JPH11126773A - Plasma treating apparatus and method for introducing gas for same - Google Patents
Plasma treating apparatus and method for introducing gas for sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子デバイス等の
製造プロセスに用いられる半導体素子基板等のエッチン
グもしくは薄膜形成等のプラズマ処理を行う半導体装置
の製造に好適なプラズマ処理装置及びこの装置のガスの
導入方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus suitable for manufacturing a semiconductor device for performing a plasma processing such as etching or thin film formation of a semiconductor element substrate used in a manufacturing process of an electronic device or the like, and a gas for this apparatus. About the method of introduction.
【０００２】[0002]
【従来の技術】低ガス圧力に保った真空反応容器内に、
マイクロ波を導入する事によりガス放電を起こし得られ
たプラズマを、試料に照射する事によりエッチングや薄
膜形成等の処理を行うプラズマ処理装置は、高集積半導
体素子や液晶の製造に欠かせない。特に、プラズマ生成
に関わるマイクロ波と生成されたプラズマ中のイオンの
加速を行うための電力とをそれぞれ独立に制御出来るプ
ラズマ処理装置が、ドライエッチング技術及び薄膜形成
技術において望まれる。2. Description of the Related Art In a vacuum reactor maintained at a low gas pressure,
A plasma processing apparatus that performs processing such as etching or thin film formation by irradiating a sample with plasma obtained by introducing a microwave to generate gas discharge and is indispensable for the production of highly integrated semiconductor elements and liquid crystals. In particular, a plasma processing apparatus capable of independently controlling a microwave related to plasma generation and electric power for accelerating ions in generated plasma is desired in dry etching technology and thin film formation technology.
【０００３】図５は従来のプラズマ処理装置を示したも
のであり、プラズマの生成とプラズマ中のイオンの加速
とを独立に制御する事が出来るプラズマエッチング装置
を模式的に示した断面図である。Ｔ．Ａｋｉｍｏｔｏ
ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｊ．Ａ．Ｐ．，３３（１９９４），
Ｈ．Ｍａｂｕｃｈｉ ｅｔ ａｌ．，Ｐｒｏｃ．１６ｔ
ｈ Ｓｙｍｐ．Ｄｒｙ Ｐｒｏｃｅｓｓ，Ｐ２３５（１
９９４）に記載された図５の１は中空直方体形状の反応
容器を示している。反応容器１はアルミニウム、ステン
レス等の金属により形成されている。反応容器１の上部
はマイクロ波の透過性を有しており、誘電損失が小さく
かつ耐熱性を有する、例えば石英ガラスまたはＡｌ2 Ｏ
3 等を用いて形成された誘電体板２によって機密状態に
封止されている。FIG. 5 shows a conventional plasma processing apparatus, and is a cross-sectional view schematically showing a plasma etching apparatus capable of independently controlling generation of plasma and acceleration of ions in the plasma. . T. Akimoto
et al. , J. et al. J. A. P. , 33 (1994),
H. Mabuchi et al. Proc. 16t
h Symp. Dry Process, P235 (1
Reference numeral 994) in FIG. 5 shows a hollow rectangular parallelepiped reaction vessel. The reaction vessel 1 is formed of a metal such as aluminum and stainless steel. The upper portion of the reaction vessel 1 has microwave permeability, low dielectric loss and heat resistance, for example, quartz glass or Al 2 O.
It is sealed in a confidential state by a dielectric plate 2 formed using 3 or the like.
【０００４】反応容器１の上方には誘電体板２と所定の
間隔をおいて対向し、誘電体板２を覆いうる大きさの誘
電体線路３が設置されている。この誘電体線路３は誘電
損失の小さいフッ素樹脂等の誘電体材料で形成された誘
電体層と誘電体層の上面に設置されたＡｌ等の金属板４
とで構成されている。誘電体線路３にはマイクロ波発振
器５より導波管６を介してマイクロ波が導入されるよう
になっており、誘電体線路３の終端は金属板４で封止さ
れている。[0004] Above the reaction vessel 1, there is provided a dielectric line 3 facing the dielectric plate 2 at a predetermined interval and having a size capable of covering the dielectric plate 2. The dielectric line 3 is composed of a dielectric layer made of a dielectric material such as fluororesin having a small dielectric loss and a metal plate 4 made of Al or the like provided on the upper surface of the dielectric layer.
It is composed of A microwave is introduced into the dielectric line 3 from a microwave oscillator 5 via a waveguide 6, and the end of the dielectric line 3 is sealed with a metal plate 4.
【０００５】反応容器１の内部には処理対象物である試
料Ｓを保持するための試料保持部７と試料台８が設けら
れており、試料保持部７には試料Ｓ表面にバイアス電圧
を発生させるための高周波電源９が接続されている。ま
た、反応容器１の下部には反応容器１を真空に排気する
ための排気装置に接続された排気管１２が連結されてお
り、反応容器１の側壁には反応容器１内に必要な反応ガ
スを供給するためガス供給管１３が接続されている。ガ
ス供給管１３は分岐され、反応容器１内に設けられた複
数のガス導入ノズル１３からガスが導入される。ガス導
入位置は、図５では分かりにくいので、図６に従来装置
の反応容器１を上から観察した図面を示した。ガス導入
ノズル１３は、反応容器１の側壁に均等に配置され全て
のガス導入ノズルから等しい成分のガスが反応容器１内
へ導入される。[0005] A sample holder 7 and a sample table 8 for holding a sample S to be processed are provided inside the reaction vessel 1, and a bias voltage is generated on the surface of the sample S in the sample holder 7. High-frequency power supply 9 is connected. An exhaust pipe 12 connected to an exhaust device for evacuating the reaction vessel 1 to a vacuum is connected to a lower portion of the reaction vessel 1, and a reaction gas required in the reaction vessel 1 is provided on a side wall of the reaction vessel 1. A gas supply pipe 13 is connected to supply the gas. The gas supply pipe 13 is branched, and gas is introduced from a plurality of gas introduction nozzles 13 provided in the reaction vessel 1. Since the gas introduction position is difficult to understand in FIG. 5, FIG. 6 shows a drawing in which the reaction vessel 1 of the conventional apparatus was observed from above. The gas introduction nozzles 13 are evenly arranged on the side wall of the reaction vessel 1, and a gas having the same component is introduced into the reaction vessel 1 from all the gas introduction nozzles.
【０００６】反応容器１及び上部電極１１にはそれぞれ
ヒーター１５及び１６が設置されており、反応容器１及
び上部電極１１を予め加熱している。また、それぞれの
ヒーターに対し、電力を供給するためのヒーター電源１
７が設置されている。上記のように構成されたプラズマ
処理装置にあっては、以下のようにして試料Ｓ表面にプ
ラズマ処理が施される。[0006] Heaters 15 and 16 are provided in the reaction vessel 1 and the upper electrode 11, respectively, to heat the reaction vessel 1 and the upper electrode 11 in advance. Also, a heater power supply 1 for supplying electric power to each heater.
7 are installed. In the plasma processing apparatus configured as described above, the plasma processing is performed on the surface of the sample S as follows.
【０００７】まず、排気管１２から排気を行って反応容
器１内を所定の圧力に設定し、その後ガス供給管１３か
ら反応ガスを供給する。次に、マイクロ波発振器５にお
いてマイクロ波を発振させ、導波管６を介して誘電体線
路３に導入する。すると誘電体線路３下方に電界が形成
され、マイクロ波導入窓１４をとおり抜けて反応容器１
内においてガスが励起されプラズマを発生する。同時
に、前記プラズマ中のイオンのエネルギーを制御するた
め、高周波電源９により試料Ｓが載置されている試料保
持部７に高周波電源を印加し、試料Ｓ表面にバイアス電
圧を発生させる。このバイアス電圧により、イオンを試
料Ｓに対して垂直に入射させるとともに、試料Ｓに入射
するイオンのエネルギーを制御する。この様なプラズマ
処理装置を用い、エッチングガスにＣＨＦ3 ／ＣＯ／Ａ
ｒを用いて実際にＳｉＯ2 膜をエッチングした結果を図
７に示す。μ波進行方向にエッチングレートが減衰して
いる事がわかる。ウェハ面内でエッチングレートが不均
一であると、試料である半導体素子の加工形状が異な
り、その結果ウェハ内で特性の異なる半導体素子がで
き、状態が悪い場合は動作しない素子も出来うる。即
ち、エッチングレート均一性は半導体生産において歩留
まりを向上させるための非常に重要な要素であり、改善
が必要である。First, the inside of the reaction vessel 1 is set to a predetermined pressure by evacuating from the exhaust pipe 12, and then the reaction gas is supplied from the gas supply pipe 13. Next, the microwave is oscillated in the microwave oscillator 5 and introduced into the dielectric line 3 via the waveguide 6. Then, an electric field is formed below the dielectric line 3, passes through the microwave introduction window 14, and reacts.
The gas is excited inside to generate plasma. At the same time, in order to control the energy of the ions in the plasma, a high-frequency power source 9 applies a high-frequency power source to the sample holder 7 on which the sample S is mounted, and generates a bias voltage on the surface of the sample S. The bias voltage causes ions to be incident on the sample S perpendicularly and controls the energy of the ions incident on the sample S. Using such a plasma processing apparatus, CHF 3 / CO / A is used as an etching gas.
FIG. 7 shows the result of actually etching the SiO 2 film using r. It can be seen that the etching rate is attenuated in the traveling direction of the μ wave. If the etching rate is non-uniform in the wafer surface, the processed shape of the semiconductor element as a sample is different, and as a result, a semiconductor element having different characteristics can be formed in the wafer, and if the state is poor, an element that does not operate can be formed. That is, the uniformity of the etching rate is a very important factor for improving the yield in semiconductor production, and needs to be improved.
【０００８】次に、このプラズマ処理装置においてμ波
進行方向にエッチングレートが不均一になる原因を以下
に示す。図８の（Ｋ．Ｋｏｍａｃｈｉ，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓ
ｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，Ａ１１（１），１６４（１９
９３），より引用）は、表面波を用いたプラズマ処理装
置を用いμ波進行方向の電界強度分布を測定した結果で
ある。圧力の相違に関わらず、μ波進行方向に電界強度
が低下している事が分かる。この事実は言い換えると、
μ波入射側はプラズマ密度が高く、反射側はプラズマ密
度が低い事を意味している。電界に分布が出来る原因
は、導入されたμ波が誘電体線路３を伝搬する際に、そ
の電界強度が誘電損失により低下するためである。Next, the cause of the non-uniform etching rate in the traveling direction of the microwave in this plasma processing apparatus will be described below. 8 (K. Komachi, J. Vac. S).
ci. Technol. , A11 (1), 164 (19
93), cited above) are the results of measuring the electric field intensity distribution in the traveling direction of the microwave using a plasma processing apparatus using surface waves. It can be seen that the electric field strength decreases in the direction of the μ-wave propagation regardless of the pressure difference. This fact, in other words,
The μ-wave incidence side means that the plasma density is high, and the reflection side means that the plasma density is low. The reason why the electric field is distributed is that the intensity of the electric field is reduced by the dielectric loss when the introduced μ-wave propagates through the dielectric line 3.
【０００９】次に、ガスの解離とエッチングメカニズム
について述べる。ＣＨＦ3 ／ＣＯ混合ガスの解離状態は
複雑であるので、簡単のためＣＨＦ3 単体のみについて
述べる。ＣＨＦ3 の解離反応は概ね次のようである。 ＣＨＦ3 ＋ ｅ- → ＣＦ2 ＋ ＨＦ ・・・・・（１） ＣＦ2 → ＣＦ＋ Ｆ ・・・・・・・・・・・・・・（２） また、ＳｉＯ2 との反応は、 ＳｉＯ2 ＋ ４Ｆ → ＳｉＦ4 ・・・・・・・・・（３） つまり、（１）及び（２）式より、プラズマ密度の高い
領域では、解離が進行しＦの生成量が増大するためエッ
チレートは高くなり、一方プラズマ密度の低い領域では
解離が進行しないため、Ｆの生成量が低下しエッチング
レートも減少する。ウェハ面内におけるガスが、反応容
器１に対しその周囲から均一に導入されている事から、
ガスの解離状態がμ波進行方向に変化しているものと考
えられる。Next, the gas dissociation and etching mechanism will be described. Since the dissociation state of the CHF 3 / CO mixed gas is complicated, only CHF 3 alone will be described for simplicity. The dissociation reaction of CHF 3 is generally as follows. CHF 3 + e − → CF 2 + HF (1) CF 2 → CF + F (2) Further, the reaction with SiO 2 is SiO 2 2 + 4F → SiF 4 (3) In other words, according to the equations (1) and (2), in the region where the plasma density is high, the dissociation proceeds and the amount of F generated increases, so that the etching is performed. The rate increases, while dissociation does not proceed in a region where the plasma density is low, so that the amount of generated F decreases and the etching rate also decreases. Since the gas in the wafer surface is uniformly introduced into the reaction vessel 1 from the periphery thereof,
It is considered that the dissociation state of the gas is changing in the direction in which the microwaves travel.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
した従来技術の欠点を改良し、試料のエッチングが均一
に行われるようにした半導体製造装置に好適なプラズマ
処理装置とこの装置のガスの導入方法を提供するもので
ある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to improve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and to provide a plasma processing apparatus suitable for a semiconductor manufacturing apparatus capable of uniformly etching a sample and a gas processing apparatus for the apparatus. Is provided.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記した目的
を達成するため、基本的には、以下に記載されたような
技術構成を採用するものである。即ち、本発明に係わる
第１の態様としては、反応容器内にマイクロ波を導入す
ると共に、フロロカーボンを含むエッチングガスを導入
し、前記反応容器内の試料をエッチングするプラズマ処
理装置において、前記フロロカーボンガスとフロロカー
ボンガス以外のガスを異なるガス導入ノズルで前記反応
容器内に導入するものであり、第２の態様としては、前
記フロロカーボンガスを前記反応容器のプラズマ密度の
低い領域から導入し、さらにフロロカーボン以外の前記
ガスをプラズマ密度の高い領域から導入する事により、
前記反応容器中にエッチングガスの濃度勾配を形成した
ものであり、第３の態様としては、反応容器内にマイク
ロ波を導入すると共に、フロロカーボンガスを含むエッ
チングガスを導入し、前記反応容器内の試料をエッチン
グするプラズマ処理装置において、前記エッチングガス
を前記反応容器のプラズマ密度の低い領域から導入し、
前記反応容器中にエッチングガスの濃度勾配を形成する
事によりエッチング均一性を向上させたものであり、第
４の態様としては、反応容器内にマイクロ波を導入する
と共に、フロロカーボンを含むエッチングガスを導入
し、前記反応容器内の試料をエッチングするプラズマ処
理装置において、前記反応容器内のエッチングガスが濃
度勾配を形成するように前記反応容器内に導入されるも
のであり、第５の態様としては、前記反応容器内のプラ
ズマ密度の低い部分にフロロカーボンガスを導入するも
のであり、第６の態様としては、前記反応容器のプラズ
マ密度の高い部分には前記フロロカーボンガスを除くガ
スを導入するものであり、第７の態様としては、前記反
応容器のガスの導入は、プラズマ密度の高い領域からエ
ッチングガスを低流量で導入し、プラズマ密度の低い領
域からエッチングガスを高流量で導入することで、前記
反応容器内にエッチングガスの濃度勾配を形成しエッチ
ング均一性を向上させたものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention basically employs the following technical configuration to achieve the above object. That is, as a first aspect according to the present invention, in a plasma processing apparatus for introducing a microwave into a reaction vessel and introducing an etching gas containing fluorocarbon to etch a sample in the reaction vessel, And a gas other than fluorocarbon gas is introduced into the reaction vessel with a different gas introduction nozzle. As a second aspect, the fluorocarbon gas is introduced from a region of the reaction vessel having a low plasma density, By introducing the above gas from a region having a high plasma density,
A concentration gradient of an etching gas is formed in the reaction vessel. As a third embodiment, a microwave is introduced into the reaction vessel, and an etching gas containing a fluorocarbon gas is introduced into the reaction vessel. In a plasma processing apparatus for etching a sample, the etching gas is introduced from a region having a low plasma density in the reaction vessel,
The etching uniformity is improved by forming a concentration gradient of the etching gas in the reaction vessel. As a fourth mode, while introducing a microwave into the reaction vessel, an etching gas containing fluorocarbon is supplied. In the plasma processing apparatus for introducing and etching a sample in the reaction vessel, the etching gas in the reaction vessel is introduced into the reaction vessel so as to form a concentration gradient. And introducing a fluorocarbon gas into a portion of the reaction vessel where the plasma density is low. As a sixth aspect, a gas except the fluorocarbon gas is introduced into a portion where the plasma density of the reaction vessel is high. According to a seventh aspect, the introduction of the gas into the reaction vessel includes the step of flowing the etching gas at a low flow rate from a region having a high plasma density. In introducing, by a low plasma density region for introducing an etching gas at a high flow rate, but with improved form a concentration gradient etch uniformity of the etching gas into the reaction vessel.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】本発明に係るプラズマ処理装置と
この装置のガスの導入方法は、上記したような技術構成
を採用していることから、反応容器内のエッチングガス
に濃度勾配が発生し、プラズマ密度の不均一性が相殺さ
れる。その結果、エッチングガスの解離によって生成す
るＦがウェハ面内で均一になり、エッチング均一性が向
上する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The plasma processing apparatus according to the present invention and the method for introducing gas of the apparatus employ the above-mentioned technical configuration, so that a concentration gradient is generated in the etching gas in the reaction vessel. The non-uniformity of the plasma density is offset. As a result, F generated by dissociation of the etching gas becomes uniform in the wafer surface, and the etching uniformity is improved.
【００１３】[0013]
【実施例】以下に、本発明に係るプラズマ処理装置とこ
の装置のガスの導入方法の具体例を図面を参照しながら
詳細に説明する。なお、従来例と同一部分には同一の符
号を付して、その説明を省略する。 （第１の具体例）図１、２は本発明の具体例の構造を示
す図であって、図には反応容器１内にマイクロ波を導入
すると共に、フロロカーボン、酸素、オキサイドカーボ
ン、不活性ガスからなるエッチングガスを導入し、前記
反応容器１内の試料Ｓをエッチングするプラズマ処理装
置において、前記フロロカーボンガスとフロロカーボン
以外のガスとを異なるガス導入ノズル１３ａ、１３ｂで
前記反応容器１内に導入するプラズマ処理装置が示さ
れ、又反応容器１内にマイクロ波を導入すると共に、エ
ッチング用のガスを導入し、前記反応容器１内の試料Ｓ
をエッチングするプラズマ処理装置において、フロロカ
ーボン、酸素、オキサイドカーボン、不活性ガスの数種
類を混合してエッチングを行う場合に、フロロカーボン
ガスを前記反応容器１のプラズマ密度の低い領域１ｂか
ら導入し、さらにフロロカーボン以外の前記ガスをプラ
ズマ密度の高い領域１ａから導入する事により、前記反
応容器１中にエッチングガスの濃度勾配を形成したプラ
ズマ処理装置が示されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, specific examples of a plasma processing apparatus according to the present invention and a method for introducing gas in the apparatus will be described in detail with reference to the drawings. The same parts as those in the conventional example are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. (First Specific Example) FIGS. 1 and 2 show the structure of a specific example of the present invention. In the drawings, microwaves are introduced into a reaction vessel 1 and fluorocarbon, oxygen, oxide carbon, inert In a plasma processing apparatus for introducing an etching gas composed of a gas and etching the sample S in the reaction vessel 1, the fluorocarbon gas and a gas other than the fluorocarbon are introduced into the reaction vessel 1 by different gas introduction nozzles 13a and 13b. A plasma processing apparatus is shown, in which a microwave is introduced into the reaction vessel 1 and an etching gas is introduced into the reaction vessel 1 so that the sample S in the reaction vessel 1 is removed.
When etching is performed by mixing several types of fluorocarbon, oxygen, oxide carbon, and an inert gas in a plasma processing apparatus for etching, a fluorocarbon gas is introduced from the region 1b of the reaction vessel 1 having a low plasma density, A plasma processing apparatus in which a concentration gradient of an etching gas is formed in the reaction vessel 1 by introducing the other gases from the region 1a having a high plasma density.
【００１４】例えば、ＣＨＦ3 ／ＣＯ／Ａｒを用いたエ
ッチングプロセスにおいて、フロロカーボンであるＣＨ
Ｆ3 を反応容器１内のプラズマ密度が低い領域１ｂに設
けられたノズル１３ｂから、さらにフロロカーボン以外
のＣＯ及びＡｒガスをプラズマ密度の高い領域１ａに設
置したノズル１３ａから導入する。実際、圧力２０ｍＴ
ｏｒｒ、μ波パワー１３００Ｗ、ＲＦパワー６００Ｗ、
ＣＨＦ3 ４０ｓｃｃｍ、ＣＯ４０ｓｃｍｍ、Ａｒ５０ｓ
ｃｃｍの条件で実験を行ったところ、図４に示すように
エッチングレート均一性が±３．８％から±０．７％に
改善された。この理由は、反応容器内においてμ波の進
行方向にエッチングガスの濃度勾配が形成されるためで
ある。前述の様に、プラズマ密度が高い場合にはガスの
解離が進行し、エッチングに有効なＦの生成量が増大す
る。これにより、エッチングガスの濃度勾配とプラズマ
密度の不均一が相殺しあいエッチレート均一性が向上す
る。 （第２の具体例）次に、本発明の第２の具体例を図３を
用いて説明する。For example, in an etching process using CHF 3 / CO / Ar, a fluorocarbon CH
F 3 is introduced from the nozzle 13b provided in the region 1b where the plasma density is low in the reaction vessel 1, and CO and Ar gas other than fluorocarbon are introduced from the nozzle 13a provided in the region 1a where the plasma density is high. In fact, pressure 20mT
orr, μ wave power 1300 W, RF power 600 W,
CHF 3 40sccm, CO40scmm, Ar50s
When the experiment was performed under the condition of ccm, as shown in FIG. 4, the etching rate uniformity was improved from ± 3.8% to ± 0.7%. The reason for this is that a concentration gradient of the etching gas is formed in the reaction vessel in the traveling direction of the microwave. As described above, when the plasma density is high, the dissociation of the gas proceeds, and the amount of generated F effective for etching increases. As a result, the concentration gradient of the etching gas and the non-uniformity of the plasma density cancel each other, and the uniformity of the etch rate is improved. (Second Specific Example) Next, a second specific example of the present invention will be described with reference to FIG.
【００１５】図３には、反応容器１内にマイクロ波を導
入すると共に、エッチングガスを導入し、前記反応容器
１内の試料Ｓをエッチングするプラズマ処理装置におい
て、前記エッチングガスを前記反応容器のプラズマ密度
の低い領域１ｂから導入し、反応容器１中にエッチング
ガスの濃度勾配を形成する事によりエッチング均一性を
向上させるプラズマ処理装置が示されている。FIG. 3 shows a plasma processing apparatus for introducing a microwave into the reaction vessel 1 and also introducing an etching gas to etch the sample S in the reaction vessel 1. There is shown a plasma processing apparatus which is introduced from a region 1b having a low plasma density to form a concentration gradient of an etching gas in a reaction vessel 1 to improve etching uniformity.
【００１６】即ち、第２の具体例では図３のようにガス
導入ノズル１３ｂを一方向のみに設け、全ての混合ガス
を、プラズマ密度の低い方向である領域１ｂから導入す
る。これによりエッチレート均一性を向上している。 （第３の具体例）次に、本発明の第３の具体例を図４を
用いて説明する。That is, in the second specific example, as shown in FIG. 3, the gas introduction nozzle 13b is provided in only one direction, and all the mixed gas is introduced from the region 1b where the plasma density is low. This improves the etch rate uniformity. (Third Specific Example) Next, a third specific example of the present invention will be described with reference to FIG.
【００１７】図４には、反応容器１のガスの導入は、プ
ラズマ密度の高い領域１ａからエッチングガスを低流量
で導入し、プラズマ密度の低い領域１ｂからエッチング
ガスを高流量で導入することで、前記反応容器１内にエ
ッチングガスの濃度勾配を形成しエッチング均一性を向
上させたプラズマ処理装置のガス導入方法が示されてい
る。FIG. 4 shows that the gas in the reaction vessel 1 is introduced by introducing an etching gas at a low flow rate from a region 1a having a high plasma density and by introducing an etching gas at a high flow rate from a region 1b having a low plasma density. A gas introduction method of a plasma processing apparatus in which a concentration gradient of an etching gas is formed in the reaction vessel 1 to improve etching uniformity is shown.
【００１８】反応容器１内のエッチングガスの濃度勾配
は、反応容器１へ導入するガスの流量制御によって形成
する事も可能である。即ち、図３に示すように低プラズ
マ密度側の領域１ｂにエッチングガスを導入するノズル
１３ｂを高プラズマ密度領域１ａのノズル１３ａよりも
多量に設ける。これによりエッチレート均一性を向上出
来る。The concentration gradient of the etching gas in the reaction vessel 1 can be formed by controlling the flow rate of the gas introduced into the reaction vessel 1. That is, as shown in FIG. 3, the nozzle 13b for introducing the etching gas into the region 1b on the low plasma density side is provided in a larger amount than the nozzle 13a in the high plasma density region 1a. Thereby, the etch rate uniformity can be improved.
【００１９】[0019]
【発明の効果】本発明に係るプラズマ処理装置及びプラ
ズマ処理装置のガスの導入方法は上述のように構成した
ので、反応容器内においてμ波の進行方向に形成された
エッチングガスの濃度勾配が、プラズマ密度の不均一を
相殺し、均一性を３％向上させることが出来た。As described above, the plasma processing apparatus and the gas introducing method of the plasma processing apparatus according to the present invention are configured as described above. Therefore, the concentration gradient of the etching gas formed in the traveling direction of the microwave in the reaction vessel is reduced. The nonuniformity of the plasma density was offset, and the uniformity was improved by 3%.
【図１】本発明の第１の具体例の反応室の模式断面図で
ある。FIG. 1 is a schematic sectional view of a reaction chamber according to a first specific example of the present invention.
【図２】本発明の第２の具体例の反応室の模式断面図で
ある。FIG. 2 is a schematic sectional view of a reaction chamber according to a second specific example of the present invention.
【図３】本発明の第３の具体例の反応室の模式断面図で
ある。FIG. 3 is a schematic sectional view of a reaction chamber according to a third specific example of the present invention.
【図４】従来装置と発明を適用した装置のそれぞれのエ
ッチング分布を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing respective etching distributions of a conventional apparatus and an apparatus to which the invention is applied.
【図５】表面波プラズマ処理装置の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a surface wave plasma processing apparatus.
【図６】従来装置における反応容器の詳細説明図であ
る。FIG. 6 is a detailed explanatory view of a reaction vessel in a conventional apparatus.
【図７】従来の装置におけるエッチング分布である。FIG. 7 is an etching distribution in a conventional apparatus.
【図８】表面波を用いたプラズマ処理装置における、電
界強度のμ波進行方向依存性を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the dependence of the electric field strength on the traveling direction of microwaves in a plasma processing apparatus using surface waves.
１ 反応容器 ２ 誘電体板 ３ 誘電体線路 ４ 金属板 ５ μ波発振器 ６ 導波管 ７ 試料保持部 ８ 試料台 ９ 高周波電源 １０ アース １１ 上部電極 １２ 排気管 １３ ガス供給管 １３’ ガス導入ノズル １４ 導入窓 １５ ヒーター １６ ヒーター １７ ヒーター電源 Ｓ 試料 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reaction container 2 Dielectric plate 3 Dielectric line 4 Metal plate 5 Microwave oscillator 6 Waveguide 7 Sample holder 8 Sample table 9 High frequency power supply 10 Ground 11 Upper electrode 12 Exhaust pipe 13 Gas supply pipe 13 'Gas introduction nozzle 14 Introductory window 15 Heater 16 Heater 17 Heater power supply S Sample
Claims (7)
に、フロロカーボンを含むエッチングガスを導入し、前
記反応容器内の試料をエッチングするプラズマ処理装置
において、前記フロロカーボンガスとフロロカーボンガ
ス以外のガスを異なるガス導入ノズルで前記反応容器内
に導入することを特徴とするプラズマ処理装置。In a plasma processing apparatus for introducing a microwave into a reaction vessel and introducing an etching gas containing fluorocarbon to etch a sample in the reaction vessel, the plasma processing apparatus is configured to separate the fluorocarbon gas from a gas other than the fluorocarbon gas. A plasma processing apparatus wherein the gas is introduced into the reaction vessel by a gas introduction nozzle.
のプラズマ密度の低い領域から導入し、さらにフロロカ
ーボン以外の前記ガスをプラズマ密度の高い領域から導
入する事により、前記反応容器中にエッチングガスの濃
度勾配を形成したことを特徴とする請求項１記載のプラ
ズマ処理装置。2. An etching gas concentration gradient in the reaction vessel by introducing the fluorocarbon gas from a region having a low plasma density in the reaction vessel and further introducing the gas other than the fluorocarbon from a region having a high plasma density. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein:
に、フロロカーボンガスを含むエッチングガスを導入
し、前記反応容器内の試料をエッチングするプラズマ処
理装置において、 前記エッチングガスを前記反応容器のプラズマ密度の低
い領域から導入し、前記反応容器中にエッチングガスの
濃度勾配を形成する事によりエッチング均一性を向上さ
せたことを特徴としたプラズマ処理装置。3. A plasma processing apparatus for introducing a microwave into a reaction vessel and an etching gas containing a fluorocarbon gas to etch a sample in the reaction vessel, wherein the etching gas is supplied to a plasma density of the reaction vessel. A plasma processing apparatus characterized in that etching uniformity is improved by introducing a concentration gradient of an etching gas in the reaction vessel by introducing the gas from a region having a low temperature.
に、フロロカーボンを含むエッチングガスを導入し、前
記反応容器内の試料をエッチングするプラズマ処理装置
において、 前記反応容器内のエッチングガスが濃度勾配を形成する
ように前記反応容器内に導入されることを特徴とするプ
ラズマ処理装置のガスの導入方法。4. A plasma processing apparatus for introducing a microwave into a reaction vessel and introducing an etching gas containing fluorocarbon to etch a sample in the reaction vessel, wherein the etching gas in the reaction vessel has a concentration gradient. A method for introducing gas into a plasma processing apparatus, wherein the gas is introduced into the reaction vessel so as to form a gas.
分にフロロカーボンガスを導入することを特徴とする請
求項４記載のプラズマ処理装置のガスの導入方法。5. The method according to claim 4, wherein a fluorocarbon gas is introduced into a portion of the reaction vessel where the plasma density is low.
には前記フロロカーボンガスを除くガスを導入すること
を特徴とする請求項４又は５記載のプラズマ処理装置の
ガスの導入方法。6. The method according to claim 4, wherein a gas other than the fluorocarbon gas is introduced into a portion of the reaction vessel where the plasma density is high.
密度の高い領域からエッチングガスを低流量で導入し、
プラズマ密度の低い領域からエッチングガスを高流量で
導入することで、前記反応容器内にエッチングガスの濃
度勾配を形成しエッチング均一性を向上させたことを特
徴とする請求項４記載のプラズマ処理装置のガスの導入
方法。7. The introduction of a gas into the reaction vessel includes introducing an etching gas at a low flow rate from a region having a high plasma density,
5. The plasma processing apparatus according to claim 4, wherein the etching gas is introduced at a high flow rate from a region having a low plasma density to form a concentration gradient of the etching gas in the reaction vessel to improve etching uniformity. Gas introduction method.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010045414A (en) * | 2004-01-19 | 2010-02-25 | Panasonic Corp | Electric double-layer capacitor, manufacturing method thereof, and electronic device using the same |
| JP2017055035A (en) * | 2015-09-11 | 2017-03-16 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Plasma processing apparatus |
| US10791910B2 (en) | 2009-06-18 | 2020-10-06 | Endochoice, Inc. | Multiple viewing elements endoscope system with modular imaging units |
-
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- 1997-10-24 JP JP09291924A patent/JP3092559B2/en not_active Expired - Fee Related
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