JPH11260594A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
- Publication number
- JPH11260594A JPH11260594A JP10060810A JP6081098A JPH11260594A JP H11260594 A JPH11260594 A JP H11260594A JP 10060810 A JP10060810 A JP 10060810A JP 6081098 A JP6081098 A JP 6081098A JP H11260594 A JPH11260594 A JP H11260594A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】生成されるプラズマ分布を凹型分布から凸型分
布まで制御可能とし、種々の材料のプラズマ処理を均一
に行う。 【解決手段】マイクロ波、ＵＨＦあるいはＶＨＦの電磁
波を同軸線路５を利用して処理室１に伝送しプラズマを
生成するプラズマ処理装置において、同軸線路５の内部
導体５ａの端にスロットアンテナ付き円板状アンテナ８
を設ける。
布まで制御可能とし、種々の材料のプラズマ処理を均一
に行う。 【解決手段】マイクロ波、ＵＨＦあるいはＶＨＦの電磁
波を同軸線路５を利用して処理室１に伝送しプラズマを
生成するプラズマ処理装置において、同軸線路５の内部
導体５ａの端にスロットアンテナ付き円板状アンテナ８
を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はプラズマ処理装置に
係り、特に半導体素子基板等の試料をプラズマを用いて
エッチング及び成膜等の処理を施すのに好適なプラズマ
処理装置に関するものである。
係り、特に半導体素子基板等の試料をプラズマを用いて
エッチング及び成膜等の処理を施すのに好適なプラズマ
処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のマイクロ波等の電磁波を利用した
プラズマ処理装置は、例えば、特願平６−２１９８２４
号公報に記載のように、電磁波の伝送に中空の導波管を
用いて中央部より電磁波を処理室に導入するように構成
されていた。
プラズマ処理装置は、例えば、特願平６−２１９８２４
号公報に記載のように、電磁波の伝送に中空の導波管を
用いて中央部より電磁波を処理室に導入するように構成
されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、プラ
ズマ分布の変更の点に関して配慮されておらず、均一な
プラズマ分布、緩やかな凸型分布のプラズマを生成する
ことは可能であるが、緩やかな凹型分布のプラズマを生
成することは難しいものとなっていた。
ズマ分布の変更の点に関して配慮されておらず、均一な
プラズマ分布、緩やかな凸型分布のプラズマを生成する
ことは可能であるが、緩やかな凹型分布のプラズマを生
成することは難しいものとなっていた。
【０００４】本発明の目的は、プラズマの均一性を制御
しやすいプラズマ処理装置に提供することにある。
しやすいプラズマ処理装置に提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、マイクロ波，ＵＨＦあるいはＶＨＦの電磁波を同軸
線路を利用して伝送し、該同軸線路の内部導体の端にス
ロットアンテナ付きの円板状アンテナを設け、該円板状
アンテナの外周部より電磁波を処理室に導入するように
配置したものである。さらに、円板状アンテナにスロッ
トアンテナを設け、円板状アンテナ内部からも電磁波を
導入する。
に、マイクロ波，ＵＨＦあるいはＶＨＦの電磁波を同軸
線路を利用して伝送し、該同軸線路の内部導体の端にス
ロットアンテナ付きの円板状アンテナを設け、該円板状
アンテナの外周部より電磁波を処理室に導入するように
配置したものである。さらに、円板状アンテナにスロッ
トアンテナを設け、円板状アンテナ内部からも電磁波を
導入する。
【０００６】同軸線路より伝送された電磁波は、該同軸
線路の内部導体の端に設けられた円板状アンテナの外周
部より処理室に導入されるので、緩やかな凹型分布のプ
ラズマを容易に生成することができる。さらに、該円板
状アンテナにスロットアンテナを設け、処理室の中央部
付近からも電磁波を処理室に導入可能とし、スロットア
ンテナの位置，サイズ，形状を変更することにより、生
成されるプラズマの分布を、緩やかな凹型分布から均一
分布へ、そして緩やかな凸型分布へと制御することがで
きる。またプラズマの分布は、スロットアンテナばかり
でなく同軸線路の端に設けた円板のサイズ，形状によっ
ても制御することが可能である。
線路の内部導体の端に設けられた円板状アンテナの外周
部より処理室に導入されるので、緩やかな凹型分布のプ
ラズマを容易に生成することができる。さらに、該円板
状アンテナにスロットアンテナを設け、処理室の中央部
付近からも電磁波を処理室に導入可能とし、スロットア
ンテナの位置，サイズ，形状を変更することにより、生
成されるプラズマの分布を、緩やかな凹型分布から均一
分布へ、そして緩やかな凸型分布へと制御することがで
きる。またプラズマの分布は、スロットアンテナばかり
でなく同軸線路の端に設けた円板のサイズ，形状によっ
ても制御することが可能である。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１か
ら図３により説明する。
ら図３により説明する。
【０００８】図１は、本発明のプラズマ処理装置の一実
施例である有磁場マイクロ波ドライエッチング装置を示
す。容器１ａ及び石英窓２で区画された処理室１の内部
を真空排気手段である真空ポンプ(図示省略)により減圧
した後、ガス供給手段(図示省略)によりプラズマ生成用
ガスであるエッチングガスを処理室１内に導入し、所望
の圧力に調整する。また、処理室１は、コイル３により
生成される磁場領域内にある。電磁波発生用電源４、こ
の場合マグネトロンから発振された２．４５ＧＨｚのマ
イクロ波は、矩形導波管内を伝送された後、同軸導波管
変換器を介して同軸導波管５内を伝送される。同軸導波
管５の内部導体５ａの先端には、テ−パ状導体５ｂを介
してスロットアンテナ付きの円板状アンテナ６が設けら
れている。同軸線路内を伝送した電磁波７、この場合、
マイクロ波はテ−パ状導体５ｂにより効率良く中央部か
ら外周部に向かって伝送され、スロットアンテナ付き円
板状アンテナ６の外周部より石英窓２を介して処理室１
に導入される。また一部のマイクロ波はスロットアンテ
ナ８より石英窓２を介して処理室１に導入される。この
マイクロ波によって生成されたプラズマより、試料台９
に配置されたウエハ１０がエッチング処理される。ま
た、ウエハのエッチング形状を制御するため、試料台９
には整合器を介して高周波電源１１が接続され、高周波
電圧が印加可能となっている。
施例である有磁場マイクロ波ドライエッチング装置を示
す。容器１ａ及び石英窓２で区画された処理室１の内部
を真空排気手段である真空ポンプ(図示省略)により減圧
した後、ガス供給手段(図示省略)によりプラズマ生成用
ガスであるエッチングガスを処理室１内に導入し、所望
の圧力に調整する。また、処理室１は、コイル３により
生成される磁場領域内にある。電磁波発生用電源４、こ
の場合マグネトロンから発振された２．４５ＧＨｚのマ
イクロ波は、矩形導波管内を伝送された後、同軸導波管
変換器を介して同軸導波管５内を伝送される。同軸導波
管５の内部導体５ａの先端には、テ−パ状導体５ｂを介
してスロットアンテナ付きの円板状アンテナ６が設けら
れている。同軸線路内を伝送した電磁波７、この場合、
マイクロ波はテ−パ状導体５ｂにより効率良く中央部か
ら外周部に向かって伝送され、スロットアンテナ付き円
板状アンテナ６の外周部より石英窓２を介して処理室１
に導入される。また一部のマイクロ波はスロットアンテ
ナ８より石英窓２を介して処理室１に導入される。この
マイクロ波によって生成されたプラズマより、試料台９
に配置されたウエハ１０がエッチング処理される。ま
た、ウエハのエッチング形状を制御するため、試料台９
には整合器を介して高周波電源１１が接続され、高周波
電圧が印加可能となっている。
【０００９】本実施例の場合、スロットアンテナ付き円
板状アンテナ６の外周部よりマイクロ波が処理室１に導
入されるので、緩やかな凹型分布のプラズマを容易に生
成することができる。またスロットアンテナ８より中央
部からもマイクロ波が処理室１に導入できるので、スロ
ットアンテナ８の位置，サイズ，形状を変更すれば、緩
やかな凹型分布から均一分布、そして緩やかな凸型分布
へとプラズマ分布を制御することができる。本実施例に
よれば、このようにプラズマ分布を制御することができ
るので、種々のエッチング材料によらず、均一なプラズ
マ処理を行うことができるという効果がある。
板状アンテナ６の外周部よりマイクロ波が処理室１に導
入されるので、緩やかな凹型分布のプラズマを容易に生
成することができる。またスロットアンテナ８より中央
部からもマイクロ波が処理室１に導入できるので、スロ
ットアンテナ８の位置，サイズ，形状を変更すれば、緩
やかな凹型分布から均一分布、そして緩やかな凸型分布
へとプラズマ分布を制御することができる。本実施例に
よれば、このようにプラズマ分布を制御することができ
るので、種々のエッチング材料によらず、均一なプラズ
マ処理を行うことができるという効果がある。
【００１０】図２，図３にスロットアンテナ付き円板状
アンテナ６のスロットアンテナパタ−ンを示す。図２は
同心円状のスロットアンテナ８を複数配置したもので、
スロットアンテナ８の幅、すなわち、開口率とスロット
アンテナ８の中心径により中央部より導入するマイクロ
波の量を変更することが可能であり、その結果、プラズ
マ分布を制御することができる。図３は傾斜スロットア
ンテナと呼ばれるスロットアンテナ８を配置したもので
ある。マイクロ波はテ−パ状導体５ｂにより中央部から
外周部に向かって伝送されるため、スロットアンテナ付
き円板６の表面には径方向に放射状の表面電流が流れ
る。この表面電流に対して一定の傾斜角でスロットアン
テナ８をリング状に配置している。これによりＴＭ01モ
−ドのマイクロ波ばかりでなくリング状の電界分布を有
するＴＥ01モ−ドのマイクロ波を処理室１に導入できる
ので、より広い範囲で均一なプラズマを生成することが
できるという効果がある。この場合には、スロットアン
テナ８の傾斜角，中心径，サイズ，形状によりプラズマ
分布を制御することができる。
アンテナ６のスロットアンテナパタ−ンを示す。図２は
同心円状のスロットアンテナ８を複数配置したもので、
スロットアンテナ８の幅、すなわち、開口率とスロット
アンテナ８の中心径により中央部より導入するマイクロ
波の量を変更することが可能であり、その結果、プラズ
マ分布を制御することができる。図３は傾斜スロットア
ンテナと呼ばれるスロットアンテナ８を配置したもので
ある。マイクロ波はテ−パ状導体５ｂにより中央部から
外周部に向かって伝送されるため、スロットアンテナ付
き円板６の表面には径方向に放射状の表面電流が流れ
る。この表面電流に対して一定の傾斜角でスロットアン
テナ８をリング状に配置している。これによりＴＭ01モ
−ドのマイクロ波ばかりでなくリング状の電界分布を有
するＴＥ01モ−ドのマイクロ波を処理室１に導入できる
ので、より広い範囲で均一なプラズマを生成することが
できるという効果がある。この場合には、スロットアン
テナ８の傾斜角，中心径，サイズ，形状によりプラズマ
分布を制御することができる。
【００１１】スロットアンテナ付き円板状アンテナ６の
サイズ，形状によっても、外周部と中央部とから処理室
１へ導入するマイクロ波の量を変更できるので、プラズ
マ分布を制御することが可能である。例えば、楕円形
状，多角形形状，星型形状およびこれらの変形形状であ
っても良い。またスロットアンテナ８を設けず、円板の
サイズ，形状だけでもある程度プラズマ分布を制御する
ことが可能で、この場合は、構成が簡単になるという効
果がある。プラズマ分布は、磁場条件（電子サイクロト
ロン共鳴が生じる位置、磁場勾配等）によっても制御で
きる。また、本発明のスロットアンテナ付き円板状アン
テナ６は、処理室１の外部に設けているため、直接プラ
ズマにさらされることはない。したがって、金属汚染等
の問題が生じることもないという効果がある。
サイズ，形状によっても、外周部と中央部とから処理室
１へ導入するマイクロ波の量を変更できるので、プラズ
マ分布を制御することが可能である。例えば、楕円形
状，多角形形状，星型形状およびこれらの変形形状であ
っても良い。またスロットアンテナ８を設けず、円板の
サイズ，形状だけでもある程度プラズマ分布を制御する
ことが可能で、この場合は、構成が簡単になるという効
果がある。プラズマ分布は、磁場条件（電子サイクロト
ロン共鳴が生じる位置、磁場勾配等）によっても制御で
きる。また、本発明のスロットアンテナ付き円板状アン
テナ６は、処理室１の外部に設けているため、直接プラ
ズマにさらされることはない。したがって、金属汚染等
の問題が生じることもないという効果がある。
【００１２】本実施例は、プラズマの生成に使用する電
磁波７として、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を用いて説
明したが、他の周波数のマイクロ波、例えば、９１５Ｍ
Ｈｚのマイクロ波を使用してもよい。また、マイクロ波
に限らず、ＵＨＦの電磁波（周波数１００〜９００ＭＨ
ｚ）、例えば、周波数４５０ＭＨｚの電磁波、あるいは
ＶＨＦの電磁波（周波数１０〜１００ＭＨｚ）、例えば
周波数６８ＭＨｚの電磁波を使用しても良い。周波数の
低い電磁波を使用した場合、プラズマを効率良く生成す
る電子サイクロトロン共鳴が生じる磁束密度が小さくな
るので、磁場発生用のコイルを小型にすることができる
ため、その結果、全体として装置を小型化できるという
効果がある。
磁波７として、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を用いて説
明したが、他の周波数のマイクロ波、例えば、９１５Ｍ
Ｈｚのマイクロ波を使用してもよい。また、マイクロ波
に限らず、ＵＨＦの電磁波（周波数１００〜９００ＭＨ
ｚ）、例えば、周波数４５０ＭＨｚの電磁波、あるいは
ＶＨＦの電磁波（周波数１０〜１００ＭＨｚ）、例えば
周波数６８ＭＨｚの電磁波を使用しても良い。周波数の
低い電磁波を使用した場合、プラズマを効率良く生成す
る電子サイクロトロン共鳴が生じる磁束密度が小さくな
るので、磁場発生用のコイルを小型にすることができる
ため、その結果、全体として装置を小型化できるという
効果がある。
【００１３】また、上記各実施例では、有磁場マイクロ
波ドライエッチング装置について述べたが、その他のマ
イクロ波を利用したドライエッチング装置、プラズマＣ
ＶＤ装置、アッシング装置等のプラズマ処理装置につい
ても同様の作用効果がある。
波ドライエッチング装置について述べたが、その他のマ
イクロ波を利用したドライエッチング装置、プラズマＣ
ＶＤ装置、アッシング装置等のプラズマ処理装置につい
ても同様の作用効果がある。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、同軸線路の内部導体の
端にスロットアンテナ付きの円板状アンテナを設け、該
円板状アンテナの外周部および該スロットアンテナより
電磁波を処理室に導入することができるので、生成され
るプラズマの分布を、緩やかな凹型分布から均一分布
へ、そして緩やかな凸型分布へと制御することが可能で
あり、その結果、種々のエッチング材料によらず、均一
なプラズマ処理を行うことができるという効果がある。
端にスロットアンテナ付きの円板状アンテナを設け、該
円板状アンテナの外周部および該スロットアンテナより
電磁波を処理室に導入することができるので、生成され
るプラズマの分布を、緩やかな凹型分布から均一分布
へ、そして緩やかな凸型分布へと制御することが可能で
あり、その結果、種々のエッチング材料によらず、均一
なプラズマ処理を行うことができるという効果がある。
【図１】本発明のプラズマ処理装置の第１の実施例であ
る有磁場マイクロ波ドライエッチング装置を示す縦断面
図である。
る有磁場マイクロ波ドライエッチング装置を示す縦断面
図である。
【図２】図１におけるスロットアンテナ付き円板状アン
テナの一例を示す平面図である。
テナの一例を示す平面図である。
【図３】図１におけるスロットアンテナ付き円板状アン
テナの他の例を示す平面図である。
テナの他の例を示す平面図である。
１…処理室、１ａ…容器、２…石英窓、３…コイル、４
…電磁波発生用電源、５…同軸導波管、５ａ…内部導
体、５ｂ…テ−パ状導体、６…円板状アンテナ、７…電
磁波、８…スロットアンテナ、９…試料台、１０…ウエ
ハ、１１…高周波電源。
…電磁波発生用電源、５…同軸導波管、５ａ…内部導
体、５ｂ…テ−パ状導体、６…円板状アンテナ、７…電
磁波、８…スロットアンテナ、９…試料台、１０…ウエ
ハ、１１…高周波電源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ
Claims (2)
- 【請求項１】真空排気手段が接続され内部を減圧可能な
処理室と、前記処理室内へプラズマ生成用ガスを供給す
るガス供給手段と、マイクロ波，ＵＨＦあるいはＶＨＦ
の電磁波を利用して前記処理室内部にプラズマを発生さ
せるプラズマ発生手段と、前記電磁波を同軸線路を介し
て前記処理室に伝送する伝送手段とから構成し、前記電
磁波を伝送する同軸線路の内部導体の端に円板状アンテ
ナを設け、前記円板状アンテナの外径を前記処理室内径
よりも小さくし、前記円板状アンテナの外周部より前記
電磁波を前記処理室内に導入可能としたことを特徴とす
るプラズマ処理装置。 - 【請求項２】請求項１に記載のプラズマ処理装置におい
て、前記前記円板状アンテナにスロットアンテナを設け
たことを特徴とするプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10060810A JPH11260594A (ja) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10060810A JPH11260594A (ja) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11260594A true JPH11260594A (ja) | 1999-09-24 |
Family
ID=13153087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10060810A Pending JPH11260594A (ja) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11260594A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003030236A1 (fr) * | 2001-09-27 | 2003-04-10 | Tokyo Electron Limited | Dispositif d'alimentation de champ electromagnetique et dispositif de traitement au plasma |
| JP2009059885A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置 |
| JP2009205869A (ja) * | 2008-02-26 | 2009-09-10 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置 |
| JP2009224455A (ja) * | 2008-03-14 | 2009-10-01 | Tokyo Electron Ltd | 平面アンテナ部材およびこれを備えたプラズマ処理装置 |
| JP2010500470A (ja) * | 2006-08-09 | 2010-01-07 | ロート・ウント・ラウ・アクチェンゲゼルシャフト | Ｅｃｒプラズマ源 |
| US7779783B2 (en) * | 2002-08-14 | 2010-08-24 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing device |
| CN103185122A (zh) * | 2012-03-31 | 2013-07-03 | 北京普纳森电子科技有限公司 | 一种适用于等离子体工艺设备的磁力耦合真空传动装置 |
| WO2021241256A1 (ja) * | 2020-05-26 | 2021-12-02 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
-
1998
- 1998-03-12 JP JP10060810A patent/JPH11260594A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003030236A1 (fr) * | 2001-09-27 | 2003-04-10 | Tokyo Electron Limited | Dispositif d'alimentation de champ electromagnetique et dispositif de traitement au plasma |
| US7779783B2 (en) * | 2002-08-14 | 2010-08-24 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing device |
| JP2010500470A (ja) * | 2006-08-09 | 2010-01-07 | ロート・ウント・ラウ・アクチェンゲゼルシャフト | Ｅｃｒプラズマ源 |
| JP2009059885A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置 |
| JP4709192B2 (ja) * | 2007-08-31 | 2011-06-22 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
| JP2009205869A (ja) * | 2008-02-26 | 2009-09-10 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置 |
| JP4705967B2 (ja) * | 2008-02-26 | 2011-06-22 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
| JP2009224455A (ja) * | 2008-03-14 | 2009-10-01 | Tokyo Electron Ltd | 平面アンテナ部材およびこれを備えたプラズマ処理装置 |
| CN103185122A (zh) * | 2012-03-31 | 2013-07-03 | 北京普纳森电子科技有限公司 | 一种适用于等离子体工艺设备的磁力耦合真空传动装置 |
| WO2021241256A1 (ja) * | 2020-05-26 | 2021-12-02 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
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