JPH08311668A - 高周波プラズマ処理装置 - Google Patents
高周波プラズマ処理装置Info
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- JPH08311668A JPH08311668A JP12001895A JP12001895A JPH08311668A JP H08311668 A JPH08311668 A JP H08311668A JP 12001895 A JP12001895 A JP 12001895A JP 12001895 A JP12001895 A JP 12001895A JP H08311668 A JPH08311668 A JP H08311668A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高周波プラズマ処理装置のプラズマ密度分布
の調整を可能にし、壁面けずれを抑えて、プラズマ生成
室内の高速クリーニングを可能にする。 【構成】 プラズマ生成室３の側壁31近傍領域のみに、
中心軸方向に主成分をもつ局所磁場配位を磁場コイル１
ａ，１ｂで構成し、プラズマ10内における磁場強度分布
を調整することにより、プラズマ10における水平方向の
プラズマの拡散の度合を調整し、水平方向のプラズマ密
度分布を調整する。クリーニングガスによる放電洗浄時
には、壁面における主要磁場をなくしてガスと壁との相
互作用を強くすることにより、クリーニングが高速化さ
れる。これにより、プラズマ密度分布の調整が可能で、
壁面けずれによる異物の発生を少なく抑え、しかも、プ
ラズマの閉じ込め性を確保した上で、プラズマ生成室内
壁の高速クリーニングが可能となる。
の調整を可能にし、壁面けずれを抑えて、プラズマ生成
室内の高速クリーニングを可能にする。 【構成】 プラズマ生成室３の側壁31近傍領域のみに、
中心軸方向に主成分をもつ局所磁場配位を磁場コイル１
ａ，１ｂで構成し、プラズマ10内における磁場強度分布
を調整することにより、プラズマ10における水平方向の
プラズマの拡散の度合を調整し、水平方向のプラズマ密
度分布を調整する。クリーニングガスによる放電洗浄時
には、壁面における主要磁場をなくしてガスと壁との相
互作用を強くすることにより、クリーニングが高速化さ
れる。これにより、プラズマ密度分布の調整が可能で、
壁面けずれによる異物の発生を少なく抑え、しかも、プ
ラズマの閉じ込め性を確保した上で、プラズマ生成室内
壁の高速クリーニングが可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高周波放電により生成し
たプラズマを利用して基板に薄膜形成やエッチング加工
等を行う高周波プラズマ処理装置に係り、特に大口径の
基板を均一に処理するのに好適なプラズマ処理装置に関
する。
たプラズマを利用して基板に薄膜形成やエッチング加工
等を行う高周波プラズマ処理装置に係り、特に大口径の
基板を均一に処理するのに好適なプラズマ処理装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマ処理装置は、原料ガスを導入す
る吸入口と真空排気するための排気口を備えたプラズマ
処理室及びプラズマを生成するための電磁エネルギーを
供給するための装置から構成されている。斯かるプラズ
マ処理装置を使用して大口径の基板を均一に処理するに
は、大面積にわたって均一なプラズマを生成する必要が
ある。
る吸入口と真空排気するための排気口を備えたプラズマ
処理室及びプラズマを生成するための電磁エネルギーを
供給するための装置から構成されている。斯かるプラズ
マ処理装置を使用して大口径の基板を均一に処理するに
は、大面積にわたって均一なプラズマを生成する必要が
ある。
【０００３】このような大面積基板の処理が可能な高周
波プラズマ処理装置の従来技術として、例えば P.L.G.
Ventzek et al., Appl. Phys. Lett. Vol.63(5) pp.605
-607"Two-dimensional hybrid model of inductively c
oupled plasma sources for etching" がある。図１２
に示すように、この従来装置では、プラズマ生成室の上
面にスパイラル状の電磁誘導コイルを配置し、側壁には
プラズマの閉じ込め性能を改善するために多数の永久磁
石を配置して、多極磁場を形成している。
波プラズマ処理装置の従来技術として、例えば P.L.G.
Ventzek et al., Appl. Phys. Lett. Vol.63(5) pp.605
-607"Two-dimensional hybrid model of inductively c
oupled plasma sources for etching" がある。図１２
に示すように、この従来装置では、プラズマ生成室の上
面にスパイラル状の電磁誘導コイルを配置し、側壁には
プラズマの閉じ込め性能を改善するために多数の永久磁
石を配置して、多極磁場を形成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した図１２に示す
従来のプラズマ処理装置では、プラズマ密度分布が真空
度や高周波電力に依存して変化するため、基板上のプラ
ズマ処理特性を均一にするための真空度や高周波電力の
値がある領域に限られてしまう。しかも、プラズマ密度
分布を調整する機構が存在しないため、真空度や高周波
電力の値を一定にしたままプラズマ密度分布が調整でき
ないという問題がある。
従来のプラズマ処理装置では、プラズマ密度分布が真空
度や高周波電力に依存して変化するため、基板上のプラ
ズマ処理特性を均一にするための真空度や高周波電力の
値がある領域に限られてしまう。しかも、プラズマ密度
分布を調整する機構が存在しないため、真空度や高周波
電力の値を一定にしたままプラズマ密度分布が調整でき
ないという問題がある。
【０００５】また、プラズマ閉じ込め性を良くしてプラ
ズマ密度分布を一層平坦化するために永久磁石をプラズ
マ側壁外部に設置しているが、この永久磁石のために、
クリーニングガスで放電洗浄するとき、クリーニングガ
スで生成したプラズマと側壁面全体との相互作用による
クリーニング効果が格段に少なくなり、クリーニングが
高速化できないという問題が生じる。
ズマ密度分布を一層平坦化するために永久磁石をプラズ
マ側壁外部に設置しているが、この永久磁石のために、
クリーニングガスで放電洗浄するとき、クリーニングガ
スで生成したプラズマと側壁面全体との相互作用による
クリーニング効果が格段に少なくなり、クリーニングが
高速化できないという問題が生じる。
【０００６】さらに、プラズマ生成室上面付近に設置し
た電磁誘導コイルによって上側壁面直下に高電界の高周
波を誘導するため、上側壁面直下に高密度のプラズマが
生成され、上側壁面がけずれてしまい、プラズマ生成室
内に異物が発生し、この異物が基板上にゴミとして付着
してしまい、基板処理の歩留まりを低下させてしまうと
いう問題もある。
た電磁誘導コイルによって上側壁面直下に高電界の高周
波を誘導するため、上側壁面直下に高密度のプラズマが
生成され、上側壁面がけずれてしまい、プラズマ生成室
内に異物が発生し、この異物が基板上にゴミとして付着
してしまい、基板処理の歩留まりを低下させてしまうと
いう問題もある。
【０００７】本発明の第１の目的は、プラズマ密度分布
を調整することのできるプラズマ処理装置を提供するこ
とにある。
を調整することのできるプラズマ処理装置を提供するこ
とにある。
【０００８】本発明の第２の目的は、プラズマ閉じ込め
性を良くしたままで高速クリーニングができるプラズマ
処理装置を提供することにある。
性を良くしたままで高速クリーニングができるプラズマ
処理装置を提供することにある。
【０００９】本発明の第３の目的は、上側壁面が削れな
いようにできるプラズマ処理装置を提供することにあ
る。
いようにできるプラズマ処理装置を提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記第１，第２の目的
は、プラズマ生成室内の外周部にのみ中心軸方向（基板
の面に対して垂直方向）に主成分をもつ局所磁場を形成
すると共にプラズマ生成室の内部には弱磁場あるいは無
磁場を形成する手段と、プラズマ生成室内の磁界強度を
調整する手段とを設けることで、達成される。
は、プラズマ生成室内の外周部にのみ中心軸方向（基板
の面に対して垂直方向）に主成分をもつ局所磁場を形成
すると共にプラズマ生成室の内部には弱磁場あるいは無
磁場を形成する手段と、プラズマ生成室内の磁界強度を
調整する手段とを設けることで、達成される。
【００１１】上記第１，第２の目的は更に、複数のプラ
ズマ生成手段を付加することで、達成される。
ズマ生成手段を付加することで、達成される。
【００１２】上記第３の目的は、プラズマ生成用電磁コ
イルに近接するプラズマ生成室の壁に略平行に局所磁場
を形成し、壁に近いほど磁界強度を強くする手段を設け
ることで、達成される。
イルに近接するプラズマ生成室の壁に略平行に局所磁場
を形成し、壁に近いほど磁界強度を強くする手段を設け
ることで、達成される。
【００１３】
【作用】プラズマ生成室内の外周部にのみ中心軸方向に
主成分をもつ局所磁場を形成することにより、プラズマ
の閉じ込め性を確保した上で、プラズマ生成室内に形成
する略中心軸方向の弱磁場の強度を調整することによ
り、プラズマの横方向の拡散の度合を調整できる。これ
により、平衡状態におけるプラズマの横方向の密度分布
を調整できる。また、このような磁場は磁場コイルによ
って形成できるので、磁場コイルに流す電流を切ってや
れば磁場は消え、クリーニングガスによるプラズマは側
壁と効果的に相互作用でき、高速クリーニングが達成さ
れる。
主成分をもつ局所磁場を形成することにより、プラズマ
の閉じ込め性を確保した上で、プラズマ生成室内に形成
する略中心軸方向の弱磁場の強度を調整することによ
り、プラズマの横方向の拡散の度合を調整できる。これ
により、平衡状態におけるプラズマの横方向の密度分布
を調整できる。また、このような磁場は磁場コイルによ
って形成できるので、磁場コイルに流す電流を切ってや
れば磁場は消え、クリーニングガスによるプラズマは側
壁と効果的に相互作用でき、高速クリーニングが達成さ
れる。
【００１４】さらに、プラズマ生成用電磁コイルに近接
するプラズマ生成室の壁に略平行に局所磁場を形成し、
壁に近いほど磁界強度を強くすれば、プラズマ生成用電
磁コイル近傍の壁付近での高電界によりプラズマを局所
的に高密度で生成するものの、壁付近では磁界強度が強
いため、プラズマは壁から遠ざかる方向に拡散され、平
衡状態では壁付近のプラズマ密度は低くなり、壁面にお
けるけずれは抑制される。
するプラズマ生成室の壁に略平行に局所磁場を形成し、
壁に近いほど磁界強度を強くすれば、プラズマ生成用電
磁コイル近傍の壁付近での高電界によりプラズマを局所
的に高密度で生成するものの、壁付近では磁界強度が強
いため、プラズマは壁から遠ざかる方向に拡散され、平
衡状態では壁付近のプラズマ密度は低くなり、壁面にお
けるけずれは抑制される。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は、本発明の第１実施例に係るプラズマ処
理装置の構成図である。基板50を載せるための基板ホル
ダ51を具備したプラズマ生成室３に、複数系統の、例え
ば内外２系統の磁場コイル１ａ，１ｂを外周部に配置す
る。磁場コイル電源11およびコイル電流調整装置12がつ
ながれた上下２系統の磁場コイル１ａ，１ｂには、それ
ぞれ逆向きの電流を流す。本実施例では、この磁場コイ
ル１ａ，１ｂが、局所磁場生成手段を構成する。
明する。図１は、本発明の第１実施例に係るプラズマ処
理装置の構成図である。基板50を載せるための基板ホル
ダ51を具備したプラズマ生成室３に、複数系統の、例え
ば内外２系統の磁場コイル１ａ，１ｂを外周部に配置す
る。磁場コイル電源11およびコイル電流調整装置12がつ
ながれた上下２系統の磁場コイル１ａ，１ｂには、それ
ぞれ逆向きの電流を流す。本実施例では、この磁場コイ
ル１ａ，１ｂが、局所磁場生成手段を構成する。
【００１６】このときの磁場配位を図２に示す。この図
２に示すように、それぞれの電流値をほぼ同程度にすれ
ば、内外２系統の磁場コイル１ａ，１ｂによる磁場は、
磁場コイル１ａよりも内周側においてほぼ相殺しあい、
プラズマ生成室３内のコイル１ａの内側空間（中心軸側
空間）では弱磁場あるいは無磁場を形成する。一方、２
系統の磁場コイル１ａ，１ｂに挟まれるリング状空間つ
まりプラズマ生成室３の外周壁に沿った空間では、それ
ぞれのコイル１ａ，１ｂによる磁場が互いに強めあうた
め、プラズマ生成室３の中心軸に沿った磁界がこのリン
グ状空間に生成される。また、磁場コイル１ｂの外側で
は、内側と同様に２つのコイル１ａ，１ｂによる時間が
互いに相殺しあって弱磁場を形成する。つまり、磁場コ
イル１ａ，１ｂ間に挟まれたプラズマ生成室３の側壁31
に沿った領域では、局所的に強い磁場が形成できる。
２に示すように、それぞれの電流値をほぼ同程度にすれ
ば、内外２系統の磁場コイル１ａ，１ｂによる磁場は、
磁場コイル１ａよりも内周側においてほぼ相殺しあい、
プラズマ生成室３内のコイル１ａの内側空間（中心軸側
空間）では弱磁場あるいは無磁場を形成する。一方、２
系統の磁場コイル１ａ，１ｂに挟まれるリング状空間つ
まりプラズマ生成室３の外周壁に沿った空間では、それ
ぞれのコイル１ａ，１ｂによる磁場が互いに強めあうた
め、プラズマ生成室３の中心軸に沿った磁界がこのリン
グ状空間に生成される。また、磁場コイル１ｂの外側で
は、内側と同様に２つのコイル１ａ，１ｂによる時間が
互いに相殺しあって弱磁場を形成する。つまり、磁場コ
イル１ａ，１ｂ間に挟まれたプラズマ生成室３の側壁31
に沿った領域では、局所的に強い磁場が形成できる。
【００１７】この磁場分布を図３，図４に示す。両図共
に、プラズマ生成室内，外における軸方向磁場成分の半
径方向分布を示しており、図３は弱磁場の場合を、図４
は無磁場の場合を示している。この磁場配位において、
磁場はコイルの向きから明らかなように、プラズマ生成
室３内では中心軸に平行な方向に主成分をもつ。このよ
うな磁場配位を形成すれば、外周部の局所磁場によっ
て、プラズマの閉じ込め性を確保した上で、プラズマ生
成室３内に形成される弱磁場強度を調整することによ
り、水平方向のプラズマの拡散の度合を調整することが
でき、平衡状態におけるプラズマ密度分布を調整でき
る。
に、プラズマ生成室内，外における軸方向磁場成分の半
径方向分布を示しており、図３は弱磁場の場合を、図４
は無磁場の場合を示している。この磁場配位において、
磁場はコイルの向きから明らかなように、プラズマ生成
室３内では中心軸に平行な方向に主成分をもつ。このよ
うな磁場配位を形成すれば、外周部の局所磁場によっ
て、プラズマの閉じ込め性を確保した上で、プラズマ生
成室３内に形成される弱磁場強度を調整することによ
り、水平方向のプラズマの拡散の度合を調整することが
でき、平衡状態におけるプラズマ密度分布を調整でき
る。
【００１８】なお、側壁における局所磁場の最大磁束密
度は数十ガウスあるいは100〜200ガウス程度のもので良
いため、2.45GHzのマイクロ波を使ったプラズマ処理装
置におけるような875ガウスといった強磁場を使う必要
はなく、運転コストはほぼ高周波電力のみで決まり、磁
場を形成するための運転コストは無視できる。
度は数十ガウスあるいは100〜200ガウス程度のもので良
いため、2.45GHzのマイクロ波を使ったプラズマ処理装
置におけるような875ガウスといった強磁場を使う必要
はなく、運転コストはほぼ高周波電力のみで決まり、磁
場を形成するための運転コストは無視できる。
【００１９】この実施例においては、プラズマ生成用の
リング状の高周波電磁誘導コイル２はプラズマ生成室３
の外周部に外嵌されると共に側壁31に密着して設置さ
れ、高周波電源21および高周波電力調整装置22に接続さ
れる。これにより、前述したように、側壁31付近に高電
界が誘起されるものの、プラズマは内周側へ拡散される
ため、側壁31付近のプラズマ密度は低く抑えられ、壁の
削れは抑制される。
リング状の高周波電磁誘導コイル２はプラズマ生成室３
の外周部に外嵌されると共に側壁31に密着して設置さ
れ、高周波電源21および高周波電力調整装置22に接続さ
れる。これにより、前述したように、側壁31付近に高電
界が誘起されるものの、プラズマは内周側へ拡散される
ため、側壁31付近のプラズマ密度は低く抑えられ、壁の
削れは抑制される。
【００２０】図５は、本発明の第２実施例に係るプラズ
マ処理装置の構成図である。この実施例では、先の第１
実施例の構成に加え、基板50と反対側の上面部に、プラ
ズマ生成用のリング状高周波電磁誘導コイル２ａをその
中心軸が基板ホルダ51と同心となるように設置され、更
に、この高周波電磁誘導コイル２ａの内周部および外周
部にそれぞれ１本ずつ上下に磁極をもつリング状の永久
磁石６ａ，６ｂが配置される。この場合、互いに磁極の
極性を反対にする。これにより、図６に示すように、高
周波電磁誘導コイル２ａ付近の上面壁において、壁に近
いほど磁界強度が強く、かつ壁に略平行な磁場を形成で
き、壁のけずれを抑制できる。このように、プラズマ生
成手段を複数個所に設けることにより、プラズマ生成室
における磁界強度の調整とともに、より自由度の高いプ
ラズマ密度分布調整が可能となる。
マ処理装置の構成図である。この実施例では、先の第１
実施例の構成に加え、基板50と反対側の上面部に、プラ
ズマ生成用のリング状高周波電磁誘導コイル２ａをその
中心軸が基板ホルダ51と同心となるように設置され、更
に、この高周波電磁誘導コイル２ａの内周部および外周
部にそれぞれ１本ずつ上下に磁極をもつリング状の永久
磁石６ａ，６ｂが配置される。この場合、互いに磁極の
極性を反対にする。これにより、図６に示すように、高
周波電磁誘導コイル２ａ付近の上面壁において、壁に近
いほど磁界強度が強く、かつ壁に略平行な磁場を形成で
き、壁のけずれを抑制できる。このように、プラズマ生
成手段を複数個所に設けることにより、プラズマ生成室
における磁界強度の調整とともに、より自由度の高いプ
ラズマ密度分布調整が可能となる。
【００２１】なお、リング状の永久磁石６ａ，６ｂは、
図７に示すように、互いに電流の向きが異なる２対の２
重ル−プコイル61a，61bで代用しても良い。こうすれ
ば、クリーニングする時は２重ル−プコイル61a，61bの
電流を切れば、クリーニングガスによる放電洗浄は上面
全体に及ぶことができるので、上面における高速クリー
ニングが達成できる。
図７に示すように、互いに電流の向きが異なる２対の２
重ル−プコイル61a，61bで代用しても良い。こうすれ
ば、クリーニングする時は２重ル−プコイル61a，61bの
電流を切れば、クリーニングガスによる放電洗浄は上面
全体に及ぶことができるので、上面における高速クリー
ニングが達成できる。
【００２２】図８は、本発明の第３実施例に係るプラズ
マ処理装置の構成図である。本実施例では、プラズマ生
成室３の側壁31外部に、互いに電流の向きが異なる複数
（図示の例では３つ）の２重ル−プ磁場コイル62を外嵌
配置する。各２重ル−プ磁場コイル62には磁場コイル電
源11およびコイル電流調整装置12を接続する。この場
合、それぞれの２重ル−プ磁場コイル62の各コイルに流
す電流量をコイル電流調整装置12を用いて独立に変える
ことにより、プラズマ生成室内周部において無磁場はも
ちろんのこと数ガウスから十数ガウス程度の弱磁場も形
成できる。これは永久磁石では不可能なことである。さ
らに、プラズマ生成用の小径の高周波電磁誘導コイル41
と大径の高周波電磁誘導コイル42を、プラズマ生成室上
面壁に、基板ホルダ51と同心に配置する。尚、本実施例
では、コイル41，42の夫々の内周部，外周部には図５の
実施例と同様に永久磁石を配置してある。このようにし
ても、図５と同様の機能を持たせることができる。
マ処理装置の構成図である。本実施例では、プラズマ生
成室３の側壁31外部に、互いに電流の向きが異なる複数
（図示の例では３つ）の２重ル−プ磁場コイル62を外嵌
配置する。各２重ル−プ磁場コイル62には磁場コイル電
源11およびコイル電流調整装置12を接続する。この場
合、それぞれの２重ル−プ磁場コイル62の各コイルに流
す電流量をコイル電流調整装置12を用いて独立に変える
ことにより、プラズマ生成室内周部において無磁場はも
ちろんのこと数ガウスから十数ガウス程度の弱磁場も形
成できる。これは永久磁石では不可能なことである。さ
らに、プラズマ生成用の小径の高周波電磁誘導コイル41
と大径の高周波電磁誘導コイル42を、プラズマ生成室上
面壁に、基板ホルダ51と同心に配置する。尚、本実施例
では、コイル41，42の夫々の内周部，外周部には図５の
実施例と同様に永久磁石を配置してある。このようにし
ても、図５と同様の機能を持たせることができる。
【００２３】なお、高周波電磁誘導コイルは複数ではな
く単数にして、上面あるいは側面のある位置に設置して
も良いことはもちろんである。この場合、プラズマ密度
分布の調整自由度は低下するものの、構成が簡単になる
という効果がある。
く単数にして、上面あるいは側面のある位置に設置して
も良いことはもちろんである。この場合、プラズマ密度
分布の調整自由度は低下するものの、構成が簡単になる
という効果がある。
【００２４】図９は、本発明の第４実施例に係るプラズ
マ処理装置の構成図である。本実施例では、高周波電磁
誘導コイル２を磁場コイル１ａと一体型で構成してい
る。その詳細を図10に示す。磁場コイル１ａを絶縁被覆
13で被覆し、さらに金属板で構成したの電磁シールド23
ａで被覆する。そのすぐ横に電磁シールド23ｂでケーシ
ングした高周波電磁誘導コイル２を設置する。磁場コイ
ル１ａと高周波電磁誘導コイル２の電気的なカップリン
グを電磁シールド23ａ，23ｂ等でなくすることで、一体
型でも機能する構造とすることができる。本実施例によ
れば、磁場コイルと電磁誘導コイルが一体化するため、
全体の構造をよりシンプルにすることができる。
マ処理装置の構成図である。本実施例では、高周波電磁
誘導コイル２を磁場コイル１ａと一体型で構成してい
る。その詳細を図10に示す。磁場コイル１ａを絶縁被覆
13で被覆し、さらに金属板で構成したの電磁シールド23
ａで被覆する。そのすぐ横に電磁シールド23ｂでケーシ
ングした高周波電磁誘導コイル２を設置する。磁場コイ
ル１ａと高周波電磁誘導コイル２の電気的なカップリン
グを電磁シールド23ａ，23ｂ等でなくすることで、一体
型でも機能する構造とすることができる。本実施例によ
れば、磁場コイルと電磁誘導コイルが一体化するため、
全体の構造をよりシンプルにすることができる。
【００２５】上述した実施例で示した高周波電磁誘導コ
イルは、高周波が外部に漏洩しないようにするために高
周波をシールドをする必要がある。この高周波シールド
について、図１１を用いて説明する。高周波を効率良く
プラズマ生成室３に送りこむには、高周波電磁誘導コイ
ル２の持つインダクタンスを小さくしなければならな
い。なぜならば、インダクタンスが大きいと高周波抵抗
が大きくなり、そのぶん余計な高周波電力を必要とする
ためである。また、プラズマ生成室３の内部には、プラ
ズマ密度分布の調整機能を高めるために、高周波誘導電
界を局所化させる必要がある。そこで、インダクタンス
を小さくして高周波誘導電界の局所性を高めるために、
図11に示したように、高周波電磁誘導コイル２のターン
数を少なめにし、高周波シールド23を高周波電磁誘導コ
イル２に近接させる。これにより、高周波電磁誘導コイ
ル２が励振する高周波磁界は高周波シールド23の内部に
拘束され、高周波シールド23からプラズマ生成室３の内
部に漏洩する高周波磁場によって高周波電場が高周波電
磁誘導コイル２の直下に局所的に誘導される。
イルは、高周波が外部に漏洩しないようにするために高
周波をシールドをする必要がある。この高周波シールド
について、図１１を用いて説明する。高周波を効率良く
プラズマ生成室３に送りこむには、高周波電磁誘導コイ
ル２の持つインダクタンスを小さくしなければならな
い。なぜならば、インダクタンスが大きいと高周波抵抗
が大きくなり、そのぶん余計な高周波電力を必要とする
ためである。また、プラズマ生成室３の内部には、プラ
ズマ密度分布の調整機能を高めるために、高周波誘導電
界を局所化させる必要がある。そこで、インダクタンス
を小さくして高周波誘導電界の局所性を高めるために、
図11に示したように、高周波電磁誘導コイル２のターン
数を少なめにし、高周波シールド23を高周波電磁誘導コ
イル２に近接させる。これにより、高周波電磁誘導コイ
ル２が励振する高周波磁界は高周波シールド23の内部に
拘束され、高周波シールド23からプラズマ生成室３の内
部に漏洩する高周波磁場によって高周波電場が高周波電
磁誘導コイル２の直下に局所的に誘導される。
【００２６】なお、以上の実施例に示した磁場コイル１
ａ，１ｂや２重磁場コイル61，62に流す電流は、直流電
流を想定しているが、交流電流あるいは直流電流と交流
電流の相乗でもその機能を果たすことができる。さら
に、第１〜第４実施例に示したような、プラズマ生成室
側壁に沿って中心軸方向に主成分を有する局所磁場を構
成する方法は、ここに示した高周波電磁誘導コイルによ
る高周波プラズマ処理装置ばかりでなく、マイクロ波を
使った一般的なプラズマ処理装置にも適用できることは
もちろんである。
ａ，１ｂや２重磁場コイル61，62に流す電流は、直流電
流を想定しているが、交流電流あるいは直流電流と交流
電流の相乗でもその機能を果たすことができる。さら
に、第１〜第４実施例に示したような、プラズマ生成室
側壁に沿って中心軸方向に主成分を有する局所磁場を構
成する方法は、ここに示した高周波電磁誘導コイルによ
る高周波プラズマ処理装置ばかりでなく、マイクロ波を
使った一般的なプラズマ処理装置にも適用できることは
もちろんである。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、プラズマ閉じ込め性を
良くした状態でプラズマ密度分布が調整でき、プラズマ
生成室内を高速にクリーニングでき、また、壁のけずれ
を抑制できるという効果がある。
良くした状態でプラズマ密度分布が調整でき、プラズマ
生成室内を高速にクリーニングでき、また、壁のけずれ
を抑制できるという効果がある。
【図１】本発明の第１実施例に係るプラズマ処理装置の
構成図である。
構成図である。
【図２】図１に示すプラズマ処理装置の磁場配位を示す
図である。
図である。
【図３】図１に示すプラズマ処理装置の弱磁場における
軸方向磁場成分の半径方向分布を示す図である。
軸方向磁場成分の半径方向分布を示す図である。
【図４】図１に示すプラズマ処理装置の無磁場における
軸方向磁場成分の半径方向分布を示す図である。
軸方向磁場成分の半径方向分布を示す図である。
【図５】本発明の第２実施例に係るプラズマ処理装置の
構成図である。
構成図である。
【図６】図５に示すプラズマ処理装置における磁場配位
を示す図である。
を示す図である。
【図７】本発明の第２実施例の変形例を示す図である。
【図８】本発明の第３実施例に係るプラズマ処理装置の
構成図である。
構成図である。
【図９】本発明の第４実施例に係るプラズマ処理装置の
構成図である。
構成図である。
【図10】本発明の第４実施例における部品図である。
【図11】高周波シールドを説明する図である。
【図12】典型的な従来例を示す図である。
１…磁場コイル、２、41、42…高周波誘導電磁コイル、
３…プラズマ生成室、６…永久磁石、11…磁場コイル電
源、12…コイル電流調整装置、13…絶縁被覆、21…高周
波電源、22…高周波電力調整装置、23…高周波シール
ド、10…プラズマ、31…側壁、50…基板、51…基板ホル
ダ、61、62…２重ループ磁場コイル。
３…プラズマ生成室、６…永久磁石、11…磁場コイル電
源、12…コイル電流調整装置、13…絶縁被覆、21…高周
波電源、22…高周波電力調整装置、23…高周波シール
ド、10…プラズマ、31…側壁、50…基板、51…基板ホル
ダ、61、62…２重ループ磁場コイル。
Claims (10)
- 【請求項１】 金属壁と絶縁体壁で構成され内部に放電
ガスが導入されるプラズマ生成室と、該プラズマ生成室
外側の絶縁体壁付近に配置され該プラズマ生成室内に高
周波電界を誘起してプラズマを発生させるプラズマ生成
手段と、前記プラズマ生成室内に設置されプラズマ処理
する基板を載せるための基板ホルダとを備える高周波プ
ラズマ装置において、前記プラズマ生成室内の周囲壁面
近傍空間にだけ前記基板の面に対して垂直方向に主成分
をもつ局所磁場を形成する局所磁場生成手段を設けたこ
とを特徴とする高周波プラズマ処理装置。 - 【請求項２】 請求項１において、局所磁場生成手段
は、電流の向きが異なる少なくとも１対の磁場コイルで
あることを特徴とする高周波プラズマ処理装置。 - 【請求項３】 請求項２において、電流の向きが異なる
磁場コイルは、プラズマ生成室の上壁，下壁あるいは側
壁に少なくとも１対ずつ配置されていることを特徴とす
る高周波プラズマ処理装置。 - 【請求項４】 請求項１において、複数のプラズマ生成
手段を有することを特徴とする高周波プラズマ処理装
置。 - 【請求項５】 請求項４において、プラズマ生成手段近
傍に磁場発生手段を設け、該磁場発生手段によりプラズ
マ生成室の壁に略平行な磁界を形成することを特徴とす
る高周波プラズマ処理装置。 - 【請求項６】 請求項４において、プラズマ生成手段を
コイルで形成すると共に磁場発生手段をコイルで形成し
両コイルを一体型としたことを特徴とする高周波プラズ
マ処理装置。 - 【請求項７】 金属壁と絶縁体壁で構成され内部に放電
ガスが導入されるプラズマ生成室と、該プラズマ生成室
外側の絶縁体壁付近に配置され該プラズマ生成室内に高
周波電界を誘起してプラズマを発生させるプラズマ生成
手段と、前記プラズマ生成室内に設置されプラズマ処理
する基板を載せる基板ホルダとを備える高周波プラズマ
装置において、プラズマ生成室の側壁内側近傍にのみ多
極磁場を形成し、プラズマ生成室の側壁外周部に配置さ
れ、電流の向きが異なる複数の２重ループ磁場コイルを
備えることを特徴とする高周波プラズマ処理装置。 - 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかにおいて、基板
をプラズマ処理する時にはプラズマ生成室外周壁近傍に
のみ局所磁場を形成し、プラズマ室内をクリーニングガ
スで放電洗浄する時には前記局所磁場を形成させない制
御手段を備えることを特徴とする高周波プラズマ処理装
置。 - 【請求項９】 請求項１〜８のいずれかにおいて、プラ
ズマ生成手段としての高周波電磁誘導コイルにより発生
する高周波を装置外部に対してシ−ルドする金属製の高
周波シ−ルド壁を設けると共に、該高周波シ−ルド壁を
高周波電磁誘導コイルに近接させて設けたことを特徴と
する高周波プラズマ処理装置。 - 【請求項１０】 金属壁と絶縁体壁で構成され内部に放
電ガスが導入されるプラズマ生成室と、該プラズマ生成
室内にマイクロ波を導入してプラズマを発生させるプラ
ズマ生成手段と、前記プラズマ生成室内に配置されプラ
ズマ処理する基板を載せる基板ホルダとを備える高周波
プラズマ装置において、プラズマ生成室内の周囲壁面近
傍にのみ、前記基板の面に対して垂直方向に主成分をも
つ局所磁場を形成する手段を設けたことを特徴とする高
周波プラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12001895A JPH08311668A (ja) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | 高周波プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12001895A JPH08311668A (ja) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | 高周波プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08311668A true JPH08311668A (ja) | 1996-11-26 |
Family
ID=14775876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12001895A Pending JPH08311668A (ja) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | 高周波プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08311668A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005302875A (ja) * | 2004-04-08 | 2005-10-27 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
| JP2005302878A (ja) * | 2004-04-08 | 2005-10-27 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
| JP2006509365A (ja) * | 2002-12-06 | 2006-03-16 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | プラズマ・エッチング中に帯電粒子からウェハを遮蔽する装置および方法 |
| JP2010166093A (ja) * | 2010-04-16 | 2010-07-29 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
| CN112466734A (zh) * | 2019-09-09 | 2021-03-09 | 东京毅力科创株式会社 | 等离子体处理装置及处理基板的方法 |
| JP2021044535A (ja) * | 2019-09-09 | 2021-03-18 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置及び基板を処理する方法 |
-
1995
- 1995-05-18 JP JP12001895A patent/JPH08311668A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006509365A (ja) * | 2002-12-06 | 2006-03-16 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | プラズマ・エッチング中に帯電粒子からウェハを遮蔽する装置および方法 |
| JP2005302875A (ja) * | 2004-04-08 | 2005-10-27 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
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| US7846293B2 (en) | 2004-04-08 | 2010-12-07 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus and method |
| US8262848B2 (en) | 2004-04-08 | 2012-09-11 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus and method |
| TWI394492B (zh) * | 2004-04-08 | 2013-04-21 | Tokyo Electron Ltd | A plasma processing method and a plasma processing apparatus |
| JP2010166093A (ja) * | 2010-04-16 | 2010-07-29 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
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| US12020898B2 (en) | 2019-09-09 | 2024-06-25 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing system and method of processing substrate |
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