JPH06291087A - Manufacture and manufacturing equipment of semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Manufacture and manufacturing equipment of semiconductor integrated circuit device

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JPH06291087A
JPH06291087A JP7563093A JP7563093A JPH06291087A JP H06291087 A JPH06291087 A JP H06291087A JP 7563093 A JP7563093 A JP 7563093A JP 7563093 A JP7563093 A JP 7563093A JP H06291087 A JPH06291087 A JP H06291087A
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JP
Japan
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sample
electrode
plasma
microwave
integrated circuit
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Application number
JP7563093A
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Japanese (ja)
Inventor
Sadayuki Okudaira
定之 奥平
Hiromitsu Enami
弘充 榎並
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To make etching and film formation uniform by irradiating a specimen with uniform plasma, and make possible especially enlarging the specimen diameter in dry etching, sputtering, and s CVD process. CONSTITUTION:The equipment is a microwave plasma process equipment wherein plasma is generated by mutual reaction of microwaves and a magnetic field and used for the dry etching process of a specimen surface, and consists of a specimen stand electrode 2 on which a wafer 1 is mounted, a counter electrode 3 which is arranged parallel with the electrode 2 and constitutes a flat plate, a vacuum vessel 4 for treating the wafer 1 with plasma, and a microwave generator 6 which supplies microwaves to the inside of a vacuum vessel 4 via a waveguide 5. The density and the energy of ions entering the wafer 1 are made uniform by the counter electrode 3, and particles emitted from the counter electrode 3 are effectively used.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置の
製造技術に関し、特にマイクロ波プラズマ処理技術にお
けるドライエッチング、スパッタリングおよびCVD
(Chemical Vapor Deposition :化学気相反応)プロセ
スにおいて、試料に対する対向電極の設置によって試料
に対して均一なプラズマを照射し、試料の大口径化に良
好に対応可能とされる半導体集積回路装置の製造方法お
よび製造装置に適用して有効な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device manufacturing technology, and more particularly to dry etching, sputtering and CVD in microwave plasma processing technology.
In the (Chemical Vapor Deposition) process, the production of a semiconductor integrated circuit device capable of satisfactorily responding to an increase in the diameter of a sample by irradiating the sample with uniform plasma by installing a counter electrode for the sample The present invention relates to a technique effectively applied to a method and a manufacturing apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】たとえば、半導体集積回路装置の製造技
術において、マイクロ波プラズマ処理技術を用いたエッ
チング装置としては、特開昭52−126175号公報
などに記載されるように、試料台電極以外は石英または
アルミナ製で構成された減圧容器を用い、この減圧容器
の上方からマイクロ波電力を透過して減圧容器内にプラ
ズマを発生させる構造のものがある。
2. Description of the Related Art For example, in a semiconductor integrated circuit device manufacturing technique, as an etching device using a microwave plasma processing technique, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-126175, except for a sample table electrode. There is a structure in which a decompression container made of quartz or alumina is used, and microwave power is transmitted from above the decompression container to generate plasma in the decompression container.

【0003】また、同様にマイクロ波プラズマエッチン
グ装置に関する技術として、特開昭54−131476
号公報に記載されるように、試料台電極に直流または交
流電力を印加するバイアス印加方式とし、試料台電極以
外の固定電位を与える電極に試料台電極の周囲に設置し
たリング状の形をした電極を用い、アース電位を与えて
試料に入射するイオンのエネルギーを制御するものがあ
る。
Similarly, as a technique relating to a microwave plasma etching apparatus, Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-131476 has been proposed.
As described in the publication, a bias applying method for applying DC or AC power to the sample stage electrode is adopted, and an electrode other than the sample stage electrode for applying a fixed potential has a ring shape installed around the sample stage electrode. There is a method in which an electrode is used to apply an earth potential to control the energy of ions incident on a sample.

【0004】さらに、マイクロ波プラズマ処理技術を用
いたスパッタ装置としては、特開昭59−108523
号、特開昭60−144670号、特開昭60−209
911号公報に記載されるように、試料台電極の上方か
らバイアスを印加する対向電極構造とし、外部から高周
波電場などを利用して試料台電極上にプラズマを閉じ込
める磁場配位構造を採用し、いわゆるこのカスプ磁場内
において試料表面の生成膜のスパッタリング処理を行う
ものがある。
Further, as a sputtering apparatus using a microwave plasma processing technique, Japanese Patent Laid-Open No. 59-108523 is available.
JP-A-60-144670 and JP-A-60-209.
As described in Japanese Patent No. 911, a counter electrode structure for applying a bias from above the sample stage electrode is adopted, and a magnetic field coordination structure for confining plasma on the sample stage electrode by using a high frequency electric field from the outside is adopted. There is one in which the sputtering process of the generated film on the sample surface is performed in the cusp magnetic field.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記のよう
な従来技術において、たとえば特開昭52−12617
5号、特開昭54−131476号公報に記載の装置
は、試料に対して上方からマイクロ波を透過し、試料台
電極の周囲に設置したリング状電極によって制御してい
るために、試料の中央と周辺で差異が生じ易く、プラズ
マ条件の均一性を向上させることが困難となっている。
特に、試料に入射するイオン密度およびエネルギーなど
の均一性を向上させることが、ウェハの大口径化に伴っ
て益々重要な課題となっている。
However, in the prior art as described above, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 52-12617.
No. 5, JP-A-54-131476, the microwave is transmitted to the sample from above, and it is controlled by a ring-shaped electrode installed around the sample stage electrode. Differences easily occur between the center and the periphery, making it difficult to improve the uniformity of plasma conditions.
In particular, it is becoming more and more important to improve the uniformity of ion density and energy incident on the sample as the diameter of the wafer becomes larger.

【0006】すなわち、従来のマイクロ波プラズマエッ
チング技術では、プラズマの電位をアース電位に保ち、
試料台電極にRF(Radio Frequency :高周波)電力を
印加し、試料表面に入射するイオンのエネルギーを制御
しており、この場合にプラズマの電位をアース電位に保
つために、試料台周囲に設けたリング状アース電極へプ
ラズマを接触させ、プラズマ全体がアース電位に近い値
となるようにして、試料に印加したRFバイアス電位と
の電位差によってイオンエネルギーを制御している。
That is, in the conventional microwave plasma etching technique, the plasma potential is kept at the ground potential,
RF (Radio Frequency) power is applied to the sample stage electrode to control the energy of the ions incident on the sample surface. In this case, in order to keep the plasma potential at the ground potential, it is provided around the sample stage. Plasma is brought into contact with the ring-shaped earth electrode so that the whole plasma has a value close to the earth potential, and the ion energy is controlled by the potential difference from the RF bias potential applied to the sample.

【0007】従って、プラズマがアース電極に接触する
面積の相違や、接触面積が同じでもプラズマ自体に密度
分布があったり、またプラズマの抵抗値が高い場合に
は、アース電極からの距離によってプラズマ電位が一定
ではなく、試料の周辺と中央ではイオンエネルギーなど
が不均一になり、エッチング特性が均一にできないとい
う問題がある。
Therefore, when the area of contact of the plasma with the earth electrode is different, the plasma itself has a density distribution even if the contact area is the same, and when the resistance value of the plasma is high, the plasma potential depends on the distance from the earth electrode. Is not constant, and ion energy and the like are non-uniform in the periphery and center of the sample, and there is a problem that etching characteristics cannot be uniform.

【0008】また、特開昭59−108523号、特開
昭60−144670号、特開昭60−209911号
公報に記載の装置についても、試料に対向する電極を設
けたものの、カスプ磁場であるために試料近傍に均一に
プラズマを形成することができず、マイクロ波の透過方
式の改善と共に電極材料から放出される粒子を有効に利
用するプロセスの構築が望まれている。
Further, the devices described in JP-A-59-108523, JP-A-60-144670 and JP-A-60-209911 also have a cusp magnetic field even though an electrode facing the sample is provided. Therefore, plasma cannot be formed uniformly in the vicinity of the sample, and it is desired to improve the microwave transmission method and to construct a process for effectively utilizing particles emitted from the electrode material.

【0009】従って、アース電極の材料がスパッタリン
グまたは化学反応によって放出される場合、試料の周辺
と中央では放出粒子の影響の受け方が異なるので、放出
粒子を有効に利用することができないという問題があ
り、特にこれらの現象は試料が大口径になるに伴って顕
著になりつつある。
Therefore, when the material of the ground electrode is emitted by sputtering or chemical reaction, the influence of the emitted particles is different between the periphery and the center of the sample, so that the emitted particles cannot be effectively used. In particular, these phenomena are becoming remarkable as the sample becomes larger in diameter.

【0010】そこで、本発明の目的は、試料に対する対
向電極の設置によって試料に対して均一なプラズマを照
射し、エッチングおよび膜形成の均一化を図り、特にド
ライエッチング、スパッタリングおよびCVDプロセス
における試料の大口径化に良好に対応することができる
半導体集積回路装置の製造方法および製造装置を提供す
ることにある。
Therefore, an object of the present invention is to irradiate a uniform plasma on the sample by installing a counter electrode for the sample, and to make the etching and film formation uniform, particularly in the dry etching, sputtering and CVD processes. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for manufacturing a semiconductor integrated circuit device which can cope with a large diameter.

【0011】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
Among the inventions disclosed in the present application, a brief description will be given to the outline of typical ones.
It is as follows.

【0013】すなわち、本発明の半導体集積回路装置の
製造方法および製造装置は、マイクロ波と磁場との相互
作用によりプラズマを発生させ、試料に対して所定のプ
ラズマ処理を行う半導体集積回路装置の製造技術であ
り、試料が載置される試料台電極に対して平行平板状に
配設され、試料台電極との間に試料台電極に対して垂直
方向の磁場が発生される対向電極と、マイクロ波の投入
側をマイクロ波が透過可能にセラミックス材料から形成
され、試料台電極と対向電極との間の空間にマイクロ波
発生源からマイクロ波が透過されてプラズマが発生さ
れ、試料台電極上に載置された試料に対して所定のプラ
ズマ処理が行われる減圧容器とを備えるものである。
That is, the method and apparatus for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention is a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device in which plasma is generated by the interaction between a microwave and a magnetic field and a predetermined plasma treatment is performed on a sample. This is a technology, in which a counter plate is arranged in a parallel plate shape with respect to the sample stage electrode on which the sample is placed, and a counter electrode for generating a magnetic field in a direction perpendicular to the sample stage electrode between the sample stage electrode and the micro It is made of a ceramic material that allows microwaves to pass through on the wave input side, and the microwaves are transmitted from the microwave source to the space between the sample electrode and the counter electrode to generate plasma, which is then placed on the sample electrode. It is provided with a decompression container in which a predetermined plasma treatment is performed on the placed sample.

【0014】さらに、前記マイクロ波発生源に電力を供
給する第1の電力源と、試料台電極に電力を供給する第
2の電力源と、対向電極に電力を供給する第3の電力源
とを備えるようにしたものである。
Furthermore, a first power source for supplying power to the microwave generation source, a second power source for supplying power to the sample stage electrode, and a third power source for supplying power to the counter electrode. Is provided.

【0015】この場合に、前記マイクロ波発生源、試料
台電極および対向電極に供給する電力を変更可能とし、
また試料台電極および対向電極の少なくとも一方を温度
調整可能とし、さらに試料台電極および対向電極の少な
くとも一方の減圧容器の外部から磁界を調整できるよう
にしたものである。
In this case, the electric power supplied to the microwave source, the sample stage electrode and the counter electrode can be changed,
Further, the temperature of at least one of the sample table electrode and the counter electrode can be adjusted, and the magnetic field can be adjusted from the outside of the decompression container of at least one of the sample table electrode and the counter electrode.

【0016】[0016]

【作用】前記した半導体集積回路装置の製造方法および
製造装置によれば、試料台電極に対する対向電極と、マ
イクロ波発生源から透過されるマイクロ波によりプラズ
マを発生させる減圧容器とが備えられることにより、対
向電極と試料の中央部および周辺部に対する距離を均一
な関係にし、プラズマの均一性を良好にすることができ
る。これにより、プラズマ中のイオン密度、イオンエネ
ルギーおよび対向電極材料から発生する粒子を試料の全
面に均一に照射することができる。
According to the above-described method and apparatus for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, the counter electrode for the sample stage electrode and the decompression container for generating plasma by the microwave transmitted from the microwave generation source are provided. By making the distance between the counter electrode and the central portion and the peripheral portion of the sample uniform, the plasma uniformity can be improved. As a result, the entire surface of the sample can be uniformly irradiated with the particles generated from the ion density and ion energy in the plasma and the counter electrode material.

【0017】その上、マイクロ波発生源、試料台電極お
よび対向電極にそれぞれ電力変更可能な第1、第2およ
び第3の電力源が接続されることにより、第1の電力源
にマイクロ波電力を用い、試料台電極および対向電極に
はRF電力、直流電力またはアース電位から所望の組み
合せを自由に設定できるので、プラズマ処理の目的に応
じた自由度の向上が実現でき、エッチングだけでなく、
スパッタリング、CDVプロセスを行うことも可能とな
る。
In addition, the microwave power source, the sample stage electrode, and the counter electrode are connected to the first, second, and third power sources whose power can be changed, so that the microwave power is supplied to the first power source. Since a desired combination can be freely set for the sample stage electrode and the counter electrode from RF power, DC power or ground potential, the degree of freedom can be improved according to the purpose of plasma processing, and not only etching but also
Sputtering and CDV processes can also be performed.

【0018】この場合には、たとえば減圧容器内へのマ
イクロ波の導入方向を変え、従来の減圧容器の上方から
試料に対して垂直に導入していたものを側面から導入す
るようにし、これによって減圧容器の上方に電極を設け
ることを可能にし、さらに試料台電極と対向電極間にプ
ラズマを形成するために、減圧容器の側壁はマイクロ波
を透過できる石英またはアルミナ製などのセラミックス
材料とすることにより可能となる。
In this case, for example, the direction of introduction of the microwave into the decompression container is changed so that what is conventionally introduced vertically from above the decompression container into the sample is introduced from the side surface. An electrode can be provided above the decompression container, and the side wall of the decompression container must be made of a ceramic material such as quartz or alumina that can transmit microwaves in order to form plasma between the sample stage electrode and the counter electrode. It becomes possible by.

【0019】たとえば、本発明の対向電極を有するマイ
クロ波プラズマ処理装置では、プラズマ生成の主たる電
力はマイクロ波であり、イオンエネルギーの制御はプラ
ズマ電位を与える対向電極の電位と試料台電極に印加す
る電力の電位との関係から与えられ、試料に入射するイ
オンのエネルギーを高くする場合には、試料台電極の電
力を比較的に低い周波数である400kHz〜800k
Hzを用い、逆にイオンのエネルギーを低く制御すると
きには、比較的に高い周波数である13.56MHzまた
はアース電位とするのが効果的である。
For example, in the microwave plasma processing apparatus having the counter electrode of the present invention, the main electric power for plasma generation is microwave, and the ion energy is controlled by applying the electric potential of the counter electrode which gives the plasma potential and the sample stage electrode. When the energy of ions entering the sample is increased, given from the relationship with the electric potential of the electric power, the electric power of the sample stage electrode is 400 kHz to 800 k, which is a relatively low frequency.
When using Hz and conversely controlling the energy of the ions to be low, it is effective to set the frequency to 13.56 MHz, which is a relatively high frequency, or the ground potential.

【0020】このとき、対向電極はプラズマの電位をで
きるだけ一定に保つようにアース電位にしておくことが
必要であり、これは同じ電力の高周波電力を用いるとき
に低周波電力の波高値電圧が高いことから判断できる。
従って、対向電極も試料台電極に印加する高周波電力の
周波数と同じにし、電力は少し低い状態で位相を合わせ
ておけば試料台電極との差を小さく保つことも可能であ
り、このように目的に応じて周波数を選ぶことが望まし
い。
At this time, it is necessary for the counter electrode to be at the ground potential so as to keep the plasma potential as constant as possible. This means that when the same high frequency power is used, the peak voltage of the low frequency power is high. You can judge from that.
Therefore, it is also possible to keep the difference between the counter electrode and the sample stage electrode small by setting the frequency of the high frequency power applied to the sample stage electrode to the same level and matching the phases while the power is slightly low. It is desirable to select the frequency according to.

【0021】また、対向電極の電極材料をスパッタリン
グまたは化学的反応によってプラズマ中に放出させてプ
ロセスを構築する場合、すなわちスパッタリングおよび
エッチングにおいてもプラズマ中に放出された電極材料
の粒子を試料表面に作用させることによって良好なプロ
セスの構築が可能となる。
Further, when a process is constructed by releasing the electrode material of the counter electrode into the plasma by sputtering or chemical reaction, that is, in sputtering and etching, the particles of the electrode material released into the plasma act on the sample surface. By doing so, a good process can be constructed.

【0022】たとえば、スパッタリングにおいて重要な
のは、試料表面に形成する膜質と同じ材料の電極材料と
し、放出される粒子を均一性良く試料表面に運ぶことで
あり、一方エッチングにおいて、たとえばシリコン酸化
膜のエッチングでは、電極材料をシリコンまたは炭素と
する場合に、下地材料がシリコンのときには選択性の高
いエッチングが可能となる。
For example, what is important in sputtering is to use an electrode material of the same material as the film quality to be formed on the sample surface, and to carry out the emitted particles to the sample surface with good uniformity. On the other hand, in etching, for example, etching of a silicon oxide film is performed. Then, when the electrode material is silicon or carbon, highly selective etching is possible when the base material is silicon.

【0023】このように、対向電極の電極材料を有効に
利用する場合には、対向電極の材料の選定や印加する高
周波電力およびその周波数の選定が重要であり、当然減
圧容器内に導入されるプロセス用ガスとの組み合せも考
慮しなければならない。
As described above, when the electrode material of the counter electrode is effectively used, it is important to select the material of the counter electrode and the high frequency power to be applied and the frequency thereof, which is naturally introduced into the decompression container. Combinations with process gases must also be considered.

【0024】また、プロセス中およびプロセス間で対向
電極の電極材料が供給される量は一定であるべきであ
り、そのためには対向電極の温度は安定に保たれている
ことが大切である。同様に試料台電極の温度も一定と
し、その上に載置される試料の温度を一定に保つことも
必要である。
The amount of the electrode material of the counter electrode supplied during the process and between the processes should be constant, and for that purpose, it is important that the temperature of the counter electrode is kept stable. Similarly, it is also necessary to keep the temperature of the sample stage electrode constant and keep the temperature of the sample placed on it constant.

【0025】以上のように、本発明の試料台電極に平行
平板状な対向電極の役割は、試料に入射するイオン密度
やイオンエネルギーの均一性を向上させるだけでなく、
対向電極から放出される粒子を有効に利用するために重
要な働きをし、これによって半導体集積回路装置のプラ
ズマ処理における試料の大口径化に対応して良好に適用
することができる。
As described above, the role of the parallel plate-shaped counter electrode in the sample stage electrode of the present invention is not only to improve the density of ions incident on the sample and the uniformity of ion energy, but also
It plays an important role in effectively utilizing the particles emitted from the counter electrode, and thus can be favorably applied to the large diameter of the sample in the plasma processing of the semiconductor integrated circuit device.

【0026】特に、エッチングプロセスにおいては、ス
パッタリングまたは化学反応によって放出される粒子を
有効に利用し、ドライエッチングの特性であるエッチン
グ速度、形状および選択性を向上させることができ、ま
たスパッタリングプロセスにおいては、スパッタリング
特性である試料表面の生成膜のスパッタリング速度、膜
質を向上させることができ、さらにCVDプロセスにお
いては、CVD特性である試料表面の生成膜のデポジシ
ョン速度、膜質を向上させることができる。
In particular, in the etching process, particles released by sputtering or chemical reaction can be effectively utilized to improve the etching rate, shape and selectivity which are the characteristics of dry etching, and in the sputtering process. It is possible to improve the sputtering rate and film quality of the formed film on the sample surface, which is a sputtering characteristic, and further to improve the deposition rate and film quality of the formed film on the sample surface, which is a CVD characteristic, in the CVD process.

【0027】[0027]

【実施例】図1は本発明の半導体集積回路装置の製造装
置の一実施例であるマイクロ波プラズマ処理装置を示す
側面断面図、図2は本実施例のマイクロ波プラズマ処理
装置を示す平面断面図、図3は本実施例のマイクロ波プ
ラズマ処理装置において、酸化膜をエッチングする場合
を示す半導体素子の断面図、図4は本実施例の層間絶縁
膜にスルーホールを開口する場合の半導体素子の断面
図、図5は本実施例のマイクロ波プラズマ処理装置にお
ける磁束分布特性を示す説明図である。
FIG. 1 is a side sectional view showing a microwave plasma processing apparatus which is an embodiment of a semiconductor integrated circuit device manufacturing apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a plane sectional view showing a microwave plasma processing apparatus of this embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view of a semiconductor element showing a case where an oxide film is etched in the microwave plasma processing apparatus of this embodiment, and FIG. 4 is a semiconductor element when a through hole is opened in an interlayer insulating film of this embodiment. FIG. 5 is an explanatory view showing magnetic flux distribution characteristics in the microwave plasma processing apparatus of this embodiment.

【0028】まず、図1により本実施例のマイクロ波プ
ラズマ処理装置の構成を説明する。
First, the structure of the microwave plasma processing apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0029】本実施例のマイクロ波プラズマ処理装置
は、たとえばマイクロ波と磁場との相互作用によりプラ
ズマを発生させ、試料表面のドライエッチングプロセス
に用いられるマイクロ波プラズマ処理装置とされ、ウェ
ハ(試料)1が載置される試料台電極2と、この試料台
電極2に対して平行平板状に配設される対向電極3と、
ウェハ1に対して所定のプラズマ処理を行う真空容器
(減圧容器)4と、真空容器4の内部に導波管5を通じ
てマイクロ波を透過させるマイクロ波発生器(マイクロ
波発生源)6などから構成されている。
The microwave plasma processing apparatus of the present embodiment is a microwave plasma processing apparatus used in a dry etching process of a sample surface by generating plasma by interaction between a microwave and a magnetic field, for example, a wafer (sample). A sample table electrode 2 on which 1 is placed, and a counter electrode 3 which is arranged in parallel plate shape with respect to the sample table electrode 2,
A vacuum container (decompression container) 4 for performing a predetermined plasma treatment on the wafer 1 and a microwave generator (microwave generation source) 6 for transmitting microwaves inside the vacuum container 4 through a waveguide 5. Has been done.

【0030】試料台電極2には、プラズマ処理を行うウ
ェハ1が載置され、この試料台電極2に接続される高周
波電源(第2の電力源)7による電力の印加によってウ
ェハ1に対して垂直方向の電場がプラズマを介して対向
電極3との間に発生される構造となっている。
A wafer 1 to be subjected to plasma processing is placed on the sample stage electrode 2, and electric power is applied from a high frequency power source (second power source) 7 connected to the sample stage electrode 2 to the wafer 1. The vertical electric field is generated between the counter electrode 3 and the plasma.

【0031】また、この高周波電源7は、プラズマ処理
の目的に応じて周波数を設定したり、アース電位にする
ことも可能であり、高周波電位、直流電位、アース電位
から選んだ自由な組み合せによる試料台電極2の電位の
設定が可能となっている。さらに、高周波電源7と試料
台電極2の間には図示しないマッチング回路が設けら
れ、このマッチング回路はアース電位にするときには不
要となる。
Further, the high frequency power source 7 can set the frequency according to the purpose of plasma processing or can be set to the ground potential, and the sample can be freely selected from the high frequency potential, the direct current potential and the ground potential. The potential of the base electrode 2 can be set. Further, a matching circuit (not shown) is provided between the high frequency power source 7 and the sample base electrode 2, and this matching circuit becomes unnecessary when the ground potential is set.

【0032】さらに、試料台電極2には、載置されるウ
ェハ1を所定の温度に制御する冷媒タンク8と加熱ヒー
タ9が内蔵され、冷媒タンク8内の液体窒素による冷却
効果と加熱ヒータ9による加熱効果の組み合わせによっ
て温度制御されるようになっている。
Further, the sample stage electrode 2 has a built-in refrigerant tank 8 and a heater 9 for controlling the temperature of the wafer 1 to be placed thereon, and the heater 9 and the cooling effect of liquid nitrogen in the refrigerant tank 8. The temperature is controlled by the combination of the heating effects by.

【0033】対向電極3は、試料台電極2に対して平行
した位置に配設され、この対向電極3には試料台電極2
と同様の高周波電源(第3の電力源)10が接続され、
プラズマ処理の目的に応じて高周波電位、直流電位、ア
ース電位から自由な組み合せによる電位の設定が可能と
なっている。
The counter electrode 3 is arranged in a position parallel to the sample base electrode 2, and the counter electrode 3 has the sample base electrode 2
The same high frequency power source (third power source) 10 is connected,
Depending on the purpose of plasma processing, it is possible to set the potential by freely combining high frequency potential, DC potential, and ground potential.

【0034】また、対向電極3には、その内部に温度を
制御するための水冷管11が内蔵され、真空容器4の内
壁温度は常温でもよいが、対向電極3は水冷管11の内
部に流入される冷却水によって常に一定の温度に制御さ
れるようになっている。
Further, the counter electrode 3 has a water cooling tube 11 for controlling the temperature therein, and the inner wall temperature of the vacuum container 4 may be room temperature, but the counter electrode 3 flows into the water cooling tube 11. The cooling water is always controlled to a constant temperature.

【0035】真空容器4は、マイクロ波の投入側の側壁
が円筒状に石英製のセラミックス材料から形成され、マ
イクロ波透過性構造となっている。そして、真空容器4
の減圧状態において、放電用ガスがガス導入口12から
供給され、ガス排気口13を通じて排出される構造とな
っている。
The side wall of the vacuum container 4 on the microwave input side is formed of a quartz ceramic material in a cylindrical shape and has a microwave permeable structure. And the vacuum container 4
In the depressurized state, the discharge gas is supplied from the gas introduction port 12 and discharged through the gas exhaust port 13.

【0036】また、真空容器4の外部、たとえば真空容
器4の上部および試料台電極2の配設位置に対応する外
部には、永久磁石または電磁コイルによる磁界発生装置
14,15が設けられ、この磁界発生装置14,15に
よりプラズマの発生効率が向上されるようになってい
る。なお、ガス圧力が高いときには磁場がなくても放電
するので、必ずしも磁界発生装置14,15を必要とす
るものではない。
Further, magnetic field generators 14 and 15 by permanent magnets or electromagnetic coils are provided outside the vacuum container 4, for example, outside the upper part of the vacuum container 4 and the position where the sample stage electrode 2 is disposed. The magnetic field generators 14 and 15 improve the plasma generation efficiency. Note that the magnetic field generators 14 and 15 are not always necessary because when the gas pressure is high, electric discharge occurs even without a magnetic field.

【0037】すなわち、この磁界発生装置14,15に
よる磁界はウェハ1の表面に垂直に与えられており、マ
イクロ波電界とは必ずしも直交しているとはいえないの
で、理想的なECR(Electron Cyclotron Resonance:
電子サイクロトロン共鳴)状態にすることはできないも
のの、プラズマ中の電子およびイオンに作用してそれら
の滞在期間を長くでき、プラズマ密度の向上が可能とな
っている。
That is, since the magnetic fields generated by the magnetic field generators 14 and 15 are applied perpendicularly to the surface of the wafer 1 and are not necessarily orthogonal to the microwave electric field, an ideal ECR (Electron Cyclotron) is used. Resonance:
Although the electron cyclotron resonance) state cannot be achieved, it acts on electrons and ions in the plasma to prolong the staying period of the electrons and ions, thereby improving the plasma density.

【0038】さらに、真空容器4の外部において、マイ
クロ波の投入側と反対の側壁には発光モニター用のプラ
ズマ発光採光窓16が設けられ、このプラズマ発光採光
窓16を介してプラズマの発光スペクトルが監視され、
発光モニター処理装置17を通じて目的とするエッチン
グが終了するようにエッチング速度などの変化によるプ
ラズマ状態が制御されている。
Further, outside the vacuum container 4, a plasma emission lighting window 16 for light emission monitoring is provided on the side wall opposite to the microwave input side, and the plasma emission spectrum is transmitted through the plasma emission lighting window 16. Monitored,
The plasma state is controlled by the change in the etching rate and the like so that the desired etching is completed through the light emission monitor processing device 17.

【0039】マイクロ波発生器6は、導波管5を通じて
真空容器4の内部にマイクロ波を透過させ、試料台電極
2と対向電極3との間の空間にプラズマを発生させ、試
料台電極2の上部に載置されたウェハ1に対して所定の
プラズマ処理が行われるようになっている。
The microwave generator 6 transmits microwaves to the inside of the vacuum container 4 through the waveguide 5 to generate plasma in the space between the sample stage electrode 2 and the counter electrode 3, and the sample stage electrode 2 A predetermined plasma process is performed on the wafer 1 placed on the upper part of the wafer.

【0040】さらに、マイクロ波発生器6には、マイク
ロ波電力を印加するマイクロ波発生用電源(第1の電力
源)18が接続され、マイクロ波発生器6を通じてプラ
ズマ生成の主たる電力が供給できるようになっており、
試料台電極2の電位、対向電極3の電位との関係からイ
オンエネルギーの制御が可能となっている。
Further, a microwave generation power source (first power source) 18 for applying microwave power is connected to the microwave generator 6, and main power for plasma generation can be supplied through the microwave generator 6. Like this,
Ion energy can be controlled from the relationship between the potential of the sample stage electrode 2 and the potential of the counter electrode 3.

【0041】また、導波管5の形状は、たとえば2.45
GHzのマイクロ波を伝播する標準の矩形導波管からテ
ーパ導波管を経て試料台電極2の外径より大きな内径に
拡大された形状とされ、この中に真空容器4が納められ
る構造となっている。
The shape of the waveguide 5 is, for example, 2.45.
A standard rectangular waveguide for propagating a microwave of GHz is expanded to an inner diameter larger than the outer diameter of the sample stage electrode 2 through a tapered waveguide, and the vacuum container 4 is housed therein. ing.

【0042】さらに、導波管5の内壁部には、図2に示
すように複数のチューナ棒19が取り付けられ、真空容
器4の側壁から入射されるマイクロ波が不均一な場合を
考慮して導波管5の壁外部からマイクロ波の波動が調整
できるようになっており、このチューナ棒19の調整に
よりマイクロ波放電の安定性およびプラズマの均一性が
向上される構造となっている。
Further, as shown in FIG. 2, a plurality of tuner rods 19 are attached to the inner wall portion of the waveguide 5, and in consideration of the case where the microwaves incident from the side wall of the vacuum container 4 are non-uniform. The wave motion of the microwave can be adjusted from the outside of the wall of the waveguide 5, and the tuner rod 19 is adjusted to improve the stability of microwave discharge and the uniformity of plasma.

【0043】また、導波管5には、図示しないが導波管
5の導波回路にアイソレータやパワーメーターが備えら
れており、マイクロ波の制御およびマイクロ波発生器6
の安定性に役立っている。
Although not shown, the waveguide 5 is provided with an isolator and a power meter in the waveguide circuit of the waveguide 5, and controls the microwave and the microwave generator 6.
Helps in the stability of.

【0044】次に、本実施例の作用について、(1).エッ
チングプロセス、(2).エッチングプロセスにおける電力
制御、(3).エッチングプロセスにおける温度制御、(4).
エッチングプロセスにおける磁界制御、(5).エッチング
プロセスにおける形状制御、(6).CVDプロセス、(7).
スパッタリングプロセスの順に説明する。
Next, regarding the operation of this embodiment, (1). Etching process, (2). Power control in etching process, (3). Temperature control in etching process, (4).
Magnetic field control in etching process, (5). Shape control in etching process, (6). CVD process, (7).
The sputtering process will be described in order.

【0045】(1).エッチングプロセス 始めに、エッチングプロセス条件として、たとえばマイ
クロ波発生用電源18をマイクロ波電力とし、試料台電
極2の高周波電源7を800kHzのRF電力とし、か
つ対向電極3の高周波電源10をアース電位とし、対向
電極3の電極材料はシリコンとする。
(1). Etching Process First, as etching process conditions, for example, the microwave generation power source 18 is set to microwave power, the high frequency power source 7 of the sample stage electrode 2 is set to 800 kHz RF power, and the counter electrode 3 is set. The high frequency power source 10 is set to the ground potential, and the electrode material of the counter electrode 3 is silicon.

【0046】まず、真空容器4は予め真空排気されてお
り、この真空容器4内にエッチング用のガスが減圧状態
で導入されると、マイクロ波の励起によって真空容器4
内にプラズマが発生する。
First, the vacuum container 4 has been evacuated in advance, and when the etching gas is introduced into the vacuum container 4 under reduced pressure, the vacuum container 4 is excited by microwaves.
Plasma is generated inside.

【0047】この場合に、プラズマの均一性に関しては
真空容器4と導波管5との距離、およびチューナ棒19
の調整が重要なファクターであり、特にチューナ棒19
の調整によって不均一なプラズマの波動を有効に利用し
てプラズマを均一に制御することができる。
In this case, regarding the plasma uniformity, the distance between the vacuum vessel 4 and the waveguide 5, and the tuner rod 19
Adjustment is an important factor, especially the tuner bar 19
By adjusting the above, the nonuniform plasma wave can be effectively utilized to control the plasma uniformly.

【0048】さらに、発生したプラズマ中の反応性のあ
る活性種がウェハ1と反応し、エッチングまたはデポジ
ションが進行する。本実施例では、ウェハ1の表面材料
をシリコン酸化膜(SiO2)として説明するが、シリコ
ン基板(Si)であっても、またアルミニウム膜(A
l)のエッチングなどについてもそれぞれに特徴のある
効果があるが、特にSiO2 のエッチングでの特徴が顕
著である。
Further, the reactive species in the generated plasma react with the wafer 1 and etching or deposition proceeds. In the present embodiment, the surface material of the wafer 1 is described as a silicon oxide film (SiO 2 ), but even if it is a silicon substrate (Si), an aluminum film (A 2
Each of l) etching and the like has its own effect, but the SiO 2 etching is particularly remarkable.

【0049】このとき、SiO2 のエッチング用ガスと
しては、C2 6 とCHF3 の混合ガスが用いられてい
る。この場合のドライエッチング特性が、ガス種、ガス
流量、ガス圧力、プラズマを発生させているマイクロ波
の電力に依存することはいうまでもない。
At this time, a mixed gas of C 2 F 6 and CHF 3 is used as an etching gas for SiO 2 . It goes without saying that the dry etching characteristics in this case depend on the gas species, the gas flow rate, the gas pressure, and the electric power of the microwave generating plasma.

【0050】ここでは、C2 6 ガスの流量を40cc
/min、CHF3 ガスの流量を50cc/min、ガ
ス圧力を5mTorr、プラズマ発生にはマイクロ波の
パワーを600Wで一定の条件にしている。
Here, the flow rate of the C 2 F 6 gas is 40 cc.
/ Min, the flow rate of CHF 3 gas is 50 cc / min, the gas pressure is 5 mTorr, and the microwave power is 600 W for plasma generation.

【0051】たとえば、従来のマイクロ波エッチング装
置では、SiO2 のエッチングを行う場合にCHF3
スの混合比率を70〜80%程度にすると、エッチング
形状およびSiの下地材料との選択比が20倍程度にで
きたが、対向電極3にシリコン材料を用いた本実施例で
は、50〜60%の混合比率で従来とほぼ同等な結果を
得ることができる。
For example, in the conventional microwave etching apparatus, when the mixing ratio of CHF 3 gas is set to about 70 to 80% when SiO 2 is etched, the etching shape and the selection ratio of Si to the base material are 20 times. However, in the present embodiment in which the silicon material is used for the counter electrode 3, almost the same result as the conventional one can be obtained with the mixing ratio of 50 to 60%.

【0052】このような結果は、試料台電極2および対
向電極3に印加する高周波電源7,10の高周波電力
や、それぞれの温度に大きく依存し、高周波電力の最適
化を行うと従来使用していたデポジション性ガスの比率
を低減でき、装置内の汚染が減少するのでパーティクル
の発生量を減らすことができるとともに、装置内壁の掃
除などのメンテナンス回数を減らすことができるなどの
効果が現れる。
Such a result largely depends on the high frequency power of the high frequency power supplies 7 and 10 applied to the sample base electrode 2 and the counter electrode 3 and the respective temperatures, and is conventionally used when the high frequency power is optimized. The ratio of the deposition gas can be reduced, and the contamination in the device is reduced, so that the amount of particles generated can be reduced and the number of maintenance such as cleaning the inner wall of the device can be reduced.

【0053】たとえば、SiO2(シリコン酸化膜)のド
ライエッチングには、大きく分けて薄い酸化膜を均一性
良くエッチングしなければならない場合と、層間絶縁膜
にスルーホールを開口する場合とがある。
[0053] For example, the dry etching of SiO 2 (silicon oxide film), there is the case must be roughly divided into a thin oxide film with good uniformity etching, in the case of opening the through hole in the interlayer insulating film.

【0054】前者は、図3に示すようなゲート電極20
の上に100〜200nm程度の薄い酸化膜21を形成
し、ドライエッチング後にゲート電極20の側壁に酸化
膜21が残るように加工する工程である。このような加
工はLDD(Lightly DopedDrain)と呼ばれている。
The former is a gate electrode 20 as shown in FIG.
Is a step of forming a thin oxide film 21 having a thickness of about 100 to 200 nm on the top surface and processing so that the oxide film 21 remains on the side wall of the gate electrode 20 after dry etching. Such processing is called LDD (Lightly Doped Drain).

【0055】このLDD加工では、酸化膜21が薄いの
でエッチング速度よりはエッチングの均一性と下地材料
のSi基板22との選択性が重要である。従って、本実
施例の装置において試料台電極2に印加するRF電力を
できるだけ低く設定し、イオンのエネルギーを均一にす
る制御をすることが有効になる。
In this LDD processing, since the oxide film 21 is thin, the etching uniformity and the selectivity with the Si substrate 22 as the base material are more important than the etching rate. Therefore, in the apparatus of this embodiment, it is effective to set the RF power applied to the sample stage electrode 2 as low as possible and control the ion energy to be uniform.

【0056】また、本実施例の装置では、対向電極3の
電極材料のSiが放出されるので、エッチング終点で下
地のSi基板22が現れたとき、放出されたSi粒子の
働きによりSi基板22がエッチングされ難くなるとい
う特徴を有している。
Further, in the apparatus of this embodiment, since Si as the electrode material of the counter electrode 3 is released, when the underlying Si substrate 22 appears at the etching end point, the Si particles 22 are released by the action of the released Si particles. Is difficult to be etched.

【0057】一方、後者は、図4に示すように層間絶縁
膜23にスルーホール24,25を開口し、下地電極2
6,27に達したところでエッチングを終了させる加工
である。図示したスルーホール24、25のように、層
間絶縁膜23の加工には開口の深さが異なる場合が多
く、これらを同時に加工しなければならない。
On the other hand, in the latter, as shown in FIG. 4, through holes 24 and 25 are opened in the interlayer insulating film 23, and the base electrode 2 is formed.
This is a process of ending the etching when the number reaches 6,27. Like the through holes 24 and 25 shown in the drawing, the interlayer insulating film 23 is often processed with different opening depths, and these must be processed at the same time.

【0058】このような加工では、特に浅いスルーホー
ル24が短時間で加工終了点に達するので、深いスルー
ホール25がエッチング終了するまでオーバーエッチン
グされる。従って、第1に深いスルーホール25をあけ
るのでエッチング速度が高いこと、第2に選択比が十分
に大きいことが重要であり、さらに第3のポイントとし
て深い方のスルーホール25に関しては穴の形状が重要
である。
In such processing, since the shallow through hole 24 reaches the processing end point in a short time, the deep through hole 25 is over-etched until the etching is completed. Therefore, it is important that the etching rate is high because the deep through hole 25 is opened first, and that the selection ratio is sufficiently large secondly. Further, as a third point, the shape of the deep through hole 25 is different. is important.

【0059】たとえば、深いスルーホール25の穴の中
腹が膨らんだ形状になったり、下地電極27に達しない
ことがある。この原因は多々あるが、特にイオンの方向
性や中性粒子の堆積が原因で形状を制御できないことに
よる。
For example, the middle of the deep through hole 25 may have a bulged shape or may not reach the base electrode 27. There are many causes for this, but in particular, the shape cannot be controlled due to the directionality of ions and the deposition of neutral particles.

【0060】以上のように、本実施例におけるエッチン
グプロセスにおいては、マイクロ波プラズマ発生原理が
低ガス圧力放電可能なこと、プラズマ電位は対向電極3
で与え、試料台電極2のRF電力を高くすることでエッ
チング速度を高くできるなどによりイオンの制御性が良
いこと、および対向電極3から放出される粒子の量も均
一性が良いので、特に層間絶縁膜23の加工に良好に適
用可能である。
As described above, in the etching process of this embodiment, the principle of microwave plasma generation is that low gas pressure discharge is possible, and the plasma potential is the counter electrode 3.
Since the etching rate can be increased by increasing the RF power of the sample stage electrode 2 and the like, the controllability of ions is good, and the amount of particles emitted from the counter electrode 3 is also good. It can be favorably applied to the processing of the insulating film 23.

【0061】(2).エッチングプロセスにおける電力制御 前述の(1).エッチングプロセスにおいては、試料台電極
2に印加する高周波電力として800kHz、120W
を用いたが、他に13.56MHz、600Wの高周波電
力を用いた場合においても同様な結果が得られる。
(2). Power Control in Etching Process In the above (1). Etching process, high-frequency power applied to the sample stage electrode 2 is 800 kHz and 120 W.
However, similar results can be obtained when other high frequency power of 13.56 MHz and 600 W is used.

【0062】すなわち、印加する周波数によって電力値
が異なるのは、プラズマ中に存在するイオンをウェハ1
の表面に衝突させるための加速電圧がそれぞれ異なるた
めであると考えられる。これにより、用いる周波数につ
いて適した電力を設定する必要があることはいうまでも
ない。
That is, the power value differs depending on the applied frequency because the ions existing in the plasma are transferred to the wafer 1.
It is thought that this is because the accelerating voltage for making the surface of the slash different. Therefore, it goes without saying that it is necessary to set the power suitable for the frequency to be used.

【0063】従って、これらの電力が高いほどエッチン
グ速度が大きくなるが、高すぎるとマスク材料や下地材
料のエッチング速度が大きくなって選択比の低下が問題
となり、逆に低すぎると処理時間が長くなるので、本実
施例で示した値を標準として設定することが望ましい。
Therefore, the higher the electric power, the higher the etching rate. However, if the power is too high, the etching rate of the mask material and the underlying material will be high, and the selection ratio will be deteriorated. On the contrary, if the power is too low, the processing time will be long. Therefore, it is desirable to set the values shown in this embodiment as the standard.

【0064】(3).エッチングプロセスにおける温度制御 前述した内容においては、ウェハ1の温度制御を厳格に
行っておらず、試料台電極2を水冷したとしても、試料
台電極2に載せられたウェハ1との熱接触が十分でない
ために、プラズマ照射条件によりウェハ1の温度が一定
にならないことがしばしば起こる。
(3). Temperature Control in Etching Process In the above description, the temperature control of the wafer 1 is not strictly performed, and even if the sample stage electrode 2 is water-cooled, the wafer placed on the sample stage electrode 2 is controlled. The temperature of the wafer 1 often does not become constant due to plasma irradiation conditions because of insufficient thermal contact with the wafer 1.

【0065】ところが、本実施例の装置構成において
は、冷媒タンク8内の液体窒素と加熱ヒータ9との組み
合せによる温度制御方式によって試料台電極2を水冷温
度以下にすることを可能とし、また試料台電極2とウェ
ハ1の間にはプロセスガスと同一のガスを比較的高いガ
ス圧力に保つように導入する。
However, in the apparatus configuration of the present embodiment, it is possible to make the sample stage electrode 2 below the water cooling temperature by the temperature control system by the combination of the liquid nitrogen in the refrigerant tank 8 and the heater 9. The same gas as the process gas is introduced between the base electrode 2 and the wafer 1 so as to maintain a relatively high gas pressure.

【0066】この場合、試料台電極2以外の真空容器4
の内壁温度は常温でもよいが、対向電極3は温度を一定
にしておくことが必要であり、水冷管11内に温度制御
された冷却水を流通させた水冷電極とし、対向電極3の
電極表面材料を薄い板材料として取り付ける場合には、
試料台電極2とウェハ1との熱接触で行った場合と同じ
くガスによる熱接触方式を採用する。
In this case, the vacuum container 4 other than the sample stage electrode 2
Although the inner wall temperature of the counter electrode 3 may be room temperature, it is necessary to keep the temperature of the counter electrode 3 constant, and a water-cooled electrode in which temperature-controlled cooling water is circulated in the water-cooled pipe 11 is used as the electrode surface of the counter electrode 3. When mounting the material as a thin plate material,
The thermal contact method using gas is adopted as in the case of performing thermal contact between the sample stage electrode 2 and the wafer 1.

【0067】また、ウェハ1を低温にするエッチングで
は各種ガスの吸着効率が高くなるので、特にデポジショ
ン性の高いガスの流量や圧力を低くしてもよく、実際に
ウェハ1の温度を−30℃にしたときには、流量と圧力
の両者を低くしても同様な効果を得ることができる。
Further, since the adsorption efficiency of various gases becomes high in the etching for lowering the temperature of the wafer 1, the flow rate and the pressure of the gas having a particularly high deposition property may be lowered. When the temperature is set to ° C, the same effect can be obtained even if both the flow rate and the pressure are lowered.

【0068】このように、デポジション性の高いガスを
減らせると、真空容器4の内壁の汚れを低減できるの
で、半導体製造装置としては非常に有利となり、これら
の効果はデポジション性の高いガスの種類によってそれ
ぞれ異なることはいうまでもない。
As described above, if the gas with high deposition property can be reduced, the contamination of the inner wall of the vacuum container 4 can be reduced, which is very advantageous as a semiconductor manufacturing apparatus. It goes without saying that they differ depending on the type.

【0069】従って、真空容器4の内壁を汚していた量
を必要最小限に低減し、装置内の発塵量を従来に比べ
て、たとえば0.3μm以上の大きさの塵埃が30〜50
個/ウェハであったものが、本実施例の装置では5個/
ウェハに激減させることができる。これは、特に半導体
集積回路素子の歩留低下が著しいVLSI(Very Large
Scale Integrated Circuit)、ULSI(Ultra LS
I)の命取りになっているので、発塵量の低減効果は非
常に大きな特徴となっている。
Therefore, the amount of dirt on the inner wall of the vacuum container 4 is reduced to a necessary minimum, and the amount of dust generated in the apparatus is 30 to 50 when compared with the conventional dust amount of 0.3 μm or more.
The number of wafers / wafer is 5 in the apparatus of the present embodiment.
It can be drastically reduced to wafers. This is especially true for VLSI (Very Large
Scale Integrated Circuit), ULSI (Ultra LS
Since it is a fatal case of I), the effect of reducing the amount of dust generation is a very significant feature.

【0070】(4).エッチングプロセスにおける磁界制御 本実施例の装置においては、磁界発生装置14,15に
よる磁界はウェハ1の表面に垂直に与えられており、マ
イクロ波電界とは必ずしも直交しているとはいえないの
で、理想的なECR状態にすることはできないものの、
プラズマ中の電子およびイオンに作用し、それらの滞在
期間を長くすることができるので、プラズマ密度の向上
が可能となっている。
(4). Magnetic field control in etching process In the apparatus of this embodiment, the magnetic fields generated by the magnetic field generators 14 and 15 are applied perpendicularly to the surface of the wafer 1 and are not necessarily orthogonal to the microwave electric field. It cannot be said that the ideal ECR state because it can not be said that,
Since it acts on the electrons and ions in the plasma and makes it possible to prolong the residence time thereof, the plasma density can be improved.

【0071】たとえば、真空容器4内における磁束分布
は、図5に示すように試料台電極2と平行方向は試料台
電極2の幅以上に一定となる磁束分布が得られ、また試
料台電極2に垂直方向の磁束分布は、試料台電極2と対
向電極3との中央部より上方において最大となる分布特
性が得られる。
For example, as shown in FIG. 5, the magnetic flux distribution in the vacuum container 4 is such that the magnetic flux distribution is constant over the width of the sample stage electrode 2 in the direction parallel to the sample stage electrode 2, and the sample stage electrode 2 is also obtained. The magnetic flux distribution in the vertical direction is maximized above the center of the sample stage electrode 2 and the counter electrode 3.

【0072】この場合に、試料台電極2に対して平行方
向、垂直方向の最大磁束密度(Bmax)は約200〜
300ガウスにおいて十分な処理が可能となり、従来の
リング状電極の装置によるエッチング処理の場合の約8
75〜1.5Kガウスに比べて、約1/5程度の低い磁束
密度でのプラズマ処理が可能となる。
In this case, the maximum magnetic flux density (Bmax) in the direction parallel to and perpendicular to the sample stage electrode 2 is about 200-.
Sufficient processing is possible at 300 Gauss, which is about 8 times that of conventional etching processing with a ring electrode device.
Compared with 75-1.5K Gauss, it is possible to perform plasma processing with a low magnetic flux density of about 1/5.

【0073】さらに、導波管5の内壁部に取り付けられ
た複数のチューナ棒19の調整により、真空容器4の側
壁から入射されるマイクロ波が不均一な場合でも、真空
容器4の外部からマイクロ波の波動を調整できるように
なっているので、マイクロ波放電の安定性およびプラズ
マの均一性を向上させることができる。
Further, by adjusting the plurality of tuner rods 19 attached to the inner wall portion of the waveguide 5, even if the microwaves incident from the side wall of the vacuum container 4 are non-uniform, the microwaves from the outside of the vacuum container 4 can be adjusted. Since the wave motion of the wave can be adjusted, the stability of microwave discharge and the uniformity of plasma can be improved.

【0074】従って、プラズマの均一性に関しては、真
空容器4と導波管5との距離、およびチューナ棒19の
調整が重要なファクターとなり、これらの要因を最適に
制御することによって不均一なプラズマの波動を有効に
利用してプラズマを均一に調整することができる。
Therefore, regarding the uniformity of the plasma, the distance between the vacuum container 4 and the waveguide 5 and the adjustment of the tuner rod 19 are important factors, and the nonuniform plasma is controlled by optimally controlling these factors. The plasma can be uniformly adjusted by effectively utilizing the wave motion of

【0075】(5).エッチングプロセスにおける形状制御 たとえば、半導体素子材料として用いられている多結晶
Si,Al,W,Moなどの各種メタルシリサイド材料
のドライエッチングにおいては、通常のドライエッチン
グの限られた条件以外ではアンダーカットが起こり易
い。
(5). Shape control in etching process For example, in dry etching of various metal silicide materials such as polycrystalline Si, Al, W, and Mo used as semiconductor element materials, normal dry etching is limited. Undercut conditions are likely to occur under other conditions.

【0076】すなわち、これらの材料に関してはエッチ
ングがラジカル反応で進むため、垂直な形状になるよう
にエッチングするためには、エッチングされている側壁
をエッチングされにくい材料で保護する側壁保護膜形成
ガスを用いることが必要となる。
That is, since etching proceeds with a radical reaction with respect to these materials, a sidewall protective film forming gas for protecting the sidewall being etched with a material which is difficult to be etched is used in order to etch the material into a vertical shape. It is necessary to use it.

【0077】そこで、エッチングガスに混合してデポジ
ション性のあるガスであるBCl3、SiCl4 、Cの
含有ガスなどが用いられる。従って、これらの成分であ
るB、Si、Cを含む材料を対向電極3に用い、それぞ
れに適した周波数と電力を用いることにより良好な形状
制御におけるエッチングができる。
Therefore, a gas containing BCl 3 , SiCl 4 , or C, which is a gas having a deposition property mixed with the etching gas, is used. Therefore, by using a material containing these components B, Si, and C for the counter electrode 3 and using a frequency and electric power suitable for each, it is possible to perform etching with good shape control.

【0078】以上、(1).エッチングプロセスから(5).エ
ッチングプロセスにおける形状制御において説明したよ
うに、エッチングプロセスにおいては、従来制御しにく
かったイオンエネルギーの制御が可能となり、かつスパ
ッタリングまたは化学反応によって対向電極3から放出
される粒子を有効に利用することができるので、ドライ
エッチングの特性であるエッチング速度、形状および選
択性を向上させ、エッチングにおける均一性の向上が可
能となる。
As described above from (1). Etching process to (5). Shape control in etching process, in the etching process, it is possible to control the ion energy, which is difficult to control in the past, and the sputtering or chemical reaction is performed. Since the particles emitted from the counter electrode 3 can be effectively used, the etching rate, shape and selectivity, which are the characteristics of dry etching, can be improved, and the uniformity in etching can be improved.

【0079】(6).CVDプロセス 前述においては、C2 6 とCHF3 ガスを用いたエッ
チングプロセスの一例について説明してきたが、ここで
デポジション用のSiH4 ガスとO2 ガスを用いたSi
2 のプラズマCVDについて説明する。
(6). CVD Process In the above, an example of the etching process using C 2 F 6 and CHF 3 gas has been described. Here, SiH 4 gas and O 2 gas for deposition were used. Si
The plasma CVD of O 2 will be described.

【0080】このCVDプロセスの条件として、対向電
極3の電極材料をシリコン(Si)またはアルミニウム
(Al)とし、電位はアース電位とする。また、試料台
電極2の高周波電源7は400kHz、50Wとする。
As conditions for this CVD process, the electrode material of the counter electrode 3 is silicon (Si) or aluminum (Al), and the potential is earth potential. The high frequency power source 7 of the sample stage electrode 2 is 400 kHz and 50 W.

【0081】この場合に、試料台電極2に印加する電力
を比較的に高く設定しているのは、単なるCVDではな
く、バイアススパッタCVDを行うためである。すなわ
ち、膜形成と同時に形成膜のスパッタリングを行い、形
成膜の平坦化を行うのを目的とする。さらに、SiH4
ガスを12cc/min、O2 ガスを120cc/mi
n、ガス圧力を3mTorrとしている。
In this case, the power applied to the sample stage electrode 2 is set relatively high in order to perform bias sputter CVD instead of simple CVD. That is, the purpose is to perform flattening of the formed film by sputtering the formed film at the same time as forming the film. Furthermore, SiH 4
Gas 12cc / min, O 2 gas 120cc / mi
n, and the gas pressure is 3 mTorr.

【0082】たとえば、従来の平行平板型電極で、マイ
クロ波電力がなく高周波電力だけで行う場合には、ガス
圧力は1〜10Torrと高いガス圧力を用いるのが通
常であるが、本実施例のようにマイクロ波電力(約4k
W)を主プラズマ源に用いると、約3桁の低いガス圧力
でプロセスを構築することができる。
For example, in the case of the conventional parallel plate type electrode, when high frequency power is used without microwave power, it is usual to use a high gas pressure of 1 to 10 Torr. Microwave power (about 4k
When W) is used as the main plasma source, the process can be built at gas pressures as low as about 3 orders of magnitude.

【0083】そして、形成されたSiO2 膜の膜厚の均
一性は、従来のマイクロ波装置ではウェハ1の周辺が薄
かったのが、本実施例では周辺の膜厚も均一性良く形成
することができる。また、膜形成時間については、特に
ガス流量やガス圧力に依存するが、時間短縮するには高
周波電力を大きく変更することなく、ガス流量や圧力の
設定を変更することによって容易に可能となる。
Regarding the uniformity of the film thickness of the formed SiO 2 film, in the conventional microwave device, the periphery of the wafer 1 was thin. However, in this embodiment, the film thickness of the periphery should be formed with good uniformity. You can Further, the film formation time depends on the gas flow rate and the gas pressure, but the time can be shortened easily by changing the gas flow rate and the pressure setting without largely changing the high frequency power.

【0084】これにより、本実施例の装置におけるCV
Dプロセスにおいては、イオンエネルギーの制御、対向
電極3から放出される粒子の有効利用ができるので、C
VD特性であるウェハ1の表面の生成膜のデポジション
速度、膜質を向上させ、膜形成における均一性の向上が
可能となる。
As a result, the CV in the apparatus of this embodiment is
In the D process, since the ion energy can be controlled and the particles emitted from the counter electrode 3 can be effectively used, C
It is possible to improve the deposition speed and the film quality of the formed film on the surface of the wafer 1 having the VD characteristic, and improve the uniformity in the film formation.

【0085】(7).スパッタリングプロセス ここで、膜形成のもう一つの方式であるスパッタリング
プロセスについて説明すると、たとえば対向電極3にタ
ングステン(W)などの所定の電極材料を用い、800
kHz、500Wの高周波電力を印加し、また試料台電
極2をアース電位とする。
(7). Sputtering Process Here, the sputtering process which is another method of film formation will be described. For example, a predetermined electrode material such as tungsten (W) is used for the counter electrode 3 and 800
A high frequency power of 500 W at a frequency of kHz is applied, and the sample stage electrode 2 is set to the ground potential.

【0086】さらに、この場合の磁束分布は、図5で示
した試料台電極2に垂直方向の分布において、エッチン
グプロセスの場合とは逆に、試料台電極2と対向電極3
との中央部より下方において最大となる分布特性にす
る。
Further, the magnetic flux distribution in this case is the distribution perpendicular to the sample stage electrode 2 shown in FIG. 5, contrary to the case of the etching process, and the sample stage electrode 2 and the counter electrode 3 are opposite to each other.
The distribution characteristic is maximized below the central part of.

【0087】そして、プロセスガスには、アルゴンガス
(Ar)または目的とする膜が酸化膜、窒化膜かによっ
て酸素ガス(O2)、窒素ガス(N2)のどちらかを選ぶこ
とにより、CVDプロセスと同様にしてスパッタリング
プロセスによる膜形成が可能となる。
Then, as the process gas, argon gas (Ar) or oxygen gas (O 2 ) or nitrogen gas (N 2 ) is selected depending on whether the target film is an oxide film or a nitride film. A film can be formed by a sputtering process in the same manner as the process.

【0088】これにより、本実施例の装置におけるスパ
ッタリングプロセスにおいては、イオンエネルギーの制
御、対向電極3から放出される粒子の有効利用ができる
ので、スパッタリング特性であるウェハ1の表面の生成
膜のスパッタリング速度、膜質を向上させ、膜形成にお
ける均一性の向上が可能となる。
As a result, in the sputtering process in the apparatus of this embodiment, the ion energy can be controlled and the particles emitted from the counter electrode 3 can be effectively used. Therefore, the sputtering of the formed film on the surface of the wafer 1 which has the sputtering characteristic. It is possible to improve the speed and film quality and improve the uniformity in film formation.

【0089】従って、本実施例のマイクロ波プラズマ処
理装置によれば、(1).エッチングプロセスから(7).スパ
ッタリングプロセスにおいて説明したように、試料台電
極2に平行平板状に配設される対向電極3により、ウェ
ハ1に入射するイオン密度やイオンエネルギーの均一性
を向上させるだけでなく、対向電極3から放出される粒
子を有効に利用することができるので、エッチングおよ
び膜形成における均一化が可能となり、かつ半導体集積
回路装置のプラズマ処理におけるウェハ1の大口径化に
対応して良好に適用することができる。
Therefore, according to the microwave plasma processing apparatus of this embodiment, as described in (1). Etching process to (7). Sputtering process, it is arranged on the sample stage electrode 2 in a parallel plate shape. The counter electrode 3 not only improves the density of ions incident on the wafer 1 and the uniformity of ion energy, but also makes it possible to effectively use the particles emitted from the counter electrode 3, so that the uniformity in etching and film formation can be improved. In addition, it is possible to favorably apply to the large diameter of the wafer 1 in the plasma processing of the semiconductor integrated circuit device.

【0090】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the embodiments and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

【0091】たとえば、本実施例のマイクロ波プラズマ
処理装置については、真空容器4のマイクロ波投入側が
石英製のセラミックス材料から形成される場合について
説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものでは
なく、アルミナなどのようにマイクロ波を透過できる材
料についても広く適用可能である。
For example, in the microwave plasma processing apparatus of this embodiment, the case where the microwave input side of the vacuum container 4 is made of a ceramic material made of quartz has been described, but the present invention is limited to the above embodiment. However, it is widely applicable to materials that can transmit microwaves, such as alumina.

【0092】また、マイクロ波放電の安定性およびプラ
ズマの均一性を向上させるために、導波管5に複数のチ
ューナ棒19を取り付けた場合について説明したが、た
とえばチューナ棒の代わりにマイクロ波の反射効果のあ
る板状の回転板などを用いることによっても同様の効果
を得ることができる。
Further, in order to improve the stability of microwave discharge and the uniformity of plasma, the case where a plurality of tuner rods 19 are attached to the waveguide 5 has been described. The same effect can be obtained by using a plate-shaped rotating plate having a reflection effect.

【0093】さらに、試料台電極2の温度制御機能につ
いては、冷凍機と加熱ヒータの組み合せ方式など、冷却
効果と加熱効果を兼ね備えた機構であれば適用可能であ
ることはいうまでもない。
Furthermore, it goes without saying that the temperature control function of the sample stage electrode 2 can be applied to any mechanism having a cooling effect and a heating effect, such as a combination system of a refrigerator and a heater.

【0094】[0094]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
It is as follows.

【0095】(1).試料が載置される試料台電極に対する
対向電極と、マイクロ波発生源から透過されるマイクロ
波によりプラズマが発生される減圧容器とを備え、試料
台電極と対向電極との間に磁場を発生させ、かつその空
間にマイクロ波を透過してプラズマを発生させて、試料
台電極上に載置された試料に対して所定のプラズマ処理
を行うことにより、対向電極と試料の中央部および周辺
部との距離が均一になり、試料面に対するプラズマの均
一性を良好にすることができるので、プラズマ中のイオ
ン密度、イオンエネルギーおよび対向電極材料から発生
する粒子を試料の全面に対して均一に照射することが可
能となる。
(1). A counter electrode for the sample stage electrode on which the sample is placed, and a decompression container in which plasma is generated by the microwaves transmitted from the microwave source are provided, and the sample stage electrode and the counter electrode are provided. Between the counter electrode and the sample by performing a predetermined plasma treatment on the sample placed on the sample stage electrode by generating a magnetic field between the two and transmitting the microwave to the space to generate plasma. Since the distance between the central part and the peripheral part is uniform, and the uniformity of the plasma with respect to the sample surface can be improved, the ion density and ion energy in the plasma and particles generated from the counter electrode material are distributed over the entire sample surface. It is possible to uniformly irradiate.

【0096】(2).マイクロ波発生源、試料台電極および
対向電極にそれぞれ電力変更可能な第1、第2および第
3の電力源を接続することにより、第1の電力源にマイ
クロ波電力を用い、かつ試料台電極および対向電極には
試料台電極上に載置される試料のプラズマ処理種別に応
じてRF電力、直流電力またはアース電位から所望の組
み合せを自由に設定することができるので、プラズマ処
理の目的に応じた自由度の向上が実現でき、エッチン
グ、スパッタリングおよびCDVプロセスの構築が可能
となる。
(2). Microwave power is supplied to the first power source by connecting the first power source, the second power source, and the third power source capable of varying power to the microwave generation source, the sample stage electrode, and the counter electrode, respectively. Since, and the sample base electrode and the counter electrode can be freely set to a desired combination from RF power, DC power or ground potential according to the plasma processing type of the sample mounted on the sample base electrode. The degree of freedom can be improved according to the purpose of plasma processing, and etching, sputtering and CDV processes can be constructed.

【0097】(3).試料台電極および対向電極の少なくと
も一方を温度調整可能とし、試料台電極上に載置される
試料または対向電極の温度を所定の温度に制御すること
により、試料のエッチング温度および対向電極の電極材
料が供給される量を一定にすることができるので、試料
に入射するイオン密度やイオンエネルギーの均一性を向
上させ、かつ対向電極から放出される粒子を有効に利用
することが可能となる。
(3) The temperature of at least one of the sample stage electrode and the counter electrode can be adjusted, and the temperature of the sample or the counter electrode placed on the sample stage electrode is controlled to a predetermined temperature, so that the etching temperature of the sample is controlled. Since the amount of the electrode material supplied to the counter electrode can be made constant, the density of ions incident on the sample and the uniformity of ion energy can be improved, and particles emitted from the counter electrode can be effectively used. Is possible.

【0098】(4).試料台電極および対向電極の少なくと
も一方の減圧容器の外部から磁界調整可能とし、プラズ
マ中の電子およびイオンの滞在期間を制御することによ
り、磁界をプラズマ中の電子およびイオンに作用させて
滞在期間を長くすることができるので、真空容器内のプ
ラズマ密度の向上が可能となる。
(4). The magnetic field can be adjusted from the outside of the decompression container of at least one of the sample stage electrode and the counter electrode, and the staying period of the electrons and ions in the plasma is controlled so that the magnetic field is changed to the electrons and ions in the plasma. Since it is possible to increase the stay period by acting on the, the plasma density in the vacuum container can be improved.

【0099】(5).前記(3) により、特に試料を低温にす
るエッチングプロセスでは各種ガスの吸着効率が高くな
り、デポジション性の高いガスの流量を減らすことがで
きるので、真空容器の内部の汚れを低減し、半導体集積
回路装置の製造装置として試料に対する発塵などの影響
を最小限に抑制することが可能となる。
(5) Due to the above (3), the adsorption efficiency of various gases becomes high and the flow rate of gas with high deposition property can be reduced especially in the etching process in which the temperature of the sample is low. It is possible to reduce the contamination of the sample and to minimize the influence of dust generation on the sample as a semiconductor integrated circuit device manufacturing apparatus.

【0100】(6).前記(1) 、(3) および(4) により、従
来制御しにくかったイオンエネルギーの制御、および電
極から放出される粒子を有効に利用することができるの
で、エッチングおよび膜形成における均一性の向上が可
能とされるマイクロ波プラズマ処理技術を得ることがで
きる。
(6). Due to the above (1), (3) and (4), it is possible to control the ion energy, which has been difficult to control conventionally, and to effectively utilize the particles emitted from the electrode. A microwave plasma processing technique capable of improving uniformity in film formation can be obtained.

【0101】(7).前記(5) により、半導体集積回路装置
の製造プロセスに大切な装置内での塵埃を低減すること
ができるので、半導体集積回路装置の付着異物による歩
留を向上させ、特にVLSIおよびULSIなどの半導
体集積回路装置に良好に適用可能である。
(7) Due to the above (5), it is possible to reduce dust inside the device, which is important in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device. In particular, it can be favorably applied to semiconductor integrated circuit devices such as VLSI and ULSI.

【0102】(8).前記(1) 〜(7) により、特にマイクロ
波プラズマ処理技術におけるドライエッチング、スパッ
タリングおよびCVDプロセスにおいて、エッチングお
よび膜形成の均一化によって半導体集積回路装置の信頼
性を向上させ、かつ試料の大口径化に良好に対応可能な
プラズマ処理技術を得ることができる。
(8). Due to the above (1) to (7), the reliability of the semiconductor integrated circuit device is improved by uniforming etching and film formation particularly in the dry etching, sputtering and CVD processes in the microwave plasma processing technique. In addition, it is possible to obtain a plasma processing technique that can cope with the increase in the diameter of the sample.

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

【図1】本発明の半導体集積回路装置の製造装置の一実
施例であるマイクロ波プラズマ処理装置を示す側面断面
図である。
FIG. 1 is a side sectional view showing a microwave plasma processing apparatus which is an embodiment of an apparatus for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of the present invention.

【図2】本実施例のマイクロ波プラズマ処理装置を示す
平面断面図である。
FIG. 2 is a plan sectional view showing a microwave plasma processing apparatus of this embodiment.

【図3】本実施例のマイクロ波プラズマ処理装置におい
て、酸化膜をエッチングする場合を示す半導体素子の断
面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a semiconductor element showing a case where an oxide film is etched in the microwave plasma processing apparatus of this embodiment.

【図4】本実施例のマイクロ波プラズマ処理装置におい
て、層間絶縁膜にスルーホールを開口する場合の半導体
素子の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a semiconductor element when a through hole is opened in an interlayer insulating film in the microwave plasma processing apparatus of this embodiment.

【図5】本実施例のマイクロ波プラズマ処理装置におけ
る磁束分布特性を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing magnetic flux distribution characteristics in the microwave plasma processing apparatus of the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ウェハ(試料) 2 試料台電極 3 対向電極 4 真空容器(減圧容器) 5 導波管 6 マイクロ波発生器(マイクロ波発生源) 7 高周波電源(第2の電力源) 8 冷媒タンク 9 加熱ヒータ 10 高周波電源(第3の電力源) 11 水冷管 12 ガス導入口 13 ガス排気口 14 磁界発生装置 15 磁界発生装置 16 プラズマ発光採光窓 17 発光モニター処理装置 18 マイクロ波発生用電源(第1の電力源) 19 チューナ棒 20 ゲート電極 21 酸化膜 22 Si基板 23 層間絶縁膜 24,25 スルーホール 26,27 下地電極 1 Wafer (Sample) 2 Sample Stand Electrode 3 Counter Electrode 4 Vacuum Container (Decompression Container) 5 Waveguide 6 Microwave Generator (Microwave Source) 7 High Frequency Power Supply (Second Power Source) 8 Refrigerant Tank 9 Heater 10 high-frequency power source (third power source) 11 water cooling tube 12 gas inlet port 13 gas exhaust port 14 magnetic field generator 15 magnetic field generator 16 plasma emission lighting window 17 emission monitor processor 18 microwave generation power source (first power source) Source) 19 tuner rod 20 gate electrode 21 oxide film 22 Si substrate 23 interlayer insulating film 24, 25 through hole 26, 27 base electrode

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マイクロ波と磁場との相互作用によりプ
ラズマを発生させ、試料に対して所定のプラズマ処理を
行う半導体集積回路装置の製造方法であって、前記試料
が載置される試料台電極と該試料台電極に対して平行平
板状の対向電極との間に該試料台電極および対向電極に
対して垂直方向の磁場を発生させ、かつ前記試料台電極
と前記対向電極との間の空間にマイクロ波発生源からマ
イクロ波を透過させてプラズマを発生させ、前記試料台
電極上に載置された前記試料に対して所定のプラズマ処
理を行うことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。
1. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein plasma is generated by an interaction between a microwave and a magnetic field to perform a predetermined plasma treatment on a sample, the sample stage electrode on which the sample is mounted. A magnetic field in the direction perpendicular to the sample base electrode and the counter electrode, and a space between the sample base electrode and the counter electrode. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising: transmitting a microwave from a microwave source to generate plasma, and subjecting the sample mounted on the sample stage electrode to a predetermined plasma treatment.
【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
造方法において、前記マイクロ波発生源、前記試料台電
極および前記対向電極に供給する電力を変更可能とし、
前記試料台電極上に載置される試料のプラズマ処理種別
に応じて変更することを特徴とする半導体集積回路装置
の製造方法。
2. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the electric power supplied to the microwave generation source, the sample stage electrode and the counter electrode can be changed.
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, which is changed according to a plasma processing type of a sample placed on the sample stage electrode.
【請求項3】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
造方法において、前記試料台電極および前記対向電極の
少なくとも一方を温度調整可能とし、前記試料台電極上
に載置される試料または前記対向電極の温度を所定の温
度に制御することを特徴とする半導体集積回路装置の製
造方法。
3. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein at least one of the sample stage electrode and the counter electrode is temperature-adjustable, and the sample mounted on the sample stage electrode or the counter electrode. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising controlling the temperature of the device to a predetermined temperature.
【請求項4】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
造方法において、前記試料台電極および前記対向電極の
少なくとも一方の減圧容器の外部から磁界調整可能と
し、前記プラズマ中の電子およびイオンの滞在期間を制
御することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。
4. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein a magnetic field can be adjusted from the outside of a decompression container of at least one of the sample stage electrode and the counter electrode, and electrons and ions in the plasma stay there. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising controlling a period.
【請求項5】 マイクロ波と磁場との相互作用によりプ
ラズマを発生させ、試料に対して所定のプラズマ処理を
行う半導体集積回路装置の製造装置であって、前記試料
が載置される試料台電極に対して平行平板状に配設さ
れ、前記試料台電極との間に該試料台電極に対して垂直
方向の磁場が発生される対向電極と、前記マイクロ波の
投入側が該マイクロ波が透過可能にセラミックス材料か
ら形成され、前記試料台電極と前記対向電極との間の空
間にマイクロ波発生源からマイクロ波が透過されてプラ
ズマが発生され、前記試料台電極上に載置された前記試
料に対して所定のプラズマ処理が行われる減圧容器とを
備えることを特徴とする半導体集積回路装置の製造装
置。
5. A manufacturing apparatus of a semiconductor integrated circuit device for generating a plasma by an interaction between a microwave and a magnetic field to perform a predetermined plasma treatment on a sample, the sample stage electrode on which the sample is mounted. Is arranged in parallel plate shape with respect to the counter electrode that generates a magnetic field in the direction perpendicular to the sample table electrode and the sample table electrode, and the microwave can be transmitted through the microwave input side. Formed of a ceramic material, the microwave is transmitted from the microwave source to the space between the sample table electrode and the counter electrode, plasma is generated, and the sample is placed on the sample table electrode. And a decompression container in which a predetermined plasma treatment is performed.
【請求項6】 請求項5記載の半導体集積回路装置の製
造装置において、前記マイクロ波発生源に電力を供給す
る電力変更可能な第1の電力源と、前記試料台電極に電
力を供給する電力変更可能な第2の電力源と、前記対向
電極に電力を供給する電力変更可能な第3の電力源とを
備えることを特徴とする半導体集積回路装置の製造装
置。
6. The manufacturing apparatus for a semiconductor integrated circuit device according to claim 5, wherein a first power source capable of changing power for supplying power to the microwave generation source and power supplying power to the sample stage electrode. An apparatus for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising: a changeable second power source and a power changeable third power source for supplying power to the counter electrode.
【請求項7】 請求項6記載の半導体集積回路装置の製
造装置において、前記第1の電力源をマイクロ波電力と
して前記プラズマを発生させ、前記第2の電力源をRF
電力として前記試料に入射するプラズマからのイオンの
エネルギーを制御し、かつ前記第3の電力源をアース電
位とし、前記減圧容器内にガスを導入して前記試料の表
面をエッチング処理することを特徴とする半導体集積回
路装置の製造装置。
7. The semiconductor integrated circuit device manufacturing apparatus according to claim 6, wherein the plasma is generated by using the first power source as microwave power, and the second power source is RF.
The energy of ions from the plasma incident on the sample as electric power is controlled, the third electric power source is set to ground potential, and gas is introduced into the decompression container to etch the surface of the sample. And a semiconductor integrated circuit device manufacturing apparatus.
【請求項8】 請求項6記載の半導体集積回路装置の製
造装置において、前記第1の電力源をマイクロ波電力と
して前記プラズマを発生させ、前記第2の電力源をRF
電力またはアース電位として前記試料に入射するプラズ
マからのイオンのエネルギーを制御し、かつ前記第3の
電力源をRF電力として前記対向電極の電極材料をスパ
ッタリングさせ、前記減圧容器内にガスを導入して前記
試料の表面をスパッタリング処理することを特徴とする
半導体集積回路装置の製造装置。
8. The semiconductor integrated circuit device manufacturing apparatus according to claim 6, wherein the plasma is generated by using the first power source as microwave power, and the second power source is RF.
The energy of ions from the plasma incident on the sample is controlled as electric power or ground potential, and the electrode material of the counter electrode is sputtered by using the third electric power source as RF electric power, and gas is introduced into the decompression container. An apparatus for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein the surface of the sample is subjected to a sputtering process.
【請求項9】 請求項6記載の半導体集積回路装置の製
造装置において、前記第1の電力源をマイクロ波電力と
して前記プラズマを発生させ、かつ前記第2および第3
の電力源をRF電力またはアース電位として前記試料に
入射するプラズマからのイオンのエネルギーを制御し、
かつ前記プラズマ中の粒子の反応を促進させ、前記減圧
容器内にガスを導入して前記試料の表面をCVD処理す
ることを特徴とする半導体集積回路装置の製造装置。
9. The manufacturing apparatus of a semiconductor integrated circuit device according to claim 6, wherein the plasma is generated by using the first power source as microwave power, and the second and third plasmas are generated.
To control the energy of the ions from the plasma incident on the sample with the RF power source as RF power or ground potential,
An apparatus for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, characterized in that a reaction of particles in the plasma is promoted and a gas is introduced into the decompression container to perform a CVD process on the surface of the sample.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012023098A (en) * 2010-07-12 2012-02-02 Hitachi High-Technologies Corp Plasma processing apparatus
WO2021192810A1 (en) * 2020-03-23 2021-09-30 株式会社エス・エス・ティ High frequency reaction treatment device and high frequency reaction treatment system

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