JP4120566B2 - Plasma processing method and apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、半導体等の電子デバイスやマイクロマシンの製造に利用されるプラズマ処理方法及び装置に関するものである。 The present invention relates to a plasma processing method and apparatus used for manufacturing electronic devices such as semiconductors and micromachines.
以下、従来のプラズマ処理方法の一例として、パッチアンテナ方式プラズマ源を用いたプラズマ処理について、図7を参照して説明する。 Hereinafter, as an example of a conventional plasma processing method, plasma processing using a patch antenna type plasma source will be described with reference to FIG.
図7において、真空容器1内に、ガス供給装置2から所定のガスを導入しつつ、排気装置としてのターボ分子ポンプ3により排気を行い、真空容器1内を所定の圧力に保ちながら、アンテナ用高周波電源4により100MHzの高周波電力を真空容器1内に突出して設けられたアンテナ5に供給することにより、真空容器1内にプラズマが発生し、基板電極6上に載置された基板7に対してプラズマ処理を行うことができる。
In FIG. 7, while introducing a predetermined gas from the
また、基板電極6に高周波電力を供給するための基板電極用高周波電源8が設けられており、基板7に到達するイオンエネルギーを制御することができるようになっている。アンテナ5へ供給される高周波電圧は、給電棒9により、アンテナ5の中心付近へ給電される。また、アンテナ5の中心とも周辺とも異なる複数の部位と真空容器1の基板7に対向する面1’とが、ショートピン10により短絡されている。アンテナ5と真空容器1との間に誘電板11が挟まれ、給電棒9及びショートピン10は、誘電板11に設けられた貫通穴を介してそれぞれアンテナ5とアンテナ用高周波電源4、アンテナ5と真空容器1’とを接続している。また、アンテナ5の表面はカバー12により覆われている。
In addition, a substrate electrode high
また、誘電板11と誘電板11の周辺部に設けられた誘電体リング13との間の溝状の空間と、アンテナ5とアンテナ5の周辺部に設けられた導体リング14との間の溝状の空間からなるプラズマトラップ15が設けられている。
Further, a groove-like space between the
ターボ分子ポンプ3及び排気口16は、基板電極6の直下に配置されており、また、真空容器1を所定の圧力に制御するための調圧弁17は、基板電極6の直下で、かつ、ターボ分子ポンプ3の直上に位置する昇降弁である。
The turbo
また、インナチャンバ18によって真空容器1の内壁面が覆われており、プラズマ処理によって真空容器1が汚れるのを防止している。所定数の基板7を処理した後、汚れたインナチャンバ18をローテーションパーツと交換することで、速やかにメンテナンス作業を実施することができるように考慮されている。
しかしながら、上記従来例で述べたプラズマ処理技術においては、処理条件によっては基板電極6よりも下側(図7のハッチング部分)にまでプラズマが拡がるという問題点がある。 However, in the plasma processing technique described in the above-described conventional example, there is a problem that the plasma spreads below the substrate electrode 6 (hatched portion in FIG. 7) depending on processing conditions.
基板電極6よりも下側にまで拡がったプラズマは、基板7を処理するのに全く不要であるため、処理チャンバとしての真空容器1に投入されたパワーに対する処理効率の悪化を招く。また、処理による真空容器1の汚れも基板電極6よりも下側に拡がり、メンテナンス作業の増大をもたらす。
The plasma that has spread to the lower side of the
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、基板電極のアンテナ側表面よりも下側の領域へのプラズマの拡がりが起きにくく、パワー効率が良く、かつ、メンテナンス作業が軽減できるプラズマ処理方法及び装置を提供することを目的としている。 In view of the above-described conventional problems, the present invention is a plasma processing method and apparatus in which plasma does not easily spread to a region below the antenna-side surface of the substrate electrode, power efficiency is high, and maintenance work can be reduced. The purpose is to provide.
本願の第1発明のプラズマ処理方法は、真空容器内にガスを供給しつつ排気し、前記真空容器内を所定の圧力に制御しながら、前記真空容器内の基板電極に対向して設けられたアンテナに高周波電力を印加することにより、真空容器内にプラズマを発生させ基板を処理するプラズマ処理方法であって、前記基板電極の前記アンテナ側表面より下側に複数層の多孔導体が配置され、かつ、前記真空容器の内壁面をインナチャンバによって覆い、前記インナチャンバの開口部より下側側を接地したことを特徴とする。 The plasma processing method according to the first invention of the present application is provided so as to face the substrate electrode in the vacuum vessel while exhausting the gas while supplying the gas into the vacuum vessel and controlling the inside of the vacuum vessel to a predetermined pressure. A plasma processing method for processing a substrate by generating plasma in a vacuum vessel by applying high-frequency power to an antenna, wherein a plurality of layers of porous conductors are disposed below the antenna-side surface of the substrate electrode, and the inner wall surface of the vacuum vessel was covered by the inner chamber, and wherein the grounded lower side of the opening of the inner chamber.
また、本願の第2発明のプラズマ処理方法は、真空容器内にガスを供給しつつ排気し、前記真空容器内を所定の圧力に制御しながら、前記真空容器内の基板電極に対向して設けられたアンテナに高周波電力を印加することにより、真空容器内にプラズマを発生させ基板を処理するプラズマ処理方法であって、前記基板電極の前記アンテナ側表面より下側に多孔導体と多孔電波吸収体が配置され、かつ、前記真空容器の内壁面をインナチャンバによって覆い、前記インナチャンバの開口部より下側側を接地したことを特徴とする。 Further, the plasma processing method of the second invention of the present application is provided so as to face the substrate electrode in the vacuum vessel while exhausting while supplying the gas into the vacuum vessel and controlling the inside of the vacuum vessel to a predetermined pressure. A plasma processing method for processing a substrate by generating a plasma in a vacuum vessel by applying high-frequency power to a prepared antenna, wherein a porous conductor and a porous radio wave absorber are provided below the antenna-side surface of the substrate electrode. There is arranged, and the inner wall surface of the vacuum vessel was covered by the inner chamber, and wherein the grounded lower side of the opening of the inner chamber.
更に、本願の第3発明のプラズマ処理装置は、真空容器と、前記真空容器内にガスを供給するガス供給装置と、真空容器内を排気する排気装置と、真空容器内を所定の圧力に制御する調圧弁と、真空容器内に基板を載置する基板電極と、前記基板電極に対向して設けられたアンテナと、前記アンテナに高周波電力を供給する高周波電源とを備えたプラズマ処理装置であって、前記基板電極の前記アンテナ側表面より下側に複数層の多孔導体が配置され、かつ、前記真空容器の内壁面をインナチャンバによって覆い、前記インナチャンバの開口部より下側側を接地したことを特徴とする。 Further, the plasma processing apparatus of the third invention of the present application is a vacuum vessel, a gas supply device for supplying gas into the vacuum vessel, an exhaust device for exhausting the inside of the vacuum vessel, and controlling the inside of the vacuum vessel to a predetermined pressure. The plasma processing apparatus includes a pressure regulating valve, a substrate electrode on which a substrate is placed in a vacuum vessel, an antenna provided to face the substrate electrode, and a high-frequency power source that supplies high-frequency power to the antenna. Te, porous conductors of a plurality of layers is disposed on the lower side of the antenna-side surface of the substrate electrode and the inner wall surface of the vacuum vessel was covered by the inner chamber and grounded lower side of the opening of the inner chamber It is characterized by that.
以上の説明から明らかなように、本願の第1発明のプラズマ処理方法によれば、真空容器内にガスを供給しつつ排気し、前記真空容器内を所定の圧力に制御しながら、前記真空容器内の基板電極に対向して設けられたアンテナに高周波電力を印加することにより、真空容器内にプラズマを発生させ基板を処理するプラズマ処理方法であって、前記基板電極の前記アンテナ側表面より下側に複数層の多孔導体が配置され、かつ、前記真空容器の内壁面をインナチャンバによって覆い、前記インナチャンバの開口部より下側側を接地したため、パワー効率が良く、かつ、メンテナンス作業が軽減できるプラズマ処理方法を実現できる。 As is apparent from the above description, according to the plasma processing method of the first invention of the present application, the vacuum vessel is evacuated while supplying the gas to the vacuum vessel, and the vacuum vessel is controlled to a predetermined pressure. A plasma processing method for generating a plasma in a vacuum vessel by applying high-frequency power to an antenna provided opposite to an inner substrate electrode to process the substrate, wherein the substrate electrode is below a surface on the antenna side. porous conductors of the plurality of layers are arranged on the side, and the inner wall surface of the vacuum vessel was covered by the inner chamber, because of the grounded lower side of the opening of the inner chamber, good power efficiency, and maintenance work reduces A possible plasma processing method can be realized.
また、本願の第2発明のプラズマ処理方法によれば、真空容器内にガスを供給しつつ排気し、前記真空容器内を所定の圧力に制御しながら、前記真空容器内の基板電極に対向して設けられたアンテナに高周波電力を印加することにより、真空容器内にプラズマを発生させ基板を処理するプラズマ処理方法であって、前記基板電極の前記アンテナ側表面より下側に複数層の多孔導体が配置され、かつ、前記真空容器の内壁面をインナチャンバによって覆い、前記インナチャンバの開口部より下側側を接地したため、基板電極のアンテナ側表面よりも下側の領域へのプラズマの拡がりが起きにくく、パワー効率が良く、かつ、メンテナンス作業が軽減できるプラズマ処理方法を実現できる。 Further, according to the plasma processing method of the second invention of the present application, the gas is exhausted while supplying the gas into the vacuum vessel, and the substrate is opposed to the substrate electrode in the vacuum vessel while controlling the inside of the vacuum vessel to a predetermined pressure. A plasma processing method for generating a plasma in a vacuum vessel by applying high frequency power to an antenna provided to process a substrate, wherein a plurality of layers of porous conductors are provided below the antenna side surface of the substrate electrode. There is arranged, and the inner wall surface of the vacuum vessel was covered by the inner chamber, wherein for a grounded lower side of the opening of the inner chamber, a plasma spread to the area below the antenna-side surface of the substrate electrode It is possible to realize a plasma processing method that hardly occurs, has high power efficiency, and can reduce maintenance work.
更に、本願の第3発明のプラズマ処理装置によれば、真空容器と、前記真空容器内にガスを供給するガス供給装置と、真空容器内を排気する排気装置と、真空容器内を所定の圧力に制御する調圧弁と、真空容器内に基板を載置する基板電極と、前記基板電極に対向して設けられたアンテナと、前記アンテナに高周波電力を供給する高周波電源とを備えたプラズマ処理装置であって、前記基板電極の前記アンテナ側表面より下側に複数層の多孔導体が配置され、かつ、前記真空容器の内壁面をインナチャンバによって覆い、前記インナチャンバの開口部より下側側を接地したため、パワー効率が良く、かつ、メンテナンス作業が軽減できるプラズマ処理装置を実現できる。 Furthermore, according to the plasma processing apparatus of the third invention of the present application, a vacuum vessel, a gas supply device that supplies gas into the vacuum vessel, an exhaust device that exhausts the inside of the vacuum vessel, and a predetermined pressure inside the vacuum vessel. A plasma processing apparatus comprising: a pressure regulating valve for controlling the substrate; a substrate electrode for placing a substrate in a vacuum vessel; an antenna provided facing the substrate electrode; and a high-frequency power source for supplying high-frequency power to the antenna a is, the porous conductors of the plurality of layers is disposed on the lower side of the antenna-side surface of the substrate electrode and the inner wall surface of the vacuum vessel was covered by the inner chamber, the lower side of the opening of the inner chamber Since it is grounded, it is possible to realize a plasma processing apparatus that has good power efficiency and can reduce maintenance work.
次に、本発明の実施形態について、図1を参照して説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図1は本発明の実施形態において用いたプラズマ処理装置の断面図を示す。図1において、真空容器1内に、ガス供給装置2から所定のガスを導入しつつ、排気装置としてのターボ分子ポンプ3により排気を行い、真空容器1内を所定の圧力に保ちながら、アンテナ用高周波電源4により100MHzの高周波電力を真空容器1内に突出して設けられたアンテナ5に供給することにより、真空容器1内にプラズマが発生し、基板電極6上に載置された基板7に対してプラズマ処理を行うことができる。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a plasma processing apparatus used in an embodiment of the present invention. In FIG. 1, while introducing a predetermined gas from a
また、基板電極6に高周波電力を供給するための基板電極用高周波電源8が設けられており、基板7に到達するイオンエネルギーを制御することができるようになっている。アンテナ5へ供給される高周波電圧は、給電棒9により、アンテナ5の中心付近へ給電される。
In addition, a substrate electrode high
また、アンテナ5の中心とも周辺とも異なる複数の部位と真空容器1の基板7に対向する面1’とが、ショートピン10により短絡されている。アンテナ5と真空容器1との間に誘電板11が挟まれ、給電棒9及びショートピン10は、誘電板11に設けられた貫通穴を介してそれぞれアンテナ5とアンテナ用高周波電源4、アンテナ5と真空容器1’とを接続している。また、アンテナ5の表面は、カバー12により覆われている。
Further, a plurality of parts different from the center and the periphery of the
また、誘電板11と誘電板11の周辺部に設けられた誘電体リング13との間の溝状の空間と、アンテナ5とアンテナ5の周辺部に設けられた導体リング14との間の溝状の空間からなるプラズマトラップ15が設けられている。
Further, a groove-like space between the
ターボ分子ポンプ3及び排気口16は、基板電極6の直下に配置されており、また、真空容器1を所定の圧力に制御するための調圧弁17は、基板電極6の直下で、かつ、ターボ分子ポンプ3の直上に位置する昇降弁である。また、インナチャンバ18によって真空容器1の内壁面が覆われており、プラズマ処理によって真空容器1が汚れるのを防止している。所定数の基板7を処理した後、汚れたインナチャンバ18をローテーションパーツと交換することで、速やかにメンテナンス作業を実施することができるよう、考慮されている。基板電極6は、4本の支柱19により、真空容器1に固定されている。
The turbo
真空容器1は接地され、かつ、複数の多孔導体20及び26によって真空容器1が基板7のある側と基板7の無い側(図1のハッチング部分)に分離されている。また、図2は多孔導体20及び26の平面を示し、多孔導体20及び26の大きさを大きめに描いているが、実際には穴の数はもっと多い。典型的には、基板電極6の直径は220mm、インナチャンバ18の内径は450mmであり、多孔導体20及び26の穴が、半径方向に(450−220)/(2×1.2)≒95個設けられる一例を示すが、穴ピッチは5mmと大きく、開口率が65%と大きいものを用いた。また、インナチャンバ18の開口部21(真空容器1内へのウエハの出し入れを行うためのゲートや、プラズマ発光を観察するためのビューイングポートなど)から、2つの領域に分離された真空容器1の基板7の無い側に電磁波が漏れないよう、インナチャンバ18の開口部21より下側の接地点22(図1)にて接地している。
The
また、多孔導体20及び26の距離は10mmとした。また、インナチャンバ18の開口部21(真空容器1内へのウエハの出し入れを行うためのゲートや、プラズマ発光を観察するためのビューイングポートなど)から、2つの領域に分離された真空容器1の基板7の無い側に電磁波が漏れないよう、インナチャンバ18の開口部21より下側の接地点22(図1)にて接地している。
The distance between the
更に、アンテナ5の平面図は、図3に示すように、ショートピン10が3ヶ所に設けられており、それぞれのショートピン10がアンテナ5の中心に対して等配置されている。
Further, in the plan view of the
図1に示すプラズマ処理装置において、白金膜付き基板をエッチングした。エッチング条件は、アルゴン/塩素=260/20sccm、圧力=0.3Pa、アンテナ電力=1500W、基板電極電力=400Wである。このような条件でエッチング処理したところ、基板電極6よりも下側の領域(図1のハッチング部分)へのプラズマの拡がりが起きず、良好な放電状態を得ることができた。 In the plasma processing apparatus shown in FIG. 1, the substrate with the platinum film was etched. Etching conditions are argon / chlorine = 260/20 sccm, pressure = 0.3 Pa, antenna power = 1500 W, and substrate electrode power = 400 W. When etching was performed under such conditions, the plasma did not spread to the region below the substrate electrode 6 (hatched portion in FIG. 1), and a good discharge state could be obtained.
このように、基板電極6よりも下側での放電が抑制でき、かつ、排気速度の低下を抑制できた。この効果は次のように説明できる。1層の開口率65%の多孔導体によって、2つの領域に分離された真空容器の基板の無い側に漏れる電磁波による電界強度は約1/10に低下し、1層の開口率65%の多孔導体によって排気速度は約2/3に低下する。2層の開口率65%の多孔導体によって、2つの領域に分離された真空容器の基板の無い側に漏れる電磁波による電界強度は(1/10)2=1/100、1層の開口率65%の多孔導体によって排気速度は(2/3)2=4/9に低下する。一方、1層の多孔導体によって、2つの領域に分離された真空容器の基板の無い側に漏れる電磁波による電界強度を1/100にするためには、多孔導体の開口率を20%にする必要がある。このとき、排気速度は約1/5に低下する。従って、2層の高開口率の多孔導体を用いると、排気速度の低下を最小にしつつ、電磁波の回り込みを効果的に防止できる。
Thus, the discharge below the
本発明の実施形態においては、2層の多孔導体を用いる場合について説明したが、3層以上の多孔導体を用いることもできる。また、多孔導体と電波吸収体をともに用いて、基板電極6よりも下側での放電を抑制することが可能である。電波吸収体は一般にフェライトから成り、鉄を含んでいるため、基板への重金属汚染が発生するおそれがあるが、多孔導体が、2つの領域に分離された真空容器の基板の有る側に、多孔電波吸収体が、2つの領域に分離された真空容器の基板の無い側に面しているような構造とすることにより、汚染の発生を抑制できる。従って、多孔導体と多孔電波吸収体を用いることで、排気速度の低下を最小にしつつ、電磁波の回り込みを効果的に防止できる。
In the embodiment of the present invention, the case where two layers of porous conductors are used has been described, but three or more layers of porous conductors can also be used. Moreover, it is possible to suppress the discharge below the
また、本発明の実施形態においては、多孔導体間の距離が10mmである場合について説明したが、複数層の多孔導体間の距離は、3mm乃至30mmであることが望ましい。3mm未満の場合、基板の無い側への電磁波の回り込みが増加する傾向があり、逆に30mmを越える場合、多孔導体の層間の空間において放電が発生することがある。また、複数層の多孔導体の開口率は、各々50%以上であることが望ましい。50%未満である場合、排気速度の低下が著しく、多層化する効果が少ない。また、多孔導体と多孔の電波吸収体を用いる場合、多孔導体と電波吸収体の間の距離は、3mm乃至30mmであることが望ましい。3mm未満の場合、基板の無い側への電磁波の回り込みが増加する傾向があり、逆に30mmを越える場合、多孔導体と多孔電波吸収体の層間の空間において放電が発生することがある。 In the embodiment of the present invention, the case where the distance between the porous conductors is 10 mm has been described. However, the distance between the multi-layered porous conductors is preferably 3 mm to 30 mm. If it is less than 3 mm, there is a tendency that the electromagnetic wave wraps around to the side without the substrate. Conversely, if it exceeds 30 mm, discharge may occur in the space between the layers of the porous conductor. In addition, it is desirable that each of the multi-layer porous conductors has an aperture ratio of 50% or more. When it is less than 50%, the exhaust speed is remarkably lowered and the effect of multi-layering is small. Further, when using a porous conductor and a porous wave absorber, the distance between the porous conductor and the wave absorber is preferably 3 mm to 30 mm. If the thickness is less than 3 mm, the electromagnetic wave tends to increase toward the side without the substrate. Conversely, if it exceeds 30 mm, discharge may occur in the space between the porous conductor and the porous radio wave absorber.
また、多孔導体と電波吸収体の開口率は、各々50%以上であることが望ましい。50%未満である場合、排気速度の低下が著しく、多層化する効果が少ない。 Further, it is desirable that each of the aperture ratios of the porous conductor and the radio wave absorber is 50% or more. When it is less than 50%, the exhaust speed is remarkably lowered and the effect of multi-layering is small.
本発明の実施形態では、基板電極のアンテナ側表面よりも下側までプラズマが拡がらなくなったため、従来例に比べて処理チャンバとしての真空容器1に投入されたパワーに対する処理効率が向上し、同一のエッチング条件で比較すると、エッチレートが5%向上した(従来例:80nm/min、本発明の実施形態:84nm/min)。また、処理による真空容器1の汚れも基板電極のアンテナ側表面よりも下側まで拡がらず、メンテナンス作業の負担が軽減できた。
In the embodiment of the present invention, the plasma does not spread to the lower side of the antenna side surface of the substrate electrode, so that the processing efficiency with respect to the power input to the
以上述べた本発明の実施形態においては、本発明の適用範囲のうち、真空容器の形状、アンテナの形状及び配置等に関して様々なバリエーションのうちの一部を例示したに過ぎない。本発明の適用にあたり、ここで例示した以外にも様々なバリエーションが考えられることは、言うまでもない。 In the embodiment of the present invention described above, only a part of various variations with respect to the shape of the vacuum vessel, the shape and arrangement of the antenna, etc., is illustrated in the scope of the present invention. It goes without saying that various variations other than those exemplified here can be considered in the application of the present invention.
以上述べた本発明の実施形態においては、誘電板の中心付近に設けられた貫通穴を介してアンテナに高周波電圧を給電し、誘電板の中心とも周辺とも異なる一部位に設けられ、かつ、アンテナの中心に対してほぼ等配置されている貫通穴を介して、アンテナと真空容器とをショートピンによって短絡する場合について説明したが、このような構成とすることでプラズマの等方性をより高めることができる。基板が小さい場合などは、ショートピンを用いなくても、十分に高い面内均一性が得られることは、言うまでもない。 In the embodiment of the present invention described above, a high frequency voltage is fed to the antenna through a through hole provided in the vicinity of the center of the dielectric plate, and is provided at a partial position different from the center and the periphery of the dielectric plate. Although the case where the antenna and the vacuum vessel are short-circuited by the short pin through the through hole that is substantially equally arranged with respect to the center of the plasma has been described, this configuration further enhances the plasma isotropicity. be able to. Needless to say, when the substrate is small, sufficiently high in-plane uniformity can be obtained without using short pins.
また、以上述べた本発明の実施形態において、アンテナと真空容器との間に設けられた環状でかつ溝状のプラズマトラップによって、基板上のプラズマ分布が制御された状態で基板を処理する場合について説明したが、このような構成とすることでプラズマの均一性をより高めることができる。基板が小さい場合などは、プラズマトラップを用いなくても、十分に高い面内均一性が得られることは、言うまでもない。 In the embodiment of the present invention described above, the substrate is processed in a state where the plasma distribution on the substrate is controlled by the annular and groove-shaped plasma trap provided between the antenna and the vacuum vessel. As described above, the plasma uniformity can be further improved by adopting such a configuration. Needless to say, when the substrate is small, sufficiently high in-plane uniformity can be obtained without using a plasma trap.
また、アンテナとして図4に示した誘導結合プラズマ源におけるコイル24や、図5に示す表面波プラズマ源における電磁波放射アンテナ25などを用いる場合にも、本発明は有効である。
The present invention is also effective when the
また、以上述べた本発明の実施形態において、真空容器を排気するためのターボ分子ポンプが、基板電極の直下に配置されており、かつ、2つの領域に分離された真空容器の基板の無い側に、排気口が位置しており、真空容器を所定の圧力に制御するための調圧弁が、基板電極の直下で、かつ、ターボ分子ポンプの直上に位置する昇降弁であり、2つの領域に分離された真空容器の基板の無い側に、調圧弁が位置している場合について説明したが、図6に示すように、ターボ分子ポンプ3が基板電極6の直下に配置されておらず、調圧弁17が基板電極6の直下に配置されておらず、調圧弁17が昇降弁でない場合においても、本発明は有効である。
In the embodiment of the present invention described above, the turbo molecular pump for evacuating the vacuum vessel is disposed immediately below the substrate electrode, and the substrate side of the vacuum vessel separated into two regions is not provided. The pressure control valve for controlling the vacuum vessel to a predetermined pressure is a lift valve located immediately below the substrate electrode and directly above the turbo molecular pump. Although the case where the pressure regulating valve is located on the side of the separated vacuum vessel where the substrate is not provided has been described, as shown in FIG. 6, the turbo
また、真空容器内の圧力が、0.3Paである場合について説明したが、真空容器内の圧力が低いほど基板電極のアンテナ側表面よりも下側でのプラズマが発生し易いので、本発明は、真空容器内の圧力が10Pa以下である場合に、有効な方法である。さらに、真空容器内の圧力が、1Pa以下である場合に、特に有効な方法である。 Moreover, although the case where the pressure in a vacuum vessel is 0.3 Pa was demonstrated, since the plasma below the antenna side surface of a substrate electrode is easy to generate | occur | produce as the pressure in a vacuum vessel is low, this invention is This is an effective method when the pressure in the vacuum vessel is 10 Pa or less. Furthermore, this method is particularly effective when the pressure in the vacuum vessel is 1 Pa or less.
また、アンテナに印加する高周波電力の周波数が、100MHzである場合について説明したが、低圧力化でのプラズマ処理には、100kHz乃至3GHzの高周波電力を用いることができ、そのすべての領域において本発明は有効である。しかし、高周波電力の周波数が高いほど、電磁波が広い範囲に拡がっていく傾向があるので、基板電極のアンテナ側表面よりも下側でのプラズマが発生しやすい。従って、本発明は、高周波電力の周波数が高い場合、特に、50MHz乃至3GHzである場合に、有効な方法である。 In addition, although the case where the frequency of the high frequency power applied to the antenna is 100 MHz has been described, high frequency power of 100 kHz to 3 GHz can be used for the plasma treatment at low pressure, and the present invention is applied to all the regions. Is valid. However, as the frequency of the high-frequency power is higher, the electromagnetic wave tends to spread over a wider range, so that plasma is more easily generated below the antenna-side surface of the substrate electrode. Therefore, the present invention is an effective method when the frequency of the high-frequency power is high, particularly when the frequency is 50 MHz to 3 GHz.
また、本発明の実施形態において、インナチャンバによって真空容器の内壁面が覆われ、かつ、インナチャンバの開口部から、2つの領域に分離された真空容器の基板の無い側に電磁波が漏れないよう、インナチャンバの開口部より下側を接地した場合について説明したが、このような構造とすることにより、基板電極のアンテナ側表面よりも下側でのプラズマ発生をより効果的に防止することができる。しかし、場合によっては、このような構造としなくても基板電極のアンテナ側表面よりも下側でのプラズマ発生を防止することもできる。 Further, in the embodiment of the present invention, the inner wall of the vacuum vessel is covered by the inner chamber, and electromagnetic waves do not leak from the opening of the inner chamber to the side of the vacuum vessel that is separated into two regions without the substrate. The case where the lower side from the opening of the inner chamber is grounded has been described, but this structure can more effectively prevent the generation of plasma below the antenna side surface of the substrate electrode. it can. However, in some cases, the generation of plasma below the antenna-side surface of the substrate electrode can be prevented without using such a structure.
1 真空容器
2 ガス供給装置
3 ターボ分子ポンプ
4 アンテナ用高周波電源
5 アンテナ
6 基板電極
7 基板
8 基板電極用高周波電源
9 給電棒
10 ショートピン
11 誘電板
12 カバー
13 誘電体リング
14 導体リング
15 プラズマトラップ
16 排気口
17 調圧弁
18 インナチャンバ
19 支柱
20 多孔導体
21 開口部
22 接地点
26 多孔導体
DESCRIPTION OF
Claims (3)
を特徴とするプラズマ処理方法。 By supplying high-frequency power to an antenna provided facing the substrate electrode in the vacuum vessel while exhausting while supplying gas into the vacuum vessel and controlling the inside of the vacuum vessel to a predetermined pressure, a vacuum is obtained. A plasma processing method for generating a plasma in a container to process a substrate, wherein a plurality of layers of porous conductors are disposed below the antenna side surface of the substrate electrode, and an inner wall of the vacuum container is formed in an inner chamber plasma processing method covering, and wherein the grounded lower side of the opening of the inner chamber by.
を特徴とするプラズマ処理方法。 By supplying high-frequency power to an antenna provided facing the substrate electrode in the vacuum vessel while exhausting while supplying gas into the vacuum vessel and controlling the inside of the vacuum vessel to a predetermined pressure, a vacuum is obtained. A plasma processing method for generating a plasma in a container to process a substrate, wherein a porous conductor and a porous radio wave absorber are disposed below the antenna side surface of the substrate electrode, and the inner wall surface of the vacuum container is covered by the inner chamber, the plasma processing method characterized by grounded lower side of the opening of the inner chamber.
を特徴とするプラズマ処理装置。 A vacuum vessel, a gas supply device that supplies gas into the vacuum vessel, an exhaust device that exhausts the inside of the vacuum vessel, a pressure regulating valve that controls the inside of the vacuum vessel to a predetermined pressure, and a substrate placed in the vacuum vessel A plasma processing apparatus comprising: a substrate electrode to be mounted; an antenna provided opposite to the substrate electrode; and a high-frequency power source for supplying high-frequency power to the antenna, wherein the substrate electrode is below the antenna-side surface. the porous conductors of the plurality of layers are arranged, and a plasma processing apparatus characterized by the inner wall surface of the vacuum vessel was covered by the inner chamber and grounded lower side of the opening of the inner chamber.
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