JPS62210621A - Microwave plasma processing method and its device - Google Patents

Microwave plasma processing method and its device

Info

Publication number
JPS62210621A
JPS62210621A JP5244486A JP5244486A JPS62210621A JP S62210621 A JPS62210621 A JP S62210621A JP 5244486 A JP5244486 A JP 5244486A JP 5244486 A JP5244486 A JP 5244486A JP S62210621 A JPS62210621 A JP S62210621A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plasma
discharge chamber
radicals
microwave
processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5244486A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshinao Kawasaki
義直 川崎
Hironori Kawahara
川原 博宣
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP5244486A priority Critical patent/JPS62210621A/en
Publication of JPS62210621A publication Critical patent/JPS62210621A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623Mechanical discharge control means

Abstract

PURPOSE:To obtain a high processing rate without impairing element, by utilizing ECR to make a process gas, introduced into a discharge chamber, formed into plasma and isolating only the radicals from the plasma inside the discharge chamber and then processing the sample using the radicals being isolated. CONSTITUTION:A plasma generating means is composed of a magnetron 8, a rectangular wave guide 7, a conversion waveguide 6, a discharge chamber 3, an insulating window 5, a reflection terminal 15, an electromagnetic coil 9, a shield tube 10, and a shield cover 11. A microwave generated at the magnetron 8 is propagated from the rectangular waveguide 7 through the conversion waveguide 6 to the discharge chamber 3. By the microwave entering the discharge chamber 3, the process gas introduced inside the discharge chamber 3 is made to become plasma and consumed. A part of the microwave, which is not consumed at that time, is reflected at the reflection terminal 15, and is passed through the plasma. Therefore, the absorption efficiency of the microwave becomes improved with a plasma rate being increased. The following isolation method enables only the radicals in the plasma generated inside the discharge chamber 3 to be isolated and drawn out to a sample processing chamber 1.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 幌 本発担はマイクロ波プラズマ処理方法および装置に係り
、特に試料をプラズマ処理すると番の静電的損傷を防止
するのに好適なマイクロ波プラズマ処理方法および装置
に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] Mr. Horomoto relates to a microwave plasma processing method and apparatus, and particularly to a microwave plasma processing method suitable for preventing electrostatic damage when a sample is subjected to plasma processing. The present invention relates to a plasma processing method and apparatus.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

半導体集積回路の集積度は年々増加してきており、今や
サブミクロ7の時代(こ突入しようとしている。こうし
た中で、デバイスの製造過程で使用されるエツチング装
置などのプラズマ処理装置において、ますます、その加
工精度や低ダメージ性に関する性能向上が要求されてい
る。この要求に答えるため、従来の13.56 MHz
のRFを用いたプラズマ処理装置に代って、より加工性
能の優れたマイクロ波プラズマ処理装置が用いられるよ
う壷こなっている。
The degree of integration of semiconductor integrated circuits has been increasing year by year, and we are now entering the sub-micro 7 era. Under these circumstances, plasma processing equipment such as etching equipment used in the device manufacturing process is becoming more and more There is a demand for improved performance in terms of processing accuracy and low damage resistance.In order to meet this demand, the conventional 13.56 MHz
Microwave plasma processing equipment with better processing performance is increasingly being used in place of RF plasma processing equipment.

例えば特公昭58−13627号公報醗こ記載されてい
るように磁場を用いて電子サイクロトロノ共鳴(以下「
ECR」と呼ぶ)でプラズマを発生させ、かつ試料台i
こRFまたはDCバイアスを印加することにより、寸法
加工精度が良く、高速で、かつ低ダメージなエツチング
を実施したものがある。しかし、この装置をレジストア
ノシノグなどの後処理用として利用するには、gt置が
大掛りで高価となる一方、ウェハ(こプラズマが照射ミ
れ、特にイオンガウェハに流入するため、MOS型のI
Cではゲート部に電荷が蓄積され、ゲート特性の劣化や
ゲート破壊といった静電的損傷を与えるという欠点があ
った。
For example, as described in Japanese Patent Publication No. 58-13627, electron cyclotron resonance (hereinafter referred to as "
ECR) is used to generate plasma, and the sample stage i
By applying this RF or DC bias, there is a method in which etching is performed with good dimensional processing accuracy, high speed, and low damage. However, in order to use this equipment for post-processing such as resist anisotropy, the GT equipment is large-scale and expensive, and the MOS type I
C has the disadvantage that charge is accumulated in the gate portion, causing electrostatic damage such as deterioration of gate characteristics and gate destruction.

また、例えば特開昭60−16424号公報iこ記載さ
れているように、マイクロ波導波管の管壁に細孔を明け
るか、又は導波管管壁孔に金網を設けることにより、プ
ラズマを遮蔽し、活性種のみでフォトレジストをエツチ
ングして、半導体素子のダメージのないレジストアッシ
ング処理を行なうよう裔こしたものがある。
Furthermore, as described in JP-A No. 60-16424, for example, plasma can be generated by making pores in the tube wall of a microwave waveguide or by providing a wire mesh in the hole in the waveguide tube wall. Some methods have been developed to perform resist ashing processing without damaging semiconductor devices by shielding and etching the photoresist using only active species.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上記従来技術のうち、前者は有磁場マイクロ波放電管に
てECR条件を満してプラズマを発生させるため、密度
の高いプラズマを発生させることができ、レジストの高
速アラソングが容易に実現できるが、装置コストが高く
、また、基板がプラズマ暑こさらされるため、素子が静
電的損傷を受けることがあるなどの問題があった。
Among the above conventional techniques, the former generates plasma in a magnetic field microwave discharge tube that satisfies the ECR conditions, so it can generate high-density plasma and easily achieve high-speed alignment of the resist. There are problems in that the cost of the device is high, and because the substrate is exposed to plasma heat, the device may suffer electrostatic damage.

また後者は、プラズマを発生させるための手段として、
マイクロ波による電場のみを利用しているため、プラズ
マの発生効率が悪く、アッシノグ速度の向上には限界が
あるという問題があった。
The latter is also used as a means to generate plasma.
Since only the electric field generated by microwaves is used, the plasma generation efficiency is low, and there is a limit to the improvement of the assinog speed.

本発明の目的は、上記欠点を無炙し、素子ダメージを与
えず、高処理レートの得られるマイクロ波プラズマ処理
方法および装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a microwave plasma processing method and apparatus that eliminates the above-mentioned drawbacks, does not cause element damage, and provides a high processing rate.

〔問題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的は、放電室内に導入される処理ガスをECR放
電によりプラズマ化させるプラズマ発生手段と、前記放
電室内に発生したプラズマ中のラジカルを分離する分離
手段と、該分離手段によって分離したラジカルによって
試料を処理する試料処理室とで構成し、ECRを利用し
て放電室内に導入される処理ガスをプラズマ化し、前記
放電室内のプラズマ中よりラジカルのみを分離し、分離
したラジカルによって試料を処理することにより、達収
される。
The above object is to provide a plasma generating means for converting a processing gas introduced into a discharge chamber into plasma by ECR discharge, a separating means for separating radicals in the plasma generated within the discharge chamber, and a sample being separated by the radicals separated by the separating means. and a sample processing chamber for processing, converting the processing gas introduced into the discharge chamber into plasma using ECR, separating only radicals from the plasma in the discharge chamber, and processing the sample with the separated radicals. This is achieved by

〔作   用〕[For production]

放電室内に処理ガスを導入し、マイクロ波による電界と
該電界に直行する磁界とを作用させてECR放電を起こ
させ、処理ガスを効率よ(プラズマ化させる。このとき
、放電室部での出湯の強度暑こ、被処理基板から放電室
に向って減少する勾配をもたせる。これにより、プラズ
マ中の電子およびイオンを被処理基板とは反対の方向に
移動させる。残りの中性ラジカルは、基板方向に排気さ
れ基板に到達して基板上の被処理膜を化学的にエツチン
グ処理する。
Processing gas is introduced into the discharge chamber, and an electric field generated by microwaves and a magnetic field perpendicular to the electric field are applied to cause ECR discharge, and the processing gas is efficiently turned into plasma. The intensity of heat has a decreasing gradient from the substrate to be processed to the discharge chamber.This causes the electrons and ions in the plasma to move in the direction opposite to the substrate to be processed.The remaining neutral radicals are absorbed by the substrate. The gas is evacuated in the same direction, reaches the substrate, and chemically etches the film to be processed on the substrate.

したがって、基板擾こ静電損傷の原因となるチャージア
ップを起こさせることなくエツチング処理ができる。ま
た、処理ガスのプラズマ化に、磁場をかけない場合に比
べて有磁場の場合は、ガスのイオン化率が高いため、発
生する中性ラジカル魚も多々高速処理ができる。
Therefore, etching can be performed without causing charge-up that causes electrostatic damage to the substrate. In addition, when a magnetic field is applied to convert the processing gas into plasma, the ionization rate of the gas is higher than when no magnetic field is applied, so that many neutral radicals generated can be processed at high speed.

〔実 施 例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を第1図と第2図と4こより説
明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1, 2, and 4.

第1図において、試料処理室1内には、試料例えばウェ
ハ14を配置する試料台2が設置しである。
In FIG. 1, a sample stage 2 on which a sample, for example, a wafer 14 is placed, is installed in a sample processing chamber 1. As shown in FIG.

試料処理室1の上部には円形導波管を兼ねる放電室3が
連通して設けである。4は真空シール材である。放電室
3の上部には、石英またはアルミナ等のマイクロ波を透
過する絶縁材、この場合は石英でなる絶縁窓5を介して
、変換導波管6が設けられる。18は真空シール材であ
る。変換導波管6の他方には矩形導波管7が取り付けら
れ、矩形導波管7の端部にはマグネトロン8カメ設けで
ある。
A discharge chamber 3 which also serves as a circular waveguide is provided in the upper part of the sample processing chamber 1 in communication with the sample processing chamber 1 . 4 is a vacuum sealing material. A conversion waveguide 6 is provided above the discharge chamber 3 via an insulating window 5 made of an insulating material such as quartz or alumina that transmits microwaves, in this case quartz. 18 is a vacuum sealing material. A rectangular waveguide 7 is attached to the other side of the conversion waveguide 6, and a magnetron 8 is provided at the end of the rectangular waveguide 7.

放電室3内には、マイクロ波を反射する反射端15が取
り付けである。放電室3の外側には4、マイクロ波によ
る電界と直交する磁界を発生する円筒形の電磁コイル9
が設けである。電磁コイル9の外側は、高透磁率材でな
るシールド管10およびシールドカバー11が具備しで
ある。放電室3には、絶縁窓5と反射端15との間にガ
ス導入口りが設けである。処理室lの反放電室3側には
、図示しない排気装置に継ながった排気口13が設けで
ある。
A reflective end 15 is attached within the discharge chamber 3 to reflect microwaves. Outside the discharge chamber 3 is a cylindrical electromagnetic coil 9 that generates a magnetic field orthogonal to the electric field generated by the microwave.
is the provision. The outside of the electromagnetic coil 9 is provided with a shield tube 10 and a shield cover 11 made of a high magnetic permeability material. The discharge chamber 3 is provided with a gas inlet between the insulating window 5 and the reflective end 15. An exhaust port 13 connected to an exhaust device (not shown) is provided on the opposite side of the processing chamber 1 to the discharge chamber 3.

16は試料台2を加熱する加熱装置である。17はマイ
クロ波の逆戻りを防止するアイソレータである。
16 is a heating device that heats the sample stage 2; 17 is an isolator that prevents microwaves from returning.

前記構成部品中の円形導波管を兼ねる放電室3は、例え
ば、マグネトロン8の発振周波数を2.45GHzとし
、共振モードをTEI 12モードとした場合、発振波
長が12.245cmに対して遮断波長は1g、53c
rnなので、内径10.9cH1,長さl 6゜2cr
nの大きさ1こすることでマイクロ波電力を放電室3内
に導入することができる。
For example, when the oscillation frequency of the magnetron 8 is 2.45 GHz and the resonance mode is TEI 12 mode, the discharge chamber 3 that also serves as a circular waveguide in the component has a cutoff wavelength with respect to an oscillation wavelength of 12.245 cm. is 1g, 53c
rn, so inner diameter 10.9cH1, length l 6゜2cr
Microwave power can be introduced into the discharge chamber 3 by increasing the value of n by 1.

また、放電室3の一端に取り付けた反射端15は、遮断
波長が12.245α以下となろ、例えばTE11モー
ドでは、穴径りを穴径7.18cm以下にすることによ
り、マイクロ波を反射端15で反射させて、再び放電室
3内を通過させる。この場合は、反射端15の穴径りを
lc+++としてピッチを2crtt間隔で設けている
In addition, the reflection end 15 attached to one end of the discharge chamber 3 should have a cutoff wavelength of 12.245α or less. For example, in the TE11 mode, by making the hole diameter 7.18 cm or less, the microwave is transmitted to the reflection end. 15 and passes through the discharge chamber 3 again. In this case, the hole diameter of the reflective end 15 is set to lc+++, and the pitch is set at 2 crtt intervals.

また、第2図に示すように、電磁コイル9を囲んで設け
たシールド管10の端を、電磁コイル9の内側憂こ回り
込ませて設ける。これにより、図示しない直流電源装置
によって電磁コイル9で発生された磁界は、シールド管
10の内側端部とシールドカバ−11の内側端面との間
に集中する。この集中した磁界強度の最大位置は反射端
15の下方に位置させ、Z軸方向すなわちウェハ14か
ら遠ざかる方向に磁束密度B(2)を減少させる。
Further, as shown in FIG. 2, the end of a shield tube 10 surrounding the electromagnetic coil 9 is provided so as to wrap around the inside of the electromagnetic coil 9. As a result, the magnetic field generated by the electromagnetic coil 9 by a DC power supply (not shown) is concentrated between the inner end of the shield tube 10 and the inner end surface of the shield cover 11. The maximum position of the concentrated magnetic field strength is located below the reflective end 15, and the magnetic flux density B(2) decreases in the Z-axis direction, that is, in the direction away from the wafer 14.

ここで、この場合のプラズマ発生手段は、マグネトロン
8と矩形導波管7と変換導波管6と放電室3と絶縁窓5
と反射端15と電磁コイル9とシールド管10とシール
ドカバー11とで構成される。マグネトロン8で発生さ
せられたマイクロ波は、矩形導波管7から変換導波管6
を介して放電室3に伝播する。放電室3内に入ってきた
マイクロ波は、放電室3内に導入された処理ガスをプラ
ズマ化し、消費される。また、このとき消費されなかっ
た一部のマイクロ波は反射端15で反射され、さらにプ
ラズマ中を通過するのでマイクロ波の吸収効率が向上し
、プラズマ化率が上がる。
Here, the plasma generating means in this case includes the magnetron 8, the rectangular waveguide 7, the conversion waveguide 6, the discharge chamber 3, and the insulating window 5.
It is composed of a reflective end 15, an electromagnetic coil 9, a shield tube 10, and a shield cover 11. The microwave generated by the magnetron 8 is transferred from the rectangular waveguide 7 to the conversion waveguide 6.
It propagates to the discharge chamber 3 via. The microwaves entering the discharge chamber 3 convert the processing gas introduced into the discharge chamber 3 into plasma and are consumed. Further, some of the microwaves that are not consumed at this time are reflected at the reflection end 15 and further pass through the plasma, so that the absorption efficiency of the microwaves is improved and the rate of plasma conversion is increased.

また、合わせて磁気コイル9により磁界が発生させられ
、第2図に示すマイクロ波電界Bfzlの最大となる付
近の磁界強度が約875ガウスとなるようにすることで
、発振周波数2.45 GHzに対す;4ECR条件を
満たしている。今、マイクロ波の角速度なω、静磁場B
中の電子のサイクロトロン運動の角速度をω(= e 
B / m とすると、ω=ωCを満足する時に電子サ
イクロトロン共鳴(ECR)を起こし、マイクロ波の電
力は効率よく電子運動のために吸収される。
In addition, a magnetic field is generated by the magnetic coil 9 so that the magnetic field strength near the maximum microwave electric field Bfzl shown in FIG. 2 is approximately 875 Gauss, thereby increasing the oscillation frequency to 2.45 GHz. Contrary to that; 4ECR conditions are satisfied. Now, the angular velocity of the microwave is ω, and the static magnetic field B
The angular velocity of the cyclotron motion of the electrons inside is ω (= e
When B/m is satisfied, electron cyclotron resonance (ECR) occurs when ω=ωC, and microwave power is efficiently absorbed for electron movement.

放電室3内に発生させられたプラズマは、次に分離手段
1こよってラジカルのみが分離され、試料処理室1に出
て行く。
The plasma generated in the discharge chamber 3 is then separated into only radicals by the separation means 1, and then exits to the sample processing chamber 1.

ここで、この場合のラジカルの分離手段は、電磁コイル
9とシールド管9とシールドカバー10と図示しない直
流電源装置とで構成される。一般に、プラズマ中の電子
は2軸方向醗こ力を受け、その大きさをFfzl とす
ると、 で与えられることが知られている。ここで、eは電子の
電荷2mは電子の質量である。上式は)によれば、プラ
ズマ発生部の磁束密度B(2)が、2軸方向に減少して
いるので、プラズマ中の電子はZ軸のウェハ14から遠
ざかる方向に力を受ける。これにより、プラズマ中の電
子が放電室3の上部に移動し、プラズマ中では一時的に
電子とイオンが分離し電界を生じる。これにより、イオ
ンも電子に引張られて放電室3の上部に輸送される。す
なわち、プラズマ中の電子とイオンとがウェハ14とは
反対の方向に加速されて、電気的、磁気的に影響を受け
ないラジカルのみが反射端15の穴を通って試料処理室
1側へ出て行く。
Here, the radical separating means in this case is composed of the electromagnetic coil 9, the shield tube 9, the shield cover 10, and a DC power supply device (not shown). Generally, it is known that electrons in plasma are subjected to a biaxial force, and the magnitude thereof is given by Ffzl. Here, e is the charge of the electron and 2m is the mass of the electron. According to the above equation), since the magnetic flux density B(2) of the plasma generation part is decreasing in two axial directions, the electrons in the plasma are subjected to a force in the direction of moving away from the wafer 14 along the Z axis. As a result, electrons in the plasma move to the upper part of the discharge chamber 3, and the electrons and ions are temporarily separated in the plasma to generate an electric field. Thereby, the ions are also attracted by the electrons and transported to the upper part of the discharge chamber 3. That is, electrons and ions in the plasma are accelerated in the direction opposite to the wafer 14, and only radicals that are not affected electrically or magnetically exit through the hole in the reflective end 15 to the sample processing chamber 1 side. Go.

試料処理室1に入ってきたラジカルは、排気口13に向
って流れて行(。このとき、ラジカルがウェハ14の表
面に接触し、化学反応を起こしてウェハ14をエッチノ
ブする。このように、エッチノブはラジカルによる化学
反応だけなので、化学反応を促進させエツチング速度を
さらに高めるために、この場合、加熱装置16によって
試料台2を50℃〜200℃に加熱制御している。また
排気口13は、放電室3から出てくるラジカルが、ウェ
ハ14と接触しやすい流れとなるように配置されるべき
であ以上、本−実例1こよれば、電気的、磁気的に影響
を受けないラジカルのみによって、ウェハ14をエツチ
ングできるので、ウェハ14の処理面に電子やイオンの
チャージアップがなく、素子の静電損傷を防止すること
ができる。
The radicals that have entered the sample processing chamber 1 flow toward the exhaust port 13 (at this time, the radicals come into contact with the surface of the wafer 14 and cause a chemical reaction to etch the wafer 14. In this way, Since the etch knob only involves a chemical reaction caused by radicals, in order to promote the chemical reaction and further increase the etching rate, in this case, the sample stage 2 is heated to 50°C to 200°C by the heating device 16. Also, the exhaust port 13 is The arrangement should be such that the flow of radicals coming out of the discharge chamber 3 makes it easy for them to come into contact with the wafer 14.According to this example 1, only radicals that are not affected electrically or magnetically should be arranged. Since the wafer 14 can be etched by etching, there is no charge-up of electrons or ions on the processing surface of the wafer 14, and electrostatic damage to devices can be prevented.

また、磁場を利用しない従来のものと比べて、ガス分子
密度の低い、例えば0. OI Torrという低圧状
態でも、ECRの電子サイクロトロン運動の相乗効果に
よって、密度の高いプラズマを発生させることができる
ので、これにより発生した高密度のラジカルは低圧雰囲
気中にあるため、他の気体分子との衝突確率か小さく、
ラジカルがこのような衝突によって消滅する確率も減る
ので、結果としてラジカルの寿命が延びる。これにより
、ラジカルの移動距離を長(できるので、放電室3の寸
法が小さくでも大口径のウェハな均一に処理できる。こ
の結果、ウェハ径に比べて小さい放電室3JP屯磁コイ
ル9によって装置の構成が可能なので、装Nを安価に製
作できるという効果がある。
Also, compared to conventional systems that do not use a magnetic field, the density of gas molecules is lower, for example 0. Even in the low-pressure state of OI Torr, it is possible to generate a high-density plasma due to the synergistic effect of the electron cyclotron movement of the ECR.The high-density radicals thus generated are in a low-pressure atmosphere, so they interact with other gas molecules. The collision probability of is small,
The probability that radicals will be annihilated by such collisions is also reduced, resulting in a longer lifespan of the radicals. This allows the radicals to travel over a long distance, so even if the discharge chamber 3 has a small size, it is possible to uniformly process a large diameter wafer. Since the configuration is possible, there is an effect that the mounting N can be manufactured at low cost.

また、高密度プラズマの発成によりラジカル量が多くな
るので高処理レートを得ることができる。
Furthermore, since the amount of radicals increases due to the generation of high-density plasma, a high processing rate can be obtained.

さらに、電磁コイル9をシールド管10およびシールド
カバー11で囲み、磁界をシールド管10の端部とシー
ルドカバー11の端部とに集中させることで、容易に磁
界強度を変えることができる。
Furthermore, by surrounding the electromagnetic coil 9 with the shield tube 10 and the shield cover 11 and concentrating the magnetic field on the ends of the shield tube 10 and the shield cover 11, the magnetic field strength can be easily changed.

さらに、円径導波前を絶縁窓5と反射端15とにより仕
切ること着こより、円径導波管を放電室と共用すること
ができる。
Furthermore, by partitioning the front of the circular waveguide with the insulating window 5 and the reflective end 15, the circular waveguide can be used in common with the discharge chamber.

さら番と、試料台2に加熱装置16を設けることによっ
て、ウェハの処理を速くすることができる。
By providing a countersink and a heating device 16 on the sample stage 2, wafer processing can be speeded up.

次に、他の実施例を第3図および第4図により説明する
Next, another embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

本図において第1図と同符号は同一部材を示す。In this figure, the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same members.

本図が第1図と異なる点は、第1図の放電室3が絶縁窓
5と反射端15とで仕切られた円形導波管から成ってい
るのに換えて、マイクロ波を透過する絶縁材、この場合
は石英でなる放電室19が試料処理室1に連通して設け
られている点である。また、放電室19を囲んで円形導
波管nが変換導波管6と試料処理室lとの間に設けであ
る点である。さらに、放電管19の周りで円形導波管n
の外側に電磁コイル囚および冴が上下の関係で配置しで
ある点である。(9)は処理ガスを放電室19内に導入
するガス導入口である。乙は真空シール材である。5は
シールド管、漢はシールドカバーで共に高透磁率材であ
る。
This figure differs from Figure 1 in that the discharge chamber 3 in Figure 1 is made of a circular waveguide partitioned by an insulating window 5 and a reflective end 15, but instead The point is that a discharge chamber 19 made of material, in this case quartz, is provided in communication with the sample processing chamber 1. Another point is that a circular waveguide n surrounding the discharge chamber 19 is provided between the conversion waveguide 6 and the sample processing chamber l. Furthermore, around the discharge tube 19, a circular waveguide n
The point is that the electromagnetic coils and the electromagnetic coils are arranged in a vertical relationship on the outside. (9) is a gas introduction port for introducing processing gas into the discharge chamber 19. B is a vacuum sealing material. 5 is a shield tube, and HAN is a shield cover, both of which are made of high magnetic permeability material.

円形導波1122の終端である放電室19と試料処理室
lとの連通穴の穴径りは、マイクロ波の遮断波長が12
.245c*以下となると、例えばTBIIモードでは
穴径りを穴径7.18c+n以下にする。これにより、
マイクロ波は試料処理室lの上面で反射して、試料処理
室!には入らずにプラズマ中を再通過する。
The hole diameter of the communication hole between the discharge chamber 19, which is the terminal end of the circular waveguide 1122, and the sample processing chamber l is such that the cutoff wavelength of the microwave is 12.
.. When the diameter is 245c* or less, for example, in TBII mode, the hole diameter is set to 7.18c+n or less. This results in
The microwave is reflected on the top surface of the sample processing chamber l, and the sample processing chamber! It passes through the plasma again without entering the plasma.

電磁コイルnおよび冴における磁場の発生は。The generation of magnetic field in electromagnetic coil n and Sae.

図示しない直流電源装置を制御して第2図に示すように
、放電室19の下方から上方に向けて磁束密度Blzl
を減少させる。また、放電室19内のマイクロ波電界E
(zlの最大となる付近の磁界強度が約875ガウスと
なるようにすることで、発振周波数2、45 G Hz
に対するECR条件を満たしている。
By controlling a DC power supply (not shown), as shown in FIG.
decrease. Moreover, the microwave electric field E in the discharge chamber 19
(By setting the magnetic field strength near the maximum of zl to be approximately 875 Gauss, the oscillation frequency is 2.45 GHz.
satisfies the ECR conditions for

上記構成および条件により、マグネトロン8から発信し
たマイクロ波は、放電室19内に導入された処理ガスを
、磁界とともにECR放電させる。
With the above configuration and conditions, the microwaves emitted from the magnetron 8 cause the processing gas introduced into the discharge chamber 19 to undergo ECR discharge together with the magnetic field.

ECR放電により放電室19内に発生したプラズマは、
ウェハ14から遠ざかる方向に減少する磁束密度B f
ilにより、前記一実施例と同様にプラズマ中のラジカ
ルのみが試料処理室l内へ出て行く。これ醗こより前記
一実施例同様にウェハ14のエツチング処理を行なうこ
とができる。
The plasma generated in the discharge chamber 19 by ECR discharge is
Magnetic flux density B f decreases in the direction away from the wafer 14
Due to il, only radicals in the plasma exit into the sample processing chamber 1, as in the previous embodiment. From this point on, the wafer 14 can be etched in the same manner as in the previous embodiment.

以上、本実施例によれば、前記一実施例と同様に電気的
、磁気的に影響を受けないラジカルのみによって、ウェ
ハ14をエツチングできるので、ウェハ14の処理面に
電子やイオンのチャージアップがなく、素子の静電損傷
を防止することができる。
As described above, according to this embodiment, the wafer 14 can be etched only by radicals that are not affected electrically or magnetically, as in the previous embodiment, so that the processing surface of the wafer 14 is not charged up with electrons or ions. Therefore, electrostatic damage to the device can be prevented.

また、前記一実施例と同様に低圧状態で高密度プラズマ
を発生させることができるので、ラジカルの寿命が長く
なる。これにより、ウェハ径に比べて放電室19や電磁
コイルオ、24を小さくでき、装置を安価暑こ製作でき
る。また高密度のプラズマの発成によりラジカルクが多
(なるので高処理レートを得ることができる。
Furthermore, since high-density plasma can be generated in a low-pressure state as in the previous embodiment, the lifetime of radicals is extended. Thereby, the discharge chamber 19 and the electromagnetic coil 24 can be made smaller than the wafer diameter, and the device can be manufactured at low cost. Furthermore, generation of high-density plasma generates a large number of radicals, so a high processing rate can be obtained.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、ECR放電をさせるとともに磁束密度
を試料から遠ざかる方向に減少させることによって、ラ
ジカルの発生量を多くできるとともに、ラジカルのみで
試料を処理することができるので、素子ダメージを与え
ず、高処理レートを得ることができるという効果がある
According to the present invention, by causing ECR discharge and decreasing the magnetic flux density in the direction away from the sample, it is possible to increase the amount of radicals generated, and it is possible to treat the sample with only radicals, without causing element damage. , it has the effect of being able to obtain a high processing rate.

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

第1図は本発明の一実施例であるマイクロ波プラズマ処
理装置を示す縦断面図、第2図は第1図のgtHによる
マイクロ波電界および磁束密度を示す図、第3図は本発
明の他の実施例であるマイクロ波プラズマ処理装置を示
す縦断面図、第4図は第3図の装置によるマイクロ波電
界および磁束密度を示す図である。 l・・・・・・試料処理室、2・・・・・・試料台、3
・・・・・・放電室、5・・・・・・絶縁窓、8・・・
・・・マグネトロ7%9・・・・・−1臼コイル、lO
・・・・・・シールド管、11・・・・・・シールドカ
バー、14・・・・・・ウェハ、15・・・・・・反射
端、19・・・・・・放q
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view showing a microwave plasma processing apparatus which is an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the microwave electric field and magnetic flux density due to gtH of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a longitudinal cross-sectional view showing a microwave plasma processing apparatus according to another embodiment, and FIG. 4 is a diagram showing the microwave electric field and magnetic flux density by the apparatus of FIG. 3. l...Sample processing room, 2...Sample stand, 3
...Discharge chamber, 5...Insulating window, 8...
...Magnetro 7%9...-1 mortar coil, lO
...shield tube, 11 ...shield cover, 14 ... wafer, 15 ... reflection end, 19 ... radiation q

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、電子サイクロトロン共鳴(ECR)を利用して処理
ガスをプラズマ化する工程と、前記プラズマ中よりラジ
カルのみを分離する工程と、該分離したラジカルによっ
て試料を処理する工程とを有することを特徴とするマイ
クロ波プラズマ処理方法。 2、放電室内に導入される処理ガスをECR放電により
プラズマ化させるプラズマ発生手段と、前記放電室内に
発生したプラズマ中のラジカルを分離する分離手段と、
該分離手段によって分離したラジカルによって試料を処
理する試料処理室とからなることを特徴とするマイクロ
波プラズマ処理装置。
[Claims] 1. A step of turning a processing gas into plasma using electron cyclotron resonance (ECR), a step of separating only radicals from the plasma, and a step of treating a sample with the separated radicals. A microwave plasma processing method characterized by having the following. 2. plasma generation means for converting processing gas introduced into the discharge chamber into plasma by ECR discharge; and separation means for separating radicals in the plasma generated within the discharge chamber;
A microwave plasma processing apparatus comprising a sample processing chamber for processing a sample with radicals separated by the separation means.
JP5244486A 1986-03-12 1986-03-12 Microwave plasma processing method and its device Pending JPS62210621A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5244486A JPS62210621A (en) 1986-03-12 1986-03-12 Microwave plasma processing method and its device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5244486A JPS62210621A (en) 1986-03-12 1986-03-12 Microwave plasma processing method and its device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62210621A true JPS62210621A (en) 1987-09-16

Family

ID=12914902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5244486A Pending JPS62210621A (en) 1986-03-12 1986-03-12 Microwave plasma processing method and its device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS62210621A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62216332A (en) * 1986-03-18 1987-09-22 Fujitsu Ltd Plasma ashing apparatus
JPH01194419A (en) * 1988-01-29 1989-08-04 Tel Sagami Ltd Plasma processor
EP0383567A2 (en) * 1989-02-15 1990-08-22 Hitachi, Ltd. Microwave plasma processing method and apparatus
US4970435A (en) * 1987-12-09 1990-11-13 Tel Sagami Limited Plasma processing apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62216332A (en) * 1986-03-18 1987-09-22 Fujitsu Ltd Plasma ashing apparatus
US4970435A (en) * 1987-12-09 1990-11-13 Tel Sagami Limited Plasma processing apparatus
JPH01194419A (en) * 1988-01-29 1989-08-04 Tel Sagami Ltd Plasma processor
EP0383567A2 (en) * 1989-02-15 1990-08-22 Hitachi, Ltd. Microwave plasma processing method and apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100238627B1 (en) Plasma processing apparatus
KR940000384B1 (en) Treating apparatus of plasma
JP3190536B2 (en) Plasma asher with microwave trap
US5203960A (en) Method of operation of electron cyclotron resonance plasma source
US5435886A (en) Method of plasma etching
EP0607797A1 (en) An apparatus and method for enhanced inductive coupling to plasmas with reduced sputter contamination
KR101095602B1 (en) Processing device and generating device for plasma
KR101092511B1 (en) Processing device and generating device for plasma
JPS62210621A (en) Microwave plasma processing method and its device
Sung et al. Studies on the optimum condition for the formation of a neutral loop discharge plasma
JPH11162956A (en) Plasma treatment equipment
JP3294839B2 (en) Plasma processing method
JPH01184922A (en) Plasma processor useful for etching, ashing, film formation and the like
JP2003045698A (en) Plasma generator and plasma processing device
JPH055370B2 (en)
JPH05190501A (en) Microwave plasma treatment device
JP2721054B2 (en) Electron cyclotron resonance apparatus and method for generating ion flow to substrate
JPH01187824A (en) Plasma processor
JPH02297929A (en) Microwave plasma processor
JPH06252099A (en) Plasma treatment device
JP3396345B2 (en) Plasma generator
KR0124512B1 (en) Apparatus and method for dry etching using light and microwave
GOTTSCHO MICHAEL A. LIEBERMAN
JPS63288022A (en) Microwave plasma processor
KR20000063003A (en) Plasma processing apparatus, plasma processing method and method for manufacturing semiconductor device by using the same