JP3812966B2

JP3812966B2 - Plasma processing apparatus and plasma processing method

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Publication number: JP3812966B2
Application number: JP02084296A
Authority: JP
Inventors: 順金森
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1996-02-07
Filing date: 1996-02-07
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2016-02-07
Also published as: JPH09213684A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置であるプラズマ処理装置、特に反応性ガスプラズマを利用したドライエッチングにおけるプラズマ処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
今日、ドライエッチング装置には各種のものが知られている。このうちの一つに、ＲＩＥ（リアクティブ・イオン・エッチング）方式と呼ばれているものがある。また、これに変わる新しい方式として、高真空で高密度プラズマが得られる種々の方式、例えばマグネトロン、ヘリコン波、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）あるいはＩＣＰ（誘導結合プラズマ）方式と呼ばれるものも開発されてきた。
【０００３】
図１１はＲＩＥ（リアクティブ・イオン・エッチング）方式を用いた従来におけるドライエッチング装置の一例を示す概略構成図である。図１１において、符号１０１は減圧容器であり、この減圧容器１０１内には一対の電極１０２，１０３が平行に配置されている。このうち、一方の電極１０２の表面には、減圧容器１０１内に放電ガス（プロセスガス）を導入するための多数の微細孔１０４が設けられている。なお、減圧容器１０１には、電極１０２の微細孔１０４より導入された放電ガスを排気するための排気口１０５も設けられている。
また、一対の電極１０２，１０３のうち、一方の電極１０２（以下、「プラズマ発生電極１０２」と言う。）には高周波電源１０６が接続され、この高周波電源１０６より高周波が印加できるようになっており、他方の電極１０３（以下、「接地電極１０３」と言う。）は接地されている。
【０００４】
次に、このドライエッチング装置の動作を説明する。まず、図示せぬ被エッチング試料（被処理試料）が同じく図示せぬロードロック室から搬入され、接地電極１０３の上に載置される。
続いて、所定圧力まで減圧した後、微細孔１０４より放電ガスが導入されて処理所定圧に調整される。
その後、高周波電源１０６より高周波がプラズマ発生電極１０２に印加される。すると、プラズマ発生電極１０２と接地電極１０３の間で放電が起こり、プラズマが発生する。このプラズマ中のイオンは被エッチング試料に垂直に入射され、エッチングが進行する。
【０００５】
図１２はＩＣＰ（誘導結合プラズマ）方式を用いた従来におけるドライエッチング装置の一例を示す概略構成図である。
図１２において、符号２０１は減圧容器であり、この減圧容器２０１内には図示せぬ被エッチング試料を載置するバイアス印加電極２０２が水平に配置されている。このバイアス印加電極２０２にはバイアス印加電源２０６が接続されている。
また、減圧容器２０１には、バイアス印加電極２０２と平行にして、石英板２０３が減圧容器２０１の一部（天壁の一部）をなす状態にして配置されており、この石英板２０３の上に高周波電源としての高周波アンテナ２０４を設置している。
その高周波アンテナ２０４は、図１３に上から見た模式図として示すように、両端２０４ａ，２０４ｂを僅かに離して略リング状に屈曲された形状を成す、いわゆる１ターンアンテナと呼ばれているもので、両端２０４ａ，２０４ｂとの間には高周波電源２０５が接続されている。
加えて、減圧容器２０１には、この減圧容器２０１内に放電ガスを導入するための多数の微細孔２０７が設けられているとともに、この微細孔２０７より導入された放電ガスを排気するための排気口２０８も設けられている。
【０００６】
次に、このドライエッチング装置の動作を説明する。まず、図示せぬ被エッチング試料（被処理試料）が同じく図示せぬロードロック室から搬入され、バイアス印加電極２０２の上に載置される。
続いて、所定圧力まで減圧した後、微細孔２０７より放電ガスが導入されて処理所定圧に調整される。
その後、高周波アンテナ２０４に高周波電源２０５より高周波が印加されるとともに、バイアス印加電極２０２にバイアス印加電源２０６より高周波を印加する。すると、高周波アンテナ２０４とバイアス印加電極２０２との間で放電が起こり、プラズマが発生し、このプラズマ中のイオンが被エッチング試料に垂直に入射されて、エッチングが異方的に進行する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したドライエッチング装置の何れの構造も、今後の微細パターンを形成するためのドライエッチングシステムとしては不十分な点がある。すなわち、ＲＩＥ（リアクティブ・イオン・エッチング）方式では高真空位置での放電が不安定であり（安定する放電領域は概略１０mtorr 程度）、また高密度プラズマを得るために狭電極間隔とした場合に、その傾向はさらに著しくなり、種々の改良を行ったものが提案されているが、未だ十分とは言えない。
次に、ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）のような方式であるが、このような方式は容易に高真空・高密度プラズマが得られることから、今後のドライエッチング装置として非常に期待されていたが、ガスの解離が進み過ぎて好ましくないと言う欠点が明かになりつつある。これはエッチング処理にとって不要な、あるいは不適な活性種が生成されたり、エッチング反応生成物が再解離し、不必要なデポジション現象を起こしてしまうことによるものと推定される。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的はエッチング特性を向上させることができるプラズマ処理装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、次の技術手段を講じたことを特徴とする。すなわち、高周波印加電極と接地電極を絶縁材上に設けてなるプラズマ発生電極体と、前記高周波印加電極に高周波を印加する高周波電源と、前記プラズマ発生電極体と対向配置されている、被処理試料が載せられるバイアス印加電極と、前記バイアス印加電極に高周波を印加するバイアス印加電源とを備え、前記絶縁材を通してプラズマを発生する構成としたものである。
これによれば、高周波が印加される高周波印加電極を絶縁材上に配置するとともに、この高周波印加電極の直近に接地電極を配置できるので、高真空でもプラズマは絶縁材の近傍に安定して放電できる。
また、高周波は正負が交互に来る正弦波のため、電子は加速と減速が加わり、エッチング特性が向上する。
【００１０】
また、本発明は上記目的を達成するために、次の技術手段を講じたことを特徴とする。すなわち、プラズマ処理を行うための減圧容器と、絶縁材を間に介在させて高周波印加電極と接地電極を組み合わせて板状にし、前記減圧容器内に配置したプラズマ発生電極体と、前記高周波印加電極に高周波を印加する高周波電源と、前記減圧容器内に前記プラズマ発生電極体と対向配置した、被処理試料が載せられるバイアス印加電極と、前記バイアス印加電極に高周波を印加するバイアス印加電源とを備えた構成としたものである。これによれば、減圧容器内で、しかも絶縁材等を介さずに直接、プラズマ放電が行われるので、高真空での放電が安定して可能になるとともに、プラズマ密度を高密度化して、エッチングに適したプラズマを得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の形態例として示すドライエッチング装置の概略構成図である。図１において、符号１はプラズマ処理を行うための減圧容器であり、この減圧容器１内には図示せぬ被エッチング試料を載置するバイアス印加電極２が水平に配置されている。このバイアス印加電極２にはバイアス印加電源６が接続されている。
【００１２】
また、減圧容器１には、バイアス印加電極２と平行にしてプラズマ発生電極体４が設置されている。このプラズマ発生電極体４は減圧容器１の一部（本形態例では減圧容器１の天壁の一部）をなす状態にして配置されている石英板３と、この石英板３上、すなわち減圧容器１の外側面に配置されている３つの電極１６ａ，１６ｂ，１７とで構成されており、これら３つの電極１６ａ，１６ｂ，１７は図２に上から見た模式図として示すように、電極１６ａが中心に配置され、この外側を順に囲って電極１７，電極１６ｂが略等間隔づつ離れて配置されている。また、この３つの電極１６ａ，１６ｂ，１７のうち、電極１６ａ，１６ｂは電極１７を挟んで内側と外側に分けられている高周波印加電極で、電極１７は接地電極である。そこで、以下の説明では電極１６ａ，電極１６ｂを「高周波印加電極１６ａ」，「高周波印加電極１６ｂ」と言い、電極１７を「接地電極１７」と言う。そして、高周波印加電極１６ａ，１６ｂにはそれぞれ同じ高周波電源５が接続され、接地電極１７は接地されている。
加えて、減圧容器１には、この減圧容器１内に放電ガス（プロセスガス）を導入するための多数の微細孔７が設けられているとともに、この微細孔７より導入された放電ガスを排気するための排気口８も設けられている。
【００１３】
次に、このドライエッチング装置の動作を説明する。まず、図示せぬ被エッチング試料（被処理試料）が図示せぬロードロック室から搬入され、バイアス印加電極２の上に載置される。
続いて、所定圧力まで減圧した後、微細孔７より放電ガスが導入されて処理所定圧に調整される。
その後、プラズマ発生電極体４における高周波印加電極１６ａ，１６ｂと接地電極１７との間に高周波電源５より高周波が印加される。すると、減圧容器１内に放電が起こり、プラズマが発生する。これと同時に、被エッチング試料を載置したバイアス印加電極２にバイアス印加電源６より高周波が印加される。すると、減圧容器１内に発生したプラズマ中のイオンが被エッチング試料に垂直に入射し、エッチングが異方的に進行する。
【００１４】
ここで、プラズマ発生電極体４とバイアス印加電極２に印加する高周波は同じ周波数のものでも、異なる周波数のものでも構わない。例えば、プラズマ発生電極体４には13.56MHz、バイアス印加電極２には400KHzと言う場合もあれば、両方共に13.56MHzと言うことも可能である。これは、必要なエッチング特性を得るのに合わせて選択すれば良い。
また、両方に同じ周波数の高周波を印加する場合、各々の高周波の位相をずらして印加することも可能である。
さらに、プラズマ発生電極体４における高周波印加電極１６ａ，１６ｂ及び接地電極１７を設けている石英板３は必ずしも石英板である必要はなく、例えば放電ガス（プロセスガス）としてフロロカーボン系のガスを使用する場合には、材料が石英では消耗が激しいことが予想される。そのような場合には、他の絶縁性材料、例えばアルミナ板等を使用すれば消耗は大幅に低減できる。
【００１５】
したがって、この第１の形態例の構造によれば、高周波が印加される高周波印加電極１６ａ，１６ｂを石英板３上に配置するとともに、この高周波印加電極１６ａ，１６ｂの直近に接地電極１７を配置しているので、従来のＲＩＥ（リアクティブ・イオン・エッチング）方式に比較してより高真空域（概略１torrの領域）での安定放電が可能となる。すなわち、ＲＩＥ方式では、放電を安定して得るためには、圧力と電極間隔の関係から、高真空で安定に放電するには電極間隔を非常に狭くする必要がある。しかし、それには限度があり１cm以下の電極間隔では難しくなり、またバルクプラズマが被エッチング材料に近すぎるとエッチング特性を制御するのが難しくなるが、この第１の形態例の電極構造をとれば、高真空でもプラズマは石英板３の近傍に安定して放電できる。
また、ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）方式のような１ターンアンテナ構造（図１３参照）にした電極を用いていないので、プラズマの解離状態はＲＩＥ方式に近い状態となり、エッチング特性の向上が期待される。すなわち、ＩＣＰ方式は、アンテナに高周波電流が流れることにより、電磁誘導の法則で電界が生じ、この電界で電子が加速されることにより高密度プラズマが発生するが、この第１の形態例の構造では、高周波は正負が交互に来る正弦波のため、電子は加速と減速が加わり、ＩＣＰ方式のような高密度にはならない。
【００１６】
図３乃至図５は第１の形態例に使用しているプラズマ発生電極体４の変形例を示すものである。次に、その変形例について説明する。なお、図３乃至図５において図１及び図２と同一符号を付したものは図１及び図２と同一のものを示している。
まず、図３はプラズマ発生電極体４の第１の変形例を示す上面模式図である。この第１の変形例では、石英板３上に、中心に高周波印加電極１６ａを配置し、この外側を順に囲って接地電極１７ａ，高周波印加電極１６ｂ，接地電極１７ｂ，高周波印加電極１６ｃ，接地電極１７ｃが略等間隔づつ離れて配置されている構造にしたもので、高周波印加電極１６ａ，１６ｂ，１６ｃにはそれぞれ同じ高周波電源５が接続され、接地電極１７ａ，１７ｂ，１７ｃはそれぞれ接地されている。
したがって、プラズマは電極の端部近傍で濃い部分が発生し、電極間隔が広い場合にはそれによりプラズマの濃淡ができる可能性があるが、この第１の変形例の場合では、高周波印加電極（１６ａ〜１６ｃ）と接地電極（１７ａ〜１７ｃ）の数が第１の形態例の場合に比べて１つづ多いので密度が高い。このため、高周波印加電極（１６ａ〜１６ｃ）と接地電極（１７ａ〜１７ｃ）との距離を近づけることができるので、プラズマの均一性が向上するとともに、高密度のプラズマが得られる。
なお、各電極の配置関係を逆、すなわち高周波印加電極と接地電極の数は、これ以外にも可能な範囲で増加させ、高周波印加電極と接地電極との距離を近づけても良いことは勿論のことである。
また、中心に接地電極１７ａを配置し、この外側を順に囲って高周波印加電極１６ａ，接地電極１７ｂ，高周波印加電極１６ｂ，接地電極１７ｃ，高周波印加電極１６ｃが配置された構造としても差し支えないものである。
【００１７】
次に、図４はプラズマ発生電極体４の第２の変形例を示す概略縦断側面図である。この第２の変形例では、石英板３上に、中心に高周波印加電極１６ａを配置し、この外側を順に囲って接地電極１７ａ，高周波印加電極１６ｂ，接地電極１７ｂ，高周波印加電極１６ｃが互いに離れて配置されている構造にしたものである。そして、高周波印加電極１６ａ，１６ｂ，１６ｃにはそれぞれ同じ高周波電源５が接続され、接地電極１７ａ，１７ｂはそれぞれ接地されている。また、各電極１６ａ，１７ａ，１６ｂ，１７ｂ，１６ｃの間隔は、外側から中心に向かって電極間隔が少しづつ広がっていく構成をとっている。例えば、図４に示す本例の場合では、電極間隔t1は５mm、電極間隔t2は 5.5mm、電極間隔t3は６mm、電極間隔t4は 6.5mmで、中心に最も近い電極間隔まで 0.5mmづつ間隔を広げている。この第２の変形例のように、外側にいくに従い電極間隔を狭くすると、次のような効果がある。すなわち、減圧容器１内で発生したプラズマは減圧容器１の構成上、拡散により周囲に広がり、外側が密度として薄くなる場合がある。また、側面の壁等でのプラズマ中の活性種が失活することによっても、外側が薄くなる傾向にある。さらに、エッチング反応の進み具合によっても外側が薄くなる場合がある。そのような場合には、この第２の変形例のように外側に行くに従い電極間隔が狭くなるようにしておくと、プラズマの発生自体は電極の外側に近い方が濃いプラズマとなり、それにより拡散や側壁での活性種の失活があっても被エッチング試料の表面近傍でより均一なプラズマを得ることができ、処理の均一性が向上する。
【００１８】
次に、図５はプラズマ発生電極体４の第３の変形例を示す概略縦上面図である。この第３の変形例では、高周波印加電極１６と接地電極１７をそれぞれ櫛状に形成したものである。すなわち、高周波印加電極１６には電極歯１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄを一体に設け、接地電極１７には電極歯１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄを一体に設けている。そして、高周波印加電極１６の電極歯１６Ａ〜１６Ｄの間に接地電極１７の電極歯１７Ａ〜１７Ｄをそれぞれ非接触の状態で入り込ませて石英板３上に配置したものであって、高周波印加電極１６には高周波電源５が接続され、接地電極１７は接地している。
したがって、この第３の変形例の場合では、高周波印加電極１６と接地電極１７の加工がし易くなり、また同心円状に配置するものに比較して設置も容易となる。例えば、同心円状の場合には、各電極の中心位置がズレると、電極間隔に差異が生じるが、櫛状の場合にはその不安定性は低く抑えられる。
【００１９】
図６は本発明の第２の形態例として示すドライエッチング装置の概略構成図である。図６において、符号２１はプラズマ処理を行うための減圧容器であり、この減圧容器２１内にはプラズマ発生電極体２４とバイアス印加電極２２が互いに平行、かつ水平にして配置されている。このうち、バイアス印加電極２２には図示せぬ被エッチング試料が載置可能になっており、このバイアス印加電極２２にバイアス印加電源２６が接続されている。
【００２０】
これに対して、プラズマ発生電極体２４は、図７に上から見た模式図として示すように、同心円状に配置された３つの電極３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂとで構成されている。すなわち、電極３７ａが中心に配置され、この外側を囲った状態にして電極３６ａ，電極３７ｂ，電極３６ｂが略等間隔づつ離れて配置されているとともに、各電極３７ａ，３６ａ，３７ｂ，３６ｂとの間に絶縁材２３が介装され、これら各電極３７ａ，３６ａ，３７ｂ，３６ｂ，絶縁材２３が一体化されて、円板状をしたプラズマ発生電極体２４が形成された状態になっている。そして、電極３７ｂを挟んで内側と外側に分けられている電極３６ａ，３６ｂをそれぞれ高周波電源２５に接続させて高周波印加電極としているとともに、電極３７ａ，３７ｂを接地させて接地電極としている。また、絶縁材２３内には減圧容器２１内に放電ガス（プロセスガス）を導入するための多数の微細孔２７が、その開口をバイアス印加電極２２側に向けて設けられている。なお、減圧容器２１には、微細孔２７より導入された放電ガスを排気するための排気口２８が設けられている。
【００２１】
次に、このドライエッチング装置の動作を説明する。まず、図示せぬ被エッチング試料（被処理試料）が図示せぬロードロック室から搬入され、バイアス印加電極２２の上に載置される。
続いて、所定圧力まで減圧した後、微細孔２７より放電ガスが導入されて処理所定圧に調整される。
その後、プラズマ発生電極体２４における高周波印加電極３６ａ，３６ｂと接地電極３７ａ，３７ｂとの間に高周波電源２５より高周波が印加される。すると、減圧容器２１内に放電が起こり、プラズマが発生する。これと同時に、被エッチング試料を載置したバイアス印加電極２２にバイアス印加電源２６より高周波を印加する。すると、減圧容器２１内に発生したプラズマ中のイオンが被エッチング試料に垂直に入射し、エッチングが異方的に進行する。
【００２２】
ここで、プラズマ発生電極体２４とバイアス印加電極２２に印加する高周波は、第１の形態例の場合と同様に、同じ周波数のものでも、異なる周波数のものでも構わない。
また、両方に同じ周波数の高周波を印加する場合、各々の高周波の位相をずらして印加することも可能である。
【００２３】
したがって、この第２の形態例の構造によれば、第１の形態例の構造のように石英板等の絶縁材を介して高周波を印加するのに比較して、より高真空での放電が安定して可能になる。また、プラズマ密度も第１の形態例の構造よりも高密度化することができ、さらにエッチングに適したプラズマが得られることが期待できる。
【００２４】
図８乃至図１０は第２の形態例に使用しているプラズマ発生電極体２４の変形例を示すものである。次に、その変形例について説明する。なお、図８乃至図１０において図６及び図７と同一符号を付したものは図６及び図７と同一のものを示している。
まず、図８はプラズマ発生電極体２４の第１の変形例を示す上面模式図である。この第１の変形例では、中心に高周波印加電極３６ａを配置し、この外側を順に囲って接地電極３７ａ，高周波印加電極３６ｂ，接地電極３７ｂ，高周波印加電極３６ｃ，接地電極３７ｃが略等間隔づつ離れて配置され、各電極３６ａ，３７ａ，３６ｂ，３７ｂ，３６ｃとの間に絶縁材２３が介装され、これら各電極３６ａ，３７ａ，３６ｂ，３７ｂ，３６ｃ，３７ｃと絶縁材２３が一体化されて、円板状をした構造にしたものであり、高周波印加電極３６ａ，３６ｂ，３６ｃにはそれぞれ同じ高周波電源２５が接続され、接地電極３７ａ，３７ｂ，３７ｃは接地されている。また、絶縁材２３内には、第２の形態例の場合と同様に、減圧容器２１内に放電ガスを導入するための多数の微細孔２７が設けられている。したがって、第２の形態例における第１の変形例の場合では、高周波印加電極（３６ａ〜３６ｃ）と接地電極（３７ａ〜３７ｃ）の数が第２の形態例の場合に比べて１つづ多い分だけで密度が高い。このため、高周波印加電極と接地電極との距離を近づけることができるので、プラズマの均一性が向上するとともに、高密度のプラズマが得られることになる。
なお、高周波印加電極と接地電極の数は、これ以外にも可能な範囲で増加させ、高周波印加電極と接地電極との距離を近づけても良いことは勿論のことである。
また、各電極の配置関係を逆、すなわち中心に接地電極３７ａを配置し、この外側を順に囲って高周波印加電極３６ａ，接地電極３７ｂ，高周波印加電極３６ｂ，接地電極３７ｃ，高周波印加電極３６ｃが配置された構造としても差し支えないものである。
【００２５】
次に、図９は第２の形態例におけるプラズマ発生電極体２４の第２の変形例を示す概略縦断側面図である。この第２の変形例では、中心に高周波印加電極３６ａを配置し、この外側を順に囲って接地電極３７ａ，高周波印加電極３６ｂ，接地電極３７ｂ，高周波印加電極３６ｃが互いに離れて配置され、各電極３６ａ，３７ａ，３６ｂ，３７ｂ，３６ｃとの間に絶縁材２３が介装され、これら各電極３６ａ，３７ａ，３６ｂ，３７ｂ，３６ｃと絶縁材２３が一体化されて、円板状をした構造にしたものであり、高周波印加電極３６ａ，３６ｂ，３６ｃにはそれぞれ同じ高周波電源２５が接続され、接地電極３７ａ，３７ｂは接地されている。また、絶縁材２３内には、第２の形態例の場合と同様に、減圧容器２１内に放電ガスを導入するための多数の微細孔２７が設けられている。
さらに、各電極３６ａ，３７ａ，３６ｂ，３７ｂ，３６ｃの間隔は、外側から中心に向かって電極間隔が少しづつ広がっていく構成をとっている。例えば、図９に示す本例の場合では、電極間隔t1は５mm、電極間隔t2は 5.5mm、電極間隔t3は６mm、電極間隔t4は 6.5mmで、中心に最も近い電極間隔まで 0.5mmづつ間隔を広げている。
この第２の変形例のように、外側にいくに従い電極間隔を狭くすることにより、第１の形態例における第２の変形例で説明したのと同様の理由により、被エッチング試料の表面近傍でより均一なプラズマを得ることができ、処理の均一性が向上する。
【００２６】
次に、図１０は第２の形態例におけるプラズマ発生電極体２４の第３の変形例を示す概略上面図である。この第３の変形例では、高周波印加電極３６と接地電極３７をそれぞれ櫛状に形成したものである。すなわち、高周波印加電極３６には電極歯３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄを一体に設け、接地電極３７には電極歯３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄを一体に設けている。そして、高周波印加電極３６の電極歯３６Ａ〜３６Ｄの間に接地電極３７の電極歯３７Ａ〜３７Ｄをそれぞれ非接触の状態で、この間に絶縁材２３を介在させて位置決めしたものであり、高周波印加電極３６には高周波電源２５が接続され、接地電極３７は接地している。
したがって、この第２の形態例における第３の変形例の場合では、高周波印加電極と接地電極の加工がし易くなり、また同心円状に配置するものに比較して設置も容易となる。そして、第１の形態例における第３の変形例で述べたことと同様に、同心円状の場合には、各電極の中心位置がズレると、電極間隔に差異が生じるが、櫛状の場合にはその不安定性は低く抑えられることになる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明に係るプラズマ処理装置によれば、エッチングに適したプラズマ特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の形態例として示すドライエッチング装置の概略構成図である。
【図２】第１の形態例で使用しているプラズマ発生電極体の上面図である。
【図３】第１の形態例におけるプラズマ発生電極体の第１の変形例を示す図である。
【図４】第１の形態例におけるプラズマ発生電極体の第２の変形例を示す図である。
【図５】第１の形態例におけるプラズマ発生電極体の第３の変形例を示す図である。
【図６】本発明の第２の形態例として示すドライエッチング装置の概略構成図である。
【図７】第２の形態例で使用しているプラズマ発生電極体の上面図である。
【図８】第２の形態例におけるプラズマ発生電極体の第１の変形例を示す図である。
【図９】第２の形態例におけるプラズマ発生電極体の第２の変形例を示す図である。
【図１０】第２の形態例におけるプラズマ発生電極体の第３の変形例を示す図である。
【図１１】従来のドライエッチング装置の一例を示す概略構成図である。
【図１２】従来のドライエッチング装置の他の例を示す概略構成図である。
【図１３】図１２に示した同上装置におけるアンテナの概略構成図である。
【符号の説明】
１，２１減圧容器
２，２２バイアス印加電極
３石英板（絶縁材）
４，２４プラズマ発生電極体
５，２５高周波電源
６，２６バイアス印加電源
１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ高周波印加電極
１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ電極歯
１７，１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ接地電極
１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ電極歯
２３絶縁材
３６，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ高周波印加電極
３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ電極歯
３７，３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ接地電極
３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄ電極歯[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plasma processing apparatus which is a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly to a plasma processing apparatus in dry etching using reactive gas plasma.
[0002]
[Prior art]
Various types of dry etching apparatuses are known today. One of them is called an RIE (reactive ion etching) method. In addition, as a new method, a variety of methods capable of obtaining high-density plasma in a high vacuum, for example, a so-called magnetron, helicon wave, ECR (electron cyclotron resonance) or ICP (inductively coupled plasma) method has been developed. .
[0003]
FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing an example of a conventional dry etching apparatus using a RIE (reactive ion etching) system. In FIG. 11, reference numeral 101 denotes a decompression container, and a pair of electrodes 102 and 103 are arranged in parallel in the decompression container 101. Among these, on the surface of one electrode 102, a large number of fine holes 104 for introducing a discharge gas (process gas) into the decompression vessel 101 are provided. The decompression vessel 101 is also provided with an exhaust port 105 for exhausting the discharge gas introduced from the fine hole 104 of the electrode 102.
In addition, a high frequency power source 106 is connected to one electrode 102 (hereinafter referred to as “plasma generating electrode 102”) of the pair of electrodes 102 and 103, and a high frequency can be applied from the high frequency power source 106. The other electrode 103 (hereinafter referred to as “ground electrode 103”) is grounded.
[0004]
Next, the operation of this dry etching apparatus will be described. First, a sample to be etched (sample to be processed) (not shown) is carried from a load lock chamber (not shown) and placed on the ground electrode 103.
Subsequently, after the pressure is reduced to a predetermined pressure, the discharge gas is introduced from the fine holes 104 and adjusted to the processing predetermined pressure.
Thereafter, a high frequency is applied from the high frequency power source 106 to the plasma generating electrode 102. Then, a discharge occurs between the plasma generating electrode 102 and the ground electrode 103, and plasma is generated. Ions in the plasma are incident perpendicularly to the sample to be etched, and etching proceeds.
[0005]
FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing an example of a conventional dry etching apparatus using an ICP (inductively coupled plasma) system.
In FIG. 12, reference numeral 201 denotes a decompression container, and a bias application electrode 202 for placing a sample to be etched (not shown) is horizontally disposed in the decompression container 201. A bias application power source 206 is connected to the bias application electrode 202.
In addition, a quartz plate 203 is arranged in the decompression vessel 201 in parallel with the bias application electrode 202 so as to form a part of the decompression vessel 201 (a part of the top wall). A high frequency antenna 204 is installed as a high frequency power source.
The high-frequency antenna 204 is a so-called one-turn antenna that is bent into a substantially ring shape with both ends 204a and 204b slightly separated from each other as shown in a schematic view seen from above in FIG. Thus, a high frequency power source 205 is connected between both ends 204a and 204b.
In addition, the decompression vessel 201 is provided with a large number of fine holes 207 for introducing discharge gas into the decompression vessel 201 and exhaust for exhausting the discharge gas introduced from the fine holes 207. A mouth 208 is also provided.
[0006]
Next, the operation of this dry etching apparatus will be described. First, a sample to be etched (sample to be processed) (not shown) is carried from a load lock chamber (not shown) and placed on the bias application electrode 202.
Subsequently, after reducing the pressure to a predetermined pressure, a discharge gas is introduced from the fine holes 207 and adjusted to a predetermined processing pressure.
Thereafter, a high frequency is applied to the high frequency antenna 204 from the high frequency power source 205 and a high frequency is applied to the bias applying electrode 202 from the bias applying power source 206. Then, a discharge occurs between the high-frequency antenna 204 and the bias application electrode 202, plasma is generated, ions in the plasma are perpendicularly incident on the sample to be etched, and etching proceeds anisotropically.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, any structure of the above-described dry etching apparatus is insufficient as a dry etching system for forming a fine pattern in the future. That is, in the RIE (reactive ion etching) method, discharge at a high vacuum position is unstable (stable discharge region is approximately 10 mtorr), and when a narrow electrode interval is used to obtain high-density plasma. However, the tendency is further remarkable, and various improvements have been proposed, but it is still not sufficient.
Next, it is a method such as ICP (inductively coupled plasma). Since such a method can easily obtain a high vacuum and high density plasma, it was highly expected as a dry etching apparatus in the future. The disadvantage that gas dissociation is excessive and undesirable is becoming apparent. This is presumed to be due to the generation of active species that are unnecessary or inappropriate for the etching process, or the etching reaction product re-dissociates, causing unnecessary deposition phenomena.
[0008]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a plasma processing apparatus capable of improving etching characteristics.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is characterized by taking the following technical means. That is, a plasma generating electrode body in which a high-frequency applying electrode and a ground electrode are provided on an insulating material, a high-frequency power source for applying a high frequency to the high-frequency applying electrode, and a sample to be processed disposed opposite to the plasma generating electrode body And a bias applying power source for applying a high frequency to the bias applying electrode, and generating plasma through the insulating material.
According to this, since a high frequency application electrode to which a high frequency is applied can be arranged on the insulating material, and a ground electrode can be arranged in the immediate vicinity of the high frequency application electrode, plasma is stably discharged in the vicinity of the insulating material even in a high vacuum. it can.
In addition, since the high frequency is a sine wave with positive and negative alternating, the electrons are accelerated and decelerated, and the etching characteristics are improved.
[0010]
In order to achieve the above object, the present invention is characterized by taking the following technical means. That is, a decompression vessel for performing plasma treatment, a plasma generating electrode body disposed in the decompression vessel by combining a high frequency application electrode and a ground electrode with an insulating material interposed therebetween, and the high frequency application electrode A high-frequency power source for applying a high-frequency power; a bias-applying electrode placed on the plasma generating electrode body facing the plasma generating electrode body; and a bias-applying power source for applying a high frequency to the bias-applying electrode. This is a configuration. According to this, since plasma discharge is directly performed in the decompression vessel without using an insulating material or the like, high-vacuum discharge can be stably performed, and the plasma density is increased and etching is performed. Can be obtained.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a dry etching apparatus shown as a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a decompression vessel for performing plasma processing, and a bias application electrode 2 for placing a sample to be etched (not shown) is horizontally disposed in the decompression vessel 1. A bias application power source 6 is connected to the bias application electrode 2.
[0012]
The decompression vessel 1 is provided with a plasma generating electrode body 4 in parallel with the bias application electrode 2. The plasma generating electrode body 4 is disposed on a quartz plate 3 disposed in a state of forming a part of the decompression container 1 (part of the top wall of the decompression container 1 in the present embodiment), and on the quartz plate 3, that is, decompressing. The three electrodes 16a, 16b, and 17 are arranged on the outer surface of the container 1, and these three electrodes 16a, 16b, and 17 are electrodes as shown in a schematic view seen from above in FIG. 16a is arranged at the center, and the electrodes 17 and 16b are arranged at substantially equal intervals so as to surround the outside in order. Of the three electrodes 16a, 16b, and 17, the electrodes 16a and 16b are high-frequency application electrodes that are divided into an inner side and an outer side with the electrode 17 in between, and the electrode 17 is a ground electrode. Therefore, in the following description, the electrodes 16a and 16b are referred to as “high frequency application electrode 16a” and “high frequency application electrode 16b”, and the electrode 17 is referred to as “ground electrode 17”. The same high frequency power supply 5 is connected to the high frequency application electrodes 16a and 16b, and the ground electrode 17 is grounded.
In addition, the decompression vessel 1 is provided with a number of fine holes 7 for introducing a discharge gas (process gas) into the decompression vessel 1 and exhausts the discharge gas introduced from the fine holes 7. An exhaust port 8 is also provided.
[0013]
Next, the operation of this dry etching apparatus will be described. First, a sample to be etched (sample to be processed) (not shown) is carried from a load lock chamber (not shown) and placed on the bias application electrode 2.
Subsequently, after reducing the pressure to a predetermined pressure, a discharge gas is introduced from the fine holes 7 and adjusted to a predetermined processing pressure.
Thereafter, a high frequency is applied from the high frequency power source 5 between the high frequency application electrodes 16 a and 16 b and the ground electrode 17 in the plasma generating electrode body 4. Then, discharge occurs in the decompression vessel 1 and plasma is generated. At the same time, a high frequency is applied from the bias application power source 6 to the bias application electrode 2 on which the sample to be etched is placed. Then, ions in the plasma generated in the decompression vessel 1 are perpendicularly incident on the sample to be etched, and etching proceeds anisotropically.
[0014]
Here, the high frequency applied to the plasma generating electrode body 4 and the bias applying electrode 2 may be the same frequency or different frequencies. For example, the plasma generating electrode body 4 may be 13.56 MHz, the bias applying electrode 2 may be 400 KHz, or both may be 13.56 MHz. This may be selected according to obtaining necessary etching characteristics.
Moreover, when applying the high frequency of the same frequency to both, it is also possible to apply by shifting the phase of each high frequency.
Further, the quartz plate 3 provided with the high-frequency applying electrodes 16a and 16b and the ground electrode 17 in the plasma generating electrode body 4 does not necessarily need to be a quartz plate. For example, a fluorocarbon-based gas is used as a discharge gas (process gas). In some cases, consumption is expected to be severe if the material is quartz. In such a case, the consumption can be greatly reduced by using another insulating material such as an alumina plate.
[0015]
Therefore, according to the structure of the first embodiment, the high frequency application electrodes 16a and 16b to which a high frequency is applied are arranged on the quartz plate 3, and the ground electrode 17 is arranged in the immediate vicinity of the high frequency application electrodes 16a and 16b. Therefore, stable discharge in a higher vacuum region (approximately 1 torr region) is possible as compared with the conventional RIE (reactive ion etching) method. That is, in the RIE method, in order to obtain a stable discharge, it is necessary to make the electrode interval very narrow in order to stably discharge in a high vacuum due to the relationship between the pressure and the electrode interval. However, there is a limit, and it becomes difficult when the electrode interval is 1 cm or less, and if the bulk plasma is too close to the material to be etched, it becomes difficult to control the etching characteristics, but if the electrode structure of this first embodiment is taken, Even in a high vacuum, the plasma can be stably discharged in the vicinity of the quartz plate 3.
In addition, since an electrode having a one-turn antenna structure (see FIG. 13) as in the ICP (inductively coupled plasma) method is not used, the plasma dissociation state is close to the RIE method, and an improvement in etching characteristics is expected. . That is, in the ICP method, an electric field is generated according to the law of electromagnetic induction when a high-frequency current flows through the antenna, and high-density plasma is generated by accelerating electrons in this electric field. The structure of the first embodiment Then, since the high frequency is a sine wave with positive and negative alternating, the electrons are accelerated and decelerated, and do not become as dense as the ICP system.
[0016]
3 to 5 show modifications of the plasma generating electrode body 4 used in the first embodiment. Next, a modified example will be described. 3 to 5, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 denote the same components as those in FIGS.
First, FIG. 3 is a schematic top view showing a first modification of the plasma generating electrode body 4. In the first modification, a high-frequency application electrode 16a is arranged at the center on the quartz plate 3, and the outside is sequentially surrounded by a ground electrode 17a, a high-frequency application electrode 16b, a ground electrode 17b, a high-frequency application electrode 16c, and a ground electrode. 17c is arranged at substantially equal intervals, the same high frequency power supply 5 is connected to the high frequency application electrodes 16a, 16b, and 16c, and the ground electrodes 17a, 17b, and 17c are grounded. .
Therefore, the plasma has a dark portion near the end portion of the electrode. If the electrode interval is wide, the plasma may be shaded. However, in the case of the first modification, the high frequency application electrode ( 16a to 16c) and the number of ground electrodes (17a to 17c) are increased by one as compared with the case of the first embodiment, so the density is high. For this reason, since the distance between the high-frequency applying electrodes (16a to 16c) and the ground electrodes (17a to 17c) can be reduced, the uniformity of plasma is improved and high-density plasma is obtained.
It should be noted that the arrangement relationship of each electrode is reversed, that is, the number of the high frequency application electrode and the ground electrode may be increased as much as possible, and the distance between the high frequency application electrode and the ground electrode may be reduced. That is.
In addition, the ground electrode 17a may be disposed at the center, and the high-frequency application electrode 16a, the ground electrode 17b, the high-frequency application electrode 16b, the ground electrode 17c, and the high-frequency application electrode 16c may be disposed so as to surround the outside in order. is there.
[0017]
Next, FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional side view showing a second modification of the plasma generating electrode body 4. In the second modification, a high frequency application electrode 16a is arranged at the center on the quartz plate 3, and the ground electrode 17a, the high frequency application electrode 16b, the ground electrode 17b, and the high frequency application electrode 16c are separated from each other in order. It is the structure that is arranged. The same high frequency power source 5 is connected to the high frequency application electrodes 16a, 16b, and 16c, and the ground electrodes 17a and 17b are grounded. The distance between the electrodes 16a, 17a, 16b, 17b, and 16c is such that the distance between the electrodes gradually increases from the outside toward the center. For example, in the case of this example shown in FIG. 4, the electrode interval t1 is 5 mm, the electrode interval t2 is 5.5 mm, the electrode interval t3 is 6 mm, the electrode interval t4 is 6.5 mm, and the electrode interval closest to the center is 0.5 mm apart. Is spreading. As in the second modification, if the electrode interval is narrowed toward the outside, the following effects are obtained. That is, the plasma generated in the decompression vessel 1 may spread to the periphery due to diffusion due to the configuration of the decompression vessel 1, and the outside may become thin as a density. In addition, the outer side tends to become thin also due to the deactivation of active species in the plasma on the side wall or the like. Furthermore, the outer side may become thinner depending on the progress of the etching reaction. In such a case, if the distance between the electrodes becomes narrower as it goes outward as in the second modified example, the plasma generation itself becomes denser plasma nearer the outer side of the electrode, thereby spreading. Even if the active species are deactivated on the side wall, a more uniform plasma can be obtained near the surface of the sample to be etched, and the uniformity of processing is improved.
[0018]
Next, FIG. 5 is a schematic vertical plan view showing a third modification of the plasma generating electrode body 4. In the third modification, the high frequency applying electrode 16 and the ground electrode 17 are each formed in a comb shape. That is, electrode teeth 16A, 16B, 16C, and 16D are integrally provided on the high-frequency applying electrode 16, and electrode teeth 17A, 17B, 17C, and 17D are integrally provided on the ground electrode 17. The electrode teeth 17A to 17D of the ground electrode 17 are inserted between the electrode teeth 16A to 16D of the high frequency application electrode 16 in a non-contact state and arranged on the quartz plate 3, and the high frequency application electrode 16 Is connected to a high frequency power source 5 and the ground electrode 17 is grounded.
Therefore, in the case of the third modification, the high-frequency applying electrode 16 and the ground electrode 17 can be easily processed, and can be easily installed as compared with the concentric arrangement. For example, in the case of concentric circles, if the center position of each electrode is displaced, a difference occurs in the electrode spacing, but in the case of a comb shape, the instability is kept low.
[0019]
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a dry etching apparatus shown as a second embodiment of the present invention. In FIG. 6, reference numeral 21 denotes a decompression vessel for performing plasma processing. In the decompression vessel 21, a plasma generating electrode body 24 and a bias application electrode 22 are arranged parallel to each other and horizontally. Among them, a sample to be etched (not shown) can be placed on the bias application electrode 22, and a bias application power source 26 is connected to the bias application electrode 22.
[0020]
On the other hand, the plasma generating electrode body 24 is composed of three electrodes 36a, 36b, 37a, 37b arranged concentrically as shown in a schematic view seen from above in FIG. That is, the electrode 37a is arranged at the center, and the electrode 36a, the electrode 37b, and the electrode 36b are arranged at substantially equal intervals so as to surround the outside, and the electrodes 37a, 36a, 37b, and 36b are separated from each other. An insulating material 23 is interposed therebetween, and these electrodes 37a, 36a, 37b, 36b and the insulating material 23 are integrated to form a disk-shaped plasma generating electrode body 24. The electrodes 36a and 36b separated on the inner side and the outer side with the electrode 37b interposed therebetween are connected to the high frequency power source 25 to form a high frequency application electrode, and the electrodes 37a and 37b are grounded to serve as a ground electrode. In addition, in the insulating material 23, a large number of fine holes 27 for introducing a discharge gas (process gas) into the decompression vessel 21 are provided with the openings facing the bias application electrode 22 side. The decompression vessel 21 is provided with an exhaust port 28 for exhausting the discharge gas introduced from the fine hole 27.
[0021]
Next, the operation of this dry etching apparatus will be described. First, a sample to be etched (sample to be processed) (not shown) is carried from a load lock chamber (not shown) and placed on the bias application electrode 22.
Subsequently, after reducing the pressure to a predetermined pressure, the discharge gas is introduced from the fine holes 27 and adjusted to the processing predetermined pressure.
Thereafter, a high frequency is applied from the high frequency power supply 25 between the high frequency application electrodes 36 a and 36 b and the ground electrodes 37 a and 37 b in the plasma generating electrode body 24. Then, discharge occurs in the decompression vessel 21, and plasma is generated. At the same time, a high frequency is applied from the bias application power source 26 to the bias application electrode 22 on which the sample to be etched is placed. Then, ions in the plasma generated in the decompression vessel 21 enter the sample to be etched perpendicularly, and etching proceeds anisotropically.
[0022]
Here, the high frequency applied to the plasma generating electrode body 24 and the bias applying electrode 22 may be the same frequency or a different frequency as in the case of the first embodiment.
Moreover, when applying the high frequency of the same frequency to both, it is also possible to apply by shifting the phase of each high frequency.
[0023]
Therefore, according to the structure of the second embodiment, the discharge at a higher vacuum is performed compared to the case where a high frequency is applied through an insulating material such as a quartz plate as in the structure of the first embodiment. It becomes possible stably. Further, the plasma density can be made higher than that of the structure of the first embodiment, and it can be expected that plasma suitable for etching can be obtained.
[0024]
8 to 10 show modifications of the plasma generating electrode body 24 used in the second embodiment. Next, a modified example will be described. 8 to 10, the same reference numerals as those in FIGS. 6 and 7 denote the same components as those in FIGS.
First, FIG. 8 is a top schematic view showing a first modification of the plasma generating electrode body 24. In the first modification, a high-frequency applying electrode 36a is arranged at the center, and the ground electrode 37a, the high-frequency applying electrode 36b, the ground electrode 37b, the high-frequency applying electrode 36c, and the ground electrode 37c are arranged at substantially equal intervals so as to surround the outside. The insulating material 23 is interposed between the electrodes 36a, 37a, 36b, 37b, and 36c, and the electrodes 36a, 37a, 36b, 37b, 36c, and 37c are integrated with the insulating material 23. The same high frequency power supply 25 is connected to the high frequency application electrodes 36a, 36b, 36c, and the ground electrodes 37a, 37b, 37c are grounded. Further, in the insulating material 23, as in the case of the second embodiment, a large number of fine holes 27 for introducing a discharge gas into the decompression vessel 21 are provided. Therefore, in the case of the first modification of the second embodiment, the number of high-frequency applying electrodes (36a to 36c) and ground electrodes (37a to 37c) is increased by one compared to the case of the second embodiment. Just the density is high. For this reason, since the distance between the high-frequency application electrode and the ground electrode can be reduced, the uniformity of plasma is improved and high-density plasma is obtained.
Needless to say, the number of high-frequency application electrodes and ground electrodes may be increased as much as possible, and the distance between the high-frequency application electrode and the ground electrode may be reduced.
In addition, the arrangement relationship of each electrode is reversed, that is, the ground electrode 37a is arranged at the center, and the high frequency application electrode 36a, the ground electrode 37b, the high frequency application electrode 36b, the ground electrode 37c, and the high frequency application electrode 36c are arranged in this order Even if it is made as a structure, it does not interfere.
[0025]
Next, FIG. 9 is a schematic longitudinal side view showing a second modification of the plasma generating electrode body 24 in the second embodiment. In the second modification, a high frequency application electrode 36a is disposed at the center, and the outer side is sequentially surrounded by a ground electrode 37a, a high frequency application electrode 36b, a ground electrode 37b, and a high frequency application electrode 36c. An insulating material 23 is interposed between 36a, 37a, 36b, 37b, and 36c, and the respective electrodes 36a, 37a, 36b, 37b, and 36c and the insulating material 23 are integrated to form a disk-like structure. The same high frequency power supply 25 is connected to the high frequency application electrodes 36a, 36b, and 36c, and the ground electrodes 37a and 37b are grounded. Further, in the insulating material 23, as in the case of the second embodiment, a large number of fine holes 27 for introducing a discharge gas into the decompression vessel 21 are provided.
Further, the distance between the electrodes 36a, 37a, 36b, 37b, and 36c is such that the distance between the electrodes gradually increases from the outside toward the center. For example, in the case of this example shown in FIG. 9, the electrode interval t1 is 5 mm, the electrode interval t2 is 5.5 mm, the electrode interval t3 is 6 mm, the electrode interval t4 is 6.5 mm, and the electrode interval closest to the center is 0.5 mm apart. Is spreading.
As in the second modification, the distance between the electrodes is narrowed toward the outside, and for the same reason as described in the second modification in the first embodiment, near the surface of the sample to be etched. A more uniform plasma can be obtained, and the processing uniformity is improved.
[0026]
Next, FIG. 10 is a schematic top view showing a third modification of the plasma generating electrode body 24 in the second embodiment. In the third modification, the high-frequency applying electrode 36 and the ground electrode 37 are each formed in a comb shape. That is, electrode teeth 36A, 36B, 36C, and 36D are integrally provided on the high-frequency applying electrode 36, and electrode teeth 37A, 37B, 37C, and 37D are integrally provided on the ground electrode 37. The electrode teeth 37A to 37D of the ground electrode 37 are positioned in a non-contact state between the electrode teeth 36A to 36D of the high frequency application electrode 36, respectively, and the insulating material 23 is interposed therebetween. The high frequency power supply 25 is connected to 36, and the ground electrode 37 is grounded.
Therefore, in the case of the third modification of the second embodiment, the high-frequency application electrode and the ground electrode can be easily processed, and the installation can be easily performed as compared with the concentric arrangement. And as described in the third modification of the first embodiment, in the case of concentric circles, if the center position of each electrode is displaced, a difference occurs in the electrode spacing, but in the case of a comb shape The instability will be kept low.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the plasma processing apparatus of the present invention, plasma characteristics suitable for etching can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a dry etching apparatus shown as a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a top view of a plasma generating electrode body used in the first embodiment.
FIG. 3 is a view showing a first modification of the plasma generating electrode body in the first embodiment.
FIG. 4 is a view showing a second modification of the plasma generating electrode body in the first embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a third modification of the plasma generating electrode body in the first embodiment.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a dry etching apparatus shown as a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a top view of the plasma generating electrode body used in the second embodiment.
FIG. 8 is a view showing a first modification of the plasma generating electrode body in the second embodiment.
FIG. 9 is a view showing a second modification of the plasma generating electrode body in the second embodiment.
FIG. 10 is a view showing a third modification of the plasma generating electrode body in the second embodiment.
FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing an example of a conventional dry etching apparatus.
FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing another example of a conventional dry etching apparatus.
13 is a schematic configuration diagram of an antenna in the apparatus shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1,21 Depressurized container
2,22 Bias application electrode
3 Quartz plate (insulating material)
4,24 Plasma generating electrode body
5,25 High frequency power supply
6,26 Bias applied power supply
16, 16a, 16b, 16c, 16d High frequency application electrode
16A, 16B, 16C, 16D electrode teeth
17, 17a, 17b, 17c, 17d Ground electrode
17A, 17B, 17C, 17D electrode teeth
23 Insulation material
36, 36a, 36b, 36c, 36d High frequency application electrode
36A, 36B, 36C, 36D electrode teeth
37, 37a, 37b, 37c, 37d Ground electrode
37A, 37B, 37C, 37D electrode teeth

Claims

In a plasma processing apparatus having a high frequency application electrode and a grounded ground electrode, and generating a plasma in a plasma processing chamber by applying a high frequency to the high frequency application electrode,
The high-frequency application electrode has at least two or more, and the high-frequency application electrode and the ground electrode are positioned so that the high-frequency application electrode and the ground electrode are alternately arranged concentrically, A plasma processing apparatus, characterized in that a distance between a high-frequency application electrode and a ground electrode located far from the center is narrower than a distance between the high-frequency application electrode and the ground electrode in the vicinity of the center of the concentric circle.

A plurality of the ground electrodes are prepared, and the plurality of high frequency application electrodes and the ground electrodes are alternately arranged in the concentric circles, and the intervals between the high frequency application electrodes and the ground electrodes are sequentially increased as the distance from the concentric circle center increases 2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the plasma processing apparatus is narrow.

The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein an insulating material is provided between the electrodes.

The insulating plate is provided between the said high frequency electrode and the said ground electrode, and the said process chamber, Each of this electrode is arrange | positioned on this insulating plate, The Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. Plasma processing equipment.

An insulating plate made of the same material as the insulating material is provided between the high-frequency electrode and the ground electrode and the processing chamber, and each of the electrodes is disposed on the insulating plate. Item 4. The plasma processing apparatus according to Item 3.

Using said plasma processing apparatus, wherein a to Help plasma processing method that performs plasma processing for the objective sample according to any one of claims 1 to 5.