JPH11340202A - Method and apparatus for plasma treatment - Google Patents

Method and apparatus for plasma treatment

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JPH11340202A
JPH11340202A JP10142465A JP14246598A JPH11340202A JP H11340202 A JPH11340202 A JP H11340202A JP 10142465 A JP10142465 A JP 10142465A JP 14246598 A JP14246598 A JP 14246598A JP H11340202 A JPH11340202 A JP H11340202A
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JP
Japan
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plasma
workpiece
ions
magnetic field
wafer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10142465A
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Japanese (ja)
Inventor
Kingo Azuma
欣吾 東
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma treatment apparatus for reducing damages due to high-energy ions to a workpiece such as a wafer, and realizing high-speed etching with a higher aspect ratio. SOLUTION: A plasma treatment apparatus includes a rotating magnetic field coil 1 for generating magnetic field, in parallel with a wafer 8 to form a uniform plasma distribution in a plasma reaction chamber 4 and rotating the magnetic field in an azimuth direction, a porous electrode 33 for providing ions and radicals with orientation vertical to a surface of the wafer 8 after the ions have been generated in the plasma reaction chamber 3, and decelerating the ions for the ions to bombard the wafer 8.

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】本発明はプラズマ処理方法及
びプラズマ処理装置に関し、特に半導体製造ライン等に
適用されるプラズマエッチング装置として有用なもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing method and a plasma processing apparatus, and particularly useful as a plasma etching apparatus applied to a semiconductor manufacturing line or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来技術に係るプラズマ処理装置を図6
に示す。同図に示すように、プラズマ処理装置は大きく
分けてプラズマ生成室3とプラズマ反応室4からなる。
プラズマ生成室3には、側壁に設置されたガス供給ノズ
ル11からプロセスガスが注入され、プラズマ生成室3
内の圧力は0.1〜1Paに保たれている。プラズマ生
成室3の天井部にはRF入射窓5が取り付けられ、その
外側に図7に示すような渦巻状のアンテナ23が設置し
てある。アンテナ23には高周波電源21から整合器2
2を経由して高周波電力が供給され、プラズマ生成室3
内に放射される。アンテナ23から放射された電磁場は
ガスの電離を引き起こし、プラズマ生成室3の内部にプ
ラズマを発生させる。プロセスガスには、誘電体膜エッ
チングの場合はCF4 ,C2 6 等を用い、金属膜の場
合にはCCl4 ,BCl4 等を用いる。
2. Description of the Related Art FIG. 6 shows a conventional plasma processing apparatus.
Shown in As shown in FIG. 1, the plasma processing apparatus is roughly divided into a plasma generation chamber 3 and a plasma reaction chamber 4.
A process gas is injected into the plasma generation chamber 3 from a gas supply nozzle 11 installed on the side wall.
The internal pressure is maintained at 0.1 to 1 Pa. An RF incident window 5 is attached to the ceiling of the plasma generation chamber 3, and a spiral antenna 23 as shown in FIG. The antenna 23 has a matching device 2 from the high frequency power supply 21.
High-frequency power is supplied via the plasma generation chamber 3
Radiated into. The electromagnetic field radiated from the antenna 23 causes ionization of the gas and generates plasma inside the plasma generation chamber 3. As a process gas, CF 4 , C 2 F 6 or the like is used for etching a dielectric film, and CCl 4 , BCl 4 or the like is used for a metal film.

【0003】プラズマ生成室3とプラズマ反応室4との
間には、多数の小さな孔が全面に設けられた多孔板51
が設置されている。プラズマ生成室3内のプラズマは多
孔板51の孔を通り抜けてプラズマ反応室4内に供給さ
れる。プラズマ反応室4内には試料台7があり、この上
にウェハ8が置かれている。試料台7には整合器32を
介して低周波電源31が接続してあり、ウェハ8に高電
圧が印加される。
[0003] Between the plasma generation chamber 3 and the plasma reaction chamber 4, a perforated plate 51 provided with a large number of small holes on the entire surface.
Is installed. The plasma in the plasma generation chamber 3 is supplied to the plasma reaction chamber 4 through the holes of the perforated plate 51. A sample stage 7 is provided in the plasma reaction chamber 4, and a wafer 8 is placed thereon. A low frequency power supply 31 is connected to the sample stage 7 via a matching unit 32, and a high voltage is applied to the wafer 8.

【0004】プラズマは多孔板51の孔を通り抜けるこ
とでビーム状になるため、プラズマ中のイオンおよびラ
ジカルは指向性を持つようになる。さらに、ウェハ8に
印加された高電圧により生じるウェハ8の表面に垂直な
電場によりイオンが加速され、ウェハ8の表面にほぼ垂
直に衝突する(電子は壁方向に拡散し吸収される)。こ
の結果、表面にマスクパターンが形成されたウェハ8を
エッチングすると、溝が深くなってもラジカル及びイオ
ンの指向性が良いため、溝の深くまで入り込み、より大
きなアスペクト比(溝幅に対する深さの比)の溝をエッ
チングすることができる。
[0004] Since the plasma passes through the holes of the perforated plate 51 to form a beam, ions and radicals in the plasma have directivity. Further, ions are accelerated by an electric field perpendicular to the surface of the wafer 8 generated by the high voltage applied to the wafer 8, and collide with the surface of the wafer 8 almost perpendicularly (electrons are diffused and absorbed in the wall direction). As a result, when the wafer 8 having the mask pattern formed on the surface is etched, since the directivity of radicals and ions is good even when the groove is deep, the wafer 8 is penetrated deeply and has a larger aspect ratio (depth of depth relative to groove width). Ratio) can be etched.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の如き
従来技術に係るプラズマ処理装置では、イオンが高エネ
ルギーになるため、ウェハ8に必要以上のエネルギーが
注入され、これが原因でダメージを与えるという問題が
ある。
However, in the above-described plasma processing apparatus according to the prior art, since ions have high energy, more energy than necessary is implanted into the wafer 8, which causes damage. There is.

【0006】本発明は、上記従来技術に鑑み、高エネル
ギーイオンによるウェハ等の被加工物のダメージを低減
するとともに、高速度でより大きなアスペクト比のエッ
チングが可能になるプラズマ処理方法及びプラズマ処理
装置を提供することを目的とする。
In view of the above prior art, the present invention reduces the damage of a workpiece such as a wafer due to high energy ions, and enables a plasma processing method and a plasma processing apparatus capable of etching at a higher speed and a larger aspect ratio. The purpose is to provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は次の点を特徴とする。
The structure of the present invention that achieves the above object has the following features.

【0008】1) 被加工物に平行に形成した磁界を方
位角方向に回転させ、生成したプラズマ分布を均一化す
る一方、イオン及びラジカルを多孔電極の各孔を通過さ
せることにより、被加工物の表面に対し垂直な方向の指
向性を持たせるとともにイオンを減速して被加工物に衝
突させるようにしたこと。
1) The magnetic field formed in parallel with the workpiece is rotated in the azimuthal direction to make the generated plasma uniform, while allowing ions and radicals to pass through the respective holes of the porous electrode, thereby obtaining the workpiece. Has a directivity in a direction perpendicular to the surface of the workpiece and decelerates the ions to collide with the workpiece.

【0009】本発明によれば、被加工物の表面に垂直な
強い指向性を持った大容量のイオン流,ラジカル流を作
ることができ、また、このとき被加工物に衝突するイオ
ンの運動エネルギも適正なものに減じられる。
According to the present invention, a large-capacity ion flow and radical flow having a strong directivity perpendicular to the surface of a workpiece can be produced, and the movement of ions colliding with the workpiece at this time. Energy is also reduced to an appropriate level.

【0010】2) ガス供給ノズルを介して供給された
プロセスガスを電離してプラズマを生成するプラズマ生
成室と、生成したプラズマを被加工物の表面に衝突させ
てこの被加工物のエッチングンを行うプラズマ反応室と
を有するプラズマ処理装置において、生成したプラズマ
分布を均一化するよう、被加工物に対して平行な方向の
磁界を形成するとともにこの磁界を方位角方向に回動す
る回転磁場コイルと、プラズマ生成室とプラズマ反応室
との間に配設され、プラズマ生成室で生成したイオン及
びラジカルに対し被加工物の表面に垂直な方向の指向性
を持たせるとともにイオンを減速して被加工物に衝突さ
せるための多孔電極とを有すること。
2) A plasma generation chamber for generating plasma by ionizing a process gas supplied through a gas supply nozzle, and colliding the generated plasma with a surface of the workpiece to etch the workpiece. A rotating magnetic field coil that forms a magnetic field in a direction parallel to a workpiece and turns the magnetic field in an azimuthal direction in a plasma processing apparatus having a plasma reaction chamber for performing the plasma processing. Is disposed between the plasma generation chamber and the plasma reaction chamber to provide directivity in a direction perpendicular to the surface of the workpiece to ions and radicals generated in the plasma generation chamber, and to reduce the speed of the ions. Having a porous electrode for colliding with a workpiece;

【0011】本発明によれば、強い指向性を持った大容
量のイオン流,ラジカル流が被加工物に衝突する。ま
た、このときの衝突エネルギは多孔電極の存在により適
正なものに減じられる。
According to the present invention, a large-capacity ion stream or radical stream having strong directivity collides with a workpiece. In addition, the collision energy at this time is reduced to an appropriate value by the presence of the porous electrode.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づき詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0013】本発明の実施の形態を図1に示す。同図に
示すように、本形態は図6に示す従来技術に係るプラズ
マ処理装置に回転磁場コイル1及び多孔電極33を追加
したものである。そこで、図6に示す従来技術と同一部
分には同一番号を付す。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the present embodiment is obtained by adding a rotating magnetic field coil 1 and a porous electrode 33 to the plasma processing apparatus according to the prior art shown in FIG. Therefore, the same parts as those of the prior art shown in FIG.

【0014】プラズマ生成室3及びプラズマ反応室4は
回転磁場コイル1の内側に配設される。回転磁場コイル
1はウェハ8に対して平行な方向に2極磁場を発生す
る。この回転磁場コイル1は多相インバータ2によって
駆動され1〜10Hzで2極磁場を回転させる。
The plasma generation chamber 3 and the plasma reaction chamber 4 are disposed inside the rotating magnetic field coil 1. The rotating magnetic field coil 1 generates a bipolar magnetic field in a direction parallel to the wafer 8. This rotating magnetic field coil 1 is driven by a polyphase inverter 2 and rotates a bipolar magnetic field at 1 to 10 Hz.

【0015】回転磁場コイル1の一例として3相交流電
流を発生する多相インバータ2である3相インバータ2
aを用いた場合を図2に示す。同図に示すように、回転
磁場コイル1の磁路を形成するヨーク91は積層ケイ索
鋼板もしくはアモルファス鋼板で形成してあり、60度
ピッチでコイル92a,92b,92cが巻かれた磁極
を持っている。対面する位置にあるコイル92a,92
b,92c同士は同じ方向に磁場が発生するように直列
に接続され、それぞれのコイル92a,92b,92c
対に電流I1 ,I2 ,I3 が3相インバータ2aから供
給される。電流I1 ,I2 ,I3 はそれぞれ120度ず
つ位相がずれているため、各磁極が発生する磁場は60
度ずつずれることになる。この結果、回転磁場コイル1
の内側には、中央部でほぼ一様な分布を持つ2極磁場が
発生することになる。このとき発生している磁力線は交
流電流の周波数で回転磁場コイル1の方位角方向に回転
する。
A three-phase inverter 2 which is a polyphase inverter 2 for generating a three-phase alternating current as an example of the rotating magnetic field coil 1
FIG. 2 shows the case where a is used. As shown in the drawing, a yoke 91 forming a magnetic path of the rotating magnetic field coil 1 is formed of a laminated steel sheet or an amorphous steel sheet, and has magnetic poles wound with coils 92a, 92b, 92c at a pitch of 60 degrees. ing. Coils 92a, 92 at facing positions
b, 92c are connected in series so that a magnetic field is generated in the same direction, and the respective coils 92a, 92b, 92c
Currents I 1 , I 2 and I 3 are supplied from the three-phase inverter 2a to the pair. Since the currents I 1 , I 2 and I 3 are each out of phase by 120 degrees, the magnetic field generated by each magnetic pole is 60
It will shift by degrees. As a result, the rotating magnetic field coil 1
, A bipolar magnetic field having a substantially uniform distribution at the center is generated. The lines of magnetic force generated at this time rotate in the azimuthal direction of the rotating magnetic field coil 1 at the frequency of the alternating current.

【0016】ここで、回転磁場コイル1を駆動する多相
インバータ2は6相でも12相でも良く、極数に特別の
制限はないが、これらの場合にはヨーク91の磁極の数
をそれぞれ12極、24極とする必要がある。
Here, the polyphase inverter 2 for driving the rotating magnetic field coil 1 may have six phases or twelve phases, and there is no particular limitation on the number of poles. In these cases, the number of magnetic poles of the yoke 91 is set to twelve. And 24 poles.

【0017】図1に示すように、プラズマ生成室3の天
井部にはRF入射窓5が取り付けられ、その外側にプラ
ズマを発生させるためのループ状もしくは図3に示すよ
うな同心円状のアンテナ23を設置している。アンテナ
23には高周波電源21から整合器22を経由して高周
波電力が供給される。また、プラズマ生成室3の側壁に
はプロセスガスを供給するためのガス供給ノズル11が
設置されている。
As shown in FIG. 1, an RF incident window 5 is attached to the ceiling of the plasma generation chamber 3, and a loop-shaped or concentric antenna 23 as shown in FIG. Is installed. High frequency power is supplied to the antenna 23 from the high frequency power supply 21 via the matching unit 22. Further, a gas supply nozzle 11 for supplying a process gas is provided on a side wall of the plasma generation chamber 3.

【0018】多孔電極33は、多数の小さな孔が全面に
設けられた多孔板であり、プラズマ発生室3とプラズマ
反応室4との間で両空間を水平面内で仕切るように配設
してある。この多孔電極33は、プラズマ生成室3やプ
ラズマ反応室4とはインシュレータ34により電気的に
絶縁されている。この多孔電極33に設ける孔はこの多
孔電極33の表面での電場の分布を乱さないように孔の
直径の2倍以上の間隔をおいてあけられている。多孔電
極33には整合器32を介して低周波電源31が接続さ
れ、高電圧が印加される。プラズマ反応室4内には電気
的に接地された試料台7があり、この上にウェハ8が置
かれる。低周波電源31の発振周波数は高周波電源21
の発振周波数10〜20MHzよりも十分に低い400
〜800KHzに設定する。
The porous electrode 33 is a porous plate provided with a large number of small holes on the entire surface, and is arranged so as to partition both spaces in a horizontal plane between the plasma generating chamber 3 and the plasma reaction chamber 4. . The porous electrode 33 is electrically insulated from the plasma generation chamber 3 and the plasma reaction chamber 4 by an insulator 34. The holes provided in the porous electrode 33 are spaced at least twice the diameter of the hole so as not to disturb the electric field distribution on the surface of the porous electrode 33. A low-frequency power supply 31 is connected to the porous electrode 33 via a matching unit 32, and a high voltage is applied. In the plasma reaction chamber 4, there is an electrically grounded sample stage 7, on which a wafer 8 is placed. The oscillation frequency of the low-frequency power supply 31 is
400, which is sufficiently lower than the oscillation frequency of 10 to 20 MHz.
Set to ~ 800 KHz.

【0019】プラズマ生成室3のガス供給ノズル11か
ら供給されたプロセスガスはウェハ8に到達した後、真
空排気系を介して排出される。
After the process gas supplied from the gas supply nozzle 11 of the plasma generation chamber 3 reaches the wafer 8, it is discharged through a vacuum exhaust system.

【0020】一般に、磁場中にプラズマが生じるとプラ
ズマを構成する電子、イオンなどの荷電粒子は磁力線の
周りを旋回する。この旋回は磁力線に対して垂直な面で
円軌道を描き、その半径は、荷電粒子の質量に比例し、
磁場の強度に反比例する。このため、質量の大きいイオ
ンは質量の小さい電子に比べて大きな半径で旋回する。
本形態に係るプラズマ処理装置では、図4に示すよう
に、ウェハ8に対して平行な方向に磁力線82が存在す
るため、プラズマ81中の電子71は磁力線82に沿っ
てウェハ8に平行に移動する。一方、イオン72は旋回
半径が大きいため、磁場があまり強くなければ、磁力線
82を横切りウェハ8に向かって拡散する。これらの条
件は、磁束強度Hが、次式(1)を満たすことによって
成立する。
In general, when plasma is generated in a magnetic field, charged particles such as electrons and ions that make up the plasma orbit around the lines of magnetic force. This rotation describes a circular orbit in a plane perpendicular to the magnetic field lines, the radius of which is proportional to the mass of the charged particle,
It is inversely proportional to the strength of the magnetic field. For this reason, ions having a large mass orbit with a larger radius than electrons having a small mass.
In the plasma processing apparatus according to this embodiment, as shown in FIG. 4, since the magnetic lines of force 82 exist in a direction parallel to the wafer 8, the electrons 71 in the plasma 81 move parallel to the wafer 8 along the lines of magnetic force 82. I do. On the other hand, since the ion 72 has a large turning radius, if the magnetic field is not very strong, the ion 72 diffuses across the magnetic field lines 82 toward the wafer 8. These conditions are satisfied when the magnetic flux intensity H satisfies the following equation (1).

【0021】[0021]

【数1】 (Equation 1)

【0022】上式(1)において、me ,Te は電子の
質量と温度mi ,Ti はイオンの質量と温度、hは多孔
電極33とRF入射窓5との距離、kはBoltzmann 係
数、eは電子の電荷量、μ0 は真空の透磁率である。
[0022] In the above equation (1), m e, T e is the distance of the electron mass and temperature m i, the T i ion mass and temperature, h is the porous electrode 33 and the RF entrance window 5, k is Boltzmann The coefficient, e is the amount of charge of electrons, and μ 0 is the magnetic permeability in vacuum.

【0023】プラズマの電子は磁力線82に沿って拡散
するため、磁力線82の方向には一様な密度分布を持つ
プラズマが形成される。しかし、磁力線82に垂直な方
向には電子が拡散しにくいため、プラズマは、図5に示
すように、磁力線82の方向に長い分布をもつことにな
る。そこで回転磁場コイル1によりプラズマ全体を方位
角方向に回転させ、時間平均的にプラズマ分布を均一化
する。
Since the plasma electrons are diffused along the lines of magnetic force 82, a plasma having a uniform density distribution is formed in the direction of the lines of magnetic force 82. However, since electrons are unlikely to diffuse in the direction perpendicular to the lines of magnetic force 82, the plasma has a long distribution in the direction of the lines of magnetic force 82, as shown in FIG. Therefore, the whole plasma is rotated in the azimuth direction by the rotating magnetic field coil 1 to make the plasma distribution uniform over time.

【0024】多孔電極33に電圧Vs を印加すると、プ
ラズマ81を介してプラズマ生成室3の壁面3aと多孔
電極33の間に電流Isが流れる。電子は磁力線方向に
しか移動できないため、プラズマ81と壁面3aの間の
電流は主に電子電流Je となる。これに対して、多孔電
極33とプラズマ81の間は電子が移動できないため、
イオン電流Ji が支配的になる。電子電流とイオン電流
i の関係は次式(2)で与えられる。
[0024] When applied to the porous electrode 33 a voltage V s, the current Is flows between the wall 3a and the porous electrode 33 of the plasma generating chamber 3 through the plasma 81. Since electrons can move only in the direction of the line of magnetic force, the current between the plasma 81 and the wall surface 3a mainly becomes the electron current J e . On the other hand, since electrons cannot move between the porous electrode 33 and the plasma 81,
The ion current J i becomes dominant. The relationship between the electron current and the ion current J i is given by the following equation (2).

【0025】[0025]

【数2】 (Equation 2)

【0026】このことから、プロセスガスが電離して生
じるイオン72の運動はイオン電流Ji に引きずられて
ウェハ8に垂直な成分が大きくなり、イオンが電子と再
結合して生じるラジカル74もウェハ8に垂直な方向に
強い指向性を持つようになる。また、ウェハ8の方向に
はイオン電流Ji しか流れないことから、イオン流束が
磁場のない場合に比べて大きくなる。
From this, the motion of the ions 72 generated by the ionization of the process gas is dragged by the ion current J i , and the component perpendicular to the wafer 8 increases, and the radicals 74 generated by the recombination of the ions with the electrons also generate the radicals 74. 8 has a strong directivity in a direction perpendicular to the direction. Further, since only the ion current J i flows in the direction of the wafer 8, the ion flux becomes larger than that in the case where there is no magnetic field.

【0027】多孔電極33によって強い指向性を持たさ
れたイオン72及びラジカル74は多孔電極33に設け
られた多数の小さな孔を通り抜けてプラズマ反応室4に
入る。プラズマ反応室4に入ったイオン72はプラズマ
81と多孔電極33の電位差によって大きな運動エネル
ギーを与えられているが、プラズマ反応室4内では多孔
電極33よりウェハ8の方が電位が高くなるため、イオ
ン72は減速されてウェハ8に到達する。ウェハ8に到
達したイオン72のエネルギーは十分低くなっているた
め、イオン72がウェハ表面から深い位置に入り込んで
結晶構造を破壊してしまうような確率が低くなる。
The ions 72 and the radicals 74 having a strong directivity by the porous electrode 33 enter the plasma reaction chamber 4 through many small holes provided in the porous electrode 33. The ions 72 entering the plasma reaction chamber 4 are given a large kinetic energy due to the potential difference between the plasma 81 and the porous electrode 33. However, in the plasma reaction chamber 4, the potential of the wafer 8 is higher than that of the porous electrode 33. The ions 72 are decelerated and reach the wafer 8. Since the energy of the ions 72 reaching the wafer 8 is sufficiently low, the probability that the ions 72 enter deep positions from the wafer surface and destroy the crystal structure is reduced.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上実施の形態とともに詳細に説明した
通り、〔請求項1〕に記載する発明は、被加工物に平行
に形成した磁界を方位角方向に回転させ、生成したプラ
ズマ分布を均一化する一方、イオン及びラジカルを多孔
電極の各孔を通過させることにより、被加工物の表面に
対し垂直な方向の指向性を持たせるとともにイオンを減
速して被加工物に衝突させるようにしたので、被加工物
の表面に垂直な強い指向性を持った大容量のイオン流,
ラジカル流を作ることができ、同時にこのとき被加工物
に衝突するイオンの運動エネルギも適正なものに減じら
れる。
As described in detail with the above embodiments, the invention described in [Claim 1] rotates the magnetic field formed in parallel to the workpiece in the azimuth direction, and makes the generated plasma distribution uniform. On the other hand, by passing ions and radicals through each hole of the porous electrode, directivity in a direction perpendicular to the surface of the workpiece is given, and ions are decelerated to collide with the workpiece. Therefore, large-capacity ion flow with strong directivity perpendicular to the surface of the workpiece,
A radical flow can be created, while at the same time the kinetic energy of the ions colliding with the workpiece is reduced to an appropriate one.

【0029】この結果、強い指向性を持った大容量のイ
オン流,ラジカル流による高速度でより大きなアスペク
ト比のエッチングが可能になる一方で、高エネルギーイ
オンにより被加工物がうけるダメージを低減することが
できるという効果を奏する。
As a result, etching with a large aspect ratio at a high speed by a large-capacity ion flow and a radical flow having a strong directivity becomes possible, while reducing damage to the workpiece due to high-energy ions. It has the effect of being able to do so.

【0030】〔請求項2〕に記載する発明によれば、ガ
ス供給ノズルを介して供給されたプロセスガスを電離し
てプラズマを生成するプラズマ生成室と、生成したプラ
ズマを被加工物の表面に衝突させてこの被加工物のエッ
チングンを行うプラズマ反応室とを有するプラズマ処理
装置において、生成したプラズマ分布を均一化するよ
う、被加工物に対して平行な方向の磁界を形成するとと
もにこの磁界を方位角方向に回動する回転磁場コイル
と、プラズマ生成室とプラズマ反応室との間に配設さ
れ、プラズマ生成室で生成したイオン及びラジカルに対
し被加工物の表面に垂直な方向の指向性を持たせるとと
もにイオンを減速して被加工物に衝突させるための多孔
電極とを有するので、強い指向性を持った大容量のイオ
ン流,ラジカル流が被加工物に衝突する。また、このと
きの衝突エネルギは多孔電極の存在により適正なものに
減じられる。
According to the second aspect of the present invention, a plasma generation chamber for ionizing a process gas supplied via a gas supply nozzle to generate plasma, and applying the generated plasma to a surface of a workpiece. In a plasma processing apparatus having a plasma reaction chamber that collides and etches the workpiece, a magnetic field is formed in a direction parallel to the workpiece so as to make the generated plasma uniform. A rotating magnetic field coil that rotates the azimuth direction and a plasma generation chamber are disposed between the plasma generation chamber and the plasma reaction chamber, and directs ions and radicals generated in the plasma generation chamber in a direction perpendicular to the surface of the workpiece. And a porous electrode for decelerating ions and colliding them with the workpiece, so that large-capacity ion and radical flows with strong directivity can be applied. Collide with the object. In addition, the collision energy at this time is reduced to an appropriate value by the presence of the porous electrode.

【0031】この結果、強い指向性を持った大容量のイ
オン流,ラジカル流による高速度でより大きなアスペク
ト比のエッチングが可能になる一方で、高エネルギーイ
オンにより試料がうけるダメージを低減することができ
るという効果を奏する。
As a result, it is possible to etch a large aspect ratio at a high speed by a large-capacity ion flow or radical flow having a strong directivity, while reducing damage to a sample by high energy ions. It has the effect of being able to.

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

【図1】本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置を
概念的に示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view conceptually showing a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す実施の形態における回転磁場コイル
の構造と回路構成を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a structure and a circuit configuration of a rotating magnetic field coil in the embodiment shown in FIG.

【図3】図1に示す実施の形態におけるアンテナの形状
の一例を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the shape of the antenna in the embodiment shown in FIG.

【図4】図1に示す実施の形態における装置内部にある
プラズマ中の構成粒子の挙動を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the behavior of constituent particles in plasma inside the apparatus in the embodiment shown in FIG.

【図5】図1に示す実施の形態における回転磁場コイル
が発生する磁力線とプラズマとの位置関係を示す説明図
である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a positional relationship between magnetic field lines generated by a rotating magnetic field coil and plasma in the embodiment shown in FIG. 1;

【図6】従来技術に係るプラズマ処理装置を概念的に示
す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory view conceptually showing a plasma processing apparatus according to a conventional technique.

【図7】図6におけるアンテナの形状の一例を示す説明
図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of the shape of the antenna in FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 回転磁場コイル 2 多相インバータ 3 プラズマ生成室 4 プラズマ反応室 8 ウエハ 33 多孔電極 72 イオン 74 ラジカル 81 プラズマ 82 磁力線 92a,92b,92c コイル REFERENCE SIGNS LIST 1 rotating magnetic field coil 2 multiphase inverter 3 plasma generation chamber 4 plasma reaction chamber 8 wafer 33 porous electrode 72 ion 74 radical 81 plasma 82 magnetic lines of force 92a, 92b, 92c coil

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被加工物に平行に形成した磁界を方位角
方向に回転させ、生成したプラズマ分布を均一化する一
方、イオン及びラジカルを多孔電極の各孔を通過させる
ことにより、被加工物の表面に対し垂直な方向の指向性
を持たせるとともにイオンを減速して被加工物に衝突さ
せるようにしたことを特徴とするプラズマ処理方法。
A magnetic field formed in parallel to a workpiece is rotated in an azimuthal direction to uniformize a generated plasma distribution, while ions and radicals are passed through each hole of a porous electrode, thereby forming a workpiece. A plasma processing method characterized by providing directivity in a direction perpendicular to the surface of the workpiece and decelerating ions to collide with a workpiece.
【請求項2】 ガス供給ノズルを介して供給されたプロ
セスガスを電離してプラズマを生成するプラズマ生成室
と、生成したプラズマを被加工物の表面に衝突させてこ
の被加工物のエッチングンを行うプラズマ反応室とを有
するプラズマ処理装置において、 生成したプラズマ分布を均一化するよう、被加工物に対
して平行な方向の磁界を形成するとともにこの磁界を方
位角方向に回動する回転磁場コイルと、 プラズマ生成室とプラズマ反応室との間に配設され、プ
ラズマ生成室で生成したイオン及びラジカルに対し被加
工物の表面に垂直な方向の指向性を持たせるとともにイ
オンを減速して被加工物に衝突させるための多孔電極と
を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
2. A plasma generation chamber for ionizing a process gas supplied via a gas supply nozzle to generate plasma, and colliding the generated plasma with a surface of the workpiece to etch the workpiece. A rotating magnetic field coil for forming a magnetic field in a direction parallel to a workpiece and rotating the magnetic field in an azimuthal direction so as to equalize a generated plasma distribution. Is disposed between the plasma generation chamber and the plasma reaction chamber so that ions and radicals generated in the plasma generation chamber have directivity in a direction perpendicular to the surface of the workpiece and are decelerated to form ions. A plasma processing apparatus, comprising: a porous electrode for colliding with a workpiece.
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