁場発生手段である永久磁石、8…永久磁石の磁場
強度調節手段を構成しているスライドベース、9…スラ
イドベースを移動させるねじ、10…バッファ室、11
…処理ガスの吹き出し口、12…処理ガス供給管、13
…空洞共振器、14…スロットアンテナのスロット、1
5…同軸導波管、17…永久磁石、18…プラズマの発
生を補助する磁場発生手段であるソレノイド、19…ソ
レノイドの電源、20…磁場強度調節手段であるコント
ローラ。
1 ... Plasma processing chamber, 2 ... Stage electrode, 3 ... Quartz window,
4 ... Substrate, 6 ... High frequency power source, 7 ... Permanent magnet which is a magnetic field generating means for assisting plasma generation, 8 ... Slide base which constitutes magnetic field strength adjusting means of permanent magnet, 9 ... Screw for moving the slide base 10 ... buffer room, 11
... Processing gas outlet, 12 ... Processing gas supply pipe, 13
… Cavity resonator, 14… Slot antenna slot, 1
5 ... Coaxial waveguide, 17 ... Permanent magnet, 18 ... Solenoid as magnetic field generating means for assisting plasma generation, 19 ... Solenoid power supply, 20 ... Controller as magnetic field strength adjusting means.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 スロットアンテナよりプラズマ処理室内
にマイクロ波を放射し、プラズマを発生させるととも
に、プラズマ処理室内に処理ガスを供給し、基板をプラ
ズマ処理するプラズマ処理方法において、プラズマの発
生を補助する磁場の強度を、使用する処理ガスの特性に
合わせて変化させることを特徴とするプラズマ処理方
法。
1. A plasma processing method in which microwaves are radiated from a slot antenna into a plasma processing chamber to generate plasma and a processing gas is supplied into the plasma processing chamber to perform plasma processing on a substrate to assist plasma generation. A plasma processing method characterized in that the strength of a magnetic field is changed according to the characteristics of a processing gas to be used.
【請求項2】 予め決められた時間的間隔をおいて、プ
ラズマ処理室内に異種類の処理ガスを供給し、処理する
プラズマ処理方法において、前記磁場の強度を、各々の
処理ガスの特性に合わせて変化させることを特徴とする
請求項1記載のプラズマ処理方法。
2. In a plasma processing method, wherein different kinds of processing gases are supplied into a plasma processing chamber at predetermined time intervals to process the plasma, the strength of the magnetic field is adjusted to the characteristics of each processing gas. 2. The plasma processing method according to claim 1, wherein the plasma processing method is changed.
【請求項3】 スロットアンテナよりプラズマ処理室内
にマイクロ波を放射し、プラズマを発生させるプラズマ
発生手段と、プラズマの発生を補助する磁場発生手段
と、プラズマ処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供
給部とを有するプラズマ処理装置において、前記磁場発
生手段に、磁場の強度を処理ガスの特性に合わせて変化
させる磁場強度調節手段を取り付けたことを特徴とする
プラズマ処理装置。
3. A plasma generating means for generating a plasma by radiating a microwave into the plasma processing chamber from a slot antenna, a magnetic field generating means for assisting the generation of the plasma, and a processing gas supply for supplying a processing gas into the plasma processing chamber. A plasma processing apparatus having a section, wherein the magnetic field generating means is equipped with magnetic field strength adjusting means for changing the strength of the magnetic field according to the characteristics of the processing gas.
【請求項4】 前記磁場発生手段として永久磁石を用い
たプラズマ処理装置において、前記磁場強度調節手段
を、永久磁石の位置をプラズマ処理室の外壁面に接近,
離間する方向に移動可能に構成したことを特徴とする請
求項3記載のプラズマ処理装置。
4. A plasma processing apparatus using a permanent magnet as the magnetic field generating means, wherein the magnetic field strength adjusting means controls the position of the permanent magnet to approach an outer wall surface of the plasma processing chamber,
The plasma processing apparatus according to claim 3, wherein the plasma processing apparatus is configured to be movable in a direction of separating from each other.
【請求項5】 前記磁場発生手段としてソレノイドを用
いたプラズマ処理装置において、前記磁場強度調節手段
を、ソレノイドに供給する電力を制御可能に構成したこ
とを特徴とする請求項3記載のプラズマ処理装置。
5. The plasma processing apparatus according to claim 3, wherein in the plasma processing apparatus using a solenoid as the magnetic field generating means, the magnetic field strength adjusting means is configured to control the electric power supplied to the solenoid. .
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