JPH07297176A - Method and apparatus for plasma treatment - Google Patents

Method and apparatus for plasma treatment

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JPH07297176A
JPH07297176A JP6109016A JP10901694A JPH07297176A JP H07297176 A JPH07297176 A JP H07297176A JP 6109016 A JP6109016 A JP 6109016A JP 10901694 A JP10901694 A JP 10901694A JP H07297176 A JPH07297176 A JP H07297176A
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JP
Japan
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substrate
slot antenna
pole magnet
processed
plasma processing
Prior art date
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Application number
JP6109016A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshige Ishida
丈繁 石田
Noriyoshi Sato
徳芳 佐藤
Satoru Iizuka
哲 飯塚
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.)
Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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Publication date
Application filed by Kokusai Electric Corp filed Critical Kokusai Electric Corp
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Abstract

PURPOSE:To treat a large-area substrate, to be treated with good efficiency and uniformly by a plasma treatment method, especially a microwave plasma treatment method. CONSTITUTION:In a plasma treatment method, a plane slot antenna 2 and a multipole magnet 13 which is arranged and installed on the axial center extension of the plane slot antenna and which is composed of multipole magnet rings 12 in required stages are provided, microwave electric power is supplied to the plasma slot antenna, a reactive gas is changed into a plasma, and a substrate to be treated is treated. In the plasma treatment method, the substrate 7 to be treated is installed inside a space which is surrounded by the multipole magnet, and a plasma treatment is executed at high speed and uniformly in a high-density plasma region which is close to the plane slot antenna.

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、液晶表
示素子に用いられる半導体微細素子の製造工程の1つで
あるドライエッチング、CVD(Chemical V
apor Deposition)を行うプラズマ処理
方法及びその装置、特にマイクロ波プラズマ処理方法及
びその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 dry etching, CVD (Chemical V
The present invention relates to a plasma processing method and an apparatus therefor for performing apordeposition), and particularly to a microwave plasma processing method and an apparatus therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】反応性ガスをプラズマ化し、電離した活
性種を利用してドライエッチング、CVDを行うプラズ
マ装置のうち、プラズマを発生させる方法としてマイク
ロ波を利用するものがある。
2. Description of the Related Art Among plasma apparatuses which perform dry etching and CVD by making reactive gas into plasma and utilizing ionized active species, there is a method using microwave as a method for generating plasma.

【0003】従来のマイクロ波プラズマ処理装置の1例
として、図4に於いて2.45GHZ のマイクロ波によ
る永久磁石方式ECR(電子サイクロトロン共鳴)プラ
ズマ装置を説明する。
As an example of a conventional microwave plasma processing apparatus, a permanent magnet type ECR (electron cyclotron resonance) plasma apparatus using a microwave of 2.45 GHz will be described with reference to FIG.

【0004】円筒状の真空容器1の天井面には背面板1
9を介在させ平面スロットアンテナ2が設けられ、該平
面スロットアンテナ2には同軸導波管3、矩形−同軸変
換器20、矩形導波管4が接続され、更に該矩形導波管
4にはマイクロ波電力供給装置5が接続されている。前
記平面スロットアンテナ2は、マイクロ波を放射する為
の所定の長さと幅のスロットを設けた平板状電極から構
成され、前記背面板19は該平板状電極と平行な方向に
ある永久磁石を内蔵している。又、真空容器1の底面に
は基板電極6が設けられ、該基板電極6上にウェーハ、
ガラス基板等の被処理基板7が載置される。
A back plate 1 is provided on the ceiling surface of the cylindrical vacuum container 1.
A plane slot antenna 2 is provided with 9 in between, and a coaxial waveguide 3, a rectangular-coaxial converter 20, and a rectangular waveguide 4 are connected to the plane slot antenna 2, and the rectangular waveguide 4 is further connected. The microwave power supply device 5 is connected. The plane slot antenna 2 is composed of a flat plate-shaped electrode having slots of a predetermined length and width for radiating microwaves, and the back plate 19 has a built-in permanent magnet in a direction parallel to the flat plate-shaped electrode. is doing. A substrate electrode 6 is provided on the bottom surface of the vacuum container 1, and a wafer is placed on the substrate electrode 6.
A substrate 7 to be processed such as a glass substrate is placed.

【0005】前記真空容器1の上部側壁には反応ガス導
入管8が連通され、該反応ガス導入管8を介して反応ガ
ス供給装置9が設けられている。前記真空容器1の下部
側壁には排気管10が連通され、該排気管10を介して
排気装置11が設けられている。
A reaction gas introduction pipe 8 is connected to the upper side wall of the vacuum container 1, and a reaction gas supply device 9 is provided through the reaction gas introduction pipe 8. An exhaust pipe 10 is connected to the lower side wall of the vacuum container 1, and an exhaust device 11 is provided through the exhaust pipe 10.

【0006】前記真空容器1の側壁の略中央部分から下
部にかけてマルチポール磁石リング12を所要ピッチで
所要段(図では8段)内壁面に沿って設けたマルチポー
ル磁石13が設けられている。前記マルチポール磁石リ
ング12は更に多数の小型磁石の集合体として構成され
ている。
A multi-pole magnet 13 is provided on the inner wall of the vacuum container 1 from a substantially central portion to a lower portion thereof, and a multi-pole magnet ring 12 is provided at a required pitch along a required step (8 steps in the figure) along an inner wall surface. The multi-pole magnet ring 12 is constructed as an assembly of a large number of small magnets.

【0007】真空容器1内を前記排気装置11により真
空引きし、前記反応ガス供給装置9より反応性ガスを導
入しつつマイクロ波電力供給装置5よりマイクロ波を矩
形導波管4、矩形−同軸変換器20、同軸導波管3を介
して前記平面スロットアンテナ2に供給すると、該平面
スロットアンテナ2と前記背面板19に形成される磁界
によりECRプラズマが発生する。このプラズマを利用
して、基板電極6上の被処理基板7をエッチング、或は
CVD処理する。
The inside of the vacuum container 1 is evacuated by the exhaust device 11, and while the reactive gas is introduced from the reaction gas supply device 9, the microwave is supplied from the microwave power supply device 5 to the rectangular waveguide 4, rectangular-coaxial. When supplied to the planar slot antenna 2 via the converter 20 and the coaxial waveguide 3, ECR plasma is generated by the magnetic field formed on the planar slot antenna 2 and the back plate 19. Using this plasma, the substrate 7 to be processed on the substrate electrode 6 is subjected to etching or CVD processing.

【0008】尚、図2は前記処理中の平面スロットアン
テナ2、マルチポール磁石13、被処理基板7間に生ず
る磁界を示している。
FIG. 2 shows a magnetic field generated between the planar slot antenna 2, the multi-pole magnet 13, and the substrate 7 to be processed during the above processing.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところが上記した従来
のプラズマ処理方法では、マルチポール磁石13による
プラズマ封込めを図るには前記平面スロットアンテナ2
とマルチポール磁石13迄を所定の間隔迄離す必要があ
り、且有効な封込めには8段程度のマルチポール磁石リ
ング12が必要な為、結果として前記平面スロットアン
テナ2から基板電極6迄の距離が極めて大きくなり、装
置が複雑、大型化して実用的な構成とするのが困難であ
る。
However, in the conventional plasma processing method described above, in order to confine the plasma by the multi-pole magnet 13, the planar slot antenna 2 is used.
And the multi-pole magnet 13 must be separated by a predetermined distance, and effective containment requires about 8 multi-pole magnet rings 12, which results in a gap from the planar slot antenna 2 to the substrate electrode 6. The distance becomes extremely large, the device becomes complicated and large, and it is difficult to form a practical structure.

【0010】基板電極6上の被処理基板7のエッチング
処理速度は、例として図3に示す様に、被処理基板7を
マルチポール磁石13の端部から遠い位置では、中心が
大きく周辺が小さくなる山型状となり、大口径基板の処
理に適さない。逆に端部に近い位置に被処理基板7を配
置した場合は、図2に示す様に、被処理基板7はマルチ
ポール磁石13の端部の急激な磁束変化領域にある為、
基板位置の微妙な偏差で大きく処理特性が変化し、実用
上安定な処理が困難である。
As shown in FIG. 3 as an example, the etching rate of the substrate 7 to be processed on the substrate electrode 6 is large at the center and small at the periphery when the substrate 7 is far from the end of the multi-pole magnet 13. It becomes a mountain shape and is not suitable for processing large-diameter substrates. On the contrary, when the substrate 7 to be processed is arranged at a position close to the end, the substrate 7 to be processed is located in the abrupt magnetic flux change region at the end of the multi-pole magnet 13 as shown in FIG.
Substantial deviations in the substrate position greatly change the processing characteristics, making stable processing practically difficult.

【0011】マルチポール磁石リング12の端部の磁石
の磁束密度を端面に向かって徐々に低減する様勾配をつ
けると、ある程度端面付近の磁界変化は緩和されるが、
緩和効果は充分ではなく、又微妙な勾配分布を正確、均
一に大口径マルチポール磁石リング12に付与する様調
整するのが困難である。
When the magnetic flux density of the magnet at the end of the multi-pole magnet ring 12 is gradually reduced toward the end face, the change in the magnetic field near the end face is alleviated to some extent.
The relaxation effect is not sufficient, and it is difficult to adjust so that a delicate gradient distribution is accurately and uniformly applied to the large-diameter multi-pole magnet ring 12.

【0012】被処理基板7と平面スロットアンテナ2と
の間の真空容器1の内面は基板電極6に近い側が殆どマ
ルチポール磁石リング12で占められ、プラズマ処理装
置に実用上必要な基板搬入口や排気口を設けることが困
難である。
The inner surface of the vacuum chamber 1 between the substrate 7 to be processed and the planar slot antenna 2 is almost occupied by the multi-pole magnet ring 12 on the side close to the substrate electrode 6, and the substrate inlet and the substrate practically required for the plasma processing apparatus are provided. It is difficult to provide an exhaust port.

【0013】本発明は斯かる実情に鑑み、マイクロ波プ
ラズマ処理方法により大面積の被処理基板を、効率よく
而も均一処理が行える様にしようとするものである。
In view of the above situation, the present invention is intended to efficiently and evenly process a large area substrate by a microwave plasma processing method.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、平面スロット
アンテナと、該平面スロットアンテナ軸心延長上に配設
され所要段のマルチポール磁石リングから構成されるマ
ルチポール磁石を具備し、前記平面スロットアンテナに
マイクロ波電力を供給して反応性ガスをプラズマ化して
被処理基板を処理するプラズマ処理方法に於いて、被処
理基板を前記マルチポール磁石で囲まれる空間内に設置
してプラズマ処理を行うことを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention comprises a plane slot antenna and a multipole magnet comprising a multipole magnet ring of a predetermined stage arranged on an extension of the plane slot antenna axis. In a plasma processing method of supplying microwave power to a slot antenna to convert a reactive gas into plasma to process a substrate to be processed, the substrate to be processed is placed in a space surrounded by the multi-pole magnet to perform plasma processing. It is characterized by performing.

【0015】[0015]

【作用】被処理基板がマルチポール磁石で囲まれる空間
内に設置されているので、平面スロットアンテナに近い
高密度プラズマ領域で高速且均一なプラズマ処理を行
う。
Since the substrate to be processed is installed in the space surrounded by the multi-pole magnets, high-speed and uniform plasma processing is performed in the high-density plasma region close to the plane slot antenna.

【0016】[0016]

【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例を
説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】図1中、図4中で示したものと同様の構成
要素には同符号を付してある。
In FIG. 1, the same components as those shown in FIG. 4 are designated by the same reference numerals.

【0018】円筒状の真空容器1の天井面に背面板19
を介在して平面スロットアンテナ2が設けられ、該平面
スロットアンテナ2には同軸導波管3、矩形−同軸変換
器20、矩形導波管4が接続され、更に該矩形導波管4
にはマイクロ波電力供給装置5が接続されている。前記
平面スロットアンテナ2は、マイクロ波を放射する為の
所定の長さと幅のスロットを設けた平板状電極から構成
され、該平板状電極と平行な方向にある永久磁石を内蔵
している。又、真空容器1の底面には電極台脚14を介
して基板電極6が設けられ、該基板電極6上にウェー
ハ、ガラス基板等の被処理基板7が載置される。
A rear plate 19 is provided on the ceiling surface of the cylindrical vacuum container 1.
A planar slot antenna 2 is provided with the interposition of a coaxial waveguide 3, a rectangular-coaxial converter 20, and a rectangular waveguide 4 connected to the planar slot antenna 2, and the rectangular waveguide 4 is further connected.
A microwave power supply device 5 is connected to the. The plane slot antenna 2 is composed of a flat plate electrode provided with slots of a predetermined length and width for radiating microwaves, and has a built-in permanent magnet in a direction parallel to the flat plate electrode. A substrate electrode 6 is provided on the bottom surface of the vacuum container 1 via an electrode base leg 14, and a substrate 7 to be processed such as a wafer or a glass substrate is placed on the substrate electrode 6.

【0019】前記真空容器1の側壁の略中央部分から下
端にかけて、マルチポール磁石リング12を所要ピッチ
で所要段(図では8段)内壁面に埋設して構成されたマ
ルチポール磁石13が設けられている。前記マルチポー
ル磁石リング12は更に多数の小型磁石の集合体として
構成されている。
A multi-pole magnet 13 is provided by embedding a multi-pole magnet ring 12 in a required step (8 steps in the figure) on an inner wall surface at a required pitch from a substantially central portion to a lower end of a side wall of the vacuum container 1. ing. The multi-pole magnet ring 12 is constructed as an assembly of a large number of small magnets.

【0020】前記基板電極6は前記電極台脚14によ
り、マルチポール磁石13の軸心方向中央よりやや平面
スロットアンテナ2側に位置する様支持され、前記基板
電極6に載置された被処理基板7の上面が前記マルチポ
ール磁石リング12の3段目と4段目との間に位置する
様になっている。前記電極台脚14の側方に基板搬入搬
出口16が設けられ、該基板搬入搬出口16には基板搬
送装置17が連設されている。尚、被処理基板7の支持
位置は、前記マルチポール磁石リング12の3段目と4
段目に限らず、磁束が均一になる位置であればよく、マ
ルチポール磁石リング12の段数が変わることによって
変更されることは勿論である。
The substrate electrode 6 is supported by the electrode base leg 14 so as to be positioned slightly on the plane slot antenna 2 side from the axial center of the multipole magnet 13, and the substrate to be processed placed on the substrate electrode 6 is supported. The upper surface of 7 is located between the third step and the fourth step of the multi-pole magnet ring 12. A substrate loading / unloading port 16 is provided on the side of the electrode base leg 14, and a substrate transporting device 17 is connected to the substrate loading / unloading port 16. The supporting position of the substrate 7 to be processed is set at the third stage and the fourth stage of the multi-pole magnet ring 12.
The position is not limited to the step, but may be any position as long as the magnetic flux becomes uniform, and it is needless to say that the number is changed by changing the number of steps of the multi-pole magnet ring 12.

【0021】前記基板搬入搬出口16には上下方向に移
動するゲート弁15が設けられ、前記基板搬入搬出口1
6は該ゲート弁15により開閉される様になっており、
前記基板搬送装置17により前記ゲート弁15を介して
被処理基板7が搬入搬出される様になっている。
The substrate loading / unloading port 16 is provided with a gate valve 15 which moves in the vertical direction, and the substrate loading / unloading port 1
6 is opened and closed by the gate valve 15,
The substrate transfer device 17 carries in and out the substrate 7 to be processed through the gate valve 15.

【0022】前記ゲート弁15に1段目〜3段目迄のマ
ルチポール磁石リング12の一部を構成するマルチポー
ル磁石円弧部12′を埋設し、前記ゲート弁15が前記
基板搬入搬出口16を閉塞した状態で完全な1段目〜3
段目のマルチポール磁石リング12が完成される様にな
っている。尚、前記ゲート弁15に埋設されるマルチポ
ール磁石円弧部12′は、1段目〜3段目に限らず、1
段目〜2段目、1段目〜4段目とする等基板搬入搬出口
16、ゲート弁15の形状等に応じて適宜変更されるこ
とは言う迄もない。
The gate valve 15 is embedded with a multi-pole magnet arc portion 12 'which constitutes a part of the multi-pole magnet ring 12 of the first to third stages, and the gate valve 15 causes the substrate loading / unloading port 16 to be carried out. Complete 1st stage ~ 3
The multi-pole magnet ring 12 of the stage is completed. The multi-pole magnet arc portion 12 'embedded in the gate valve 15 is not limited to the first to third stages,
It goes without saying that the second to second stages, the first to fourth stages, etc. may be appropriately changed according to the shapes of the substrate loading / unloading port 16 and the gate valve 15.

【0023】マルチポール磁石は多数の小型磁石の集合
体で構成するので、任意部分を分割構造にすることがで
き、前述した様に、マルチポール磁石13を貫通して、
被処理基板7の搬出搬入や、ガス排気が容易に行える構
造をとることが可能である。
Since the multi-pole magnet is composed of an assembly of a large number of small magnets, an arbitrary portion can be made into a divided structure, and as described above, the multi-pole magnet 13 is penetrated,
It is possible to adopt a structure capable of easily carrying in and out the substrate 7 to be processed and exhausting gas.

【0024】前記真空容器1の上部側壁には反応ガス導
入管8が連通され、該反応ガス導入管8を介して反応ガ
ス供給装置9が設けられている。前記真空容器1の下端
部側壁には排気口18が穿設され、該排気口18に排気
管10が連通され、該排気管10を介して排気装置11
が設けられている。前記排気口18は真空容器1の側壁
下端部に位置すると同時にマルチポール磁石13の下端
部に位置する。従って、下方に位置する所要段目のマル
チポール磁石リング12の一部(本実施例では下から2
段目のマルチポール磁石リング12の一部)が前記排気
口18を通過する。前記マルチポール磁石リング12の
前記排気口18を通過する部分は排気口18中に浮いた
状態である。
A reaction gas introducing pipe 8 is connected to the upper side wall of the vacuum container 1, and a reaction gas supply device 9 is provided through the reaction gas introducing pipe 8. An exhaust port 18 is formed in a side wall of a lower end portion of the vacuum container 1, an exhaust pipe 10 is connected to the exhaust port 18, and an exhaust device 11 is provided through the exhaust pipe 10.
Is provided. The exhaust port 18 is located at the lower end of the side wall of the vacuum container 1 and at the same time, is located at the lower end of the multi-pole magnet 13. Therefore, a part of the multi-pole magnet ring 12 of the required stage located below (in this embodiment, it is 2
A part of the multi-pole magnet ring 12 of the stage passes through the exhaust port 18. The portion of the multi-pole magnet ring 12 that passes through the exhaust port 18 is floating in the exhaust port 18.

【0025】前記ゲート弁15を開き前記基板搬送装置
17により前記基板搬入搬出口16から被処理基板7を
真空容器1内に挿入して基板電極6に載置し、前記ゲー
ト弁15により前記基板搬入搬出口16を閉塞する。
The gate valve 15 is opened, the substrate 7 is inserted into the vacuum container 1 from the substrate loading / unloading port 16 by the substrate transfer device 17, and the substrate 7 is placed on the substrate electrode 6. The loading / unloading port 16 is closed.

【0026】真空容器1内を前記排気装置11により真
空引きし、前記反応ガス供給装置9より反応性ガスを導
入しつつマイクロ波電力供給装置5よりマイクロ波を矩
形導波管4、矩形−同軸変換器20、同軸導波管3を介
して前記平面スロットアンテナ2に供給すると、該平面
スロットアンテナ2と前記背面板19に形成される磁界
によりECRプラズマが発生する。このプラズマを利用
して、基板電極6上の被処理基板7をエッチング、或は
CVD処理する。
The inside of the vacuum container 1 is evacuated by the exhaust device 11, and while the reactive gas is introduced from the reaction gas supply device 9, the microwave is supplied from the microwave power supply device 5 to the rectangular waveguide 4, rectangular-coaxial. When supplied to the planar slot antenna 2 via the converter 20 and the coaxial waveguide 3, ECR plasma is generated by the magnetic field formed on the planar slot antenna 2 and the back plate 19. Using this plasma, the substrate 7 to be processed on the substrate electrode 6 is subjected to etching or CVD processing.

【0027】前記被処理基板7を前記マルチポール磁石
13で囲まれる空間内に設置することで、平面スロット
アンテナ2に近い高密度プラズマ領域にてエッチング処
理が可能となる。前記被処理基板7のマルチポール磁石
13内の設置位置は、マルチポール磁石13の端部より
上側又は下側では、マルチポール磁石13の端部の磁束
変化の影響が大きく不適である。この為、3列より内側
が適している。
By installing the substrate 7 to be processed in the space surrounded by the multi-pole magnets 13, it is possible to perform an etching process in a high density plasma region close to the plane slot antenna 2. If the position of the substrate 7 to be processed in the multi-pole magnet 13 is above or below the end of the multi-pole magnet 13, the influence of the magnetic flux change at the end of the multi-pole magnet 13 is large and unsuitable. For this reason, the inside of three rows is suitable.

【0028】具体的には、図2に示される様に前記平面
スロットアンテナ2の直径が30cm、平面スロットアン
テナ2下面より真空容器1底面まで37cm、マルチポー
ル磁石リング12が平面スロットアンテナ2下面より大
体15cmから37cmの間に埋設されている。
Specifically, as shown in FIG. 2, the diameter of the plane slot antenna 2 is 30 cm, the bottom surface of the plane slot antenna 2 is 37 cm from the bottom surface of the vacuum container 1, and the multi-pole magnet ring 12 is from the bottom surface of the plane slot antenna 2. It is buried between 15 cm and 37 cm.

【0029】先ず、被処理基板7をマルチポール磁石1
3内に設置する構造をとることで、平面スロットアンテ
ナ2に近い高密度プラズマ領域にてエッチング処理が可
能である。
First, the substrate 7 to be processed is placed on the multi-pole magnet 1
By adopting the structure installed inside 3, the etching process can be performed in the high density plasma region close to the plane slot antenna 2.

【0030】図3に示す具体例では、平面スロットアン
テナ2下面から23cmのの位置に被処理基板7を配置す
ると、従来方法に於ける平面スロットアンテナ下面から
45cmの位置の場合に比べ、直径22cm以上の範囲で極
めて均一なエッチング速度分布を得ることができた。但
しマルチポール磁石13を離れもっとアンテナに近い1
5cm未満の位置、例えば10cmでは、スロットパターン
分布の影響を受け均一性は逆に劣化した。
In the specific example shown in FIG. 3, when the substrate 7 to be processed is placed at a position 23 cm from the lower surface of the plane slot antenna 2, the diameter is 22 cm as compared with the position 45 cm from the lower surface of the plane slot antenna in the conventional method. An extremely uniform etching rate distribution could be obtained within the above range. However, it is closer to the antenna 1 apart from the multi-pole magnet 13
At a position less than 5 cm, for example, 10 cm, the uniformity was adversely affected by the influence of the slot pattern distribution.

【0031】次に、被処理基板7を平面スロットアンテ
ナ2下面より30cmを超える位置に設置した場合はエッ
チング速度、均一性ともに23cmの場合より劣化し、従
来方法とおよそ同等の程度であり、被処理基板7の設置
位置は平面スロットアンテナ2下面より20cm以上30
cm以下が最も適している。
Next, when the substrate 7 to be processed is installed at a position exceeding 30 cm below the lower surface of the plane slot antenna 2, both the etching rate and the uniformity are deteriorated as compared with the case of 23 cm, which is about the same as the conventional method. The installation position of the processing substrate 7 is 20 cm or more from the bottom surface of the plane slot antenna 2 30
cm or less is most suitable.

【0032】又、マルチポール磁石13の設置位置は、
平面スロットアンテナ2よりマルチポール磁石の端部が
12cm未満ではプラズマ閉込め効果が薄く、逆に18cm
を超える場合は、マルチポール磁石13内部に載置する
被処理基板7とアンテナの距離も広がりプロセシングの
速度が低下し不都合である。従ってマルチポール磁石の
端部の位置は平面スロットアンテナ2より12cm以上、
18cm以下が適当である。
The installation position of the multi-pole magnet 13 is
If the end of the multi-pole magnet is less than 12 cm from the plane slot antenna 2, the plasma confinement effect is weak, and conversely it is 18 cm.
If it exceeds, the distance between the substrate 7 to be processed placed inside the multi-pole magnet 13 and the antenna also increases, and the processing speed decreases, which is inconvenient. Therefore, the position of the end of the multi-pole magnet is 12 cm or more from the plane slot antenna 2.
18 cm or less is suitable.

【0033】尚、上記実施例はマルチポール磁石リング
12が8段の例を示したが、7段以下、或は9段以上で
あってもよく、又、平面スロットアンテナ2の直径、又
マルチポール磁石13の位置、真空容器1の寸法、形状
等は上記実施例に限定されることはないことは勿論であ
る。
In the above embodiment, the multi-pole magnet ring 12 has eight steps, but it may have seven steps or less, or nine steps or more. Of course, the position of the pole magnet 13 and the size and shape of the vacuum container 1 are not limited to those in the above embodiment.

【0034】又、上記マルチポール磁石リング12は真
空容器1壁面に突出した状態で設けてもよいが、プラズ
マと磁石との接触による不純成分のプラズマ内混入を防
止する為、図1の如く埋設することが好ましい。又、マ
ルチポール磁石リング12の露出する面を薄く被覆板
(石英、アルミナ、或はアルミニウム等の材質)で覆っ
てもよい。更に、前記排気口18は真空容器1の側壁で
なく底面に設けてもよい。
The multi-pole magnet ring 12 may be provided so as to project from the wall surface of the vacuum container 1, but it is embedded as shown in FIG. 1 in order to prevent the impure component from being mixed into the plasma due to the contact between the plasma and the magnet. Preferably. Also, the exposed surface of the multi-pole magnet ring 12 may be thinly covered with a cover plate (material such as quartz, alumina, or aluminum). Further, the exhaust port 18 may be provided not on the side wall of the vacuum container 1 but on the bottom surface.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、被処理
基板をマルチポール磁石で囲まれる空間内に設置する構
造としたので、平面スロットアンテナに近い高密度プラ
ズマ領域にて実用的なプラズマ処理が可能であり、高速
且つ均一なプラズマ処理速度分布を得ることができ、マ
ルチポール磁石は多数の小型磁石の集合体で構成するの
で、任意部分を分割構造にし、基板の搬出入や、ガス排
気が容易に行える構造をとることが可能であり、真空容
器の体積が小さくコンパクトな構造にできると共に経済
的な装置構成を実現することが可能である等優れた効果
を発揮する。
As described above, according to the present invention, since the substrate to be processed is installed in the space surrounded by the multi-pole magnet, a practical plasma in a high density plasma region close to the plane slot antenna is obtained. Processing is possible, a high-speed and uniform plasma processing speed distribution can be obtained, and since the multi-pole magnet is composed of an assembly of many small magnets, an arbitrary part is divided into structures to carry in / out the substrate and to remove gas. It is possible to take a structure that allows easy evacuation, has a small volume of the vacuum container, can have a compact structure, and can realize an economical device configuration, thus exhibiting excellent effects.

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

【図1】本発明の一実施例を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of the present invention.

【図2】真空容器内に発生する磁界を示す説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a magnetic field generated in a vacuum container.

【図3】半径方向のエッチング速度分布を示す線図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing an etching rate distribution in a radial direction.

【図4】従来例を示す概略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 真空容器 2 平面スロットアンテナ 6 基板電極 7 被処理基板 12 マルチポール磁石リング 13 マルチポール磁石 14 電極台脚 15 ゲート弁 16 基板搬入搬出口 18 排気口 1 vacuum container 2 plane slot antenna 6 substrate electrode 7 substrate to be processed 12 multi-pole magnet ring 13 multi-pole magnet 14 electrode stand 15 gate valve 16 substrate loading / unloading port 18 exhaust port

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/31 H01P 5/103 H01Q 13/10 H05H 1/46 C 9014−2G ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location H01L 21/31 H01P 5/103 H01Q 13/10 H05H 1/46 C 9014-2G

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 平面スロットアンテナと、該平面スロッ
トアンテナ軸心延長上に配設され所要段のマルチポール
磁石リングから構成されるマルチポール磁石とを具備
し、前記平面スロットアンテナにマイクロ波電力を供給
して反応性ガスをプラズマ化して被処理基板を処理する
プラズマ処理方法に於いて、被処理基板を前記マルチポ
ール磁石で囲まれる空間内に設置してプラズマ処理を行
うことを特徴とするプラズマ処理方法。
1. A planar slot antenna, and a multipole magnet, which is arranged on an extension of the axis of the planar slot antenna and is composed of a multipole magnet ring of a predetermined stage, wherein microwave power is supplied to the planar slot antenna. In a plasma processing method of supplying a reactive gas into plasma to process a substrate to be processed, the substrate to be processed is placed in a space surrounded by the multi-pole magnet to perform plasma processing. Processing method.
【請求項2】 被処理基板の設置位置が、マルチポール
磁石の軸心方向の中央位置より平面スロットアンテナ側
に位置する請求項1のプラズマ処理方法。
2. The plasma processing method according to claim 1, wherein the substrate to be processed is installed at a position closer to the plane slot antenna than the central position of the multipole magnet in the axial direction.
【請求項3】 マルチポール磁石の平面スロットアンテ
ナ側よりマルチポール磁石リング3段以上内側に被処理
基板を配置した請求項1のプラズマ処理方法。
3. The plasma processing method according to claim 1, wherein the substrate to be processed is arranged inside three or more stages of the multipole magnet ring from the plane slot antenna side of the multipole magnet.
【請求項4】 平面スロットアンテナと、該平面スロッ
トアンテナ軸心延長上に配設され所要段のマルチポール
磁石リングから構成されるマルチポール磁石と、被処理
基板を前記マルチポール磁石内に支持する基板電極と、
基板搬入搬出口を開閉すると共にマルチポール磁石リン
グの一部を構成するマルチポール磁石円弧部が設けられ
たゲート弁とを具備し、前記平面スロットアンテナにマ
イクロ波電力を供給して反応性ガスをプラズマ化して被
処理基板を処理することを特徴とするプラズマ処理装
置。
4. A plane slot antenna, a multipole magnet which is arranged on an extension of the axis of the plane slot antenna and is composed of a multipole magnet ring at a required stage, and a substrate to be processed is supported in the multipole magnet. Substrate electrode,
A gate valve provided with a multi-pole magnet arc portion that forms a part of the multi-pole magnet ring while opening and closing the substrate loading / unloading port, and supplies microwave power to the planar slot antenna to generate a reactive gas. A plasma processing apparatus which processes a substrate to be processed by converting it into plasma.
【請求項5】 マルチポール磁石リングを真空容器の側
壁に埋設した請求項4のプラズマ処理装置。
5. The plasma processing apparatus according to claim 4, wherein the multi-pole magnet ring is embedded in the side wall of the vacuum container.
【請求項6】 マルチポール磁石リングの露出面を被覆
板により覆った請求項4又は請求項5のプラズマ処理装
置。
6. The plasma processing apparatus according to claim 4, wherein the exposed surface of the multi-pole magnet ring is covered with a cover plate.
【請求項7】 マルチポール磁石の所要位置に排気口を
設けた請求項4のプラズマ処理装置。
7. The plasma processing apparatus according to claim 4, wherein an exhaust port is provided at a required position of the multi-pole magnet.
【請求項8】 マルチポール磁石が8段のマルチポール
磁石リングを有し、平面スロットアンテナ径が略30cm
であり、平面スロットアンテナとマルチポール磁石の端
迄の距離が12cm以上18cm以下である請求項4のプラ
ズマ処理装置。
8. A multi-pole magnet has an 8-step multi-pole magnet ring and has a plane slot antenna diameter of about 30 cm.
5. The plasma processing apparatus according to claim 4, wherein the distance between the planar slot antenna and the end of the multi-pole magnet is 12 cm or more and 18 cm or less.
【請求項9】 マルチポール磁石が8段のマルチポール
磁石リングを有し、平面スロットアンテナが略30cmで
あり、該平面スロットアンテナ表面から基板電極に設置
した被処理基板表面迄が20cm以上30cm以下である請
求項4のプラズマ処理装置。
9. The multi-pole magnet has an 8-stage multi-pole magnet ring, and the plane slot antenna is approximately 30 cm, and the distance from the surface of the plane slot antenna to the surface of the substrate to be processed installed on the substrate electrode is 20 cm or more and 30 cm or less. The plasma processing apparatus of claim 4, wherein
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100369720B1 (en) * 1997-07-15 2003-03-17 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Inductively coupled rf plasma reactor having an overhead solenoidal antenna and modular confinement magnet liners

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