JPH08316205A - プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 - Google Patents

プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置

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JPH08316205A
JPH08316205A JP7121103A JP12110395A JPH08316205A JP H08316205 A JPH08316205 A JP H08316205A JP 7121103 A JP7121103 A JP 7121103A JP 12110395 A JP12110395 A JP 12110395A JP H08316205 A JPH08316205 A JP H08316205A
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JP
Japan
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plasma
coil
generator
processing chamber
frequency power
Prior art date
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Application number
JP7121103A
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English (en)
Inventor
Seiichi Watanabe
成一 渡辺
Muneo Furuse
宗雄 古瀬
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
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】RFコイルを有するプラズマ処理装置におい
て、RFコイル(3),(13),(14)により誘起され
る誘導電流(7)をさまたげる位置に、絶縁板(6)、
すなわちスプリット板を配置するように構成した。 【効果】プラズマを処理室側壁より遠ざけることができ
るので、処理室側壁の消耗を減少させ、高密度プラズマ
を生成することができるという効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ処理技術に係
り、特に半導体素子基板等の試料をプラズマを利用して
エッチング処理、成膜処理するのに好適なプラズマ処理
方法及び処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の装置は、例えば、文献 Tech. Pro
c. Semicon/Japan 1993 p.414に記載のようにアルミナ
セラミックス等の絶縁板の上にRFコイルが、配置され
ていたり、あるいはTech. Proc. Semicon/Japan 1993
p.422に記載のように石英等の円筒容器の外周にRFコ
イルが配置されており、RFコイルにより誘起される誘
導電流をさまたげるものは処理室内に配置されていなか
った。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、RF
コイル近傍の絶縁側壁の消耗と、該絶縁体側壁とプラズ
マとの接触によるプラズマ密度の低下の点については、
配慮がされていなかった。
【0004】また、上記従来技術では、RFコイル近傍
の絶縁体側壁の近くの処理室内で最も多く誘導電流が流
れる。したがって、プラズマは、該絶縁体側壁に貼りつ
いた状態に近くなる。一方、該絶縁側壁ではプラズマ中
のイオンと電子との再結合によりプラズマが消失する。
つまり、該絶縁体側壁とプラズマとの接触によりプラズ
マ密度が低下するという問題点があった。
【0005】また、RFコイルを用いたプラズマ生成で
は、先に述べた誘導結合によるプラズマ生成ばかりでな
く、一部は容量結合によりプラズマが生成されている。
したがって、該絶縁体側壁上にイオンシースが形成さ
れ、イオンシース中の電界により加速されたイオンが該
絶縁体側壁と衝突することにより、絶縁体側壁のエッチ
ング反応が促進され、絶縁体側壁の消耗が著しいという
問題点があった。
【0006】本発明の目的は、生成されるプラズマを該
絶縁体側壁から遠ざけることにより、該絶縁体側壁の消
耗を減少させ、また、高密度プラズマを生成するプラズ
マ処理方法及びプラズマ処理装置を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、処理室内に絶縁板あるいは導電板の表面を絶縁材で
カバーした板を、RFコイルにより誘起される誘導電流
をさまたげるように設置したものである。
【0008】
【作用】処理室内に、絶縁板あるいは導電板の表面を絶
縁材でカバーした板を、RFコイルにより誘起される誘
導電流をさまたげるように処理室内壁近くに配置するこ
とにより、絶縁板あるいは導電板の表面を絶縁材でカバ
ーした板のある処理室内壁近くではプラズマの生成効率
が低い。一方、絶縁板や導電板の表面を絶縁材でカバー
した板のない処理室内壁より離れた内側の領域におい
て、連続的に誘導電流が流れ、この領域で主にプラズマ
が生成される。すなわち、この絶縁板あるいは導電板の
表面を絶縁材でカバーした板により、生成されるプラズ
マをRFコイル近くの絶縁体側壁(処理室内壁)から遠
ざけることができる。したがって、容量結合によるプラ
ズマ生成の割合が低下するため、該絶縁体側壁の消耗を
抑制することができる。また該絶縁体側壁とプラズマと
の接触も低減するため、高密度プラズマを生成すること
が可能である。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1および図2に
より説明する。図1は、本発明の一実施例であるICP
放電を用いたエッチング処理装置の縦断面図である。図
2は、図1におけるA−A’断面図である。容器1aお
よび容器1bおよび石英円筒2で区画された処理室1の
内部を真空排気装置(図示省略)により減圧した後、ガ
ス供給装置(図示省略)によりエッチングガスを処理室
1内に導入し、所望の圧力に調整する。RFコイル3
は、石英円筒2の外周に設置されている。該RFコイル
3は、一方の端を接地し、他の一方の端を整合器4を介
して、高周波電源5に接続している。また容器1aおよ
び容器1bはともに接地している。石英製の絶縁板6
が、石英円筒2に内接して、径方向に放射状に設置され
ている。RFコイル3に高周波電流が流れると、生成さ
れる軸方向の誘導磁界を打ち消すように、処理室1内で
は周方向に誘電電界が生じ、誘導電流7が流れる。絶縁
板6は、RFコイル3に流れる電流と直交する方向に、
すなわち周方向の誘導電流が流れるのをさまたげるよう
に配置されている。2つの絶縁板6間の距離Lは、高周
波電源5の電源周期の1/2の時間内に、誘導電流7が
距離Lを移動できないように設定されている。このた
め、絶縁板6が設置されている領域では、誘導電流7は
連続的に流れることができず、プラズマの生成効率は低
い。一方、絶縁板6が設置されていない領域、すなわち
絶縁板6が設置されている領域より内側では、連続的に
誘導電流7が流れるため、この領域で主にプラズマが生
成される。すなわち、絶縁板6によりプラズマを石英円
筒2から離すことができる。したがって、石英円筒2と
プラズマが接触することによる再結合損失を低減でき、
その結果高密度プラズマを生成できる。また容量結合に
よるプラズマ生成の割合を低減できるので、石英円筒2
上に形成されるイオンシース中の電界により加速された
イオンの衝撃を低減することができ、その結果、石英円
筒2の消耗を低減することができる。
【0010】このようにして生成されたプラズマによ
り、試料台8に載置された被処理材9がエッチング処理
される。また被処理材9のエッチング形状を制御するた
め、試料台8には、整合器10を介して、高周波電源1
1が接続され、高周波電圧が印加されている。本実施例
の場合、RFコイル3に接続する高周波電源5の周波数
は13.56MHzとし、試料台8に接続する高周波電
源11の周波数は800kHzとした。本実施例によれ
ば、プラズマを処理室1の壁面から離して生成すること
ができるので、高密度プラズマを生成でき、また処理室
1の壁面の消耗を低減できるという効果がある。
【0011】本実施例では、誘導電流7が流れるのをさ
またげるために絶縁板6を用いたが、絶縁板6のかわり
に、アルミニウム等の導電板の表面をアルミナセラミッ
クス等の絶縁材でカバーしたものを用いても同様の作用
効果が得られる。
【0012】本発明の第2の実施例を図3および図4に
より説明する。図3は、本発明の一実施例であるTCP
放電を用いたエッチング処理装置の縦断面図である。図
4は、図3におけるB矢視図である。本実施例では、容
器1aとアルミナセラミックス製の誘電体板12により
処理室1を構成しており、誘電体板12の上にうず巻き
状のRFコイル13が設置されている。誘導電流7は概
略、周方向に流れるため、絶縁板6は誘電体板12に内
接して、放射状に設置されている。誘導電流7は、絶縁
板6により連続的に流れないよう構成しているため、プ
ラズマは主に絶縁板6の存在しない高さの領域で生成さ
れる。したがって、本実施例によれば、第1の実施例と
同様の効果がある。
【0013】本発明の第3の実施例を図5および図6に
より説明する。図5は、本発明の一実施例であるヘリカ
ルキャップ放電を用いたエッチング処理装置の縦断面図
である。図6は、図5におけるC矢視図である。本実施
例は、第1の実施例において、石英円筒2をテーパ形状
とし、その上にテーパ形状のRFコイル3を配置したも
のである。また絶縁板6は、石英円筒2に内接し、放射
状に設置されている。本実施例においても、誘導電流7
が連続的に流れないように絶縁板6が設置されているの
で、第1の実施例と同様の効果がある。
【0014】本発明の第4の実施例を図7および図8に
より説明する。図7は、蛇行型RFコイルを用いたエッ
チング処理装置の縦断面図である。図8は、図7におけ
るD矢視図である。本実施例は、第2の実施例において
RFコイル14を蛇行形状したものである。この場合誘
導電流7は、主にRFコイル14に沿って平行方向に流
れるため、絶縁板6は、RFコイル14と交差するよう
垂直に設置した。本実施例においても、誘導電流7が連
続的に流れないよう絶縁板6が配置されているので、第
1の実施例と同様の効果がある。
【0015】本発明の第5の実施例を図9により説明す
る。本実施例は、マイクロ波エッチング装置において、
プラズマ分布の補正手段として、第1の実施例に示すI
CP放電を適用したものである。マグネトロン15を発
したマイクロ波は、導波管16内を伝播し、円筒形の共
振器17に導入される。共振器17の底面には中心に対
し放射状のスロットアンテナ18が複数設けられてい
る。またスロットアンテナ18と石英窓19との間には
空間が設けられており、スロットアンテナ18より放射
されたマイクロ波は、前述の空間を伝播した後、石英窓
13を通過し、放電管1c内に入射され、プラズマが生
成される。放電管1c内には、コイル20により磁場が
形成されており、マイクロ波と磁場との相互作用により
プラズマが生成される。周波数2.45GHzのマイク
ロ波を用いている本実施例の場合には、875Gの磁場
強度の位置で電子サイクロトロン共鳴を生じ、効率良く
プラズマが生成される。またコイル20により発生する
磁場とは逆向きの磁場を、処理室1の下部外周に配置し
たコイル21により発生させている。この逆磁場を発生
させるコイル21により、磁場の磁力線をコントロール
し、プラズマ均一性を改善することができる。更に本実
施例の場合には、コイル20とコイル21との間の領域
に、第1の実施例で示したICP放電を実施できるよう
構成している。RFコイル3によるICP放電により、
壁面から離れた絶縁板6の近くでプラズマ密度を増加さ
せることができるので、更に容易にプラズマ均一性を改
善することができる。本実施例においても、誘導電流7
が連続的に流れないように絶縁板6が配置されているの
で、第1の実施例と同様の効果がある。
【0016】第1乃至第4の実施例では無磁場の場合に
ついて述べたが、磁場コイルや永久磁石により生成され
た磁場中で、ICP放電あるいはTCP放電あるいはヘ
リカルキャップ放電あるいは蛇行型RFコイルを用いた
放電を行ってもよい。磁場中でこれらの放電を実施する
と、より低圧力でも安定にプラズマが生成できるという
効果がある。また通常、磁場中で放電を実施するヘリコ
ン波放電を用いたエッチング装置においても、図示を省
略するが、第1の実施例と同様に絶縁板6を設けること
により、プラズマを壁面より離すことができるので、第
1の実施例と同様の効果がある。
【0017】また、以上述べてきたすべての実施例にお
いて、絶縁板6にヒーター等の加熱機構や、あるいは冷
却機構を埋設すれば、絶縁板6に堆積するプラズマ重合
膜の量を制御でき、その結果、プラズマ中のラジカル組
成を制御できるので、選択比等のエッチング特性を制御
できるという効果が加わる。
【0018】また上記各実施例では、ドライエッチング
装置について述べたが、プラズマCVD装置、アッシン
グ装置等のプラズマ処理装置についても、同様の作用効
果が得られる。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、RFコイルを有するプ
ラズマ処理装置において、RFコイルにより誘起される
誘導電流をさまたげるように、絶縁板、すなわちスプリ
ット板を配置することにより、プラズマを処理室壁面よ
り離すことができるので、処理室壁面の消耗を減少さ
せ、高密度プラズマを生成することができるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例のICP放電を用いたエ
ッチング装置の処理室部の縦断面図である。
【図2】図1におけるA−A’断面図である。
【図3】本発明の第2の実施例のTCP放電を用いたエ
ッチング装置の処理室部の縦断面図である。
【図4】図3のB矢視図である。
【図5】本発明の第3の実施例のヘリカルキャップ放電
を用いたエッチング装置の処理室部の縦断面図である。
【図6】図5のC矢視図である。
【図7】本発明の第4の実施例の蛇行型のRFコイルを
用いたエッチング装置の処理室部の縦断面図である。
【図8】図7のD矢視図である。
【図9】本発明の第5の実施例のマイクロ波エッチング
装置の処理室部の縦断面図である。
【符号の説明】
1…処理室、1a,1b…容器、1c…放電管、2…石
英円筒、3,13,14…RFコイル、4,10…整合
器、5,11…高周波電源、6…絶縁板、7…誘導電
流、8…試料台、9…被処理材、12…誘電体板、15
…マグネトロン、16…導波管、17…共振器、18…
スロットアンテナ、19…石英窓、20,21…コイ
ル。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05H 1/46 9216−2G H05H 1/46 L

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プラズマ発生装置と、減圧可能な処理室
    と、ガス供給装置と、真空排気装置より成り、該プラズ
    マ発生装置あるいは該プラズマ発生装置の一部として、
    高周波電源および該高周波電源に接続されたRFコイル
    を有するプラズマ処理装置により、試料をプラズマ処理
    するプラズマ処理方法であって、前記RFコイルにより
    誘起される誘導電流をさまたげるように前記処理室内に
    絶縁あるいは導電板の表面を絶縁材でカバーすることを
    特徴とするプラズマ処理方法。
  2. 【請求項2】プラズマ発生装置と、減圧可能な処理室
    と、ガス供給装置と、真空排気装置より成り、該プラズ
    マ発生装置あるいは該プラズマ発生装置の一部として、
    高周波電源および該高周波電源に接続されたRFコイル
    を有するプラズマ処理装置により、試料をプラズマ処理
    するプラズマ処理方法であって、前記RFコイルに流れ
    る電流と直交するように前記処理室内に絶縁あるいは導
    電板の表面を絶縁材でカバーすることを特徴とするプラ
    ズマ処理方法。
  3. 【請求項3】プラズマ発生装置と減圧可能な処理室とガ
    ス供給装置と真空排気装置より成り、該プラズマ発生装
    置あるいは該プラズマ発生装置の一部として、高周波電
    源および該高周波電源に接続されたRFコイルを有する
    プラズマ処理装置において、該処理室内に絶縁板あるい
    は導電板の表面を絶縁材でカバーした板を、該RFコイ
    ルにより誘起される誘導電流をさまたげるように、設置
    したことを特徴とするプラズマ処理装置。
  4. 【請求項4】プラズマ発生装置と減圧可能な処理室とガ
    ス供給装置と真空排気装置より成り、該プラズマ発生装
    置あるいは該プラズマ発生装置の一部として、高周波電
    源および該高周波電源に接続されたRFコイルを有する
    プラズマ処理装置において、該処理室内に絶縁板あるい
    は導電板の表面を絶縁材でカバーした板を、該RFコイ
    ルに流れる電流と直交する方向に、設置したことを特徴
    とするプラズマ処理装置。
  5. 【請求項5】請求項3および請求項4に記載のプラズマ
    発生装置が、誘導結合型プラズマ放電(以下ICP放電
    と略記する)発生装置あるいはトランスファー カップ
    ルドプラズマ放電(以下TCP放電と略記する)発生装
    置あるいはヘリカルキャップ プラズマ放電発生装置あ
    るいはヘリコン波プラズマ発生装置であることを特徴と
    する請求項3および請求項4に記載のプラズマ処理装
    置。
  6. 【請求項6】請求項3および請求項4および請求項5に
    記載の絶縁板あるいは導電板の表面を絶縁材でカバーし
    た板の内部にヒーター等の加熱機構あるいは冷却機構を
    設けたことを特徴とする請求項3および請求項4および
    請求項5に記載のプラズマ処理装置。
JP7121103A 1995-05-19 1995-05-19 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 Pending JPH08316205A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6197120B1 (en) * 1997-11-26 2001-03-06 3M Innovative Properties Company Apparatus for coating diamond-like networks onto particles
KR100322330B1 (ko) * 1997-04-21 2002-03-18 히가시 데츠로 재료의 이온 스퍼터링 방법 및 장치
JP2003525519A (ja) * 2000-03-01 2003-08-26 東京エレクトロン株式会社 高密度プラズマ源内での電気的に制御可能なプラズマ均一性
US6815365B2 (en) 1995-03-16 2004-11-09 Hitachi, Ltd. Plasma etching apparatus and plasma etching method
US20120031560A1 (en) * 2010-08-04 2012-02-09 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6815365B2 (en) 1995-03-16 2004-11-09 Hitachi, Ltd. Plasma etching apparatus and plasma etching method
KR100322330B1 (ko) * 1997-04-21 2002-03-18 히가시 데츠로 재료의 이온 스퍼터링 방법 및 장치
US6197120B1 (en) * 1997-11-26 2001-03-06 3M Innovative Properties Company Apparatus for coating diamond-like networks onto particles
JP2003525519A (ja) * 2000-03-01 2003-08-26 東京エレクトロン株式会社 高密度プラズマ源内での電気的に制御可能なプラズマ均一性
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