JP2000183038A - Plasma processing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
工程、特に、エッチング工程の中でも層間絶縁膜（主に
酸化ケイ素を主成分とする）のエッチングに用いられる
プラズマ処理装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus used for manufacturing a semiconductor device, particularly for etching an interlayer insulating film (mainly containing silicon oxide as a main component) in an etching step.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体デバイス製造プロセスにおいて、
ウエハの大口径化（１２インチ化）が間近に迫ってお
り、半導体プロセス装置、特に、プラズマを用いたドラ
イエッチング装置においては、如何にして均一に表面処
理を行なうかがエッチング特性，スループットの両面か
ら極めて重要となっている。エッチングの均一化に不可
欠な要素としては、ラジカル及びイオン両フラックスの
ウエハへの均一供給が挙げられる。2. Description of the Related Art In a semiconductor device manufacturing process,
2. Description of the Related Art A wafer diameter (12 inches) is imminent, and in a semiconductor processing apparatus, particularly, a dry etching apparatus using plasma, how to uniformly perform surface treatment depends on both etching characteristics and throughput. Has become extremely important. An essential element for uniform etching is uniform supply of both radical and ion fluxes to the wafer.
【０００３】従来の酸化膜エッチング装置は、プラズマ
密度によって大きく二つの系統に分けることができる。
一方は平行平板型に代表される低中密度プラズマ型で、
他方はＥＣＲ（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ
ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）型に代表される高密度プラズマ
型である。どちらの場合もプラズマガスにはＣ4Ｆ8に代
表されるフロンガスとＡｒに代表される希ガスとの混合
系が用いられる。平行平板型の場合、電極間隔が１０〜
２０ｍｍの狭電極構造にてラジカル，イオン両フラック
スをウエハに均一に供給するために、上部電極にガス導
入経路を設け、電極表面からガスを均一供給できるよう
なシャワープレート構造を採っている。プラズマの均一
性については、基本的に磁場が存在しないがため、狭電
極構造においても確保できる。一方、ＥＣＲ型の場合、
ガス供給には、平行平板型の場合と同様に、電磁波導入
窓の直下にシャワープレートを設けて、ウエハ上でのラ
ジカルフラックスの均一な入射が可能となるように構成
されているが、プラズマの均一性に関しては、印加磁場
によりプラズマが拘束されることを考慮して、ある程度
プラズマを拡散させることによって均一性を達成してい
る。A conventional oxide film etching apparatus can be roughly divided into two systems depending on the plasma density.
One is a low-medium density plasma type represented by a parallel plate type,
The other is ECR (electron cyclotron)
(resonance) type. In both cases, a mixed system of a chlorofluorocarbon gas represented by C 4 F 8 and a rare gas represented by Ar is used as the plasma gas. In the case of a parallel plate type, the electrode interval is 10
In order to uniformly supply both radical and ion fluxes to the wafer with a narrow electrode structure of 20 mm, a gas introduction path is provided in the upper electrode, and a shower plate structure capable of uniformly supplying gas from the electrode surface is employed. Since there is basically no magnetic field, plasma uniformity can be ensured even in a narrow electrode structure. On the other hand, in the case of the ECR type,
In the gas supply, as in the case of the parallel plate type, a shower plate is provided immediately below the electromagnetic wave introduction window so that the radical flux can be uniformly incident on the wafer. Regarding uniformity, considering that the plasma is constrained by the applied magnetic field, uniformity is achieved by diffusing the plasma to some extent.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、プラズマを
用いた酸化膜エッチング装置には、前述したように平行
平板型に代表される低中密度プラズマ型とＥＣＲ型に代
表される高密度プラズマ型とがあるが、先にも述べたよ
うに１２インチ以降のウエハの大口径化，半導体素子の
微細化に伴なって、さらなる高精度酸化膜エッチングを
目指して、新たなプラズマ源を搭載したエッチング装置
の研究開発が盛んであり、ＵＨＦ帯ＥＣＲプラズマ型も
そのうちの一つである。プラズマ励起周波数として３０
０ＭＨｚ〜１ＧＨｚのＵＨＦ帯電磁波を用い、エッチン
グ処理室外部に設けた磁場印加手段による印加磁場との
電子サイクロトロン共鳴を積極的に利用することで、１
０11ｃｍ-3台の中密度で、かつ、拡散領域が１〜２．５
ｅＶと云う低電子温度のプラズマを実現することが可能
である。このＵＨＦ帯ＥＣＲプラズマ型のエッチング装
置については、例えば特開平０９−３２１０３１号公報
に開示されている。As described above, the oxide film etching apparatus using plasma includes a low-medium density plasma type represented by a parallel plate type and a high density plasma type represented by an ECR type. However, as described above, with the increase in the diameter of wafers of 12 inches or larger and the miniaturization of semiconductor elements, an etching apparatus equipped with a new plasma source has been aimed at achieving even higher precision oxide film etching. The UHF band ECR plasma type is one of them. 30 as the plasma excitation frequency
By using UHF band electromagnetic waves of 0 MHz to 1 GHz and positively utilizing electron cyclotron resonance with a magnetic field applied by a magnetic field applying means provided outside the etching chamber, 1
Medium density of 0 11 cm -3 and diffusion area of 1 to 2.5
It is possible to realize a low electron temperature plasma called eV. The UHF band ECR plasma type etching apparatus is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-321031.
【０００５】この装置の場合、電磁波の導入は、同軸線
路を介して、アース電位導体，誘電体，導体板という三
層構造を採るマイクロストリップアンテナ（以後、ＭＳ
Ａと呼ぶ。）により行なわれる。被加工試料とそれに対
向するＭＳＡとの間隔は５０ｍｍから１００ｍｍであ
る。従って、例えばＡｒとＣ4Ｆ8との混合ガスプラズマ
中で解離生成されたフッ素ラジカルは、ウエハ中心領域
では、ウエハ表面およびＭＳＡ表面にて消費されるが、
ウエハ周辺領域では、ＭＳＡ表面での消費効果が少ない
ためラジカル濃度が高くなり、例えばセルフアラインコ
ンタクト加工の際にストッパ層として用いられるシリコ
ン窒化膜のエッチング速度が増加し、周辺領域での対窒
化膜選択比が低下してしまう。In this device, electromagnetic waves are introduced through a coaxial line through a microstrip antenna (hereinafter referred to as MS) having a three-layer structure of a ground potential conductor, a dielectric, and a conductor plate.
Called A. ). The distance between the sample to be processed and the MSA opposed thereto is 50 mm to 100 mm. Therefore, for example, fluorine radicals dissociated and generated in a mixed gas plasma of Ar and C 4 F 8 are consumed on the wafer surface and the MSA surface in the central region of the wafer,
In the peripheral region of the wafer, the radical concentration increases due to a small consumption effect on the MSA surface. For example, the etching rate of the silicon nitride film used as a stopper layer in the self-align contact processing increases, and the nitride film in the peripheral region increases. The selection ratio is reduced.
【０００６】本発明は、ＵＨＦ帯ＥＣＲ型エッチング装
置が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり、１
２インチ以降のウエハの大口径化に対し、シリコン酸化
膜のエッチングを０．２マイクロメートル以下のレベル
でも均一，高精度かつ高速に行ない、なおかつ、シリコ
ン窒化膜のエッチング速度を均一かつ低減することによ
って、ウエハ面内での均一処理，高選択処理を行なうこ
とが可能なエッチング装置を提供することである。[0006] The present invention has been made in view of the above problems of the UHF band ECR type etching apparatus.
In order to increase the diameter of wafers of 2 inches or larger, the silicon oxide film should be etched uniformly, with high precision and at a high speed even at a level of 0.2 μm or less, and the etching rate of the silicon nitride film should be uniform and reduced. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an etching apparatus capable of performing uniform processing and high-selection processing in a wafer surface.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明によれば、以下のような構成を有するプラズ
マ処理装置が提供される。According to the present invention, there is provided a plasma processing apparatus having the following configuration.
【０００８】本発明によるプラズマ処理装置は、真空排
気手段によって真空排気されている真空容器と、上記真
空容器内に原料ガスを導入するためのガス導入手段と、
上記真空容器内に被加工試料を設置する手段と、上記真
空容器内に高周波電力を導入する手段とを有し、上記ガ
ス導入手段によって上記真空容器内に導入された上記原
料ガスを上記高周波電力でプラズマ化し、上記プラズマ
により上記被加工試料の表面処理を行なうプラズマ処理
装置において、上記被加工試料設置手段の周囲に、上記
プラズマ中で生成される活性種を制御するための活性種
制御手段を設けてなることを特徴としている。このよう
に、被加工試料（ウエハ）の周囲にプラズマ中で生成さ
れる活性種を制御する手段を設けることにより、ウエハ
中に入射する活性種の分布を効率的に制御できる。上記
プラズマ処理装置には、上記被加工試料に高周波バイア
ス電力を印加する手段をさらに付設させることができ
る。これにより、被加工試料（ウエハ）へのイオンの入
射を促進し、表面処理効率を高めることができる。[0008] A plasma processing apparatus according to the present invention comprises a vacuum vessel evacuated by vacuum evacuation means, a gas introduction means for introducing a source gas into the vacuum vessel,
Means for setting a sample to be processed in the vacuum vessel, means for introducing high-frequency power into the vacuum vessel, and the source gas introduced into the vacuum vessel by the gas introducing means is supplied with the high-frequency power In the plasma processing apparatus for performing surface treatment of the sample to be processed by the plasma, an active species control means for controlling active species generated in the plasma is provided around the sample setting means. It is characterized by being provided. As described above, by providing the means for controlling the active species generated in the plasma around the workpiece (wafer), the distribution of the active species incident on the wafer can be efficiently controlled. The plasma processing apparatus may further include means for applying a high frequency bias power to the sample to be processed. Thereby, the incidence of ions on the sample to be processed (wafer) can be promoted, and the surface treatment efficiency can be increased.
【０００９】また、本発明によるプラズマ処理装置は、
真空排気手段により真空排気されている真空容器と、上
記真空容器内に原料ガスを導入するためのガス導入手段
と、上記真空容器内に被加工試料を設置するための被加
工試料手段と、上記真空容器内に周波数が３００ＭＨｚ
〜１ＧＨｚの電磁波を導入するための電磁波導入手段と
を有し、上記のガス導入手段により上記真空容器内に導
入された上記原料ガスを上記の導入電磁波でプラズマ化
し、上記プラズマにより上記被加工試料の表面処理を行
なうプラズマ処理装置において、上記被加工試料設置手
段の周囲に円環状部材を配置し、上記円環状部材に高周
波バイアス電力を印加する手段をさらに付設してなるこ
とを特徴としている。かかる構成により、上記プラズマ
中で解離生成されたフッ素ラジカルの濃度が上記被加工
試料(ウエハ)の中央部で低く周辺部で高い場合に、上記
円環状部材（例えばシリコン製）に高周波バイアス電力
を印加して上記円環状部材へのイオンの入射を促進する
ことで上記円環状部材へのフルオロカーボン系堆積膜の
堆積量を抑制し、擬似的にアンテナ，ウエハ表面での表
面反応を実現することで、ウエハ周辺部のフッ素ラジカ
ルを消費し、窒化膜エッチング速度を低減させることが
可能である。上記電磁波導入手段は、導体板と誘電体と
アース電位導体との３層構造からなる電磁波放射アンテ
ナを含む構成とすることができる。また、上記プラズマ
処理装置には、上記被加工試料に高周波バイアス電力を
印加する手段をさらに付設させることができる。[0009] The plasma processing apparatus according to the present invention comprises:
A vacuum vessel evacuated by vacuum evacuation means, gas introduction means for introducing a source gas into the vacuum vessel, processing sample means for setting a processing sample in the vacuum vessel, 300MHz frequency in vacuum vessel
And an electromagnetic wave introducing means for introducing an electromagnetic wave of about 1 GHz, wherein the raw material gas introduced into the vacuum vessel by the gas introducing means is turned into plasma by the introduced electromagnetic wave, and the sample to be processed is produced by the plasma. In the plasma processing apparatus for performing the surface treatment described above, an annular member is arranged around the workpiece setting means, and a means for applying high-frequency bias power to the annular member is further provided. With this configuration, when the concentration of the fluorine radicals dissociated and generated in the plasma is low at the center of the sample to be processed (wafer) and high at the periphery, high-frequency bias power is applied to the annular member (for example, made of silicon). By applying the ions to promote the incidence of ions on the annular member, the amount of the fluorocarbon-based deposited film deposited on the annular member is suppressed, and the surface reaction on the antenna and the wafer surface is realized in a pseudo manner. In addition, it is possible to consume fluorine radicals in the peripheral portion of the wafer and reduce the etching rate of the nitride film. The electromagnetic wave introducing means may be configured to include an electromagnetic wave radiating antenna having a three-layer structure of a conductor plate, a dielectric, and a ground potential conductor. Further, the plasma processing apparatus may further include means for applying a high-frequency bias power to the sample to be processed.
【００１０】また、本発明によるプラズマ処理装置は、
上記円環状部材表面の温度調整を行なう手段をさらに有
してなることを特徴としている。かかる構成によれば、
プラズマ中で解離生成されたフッ素ラジカルの濃度がウ
エハ中央部で低く周辺部で高い場合に、上記円環状部材
の表面温度を調整することによって、上記円環状部材へ
のフルオロカーボン系堆積膜の堆積量を抑制し、ウエハ
周辺領域のフッ素ラジカルを消費し、窒化膜エッチング
速度を低減できる。[0010] Further, the plasma processing apparatus according to the present invention comprises:
It is characterized by further comprising means for adjusting the temperature of the surface of the annular member. According to such a configuration,
When the concentration of fluorine radicals generated by dissociation in the plasma is low at the center of the wafer and high at the periphery, the amount of the fluorocarbon-based deposition film deposited on the annular member is adjusted by adjusting the surface temperature of the annular member. , Fluorine radicals in the peripheral region of the wafer are consumed, and the nitride film etching rate can be reduced.
【００１１】さらに、本発明によるプラズマ処理装置
は、上記円環状部材に高周波バイアス電力を印加する手
段と上記円環状部材の表面温度を調整する手段とを併せ
備えることができる。かかる構成によれば、上記高周波
バイアス電力の印加により上記円環状部材へのイオンの
入射を促進させると共に、上記円環状部材の表面温度を
調整することによって、上記円環状部材へのフルオロカ
ーボン系堆積膜の堆積量を効率よく抑制して、ウエハ周
辺部でのフッ素ラジカルを効果的に消費することで、ウ
エハ周辺部での窒化膜エッチング速度を低減でき、均一
性の良い表面処理が可能となる。Further, the plasma processing apparatus according to the present invention can be provided with a means for applying a high frequency bias power to the annular member and a means for adjusting the surface temperature of the annular member. According to such a configuration, the application of the high-frequency bias power promotes the incidence of ions on the annular member, and adjusts the surface temperature of the annular member, whereby the fluorocarbon-based deposited film on the annular member is adjusted. By efficiently suppressing the deposition amount of fluorine and effectively consuming fluorine radicals at the peripheral portion of the wafer, the nitride film etching rate at the peripheral portion of the wafer can be reduced, and uniform surface treatment can be performed.
【００１２】さらに、本発明によるプラズマ処理装置
は、上記被加工試料に印加する高周波バイアス電力を分
配して、この分配された高周波バイアス電力を上記円環
状部材に印加するよう構成することができる。かかる構
成によれば、上記円環状部材に印加する高周波電力を上
記被加工試料に印加する高周波電力と同一電源によって
供給可能となり、装置設置面積の低減および装置の低コ
スト化に貢献できる。Further, the plasma processing apparatus according to the present invention can be configured such that the high-frequency bias power applied to the sample to be processed is distributed, and the distributed high-frequency bias power is applied to the annular member. According to this configuration, the high-frequency power applied to the annular member can be supplied by the same power supply as the high-frequency power applied to the sample to be processed, which can contribute to a reduction in the installation area of the apparatus and a reduction in the cost of the apparatus.
【００１３】また、本発明によるプラズマ処理装置は、
上記円環状部材の表面温度調整手段をヒーター，ラン
プ，熱媒のうちの少なくとも１つの熱源を用いた温度調
整手段とすることができる。かかる構成によれば、上記
の複数の熱源を適宜組み合わせて用いることで、上記円
環状部材の表面全域を効率良くかつ均一に温度調整する
ことが可能である。Further, the plasma processing apparatus according to the present invention comprises:
The surface temperature adjusting means of the annular member may be a temperature adjusting means using at least one of a heater, a lamp, and a heat medium. According to such a configuration, by appropriately combining and using the plurality of heat sources, it is possible to efficiently and uniformly adjust the temperature of the entire surface of the annular member.
【００１４】また、本発明によるプラズマ処理装置は、
上記円環状部材表面に凹凸を有することを特徴としてい
る。かかる構成によれば、上記の凹凸構造により上記円
環状部材の実効表面積を大きくすることができ、効率良
く活性種制御が可能である。Further, the plasma processing apparatus according to the present invention comprises:
The surface of the annular member has irregularities. According to such a configuration, the effective surface area of the annular member can be increased by the uneven structure, and active species control can be performed efficiently.
【００１５】また、本発明によるプラズマ処理装置は、
上記プラズマ中の活性種の分布状態をモニターして、こ
の活性種の分布状態に応じて上記円環状部材に印加する
上記高周波バイアス電力や上記円環状部材の表面温度を
フィードバック制御する手段を備えることができる。か
かる構成によれば、上記被加工試料（ウエハ）の表面処
理中において、上記プラズマの変動に伴う活性種濃度分
布の変動、特にフッ素ラジカル濃度分布の変動をモニタ
ーして、上記円環状部材に印加する上記高周波バイアス
電力や上記円環状部材の表面温度にフィードバック制御
をかけることにより、常に安定で均一な表面処理を行な
うことが可能となる。Further, the plasma processing apparatus according to the present invention comprises:
Means for monitoring the distribution state of the active species in the plasma and feedback-controlling the high-frequency bias power applied to the annular member and the surface temperature of the annular member according to the distribution state of the active species; Can be. According to this configuration, during the surface treatment of the sample to be processed (wafer), the fluctuation of the active species concentration distribution due to the fluctuation of the plasma, particularly the fluctuation of the fluorine radical concentration distribution, is monitored and applied to the annular member. By applying feedback control to the high-frequency bias power and the surface temperature of the annular member, stable and uniform surface treatment can always be performed.
【００１６】また、本発明によるプラズマ処理装置にお
ける上記円環状部材は、シリコン，炭化シリコン，カー
ボン，シリコン窒化膜，アルミニウム，ステンレス，酸
化シリコン，酸化アルミニウムを主体とした材料で構成
させることができる。かかる構成によれば、上記円環状
部材の材質を適宜変更することで、フッ素ラジカルの消
費効率を向上させ、窒化膜エッチング速度の均一性を実
現できる。The annular member in the plasma processing apparatus according to the present invention can be made of a material mainly composed of silicon, silicon carbide, carbon, a silicon nitride film, aluminum, stainless steel, silicon oxide, and aluminum oxide. According to this configuration, by appropriately changing the material of the annular member, the consumption efficiency of fluorine radicals can be improved, and the uniformity of the nitride film etching rate can be realized.
【００１７】また、本発明によるプラズマ処理装置にお
いて、上記円環状部材の幅は５ｍｍから２００ｍｍの範
囲内であり、その高さは０ｍｍから９０ｍｍの範囲内に
設定されることが望ましい。かかる構成によれば、上記
円環状部材の幅と高さを上記範囲内で変更することによ
って処理条件を変更した場合でも、効率よく活性種の制
御が可能となる。In the plasma processing apparatus according to the present invention, it is desirable that the width of the annular member is set within a range of 5 mm to 200 mm, and the height is set within a range of 0 mm to 90 mm. According to such a configuration, even when the processing conditions are changed by changing the width and height of the annular member within the above range, it is possible to efficiently control the active species.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、実施例を上げ、図面を参照して詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
【００１９】図１に、本発明の一実施になるプラズマ処
理装置(エッチング装置)の概略構成を示す。本実施例で
は、真空容器１の周囲に、空心コイル２が設置されてい
る。真空容器１内にガス導入管３から原料ガスを導入
し、同軸線路４を介して電磁波放射アンテナ(円板状導
体板)１４に５００ＭＨｚのＵＨＦ電源５からの電磁波
を供給し、該供給電磁波と空心コイル２により印加され
ている磁場との相互作用によって真空容器１内にＥＣＲ
プラズマを発生させる。真空容器１内には下部電極６が
設けられており、その上に被加工試料(ウエハ)７が載置
される。下部電極６には８００ＫＨｚの高周波バイアス
電源８がブロッキングコンデンサ９を介して接続されて
おり、これによってウエハ７に印加される約１ｋＶ〜２
ｋＶの高周波バイアス電圧(Ｖｐｐ)により、プラズマ中
のイオンをウエハ７表面に引き込んでエッチングを行な
う。本実施例では、上記原料ガスとしてＣ4Ｆ8とＡｒと
の混合ガスを真空容器１内に導入し、真空排気系１０と
真空容器１との間に設けられたコンダクタンスバルブ１
１によって真空容器１内の圧力が５〜２０ｍＴｏｒｒに
なるように調整し、ウエハ７表面のシリコン酸化膜のエ
ッチングを行なった。FIG. 1 shows a schematic configuration of a plasma processing apparatus (etching apparatus) according to one embodiment of the present invention. In this embodiment, an air-core coil 2 is installed around a vacuum vessel 1. A raw material gas is introduced into the vacuum vessel 1 from a gas introduction pipe 3, and an electromagnetic wave from a 500 MHz UHF power supply 5 is supplied to an electromagnetic wave radiating antenna (disc-shaped conductor plate) 14 via a coaxial line 4. Interaction with the magnetic field applied by the air-core coil 2 causes the ECR
Generates plasma. A lower electrode 6 is provided in the vacuum vessel 1, and a sample to be processed (wafer) 7 is placed thereon. An 800 KHz high frequency bias power supply 8 is connected to the lower electrode 6 via a blocking capacitor 9, whereby about 1 kV to 2 kV applied to the wafer 7 is applied.
With the high frequency bias voltage (Vpp) of kV, ions in the plasma are drawn into the surface of the wafer 7 to perform etching. In this embodiment, a mixed gas of C 4 F 8 and Ar is introduced into the vacuum vessel 1 as the raw material gas, and the conductance valve 1 provided between the vacuum exhaust system 10 and the vacuum vessel 1 is introduced.
1, the pressure in the vacuum vessel 1 was adjusted to 5 to 20 mTorr, and the silicon oxide film on the surface of the wafer 7 was etched.
【００２０】次に、電磁波供給系について詳説する。Ｕ
ＨＦ電源５で発生した５００ＭＨｚの電磁波は、同軸線
路４を介して、アース電位導体板１２上に誘電体１３を
介して設けらたアルミニウム製の円板状導体板１４から
なる三層構造のマイクロストリップ型電磁波放射アンテ
ナに供給される。ここで、円板状導体板１４の直径をあ
る特性長に設定しておくことにより、円板状導体板１４
と誘電体１３との界面に励振モードが形成される。本実
施例では、ＴＭ０１モードの励振が可能な直径約２５ｃ
ｍの円板状の導体板を用いている。このアース電位導体
板１２／誘電体１３／円板状導体板１４なる三層構造の
マイクロストリップアンテナ（ＭＳＡ）においては、円
板状導体板１４への給電点位置によって該給電点からの
インピーダンスが変化する。その値は、一般的に導体板
の中心位置から導体板の周端までで、０から約３００Ω
である。したがって、インピーダンス整合をとり高効率
で電磁波を導体板１４の裏面まで伝送してプラズマを発
生維持させるために、図１に示すように、導体板１４の
中心点を避けた偏心点に同心円状に給電を行ない、高い
軸対称性と放射効率とを達成している。また、図示して
ないが、同軸線路４からの電磁波の伝送線路を２系統に
分割し、その一方を他方よりも４分の１波長分だけ長い
線路としておき、円板状導体板１４上の２点に給電する
ことも可能である。このように２系統の伝送線路長を４
分の１波長分だけずらしておくことにより供給電磁波の
位相を互いに９０度ずらすことができ、円板状導体板１
４上で回転電場を合成して、円偏波を励起することがで
きる。これにより、放射電界の軸対称性と、電子サイク
ロトロン共鳴による電磁波の電子の運動エネルギーへの
変換効率が向上する。Next, the electromagnetic wave supply system will be described in detail. U
The electromagnetic wave of 500 MHz generated by the HF power supply 5 passes through the coaxial line 4, and has a three-layer microstructure composed of an aluminum disc-shaped conductor plate 14 provided on a ground potential conductor plate 12 via a dielectric 13. It is supplied to a strip type electromagnetic wave radiation antenna. Here, by setting the diameter of the disc-shaped conductor plate 14 to a certain characteristic length, the disc-shaped conductor plate 14
An excitation mode is formed at the interface between the substrate and the dielectric 13. In the present embodiment, the diameter of about 25c capable of exciting the TM01 mode
An m-shaped disc-shaped conductor plate is used. In a microstrip antenna (MSA) having a three-layer structure including the ground potential conductor plate 12, the dielectric 13 and the disc-shaped conductor plate 14, the impedance from the feed point to the disc-shaped conductor plate 14 depends on the position of the feed point. Change. The value is generally from 0 to about 300Ω from the center position of the conductor plate to the peripheral edge of the conductor plate.
It is. Therefore, in order to transmit the electromagnetic wave to the back surface of the conductor plate 14 with high efficiency and to generate and maintain the plasma with impedance matching, as shown in FIG. Power is supplied to achieve high axial symmetry and radiation efficiency. Although not shown, the transmission line of the electromagnetic wave from the coaxial line 4 is divided into two lines, one of which is longer than the other by a quarter wavelength, and It is also possible to supply power to two points. Thus, the transmission line length of the two systems is set to 4
The phase of the supplied electromagnetic waves can be shifted by 90 degrees from each other by shifting by one-half wavelength.
4 can be combined with a rotating electric field to excite circularly polarized waves. As a result, the axial symmetry of the radiated electric field and the efficiency of conversion of electromagnetic waves into kinetic energy of electrons by electron cyclotron resonance are improved.
【００２１】次に、原料ガスの導入系について説明す
る。原料ガスは、ガス導入管３によりアース電位導体板
１２の裏面から導入される。ＴＭ０１モードを励振する
場合、円板状導体板１４の中心点からずれた位置に、円
周状に電界の節が存在する。従って、図１に示すよう
に、電界強度の最小となる位置からガスを導入すること
で局所放電を防止できる。また、円板状導体板１４に
は、導入ガスを収容する内部空間が設けられており、円
板状導体板１４の表面(下面)に設けられた少なくとも１
０個以上の微小孔から導入ガスの真空容器１内への均一
分散を行なえる構造となっている。また、円板状導体板
１４の表面(下面)には上記の微小孔に対応した位置にそ
れぞれガス通過孔を有するシリコン円板１５が固定され
ており、これにより、プラズマ中で発生し、レジストマ
スクやシリコン窒化膜とシリコン酸化膜とのエッチング
選択比を低下させる原因となるフッ素ラジカルを消費で
きる構造となっている。さらに、円板状導体板１４に
は、図示されていない温度調整手段により適当な温度に
調整された熱媒を適当な熱媒導入管を介して導入するこ
とが可能になっており、これによりシリコン円板１５の
表面を所望の温度に調節可能である。Next, a system for introducing a source gas will be described. The source gas is introduced from the back surface of the ground potential conductor plate 12 by the gas introduction pipe 3. When the TM01 mode is excited, a node of the electric field exists at a position shifted from the center point of the disc-shaped conductor plate 14 in a circumferential shape. Therefore, as shown in FIG. 1, local discharge can be prevented by introducing a gas from a position where the electric field intensity is minimum. Further, the disc-shaped conductor plate 14 is provided with an internal space for accommodating the introduced gas, and at least one of the disc-shaped conductor plates 14 provided on the surface (lower surface) of
The structure is such that the introduced gas can be uniformly dispersed into the vacuum vessel 1 from zero or more micropores. On the surface (lower surface) of the disk-shaped conductor plate 14, silicon disks 15 each having a gas passage hole at a position corresponding to the above-mentioned minute hole are fixed. The structure is such that fluorine radicals that cause a decrease in the etching selectivity between the mask and the silicon nitride film and the silicon oxide film can be consumed. Further, it is possible to introduce a heat medium adjusted to an appropriate temperature by a temperature adjusting means (not shown) into the disc-shaped conductor plate 14 through an appropriate heat medium introducing pipe. The surface of the silicon disk 15 can be adjusted to a desired temperature.
【００２２】被加工試料設置手段である下部電極６の上
面中央部には、被加工試料（半導体ウエハ）７を保持す
るためのチャック部１６が設けられている。チャック機
構としては例えば静電チャックが用いられる。この静電
チャックは、ウエハ７を保持する上面が、例えば窒化ア
ルミニウム等のセラミックス薄膜２枚の間に銅薄膜等の
導体薄膜を挟みこんだ構造になっており、上記導体薄膜
への電圧供給リード線はコイル等から構成された低周波
通過フィルタを介して直流電圧源につながっている。な
お、ウエハ７のチャック機構は、クランプ部材により機
械的にクランプするメカニカルチャックでも良い。ま
た、チャック部１６には図示されていない伝熱ガス供給
孔が設けられており、該伝熱ガス供給孔に例えばヘリウ
ムガス等の伝熱性の良いガスを供給することにより、被
加工試料（ウエハ）７から下部電極６への熱伝導効率を
向上させることができる。A chuck 16 for holding a sample (semiconductor wafer) 7 to be processed is provided at the center of the upper surface of the lower electrode 6 serving as the sample setting means. For example, an electrostatic chuck is used as the chuck mechanism. This electrostatic chuck has a structure in which a conductive thin film such as a copper thin film is sandwiched between two ceramic thin films such as, for example, aluminum nitride on the upper surface holding the wafer 7, and a voltage supply lead to the conductive thin film is provided. The wire is connected to a DC voltage source via a low frequency pass filter composed of a coil or the like. Note that the chuck mechanism of the wafer 7 may be a mechanical chuck that mechanically clamps with a clamp member. Further, a heat transfer gas supply hole (not shown) is provided in the chuck section 16, and a sample having a good heat transfer property such as helium gas is supplied to the heat transfer gas supply hole, thereby forming a sample to be processed (wafer). ) The heat conduction efficiency from 7 to the lower electrode 6 can be improved.
【００２３】また、下部電極６上に載置された被加工試
料（ウエハ）７の外周には、円環状部材（以下、フォー
カスリングと呼ぶ）１７が配置されている。このフォー
カスリング１７は導体または絶縁体からなっており、そ
れには高周波バイアス電力の供給手段（高周波バイアス
電源８’及びブロッキングコンデンサ９’からなる）が
設けられていて、それによる高周波バイアス電力の印加
によって、プラズマ中のラジカル濃度分布を均一にする
機能を備えている。なお、図示していないが、下部電極
６の静電チャック部１６に印加する高周波バイアス電力
をコンデンサを用いて分割してフォーカスリングに供給
することも可能である。この場合、電力の分割比は、ウ
エハ７前面のシース容量と上記コンデンサの容量との比
率で決定されるので、フォーカスリング１７に印加する
高周波バイアス電力を変更するには、上記の電力分割用
のコンデンサを可変容量のものとしておくのが良い。図
２に、発生プラズマ中のフッ素ラジカル濃度のウエハ中
心からの半径方向分布を示す。プラズマガスとしてはＡ
ｒ４００ｓｃｃｍにＣ4Ｆ8を２０ｓｃｃｍ添加したもの
を用い、圧力を２０ｍＴｏｒｒに調整して、プラズマを
発生させた。フォーカスリング１７を用いない場合、ウ
エハ中心におけるフッ素ラジカルフラックスは約１．１
×１０16ｃｍ-2であるのに対して、８インチウエハ周辺
では約３．０×１０16ｃｍ-2とおよそ３倍程度多い値を
示している。これに対し、外径３００ｍｍ，内径２０５
ｍｍのシリコン製のフォーカスリングに高周波バイアス
電力を３００Ｗ印加して、イオンの加速電圧を４００Ｖ
として動作させた場合、フッ素ラジカルフラックスは、
ウエハ中心では１．０×１０16ｃｍ-2、ウエハ周辺では
１．１×１０16ｃｍ-2と、その均一性において大きく改
善されている。これは、フォーカスリング１７を用いな
い場合には、プラズマ中で解離生成されたフッ素ラジカ
ルが、空間の多いウエハ周辺部では多くなり、ウエハ中
央部では減少するが、フォーカスリング１７を設置し
て、該フォーカスリングへのイオンの入射を促すことに
よって、該フォーカスリングの表面で、それを構成して
いるシリコンとフッ素ラジカルとが反応して例えば四フ
ッ化シリコンとなるため、フッ素ラジカル濃度がウエハ
周辺部で減少するためである。また、図３は、８インチ
ウエハ面内でのシリコン窒化膜のエッチング速度の差と
フォーカスリングへのイオンの加速電圧との関係を示し
たグラフである。フォーカスリングへのイオンの加速電
圧を増大させるに従い、シリコン窒化膜のウエハ面内で
のエッチング速度の差は減少している。フォーカスリン
グが無い場合には、シリコン窒化膜のウエハ面内でのエ
ッチング速度差は２３ｎｍであったが、フォーカスリン
グを設置してイオンの加速電圧を４００Ｖまで増大させ
ると、エッチング速度差は５ｎｍとなり、エッチング速
度の均一性が向上していることがわかる。ただしこの関
係は、プラズマガス，ＵＨＦ電力，ガス圧力などの処理
条件やフォーカスリングの材質により異なる。従って、
シリコン窒化膜のエッチング処理の均一性を所望の値に
するためには、処理条件，フォーカスリングへのイオン
の加速電圧及びフォーカスリング材質に関する情報を、
ダミーウエハの処理、もしくは、計算機シミュレーショ
ンにより予め把握しておき、適宜上記の処理条件等を変
更してやるようにするのが望ましい。An annular member (hereinafter, referred to as a focus ring) 17 is arranged on the outer periphery of the workpiece (wafer) 7 placed on the lower electrode 6. The focus ring 17 is made of a conductor or an insulator, and is provided with a high-frequency bias power supply means (consisting of a high-frequency bias power supply 8 ′ and a blocking capacitor 9 ′). And a function of making the radical concentration distribution in the plasma uniform. Although not shown, the high frequency bias power applied to the electrostatic chuck section 16 of the lower electrode 6 can be divided and supplied to the focus ring using a capacitor. In this case, since the power division ratio is determined by the ratio between the sheath capacitance on the front surface of the wafer 7 and the capacitance of the capacitor, changing the high-frequency bias power applied to the focus ring 17 requires the above-mentioned power division. It is good to make a capacitor of a variable capacity. FIG. 2 shows the radial distribution of the fluorine radical concentration in the generated plasma from the center of the wafer. A as plasma gas
Plasma was generated by adjusting the pressure to 20 mTorr by using a material obtained by adding 20 sccm of C 4 F 8 to 400 sccm of r. When the focus ring 17 is not used, the fluorine radical flux at the center of the wafer is about 1.1.
Whereas a × 10 16 cm -2, the 8-inch wafer peripheral shows about 3.0 × 10 16 cm -2 and about three times greater value. In contrast, an outer diameter of 300 mm and an inner diameter of 205 mm
mm high-frequency bias power is applied to the silicon focus ring, and the ion acceleration voltage is 400 V.
When operated as, the fluorine radical flux is
The uniformity is greatly improved to 1.0 × 10 16 cm −2 at the center of the wafer and 1.1 × 10 16 cm −2 at the periphery of the wafer. This is because, when the focus ring 17 is not used, fluorine radicals generated by dissociation in the plasma increase in the peripheral portion of the wafer having a large space and decrease in the central portion of the wafer. By stimulating the incidence of ions on the focus ring, the silicon constituting the focus ring reacts with fluorine radicals on the surface of the focus ring to become, for example, silicon tetrafluoride. This is because it is reduced in parts. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the difference in the etching rate of the silicon nitride film within the plane of the 8-inch wafer and the acceleration voltage of ions to the focus ring. As the acceleration voltage of ions to the focus ring is increased, the difference in the etching rate of the silicon nitride film within the wafer surface is decreasing. In the absence of the focus ring, the difference in the etching rate of the silicon nitride film on the wafer surface was 23 nm. However, when the focus ring was installed and the acceleration voltage of the ions was increased to 400 V, the difference in the etching rate was 5 nm. It can be seen that the uniformity of the etching rate was improved. However, this relationship differs depending on processing conditions such as plasma gas, UHF power, and gas pressure, and the material of the focus ring. Therefore,
In order to set the uniformity of the etching process of the silicon nitride film to a desired value, information on the processing conditions, the acceleration voltage of ions to the focus ring, and the material of the focus ring are required.
It is preferable that the processing conditions of the dummy wafer be grasped in advance by processing of the dummy wafer or by computer simulation, and the above processing conditions and the like be appropriately changed.
【００２４】図１に戻って、下部電極６上の静電チャッ
ク部１６にはブロッキングコンデンサ９および図示され
てないインピーダンス整合器を介して、例えば８００ｋ
Ｈｚの高周波バイアスを印加できるようになっている。
処理時には、上記したＭＳＡからの放射電磁波と空心コ
イル２による印加磁場との相互作用によりプラズマを発
生させ、静電チャック部１６に高周波バイアス電力を印
加することによって、プラズマ中の生成イオンを被加工
試料７中に加速入射させて、エッチング処理を施す。Returning to FIG. 1, the electrostatic chuck section 16 on the lower electrode 6 is connected to the electrostatic chuck section 16 via a blocking capacitor 9 and an impedance matching device (not shown), for example, at 800 k.
Hz high frequency bias can be applied.
At the time of processing, plasma is generated by the interaction between the electromagnetic wave radiated from the MSA and the magnetic field applied by the air-core coil 2, and high-frequency bias power is applied to the electrostatic chuck unit 16, so that ions generated in the plasma are processed. The sample 7 is accelerated and incident, and an etching process is performed.
【００２５】図４には、フォーカスリング１７に高周波
バイアス電力を印加する代わりに、フォーカスリング１
７表面の温度調整を行なうことによって、上記同様の効
果を持たせるようにした実施例を示す。フォーカスリン
グ１７の裏面に、適度に温度調整された熱媒を導入する
ための熱媒導入管１８を設置して、フォーカスリング１
７表面の温度調整を行なう。この表面温度の調整によっ
て、フォーカスリング１７表面への堆積膜の堆積を抑制
し、ウエハ周辺領域のフッ素ラジカルの消費を促進させ
て、ウエハ周辺での窒化膜エッチング速度を低減させる
ことができる。In FIG. 4, instead of applying high frequency bias power to the focus ring 17, focus ring 1 is used.
An embodiment in which the same effect as described above is obtained by adjusting the temperature of the surface 7 will be described. On the back surface of the focus ring 17, a heat medium introduction pipe 18 for introducing a heat medium whose temperature is appropriately adjusted is installed, and the focus ring 1 is
7 The temperature of the surface is adjusted. By adjusting the surface temperature, the deposition of the deposited film on the surface of the focus ring 17 can be suppressed, the consumption of fluorine radicals in the peripheral region of the wafer can be promoted, and the etching rate of the nitride film around the wafer can be reduced.
【００２６】さらに、図示はしないが、フォーカスリン
グ１７への高周波バイアス電力印加手段とフォーカスリ
ング１７の表面温度調整手段とを併設させた構成を採る
こともできる。かかる構成により、上記した高周波バイ
アス電力印加効果に加えて、表面温度調整の効果をも合
わせて得ることができ、安定なエッチング処理を実現で
きる。Further, although not shown, a configuration in which a means for applying high-frequency bias power to the focus ring 17 and a means for adjusting the surface temperature of the focus ring 17 may be employed. With such a configuration, in addition to the above-described effect of applying the high-frequency bias power, the effect of adjusting the surface temperature can be obtained, and a stable etching process can be realized.
【００２７】図５に、図１の構成に加えて、プラズマ中
のラジカル濃度分布をモニターする機能を付加して、フ
ォーカスリング１７への高周波バイアス電力印加及びフ
ォーカスリング１７の表面温度調整にフィードバックさ
せるように構成した実施例である。例えば、被加工試料
７の処理中に、プラズマの変動等の要因によりフッ素ラ
ジカルの試料の径方向での分布の均一性が低下した場
合、試料７中心部と周辺部とのラジカル濃度差をラジカ
ル分布モニター手段により検出し、検出濃度差に見合う
高周波バイアス電力をフォーカスリング１７へ印加する
ことで、イオンの加速電圧を制御する。本実施例の場
合、ラジカル分布モニター手段として、ラジカルからの
発光を測定する方式を採っている。ウエハ表面近傍から
の発光を光学系１９を介して分光器２０に導入して光電
子増倍管２１で検出し、この検出信号をパーソナルコン
ピュータ２２に取り込んで演算処理することにより、ラ
ジカルの濃度分布を測定し、この濃度分布が均一になる
ようにフォーカスリング１７への高周波バイアス電力印
加を制御する。これにより、図３に示したようにウエハ
面内での窒化膜のエッチング速度の差はフォーカスリン
グ１７へのイオンの加速電圧に依存するため、予めダミ
ーウエハを使って条件出しを行なっておく必要がなく、
さらに処理中の微妙な条件変動に対しても安定なエッチ
ング処理を高精度で行なうことが可能となる。In FIG. 5, in addition to the configuration of FIG. 1, a function of monitoring the radical concentration distribution in the plasma is added, and the feedback to the application of the high-frequency bias power to the focus ring 17 and the adjustment of the surface temperature of the focus ring 17 is performed. This is an embodiment configured as described above. For example, when the uniformity of the distribution of the fluorine radicals in the radial direction of the sample is reduced during processing of the sample to be processed 7 due to a change in plasma or the like, the radical concentration difference between the central portion and the peripheral portion of the sample 7 is calculated as the radical concentration. The ion accelerating voltage is controlled by applying to the focus ring 17 a high frequency bias power that is detected by the distribution monitoring means and matches the detected density difference. In the case of this embodiment, a method of measuring light emission from radicals is employed as the radical distribution monitoring means. Light emitted from the vicinity of the wafer surface is introduced into a spectroscope 20 via an optical system 19 and detected by a photomultiplier tube 21. The detection signal is taken into a personal computer 22 and subjected to arithmetic processing to obtain a radical concentration distribution. Measurement is performed, and the application of high-frequency bias power to the focus ring 17 is controlled so that the concentration distribution becomes uniform. As a result, as shown in FIG. 3, the difference in the etching rate of the nitride film in the wafer plane depends on the acceleration voltage of the ions to the focus ring 17, and it is necessary to determine the conditions in advance using a dummy wafer. Not
Further, stable etching processing can be performed with high accuracy even for subtle condition fluctuations during processing.
【００２８】[0028]
【発明の効果】本発明によれば、ＭＳＡ構造を有し、上
記ＭＳＡと被加工試料設置手段である下部電極との間隔
が５０ｍｍから１００ｍｍであるＵＨＦ帯ＥＣＲ型エッ
チング装置において問題となっていたラジカル分布の不
均一性に起因する被加工試料のエッチング速度の試料面
内での不均一性が大きく低減され、処理歩留まりの向上
に大きく貢献できる。According to the present invention, there has been a problem in a UHF band ECR type etching apparatus having an MSA structure and in which the distance between the MSA and the lower electrode serving as a sample setting means is 50 mm to 100 mm. The non-uniformity of the etching rate of the sample to be processed in the sample surface due to the non-uniformity of the radical distribution is greatly reduced, which can greatly contribute to the improvement of the processing yield.
【００２９】以上のことから、例えばフロロカーボンガ
スを用いたシリコン酸化膜のエッチング処理工程におい
て、１２インチ以上の大口径ウエハを用いる場合でも
０．２マイクロメートル以下の超精密加工を高均一かつ
高精度という二つの要求を同時に満たして実現すること
ができる。From the above, for example, in the process of etching a silicon oxide film using fluorocarbon gas, even when a large-diameter wafer of 12 inches or more is used, ultra-precision processing of 0.2 μm or less is performed with high uniformity and high precision. And fulfill the two requirements at the same time.
【図１】本発明の一実施例になるプラズマ処理装置(ド
ライエッチング装置)の概略構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus (dry etching apparatus) according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１に示した装置におけるフォーカスリング１
７に高周波バイアス電力を印加した場合の試料(ウエハ)
７面内でのフッ素ラジカルの濃度分布を示す図。FIG. 2 shows a focus ring 1 in the apparatus shown in FIG.
7 (wafer) when high frequency bias power is applied to 7
The figure which shows the concentration distribution of the fluorine radical in seven planes.
【図３】試料(ウエハ)７面内での窒化膜エッチング速度
の差とフォーカスリング１７へのイオンの加速電圧との
関係を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a difference in a nitride film etching rate in the surface of a sample (wafer) 7 and an acceleration voltage of ions to a focus ring 17;
【図４】本発明の他の一実施例になるプラズマ処理装置
(ドライエッチング装置)の概略構成図。FIG. 4 is a plasma processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a (dry etching apparatus).
【図５】本発明のさらに他の一実施例になるプラズマ処
理装置(ドライエッチング装置)の概略構成図。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus (dry etching apparatus) according to still another embodiment of the present invention.
１： 真空容器， ２： 空心コイ
ル，３： ガス導入管， ４： 同軸
線路，５： ５００ＭＨｚ電源， ６： 下
部電極，７： 半導体ウエハ， ８：
高周波バイアス電源，８’： 高周波バイアス電源，
９： ブロッキングコンデンサ，９’： ブロッ
キングコンデンサ， １０： 真空排気系，１１： コ
ンダクタンスバルブ， １２： アース電位導体，
１３： 誘電体， １４： 円板状
導体板，１５： シリコン円板， １６：
試料チャック部，１７： フォーカスリング，
１８： 熱媒導入管，１９： 光学系，
２０： 分光器，２１： 光電子増倍管，
２２： パーソナルコンピュータ。1: vacuum vessel, 2: air-core coil, 3: gas inlet tube, 4: coaxial line, 5: 500 MHz power supply, 6: lower electrode, 7: semiconductor wafer, 8:
High frequency bias power supply, 8 ': High frequency bias power supply,
9: blocking capacitor, 9 ′: blocking capacitor, 10: evacuation system, 11: conductance valve, 12: ground potential conductor,
13: Dielectric, 14: Disc-shaped conductor plate, 15: Silicon disc, 16:
Sample chuck, 17: focus ring,
18: heat medium introduction tube, 19: optical system,
20: spectroscope, 21: photomultiplier tube,
22: Personal computer.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 清二 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 伊澤 勝 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 田地 新一 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Ｆターム(参考） 5F004 AA01 BA20 BB11 BB13 BB14 BB22 BB29 CA03 CA06 CA09 CB02 DA00 DA23 DB03 EB03 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Seiji Yamamoto 1-280 Higashi-Koigakubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Hitachi, Ltd. Central Research Laboratory (72) Inventor Masaru Izawa 1-280 Higashi-Koigakubo, Kokubunji-shi, Tokyo Hitachi Central Research Laboratory (72) Inventor Shinichi Taji 1-280 Higashi Koikekubo, Kokubunji-shi, Tokyo F-term (reference) 5F004 AA01 BA20 BB11 BB13 BB14 BB22 BB29 CA03 CA06 CA09 CB02 DA00 DA23 DB03 EB03
Claims (12)
真空容器と、上記真空容器内に原料ガスを導入するため
のガス導入手段と、上記真空容器内に被加工試料を設置
する手段と、上記真空容器内に高周波電力を導入する手
段とを有し、上記のガス導入手段によって上記真空容器
内に導入された上記原料ガスを上記高周波電力でプラズ
マ化し、上記プラズマによって上記被加工試料の表面処
理を行うプラズマ処理装置において、上記被加工試料設
置手段の周囲に、上記プラズマ中で生成される活性種を
制御するための活性種制御手段を設けてなることを特徴
とするプラズマ処理装置。A vacuum vessel evacuated by vacuum evacuation means, gas introduction means for introducing a source gas into the vacuum vessel, means for setting a sample to be processed in the vacuum vessel, Means for introducing high-frequency power into the vacuum vessel, the source gas introduced into the vacuum vessel by the gas introducing means is turned into plasma with the high-frequency power, and the plasma is used for surface treatment of the sample to be processed. A plasma processing apparatus, comprising: an active species control means for controlling active species generated in the plasma around the workpiece setting means.
て、上記被加工試料に高周波バイアス電力を印加する手
段をさらに付設してなることを特徴とするプラズマ処理
装置。2. The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising means for applying high-frequency bias power to said sample to be processed.
真空容器と、上記真空容器内に原料ガスを導入するため
のガス導入手段と、上記真空容器内に被加工試料を設置
する手段と、上記真空容器内に周波数が３００ＭＨｚ〜
１ＧＨｚの電磁波を導入するための導体板と誘電体とア
ース電位導体との３層構造からなる電磁波導入手段とを
有し、上記のガス導入手段によって上記真空容器内に導
入された上記原料ガスを上記の導入電磁波でプラズマ化
し、上記プラズマにより上記被加工試料の表面処理を行
うプラズマ処理装置において、上記被加工試料に高周波
バイアス電力を印加する手段を付設すると共に、上記被
加工試料設置手段の周囲に円環状部材を配置し、上記円
環状部材に高周波バイアス電力を印加する手段をさらに
付設してなることを特徴とするプラズマ処理装置。3. A vacuum vessel evacuated by vacuum evacuation means, gas introduction means for introducing a source gas into the vacuum vessel, means for setting a sample to be processed in the vacuum vessel, Frequency is 300MHz ~ in vacuum vessel
A conductor plate for introducing an electromagnetic wave of 1 GHz, an electromagnetic wave introducing means having a three-layer structure of a dielectric and a ground potential conductor, and the source gas introduced into the vacuum vessel by the gas introducing means; In the plasma processing apparatus for converting the introduced electromagnetic wave into plasma and performing the surface treatment of the sample to be processed with the plasma, a means for applying a high-frequency bias power to the sample to be processed is added, and And a means for applying high-frequency bias power to the annular member is further provided.
真空容器と、上記真空容器内に原料ガスを導入するため
のガス導入手段と、上記真空容器内に被加工試料を設置
する手段と、上記真空容器内に周波数が３００ＭＨｚ〜
１ＧＨｚの電磁波を導入するための導体板と誘電体とア
ース電位導体との３層構造からなる電磁波導入手段とを
有し、上記のガス導入手段によって上記真空容器内に導
入された上記原料ガスを上記の導入電磁波でプラズマ化
し、上記プラズマにより上記被加工試料の表面処理を行
うプラズマ処理装置において、上記被加工試料に高周波
バイアス電力を印加する手段を付設すると共に、上記被
加工試料設置手段の周囲に円環状部材を配置し、上記円
環状部材の表面温度を調整する手段をさらに付設してな
ることを特徴とするプラズマ処理装置。4. A vacuum vessel evacuated by vacuum evacuation means, gas introduction means for introducing a raw material gas into the vacuum vessel, means for setting a sample to be processed in the vacuum vessel, Frequency is 300MHz ~ in vacuum vessel
A conductor plate for introducing an electromagnetic wave of 1 GHz, an electromagnetic wave introducing means having a three-layer structure of a dielectric and a ground potential conductor, and the source gas introduced into the vacuum vessel by the gas introducing means; In the plasma processing apparatus for converting the introduced electromagnetic wave into plasma and performing the surface treatment of the sample to be processed with the plasma, a means for applying a high-frequency bias power to the sample to be processed is added, and And a means for adjusting the surface temperature of the annular member is further provided.
て、上記円環状部材の表面温度を調整する手段をさらに
付設してなることを特徴とするプラズマ処理装置。5. The plasma processing apparatus according to claim 3, further comprising means for adjusting a surface temperature of said annular member.
理装置において、上記円環状部材に高周波バイアス電力
を印加する手段は、上記被加工試料に高周波バイアス電
力を印加する手段によって上記被加工試料に印加する高
周波バイアス電力を分配して上記円環状部材に印加する
ものであることを特徴とするプラズマ処理装置。6. The plasma processing apparatus according to claim 3, wherein said means for applying high-frequency bias power to said annular member comprises means for applying high-frequency bias power to said sample to be processed. A plasma processing apparatus for distributing high-frequency bias power applied to the annular member and applying the same to the annular member.
理装置において、上記円環状部材の表面温度を調整する
手段は、ヒーター，ランプ，熱媒のうちの少なくとも１
つを用いた温度調整手段であることを特徴とするプラズ
マ処理装置。7. The plasma processing apparatus according to claim 4, wherein the means for adjusting the surface temperature of the annular member comprises at least one of a heater, a lamp, and a heat medium.
A plasma processing apparatus, comprising:
に記載のプラズマ処理装置において、上記円環状部材
は、その表面に凹凸を有するものであることを特徴とす
るプラズマ処理装置。8. A plasma processing apparatus according to claim 3, wherein said annular member has irregularities on its surface.
か一つに記載のプラズマ処理装置において、上記プラズ
マ中の活性種の分布状態をモニターし、その変動量に応
じて上記円環状部材に印加する高周波バイアス電力を調
整する手段をさらに付設してなることを特徴とするプラ
ズマ処理装置。9. The plasma processing apparatus according to claim 3, wherein a distribution state of the active species in the plasma is monitored, and the distribution of the active species in the plasma is monitored. A plasma processing apparatus, further comprising means for adjusting a high frequency bias power applied to an annular member.
処理装置において、上記プラズマ中の活性種の分布状態
をモニターし、その変動量に応じて上記円環状部材の表
面温度を調整する手段による調整温度を制御する手段を
さらに付設してなることを特徴とするプラズマ処理装
置。10. The plasma processing apparatus according to claim 4, wherein a distribution state of the active species in the plasma is monitored, and a surface temperature of the annular member is adjusted according to a variation amount of the active species. A plasma processing apparatus, further comprising means for controlling an adjustment temperature.
一つに記載のプラズマ処理装置において、上記円環状部
材が、シリコン，炭化シリコン，カーボン，シリコン窒
化膜，アルミニウム，ステンレス，酸化シリコン，酸化
アルミニウムを主体とした材料からなっていることを特
徴とするプラズマ処理装置。11. The plasma processing apparatus according to claim 3, wherein said annular member is made of silicon, silicon carbide, carbon, a silicon nitride film, aluminum, stainless steel, silicon oxide, A plasma processing apparatus comprising a material mainly composed of aluminum oxide.
一つに記載のプラズマ処理装置において、上記円環状部
材の幅が５ｍｍから２００ｍｍの範囲内であり、高さが
０ｍｍから９０ｍｍの範囲内であることを特徴とするプ
ラズマ処理装置。12. A plasma processing apparatus according to claim 3, wherein said annular member has a width in a range of 5 mm to 200 mm and a height in a range of 0 mm to 90 mm. A plasma processing apparatus characterized in that:
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Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001039559A1 (en) * | 1999-11-25 | 2001-05-31 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for plasma treatment |
| EP1172132A2 (en) | 2000-06-19 | 2002-01-16 | Sony Computer Entertainment Inc. | Entertainment system, recording medium |
| JP2002184599A (en) * | 2000-12-19 | 2002-06-28 | Tokyo Electron Ltd | Plasma device |
| KR20020077967A (en) * | 2001-04-03 | 2002-10-18 | 아남반도체 주식회사 | Dry etcher using plasma |
| JP2003163204A (en) * | 2001-11-28 | 2003-06-06 | Hitachi Ltd | Plasma treating device |
| JP2004235545A (en) * | 2003-01-31 | 2004-08-19 | Hitachi High-Technologies Corp | Device and method for processing plasma |
| KR20050053076A (en) * | 2003-12-02 | 2005-06-08 | 주식회사 아이피에스 | A thin-film manufacture apparatus of semiconductor substrate |
| JP2006319043A (en) * | 2005-05-11 | 2006-11-24 | Hitachi High-Technologies Corp | Plasma processor |
| JP2007193997A (en) * | 2006-01-17 | 2007-08-02 | Tateyama Machine Kk | Plasma treatment device |
| CN100418187C (en) * | 2003-02-07 | 2008-09-10 | 东京毅力科创株式会社 | Plasma processing device, annular element and plasma processing method |
| JP2008251866A (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Hitachi High-Technologies Corp | Plasma processing apparatus |
| JP2010524157A (en) * | 2007-03-30 | 2010-07-15 | ラム リサーチ コーポレーション | Method and apparatus for controlling DC voltage of RF working electrode |
| JP2011035266A (en) * | 2009-08-04 | 2011-02-17 | Tokyo Electron Ltd | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
| KR101066974B1 (en) | 2009-06-24 | 2011-09-22 | 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈 | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
| JP2014044961A (en) * | 2009-01-15 | 2014-03-13 | Hitachi High-Technologies Corp | Plasma processing equipment |
| CN104752143A (en) * | 2013-12-31 | 2015-07-01 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | Plasma treating device |
| CN110010439A (en) * | 2017-12-21 | 2019-07-12 | 东京毅力科创株式会社 | Plasma-etching apparatus and plasma-etching method |
| JP7401313B2 (en) | 2019-01-11 | 2023-12-19 | 東京エレクトロン株式会社 | Treatment method and plasma treatment equipment |
-
1998
- 1998-12-14 JP JP10354178A patent/JP2000183038A/en not_active Withdrawn
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001039559A1 (en) * | 1999-11-25 | 2001-05-31 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for plasma treatment |
| EP1172132A2 (en) | 2000-06-19 | 2002-01-16 | Sony Computer Entertainment Inc. | Entertainment system, recording medium |
| JP2002184599A (en) * | 2000-12-19 | 2002-06-28 | Tokyo Electron Ltd | Plasma device |
| KR20020077967A (en) * | 2001-04-03 | 2002-10-18 | 아남반도체 주식회사 | Dry etcher using plasma |
| JP2003163204A (en) * | 2001-11-28 | 2003-06-06 | Hitachi Ltd | Plasma treating device |
| JP2004235545A (en) * | 2003-01-31 | 2004-08-19 | Hitachi High-Technologies Corp | Device and method for processing plasma |
| CN100418187C (en) * | 2003-02-07 | 2008-09-10 | 东京毅力科创株式会社 | Plasma processing device, annular element and plasma processing method |
| KR20050053076A (en) * | 2003-12-02 | 2005-06-08 | 주식회사 아이피에스 | A thin-film manufacture apparatus of semiconductor substrate |
| US7767054B2 (en) | 2005-05-11 | 2010-08-03 | Hitachi High-Technologies Corporation | Plasma processing apparatus |
| JP2006319043A (en) * | 2005-05-11 | 2006-11-24 | Hitachi High-Technologies Corp | Plasma processor |
| JP2007193997A (en) * | 2006-01-17 | 2007-08-02 | Tateyama Machine Kk | Plasma treatment device |
| JP2008251866A (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Hitachi High-Technologies Corp | Plasma processing apparatus |
| JP2010524157A (en) * | 2007-03-30 | 2010-07-15 | ラム リサーチ コーポレーション | Method and apparatus for controlling DC voltage of RF working electrode |
| JP2014044961A (en) * | 2009-01-15 | 2014-03-13 | Hitachi High-Technologies Corp | Plasma processing equipment |
| KR101066974B1 (en) | 2009-06-24 | 2011-09-22 | 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈 | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
| JP2011035266A (en) * | 2009-08-04 | 2011-02-17 | Tokyo Electron Ltd | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
| CN101990353A (en) * | 2009-08-04 | 2011-03-23 | 东京毅力科创株式会社 | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
| CN101990353B (en) * | 2009-08-04 | 2013-04-17 | 东京毅力科创株式会社 | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
| US9275836B2 (en) | 2009-08-04 | 2016-03-01 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
| CN104752143A (en) * | 2013-12-31 | 2015-07-01 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | Plasma treating device |
| CN110010439A (en) * | 2017-12-21 | 2019-07-12 | 东京毅力科创株式会社 | Plasma-etching apparatus and plasma-etching method |
| JP7401313B2 (en) | 2019-01-11 | 2023-12-19 | 東京エレクトロン株式会社 | Treatment method and plasma treatment equipment |
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