JPH06267903A - Plasma device - Google Patents

Plasma device

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JPH06267903A
JPH06267903A JP6013981A JP1398194A JPH06267903A JP H06267903 A JPH06267903 A JP H06267903A JP 6013981 A JP6013981 A JP 6013981A JP 1398194 A JP1398194 A JP 1398194A JP H06267903 A JPH06267903 A JP H06267903A
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plasma
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processing chamber
processing
plasma device
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Jiro Hata
次郎 畑
Nobuo Ishii
信雄 石井
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Tokyo Electron Ltd
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Tokyo Electron Ltd
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Abstract

PURPOSE:To uniformize the density of plasma in a plasma device, wherein the plasma is generated in a treating chamber by means of high-frequency induction and a treatment is performed on a material to be treated in the treating chamber. CONSTITUTION:A plasma device has a chamber constituted for performing a plasma treatment on a wafer W on a placement base 4 and is provided with an antenna for forming an induction field in the vicinity of the wafer W by feeding a high frequency from a high-frequency power supply 21 provided on the outside of this chamber 2 via an upper wall 3, which is an insulator, and a thin plate 24, which is arranged in such a way that at least one part of the plate 24 is superposed on the antenna and consists of a normal magnetic material. Thereby, a plasma generating region is displaced and the density of plasma can be uniformized.

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、プラズマ装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma device.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、LSI等の半導体デバイスの製
造工程を例にとって説明すると、エッチング、アッシン
グ、CVD、スパッタリングなどの各種プロセスにおい
て、処理ガスのイオン化や化学反応を促進するために、
プラズマを発生させるプラズマ装置が多く利用されてい
るが、近年では、半導体ウエハ(以下、「ウエハ」とい
う)などの被処理体に施すパターンの微細化が進むにつ
れ、プラズマのエネルギー密度分布、及びプラズマとサ
セプタとの間のバイアス電位をより高い精度で調整した
り、電極からの重金属汚染を減少させる観点から、渦巻
状のアンテナを用いるいわゆる高周波誘導方式のプラズ
マ装置が提案されている。
2. Description of the Related Art For example, a manufacturing process of a semiconductor device such as an LSI will be described as an example. In order to promote ionization and a chemical reaction of a processing gas in various processes such as etching, ashing, CVD and sputtering,
Plasma devices that generate plasma are widely used, but in recent years, as the pattern to be applied to an object to be processed such as a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a “wafer”) has become finer, the energy density distribution of the plasma and the plasma From the viewpoint of adjusting the bias potential between the susceptor and the susceptor with higher accuracy and reducing heavy metal contamination from the electrodes, a so-called high-frequency induction type plasma device using a spiral antenna has been proposed.

【0003】例えば欧州特許公開明細書第379828
号に開示されているように、気密に構成された処理容器
(チャンバ)におけるウエハ載置台と対向部分(一般に
上壁部分)を石英ガラス等の絶縁物で構成し、その外側
の壁面にスパイラル状のアンテナを固定しこれに高周波
電流を流して処理容器内に高周波電磁場を作り、これに
よって処理容器内に供給される処理ガスを電離させ、プ
ラズマを生成するようにしている。かかる方式を用いる
プラズマ装置では、アンテナの真下に位置する処理容器
内の空間にプラズマが生成される。
For example, European Patent Publication No. 379828.
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 2000-331, the wafer mounting table and the facing portion (generally the upper wall portion) of the hermetically sealed processing container (chamber) are made of an insulating material such as quartz glass, and the outer wall surface has a spiral shape. The antenna is fixed and a high-frequency current is passed through the antenna to create a high-frequency electromagnetic field in the processing container, whereby the processing gas supplied into the processing container is ionized and plasma is generated. In the plasma apparatus using such a system, plasma is generated in the space inside the processing container located directly below the antenna.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記した
従来のプラズマ装置によれば、次のような問題がある。
即ち、一般的にプラズマの生成密度は、スパイラル状の
アンテナの半径方向における中心と外側との中間部に対
応する位置でプラズマ密度が最も高く、それより内側及
び外側に向かうほどプラズマ密度が低くなっている。即
ちプラズマ密度が均一ではない。そのためプラズマ処理
についての均一性、再現性が未だ十分ではなかった。ま
たかかるプラズマ密度の調整を行うための方法も十分に
開示されていなかった。
However, the above-described conventional plasma device has the following problems.
That is, generally, the plasma generation density is highest at the position corresponding to the center between the center and the outside in the radial direction of the spiral antenna, and the plasma density becomes lower toward the inside and outside. ing. That is, the plasma density is not uniform. Therefore, the uniformity and reproducibility of the plasma treatment have not been sufficient. Further, the method for adjusting the plasma density has not been sufficiently disclosed.

【0005】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、高周波誘導方式において被処理体における被処理
面付近のプラズマ密度の均一性を向上させてプラズマ処
理における均一性、再現性に優れ、またプラズマ密度の
調整も可能としたプラズマ装置を提供することをその目
的とするものである。
The present invention has been made in view of the above points, and in the high frequency induction method, the uniformity of the plasma density in the vicinity of the surface to be processed of the object to be processed is improved to provide excellent uniformity and reproducibility in the plasma processing. Another object of the present invention is to provide a plasma device capable of adjusting the plasma density.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明によれば、下記に掲げるプラズマ装置が提供さ
れる。まず請求項1によれば、サセプタ上の被処理体に
対してプラズマ処理を施すべく構成された処理室と、前
記処理室の外側における前記被処理体に対応する部分に
絶縁体を介して設けられ、かつ高周波電力の供給によっ
て前記被処理体近傍に誘導電界を形成するための誘導手
段と、少なくともその一部が前記誘導手段と重なるよう
に配置された常磁性体部材とを具備したことを特徴とす
る、プラズマ装置が提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, the following plasma device is provided. First, according to claim 1, a processing chamber configured to perform a plasma process on an object to be processed on a susceptor, and a portion outside the processing chamber corresponding to the object to be processed are provided via an insulator. And a paramagnetic member disposed so as to form an induction electric field in the vicinity of the object to be processed by supplying high frequency power, and a paramagnetic member arranged so that at least a part thereof overlaps the induction means. A featured plasma device is provided.

【0007】かかる場合、前記誘導手段を構成する誘導
部材を、請求項2に記載したように単一の渦巻状に形成
してもよく、また請求項3に記載したように、単一のル
ープ状に形成してもよい。
In such a case, the guiding member constituting the guiding means may be formed in a single spiral shape as described in claim 2, and as described in claim 3, a single loop. You may form in a shape.

【0008】さらに請求項4に記載したように、前記誘
導手段を2以上の誘導部材によって構成することとし、
各誘導部材は単一の渦巻状としてこれらを同心状に配置
させてもよく、また請求項5に記載したように、各誘導
部材は単一のループ状としてこれらを同心状に配置させ
てもよい。
Further, as described in claim 4, the guiding means is constituted by two or more guiding members,
Each guide member may be arranged in a concentric manner as a single spiral, or as described in claim 5, each guide member may be arranged in a concentric manner as a single loop. Good.

【0009】また前記したように誘導手段を2以上の誘
導部材によって構成する場合、請求項6に記載したよう
に、単一の渦巻状の誘導部材と、単一のループ状の誘導
部材との組合わせであってもよい。
When the guiding means is composed of two or more guiding members as described above, a single spiral guiding member and a single loop-shaped guiding member are used as described in claim 6. It may be a combination.

【0010】そして前記したしように、誘導部材が複数
ある場合、請求項7に記載したように、各誘導部材に供
給される高周波電力を各々独立して制御するように構成
してもよい。
As described above, when there are a plurality of induction members, the high frequency power supplied to each induction member may be independently controlled as described in claim 7.

【0011】さらに以上のようにして構成される各プラ
ズマ装置において、請求項8に記載したように、その常
磁性体部材を板状としてもよく、またさらに請求項9に
記載したように、この常磁性体部材を銅で構成してもよ
い。
Further, in each of the plasma devices constructed as described above, the paramagnetic member may be plate-shaped as described in claim 8, and further, as described in claim 9, The paramagnetic member may be made of copper.

【0012】一方請求項10によれば、サセプタ上の被
処理体に対してプラズマ処理を施すべく構成された処理
室と、前記処理室の外側における前記被処理体に対応す
る部分に絶縁体を介して設けられ、かつ高周波電力の供
給によって前記被処理体近傍に誘導電界を形成するため
の誘導手段とを具備し、前記誘導手段はその中央部に空
間領域を有するスパイラル状をなす誘導部材によって構
成されたことを特徴とする、プラズマ装置が提供され
る。
On the other hand, according to a tenth aspect of the present invention, an insulating material is provided in a processing chamber configured to perform plasma processing on the object to be processed on the susceptor, and a portion outside the processing chamber corresponding to the object to be processed. And a guiding means for forming a guiding electric field in the vicinity of the object to be processed by supplying high frequency power, the guiding means being a spiral guiding member having a space region in the center thereof. Provided is a plasma device characterized in that it is configured.

【0013】この場合、請求項11に記載したように、
その外側部と中心部とでピッチが異なるスパイラル状を
なす誘導部材によって前記誘導手段を構成してもよい。
また請求項12に記載したように、前記した請求項1〜
11に記載したプラズマ装置において、さらに被処理体
に高周波バイアスを印加する高周波印加手段設けた構成
としてもよい。
In this case, as described in claim 11,
The guiding means may be constituted by a spiral guiding member having a pitch different between the outer portion and the central portion.
In addition, as described in claim 12, the above-mentioned claim 1
In the plasma apparatus described in 11, the high frequency applying means for applying a high frequency bias to the object to be processed may be further provided.

【0014】一方請求項13によれば、プラズマ発生部
とプラズマ処理部とから構成され、前記プラズマ発生部
で発生されたプラズマ流を前記プラズマ処理部の処理室
内に導入することにより、その処理室内においてサセプ
タ上に載置固定された被処理体に対してプラズマ処理を
施すためのプラズマ装置であって、前記プラズマ発生部
には、高周波電流を印加することにより絶縁部材を介し
て前記処理室内に交番電界を形成するアンテナ手段と、
前記プラズマ発生部を囲むように配置され前記交番電界
と直交する方向に静磁場を形成する第1の磁場形成手段
とが設けられ、前記交番電界と静磁場とを適当に調整す
ることにより、前記処理室内に電子サイクロトロン共鳴
領域を形成するように構成し、さらに前記プラズマ処理
部には、前記処理室を囲むように配設され前記処理室内
に導入された前記プラズマ流を前記被処理体に対して整
形保持するための第2の磁場形成手段が設けられている
ことを特徴とする、プラズマ装置が提供される。
On the other hand, according to a thirteenth aspect of the present invention, it comprises a plasma generating section and a plasma processing section, and the plasma flow generated in the plasma generating section is introduced into the processing chamber of the plasma processing section, whereby the processing chamber of the plasma processing section is introduced. In the plasma device for performing a plasma process on an object to be processed mounted and fixed on a susceptor, the plasma generating unit is placed in the process chamber through an insulating member by applying a high frequency current. Antenna means for forming an alternating electric field,
A first magnetic field forming unit that is arranged so as to surround the plasma generating unit and forms a static magnetic field in a direction orthogonal to the alternating electric field is provided, and by appropriately adjusting the alternating electric field and the static magnetic field, It is configured to form an electron cyclotron resonance region in the processing chamber, and further, in the plasma processing unit, the plasma flow introduced into the processing chamber is provided to surround the processing chamber with respect to the object to be processed. There is provided a plasma device characterized in that a second magnetic field forming means for shaping and holding the same is provided.

【0015】かかる場合、請求項14に記載したよう
に、前記絶縁部材が前記処理室に連通するプラズマ発生
室を形成し、前記アンテナ手段がそのプラズマ発生室の
外周部を少なくとも1巻きするように配置構成されよう
にしてもよい。
In this case, as described in claim 14, the insulating member forms a plasma generating chamber communicating with the processing chamber, and the antenna means makes at least one turn around the outer peripheral portion of the plasma generating chamber. It may be arranged.

【0016】また請求項15に記載したように、前記絶
縁部材が前記処理室の壁部の少なくとも一部を構成し、
前記アンテナ手段を前記絶縁部材の外壁部表面に略平行
に配置された単一の渦巻状のアンテナとして構成しても
よい。
According to a fifteenth aspect, the insulating member constitutes at least a part of a wall portion of the processing chamber,
The antenna means may be configured as a single spiral antenna arranged substantially parallel to the outer wall surface of the insulating member.

【0017】さらに請求項16に記載したように、前記
絶縁部材が前記処理室の壁部の少なくとも一部を構成
し、前記アンテナ手段が前記絶縁部材の外壁部表面に略
平行に配置された2以上のアンテナ部材によって構成さ
れ、各アンテナ部材を各々渦巻状のアンテナとしてこれ
らを同心状に配置させてもよい。またこの場合、請求項
17に記載したように、各アンテナ部材をループ状のア
ンテナとしてこれらを同心状に配置させてもよい。
Further, as described in claim 16, the insulating member constitutes at least a part of a wall portion of the processing chamber, and the antenna means is arranged substantially parallel to an outer wall surface of the insulating member. The antenna members may be configured as described above, and each antenna member may be a spiral antenna and may be arranged concentrically. Further, in this case, as described in claim 17, the antenna members may be loop-shaped antennas and arranged concentrically.

【0018】また請求項18に記載したように、前記ア
ンテナ部材を渦巻状のアンテナとループ状のアンテナと
の2種類を用意し、これらを適宜組み合わせて、これら
を同心状に配置させるようにしてもよい。
Further, as described in claim 18, two kinds of the antenna member, that is, a spiral antenna and a loop antenna, are prepared, and these are appropriately combined to arrange them concentrically. Good.

【0019】そして前記した各プラズマ装置においてア
ンテナ部材が複数ある場合、請求項19に記載したよう
に、これら各アンテナ部材に印加される高周波電流が、
各々独立して制御される如く構成してもよい。
When there are a plurality of antenna members in each of the plasma devices, the high frequency current applied to each of the antenna members is as described in claim 19.
You may comprise so that each may be controlled independently.

【0020】さらにまた請求項20に記載したように、
前記アンテナ手段に100MHz以下の周波数の高周波
電流を流し、その周波数に対応する磁束密度の磁場を前
記第1の磁場形成手段により形成するようにしてECR
条件を達成するようにしてもよい。
Furthermore, as described in claim 20,
A high-frequency current having a frequency of 100 MHz or less is passed through the antenna means, and a magnetic field having a magnetic flux density corresponding to the frequency is formed by the first magnetic field forming means so that the ECR is performed.
The condition may be achieved.

【0021】また一方、請求項21によれば、サセプタ
上に載置固定された被処理体に対してプラズマ処理を施
すべく気密に構成された処理室を備え、その処理室の壁
部の少なくとも一部が絶縁部材から構成され、第1の高
周波電源から高周波電流を印加することにより処理室内
の所望の領域に回転電界を形成することが可能な誘導電
界形成手段を前記絶縁部材の外面部に配し、前記処理室
の外部であってかつ前記誘導電界形成手段の近傍に磁極
材を配し、被処理体の処理面に対して略平行な平面で切
断した前記磁極材の断面積を少なくともその処理面の面
積よりも広くし、かつ前記磁極材の厚みを少なくとも印
加された高周波電流により励起された反磁場の影響を無
視できる程度とし、前記サセプタには前記第1の高周波
電源とは独立して調整可能な第2の高周波電源によりバ
イアス電位を印加することが可能なように構成されてい
ることを特徴とする、プラズマ装置が提供される。
On the other hand, according to a twenty-first aspect of the present invention, there is provided a processing chamber airtightly configured to perform plasma processing on the object to be processed mounted and fixed on the susceptor, and at least a wall portion of the processing chamber. A part of the insulating member is an induction field forming means capable of forming a rotating electric field in a desired region in the processing chamber by applying a high frequency current from the first high frequency power source to the outer surface of the insulating member. A magnetic pole material is disposed outside the processing chamber and in the vicinity of the induction electric field forming means, and a cross-sectional area of the magnetic pole material cut at a plane substantially parallel to the processing surface of the object to be processed is at least It is made larger than the area of the processing surface, and the thickness of the magnetic pole material is set to such a degree that the influence of the demagnetizing field excited by the applied high frequency current can be ignored, and the susceptor is independent of the first high frequency power supply. do it Characterized in that it is configured to be able to apply a bias potential by the second high-frequency power source capable of settling, the plasma apparatus is provided.

【0022】かかる場合、請求項22に記載したよう
に、前記誘導電界形成手段が少なくとも一巻きのループ
を有するループアンテナであってもよい。
In such a case, as described in claim 22, the induction electric field forming means may be a loop antenna having a loop of at least one turn.

【0023】また前記誘導電界形成手段を2以上のアン
テナ部材によって構成して、さらに請求項23に記載し
たように、各アンテナ部材を各々ループ状のアンテナと
して、これらを同心状に配置するようにしてもよい。
Further, the induction electric field forming means is composed of two or more antenna members, and as described in claim 23, each antenna member is a loop antenna, and these are arranged concentrically. May be.

【0024】そして前記誘導電界形成手段を2以上のア
ンテナ部材によって構成した場合、請求項24に記載し
たように、前記各アンテナ部材に印加される高周波電流
が、各々独立して制御されるように構成してもよい。
When the induction electric field forming means is composed of two or more antenna members, the high frequency current applied to each of the antenna members is independently controlled as described in claim 24. You may comprise.

【0025】他方、以上の構成にかかるプラズマ装置に
おける前記磁極材を、請求項25に記載したように、ソ
フトフェライトで構成してもよい。
On the other hand, the magnetic pole material in the plasma device having the above structure may be made of soft ferrite as described in claim 25.

【0026】また請求項26に記載したように、プラズ
マの密度分布を相対的に高めたい領域に作用する磁場を
形成する前記磁極材部分の厚みを、その他の領域に作用
する磁場を形成する前記磁極材部分の厚みよりも厚く形
成したことを特徴とする構成としてもよい。
According to a twenty-sixth aspect of the present invention, the thickness of the magnetic pole material portion that forms a magnetic field that acts on a region where the plasma density distribution is desired to be relatively increased, and the magnetic field that acts on other regions are formed. The magnetic pole material may be thicker than the thickness of the magnetic pole material.

【0027】[0027]

【作用】請求項1によれば、高周波電力の供給によって
前記被処理体近傍に誘導電界を形成するための誘導手段
と常磁性体の一部が重なっているので、発生した磁束は
この常磁性体を貫通することはない。そのことにより、
発生したプラズマの生成領域を変位させることが可能で
ある。かかる場合、前記誘導手段を構成する誘導部材
が、請求項2に記載したような単一の渦巻状や請求項3
に記載したような単一のループ状の場合には、比較的均
一なプラズマが発生する。
According to the present invention, since the induction means for forming an induction electric field in the vicinity of the object to be processed by the supply of the high frequency electric power and a part of the paramagnetic material are overlapped with each other, the generated magnetic flux is the paramagnetic material. It does not penetrate the body. By that,
It is possible to displace the generation region of the generated plasma. In such a case, the guiding member forming the guiding means has a single spiral shape as described in claim 2 or claim 3
In the case of a single loop as described in 1., a relatively uniform plasma is generated.

【0028】また請求項4に記載したように、前記誘導
手段を2以上の誘導部材によって構成することとし、各
誘導部材は単一の渦巻状としてこれらを同心状に配置さ
せたり、請求項5に記載したように、単一のループ状と
してこれらを同心状に配置させた場合にも、誘起される
同心円状の交番電界の磁界強度が調整できる。かかる場
合、請求項6に記載したように、単一の渦巻状の誘導部
材と、単一のループ状の誘導部材との組合わせであって
もと同様な作用効果が得られ、より様々な調整が可能と
なる。
Further, as described in claim 4, the guiding means is constituted by two or more guiding members, each guiding member is formed as a single spiral, and these are arranged concentrically. As described above, even when these are arranged concentrically as a single loop, the magnetic field strength of the induced concentric alternating electric field can be adjusted. In such a case, as described in claim 6, even if a single spiral guide member and a single loop-shaped guide member are combined, the same operational effect can be obtained, and more various effects can be obtained. Adjustment is possible.

【0029】そして請求項7に記載したように、誘導部
材が複数ある場合において各誘導部材に供給される高周
波電力を各々独立して制御するように構成した場合に
は、個々の誘導部材によって誘起される交番電界の強度
が調整できるので、極めて精細で広範囲なプラズマ密度
の制御を行える。
When a plurality of induction members are provided and the high frequency power supplied to each induction member is independently controlled, the induction members are induced by the individual induction members. Since the strength of the alternating electric field generated can be adjusted, extremely fine and wide range plasma density control can be performed.

【0030】以上のようにして構成される各プラズマ装
置において、請求項8に記載したように、その常磁性体
部材を板状とした場合には、スペース的に装置構成とし
て採用しやすくしかも、均等に磁束の貫通をブロックで
きる。さらに請求項9に記載したように、この常磁性体
部材を銅で構成した場合には、導電性が良好なため、磁
束を妨げるうず電流の発生にとって好ましい。
In each of the plasma devices configured as described above, when the paramagnetic member is plate-shaped as described in claim 8, it is easy to employ as a device structure in terms of space and The penetration of magnetic flux can be blocked evenly. Further, as described in claim 9, when the paramagnetic member is made of copper, since the conductivity is good, it is preferable for generating an eddy current that obstructs the magnetic flux.

【0031】請求項10によれば、高周波電力の供給に
よって前記被処理体近傍に誘導電界を形成するための誘
導手段とは、その中央部に空間領域を有するスパイラル
状をなす誘導部材によって構成されているので、中心部
を縦方向に貫通する磁束の本数が減少し、誘起される交
番電界の磁界強度が小さくなり、プラズマ生成領域が半
径方向において外側に変位する。従ってこれを利用する
ことにより、プラズマ密度を均一化させることが可能に
なる。
According to the tenth aspect of the present invention, the induction means for forming an induction electric field in the vicinity of the object to be processed by supplying the high frequency power is constituted by a spiral induction member having a space region in the center thereof. Therefore, the number of magnetic fluxes vertically penetrating the central portion is reduced, the magnetic field strength of the induced alternating electric field is reduced, and the plasma generation region is displaced outward in the radial direction. Therefore, by utilizing this, it becomes possible to make the plasma density uniform.

【0032】この場合、請求項11に記載したように、
その外側部と中心部とでピッチが異なるスパイラル状を
なす誘導部材によって前記誘導手段を構成すれば、外側
部と中心部とにおいて、誘起される交番電界を相対的に
疎密にさせることが可能であり、これを利用してプラズ
マ密度を均一化させることが可能になる。
In this case, as described in claim 11,
If the guiding means is composed of a spiral guiding member having a different pitch between the outer portion and the central portion, it is possible to make the alternating electric field induced in the outer portion and the central portion relatively sparse and dense. This can be utilized to make the plasma density uniform.

【0033】また請求項12に記載したように、前記し
た請求項1〜11に記載したプラズマ装置において、さ
らに被処理体に高周波バイアスを印加する高周波印加手
段設けた構成とすれば、プラズマ中のイオンをより加速
させることが可能である。
According to a twelfth aspect of the invention, in the plasma apparatus according to the first to eleventh aspects of the invention, when the high frequency applying means for applying a high frequency bias to the object to be processed is further provided, It is possible to further accelerate the ions.

【0034】一方請求項13によれば、プラズマ発生部
に設置されたアンテナ手段に高周波電流を印加すること
により絶縁部材を介して処理室内に交番電界を形成する
ように構成されている。このように、請求項13に基づ
くプラズマ装置では、超高周波のマイクロ波を用いずに
ECR条件を達成するように構成されており、そのため
利用する周波数領域を比較的低い領域に、例えば100
MHz以下に設定することができる。従って、前記アン
テナ手段による交番電界と直交する方向に形成する静磁
場の磁束密度を小さくしても、ECR条件を達成するこ
とが可能となり、そのための第1の磁場形成手段の小型
化を図ることができる。また、ECR条件を達成するた
めに必要な磁場も小さいもので十分なので、プラズマ流
に対する発散磁界の影響を最小限にすることが可能であ
る。
On the other hand, according to a thirteenth aspect, an alternating electric field is formed in the processing chamber through the insulating member by applying a high frequency current to the antenna means installed in the plasma generating section. As described above, the plasma device according to the thirteenth aspect is configured to achieve the ECR condition without using the microwave of the ultra-high frequency. Therefore, the frequency region to be used is set to a relatively low region, for example, 100.
It can be set below MHz. Therefore, even if the magnetic flux density of the static magnetic field formed in the direction orthogonal to the alternating electric field by the antenna means is reduced, the ECR condition can be achieved, and the first magnetic field forming means for that purpose can be miniaturized. You can Also, a small magnetic field is sufficient to achieve the ECR condition, so the influence of the divergent magnetic field on the plasma flow can be minimized.

【0035】またさらに請求項13では、処理室を囲む
ように第2の磁場形成手段が設けられている。そのた
め、処理室内に導入されたプラズマ流の展開領域を被処
理体近傍の面状に拡大し、その処理領域に均一なプラズ
マ流を保持すると共に、プラズマ流の方向を被処理体の
処理面に対して垂直に方向付けることが可能となる。
Further, in the thirteenth aspect, the second magnetic field forming means is provided so as to surround the processing chamber. Therefore, the expansion area of the plasma flow introduced into the processing chamber is expanded to a planar shape near the object to be processed, and a uniform plasma flow is maintained in the processing area, and the direction of the plasma flow is directed to the processing surface of the object to be processed. It is possible to orient vertically.

【0036】請求項14によれば、アンテナ手段の巻き
数によってプラズマ状態を制御することが可能になる。
例えば絶縁部材により、円筒形状のプラズマ発生室を形
成し、その外周部をアンテナ手段で囲むように構成すれ
ば、均一な交番電界をプラズマ発生室のほぼ中央に形成
することが可能になると共に、プラズマ発生部とプラズ
マ処理部とを分離することができるので、プラズマ発生
条件及びプラズマ処理条件に関して、それぞれ別個のパ
ラメータを設定して制御することが可能となり、より高
精度のプラズマ処理を実施することができる。
According to claim 14, the plasma state can be controlled by the number of turns of the antenna means.
For example, if a cylindrical plasma generation chamber is formed by an insulating member and the outer peripheral portion of the plasma generation chamber is surrounded by an antenna means, a uniform alternating electric field can be formed at substantially the center of the plasma generation chamber. Since the plasma generation unit and the plasma processing unit can be separated, it becomes possible to set and control separate parameters for the plasma generation condition and the plasma processing condition, and to perform more highly accurate plasma processing. You can

【0037】また請求項15によれば、絶縁部材により
処理室の壁部の少なくとも一部、例えば上面を構成し、
渦巻アンテナをその絶縁部材の外壁部表面に略平行に配
置している。かかる構成により、その絶縁部材の内壁部
表面付近に直接ECR領域を形成することができるの
で、装置の簡略化及び小型化を達成することが可能とな
る。請求項16では、その場合の渦巻アンテナが2以上
同心状に配置されてるので、より広範囲のプラズマ密度
の制御が可能になっている。請求項17のように各アン
テナ部材をループ状のアンテナとしてこれらを同心状に
配置させた場合にも同様な作用効果が得られる。
According to a fifteenth aspect, at least a part of the wall portion of the processing chamber, for example, the upper surface is constituted by the insulating member,
The spiral antenna is arranged substantially parallel to the outer wall surface of the insulating member. With this configuration, the ECR region can be directly formed in the vicinity of the surface of the inner wall of the insulating member, so that the device can be simplified and downsized. According to the sixteenth aspect, since two or more spiral antennas in that case are concentrically arranged, it is possible to control the plasma density in a wider range. Similar effects can be obtained when the antenna members are arranged in a loop and are arranged concentrically as in the seventeenth aspect.

【0038】また請求項18に記載したように、渦巻状
のアンテナとループ状のアンテナとを組み合わせた場合
には、さらに広範なプラズマ密度の制御を可能とする。
When the spiral antenna and the loop antenna are combined as described in claim 18, it is possible to control the plasma density in a wider range.

【0039】そして請求項19に記載したように、これ
ら各アンテナ部材に印加される高周波電流を、各々独立
して制御する如く構成すれば、より精細かつ広範囲のプ
ラズマ密度の制御が可能である。
If the high frequency current applied to each of the antenna members is independently controlled as described in claim 19, it is possible to control the plasma density more finely and in a wide range.

【0040】請求項20に記載したように、前記アンテ
ナ手段に100MHz以下の周波数の高周波電流を流
し、その周波数に対応する磁束密度の磁場を前記第1の
磁場形成手段により形成するようにしてECR条件を達
成するようにすれば、静磁場の磁束密度を小さくするこ
とができ、装置全体をより簡易、小型化することが可能
になる。
According to a twentieth aspect, a high frequency current having a frequency of 100 MHz or less is passed through the antenna means, and a magnetic field having a magnetic flux density corresponding to the frequency is formed by the first magnetic field forming means. If the conditions are satisfied, the magnetic flux density of the static magnetic field can be reduced, and the entire device can be simplified and downsized.

【0041】請求項21によれば、第1の高周波電源か
ら誘導電界形成手段に高周波電流を印加することにより
回転電界が処理室内に形成され、その回転電界により電
子が加速されてプラズマ発生条件が達成される。このよ
うに、請求項21によれば電極を用いずにプラズマを発
生させることが可能なので、電極材料に起因する製品の
重金属汚染を減少させることできる。
According to the twenty-first aspect, a high-frequency current is applied from the first high-frequency power source to the induction electric field forming means to form a rotating electric field in the processing chamber, and the rotating electric field accelerates the electrons to satisfy the plasma generation condition. To be achieved. As described above, according to the twenty-first aspect, it is possible to generate the plasma without using the electrode, and thus it is possible to reduce heavy metal contamination of the product due to the electrode material.

【0042】また請求項22のように、前記誘導電界形
成手段をループアンテナとして構成する場合には、より
均一な回転電界を形成することができるので、面内均一
に優れたプラズマを処理室内に発生させることができ
る。
When the induction electric field forming means is configured as a loop antenna as in claim 22, a more uniform rotating electric field can be formed, so that plasma excellent in in-plane uniformity can be generated in the processing chamber. Can be generated.

【0043】請求項23によれば、2以上のアンテナ部
材によって構成されているから、より広範囲のプラズマ
密度の調整が可能になっており、さらに面内均一に優れ
たプラズマを処理室内に発生させることができる。そし
て請求項24のように、各アンテナ部材に印加される高
周波電流を、各々独立して制御する如く構成すれば、よ
り精細かつ広範囲のプラズマ密度の制御が可能である。
According to the twenty-third aspect, since it is composed of two or more antenna members, it is possible to adjust the plasma density in a wider range, and to generate a plasma having excellent in-plane uniformity in the processing chamber. be able to. When the high frequency current applied to each antenna member is independently controlled as in the twenty-fourth aspect, it is possible to control the plasma density more finely and in a wide range.

【0044】請求項25、26のように、前記磁極材
に、例えばソフトフェライトを使用し、プラズマの密度
分布を相対的に高めたい領域に作用する磁場を形成する
磁極材部分の厚みを、その他の領域に作用する磁場を形
成する磁極材部分の厚みよりも厚く形成するように前記
磁極材の形状を調節することにより、処理室内の磁場を
調整して、処理室内の発生プラズマの密度分布を自由に
調節することができる。また少なくとも被処理体の処理
面に対して略平行な平面で切断した前記磁極材の断面積
を前記被処理体の処理面より広く形成することにより、
前記被処理体の処理面全体にわたり、所望の密度分布を
有するプラズマ流を照射することが可能となる。
According to the twenty-fifth and the twenty-sixth aspects, for example, soft ferrite is used for the magnetic pole material, and the thickness of the magnetic pole material portion for forming a magnetic field acting on a region where the plasma density distribution is desired to be relatively increased, The magnetic field in the processing chamber is adjusted by adjusting the shape of the magnetic pole material so as to be thicker than the thickness of the magnetic pole material portion that forms the magnetic field acting on the region of It can be adjusted freely. Further, at least by forming a cross-sectional area of the magnetic pole material cut in a plane substantially parallel to the processing surface of the object to be processed is wider than the processing surface of the object to be processed,
It is possible to irradiate a plasma flow having a desired density distribution over the entire processed surface of the object to be processed.

【0045】なお誘電電界形成手段に高周波電流を流す
と、その誘電電界形成手段の近傍に配した磁極材に反磁
場が形成され、処理室内の磁場に作用するおそれがある
が、配置される磁極材にある程度の厚みをもたせるこ
と、あるいは、磁路を長くする工夫で解決される。請求
項25のようにソフトフェライトを使用すれば、かかる
形態を採用することが容易である。
When a high-frequency current is passed through the dielectric electric field forming means, a demagnetizing field is formed in the magnetic pole material arranged near the dielectric electric field forming means, which may affect the magnetic field in the processing chamber. This can be solved by making the material have a certain thickness or by making the magnetic path longer. If soft ferrite is used as in the twenty-fifth aspect, it is easy to adopt such a form.

【0046】[0046]

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の実施例に
ついて説明すると、図1及び図2は、本発明の第1実施
例に係るプラズマ装置の構成を模式的に示す斜視図およ
び断面図であり、図1に示すように、このプラズマ装置
1の処理室を内部に形成するチャンバ2は、底壁および
側壁が金属、例えばアルミニウムで構成され、上壁3が
絶縁体、例えば石英ガラス(silica glass)又はセラミッ
ク材料で構成された円筒状の密閉容器として構成されて
いる。なお上壁3として透明な石英ガラスを用いた場合
には、チャンバ2内のプラズマの発光状態を視認するこ
とが可能である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 and FIG. 2 are perspective views and sectional views schematically showing the construction of a plasma apparatus according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in the chamber 2 in which the processing chamber of the plasma apparatus 1 is formed, the bottom wall and the side wall are made of metal such as aluminum, and the upper wall 3 is made of an insulator such as quartz glass ( It is configured as a cylindrical closed container made of silica glass) or a ceramic material. When transparent quartz glass is used as the upper wall 3, it is possible to visually recognize the light emission state of plasma in the chamber 2.

【0047】チャンバ2の底面中央部には、円盤または
円柱状の載置台(サセプタ)4が配設され、この載置台
4の上面に被処理体として例えば、ウエハWが載置され
ようになっている。なお、この載置台4は例えば表面が
陽極酸化処理されたアルミニウムで構成される。前記プ
ラズマ装置1がエッチング装置として構成される場合、
前記載置台4には、マッチング回路としてのキャパシタ
5を介してエッチング用のたとえば周波数が13.56
MHzの高周波電源6が接続される。
A disk-shaped or column-shaped mounting table (susceptor) 4 is arranged at the center of the bottom surface of the chamber 2, and a wafer W, for example, is mounted as an object to be processed on the upper surface of the mounting table 4. ing. The mounting table 4 is made of, for example, aluminum whose surface is anodized. When the plasma device 1 is configured as an etching device,
For example, a frequency of 13.56 for etching is provided on the mounting table 4 through a capacitor 5 as a matching circuit.
A high frequency power source 6 of MHz is connected.

【0048】前記載置台4の内部には、高周波による加
熱を防止するため冷却水が図示しない冷却水供給部より
供給される。このような高周波電源6を設け、使用され
る処理ガスやガス圧力に応じて、載置台4に高周波バイ
アスを適宜印加することにより、プラズマ流れ中のイオ
ンの加速を図ると共に、イオン流の均一化を図ることが
可能である。
Cooling water is supplied to the inside of the mounting table 4 from a cooling water supply unit (not shown) in order to prevent heating by high frequency. By providing such a high-frequency power source 6 and appropriately applying a high-frequency bias to the mounting table 4 in accordance with the processing gas and gas pressure used, ions in the plasma flow are accelerated and the ion flow is made uniform. Is possible.

【0049】前記載置台4の上面には、被処理体として
の前記ウエハWを取り囲む石英からなるフォーカスリン
グ7が、ウエハの被処理面よりも高くなるように設けら
れている。このフォーカスリング7は、前記載置台4の
上方に生成されるプラズマをウエハWの被処理面に集中
させて、プラズマ処理効率を高める作用を有するもので
あり、例えばエッチング処理の場合にはエッチングレー
トを高める作用を有する。またこのフォーカスリング7
は、アルミニウムで構成された載置台4におけるウエハ
Wが載置されていない露出部分が、プラズマによってエ
ッチングされて、ゴミが発生するのを防止する機能をも
有している。
On the upper surface of the mounting table 4, a focus ring 7 made of quartz and surrounding the wafer W to be processed is provided so as to be higher than the surface to be processed of the wafer. The focus ring 7 has a function of concentrating the plasma generated above the mounting table 4 on the surface to be processed of the wafer W to enhance the plasma processing efficiency. For example, in the case of etching processing, the etching rate is increased. Has the effect of increasing Also this focus ring 7
Also has a function of preventing dust from being generated by etching an exposed portion of the mounting table 4 made of aluminum on which the wafer W is not mounted by plasma.

【0050】載置台4のウエハ保持面には、静電チャッ
ク10が設けられている。この静電チャック10は、電
極としての銅箔11を絶縁膜、例えばポリイミド樹脂で
覆う構造を有し、静電力によりウエハWを正確に吸着
し、保持する機能を有している。この静電チャック10
には直流電源12が接続されており、この直流電源12
から例えば2kVの電圧が静電チャック10に印加され
ると、被処理体としてのウエハWが静電チャック10に
吸着、保持されるように構成されている。
An electrostatic chuck 10 is provided on the wafer holding surface of the mounting table 4. The electrostatic chuck 10 has a structure in which a copper foil 11 as an electrode is covered with an insulating film, for example, polyimide resin, and has a function of accurately attracting and holding the wafer W by electrostatic force. This electrostatic chuck 10
A DC power supply 12 is connected to this DC power supply 12
When a voltage of, for example, 2 kV is applied to the electrostatic chuck 10, the wafer W as the object to be processed is attracted and held by the electrostatic chuck 10.

【0051】前出チャンバ2の側面上部には、ガス導入
口13が設けられ、このガス導入口13にガス供給管1
4が接続されている。そして、別設のガス供給源15か
らこのガス供給管14を通じてチャンバ2内に処理ガス
が供給される。この場合、供給される処理ガスは加工の
種類によって異なり、たとえばエッチング加工の場合に
はCHF3やCF4等のエッチングガスが供給される。図
示の例では、1つのガス供給源15と1本のガス供給管
14が示されているが、処理ガスの種類に応じた数のガ
ス供給源及びガス供給管をチャンバ2に接続するように
してもよい。
A gas introduction port 13 is provided on the upper side surface of the above-mentioned chamber 2, and the gas supply pipe 1 is provided in the gas introduction port 13.
4 is connected. Then, the processing gas is supplied from the separately provided gas supply source 15 into the chamber 2 through the gas supply pipe 14. In this case, the supplied processing gas differs depending on the type of processing. For example, in the case of etching processing, etching gas such as CHF 3 or CF 4 is supplied. Although one gas supply source 15 and one gas supply pipe 14 are shown in the illustrated example, the number of gas supply sources and gas supply pipes corresponding to the type of processing gas should be connected to the chamber 2. May be.

【0052】また前出チャンバ2の側面下部には、ガス
排出口16が設けられ、このガス排出口16にガス排気
管17が接続されている。このガス排気管17は真空ポ
ンプなどから構成される排気系18に接続されており、
チャンバ2内を所定の減圧度にまで真空引きすることが
可能なように構成されている。
A gas exhaust port 16 is provided in the lower portion of the side surface of the above-mentioned chamber 2, and a gas exhaust pipe 17 is connected to the gas exhaust port 16. The gas exhaust pipe 17 is connected to an exhaust system 18 including a vacuum pump,
The inside of the chamber 2 can be evacuated to a predetermined degree of reduced pressure.

【0053】さらに前記チャンバ2内の載置台4上に載
置されるウエハWと対向して、チャンバ2の上壁3の外
側の壁面上には、誘導部材としてのスパイラル状の高周
波アンテナ20が配設されている。このアンテナ20は
線状又は管状をなす導電性材料で構成され、好ましくは
冷却特性に優れた銅で構成される。このアンテナ20の
内側端子20aおよび外側端子20b間には、プラズマ
生成用の高周波電源21から、マッチング回路としての
キャパシタ22を介して、たとえば周波数が13.56
MHzの高周波電力が印加されるように構成されてい
る。かかる構成により、前記アンテナ20に高周波電流
iRFが流れ、後述するようにこのアンテナ20直下のチ
ャンバ2内空間で誘導電界が形成され、これによって処
理ガスのプラズマが生成される。なお、前出高周波電源
6及び21は、コントローラ23によりコントロールさ
れる。
Further, a spiral high-frequency antenna 20 as a guide member is provided on the outer wall surface of the upper wall 3 of the chamber 2 so as to face the wafer W mounted on the mounting table 4 in the chamber 2. It is arranged. The antenna 20 is made of a linear or tubular conductive material, and is preferably made of copper having excellent cooling characteristics. Between the inner terminal 20a and the outer terminal 20b of the antenna 20, for example, the frequency is 13.56 from a high frequency power source 21 for plasma generation via a capacitor 22 as a matching circuit.
The high frequency power of MHz is applied. With such a configuration, a high-frequency current iRF flows through the antenna 20, and an induction electric field is formed in the space inside the chamber 2 immediately below the antenna 20 as described later, thereby generating plasma of the processing gas. The high frequency power supplies 6 and 21 described above are controlled by the controller 23.

【0054】この第1実施例では、前記アンテナ20の
中心部と石英ガラスからなる上壁3との間に、常磁性金
属たとえば銅からなる円形の薄板24が介挿されてい
る。この薄板24の直径は、アンテナ20の形状・寸
法、高周波電源21の出力電力、ウエハWの直径、並び
にアンテナ20とウエハW間の距離等に応じて適宜選
択、設定される。そしてこの薄板24により、後述する
ように、アンテナ20の直下のチャンバ2内空間におけ
る交番磁界Bが調整され、それに誘起される交番電界E
が調整されて、その結果プラズマが拡散し、もってウエ
ハWの表面付近でプラズマ密度が均一化される。
In the first embodiment, a circular thin plate 24 made of paramagnetic metal such as copper is interposed between the center of the antenna 20 and the upper wall 3 made of quartz glass. The diameter of the thin plate 24 is appropriately selected and set according to the shape and size of the antenna 20, the output power of the high frequency power supply 21, the diameter of the wafer W, the distance between the antenna 20 and the wafer W, and the like. As will be described later, the thin plate 24 adjusts the alternating magnetic field B in the space inside the chamber 2 immediately below the antenna 20, and the alternating electric field E induced therein is adjusted.
Is adjusted, and as a result, the plasma is diffused, so that the plasma density is made uniform near the surface of the wafer W.

【0055】第1実施例にかかるプラズマ装置1は以上
のように構成されており、次に図2を参照して本実施例
のプラズマ装置におけるプラズマ生成およびプラズマ処
理について説明する。被処理体であるウエハWは、チャ
ンバ2に隣接するロードロック室(図示せず)から、予
め減圧雰囲気、例えば10-6Torrに排気されたチャ
ンバ2内に搬送され、チャンバ2内の載置台4上に載置
されて、静電チャック10によって吸着、保持される。
次いで、ガス供給管14を介して、前記ウエハWに所定
の処理ガス、例えばCHF3やCF4がチャンバ2内に導
入される。このとき、チャンバ2内の圧力は、例えば1
-3Torrに調整される。
The plasma apparatus 1 according to the first embodiment is configured as described above. Next, the plasma generation and plasma processing in the plasma apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG. The wafer W, which is the object to be processed, is transferred from a load lock chamber (not shown) adjacent to the chamber 2 into the chamber 2 that has been evacuated to a reduced pressure atmosphere, for example, 10 −6 Torr, and the mounting table in the chamber 2 It is placed on the surface of the electrostatic chuck 4, and is attracted and held by the electrostatic chuck 10.
Then, a predetermined processing gas such as CHF 3 or CF 4 is introduced into the chamber 2 into the wafer W through the gas supply pipe 14. At this time, the pressure in the chamber 2 is, for example, 1
Adjusted to 0 -3 Torr.

【0056】そしてこの状態において、アンテナ20に
高周波電源21からの高周波電圧が印加される。この高
周波電圧の印加によってアンテナ24に高周波電流iRF
が流れると、アンテナ20の導体の周りに交番磁界Bが
発生し、その磁束の多くはアンテナ中心部を縦方向に通
って閉ループを形成する。このような交番磁界Bによっ
てアンテナ20の直下で、概ね同心円状に円周方向の交
番電界Eが誘起され、この交番電界Eによって円周方向
に加速された電子が処理ガスの中性粒子に衝突すること
で、ガスが電離して、プラズマが生成される。
In this state, a high frequency voltage from the high frequency power source 21 is applied to the antenna 20. By applying this high frequency voltage, the high frequency current iRF is applied to the antenna 24.
Flow, an alternating magnetic field B is generated around the conductor of the antenna 20, and most of the magnetic flux passes through the center of the antenna in the vertical direction to form a closed loop. The alternating magnetic field B induces an alternating electric field E in a substantially concentric circular direction immediately below the antenna 20, and the electrons accelerated in the circumferential direction by the alternating electric field E collide with neutral particles of the processing gas. By doing so, the gas is ionized and plasma is generated.

【0057】このようにしてアンテナ20の直下で生成
するプラズマは、図2で模式的に示すように、アンテナ
20の半径方向における中心と外側との中間部程に対応
する位置でプラズマ密度が最も高く、それより内側およ
び外側に向かうほどプラズマ密度が低くなる。しかしな
がら本実施例においては、円形の薄板24内で磁束Bの
貫通を防げるようなうず電流が流れるため、交番磁界B
の磁束はアンテナ中心部を通りにくくなり、薄板24が
無い場合の点線で示す磁束B′より外側を通る。このた
め、アンテナ直下のプラズマ生成領域Pは、薄板24が
ない場合の破線で示すプラズマ生成領域P′よりも半径
方向で外側に変位する。
The plasma thus generated just below the antenna 20 has the highest plasma density at a position corresponding to an intermediate portion between the center and the outer side in the radial direction of the antenna 20, as schematically shown in FIG. Higher, the plasma density becomes lower toward the inside and outside. However, in this embodiment, since an eddy current that prevents the penetration of the magnetic flux B flows in the circular thin plate 24, the alternating magnetic field B
Is hard to pass through the central portion of the antenna, and passes outside the magnetic flux B'indicated by the dotted line when the thin plate 24 is not present. Therefore, the plasma generation region P directly below the antenna is displaced outward in the radial direction from the plasma generation region P ′ shown by the broken line when the thin plate 24 is not provided.

【0058】薄板24がない場合には、プラズマは高密
度領域から低密度領域へ拡散して、ウエハW付近でプラ
ズマ密度が均される結果、図3のPd′で示すように、
ウエハWの中心部付近のプラズマ密度が、ウエハ外周縁
部付近のプラズマ密度より高くなる。従って、ウエハW
表面で不均一な処理が行われてしまう。
Without the thin plate 24, the plasma diffuses from the high density region to the low density region and the plasma density is leveled in the vicinity of the wafer W. As a result, as shown by Pd 'in FIG.
The plasma density near the center of the wafer W is higher than the plasma density near the outer peripheral edge of the wafer. Therefore, the wafer W
The surface is treated unevenly.

【0059】これに対して薄板24が存在する場合に
は、前述のように、薄板30が無い場合の破線で示すプ
ラズマ生成領域P′よりも、半径方向で外側に変位する
プラズマ生成領域Pが形成されるので、プラズマが半径
方向および下方へ拡散して、ウエハW付近でプラズマ密
度が均され、ウエハWの表面付近では図3のPdで示す
ようにプラズマ密度が半径方向でほぼ一定に均される。
従って、プラズマに含まれるイオン、電子やそれ以外の
活性種が半導体ウエハWの表面全体に均一に供給または
照射され、ウエハ表面全体で均一に所定のプラズマ処理
が行われる。
On the other hand, when the thin plate 24 is present, as described above, the plasma generation region P which is displaced outward in the radial direction is larger than the plasma generation region P'indicated by the broken line when the thin plate 30 is not present. Since the plasma is diffused in the radial direction and the downward direction, the plasma density is leveled near the wafer W, and near the surface of the wafer W, as shown by Pd in FIG. To be done.
Therefore, the ions, electrons, and other active species contained in the plasma are uniformly supplied or irradiated to the entire surface of the semiconductor wafer W, and the predetermined plasma processing is uniformly performed on the entire surface of the wafer.

【0060】たとえば、プラズマエッチングでは、プラ
ズマで活性状態に励起されたガス分子が、ウエハ表面の
被加工物質と化学反応してその反応生成物が気化し、ウ
エハ表面が削り取られる。またプラズマCVDでは、プ
ラズマで活性状態に励起されたガス分子同士が反応して
その反応生成物がウエハ表面に堆積して、CVD膜が形
成される。このように、いずれのプラズマ処理であって
も、本発明の第1実施例に係るプラズマ装置を用いれ
ば、ウエハWの表面全体にプラズマが均一な密度で作用
するため、ウエハ表面上で均一な処理が行われるもので
ある。
For example, in plasma etching, gas molecules excited to an active state by plasma chemically react with a substance to be processed on the wafer surface, the reaction product is vaporized, and the wafer surface is scraped off. Further, in plasma CVD, gas molecules excited to the active state by plasma react with each other and the reaction product is deposited on the surface of the wafer to form a CVD film. As described above, in any of the plasma treatments, when the plasma device according to the first embodiment of the present invention is used, the plasma acts on the entire surface of the wafer W with a uniform density, and thus the plasma is evenly distributed on the wafer surface. The processing is performed.

【0061】以上のようにしてチャンバ2内においてウ
エハWに対する所定の処理が完了すると、排気系18に
よってチャンバ2内の残留処理ガスや反応生成物が十分
に排気された後に、搬送アーム(図示せず)により載置
台4上のウエハWがロードロック室に搬出され、プロセ
スが終了する。
When the predetermined processing for the wafer W is completed in the chamber 2 as described above, after the residual processing gas and reaction products in the chamber 2 are sufficiently exhausted by the exhaust system 18, the transfer arm (not shown). Then, the wafer W on the mounting table 4 is unloaded to the load lock chamber, and the process ends.

【0062】前記したように、第1実施例のプラズマ装
置1では、誘導部材としてのアンテナ20の一部(たと
えばアンテナ中心部)と重なって配置された常磁性金属
部材としての薄板24が、磁束の貫通を弱めるように作
用することにより、該薄板24と対応するチャンバ2内
空間の位置で交番電界Eが弱められ、プラズマ生成密度
も低くなる。従って、この薄板24をアンテナ20の中
央部に設けた場合には、アンテナ直下のプラズマ生成領
域Pが半径方向外側に変位され、結果的にウエハWの表
面(被処理面)上でプラズマ密度が均一化される。これ
により、被処理体であるウエハWに均一で再現性あるプ
ラズマ処理を施することができる。
As described above, in the plasma device 1 of the first embodiment, the thin plate 24 as a paramagnetic metal member arranged so as to overlap a part of the antenna 20 as an induction member (for example, the central portion of the antenna) has a magnetic flux. By weakening the penetration of the thin plate 24, the alternating electric field E is weakened at the position of the inner space of the chamber 2 corresponding to the thin plate 24, and the plasma generation density is also lowered. Therefore, when the thin plate 24 is provided in the central portion of the antenna 20, the plasma generation region P immediately below the antenna is displaced radially outward, and as a result, the plasma density on the surface (processed surface) of the wafer W is increased. Be homogenized. As a result, it is possible to perform uniform and reproducible plasma processing on the wafer W that is the object to be processed.

【0063】前記第1実施例においては、誘導部材とし
てのアンテナ20を上述のようにスパイラル状のものと
したが、これに限らず例えば図4に示したように、単一
ループ状であるリング状をなし、その各端部に端子31
a、31bを有するアンテナ31としてもよい。このよ
うにリング状に形成されたアンテナ31の場合にも、ス
パイラル状の場合と同様な機構で交番電界が形成され、
比較的均一なプラズマが形成される。
In the first embodiment, the antenna 20 as the guiding member has the spiral shape as described above, but the present invention is not limited to this and, for example, as shown in FIG. 4, a ring having a single loop shape. A terminal 31 at each end
The antenna 31 having a and 31b may be used. Also in the case of the antenna 31 formed in the ring shape as described above, an alternating electric field is formed by the same mechanism as in the case of the spiral shape,
A relatively uniform plasma is formed.

【0064】また図5に示すように、スパイラルの中央
部が切り取られた形状のアンテナ35としてもよい。こ
れらの場合にも、常磁性金属部材である薄板24の前記
作用によりプラズマ密度がより均一化される。なお図5
に示したアンテナ35の場合、中央部の空間領域の径
は、アンテナの渦巻き数(旋回数)、その端子35a、
35bに接続される高周波電源21の出力電力、被処理
体であるウエハWの直径、アンテナ35とウエハW間の
距離等に応じて適宜選択、設定される。
Further, as shown in FIG. 5, the antenna 35 may have a shape in which the central portion of the spiral is cut off. In these cases as well, the plasma density is made more uniform by the above-described action of the thin plate 24 which is a paramagnetic metal member. Note that FIG.
In the case of the antenna 35 shown in FIG. 1, the diameter of the space area in the central part is determined by
The power is appropriately selected and set according to the output power of the high frequency power supply 21 connected to 35b, the diameter of the wafer W as the object to be processed, the distance between the antenna 35 and the wafer W, and the like.

【0065】なお常磁性金属部材は、前述のような円形
の薄板24に限らない。また常磁性金属部材は、誘導部
材としてのアンテナの近傍に配置されていれば、アンテ
ナの中心部以外の箇所に配置されてもよく、必要に応じ
て複数の箇所(たとえばアンテナ中心部とアンテナ外周
部)に配置されてもよい。また、本発明による常磁性金
属部材は、アンテナの上に重なって配置されてもよい。
The paramagnetic metal member is not limited to the circular thin plate 24 as described above. Further, the paramagnetic metal member may be arranged at a place other than the central portion of the antenna as long as it is arranged in the vicinity of the antenna as the guiding member, and if necessary, it may be arranged at a plurality of portions (for example, the central portion of the antenna and the outer circumference of the antenna). Section). Further, the paramagnetic metal member according to the present invention may be arranged so as to overlap the antenna.

【0066】次に本発明の第2実施例について説明する
と、本実施例は、チャンバなどその他プラズマ装置とし
ての基本的な装置構成は、前記第1実施例と同様のもの
が使用される。しかしながらこの第2実施例では、常磁
性金属部材を用いず、スパイラル状のアンテナの状態を
変えることによりプラズマ密度を調節するように構成さ
れるものである。即ち第2実施例では、図1、図2に示
されるプラズマ装置1において、薄板24を取り外し、
かつアンテナ20に代えて図6に示したアンテナ40を
使用したものである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the same basic apparatus configuration as a plasma device such as a chamber is used as in the first embodiment. However, in this second embodiment, the plasma density is adjusted by changing the state of the spiral antenna without using a paramagnetic metal member. That is, in the second embodiment, in the plasma device 1 shown in FIGS. 1 and 2, the thin plate 24 is removed,
Moreover, the antenna 40 shown in FIG. 6 is used instead of the antenna 20.

【0067】図6では、誘導部材としてのアンテナ40
が、中央部に空間領域を有するスパイラル状をなしてい
る。このように中央部に空間領域を有するスパイラル状
をなすアンテナ40では、アンテナ中心部を縦方向に貫
通する磁束の本数が減少するため、その直径で誘起され
る交番電界の磁界強度が小さくなり、前出第1実施例と
同様、プラズマ生成領域が半径方向において外側に変位
する。従って第1実施例と同様の作用により、プラズマ
密度が均一化される。この場合、前出第1実施例におい
て用いた常磁性金属部材が存在しない分、アンテナ中央
部の空間領域の径Rを、図5におけるアンテナ35の径
より大きくする必要があり、たとえば6インチのウエハ
の直径に相当する径が選択される。
In FIG. 6, the antenna 40 as a guiding member is shown.
Has a spiral shape with a spatial region in the center. As described above, in the spiral antenna 40 having the spatial region in the central portion, the number of magnetic fluxes vertically penetrating the central portion of the antenna decreases, so that the magnetic field strength of the alternating electric field induced by the diameter decreases, Similar to the first embodiment described above, the plasma generation region is displaced outward in the radial direction. Therefore, the plasma density is made uniform by the same operation as in the first embodiment. In this case, since the paramagnetic metal member used in the first embodiment does not exist, the diameter R of the space area in the central portion of the antenna needs to be larger than the diameter of the antenna 35 in FIG. A diameter corresponding to the diameter of the wafer is selected.

【0068】但し、図6に示したアンテナ40の場合
も、中央部の空間領域の径は、アンテナ40の渦巻き数
(旋回数)、端子40a、40bに接続される高周波電
源21の出力電力、被処理体であるウエハの直径、アン
テナ40とウエハ間の距離等に応じて適宜選択されるこ
とはもちろんである。
However, also in the case of the antenna 40 shown in FIG. 6, the diameter of the space area in the central portion is determined by the number of spirals (the number of turns) of the antenna 40, the output power of the high frequency power source 21 connected to the terminals 40a and 40b, Of course, it is appropriately selected according to the diameter of the wafer to be processed, the distance between the antenna 40 and the wafer, and the like.

【0069】図7において示された例では、スパイラル
状(渦巻状)のアンテナ45において、アンテナ導体の
ピッチを半径方向で変化させ、アンテナ外側部では密
に、アンテナ中心部では疎になっている。このような渦
巻き構造によれば、アンテナ直下で誘起される同心円状
の交番電界が、相対的に内周部(中心部)で小さくなる
ため、プラズマ生成領域も半径方向外側にシフトし、や
はり第1実施例と同様の効果が得られ、プラズマ密度が
より均一化される。
In the example shown in FIG. 7, in the spiral (spiral) antenna 45, the pitch of the antenna conductors is changed in the radial direction so that the antenna outer portion is dense and the antenna central portion is sparse. . According to such a spiral structure, the concentric alternating electric field induced immediately below the antenna is relatively small in the inner peripheral portion (central portion), so that the plasma generation region is also shifted radially outward, and the The same effect as that of the first embodiment is obtained, and the plasma density is made more uniform.

【0070】次に第3実施例について説明すると、この
第3実施例においても、チャンバなどその他プラズマ装
置としての基本的な装置構成は、前出第1実施例と同様
に構成されるが、誘導部材としての2つのアンテナを、
同心状に設け、かつこれら2つのアンテナに供給される
高周波電圧を、各々独立に制御するように構成したもの
である。即ちこの第3実施例は、図1、図2に示される
プラズマ装置1において、薄板24を取り外し、かつア
ンテナ20、高周波電源21、キャパシタ22に代えて
図8に示したリング状のアンテナ51、52、並びにこ
れらに高周波電力を印加する高周波電源などを使用した
ものである。
Next, the third embodiment will be described. In this third embodiment, the chamber and the other basic device configuration as a plasma device is the same as that of the first embodiment, but the induction is performed. Two antennas as members,
The high-frequency voltage is concentrically provided and the high-frequency voltages supplied to these two antennas are independently controlled. That is, in the third embodiment, in the plasma device 1 shown in FIGS. 1 and 2, the thin plate 24 is removed and the antenna 20, the high frequency power source 21 and the capacitor 22 are replaced with the ring-shaped antenna 51 shown in FIG. 52, and a high-frequency power source for applying high-frequency power to these, and the like.

【0071】図8では、リング状のアンテナ51及び5
2を同心状に、好ましくは同一平面上に設け、外側のア
ンテナ51の端子51a及び51bとの間には、マッチ
ング回路としてのキャパシター53を介して第1の高周
波電源54が接続されている。他方、内側のリング状の
アンテナ52の端子52a及び52bとの間には、マッ
チング回路としてのキャパシター55を介して第2の高
周波電源56が接続された構成を有している。
In FIG. 8, ring-shaped antennas 51 and 5 are provided.
2 are provided concentrically, preferably on the same plane, and a first high frequency power supply 54 is connected between the terminals 51a and 51b of the outer antenna 51 via a capacitor 53 as a matching circuit. On the other hand, a second high-frequency power source 56 is connected between the terminals 52a and 52b of the inner ring-shaped antenna 52 via a capacitor 55 as a matching circuit.

【0072】前記第1および第2の高周波電源54、5
6は、夫々独立した第1および第2の高周波電力を同一
周波数(たとえば13.56MHz)、かつ同位相でそ
れぞれ外側および内側のリング状アンテナ51、52に
供給する。そして、アンテナが基本的に図1及び図2と
同様の位置に配置される場合には、第1の高周波電力に
対して第2の高周波電力が低い位置に選ばれる。
The first and second high frequency power supplies 54, 5
6 supplies independent 1st and 2nd high frequency electric power to the outer and inner ring-shaped antennas 51 and 52, respectively, with the same frequency (for example, 13.56 MHz) and the same phase. When the antenna is basically arranged at the same position as in FIGS. 1 and 2, the second high frequency power is selected to be lower than the first high frequency power.

【0073】これにより、外側のリング状のアンテナ5
1には、相対的に大きな高周波電流iARFが流れるとと
もに、内側のリング状のアンテナ52には相対的に小さ
な高周波電流iBRFが流れる。この場合、アンテナ直下
のチャンバ2内空間におけるプラズマ生成領域Pが、図
2に示した単一のアンテナ20に同一の高周波電流iRF
が流れた場合のプラズマ生成領域P′よりも外側にシフ
トするので、前記第1実施例と同様の作用でプラズマ密
度の均一化を図ることができる。
As a result, the outer ring-shaped antenna 5
1, a relatively large high frequency current iARF flows, and a relatively small high frequency current iBRF flows through the inner ring-shaped antenna 52. In this case, the plasma generation region P in the chamber 2 immediately below the antenna has the same high-frequency current iRF as the single antenna 20 shown in FIG.
Is shifted to the outside of the plasma generation region P'when the gas flows, the plasma density can be made uniform by the same action as in the first embodiment.

【0074】なおこの場合、図8に示すように、外側の
リング状のアンテナ51と内側のリング状のアンテナ5
2との間に対応する位置に、被処理体としてのウエハW
が位置するように、各アンテナを配置することが、プラ
ズマ密度を一層均一化するうえで好ましい。また、リン
グ状のアンテナは図8のように2つに限らず、3つ以上
であってもよい。
In this case, as shown in FIG. 8, the outer ring-shaped antenna 51 and the inner ring-shaped antenna 5 are arranged.
Wafer W as the object to be processed at a position corresponding to
It is preferable to arrange the antennas so that the positions are located in order to make the plasma density more uniform. Further, the number of ring-shaped antennas is not limited to two as shown in FIG. 8 and may be three or more.

【0075】さらに誘導部材としてのアンテナをこのよ
うに構成することにより、内側のアンテナと外側のアン
テナとで高周波電力を独立に設定できるため、プラズマ
生成領域をより精細かつ広範囲に制御することができ
る。なお、高周波電源と両アンテナ51、52との間に
電力分配回路を設けることで、第1および第2の高周波
電源51、52を一つの高周波電源で共用化することも
可能である。
Further, by constructing the antenna as the guiding member in this way, the high frequency power can be set independently for the inner antenna and the outer antenna, so that the plasma generation region can be controlled more finely and widely. . By providing a power distribution circuit between the high frequency power supply and both antennas 51 and 52, the first and second high frequency power supplies 51 and 52 can be shared by one high frequency power supply.

【0076】図9では、同心状に2つのスパイラル状の
アンテナ61及び62を配置した例を示す。すなわち、
スパイラル状のアンテナ61の内側にスパイラル状のア
ンテナ62を設け、夫々キャパシター63、64を介し
て、対応する高周波電源65、66を接続したものであ
る。この場合にも、図8に示した例と同様の効果が得ら
れる。なお各スパイラル状のアンテナ61、62の巻数
は、各高周波電源の出力、被処理体であるウエハの直
径、アンテナとウエハとの距離等に応じて任意に選択す
ることができる。
FIG. 9 shows an example in which two spiral antennas 61 and 62 are concentrically arranged. That is,
A spiral antenna 62 is provided inside a spiral antenna 61, and corresponding high frequency power supplies 65 and 66 are connected via capacitors 63 and 64, respectively. Also in this case, the same effect as the example shown in FIG. 8 can be obtained. The number of turns of each spiral antenna 61, 62 can be arbitrarily selected according to the output of each high-frequency power source, the diameter of the wafer to be processed, the distance between the antenna and the wafer, and the like.

【0077】図10では、スパイラル状のアンテナ71
とリング状のアンテナ72とを同心状に配置した例であ
るが、この場合にも同様の効果を得ることができる。な
お、図10のようにリング状のアンテナ72が内側であ
ってもよいし、リング状アンテナ72が外側であっても
よい。なお各アンテナ71、72には夫々キャパシター
63、64を介して、対応する高周波電源65、66が
接続される。
In FIG. 10, a spiral antenna 71 is provided.
Although the ring-shaped antenna 72 is concentrically arranged, the same effect can be obtained in this case. The ring-shaped antenna 72 may be inside as shown in FIG. 10, or the ring-shaped antenna 72 may be outside. Corresponding high frequency power sources 65 and 66 are connected to the antennas 71 and 72 via capacitors 63 and 64, respectively.

【0078】また、図8〜図10の例において、第1実
施例で用いた常磁性金属部材を併せて用いることもでき
る。その場合には、高周波電力と常磁性金属との両方に
よりプラズマの調整を行うことができる。
Further, in the examples of FIGS. 8 to 10, the paramagnetic metal member used in the first embodiment may be used together. In that case, the plasma can be adjusted by both the high frequency power and the paramagnetic metal.

【0079】次に第4実施例について説明すると、第4
実施例はECRプラズマエッチング装置に適用した例で
あって、まず図11〜図14に基づいて、第4実施例に
係るプラズマ装置81の装置構成について説明する。
Next, the fourth embodiment will be described.
The embodiment is an example applied to an ECR plasma etching apparatus. First, the device configuration of a plasma device 81 according to the fourth embodiment will be described based on FIGS. 11 to 14.

【0080】このプラズマ装置81は、図11に概略的
に示すように、プラズマ発生部Aとプラズマ処理部Bと
から構成されている。プラズマ発生部Aは、例えば頂部
がドーム形状の円筒石英管82と、その石英管82の周
囲を囲むアンテナ手段83と、そのアンテナ手段83の
上方において前記石英管82を囲むように配置された電
磁コイル84とから構成される。
The plasma apparatus 81 is composed of a plasma generating section A and a plasma processing section B, as schematically shown in FIG. The plasma generating part A has, for example, a cylindrical quartz tube 82 having a dome-shaped top portion, an antenna means 83 surrounding the quartz tube 82, and an electromagnetic wave arranged above the antenna means 83 so as to surround the quartz tube 82. And a coil 84.

【0081】前記アンテナ手段83はマッチングボック
ス85を介して第1の高周波電源86に接続されて、コ
ントローラ87からの指令に応じて、高周波電流を印加
することが可能である。また、前記電磁コイル84は電
源88に接続されて、コントローラ87からの指令に応
じて、所望の静磁場を励起可能に構成されている。ま
た、前記石英管82のドーム部分の頂部には、第1のガ
ス源89より図示しないマスフローコントローラを介し
て第1のプロセスガス、例えばアルゴンなどの不活性ガ
スを導入可能な第1のガス導入管路90が取り付けられ
ている。
The antenna means 83 is connected to the first high frequency power source 86 via the matching box 85 and can apply a high frequency current in response to a command from the controller 87. Further, the electromagnetic coil 84 is connected to a power source 88 and is configured to be able to excite a desired static magnetic field in response to a command from the controller 87. In addition, a first process gas such as an inert gas such as argon can be introduced from the first gas source 89 to the top of the dome portion of the quartz tube 82 via a mass flow controller (not shown). A conduit 90 is attached.

【0082】図12に詳細に示されるように、前記アン
テナ手段83は、上部リング部材83a、下部リング部
材83b及び両リングを連結する連結部材83cから構
成され、前記第1の高周波電源86から前記マッチング
ボックス85を介して、図12の矢印で示すように、所
望の高周波電流を印加することにより、前記円筒石英管
82内に交番電界を形成することが可能なように構成さ
れている。なお、アンテナの構造は交番電界を所望の領
域に形成できればよく、前記形状に特定されない。
As shown in detail in FIG. 12, the antenna means 83 is composed of an upper ring member 83a, a lower ring member 83b, and a connecting member 83c for connecting both rings. An alternating electric field can be formed in the cylindrical quartz tube 82 by applying a desired high-frequency current through the matching box 85, as shown by the arrow in FIG. The structure of the antenna is not limited to the above shape as long as it can form an alternating electric field in a desired region.

【0083】また、図12及び図13から明かなよう
に、前記電磁コイル84は、前記アンテナ手段83の上
部において、前記円筒石英管82を取り囲むように配置
されている。なお、図12では、構造の理解を容易にす
るために、前記電磁コイル84の略半分を切り欠いた状
態で示している。図13の平面図に矢印で示したよう
に、前記電源88により電磁コイル84を励起すること
により、前記交番電界と直交する方向、すなわち図示の
例では垂直方向(円筒石英管の軸方向)下方に向かう静
磁場を形成するように構成されている。
Further, as apparent from FIGS. 12 and 13, the electromagnetic coil 84 is arranged above the antenna means 83 so as to surround the cylindrical quartz tube 82. Note that in FIG. 12, in order to facilitate understanding of the structure, the electromagnetic coil 84 is shown in a state in which approximately half is cut away. As shown by the arrow in the plan view of FIG. 13, by exciting the electromagnetic coil 84 by the power supply 88, the direction orthogonal to the alternating electric field, that is, in the vertical direction (axial direction of the cylindrical quartz tube) in the illustrated example, is downward. It is configured to create a static magnetic field toward.

【0084】なお、プラズマ発生部を構成する前記石英
管82、アンテナ手段83、電磁コイル84の寸法及び
出力は、後述するように、被処理体であるウエハWの反
応表面の上方、約20〜30cm付近、すなわち図11
の例では、前記石英管82と後述の処理室91の接続部
分付近に、ECR領域(Ec)が形成されるように調整
される。
As will be described later, the size and output of the quartz tube 82, the antenna means 83, and the electromagnetic coil 84, which constitute the plasma generating portion, are about 20 to 20 mm above the reaction surface of the wafer W to be processed. Around 30 cm, that is, FIG.
In the above example, adjustment is made so that an ECR region (Ec) is formed in the vicinity of the connecting portion between the quartz tube 82 and the processing chamber 91 described later.

【0085】再び図11を参照して、第4実施例に係る
プラズマ装置81のプラズマ処理部Bの構成について説
明する。前記プラズマ処理部Bは、前記プラズマ発生部
Aで発生したプラズマ流により被処理体、例えばウエハ
Wを処理する処理室91を備え、その処理室91内に
は、前記ウエハWを載置固定するためのサセプタ92が
収納されている。このサセプタ92はマッチングボック
ス93を介して第2の高周波電源94に接続されてお
り、前記コントローラ87からの指令によりエッチング
処理を行う際には、RFバイアスを前記サセプタ12に
印加することが可能なように構成されている。
Referring again to FIG. 11, the structure of the plasma processing section B of the plasma device 81 according to the fourth embodiment will be described. The plasma processing unit B includes a processing chamber 91 for processing an object to be processed, for example, a wafer W by the plasma flow generated by the plasma generation unit A, and the wafer W is placed and fixed in the processing chamber 91. A susceptor 92 for storing is stored. The susceptor 92 is connected to a second high frequency power supply 94 via a matching box 93, and when performing an etching process according to a command from the controller 87, an RF bias can be applied to the susceptor 12. Is configured.

【0086】前記処理室91の肩口には、第2のガス源
98から図示しないマスフローコントローラを介して第
2のプロセスガスを導入可能な第2のガス供給管路99
が設けられており、同処理室91の反対側下方には、例
えば真空ポンプなどの排気系95に連通する排気管96
が接続されており、処理工程に応じて、前記処理室91
内にプロセスガスを導入したり、あるいは前記処理室9
1内を真空引きすることができるように構成されてい
る。
A second gas supply conduit 99 capable of introducing a second process gas from a second gas source 98 via a mass flow controller (not shown) into the shoulder of the processing chamber 91.
An exhaust pipe 96 communicating with an exhaust system 95 such as a vacuum pump is provided below the processing chamber 91 on the opposite side.
Is connected to the processing chamber 91 depending on the processing step.
A process gas is introduced into the inside of the chamber, or the processing chamber 9
The inside of 1 can be evacuated.

【0087】さらに本実施例によれば、前記処理室91
の側壁を取り囲むように磁場形成手段97が配置されて
いる。この磁場形成手段97は、図14に詳細に示すよ
うに、複数の永久磁石97a、97b等を交互に極性が
異なるように環状に配して成るもので、図14の矢印に
示すような磁力線を有する多極磁場を構成する。この多
極磁場の作用により、後述するように、プラズマ発生部
Aから導入されたプラズマ流を、被処理体であるウエハ
Wの処理表面付近にて整形保持することが可能になる。
Further, according to this embodiment, the processing chamber 91
The magnetic field forming means 97 is arranged so as to surround the side wall of the. As shown in detail in FIG. 14, the magnetic field forming means 97 is configured by arranging a plurality of permanent magnets 97a, 97b and the like in an annular shape so that the polarities are alternately different, and the magnetic field lines as shown by arrows in FIG. A multipole magnetic field having Due to the action of this multipolar magnetic field, it becomes possible to shape and hold the plasma flow introduced from the plasma generating section A near the processing surface of the wafer W which is the object to be processed, as will be described later.

【0088】第4実施例に係るプラズマ装置81は以上
のように構成されており、次にその動作について説明す
ると、エッチング処理を行う場合には、図示しないカセ
ット室から搬送アームにより図示しないロードロック室
に搬送された被処理体であるウエハWが、前記ロードロ
ック室から図示しないゲートバルブを介して、処理室9
1内に搬送される。即ち予め減圧雰囲気、例えば10-6
Paに設定された処理室91内に搬送され、その処理室
91内のサセプタ92上に、図示しない静電チャックな
どの固定手段により載置固定される。
The plasma device 81 according to the fourth embodiment is configured as described above. Next, its operation will be described. When performing etching processing, a load lock (not shown) is carried out from a cassette chamber (not shown) by a transfer arm. The wafer W, which is an object to be processed, transferred to the processing chamber 9 from the load lock chamber through a gate valve (not shown).
1 is transported to the inside. That is, a reduced pressure atmosphere is previously set, for example, 10 −6
It is conveyed into the processing chamber 91 set to Pa, and placed and fixed on the susceptor 92 in the processing chamber 91 by a fixing means such as an electrostatic chuck (not shown).

【0089】次いで、前記石英管82のドーム頂部の前
記第1のガス供給管路90及び前記処理室91の肩口に
設けられた前記第2のガス供給管路99から、ウエハW
にプラズマエッチングを施すための所定のプロセスガス
が、前記石英管82及び前記処理室91に導入される。
この時、処理室91内の圧は、例えば10-3Torrに
調節されている。例えば、前記第1のガス供給管路90
からアルゴンなどの不活性ガスを導入し、第2のガス供
給管路99からCl2やCHF3を供給することが可能で
ある。このように、2系列のガス供給管路からプラズマ
発生部A及びプラズマ処理部Bにプロセスガスを供給可
能なように構成することにより、エッチングに最適なプ
ロセスガスの混合比を、プラズマ発生部A及びプラズマ
処理部B、それぞれにおいて、別個にパラメータ設定し
て、より制御性に優れたプラズマエッチング処理が可能
となる。
Next, the wafer W is supplied from the first gas supply line 90 at the top of the dome of the quartz tube 82 and the second gas supply line 99 provided at the shoulder of the processing chamber 91.
A predetermined process gas for plasma etching is introduced into the quartz tube 82 and the processing chamber 91.
At this time, the pressure in the processing chamber 91 is adjusted to, for example, 10 −3 Torr. For example, the first gas supply line 90
It is possible to introduce an inert gas such as argon from the above and supply Cl 2 or CHF 3 from the second gas supply conduit 99. As described above, the process gas can be supplied to the plasma generating unit A and the plasma processing unit B from the two series of gas supply pipes, so that the optimum mixing ratio of the process gas for the etching can be set. By separately setting parameters in the plasma processing unit B and the plasma processing unit B, respectively, plasma etching processing with more excellent controllability can be performed.

【0090】プラズマを発生させる際には、第1の高周
波電源86から適当な高周波電流をアンテナ手段83に
送ることにより、処理室91内に交番電界を形成すると
共に、電源88により電磁コイル84を励起することに
より、垂直方向下方、すなわち石英管82の軸方向に磁
力線を有する静磁場が形成される。そして後述するEC
R条件が満足されると、ECR領域に存在する電子はそ
の磁界の磁力線に巻き付くように螺旋運動をしてプラズ
マ電位に到達し、弱磁界方向、すなわち垂直方向下方に
加速される。この結果、被処理体であるウエハWの処理
表面に対して垂直方向に向かうプラズマ流を形成するこ
とが可能となる。
When plasma is generated, an appropriate high-frequency current is sent from the first high-frequency power source 86 to the antenna means 83 to form an alternating electric field in the processing chamber 91, and the power source 88 drives the electromagnetic coil 84. By exciting, a static magnetic field having magnetic lines of force is formed downward in the vertical direction, that is, in the axial direction of the quartz tube 82. And EC to be described later
When the R condition is satisfied, the electrons existing in the ECR region make a spiral motion so as to wind around the magnetic field lines of the magnetic field, reach the plasma potential, and are accelerated in the weak magnetic field direction, that is, in the vertical direction downward. As a result, it becomes possible to form a plasma flow in a direction perpendicular to the processing surface of the wafer W which is the object to be processed.

【0091】ここで、電子サイクロトロン共鳴(EC
R)条件は、 B=2πmec/e を満足させることで得られる。ただし、上式において、
Bは磁束密度、me は電子の質量、fc は周波数、eは
電荷である。そのため、従来のマイクロ波ECRプラズ
マ装置においては、工業的に利用可能な2.45GHz
のマイクロ波に対してECR条件を満たす磁場として8
75Gaussが必要であったので、磁場を得るために
大きな重いマグネットが必要となり、装置が大型化せざ
るを得なかった。また、マイクロ波を伝播するための特
別な導波管も必要であった。
Here, electron cyclotron resonance (EC
The condition R) is obtained by satisfying B = 2πm e f c / e. However, in the above formula,
B is the magnetic flux density, m e is the mass of the electron, f c is the frequency, and e is the charge. Therefore, in the conventional microwave ECR plasma device, the industrially available 2.45 GHz
8 as a magnetic field that satisfies the ECR condition for the microwave
Since 75 Gauss was required, a large heavy magnet was required to obtain the magnetic field, and the device had to be increased in size. Also, a special waveguide for propagating microwaves was required.

【0092】しかし、低い周波数を用いれば、それだけ
低い磁場でECR条件を達成することが可能なことは、
上式から明らかである。そこで本実施例に基づくプラズ
マ装置81によれば、アンテナ手段83に、例えば10
0MHz以下の高周波電流を供給することにより、交番
電界を形成することが可能なので、例えば35Gaus
s程度の非常に小さい磁場を形成すれば、ECR条件を
満足させることが可能である。そのため、従来の装置に
比較して遥かに小さな電磁コイルを使用すれば十分なの
で、装置の簡易化、小型化を図ることができる。
However, it is possible to achieve the ECR condition with a lower magnetic field by using a lower frequency.
It is clear from the above equation. Therefore, according to the plasma device 81 according to the present embodiment, the antenna means 83 has, for example, 10
Since an alternating electric field can be formed by supplying a high frequency current of 0 MHz or less, for example, 35 Gaus
By forming a very small magnetic field of about s, it is possible to satisfy the ECR condition. Therefore, it is sufficient to use a much smaller electromagnetic coil than the conventional device, and the device can be simplified and downsized.

【0093】図13に示すように、第1の磁場形成手段
による磁力線は、垂直方向下方に向かうにつれて処理室
外方に反れる発散磁界を形成している。そのため、被処
理体Wに向かうプラズマ流も発散する傾向を有してい
る。特に従来のマイクロ波ECRプラズマ装置では、8
75Gaussという大きな磁界を使用せざるを得ない
ので、処理室91内に形成される発散磁界も大きなもの
となり、プラズマ流の発散傾向も大きくなり、ウエハW
の処理表面にプラズマ流を垂直に入射させることが困難
であった。
As shown in FIG. 13, the lines of magnetic force generated by the first magnetic field forming means form a divergent magnetic field which is bent outward in the processing chamber as it goes downward in the vertical direction. Therefore, the plasma flow toward the target object W also tends to diverge. Particularly, in the conventional microwave ECR plasma device,
Since a large magnetic field of 75 Gauss must be used, the divergent magnetic field formed in the processing chamber 91 also becomes large, and the divergence tendency of the plasma flow also becomes large.
It was difficult to vertically inject the plasma stream onto the treated surface of the above.

【0094】しかしながら、本実施例に基づくプラズマ
装置81によれば、例えば35Gaussといった小さ
な磁場を用いることが可能なので、処理室91内に生じ
る発散磁界も小さくすることができ、前記処理室91内
に導入されたプラズマ流の発散傾向を最小限に抑えるこ
とが可能である。特に、ECR領域と20〜30cm程
度離れた地点では発散磁界の影響はほとんど無視するこ
とができるので、ウエハWの処理表面にプラズマ流を垂
直に案内することが可能になるので、選択比の高い良好
な異方性エッチングを達成することができる。
However, according to the plasma device 81 according to the present embodiment, a small magnetic field of 35 Gauss can be used, so that the divergent magnetic field generated in the processing chamber 91 can also be made small and the inside of the processing chamber 91 can be reduced. It is possible to minimize the divergence tendency of the introduced plasma stream. In particular, at a point about 20 to 30 cm away from the ECR region, the influence of the divergent magnetic field can be almost ignored, so that the plasma flow can be vertically guided to the processing surface of the wafer W, and thus the selection ratio is high. Good anisotropic etching can be achieved.

【0095】また、図11に示すプラズマ装置1の処理
室91の周囲には図14に示すような多極構成の磁場形
成手段97が配置されているので、プラズマ発生部Aか
ら処理室11内に導入されたプラズマ流を被処理体Wの
処理表面に対応するように整形保持することが可能であ
る。またかかる多極構成の磁場形成手段97によって上
述のプラズマ流の発散傾向を減少させ、処理表面に垂直
入射するプラズマ流とすることで、高い選択比及びエッ
チングの均一化を確保することが可能となる。
Further, since the multi-pole magnetic field forming means 97 as shown in FIG. 14 is arranged around the processing chamber 91 of the plasma apparatus 1 shown in FIG. It is possible to shape and hold the plasma flow introduced into the device so as to correspond to the processed surface of the object W to be processed. Further, by reducing the divergence tendency of the plasma flow described above by the magnetic field forming means 97 having such a multi-pole structure and making the plasma flow vertically incident on the processing surface, it is possible to secure a high selection ratio and uniform etching. Become.

【0096】また、図11に示す実施例ではサセプタ9
2にマッチングボックス93を介して第2の高周波電源
94からRFバイアスを印加することが可能なように構
成されている。そのため、使用される処理ガスやガス圧
力に応じて、RFバイアスを適宜印加することにより、
プラズマ流中のイオンの加速を図ると共に、イオン流の
均一化を図ることが可能である。
In the embodiment shown in FIG. 11, the susceptor 9 is used.
An RF bias can be applied from the second high frequency power supply 94 to the second via the matching box 93. Therefore, by appropriately applying an RF bias according to the processing gas or gas pressure used,
It is possible to accelerate the ions in the plasma flow and to make the ion flow uniform.

【0097】前記のようにして被処理体であるウエハW
の処理が完了すると、排気管路96を開放して、真空ポ
ンプなどの排気系95により前記処理室11内の残留処
理ガスや反応性生物を十分に排気した後に、前記処理室
91の側面に設けられた図示しないゲートバルブが開口
され、搬送アームによりサセプタ上の被処理体をロード
ロック室に搬出する。以上が、第4実施例にかかるプラ
ズマ装置1を用いた場合の動作説明である。
The wafer W which is the object to be processed as described above
When the processing of step 1 is completed, the exhaust pipe line 96 is opened, the residual processing gas and the reactive organisms in the processing chamber 11 are sufficiently exhausted by the exhaust system 95 such as a vacuum pump, and then the side surface of the processing chamber 91 is removed. A gate valve (not shown) provided is opened, and the object to be processed on the susceptor is carried out to the load lock chamber by the transfer arm. The above is the description of the operation when the plasma device 1 according to the fourth embodiment is used.

【0098】次に、前記石英管82の頂部ドーム部分の
第1のガス供給管路90からのプロセスガスの導入経路
に関するさらに別の実施例について、図15及び図16
を参照しながら説明する。図11の第4実施例おいて
は、石英管82の頂部ドーム部分に形成された第1のガ
ス供給管路90から処理ガスが、直接石英管82内に導
入されるが、処理ガスを処理室91内に均一かつ迅速に
分散させるために、図15又は図16に示す構成を採用
することが可能である。図15に示す他の実施例におい
ては、複数の貫通孔100が穿設された板部材101を
介して処理ガスを導入することにより、ガス分散の均一
化及び加速を図っている。
Next, another embodiment relating to the introduction path of the process gas from the first gas supply conduit 90 of the top dome portion of the quartz tube 82 will be described with reference to FIGS.
Will be described with reference to. In the fourth embodiment of FIG. 11, the processing gas is directly introduced into the quartz tube 82 from the first gas supply line 90 formed in the top dome portion of the quartz tube 82. In order to disperse uniformly and rapidly in the chamber 91, the configuration shown in FIG. 15 or 16 can be adopted. In another embodiment shown in FIG. 15, the processing gas is introduced through a plate member 101 having a plurality of through holes 100 formed therein, to homogenize and accelerate the gas dispersion.

【0099】また、図16に示す他の例においては、ス
ポンジ状の多孔性材料102が前記第1のガス供給管路
90付近に設置されており、処理ガスは前記多孔性材料
102中の微小孔103を介してプラズマ発生部Aに導
入し、ガス分散の均一化及び加速を図ることができるよ
うに構成されている。
In another example shown in FIG. 16, a sponge-like porous material 102 is installed in the vicinity of the first gas supply pipeline 90, and the processing gas is a minute gas in the porous material 102. The gas is introduced into the plasma generating part A through the holes 103, and the gas dispersion can be made uniform and accelerated.

【0100】次に、図17及び図18を参照して、第5
実施例について説明する。ただし、図11に示す第1実
施例と同じ機能及び構造を有する構成部材については、
同一の番号を付すことにより、重複説明を省略してい
る。この第5実施例においては、図11に示す石英管8
2に代えて、石英板110が処理室91の上面に配置さ
れており、この石英板110の外側表面上に、アンテナ
手段111が設置されている。
Next, referring to FIGS. 17 and 18, the fifth
Examples will be described. However, regarding the constituent members having the same function and structure as the first embodiment shown in FIG.
By giving the same numbers, duplicate explanations are omitted. In the fifth embodiment, the quartz tube 8 shown in FIG.
Instead of 2, the quartz plate 110 is arranged on the upper surface of the processing chamber 91, and the antenna means 111 is installed on the outer surface of the quartz plate 110.

【0101】このアンテナ手段111は、図18に示す
ように、渦巻形状を有する渦巻アンテナであり、高周波
電源86からマッチングボックス85を介して高周波電
流を印加することにより効率よく交番電界を形成するこ
とが可能である。なお、石英板110の外側表面に設置
されるアンテナ構造については、所望の領域に所望の交
番電界を形成できればよく、前記形状に限定されない。
As shown in FIG. 18, this antenna means 111 is a spiral antenna having a spiral shape, and it is possible to efficiently form an alternating electric field by applying a high frequency current from a high frequency power source 86 via a matching box 85. Is possible. The antenna structure provided on the outer surface of the quartz plate 110 is not limited to the above shape as long as it can form a desired alternating electric field in a desired region.

【0102】例えば図4〜図10に示された各種形態の
アンテナを使用することができ、またかかる場合、図4
〜図10に示された高周波電源、キャパシタの接続構成
を採ることが可能である。しかもアンテナ、高周波電源
の接続等をそのように構成することにより、対応する箇
所で述べたように、プラズマ密度の均一化を図って、よ
り均一なプラズマ処理を施すことが可能になるものであ
る。
For example, various types of antennas shown in FIGS. 4 to 10 can be used, and in such a case, the antenna shown in FIG.
It is possible to adopt the connection configuration of the high frequency power supply and the capacitor shown in FIG. Moreover, by configuring the connection of the antenna and the high frequency power source in such a manner, as described in the corresponding part, it becomes possible to make the plasma density uniform and perform more uniform plasma treatment. .

【0103】また、この第5実施例においても、図11
に示す実施例と同様に、前記アンテナ手段111の上方
には電磁コイル84が設置されており、垂直方向下方に
向かって徐々に発散する磁力線を有する静磁場を形成す
ることが可能に構成されている。このように、本実施例
においても、前記アンテナ手段111と前記電磁コイル
84の出力を適当に調整することにより、所望の領域、
例えば、被処理体の処理表面の上方、20〜30cm領
域にECR領域を形成することが可能である。
Also in this fifth embodiment, as shown in FIG.
Similar to the embodiment shown in FIG. 7, an electromagnetic coil 84 is installed above the antenna means 111, and is configured to be able to form a static magnetic field having magnetic force lines that gradually diverge downward in the vertical direction. There is. Thus, also in this embodiment, by appropriately adjusting the outputs of the antenna means 111 and the electromagnetic coil 84, a desired area,
For example, it is possible to form the ECR region in a region of 20 to 30 cm above the treated surface of the object to be treated.

【0104】さらに、本実施例によれば、図11に示し
た第1実施例にかかるプラズマ装置81における石英管
82のような、嵩高の構成部材を使用する必要がないの
で、プラズマ装置のより小型化を図ることが可能であ
る。
Furthermore, according to the present embodiment, it is not necessary to use a bulky constituent member such as the quartz tube 82 in the plasma device 81 according to the first embodiment shown in FIG. It is possible to reduce the size.

【0105】次に添付図面を参照しながら第6実施例に
ついて説明すると、本実施例はプラズマエッチング装置
に適用した例であり、図19に示すように、第6実施例
にかかるプラズマエッチング装置121は、気密に構成
された例えばアルミニウム製の処理室122を備えてい
る。その処理室122のほぼ中央にはサセプタ123が
配置されており、そのサセプタ123の上に被処理体、
例えばウエハWが載置固定される。
Next, a sixth embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. This embodiment is an example applied to a plasma etching apparatus. As shown in FIG. 19, a plasma etching apparatus 121 according to the sixth embodiment is shown. Is provided with a processing chamber 122 made of, for example, aluminum that is airtight. A susceptor 123 is arranged substantially in the center of the processing chamber 122, and an object to be processed is placed on the susceptor 123.
For example, the wafer W is placed and fixed.

【0106】前記処理室122の肩口には処理ガス供給
管路124が取り付けられており、ガス源125から図
示しないマスフローコントローラを介して、Cl2やC
HF3などの反応性ガスを前記処理室122内に供給す
ることができる。また、前記処理室122の前記処理ガ
ス供給管路124の取付側とは反対側の下方には排気用
管路126が取り付けられており、排気系127、例え
ば真空ポンプなどにより必要に応じて真空引きが可能な
ように構成されている。
A processing gas supply conduit 124 is attached to the shoulder of the processing chamber 122, and Cl 2 and C are supplied from a gas source 125 via a mass flow controller (not shown).
A reactive gas such as HF 3 can be supplied into the processing chamber 122. Further, an exhaust pipe 126 is attached to the lower side of the processing chamber 122 opposite to the side where the processing gas supply pipe 124 is attached, and an exhaust system 127 such as a vacuum pump is used to evacuate the vacuum if necessary. It is constructed so that it can be pulled.

【0107】さらに、図19に示すように、被処理体で
あるウエハWを載置したサセプタ123の上面には、こ
のウエハWを取り囲む石英から成るフォーカスリング1
30が、ウエハWの被処理面よりも高くなるように設け
られている。このフォーカスリング130は、サセプタ
123上に生成されるプラズマを前記被処理面に集中さ
せて、処理、例えばエッチングのレートを高める効果を
持っている。また、前記フォーカスリング130は、前
記プラズマにより、アルミニウムから成るサセプタ12
3の被処理体に覆われない露出部がエッチングされて、
ゴミが発生するのを防止する効果をも有している。
Further, as shown in FIG. 19, on the upper surface of the susceptor 123 on which the wafer W to be processed is placed, the focus ring 1 made of quartz and surrounding the wafer W is formed.
30 is provided so as to be higher than the surface to be processed of the wafer W. The focus ring 130 has the effect of concentrating the plasma generated on the susceptor 123 on the surface to be processed and increasing the rate of processing, such as etching. Further, the focus ring 130 causes the susceptor 12 made of aluminum by the plasma.
The exposed part that is not covered by the object to be processed of 3 is etched,
It also has the effect of preventing the generation of dust.

【0108】さらに前記サセプタ123の被処理体保持
面には、静電チャック132が設けられている。この静
電チャック132は、銅箔などの導電体131を絶縁
膜、例えばポリイミド樹脂をポリイミド接着して形成さ
れ、高温、例えば100℃〜150℃であっても、サセ
プタ123から膜剥がれせずに、被処理体であるウエハ
Wを正確に保持する機能を持っている。この静電チャッ
ク132は、電線133を介して、電源スイッチ134
に接続され、この電源スイッチ134は、直流電源13
5を介して電気的に接地してある。この直流電源135
より電圧、例えば2KVが、前記静電チャック132の
導電体131に印加されると、被処理体であるウエハW
を吸着、保持するように構成されている。
Further, an electrostatic chuck 132 is provided on the surface of the susceptor 123 holding the object to be processed. The electrostatic chuck 132 is formed by bonding a conductor 131 such as a copper foil to an insulating film, for example, polyimide resin with polyimide, and does not peel off the film from the susceptor 123 even at a high temperature, for example, 100 ° C. to 150 ° C. , And has a function of accurately holding the wafer W to be processed. The electrostatic chuck 132 includes a power switch 134 via an electric wire 133.
The power switch 134 is connected to the DC power source 13
It is electrically grounded via 5. This DC power supply 135
When a higher voltage, for example, 2 KV, is applied to the conductor 131 of the electrostatic chuck 132, the wafer W that is the target object is processed.
Is configured to be adsorbed and held.

【0109】前出サセプタ123の内部には、被処理体
の温度調整手段、例えば液体窒素が、図示しない供給手
段よりパイプ136を介して供給され、一時的に液体窒
素を蓄えることが可能なタンク137に導入される。こ
の温度調整手段により、プラズマ処理される被処理体
は、サセプタ123上で、例えば冷却されて、処理に適
した温度、例えば0℃〜−150℃の所定温度に処理中
維持されるので、被処理体の温度に依存した処理、例え
ばエッチング、アッシング、膜形成等に適した装置を提
供できる。特に、半導体ウエハのエッチングにおいて、
64Mメモリ以上のコンタクトホール形成で、0.3μ
m以下のエッチングには、微細な加工が必要となり、コ
ンタクトホールの側壁を処理ガスによる反応生成物で保
護して底面をエッチングする技術には、半導体ウエハを
低温、例えば−100℃以下に冷却して処理することが
必要となる。
Inside the susceptor 123, a temperature adjusting means for the object to be treated, for example, liquid nitrogen is supplied from a supply means (not shown) via a pipe 136, and a tank capable of temporarily storing the liquid nitrogen. 137. By this temperature adjusting means, the object to be plasma-processed is cooled, for example, on the susceptor 123 and is maintained at a temperature suitable for the processing, for example, a predetermined temperature of 0 ° C. to −150 ° C. during the processing. It is possible to provide an apparatus suitable for processing that depends on the temperature of the processing body, such as etching, ashing, and film formation. Especially in the etching of semiconductor wafers,
0.3μ by forming contact holes of 64M memory or more
Etching of m or less requires fine processing. For the technique of protecting the sidewall of the contact hole with a reaction product of the processing gas and etching the bottom surface, the semiconductor wafer is cooled to a low temperature, for example, -100 ° C or less. Need to be processed.

【0110】また、前記ガス供給管路124の前記処理
室122への供給口139は、図示しないガス拡散板を
介して分流され、処理室122の供給口には、多孔質の
ガス拡散シャワーヘッド、例えばフロン系樹脂、フェノ
ール系樹脂を炭化して得られるガラス状カーボンが設け
られている。このガラス状カーボンから成るガス供給口
により、サセプタ123上に載置された被処理体へ均一
な処理ガスを供給でき、処理結果、例えばエッチング処
理の処理面内での高い均一性を得ることができるように
構成されている。
The supply port 139 of the gas supply line 124 to the processing chamber 122 is diverted via a gas diffusion plate (not shown), and the supply port of the processing chamber 122 has a porous gas diffusion showerhead. For example, glassy carbon obtained by carbonizing a fluorocarbon resin or a phenol resin is provided. The gas supply port made of this glassy carbon can supply a uniform processing gas to the object to be processed placed on the susceptor 123, and the processing result, for example, a high uniformity in the processing surface of the etching processing can be obtained. It is configured to be able to.

【0111】図20を参照すれば明らかなように、前記
処理室122の頂部壁面のほぼ中央はほぼ円形に切り抜
かれており、そこに円板状の絶縁部材128が気密に取
り付けられている。この絶縁部材128の材質は、石英
ガラスやセラミック材料といった絶縁部材であれば特に
限定されないが、透明な石英ガラスを用いた場合には、
前記処理室2内のプラズマの発光状態を視認することが
可能である。
As is apparent from FIG. 20, the center of the top wall surface of the processing chamber 122 is cut out in a substantially circular shape, and the disk-shaped insulating member 128 is hermetically attached thereto. The material of the insulating member 128 is not particularly limited as long as it is an insulating member such as quartz glass or ceramic material, but when transparent quartz glass is used,
It is possible to visually check the light emission state of the plasma in the processing chamber 2.

【0112】前記絶縁部材128の上面、すなわち前記
処理室122の外側には、ループアンテナ129及び磁
極材140が載置固定される。前記ループアンテナ12
9は銅線又は銅管などの導電性材料から構成することが
可能であるが、冷却特性に優れる銅管を用いることが好
ましい。またこの実施例においては、図20から明らか
なように、1ターンのループを描くループアンテナ12
9を用いているが、高周波電流を印加することにより処
理室内に回転電界を形成できるものであれば、図示の例
に限定されない。
A loop antenna 129 and a magnetic pole member 140 are mounted and fixed on the upper surface of the insulating member 128, that is, on the outer side of the processing chamber 122. The loop antenna 12
Although 9 can be made of a conductive material such as a copper wire or a copper tube, it is preferable to use a copper tube having excellent cooling characteristics. Further, in this embodiment, as apparent from FIG. 20, the loop antenna 12 that draws a loop of one turn is shown.
9 is used, but it is not limited to the illustrated example as long as a rotating electric field can be formed in the processing chamber by applying a high frequency current.

【0113】例えば図4、図8に示された各種形態のア
ンテナを使用することができ、またかかる場合、図4、
図8に示された高周波電源、キャパシタの接続構成を採
ることが可能である。しかもアンテナ、高周波電源の接
続等をそのように構成することにより、対応する箇所で
述べたように、プラズマ密度の均一化を図って、より均
一なプラズマ処理を施すことが可能になるものである。
For example, various types of antennas shown in FIGS. 4 and 8 can be used, and in such a case, as shown in FIG.
The connection configuration of the high frequency power supply and the capacitor shown in FIG. 8 can be adopted. Moreover, by configuring the connection of the antenna and the high frequency power source in such a manner, as described in the corresponding part, it becomes possible to make the plasma density uniform and perform more uniform plasma treatment. .

【0114】また、前記ループアンテナ129は、マッ
チングボックス141を介して第1の高周波電源142
から高周波電流を印加することが可能なように構成され
ている。そしてコントローラ143からの指令により、
例えば13.56MHzの高周波電流を前記ループアン
テナ129に印加することにより、前記絶縁部材128
を介して、前記処理室122内に回転電界を形成し、電
子を加速し、プラズマ発生条件を充足させることが可能
である。
The loop antenna 129 has the first high frequency power source 142 via the matching box 141.
Is configured so that a high frequency current can be applied. Then, according to a command from the controller 143,
For example, by applying a high frequency current of 13.56 MHz to the loop antenna 129, the insulating member 128
It is possible to satisfy the plasma generation condition by forming a rotating electric field in the processing chamber 122, accelerating the electrons, through.

【0115】前記絶縁部材128上に設置される前記磁
極材140としては、導電性の低いニッケル亜鉛系のソ
フトフェライトを用いることが好ましい。導電性の高い
磁極材を用いた場合には、高周波電流を印加した場合に
生じる交番磁界によりうず電流が発生し、所望の磁場を
前記処理室2内に形成することができないおそれがあ
る。
As the magnetic pole member 140 provided on the insulating member 128, it is preferable to use nickel-zinc based soft ferrite having low conductivity. When a magnetic pole material having high conductivity is used, an eddy current is generated due to an alternating magnetic field generated when a high frequency current is applied, and there is a possibility that a desired magnetic field cannot be formed in the processing chamber 2.

【0116】また前記磁極材140の形状については、
図示の実施例の場合には、周囲を厚く中央薄くして、前
記処理室122内のプラズマの密度分布の面内均一化を
図っているが、後述するように、前記磁極材140の形
状については、処理条件に応じて適宜定めることが可能
である。
Regarding the shape of the magnetic pole member 140,
In the case of the illustrated embodiment, the circumference is made thicker and thinner at the center to make the density distribution of the plasma in the processing chamber 122 uniform within the surface. As will be described later, the shape of the magnetic pole member 140 will be described. Can be appropriately determined according to the processing conditions.

【0117】また前記磁極材140の水平方向断面積、
すなわち、前記処理室122内の被処理体であるウエハ
Wの処理面に略水平な平面で切断した断面積について
は、そのウエハ体Wの処理面の面積よりも大きくなるよ
うに構成している。かかる構成により、被処理体である
ウエハWの処理面全体にわたり前記磁極材140による
磁場を作用させることが可能になり、プラズマの密度分
布をより精密に制御することができる。
Further, the horizontal cross-sectional area of the magnetic pole member 140,
That is, the cross-sectional area of the wafer W as the object to be processed in the processing chamber 122 taken along a plane substantially horizontal to the processing surface is larger than the area of the processing surface of the wafer W. . With this configuration, the magnetic field generated by the magnetic pole material 140 can be applied to the entire processing surface of the wafer W, which is the object to be processed, and the density distribution of plasma can be controlled more precisely.

【0118】またプラズマを発生させるために高周波電
流を前記ループアンテナ129に印加した場合には、前
記磁極材140に反磁場が生じ、この磁極材140によ
る磁場に不利に作用するおそれがある。そのため本発明
によれば、その反磁場の影響を無視できる程度の厚みを
前記磁極材140に持たせること、あるいは磁路を長く
する工夫により、前記問題点を克服している。
When a high frequency current is applied to the loop antenna 129 to generate plasma, a demagnetizing field is generated in the magnetic pole member 140, which may adversely affect the magnetic field generated by the magnetic pole member 140. Therefore, according to the present invention, the above problems are overcome by providing the magnetic pole member 140 with a thickness that allows the influence of the demagnetizing field to be ignored, or by devising a longer magnetic path.

【0119】前記サセプタ123にはマッチングボック
ス144を介して第2の高周波電源145が接続されて
おり、前記コントローラ143からの指令により、エッ
チング処理時に高周波バイアス電位を前記サセプタ12
3に印加することが可能なように構成されている。なお
前記サセプタ123は、処理室122から絶縁体138
により絶縁されるように構成されている。
A second high frequency power source 145 is connected to the susceptor 123 via a matching box 144, and a high frequency bias potential is applied to the susceptor 12 during an etching process according to a command from the controller 143.
It is configured so that it can be applied to No. 3. The susceptor 123 is connected to the insulator 138 from the processing chamber 122.
It is configured to be insulated by.

【0120】さらに本実施例によれば、前記処理室12
2の側壁を取り囲むように磁場形成手段、例えば永久磁
石146a、146bが配置されている。この磁場形成
手段146は、図21に詳細に示すように、複数の永久
磁石146a、146b等を交互に極性が異なるように
環状に配して成るもので、図21の矢印に示すような磁
力線を有する多極磁場を構成している。この多極磁場の
作用により、前記処理室122の内壁に衝突しようとす
るプラズマ流を前記処理室122の中央に押し戻し、被
処理体であるウエハWの処理表面付近に、プラズマを整
形保持することが可能なように構成されている。
Further, according to this embodiment, the processing chamber 12
Magnetic field forming means, for example, permanent magnets 146a and 146b are arranged so as to surround the side wall of the second magnet. As shown in detail in FIG. 21, the magnetic field forming means 146 is formed by arranging a plurality of permanent magnets 146a, 146b and the like in an annular shape so that the polarities are alternately different, and the magnetic field lines shown by the arrows in FIG. To form a multipole magnetic field. Due to the action of the multi-pole magnetic field, the plasma flow that is about to collide with the inner wall of the processing chamber 122 is pushed back to the center of the processing chamber 122, and the plasma is shaped and held near the processing surface of the wafer W that is the object to be processed. Is configured to be possible.

【0121】第6実施例にかかるプラズマエッチング装
置121は以上のように構成されており、次にその動作
について説明すると、エッチング処理を行う場合には、
図示しないカセット室から適当な搬送手段、例えば搬送
アームにより図示しないロードロック室に搬送された被
処理体であるウエハWが、前記ロードロック室から、処
理室122の側面に設けられたゲートバルブ147(図
20参照)を介して、処理室122内に搬送される。さ
らにウエハWは、予め減圧雰囲気、例えば10-6Tor
rに減圧された処理室122内に搬送され、サセプタ1
23上の前記静電チャック132によって吸着、保持さ
れる。
The plasma etching apparatus 121 according to the sixth embodiment is constructed as described above. Next, its operation will be explained.
A wafer W, which is an object to be processed, is transferred from an unillustrated cassette chamber to an unillustrated load lock chamber by an appropriate transfer means, for example, a transfer arm, and a gate valve 147 provided on the side surface of the process chamber 122 from the load lock chamber. (Refer to FIG. 20) to be transferred into the processing chamber 122. Further, the wafer W is preliminarily reduced in pressure, for example, 10 −6 Tor.
The susceptor 1 is conveyed to the processing chamber 122 whose pressure is reduced to r.
It is attracted and held by the electrostatic chuck 132 on 23.

【0122】次いで、前記処理室122の肩口に設けら
れたガス供給管路124から、被処理体であるウエハW
にプラズマエッチングを施すための所定のプロセスガ
ス、例えばCl2やCHF3が前記処理室122内に導入
される。この時、処理室122内の圧力は、例えば10
-3Torrに調整されている。
Then, from the gas supply conduit 124 provided at the shoulder of the processing chamber 122, the wafer W to be processed is processed.
A predetermined process gas, for example, Cl 2 or CHF 3 for plasma etching is introduced into the processing chamber 122. At this time, the pressure in the processing chamber 122 is, for example, 10
-Adjusted to -3 Torr.

【0123】プラズマエッチングを実施する場合には、
第1の高周波電源142からマッチングボックス141
を介して、例えば13.56MHzの高周波電流がルー
プアンテナ129に印加される。その高周波電流により
処理室122内部を垂直方向に上下する磁場が形成さ
れ、その磁場の周りに回転電界が形成される。この回転
電界により電子がプラズマ電位にまで加速され、前記処
理室122内にプラズマが形成される。この場合本実施
例によれば、ループアンテナ129によって非常に均一
な回転電界を形成することが可能なのであり、従って高
い均一性を有するプラズマを処理室122内に形成する
ことができる。
When performing plasma etching,
From the first high frequency power supply 142 to the matching box 141
A high frequency current of, for example, 13.56 MHz is applied to the loop antenna 129 via the. A magnetic field that vertically moves up and down inside the processing chamber 122 is formed by the high frequency current, and a rotating electric field is formed around the magnetic field. Electrons are accelerated to the plasma potential by this rotating electric field, and plasma is formed in the processing chamber 122. In this case, according to the present embodiment, it is possible to form a very uniform rotating electric field by the loop antenna 129, and therefore it is possible to form a plasma having high uniformity in the processing chamber 122.

【0124】また、図19に示すプラズマエッチング装
置121の前記処理室122の周囲には、図3に示すよ
うな複数の永久磁石146a、146bによって構成さ
れた磁場形成手段146が配置されているので、前記処
理室122の内壁に衝突しようとするプラズマ流を前記
処理室122の中央に押し戻し、被処理体であるウエハ
Wの処理表面付近にプラズマを整形保持することが可能
である。そのため、被処理体であるウエハWの処理面に
対して、均一なエッチング処理を実施することができ
る。
Further, since the magnetic field forming means 146 constituted by a plurality of permanent magnets 146a and 146b as shown in FIG. 3 is arranged around the processing chamber 122 of the plasma etching apparatus 121 shown in FIG. The plasma flow that is about to collide with the inner wall of the processing chamber 122 can be pushed back to the center of the processing chamber 122, and the plasma can be shaped and held in the vicinity of the processing surface of the wafer W that is the object to be processed. Therefore, a uniform etching process can be performed on the processed surface of the wafer W that is the object to be processed.

【0125】また本実施例に係るプラズマ装置121に
よれば、第2の高周波電源145がサセプタ123に接
続されている。この第2の高周波電源145は、プラズ
マを発生させるための第1の高周波電源142から独立
して制御することが可能なので、発生されたプラズマと
前記サセプタ123又はウエハWとの間の高周波バイア
ス電位を、自由に調節することができる。そのため、使
用される処理ガスやガス圧力に応じて、高周波バイアス
を適宜印加することにより、プラズマ流中のイオンの加
速を図ると共に、イオン流の均一化を図ることが可能で
ある。
Further, according to the plasma device 121 of the present embodiment, the second high frequency power source 145 is connected to the susceptor 123. Since the second high frequency power supply 145 can be controlled independently of the first high frequency power supply 142 for generating plasma, a high frequency bias potential between the generated plasma and the susceptor 123 or the wafer W is generated. Can be adjusted freely. Therefore, by appropriately applying a high frequency bias according to the processing gas and the gas pressure used, it is possible to accelerate the ions in the plasma flow and to make the ion flow uniform.

【0126】前記のようにして前記処理室122内のウ
エハWの処理が完了すると、排気管路126を開放し
て、真空ポンプなどの排気系127により前記処理室1
22内の残留処理ガスや反応生成物を十分に排気した後
に、前記処理室122の側面に設けられたゲートバルブ
147を開口し、搬送アーム(図示せず)によりサセプ
タ123上のウエハWを、図示しないロードロック室に
搬出することでプロセスが終了する。
When the processing of the wafer W in the processing chamber 122 is completed as described above, the exhaust pipe 126 is opened, and the processing chamber 1 is opened by the exhaust system 127 such as a vacuum pump.
After the residual processing gas and reaction products in 22 are sufficiently exhausted, the gate valve 147 provided on the side surface of the processing chamber 122 is opened, and the wafer W on the susceptor 123 is opened by a transfer arm (not shown). The process ends by carrying out the load lock chamber (not shown).

【0127】次に、図22及び図23を参照しながら、
本実施例に基づいて構成される磁極材であるソフトフェ
ライトの構造及び作用について説明する。一般に、処理
室122内のプラズマの密度分布はその処理室122内
の磁場分布に影響される。そのため、本実施例によれ
ば、前記処理室122内の磁場分布を調節するために絶
縁部材128の上面にソフトフェライトなどの磁極材1
40を配置し、その形状を変えることにより、前記処理
室122内の磁場分布を調節し、プラズマの密度分布を
自由に調節することができる。
Next, referring to FIG. 22 and FIG.
The structure and action of the soft ferrite which is the magnetic pole material constructed based on this embodiment will be described. Generally, the density distribution of plasma in the processing chamber 122 is affected by the magnetic field distribution in the processing chamber 122. Therefore, according to the present embodiment, the magnetic pole material 1 such as soft ferrite is formed on the upper surface of the insulating member 128 to adjust the magnetic field distribution in the processing chamber 122.
By arranging 40 and changing its shape, the magnetic field distribution in the processing chamber 122 can be adjusted and the plasma density distribution can be adjusted freely.

【0128】ただし本実施例によれば、ウエハWの処理
面全体にわたりプラズマの密度分布を制御可能に構成す
るために、前記磁極材140の水平方向断面積、すなわ
ち前記ウエハWの処理面に略平行な平面で切断した断面
の面積が、その処理面の面積よりも大きくなるように構
成することが重要である。また上述したように、高周波
電流をループアンテナ129に印加すると、前記磁極材
10内に反磁場が生じるため、その影響を無視できる程
度の厚みを前記磁極材0に持たせることが重要である。
However, according to the present embodiment, in order to control the plasma density distribution over the entire processing surface of the wafer W, the horizontal cross-sectional area of the magnetic pole member 140, that is, the processing surface of the wafer W, is substantially formed. It is important to configure so that the area of the cross section cut by parallel planes is larger than the area of the processing surface. Further, as described above, when a high-frequency current is applied to the loop antenna 129, a demagnetizing field is generated in the magnetic pole material 10, so it is important to give the magnetic pole material 0 a thickness such that its influence can be ignored.

【0129】前記条件を満たした上で、前記磁極材14
0構成するソフトフェライトの形状を適当に調節するこ
とにより、処理室122内プラズマの密度分布を自由に
調節することができる。例えば図19に示す例におい
て、前記磁極材140を設置しない時に、プラズマの周
囲の密度分布がプラズマの中心密度分布よりも低いもの
と仮定し、そのプラズマの均一化を図りたい場合には、
図示のように、前記磁極材140の縦断面において周囲
部を中心部よりも厚く構成すること、あるいは、磁路が
長くなるような構造にすることにより、プラズマの均一
化を図ることができる。
After satisfying the above conditions, the magnetic pole material 14
The density distribution of plasma in the processing chamber 122 can be freely adjusted by appropriately adjusting the shape of the soft ferrite constituting the zero component. For example, in the example shown in FIG. 19, assuming that the density distribution around the plasma is lower than the center density distribution of the plasma when the magnetic pole member 140 is not installed, and it is desired to make the plasma uniform,
As shown in the figure, in the vertical cross section of the magnetic pole member 140, the peripheral portion is made thicker than the central portion, or the magnetic path is made longer so that the plasma can be made uniform.

【0130】必要なプラズマの密度分布は、処理される
被処理体の種類、反応性ガス、ガス圧力などの要因によ
り異なるので、本発明によれば、前記磁極材140の形
状を適当に調節することにより、所望の最適なプラズマ
の密度分布を得ることが可能である。
The required plasma density distribution varies depending on factors such as the type of the object to be processed, the reactive gas and the gas pressure. Therefore, according to the present invention, the shape of the magnetic pole member 140 is appropriately adjusted. This makes it possible to obtain a desired optimum plasma density distribution.

【0131】例えば、図22の例では、ループアンテナ
129’の周囲を完全に磁極材140’で覆うことによ
り、ループアンテナ129’に高周波電流を印加するこ
とによって生じる反磁場の影響を相殺すると共に、被処
理体であるウエハWの処理面全体にわたって磁場を補強
することが可能である。
For example, in the example shown in FIG. 22, by completely covering the periphery of the loop antenna 129 'with the magnetic pole material 140', the influence of the demagnetizing field generated by applying the high frequency current to the loop antenna 129 'is canceled. It is possible to reinforce the magnetic field over the entire processing surface of the wafer W that is the object to be processed.

【0132】また、図23に示す例では、ループアンテ
ナ129”の周囲をソフトフェライトの磁極材140”
で覆うことにより、上述の反磁場の影響を相殺すると共
に、前記磁極材140”の中央部を周囲よりも薄く構成
することにより、前記処理室122内のプラズマの面内
均一化を促進することできる。
Further, in the example shown in FIG. 23, the magnetic pole material 140 ″ of soft ferrite is formed around the loop antenna 129 ″.
The effect of the demagnetizing field is offset by covering with, and the central portion of the magnetic pole member 140 ″ is made thinner than the surroundings, thereby promoting in-plane homogenization of plasma in the processing chamber 122. it can.

【0133】最後に、図19の例ではループアンテナ1
29の構造を1ターンのループを有する単純な構造とし
て示したが、ループアンテナ129の構造は、高周波電
流を印加することにより良好な回転磁界を処理室122
内に形成できればよく、前記例に限定されない。例え
ば、図24に示すように、1ターンのループを重ねて配
置し、回転磁界の強化を図ったループアンテナ149と
することも可能である。またその他、数ターンのループ
からな渦巻状のループアンテナを用いて、広範囲にわた
る回転磁界を形成するように構成することも可能であ
る。
Finally, in the example of FIG. 19, the loop antenna 1
Although the structure of 29 is shown as a simple structure having a one-turn loop, the structure of the loop antenna 129 is configured to generate a good rotating magnetic field by applying a high frequency current.
As long as it can be formed inside, it is not limited to the above example. For example, as shown in FIG. 24, it is also possible to arrange loops of one turn so as to overlap each other to form a loop antenna 149 in which the rotating magnetic field is strengthened. Besides, it is also possible to use a spiral loop antenna composed of a loop of several turns to form a rotating magnetic field over a wide range.

【0134】なお前出の実施例において、処理ガスの供
給は、例えばチャンバ、処理室の上面に図25、図2
6、図27に示されたシャワーヘッド150を設けて、
このシャワーヘッド150から供給するように構成して
もよい。このシャワーヘッド150は、たとえば溶融シ
リカ、石英、セラミックスなどの絶縁体で構成され、内
部にガス導入口151およびバッファ室152を有し、
裏面に多数の吐出孔153を有している。そしてガス導
入口151に処理ガス供給管154が接続される。
In the above-mentioned embodiment, the supply of the processing gas is performed, for example, on the upper surface of the chamber or the processing chamber as shown in FIGS.
6, the shower head 150 shown in FIG. 27 is provided,
It may be configured to supply from the shower head 150. The shower head 150 is made of, for example, an insulating material such as fused silica, quartz, or ceramics, and has a gas inlet 151 and a buffer chamber 152 therein.
It has a large number of ejection holes 153 on the back surface. Then, the processing gas supply pipe 154 is connected to the gas inlet 151.

【0135】かかる構成のシャワーヘッド150を用い
れば、ガス導入口151からバッファ室152に導入さ
れた処理ガスは、そこでいったん塞き止められてから各
吐出孔153より均一な圧力・流量で下方の処理室内へ
吐出または噴射される。従って、このシャワーヘッド5
0を用いることによって、処理室、チャンバ内に処理ガ
スが均一に供給されるので、プラズマ密度の均一化がよ
り一層図れるものである。
When the shower head 150 having such a structure is used, the processing gas introduced into the buffer chamber 152 from the gas introduction port 151 is once blocked and then discharged from each discharge hole 153 at a uniform pressure and flow rate. It is discharged or jetted into the processing chamber. Therefore, this shower head 5
By using 0, the processing gas is uniformly supplied into the processing chamber and the chamber, so that the plasma density can be made more uniform.

【0136】以上、本発明に基づくプラズマ装置につい
て実施例に基づいて説明したが、本発明に基づくプラズ
マ装置は前記各実施例に限定されず、アッシング装置、
スパッタ装置、イオン注入装置、プラズマCVD装置な
どにも適用することが可能である。また被処理体ついて
も、例えばLCD基板の処理を実施する各種のプラズマ
装置に対して適用可能である。かかる場合の誘導手段の
誘導部材、アンテナ手段の形態については、当該基板の
平面形態に合わせて構成すればよい。例えばLCD基板
が長方形の場合には、ループ状の誘導部材やアンテナ手
段も、線状、管状の導電性材料でいわば長方形のループ
状に形成すればよい。また渦巻状の形態についても、順
次内側に直角に折曲していくいわば長方形の渦巻状に形
成すればよい。このように構成することにより、長方形
の被処理体に対しても既述の各実施例と同様の作用効果
が得られ、これを均一にプラズマ処理することが可能で
ある。
The plasma device according to the present invention has been described above based on the embodiments. However, the plasma device according to the present invention is not limited to the above embodiments, and an ashing device,
It can also be applied to a sputtering apparatus, an ion implantation apparatus, a plasma CVD apparatus and the like. Further, the object to be processed can also be applied to various plasma devices for processing an LCD substrate, for example. In this case, the guide member of the guide unit and the antenna unit may be configured according to the planar form of the substrate. For example, when the LCD substrate has a rectangular shape, the loop-shaped guiding member and the antenna means may be formed of a linear or tubular conductive material in a so-called rectangular loop shape. Further, as for the spiral shape, it may be formed into a so-called rectangular spiral shape by sequentially bending inward at a right angle. With this configuration, the same effect as each of the above-described embodiments can be obtained even for the rectangular object to be processed, and it is possible to perform uniform plasma processing.

【0137】[0137]

【発明の効果】請求項1によれば、発生したプラズマの
生成領域を変位させることが可能であり、これを利用し
てプラズマ密度の分布を変化させてプラズマを均一化さ
せることが可能である。請求項2、請求項3では元々発
生するプラズマが比較的均一であるから、より均一性に
優れたプラズマ処理を被処理体に施すことが可能になっ
ている。
According to the first aspect of the present invention, it is possible to displace the generation region of the generated plasma, and it is possible to make the plasma uniform by changing the distribution of the plasma density. . According to the second and third aspects, since the plasma originally generated is relatively uniform, it is possible to perform the plasma treatment with more excellent uniformity on the object to be treated.

【0138】また請求項4、5、6では、さらに広範な
プラズマ密度の制御が可能であり、より均一性に優れた
プラズマ処理を被処理体に施すことが可能である。そし
て請求項7に記載したように、誘導部材が複数ある場合
において各誘導部材に供給される高周波電力を各々独立
して制御するように構成した場合には、個々の誘導部材
によって誘起される交番電界の強度が調整できるので、
極めて精細で広範囲なプラズマ密度の制御を行える。
Further, according to the fourth, fifth and sixth aspects, it is possible to control the plasma density in a wider range, and it is possible to perform the plasma processing with more excellent uniformity on the object to be processed. Further, as described in claim 7, when a plurality of induction members are provided and the high frequency power supplied to each induction member is independently controlled, an alternating pattern induced by each induction member is provided. Since the strength of the electric field can be adjusted,
Extremely fine and wide range plasma density control is possible.

【0139】請求項8に記載したように、その常磁性体
部材を板状とした場合には、スペース的に装置構成とし
て採用しやすい。さらに請求項9ではプラズマ領域のシ
フトを大きくでき、この点から広範なプラズマ密度の分
布の制御が可能である。
When the paramagnetic member is plate-shaped as described in claim 8, it is easy to adopt as a device structure in terms of space. Further, in claim 9, the shift of the plasma region can be made large, and from this point, it is possible to control the distribution of the plasma density over a wide range.

【0140】請求項10によれば、常時性金属部材を用
いなくとも、中心部を縦方向に貫通する磁束の本数が減
少し、誘起される交番電界の磁界強度が小さくなり、プ
ラズマ生成領域が半径方向において外側に変位させられ
るので、これを利用して、プラズマ密度を均一化させる
ことが可能になる。
According to the tenth aspect, the number of magnetic fluxes vertically penetrating the central portion is reduced, the magnetic field strength of the induced alternating electric field is reduced, and the plasma generation region is reduced even if the permanent metal member is not used. Since it is displaced outward in the radial direction, this can be utilized to make the plasma density uniform.

【0141】請求項11に記載によれば、外側部と中心
部とにおいて、誘起される交番電界を相対的に疎密にさ
せることが可能であり、これを利用してプラズマ密度を
均一化させることが可能となっている。
According to the eleventh aspect, it is possible to make the induced alternating electric field relatively dense in the outer portion and the central portion, and by utilizing this, the plasma density is made uniform. Is possible.

【0142】また請求項12によれば、プラズマ中のイ
オンをより加速させることが可能であり、例えばエッチ
ング処理においては、エッチングレートを向上させるこ
とができる。
According to the twelfth aspect, it is possible to further accelerate the ions in the plasma, and for example, in the etching process, the etching rate can be improved.

【0143】一方請求項13によれば、前記アンテナ手
段による交番電界と直交する方向に形成する静磁場の磁
束密度を小さくしても、ECR条件を達成することが可
能となり、そのための第1の磁場形成手段の小型化を図
ることができる。また、ECR条件を達成するために必
要な磁場も小さいもので十分なので、プラズマ流に対す
る発散磁界の影響を最小限にすることが可能である。そ
して処理室を囲むように第2の磁場形成手段が設けられ
ているため、処理室内に導入されたプラズマ流の展開領
域を被処理体近傍の面状に拡大し、その処理領域に均一
なプラズマ流を保持すると共に、プラズマ流の方向を被
処理体の処理面に対して垂直に方向付けることが可能と
なる。
On the other hand, according to the thirteenth aspect, even if the magnetic flux density of the static magnetic field formed in the direction orthogonal to the alternating electric field by the antenna means is reduced, it becomes possible to achieve the ECR condition, and therefore the first condition therefor. The magnetic field forming means can be miniaturized. Also, a small magnetic field is sufficient to achieve the ECR condition, so the influence of the divergent magnetic field on the plasma flow can be minimized. Since the second magnetic field forming means is provided so as to surround the processing chamber, the expansion region of the plasma flow introduced into the processing chamber is expanded to a planar shape in the vicinity of the object to be processed, and a uniform plasma is generated in the processing region. It is possible to maintain the flow and to direct the direction of the plasma flow perpendicular to the processing surface of the object to be processed.

【0144】請求項14によれば、アンテナ手段の巻き
数によってプラズマ状態を制御することが可能になる。
従って例えば均一な交番電界をプラズマ発生室のほぼ中
央に形成することが可能になると共に、プラズマ発生部
とプラズマ処理部とを分離することができるので、プラ
ズマ発生条件及びプラズマ処理条件に関して、それぞれ
別個のパラメータを設定して制御することが可能とな
り、より高精度のプラズマ処理を実施することができ
る。
According to the fourteenth aspect, the plasma state can be controlled by the number of turns of the antenna means.
Therefore, for example, a uniform alternating electric field can be formed substantially in the center of the plasma generating chamber, and the plasma generating portion and the plasma processing portion can be separated from each other. It becomes possible to set and control the parameters of, and it is possible to carry out the plasma processing with higher accuracy.

【0145】また請求項15によれば、さらに装置の簡
略化及び小型化を達成することが可能となる。
According to the fifteenth aspect, further simplification and miniaturization of the device can be achieved.

【0146】請求項16、17、18ではさらにさらに
広範なプラズマ密度の制御が可能であり、よりプラズマ
の均一性を向上させることが可能である。この点請求項
19によれば、さらに精細かつ広範囲のプラズマ密度の
制御が可能である。
According to the sixteenth, seventeenth and eighteenth aspects, the plasma density can be controlled in a wider range, and the uniformity of the plasma can be further improved. In this respect, according to claim 19, it is possible to control the plasma density more finely and in a wider range.

【0147】請求項20では、装置全体をより一層簡
易、小型化することが可能になる。従って、請求項13
〜20によれば、従来のマイクロ波ECRプラズマ装置
に比較して遥かに小さな高周波電流を用いてECR条件
を達成することができるので、必要な磁場を形成するた
めのマグネットを小型化することが可能であり、メンテ
ナンスが容易であり、プラズマ装置自体の小型化及び簡
素化を図ることができる。また、従来の装置に比較し
て、小さな磁場を使用するので、処理室内に生じる発散
磁界のプラズマ流に対する影響を最小限に抑えることが
可能であり、プラズマ流を被処理体の処理表面により垂
直に入射させることが可能である。
According to the twentieth aspect, it becomes possible to further simplify and downsize the entire apparatus. Therefore, claim 13
According to 20 to 20, the ECR condition can be achieved by using a much smaller high-frequency current as compared with the conventional microwave ECR plasma device, so that the magnet for forming the necessary magnetic field can be miniaturized. This is possible, the maintenance is easy, and the plasma device itself can be downsized and simplified. In addition, compared to the conventional equipment, a smaller magnetic field is used, so it is possible to minimize the influence of the divergent magnetic field generated in the processing chamber on the plasma flow, and the plasma flow is more perpendicular to the processed surface of the object to be processed. Can be incident on.

【0148】請求項21によれば、第1の高周波電源か
ら誘導電界形成手段に高周波電流を印加することにより
回転電界が処理室内に形成され、その回転電界により電
子が加速されてプラズマ発生条件が達成される。このよ
うに、請求項21によれば電極を用いずにプラズマを発
生させることが可能なので、電極材料に起因する製品の
重金属汚染を減少させることできる。
According to the twenty-first aspect, a rotating electric field is formed in the processing chamber by applying a high-frequency current from the first high-frequency power source to the induction electric field forming means, and the rotating electric field accelerates electrons to satisfy the plasma generation condition. To be achieved. As described above, according to the twenty-first aspect, it is possible to generate the plasma without using the electrode, and thus it is possible to reduce heavy metal contamination of the product due to the electrode material.

【0149】また請求項22のように、前記誘導電界形
成手段をループアンテナとして構成する場合には、より
均一な回転電界を形成することができるので、面内均一
に優れたプラズマを処理室内に発生させることができ
る。
When the induction electric field forming means is constituted as a loop antenna as in claim 22, a more uniform rotating electric field can be formed, so that plasma excellent in in-plane uniformity can be generated in the processing chamber. Can be generated.

【0150】請求項23によれば、2以上のアンテナ部
材によって構成されているから、より広範囲のプラズマ
密度の調整が可能になっており、さらに面内均一に優れ
たプラズマを処理室内に発生させることができる。そし
て請求項24のように、各アンテナ部材に印加される高
周波電流を、各々独立して制御する如く構成すれば、よ
り精細かつ広範囲のプラズマ密度の制御が可能である。
According to the twenty-third aspect, since it is composed of two or more antenna members, it is possible to adjust the plasma density in a wider range, and to generate a plasma having excellent in-plane uniformity in the processing chamber. be able to. When the high frequency current applied to each antenna member is independently controlled as in the twenty-fourth aspect, it is possible to control the plasma density more finely and in a wide range.

【0151】請求項25によれば磁極材にソフトフェラ
イトを使用しているので、請求項26のようにして処理
室内の磁場を調整して、処理室内の発生プラズマの密度
分布を自由に調節することが容易である。また少なくと
も被処理体の処理面に対して略平行な平面で切断した前
記磁極材の断面積を前記被処理体の処理面より広く形成
することにより、前記被処理体の処理面全体にわたり、
所望の密度分布を有するプラズマ流を照射することが可
能となる。
According to the twenty-fifth aspect, since soft ferrite is used for the magnetic pole material, the magnetic field in the processing chamber is adjusted as in the twenty-sixth aspect to freely adjust the density distribution of the generated plasma in the processing chamber. It is easy to do. Further, by forming the cross-sectional area of the magnetic pole material cut at a plane substantially parallel to the processing surface of the object to be processed to be wider than the processing surface of the object to be processed, over the entire processing surface of the object to be processed,
It is possible to irradiate a plasma stream having a desired density distribution.

【0162】従って、請求項21〜26によれば、ルー
プアンテナを用いることにより無電極放電が可能なの
で、プラズマ発生のための高周波電力と、高周波バイア
ス電位とを独立に調整することが可能であり、しかも電
極材料に起因する重金属汚染を回避することができる。
しかも単にソフトフェライトの形状を変えるだけで、処
理室内のプラズマの密度分布を容易に調整することが可
能であり、プラズマ流の高い面内均一を達成可能であ
る。
Therefore, according to the twenty-first to twenty-sixth aspects, since the electrodeless discharge can be performed by using the loop antenna, the high frequency power for plasma generation and the high frequency bias potential can be adjusted independently. Moreover, it is possible to avoid heavy metal contamination due to the electrode material.
Moreover, by simply changing the shape of the soft ferrite, the density distribution of the plasma in the processing chamber can be easily adjusted, and a high in-plane uniformity of the plasma flow can be achieved.

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

【図1】第1実施例の構成を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a first embodiment.

【図2】第1実施例の構成を示す断面を模式的に示した
説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view schematically showing a cross section showing the configuration of the first embodiment.

【図3】第1実施例の作用を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an operation of the first embodiment.

【図4】第1実施例で用いるアンテナの他の例であるル
ープ状のアンテナを示す平面説明図である。
FIG. 4 is an explanatory plan view showing a loop antenna which is another example of the antenna used in the first embodiment.

【図5】第1実施例で用いるアンテナの他の例である渦
巻状のアンテナを示す平面説明図である。
FIG. 5 is an explanatory plan view showing a spiral antenna which is another example of the antenna used in the first embodiment.

【図6】第2実施例で用いたアンテナの平面説明図であ
る。
FIG. 6 is an explanatory plan view of an antenna used in the second embodiment.

【図7】第2実施例で用いるアンテナの他のを示す平面
説明図である。
FIG. 7 is a plan view showing another antenna used in the second embodiment.

【図8】第3実施例で用いたアンテナの平面説明図であ
る。
FIG. 8 is an explanatory plan view of the antenna used in the third embodiment.

【図9】第3実施例で用いることができるアンテナの他
の例を示す平面説明図である。
FIG. 9 is a plan view showing another example of the antenna that can be used in the third embodiment.

【図10】第3実施例で用いることができるアンテナの
他の例を示す平面説明図である。
FIG. 10 is a plan view showing another example of the antenna that can be used in the third embodiment.

【図11】第4実施例に係るプラズマ装置の概略的な縦
断面図である。
FIG. 11 is a schematic vertical sectional view of a plasma device according to a fourth embodiment.

【図12】図11に示すプラズマ装置のプラズマ発生部
分の概略的な見取図である。
FIG. 12 is a schematic sketch of a plasma generating portion of the plasma device shown in FIG.

【図13】図11に示すプラズマ装置のプラズマ発生部
分を水平方向に切断した概略的な断面図である。
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view in which a plasma generating portion of the plasma device shown in FIG. 11 is horizontally cut.

【図14】図11に示すプラズマ装置のプラズマ処理部
分を水平方向に切断した概略的な断面図である。
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a plasma-processed portion of the plasma device shown in FIG. 11, which is cut horizontally.

【図15】第4実施例で用いることができるプラズマ発
生部分へのガス導入経路の他の例を示す概略的な断面図
である。
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing another example of the gas introduction path to the plasma generating portion that can be used in the fourth embodiment.

【図16】第4実施例で用いることができるプラズマ発
生部分へのガス導入経路の他の例を示す概略的な断面図
である。
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view showing another example of the gas introduction path to the plasma generating portion that can be used in the fourth embodiment.

【図17】第5実施例に係るプラズマ装置の概略的な縦
断面図である。
FIG. 17 is a schematic vertical sectional view of a plasma device according to a fifth embodiment.

【図18】図17に示すプラズマ装置の概略的な平面図
である。
FIG. 18 is a schematic plan view of the plasma device shown in FIG.

【図19】第6実施例にかかるプラズマエッチング装置
の概略的な縦断面図である。
FIG. 19 is a schematic vertical sectional view of a plasma etching apparatus according to a sixth embodiment.

【図20】図19に示すプラズマエッチング装置の平面
説明図である。
20 is a plan view of the plasma etching apparatus shown in FIG.

【図21】図19に示すプラズマエッチング装置の処理
室部分における水平方向断面説明図である。
21 is a horizontal cross-sectional explanatory view of a processing chamber portion of the plasma etching apparatus shown in FIG.

【図22】第6実施例に係るプラズマエッチング装置の
ループアンテナとソフトフェライトとの関係の他の例の
要部断面図である。
FIG. 22 is a cross-sectional view of essential parts of another example of the relationship between the loop antenna and the soft ferrite of the plasma etching apparatus according to the sixth embodiment.

【図23】第6実施例に係るプラズマエッチング装置の
ループアンテナとソフトフェライトとの関係の他の例の
要部断面図である。
FIG. 23 is a cross-sectional view of main parts of another example of the relationship between the loop antenna and the soft ferrite of the plasma etching apparatus according to the sixth embodiment.

【図24】第6実施例に係るプラズマエッチング装置の
ループアンテナとソフトフェライトとの関係の他の例の
要部断面図である。
FIG. 24 is a cross-sectional view of main parts of another example of the relationship between the loop antenna and the soft ferrite of the plasma etching apparatus according to the sixth embodiment.

【図25】本発明の各実施例に用いることができるシャ
ワーヘッドの概観を示す斜視図である。
FIG. 25 is a perspective view showing an overview of a shower head that can be used in each embodiment of the present invention.

【図26】本発明の各実施例に用いることができるシャ
ワーヘッドの底面図である。
FIG. 26 is a bottom view of a shower head that can be used in each example of the present invention.

【図27】本発明の各実施例に用いることができるシャ
ワーヘッドの縦断面図である。
FIG. 27 is a vertical cross-sectional view of a shower head that can be used in each example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プラズマ装置 2 チャンバ 3 上壁 4 載置台 6 高周波電源 15 ガス供給源 18 排気系 20 アンテナ 21 高周波電源 24 薄板 W ウエハ 1 plasma device 2 chamber 3 upper wall 4 mounting table 6 high frequency power supply 15 gas supply source 18 exhaust system 20 antenna 21 high frequency power supply 24 thin plate W wafer

Claims (26)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】サセプタ上の被処理体に対してプラズマ処
理を施すべく構成された処理室と、前記処理室の外側に
おける前記被処理体に対応する部分に絶縁体を介して設
けられ、かつ高周波電力の供給によって前記被処理体近
傍に誘導電界を形成するための誘導手段と、少なくとも
その一部が前記誘導手段と重なるように配置された常磁
性体部材と、を具備したことを特徴とする、プラズマ装
置。
1. A processing chamber configured to perform plasma processing on an object to be processed on a susceptor, and a portion provided outside the processing chamber and corresponding to the object to be processed via an insulator, and A guiding means for forming an induction electric field in the vicinity of the object to be processed by supplying high-frequency power; and a paramagnetic member arranged so that at least a part thereof overlaps the guiding means. Plasma equipment.
【請求項2】前記誘導手段を構成する誘導部材が単一の
渦巻状をなしていることを特徴とする、請求項1に記載
のプラズマ装置。
2. The plasma device according to claim 1, wherein the guide member forming the guide means has a single spiral shape.
【請求項3】前記誘導手段を構成する誘導部材が単一の
ループ状をなしていることを特徴とする、請求項1に記
載のプラズマ装置。
3. The plasma device according to claim 1, wherein the guiding member forming the guiding means has a single loop shape.
【請求項4】前記誘導手段が2以上の誘導部材によって
構成され、各誘導部材は単一の渦巻状をなし、これら各
誘導部材は同心状に配置されていることを特徴とする、
請求項1に記載のプラズマ装置。
4. The guiding means comprises two or more guiding members, each guiding member has a single spiral shape, and each guiding member is concentrically arranged.
The plasma device according to claim 1.
【請求項5】前記誘導手段が2以上の誘導部材によって
構成され、各誘導部材は単一のループ状をなし、これら
各誘導部材は同心状に配置されていることを特徴とす
る、請求項1に記載のプラズマ装置。
5. The guiding means comprises two or more guiding members, each guiding member has a single loop shape, and each guiding member is concentrically arranged. 1. The plasma device according to 1.
【請求項6】前記誘導手段が2以上の誘導部材によって
構成され、各誘導部材は単一の渦巻状と単一のループ状
をなし、これら誘導部材が同心状に配置されていること
を特徴とする、請求項1に記載のプラズマ装置。
6. The guide means comprises two or more guide members, each guide member has a single spiral shape and a single loop shape, and the guide members are arranged concentrically. The plasma device according to claim 1.
【請求項7】前記誘導部材に供給される高周波電力が各
々独立して制御される如く構成されたことを特徴とす
る、請求項4、5又は6に記載のプラズマ装置。
7. The plasma device according to claim 4, wherein the high frequency power supplied to the induction member is controlled independently of each other.
【請求項8】前記常磁性体部材が板状をなしていること
を特徴とする、請求項1、2、3、4、5、6、又は7
に記載のプラズマ装置。
8. The paramagnetic member has a plate shape, and the paramagnetic member has a plate shape.
The plasma device according to.
【請求項9】前記常磁性体部材が銅で構成されているこ
とを特徴とする、請求項1、2、3、4、5、6、7、
又は8に記載のプラズマ装置。
9. The paramagnetic member is made of copper, and the paramagnetic member is made of copper.
Or the plasma apparatus according to 8.
【請求項10】サセプタ上の被処理体に対してプラズマ
処理を施すべく構成された処理室と、前記処理室の外側
における前記被処理体に対応する部分に絶縁体を介して
設けられ、かつ高周波電力の供給によって前記被処理体
近傍に誘導電界を形成するための誘導手段とを具備し、 前記誘導手段はその中央部に空間領域を有するスパイラ
ル状をなす誘導部材によって構成されたことを特徴とす
る、プラズマ装置。
10. A processing chamber configured to perform plasma processing on an object to be processed on a susceptor, and a portion provided outside the processing chamber and corresponding to the object to be processed via an insulator, and And a guide means for forming an induction electric field in the vicinity of the object to be processed by the supply of high-frequency power, wherein the guide means is constituted by a spiral guide member having a space region in a central portion thereof. And a plasma device.
【請求項11】前記誘導手段は、その外側部と中心部と
でピッチが異なるスパイラル状をなす誘導部材によって
構成されたことを特徴とする、プラズマ装置。
11. The plasma device according to claim 11, wherein the guiding means is composed of a spiral guiding member having a pitch different between the outer portion and the central portion.
【請求項12】被処理体に高周波バイアスを印加する高
周波印加手段をさらに有することを特徴とする、請求項
1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、又は11
に記載のプラズマ装置。
12. A high frequency applying means for applying a high frequency bias to the object to be processed, further comprising: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, or 11.
The plasma device according to.
【請求項13】プラズマ発生部とプラズマ処理部とから
構成され、前記プラズマ発生部で発生されたプラズマ流
を前記プラズマ処理部の処理室内に導入することによ
り、その処理室内においてサセプタ上に載置固定された
被処理体に対してプラズマ処理を施すためのプラズマ装
置であって、 前記プラズマ発生部には、高周波電流を印加することに
より絶縁部材を介して前記処理室内に交番電界を形成す
るアンテナ手段と、前記プラズマ発生部を囲むように配
置され前記交番電界と直交する方向に静磁場を形成する
第1の磁場形成手段とが設けられ、前記交番電界と静磁
場とを適当に調整することにより、前記処理室内に電子
サイクロトロン共鳴領域を形成し、 前記プラズマ処理部には、前記処理室を囲むように配設
され前記処理室内に導入された前記プラズマ流を前記被
処理体に対して整形保持するための第2の磁場形成手段
が設けられていることを特徴とする、プラズマ装置。
13. A plasma generating unit and a plasma processing unit, wherein the plasma flow generated by the plasma generating unit is introduced into the processing chamber of the plasma processing unit so as to be mounted on the susceptor in the processing chamber. A plasma device for performing plasma processing on a fixed object to be processed, wherein an antenna for forming an alternating electric field in the processing chamber through an insulating member by applying a high-frequency current to the plasma generator. Means and a first magnetic field forming means arranged so as to surround the plasma generating portion to form a static magnetic field in a direction orthogonal to the alternating electric field, and appropriately adjusting the alternating electric field and the static magnetic field. An electron cyclotron resonance region is formed in the processing chamber, and the plasma processing unit is disposed so as to surround the processing chamber and is introduced into the processing chamber. Wherein the second magnetic field forming means for shaping held is provided the plasma stream that is relative to the workpiece, the plasma device.
【請求項14】前記絶縁部材が前記処理室に連通するプ
ラズマ発生室を形成し、前記アンテナ手段がそのプラズ
マ発生室の外周部を少なくとも1巻きするように配置構
成されていることを特徴とする、請求項13に記載のプ
ラズマ装置。
14. The insulating member forms a plasma generating chamber communicating with the processing chamber, and the antenna means is arranged so as to make at least one turn around an outer peripheral portion of the plasma generating chamber. The plasma device according to claim 13.
【請求項15】前記絶縁部材が前記処理室の壁部の少な
くとも一部を構成し、前記アンテナ手段が前記絶縁部材
の外壁部表面に略平行に配置された単一の渦巻状のアン
テナであることを特徴とする、請求項13に記載のプラ
ズマ装置。
15. A single spiral antenna in which the insulating member constitutes at least a part of a wall portion of the processing chamber, and the antenna means is arranged substantially parallel to a surface of an outer wall portion of the insulating member. 14. The plasma device according to claim 13, wherein:
【請求項16】前記絶縁部材が前記処理室の壁部の少な
くとも一部を構成し、前記アンテナ手段が前記絶縁部材
の外壁部表面に略平行に配置された2以上のアンテナ部
材によって構成され、各アンテナ部材は各々渦巻状のア
ンテナであって、これらが同心状に配置されたことを特
徴とする、請求項13に記載のプラズマ装置。
16. The insulating member constitutes at least a part of a wall portion of the processing chamber, and the antenna means is composed of two or more antenna members arranged substantially parallel to a surface of an outer wall portion of the insulating member. 14. The plasma device according to claim 13, wherein each antenna member is a spiral antenna, and the antenna members are concentrically arranged.
【請求項17】前記絶縁部材が前記処理室の壁部の少な
くとも一部を構成し、前記アンテナ手段が前記絶縁部材
の外壁部表面に略平行に配置された2以上のアンテナ部
材によって構成され、各アンテナ部材は各々ループ状の
アンテナであって、これらが同心状に配置されたことを
特徴とする、請求項13に記載のプラズマ装置。
17. The insulating member constitutes at least a part of a wall portion of the processing chamber, and the antenna means is composed of two or more antenna members arranged substantially parallel to the outer wall surface of the insulating member. 14. The plasma device according to claim 13, wherein each antenna member is a loop-shaped antenna, and these are arranged concentrically.
【請求項18】前記絶縁部材が前記処理室の壁部の少な
くとも一部を構成し、前記アンテナ手段が前記絶縁部材
の外壁部表面に略平行に配置された2以上のアンテナ部
材に拠って構成され、各アンテナ部材は渦巻状のアンテ
ナとループ状のアンテナであって、これらが同心状に配
置されたことを特徴とする、請求項13に記載のプラズ
マ装置。
18. The insulating member constitutes at least a part of a wall portion of the processing chamber, and the antenna means is constituted by two or more antenna members arranged substantially parallel to a surface of an outer wall portion of the insulating member. 14. The plasma device according to claim 13, wherein each antenna member is a spiral antenna and a loop antenna, and these are arranged concentrically.
【請求項19】前記各アンテナ部材に印加される高周波
電流が、各々独立して制御される如く構成されたことを
特徴とする、請求項16、17、又は18に記載のプラ
ズマ装置。
19. The plasma device according to claim 16, 17 or 18, wherein the high frequency current applied to each antenna member is controlled independently.
【請求項20】前記アンテナ手段に100MHz以下の
周波数の高周波電流を流し、その周波数に対応する磁束
密度の磁場を前記第1の磁場形成手段により形成するこ
とにより、ECR条件を達成することを特徴とする、請
求項13、14、15、16、17、18、又は19に
記載のプラズマ装置。
20. An ECR condition is achieved by causing a high frequency current having a frequency of 100 MHz or less to flow through the antenna means and forming a magnetic field having a magnetic flux density corresponding to the frequency by the first magnetic field forming means. The plasma device according to claim 13, 14, 15, 16, 17, 18, or 19.
【請求項21】サセプタ上に載置固定された被処理体に
対してプラズマ処理を施すべく気密に構成された処理室
を備え、その処理室の壁部の少なくとも一部が絶縁部材
から構成され、第1の高周波電源から高周波電流を印加
することにより処理室内の所望の領域に回転電界を形成
することが可能な誘導電界形成手段を前記絶縁部材の外
面部に配し、前記処理室の外部であってかつ前記誘導電
界形成手段の近傍に磁極材を配し、被処理体の処理面に
対して略平行な平面で切断した前記磁極材の断面積を少
なくともその処理面の面積よりも広くし、かつ前記磁極
材の厚みを少なくとも印加された高周波電流により励起
された反磁場の影響を無視できる程度とし、前記サセプ
タには前記第1の高周波電源とは独立して調整可能な第
2の高周波電源によりバイアス電位を印加することが可
能なように構成されていることを特徴とする、プラズマ
装置。
21. A processing chamber hermetically configured to perform plasma processing on an object to be processed mounted and fixed on a susceptor, wherein at least a part of a wall of the processing chamber is composed of an insulating member. An induction electric field forming means capable of forming a rotating electric field in a desired region in the processing chamber by applying a high frequency current from a first high frequency power source is arranged on an outer surface portion of the insulating member, and outside the processing chamber. A magnetic pole material is arranged in the vicinity of the induction electric field forming means, and the cross-sectional area of the magnetic pole material cut along a plane substantially parallel to the processing surface of the object to be processed is wider than at least the area of the processing surface. In addition, the thickness of the magnetic pole material is set to a level at which the influence of the demagnetizing field excited by the applied high-frequency current can be neglected, and the susceptor has a second adjustable power supply independent of the first high-frequency power supply. For high frequency power supply Ri wherein the are configured so as to be able to apply a bias potential, the plasma device.
【請求項22】前記誘導電界形成手段が少なくとも一巻
きのループを有するループアンテナであることを特徴と
する、請求項21に記載のプラズマ装置。
22. The plasma device according to claim 21, wherein said induction electric field forming means is a loop antenna having a loop of at least one turn.
【請求項23】前記誘導電界形成手段が2以上のアンテ
ナ部材によって構成され、各アンテナ部材は各々ループ
状のアンテナであって、これらが同心状に配置されたこ
とを特徴とする、請求項21に記載のプラズマ装置。
23. The induction electric field forming means is composed of two or more antenna members, each antenna member is a loop-shaped antenna, and these are arranged concentrically. The plasma device according to.
【請求項24】前記各アンテナ部材に印加される高周波
電流が、各々独立して制御される如く構成されたことを
特徴とする、請求項23に記載のプラズマ装置。
24. The plasma device according to claim 23, wherein the high frequency current applied to each antenna member is configured to be independently controlled.
【請求項25】前記磁極材がソフトフェライトであるこ
とを特徴とする、請求項21、22、23、又は24に
記載のプラズマ装置。
25. The plasma device according to claim 21, 22, 23, or 24, wherein the magnetic pole material is soft ferrite.
【請求項26】プラズマの密度分布を相対的に高めたい
領域に作用する磁場を形成する前記磁極材部分の厚み
を、その他の領域に作用する磁場を形成する前記磁極材
部分の厚みよりも厚く形成することを特徴とする、請求
項21、22、23、24、又は25に記載のプラズマ
装置。
26. The thickness of the magnetic pole material portion that forms a magnetic field that acts on an area where the density distribution of plasma is desired to be relatively increased is made thicker than the thickness of the magnetic pole material portion that forms a magnetic field that acts on other areas. The plasma device according to claim 21, 22, 23, 24, or 25, which is formed.
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