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JP2008251830A - Plasma treatment apparatus - Google Patents

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JP2008251830A JP2007091171A JP2007091171A JP2008251830A JP 2008251830 A JP2008251830 A JP 2008251830A JP 2007091171 A JP2007091171 A JP 2007091171A JP 2007091171 A JP2007091171 A JP 2007091171A JP 2008251830 A JP2008251830 A JP 2008251830A
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尚吾 置田
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彰三 渡邉
Hiromi Asakura
浩海 朝倉
Hiroyuki Suzuki
宏之 鈴木
Takeshi Sugawara
岳 菅原
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma treatment apparatus capable of generating highly uniform plasma with a high density, while suppressing adhering substances on a dielectric member in radical etching and/or low-speed etching with low substrate bias. <P>SOLUTION: The plasma treatment apparatus is provided with a dielectric member for defining a plasma treatment space in a vacuum container; a first electrode disposed outside the dielectric member and having a spiral coil shape, having a first applying point of high-frequency power at its center; and a planar second electrode, disposed in between the first electrode and the dielectric member so that its center coincides with the center of the first electrode and having a second applying point of high-frequency power disposed symmetric with its center. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、プラズマ処理空間にプラズマを発生させて、対象物に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置に関する。   The present invention relates to a plasma processing apparatus that generates plasma in a plasma processing space and performs plasma processing on an object.

従来、プラズマ処理空間に高密度プラズマを生成して、プラズマ処理空間に配置された対象物として例えば基板等に対して、蒸着、エッチング、スパッタリング等のプラズマ処理を行うプラズマ処理装置としては、種々のものが知られている。   Conventionally, as a plasma processing apparatus that generates high-density plasma in a plasma processing space and performs plasma processing such as vapor deposition, etching, sputtering, etc. on an object placed in the plasma processing space, for example, a substrate or the like, Things are known.

このようなプラズマ処理装置としては、例えば、放電コイルに高周波電力を印加することによって、真空容器内にプラズマを発生させる高周波誘導結合方式のプラズマ処理装置がある(例えば、特許文献1参照)。この方式のプラズマ処理装置は、真空容器内に高周波磁界を発生させ、その高周波磁界によって真空容器内に誘導電界を発生させて電子の加速を行い、プラズマを発生させるものである。   As such a plasma processing apparatus, for example, there is a high-frequency inductively coupled plasma processing apparatus that generates plasma in a vacuum vessel by applying high-frequency power to a discharge coil (see, for example, Patent Document 1). This type of plasma processing apparatus generates a high-frequency magnetic field in a vacuum vessel, generates an induction electric field in the vacuum vessel by the high-frequency magnetic field, accelerates electrons, and generates plasma.

このような従来のプラズマ処理装置において、一般的なプラズマ処理であるAr系ガスを主体としたプラズマ処理を行うような場合にあっては、基板にてスパッタされた金属原子が誘電体部材である石英板に付着してしまい、誘導結合放電を長時間維持できないという問題が生じる場合がある。このような石英板表面への金属原子等の付着を抑制する方式が提案されている。例えば、特許文献2においては、ループ状の放電コイルと石英板との間に、プラズマと静電的に結合(容量結合)する別の電極(FS電極)を配置することで、石英板の内表面に自己セルフバイアスを形成して、イオンを積極的に引き込むことで、内表面に付いた付着物を除去するような方式のプラズマ処理装置が開示されている。   In such a conventional plasma processing apparatus, when performing plasma processing mainly using Ar-based gas which is general plasma processing, metal atoms sputtered on the substrate are dielectric members. There is a case in which the problem arises that the inductively coupled discharge cannot be maintained for a long time due to adhesion to the quartz plate. A method for suppressing such adhesion of metal atoms or the like to the surface of the quartz plate has been proposed. For example, in Patent Document 2, by disposing another electrode (FS electrode) that is electrostatically coupled (capacitively coupled) with plasma between a loop-shaped discharge coil and a quartz plate, There has been disclosed a plasma processing apparatus in which a self-bias is formed on the surface and ions are actively attracted to remove deposits attached to the inner surface.

このような従来のプラズマ処理装置においては、放電コイルに例えば600〜800w程度の電力を供給するとともに、FS電極に200〜400w程度の電力を供給して、エッチングレートが例えば200〜300ナノ/分程度の高速エッチングを、略均一なエッチングレートにて実現することができる。   In such a conventional plasma processing apparatus, power of about 600 to 800 w is supplied to the discharge coil, for example, and power of about 200 to 400 w is supplied to the FS electrode, so that the etching rate is, for example, 200 to 300 nano / min. It is possible to achieve a high-speed etching with a substantially uniform etching rate.

特許第3165356号公報Japanese Patent No. 3165356 特許第3429391号公報Japanese Patent No. 3429391

しかしながら、このような従来のプラズマ処理装置を用いて、ラジカル性のエッチング、及び/又は低い基板バイアスで低速のエッチングを行うような場合、すなわち、低いパワーで微細エッチングをするようなプラズマ処理を行うような場合にあっては、エッチングレートが不均一になるという問題がある。これは、高いパワーを用いて高速エッチングを行うような場合には、特に問題となるようなこともなく、潜在化していた放電コイルやFS電極によるプラズマパワー(例えばプラズマ密度)の僅かなバランスの不均一性が、低いパワーを用いて低速エッチングを行う場合に顕在化してきたものと考えられる。なお、低速エッチングとは、放電コイルに例えば200〜400w程度の電力が供給され、FS電極に200〜400w程度の電力が供給されて、20〜50ナノ/分程度のエッチングレートを得ることができるようなエッチングのことである。   However, using such a conventional plasma processing apparatus, when performing radical etching and / or low-speed etching with a low substrate bias, that is, plasma processing that performs fine etching with low power is performed. In such a case, there is a problem that the etching rate becomes non-uniform. This is because there is no particular problem when high-speed etching is performed using high power, and there is a slight balance of plasma power (for example, plasma density) due to the latent discharge coil and FS electrode. It is considered that non-uniformity has become apparent when performing low-speed etching using low power. The low-speed etching means that an electric power of about 200 to 400 w, for example, is supplied to the discharge coil, and an electric power of about 200 to 400 w is supplied to the FS electrode, so that an etching rate of about 20 to 50 nano / min can be obtained. Such etching.

従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、ラジカル性のエッチング、及び/又は低い基板バイアスで低速のエッチングにおいて、誘電体部材への付着物を抑制しながら、高密度で高い均一性のプラズマを生成できるプラズマ処理装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and in high-density etching while suppressing deposits on the dielectric member in radical etching and / or low-speed etching with a low substrate bias. An object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus capable of generating plasma with high uniformity.

上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。   In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.

本発明の第1態様によれば、プラズマ処理空間にプラズマを発生させて、対象物に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、
その内側に上記対象物が配置される真空容器と、
上記真空容器内にプラズマ処理空間を画定する誘電体部材と、
上記誘電体部材の外側に配置され、かつ高周波電力の第1の印加点をその中心に備える渦巻きコイル形状を有する第1の電極と、
その中心が上記第1の電極の中心と合致するように上記第1の電極と上記誘電体部材との間に配置され、かつ上記中心に対して対称に配置された、高周波電力の第2の印加点を有する平板状の第2の電極とを備えることを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
According to the first aspect of the present invention, in a plasma processing apparatus for generating plasma in a plasma processing space and performing plasma processing on an object,
A vacuum vessel in which the object is placed;
A dielectric member defining a plasma processing space in the vacuum vessel;
A first electrode disposed outside the dielectric member and having a spiral coil shape having a first application point of high-frequency power at its center;
A second high-frequency power second wave disposed between the first electrode and the dielectric member so that its center coincides with the center of the first electrode and symmetrically disposed with respect to the center. There is provided a plasma processing apparatus comprising a plate-like second electrode having an application point.

本発明の第2態様によれば、上記第2の電極において、上記第2の印加点は上記中心に配置されている、第1態様に記載のプラズマ処理装置を提供する。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the plasma processing apparatus according to the first aspect, wherein in the second electrode, the second application point is arranged at the center.

本発明の第3態様によれば、上記第2の電極において、複数の上記第2の印加点が上記中心の周りに均等な間隔で配置されている、第1態様に記載のプラズマ処理装置を提供する。   According to a third aspect of the present invention, in the second electrode, the plasma processing apparatus according to the first aspect, wherein a plurality of the second application points are arranged at equal intervals around the center. provide.

本発明の第4態様によれば、上記第1の電極は、その中心部分を頂部とする錐体形状を有する立体型コイルである、第1態様から第3態様のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置を提供する。   According to a fourth aspect of the present invention, the first electrode is a three-dimensional coil having a pyramid shape with the central portion at the top, according to any one of the first to third aspects. A plasma processing apparatus is provided.

本発明の第5態様によれば、上記第1の電極は、上記中心に対して点対称に形成された多重の渦巻きコイルである、第1態様から第4態様のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置を提供する。   According to a fifth aspect of the present invention, the first electrode according to any one of the first to fourth aspects, wherein the first electrode is a multiple spiral coil formed point-symmetrically with respect to the center. A plasma processing apparatus is provided.

本発明の第6態様によれば、上記第2の電極は、上記第1の電極のコイル部材の配置方向に対して直交する方向に延在して形成された少なくとも3個以上のスリット状の開口部を備える、第1態様から第5態様のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置を提供する。   According to the sixth aspect of the present invention, the second electrode has at least three slit-like shapes formed extending in a direction orthogonal to the arrangement direction of the coil member of the first electrode. A plasma processing apparatus according to any one of the first to fifth aspects, comprising an opening.

本発明の第7態様によれば、上記それぞれのスリット状の開口部の一部が、上記平板状の第2の電極の端部において開放されている、第6態様に記載のプラズマ処理装置を提供する。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the plasma processing apparatus according to the sixth aspect, wherein a part of each of the slit-like openings is opened at the end of the flat plate-like second electrode. provide.

本発明の第8態様によれば、上記それぞれのスリット状の開口部が、上記第2の電極の中心の周りに均等な間隔で配置されている、第6又は第7態様に記載のプラズマ処理装置を提供する。   According to an eighth aspect of the present invention, the plasma processing according to the sixth or seventh aspect, wherein the respective slit-like openings are arranged at equal intervals around the center of the second electrode. Providing equipment.

本発明の第9態様によれば、上記第2の電極において、互いに隣接する2個の上記スリット状の開口部に挟まれた導体領域が、1個の上記スリット状の開口部の開口領域よりも大きい、第6態様から第8態様のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置を提供する。   According to the ninth aspect of the present invention, in the second electrode, the conductor region sandwiched between the two slit-shaped openings adjacent to each other is more than the opening region of the one slit-shaped opening. The plasma processing apparatus according to any one of the sixth to eighth aspects is also provided.

本発明によれば、渦巻きコイル形状を有する第1の電極への高周波電力の第1の印加点をその中心に配置し、第1の電極と誘電体部材との間に配置される平板状の第2の電極への高周波電力の第2の印加点を、上記第1の電極の中心に対して対称、例えば点対称に配置していることにより、第1の電極による誘導結合のパワーと、第2の電極による容量結合のパワーとの上記中心に対するバランスを良好なものとすることができる。従って、プラズマ処理空間におけるプラズマ密度の均一化を図ることができ、プラズマ処理の対象物の表面におけるエッチングレートの均一化を実現することができる。特にこのようなエッチングレートの均一化は、ラジカル性のエッチング、及び/又は低い基板バイアスで低速のエッチングにおいて有効であり、誘電体部材への付着物を抑制しながら、低いパワーの低速エッチングから高いパワーの高速エッチングまでの広い範囲を高密度で高い均一性のプラズマを生成できるプラズマ処理装置を提供することができる。   According to the present invention, the first application point of the high frequency power to the first electrode having the spiral coil shape is arranged at the center, and the plate-like shape is arranged between the first electrode and the dielectric member. By arranging the second application point of the high-frequency power to the second electrode symmetrically with respect to the center of the first electrode, for example, point-symmetrically, the power of inductive coupling by the first electrode, The balance with respect to the said center with the power of the capacitive coupling by a 2nd electrode can be made favorable. Therefore, the plasma density in the plasma processing space can be made uniform, and the etching rate on the surface of the plasma processing object can be made uniform. In particular, this uniform etching rate is effective in radical etching and / or low-speed etching with a low substrate bias, and is high from low-power low-speed etching while suppressing deposits on the dielectric member. A plasma processing apparatus capable of generating high-density and high-uniformity plasma over a wide range up to high-speed etching of power can be provided.

以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

(第1実施形態)
本発明の第1の実施形態にかかるプラズマ処理装置101の主要な構成を示す模式構成図を図1に示す。
(First embodiment)
A schematic configuration diagram showing a main configuration of the plasma processing apparatus 101 according to the first embodiment of the present invention is shown in FIG.

図1に示すように、プラズマ処理装置101は、その内側にプラズマ処理空間Sを形成する真空容器の一例であるチャンバ1と、チャンバ1の上部開口を閉止してプラズマ処理空間Sを画定する誘電体部材の一例である石英の天板5と、天板5の外側(図示上方)に配置され、渦巻きコイル形状を有する第1の電極の一例であるICPコイル(誘導結合コイル)4と、ICPコイル4と天板5との間に配置された平板状の第2の電極の一例であるFS電極7とを備えている。   As shown in FIG. 1, the plasma processing apparatus 101 includes a chamber 1 that is an example of a vacuum container that forms a plasma processing space S inside thereof, and a dielectric that defines the plasma processing space S by closing an upper opening of the chamber 1. A quartz top plate 5 that is an example of a body member, an ICP coil (inductive coupling coil) 4 that is an example of a first electrode that is disposed outside (upward in the drawing) of the top plate 5 and has a spiral coil shape, and ICP An FS electrode 7 which is an example of a flat plate-like second electrode disposed between the coil 4 and the top plate 5 is provided.

チャンバ1内には、ICPコイル4と対向して配置され、プラズマ処理の対象物として例えば基板2が載置される対向電極(基板電極あるいは第3の電極)3が配置されており、この対向電極は、載置された基板(ウェハ)2を静電的に保持する静電チャック(ESC)9を有している。対向電極3は、例えば円盤形状を有しており、その図示下方中央部を第3の印加点3aとして、可変コンデンサ16を介して対向電極用高周波電源15に電気的に接続されて、所定の高周波電力が印加されるようになっている。また、チャンバ1には、その内側のプラズマ処理空間Sに反応ガスとして、例えば塩素系ガスGを供給するためのガス供給口1aと、プラズマ処理空間Sを所定の圧力に減圧する、例えば真空状態とするための排気口1bが形成されている。なお、ガス供給口1aは図示しないガス供給手段に接続されており、排気口1bは図示しない排気手段に接続されている。   In the chamber 1, a counter electrode (substrate electrode or third electrode) 3 on which a substrate 2 is placed, for example, is disposed as opposed to the ICP coil 4, and is opposed to this. The electrode has an electrostatic chuck (ESC) 9 that electrostatically holds the mounted substrate (wafer) 2. The counter electrode 3 has, for example, a disk shape, and is electrically connected to the counter electrode high-frequency power source 15 via the variable capacitor 16 with the lower center portion in the figure as the third application point 3a. High frequency power is applied. Further, in the chamber 1, a gas supply port 1a for supplying, for example, a chlorine-based gas G as a reaction gas to the plasma processing space S inside thereof, and the plasma processing space S are decompressed to a predetermined pressure, for example, in a vacuum state An exhaust port 1b is formed. The gas supply port 1a is connected to a gas supply unit (not shown), and the exhaust port 1b is connected to an exhaust unit (not shown).

ここで、ICPコイル4と、FS電極7と、天板5とを一部分解した状態にて示す模式斜視図を図2に示す。図1及び図2に示すように、ICPコイル4は、その全体的な外観形状が錐体状、例えば円錐状となるように、複数の帯状の導体部材(コイル部材)8により形成された立体型コイルである。それぞれのコイル部材(例えば、4本のコイル部材)8はその幅方向を鉛直方向として状態にて、頂部である1つの中心位置から同じ方向に旋回するように配置されて、上記中心位置を対称の中心とした点対称の多重コイルを形成している。また、この中心位置を高周波電力の第1の印加点4aとして、可変コンデンサ12を介してICPコイル用高周波電源11が電気的に接続されて、所定の高周波電力が印加されるようになっている。さらにICPコイル4におけるそれぞれコイル部材8の渦巻き形状の外周端は接地されている。このように立体型コイル(ICPコイル4)の中心位置の頂点に高周波電力を印加することで、ICPコイル4直下の誘電体部材の天板5下のプラズマ分布が局所的に高くなりすぎるなどの悪影響を及ぼすことなく、高いパワーを印加することが可能となる。   Here, a schematic perspective view showing the ICP coil 4, the FS electrode 7, and the top plate 5 in a partially disassembled state is shown in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the ICP coil 4 is a three-dimensional structure formed by a plurality of strip-shaped conductor members (coil members) 8 such that the overall appearance of the ICP coil 4 is a cone, for example, a cone. Type coil. Each coil member (for example, four coil members) 8 is arranged so as to turn in the same direction from one central position which is the top, with the width direction as a vertical direction, and the central position is symmetrical. A point-symmetrical multi-coil with the center of is formed. Further, with this center position as the first application point 4a of the high frequency power, the ICP coil high frequency power supply 11 is electrically connected through the variable capacitor 12, and a predetermined high frequency power is applied. . Further, the spiral outer peripheral ends of the coil members 8 in the ICP coil 4 are grounded. Thus, by applying high frequency power to the apex of the center position of the three-dimensional coil (ICP coil 4), the plasma distribution under the top plate 5 of the dielectric member directly under the ICP coil 4 becomes too high locally. High power can be applied without adverse effects.

FS電極7は、天板5の外形形状に沿ってその外形が僅かに小さくなるように導体材料により形成された薄い円盤状の電極である。FS電極7の中心位置は、ICPコイル4の中心位置(すなわち第1の印加点4a)と鉛直方向において一致するように位置決めされた状態にて、天板5の上面に配置されている。また、FS電極7の中心位置を高周波電力の第2の印加点7aとして、可変コンデンサ14を介してFS電極用高周波電源13が電気的に接続されて、所定の高周波電力が印加されるようになっている。また、図2に示すように、FS電極7には、その円盤状の外周端部から中心位置に向かって延在するように、半径方向に形成された6個のスリット7bが形成されている。それぞれのスリット7bは、例えば同じ形状および大きさにて形成されて、中心位置である第2の印加点7aに対して点対称に配置されている。なお、互いに隣接するスリット7bの間に挟まれるようにして、6個の導体領域7cが第2の印加点7aと電気的に接続された状態にて配置されている。なお、FS電極7と天板5とは、互いに接触していても良いし、互いに離間していても良いが、ICPコイル4とFS電極7とは、少なくとも電気的な導通がなされない程度に互いに離間して配置されている。なお、FS電極は、例えば、銅やアルミニウムの金属板として形成される。   The FS electrode 7 is a thin disk-shaped electrode formed of a conductive material so that the outer shape thereof becomes slightly smaller along the outer shape of the top plate 5. The center position of the FS electrode 7 is arranged on the top surface of the top plate 5 in a state of being positioned so as to coincide with the center position of the ICP coil 4 (that is, the first application point 4a) in the vertical direction. Further, with the center position of the FS electrode 7 as the second application point 7a of the high frequency power, the FS electrode high frequency power supply 13 is electrically connected via the variable capacitor 14 so that a predetermined high frequency power is applied. It has become. Further, as shown in FIG. 2, the FS electrode 7 is formed with six slits 7b formed in the radial direction so as to extend from the disc-shaped outer peripheral end portion toward the center position. . Each of the slits 7b is formed, for example, with the same shape and size, and is arranged point-symmetrically with respect to the second application point 7a that is the center position. The six conductor regions 7c are arranged in a state of being electrically connected to the second application point 7a so as to be sandwiched between the slits 7b adjacent to each other. The FS electrode 7 and the top plate 5 may be in contact with each other or may be separated from each other, but the ICP coil 4 and the FS electrode 7 are at least not electrically connected. They are spaced apart from each other. The FS electrode is formed, for example, as a copper or aluminum metal plate.

ここで、ICPコイル4、FS電極7、及び天板5の平面的な配置関係を図3の模式図に示す。図3に示すように、本第1実施形態においては、ICPコイル4の第1の印加点4aとFS電極7の第2の印加点7aとが鉛直方向において互いに一致して配置されており、さらにこれらの位置が天板5の中心位置とも合致している。また、立体型多重コイルであるICPコイル4は、その中心位置付近よりも外周側の方が、コイル部材8の配置密度が高くなっている。FS電極7のスリット7bは、少なくともコイル部材8の密集部分に相当する位置及びその周囲近傍位置にFS電極7の開口部分が存在するように配置されている。   Here, the planar arrangement relationship of the ICP coil 4, the FS electrode 7, and the top plate 5 is shown in the schematic diagram of FIG. As shown in FIG. 3, in the first embodiment, the first application point 4a of the ICP coil 4 and the second application point 7a of the FS electrode 7 are arranged to coincide with each other in the vertical direction. Further, these positions also coincide with the center position of the top plate 5. Further, the ICP coil 4 which is a three-dimensional multiple coil has a higher arrangement density of the coil members 8 on the outer peripheral side than in the vicinity of the center position. The slits 7b of the FS electrode 7 are arranged so that the opening portion of the FS electrode 7 exists at least at a position corresponding to a dense portion of the coil member 8 and a position in the vicinity thereof.

次に、本第1実施形態のプラズマ処理装置101における効果を説明するにあたって、ICPコイル4及びFS電極7の機能について、図4、図5、及び図6A〜図6Cに示す模式説明図を用いて説明する。   Next, in describing the effects of the plasma processing apparatus 101 according to the first embodiment, the functions of the ICP coil 4 and the FS electrode 7 will be described with reference to schematic explanatory views shown in FIGS. 4, 5, and 6 </ b> A to 6 </ b> C. I will explain.

まず、図4に示すように、高周波電源11から高周波電力がICPコイル4に印加されることにより、コイル部材8の周囲に磁場を起こして、その磁場を誘電体部材である天板5を介してプラズマ処理空間S内に透過させ、その結果、高密度のプラズマPが生成される。このように誘導結合によりプラズマを発生させる機能をICPコイル4は有している。   First, as shown in FIG. 4, when a high frequency power is applied from the high frequency power supply 11 to the ICP coil 4, a magnetic field is generated around the coil member 8, and the magnetic field is passed through the top plate 5 which is a dielectric member. As a result, a high-density plasma P is generated. Thus, the ICP coil 4 has a function of generating plasma by inductive coupling.

これに対して、FS電極7は、天板5の内側表面に付いた付着物を容量結合により除去する機能を有している。具体的には、図6Aに示すように、ICPコイル4の誘導結合によりプラズマ処理空間Sにプラズマが生成されてプラズマ処理が行われると、天板5の表面に金属原子などが付着して金属膜10が形成される。このような金属膜10の付着は、誘導結合の維持を阻害するものである。このような状況において、天板5を介してFS電極と生成されたプラズマPとが容量結合されると、図6B及び図6Cに示すように、天板5の内表面に自己セルフバイアス(バイアス電位Vdc)を形成してマイナスにチャージされ、プラズマP中よりイオンM引き込むことで、天板5に付いた金属膜10を除去することができる。   On the other hand, the FS electrode 7 has a function of removing deposits attached to the inner surface of the top plate 5 by capacitive coupling. More specifically, as shown in FIG. 6A, when plasma is generated in the plasma processing space S by inductive coupling of the ICP coil 4, metal atoms and the like adhere to the surface of the top plate 5 to form metal. A film 10 is formed. Such adhesion of the metal film 10 inhibits maintenance of inductive coupling. In such a situation, when the FS electrode and the generated plasma P are capacitively coupled through the top plate 5, as shown in FIGS. 6B and 6C, self-bias (bias) is applied to the inner surface of the top plate 5. The potential Vdc) is formed and charged negatively, and the ions M are drawn from the plasma P, whereby the metal film 10 attached to the top plate 5 can be removed.

このようなFS電極7の容量結合による機能は、その導体領域7cにおいて実現されるものである。一方、FS電極7は、その導体領域7cにおいて、ICPコイル4により形成される磁場を遮断するという機能をも併せ持っている。そのため、本第1実施形態のFS電極7においては、ICPコイル4のコイル部材8が密集して配置されている部分に、磁場が形成される方向に沿って開口部、すなわちスリット7bを形成することで、ICPコイル4により形成される磁場19を効果的にプラズマ処理空間S内へ透過させながら、容量結合による付着物の除去を効果的に行うことができる。   Such a function by capacitive coupling of the FS electrode 7 is realized in the conductor region 7c. On the other hand, the FS electrode 7 also has a function of blocking the magnetic field formed by the ICP coil 4 in the conductor region 7c. Therefore, in the FS electrode 7 of the first embodiment, an opening, that is, a slit 7b is formed in the portion where the coil members 8 of the ICP coil 4 are densely arranged along the direction in which the magnetic field is formed. Thus, it is possible to effectively remove deposits by capacitive coupling while effectively transmitting the magnetic field 19 formed by the ICP coil 4 into the plasma processing space S.

このような構成を有する本第1実施形態のプラズマ処理装置101において、基板2に対してプラズマ処理を行う手順について説明する。   A procedure for performing plasma processing on the substrate 2 in the plasma processing apparatus 101 of the first embodiment having such a configuration will be described.

まず、図1において、チャンバ1内の対向電極3上に基板2を載置して、静電チャック9により基板2を保持する。その後、密閉されたチャンバ1内の空気が排気口1bを通じて排気されて、プラズマ処理空間Sを真空雰囲気とさせる。それとともに、ガス供給口1aを通じて、塩素系のガスGがプラズマ処理空間Sに供給される。プラズマ処理空間Sが所定の条件の雰囲気とされた後、ICPコイル4に例えば13.56MHzの高周波電力が印加されて、FS電極のスリット7bを通過した磁場によって誘導結合がなされてプラズマPが生成される。生成されたプラズマPにより基板2に対するプラズマ処理が行われる。また、それとともに、FS電極7にも高周波電力が印加されて、容量結合による天板5への付着物の付着が抑制される。   First, in FIG. 1, the substrate 2 is placed on the counter electrode 3 in the chamber 1, and the substrate 2 is held by the electrostatic chuck 9. Thereafter, the air in the sealed chamber 1 is exhausted through the exhaust port 1b, and the plasma processing space S is made a vacuum atmosphere. At the same time, the chlorine-based gas G is supplied to the plasma processing space S through the gas supply port 1a. After the plasma processing space S is set to an atmosphere of a predetermined condition, a high frequency power of, for example, 13.56 MHz is applied to the ICP coil 4, and inductive coupling is performed by a magnetic field that has passed through the slit 7b of the FS electrode to generate plasma P. Is done. Plasma processing is performed on the substrate 2 by the generated plasma P. At the same time, high-frequency power is applied to the FS electrode 7 to suppress adhesion of deposits on the top plate 5 due to capacitive coupling.

このような本第1実施形態のプラズマ処理装置101において、ICPコイル4のICPパワーによるプラズマ密度分布、FS電極7のFSパワーによるプラズマ密度分布、及びIPCパワー及びFSパワーによるプラズマ密度分布の関係を図7(a)〜(c)に示す。なお、図において位置P0は、IPCコイル4、FS電極7、及びウェハ(基板)2の中心位置を示しており、位置P1は、それぞれの外周端位置を示している。また、図7(a)に示すICPパワーによるプラズマ密度分布、及び図7(b)に示すFSパワーによるプラズマ密度分布は、図1のプラズマ処理装置101におけるA位置(天板直下の位置)での分布であり、図7(c)に示すICPパワー及びFSパワーによるプラズマ密度分布は、図1のプラズマ処理装置101におけるB位置(基板上の位置)での分布である。   In the plasma processing apparatus 101 of the first embodiment, the relationship between the plasma density distribution due to the ICP power of the ICP coil 4, the plasma density distribution due to the FS power of the FS electrode 7, and the plasma density distribution due to the IPC power and the FS power is shown. It shows to Fig.7 (a)-(c). In the figure, the position P0 indicates the center position of the IPC coil 4, the FS electrode 7, and the wafer (substrate) 2, and the position P1 indicates the outer peripheral end position. Further, the plasma density distribution due to the ICP power shown in FIG. 7A and the plasma density distribution due to the FS power shown in FIG. 7B are at position A (position just below the top plate) in the plasma processing apparatus 101 of FIG. The plasma density distribution by ICP power and FS power shown in FIG. 7C is a distribution at the B position (position on the substrate) in the plasma processing apparatus 101 of FIG.

ICPコイル4においては、第1の印加点4aがその中心位置に配置されており、さらに円錐形状を有していることから、その中心位置と天板5との間の距離は、その外周部と天板5との間の距離よりも大きくなっている。さらに、ICPコイル4の外周のコイル密度は、図2及び図3に示すように、コイル内側に比べ高く構成されている。また、FS電極7の中心付近は、スリット7bが設けられずに導体領域7cとなっていることにより、磁場の遮断効果が高くなっている。そのため、図7(a)に示すように、ICPコイル4からプラズマ処理空間S内に伝達されるICPパワー(誘導結合によるパワー(誘導結合のエネルギ))は、外周端位置P1において、中心位置P0よりも高くなるとともに、中心位置P0に対して、対称の分布となっている。   In the ICP coil 4, the first application point 4 a is disposed at the center position thereof, and further has a conical shape. Therefore, the distance between the center position and the top plate 5 is the outer peripheral portion. And the distance between the top plate 5 and the top plate 5 is larger. Furthermore, as shown in FIGS. 2 and 3, the coil density on the outer periphery of the ICP coil 4 is higher than that inside the coil. Further, the magnetic field blocking effect is enhanced by the vicinity of the center of the FS electrode 7 being the conductor region 7c without being provided with the slit 7b. Therefore, as shown in FIG. 7A, the ICP power (power by inductive coupling (inductive coupling energy)) transmitted from the ICP coil 4 into the plasma processing space S is the center position P0 at the outer peripheral end position P1. And the distribution is symmetrical with respect to the center position P0.

FS電極7においては、第2の印加点7aがその中心位置に配置されている。そのため、図7(b)に示すように、FS電極7からプラズマ処理空間S内に伝達されるFSパワー(容量結合によるパワー(容量結合のエネルギ))は、印加点7aに近い中心位置P0において最も高く、印加点7aから離れるにしたがって減少し、外周端位置P1では最も低くなる。また、FS電極7においても、パワー分布は、中心位置P0に対して、対称の分布となっている。   In the FS electrode 7, the second application point 7a is disposed at the center position. Therefore, as shown in FIG. 7B, the FS power (power by capacitive coupling (capacitive coupling energy)) transmitted from the FS electrode 7 into the plasma processing space S is at a central position P0 close to the application point 7a. It is the highest, decreases with increasing distance from the application point 7a, and becomes the lowest at the outer peripheral end position P1. In the FS electrode 7 as well, the power distribution is symmetric with respect to the center position P0.

ここで、本第1実施形態の比較例にかかるプラズマ処理装置151として、FS電極157における第2の印加点157aの配置をその外周端部近傍に1箇所だけ設けたプラズマ処理装置の模式平面図を図18に示し、模式構成図(一部分解図)を図19に示す。図18及び図19に示すように、比較例にかかるプラズマ処理装置151は、FS電極157の第2の印加点157aの配置が異なるだけで、その他の構成は、本第1実施形態のプラズマ処理装置101と同じである。   Here, as a plasma processing apparatus 151 according to the comparative example of the first embodiment, a schematic plan view of a plasma processing apparatus in which the second application point 157a in the FS electrode 157 is disposed at one location near the outer peripheral end. Is shown in FIG. 18, and a schematic configuration diagram (partially exploded view) is shown in FIG. As shown in FIGS. 18 and 19, the plasma processing apparatus 151 according to the comparative example is different in the arrangement of the second application point 157a of the FS electrode 157, and the other configuration is the plasma processing of the first embodiment. It is the same as the device 101.

このような比較例のプラズマ処理装置151では、図20(a)に示すように、ICPコイル4の構成は同じであることから、ICPコイル4によるICPパワー(誘導結合パワー)の分布は、図7(a)と同じである。しかしながら、FS電極157の第2の印加点157aの配置が中心位置より大きく偏っているため、図20(b)に示すように、第2の印加点157aの位置にてFSパワー(容量結合パワー)が最大値となり、中心位置P0及び反対側の端部位置P1へ向かうにしたがってパワーが低下している。従って、比較例においては、ウェハ2の表面近傍(B位置)におけるプラズマ密度分布にもこのような図示左下がりの傾向が現れることとなり、均一なエッチングレートを実現することができない。   In the plasma processing apparatus 151 of such a comparative example, as shown in FIG. 20A, the configuration of the ICP coil 4 is the same, so the distribution of ICP power (inductive coupling power) by the ICP coil 4 is as shown in FIG. It is the same as 7 (a). However, since the arrangement of the second application point 157a of the FS electrode 157 is greatly deviated from the center position, as shown in FIG. 20B, the FS power (capacitive coupling power) is at the position of the second application point 157a. ) Is the maximum value, and the power decreases toward the center position P0 and the end position P1 on the opposite side. Therefore, in the comparative example, such a tendency toward the lower left also appears in the plasma density distribution in the vicinity of the surface of the wafer 2 (position B), and a uniform etching rate cannot be realized.

ここで、比較例のプラズマ処理装置151におけるプラズマ密度分布が均一とならないことについて、図28(a)〜(c)を用いて説明する。図28(a)に示すように、プラズマ処理装置において、ICPコイルのICPパワーのみにより天板(誘電体部材)の直下(A位置)に発生したプラズマは、真空状態のプラズマ処理空間内で拡散し、ウェハの表面近傍(B位置)において略均一なプラズマ密度分布となる。このようなプラズマ密度分布の傾向は、ICPコイルへの印加電力が高パワー(H)から低パワー(L)とされた場合においても大きくは変わらない。一方、図28(b)に示すように、FS電極のFSパワーのみにより天板の直下(A位置)に発生したプラズマは、ウェハの表面近傍(B位置)において、印加点の位置から遠ざかる程、低下するプラズマ密度分布となる。ICPパワーが高パワーである場合には、このような傾斜分布を有するFSパワーによるプラズマ密度分布が潜在化し、その結果、図28(c)のHに示すように、ウェハ表面近傍におけるICPパワー及びFSパワーによるプラズマ密度分布は均一な状態となる。しかしながら、ICPパワーが低パワーとなると、傾斜分布を有するFSパワーによるプラズマ密度分布が顕在化し、その結果、図28(c)のLに示すように、ウェハ表面近傍におけるICPパワー及びFSパワーによるプラズマ密度分布は不均一な分布となる。このように、ICPパワーが低パワーとなることで、高パワー時に潜在していたFSパワーによる不均一なプラズマ密度が顕在化するため、比較例のプラズマ処理装置においては、均一なエッチングレートを得ることができない。   Here, it will be described with reference to FIGS. 28A to 28C that the plasma density distribution in the plasma processing apparatus 151 of the comparative example is not uniform. As shown in FIG. 28A, in the plasma processing apparatus, the plasma generated just below the top plate (dielectric member) (position A) by only the ICP power of the ICP coil diffuses in the plasma processing space in a vacuum state. In addition, a substantially uniform plasma density distribution is obtained in the vicinity of the wafer surface (position B). Such a tendency of the plasma density distribution does not change greatly even when the power applied to the ICP coil is changed from high power (H) to low power (L). On the other hand, as shown in FIG. 28B, the plasma generated just below the top plate (position A) by only the FS power of the FS electrode is farther from the position of the application point in the vicinity of the wafer surface (position B). The plasma density distribution decreases. When the ICP power is high, the plasma density distribution due to the FS power having such a gradient distribution becomes latent, and as a result, as shown at H in FIG. The plasma density distribution due to the FS power is in a uniform state. However, when the ICP power becomes low, the plasma density distribution due to the FS power having a gradient distribution becomes obvious. As a result, as shown by L in FIG. 28C, the plasma due to the ICP power and FS power in the vicinity of the wafer surface. The density distribution is non-uniform. As described above, since the ICP power becomes low power, the non-uniform plasma density due to the FS power that has existed at the time of high power becomes obvious, so that a uniform etching rate is obtained in the plasma processing apparatus of the comparative example. I can't.

これに対して本第1実施形態においては、FS電極7の中心位置に印加点が配置されているため、FSパワーのよるプラズマ密度分布を均一化することができる。そのため、ICPパワーが低パワーとされた場合においても、ウェハ2の表面近傍(B位置)でのプラズマ密度分布におけるFS電極外周側とFS電極中心との差を小さくすることができる。従って、図7(c)に示すように、本第1実施形態のプラズマ処理装置においては、プラズマ処理空間Sにおけるプラズマ密度の均一化を図ることができ、ウェハ2の表面におけるエッチングレートの均一化を実現することができる。   On the other hand, in the first embodiment, since the application point is arranged at the center position of the FS electrode 7, the plasma density distribution due to the FS power can be made uniform. Therefore, even when the ICP power is low, the difference between the FS electrode outer peripheral side and the FS electrode center in the plasma density distribution near the surface of the wafer 2 (position B) can be reduced. Therefore, as shown in FIG. 7C, in the plasma processing apparatus of the first embodiment, the plasma density in the plasma processing space S can be made uniform, and the etching rate on the surface of the wafer 2 is made uniform. Can be realized.

また、FS電極7における第2の印加点7aの中心位置への配置は、ICPコイル4を平面型コイルではなく円錐状の立体型コイルとして形成していることにより、それぞれのコイル部材8の間を通るようにして配線ルートを確保することで実現できるものであり、ICPコイル4の誘導結合機能に影響を与えることもない。   Further, the arrangement of the second application point 7a in the center position of the FS electrode 7 is such that the ICP coil 4 is formed as a conical three-dimensional coil instead of a planar coil. It can be realized by securing a wiring route so as to pass through, and does not affect the inductive coupling function of the ICP coil 4.

また、ICPコイル4においては、多重渦巻き型のコイル構造が採用されているため、ループ型のコイルのように外周部だけにパワー伝達を行うのではなく、中心位置付近においてもパワー伝達を行うことができるため、エッチングレートの均一化に寄与することができる。   In addition, since the ICP coil 4 employs a multiple spiral type coil structure, power transmission is not performed only on the outer periphery as in the case of the loop type coil, but also in the vicinity of the center position. Therefore, the etching rate can be made uniform.

さらに、FS電極7が、円盤状に形成されていることにより、効果的な容量結合を実現することができ、天板5への付着物の高い抑制効果を得ることができる。それとともに、ICPコイル4におけるコイル部材8の密集箇所において、磁場の方向、すなわち半径方向に沿って複数のスリット7bが均等な配置でもって形成されていることにより、FS電極7を配置しながら、ICPコイル4により形成された磁場を、スリット7bを通してプラズマ処理空間Sに効果的に伝達することができる。   Furthermore, since the FS electrode 7 is formed in a disk shape, effective capacitive coupling can be realized, and a high suppression effect of deposits on the top plate 5 can be obtained. At the same time, the plurality of slits 7b are formed in a uniform location along the direction of the magnetic field, that is, in the radial direction, in the dense location of the coil member 8 in the ICP coil 4, so that the FS electrode 7 is disposed, The magnetic field formed by the ICP coil 4 can be effectively transmitted to the plasma processing space S through the slit 7b.

従って、低速エッチングにおいて顕在化してきたICPコイルやFS電極によるプラズマパワーの僅かなバランスの不均一性を解消することができる。よって、塩素系ガスを用いたプラズマ処理に代表されるようなラジカル性のエッチング、及び/又は低い基板バイアスで低速のエッチングにおいて、天板への付着物を抑制しながら、高密度で高い均一性のプラズマを生成できるプラズマ処理装置を提供することができる。   Therefore, the slight non-uniformity of the plasma power balance caused by the ICP coil and the FS electrode that has become apparent in the low-speed etching can be solved. Therefore, in radical etching as represented by plasma treatment using chlorine-based gas and / or low-speed etching with low substrate bias, high density and high uniformity while suppressing deposits on the top plate It is possible to provide a plasma processing apparatus capable of generating the plasma.

(第2実施形態)
なお、本発明は上記第1実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、本発明の第2の実施形態にかかるプラズマ処理装置102が備えるICPコイル、FS電極、及び天板の構成(一部分解構成)を図8の模式斜視図に示し、それぞれの平面的な配置関係を示す模式平面図を図9に示す。なお、図8及び図9において、上記第1実施形態のプラズマ処理装置101が備える構成部と同じ構成部には、同じ参照番号を付してその説明を省略する。
(Second Embodiment)
In addition, this invention is not limited to the said 1st Embodiment, It can implement in another various aspect. For example, the configuration (partially disassembled configuration) of the ICP coil, the FS electrode, and the top plate included in the plasma processing apparatus 102 according to the second embodiment of the present invention is shown in the schematic perspective view of FIG. A schematic plan view showing the relationship is shown in FIG. 8 and 9, the same reference numerals are assigned to the same components as those included in the plasma processing apparatus 101 of the first embodiment, and the description thereof is omitted.

図8及び図9に示すように、本第2実施形態のプラズマ処理装置102においては、FS電極27の構成のみが、上記第1実施形態と相違している。具体的には、FS電極27においては、高周波電力の第2の印加点27aが、スリット27bの間に挟まれたそれぞれの導体領域27cの外周端部近傍に個別に配置されている。また、それぞれの第2の印加点27a、スリット27b、及び導体領域27cは、FS電極27の中心位置に対して点対称に配置されている。   As shown in FIGS. 8 and 9, in the plasma processing apparatus 102 of the second embodiment, only the configuration of the FS electrode 27 is different from that of the first embodiment. Specifically, in the FS electrode 27, the second application point 27a of the high frequency power is individually disposed in the vicinity of the outer peripheral end portion of each conductor region 27c sandwiched between the slits 27b. The second application points 27 a, the slits 27 b, and the conductor regions 27 c are arranged symmetrically with respect to the center position of the FS electrode 27.

このような本第2実施形態のプラズマ処理装置102においては、図10(a)〜(c)に示すように、FS電極27の外周部にて多点にて印加したパワーが、印加点27a(外周端位置P1)にて最も大きくなる。したがって、ICPコイル4からプラズマ処理空間Sに伝達されるICPパワーが大きくなる外周端位置P1において、より多点にて誘導結合されたICPパワーを効率的にプラズマ処理空間Sに伝達することができる。また、FS電極27の中央位置付近には、外周端位置の多点にて均等に印加されたパワーが集まることになるため、印加点が配置されていない中心位置におけるFSパワーの低下が抑制される。その結果、ICPパワー及びFSパワーによるウェハ表面近傍のプラズマ密度分布を、その中心位置において僅かに低くされながらも全体としてプラズマ密度を均一なものにすることができる。従って、ウェハ2の表面におけるエッチングレートの均一化を図ることができる。特にこのようにFS電極27への高周波電力の印加点27aを多点化し、かつそれぞれの印加点27aの位置をその中心位置に対して点対称に配置していることにより、プラズマパワーを抑えた高精度の低速エッチングレートでの薄膜ウェハエッチングに好適なプラズマ処理を実現することができる。   In such a plasma processing apparatus 102 of the second embodiment, as shown in FIGS. 10A to 10C, the power applied at multiple points on the outer periphery of the FS electrode 27 is applied at the application point 27a. It becomes the largest at (outer peripheral end position P1). Therefore, the ICP power inductively coupled at more points can be efficiently transmitted to the plasma processing space S at the outer peripheral end position P1 where the ICP power transmitted from the ICP coil 4 to the plasma processing space S becomes large. . In addition, since the power applied uniformly at multiple points at the outer peripheral end position is collected near the center position of the FS electrode 27, a decrease in FS power at the center position where the application point is not arranged is suppressed. The As a result, the plasma density distribution in the vicinity of the wafer surface by ICP power and FS power can be made uniform as a whole while being slightly lowered at the center position. Therefore, the etching rate on the surface of the wafer 2 can be made uniform. In particular, the application of high-frequency power to the FS electrode 27 is made multipoint, and the position of each application point 27a is arranged symmetrically with respect to the center position, thereby suppressing the plasma power. Plasma processing suitable for thin-film wafer etching at a high-accuracy low-speed etching rate can be realized.

(第3実施形態)
次に本発明の第3の実施形態にかかるプラズマ処理装置103が備えるICPコイル、FS電極、及び天板のそれぞれの平面的な配置関係を示す模式平面図を図11に示す。なお、図11において、上記実施形態のプラズマ処理装置が備える構成部と同じ構成部には、同じ参照番号を付してその説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, FIG. 11 is a schematic plan view showing a planar arrangement relationship of the ICP coil, the FS electrode, and the top plate included in the plasma processing apparatus 103 according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 11, the same reference numerals are assigned to the same components as those included in the plasma processing apparatus of the above embodiment, and the description thereof is omitted.

図11に示すように、本第3実施形態のプラズマ処理装置103においては、FS電極37の構成のみが、上記第2実施形態と相違している。具体的には、FS電極37においては、高周波電力の第2の印加点37aが、スリット37bの間に挟まれたそれぞれの導体領域37cの中央付近(FS電極の中心と外周端部との中間位置)に個別に配置されている。また、それぞれの第2の印加点37a、スリット37b、及び導体領域37cは、FS電極37の中心位置に対して点対称に配置されている構成については、上記第2実施形態と同様である。   As shown in FIG. 11, in the plasma processing apparatus 103 of the third embodiment, only the configuration of the FS electrode 37 is different from that of the second embodiment. Specifically, in the FS electrode 37, the second application point 37a of the high frequency power is near the center of each conductor region 37c sandwiched between the slits 37b (intermediate between the center of the FS electrode and the outer peripheral end). Position). Further, the second application point 37a, the slit 37b, and the conductor region 37c are arranged in a point-symmetric manner with respect to the center position of the FS electrode 37, which is the same as in the second embodiment.

このような本第3実施形態のプラズマ処理装置103においては、図12(a)〜(c)に示すように、FS電極37にて多点にて印加したパワーが、印加点37a(P1とP0の中間位置)にて最も大きくなる。従って、中心位置におけるFSパワーの低下抑制効果を上記第2実施形態に比して高めることができ、プラズマ処理空間Sにおけるプラズマ密度を略均一なものにすることができる。よって、ウェハ2の表面におけるエッチングレートの均一化をさらに向上させることができる。   In such a plasma processing apparatus 103 of the third embodiment, as shown in FIGS. 12A to 12C, the power applied at multiple points by the FS electrode 37 is applied to the application point 37a (P1 and P1). It becomes the largest at the intermediate position of P0. Therefore, the effect of suppressing the decrease of the FS power at the center position can be enhanced as compared with the second embodiment, and the plasma density in the plasma processing space S can be made substantially uniform. Therefore, the uniformity of the etching rate on the surface of the wafer 2 can be further improved.

(第4実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態にかかるプラズマ処理装置104が備えるICPコイル、FS電極、及び天板の模式断面図を図13Bに示し、ICPコイル44の模式平面図を図13Aに示す。
(Fourth embodiment)
Next, a schematic cross-sectional view of an ICP coil, an FS electrode, and a top plate included in a plasma processing apparatus 104 according to the fourth embodiment of the present invention is shown in FIG. 13B, and a schematic plan view of the ICP coil 44 is shown in FIG. 13A. .

図13A及び図13Bに示すように、本第4実施形態のプラズマ処理装置104においては、立体型の渦巻きコイルではなく、平面型の渦巻きコイル形状を有するICPコイル44を採用している点において、上記それぞれの実施形態と相違する。   As shown in FIGS. 13A and 13B, in the plasma processing apparatus 104 of the fourth embodiment, an ICP coil 44 having a planar spiral coil shape is employed instead of a three-dimensional spiral coil. This is different from the above embodiments.

また、図13Bに示すように、FS電極としては、例えば、図9に示す上記第2実施形態のFS電極27を用いており、外周端部においては、点対称に配置され多点化された複数の第2の印加点27aが設けられている。   Further, as shown in FIG. 13B, for example, the FS electrode 27 of the second embodiment shown in FIG. 9 is used as the FS electrode, and the outer peripheral end portion is arranged in a point-symmetric manner to be multipointed. A plurality of second application points 27a are provided.

このような平面型コイル形状を有するICPコイル44では、そのコイル部材48の間に空間を確保することが難しいため、FS電極27の印加点27aの配置は外周端部側となる。しかしながら、それぞれの第2の印加点27aが中心位置に対して点対称に配置されているため、より均一化されたパワーをプラズマ処理空間Sに伝えることができ、低速エッチングレートの均一化を実現することができる。なお、ICPコイル44における第1の印加点44aは、その中心位置に配置されている。   In the ICP coil 44 having such a planar coil shape, it is difficult to secure a space between the coil members 48, and therefore the arrangement of the application point 27a of the FS electrode 27 is on the outer peripheral end side. However, since the respective second application points 27a are arranged point-symmetrically with respect to the center position, more uniform power can be transmitted to the plasma processing space S and a uniform low-speed etching rate can be realized. can do. The first application point 44a in the ICP coil 44 is disposed at the center position.

なお、このような平面型コイル形状としては、その他様々な形態を適用することができる。例えば、図14A及び図14Bに示すプラズマ処理装置105では、ICPコイル54として、その中心位置から複数のコイル部材58が多重に旋回された平面型の多重渦巻きコイル形状を有するコイルが採用されている。   Various other forms can be applied as such a planar coil shape. For example, in the plasma processing apparatus 105 shown in FIGS. 14A and 14B, a coil having a planar multiple spiral coil shape in which a plurality of coil members 58 are swung in multiple directions from the center position is adopted as the ICP coil 54. .

また、図15A及び図15Bに示すプラズマ処理装置106では、ICPコイル64として、その中心位置から1本のコイル部材68が旋回され、その旋回の途中で複数のコイル部材68へと分割されながらさらに旋回された平面型の多重渦巻きコイル形状を有するコイルが採用されている。なお、このようなICPコイル64では、図15Aに示すように、その中心付近におけるコイル密度が低く、外周付近におけるコイル密度が高くなるという特徴を有している。   Further, in the plasma processing apparatus 106 shown in FIGS. 15A and 15B, as the ICP coil 64, one coil member 68 is swung from the center position and further divided into a plurality of coil members 68 in the middle of the turn. A coil having a shape of a swirled plane type multiple spiral coil is employed. As shown in FIG. 15A, the ICP coil 64 has a feature that the coil density near the center is low and the coil density near the outer periphery is high.

このような様々な形態の平面型渦巻きコイルをICPコイルとして採用するような場合であっても、本第4実施形態による効果を得ることができる。   Even when such various types of planar spiral coils are employed as ICP coils, the effects of the fourth embodiment can be obtained.

ここで、上記第1実施形態から第3実施形態のプラズマ処理装置101、102、及び103におけるFS電極7、27、37の第2の印加点7a、27a、及び37aの配置及び印加点までの配線ルートについて、図16A、図16B、及び図16Cに示す模式断面図を用いて説明する。   Here, from the first embodiment to the arrangement and application points of the second application points 7a, 27a, and 37a of the FS electrodes 7, 27, and 37 in the plasma processing apparatuses 101, 102, and 103 of the third embodiment. The wiring route will be described with reference to schematic cross-sectional views shown in FIGS. 16A, 16B, and 16C.

まず、図16Aに示す上記第2実施形態のプラズマ処理装置102では、FS電極27の第2の印加点27aが外周端部に配置されているため、それぞれの第2の印加点27aまでの配線ルートR1は、ICPコイル4の外側に確保することができる。従って、このような形態においては配線ルートの自由度が高いということができる。   First, in the plasma processing apparatus 102 of the second embodiment shown in FIG. 16A, since the second application point 27a of the FS electrode 27 is arranged at the outer peripheral end, wiring to each second application point 27a is performed. The route R1 can be secured outside the ICP coil 4. Therefore, in such a form, it can be said that the degree of freedom of the wiring route is high.

次に、図16Bに示す上記第3実施形態のプラズマ処理装置103では、FS電極37の第2の印加点37aが中間位置に配置されているため、それぞれの第2の印加点37aまでの配線ルートR2は、ICPコイル4の内側における中間位置に確保することが望ましい。このような配線ルートR2用の空間を確保するためには、ICPコイルとして、中心付近のコイル密度が低くて外周付近のコイル密度が高くなるような渦巻き型のコイルを採用することが好ましく、さらに立体型のコイルを採用することがより望ましい。   Next, in the plasma processing apparatus 103 of the third embodiment shown in FIG. 16B, since the second application point 37a of the FS electrode 37 is disposed at the intermediate position, wiring to each second application point 37a is performed. The route R2 is desirably secured at an intermediate position inside the ICP coil 4. In order to secure such a space for the wiring route R2, it is preferable to employ a spiral coil having a low coil density near the center and a high coil density near the outer periphery as the ICP coil. It is more desirable to employ a three-dimensional coil.

また、図16Cに示す上記第1実施形態のプラズマ処理装置101では、FS電極7の第2の印加点7aがその中心位置に配置されているため、第2の印加点7aまでの配線ルートR3は、ICPコイル4の内側における中心位置付近に確保することが望ましい。このような配線ルートR3用の空間を確保するためには、上述したように、コイル密度の粗密があるコイルや、立体型のコイルを採用することが望ましい。   In addition, in the plasma processing apparatus 101 of the first embodiment shown in FIG. 16C, the second application point 7a of the FS electrode 7 is disposed at the center position, and therefore the wiring route R3 to the second application point 7a. Is preferably secured near the center position inside the ICP coil 4. In order to ensure such a space for the wiring route R3, as described above, it is desirable to employ a coil having a coil density or a three-dimensional coil.

次に、上記それぞれの実施形態において、FS電極に形成されているスリットの形態について、図17A及び図17BのFS電極のスリット付近を拡大した部分拡大模式説明図を用いて説明する。   Next, in each of the above embodiments, the form of the slit formed in the FS electrode will be described using a partially enlarged schematic explanatory view in which the vicinity of the slit of the FS electrode in FIGS. 17A and 17B is enlarged.

まず、図17Aに示すように、例えば、上記第2実施形態のFS電極27においては、スリット27bの端部が、FS電極27の外周端部において開放した状態とされている(「開放型スリット」とする。)。一方、図17Bに示すFS電極77のように、スリット77bの端部が開放されていないような形態(「閉止型スリット」とする。)を採用することもできる。ただし、閉止型スリット77bが採用される場合にあっては、ICPコイル4におけるコイル密度が高い部分およびその周囲近傍において、開口部が十分に確保されるように、スリット配置及び形状を決定することが望ましい。閉止型スリットにおいて、十分な開口部が確保されないような場合にあっては、外周端部が開放されていないことにより磁場の遮蔽効果(シールド効果)が高くなり、誘導結合機能を低下させるおそれがある。   First, as shown in FIG. 17A, for example, in the FS electrode 27 of the second embodiment, the end portion of the slit 27b is opened at the outer peripheral end portion of the FS electrode 27 (“open slit”). ”). On the other hand, as in the FS electrode 77 shown in FIG. 17B, a configuration in which the end of the slit 77b is not opened (referred to as a “closed slit”) can be employed. However, when the closed-type slit 77b is employed, the slit arrangement and shape should be determined so that the opening is sufficiently secured in the portion where the coil density of the ICP coil 4 is high and in the vicinity thereof. Is desirable. In a case where a sufficient opening is not ensured in the closed slit, the shielding effect of the magnetic field (shielding effect) is increased and the inductive coupling function may be lowered because the outer peripheral end is not opened. is there.

なお、このようなスリットの形状は、長方形状に限られず、その他三角形状、楕円形状など様々な形状を採用することができる。また、容量結合の均一化を考慮して、それぞれのスリットは、FS電極の中心位置に対して点対称に配置されることが好ましく、複数のスリットとして3個以上、例えば6個や8個程度のスリットが配置されることが好ましい。さらに、FS電極において、導体領域の合計面積よりもスリット合計面積の方が小さくなるように、スリットの大きさが決定されることが好ましい。導体領域部分が容量結合に寄与する部分だからである。   The shape of such a slit is not limited to a rectangular shape, and various other shapes such as a triangular shape and an elliptical shape can be employed. In consideration of uniform capacitive coupling, the slits are preferably arranged point-symmetrically with respect to the center position of the FS electrode. As the plurality of slits, three or more, for example, about 6 or 8 are provided. It is preferable that the slits are arranged. Furthermore, in the FS electrode, it is preferable that the size of the slit is determined so that the total slit area is smaller than the total area of the conductor regions. This is because the conductor region portion contributes to capacitive coupling.

また、スリット7bの幅を決定するにあたっては、天板5の厚さを考慮する必要がある。天板5の厚さが大きい場合には、容量結合して得られた電位は低くなるものの、スリットの形成位置と導体領域の形成位置との間での容量結合の電位のバラツキが少なくなる。一方、天板5の厚さが小さい場合には、容量結合して得られた電位を高くすることができるが、逆にバラツキは大きくなる。   Further, in determining the width of the slit 7b, it is necessary to consider the thickness of the top plate 5. When the thickness of the top plate 5 is large, the potential obtained by capacitive coupling is low, but the variation in the potential of capacitive coupling between the slit forming position and the conductor region forming position is reduced. On the other hand, when the thickness of the top plate 5 is small, the potential obtained by capacitive coupling can be increased, but the variation increases conversely.

また、天板5は、磁場等のパワーをプラズマ処理空間S内に効果的に伝えるということを考えれば、薄く形成されることが好ましい。一方、プラズマ処理空間Sの真空圧力に十分に耐えることができるということを考えれば、厚く形成されることが好ましい。このように相反する条件を満たす構造として、例えば天板に放射状に複数の梁を設ける構造を採用することができる。すなわち、梁が形成されている位置では、天板厚みを大きくして強度確保を行い、梁と梁との間の領域においては、天板厚みを小さくして効率的なパワーの透過を実現することができる。このような梁構造を有する天板に対しては、磁場の効率的な透過性を考慮して、FS電極のそれぞれのスリットが、それぞれの梁の間の天板厚さが薄い部分に位置されるように、スリットの形成位置及び本数を決定することが望ましい。   Moreover, it is preferable that the top plate 5 is formed thin considering that power such as a magnetic field is effectively transmitted into the plasma processing space S. On the other hand, considering that it can sufficiently withstand the vacuum pressure of the plasma processing space S, it is preferable that the thickness be formed thick. As a structure satisfying such conflicting conditions, for example, a structure in which a plurality of beams are provided radially on the top plate can be employed. In other words, at the position where the beam is formed, the top plate thickness is increased to ensure strength, and in the region between the beam, the top plate thickness is reduced to achieve efficient power transmission. be able to. For the top plate having such a beam structure, the slits of the FS electrodes are positioned at the portions where the top plate thickness between the beams is thin in consideration of the efficient permeability of the magnetic field. Thus, it is desirable to determine the formation position and number of slits.

また、上記説明においては、ICPコイルの渦巻き形状が円形である場合について説明したが、このような場合に代えて、渦巻き形状が方形であるような場合であっても本発明に適用することができる。   Further, in the above description, the case where the spiral shape of the ICP coil is circular has been described, but instead of such a case, the present invention can be applied to the present invention even when the spiral shape is square. it can.

ここで、FS電極における高周波電力の印加点の配置と、その結果得られるウェハ表面近傍(B位置)におけるプラズマ密度との関係を、図29のグラフにまとめる。図29に示すように、FS電極の端部1箇所のみに印加点を配置する形態S3(比較例)では、プラズマ密度分布が傾斜された状態となり、均一なエッチングレートを得ることができない。これに対して、印加点を中央位置に配置した形態S1(第1実施形態)では、中央位置P0付近では僅かに高いプラズマ密度となるものの、全体としては略均一なプラズマ密度分布を得ることができる。また、FS電極の外周に複数の印加点を配置した形態S2(第2実施形態)では、端部位置P1付近では僅かに高いプラズマ密度となるものの、全体としては略均一なプラズマ密度分布を得ることができる。従って、上記それぞれの実施形態によれば、略均一なエッチングレートを得ることができる。   Here, the relationship between the arrangement of the application point of the high frequency power in the FS electrode and the plasma density in the vicinity of the wafer surface (B position) obtained as a result is summarized in the graph of FIG. As shown in FIG. 29, in the configuration S3 (comparative example) in which the application point is arranged only at one end portion of the FS electrode, the plasma density distribution is inclined, and a uniform etching rate cannot be obtained. On the other hand, in the form S1 (first embodiment) in which the application point is arranged at the center position, although the plasma density is slightly high near the center position P0, a substantially uniform plasma density distribution can be obtained as a whole. it can. In the form S2 (second embodiment) in which a plurality of application points are arranged on the outer periphery of the FS electrode, the plasma density is slightly high near the end position P1, but a substantially uniform plasma density distribution is obtained as a whole. be able to. Therefore, according to each of the above embodiments, a substantially uniform etching rate can be obtained.

なお、上記それぞれの実施形態は、膜材質として、「ニッケル、金、白金、イリジウム又はその合金、ニッケル合金(例えば、ニッケルコバルト、ニッケルフェライト)」などの磁性材料又はSbT、PzTなどの強誘電体材料が用いられるプラズマ処理に効果的である。これらの材料は、貴金属などの不揮発性材料であり、このような膜材質は付着物が発生しやすい材料であり、FS電極による付着物抑制効果を得ることができる。特にこのような膜加工では、低速の均一なエッチングが要望されており、本発明のプラズマ処理を適用することが好適である。また、このような低速エッチングとしては、不揮発性膜の側壁への付着を抑制するために、塩素系ガスを用いたエッチングを行うことが好ましい。   In each of the above embodiments, the film material is a magnetic material such as “nickel, gold, platinum, iridium or an alloy thereof, a nickel alloy (eg, nickel cobalt, nickel ferrite)” or a ferroelectric such as SbT or PzT. It is effective for plasma processing in which the material is used. These materials are non-volatile materials such as precious metals, and such a film material is a material in which deposits are likely to be generated, and the deposit suppressing effect by the FS electrode can be obtained. Particularly in such film processing, uniform etching at low speed is required, and it is preferable to apply the plasma treatment of the present invention. In addition, as such low-speed etching, it is preferable to perform etching using a chlorine-based gas in order to suppress adhesion of the nonvolatile film to the sidewall.

(実施例)
次に、本発明の実施例1として、上記第1実施形態のプラズマ処理装置101において、塩素系ガスを用いて低速エッチングを行った場合におけるエッチングレートのバラツキを測定した。また、本実施例1に対する比較例1として、図18のプラズマ処理装置151において、Ar系ガスを用いてエッチングを行った場合と、比較例2として、プラズマ処理装置151において、塩素系ガスを用いてエッチングを行った場合におけるエッチングレートのバラツキを測定した。なお、プラズマ処理の対象物としてはシリコンウェハ(PRマスク:1.6μm、Ni合金:30nm、下地:SiO、直径:φ6インチ)を共通して用いた。
(Example)
Next, as Example 1 of the present invention, the variation in etching rate was measured when the plasma processing apparatus 101 of the first embodiment performed low-speed etching using a chlorine-based gas. Further, as Comparative Example 1 with respect to Example 1, a case where etching was performed using an Ar-based gas in the plasma processing apparatus 151 of FIG. 18, and as Comparative Example 2, chlorine-based gas was used in the plasma processing apparatus 151. The etching rate variation when etching was performed was measured. Note that a silicon wafer (PR mask: 1.6 μm, Ni alloy: 30 nm, base: SiO 2 , diameter: φ6 inches) was used in common as an object for plasma treatment.

(比較例1)
以下のエッチング条件にてウェハに対するプラズマ処理を行った。
[ガス条件]: 50sccm(Ar)
[圧力]: 0.4Pa
[ICPコイル印加電力]: 600w
[FS電極印加電力]: 200w
[対向電極印加電力]: 200w
また、図21に示すように、FS電極157の第2の印加点157aを外周端部近傍に一箇所だけ設けて、高周波電力の印加を行った。ウェハ2に対するプラズマ処理を実施した後、図22の模式図に示すように、ウェハ2の表面近傍において、中心位置を基準として、X方向に4箇所、Y方向に4箇所の合計9箇所の測定点を設けて、エッチングレートを測定した。その結果を図23のグラフに示す。なお、図23のグラフにおいては、横軸にウェハ2の測定点の位置を、中心位置を基準として、X方向及びY方向に分けて示し、縦軸にエッチングレートを示している。
(Comparative Example 1)
Plasma treatment was performed on the wafer under the following etching conditions.
[Gas conditions]: 50 sccm (Ar)
[Pressure]: 0.4 Pa
[ICP coil applied power]: 600w
[FS electrode applied power]: 200w
[Counter electrode applied power]: 200 w
Further, as shown in FIG. 21, the second application point 157a of the FS electrode 157 was provided only at one location in the vicinity of the outer peripheral end portion, and high frequency power was applied. After performing the plasma treatment on the wafer 2, as shown in the schematic diagram of FIG. 22, a total of nine measurements in the vicinity of the surface of the wafer 2, with four locations in the X direction and four locations in the Y direction, based on the center position. A dot was provided and the etching rate was measured. The results are shown in the graph of FIG. In the graph of FIG. 23, the horizontal axis indicates the position of the measurement point of the wafer 2 separately in the X direction and the Y direction on the basis of the center position, and the vertical axis indicates the etching rate.

図23に示すように、比較例1のAr系ガスによるプラズマ処理の場合、対向電極のパワーを下げた低速条件においても、X方向及びY方向には、エッチングレートの偏りが無く、高い均一性が得られた。   As shown in FIG. 23, in the case of the plasma treatment using the Ar-based gas of Comparative Example 1, there is no uneven etching rate in the X direction and the Y direction even under low speed conditions where the power of the counter electrode is lowered, and high uniformity. was gotten.

(比較例2)
次に、比較例2として、以下のエッチング条件にてウェハに対するプラズマ処理を行った。
[ガス条件]: 10sccm(Cl
40sccm(BCl
[圧力]: 0.4Pa
[ICPコイル印加電力]: 400w
[FS電極印加電力]: 200w
[対向電極印加電力]: 300w
また、図24に示すように、FS電極157の第2の印加点157aを外周端部近傍に一箇所だけ設けて、高周波電力の印加を行った。ウェハ2に対するプラズマ処理を実施した後、上記比較例1と同様に図22の模式図に示すように、ウェハ2の表面近傍において、中心位置を基準として、X方向に4箇所、Y方向に4箇所の合計9箇所の測定点を設けて、エッチングレートを測定した。その結果を図25のグラフに示す。
(Comparative Example 2)
Next, as Comparative Example 2, plasma processing was performed on the wafer under the following etching conditions.
[Gas conditions]: 10 sccm (Cl 2 )
40 sccm (BCl 3 )
[Pressure]: 0.4 Pa
[ICP coil applied power]: 400w
[FS electrode applied power]: 200w
[Counter electrode applied power]: 300 w
Further, as shown in FIG. 24, only one second application point 157a of the FS electrode 157 is provided in the vicinity of the outer peripheral end portion, and high frequency power is applied. After performing the plasma treatment on the wafer 2, as shown in the schematic diagram of FIG. 22 as in the comparative example 1, four locations in the X direction and 4 in the Y direction are used in the vicinity of the surface of the wafer 2 with reference to the center position. A total of nine measurement points were provided, and the etching rate was measured. The result is shown in the graph of FIG.

図25に示すように、比較例2の塩素系ガスを用いた低速エッチングによるプラズマ処理の場合、X方向にはエッチングレートに偏りが無いが、Y方向には偏りが生じた。FS電極157における印加点157aに近いエッチングレートが高く、印加点から遠くなる程エッチングレートが低くなった。   As shown in FIG. 25, in the case of plasma processing by low-speed etching using the chlorine-based gas of Comparative Example 2, the etching rate is not biased in the X direction, but biased in the Y direction. The etching rate near the application point 157a in the FS electrode 157 was high, and the etching rate became lower as the distance from the application point was increased.

(実施例1)
次に、本発明の実施例1として、以下のエッチング条件にてウェハに対するプラズマ処理を行った。
[ガス条件]: 10sccm(Cl
40sccm(BCl
[圧力]: 0.4Pa
[ICPコイル印加電力]: 400w
[FS電極印加電力]: 200w
[対向電極印加電力]: 300w
また、図26に示すように、FS電極7の第2の印加点7aを中心位置に一箇所だけ設けて、高周波電力の印加を行った。ウェハ2に対するプラズマ処理を実施した後、上記比較例1及び2と同様に図22の模式図に示すように、ウェハ2の表面近傍において、中心位置を基準として、X方向に4箇所、Y方向に4箇所の合計9箇所の測定点を設けて、エッチングレートを測定した。その結果を図27のグラフに示す。
Example 1
Next, as Example 1 of the present invention, a plasma treatment was performed on the wafer under the following etching conditions.
[Gas conditions]: 10 sccm (Cl 2 )
40 sccm (BCl 3 )
[Pressure]: 0.4 Pa
[ICP coil applied power]: 400w
[FS electrode applied power]: 200w
[Counter electrode applied power]: 300 w
In addition, as shown in FIG. 26, only one second application point 7a of the FS electrode 7 is provided at the center position, and high frequency power is applied. After performing the plasma treatment on the wafer 2, as shown in the schematic diagram of FIG. 22 in the same manner as in the comparative examples 1 and 2, four locations in the X direction and Y direction in the vicinity of the surface of the wafer 2 with reference to the center position. A total of nine measurement points were provided in 4 and the etching rate was measured. The result is shown in the graph of FIG.

図27に示すように、実施例の塩素系ガスを用いた低速エッチングによるプラズマ処理の場合、X方向及びY方向には、エッチングレートの偏りが無く、高い均一性が得られた。従って、本発明によれば、低速エッチングにおいて、エッチングレートの高い均一性を得られることが確認できた。   As shown in FIG. 27, in the case of the plasma processing by the low-speed etching using the chlorine-based gas of the example, there is no uneven etching rate in the X direction and the Y direction, and high uniformity is obtained. Therefore, according to the present invention, it was confirmed that high uniformity of the etching rate can be obtained in the low-speed etching.

なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。   It is to be noted that, by appropriately combining arbitrary embodiments of the various embodiments described above, the effects possessed by them can be produced.

本発明の第1実施形態にかかるプラズマ処理装置の模式構成図The schematic block diagram of the plasma processing apparatus concerning 1st Embodiment of this invention. 第1実施形態のプラズマ処理装置の部分分解図The partial exploded view of the plasma processing apparatus of 1st Embodiment 第1実施形態のプラズマ処理装置のICPコイル、FS電極、及び天板の平面的な配置関係を示す模式平面図The schematic top view which shows the planar arrangement | positioning relationship of the ICP coil of the plasma processing apparatus of 1st Embodiment, an FS electrode, and a top plate. 第1実施形態のプラズマ処理方法の模式説明図Model explanatory drawing of the plasma processing method of 1st Embodiment 第1実施形態のプラズマ処理方法の模式説明図(FS電極の図)Schematic explanatory diagram of the plasma processing method of the first embodiment (figure of FS electrode) 第1実施形態のプラズマ処理方法の模式説明図Model explanatory drawing of the plasma processing method of 1st Embodiment 第1実施形態のプラズマ処理方法の模式説明図Model explanatory drawing of the plasma processing method of 1st Embodiment 第1実施形態のプラズマ処理方法の模式説明図(部分拡大模式図)Schematic explanatory diagram of the plasma processing method of the first embodiment (partial enlarged schematic diagram) 第1実施形態のプラズマ処理による効果を示すグラフThe graph which shows the effect by the plasma processing of 1st Embodiment 本発明の第2実施形態にかかるプラズマ処理装置の部分分解図The partial exploded view of the plasma processing apparatus concerning 2nd Embodiment of this invention 第2実施形態のプラズマ処理装置のICPコイル、FS電極、及び天板の平面的な配置関係を示す模式平面図The schematic top view which shows the planar arrangement | positioning relationship of the ICP coil of the plasma processing apparatus of 2nd Embodiment, an FS electrode, and a top plate. 第2実施形態のプラズマ処理による効果を示すグラフThe graph which shows the effect by the plasma processing of 2nd Embodiment 第3実施形態のプラズマ処理装置のICPコイル、FS電極、及び天板の平面的な配置関係を示す模式平面図The schematic top view which shows the planar arrangement | positioning relationship of the ICP coil of the plasma processing apparatus of 3rd Embodiment, an FS electrode, and a top plate. 第3実施形態のプラズマ処理による効果を示すグラフThe graph which shows the effect by the plasma processing of 3rd Embodiment 本発明の第4実施形態にかかるプラズマ処理装置が備える平面型コイルの模式平面図The schematic plan view of the planar coil with which the plasma processing apparatus concerning 4th Embodiment of this invention is provided. 第4実施形態のプラズマ処理装置の模式構成図Schematic configuration diagram of the plasma processing apparatus of the fourth embodiment 第4実施形態の変形例にかかる平面型コイルの模式平面図Schematic plan view of a planar coil according to a modification of the fourth embodiment 第4実施形態の変形例のプラズマ処理装置の模式構成図The schematic block diagram of the plasma processing apparatus of the modification of 4th Embodiment 第4実施形態の変形例にかかる平面型コイルの模式平面図Schematic plan view of a planar coil according to a modification of the fourth embodiment 第4実施形態の変形例のプラズマ処理装置の模式構成図The schematic block diagram of the plasma processing apparatus of the modification of 4th Embodiment 第2実施形態のFS電極への配線ルートを示す模式説明図Model explanatory drawing which shows the wiring route to the FS electrode of 2nd Embodiment 第3実施形態のFS電極への配線ルートを示す模式説明図Model explanatory drawing which shows the wiring route to the FS electrode of 3rd Embodiment 第1実施形態のFS電極への配線ルートを示す模式説明図Schematic explanatory drawing showing the wiring route to the FS electrode of the first embodiment 第2実施形態のFS電極のスリットの構造を示す模式説明図Model explanatory drawing which shows the structure of the slit of the FS electrode of 2nd Embodiment 第2実施形態のFS電極のスリットの構造の変形例を示す模式説明図Model explanatory drawing which shows the modification of the structure of the slit of the FS electrode of 2nd Embodiment 第1実施形態の比較例にかかるプラズマ処理装置のICPコイル、FS電極、及び天板の平面的な配置関係を示す模式平面図The schematic top view which shows the planar arrangement | positioning relationship of the ICP coil of the plasma processing apparatus concerning the comparative example of 1st Embodiment, an FS electrode, and a top plate. 比較例のプラズマ処理装置の部分分解図Partial exploded view of the plasma processing apparatus of the comparative example 比較例のプラズマ処理による効果を示すグラフGraph showing effect of plasma treatment of comparative example 比較例1のFS電極の印加点の位置を示す図The figure which shows the position of the application point of the FS electrode of the comparative example 1 比較例1のウェハにおける測定点を示す図The figure which shows the measuring point in the wafer of the comparative example 1 比較例1のエッチングレートのバラツキを示す図The figure which shows the variation in the etching rate of the comparative example 1 比較例2のFS電極の印加点の位置を示す図The figure which shows the position of the application point of the FS electrode of the comparative example 2 比較例2のエッチングレートのバラツキを示す図The figure which shows the variation in the etching rate of the comparative example 2 本発明の実施例1のFS電極の印加点の位置を示す図The figure which shows the position of the application point of FS electrode of Example 1 of this invention 実施例1のエッチングレートのバラツキを示す図The figure which shows the variation in the etching rate of Example 1 比較例においてICPパワーの高低によるプラズマ密度分布への影響を説明するグラフGraph illustrating the influence of the ICP power level on the plasma density distribution in the comparative example FS電極への印加点の配置とプラズマ密度との関係を示すグラフThe graph which shows the relationship between arrangement | positioning of the application point to FS electrode, and plasma density

符号の説明Explanation of symbols

1 チャンバ
2 基板(ウェハ)
3 対向電極
4 ICPコイル
4a 第1の印加点
5 天板
7 FS電極
7a 第2の印加点
7b スリット
7c 導体領域
8 コイル部材
9 静電チャック
10 金属膜
11 ICPコイル用高周波電源
12 可変コンデンサ
13 FS電極用高周波電源
14 可変コンデンサ
15 対向電極用高周波電源
16 可変コンデンサ
101 プラズマ処理装置
P プラズマ
M イオン
S プラズマ処理空間
1 chamber 2 substrate (wafer)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Counter electrode 4 ICP coil 4a 1st application point 5 Top plate 7 FS electrode 7a 2nd application point 7b Slit 7c Conductor area 8 Coil member 9 Electrostatic chuck 10 Metal film 11 High frequency power supply 12 for ICP coil Variable capacitor 13 FS High frequency power supply for electrode 14 Variable capacitor 15 High frequency power supply for counter electrode 16 Variable capacitor 101 Plasma processing apparatus P Plasma M Ion S Plasma processing space

Claims (9)

プラズマ処理空間にプラズマを発生させて、対象物に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、
その内側に上記対象物が配置される真空容器と、
上記真空容器内にプラズマ処理空間を画定する誘電体部材と、
上記誘電体部材の外側に配置され、かつ高周波電力の第1の印加点をその中心に備える渦巻きコイル形状を有する第1の電極と、
その中心が上記第1の電極の中心と合致するように上記第1の電極と上記誘電体部材との間に配置され、かつ上記中心に対して対称に配置された、高周波電力の第2の印加点を有する平板状の第2の電極とを備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
In a plasma processing apparatus for generating plasma in a plasma processing space and performing plasma processing on an object,
A vacuum vessel in which the object is disposed, and
A dielectric member defining a plasma processing space in the vacuum vessel;
A first electrode disposed outside the dielectric member and having a spiral coil shape having a first application point of high-frequency power at its center;
A second high-frequency power second wave disposed between the first electrode and the dielectric member so that the center thereof coincides with the center of the first electrode and symmetrically disposed with respect to the center. A plasma processing apparatus comprising: a plate-like second electrode having an application point.
上記第2の電極において、上記第2の印加点は上記中心に配置されている、請求項1に記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein in the second electrode, the second application point is arranged at the center. 上記第2の電極において、複数の上記第2の印加点が上記中心の周りに均等な間隔で配置されている、請求項1に記載のプラズマ処理装置。   2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the second application points are arranged at equal intervals around the center in the second electrode. 上記第1の電極は、その中心部分を頂部とする錐体形状を有する立体型コイルである、請求項1から3のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the first electrode is a three-dimensional coil having a conical shape with a central portion at the top. 上記第1の電極は、上記中心に対して点対称に形成された多重の渦巻きコイルである、請求項1から4のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。   5. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the first electrode is a multiple spiral coil formed point-symmetrically with respect to the center. 6. 上記第2の電極は、上記第1の電極のコイル部材の配置方向に対して直交する方向に延在して形成された少なくとも3個以上のスリット状の開口部を備える、請求項1から5のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。   The said 2nd electrode is provided with the at least 3 or more slit-shaped opening part extended and formed in the direction orthogonal to the arrangement direction of the coil member of the said 1st electrode. The plasma processing apparatus as described in any one of these. 上記それぞれのスリット状の開口部の一部が、上記平板状の第2の電極の端部において開放されている、請求項6に記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 6, wherein a part of each of the slit-like openings is opened at an end of the flat plate-like second electrode. 上記それぞれのスリット状の開口部が、上記第2の電極の中心の周りに均等な間隔で配置されている、請求項6又は7に記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 6 or 7, wherein the respective slit-shaped openings are arranged at equal intervals around the center of the second electrode. 上記第2の電極において、互いに隣接する2個の上記スリット状の開口部に挟まれた導体領域が、1個の上記スリット状の開口部の開口領域よりも大きい、請求項6から8のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。   9. The device according to claim 6, wherein, in the second electrode, a conductor region sandwiched between two slit-shaped openings adjacent to each other is larger than an opening region of one slit-shaped opening. The plasma processing apparatus as described in any one.
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