JPH09260097A - Plasma generator - Google Patents

Plasma generator

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JPH09260097A
JPH09260097A JP8060550A JP6055096A JPH09260097A JP H09260097 A JPH09260097 A JP H09260097A JP 8060550 A JP8060550 A JP 8060550A JP 6055096 A JP6055096 A JP 6055096A JP H09260097 A JPH09260097 A JP H09260097A
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JP
Japan
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plasma
electromagnetic wave
reaction chamber
electrode
coil
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Application number
JP8060550A
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Japanese (ja)
Inventor
Ryoji Nishio
良司 西尾
Takeshi Yoshioka
健 吉岡
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma generating source which can control a plasma quantity in a reaction chamber and its distribution or activity of a gas component by combining a plasma generating method based on the new principle with a plasma generating method used so far. SOLUTION: In a plasma generator having a reaction chamber 10 to hold plasma, an electromagnetic wave generating source and an electromagnetic wave radiating part to radiate an electromagnetic wave generated by this electromagnetic wave generating source to the reaction chamber, it has one or plural electromagnetic wave generating sources, and at least two or more kinds of different electromagnetic wave radiating parts are combined with each other. In this case, a plasma generating coil 23 installed in a plasma generating part 11 connected to the reaction chamber 10 and an electrode 24 which exists in the reaction chamber 10 and supplies electric power to plasma, are used as a combination of the electromagnetic wave radiating part.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ生成装置
を備えたプラズマ処理装置に係り、特に半導体素子の微
細加工に好適な処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus equipped with a plasma generator, and more particularly to a processing apparatus suitable for fine processing of semiconductor elements.

【0002】[0002]

【従来の技術】プラズマを用いたドライエッチング装置
や化学気相成膜(CVD)装置では、マイクロ波やRF高周
波などの電磁波を放電室に照射してプラズマを生成す
る。そして、このプラズマにより放電室内に導入した分
子ガスを分解したりイオン化したり、あるいは励起して
活性化し、エッチングや成膜を行う。良好な形状のエッ
チングや良好な膜質の成膜を行うには、プラズマや活性
化したガスの成分のバランスが重要である。このような
ガスの活性化は、プラズマによって行われるため、どの
ような活性化が生じるかは、どのようなプラズマが生成
されるかに大きく依存する。つまり、放電室内に照射さ
れた電磁波のエネルギーが、どれくらいの量が、どのよ
うな経路をたどって活性化に結びつくかが重要なポイン
トになる。
2. Description of the Related Art In a dry etching apparatus or a chemical vapor deposition (CVD) apparatus using plasma, a discharge chamber is irradiated with electromagnetic waves such as microwaves and RF high frequencies to generate plasma. Then, the plasma decomposes, ionizes, or excites the molecular gas introduced into the discharge chamber to activate the molecular gas for etching or film formation. In order to perform etching with a good shape and film formation with a good film quality, the balance of the components of plasma and activated gas is important. Since such activation of gas is performed by plasma, what kind of activation occurs depends largely on what kind of plasma is generated. In other words, it is an important point how much the energy of the electromagnetic wave radiated into the discharge chamber and what kind of path it takes to lead to activation.

【0003】従来のプラズマ発生装置は、例えば、並行
平板電極によるRIEプラズマ装置、マイクロ波ECRプラズ
マ装置や誘導結合プラズマ装置が代表的である。これら
の装置では、用いる電磁波の波長、プラズマとの結合の
仕方(ECR、容量結合、誘導結合)が異なっており、それ
ぞれの装置に特有なガスの活性化が行われる。
Typical conventional plasma generators are, for example, a RIE plasma device using parallel plate electrodes, a microwave ECR plasma device and an inductively coupled plasma device. These devices differ in the wavelength of electromagnetic waves used and the manner of coupling with plasma (ECR, capacitive coupling, inductive coupling), and gas activation unique to each device is performed.

【0004】また、5インチ以上のウエハを用いるプロ
セスでは、ウエハ内の処理プロセスの均一化が重要課題
であり、電極やコイルの形状の最適化や、あるいはマイ
クロ波の放射状況の最適化を図ることにより、プラズマ
の分布を制御して均一な処理を行ってきた。
Further, in a process using a wafer of 5 inches or more, it is an important issue to make the treatment process within the wafer uniform, so that the shapes of the electrodes and the coils are optimized, or the microwave radiation condition is optimized. As a result, the plasma distribution has been controlled to perform uniform processing.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来のプラズマ発生装
置では、単一種の電磁波源と単一種の電磁波放射部を用
いるため、それぞれのプラズマ生成法特有の活性化が行
われていた。このため、ある特定のプラズマ源を用いる
と、ガス成分のバランスが目的のプロセスに最適ではな
いという場合があった。また、配線の線幅や保護膜材の
厚みや材質等のウエハの条件を少し変化させると、その
プラズマ源では最適なプロセス条件が見いだせないとい
う場合もあった。本発明では、従来用いられてきた2種
類以上のプラズマ生成法を組み合わせる、あるいは、従
来用いられてきたプラズマ生成法に新しい原理に基づい
たプラズマ生成法を組み合わせることにより、異なるガ
スの活性化を混在させ、ガス成分の調整範囲を広げるこ
とを目的としている。
In the conventional plasma generator, since a single kind of electromagnetic wave source and a single kind of electromagnetic wave radiation part are used, activation peculiar to each plasma generation method is performed. Therefore, when a specific plasma source is used, the balance of gas components may not be optimal for the intended process. In addition, if the conditions of the wafer such as the line width of the wiring and the thickness and material of the protective film material are slightly changed, the optimum process condition may not be found with the plasma source. In the present invention, activation of different gases is mixed by combining two or more types of plasma generation methods that have been conventionally used or by combining a plasma generation method based on a new principle with a conventionally used plasma generation method. The purpose is to widen the adjustment range of gas components.

【0006】さらに、単一種の電磁波放射部を用いる場
合、プラズマの分布を制御するには、電磁波放射部の形
状そのものを変化させる必要があり、広範囲な分布制御
を行うには多大な時間・費用や労力が必要であった。本
発明では、二つ以上のプラズマ生成法を混在させ、それ
ぞれのプラズマ生成部に与える電磁波の強度配分を変え
ることによりプラズマ分布の制御範囲を拡大する事を目
的としている。また、これらのプラズマ生成部の位置を
同心円上にすることにより、5インチ以上の大面積ウエ
ハでも均一な分布を得ることを目的としている。
Furthermore, when a single type of electromagnetic wave radiation section is used, it is necessary to change the shape itself of the electromagnetic wave radiation section in order to control the plasma distribution, and it takes a great deal of time and cost to control the distribution over a wide range. And labor was needed. An object of the present invention is to expand the control range of plasma distribution by mixing two or more plasma generation methods and changing the intensity distribution of electromagnetic waves given to each plasma generation unit. Further, it is aimed to obtain a uniform distribution even in a large-area wafer of 5 inches or more by arranging the positions of these plasma generating parts on concentric circles.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、プラズマを保持する反応室と、電磁波発生源と、前
記電磁波発生源で発生した電磁波を前記反応室に放射す
る電磁波放射部を備えたプラズマ生成装置において、一
つあるいは複数の電磁波発生源を持ち、少なくとも2種
類以上の異なる電磁波放射部を組み合わせる。
In order to achieve the above object, a reaction chamber for holding plasma, an electromagnetic wave generation source, and an electromagnetic wave emission section for emitting the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave generation source to the reaction chamber are provided. In a plasma generation device, one or a plurality of electromagnetic wave generation sources are provided, and at least two or more different electromagnetic wave emission units are combined.

【0008】この場合の電磁波放射部の組み合わせとし
て、反応室に接続されたプラズマ生成部に取り付けられ
たプラズマ生成用コイルと、反応室内にあってプラズマ
に電力を供給する電極とする。このとき、電磁波放射部
は、一つあるいは複数個のプラズマ生成用コイルと、一
つあるいは複数個の電極の組み合わせとすることが出来
る。プラズマ生成用コイルもしくは電極は、同心円上に
配置する。
In this case, as a combination of the electromagnetic wave radiating section, a plasma generating coil attached to a plasma generating section connected to the reaction chamber and an electrode in the reaction chamber for supplying electric power to the plasma are used. At this time, the electromagnetic wave emitting unit may be a combination of one or a plurality of plasma generating coils and one or a plurality of electrodes. The plasma generating coils or electrodes are arranged on concentric circles.

【0009】反応室内にあってプラズマに電力を供給す
る電極には、電磁波を印可することが出来る。さらに、
電極にはDC電位を印可することが出来るが、このとき、
電極に生じるDC電位Vが、プラズマの電位をVs、プラズ
マの電子温度をTeとするとき、V>19xTe+Vsを満たすよう
に制御する。
Electromagnetic waves can be applied to the electrodes in the reaction chamber for supplying electric power to the plasma. further,
DC potential can be applied to the electrodes, but at this time,
When the plasma potential is Vs and the plasma electron temperature is Te, the DC potential V generated at the electrodes is controlled so as to satisfy V> 19xTe + Vs.

【0010】また、複数個のコイルを用いる場合、各コ
イルがインピーダン調整機能を有しており、かつ各コイ
ルが並列接続されており、かつ、各コイルに電磁波を供
給する電磁波発生器の出力側にインピーダンマッチング
機構を有する様に構成する。
When a plurality of coils are used, each coil has an impedance adjusting function, each coil is connected in parallel, and the output side of the electromagnetic wave generator that supplies the electromagnetic wave to each coil. It is configured to have an impedance matching mechanism.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施例を図面
を参照して説明する。図1は、本発明の実施例を示すプ
ラズマ発生装置の図であり、(a)はプラズマ発生装置の
断面図、(b)は被加工物とコイルおよび電極の位置関係
を示す平面図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1A and 1B are diagrams of a plasma generator showing an embodiment of the present invention, FIG. 1A is a sectional view of the plasma generator, and FIG. 1B is a plan view showing a positional relationship between a workpiece, a coil, and an electrode. .

【0012】反応容器10内には、被処理物31を乗せた電
極32があり、マッチングボックス21Cを介して電磁波発
生装置20Cが接続されている。被処理物の対向部には、
少なくともその一部を絶縁体で構成したプラズマ生成室
11が接続され、プラズマ発生用のコイル23が配置されて
いる。反応室10内には、円筒状の電極24が配置されてい
る。これらのコイル23と電極24は、被加工物31の被加工
面の中心を通る垂直線を軸とした同心円の上に配置され
ている。電極24には、正電位のDC電源22が接続されてい
る。さらに、図1には示してないが、反応ガス導入機構
と排気機構が設けられている。
Inside the reaction vessel 10, there is an electrode 32 on which an object to be treated 31 is placed, and an electromagnetic wave generator 20C is connected via a matching box 21C. In the opposite part of the object to be processed,
Plasma generation chamber with at least a part made of insulator
11 are connected and a coil 23 for plasma generation is arranged. A cylindrical electrode 24 is arranged in the reaction chamber 10. The coil 23 and the electrode 24 are arranged on a concentric circle whose axis is a vertical line passing through the center of the surface of the workpiece 31 to be processed. A DC power source 22 having a positive potential is connected to the electrode 24. Further, although not shown in FIG. 1, a reaction gas introduction mechanism and an exhaust mechanism are provided.

【0013】上述のように構成されたプラズマ発生装置
では、次のようにプラズマを発生させる。まず、反応室
10を排気すると供に、反応室10内に反応ガスを供給して
反応室10内が所定の圧力になるように調整する。この状
態で、電磁波発生器20aからマッチングコントローラ21a
を通して電磁波をコイル23に供給すると、プラズマ生成
室11の中の電子はコイル23との誘導結合によって駆動さ
れ、電子はガス分子と衝突を繰り返し、その結果高密度
のプラズマがプラズマ生成室11内に生成する。
In the plasma generator configured as described above, plasma is generated as follows. First, the reaction chamber
While the 10 is exhausted, a reaction gas is supplied into the reaction chamber 10 so that the inside of the reaction chamber 10 is adjusted to a predetermined pressure. In this state, the matching controller 21a from the electromagnetic wave generator 20a
When an electromagnetic wave is supplied to the coil 23 through, the electrons in the plasma generation chamber 11 are driven by inductive coupling with the coil 23, the electrons repeatedly collide with gas molecules, and as a result, high-density plasma is generated in the plasma generation chamber 11. To generate.

【0014】プラズマ生成室11内で発生したプラズマ
は、拡散によって反応室10に広がる。このとき、反応室
10の大部分は接地されていることにより、プラズマは、
この接地された反応室に等量の電子とイオンが損失する
ように、プラズマ自身の電位を自己調整する。この結
果、プラズマの浮遊電位は接地電位近傍になり、プラズ
マ電位は、浮遊電位に電子温度の3−5倍の値を和した
電位、おおむね10-30V程度になる。
The plasma generated in the plasma generation chamber 11 spreads to the reaction chamber 10 by diffusion. At this time, the reaction chamber
Since most of the 10 are grounded, the plasma
The potential of the plasma itself is adjusted so that an equal amount of electrons and ions are lost in the grounded reaction chamber. As a result, the floating potential of the plasma is close to the ground potential, and the plasma potential is approximately 10-30 V, which is the sum of the floating potential and the value of 3-5 times the electron temperature.

【0015】このとき、電極24に正のDC電位Vを印可す
る。ここで、この電位Vは、プラズマの電位をVs、プラ
ズマの電子温度をTeとするとき、V>19xTe+Vsを満たすも
のとする。この条件を満たすと、電極にできる電子シー
ス端より電磁波が放出される。プラズマ中の電子は、電
子シースへ向かってドリフトすると供に、その電磁波で
振動する。このようにして、電極24からエネルギーを得
た電子は、反応室10内でもガス分子と次々と衝突を起こ
し、プラズマを発生させる。
At this time, a positive DC potential V is applied to the electrode 24. Here, this potential V satisfies V> 19xTe + Vs when the plasma potential is Vs and the electron temperature of the plasma is Te. When this condition is satisfied, electromagnetic waves are emitted from the end of the electron sheath formed in the electrode. The electrons in the plasma oscillate by the electromagnetic waves while drifting toward the electron sheath. In this way, the electrons, which have obtained energy from the electrode 24, collide with gas molecules in the reaction chamber 10 one after another to generate plasma.

【0016】ここで、電子シース端から電磁波が放出さ
れる物理過程は以下の通りである。電子シースを構成す
るのは、プラズマ中から拡散してきた電子とイオンであ
る。従って、電子シース内の電界の応答速度は電子のプ
ラズマ周波数程度である。この電子シースに、電界の応
答速度以上の速度で電子が流入すると、電子シースの電
界は流入した電子の持つ電界の移動に追従できなくな
る。このとき、電子シース内に、電界の不連続面が形成
され、これが緩和する過程で発生する振動電界により電
磁波が放出される。このとき流入する電子の速度が大き
いほど、つまり、DC電源22より印可される電位Vが高い
ほど、放出される電磁波の強度は強くなる。また、放出
される電磁波の周波数は、プラズマ周波数(GHz)程度で
ある。この電磁波発生機構は、発振ダイオードの原理と
全く同じである。
Here, the physical process of emitting electromagnetic waves from the end of the electron sheath is as follows. It is the electrons and ions that diffuse from the plasma that make up the electron sheath. Therefore, the response speed of the electric field in the electron sheath is about the plasma frequency of electrons. When electrons flow into the electron sheath at a speed higher than the response speed of the electric field, the electric field of the electron sheath cannot follow the movement of the electric field of the inflowing electrons. At this time, a discontinuous surface of the electric field is formed in the electron sheath, and electromagnetic waves are emitted by the oscillating electric field generated in the process of relaxation. At this time, the higher the velocity of the electrons flowing in, that is, the higher the potential V applied from the DC power source 22, the stronger the intensity of the emitted electromagnetic wave. The frequency of the emitted electromagnetic wave is about the plasma frequency (GHz). This electromagnetic wave generation mechanism is exactly the same as the principle of the oscillation diode.

【0017】電極24に、電子シースが生成するには、反
応室10内のプラズマ全体から損失される電子のうち、電
極24に流入する電子の量が無視できる程度でなければな
らないという制限がある。従って、電極24の面積はいく
らでも大きくすることはできない。電極24の面積は、電
子のエネルギー分布や電子とイオンの質量比、および反
応室内の接地電位ある構造物の面積で決まり、おおむ
ね、応室内の接地電位ある構造物の面積の50%以下であ
る。理論上、電極24の面積が極小である場合は、プラズ
マの電位は電極に影響されない。しかし、電極24の面積
がある程度大きくなる、あるいは、電極24の電位がある
程度高くなると、電極近傍のプラズマの電位は電極24の
電位に引きずられて上昇し、プラズマ中に静電界を形成
する。この場合、電極24には、プラズマからの拡散だけ
ではなく、静電界によるドリフト機構でも電子が流入す
る。
In order to generate an electron sheath at the electrode 24, there is a limitation that the amount of electrons flowing into the electrode 24 among the electrons lost from the whole plasma in the reaction chamber 10 must be negligible. . Therefore, the area of the electrode 24 cannot be increased at all. The area of the electrode 24 is determined by the energy distribution of electrons, the mass ratio of electrons to ions, and the area of the structure having the ground potential in the reaction chamber, and is generally 50% or less of the area of the structure having the ground potential in the reaction chamber. . Theoretically, when the area of the electrode 24 is extremely small, the plasma potential is not influenced by the electrode. However, when the area of the electrode 24 becomes large to some extent or the electric potential of the electrode 24 becomes high to some extent, the electric potential of the plasma in the vicinity of the electrode is dragged by the electric potential of the electrode 24 and rises to form an electrostatic field in the plasma. In this case, electrons flow into the electrode 24 not only by diffusion from the plasma but also by the drift mechanism by the electrostatic field.

【0018】以上述べたように、電極24は、電磁波放出
と電子の静電ドリフトという二つの機構を通じて、エネ
ルギーを電子に伝達する。従って、DC電源22の電位を調
節することにより、電極からプラズマへのエネルギーの
伝達量を調整できる。このエネルギー伝達機構は、コイ
ル23による誘導結合とは異なるため、電極24近傍でのガ
ス分子の活性化は、プラズマ生成室11内でのそれとは異
なることになる。さらに、コイル23に印可する電磁波の
電力の調整と、電極に印可する電力を調整する事によ
り、反応室10内のプラズマ量と分布を制御できる。
As described above, the electrode 24 transfers energy to electrons through the two mechanisms of electromagnetic wave emission and electrostatic drift of electrons. Therefore, by adjusting the potential of the DC power source 22, the amount of energy transferred from the electrodes to the plasma can be adjusted. Since this energy transfer mechanism is different from the inductive coupling by the coil 23, the activation of gas molecules in the vicinity of the electrode 24 is different from that in the plasma generation chamber 11. Furthermore, by adjusting the electric power of the electromagnetic wave applied to the coil 23 and the electric power applied to the electrodes, the amount and distribution of plasma in the reaction chamber 10 can be controlled.

【0019】なお、本発明は図1に示した実施例に限ら
ず、種種の変形が可能である。例えば次のような変形が
あげられる。
The present invention is not limited to the embodiment shown in FIG. 1, and various modifications are possible. For example, the following modifications are possible.

【0020】(1) 電極24の形状は自由に変形でき、図1
に示した1個の円筒状に限らず、平板状、棒状、リング
状であってもかまわないし、それらが分割されていても
かまわない。
(1) The shape of the electrode 24 can be freely changed.
The shape is not limited to the single cylindrical shape shown in (1), and may be flat, rod-shaped, or ring-shaped, or may be divided.

【0021】(2) 図2に示す実施例のように、電極24に
は、DC電源だけでなく、電磁波発生器を接続することも
できる。
(2) As in the embodiment shown in FIG. 2, not only a DC power source but also an electromagnetic wave generator can be connected to the electrode 24.

【0022】(3) 図2に示す実施例のように、コイル23
の巻き数や形状や数、あるいはプラズマ生成部11の形状
や反応室10との位置関係は、図示のものに限定されず、
自由に変形することができる。以下にこの第2の実施例
について説明する。
(3) As in the embodiment shown in FIG. 2, the coil 23
The number of windings, the shape and the number, or the shape of the plasma generating unit 11 and the positional relationship with the reaction chamber 10 are not limited to those shown in the drawings.
It can be freely transformed. The second embodiment will be described below.

【0023】図2に示した第2の実施例は、プラズマ生
成室11とコイル23の数を増やした構造を採用すると供
に、電極24に電磁波発生器20bをマッチングコントロー
ラ21bを介して接続した構成を採用している。(a)は、プ
ラズマ発生装置の断面図であり、(b)は、被加工物31と
コイル23および電極24の位置関係を示す平面図である。
The second embodiment shown in FIG. 2 employs a structure in which the number of plasma generating chambers 11 and the number of coils 23 are increased, and an electromagnetic wave generator 20b is connected to the electrode 24 via a matching controller 21b. The configuration is adopted. (a) is a cross-sectional view of the plasma generator, and (b) is a plan view showing the positional relationship among the workpiece 31, the coil 23 and the electrode 24.

【0024】図2に示したように、複数個のプラズマ生
成室を同心円上に配置する事により、反応室10内のプラ
ズマの量と分布の制御性を上げることができる。つま
り、同心円の中心にあるプラズマ反応室23aと、円周上
に並ぶ複数個のプラズマ反応室23bと電極24とに対する
電力供給を制御することにより、反応室の各部分で発生
するプラズマの量と分布をより細かく制御できる。
As shown in FIG. 2, by disposing a plurality of plasma generating chambers on a concentric circle, controllability of the amount and distribution of plasma in the reaction chamber 10 can be improved. That is, by controlling the power supply to the plasma reaction chamber 23a in the center of the concentric circles, the plurality of plasma reaction chambers 23b arranged on the circumference and the electrode 24, the amount of plasma generated in each portion of the reaction chamber and The distribution can be controlled more finely.

【0025】さらに、電極24に電磁波発生器より高周波
を印可すると、プラズマの電子にさらに異なる振動電界
を与えることができ、プラズマの発生量や、プラズマ分
布の制御をより細かく行うことができる。
Further, when a high frequency is applied to the electrode 24 by the electromagnetic wave generator, different oscillating electric fields can be applied to the electrons of the plasma, and the generation amount of the plasma and the plasma distribution can be controlled more finely.

【0026】複数個のコイル23を用いる場合、各コイル
から放出されるエネルギーを制御する機構が必要にな
る。この制御機構を図3に示す。各コイルをコイルLと
インピーダン調整部Zで構成し、これを並列に接続す
る。これに、インピーダンマッチングコントローラ21a
を通して、電磁波発生源20aを接続する。コイル23に電
磁波を入射入射すると、コイル23のインピーダンで決ま
るある割合に従って、電磁波のエネルギーはその一部が
透過し、残りが反射される。ところが、反射された電磁
波のエネルギーは、インピーダンマッチングコントロー
ラー21aによって再び各コイルに反射される。これが繰
り返されることで、電磁波のエネルギーは最終的には、
全てコイル23を透過する。例えば、二つのコイル23a、2
3bが有り、それらのインピーダンが、入射エネルギーの
a%とb%を透過するように調整されていたとすると、図3
の回路では、最終的に入射した全てのエネルギーがコイ
ル23a、23bに対して、a:bに分配される。従って、複数
個のコイルを並列接続しても、各コイルのインピーダン
を調整する事により、各コイルに配分される電磁波のエ
ネルギーを調整する事ができる。
When using a plurality of coils 23, a mechanism for controlling the energy emitted from each coil is required. This control mechanism is shown in FIG. Each coil is composed of a coil L and an impedance adjustment unit Z, which are connected in parallel. In addition to this, Impedan matching controller 21a
To connect the electromagnetic wave generation source 20a. When an electromagnetic wave enters and enters the coil 23, a part of the energy of the electromagnetic wave is transmitted and the rest is reflected according to a certain ratio determined by the impedance of the coil 23. However, the reflected electromagnetic wave energy is reflected again by each coil by the impedance matching controller 21a. By repeating this, the energy of the electromagnetic wave finally becomes
All pass through the coil 23. For example, two coils 23a, 2
3b, and those impedances of the incident energy
If it is adjusted so that a% and b% are transmitted,
In the circuit of, all the energy finally incident is distributed to the coils 23a and 23b in a: b. Therefore, even if a plurality of coils are connected in parallel, the energy of the electromagnetic wave distributed to each coil can be adjusted by adjusting the impedance of each coil.

【0027】(4) 図4(a)に示す実施例のように、反応
室10における電極24とコイル23(プラズマ生成室11)の
位置関係を反転させることも可能である。この場合、図
4(a)の円筒状の電極24を、図4(b)の平面図に示すよう
に、複数個の円盤状電極に置き換えることも可能であ
る。
(4) As in the embodiment shown in FIG. 4A, the positional relationship between the electrode 24 and the coil 23 (plasma generation chamber 11) in the reaction chamber 10 can be reversed. In this case, it is possible to replace the cylindrical electrode 24 of FIG. 4 (a) with a plurality of disc-shaped electrodes as shown in the plan view of FIG. 4 (b).

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、プラズマを保持す
る反応室と、電磁波発生源と、前記電磁波発生源で発生
した電磁波を前記反応室に放射する電磁波放射部を備え
たプラズマ生成装置において、電磁波放射部が、反応室
に接続されたプラズマ生成部に取り付けられたプラズマ
生成用コイルと、反応室内にあってプラズマに電力を供
給する電極であることとすることによって、反応室内の
プラズマ量とその分布、あるいはガス成分の活性度を制
御できるプラズマ発生源を供する事ができる。
As described above, in the plasma generating apparatus provided with the reaction chamber for holding the plasma, the electromagnetic wave generation source, and the electromagnetic wave emission section for emitting the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave generation source to the reaction chamber, The electromagnetic wave emission part is a coil for plasma generation attached to the plasma generation part connected to the reaction chamber, and an electrode for supplying electric power to the plasma in the reaction chamber, so that the amount of plasma in the reaction chamber It is possible to provide a plasma generation source capable of controlling its distribution or the activity of gas components.

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

【図1】本発明の一実施例によるプラズマ発生装置の概
略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a plasma generator according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施例によるプラズマ発生装置の
概略構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a plasma generator according to another embodiment of the present invention.

【図3】複数のコイルに対する電磁波エネルギ分配制御
法を示した構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing an electromagnetic wave energy distribution control method for a plurality of coils.

【図4】本発明の他の実施例によるプラズマ発生装置の
概略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a plasma generator according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…プラズマ反応室、11…プラズマ生成部、20…
電磁波発生装置、21…インピーダンマッチングコント
ローラ、22…DC電源、23…コイル、24…電極、
25…チョークコイル、31…被加工物、32…加工物
を搭載する電極。
10 ... Plasma reaction chamber, 11 ... Plasma generating unit, 20 ...
Electromagnetic wave generator, 21 ... Impedance matching controller, 22 ... DC power supply, 23 ... Coil, 24 ... Electrode,
25 ... Choke coil, 31 ... Work piece, 32 ... Electrode on which work piece is mounted.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】プラズマを保持する反応室と、電磁波発生
源と、前記電磁波発生源で発生した電磁波を前記反応室
に放射する電磁波放射部を備えたプラズマ生成装置にお
いて、電磁波放射部が、反応室に接続されたプラズマ生
成部に取り付けられたプラズマ生成用コイルと、反応室
内にあってプラズマに電力を供給する電極であることを
特徴とするプラズマ生成装置。
1. A plasma generating apparatus comprising: a reaction chamber for holding plasma; an electromagnetic wave generation source; and an electromagnetic wave emission unit for emitting the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave generation source to the reaction chamber, wherein the electromagnetic wave emission unit is a reaction unit. A plasma production apparatus comprising: a plasma production coil attached to a plasma production unit connected to the chamber; and an electrode in the reaction chamber for supplying electric power to the plasma.
【請求項2】請求項1記載のプラズマ生成装置におい
て、電磁波放射部が、一つあるいは複数個のプラズマ生
成用コイルと、一つあるいは複数個の電極の組み合わせ
であることを特徴とするプラズマ生成装置。
2. The plasma generating apparatus according to claim 1, wherein the electromagnetic wave radiating portion is a combination of one or a plurality of plasma generating coils and one or a plurality of electrodes. apparatus.
【請求項3】請求項1記載のプラズマ生成装置におい
て、プラズマ生成用コイルもしくは電極が円周上に配置
されていることを特徴とするプラズマ生成装置。
3. The plasma generating apparatus according to claim 1, wherein the plasma generating coil or electrode is arranged on the circumference.
【請求項4】前記プラズマ生成装置において、反応室内
にあってプラズマに電力を供給する電極に印可する電圧
Vが、プラズマの電位をVs、プラズマの電子温度をTeと
するとき、V>19xTe+Vsを満たすことを特徴とするプラズ
マ生成装置。
4. The voltage applied to an electrode for supplying electric power to plasma in the reaction chamber in the plasma generator.
A plasma generation device characterized in that V satisfies V> 19xTe + Vs, where Vs is the plasma potential and Te is the plasma electron temperature.
【請求項5】前記プラズマ生成装置において、反応室内
にあってプラズマに電力を供給する電極の面積が、反応
室内でプラズマに接している接地電位にある構造物の面
積より小さいことを特徴とするプラズマ生成装置。
5. The plasma generation apparatus according to claim 1, wherein an area of an electrode for supplying electric power to the plasma in the reaction chamber is smaller than an area of a structure in contact with the plasma at a ground potential. Plasma generator.
【請求項6】前記プラズマ生成装置において、複数個の
コイルを用いる場合、各コイルがインピーダン調整機能
を有しており、かつ各コイルが並列接続されており、か
つ、各コイルに電磁波を供給する電磁波発生器の出力側
にインピーダンマッチング機構を有していることを特徴
とするプラズマ生成装置。
6. In the plasma generator, when a plurality of coils are used, each coil has an impedance adjusting function, each coil is connected in parallel, and an electromagnetic wave is supplied to each coil. A plasma generation apparatus having an impedance matching mechanism on the output side of an electromagnetic wave generator.
JP8060550A 1996-03-18 1996-03-18 Plasma generator Pending JPH09260097A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008147384A (en) * 2006-12-08 2008-06-26 Sharp Corp Dry etching apparatus
TWI393487B (en) * 2008-03-04 2013-04-11 Advanced Micro Fab Equip Inc Plasma reaction chamber with a plurality of processing plates having a plurality of plasma reaction zone
JP2017022392A (en) * 2011-04-11 2017-01-26 ラム リサーチ コーポレーションLam Research Corporation E-beam enhanced decoupled plasma source for semiconductor processing

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