JPH07106097A - Plasma processing device - Google Patents

Plasma processing device

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Publication number
JPH07106097A
JPH07106097A JP5279017A JP27901793A JPH07106097A JP H07106097 A JPH07106097 A JP H07106097A JP 5279017 A JP5279017 A JP 5279017A JP 27901793 A JP27901793 A JP 27901793A JP H07106097 A JPH07106097 A JP H07106097A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
plasma processing
processing apparatus
substrate
plasma
Prior art date
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Pending
Application number
JP5279017A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideki Fujimoto
秀樹 藤本
Hideo Tsuboi
秀夫 坪井
Masabumi Tanabe
正文 田辺
Taro Nomura
太郎 野村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ulvac Inc
Original Assignee
Ulvac Inc
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a plasma processing device, which can perform the etching to a substrate at a high speed without generating charge-up of a substrate and damage due to the charge-up. CONSTITUTION:RF power sources 15, 19 are respectively connected to parallel flat electrodes 11, 12 arranged in a vacuum vessel 20. A substrate 16 is placed on the electrode 11, and furthermore, a phase shifter 40 is connected to the power sources 15, 19 so that the RF power to be respectively applied to the electrode 11, 12 have a phase difference at 180 degree from each other.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はプラズマ処理装置に関す
るものであり、更に詳しくは金属、半導体、絶縁物な
ど、半導体製品やその他の電子部品を構成する材料をプ
ラズマ処理する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 processing apparatus, and more particularly to an apparatus for plasma processing materials such as metals, semiconductors, and insulators that make up semiconductor products and other electronic components.

【0002】[0002]

【従来の技術及びその問題点】本発明は半導体製品のみ
に関するものではないが、一例として半導体製品の集積
回路を取り上げれば、その集積度の飛躍的な向上と共
に、基板への成膜前にその表面をクリーニングするため
のエッチング方法も溶液によるウエットエッチングから
エッチングガスによるドライエッチングに急速に転換さ
れ、技術的改良も精力的に進められている。例えば当初
使用された円筒形電極プラズマ処理装置は基板の置かれ
た位置によって処理速度が異なり、同一基板内の均一性
も十分でなかったことから、現在は、均一性に優れる平
行平板電極プラズマ処理装置が主流となっている。
2. Description of the Related Art The present invention is not limited to semiconductor products, but if an integrated circuit of a semiconductor product is taken as an example, the degree of integration will be dramatically improved, and it will be possible to improve the degree of integration before film formation on a substrate. The etching method for cleaning the surface is also rapidly changed from wet etching using a solution to dry etching using an etching gas, and technical improvements are being energetically pursued. For example, the cylindrical electrode plasma processing equipment that was originally used had different processing speeds depending on the position where the substrate was placed, and the uniformity within the same substrate was not sufficient. Devices are the mainstream.

【0003】更にはその平行平板電極によるプラズマ処
理装置も、当初は基板を載置しない電極に高周波を印加
するものであったが、最近では、バイアス電圧を発生し
易くするために、基板を載置した電極に高周波を印加す
るものとなっている。この種の平行平板電極プラズマ処
理装置を第1従来例として、その概略図を図6に示し
た。図6において、真空槽10内に平行平板電極として
の電極1と電極2とが平行に対向して配置されている。
電極2はアースに接続され、電極1にはクリーニングさ
れるべき基板6が載置され、かつ真空槽10とは絶縁体
4によって絶縁されてRF電極5が接続されている。ま
た、真空槽10の内壁部を接地電極3としている。
Further, the plasma processing apparatus using the parallel plate electrodes originally applied a high frequency to the electrode on which the substrate is not placed, but recently, in order to easily generate the bias voltage, the substrate is placed. A high frequency is applied to the placed electrode. This type of parallel plate electrode plasma processing apparatus is taken as a first conventional example and its schematic diagram is shown in FIG. In FIG. 6, an electrode 1 and an electrode 2 as parallel plate electrodes are arranged in parallel in a vacuum chamber 10 so as to face each other.
The electrode 2 is connected to the ground, the substrate 6 to be cleaned is placed on the electrode 1, and the RF electrode 5 is connected to the vacuum chamber 10 by being insulated from the vacuum chamber 10. The inner wall of the vacuum chamber 10 is used as the ground electrode 3.

【0004】この作用を説明するに、真空槽10を真空
とし、エッチングガスを導入した後に、RF電極5から
電極1にRF電力を印加すると、電極1と電極2との間
にプラズマが発生し、プラズマ中のイオンが電極1にお
けるバイアス電圧によって加速されて基板6に衝突し、
そのスパッタ効果によって基板6がエッチングされるの
である。
To explain this effect, when the vacuum chamber 10 is evacuated and an etching gas is introduced and RF power is applied from the RF electrode 5 to the electrode 1, plasma is generated between the electrode 1 and the electrode 2. , The ions in the plasma are accelerated by the bias voltage at the electrode 1 and collide with the substrate 6,
The substrate 6 is etched due to the sputtering effect.

【0005】しかし、この第1従来例によるプラズマ処
理装置は一般にエッチング速度が低く、生産手段として
は適していない。これに対し、エッチング速度を高める
べくプラズマ密度を高くすることが考えられるが、その
ために印加するRF電力を大にすると、高密度プラズマ
が得られると共に電極1に必要以上のバイアス電圧が発
生し、電極1に載置されている基板6がチャージアップ
(静電荷集積)するようになる。
However, the plasma processing apparatus according to the first conventional example generally has a low etching rate and is not suitable as a production means. On the other hand, it is conceivable to increase the plasma density in order to increase the etching rate, but if the RF power applied for that purpose is increased, a high-density plasma is obtained and a bias voltage higher than necessary is generated in the electrode 1, The substrate 6 placed on the electrode 1 is charged up (electrostatic charge accumulation).

【0006】チャージアップが発生する機構については
未だ十分に解明されていないものの、基板のチャージア
ップ自体は集積回路を製造する上で深刻な問題となって
いる。すなわち、集積回路の集積度の向上と共にゲート
酸化膜の厚さもnm単位に薄くなっており、多数の集積
回路が形成されている基板がチャージアップすると、こ
のチャージによってゲート酸化膜が破壊されて、集積回
路の収率が極度に低下するからであり、このことはチャ
ージアップ・ダメージと称されている。
Although the mechanism of charge-up has not been fully clarified, the charge-up of the substrate itself is a serious problem in manufacturing integrated circuits. That is, as the degree of integration of the integrated circuit is improved, the thickness of the gate oxide film is thinned in the unit of nm. When the substrate on which many integrated circuits are formed is charged up, this charge destroys the gate oxide film, This is because the yield of integrated circuits is extremely reduced, which is called charge-up damage.

【0007】上記の印加RF電力を大とする以外の高密
度プラズマを発生させるプラズマ処理装置としては、磁
場を重畳させる第2従来例がありその概略図を図7に示
した。この装置は第1従来例と全く同様に構成されてい
る以外に真空槽10の外部において電極2に近接して、
電極1と電極2とは平行に、平板磁石7がその回転機構
8と共に配設されている。この平板磁石7は電極1と電
極2との間の電場に直交する磁場を形成させるものであ
り、両磁極の偏心位置で回転されるものが多い。そし
て、この平板磁石7によって基板6内では磁場強度はほ
ぼ均一になっている。
As a plasma processing apparatus for generating high-density plasma other than the above-mentioned high applied RF power, there is a second conventional example in which a magnetic field is superposed, and its schematic diagram is shown in FIG. This device is configured in exactly the same manner as the first conventional example, except that it is located close to the electrode 2 outside the vacuum chamber 10.
A flat plate magnet 7 is arranged along with the rotating mechanism 8 in parallel with the electrodes 1 and 2. The flat plate magnet 7 forms a magnetic field perpendicular to the electric field between the electrodes 1 and 2, and is often rotated at the eccentric position of both magnetic poles. Then, the flat plate magnet 7 makes the magnetic field strength substantially uniform in the substrate 6.

【0008】この第2従来例の作用を説明するに、真空
槽10を真空としてエッチングガスを導入し電極1にR
F電力を印加すると、電極1と電極2との間にプラズマ
が発生し、プラズマ中のイオンが電極1におけるバイア
ス電圧によって加速されて基板6に衝突することは第1
従来例と同様であるが、プラズマ中の電子は電極1と電
極2との間の電場Eと平板磁石7による磁場Bとのベク
トル積(ベクトルE×ベクトルB)の方向にサイクロイ
ド曲線を描きながらドリフト運動し、更にそのドリフト
運動が閉じた軌跡を形成するので、電子とエッチングガ
ス分子との電離衝突の頻度が高まり、密度の高いプラズ
マが形成されるのである。そして高密度プラズマの分布
が偏ることを防ぐために、回転機構8によって平板磁石
7が回転される。
In order to explain the operation of the second conventional example, the vacuum chamber 10 is evacuated and an etching gas is introduced to introduce R into the electrode 1.
When F power is applied, plasma is generated between the electrode 1 and the electrode 2, and the ions in the plasma are accelerated by the bias voltage at the electrode 1 and collide with the substrate 6.
Similar to the conventional example, the electrons in the plasma draw a cycloid curve in the direction of the vector product (vector E × vector B) of the electric field E between the electrodes 1 and 2 and the magnetic field B generated by the plate magnet 7. Since a drift motion is formed and the drift motion forms a closed locus, the frequency of ionization collisions between electrons and etching gas molecules is increased, and a high-density plasma is formed. Then, in order to prevent the distribution of the high density plasma from being biased, the rotating mechanism 8 rotates the plate magnet 7.

【0009】しかし、この第2従来例においては、電極
1と電極2の中心軸近辺が常に高密度プラズマとなり易
く、従って基板6は不均一なエッチングを受け易く、ま
た不均一なプラズマ密度によると思われるチャージアッ
プを伴い易い。
However, in the second conventional example, the high density plasma is liable to be always formed in the vicinity of the central axes of the electrodes 1 and 2, so that the substrate 6 is easily subjected to nonuniform etching, and the nonuniform plasma density causes It is easy to accompany the expected charge-up.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする問題点】本発明は上記の問題
に鑑みてなされ、高いエッチング速度が得られ、かつ基
板にチャージアップ・ダメージを招かないプラズマ処理
装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus capable of obtaining a high etching rate and not causing charge-up damage to a substrate.

【0011】[0011]

【問題点を解決するための手段】以上の目的は、真空槽
内にプラズマ発生用の気体が導入され、かつ一対の平行
平板電極が配設されたプラズマ処理装置において、一方
の第1電極には基板が載置されると共に前記基板にバイ
アスをかけるための高周波電源が接続され、他方の第2
電極にはプラズマ発生用の高周波電源が接続されてお
り、前記基板をプラズマ処理するに当っては、前記第1
電極と前記第2電極において互いに180度の位相差を
持つように高周波電力が印加されることを特徴とするプ
ラズマ処理装置、によって達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION In the plasma processing apparatus in which a gas for plasma generation is introduced into a vacuum chamber and a pair of parallel plate electrodes are arranged, one of the first electrodes is provided. Is mounted with a substrate and is connected to a high frequency power source for biasing the substrate, and the other second
A high-frequency power source for plasma generation is connected to the electrodes, and when performing plasma processing on the substrate, the first
The plasma processing apparatus is characterized in that high-frequency power is applied to the electrode and the second electrode so as to have a phase difference of 180 degrees from each other.

【0012】[0012]

【作用】一対の平行平板電極を配置したプラズマ処理装
置において、第1電極(基板を載置)と第2電極とに高
周波電力を互いに180度の位相差を持つように印加し
ているので、電極間に高密度プラズマが均一に発生し、
高いエッチング速度が得られる。一方、基板を載置する
第1電極には、エッチングに必要なバイアス電圧以上の
バイアス電圧が発生しないように、制御して高周波電力
を印加し得るので、基板にチャージアップが発生しな
い。
In the plasma processing apparatus in which the pair of parallel plate electrodes are arranged, the high frequency power is applied to the first electrode (on which the substrate is placed) and the second electrode so as to have a phase difference of 180 degrees from each other. High-density plasma is generated uniformly between the electrodes,
A high etching rate can be obtained. On the other hand, high-frequency power can be applied to the first electrode on which the substrate is mounted so that a bias voltage higher than the bias voltage required for etching is not generated, so that charge-up does not occur on the substrate.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の実施例によるプラズマ処理装
置について、図面を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】すなわち、図1は第1実施例によるプラズ
マ処理装置の概略図であるが、真空槽20内に平行平板
電極としての電極11と電極12とが平行し対向して配
置されており、かつ電極12の面積は電極11の面積の
2.5倍としている。これはカソードカップリングとす
ることによって、発生するプラズマ中のイオンが電極1
1のバイアス電圧によって加速されるようにするためで
ある。そして、真空槽20の内壁部を接地電極13とし
ているが、このことは従来例と同様である。
That is, FIG. 1 is a schematic diagram of the plasma processing apparatus according to the first embodiment. In the vacuum chamber 20, electrodes 11 and 12 as parallel plate electrodes are arranged in parallel and face each other. Moreover, the area of the electrode 12 is 2.5 times the area of the electrode 11. This is cathode coupling so that the ions in the generated plasma are
This is because it is accelerated by the bias voltage of 1. The inner wall of the vacuum chamber 20 is used as the ground electrode 13, but this is the same as in the conventional example.

【0015】また、電極12にはプラズマ発生用のRF
電源19(周波数13.56MHz)が真空槽20とは
絶縁体17を介して接続され、基板16が載置されてい
る電極11には基板16にバイアスをかけるためのRF
電源15(周波数13.56MHz)が真空槽20とは
絶縁体14を介して接続されている。そして印加される
RF電力が電極11と電極12とにおいて180度の位
相差を持つように、RF電源15及びRF電源19は移
相器40と接続されており、移相器40からの信号を各
電源で増幅使用するようにしている。なお、位相差を1
80度とした時にエッチング速度とエッチングの均一性
が最良となるので、位相差は180度に固定されてい
る。
The electrode 12 has an RF for plasma generation.
A power source 19 (frequency 13.56 MHz) is connected to the vacuum chamber 20 via an insulator 17, and an RF for biasing the substrate 16 to the electrode 11 on which the substrate 16 is placed.
A power supply 15 (frequency 13.56 MHz) is connected to the vacuum chamber 20 via an insulator 14. The RF power source 15 and the RF power source 19 are connected to the phase shifter 40 so that the applied RF power has a phase difference of 180 degrees between the electrode 11 and the electrode 12, and the signal from the phase shifter 40 is transmitted. Each power supply is used for amplification. The phase difference is 1
The phase difference is fixed at 180 degrees because the etching rate and the etching uniformity are best when the angle is 80 degrees.

【0016】更には、基板16にかかるバイアスを均一
化するためと、金属である電極11による基板16の金
属汚染を避けるために、電極11と基板16との間に誘
電体の石英(SiO2 )板18を介在させている。
Furthermore, in order to make the bias applied to the substrate 16 uniform and to avoid metal contamination of the substrate 16 by the metal electrode 11, a dielectric quartz (SiO 2 ) is provided between the electrode 11 and the substrate 16. ) The plate 18 is interposed.

【0017】本発明の第1実施例によるプラズマ処理装
置は以上のように構成されるが、次にこの作用について
説明する。
The plasma processing apparatus according to the first embodiment of the present invention is constructed as described above. Next, its operation will be described.

【0018】真空槽20内を図示しない真空ポンプで排
気した後、エッチングガスとしてのアルゴン(Ar)を
図示しない導入管から流入させる。アルゴンガスの流入
量と排気速度を調整して、真空槽20内のガス圧力を7
Paとする。ガス圧力を7Paと低圧にするのは、発生
するプラズマ中のイオンが基板16面に存在する小孔
(例えば直径5μmφ)内にも十分に到達して、完全な
エッチングを可能とするためである。そして、ガス圧7
Paを維持しつつRF電力を印加する。この時移相器4
0によって、電極11と電極12には互いに180度の
位相差を持ってRF電力が印加されるが、基板16を載
置する電極11には必要以上のバイアス電圧が発生しな
いようにRF電力はRF電源15によって制御して印加
される。
After the inside of the vacuum chamber 20 is evacuated by a vacuum pump (not shown), argon (Ar) as an etching gas is introduced from an introduction pipe (not shown). The gas pressure in the vacuum chamber 20 was adjusted to 7 by adjusting the inflow rate of argon gas and the exhaust rate.
It is Pa. The gas pressure is set to a low pressure of 7 Pa so that the ions in the generated plasma sufficiently reach the small holes (for example, diameter 5 μmφ) existing on the surface of the substrate 16 to enable complete etching. . And gas pressure 7
RF power is applied while maintaining Pa. At this time, phase shifter 4
By 0, the RF power is applied to the electrode 11 and the electrode 12 with a phase difference of 180 degrees from each other, but the RF power is applied to the electrode 11 on which the substrate 16 is mounted so that an unnecessary bias voltage is not generated. It is controlled and applied by the RF power supply 15.

【0019】電極11と電極12との間の位相差180
度の印加RF電力によって、両電極間には高密度のアル
ゴンプラズマが均一に発生し、プラズマ中のアルゴンイ
オン(Ar+ )は電極11のバイアス電圧によって加速
されて基板16に衝突し、基板16は高いエッチング速
度でエッチングされる。なお、エッチングによる生成物
はガスとなって排気される。もしくは、真空槽20内の
壁面等に付着する。
Phase difference 180 between electrode 11 and electrode 12
High density argon plasma is uniformly generated between both electrodes by the applied RF power of 10 degrees, and the argon ions (Ar + ) in the plasma are accelerated by the bias voltage of the electrode 11 and collide with the substrate 16, thereby Is etched at a high etching rate. In addition, the product of the etching becomes a gas and is exhausted. Alternatively, it adheres to the wall surface in the vacuum chamber 20.

【0020】一方、電極11上の制御されたバイアス電
圧のほか、電極11と基板16との間に介在させたアル
ミナ板18の効果もあって、基板16には適切なバイア
スが均一にかかることもあり、基板16にはチャージア
ップやそれに伴うダメージが発生しない。
On the other hand, in addition to the controlled bias voltage on the electrode 11, there is an effect of the alumina plate 18 interposed between the electrode 11 and the substrate 16, so that an appropriate bias is uniformly applied to the substrate 16. Therefore, the substrate 16 is not charged up and is not damaged thereby.

【0021】図4は直径200mmφの基板についての
エッチング速度を本実施例によるプラズマ処理装置と第
1従来例によるプラズマ処理装置について比較した図で
あり、両者の基板載置電極1、11に印加するRF電力
を同一にして比較している。図4において縦軸はエッチ
ング速度、横軸は直径に沿う基板内位置であり、図中の
実線Aは本実施例のエッチング速度、破線Bは第1従来
例のエッチング速度である。図4で明らかなように、本
実施例によるプラズマ処理装置は第1従来例によるもの
に比較して約3倍のエッチング速度を示す。
FIG. 4 is a diagram comparing the etching rates of a substrate having a diameter of 200 mm for the plasma processing apparatus according to the present embodiment and the plasma processing apparatus according to the first conventional example, which are applied to both the substrate mounting electrodes 1 and 11. The RF power is the same for comparison. In FIG. 4, the vertical axis represents the etching rate, the horizontal axis represents the position within the substrate along the diameter, the solid line A in the figure represents the etching rate of this embodiment, and the broken line B represents the etching rate of the first conventional example. As is apparent from FIG. 4, the plasma processing apparatus according to this embodiment exhibits an etching rate about three times that of the plasma processing apparatus according to the first conventional example.

【0022】また、図5は同じく直径200mmφの基
板をプラズマ処理した時の基板へのチャージアップの度
合いを、本実施例と第1従来例、第2従来例について比
較した図である。ほぼ同じエッチング速度が得られる場
合について比較したものであり、図5において縦軸はチ
ャージアップの度合い、横軸は直径に沿う基板内の位置
である。図中の実線Aは本実施例、破線Bは第1従来
例、二点鎖線Cは第2従来例のチャージアップである。
図5で明らかなように、第1従来例、第2従来例ではチ
ャージアップが認められるに対し、本実施例ではチャー
ジアップは全く認められない。
Further, FIG. 5 is a diagram comparing the degree of charge-up to the substrate when the substrate having the diameter of 200 mmφ is similarly plasma-processed between this embodiment, the first conventional example and the second conventional example. This is a comparison for the case where almost the same etching rate is obtained. In FIG. 5, the vertical axis represents the degree of charge-up, and the horizontal axis represents the position within the substrate along the diameter. In the figure, a solid line A is the charge-up of this embodiment, a broken line B is the first conventional example, and a chain double-dashed line C is the second conventional example.
As is apparent from FIG. 5, charge-up is recognized in the first conventional example and the second conventional example, whereas no charge-up is recognized in this embodiment.

【0023】図2は本発明の第2実施例によるプラズマ
処理装置の概略図である。本実施例は第1実施例と殆ど
同様に構成されているので、第1実施例と共通する部分
については同一の符号を付し、その説明は省略する。
FIG. 2 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to a second embodiment of the present invention. This embodiment has almost the same configuration as that of the first embodiment. Therefore, the same parts as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0024】本実施例が第1実施例と異なるところは、
平行平板電極である電極11と電極12の周囲に間隙を
あけて円筒状の接地電極22が矢印で示すように上下動
可能に設置されていることにある。その作用を説明する
に、エッチングによって生成する物質の大部分は排気さ
れるが、排気されないものがこの円筒状接地電極22に
よって捕捉されるので、真空槽20の内壁がエッチング
生成物質の付着によって汚れるのを防ぐことが出来る。
The difference between this embodiment and the first embodiment is that
A cylindrical ground electrode 22 is installed around the electrodes 11 and 12 which are parallel plate electrodes so as to be vertically movable as indicated by an arrow with a gap. In order to explain its action, most of the substances produced by etching are exhausted, but those which are not exhausted are trapped by the cylindrical ground electrode 22, so that the inner wall of the vacuum chamber 20 is contaminated by the deposition of the etching products. Can be prevented.

【0025】また、図3は本発明の第3実施例によるプ
ラズマ処理装置の概略図である。本実施例も第1実施例
と殆ど同様に構成されているので、第1実施例と共通す
る部分については同一の符号を付し、その説明は省略す
る。
FIG. 3 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to the third embodiment of the present invention. Since this embodiment is also configured almost the same as the first embodiment, the same parts as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0026】本実施例が第1実施例と異なるところは、
第1実施例において電極11と基板16との間に介在さ
せたアルミナ板18の中に一対の電極31、32を埋め
込んで、これを真空槽20外の直流電源33に接続して
静電チャックを構成させていることにある。
The difference of this embodiment from the first embodiment is that
In the first embodiment, a pair of electrodes 31, 32 are embedded in the alumina plate 18 interposed between the electrode 11 and the substrate 16 and connected to a DC power source 33 outside the vacuum chamber 20 to electrostatic chuck. Is being configured.

【0027】この作用を説明するに、電極31、32に
より生じる直流電界により、アルミナ板18の表面に誘
起された電荷により基板16とアルミナ板18間でクー
ロン力が働き基板16とアルミナ板18が密着する。直
流電源をRFに対して浮遊電位とすることでプラズマ処
理になんらの影響を与えることはない。
To explain this effect, a Coulomb force acts between the substrate 16 and the alumina plate 18 due to the electric charge induced on the surface of the alumina plate 18 by the DC electric field generated by the electrodes 31 and 32, and the substrate 16 and the alumina plate 18 are separated from each other. In close contact. The floating potential of the DC power source with respect to RF does not affect the plasma processing at all.

【0028】以上、本発明の各実施例について説明した
が、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発
明の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。
Although the respective embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.

【0029】例えば、以上の各実施例においては、エッ
チングガスにアルゴンを使用したが、エッチングに適し
たアルゴン以外の稀ガス、例えばネオン、クリプトンや
キセノンを使用することが出来るし、それら以外にCF
4 やCCl4 のような反応性のエッチングガスも使用し
得る。
For example, although argon is used as the etching gas in each of the above embodiments, a rare gas other than argon suitable for etching, such as neon, krypton, or xenon, can be used.
Reactive etching gases such as 4 and CCl 4 may also be used.

【0030】また、各実施例においては、平行平板電極
に印加する高周波電力に、常用されている周波数13.
56MHzの高周波を採用したが、エッチングに使用す
るに適した高周波であればよく、13.56MHzに限
られないことは言うまでもない。
In each embodiment, the high frequency power applied to the parallel plate electrodes has a frequency of 13.
Although a high frequency of 56 MHz is adopted, needless to say, it is not limited to 13.56 MHz as long as it is a high frequency suitable for use in etching.

【0031】また、各実施例においては、電極11と基
板16との間に介在させる誘電体として石英板18を採
用したが、これを他の公知の誘電体、例えばアルミナ
(Al 23 )板としてもよい。
In each embodiment, the electrode 11 and the substrate are
A quartz plate 18 is used as a dielectric to be interposed between the plate 16 and the plate 16.
Used for other known dielectrics such as alumina.
(Al 2 O3 ) It may be a plate.

【0032】また、第2実施例においてはエッチング生
成物を捕捉するものとして円筒状の接地電極22を採用
したが、これを円筒状のメッシュ電極としてもよい。
Further, in the second embodiment, the cylindrical ground electrode 22 is adopted to capture the etching products, but this may be used as a cylindrical mesh electrode.

【0033】また、各実施例においては、本発明のプラ
ズマ処理装置を、基板のクリーニングのためのエッチン
グプロセスに使用するものとして説明したが、これ以外
のプラズマ処理、例えば同じくチャージアップ・ダメー
ジが深刻な基板上の各種レジスト膜のアッシング(灰
化)プロセスにも適用し得る。
In each of the embodiments, the plasma processing apparatus of the present invention has been described as being used in an etching process for cleaning a substrate, but other plasma processing, for example, charge-up damage is also serious. It can also be applied to an ashing process of various resist films on various substrates.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上述べたように、本発明のプラズマ処
理装置は一対の平行平板電極のそれぞれに互いに180
度の位相差を有する高周波電力を印加し、かつ基板を載
置する電極には必要以上のバイアス電圧が発生しないよ
うに制御して高周波電力を印加し得るので、本発明のプ
ラズマ処理装置によれば高密度のプラズマが得られて基
板を高速でエッチング出来るほか、基板にはチャージア
ップやそれに伴うダメージを招かない。
As described above, according to the plasma processing apparatus of the present invention, the pair of parallel plate electrodes are connected to each other by 180 °.
Since the high frequency power having a phase difference of 10 degrees can be applied and the high frequency power can be applied to the electrode on which the substrate is mounted by controlling so that an unnecessary bias voltage is not generated, the plasma processing apparatus of the present invention can For example, a high-density plasma can be obtained and the substrate can be etched at high speed, and the substrate will not be charged up or damaged due to it.

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

【図1】本発明の第1実施例によるプラズマ処理装置の
概略図である。
FIG. 1 is a schematic view of a plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例によるプラズマ処理装置の
概略図である。
FIG. 2 is a schematic view of a plasma processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施例によるプラズマ処理装置の
概略図である。
FIG. 3 is a schematic view of a plasma processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1実施例と第1従来例とのエッチン
グ速度を比較した図である。
FIG. 4 is a diagram comparing the etching rates of the first embodiment of the present invention and the first conventional example.

【図5】本発明の第1実施例と第1従来例、第2従来例
とのチャージアップの度合いを比較した図である。
FIG. 5 is a diagram comparing the degree of charge-up between the first embodiment of the present invention and the first conventional example and the second conventional example.

【図6】第1従来例のプラズマ処理装置の概略図であ
る。
FIG. 6 is a schematic view of a plasma processing apparatus of a first conventional example.

【図7】第2従来例のプラズマ処理装置の概略図であ
る。
FIG. 7 is a schematic view of a plasma processing apparatus of a second conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 平行平板電極 12 平行平板電極 14 絶縁体 15 RF電源 16 基板 17 絶縁体 18 誘電体 19 RF電源 20 真空槽 40 移相器 22 円筒状接地電極 31 静電チャック電極 32 静電チャック電極 11 Parallel Plate Electrode 12 Parallel Plate Electrode 14 Insulator 15 RF Power Source 16 Substrate 17 Insulator 18 Dielectric 19 RF Power Source 20 Vacuum Chamber 40 Phase Shifter 22 Cylindrical Ground Electrode 31 Electrostatic Chuck Electrode 32 Electrostatic Chuck Electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 太郎 神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地 日本真空 技術株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Taro Nomura 2500 Hagizono, Chigasaki City, Kanagawa Japan Vacuum Technology Co., Ltd.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 真空槽内にプラズマ発生用の気体が導入
され、かつ一対の平行平板電極が配設されたプラズマ処
理装置において、一方の第1電極には基板が載置される
と共に前記基板にバイアスをかけるための高周波電源が
接続され、他方の第2電極にはプラズマ発生用の高周波
電源が接続されており、前記基板をプラズマ処理するに
当っては、前記第1電極と前記第2電極において互いに
180度の位相差を持つように高周波電力が印加される
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
1. A plasma processing apparatus in which a gas for plasma generation is introduced into a vacuum chamber and a pair of parallel plate electrodes are arranged, wherein a substrate is placed on one of the first electrodes and the substrate is placed on the first electrode. Is connected to a high frequency power source for biasing the second electrode, and the other second electrode is connected to a high frequency power source for plasma generation. When performing plasma processing on the substrate, the first electrode and the second electrode are connected. A plasma processing apparatus, wherein high-frequency power is applied so that the electrodes have a phase difference of 180 degrees from each other.
【請求項2】 前記第1電極に接続されている高周波電
源及び前記第2電極に接続されている高周波電源の周波
数が共に13.56MHzである請求項1に記載のプラ
ズマ処理装置。
2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the high frequency power source connected to the first electrode and the high frequency power source connected to the second electrode both have a frequency of 13.56 MHz.
【請求項3】 前記第1電極に接続されている高周波電
源と前記第2電極に接続されている高周波電源とに移相
器が接続されている請求項1又は請求項2に記載のプラ
ズマ処理装置。
3. The plasma processing according to claim 1, wherein a phase shifter is connected to a high frequency power source connected to the first electrode and a high frequency power source connected to the second electrode. apparatus.
【請求項4】 前記第2電極の面積が前記第1電極の面
積の1〜2.5倍である請求項1乃至請求項3のいづれ
かに記載のプラズマ処理装置。
4. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the area of the second electrode is 1 to 2.5 times the area of the first electrode.
【請求項5】 前記第1電極とそれに載置される前記基
板との間に誘電体を介在させた請求項1乃至請求項4の
いづれかに記載のプラズマ処理装置。
5. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a dielectric is interposed between the first electrode and the substrate placed on the first electrode.
【請求項6】 前記誘電体がアルミナ(Al23 )で
ある請求項5に記載のプラズマ処理装置。
6. The plasma processing apparatus according to claim 5, wherein the dielectric is alumina (Al 2 O 3 ).
【請求項7】前記誘電体が石英(SiO2 )である請求
項5に記載のプラズマ処理装置。
7. The plasma processing apparatus according to claim 5, wherein the dielectric is quartz (SiO 2 ).
【請求項8】 前記誘電体が前記真空槽外の直流電源と
接続された一対の電極を埋蔵している請求項5に記載の
プラズマ処理装置。
8. The plasma processing apparatus according to claim 5, wherein the dielectric has embedded therein a pair of electrodes connected to a DC power source outside the vacuum chamber.
【請求項9】 前記真空槽内において、前記第1電極と
前記第2電極とに挟まれた空間とは間隙をあけて、円筒
状の接地電極が上下動可能に配設されている請求項1乃
至請求項5のいづれかに記載のプラズマ処理装置。
9. A cylindrical ground electrode is arranged so as to be vertically movable in the vacuum chamber with a gap between the space sandwiched between the first electrode and the second electrode. The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 5.
【請求項10】 前記プラズマ発生用の気体の圧力が7
Pa以下である請求項1乃至請求項8のいづれかに記載
のプラズマ処理装置。
10. The pressure of the plasma generating gas is 7
The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 8, which has Pa or less.
【請求項11】 前記プラズマ発生用の気体がアルゴン
(Ar)である請求項1乃至請求項9のいづれかに記載
のプラズマ処理装置。
11. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the gas for generating plasma is argon (Ar).
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WO2000068985A1 (en) * 1999-05-06 2000-11-16 Tokyo Electron Limited Apparatus for plasma processing
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