JPH11162694A - Component for discharge and plasma device - Google Patents
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- JPH11162694A JPH11162694A JP9300577A JP30057797A JPH11162694A JP H11162694 A JPH11162694 A JP H11162694A JP 9300577 A JP9300577 A JP 9300577A JP 30057797 A JP30057797 A JP 30057797A JP H11162694 A JPH11162694 A JP H11162694A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路素
子や液晶表示素子のようなマクロエレクトロニクスデバ
イスの製造工程等で用いられるプラズマ装置及びその主
要部品である放電用部品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 device used in a manufacturing process of a macroelectronic device such as a semiconductor integrated circuit device and a liquid crystal display device, and a discharge component which is a main component thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体集積回路素子や液晶表示素子等の
マクロエレクトロニクスデバイスの性能を向上し低コス
ト化を実現するため、大集積化に耐える高精度かつ高速
の微細加工（ドライエッチング等）を大面積の被処理基
体の上で実現する要求が高まっている。このような微細
加工には高密度プラズマを利用した処理が適しており、
かかる高密度プラズマを形成する技術としては、誘導結
合方式（Inductively Coupled System）、容量結合方式
（Capacitive Coupled System）、ヘリコン方式（Helic
on System）、ＥＣＲ方式（Electron Cyclotron Resona
nce System：電子サイクロトロン共鳴方式）等がある。2. Description of the Related Art In order to improve the performance of macroelectronic devices such as semiconductor integrated circuit elements and liquid crystal display elements and to reduce costs, high-precision and high-speed microfabrication (dry etching, etc.) that can withstand large-scale integration is required. There is an increasing demand for realizing an area on a substrate to be processed. Processing using high-density plasma is suitable for such fine processing.
Techniques for forming such high-density plasma include an inductively coupled system (Inductively Coupled System), a capacitively coupled system (Capacitive Coupled System), and a helicon system (Helic).
on System), ECR (Electron Cyclotron Resona)
nce System: electron cyclotron resonance method).
【０００３】これらのプラズマ形成方式はいずれも、減
圧容器の外側に一定の間隔をおいて取り付けられた金属
製のコイルアンテナ若しくは電極に高周波電力を印加
し、減圧容器の壁面を構成する誘電体の窓を介して容器
内に高周波電界や電磁界を誘起してプラズマを形成する
という共通の特徴を有している。[0003] In any of these plasma forming systems, high-frequency power is applied to a metal coil antenna or an electrode attached to the outside of the depressurized container at a fixed interval, and a dielectric material constituting a wall surface of the depressurized container is applied. It has a common feature that a high-frequency electric field or an electromagnetic field is induced in a container through a window to form plasma.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】近年、プラズマ処理の
対象物であるシリコンウェハや液晶基板は、大型化の傾
向が著しい。それに伴い、処理に用いる減圧容器や誘電
体窓、コイルアンテナ等の部品も大型化せざるをえな
い。その結果、各部品やそれらの調整機構、搬送機構等
を含めたシステムも大型化せざるを得ず、設置するクリ
ーンルームのコストまで増大する問題があった。In recent years, silicon wafers and liquid crystal substrates, which are objects of plasma processing, have a remarkable tendency to increase in size. Along with this, components such as a decompression container, a dielectric window, and a coil antenna used for processing must be increased in size. As a result, there is a problem that the system including the components, their adjustment mechanism, the transport mechanism, and the like must be enlarged, and the cost of a clean room to be installed increases.
【０００５】また、コイルアンテナないしは電極は誘電
体窓から離隔して保持されるため、そのための保持手段
が必要であり、これも装置や設備の大型化の一因となっ
ていた。[0005] Further, since the coil antenna or the electrode is held apart from the dielectric window, holding means for that purpose is required, and this also contributes to an increase in the size of the apparatus and equipment.
【０００６】更に、コイルアンテナと誘電体窓の間に存
在する空気の状態、例えば温度や湿度等により減圧容器
内に発生するプラズマの状態が変化し、プラズマを安定
的に維持することが困難であった。Further, the state of air existing between the coil antenna and the dielectric window, for example, the state of plasma generated in the depressurized vessel due to temperature, humidity, etc. changes, making it difficult to maintain plasma stably. there were.
【０００７】また、部品を交換するごとに、コイルアン
テナと誘電体窓の間隔を細かく調整しないと、プラズマ
の再現性を維持できないという問題もあった。There is another problem that the reproducibility of plasma cannot be maintained unless the interval between the coil antenna and the dielectric window is finely adjusted every time the part is replaced.
【０００８】本発明は、上記従来における種々の問題点
を解決することのできる放電用部品及びそれを用いたプ
ラズマ装置を提供することを目的としている。An object of the present invention is to provide a discharge component capable of solving the above-mentioned various problems in the related art and a plasma device using the same.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、誘電体材料からなる円筒状若しくは管状
又は板状の誘電体部材と、この誘電体部材の外面に所定
のパターンで形成された導電性の薄膜とを備える放電用
部品を特徴としている。この構成では、誘電体部材とア
ンテナないしは電極等を一体的に取り扱うことが可能と
なる。To achieve the above object, the present invention provides a cylindrical, tubular or plate-shaped dielectric member made of a dielectric material, and a predetermined pattern formed on the outer surface of the dielectric member. A discharge component comprising the formed conductive thin film is characterized. With this configuration, it is possible to integrally handle the dielectric member and the antenna or the electrode.
【００１０】薄膜のパターンは、コイルアンテナ状のパ
ターンとすることができる。かかる場合、薄膜に高周波
電力を印加すると、誘電体部材を介して放電用部品の内
側の減圧空間に電磁界が誘起され、プラズマが形成され
る。また、少なくとも１対の電極を構成すべく電気的に
分割されたパターンに薄膜を形成した場合、電極部分に
高周波電力を印加すると、放電用部品の内側の減圧空間
に高周波電界が誘起され、これによりプラズマが形成さ
れる。コイルアンテナ又は電極としての薄膜と誘電体部
材との間に空気が存在しないため、周囲環境の温度等の
影響を受けず、安定したプラズマを形成することができ
る。[0010] The pattern of the thin film may be a coil antenna-like pattern. In such a case, when high-frequency power is applied to the thin film, an electromagnetic field is induced in the reduced-pressure space inside the discharge component via the dielectric member, and plasma is formed. When a thin film is formed in an electrically divided pattern so as to form at least one pair of electrodes, when high-frequency power is applied to the electrode portion, a high-frequency electric field is induced in a reduced-pressure space inside the discharge component, and Generates a plasma. Since no air exists between the coil antenna or the thin film as an electrode and the dielectric member, stable plasma can be formed without being affected by the temperature of the surrounding environment.
【００１１】また、周囲に磁場印加用の磁石を配置する
ことで、磁場と電界又は電磁界の相互作用によって、よ
り高密度のプラズマが形成される。Further, by arranging a magnet for applying a magnetic field around, a higher density plasma is formed by the interaction between the magnetic field and the electric field or the electromagnetic field.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明の好適な
実施形態について詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１３】図１は、本発明による第１実施形態のプラ
ズマ装置である誘導結合プラズマ型エッチング装置を示
している。このエッチング装置１０は、内部が減圧され
る反応容器（減圧容器）１２を備えている。反応容器１
２は、ステンレス鋼のような金属材料からなる円筒形の
容器側壁１４と、その上部に取り付けられた本発明によ
る半球板状の放電用部品たる蓋体１６とから構成されて
いる。FIG. 1 shows an inductively coupled plasma type etching apparatus which is a plasma apparatus according to a first embodiment of the present invention. The etching apparatus 10 includes a reaction vessel (decompression vessel) 12 whose inside is decompressed. Reaction vessel 1
Numeral 2 includes a cylindrical container side wall 14 made of a metal material such as stainless steel, and a lid 16 as a hemispherical plate-shaped discharge component according to the present invention mounted on an upper portion thereof.
【００１４】反応容器１２の内部には、処理対象物であ
るシリコンウェハＷを載置するサセプタ１８が配置され
ている。このサセプタ１８の上面には、シリコンウェハ
Ｗを固定するための静電チャック２０が設けられてい
る。サセプタ１８は電極としても機能し、高周波バイア
ス電源２２を介して接地されている。従って、接地され
た容器側壁１４に対して例えば１３．５６ＭＨｚの高周
波バイアス電圧が印加されると、サセプタ１８がカソー
ドとして機能し容器側壁１４がアノードとして機能する
ようになっている。A susceptor 18 on which a silicon wafer W to be processed is placed is disposed inside the reaction vessel 12. On the upper surface of the susceptor 18, an electrostatic chuck 20 for fixing the silicon wafer W is provided. The susceptor 18 also functions as an electrode, and is grounded via a high frequency bias power supply 22. Therefore, when a high frequency bias voltage of, for example, 13.56 MHz is applied to the grounded container side wall 14, the susceptor 18 functions as a cathode and the container side wall 14 functions as an anode.
【００１５】また、反応容器１２には、ガス供給源（図
示せず）から供給されるエッチングガスを内部に導入す
るためのガス供給口２４が設けられており、更に、内部
の排気を行うための真空ポンプ（図示せず）に接続され
る排気口２６が設けられている。The reaction vessel 12 is provided with a gas supply port 24 for introducing an etching gas supplied from a gas supply source (not shown) into the inside, and further for exhausting the inside. An exhaust port 26 connected to a vacuum pump (not shown) is provided.
【００１６】反応容器１２の一部である蓋体１６は、半
球板状の本体（誘電体部材）２８と、その外面に所定の
パターンで形成された導電性の薄膜３０とから構成され
ている。The lid 16 which is a part of the reaction vessel 12 is composed of a hemispherical plate-shaped main body (dielectric member) 28 and a conductive thin film 30 formed on its outer surface in a predetermined pattern. .
【００１７】本体２８は、アルミナ、石英、シリコンカ
ーバイド、シリコンナイトライド等の誘電体材料からな
る中実体である。反応容器１２の内部は１０ｍＴｏｒｒ
程度まで減圧されるので、強度の面から、本体２８は約
２０ｍｍ程度の肉厚を有することが好適である。The main body 28 is a solid body made of a dielectric material such as alumina, quartz, silicon carbide and silicon nitride. 10 mTorr inside the reaction vessel 12
Since the pressure is reduced to the extent, the main body 28 preferably has a thickness of about 20 mm in terms of strength.
【００１８】本体２８の外面の薄膜３０は、銅やアルミ
ニウム等の導電性材料である。図２に明示するように、
この薄膜３０は、本体２８の下部外周面に環状に形成さ
れた下部部分３０ａと、本体２８の頂部に皿状に形成さ
れた上部部分３０ｂとを有している。また、薄膜３０
は、下部部分３０ａと上部部分３０ｂとの間で螺旋状に
延びる複数条の螺旋状部分３０ｃを有している。この薄
膜３０の下部部分３０ａと上部部分３０ｂとの間には整
合器３２を介して高周波電源３４が接続されている。The thin film 30 on the outer surface of the main body 28 is made of a conductive material such as copper or aluminum. As clearly shown in FIG.
The thin film 30 has a lower portion 30a formed in an annular shape on the lower outer peripheral surface of the main body 28, and an upper portion 30b formed in a dish shape on the top of the main body 28. The thin film 30
Has a plurality of spiral portions 30c extending spirally between the lower portion 30a and the upper portion 30b. A high frequency power supply 34 is connected between a lower portion 30a and an upper portion 30b of the thin film 30 via a matching device 32.
【００１９】薄膜３０は、適当な接着剤により本体２８
の外面に直接接着してもよいが、製造精度を高めるため
には、スパッタリング、マスキング及びエッチング等の
一連のプロセスからなる周知の薄膜形成技術により堆積
形成することが好ましい。この場合、誘電体材料からな
る本体２８上に銅やアルミニウム等の金属を直接堆積さ
せると、金属薄膜は剥離しやすいので、下層膜としてチ
タンナイトライド等を形成しておくことが有効である。The thin film 30 is bonded to the main body 28 with a suitable adhesive.
May be directly adhered to the outer surface of the substrate, but in order to increase the manufacturing accuracy, it is preferable to deposit and form by a known thin film forming technique including a series of processes such as sputtering, masking and etching. In this case, if a metal such as copper or aluminum is directly deposited on the main body 28 made of a dielectric material, the metal thin film is easily peeled off. Therefore, it is effective to form titanium nitride or the like as the lower layer film.
【００２０】このような構成において、内部を例えば１
０ｍＴｏｒｒ程度に減圧した後、エッチングガスを導入
し、上部薄膜部分３０ｂと下部薄膜部分３０ａとの間に
例えば１３．５６ＭＨｚの高周波を印加すると、螺旋状
薄膜部分３０ｃがコイルアンテナとして機能し、誘電体
の本体２８を介して反応容器１２の内部に電磁界が誘起
されてプラズマが発生し、更にこのプラズマ中の電子に
エネルギが供給されて、プラズマは高密度で維持され
る。本発明の構成では、コイルアンテナとしての螺旋状
薄膜部分３０ｃと本体２８との間には空隙がなく、空気
の温度や湿度等による影響を全く受けず、一定の再現性
をもってプラズマを形成、維持することが可能となる。
かかる安定したプラズマの下、容器側壁１４とサセプタ
１８との間に高周波バイアス電圧を印加すると、サセプ
タ１８上のシリコンウェハＷのエッチング反応が安定的
に行われることとなる。In such a configuration, for example,
After reducing the pressure to about 0 mTorr, an etching gas is introduced, and a high frequency of 13.56 MHz, for example, is applied between the upper thin film portion 30b and the lower thin film portion 30a. The spiral thin film portion 30c functions as a coil antenna, and An electromagnetic field is induced inside the reaction vessel 12 through the main body 28 of the above, and plasma is generated. Further, energy is supplied to the electrons in the plasma, and the plasma is maintained at a high density. In the configuration of the present invention, there is no gap between the spiral thin film portion 30c as the coil antenna and the main body 28, and the plasma is formed and maintained with a constant reproducibility without being affected by the temperature, humidity, etc. of the air. It is possible to do.
When a high-frequency bias voltage is applied between the container side wall 14 and the susceptor 18 under such stable plasma, the etching reaction of the silicon wafer W on the susceptor 18 is performed stably.
【００２１】なお、蓋体１６は、本体２８とコイルアン
テナ３０とが別体となっていないため、全体の冷却も容
易である。従って、図示しないが、蓋体１６全体を冷却
装置により冷却した場合、より安定したプラズマを形成
することが可能となる。冷却装置としては、絶縁性を有
する適当なシール材で蓋体１６の表面を覆い、その上を
ウォータジャケットで囲んでウォータジャケット内に冷
却水を循環させる構造のものが考えられる。Since the main body 28 and the coil antenna 30 are not separate from each other, the lid 16 can be easily cooled as a whole. Therefore, although not shown, when the entire lid 16 is cooled by the cooling device, more stable plasma can be formed. As the cooling device, a device having a structure in which the surface of the lid 16 is covered with a suitable insulating material having an insulating property, the surface thereof is surrounded by a water jacket, and cooling water is circulated in the water jacket can be considered.
【００２２】また、コイルアンテナとしての薄膜３０は
本体２８により直接支持されるので、特別なアンテナ保
持機構は必要がなく、装置全体のコンパクト化を図るこ
とができる。Further, since the thin film 30 as a coil antenna is directly supported by the main body 28, no special antenna holding mechanism is required, and the whole apparatus can be made compact.
【００２３】図３は、本発明の第２実施形態を示してい
る。第２実施形態におけるプラズマ装置は誘電結合プラ
ズマ型のスパッタリング装置４０である。このスパッタ
リング装置４０は、減圧容器４２を構成する容器側壁４
４と、容器側壁４４の上部開口に取り付けられたターゲ
ット４６と、容器４２内部に配置されたウェハ支持用の
ペディスタル４８とを備えている。ターゲット４６には
直流電源５０の負端子が接続され、ペディスタル４８に
は高周波電源５２が接続されている。また、反応容器４
２には、処理ガスを供給するためのガス供給源（図示せ
ず）と、内部を減圧するための真空ポンプ（図示せず）
とが接続されている。FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. The plasma device in the second embodiment is a dielectrically coupled plasma type sputtering device 40. The sputtering apparatus 40 is provided with a container side wall 4 constituting a vacuum container 42.
4, a target 46 attached to an upper opening of the container side wall 44, and a wafer supporting pedestal 48 arranged inside the container 42. A negative terminal of a DC power supply 50 is connected to the target 46, and a high-frequency power supply 52 is connected to the pedestal 48. In addition, the reaction vessel 4
2 includes a gas supply source (not shown) for supplying a processing gas, and a vacuum pump (not shown) for reducing the pressure inside.
And are connected.
【００２４】反応容器４２を構成する容器側壁４４は本
発明による放電用部品であり、図４に示すように、誘電
体材料からなる円筒形の本体（誘電体部材）５４と、そ
の外面に形成された導電性の薄膜５６とから構成されて
いる。薄膜５６は、本体５４の上部外周面及び下部外周
面のそれぞれに環状に形成された上部部分５６ａ及び下
部部分５６ｂと、これらの部分５６ａ，５６ｂ間で螺旋
状に延びる１条の螺旋状部分５６ｃとを備えている。本
体５４及び薄膜５６の材料及び形成方法については第１
実施形態と同様である。The vessel side wall 44 constituting the reaction vessel 42 is a discharge part according to the present invention, and as shown in FIG. 4, a cylindrical main body (dielectric member) 54 made of a dielectric material and formed on the outer surface thereof. And a conductive thin film 56. The thin film 56 includes an upper portion 56a and a lower portion 56b formed in an annular shape on each of an upper outer peripheral surface and a lower outer peripheral surface of the main body 54, and a single spiral portion 56c spirally extending between these portions 56a and 56b. And Regarding the material and forming method of the main body 54 and the thin film 56,
This is the same as the embodiment.
【００２５】上記構成のスパッタリング装置４０におい
て、シリコンウェハＷの表面にチタン等を堆積する場
合、まず、例えば１Ｔｏｒｒ程度に減圧した後、処理ガ
スを導入し、薄膜５６の上部部分５６ａと下部部分５６
ｂとの間に、整合器５８を介して高周波電源６０により
例えば２．０ＭＨｚの高周波を印加すると第１実施形態
と同様に、薄膜５６の螺旋状部分５６ｃがコイルアンテ
ナとして機能し、反応容器４２の内部に安定したプラズ
マが形成、維持される。そして、高周波電源５２及び直
流電源５０を投入してターゲット４６とペディスタル４
８との間に高周波バイアス電力を印加すると、プラズマ
中の正イオンがターゲット４６に衝突し、ターゲット４
６から原子が弾き出され、ペディスタル４８上のシリコ
ンウェハ表面に堆積される。In the case of depositing titanium or the like on the surface of the silicon wafer W in the sputtering apparatus 40 having the above-described structure, first, after reducing the pressure to about 1 Torr, a processing gas is introduced, and the upper portion 56a and the lower portion 56 of the thin film 56 are introduced.
When a high frequency of, for example, 2.0 MHz is applied to the reaction container 42 via the matching unit 58 by the high frequency power supply 60 via the matching unit 58, the spiral portion 56c of the thin film 56 functions as a coil antenna as in the first embodiment, and the reaction vessel 42 A stable plasma is formed and maintained inside the device. Then, the high frequency power supply 52 and the DC power supply 50 are turned on, and the target 46 and the pedestal 4 are turned on.
When a high frequency bias power is applied between the target 4 and the target 4, the positive ions in the plasma collide with the target 46,
Atoms are ejected from 6 and deposited on the silicon wafer surface on pedestal 48.
【００２６】第１及び第２の実施形態は共に誘導結合方
式のプラズマ装置に関し、且つまた、反応容器の一部が
放電用部品として機能するものであるが、本発明はこれ
らの実施形態に限定されるものではない。The first and second embodiments both relate to an inductively coupled plasma apparatus, and a part of the reaction vessel functions as a discharge component. However, the present invention is limited to these embodiments. It is not something to be done.
【００２７】例えば、図５は、反応容器に接続されたプ
ラズマ流発生装置からプラズマ流を容器内部に送り込む
型式のエッチング装置６０を示しているが、プラズマ流
発生装置６２に本発明に従って構成された容量結合方式
の放電用部品を適用することができる。図６に明示する
ように、本発明による容量結合方式の放電用部品６４
は、ガスの流路となる管体（誘電体部材）６６と、この
管体６６の表面に形成された導電性の薄膜６８とから構
成されている。管体６６は、アルミナ等の誘電体材料か
ら作られており、また、薄膜６８は銅又はアルミニウム
等の導電性材料を接着又は堆積したものである。薄膜６
８は、管体６６の上部外周面及び下部外周面のそれぞれ
に環状に形成された上部部分６８ａ及び下部部分６８ｂ
を備えている。この薄膜６８は、先に示した誘電結合方
式のものとは異なり、高周波を容量的に管体の内部に導
入してプラズマを発生すべく、上部部分６８ａに接続さ
れた第１対の電極６８ｃと、下部部分６８ｂに接続され
た第２対の電極６８ｄと含んでいる。図７から理解され
るように、各対の電極６８ｃ，６８ｃ；６８ｄ，６８ｄ
は互いに対向配置されており、また、第１対の電極６８
ｃと第２対の電極６８ｄとは電気的に分割されている。For example, FIG. 5 shows an etching apparatus 60 of the type in which a plasma flow is sent from a plasma flow generator connected to a reaction vessel into the interior of the vessel, wherein a plasma flow generator 62 is constructed in accordance with the present invention. A discharge component of a capacitive coupling type can be applied. As clearly shown in FIG. 6, the discharge component 64 of the capacitive coupling type according to the present invention is used.
Is composed of a tube (dielectric member) 66 serving as a gas flow path and a conductive thin film 68 formed on the surface of the tube 66. The tube 66 is made of a dielectric material such as alumina, and the thin film 68 is formed by bonding or depositing a conductive material such as copper or aluminum. Thin film 6
Reference numeral 8 denotes an upper portion 68a and a lower portion 68b which are formed annularly on the upper outer peripheral surface and the lower outer peripheral surface of the tube 66, respectively.
It has. This thin film 68 is different from the above-described dielectric coupling type, in that a first pair of electrodes 68c connected to the upper portion 68a is used to generate a plasma by capacitively introducing a high frequency into the inside of the tube. And a second pair of electrodes 68d connected to the lower portion 68b. As can be understood from FIG. 7, each pair of electrodes 68c, 68c; 68d, 68d
Are opposed to each other, and the first pair of electrodes 68
c and the second pair of electrodes 68d are electrically divided.
【００２８】このような構成において、反応容器７０内
部を減圧すると、管体６６内も減圧される。そして、薄
膜６８の上部電極６８ａと下部電極６８ｂとの間に、整
合器７２を介して高周波電源７４により例えば１３．５
６ＭＨｚの高周波電力を印加すると、管体６６内に高周
波電界が誘起され、そこを流通するガスに高周波エネル
ギが供給されてプラズマ流となり、サセプタ７６上のシ
リコンウェハＷに送られる。In such a configuration, when the pressure inside the reaction vessel 70 is reduced, the pressure inside the tube 66 is also reduced. Then, for example, 13.5 between the upper electrode 68a and the lower electrode 68b of the thin film 68 by the high frequency power supply 74 via the matching unit 72.
When a high-frequency electric power of 6 MHz is applied, a high-frequency electric field is induced in the tube 66, and high-frequency energy is supplied to a gas flowing therethrough to be a plasma flow, which is sent to the silicon wafer W on the susceptor 76.
【００２９】上記プラズマ流発生装置６２に用いる放電
用部品６４としては、容量結合方式の他、誘導結合方
式、ヘリコン波方式、ＥＣＲ方式のものを本発明に従っ
て構成することができる。As the discharge component 64 used in the plasma flow generator 62, in addition to the capacitive coupling method, an inductive coupling method, a helicon wave method, and an ECR method can be configured according to the present invention.
【００３０】図８は、誘導結合方式の放電用部品８０で
あるが、これは、図３及び図４に示した構成のうち容器
側壁を管体８２に置換したものである。従って、その作
用についての説明は省略する。FIG. 8 shows a discharge component 80 of the inductive coupling type, which is the same as the components shown in FIGS. 3 and 4 except that the container side wall is replaced by a tube 82. Therefore, the description of the operation is omitted.
【００３１】また、図９に示す構成はヘリコン波方式の
放電用部品９０であり、誘電体材料の管体９２の外面に
形成された導電性薄膜９４は、誘導結合方式と同様に、
コイルアンテナを構成するものである。但し、図示実施
形態のものは、薄膜９４の上部部分９４ａと下部部分９
４ｂとの間で延びる部分９４ｃは、展開図である図１０
から明らかなように、方形波形状とされている。また、
このヘリコン波方式の放電用部品９０は、上下１対の円
筒形磁石９６を備えた磁石アセンブリ９８が管体９２を
囲むようにして配置されている。The configuration shown in FIG. 9 is a helicon wave type discharge component 90. A conductive thin film 94 formed on the outer surface of a tube 92 made of a dielectric material is formed in the same manner as in the inductive coupling type.
It constitutes a coil antenna. However, in the illustrated embodiment, the upper portion 94a and the lower portion 9 of the thin film 94 are provided.
4b, which is an expanded view of FIG.
As is apparent from FIG. Also,
In the helicon wave type discharge component 90, a magnet assembly 98 having a pair of upper and lower cylindrical magnets 96 is arranged so as to surround a tube 92.
【００３２】この構成では、薄膜９４の上部部分９４ａ
と下部部分９４ｂとの間に高周波電力を印加すると、ア
ンテナとしての方形波状の薄膜部分９４ｃから誘導され
る電磁波が、磁石９６により管体９２内に形成された磁
場を伝搬し、ヘリコン波と電子の相互作用により高密度
のプラズマが形成されている。In this configuration, the upper portion 94a of the thin film 94
When a high-frequency power is applied between the antenna and the lower portion 94b, an electromagnetic wave induced from the rectangular thin film portion 94c as an antenna propagates a magnetic field formed in the tube 92 by the magnet 96, and the helicon wave and the electron , A high-density plasma is formed.
【００３３】従来においては、アンテナが管体の外側に
一定の間隔をおいて配置されていたため、磁石アセンブ
リ及びアンテナの支持構造が複雑となり、大型化する傾
向があり、製造及び製造後の調整にも手間がかかってい
たが、本発明の構成ではアンテナ部分は管体と一体化さ
れているので、従来における前記問題は回避されてい
る。In the prior art, since the antenna is arranged at a predetermined interval outside the tube, the structure for supporting the magnet assembly and the antenna is complicated, and the size tends to be large. However, in the configuration of the present invention, since the antenna portion is integrated with the tubular body, the above-described conventional problem is avoided.
【００３４】図１１は、ＥＣＲ方式の放電用部品１００
を示している。この放電用部品１００は、管体１０２及
び薄膜１０４について構成は、図６に示す容量結合方式
のものと実質的に同様である。図６と異なる点は、管体
１０２の外側に磁石アセンブリ１０６が設けられている
点である。この磁石アセンブリ１０６により管体１０２
内に形成される磁場によって、薄膜１０２の電極部分か
ら供給される高周波は電子サイクロン共鳴を生じ、より
高密度のプラズマが形成されることとなる。この構成に
おいても、従来であれば別体に設けられた電極が管体と
一体化されるので、小型化や製造等の容易化を図ること
ができる。FIG. 11 shows an ECR type discharging component 100.
Is shown. The structure of the discharge component 100 with respect to the tube 102 and the thin film 104 is substantially the same as that of the capacitive coupling type shown in FIG. The difference from FIG. 6 is that a magnet assembly 106 is provided outside the tube 102. The tube assembly 102 is formed by the magnet assembly 106.
The high frequency supplied from the electrode portion of the thin film 102 causes electron cyclone resonance due to the magnetic field formed therein, and higher density plasma is formed. Also in this configuration, conventionally, the separately provided electrode is integrated with the tube, so that downsizing, manufacturing, and the like can be facilitated.
【００３５】以上からも理解される通り、本発明は種々
の態様で具現化することができる。例えば、図６〜１１
に示した構成を、図１又は図３の装置やその他のＣＶＤ
装置にも適用することが可能である。As understood from the above, the present invention can be embodied in various modes. For example, FIGS.
The configuration shown in FIG. 1 is replaced with the apparatus shown in FIG.
It is also possible to apply to the device.
【００３６】また、導電性薄膜は誘電体部材の壁面上に
堆積技術で形成することができるので、寸法等もフレキ
シブルに変更することができる。例えば、導線からなる
コイルアンテナを用いていた従来構成においては、放電
用部品の小型化には一定の限界があったが、本発明の構
成では極めて小型の装置を製造することが可能となる。
図６〜図１１に示す構成では、管体の肉厚を３〜１０ｍ
ｍとし、長さを７〜８ｃｍとした小型放電用部品とする
ことができる。このように小型化したものは、通常のプ
ラズマクリーニング処理ではクリーニングし難い反応容
器内の凹部にも容易に設置できる等、種々の用途に使用
することが可能となる。この設置容易性は、アンテナと
壁体とを一体化した構成にもよる。Since the conductive thin film can be formed on the wall surface of the dielectric member by a deposition technique, the dimensions and the like can be flexibly changed. For example, in the conventional configuration using a coil antenna made of a conducting wire, there is a certain limit to miniaturization of the discharge component, but the configuration of the present invention makes it possible to manufacture an extremely small device.
In the configuration shown in FIGS. 6 to 11, the thickness of the pipe is 3 to 10 m.
m and a length of 7 to 8 cm. Such a miniaturized product can be used in various applications, such as being easily installed in a concave portion in a reaction vessel that is difficult to clean by a normal plasma cleaning process. This ease of installation also depends on the configuration in which the antenna and the wall are integrated.
【００３７】なお、肉厚が薄い場合、誘電体のもつ容量
が小さくなるので、印加する高周波の周波数は１３．５
６ＭＨｚ以上とすることが有効である。When the thickness is small, the capacitance of the dielectric becomes small, so that the frequency of the applied high frequency is 13.5.
It is effective to set it to 6 MHz or more.
【００３８】[0038]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、放
電用部品におけるアンテナ部分ないしは電極部分として
機能する部材に導電性薄膜を使用し、誘電体部材に付着
形成したため、放電用部品自体、更にはそれが用いられ
るプラズマ装置の小型化を図ることができる。また、一
体化により、製造、組込み、調整等の手間が大幅に低減
されるという効果もある。As described above, according to the present invention, since a conductive thin film is used for a member functioning as an antenna portion or an electrode portion in a discharge component and is adhered to a dielectric member, the discharge component itself is formed. Further, the size of the plasma device using the same can be reduced. In addition, the integration also has the effect of significantly reducing the labor for manufacturing, assembling, adjusting, and the like.
【００３９】更に、導電性薄膜と誘電体部分との間に空
隙がないので、空気の温度や湿度から影響を受けず、安
定したプラズマを形成することが可能となる。従って、
プラズマの制御が容易となり、常に安定したプロセスを
実行することができ、製造されるマクロエレクトロニク
スデバイスの性能向上にも寄与する。Further, since there is no gap between the conductive thin film and the dielectric portion, stable plasma can be formed without being affected by the temperature and humidity of air. Therefore,
The plasma can be easily controlled, a stable process can always be performed, and the performance of the manufactured macroelectronic device can be improved.
【図１】本発明の第１実施形態によるエッチング装置を
示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an etching apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図１のエッチング装置で用いられる放電用部品
として蓋体を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a lid as a discharge component used in the etching apparatus of FIG. 1;
【図３】本発明の第２実施形態によるスパッタリング装
置を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic view showing a sputtering apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図４】図３のスパッタリング装置で用いられる放電用
部品として容器側壁を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a container side wall as a discharge component used in the sputtering apparatus of FIG. 3;
【図５】本発明の第３実施形態によるエッチング装置を
示す概略図である。FIG. 5 is a schematic view showing an etching apparatus according to a third embodiment of the present invention.
【図６】図５のエッチング装置で用いられる容量結合方
式の放電用部品を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a capacitively coupled discharge component used in the etching apparatus of FIG. 5;
【図７】図５のVII-VII線に沿っての断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII in FIG. 5;
【図８】図５のエッチング装置に適用可能に誘電結合方
式の放電用部品を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing a discharge component of a dielectric coupling system applicable to the etching apparatus of FIG. 5;
【図９】図５のエッチング装置に適用可能にヘリコン波
方式の放電用部品を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing a helicon wave type discharge component applicable to the etching apparatus of FIG. 5;
【図１０】図９の放電用部品の薄膜パターンを示すため
の展開図である。FIG. 10 is a developed view showing a thin film pattern of the discharge component of FIG. 9;
【図１１】図５のエッチング装置に適用可能にＥＣＲ方
式の放電用部品を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing an ECR type discharge component applicable to the etching apparatus of FIG. 5;
１０…エッチング装置（プラズマ装置）、１２…反応容
器（減圧容器）、１４…容器側壁、１６…蓋体（放電用
部品）、１８…サセプタ、２４…ガス供給口、２６…排
気口、２８…本体（誘導体部材）、３０…導電性薄膜、
３２…整合器、３４…高周波電源、４０…スパッタリン
グ装置（プラズマ装置）、４２…反応容器（減圧容
器）、４４…容器側壁（放電用部品）、４６…ターゲッ
ト、５４…本体（誘電体部材）、５６…導電性薄膜、６
０…エッチング装置（プラズマ装置）、６２…プラズマ
流発生装置、６４，８０，９０，１００…放電用部品、
６６，８２，９２，１０２…管体（誘電体部材）、６
８，９４，１０４…導電性薄膜、９６…磁石、９８，１
０６…磁石アセンブリ。DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Etching apparatus (plasma apparatus), 12 ... Reaction vessel (decompression vessel), 14 ... Container side wall, 16 ... Lid (parts for discharge), 18 ... Susceptor, 24 ... Gas supply port, 26 ... Exhaust port, 28 ... Main body (derivative member), 30 conductive thin film,
32: Matching device, 34: High-frequency power source, 40: Sputtering device (plasma device), 42: Reaction container (decompression container), 44: Container side wall (discharge part), 46: Target, 54: Main body (dielectric member) , 56 ... conductive thin film, 6
0: etching apparatus (plasma apparatus), 62: plasma flow generator, 64, 80, 90, 100: discharge parts,
66, 82, 92, 102 ... tubular body (dielectric member), 6
8, 94, 104: conductive thin film, 96: magnet, 98, 1
06: Magnet assembly.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀岡 啓治 千葉県成田市新泉14−３野毛平工業団地内 アプライド マテリアルズ ジャパン 株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Keiji Horioka 14-3 Shinizumi, Narita City, Chiba Pref. Nogedaira Industrial Park Applied Materials Japan Co., Ltd.
Claims (14)
誘電体部材の外面に所定のパターンで形成された導電性
の薄膜とを備えることを特徴とする放電用部品。1. A discharge component, comprising: a dielectric member made of a dielectric material; and a conductive thin film formed on an outer surface of the dielectric member in a predetermined pattern.
ーンであることを特徴とする請求項１に記載の放電用部
品。2. The discharge component according to claim 1, wherein the pattern is a coil antenna-shaped pattern.
を構成すべく電気的に分割されたパターンであることを
特徴とする請求項１に記載の放電用部品。3. The discharge component according to claim 1, wherein the pattern is a pattern that is electrically divided so as to form at least one pair of electrodes.
に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいず
れか１項に記載の放電用部品。4. The discharge component according to claim 1, wherein the thin film is formed on the dielectric member by bonding.
材上に形成されていることを特徴とする請求項１〜３の
いずれか１項に記載の放電用部品。5. The discharge component according to claim 1, wherein the thin film is formed on the dielectric member by a deposition technique.
とを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の放
電用部品。6. The discharge component according to claim 1, wherein a magnet is provided outside the dielectric member.
備えるプラズマ装置であって、 前記放電用部品が、前記減圧容器の少なくとも一部を構
成する誘電体材料からなる誘電体部材と、前記誘電体部
材の外面に所定のパターンで形成され高周波電力が印加
される導電性の薄膜とを有していることを特徴とするプ
ラズマ装置。7. A decompression container for accommodating an object to be processed, a unit for introducing a processing gas into the decompression container, an exhaust unit for depressurizing the interior of the decompression container, and a discharge component for forming plasma in the decompression container. A discharge device, wherein the discharge component is formed in a predetermined pattern on an outer surface of the dielectric member, the dielectric member being made of a dielectric material constituting at least a part of the decompression container, and a high frequency is formed. And a conductive thin film to which electric power is applied.
備えるプラズマ装置であって、 前記放電用部品が、前記減圧容器に接続された誘電体材
料からなる誘電体部材と、前記誘電体部材の外面に所定
のパターンで形成され高周波電力が印加される導電性の
薄膜とを有していることを特徴とするプラズマ装置。8. A decompression container for accommodating an object to be processed, a unit for introducing a processing gas into the decompression container, an exhaust unit for depressurizing the interior of the decompression container, and a discharge component for forming a plasma in the decompression container. A discharge device, wherein the discharge component is formed in a predetermined pattern on an outer surface of the dielectric member, the dielectric member being made of a dielectric material connected to the decompression container, and high frequency power is applied. And a conductive thin film to be formed.
ーンであることを特徴とする請求項７又は８に記載のプ
ラズマ装置。9. The plasma device according to claim 7, wherein the pattern is a coil antenna-shaped pattern.
極を構成すべく電気的に分割されたパターンであること
を特徴とする請求項７又は８に記載のプラズマ装置。10. The plasma apparatus according to claim 7, wherein the pattern is a pattern that is electrically divided so as to form at least one pair of electrodes.
上に形成されていることを特徴とする請求項７〜１０の
いずれか１項に記載のプラズマ装置。11. The plasma apparatus according to claim 7, wherein the thin film is formed on the dielectric member by bonding.
部材上に形成されていることを特徴とする請求項７〜１
０のいずれか１項に記載のプラズマ装置。12. The semiconductor device according to claim 7, wherein said thin film is formed on said dielectric member by a deposition technique.
0. The plasma apparatus according to any one of 0.
ことを特徴とする請求項７〜１２のいずれか１項に記載
のプラズマ装置。13. The plasma apparatus according to claim 7, wherein a magnet is provided outside the dielectric member.
ることを特徴とする請求項７〜１３のいずれか１項に記
載のプラズマ装置。14. The plasma apparatus according to claim 7, further comprising means for cooling said discharge component.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9300577A JPH11162694A (en) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | Component for discharge and plasma device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9300577A JPH11162694A (en) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | Component for discharge and plasma device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11162694A true JPH11162694A (en) | 1999-06-18 |
Family
ID=17886524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9300577A Pending JPH11162694A (en) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | Component for discharge and plasma device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11162694A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2021113337A (en) * | 2020-01-16 | 2021-08-05 | 日新電機株式会社 | Sputtering apparatus |
-
1997
- 1997-10-31 JP JP9300577A patent/JPH11162694A/en active Pending
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