JPH06120169A - Plasma generating apparatus - Google Patents
Plasma generating apparatusInfo
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- JPH06120169A JPH06120169A JP4268432A JP26843292A JPH06120169A JP H06120169 A JPH06120169 A JP H06120169A JP 4268432 A JP4268432 A JP 4268432A JP 26843292 A JP26843292 A JP 26843292A JP H06120169 A JPH06120169 A JP H06120169A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ生成装置を備
えたプラズマ処理装置に係り、特に、半導体素子の微細
加工に好適なプラズマ処理装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus equipped with a plasma generator, and more particularly to a plasma processing apparatus suitable for fine processing of semiconductor elements.
【０００２】[0002]
【従来の技術】プラズマを用いたドライエッチング装置
や化学気相成膜（ＣＶＤ）装置では、均一なプラズマを
生成するために、様々な発明がなされている。例えば、
特開平2−46627号公報の発明では、プラズマ生成室より
プラズマを処理室に導入するためのイオン引き出し電極
の近くに、イオン引き出し電極と略平行なＥＣＲ面を設
けることにより、均一なプラズマ密度が得られるとして
いる。ここで、ＥＣＲとは電子サイクロトロン共鳴（El
ectron Cyclotron Resonance）のことである。2. Description of the Related Art Various inventions have been made to generate uniform plasma in a dry etching apparatus and a chemical vapor deposition (CVD) apparatus using plasma. For example,
In the invention of Japanese Patent Laid-Open No. 2-46627, a uniform plasma density is obtained by providing an ECR surface that is substantially parallel to the ion extraction electrode near the ion extraction electrode for introducing plasma from the plasma generation chamber into the processing chamber. It is supposed to be obtained. Here, ECR means electron cyclotron resonance (El
ectron Cyclotron Resonance).
【０００３】特開平2−139924 号公報の発明では、ＥＣ
Ｒ面を作るために用いられる磁気コイルの他に、プラズ
マ密度分布を制御する磁気コイルを設けることによって
磁場を揺動させ、プラズマ密度の均一化を図っている。In the invention of Japanese Patent Laid-Open No. 2-139924, EC
In addition to the magnetic coil used to form the R-plane, a magnetic coil for controlling the plasma density distribution is provided to oscillate the magnetic field to make the plasma density uniform.
【０００４】特開平3−79771号公報の発明では、プラズ
マ発生部と披処理試料の間に多数の略平行に置かれた電
極板を設け、プラズマ発生部で発生したプラズマが試料
に向かって流れていくときにこの電極板の間を通過する
ようにする。この電極板に電圧を掛けることによりプラ
ズマの流れを制御する手段を設けることによって、プラ
ズマ密度の均一化を図っている。In the invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-79771, a large number of electrode plates placed substantially in parallel are provided between the plasma generating section and the sample to be processed, and the plasma generated in the plasma generating section flows toward the sample. When passing, make sure to pass between these electrode plates. By providing a means for controlling the flow of plasma by applying a voltage to this electrode plate, the plasma density is made uniform.
【０００５】特開平3−229859 号公報の発明では、処理
室の外側に固定子巻線コイルを設け、この固定子巻線コ
イルが処理室内に回転磁界を発生させるような制御手段
を設けることによってプラズマ流も回転させ、プラズマ
密度の均一化を行なっている。In the invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-229859, the stator winding coil is provided outside the processing chamber, and the stator winding coil is provided with control means for generating a rotating magnetic field in the processing chamber. The plasma flow is also rotated to make the plasma density uniform.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】現行のプラズマを生成
するいくつかの方法では、ある条件下でプラズマを軸対
称な分布で生成することが困難になる場合がある。Some current methods of generating plasma can make it difficult to generate plasma with an axisymmetric distribution under certain conditions.
【０００７】例えば、特開平2−139924 号公報の発明で
は、マイクロ波の伝播のモードが一様な電場を生成する
ようなモードになっていない場合に、一様なプラズマが
生成されず、プラズマ密度分布は不均一になる。For example, in the invention of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-139924, when the mode of microwave propagation is not such a mode that a uniform electric field is generated, uniform plasma is not generated and the plasma is not generated. The density distribution becomes non-uniform.
【０００８】特開平2−139924 号公報の発明では、磁場
を揺動させるためにコイルを動かさねばならず、その機
構が複雑になる。In the invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-139924, the coil must be moved to oscillate the magnetic field, which complicates the mechanism.
【０００９】特開平3−79771号公報の発明では、処理室
内に多数の電極を設けるために処理室内が込み入り、ご
みによる汚染が問題となる。また、プラズマの生成分布
が均一でないと各電極板の間に流れ込むプラズマの量が
不均一になっているので、この方法でプラズマ密度を十
分に均一化することは難しい。In the invention of Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-79771, since a large number of electrodes are provided in the processing chamber, the processing chamber becomes crowded, and contamination by dust becomes a problem. Further, if the plasma generation distribution is not uniform, the amount of plasma flowing between the electrode plates will be non-uniform, so it is difficult to make the plasma density sufficiently uniform by this method.
【００１０】特開平3−229859 号公報の発明では、回転
磁界を発生するために装置が複雑になる上に、回転磁場
を加えることにより、プラズマ生成室内の磁場もその影
響を受け、プラズマをが主に生成されるＥＣＲ面も変動
してしまうので、プラズマの状態を制御することが困難
になる可能性がある。In the invention of Japanese Patent Laid-Open No. 3-229859, the device is complicated because a rotating magnetic field is generated, and the magnetic field in the plasma generation chamber is also affected by the addition of the rotating magnetic field, so that the plasma is generated. Since the generated ECR plane also fluctuates, it may be difficult to control the plasma state.
【００１１】従来技術では、軸対称なプラズマが生成さ
れると仮定して、半径方向の均一化しか考慮されていな
いか、周方向の均一化を考慮しても、装置の構造がかな
り複雑なものになってしまうような方法であった。In the prior art, assuming that an axisymmetric plasma is generated, only homogenization in the radial direction is considered, or even if homogenization in the circumferential direction is considered, the structure of the device is considerably complicated. It was a method that would become a thing.
【００１２】本発明の目的は、非軸対称に生成されたプ
ラズマを均一化することにより、エッチング速度、また
は、膜厚のウエハ面内の均一性を得ること、また、これ
を簡単な構造で実現することにある。An object of the present invention is to obtain non-axisymmetrically generated plasma to obtain uniform etching rate or film thickness within the wafer surface, and to achieve this with a simple structure. It is to be realized.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】プラズマ発生源と、プラ
ズマ発生源で発生したプラズマを保持するプラズマ保持
容器と、前記プラズマに磁場を加える磁場発生源とを備
えたプラズマ生成装置において、前記保持容器中に磁場
と略平行方向に中心電極を設け、前記保持容器の周辺に
前記中心電極と対となる外周電極を設け、これらの電極
に直流または交流の電圧を印加することにより、プラズ
マを回転させる手段を有する。In a plasma generation apparatus provided with a plasma generation source, a plasma holding container for holding plasma generated in the plasma generation source, and a magnetic field generation source for applying a magnetic field to the plasma, the holding container A center electrode is provided in a direction substantially parallel to the magnetic field, and an outer peripheral electrode that forms a pair with the center electrode is provided around the holding container, and DC is applied to these electrodes to rotate the plasma. Have means.
【００１４】マイクロ波発生源と、このマイクロ波発生
源で発生したマイクロ波をプラズマ処理室に導く導波管
と磁場発生用コイルと、プラズマ処理の披処理材料であ
る試料と、前記試料をプラズマ処理するプラズマ処理室
と、このプラズマ処理室に処理ガスを入れるガス導入部
と、前記処理ガスを前記プラズマ処理室より排出する排
出部と前記試料を保持するために前記プラズマ処理室内
に置かれた試料台とを持つプラズマ生成装置において、
前記プラズマ処理室中に中心電極を設け、前記プラズマ
処理室の周辺に前記中心電極と対となる外周電極を設
け、これらの電極に直流または交流の電圧を掛けること
により、プラズマを制御する手段を有する。A microwave source, a waveguide for guiding the microwave generated by the microwave source to the plasma processing chamber, a magnetic field generating coil, a sample as a processing material for plasma processing, and a plasma for the sample. A plasma processing chamber to be processed, a gas introduction part for introducing a processing gas into the plasma processing chamber, an exhaust part for discharging the processing gas from the plasma processing chamber, and the plasma processing chamber for holding the sample. In a plasma generator with a sample table,
A central electrode is provided in the plasma processing chamber, and outer peripheral electrodes that form a pair with the central electrode are provided around the plasma processing chamber, and means for controlling plasma by applying DC or AC voltage to these electrodes is provided. Have.
【００１５】プラズマ発生用高周波電源と、プラズマ処
理室と、披処理材料である試料と、前記プラズマ処理室
に置かれた試料保持台と、前記試料保持台に平行に前記
処理室内に置いた平板形電極と、前記平板形電極に電圧
を加える電源と、前記処理室への処理ガスの導入部と、
前記処理室からの前記処理ガスの排出部を備えたプラズ
マ生成装置において、前記試料保持台は電極を形成し、
プラズマを生成するために前記平板形電極との間に前記
電源により電圧を印加するが、前記平板形電極と垂直方
向の磁場を発生する磁場発生源を設け、前記プラズマ処
理室内に中心電極を設け、前記プラズマ処理室の周辺に
前記中心電極と対となる外周電極を設け、これらの電極
に直流または交流の電圧を掛けることによりプラズマを
制御する手段を備える。A high-frequency power source for plasma generation, a plasma processing chamber, a sample as a processing material, a sample holder placed in the plasma processing chamber, and a flat plate placed in the processing chamber parallel to the sample holder. Shaped electrode, a power source for applying a voltage to the flat plate type electrode, and a portion for introducing a processing gas into the processing chamber,
In the plasma generation device provided with the discharge part of the processing gas from the processing chamber, the sample holding table forms an electrode,
A voltage is applied between the flat plate electrode and the flat plate electrode to generate plasma, but a magnetic field generation source that generates a magnetic field in a direction perpendicular to the flat plate electrode is provided, and a center electrode is provided in the plasma processing chamber. An outer peripheral electrode paired with the central electrode is provided around the plasma processing chamber, and means for controlling plasma by applying a DC or AC voltage to these electrodes is provided.
【００１６】[0016]
【作用】プラズマ生成室内に磁石又はコイルによって磁
場を発生させる。この磁場は平行磁場であるか、または
発散磁場であってもよい。電子サイクロトロン共鳴（Ｅ
ＣＲ）を用いたプラズマ発生装置では、プラズマをＥＣ
Ｒによって生成するための発散磁場がすでにプラズマ生
成室内に存在しているのでこれを用いる。プラズマ生成
室の中央部に磁場の磁力線と略平行方向に中心電極を設
け、さらに、プラズマ生成室の外壁に沿って、中心電極
と略平行になるように外周電極を設ける。これらの中心
電極と外周電極に電圧を加えることにより、プラズマ生
成室内には、中心電極を中心とし、磁力線とほぼ垂直な
電気力線を持つ放射状電場が発生する。Function: A magnetic field is generated by a magnet or a coil in the plasma generation chamber. This magnetic field may be a parallel magnetic field or a divergent magnetic field. Electron cyclotron resonance (E
In a plasma generator using CR), plasma is converted into EC
The divergent magnetic field for generation by R is used because it already exists in the plasma generation chamber. A center electrode is provided in the center of the plasma generation chamber in a direction substantially parallel to the magnetic force lines of the magnetic field, and an outer peripheral electrode is provided along the outer wall of the plasma generation chamber so as to be substantially parallel to the center electrode. By applying a voltage to the central electrode and the outer peripheral electrode, a radial electric field having electric lines of force centering on the central electrode and substantially perpendicular to the magnetic lines of force is generated in the plasma generation chamber.
【００１７】本発明では、磁場の磁束密度ベクトルを
Ｂ、電場の電場ベクトルをＥ、また放射状電場の中心軸
を単に中心軸と記す。軸対称という場合は、この中心軸
周りの対称のことを意味し、半径方向と周方向という場
合には、この中心軸周りの円筒座標系を考えて、その半
径方向と周方向のことを意味する。電場と磁場がプラズ
マ内に同時に存在すると、プラズマは電場ドリフトによ
り、ＥとＢの双方に垂直な方向、具体的にはＥとＢのベ
クトル積の方向に力を受ける。磁場と放射状電場の場合
にはプラズマは中心電極周りに回転する力を受けること
になる。この力でプラズマを中心電極周りに回転させる
ことにより、非軸対称にプラズマが生成されていても、
プラズマ密度分布を均一化することが出来る。放射状電
場の直流成分により回転力を制御することができるの
で、プラズマ密度の周方向の均一化をコントロール出来
る。In the present invention, the magnetic flux density vector of the magnetic field is B, the electric field vector of the electric field is E, and the central axis of the radial electric field is simply referred to as the central axis. Axial symmetry means symmetry around this central axis, and radial and circumferential directions mean the radial and circumferential directions, considering the cylindrical coordinate system around this central axis. To do. When an electric field and a magnetic field are present in the plasma at the same time, the plasma is subjected to a force due to the electric field drift in a direction perpendicular to both E and B, specifically, in the direction of the vector product of E and B. In the case of a magnetic field and a radial electric field, the plasma is subjected to a rotating force around the center electrode. By rotating the plasma around the center electrode with this force, even if the plasma is generated axisymmetrically,
The plasma density distribution can be made uniform. Since the rotating force can be controlled by the direct current component of the radial electric field, the plasma density can be controlled to be uniform in the circumferential direction.
【００１８】また、中心電極と外周電極に加える電圧に
交流成分を加えることにより、放射状電場の強さと方向
を変動させることが出来る。これは、プラズマ密度の電
場方向の分布を変動させるため、プラズマ密度の電場方
向の均一化を図ることが出来る。Further, the strength and direction of the radial electric field can be changed by adding an AC component to the voltage applied to the central electrode and the outer peripheral electrode. This changes the distribution of the plasma density in the electric field direction, so that the plasma density can be made uniform in the electric field direction.
【００１９】このように、プラズマ生成室に磁場を加
え、中心電極と外周電極により放射状電場を加えること
により、プラズマの周方向分布と半径方向分布を均一化
することが出来る。As described above, by applying a magnetic field to the plasma generating chamber and applying a radial electric field by the central electrode and the outer peripheral electrode, the circumferential distribution and the radial distribution of plasma can be made uniform.
【００２０】[0020]
【実施例】図６に、従来のプラズマ処理装置の一例とし
て、マイクロ波プラズマエッチング装置を示す。EXAMPLE FIG. 6 shows a microwave plasma etching apparatus as an example of a conventional plasma processing apparatus.
【００２１】装置の核心部にはエッチングされる試料５
が試料台６の上に設置されている。この試料台は電極も
兼ねていて、アース電極６ａとの間に高周波のバイアス
電圧を加えることもある。試料台は上下に移動すること
が出来るようになっており、試料台を下げた状態で試料
を試料台に乗せ、試料台を上昇させることにより試料を
処理室に設置する。試料を取り出すにはこれと逆の操作
を行なう。試料の搬入および搬出のための機構として、
処理室の側面にスライド式の試料運搬機構が設けられて
いる場合もある。試料と試料台は、例えば、石英などで
作られた円筒型の放電管１０で覆われる。この放電管の
形状はマイクロ波の伝播モードを考慮して半球型のもの
や、円錐型のものを用いるなど形状は様々である。処理
室をプラズマ処理のために低圧に保つことが出来るよう
に、放電管の取り付けには真空シール２１が用いられ
る。円筒型の放電管には、放電管を囲むように設置され
た磁場発生用コイル９によって、放電菅の中心軸に略平
行な向きに磁場が加えられている。この磁場は、マイク
ロ波を最も良く吸収するＥＣＲ面を試料と略平行な面と
なるように形成している。磁場発生用コイルは、図では
２段になっているが、１段であっても良いし、３段以上
の多段であっても良い。ここで、２段のコイルとは、コ
イルが二つに別れていてそれぞれのコイルに印加する電
圧および電流を各コイルで異なる値に設定できるような
コイルのことである。放電管内には、ガス導入部７より
処理ガスが供給されている。装置には、この処理ガスを
一様に放電管内に供給するようないくつかの機構が設け
られていることもある。また、処理室にはガスを排気す
るためのガス排出部８が設けられている。処理室は放電
管１０と外壁２０で構成され、ガス供給部とガス排出部
を除けば、密閉されており、圧力を下げることが出来る
ようになっている。The sample 5 to be etched is at the core of the device.
Are installed on the sample table 6. This sample table also serves as an electrode, and a high-frequency bias voltage may be applied between it and the ground electrode 6a. The sample table can be moved up and down. The sample table is placed in the processing chamber by placing the sample on the sample table with the sample table lowered and raising the sample table. To remove the sample, reverse this procedure. As a mechanism for loading and unloading samples,
In some cases, a slide type sample carrying mechanism is provided on the side surface of the processing chamber. The sample and the sample table are covered with a cylindrical discharge tube 10 made of, for example, quartz. The shape of this discharge tube is various, such as a hemispherical shape or a conical shape in consideration of the microwave propagation mode. A vacuum seal 21 is used to attach the discharge tube so that the processing chamber can be maintained at a low pressure for plasma processing. A magnetic field is applied to the cylindrical discharge tube in a direction substantially parallel to the central axis of the discharge tube by a magnetic field generating coil 9 installed so as to surround the discharge tube. This magnetic field is formed so that the ECR surface that most absorbs microwaves is substantially parallel to the sample. Although the magnetic field generating coil has two stages in the figure, it may have one stage or multiple stages of three or more stages. Here, the two-stage coil is a coil in which the coil is divided into two and the voltage and current applied to each coil can be set to different values. A processing gas is supplied from the gas introduction unit 7 into the discharge tube. The apparatus may be provided with some mechanism for uniformly supplying the processing gas into the discharge tube. In addition, a gas exhaust unit 8 for exhausting gas is provided in the processing chamber. The processing chamber is composed of the discharge tube 10 and the outer wall 20, is sealed except for the gas supply part and the gas discharge part, and the pressure can be lowered.
【００２２】マイクロ波発生源１１で発生した、例え
ば、１２.５ＧＨｚ のマイクロ波は、導波管１２を伝播
して、放電管１０に入射する。このマイクロ波は磁場と
プラズマとの相互作用により、ＥＣＲ面で吸収されてプ
ラズマを生成する。このＥＣＲ面で生成されたプラズマ
は、磁力線に拘束されながら拡散し、放電管内に広が
る。このプラズマ中ではラジカルが生成され、プラズマ
イオンと共に試料をエッチングする。処理済みのガスは
ガス排出部より排気される。A microwave of, for example, 12.5 GHz generated by the microwave generation source 11 propagates through the waveguide 12 and enters the discharge tube 10. This microwave is absorbed by the ECR surface due to the interaction between the magnetic field and the plasma to generate plasma. The plasma generated on the ECR surface is diffused while being restricted by the lines of magnetic force and spreads in the discharge tube. Radicals are generated in this plasma and etch the sample together with plasma ions. The processed gas is exhausted from the gas exhaust unit.
【００２３】次に図１，図２により、本発明の一実施例
を説明する。図１は、本発明を図６に示された半導体ウ
エハ加工用のマイクロ波エッチング装置に適用した一実
施例であり、装置の断面図を表す。装置の作用は基本的
に図１の装置と同じである。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an embodiment in which the present invention is applied to the microwave etching apparatus for processing a semiconductor wafer shown in FIG. 6, and is a sectional view of the apparatus. The operation of the device is basically the same as the device of FIG.
【００２４】図１において、図６の装置に新たに加えら
れた部分は、放電管１０の上面に処理室４内に設置され
た中心電極１と、放電管の外周に取り付けられた外周電
極２である。中心電極は絶縁体を介して放電管に取り付
けても良いし、放電管が絶縁体であれば、直接、取り付
けても良い。また、外周電極も放電管に直接取り付けて
も良いし、絶縁体を介して放電管に取り付けても良い。
さらに、外周電極は放電管の内側にあっても良いし、放
電管の外側にあっても良い。中心電極と外周電極は制御
用電源３に接続されており、この電源より加えられる電
圧の直流成分は、処理室内に中心電極を中心とした放射
状電場を形成する。図２は、図１の装置の放電管内の状
態の詳細図で、中心電極１と外周電極２により発生する
放射状電場の電気力線１３と、磁場発生用コイルにより
発生する磁場の磁力線１４の詳細を表す。交差した電気
力線１３と磁力線１４が存在するために、前述の原理に
基づいてプラズマは電気力線と磁力線の双方に垂直な方
向にドリフトをするため、プラズマは中心電極の周りを
回転する。その結果、中心軸周りのプラズマ密度分布の
均一化を図ることが出来る。In FIG. 1, a newly added portion to the apparatus of FIG. 6 is a central electrode 1 installed in the processing chamber 4 on the upper surface of the discharge tube 10 and an outer peripheral electrode 2 attached to the outer circumference of the discharge tube. Is. The center electrode may be attached to the discharge tube via an insulator, or directly if the discharge tube is an insulator. Further, the outer peripheral electrode may be directly attached to the discharge tube or may be attached to the discharge tube via an insulator.
Further, the outer peripheral electrode may be inside the discharge tube or outside the discharge tube. The central electrode and the outer peripheral electrode are connected to a control power source 3, and the DC component of the voltage applied from this power source forms a radial electric field centered on the central electrode in the processing chamber. FIG. 2 is a detailed view of the state inside the discharge tube of the device of FIG. 1, showing details of the electric force lines 13 of the radial electric field generated by the center electrode 1 and the outer peripheral electrode 2 and the magnetic force lines 14 of the magnetic field generated by the magnetic field generating coil. Represents Since the electric force lines 13 and the magnetic force lines 14 intersect with each other, the plasma drifts in a direction perpendicular to both the electric force lines and the magnetic force lines based on the above-described principle, so that the plasma rotates around the center electrode. As a result, the plasma density distribution around the central axis can be made uniform.
【００２５】図３は、本発明をマイクロ波エッチング装
置に適用した、もう一つの実施例である。装置の原理は
図１の装置と同じであるが、放電管上部に加工をして、
中心電極１を、処理室内のプラズマと絶縁体１０ａによ
り絶縁された状態になるように処理室に設置している点
が異なる。１０の導電管と１０ａの絶縁体は一体型であ
っても良いし、別々の部品であっても良い。図３では一
体型になっている。また中心電極を絶縁被膜処理する方
法も考えられる。このように、絶縁体を介して中心電極
をプラズマ中に設置することにより、エッチングの際の
電極による汚染を防止することが出来る。FIG. 3 shows another embodiment in which the present invention is applied to a microwave etching apparatus. The principle of the device is the same as the device of Fig. 1, but the upper part of the discharge tube is processed,
The difference is that the center electrode 1 is installed in the processing chamber so as to be insulated from the plasma in the processing chamber by the insulator 10a. The conductive tube 10 and the insulator 10a may be integrated or may be separate parts. In FIG. 3, it is an integrated type. Further, a method of treating the center electrode with an insulating coating is also conceivable. As described above, by disposing the center electrode in the plasma via the insulator, it is possible to prevent contamination by the electrode during etching.
【００２６】図４は、本発明を高周波（ＲＦ）プラズマ
エッチング装置に適用した一実施例である。処理室４の
内側上部に平板形電極１８を設置し、それに対面する側
には平板形電極と平行に電極兼試料台１９を設置する。
これらの電極は絶縁体１５ａを介してそれぞれ外壁２０
に取り付けられている。平板形電極には高周波電源１６
を繋げ、電極兼試料台はアースする。これは電極兼試料
台に高周波電源を繋げ、平板形電極をアースする場合も
ある。試料台の上には５ａ，５ｂなどの試料を一つまた
は複数個置く。処理室には処理ガスを入れるためにガス
導入部７と、処理済みのガスを排気するためのガス排出
部８を付ける。ガス導入部は平板形電極１８に組み込ま
れている場合もある。FIG. 4 shows an embodiment in which the present invention is applied to a radio frequency (RF) plasma etching apparatus. A flat plate-shaped electrode 18 is installed in the upper part of the inside of the processing chamber 4, and an electrode / sample base 19 is installed in parallel with the flat-plate-shaped electrode on the side facing it.
These electrodes are connected to the outer wall 20 via the insulator 15a.
Is attached to. High frequency power supply 16 for flat plate electrodes
, And ground the electrode and sample stand. In this case, a high-frequency power source is connected to the electrode / sample base, and the plate electrode may be grounded. One or more samples such as 5a and 5b are placed on the sample table. The processing chamber is provided with a gas introduction section 7 for introducing a processing gas and a gas discharge section 8 for exhausting the processed gas. The gas inlet may be incorporated in the flat plate electrode 18.
【００２７】処理室の外側には試料と電極に略垂直な方
向に平行磁場を加えるために、磁石１７ａ，１７ｂを付
ける。これには磁石の代わりに磁場発生用コイルを使っ
ても良い。処理室の中央付近には、磁場と略平行な方
向、つまり、電極と略垂直な方向に中心電極１を設置す
る。この中心電極は絶縁体を介して平板形電極１８に取
り付けてあるが、絶縁体を介して外壁に取り付けても良
いし、絶縁体を介して試料台に取り付けることも出来
る。処理室内部の外壁沿いには、中心電極と略平行にな
るように外周電極２を絶縁体１５ａを介して外壁に取り
付ける。この外周電極は、ガスの吸気と排気を考慮し
て、全周にわたって設ける必要はない。中心電極と外周
電極は制御用電源３と接続する。Magnets 17a and 17b are attached to the outside of the processing chamber in order to apply a parallel magnetic field in a direction substantially perpendicular to the sample and the electrodes. For this purpose, a magnetic field generating coil may be used instead of the magnet. The center electrode 1 is installed near the center of the processing chamber in a direction substantially parallel to the magnetic field, that is, in a direction substantially perpendicular to the electrodes. Although this center electrode is attached to the flat plate electrode 18 via an insulator, it may be attached to the outer wall via an insulator or may be attached to the sample stage via an insulator. Along the outer wall of the processing chamber, the outer peripheral electrode 2 is attached to the outer wall via the insulator 15a so as to be substantially parallel to the center electrode. It is not necessary to provide the outer peripheral electrode over the entire circumference in consideration of gas intake and exhaust. The central electrode and the outer peripheral electrode are connected to the control power supply 3.
【００２８】高周波電源１６によって平板形電極１８と
電極兼試料台１９の間に高周波の電圧が掛かり、処理室
内部にはプラズマが発生し、拡散によって処理室内に広
がる。ガス導入部７より処理ガスを注入すると、これが
処理室内でプラズマ化すると同時にラジカルなどを生成
し、試料５ａ・５ｂ等をエッチングする。処理済みのガ
スはガス排気部８より排出される。A high frequency voltage is applied between the flat plate electrode 18 and the electrode / sample stage 19 by the high frequency power source 16, plasma is generated in the processing chamber, and spreads in the processing chamber by diffusion. When the processing gas is injected from the gas introduction part 7, it is turned into plasma in the processing chamber and at the same time, radicals are generated to etch the samples 5a and 5b. The processed gas is discharged from the gas exhaust unit 8.
【００２９】中心電極１と外周電極２によって処理室内
部には放射状電場が発生していて、磁石１７ａ・１７ｂ
により発生する磁場とともに、図３のような分布となっ
ている。従って、ドリフトによってプラズマを中心軸周
りに回転させ、中心電極周りのプラズマ密度分布を均一
化できる。A radial electric field is generated inside the processing chamber by the central electrode 1 and the outer peripheral electrode 2, and the magnets 17a and 17b are formed.
Along with the magnetic field generated by, the distribution is as shown in FIG. Therefore, the plasma can be rotated around the central axis by the drift, and the plasma density distribution around the central electrode can be made uniform.
【００３０】これにより、複数の試料の上のプラズマ密
度の均一化が出来るので、試料間のエッチング速度など
のばらつきを解消できる。As a result, the plasma densities on a plurality of samples can be made uniform, so that variations in etching rate among samples can be eliminated.
【００３１】図５は、本発明をＲＦプラズマエッチング
装置に適用したもう一つの実施例で、中心電極を絶縁体
１５により、処理室内部のプラズマと絶縁されるように
設置し、電極とプラズマとの接触を防いでいる点で図４
の装置と異なる。FIG. 5 shows another embodiment in which the present invention is applied to an RF plasma etching apparatus. The center electrode is installed by an insulator 15 so as to be insulated from the plasma inside the processing chamber. Fig. 4 in that it prevents contact between
Device.
【００３２】このようにすることにより、中心電極にご
みが付着し、このごみにより処理室の内部が汚染される
のを防ぐことが出来る。By doing so, it is possible to prevent dust from adhering to the center electrode and contaminating the inside of the processing chamber with this dust.
【００３３】[0033]
【発明の効果】本発明によれば、不均一なプラズマ生成
分布から均一なプラズマ密度分布を得ることが出来るた
め、均一性の高いプラズマ処理を行なうことが出来る。According to the present invention, since a uniform plasma density distribution can be obtained from a non-uniform plasma generation distribution, highly uniform plasma processing can be performed.
【図１】本発明の一実施例の縦断面図。FIG. 1 is a vertical sectional view of an embodiment of the present invention.
【図２】図１の詳細図。FIG. 2 is a detailed view of FIG.
【図３】本発明の第二の実施例の縦断面図。FIG. 3 is a vertical sectional view of a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第三の実施例の縦断面図。FIG. 4 is a vertical sectional view of a third embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第四の実施例の縦断面図。FIG. 5 is a vertical sectional view of a fourth embodiment of the present invention.
【図６】従来のマイクロ波プラズマエッチング装置の斜
視断面図。FIG. 6 is a perspective sectional view of a conventional microwave plasma etching apparatus.
１…中心電極、２…外部電極、３…制御用電源、４…処
理室、５・５ａ・５ｂ…試料、６…試料台、６ａ…アー
ス電極、７…ガス導入部、８…ガス排出部、９…磁場発
生用コイル、１０…放電管、１０ａ…絶縁体、１１…マ
イクロ波発生源、１２…導波管。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Central electrode, 2 ... External electrode, 3 ... Control power supply, 4 ... Processing chamber, 5 / 5a / 5b ... Sample, 6 ... Sample stand, 6a ... Ground electrode, 7 ... Gas introduction part, 8 ... Gas discharge part , 9 ... Magnetic field generating coil, 10 ... Discharge tube, 10a ... Insulator, 11 ... Microwave source, 12 ... Waveguide.
Claims (1)
発生したプラズマを保持するプラズマ保持容器と、前記
プラズマに磁場を加える磁場発生源とを備えたプラズマ
生成装置において、前記保持容器内に磁場と略平行方向
に中心電極を設け、前記保持容器の周辺に前記中心電極
と対となる外周電極を設け、前記中心電極および前記外
周電極に直流または交流の電圧を印加してプラズマを回
転させる手段を設けたことを特徴とするプラズマ生成装
置。1. A plasma generation apparatus comprising a plasma generation source, a plasma holding container for holding plasma generated by the plasma generation source, and a magnetic field generation source for applying a magnetic field to the plasma, wherein a magnetic field is provided in the holding container. Means for rotating the plasma by providing a center electrode in a direction substantially parallel to the outer circumference of the holding container, and providing a peripheral electrode paired with the center electrode around the holding container, and applying a DC or AC voltage to the center electrode and the peripheral electrode. A plasma generation device comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4268432A JPH06120169A (en) | 1992-10-07 | 1992-10-07 | Plasma generating apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4268432A JPH06120169A (en) | 1992-10-07 | 1992-10-07 | Plasma generating apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06120169A true JPH06120169A (en) | 1994-04-28 |
Family
ID=17458413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4268432A Pending JPH06120169A (en) | 1992-10-07 | 1992-10-07 | Plasma generating apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06120169A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100322330B1 (en) * | 1997-04-21 | 2002-03-18 | 히가시 데츠로 | Method and apparatus for ionized sputtering of materials |
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| US8438712B2 (en) | 2008-02-08 | 2013-05-14 | Lam Research Corporation | Floating collar clamping device for auto-aligning nut and screw in linear motion leadscrew and nut assembly |
-
1992
- 1992-10-07 JP JP4268432A patent/JPH06120169A/en active Pending
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| US8257548B2 (en) | 2008-02-08 | 2012-09-04 | Lam Research Corporation | Electrode orientation and parallelism adjustment mechanism for plasma processing systems |
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