JP2942138B2 - Plasma processing apparatus and plasma processing method - Google Patents
Plasma processing apparatus and plasma processing methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明はプラズマを利用して試
料の表面に対する薄膜の形成や、試料の表面のエッチン
グを行うプラズマ処理装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus for forming a thin film on a surface of a sample using plasma and etching the surface of the sample.
【0002】[0002]
【従来の技術】図48は例えば特開昭51−88182
号公報に記載された、従来のプラズマ処理装置の構造を
示す断面図である。2. Description of the Related Art FIG. 48 shows, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 51-88182.
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a structure of a conventional plasma processing apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-15095.
【0003】加工室51は主バルブ52を介して拡散ポ
ンプ53と補助の回転ポンプ54により真空排気される
(以降、拡散ポンプ53と補助の回転ポンプ54とをま
とめて排気系という場合もある。)。The processing chamber 51 is evacuated by a diffusion pump 53 and an auxiliary rotary pump 54 via a main valve 52 (hereinafter, the diffusion pump 53 and the auxiliary rotary pump 54 may be collectively referred to as an exhaust system). ).
【0004】加工室51の上方にはプラズマ発生室55
が設けられており、プラズマ発生室55には対向電極5
7,58が配置されている。対向電極57には複数個の
孔9が開孔されており、これによって加工室51とプラ
ズマ発生室55とが隔壁されている。ガス導入管60に
はバルブ511を介して原料ガスボンベ513が接続さ
れている。A plasma generating chamber 55 is provided above the processing chamber 51.
Is provided in the plasma generation chamber 55.
7, 58 are arranged. The counter electrode 57 is provided with a plurality of holes 9, thereby partitioning the processing chamber 51 from the plasma generation chamber 55. A source gas cylinder 513 is connected to the gas introduction pipe 60 via a valve 511.
【0005】次に動作について説明する。ガス導入管6
0からプラズマ発生室55にエッチングガスが導入され
る一方で、エッチングガスはプラズマ発生室55から加
工室51を通って排気系により排気される。この時プラ
ズマ発生室55と加工室51との間に設けられた孔9の
コンダクタンスにより、プラズマ発生室55と加工室5
1との間に圧力差が生じる。Next, the operation will be described. Gas inlet pipe 6
While the etching gas is introduced from 0 into the plasma generation chamber 55, the etching gas is exhausted from the plasma generation chamber 55 through the processing chamber 51 by the exhaust system. At this time, due to the conductance of the hole 9 provided between the plasma generation chamber 55 and the processing chamber 51, the plasma generation chamber 55 and the processing chamber 5
There is a pressure difference between the two.
【0006】例えば、具体的数値として、直径が0.1
〜0.8mmの孔9が7個設けられ、排気系の実効排気
速度1000L/sec、原料ガス流量50〜100c
c/minの条件では、プラズマ発生室55の圧力が1
〜5×10-1(Torr)に、加工室51の圧力が1×
10-3(Torr)以下に、それぞれ保たれる。For example, as a specific numerical value, the diameter is 0.1
7 holes 9 of .about.0.8 mm are provided, the effective exhaust speed of the exhaust system is 1000 L / sec, and the raw material gas flow rate is 50-100 c.
Under the condition of c / min, the pressure of the plasma generation chamber 55 is 1
The pressure in the processing chamber 51 is 1 × to 5 × 10 -1 (Torr).
10-3 (Torr) or less.
【0007】そして対向電極57,58にRF電力を供
給すると、プラズマ発生室55内にプラズマが発生す
る。プラズマは孔9を経て加工室51内に配置された試
料16をエッチングする。[0007] When RF power is supplied to the opposing electrodes 57 and 58, plasma is generated in the plasma generation chamber 55. The plasma etches the sample 16 placed in the processing chamber 51 through the hole 9.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】従来のプラズマ処理装
置は以上のように構成されているので、近年の8イン
チ、10インチサイズの大口径試料を処理するには、加
工室51に輸送されるプラズマを大面積化する必要があ
る。Since the conventional plasma processing apparatus is configured as described above, in order to process a large-diameter sample having a size of 8 inches or 10 inches in recent years, the sample is transported to the processing chamber 51. It is necessary to increase the area of the plasma.
【0009】これに対応するには、孔9の径を大きくす
る、広い範囲にわたって孔9を多数設ける等の方法が考
えられる。しかしいずれの場合にも、プラズマ発生室5
5と加工室51との圧力差を維持するには、排気系の大
幅な増強が不可欠であり、装置が大きくなる問題点があ
った。これが第1の問題点である。To cope with this, it is conceivable to increase the diameter of the holes 9 or to provide a large number of holes 9 over a wide range. However, in any case, the plasma generation chamber 5
In order to maintain the pressure difference between the processing chamber 5 and the processing chamber 51, it is indispensable to greatly increase the exhaust system, and there is a problem that the apparatus becomes large. This is the first problem.
【0010】更に、対向電極57,58間で集中して放
電が起こり、プラズマと電極間の直流電位差も大きくな
る。このため対向電極57,58の表面がスパッタリン
グされやすい。プラズマ室2と処理室1を分離した構造
上、このスパッタリングにより生じた電極物質の大部分
は、プラズマ流となって処理室1の試料16に輸送され
るため、試料に付着して金属汚染を引き起こすという問
題点があった。これが第2の問題点である。Further, discharge occurs concentratedly between the opposing electrodes 57 and 58, and the DC potential difference between the plasma and the electrodes also increases. Therefore, the surfaces of the counter electrodes 57 and 58 are easily sputtered. Due to the structure in which the plasma chamber 2 and the processing chamber 1 are separated from each other, most of the electrode material generated by this sputtering is transported to the sample 16 in the processing chamber 1 as a plasma flow, and adheres to the sample to remove metal contamination. There was a problem of causing. This is the second problem.
【0011】この発明は第1の問題点を解決するために
なされたもので、プラズマを発生させるプラズマ室と、
試料にたいして処理が行われる処理室との圧力差を維持
したまま、大面積プラズマにより大口径の試料を均一に
処理する技術を提供することを目的とするものである。The present invention has been made to solve the first problem, and has a plasma chamber for generating plasma,
It is an object of the present invention to provide a technique for uniformly processing a large-diameter sample by large-area plasma while maintaining a pressure difference between the sample and a processing chamber in which the sample is processed.
【0012】またこの発明は第2の問題点を解決するた
めになされたものであり、金属汚染なく試料を処理する
ことを目的とするものである。The present invention has been made to solve the second problem, and has as its object to treat a sample without metal contamination.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】この発明のうち、請求項
1にかかるものは、(a)ガスを用いて、励起源により
プラズマが生成されるプラズマ室と、(b)試料が配置
される処理室と、(c)前記プラズマ室と前記処理室と
の間に設けられ、前記プラズマ室から処理室に連通する
孔を有する隔壁板と、(d)前記処理室を排気する真空
排気手段と、(e)前記プラズマ室へパルス的に前記ガ
スを供給するガス供給手段とを備えるプラズマ処理装置
である。According to the first aspect of the present invention, there is provided (a) a plasma chamber in which a plasma is generated by an excitation source using a gas, and (b) a sample. A processing chamber, (c) a partition plate provided between the plasma chamber and the processing chamber and having a hole communicating with the processing chamber from the plasma chamber, and (d) vacuum exhaust means for exhausting the processing chamber. (E) a gas supply means for supplying the gas in a pulsed manner to the plasma chamber.
【0014】この発明のうち、請求項2にかかるもの
は、前記ガス供給手段は、非接触構造の真空シール部を
有する請求項1記載のプラズマ処理装置である。According to a second aspect of the present invention, there is provided the plasma processing apparatus according to the first aspect, wherein the gas supply means has a vacuum seal portion having a non-contact structure.
【0015】この発明のうち、請求項3にかかるもの
は、前記ガス供給手段は、(e−1)一端と、錐面を呈
する他端とを含み、前記一端と他端との間で前記ガスが
流れるガス導入筒と、(e−2)前記一端及び他端の間
で往復運動をし、前記他端の前記錐面と隙間を空けて嵌
合する錐体を含むニードルと、(e−3)前記ニードル
の前記往復運動の領域を制限して前記隙間を調節するス
トッパーと、を有する、請求項2記載のプラズマ処理装
置である。According to a third aspect of the present invention, the gas supply means includes (e-1) one end and the other end having a conical surface, and the gas supply means is provided between the one end and the other end. (E-2) a needle including a cone that reciprocates between the one end and the other end, and that is fitted with a gap with the conical surface at the other end; 3. The plasma processing apparatus according to claim 2, further comprising: a stopper configured to limit an area of the reciprocation of the needle to adjust the gap.
【0016】この発明のうち、請求項4にかかるもの
は、前記ガス供給手段は、(e−4)前記ニードルの前
記往復運動を制御する電磁誘導手段を更に有する、請求
項3記載のプラズマ処理装置である。According to a fourth aspect of the present invention, in the plasma processing apparatus according to the fourth aspect, the gas supply means further includes (e-4) an electromagnetic induction means for controlling the reciprocating movement of the needle. Device.
【0017】この発明のうち、請求項5にかかるもの
は、前記プラズマ処理装置は、(f)前記プラズマ室に
磁場を印加するコイルを更に備え、前記ガス供給手段
は、(e−1)前記ガス供給手段の動作を電磁誘導によ
って制御する電磁誘導手段と、(e−2)前記電磁誘導
手段を覆う磁気シールドとを有する、請求項1記載のプ
ラズマ処理装置である。According to a fifth aspect of the present invention, the plasma processing apparatus further comprises (f) a coil for applying a magnetic field to the plasma chamber, and the gas supply means (e-1) 2. The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising: an electromagnetic induction unit that controls an operation of the gas supply unit by electromagnetic induction; and (e-2) a magnetic shield that covers the electromagnetic induction unit. 3.
【0018】この発明のうち、請求項6にかかるもの
は、前記プラズマ処理装置は、(f)前記プラズマ室に
第1の磁場を印加するコイルを更に備え、前記ガス供給
手段は、(e−1)前記ガス供給手段の動作を電磁誘導
によって制御する電磁誘導手段を有し、前記ガス供給手
段は、前記電磁誘導手段の発生する第2の磁場と前記第
1の磁場とが直交する方向に配置される、請求項1記載
のプラズマ処理装置である。According to a sixth aspect of the present invention, the plasma processing apparatus further comprises (f) a coil for applying a first magnetic field to the plasma chamber, and the gas supply means comprises (e- 1) There is provided electromagnetic induction means for controlling the operation of the gas supply means by electromagnetic induction, and the gas supply means is arranged so that a second magnetic field generated by the electromagnetic induction means and the first magnetic field are orthogonal to each other. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the plasma processing apparatus is disposed.
【0019】この発明のうち、請求項7にかかるもの
は、(f)前記ガス供給手段と前記プラズマ室との間に
介挿され、前記プラズマ室を囲み、前記ガスを導入する
複数のガス導入孔を有する貯気槽を更に備える、請求項
1記載のプラズマ処理装置である。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided (f) a plurality of gas inlets interposed between the gas supply means and the plasma chamber, surrounding the plasma chamber, and introducing the gas. The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising an air storage tank having a hole.
【0020】この発明のうち、請求項8にかかるもの
は、(f)前記ガス供給手段の背圧を検知し、前記背圧
に基づいて制御される圧力を有する前記ガスを前記ガス
供給手段に与える調整器を更に備える、請求項1記載の
プラズマ処理装置である。According to the present invention, (f) detecting a back pressure of the gas supply means, and supplying the gas having a pressure controlled based on the back pressure to the gas supply means. The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising an adjusting unit.
【0021】この発明のうち、請求項9にかかるもの
は、前記調整器は、(f−1)前記ガス供給手段の背圧
を検知する圧力検出器と、(f−2)前記ガスの圧力を
調節する圧力調節器と、(f−3)前記圧力検出器の出
力に基づいて前記圧力調節器の動作を制御する圧力制御
装置とを有する、請求項8記載のプラズマ処理装置であ
る。According to a ninth aspect of the present invention, the regulator includes: (f-1) a pressure detector for detecting a back pressure of the gas supply means; and (f-2) a pressure of the gas. The plasma processing apparatus according to claim 8, further comprising: (f-3) a pressure controller that controls an operation of the pressure regulator based on an output of the pressure detector.
【0022】この発明のうち、請求項10にかかるもの
は、(f)前記ガス供給手段に関して前記プラズマ室と
反対側に設けられ、前記ガスが前記ガス供給手段に入る
前に一旦蓄えられる貯気室を更に備える、請求項1記載
のプラズマ処理装置である。According to a tenth aspect of the present invention, there is provided (f) an air storage provided on a side opposite to the plasma chamber with respect to the gas supply means, wherein the gas is temporarily stored before entering the gas supply means. The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising a chamber.
【0023】この発明のうち、請求項11にかかるもの
は、前記貯気室は、前記ガス供給手段においてパルス的
に流れる前記ガスの100倍程度の容積を有する、請求
項10記載のプラズマ処理装置である。According to the eleventh aspect of the present invention, in the plasma processing apparatus according to the tenth aspect, the gas storage chamber has a volume about 100 times as large as the gas flowing in a pulsed manner in the gas supply means. It is.
【0024】この発明のうち、請求項12にかかるもの
は、前記励起源はマイクロ波であり、(f)前記マイク
ロ波を前記プラズマ室へ導波する導波管と、(g)前記
導波管と前記プラズマ室との間に介挿され、前記導波管
の断面積より小さい導入面とを更に備えた請求項1記載
のプラズマ処理装置である。According to a twelfth aspect of the present invention, the excitation source is a microwave, (f) a waveguide for guiding the microwave to the plasma chamber, and (g) the waveguide. The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising an introduction surface interposed between the tube and the plasma chamber, the introduction surface being smaller than a cross-sectional area of the waveguide.
【0025】この発明のうち、請求項13にかかるもの
は、前記励起源はマイクロ波であり、前記プラズマ室
は、(a−1)金属性の壁と、(a−2)前記壁によっ
て囲まれて設けられ、前記マイクロ波を透過する材料に
より成形されたベルジャーとを有する、請求項1記載の
プラズマ処理装置である。According to a thirteenth aspect of the present invention, the excitation source is a microwave, and the plasma chamber is surrounded by (a-1) a metal wall and (a-2) the wall. 2. The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising: a bell jar formed of a material that transmits the microwave. 3.
【0026】この発明のうち、請求項14にかかるもの
は、前記隔壁板は、(c−1)前記ガス供給手段と接続
され、前記ガスを流すガス導入路を有し、前記ガスは前
記隔壁板と前記ベルジャーとで囲まれた空間に供給され
る、請求項13記載のプラズマ処理装置である。According to a fourteenth aspect of the present invention, the partition plate has (c-1) a gas introduction path connected to the gas supply means and for flowing the gas, and the gas is supplied to the partition wall. The plasma processing apparatus according to claim 13, wherein the plasma processing apparatus is supplied to a space surrounded by a plate and the bell jar.
【0027】この発明のうち、請求項15にかかるもの
は、前記励起源はマイクロ波であり、(f)前記マイク
ロ波を導波する導波管と、(g)前記マイクロ波を前記
導波管から前記プラズマ室へと結合させる板状誘電体
と、を更に備える請求項1記載のプラズマ処理装置であ
る。According to a fifteenth aspect of the present invention, the excitation source is a microwave, (f) a waveguide for guiding the microwave, and (g) a waveguide for guiding the microwave. 2. The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising: a plate-shaped dielectric coupled from a tube to the plasma chamber.
【0028】この発明のうち、請求項16にかかるもの
は、前記マイクロ波は、前記板状誘電体の厚み方向の電
界成分を有して前記プラズマ室へと結合される、請求項
15記載のプラズマ処理装置である。According to the present invention, the microwave is coupled to the plasma chamber with an electric field component in a thickness direction of the plate-shaped dielectric. It is a plasma processing apparatus.
【0029】この発明のうち、請求項17にかかるもの
は、(h)前記板状誘電体の近傍に形成され、前記マイ
クロ波の電界方向と直交する成分を有する磁場を形成す
る磁場発生手段を更に備える請求項16記載のプラズマ
処理装置である。According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided (h) a magnetic field generating means which is formed near the plate-shaped dielectric and forms a magnetic field having a component orthogonal to the electric field direction of the microwave. 17. The plasma processing apparatus according to claim 16, further comprising:
【0030】この発明のうち、請求項18にかかるもの
は、前記励起源はマイクロ波であり、(f)前記マイク
ロ波を導波する導波管と、(g)前記導波管を貫通し、
前記ガス供給手段と前記プラズマ室との間に設けたマイ
クロ波透過性のガス輸送管とを更に備える請求項1記載
のプラズマ処理装置である。In the invention according to claim 18, the excitation source is a microwave, (f) a waveguide that guides the microwave, and (g) a waveguide that penetrates the waveguide. ,
2. The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising a microwave-permeable gas transport pipe provided between said gas supply means and said plasma chamber.
【0031】この発明のうち、請求項19にかかるもの
は、前記励起源はマイクロ波であり、(f)前記プラズ
マ室の周囲に配置され、前記プラズマ室内に電子サイク
ロトロン共鳴条件を満足する磁場強度領域を形成する磁
場発生手段を更に備え、前記隔壁板に向かう磁力線と前
記マイクロ波とが前記プラズマ室内に電子サイクロトロ
ン共鳴プラズマを生成する、請求項1記載のプラズマ処
理装置である。According to a nineteenth aspect of the present invention, the excitation source is a microwave, and (f) a magnetic field intensity which is arranged around the plasma chamber and satisfies an electron cyclotron resonance condition in the plasma chamber. 2. The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising a magnetic field generating unit that forms an area, wherein the lines of magnetic force directed to the partition plate and the microwaves generate electron cyclotron resonance plasma in the plasma chamber. 3.
【0032】この発明のうち、請求項20にかかるもの
は、前記磁場強度領域は、前記隔壁板の近傍に形成され
る請求項19記載のプラズマ処理装置である。According to a twentieth aspect of the present invention, there is provided the plasma processing apparatus according to the nineteenth aspect, wherein the magnetic field intensity region is formed near the partition plate.
【0033】この発明のうち、請求項21にかかるもの
は、前記磁場強度領域は、前記隔壁板とほぼ平行に形成
される請求項19または請求項20記載のプラズマ処理
装置である。According to a twenty-first aspect of the present invention, there is provided the plasma processing apparatus according to the ninth or twentieth aspect, wherein the magnetic field intensity region is formed substantially parallel to the partition plate.
【0034】この発明のうち、請求項22にかかるもの
は、前記磁場強度領域の位置が時間的に変化する請求項
19乃至21の何れか一つに記載のプラズマ処理装置で
ある。According to a twenty-second aspect of the present invention, there is provided the plasma processing apparatus according to any one of the nineteenth to twenty-first aspects, wherein the position of the magnetic field intensity region changes with time.
【0035】この発明のうち、請求項23にかかるもの
は、前記励起源はRF電力であり、(f)前記プラズマ
室内に設けられたRF印加電極と、(g)前記RF印加
電極の表面を覆う誘電体膜とを更に備え、前記RF電力
は前記RF印加電極と前記隔壁板との間に印加される請
求項1記載のプラズマ処理装置である。According to a twenty-third aspect of the present invention, the excitation source is RF power, and (f) an RF application electrode provided in the plasma chamber; and (g) a surface of the RF application electrode. The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising a covering dielectric film, wherein the RF power is applied between the RF application electrode and the partition plate.
【0036】この発明のうち、請求項24にかかるもの
は、前記励起源はRF電力であり、前記プラズマ室は
(a−1)誘電体で構成された側壁を有し、前記プラズ
マ処理装置は(f)前記側壁の周囲に配置されたRFコ
イルと、(g)前記RFコイルの表面を覆う導電性物質
とを更に備え、前記RF電力は前記RFコイルによって
供給される請求項1記載のプラズマ処理装置である。According to a twenty-fourth aspect of the present invention, the excitation source is RF power, the plasma chamber has a side wall made of (a-1) dielectric, and the plasma processing apparatus is The plasma according to claim 1, further comprising: (f) an RF coil disposed around the side wall; and (g) a conductive material covering a surface of the RF coil, wherein the RF power is supplied by the RF coil. Processing device.
【0037】この発明のうち、請求項25にかかるもの
は、上記導電性物質の厚さは、上記導電性物質の電導度
及び前記RF電力の周波数で決まる表皮厚さよりも薄
い、請求項24記載のプラズマ処理装置である。According to a twenty-fifth aspect of the present invention, the thickness of the conductive material is smaller than a skin thickness determined by the conductivity of the conductive material and the frequency of the RF power. Is a plasma processing apparatus.
【0038】この発明のうち、請求項26にかかるもの
は、前記励起源は光であり、前記プラズマ室は(a−
1)前記光を透過する少なくとも一つの窓を有する、請
求項1記載のプラズマ処理装置である。According to a twenty-sixth aspect of the present invention, the excitation source is light, and the plasma chamber is (a-
1) The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the plasma processing apparatus has at least one window that transmits the light.
【0039】この発明のうち、請求項27にかかるもの
は、前記プラズマ室は(a−2)前記プラズマ室の内壁
を覆う絶縁膜を更に有する、請求項24記載のプラズマ
処理装置である。According to a twenty-seventh aspect of the present invention, there is provided the plasma processing apparatus according to the twenty-fourth aspect, wherein the plasma chamber further comprises (a-2) an insulating film covering an inner wall of the plasma chamber.
【0040】この発明のうち、請求項28にかかるもの
は、前記励起源はレーザ光であり、前記プラズマ処理装
置は(f)前記レーザ光を拡げる凸面鏡を更に備える、
請求項27記載のプラズマ処理装置である。According to a twenty-eighth aspect of the present invention, the excitation source is a laser beam, and the plasma processing apparatus further comprises (f) a convex mirror for expanding the laser beam.
A plasma processing apparatus according to claim 27.
【0041】この発明のうち、請求項29にかかるもの
は、前記励起源は熱であり、前記プラズマ処理装置は
(f)前記ガス供給手段と前記プラズマ室との間に介挿
され、前記熱を供給する加熱装置を更に備え、前記プラ
ズマ室は(a−2)前記プラズマ室の内壁を覆う絶縁膜
を更に有する、請求項1記載のプラズマ処理装置であ
る。According to a twenty-ninth aspect of the present invention, the excitation source is heat, and the plasma processing apparatus is (f) interposed between the gas supply means and the plasma chamber. Further comprising a heating device for supplying
The plasma chamber is (a-2) an insulating film covering an inner wall of the plasma chamber.
Further that having a a plasma processing apparatus according to claim 1.
【0042】[0042]
【0043】この発明のうち、請求項30にかかるもの
は、前記プラズマ室は、(a−1)Si,Al,O,
N,のいずれか、もしくは複数の元素を99%以上含む
化合物からなる内壁をその内部に有する、請求項1記載
のプラズマ処理装置である。According to a thirty -first aspect of the present invention, the plasma chamber includes (a-1) Si, Al, O,
2. The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising an inner wall made of a compound containing 99% or more of any one of N and N or a plurality of elements. 3.
【0044】この発明のうち、請求項31にかかるもの
は、前記孔は複数個設けられ、その径が互いに等しい請
求項1記載のプラズマ処理装置である。According to a thirty-first aspect of the present invention, there is provided the plasma processing apparatus according to the first aspect, wherein a plurality of the holes are provided, and the holes have the same diameter.
【0045】この発明のうち、請求項32にかかるもの
は、前記孔は複数個設けられ、それらの径は複数種存在
する請求項1記載のプラズマ処理装置である。[0045] Of the present invention, such as is in claim 32, wherein the hole is provided with a plurality, their diameter is a plasma processing apparatus according to claim 1, wherein there are a plurality of kinds.
【0046】この発明のうち、請求項33にかかるもの
は、前記隔壁板の中央に存在する前記孔の前記径は、前
記隔壁板の周辺部に存在する前記孔の前記径よりも小さ
い、請求項25記載のプラズマ処理装置である。According to a thirty-third aspect of the present invention, the diameter of the hole present at the center of the partition plate is smaller than the diameter of the hole present at the periphery of the partition plate. Item 30. A plasma processing apparatus according to item 25.
【0047】この発明のうち、請求項34にかかるもの
は、前記孔は、前記プラズマ室側において第1の径を有
する円筒状の第1の孔要素と、前記処理室側において第
2の径を有する円筒状の第2の孔要素とを有し、前記第
1の径は前記第2の径よりも大きい、請求項1記載のプ
ラズマ処理装置である。According to a thirty-fourth aspect of the present invention, the hole has a cylindrical first hole element having a first diameter on the plasma chamber side and a second diameter element on the processing chamber side. 2. The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising: a second hole element having a cylindrical shape, the first diameter being larger than the second diameter. 3.
【0048】この発明のうち、請求項35にかかるもの
は、前記隔壁板は少なくともその表面が石英ガラスであ
る、請求項1記載のプラズマ処理装置である。According to a thirty-fifth aspect of the present invention, there is provided the plasma processing apparatus according to the first aspect, wherein at least the surface of the partition plate is made of quartz glass.
【0049】この発明のうち、請求項36にかかるもの
は、前記隔壁板は絶縁物で構成され、前記隔壁板と前記
プラズマ室との間に直流電圧を印加する、請求項1記載
のプラズマ処理装置である。According to a thirty- sixth aspect of the present invention, in the plasma processing according to the first aspect, the partition plate is made of an insulator, and a DC voltage is applied between the partition plate and the plasma chamber. Device.
【0050】この発明のうち、請求項37にかかるもの
は、前記隔壁板は絶縁物で構成され、前記隔壁板と前記
プラズマ室との間にRF電圧を印加する、請求項1記載
のプラズマ処理装置である。According to a thirty-seventh aspect of the present invention, in the plasma processing apparatus according to the thirteenth aspect, the partition plate is made of an insulator, and an RF voltage is applied between the partition plate and the plasma chamber. Device.
【0051】この発明のうち、請求項38にかかるもの
は、前記処理室には磁場が形成される請求項1記載のプ
ラズマ処理装置である。According to a thirty- eighth aspect of the present invention, there is provided the plasma processing apparatus according to the first aspect, wherein a magnetic field is formed in the processing chamber.
【0052】この発明のうち、請求項39にかかるもの
は、(f)前記処理室の周囲に形成された処理室用磁場
コイルを更に備える、請求項38記載のプラズマ処理装
置である。A plasma processing apparatus according to a thirty-ninth aspect of the present invention is the plasma processing apparatus according to the thirty- eighth aspect, further comprising (f) a magnetic field coil for a processing chamber formed around the processing chamber.
【0053】この発明のうち、請求項40にかかるもの
は、(f)前記処理室の周囲に形成された永久磁石を更
に備える、請求項38記載のプラズマ処理装置である。A plasma processing apparatus according to claim 40 of the present invention is the plasma processing apparatus according to claim 38 , further comprising (f) a permanent magnet formed around the processing chamber.
【0054】この発明のうち、請求項41にかかるもの
は、前記試料と前記処理室との間に直流電圧を印加する
請求項1記載のプラズマ処理装置である。[0054] The plasma processing apparatus according to claim 41 is the plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a DC voltage is applied between the sample and the processing chamber.
【0055】この発明のうち、請求項42にかかるもの
は、前記試料と前記処理室との間にRF電力を印加する
請求項1記載のプラズマ処理装置である。[0055] Of the present invention, is that according to claim 42, a plasma processing apparatus according to claim 1, wherein applying RF power between the process chamber and the sample.
【0056】この発明のうち、請求項43にかかるもの
は、前記直流電圧の大きさは、前記処理室における前記
ガスの圧力の時間的変化に対して正の相関を以て変化す
る、請求項41記載のプラズマ処理装置である。[0056] Of the present invention, is that according to claim 43, the magnitude of the DC voltage varies with a positive correlation with respect to the temporal change of the pressure of the gas in the processing chamber, according to claim 41 Is a plasma processing apparatus.
【0057】この発明のうち、請求項44にかかるもの
は、前記直流電圧の大きさは、前記処理室における前記
ガスの圧力の時間的変化に対して負の相関を以て変化す
る、請求項41記載のプラズマ処理装置である。[0057] Of the present invention, is that according to claim 44, the magnitude of the DC voltage changes with a negative correlation with respect to the temporal change of the pressure of the gas in the processing chamber, according to claim 41 Is a plasma processing apparatus.
【0058】この発明のうち、請求項45にかかるもの
は、前記処理室における前記ガスの圧力の時間的変化に
対応し、前記試料に印加するRF電力の振幅の大きさを
時間的に変化させる、請求項1記載のプラズマ処理装置
である。According to a forty- fifth aspect of the present invention, the magnitude of the amplitude of the RF power applied to the sample is temporally changed corresponding to the temporal change of the gas pressure in the processing chamber. A plasma processing apparatus according to claim 1.
【0059】この発明のうち、請求項46にかかるもの
は、(f)前記プラズマ室と前記処理室とを連通させる
バイパスを更に備える請求項1記載のプラズマ処理装置
である。[0059] Of the present invention, is that according to claim 46, a plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising a bypass for communicating with the processing chamber and (f) the plasma chamber.
【0060】この発明のうち、請求項47にかかるもの
は、前記バイパスは、(f−1)前記バイパスのコンダ
クタンスを制御するコンダクタンスバルブを有する、請
求項46記載のプラズマ処理装置である。[0060] Of the present invention, is that according to claim 47, wherein the bypass has a conductance valve for controlling the conductance of the (f-1) the bypass, a plasma processing apparatus according to claim 46.
【0061】この発明のうち、請求項48にかかるもの
は、(f)前記処理室と独立に前記プラズマ室を排気す
る第2の真空排気手段を更に備える、請求項1記載のプ
ラズマ処理装置である。According to a 48th aspect of the present invention, the plasma processing apparatus according to the 1st aspect, further comprising (f) second vacuum exhaust means for exhausting the plasma chamber independently of the processing chamber. is there.
【0062】この発明のうち、請求項49にかかるもの
は、前記励起源は、前記プラズマを励起する励起エネル
ギーを供給する励起エネルギー供給手段と、前記励起エ
ネルギー供給手段を制御して前記励起エネルギーを時間
的に変化させる励起エネルギー制御手段とを有する、請
求項1記載のプラズマ処理装置である。According to a 49th aspect of the present invention, the excitation source comprises: an excitation energy supply unit for supplying excitation energy for exciting the plasma; and an excitation energy supply unit for controlling the excitation energy supply unit to supply the excitation energy. 2. The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising: an excitation energy control unit that changes with time.
【0063】この発明のうち、請求項50にかかるもの
は、前記励起エネルギーは、前記処理室における前記ガ
スの圧力が比較的高い時点においてONし、比較的低い
時点においてOFFして変化する、請求項49記載のプ
ラズマ処理装置である。According to a fifty aspect of the present invention, the excitation energy turns on when the pressure of the gas in the processing chamber is relatively high, and turns off when the pressure of the gas in the processing chamber is relatively low. 50. A plasma processing apparatus according to item 49 .
【0064】この発明のうち、請求項51にかかるもの
は、前記励起エネルギーは、前記処理室における前記ガ
スの圧力が比較的低い時点においてONし、比較的高い
時点においてOFFして変化する、請求項49記載のプ
ラズマ処理装置である。According to a fifty-first aspect of the present invention, the excitation energy turns on when the pressure of the gas in the processing chamber is relatively low and turns off when the pressure of the gas in the processing chamber is relatively high. 50. A plasma processing apparatus according to item 49 .
【0065】この発明のうち、請求項52にかかるもの
は、前記ガス供給手段は複数設けられる請求項1記載の
プラズマ処理装置である。[0065] Of the present invention, is that according to claim 52, wherein the gas supply means is a plasma processing apparatus according to claim 1 which is plurality.
【0066】この発明のうち、請求項53にかかるもの
は、複数の前記ガス供給手段のうち、少なくとも一つは
堆積性ガスを導入する、請求項52記載のプラズマ処理
装置である。The plasma processing apparatus according to claim 53 is the plasma processing apparatus according to claim 52 , wherein at least one of the plurality of gas supply means introduces a deposition gas.
【0067】この発明のうち、請求項54にかかるもの
は、複数の前記ガス供給手段のうち、少なくとも一つは
希ガスを導入する、請求項52記載のプラズマ処理装置
である。The plasma processing apparatus according to claim 54 is the plasma processing apparatus according to claim 52 , wherein at least one of the plurality of gas supply means introduces a rare gas.
【0068】この発明のうち、請求項55にかかるもの
は、(f)前記処理室に第2のガスをパルス的に供給す
る第2のガス供給手段を更に備える請求項1記載のプラ
ズマ処理装置である。The plasma processing apparatus according to claim 55 , further comprising: (f) second gas supply means for supplying a second gas to the processing chamber in a pulsed manner. It is.
【0069】この発明のうち、請求項56にかかるもの
は、前記第2のガス供給手段は、前記処理室における前
記ガスの圧力の時間的変化が極大値をとるタイミングの
近傍で、前記処理室に第2のガスを供給する、請求項5
5記載のプラズマ処理装置である。According to a 56th aspect of the present invention, the second gas supply means is configured to set the processing chamber near the timing at which the temporal change in the pressure of the gas in the processing chamber takes a maximum value. supplying a second gas to claim 5
6. The plasma processing apparatus according to 5 .
【0070】この発明のうち、請求項57にかかるもの
は、前記ガスは非反応性プラズマを生成するものであ
り、前記第2のガスは反応性プラズマを生成するもので
ある請求項55または請求項56記載のプラズマ処理装
置である。[0070] Of the present invention, is that according to claim 57, wherein the gas is intended to generate a non-reactive plasma, said second gas is to produce a reactive plasma claim 55, wherein 59. A plasma processing apparatus according to item 56 .
【0071】この発明のうち、請求項58にかかるもの
は、プラズマ室において生成されたプラズマを用い、処
理室に配置された試料をプラズマ処理するプラズマ処理
方法であって、(a)周期的に変動する圧力のガスを前
記プラズマ室に導入する工程と、(b)前記プラズマ室
から前記処理室へと選択的経路を以てプラズマを導入す
る工程と、を備える。According to a fifty- eighth aspect of the present invention, there is provided a plasma processing method for performing plasma processing on a sample placed in a processing chamber by using plasma generated in a plasma chamber. A step of introducing a gas having a varying pressure into the plasma chamber; and (b) a step of introducing plasma from the plasma chamber to the processing chamber via a selective path.
【0072】この発明のうち、請求項59にかかるもの
は、前記工程(b)において、前記プラズマ室の圧力が
前記処理室の圧力の1.9倍以上になる期間が存在す
る、請求項58記載のプラズマ処理方法である。[0072] Of the present invention, is that according to claim 59, wherein in the step (b), the period in which the pressure of the plasma chamber becomes equal to or higher than 1.9 times the pressure of the processing chamber is present, according to claim 58 It is a plasma processing method described.
【0073】この発明のうち、請求項60にかかるもの
は、前記プラズマは光によって励起される、請求項58
記載のプラズマ処理方法である。[0073] Of the present invention, is that according to claim 60, wherein the plasma is excited by light, according to claim 58
It is a plasma processing method described.
【0074】[0074]
【0075】この発明のうち、請求項61にかかるもの
は、前記処理室には磁場が形成される請求項58記載の
プラズマ処理方法である。[0075] The invention according to claim 61 is the plasma processing method according to claim 58 , wherein a magnetic field is formed in the processing chamber.
【0076】この発明のうち、請求項62にかかるもの
は、前記試料と前記処理室との間に直流電圧を印加する
請求項58記載のプラズマ処理方法である。[0076] Of the present invention, is that according to claim 62, a plasma processing method according to claim 58, wherein a DC voltage is applied between the processing chamber and the sample.
【0077】この発明のうち、請求項63にかかるもの
は、前記試料と前記処理室との間にRF電力を印加する
請求項58記載のプラズマ処理方法である。[0077] The invention according to claim 63 is the plasma processing method according to claim 58 , wherein RF power is applied between the sample and the processing chamber.
【0078】この発明のうち、請求項64にかかるもの
は、前記直流電圧の大きさは、前記処理室における前記
ガスの圧力の時間的変化に対して正の相関を以て変化す
る、請求項62記載のプラズマ処理方法である。[0078] Of the present invention, is that according to claim 64, the magnitude of the DC voltage varies with a positive correlation with respect to the temporal change of the pressure of the gas in the processing chamber, according to claim 62, wherein Is a plasma processing method.
【0079】この発明のうち、請求項65にかかるもの
は、前記直流電圧の大きさは、前記処理室における前記
ガスの圧力の時間的変化に対して負の相関を以て変化す
る、請求項62記載のプラズマ処理方法である。[0079] Of the present invention, which according to claim 65, the size of the DC voltage changes with a negative correlation with respect to the temporal change of the pressure of the gas in the processing chamber, according to claim 62, wherein Is a plasma processing method.
【0080】この発明のうち、請求項66にかかるもの
は、前記処理室における前記ガスの圧力の時間的変化に
対応し、前記試料に印加するRF電力の振幅の大きさを
時間的に変化させる、請求項58記載のプラズマ処理方
法である。[0080] Of the present invention, it is that according to claim 66, corresponding to time course of the pressure of the gas in the processing chamber, thereby temporally changing the magnitude of the amplitude of the RF power applied to the sample A plasma processing method according to claim 58 .
【0081】この発明のうち、請求項67にかかるもの
は、前記励起源から与えられる励起エネルギーが時間的
に変化する、請求項58記載のプラズマ処理方法であ
る。According to a 67th aspect of the present invention, there is provided the plasma processing method according to the 58th aspect , wherein the excitation energy given from the excitation source changes with time.
【0082】この発明のうち、請求項68にかかるもの
は、前記励起エネルギーは、前記処理室における前記ガ
スの圧力が比較的高い時点においてONし、比較的低い
時点においてOFFして変化する、請求項67記載のプ
ラズマ処理方法である。In the invention according to claim 68 , the excitation energy is turned on when the pressure of the gas in the processing chamber is relatively high, and is turned off when the pressure of the gas in the processing chamber is relatively low, and changes. 68. A plasma processing method according to item 67 .
【0083】この発明のうち、請求項69にかかるもの
は、前記励起エネルギーは、前記処理室における前記ガ
スの圧力が比較的低い時点においてONし、比較的高い
時点においてOFFして変化する、請求項67記載のプ
ラズマ処理方法である。In the invention according to claim 69 , the excitation energy turns on when the pressure of the gas in the processing chamber is relatively low, and turns off when the pressure of the gas in the processing chamber is relatively high. 68. A plasma processing method according to item 67 .
【0084】この発明のうち、請求項70にかかるもの
は、前記ガスは複数種前記プラズマ室に導入される、請
求項58記載のプラズマ処理方法である。According to a seventy aspect of the present invention, there is provided the plasma processing method according to the fifty- eighth aspect, wherein a plurality of the gases are introduced into the plasma chamber.
【0085】この発明のうち、請求項71にかかるもの
は、前記ガスの少なくとも一つは堆積性ガスである、請
求項70記載のプラズマ処理方法である。[0085] The invention according to claim 71 is the plasma processing method according to claim 70 , wherein at least one of the gases is a deposition gas.
【0086】この発明のうち、請求項72にかかるもの
は、前記ガスの少なくとも一つは希ガスである、請求項
70記載のプラズマ処理方法である。[0086] Of the present invention, is that according to claim 72, wherein at least one of the gas is a noble gas, claim
70. A plasma processing method according to 70 .
【0087】この発明のうち、請求項73にかかるもの
は、(c)前記処理室に第2のガスをパルス的に供給す
る工程を更に備える請求項58記載のプラズマ処理方法
である。[0087] Of the present invention, is that according to claim 73, which is (c) according to claim 58, wherein the plasma processing method further comprising a pulse to feeding step the second gas into the processing chamber.
【0088】この発明のうち、請求項74にかかるもの
は、前記処理室における前記ガスの圧力の時間的変化が
極大値をとるタイミングの近傍で、前記処理室に第2の
ガスが供給される、請求項58記載のプラズマ処理方法
である。According to a seventy- fourth aspect of the present invention, the second gas is supplied to the processing chamber near a timing at which a temporal change in the pressure of the gas in the processing chamber takes a maximum value. A plasma processing method according to claim 58 .
【0089】この発明のうち、請求項75にかかるもの
は、前記ガスは非反応性プラズマを生成するものであ
り、前記第2のガスは反応性プラズマを生成するもので
ある請求項73または請求項74記載のプラズマ処理方
法である。[0089] Of the present invention, it is that according to claim 75, wherein the gas is intended to generate a non-reactive plasma, said second gas claim 73 or claim is intended to produce a reactive plasma Item 74 is a plasma processing method according to Item 74 .
【0090】[0090]
【作用】この発明のうち請求項1にかかるプラズマ処理
装置においては、ガスがパルスガス供給手段によってパ
ルス的にプラズマ室に導入される。In the plasma processing apparatus according to the first aspect of the present invention, the gas is pulsed into the plasma chamber by the pulse gas supply means.
【0091】この発明のうち請求項2にかかるプラズマ
処理装置においては、パルスガス供給手段の真空シール
部が非接触であり、不純物の発生が抑制される。In the plasma processing apparatus according to claim 2 of the present invention, the vacuum seal portion of the pulse gas supply means is not in contact, and generation of impurities is suppressed.
【0092】この発明のうち請求項3にかかるプラズマ
処理装置においては、ストッパーによって錐体状ニード
ルがガス導入筒と僅かな隙間を空けて可動である。In the plasma processing apparatus according to claim 3 of the present invention, the conical needle is movable with a slight gap from the gas introducing cylinder by the stopper.
【0093】この発明のうち請求項4にかかるプラズマ
処理装置においては、電磁誘導手段でニードルが往復運
動を行う。In the plasma processing apparatus according to the fourth aspect of the present invention, the needle reciprocates by the electromagnetic induction means.
【0094】この発明のうち請求項5にかかるプラズマ
処理装置においては、磁気シールドが、ニードルの動作
を制御する電磁誘導手段への磁場の影響を防止する。In the plasma processing apparatus according to claim 5 of the present invention, the magnetic shield prevents the magnetic field from affecting the electromagnetic induction means for controlling the operation of the needle.
【0095】この発明のうち請求項6にかかるプラズマ
処理装置においては、第1の磁場と第2の磁場とが互い
に直交するので、第2の磁場が第1の磁場から受ける影
響を抑制できる。In the plasma processing apparatus according to claim 6 of the present invention, since the first magnetic field and the second magnetic field are orthogonal to each other, the influence of the second magnetic field on the first magnetic field can be suppressed.
【0096】この発明のうち請求項7にかかるプラズマ
処理装置においては、ガス供給手段に供給されたガスは
一旦貯気槽に入り、貯気槽に設けられた複数のガス導入
孔からプラズマ室に導入される。In the plasma processing apparatus according to claim 7 of the present invention, the gas supplied to the gas supply means temporarily enters the gas storage tank, and enters the plasma chamber from the plurality of gas introduction holes provided in the gas storage tank. be introduced.
【0097】この発明のうち請求項8にかかるプラズマ
処理装置においては、ガス供給手段の背圧を検知してガ
スの圧力が調整される。In the plasma processing apparatus according to claim 8 of the present invention, the pressure of the gas is adjusted by detecting the back pressure of the gas supply means.
【0098】この発明のうち請求項9にかかるプラズマ
処理装置においては、圧力検出器が背圧を検知する一方
で、圧力制御装置により圧力調節器を介してガスの圧力
が調節される。In the plasma processing apparatus according to the ninth aspect of the present invention, while the pressure detector detects the back pressure, the pressure of the gas is adjusted via the pressure adjuster by the pressure controller.
【0099】この発明のうち請求項10にかかるプラズ
マ処理装置においては、供給されたガスは、一旦貯気室
に貯えられてから、ガス供給手段を介してプラズマ室へ
供給される。In the plasma processing apparatus according to the tenth aspect of the present invention, the supplied gas is temporarily stored in the gas storage chamber and then supplied to the plasma chamber via the gas supply means.
【0100】この発明のうち請求項11にかかるプラズ
マ処理装置においては、貯気室の容量がパルス的に流れ
るガスの流量よりも充分大きい。In the plasma processing apparatus according to the eleventh aspect of the present invention, the capacity of the storage chamber is sufficiently larger than the flow rate of the gas flowing in a pulsed manner.
【0101】この発明のうち請求項12にかかるプラズ
マ処理装置においては、導入面が導波管の面性よりも小
さいので、その付近で高次モードが発生し、高電界が発
生する。In the plasma processing apparatus according to the twelfth aspect of the present invention, since the introduction surface is smaller than the planarity of the waveguide, a higher-order mode is generated in the vicinity thereof, and a high electric field is generated.
【0102】この発明のうち請求項13にかかるプラズ
マ処理装置においては、ベルジャーがマイクロ波を透過
させ、金属性の壁がマイクロ波共振構造を呈するので、
ベルジャーを介して伝達されたマイクロ波によって放電
がなされる。In the plasma processing apparatus according to the thirteenth aspect of the present invention, the bell jar transmits microwaves, and the metallic wall has a microwave resonance structure.
Discharge is caused by microwaves transmitted through the bell jar.
【0103】この発明のうち請求項14にかかるプラズ
マ処理装置においては、ガスが隔壁板とベルジャーとで
囲まれた空間に供給されるので、その空間において放電
が行われる。In the plasma processing apparatus according to claim 14 of the present invention, the gas is supplied to the space surrounded by the partition plate and the bell jar, so that discharge is performed in that space.
【0104】この発明のうち請求項15にかかるプラズ
マ処理装置においては、板状誘電体から導入されたマイ
クロ波がプラズマ室内に強い電界を生成する。In the plasma processing apparatus according to the present invention, the microwave introduced from the plate-like dielectric generates a strong electric field in the plasma chamber.
【0105】この発明のうち請求項16にかかるプラズ
マ処理装置においては、板状誘電体の厚み方向の電界成
分を有するマイクロ波によりプラズマが生成される。According to the plasma processing apparatus of the present invention, the plasma is generated by the microwave having the electric field component in the thickness direction of the plate-shaped dielectric.
【0106】この発明のうち請求項17にかかるプラズ
マ処理装置においては、板状誘電体の近傍でマイクロ波
電界と直交する磁場が、電子サイクロトロン共鳴を招来
する。In the plasma processing apparatus according to the seventeenth aspect of the present invention, a magnetic field orthogonal to the microwave electric field near the plate-shaped dielectric causes electron cyclotron resonance.
【0107】この発明のうち請求項18にかかるプラズ
マ処理装置においては、ガス輸送管を介してガスにマイ
クロ波が与えられる。In the plasma processing apparatus according to the eighteenth aspect of the present invention, microwaves are applied to the gas via the gas transport pipe.
【0108】この発明のうち請求項19にかかるプラズ
マ処理装置においては、プラズマ室内にECR共鳴条件
を満足する磁場強度領域が形成されるので、隔壁板に向
かう磁力線と、マイクロ波とのECR共鳴によりプラズ
マが生成され、プラズマの輸送は当該磁力線によって補
助される。In the plasma processing apparatus according to the nineteenth aspect of the present invention, since a magnetic field intensity region satisfying the ECR resonance condition is formed in the plasma chamber, the ECR resonance between the lines of magnetic force directed toward the partition plate and the microwaves. A plasma is generated, and the transport of the plasma is assisted by the magnetic field lines.
【0109】この発明のうち請求項20にかかるプラズ
マ処理装置においては、ECR共鳴条件を満足する磁場
強度領域が隔壁板の近くに形成されるので、プラズマの
輸送は効率よく行われる。In the plasma processing apparatus according to the twentieth aspect of the present invention, since the magnetic field intensity region satisfying the ECR resonance condition is formed near the partition plate, the plasma can be transported efficiently.
【0110】この発明のうち請求項21にかかるプラズ
マ処理装置においては、隔壁板とほぼ平行に形成される
ECR共鳴条件を満足する磁場強度領域においてプラズ
マが生成される。In the plasma processing apparatus according to the twenty-first aspect of the present invention, plasma is generated in a magnetic field intensity region formed substantially parallel to the partition plate and satisfying the ECR resonance condition.
【0111】この発明のうち請求項22にかかるプラズ
マ処理装置においては、プラズマが、時間的に変化する
ECR共鳴条件を満足する磁場強度領域の位置に対応し
て生成される。In the plasma processing apparatus according to claim 22 of the present invention, the plasma is generated corresponding to the position of the magnetic field intensity region satisfying the time-varying ECR resonance condition.
【0112】この発明のうち請求項23にかかるプラズ
マ処理装置においては、RF印加電極を覆う誘電体膜を
介してRF電力が印加され、ガスを放電する。[0112] In the plasma processing apparatus according to claim 23 of the present invention, RF power is applied through a dielectric film covering the RF application electrode to discharge the gas.
【0113】この発明のうち請求項24にかかるプラズ
マ処理装置においては、RFコイルを用いてRF電力が
供給されるので、RF印加電極は存在しない。In the plasma processing apparatus according to claim 24 of the present invention, since RF power is supplied using the RF coil, there is no RF applying electrode.
【0114】この発明のうち請求項25にかかるプラズ
マ処理装置においては、RFコイルは直流的には導電性
物質により静電的にシールドされてプラズマ中に直流電
界を発生しない。一方、RFコイルはインダクション結
合して側壁から放電を起こしてプラズマと結合する。[0114] In the plasma processing apparatus according to claim 25 of the present invention, the RF coil is electrostatically shielded by a conductive material in terms of direct current, so that no DC electric field is generated in the plasma. On the other hand, the RF coil is inductively coupled to generate a discharge from the side wall and combine with the plasma.
【0115】この発明のうち請求項26にかかるプラズ
マ処理装置においては、少なくとも1以上の窓から導入
される光によりプラズマが励起される。In the plasma processing apparatus according to claim 26 of the present invention, the plasma is excited by light introduced from at least one window.
【0116】この発明のうち請求項27にかかるプラズ
マ処理装置においては、プラズマ室の内壁が絶縁膜で覆
われているので、クリーンなプラズマが処理室に輸送さ
れる。In the plasma processing apparatus according to claim 27 of the present invention, since the inner wall of the plasma chamber is covered with the insulating film, clean plasma is transported to the processing chamber.
【0117】この発明のうち請求項28にかかるプラズ
マ処理装置においては、凸面鏡によってレーザ光が拡大
され、このレーザ光によってプラズマが励起される。In the plasma processing apparatus according to claim 28 of the present invention, the laser light is expanded by the convex mirror, and the plasma is excited by the laser light.
【0118】この発明のうち請求項29にかかるプラズ
マ処理装置においては、熱によりプラズマが励起され、
プラズマ室の内壁が絶縁膜で覆われているので、クリー
ンなプラズマが処理室に輸送される。 In the plasma processing apparatus according to claim 29 of the present invention, the plasma is excited by heat ,
Since the inner wall of the plasma chamber is covered with an insulating film,
Plasma is transported to the processing chamber.
【0119】[0119]
【0120】この発明のうち請求項30にかかるプラズ
マ処理装置においては、プラズマ室の内壁が石英等で覆
われているので、クリーンなプラズマが処理室に輸送さ
れる。[0120] In the plasma processing apparatus according to claim 30 of the present invention, since the inner wall of the plasma chamber is covered with quartz or the like, clean plasma is transported to the processing chamber.
【0121】この発明のうち請求項31にかかるプラズ
マ処理装置においては、径の等しい孔からプラズマが処
理室へ輸送される。In the plasma processing apparatus according to the thirty-first aspect of the present invention, plasma is transported from the holes having the same diameter to the processing chamber.
【0122】この発明のうち請求項32にかかるプラズ
マ処理装置においては、径の異なる孔からプラズマが処
理室へ輸送される。In the plasma processing apparatus according to claim 32 of the present invention, the plasma is transported from the holes having different diameters to the processing chamber.
【0123】この発明のうち請求項33にかかるプラズ
マ処理装置においては、隔壁板の中央程孔の径が小さい
ので、中央付近でプラズマ密度が高い場合に、均一なプ
ラズマを処理室に輸送する事ができる。In the plasma processing apparatus according to claim 33 of the present invention, since the diameter of the hole is smaller toward the center of the partition plate, uniform plasma can be transported to the processing chamber when the plasma density is high near the center. Can be.
【0124】この発明のうち請求項34にかかるプラズ
マ処理装置においては、孔が座ぐり状に設けられてい
る。In the plasma processing apparatus according to claim 34 of the present invention, the holes are provided in a spot facing shape.
【0125】この発明のうち請求項35にかかるプラズ
マ処理装置においては、隔壁板の少なくとも表面が石英
ガラスであるので、スパッタリングされてもプラズマに
重金属が含まれることが回避される。In the plasma processing apparatus according to claim 35 of the present invention, since at least the surface of the partition plate is made of quartz glass, the plasma is prevented from containing heavy metals even when sputtered.
【0126】この発明のうち請求項36にかかるプラズ
マ処理装置においては、隔壁板とプラズマ室との間に直
流電圧を印加するので、荷電粒子のエネルギーを制御
し、イオンとラジカルとの比を制御できる。In the plasma processing apparatus according to claim 36 of the present invention, since a DC voltage is applied between the partition plate and the plasma chamber, the energy of charged particles is controlled, and the ratio of ions to radicals is controlled. it can.
【0127】この発明のうち請求項37にかかるプラズ
マ処理装置においては、隔壁板とプラズマ室との間にR
F電圧を印加するので、荷電粒子のエネルギーを制御
し、イオンとラジカルとの比を制御できる。In the plasma processing apparatus according to claim 37 of the present invention, the distance between the partition wall plate and the plasma chamber is reduced.
Since the F voltage is applied, the energy of the charged particles can be controlled, and the ratio between ions and radicals can be controlled.
【0128】この発明のうち請求項38にかかるプラズ
マ処理装置においては、処理室に磁場が形成されるの
で、輸送されるプラズマの密度を高めることができる。In the plasma processing apparatus according to claim 38 of the present invention, since a magnetic field is formed in the processing chamber, the density of the plasma to be transported can be increased.
【0129】この発明のうち請求項39にかかるプラズ
マ処理装置においては、処理室用磁場コイルが処理室に
可変の磁場を与える。In the plasma processing apparatus according to claim 39 of the present invention, the processing chamber magnetic field coil applies a variable magnetic field to the processing chamber.
【0130】この発明のうち請求項40にかかるプラズ
マ処理装置においては、永久磁石が処理室に磁場を与え
る。[0130] In the plasma processing apparatus according to claim 40 of the present invention, the permanent magnet applies a magnetic field to the processing chamber.
【0131】この発明のうち請求項41にかかるプラズ
マ処理装置においては、試料と処理室との間に直流電圧
を印加して、試料に入射するプラズマ諸量を制御する事
ができる。In the plasma processing apparatus according to claim 41 of the present invention, it is possible to control the amount of plasma incident on the sample by applying a DC voltage between the sample and the processing chamber.
【0132】この発明のうち請求項42にかかるプラズ
マ処理装置においては、試料と処理室との間にRF電圧
を印加してプラズマの拡散を防止する。In the plasma processing apparatus according to claim 42 of the present invention, the RF voltage is applied between the sample and the processing chamber to prevent plasma diffusion.
【0133】この発明のうち請求項43にかかるプラズ
マ処理装置においては、直流電圧の大きさを、ガス圧の
高いときに大きくし、ラジカル/イオン比の大きいプラ
ズマを生成する。In the plasma processing apparatus according to claim 43 of the present invention, the magnitude of the DC voltage is increased when the gas pressure is high, and plasma having a large radical / ion ratio is generated.
【0134】この発明のうち請求項44にかかるプラズ
マ処理装置においては、直流電圧の大きさを、ガス圧の
低いときに大きくし、ラジカル/イオン比の小さいプラ
ズマを生成する。In the plasma processing apparatus according to claim 44 of the present invention, the magnitude of the DC voltage is increased when the gas pressure is low, and plasma having a small radical / ion ratio is generated.
【0135】この発明のうち請求項45にかかるプラズ
マ処理装置においては、RF電力の振幅をガス圧の変化
に依存させてラジカル/イオン比を制御する。In the plasma processing apparatus according to claim 45 of the present invention, the radical / ion ratio is controlled by making the amplitude of the RF power dependent on the change in gas pressure.
【0136】この発明のうち請求項46にかかるプラズ
マ処理装置においては、プラズマ室と処理室との間にバ
イパスを設けたので、両室の圧力領域を拡大することが
できる。In the plasma processing apparatus according to claim 46 of the present invention, since a bypass is provided between the plasma chamber and the processing chamber, the pressure region of both chambers can be expanded.
【0137】この発明のうち請求項47にかかるプラズ
マ処理装置においては、バイパスにコンダクタンスバル
ブを設けたので、バイパスにおけるコンダクタンスを調
整することができる。In the plasma processing apparatus according to claim 47 of the present invention, since the conductance valve is provided in the bypass, the conductance in the bypass can be adjusted.
【0138】この発明のうち請求項48にかかるプラズ
マ処理装置においては、処理室とプラズマ室とを別々に
排気して両室の圧力を自由に制御する事ができる。In the plasma processing apparatus according to claim 48 of the present invention, the processing chamber and the plasma chamber can be separately evacuated to freely control the pressure in both chambers.
【0139】この発明のうち請求項49にかかるプラズ
マ処理装置においては、プラズマを励起するエネルギー
を時間的に変化させるので、プラズマ諸量を広範囲に制
御することができる。In the plasma processing apparatus according to claim 49 of the present invention, since the energy for exciting the plasma is changed with time, it is possible to control various amounts of the plasma over a wide range.
【0140】この発明のうち請求項50にかかるプラズ
マ処理装置においては、ガス圧の高いときに励起エネル
ギーを高めてラジカル/イオン比の大きいプラズマを生
成する。In the plasma processing apparatus according to claim 50 of the present invention, when the gas pressure is high, the excitation energy is increased to generate plasma having a large radical / ion ratio.
【0141】この発明のうち請求項51にかかるプラズ
マ処理装置においては、ガス圧の低いときに励起エネル
ギーを高めてラジカル/イオン比の小さいプラズマを生
成する。In the plasma processing apparatus according to claim 51 of the present invention, when the gas pressure is low, the excitation energy is increased to generate plasma having a small radical / ion ratio.
【0142】この発明のうち請求項52にかかるプラズ
マ処理装置においては、ガス供給手段を複数設けること
により、プラズマ室に異なる種類のガスを異なる条件で
導入することができる。In the plasma processing apparatus according to claim 52 of the present invention, by providing a plurality of gas supply means, different types of gases can be introduced into the plasma chamber under different conditions.
【0143】この発明のうち請求項53にかかるプラズ
マ処理装置においては、ガス供給手段のうち少なくとも
一つが堆積性ガスを導入するので、試料の平行方向のエ
ッチングが抑制される。In the plasma processing apparatus according to claim 53 of the present invention, since at least one of the gas supply means introduces the deposition gas, the etching of the sample in the parallel direction is suppressed.
【0144】この発明のうち請求項54にかかるプラズ
マ処理装置においては、ガス供給手段のうち少なくとも
一つが希ガスを導入するので、プラズマの温度を低下さ
せることができる。In the plasma processing apparatus according to claim 54 of the present invention, since at least one of the gas supply means introduces a rare gas, the temperature of the plasma can be reduced.
【0145】この発明のうち請求項55にかかるプラズ
マ処理装置においては、第2のガス供給手段が第2のガ
スを処理室に供給するので、プラズマ諸量を広範囲に制
御する事ができる。In the plasma processing apparatus according to claim 55 of the present invention, since the second gas supply means supplies the second gas to the processing chamber, various plasma amounts can be controlled.
【0146】この発明のうち請求項56にかかるプラズ
マ処理装置においては、第2のガスを処理室のガス圧が
高いときに導入するので、効率よくプラズマを生成する
事ができる。In the plasma processing apparatus according to claim 56 of the present invention, since the second gas is introduced when the gas pressure in the processing chamber is high, it is possible to efficiently generate plasma.
【0147】この発明のうち請求項57にかかるプラズ
マ処理装置においては、プラズマ室に非反応性ガスを導
入し、処理室に反応性ガスを導入するので、処理室の壁
がエッチングされることがない。In the plasma processing apparatus according to claim 57 of the present invention, since the non-reactive gas is introduced into the plasma chamber and the reactive gas is introduced into the processing chamber, the walls of the processing chamber may be etched. Absent.
【0148】この発明のうち請求項58にかかるプラズ
マ処理方法においては、ガスがパルスガス供給手段によ
ってパルス的にプラズマ室に導入される。In the plasma processing method according to claim 58 of the present invention, the gas is pulsed into the plasma chamber by the pulse gas supply means.
【0149】この発明のうち請求項59にかかるプラズ
マ処理方法においては、プラズマ室の圧力を処理室の圧
力の1.9倍以上にしてプラズマを超音速流にする。In the plasma processing method according to claim 59 of the present invention, the pressure of the plasma chamber is set to 1.9 times or more of the pressure of the processing chamber to make the plasma a supersonic flow.
【0150】この発明のうち請求項60にかかるプラズ
マ処理方法においては、光によりプラズマが励起される
ので、スパッタリングに寄与する電界が発生しない。[0150] In the plasma processing method according to claim 60 of the present invention, plasma is Ru is excited by light
Than, contribute electric field to the sputtering does not occur.
【0151】[0151]
【0152】この発明のうち請求項61にかかるプラズ
マ処理方法においては、処理室に磁場が形成されてプラ
ズマの処理室への輸送を補助する。In the plasma processing method according to claim 61 of the present invention, a magnetic field is formed in the processing chamber to assist in transporting the plasma to the processing chamber.
【0153】この発明のうち請求項62にかかるプラズ
マ処理方法においては、試料と処理室との間に直流電圧
を印加して、試料に入射するプラズマ諸量を制御する。In the plasma processing method according to claim 62 of the present invention, a DC voltage is applied between the sample and the processing chamber to control various amounts of plasma incident on the sample.
【0154】この発明のうち請求項63にかかるプラズ
マ処理方法においては、試料と処理室との間にRF電圧
を印加して、試料に入射するプラズマ諸量を制御する。In the plasma processing method according to claim 63 of the present invention, an RF voltage is applied between the sample and the processing chamber to control various amounts of plasma incident on the sample.
【0155】この発明のうち請求項64にかかるプラズ
マ処理方法においては、直流電圧の大きさを、ガス圧の
高いときに大きくし、ラジカル/イオン比の大きいプラ
ズマを生成する。In the plasma processing method according to claim 64 of the present invention, the magnitude of the DC voltage is increased when the gas pressure is high, and plasma having a large radical / ion ratio is generated.
【0156】この発明のうち請求項65にかかるプラズ
マ処理方法においては、直流電圧の大きさを、ガス圧の
低いときに大きくし、ラジカル/イオン比の小さいプラ
ズマを生成する。In the plasma processing method according to claim 65 of the present invention, the magnitude of the DC voltage is increased when the gas pressure is low, and plasma having a small radical / ion ratio is generated.
【0157】この発明のうち請求項66にかかるプラズ
マ処理方法においては、RF電力の振幅をガス圧の変化
に依存させてラジカル/イオン比を制御する。In the plasma processing method according to claim 66 of the present invention, the radical / ion ratio is controlled by making the amplitude of the RF power dependent on the change in gas pressure.
【0158】この発明のうち請求項67にかかるプラズ
マ処理方法においては、プラズマを励起するエネルギー
を時間的に変化させるので、プラズマ諸量を広範囲に制
御する。In the plasma processing method according to claim 67 of the present invention, since the energy for exciting the plasma is changed with time, various amounts of the plasma are controlled.
【0159】この発明のうち請求項68にかかるプラズ
マ処理方法においては、ガス圧の高いときに励起エネル
ギーを高めてラジカル/イオン比の大きいプラズマを生
成する。In the plasma processing method according to claim 68 of the present invention, when the gas pressure is high, the excitation energy is increased to generate plasma having a large radical / ion ratio.
【0160】この発明のうち請求項69にかかるプラズ
マ処理方法においては、ガス圧の低いときに励起エネル
ギーを高めてラジカル/イオン比の小さいプラズマを生
成する。In the plasma processing method according to claim 69 of the present invention, when the gas pressure is low, the excitation energy is increased to generate plasma having a small radical / ion ratio.
【0161】この発明のうち請求項70にかかるプラズ
マ処理方法においては、複数種のガスをプラズマ室に導
入して広範囲にプラズマ諸量を広範囲に制御する。In the plasma processing method according to claim 70 of the present invention, a plurality of types of gases are introduced into the plasma chamber to control the amount of plasma in a wide range.
【0162】この発明のうち請求項71にかかるプラズ
マ処理方法においては、ガスのうち少なくとも一つが堆
積性ガスであるので、試料の平行方向のエッチングが抑
制される。In the plasma processing method according to claim 71 of the present invention, since at least one of the gases is a deposition gas, etching of the sample in the parallel direction is suppressed.
【0163】この発明のうち請求項72にかかるプラズ
マ処理方法においては、ガスのうち少なくとも一つが希
ガスであるので、プラズマの温度を低下させることがで
きる。In the plasma processing method according to claim 72 of the present invention, since at least one of the gases is a rare gas, the temperature of the plasma can be reduced.
【0164】この発明のうち請求項73にかかるプラズ
マ処理方法においては、第2のガスが第2のガスを処理
室に供給するので、プラズマ諸量を広範囲に制御する事
ができる。In the plasma processing method according to claim 73 of the present invention, since the second gas supplies the second gas to the processing chamber, it is possible to control various amounts of plasma in a wide range.
【0165】この発明のうち請求項74にかかるプラズ
マ処理方法においては、第2のガスを処理室のガス圧が
高いときに導入するので、効率よくプラズマを生成する
事ができる。In the plasma processing method according to claim 74 of the present invention, since the second gas is introduced when the gas pressure in the processing chamber is high, plasma can be generated efficiently.
【0166】この発明のうち請求項75にかかるプラズ
マ処理方法においては、プラズマ室に非反応性ガスを導
入し、処理室に反応性ガスを導入するので、処理室の壁
がエッチングされることがない。In the plasma processing method according to claim 75 of the present invention, since the non-reactive gas is introduced into the plasma chamber and the reactive gas is introduced into the processing chamber, the walls of the processing chamber may be etched. Absent.
【0167】[0167]
【実施例】本発明にかかる実施例は8種類に大別され
る。以下ではまず基本となる実施例について説明し、そ
の後8種類に分けて実施例を順次説明して行く。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments according to the present invention are roughly classified into eight types. Hereinafter, a basic embodiment will be described first, and then the embodiment will be sequentially described in eight types.
【0168】(0)基本的実施例: (0−1)第1実施例: ここではこの発明に係るプラズマ処理装置の第1実施例
を、電子サイクロントロン共鳴プラズマを用いた、ドラ
イエッチング装置について説明する。(0) Basic Embodiment: (0-1) First Embodiment Here, the first embodiment of the plasma processing apparatus according to the present invention is described with respect to a dry etching apparatus using electron cyclotron resonance plasma. explain.
【0169】図1はこの発明を適用したドライエッチン
グ装置の構成の概略を示す断面図である。処理室1には
試料7を載置したステージ6が設置されている。プラズ
マ室2は処理室1の上方に設置されており、導波管11
からマイクロ波導入窓12を介してマイクロ波が導入さ
れる。FIG. 1 is a sectional view schematically showing the configuration of a dry etching apparatus to which the present invention is applied. The processing chamber 1 has a stage 6 on which a sample 7 is placed. The plasma chamber 2 is installed above the processing chamber 1 and has a waveguide 11.
Microwaves are introduced from through the microwave introduction window 12.
【0170】プラズマ室2にはガス導入管10及びパル
スガスバルブ8を介してエッチングガスが供給される。
パルスガスバルブ8は駆動装置9により制御され、パル
ス的にエッチングガスをプラズマ室2に供給する。An etching gas is supplied to the plasma chamber 2 via a gas introduction pipe 10 and a pulse gas valve 8.
The pulse gas valve 8 is controlled by a driving device 9 and supplies an etching gas to the plasma chamber 2 in a pulsed manner.
【0171】隔壁板3はプラズマ室2と処理室1とを隔
てており、孔4を有している。また排気口5は図示しな
い排気系に接続されており、処理室1を真空排気する。
プラズマ室2近傍にはプラズマ室2に磁界を印加する磁
場コイル13が設けられている。The partition plate 3 separates the plasma chamber 2 from the processing chamber 1 and has a hole 4. The exhaust port 5 is connected to an exhaust system (not shown), and evacuates the processing chamber 1.
A magnetic field coil 13 for applying a magnetic field to the plasma chamber 2 is provided near the plasma chamber 2.
【0172】上記のように構成されたドライエッチング
装置においては、パルスガスバルブ8からプラズマ室2
に導入されたエッチングガスは、隔壁板3の孔4から処
理室1を経て、排気口5より排気される。In the dry etching apparatus configured as described above, the plasma chamber 2 is connected to the pulse gas valve 8.
Is passed through the processing chamber 1 from the hole 4 of the partition plate 3 and is exhausted from the exhaust port 5.
【0173】この時プラズマ室2に2.45GHzのマ
イクロ波を導入し、磁場コイル13によりプラズマ室2
内に875ガウスの磁界を形成すると、電子サイクロト
ロン共鳴プラズマが生成される。生成されたプラズマは
隔壁板3の孔4から処理室1に輸送され、試料をエッチ
ングする。At this time, a microwave of 2.45 GHz was introduced into the plasma chamber 2 and the magnetic field coil 13 was used.
When an 875 Gauss magnetic field is created within, an electron cyclotron resonance plasma is created. The generated plasma is transported from the hole 4 of the partition plate 3 to the processing chamber 1 and etches the sample.
【0174】パルスガスバルブ8は駆動部9からの信号
によりON、OFF動作する。パルスガスバルブ8がO
N状態で開いている間はエッチングガスが導入され、O
FF状態で閉じている間はエッチングガスの供給がスト
ップされる。The pulse gas valve 8 is turned on and off by a signal from the drive unit 9. Pulse gas valve 8 is O
During the opening in the N state, an etching gas is introduced and O
While closed in the FF state, the supply of the etching gas is stopped.
【0175】排気系の真空排気能力が一定であれば、パ
ルスガスバルブ8の動作に伴って、プラズマ室2と処理
室1の圧力は時間的に変化する。パルスガスバルブ8が
ON状態となってエッチングガスが導入されると、プラ
ズマ室2の圧力は一時的に上昇し、処理室1との圧力差
が大きくなる状態が実現される。If the evacuation capacity of the evacuation system is constant, the pressures of the plasma chamber 2 and the processing chamber 1 change with time as the pulse gas valve 8 operates. When the pulse gas valve 8 is turned on and the etching gas is introduced, the pressure in the plasma chamber 2 temporarily rises, and a state in which the pressure difference from the processing chamber 1 becomes large is realized.
【0176】従って大口径の試料に対応して大面積のプ
ラズマを処理室1に導くために隔壁板3の孔4を大きく
し、且つ広い範囲に多数設けた場合でも、従来の技術で
示した定常的なガス供給に比べると、プラズマ室2と処
理室1との圧力差を大きく保つことができる。Therefore, even in the case where the large number of holes 4 in the partition plate 3 and a large number of holes 4 are provided in a wide range in order to guide a large-area plasma to the processing chamber 1 corresponding to a large-diameter sample, the conventional technique was used. As compared with the steady gas supply, the pressure difference between the plasma chamber 2 and the processing chamber 1 can be kept large.
【0177】図2は、エッチングガスをパルス供給した
場合の圧力特性を示すグラフである。以下、図2を用い
て8インチサイズの試料をエッチング可能なドライエッ
チング装置について、具体的な数値により説明する。FIG. 2 is a graph showing pressure characteristics when an etching gas is supplied in pulses. Hereinafter, a dry etching apparatus capable of etching an 8-inch sample will be described with reference to FIG.
【0178】図2のグラフはパルス的に導入されたエッ
チングガスによる、プラズマ室2と処理室1の圧力変化
を、理想気体・等エントロピー・一次元流れの下で計算
した結果を示している。ここでは供給エッチングガスを
塩素ガス、供給ガス温度は常温、供給ガス圧力は1気
圧、パルスガスバルブ8のガス供給孔径は0.5mm、
プラズマ室2の体積は10リットル、処理室1の体積は
50リットル、実効真空排気速度は1000リットル/
秒、隔壁板3の孔4面積は約7.0cm2 、パルスガス
バルブの動作条件はON時間2msec、くり返し時間
500msecとしている。The graph of FIG. 2 shows the result of calculating the pressure change of the plasma chamber 2 and the processing chamber 1 by the pulsed etching gas under the ideal gas, isentropy, and one-dimensional flow. Here, the supply etching gas is chlorine gas, the supply gas temperature is normal temperature, the supply gas pressure is 1 atm, the gas supply hole diameter of the pulse gas valve 8 is 0.5 mm,
The volume of the plasma chamber 2 is 10 liters, the volume of the processing chamber 1 is 50 liters, and the effective evacuation speed is 1000 liters /
The area of the hole 4 of the partition plate 3 is about 7.0 cm @ 2, the operating conditions of the pulse gas valve are ON time 2 msec, and repetition time 500 msec.
【0179】図2に示されるように、プラズマ室2の圧
力は、電子サイクロトロン共鳴プラズマが安定して生成
できる1×10−3(Torr)以上の範囲に保たれて
いる。その一方で、処理室1の圧力は1×10−4(T
orr)程度の高真空に維持されており、プラズマ室2
と処理室1との圧力差は1桁程度得られている。As shown in FIG. 2, the pressure in the plasma chamber 2 is kept in a range of 1 × 10 −3 (Torr) or more at which electron cyclotron resonance plasma can be stably generated. On the other hand, the pressure in the processing chamber 1 is 1 × 10 −4 (T
(or) high vacuum and the plasma chamber 2
The pressure difference between the pressure and the processing chamber 1 is about one digit.
【0180】なお、計算に用いた隔壁板3の孔4の面積
7.0cm2 は、直径2mmの孔を約200個設けた総
面積に相当する。つまり2mmの孔を直径20cmの範
囲に適当な間隔で配置すれば、8インチサイズの試料
に、均一にプラズマを輸送することができる。しかも処
理室1の真空度を劣化させないので、試料面に垂直な方
向成分を有するプラズマによる、垂直なエッチングと、
マイクロローディング効果の少ない微細加工が可能とな
る。従って、従来例に記載されているような特徴を有し
つつ、大口径の試料を均一にエッチングできる。The area 7.0 cm 2 of the hole 4 of the partition plate 3 used in the calculation corresponds to the total area in which about 200 holes having a diameter of 2 mm are provided. In other words, if the holes of 2 mm are arranged at an appropriate interval in a range of 20 cm in diameter, the plasma can be uniformly transported to an 8-inch size sample. In addition, since the degree of vacuum in the processing chamber 1 is not deteriorated, vertical etching by plasma having a direction component perpendicular to the sample surface,
Fine processing with a small microloading effect becomes possible. Therefore, a large-diameter sample can be uniformly etched while having the features described in the conventional example.
【0181】上記の説明ではエッチング装置について説
明したが、プラズマCVD装置、プラズマスパッタ装置
等の成膜装置に適用しても同様の効果が得られる。例え
ば、CVDガスとしてシラン系のSiH4 を導入する
と、SiH4 が放電により分解されて試料上にシリコン
堆積膜を形成することができる。In the above description, the etching apparatus has been described. However, the same effects can be obtained by applying the present invention to a film forming apparatus such as a plasma CVD apparatus or a plasma sputtering apparatus. For example, when silane-based SiH4 is introduced as a CVD gas, SiH4 is decomposed by electric discharge and a silicon deposition film can be formed on a sample.
【0182】なお、パルスガスバルブ8としてには電磁
コイル型、圧電素子型のパルスガスバルブを用いること
ができる。As the pulse gas valve 8, an electromagnetic coil type or a piezoelectric element type pulse gas valve can be used.
【0183】(0−2)第2実施例: 本実施例は第1実施例の効果に更に加えて、プラズマ温
度を低下させて試料面に垂直なエッチングを行うことを
可能とするものである。(0-2) Second Embodiment: This embodiment is intended to perform the etching perpendicular to the sample surface by lowering the plasma temperature, in addition to the effects of the first embodiment. .
【0184】プラズマ室2に導入されるガスが2原子分
子の場合、プラズマ室2の圧力が処理室1の圧力の1.
9倍以上に設定されると、隔壁板3の孔4からプラズマ
室2に導入されるガスが超音速流となり、プラズマの温
度が断熱膨張により低下する。In the case where the gas introduced into the plasma chamber 2 is a diatomic molecule, the pressure in the plasma chamber 2 is 1.
When it is set to be 9 times or more, the gas introduced into the plasma chamber 2 from the hole 4 of the partition plate 3 becomes a supersonic flow, and the temperature of the plasma decreases due to adiabatic expansion.
【0185】このようにしてプラズマ温度を低下させる
ことができるので、エッチング処理を行う場合、試料面
に垂直なエッチングが可能となる。Since the plasma temperature can be reduced in this manner, when performing an etching process, etching perpendicular to the sample surface can be performed.
【0186】なお超音速流が形成される領域は、プラズ
マ室2の圧力と処理室1の圧力差が大きいほど広くな
る。よって、第1実施例に示したように処理室1へのガ
ス供給をパルス的に行うと、上記圧力差を大きくでき、
広い領域に超音速流が形成されるので、より大面積の試
料が処理可能になる。The region where the supersonic flow is formed becomes wider as the pressure difference between the plasma chamber 2 and the processing chamber 1 increases. Therefore, when the gas supply to the processing chamber 1 is performed in a pulsed manner as shown in the first embodiment, the pressure difference can be increased,
Since a supersonic flow is formed in a wide area, a sample having a larger area can be processed.
【0187】勿論第2実施例においても第1実施例と同
様に、プラズマCVD装置、プラズマスパッタ装置等の
成膜装置に適用しても同様の効果が得られる。Of course, in the second embodiment, similar to the first embodiment, the same effects can be obtained when applied to a film forming apparatus such as a plasma CVD apparatus and a plasma sputtering apparatus.
【0188】(1)ガス導入技術に関する実施例: (1−1)第3実施例: 図3は、既述の第1及び第2実施例におけるパルスガス
バルブ8として用いることができるバルブ8aの構造を
例示する概略断面図であり、一般にフューエルインジェ
クターと呼ばれている。バルブ8aは電磁コイル型パル
スバルブである。(1) Embodiment relating to gas introduction technology: (1-1) Third embodiment: FIG. 3 shows the structure of a valve 8a which can be used as the pulse gas valve 8 in the first and second embodiments described above. FIG. 1 is a schematic sectional view illustrating a fuel injector, and is generally called a fuel injector. The valve 8a is an electromagnetic coil type pulse valve.
【0189】ガス導入口106からガスを供給した状態
で電磁コイル104に電流を流すと(ON状態)、ニー
ドル102が実線矢印の方向に移動してニードル102
とボディー101の間が開き、ガスが流れて、ガス出口
105からガスが放出される。一方、電流を流さないと
(OFF状態)スプリング103の反発力によってニー
ドル102は破線矢印の方向に移動し、ボディー101
と接触して真空シールする。このためガスはガス出口1
05から放出されない。従って、電磁コイル104に流
す電流をパルス状にすることにより、ガス出口105か
らパルス状にガスを放出する事ができる。When a current is supplied to the electromagnetic coil 104 in a state where gas is supplied from the gas inlet 106 (ON state), the needle 102 moves in the direction of the solid line arrow and the needle 102 moves.
And the body 101 is opened, the gas flows, and the gas is discharged from the gas outlet 105. On the other hand, if no current is supplied (OFF state), the needle 102 moves in the direction of the dashed arrow due to the repulsive force of the spring 103, and the body 101
And vacuum sealed. Therefore, the gas is supplied to the gas outlet 1
Not released from 05. Therefore, by making the current flowing through the electromagnetic coil 104 into a pulse, the gas can be discharged from the gas outlet 105 in a pulse.
【0190】しかし、この場合真空シールはボディー1
01とニードル102の機械的な接触によりおこなわれ
るので、金属の微小な粉がガスと共に放出される。分子
線バルブと呼ばれているピエゾ素子を用いたパルスガス
バルブ(例えばレーザテクニクス社MODEL203B
が市販されている)では、Oリングにより真空シールさ
れるので金属粉の問題は回避されるものの、エッチング
ガスとして一般的に用いられる反応性の高い腐蝕ガスに
より腐蝕され、不純物がガスに混入する。これらの粉、
不純物はμmオーダ以下の微細加工を行う場合、異物と
して試料に付着するという問題点があった。However, in this case, the vacuum seal is
Since this is performed by mechanical contact between the needle 01 and the needle 102, fine metal powder is released together with the gas. A pulse gas valve using a piezo element called a molecular beam valve (for example, MODEL203B manufactured by Laser Technics)
Is commercially available), the problem of metal powder is avoided because it is vacuum-sealed by an O-ring, but impurities are mixed into the gas by a highly reactive etching gas generally used as an etching gas. . These powders,
Impurities have a problem that they adhere to the sample as foreign matter when they are subjected to microfabrication on the order of μm or less.
【0191】第3実施例では上記のような問題点を解消
するためのパルスガスバルブの改良について説明する。In the third embodiment, an improvement of the pulse gas valve for solving the above problem will be described.
【0192】図4は第3実施例にかかるパルスガスバル
ブ8bの構造を示す概略断面図である。パルスガスバル
ブ8bは、パルスガスバルブ8aのボディー101の内
側にストッパー107を設け、ニードル102をニード
ル112に置換した構成を採っている。FIG. 4 is a schematic sectional view showing the structure of a pulse gas valve 8b according to the third embodiment. The pulse gas valve 8b has a configuration in which a stopper 107 is provided inside the body 101 of the pulse gas valve 8a, and the needle 102 is replaced with a needle 112.
【0193】パルスガスバルブ8bの動作はパルスガス
バルブ8aのそれと同様であり、ガス導入口106から
ガスを供給した状態で、電磁コイル104にパルス状の
電流を流す。すると電流のON/OFFに対応して、電
磁力とスプリング103の反発力により、ニードル11
2はそれぞれ実線矢印及び破線矢印の方向に移動する。The operation of the pulse gas valve 8b is the same as that of the pulse gas valve 8a, and a pulse-like current is supplied to the electromagnetic coil 104 with the gas supplied from the gas inlet 106. Then, in response to the ON / OFF of the current, the needle 11 is moved by the electromagnetic force and the repulsive force of the spring 103.
2 moves in the directions of the solid arrow and the broken arrow, respectively.
【0194】但し、パルスガスバルブ8bにおいてはス
トッパー107がスプリング1033の反発力によるニ
ードル112の移動位置を調整するため、OFF状態に
おいてもニードル112はボディー101の内側には接
触しない。つまりニードル112とボディー101とは
ストッパー107によって調整される、機械的に接触し
ない程度の僅かな隙間が空いている。However, in the pulse gas valve 8b, since the stopper 107 adjusts the moving position of the needle 112 due to the repulsive force of the spring 1033, the needle 112 does not contact the inside of the body 101 even in the OFF state. That is, the needle 112 and the body 101 have a slight gap that is adjusted by the stopper 107 and is small enough to prevent mechanical contact.
【0195】この状態では完全なガスのシールはできな
いが、僅かな隙間に生じる大きなコンダクタンスにより
ガスの流れは微小となり、実質上ガス供給が停止でき
る。しかも真空シールが非接触で行われるので、ニード
ル112とボディー101との衝突による金属粉の発生
も回避される。In this state, the gas cannot be completely sealed, but the gas flow becomes very small due to the large conductance generated in the small gap, and the gas supply can be substantially stopped. In addition, since the vacuum sealing is performed in a non-contact manner, generation of metal powder due to collision between the needle 112 and the body 101 is also avoided.
【0196】電磁コイル104に流れる電流がON状態
の期間は、パルスガスバルブ8aと同様に、ニードル1
12とボディー101の間が開き、コンダクタンスが小
さくなり、ガス出口105からパルス的にガスが放出さ
れる。During the period when the current flowing through the electromagnetic coil 104 is in the ON state, the needle 1 is turned on similarly to the pulse gas valve 8a.
The gap between 12 and the body 101 is opened, the conductance is reduced, and gas is discharged from the gas outlet 105 in a pulsed manner.
【0197】なお、僅かな隙間部分でコンダクタンスを
大きくするために、隙間部分の面積は可能な限り大きく
設定する事が望ましい。そのため例えばニードル112
を錐体状に形成することが望ましい。In order to increase the conductance in a small gap, it is desirable to set the area of the gap as large as possible. Therefore, for example, the needle 112
Is desirably formed in a cone shape.
【0198】(1−2)第4実施例: パルスガスバルブ8として電磁コイル型のもの、例えば
第3実施例で説明したパルスガスバルブ8bを用いた場
合には、パルスガスバルブ8bの電磁コイル104の発
生する磁力線の他にも、磁場コイル13の発生する磁力
線がニードル112の動作に影響を与える場合もある。
これはパルス動作の不安定を招来してしまう。第4実施
例はかかる問題を回避する改良を呈示するものである。(1-2) Fourth Embodiment: When the pulse gas valve 8 is of an electromagnetic coil type, for example, when the pulse gas valve 8b described in the third embodiment is used, the generation of the electromagnetic coil 104 of the pulse gas valve 8b is generated. In addition to the generated magnetic field lines, the magnetic field lines generated by the magnetic field coil 13 may affect the operation of the needle 112 in some cases.
This leads to instability of the pulse operation. The fourth embodiment provides an improvement to avoid such a problem.
【0199】図5は図1に示したエッチング装置に第4
実施例を適用した場合の構成を示す概略断面図である。
電子サイクロトロン共鳴プラズマを生成するために、磁
場コイル13は875GAUSSの磁場121をプラズ
マ室2に印加する。第4実施例ではこの影響を避けるた
め、磁性体からなるパルスガスバルブ8を磁気シールド
122で覆っている。FIG. 5 shows the etching apparatus shown in FIG.
It is an outline sectional view showing the composition at the time of applying an example.
The magnetic field coil 13 applies a magnetic field 121 of 875 GAUSS to the plasma chamber 2 to generate an electron cyclotron resonance plasma. In the fourth embodiment, the pulse gas valve 8 made of a magnetic material is covered with a magnetic shield 122 in order to avoid this effect.
【0200】このため、磁場121の向きがパルスガス
バルブ8の有する電磁誘導手段(例えばパルスガスバル
ブ8bでいうと電磁コイル104)の発生する磁場の方
向と平行であっても、磁性体からなる磁気シールド12
2によって磁場121の影響を低減し、パルスガスバル
ブ8の動作を正常に保つことができる。Therefore, even if the direction of the magnetic field 121 is parallel to the direction of the magnetic field generated by the electromagnetic induction means (for example, the electromagnetic coil 104 in the case of the pulse gas valve 8b) of the pulse gas valve 8, the magnetic shield made of a magnetic material is used. 12
2, the influence of the magnetic field 121 can be reduced and the operation of the pulse gas valve 8 can be kept normal.
【0201】(1−3)第5実施例: 図6は図1に示したエッチング装置に第5実施例を適用
した場合の構成を示す概略断面図である。第5実施例に
よれば第4実施例と同様に、パルスガスバルブ8に対す
る磁場121の影響を低減することができる。(1-3) Fifth Embodiment: FIG. 6 is a schematic sectional view showing a configuration in a case where the fifth embodiment is applied to the etching apparatus shown in FIG. According to the fifth embodiment, similarly to the fourth embodiment, the influence of the magnetic field 121 on the pulse gas valve 8 can be reduced.
【0202】第5実施例においては、パルスガスバルブ
8の動作を制御する電磁誘導手段が発生する磁場の方向
と、磁場121の向きとが直交するように、パルスガス
バルブ8が配置される。従って磁場121の影響が小さ
くなりパルスガスバルブ8の動作を正常に保つことがで
きる。In the fifth embodiment, the pulse gas valve 8 is arranged such that the direction of the magnetic field generated by the electromagnetic induction means for controlling the operation of the pulse gas valve 8 is orthogonal to the direction of the magnetic field 121. Therefore, the influence of the magnetic field 121 is reduced, and the operation of the pulse gas valve 8 can be kept normal.
【0203】(1−4)第6実施例: 図1に示されたプラズマ処理装置において、プラズマ室
2で生成されるプラズマの均一性は、プラズマ室2に導
入されるエッチングガスの均一性に依存する。従って、
プラズマ室2内で発生するプラズマの分布を均一にし、
処理室1に均一な分布を有するプラズマを輸送して試料
の面内処理速度を均一にするためには、プラズマ室2に
導入されるエッチングガスの均一性を高めることが望ま
しい。第6実施例はこのエッチングガスの均一性を高め
る技術を呈示する。(1-4) Sixth Embodiment: In the plasma processing apparatus shown in FIG. 1, the uniformity of the plasma generated in the plasma chamber 2 depends on the uniformity of the etching gas introduced into the plasma chamber 2. Dependent. Therefore,
Making the distribution of plasma generated in the plasma chamber 2 uniform,
In order to transport the plasma having a uniform distribution to the processing chamber 1 and make the in-plane processing speed of the sample uniform, it is desirable to increase the uniformity of the etching gas introduced into the plasma chamber 2. The sixth embodiment presents a technique for improving the uniformity of the etching gas.
【0204】図7は図1に示したエッチング装置に第6
実施例を適用した場合の構成を示す概略断面図である。
貯気槽131はプラズマ室を囲み、パルスガスバルブ8
から与えられたガスをプラズマ室2に導入する。FIG. 7 shows the etching apparatus shown in FIG.
It is an outline sectional view showing the composition at the time of applying an example.
The storage tank 131 surrounds the plasma chamber, and the pulse gas valve 8
Is introduced into the plasma chamber 2.
【0205】図8は貯気槽131の構造を示す一部断面
斜視図である。貯気槽131はプラズマ室2と連通する
複数の孔135を有する。FIG. 8 is a partially sectional perspective view showing the structure of the air storage tank 131. The storage tank 131 has a plurality of holes 135 communicating with the plasma chamber 2.
【0206】ガス導入管10から導入されたエッチング
ガスは、パルスガスバルブ8からパルス的に貯気槽13
1に供給される。貯気槽131に導入されたガスは、貯
気槽131に設けられた複数の孔135から、パルス的
にプラズマ室に供給される。貯気槽131はプラズマ室
を囲むので、エッチングガスはプラズマ室の周囲から均
一に供給される。The etching gas introduced from the gas introduction pipe 10 is pulsed from the pulse gas valve 8 to the gas storage tank 13.
1 is supplied. The gas introduced into the gas storage tank 131 is supplied to the plasma chamber in a pulsed manner from a plurality of holes 135 provided in the gas storage tank 131. Since the gas storage tank 131 surrounds the plasma chamber, the etching gas is uniformly supplied from around the plasma chamber.
【0207】従って、プラズマ室2に導入されるエッチ
ングガスの均一性を高めることができ、試料の面内処理
速度を均一にすることができる。Accordingly, the uniformity of the etching gas introduced into the plasma chamber 2 can be improved, and the in-plane processing speed of the sample can be made uniform.
【0208】(1−5)第7実施例: 図1に示されたプラズマ処理装置において、パルスガス
バルブ8からプラズマ室2に導入されるガス量はパルス
ガスバルブ8の背圧、即ちガス導入管10内の圧力によ
って変化する。(1-5) Seventh Embodiment: In the plasma processing apparatus shown in FIG. 1, the amount of gas introduced from the pulse gas valve 8 into the plasma chamber 2 is the back pressure of the pulse gas valve 8, that is, the gas introduction pipe 10. Varies depending on the internal pressure.
【0209】例えば、パルスガスバルブ8の背圧が何等
かの理由により上昇すると、パルスガスバルブ8からプ
ラズマ室2に導入されるガス量が多くなり、その結果プ
ラズマ室2の圧力は所定の値より高くなる。また、パル
ス的にガスを供給するため、秒単位以下の短時間にガス
流量が大きく変動する。For example, if the back pressure of the pulse gas valve 8 rises for some reason, the amount of gas introduced from the pulse gas valve 8 into the plasma chamber 2 increases, and as a result, the pressure of the plasma chamber 2 becomes higher than a predetermined value. Become. In addition, since the gas is supplied in a pulsed manner, the gas flow rate fluctuates greatly in a short period of time on the order of seconds or less.
【0210】これらの様な場合においても背圧を一定
し、ガス供給量を安定させることにより、所定の設定条
件を維持することがプラズマ処理において望ましい。第
7実施例はパルスガスバルブ8の背圧を一定にして、安
定してガスをパルス状に供給する技術を呈示する。In such a case, it is desirable in plasma processing to maintain predetermined set conditions by keeping the back pressure constant and stabilizing the gas supply amount. The seventh embodiment presents a technique in which the back pressure of the pulse gas valve 8 is kept constant and the gas is supplied stably in a pulsed manner.
【0211】図9は図1に示したエッチング装置に第7
実施例を適用した場合の構成を示す概略断面図である。
ガス導入管141は、図示しないガスボンベ(例えば図
48の原料ガスボンベ513)からのガスをパルスガス
バルブ8に供給する。ガス導入管141の途中には圧力
検出器142と圧力調節器144が接続されている。圧
力制御装置143は圧力検出器142の信号に基づいて
圧力調節器144を作動させる。FIG. 9 shows the etching apparatus shown in FIG.
It is an outline sectional view showing the composition at the time of applying an example.
The gas introduction pipe 141 supplies a gas from a gas cylinder (not shown) (for example, a source gas cylinder 513 in FIG. 48) to the pulse gas valve 8. A pressure detector 142 and a pressure regulator 144 are connected in the middle of the gas introduction pipe 141. The pressure controller 143 operates the pressure regulator 144 based on the signal of the pressure detector 142.
【0212】ガス導入管141から導入されたガスは、
パルスガスバルブ8に供給され、パルス的にプラズマ室
2に導入される。この場合、ガス導入管141内の圧力
は、圧力検出器142により逐次検出され、圧力制御装
置143にフィードバックされる。圧力制御装置143
は、ガス導入管141内の圧力が所定の値を保つように
圧力調節器144を制御する。The gas introduced from the gas introduction pipe 141 is
It is supplied to the pulse gas valve 8 and is introduced into the plasma chamber 2 in a pulsed manner. In this case, the pressure in the gas introduction pipe 141 is sequentially detected by the pressure detector 142 and fed back to the pressure control device 143. Pressure control device 143
Controls the pressure regulator 144 so that the pressure in the gas introduction pipe 141 maintains a predetermined value.
【0213】従って、パルスガスバルブ8の背圧が変動
しても、プラズマ室2に導入されるエッチングガスの流
量を所定の条件に維持することができ、プラズマ室2の
圧力を所定の条件に維持する事ができる。Accordingly, even if the back pressure of the pulse gas valve 8 fluctuates, the flow rate of the etching gas introduced into the plasma chamber 2 can be maintained at a predetermined condition, and the pressure of the plasma chamber 2 is maintained at a predetermined condition. You can do it.
【0214】(1−6)第8実施例: 図10は図1に示したエッチング装置に第8実施例を適
用した場合の構成を示す概略断面図である。第8実施例
によれば第7実施例と同様に、プラズマ室2に導入され
るエッチングガスの流量を所定の条件に維持することが
できる。(1-6) Eighth Embodiment FIG. 10 is a schematic sectional view showing a configuration in a case where the eighth embodiment is applied to the etching apparatus shown in FIG. According to the eighth embodiment, similarly to the seventh embodiment, the flow rate of the etching gas introduced into the plasma chamber 2 can be maintained at a predetermined condition.
【0215】第8実施例においては、図示しないガスボ
ンベ(例えば図48の原料ガスボンベ513)からガス
を供給するガス導入管151と、パルスガスバルブ8と
の間に貯気室152が設けられる。In the eighth embodiment, an air storage chamber 152 is provided between a gas introduction pipe 151 for supplying a gas from a gas cylinder (not shown, for example, a source gas cylinder 513 in FIG. 48) and the pulse gas valve 8.
【0216】ガス導入管151から導入されたガスは、
一旦貯気室152に貯えられてからパルスガスバルブ8
に供給され、パルス的にプラズマ室2へ導入される。貯
気室152の容積をガス流量に比べて大きく設定するこ
とにより、流量変化によるパルスガスバルブ8の背圧変
化は僅かな量に抑制される。The gas introduced from the gas introduction pipe 151 is
Once stored in the air storage chamber 152, the pulse gas valve 8
And introduced into the plasma chamber 2 in a pulsed manner. By setting the volume of the air storage chamber 152 to be larger than the gas flow rate, the change in the back pressure of the pulse gas valve 8 due to the flow rate change is suppressed to a small amount.
【0217】例えば貯気室152の容積は、使用ガス流
量の100倍程度に設定される。例えばパルスガスバル
ブ8からは数10から100(cc)程度のガスがパル
ス的に流れるので、貯気室152の容積は数リッター程
度の大きさに設定される。For example, the volume of the gas storage chamber 152 is set to about 100 times the flow rate of the used gas. For example, since several tens to 100 (cc) of gas flows from the pulse gas valve 8 in a pulsed manner, the volume of the air storage chamber 152 is set to about several liters.
【0218】従って、パルスガスバルブ8の背圧が変動
しても、プラズマ室2に導入されるエッチングガスの流
量を所定の条件に維持することができ、プラズマ室2の
圧力を所定の条件に維持する事ができる。Accordingly, even if the back pressure of the pulse gas valve 8 fluctuates, the flow rate of the etching gas introduced into the plasma chamber 2 can be maintained at a predetermined condition, and the pressure of the plasma chamber 2 is maintained at a predetermined condition. You can do it.
【0219】(2)プラズマ励起技術に関する実施例: (2−1)第9実施例: 第1実施例においては、プラズマの発生方法としてEC
R放電を用いた場合について説明した。但しプロセス条
件によっては、例えばプラズマ室2の圧力が0.1から
0.01Torrの領域では、高価で重い磁場コイル1
3によるECR放電を用いなくとも、マイクロ波放電の
みでプラズマの生成が可能となる。(2) Embodiment relating to plasma excitation technique: (2-1) Ninth Embodiment: In the first embodiment, the plasma generation method is EC.
The case where the R discharge is used has been described. However, depending on the process conditions, for example, when the pressure of the plasma chamber 2 is in the range of 0.1 to 0.01 Torr, the expensive and heavy magnetic field coil 1 is used.
3, the plasma can be generated only by the microwave discharge without using the ECR discharge.
【0220】しかし、図2に示すようにプラズマ室2の
圧力が変動している場合には、マイクロ波放電のみで安
定してプラズマを生成することができない。このような
場合にはマイクロ波放電でプラズマの生成を行い、安定
して放電できるようにすることが望ましい。However, when the pressure in the plasma chamber 2 fluctuates as shown in FIG. 2, it is impossible to generate plasma stably only by microwave discharge. In such a case, it is desirable to generate plasma by microwave discharge so that the discharge can be performed stably.
【0221】図11は図1に示したエッチング装置に第
9実施例を適用した場合の構成を示す概略断面図であ
る。磁場コイル13は設けられない代わりに、導波管1
1とマイクロ波導入窓12との間にアイリス211が設
けられている。マイクロ波の周波数は例えば2.45G
Hzに設定される。FIG. 11 is a schematic sectional view showing a configuration in the case where the ninth embodiment is applied to the etching apparatus shown in FIG. Instead of the magnetic field coil 13 being provided, the waveguide 1
An iris 211 is provided between 1 and the microwave introduction window 12. The frequency of the microwave is, for example, 2.45 G
Hz.
【0222】マイクロ波を導入する場合、導波管11と
マイクロ波導入窓12の間にアイリス211が挿入され
ているので、マイクロ波がアイリス211により擾乱を
受け、導波管11中の基本モード以外の高次モードが発
生する。高次モードによりアイリス211の近くでは高
電界が発生する。アイリス211がマイクロ波導入窓1
2の近くにあるので、この高電界がプラズマ室2に漏れ
出て、容易に放電が起こる。その一方、アイリス211
はインピーダンス素子としての役目をも兼ね備える。When microwaves are introduced, since the iris 211 is inserted between the waveguide 11 and the microwave introduction window 12, the microwave is disturbed by the iris 211 and the fundamental mode in the waveguide 11 is changed. Other higher modes occur. A high electric field is generated near the iris 211 by the higher mode. Iris 211 is microwave introduction window 1
2, the high electric field leaks into the plasma chamber 2 and discharge easily occurs. Meanwhile, Iris 211
Has also a role as an impedance element.
【0223】従って、パルスガスバルブ8でプラズマ室
2の圧力を0.1から0.01Torrに変化するよう
に設定した場合でも、インピーダンス整合が容易にな
り、マイクロ波放電が安定となる。Therefore, even when the pressure of the plasma chamber 2 is set to change from 0.1 to 0.01 Torr by the pulse gas valve 8, impedance matching becomes easy and microwave discharge becomes stable.
【0224】図12は、上記のアイリス211の一例で
あるアイリス211aの構造を示す平面図である。アイ
リス211aの高さ212や幅213の一方または両方
を、通常の矩形導波管の寸法よりも狭くする。図12で
は、高さ212が狭くしたものが示されている。FIG. 12 is a plan view showing the structure of an iris 211a which is an example of the iris 211 described above. One or both of the height 212 and the width 213 of the iris 211a are made smaller than the dimensions of a normal rectangular waveguide. In FIG. 12, the height 212 is reduced.
【0225】図13は、上記のアイリス211の一例で
あるアイリス211bの構造を示す平面図である。通常
の円形導波管の一部を円弧で塞いだ形状を示している。FIG. 13 is a plan view showing the structure of an iris 211b which is an example of the iris 211 described above. This figure shows a shape in which a part of a normal circular waveguide is closed by an arc.
【0226】(2−2)第10実施例: 第9実施例においてプラズマ室2を金属によって構成し
た場合には、プラズマ室2内に形成されるマイクロ波電
磁界分布は、プラズマ室2の形状と密接な関係にある。
このため、放電を開始できる電界強度や、プラズマ室2
内に均一な電界分布を得て安定してマイクロ波放電を行
うためには、プラズマ室の容積や、形状に制約が生じる
場合もある。(2-2) Tenth Embodiment: When the plasma chamber 2 is made of metal in the ninth embodiment, the distribution of the microwave electromagnetic field formed in the plasma chamber 2 depends on the shape of the plasma chamber 2. Is closely related to
Therefore, the electric field strength at which discharge can be started,
In order to obtain a uniform electric field distribution inside and stably perform microwave discharge, there are cases where the volume and shape of the plasma chamber are restricted.
【0227】第10実施例は、プラズマを生成する領域
の容積や、形状の自由度が高く、安定してマイクロ波放
電できる技術を呈示する。The tenth embodiment presents a technique which has a high degree of freedom in the volume and shape of a region for generating plasma and is capable of performing stable microwave discharge.
【0228】図14は図1に示したエッチング装置に第
10実施例を適用した場合の構成を示す概略断面図であ
る。図1に示されたエッチング装置との差異は、隔壁板
3を隔壁板223に置換していることと、パルスガスバ
ルブ8を隔壁板223に接続したことと、ベルジャー2
21が金属性のプラズマ室2内に設置されていることで
ある。FIG. 14 is a schematic sectional view showing a configuration in the case where the tenth embodiment is applied to the etching apparatus shown in FIG. The difference from the etching apparatus shown in FIG. 1 is that the partition plate 3 is replaced with the partition plate 223, the pulse gas valve 8 is connected to the partition plate 223, and the bell jar 2
21 is installed in the metallic plasma chamber 2.
【0229】隔壁板223は隔壁板3と同様に複数の孔
4を有するのみならず、パルスガスバルブ8に接続され
たガス導入路224を有している。そしてエッチングガ
スはガス導入管10、パルスガスバルブ8、ガス導入路
224をこの順に介してベルジャー221内に供給され
る。The partition plate 223 not only has a plurality of holes 4 like the partition plate 3 but also has a gas introduction passage 224 connected to the pulse gas valve 8. The etching gas is supplied into the bell jar 221 through the gas introduction pipe 10, the pulse gas valve 8, and the gas introduction path 224 in this order.
【0230】ベルジャー221はマイクロ波を透過し、
且つ、金属汚染のない石英、窒化シリコン、酸化アルミ
ニウムなどのSi,Al,O,N,のいずれか、もしく
は複数の元素を99%以上含む化合物で成形される。例
えば石英ガラスを用いて形成する事ができる。The bell jar 221 transmits microwaves,
Further, it is formed of any of Si, Al, O, N, such as quartz, silicon nitride, and aluminum oxide, which are free from metal contamination, or a compound containing 99% or more of a plurality of elements. For example, it can be formed using quartz glass.
【0231】マイクロ波は導波管11からプラズマ室2
に導入され、ベルジャー221はマイクロ波を透過する
ので、隔壁板223とベルジャー221とで形成される
空間222にプラズマが生成される。The microwave is transmitted from the waveguide 11 to the plasma chamber 2.
And the bell jar 221 transmits microwaves, so that plasma is generated in a space 222 formed by the partition plate 223 and the bell jar 221.
【0232】空間222において、放電を開始できる電
界強度や均一な電界分布を得るためには、プラズマ室2
の形状はマイクロ波が共振する空洞共振器構造に設定さ
れる。例えばプラズマ室2が円筒の場合には、基本波の
TE11モードが励振され、励振波長の山、すなわちマ
イクロ波電界強度の高い部分が少なくとも一つ以上空間
222内に形成される大きさが選ばれる。In the space 222, in order to obtain an electric field intensity at which discharge can be started and a uniform electric field distribution, the plasma chamber 2
Is set to a cavity structure in which microwaves resonate. For example, when the plasma chamber 2 is a cylinder, the TE11 mode of the fundamental wave is excited, and the size of the peak of the excitation wavelength, that is, the size in which at least one portion having high microwave electric field strength is formed in the space 222 is selected. .
【0233】一方、ここでベルジャー221の容積形状
は、装置構成と圧力特性から任意に設定することができ
る。そして導波管11からプラズマ室2内導入されたマ
イクロ波は空間222において強いマイクロ波電界を生
成し、ガスを容易に放電させる。その結果、エッチング
ガスのパルス的導入によりプラズマ室の圧力が変換する
場合でも、空間222に安定したプラズマが生成でき
る。On the other hand, the volume shape of the bell jar 221 can be arbitrarily set based on the device configuration and pressure characteristics. The microwave introduced into the plasma chamber 2 from the waveguide 11 generates a strong microwave electric field in the space 222 and easily discharges the gas. As a result, stable plasma can be generated in the space 222 even when the pressure of the plasma chamber is converted by the pulsed introduction of the etching gas.
【0234】このように第10実施例ではプラズマ室2
においてマイクロ波を共振させる一方で、ガスを保持す
る空間222を別途設けるので、プラズマを生成する領
域の容積や、形状の自由度が高く設計できる。As described above, in the tenth embodiment, the plasma chamber 2
Since the microwave is resonated in the above, the space 222 for holding the gas is separately provided, so that the volume of the region for generating the plasma and the degree of freedom of the shape can be increased.
【0235】(2−3)第11実施例: 第11実施例は、第9実施例と同様に、プラズマ室2の
圧力が変動している場合にもマイクロ波放電のみで安定
してプラズマを生成することができる技術を呈示する。(2-3) Eleventh Embodiment: In the eleventh embodiment, similarly to the ninth embodiment, even when the pressure of the plasma chamber 2 fluctuates, the plasma is stably generated only by the microwave discharge. Presenting techniques that can be generated.
【0236】図15は図1に示したエッチング装置に第
11実施例を適用した場合の構成を示す概略断面図であ
る。図1に示されたエッチング装置との差異は、第5実
施例において図6を用いて示されたようにパルスガスバ
ルブ8がプラズマ室2の形成されている点と、磁場コイ
ル13が省かれている点と、導波管11及びマイクロ波
導入窓12の代わりにマイクロ波導入手段230が設け
られている点である。FIG. 15 is a schematic sectional view showing a structure in the case where the eleventh embodiment is applied to the etching apparatus shown in FIG. The difference from the etching apparatus shown in FIG. 1 is that the pulse gas valve 8 has the plasma chamber 2 as shown in FIG. 6 in the fifth embodiment, and the magnetic field coil 13 is omitted. And a microwave introducing means 230 is provided instead of the waveguide 11 and the microwave introducing window 12.
【0237】マイクロ波導入手段230は矩形導波管2
31と、矩形導波管231のE面をテーパにしたテーパ
導波管232と、テーパ導波管232に接続された薄型
導波管233と、薄型導波管233のマイクロ波透過側
に設置された終端板234と、マイクロ波導入窓235
とを有している。The microwave introducing means 230 is a rectangular waveguide 2
31, a tapered waveguide 232 in which the E surface of the rectangular waveguide 231 is tapered, a thin waveguide 233 connected to the tapered waveguide 232, and a thin waveguide 233 installed on the microwave transmitting side. End plate 234 and microwave introduction window 235
And
【0238】終端板234は移動可能になっている。ま
た薄型導波管233の片面には結合孔が形成されてお
り、これに露呈してマイクロ波導入窓235は設けられ
ている。マイクロ波導入窓235はプラズマ室2と真空
シールされている。マイクロ波導入窓235は板状誘電
体から形成されており、例えば石英ガラス板を用いて形
成することができる。The terminal plate 234 is movable. A coupling hole is formed on one surface of the thin waveguide 233, and a microwave introduction window 235 is provided to be exposed to the coupling hole. The microwave introduction window 235 is vacuum-sealed with the plasma chamber 2. The microwave introduction window 235 is formed of a plate-shaped dielectric, and can be formed using, for example, a quartz glass plate.
【0239】マイクロ波のプラズマ室2への導波は次の
ようにして行われる。矩形導波管231から2.45G
Hzのマイクロ波を導入すると、マイクロ波はテーパ導
波管232で電界E(その方向は図中矢印で示される)
が徐々に強められ、マイクロ波導入窓235の端部から
マイクロ波導入窓235内に結合される。そしてマイク
ロ波導入窓235内を伝送する間に、マイクロ波はプラ
ズマ室2内に徐々に結合され、プラズマ室2内に強いマ
イクロ波電界を形成する。The microwave is guided to the plasma chamber 2 as follows. 2.45G from rectangular waveguide 231
When microwaves of Hz are introduced, the microwaves are applied to the electric field E by the tapered waveguide 232 (the direction is indicated by an arrow in the figure).
Is gradually strengthened, and is coupled into the microwave introduction window 235 from the end of the microwave introduction window 235. Then, during transmission through the microwave introduction window 235, the microwave is gradually coupled into the plasma chamber 2 and forms a strong microwave electric field in the plasma chamber 2.
【0240】その結果、容易に放電が起こりやすくな
り、パルスガスバルブ8でプラズマ室の圧力を0.1か
ら0.01Torrに変化するように設定した場合で
も、マイクロ波放電だけで安定したプラズマの生成が可
能となる。As a result, discharge easily occurs. Even when the pressure of the plasma chamber is set to change from 0.1 to 0.01 Torr by the pulse gas valve 8, stable plasma is generated only by microwave discharge. Becomes possible.
【0241】なお、マイクロ波の電界方向をマイクロ波
導入窓235の厚さ方向にする事により、マイクロ波は
マイクロ波導入窓235の端面から効率よく伝搬して行
く。 (2−4)第12実施例: 第11実施例で示したマイクロ波の導波に関しても、電
子サイクロトロン共鳴放電が行える。By setting the direction of the electric field of the microwave to the thickness direction of the microwave introduction window 235, the microwave propagates efficiently from the end face of the microwave introduction window 235. (2-4) Twelfth Embodiment: Electron cyclotron resonance discharge can be performed for the microwave waveguide shown in the eleventh embodiment.
【0242】図16は図15に示したエッチング装置に
第12実施例を適用した場合の構成を示す概略断面図で
ある。図15に示されたエッチング装置との差異は、薄
型導波管233において、プラズマ発生室2と反対側の
面に磁場発生手段236を設置したことである。磁場発
生手段236は例えば3個の棒磁石を用いることができ
る。磁石236の発生する磁場237が、マイクロ波導
入窓235の厚み方向の電界成分を有するマイクロ波の
電界方向と直交する成分を有するように、磁場発生手段
236が設置される。FIG. 16 is a schematic sectional view showing a configuration in the case where the twelfth embodiment is applied to the etching apparatus shown in FIG. The difference from the etching apparatus shown in FIG. 15 is that the magnetic field generating means 236 is provided on the surface of the thin waveguide 233 opposite to the plasma generation chamber 2. As the magnetic field generating means 236, for example, three bar magnets can be used. The magnetic field generating means 236 is installed so that the magnetic field 237 generated by the magnet 236 has a component orthogonal to the electric field direction of the microwave having the electric field component in the thickness direction of the microwave introduction window 235.
【0243】小型の棒磁石236により簡単な構成で電
子サイクロトロン共鳴放電が行えるので、容易に放電が
起こりやすくなり、安定したプラズマの生成が可能とな
る。Since the electron cyclotron resonance discharge can be performed with a simple configuration using the small bar magnet 236, the discharge is easily generated, and stable plasma can be generated.
【0244】(2−5)第13実施例: 第13実施例は、第9実施例と同様に、プラズマ室2の
圧力が変動している場合にもマイクロ波放電のみで安定
してプラズマを生成することができる技術を呈示する。(2-5) Thirteenth Embodiment: In the thirteenth embodiment, similarly to the ninth embodiment, even when the pressure of the plasma chamber 2 fluctuates, the plasma is stably generated only by the microwave discharge. Presenting techniques that can be generated.
【0245】図17は図1に示したエッチング装置に第
11実施例を適用した場合の構成を示す概略断面図であ
る。図1に示されたエッチング装置との差異は、磁場コ
イル13を省いたことと、導波管11及びマイクロ波導
入窓12の代わりにマイクロ波導入手段240が設けら
れている点である。マイクロ波導入手段240はパルス
ガスバルブ8とプラズマ室2との間に介挿されている。FIG. 17 is a schematic sectional view showing a configuration in the case where the eleventh embodiment is applied to the etching apparatus shown in FIG. The difference from the etching apparatus shown in FIG. 1 is that the magnetic field coil 13 is omitted, and that the microwave introduction means 240 is provided instead of the waveguide 11 and the microwave introduction window 12. The microwave introducing means 240 is interposed between the pulse gas valve 8 and the plasma chamber 2.
【0246】マイクロ波導入手段240は輸送管241
を備えており、その一端はパルスガスバルブ8に接続さ
れており、また他端はプラズマ室2にOリング242で
真空シールされている。このためエッチングガスはガス
導入管10、パルスガスバルブ8、輸送管241をこの
順に介してプラズマ室2に供給される。輸送管241は
マイクロ波透過性の材料から形成されており、例えば石
英ガラスを用いて形成する事ができる。[0246] The microwave introduction means 240 is
And one end thereof is connected to the pulse gas valve 8, and the other end is vacuum-sealed to the plasma chamber 2 by an O-ring 242. Therefore, the etching gas is supplied to the plasma chamber 2 through the gas introduction pipe 10, the pulse gas valve 8, and the transport pipe 241 in this order. The transport tube 241 is formed of a microwave-permeable material, and can be formed using, for example, quartz glass.
【0247】マイクロ波導入手段240は矩形導波管2
43を更に備えており、輸送管241は矩形導波管24
3の一部を貫通してプラズマ室2に接続されている。そ
して輸送管241の周囲には、矩形導波管243からの
マイクロ波の漏れを防止するために、金属性の保護管2
44が設けられている。The microwave introducing means 240 is a rectangular waveguide 2
43, and the transport tube 241 is a rectangular waveguide 24.
3 and is connected to the plasma chamber 2. In order to prevent the microwave from leaking from the rectangular waveguide 243, a metallic protective tube 2 is provided around the transport tube 241.
44 are provided.
【0248】矩形導波管243のマイクロ波透過側には
終端板245が設置され、移動可能になっている。A terminal plate 245 is provided on the microwave transmitting side of the rectangular waveguide 243 and is movable.
【0249】マイクロ波のプラズマ室2への導波は次の
ようにして行われる。矩形導波管243から導入された
マイクロ波(例えばその周波数は2.45GHzに選択
される)は、輸送管241内のエッチングガスを放電す
る。この時、終端板245を移動させて、矩形導波管2
43内にできるマイクロ波の定在波の山が、輸送管24
1の位置になるように調整すると、強いマイクロ波電界
により、確実な放電が可能となる。The microwave is guided to the plasma chamber 2 as follows. The microwave (for example, the frequency is selected to be 2.45 GHz) introduced from the rectangular waveguide 243 discharges the etching gas in the transport tube 241. At this time, the end plate 245 is moved to
The mountain of microwave standing wave formed in 43
When the position is adjusted to 1, the strong microwave electric field enables reliable discharge.
【0250】従って、パルスガスバルブ8でプラズマ室
の圧力を、0.1から0.01Torrに変化するよう
に設定した場合でも、マイクロ波放電のみで安定したプ
ラズマが生成される。Therefore, even when the pressure of the plasma chamber is set to change from 0.1 to 0.01 Torr by the pulse gas valve 8, stable plasma is generated only by the microwave discharge.
【0251】(2−6)第14実施例: 第1実施例において、磁場コイル13によりプラズマ室
2内に形成される磁場の分布や、強度を改善することに
より、処理室1に輸送されるプラズマを高密度に、更に
均一性よくする事ができる。(2-6) Fourteenth Embodiment: In the first embodiment, the distribution and strength of the magnetic field formed in the plasma chamber 2 by the magnetic field coil 13 are improved so that the magnetic field is transported to the processing chamber 1. The plasma can be made denser and more uniform.
【0252】第14実施例は、高密度で均一性がよく、
且つ安定した電子サイクロトロン共鳴(以下ECR)プ
ラズマを生成して処理室1に輸送し、試料7に対して速
度と均一性の高い処理をおこなう技術を呈示する。The fourteenth embodiment has a high density and good uniformity.
In addition, a technique for generating a stable electron cyclotron resonance (ECR) plasma, transporting the generated plasma to the processing chamber 1, and performing a processing with high speed and uniformity on the sample 7 is presented.
【0253】図18は図1に示したエッチング装置に第
14実施例を適用した場合の構成を示す概略断面図であ
る。図1に示されたエッチング装置との差異は、磁場コ
イル13を第1及び第2の磁場コイル251,252に
置換したことである。第1及び第2の磁場コイル25
1,252はプラズマ室2の周囲に配置され、それぞれ
図示しない制御電源からの電流により、隔壁板3に向か
う方向の磁場253を発生する。FIG. 18 is a schematic sectional view showing a structure in the case where the fourteenth embodiment is applied to the etching apparatus shown in FIG. The difference from the etching apparatus shown in FIG. 1 is that the magnetic field coil 13 is replaced with first and second magnetic field coils 251, 252. First and second magnetic field coils 25
Reference numerals 1 and 252 are arranged around the plasma chamber 2, and generate a magnetic field 253 in a direction toward the partition plate 3 by a current from a control power supply (not shown).
【0254】パルスガスバルブ8からプラズマ室2にガ
スを導入し、導波管11を介して2.45GHzのマイ
クロ波を導入し、磁場コイル251,252によりプラ
ズマ室2内に875Gaussの磁場を発生すると、E
CR領域254が形成され、ここにおいて高密度のEC
Rプラズマが生成される。A gas is introduced from the pulse gas valve 8 into the plasma chamber 2, a microwave of 2.45 GHz is introduced through the waveguide 11, and a magnetic field of 875 Gauss is generated in the plasma chamber 2 by the magnetic field coils 251 and 252. , E
A CR region 254 is formed where the high density EC
An R plasma is generated.
【0255】磁場253は、隔壁板3に向かう方向に形
成されているので、生成されたECRプラズマは、磁場
253に従って隔壁板3の孔4から処理室1へ輸送され
る。従って、プラズマ室2と処理室1の圧力差のみなら
ず、磁場253によってもプラズマ流が輸送されるの
で、効率よくプラズマを処理室1や試料7に導くことが
できる。Since the magnetic field 253 is formed in the direction toward the partition plate 3, the generated ECR plasma is transported from the hole 4 of the partition plate 3 to the processing chamber 1 according to the magnetic field 253. Therefore, the plasma flow is transported not only by the pressure difference between the plasma chamber 2 and the processing chamber 1 but also by the magnetic field 253, so that the plasma can be efficiently guided to the processing chamber 1 and the sample 7.
【0256】(2−7)第15実施例: 第14実施例において第1、第2の磁場コイル251,
252の強度を調整して、プラズマ室2内の磁場の分布
を調整することは、第14実施例の効果を高める上で一
層望ましい。(2-7) Fifteenth Embodiment: In the fourteenth embodiment, the first and second magnetic field coils 251 and 251 are used.
Adjusting the intensity of the magnetic field 252 to adjust the distribution of the magnetic field in the plasma chamber 2 is more desirable for enhancing the effect of the fourteenth embodiment.
【0257】図19は第15実施例を示す磁場強度の分
布を示すグラフである。図19はプラズマ室2の中心に
おける磁場強度を、マイクロ波導入窓12からの距離z
に対して示している。磁場強度は、マイクロ波導入窓1
2から遠ざかるほど減衰し、隔壁板3近くにおいて、8
75Gaussとなる。この位置において電子サイクロ
トロン共鳴を起こすECR領域254が形成される。FIG. 19 is a graph showing the distribution of the magnetic field strength according to the fifteenth embodiment. FIG. 19 shows the magnetic field strength at the center of the plasma chamber 2 as a distance z from the microwave introduction window 12.
Is shown. The magnetic field strength is measured by the microwave introduction window 1
Attenuated away from 2 and 8 near the partition plate 3.
75 Gauss. At this position, an ECR region 254 causing electron cyclotron resonance is formed.
【0258】隔壁板3近くにECR領域254が形成さ
れることにより、隔壁板3の近傍でECRプラズマが生
成されるので、生成したプラズマは効率よく孔4から処
理室1へ輸送される。Since the ECR region 254 is formed near the partition plate 3, ECR plasma is generated near the partition plate 3, and the generated plasma is efficiently transported from the holes 4 to the processing chamber 1.
【0259】プラズマ中の磁力線に沿ってのマイクロ波
の伝搬は、ECR領域254を境に伝搬モードが変換す
るので、磁場強度の強い方からでないとECR領域25
4にマイクロ波は伝搬しにくい。しかし、図19に示す
ような磁場分布を形成することにより、容易にマイクロ
波がECR領域254に伝搬できる。In the propagation of microwaves along the magnetic field lines in the plasma, the propagation mode changes at the ECR region 254, so that the ECR region 25 must be transmitted from the stronger magnetic field.
4, the microwave is difficult to propagate. However, by forming the magnetic field distribution as shown in FIG. 19, the microwave can easily propagate to the ECR region 254.
【0260】従って、マイクロ波導入窓12から遠く離
れた、隔壁板3の近くにECR領域254を形成する場
合であっても、安定してECRプラズマを生成すること
ができる。Therefore, even when the ECR region 254 is formed far away from the microwave introduction window 12 and near the partition plate 3, ECR plasma can be stably generated.
【0261】(2−8)第16実施例: 第14,15実施例においてECR領域254を、隔壁
板3とほぼ平行になるように形成すると、ECRプラズ
マも隔壁板3とほぼ平行して生成される。その結果、隔
壁板3面内のどの位置の距離からでも、ほぼ同じ様な特
性のECRプラズマが生成され、同じような拡散長で孔
4から処理室1に輸送される。(2-8) Sixteenth Embodiment In the fourteenth and fifteenth embodiments, when the ECR region 254 is formed so as to be substantially parallel to the partition plate 3, ECR plasma is also generated substantially in parallel with the partition plate 3. Is done. As a result, ECR plasma having substantially the same characteristics is generated from any position in the surface of the partition plate 3 and transported from the holes 4 to the processing chamber 1 with the same diffusion length.
【0262】従って、隔壁板3に多数の孔4を設けて、
大面積プラズマを処理室1に輸送する場合、均一なプラ
ズマが処理室1に輸送されるので、均一な試料の処理が
可能となる。Therefore, a large number of holes 4 are provided in the partition plate 3,
When transporting large-area plasma to the processing chamber 1, uniform plasma is transported to the processing chamber 1, so that a uniform sample can be processed.
【0263】このようにECR領域254の半径方向の
形状を隔壁板3とほぼ平行にするには、磁場コイル形2
51,252の大きさや、形状、コイル電流を調整する
ことにより達成できる。In order to make the radial shape of the ECR region 254 substantially parallel to the partition plate 3 as described above, the magnetic field coil type 2
It can be achieved by adjusting the size, shape, and coil current of 51 and 252.
【0264】(2−9)第17実施例: 第14,15,16実施例において、パルスガスバルブ
8により、プラズマ室2のガス圧力を時間的に変化さ
せ、マイクロ波電力を小さく設定した場合においては、
ECR放電が安定して維持できない場合がある。(2-9) Seventeenth Embodiment: In the fourteenth, fifteenth, and sixteenth embodiments, the pulse gas valve 8 changes the gas pressure of the plasma chamber 2 with time to reduce the microwave power. Is
ECR discharge may not be stably maintained.
【0265】一方、ECR領域254を、プラズマ室2
内で隔壁板3から離れる方向に時間的に変化させると、
それに伴ってECRプラズマ領域も時間的に変動する。On the other hand, the ECR region 254 is
When it is temporally changed in a direction away from the partition plate 3 within
Accordingly, the ECR plasma region also varies with time.
【0266】そこで、上記ECRプラズマ領域をガス圧
力変動に対応させて変化させると、ECR放電を生成す
るマイクロ波と磁場との結合が確実になり、安定したE
CRプラズマが生成される。Therefore, when the ECR plasma region is changed in accordance with the gas pressure fluctuation, the coupling between the microwave generating the ECR discharge and the magnetic field is assured, and the stable ECR plasma is generated.
A CR plasma is generated.
【0267】(2−10)第18実施例: 第18実施例は第2の問題点をも解決する技術を提供す
る。図20は第18実施例に係るドライエッチング装置
の構成を示す概略断面図である。第5実施例において図
6に示されたエッチング装置と同様の構成をしている
が、導波管11、マイクロ波導入窓12及び磁場コイル
13磁場が省かれ、プラズマ室2内には誘電体膜264
で覆われた電極263が設けられている。誘電体膜26
4は例えば石英ガラスを用いて構成する事ができる。(2-10) Eighteenth Embodiment: The eighteenth embodiment provides a technique for solving the second problem as well. FIG. 20 is a schematic sectional view showing the configuration of the dry etching apparatus according to the eighteenth embodiment. The fifth embodiment has the same configuration as that of the etching apparatus shown in FIG. 6, but the waveguide 11, the microwave introduction window 12, and the magnetic field coil 13 are omitted, and a dielectric material is provided in the plasma chamber 2. Membrane 264
The electrode 263 covered with is provided. Dielectric film 26
4 can be formed using, for example, quartz glass.
【0268】RF電源261から伝送路262を介して
プラズマ発生室内の電極263にRF電力が印加され
る。一方エッチングガスはガス導入管10から、駆動装
置9により動作するパルスガスバルブ8を介して、プラ
ズマ室2に供給される。[0268] RF power is applied from the RF power supply 261 to the electrode 263 in the plasma generation chamber via the transmission path 262. On the other hand, the etching gas is supplied to the plasma chamber 2 from the gas introduction pipe 10 via the pulse gas valve 8 operated by the driving device 9.
【0269】印加されるRF電力の周波数をf、電極2
63の実効的面積をS、誘電体膜264の厚さ及び誘電
率をそれぞれd,εとすると、誘電体膜264のインピ
ーダンスはZ=1/(2πfC)=d/(2πfεS)
となる。The frequency of the applied RF power is f, and the electrode 2
Assuming that the effective area of S 63 is S and the thickness and permittivity of the dielectric film 264 are d and ε, respectively, the impedance of the dielectric film 264 is Z = 1 / (2πfC) = d / (2πfεS)
Becomes
【0270】従って、周波数f、厚さd、誘電率εを調
整すると、誘電体膜264のインピーダンスを小さくす
ることができ、電極263が誘電体264で覆われてい
ても電極263と隔壁板3間にRF電力を印加できる。Therefore, by adjusting the frequency f, the thickness d, and the dielectric constant ε, the impedance of the dielectric film 264 can be reduced, and even if the electrode 263 is covered with the dielectric 264, the electrode 263 and the partition plate 3 RF power can be applied in between.
【0271】一例として周波数fを1MHZ、電極26
3の実効面積Sが706cm2 (直径30cmの電極
相当)で誘電体膜264が石英ガラス(比誘電率3.
8)である時は、誘電体膜264の厚さを1.4mm以
下にすればインピーダンスを100Ω以下にできる。As an example, the frequency f is set to 1 MHZ,
3 has an effective area S of 706 cm 2 (corresponding to an electrode having a diameter of 30 cm) and the dielectric film 264 is made of quartz glass (relative dielectric constant of 3.
In the case of 8), if the thickness of the dielectric film 264 is set to 1.4 mm or less, the impedance can be set to 100Ω or less.
【0272】従って電極263と隔壁板3間にRF電力
が効率よく印加され、これらの間で放電が生じる。この
場合、電極263は誘電体264で覆われているため電
極の金属部分が露出せず、プラズマ粒子によるスパッタ
リングが発生しない。Therefore, RF power is efficiently applied between the electrode 263 and the partition plate 3, and a discharge occurs between them. In this case, since the electrode 263 is covered with the dielectric 264, the metal part of the electrode is not exposed, and sputtering by plasma particles does not occur.
【0273】このため、第18実施例によれば、隔壁板
3の孔4から処理室1に輸送され、るプラズマは清浄に
保つことができる。よって金属汚染なく試料7を処理す
ることができる。For this reason, according to the eighteenth embodiment, the plasma transported from the hole 4 of the partition plate 3 to the processing chamber 1 can be kept clean. Therefore, the sample 7 can be processed without metal contamination.
【0274】(2−11)第19実施例: 第19実施例も第2の問題点を解決する技術を提供す
る。図21は第19実施例に係るドライエッチング装置
の構成を示す概略断面図である。第1実施例において図
1に示されたエッチング装置と同様の構成をしている
が、導波管11、マイクロ波導入窓12及び磁場コイル
13磁場が省かれ、RF電力印加手段270が設けられ
ている。またプラズマ室2の側壁271は、例えば石英
ガラス等の誘電体で形成されている。(2-11) Nineteenth Embodiment: The nineteenth embodiment also provides a technique for solving the second problem. FIG. 21 is a schematic sectional view showing the configuration of the dry etching apparatus according to the nineteenth embodiment. The first embodiment has the same configuration as that of the etching apparatus shown in FIG. 1, but the waveguide 11, the microwave introduction window 12, and the magnetic field coil 13 are omitted, and the RF power application means 270 is provided. ing. The side wall 271 of the plasma chamber 2 is formed of a dielectric such as quartz glass.
【0275】RF電力印加手段270はRFコイル27
2にRF電力を印加するプラズマRF電源277を備え
ている。RFコイル272は側壁271の周囲に配置さ
れている。また、RFコイル272は導体273と、こ
れを覆う第1の絶縁体274から形成されている。RF
コイル272の周囲は更に金属薄膜の導電性物質275
で覆われており、その周囲には第2の絶縁体276が設
けられている。The RF power applying means 270 is provided for the RF coil 27.
2 is provided with a plasma RF power supply 277 for applying RF power. The RF coil 272 is arranged around the side wall 271. The RF coil 272 is formed of a conductor 273 and a first insulator 274 that covers the conductor. RF
The periphery of the coil 272 is further provided with a conductive material 275 of a metal thin film.
, And a second insulator 276 is provided therearound.
【0276】パルスガスバルブ8からプラズマ室2にエ
ッチングガスが導入され、RFコイル272にRF電力
を印加すると、プラズマ室2内にプラズマが生成され
る。この場合、導電性物質275の厚みを下式で示され
る表皮厚さDより薄く設定すると、プラズマ室2内のプ
ラズマとRFコイル272とはRF的には結合できる
が、直流的には導電性物質275によりシールドされる
ので結合できない。ここで表皮厚さは、RF電力の周波
数をf、真空中の透磁率をμ、金属薄膜の導電率をσと
してD=(2πfμσ)-1/2と表される。When an etching gas is introduced into the plasma chamber 2 from the pulse gas valve 8 and RF power is applied to the RF coil 272, plasma is generated in the plasma chamber 2. In this case, when the thickness of the conductive material 275 is set to be smaller than the skin thickness D represented by the following equation, the plasma in the plasma chamber 2 and the RF coil 272 can be coupled with each other in terms of RF, but the DC is not conductive. It cannot be combined because it is shielded by the substance 275. Here, the skin thickness is expressed as D = (2πfμσ) −1/2, where f is the frequency of the RF power, μ is the magnetic permeability in vacuum, and σ is the conductivity of the metal thin film.
【0277】[0277]
【0278】この場合、インダクション結合によりプラ
ズマ室2の側壁271の表面から放電が開始し、生成し
たプラズマと結合する。一方、RFコイル272がシー
ルドされているので、RFコイル272の両端に発生す
る直流電位差に起因する直流電場は抑えられる。その結
果、プラズマ室2の壁がスパッタリングされることが抑
制される。しかもプラズマ室内には電極が存在しないの
で金属汚染のない清浄なプラズマが生成される。In this case, discharge starts from the surface of the side wall 271 of the plasma chamber 2 by induction coupling, and is coupled with the generated plasma. On the other hand, since the RF coil 272 is shielded, a DC electric field caused by a DC potential difference generated at both ends of the RF coil 272 is suppressed. As a result, the sputtering of the wall of the plasma chamber 2 is suppressed. Moreover, since no electrodes are present in the plasma chamber, a clean plasma free of metal contamination is generated.
【0279】このため、第19実施例によれば、隔壁板
3の孔4から処理室1に輸送され、るプラズマは清浄に
保つことができる。よって金属汚染なく試料7を処理す
ることができる。For this reason, according to the nineteenth embodiment, the plasma transported from the hole 4 of the partition plate 3 to the processing chamber 1 can be kept clean. Therefore, the sample 7 can be processed without metal contamination.
【0280】(2−12)第20実施例: 第20実施例も第2の問題点を解決する技術を提供す
る。図22は第20実施例に係るドライエッチング装置
の構成を示す概略断面図である。第18実施例において
図20に示されたエッチング装置と同様の構成をしてい
るが、RF電力を印加するRF電源261、伝送路26
2、電極263等は省かれている。その代わりに、光源
282として高圧水銀ランプが、光源282からの光を
反射してプラズマ室内へ導くための凹面鏡283が、そ
れぞれプラズマ室2の上方に設置されている。そしてプ
ラズマ室2の壁面には石英ガラス284が配置されて金
属が露出しない構造となっている。またプラズマ室2の
上部には光透過用の窓281が設けられている。(2-12) Twentieth Embodiment: The twentieth embodiment also provides a technique for solving the second problem. FIG. 22 is a schematic sectional view showing the configuration of the dry etching apparatus according to the twentieth embodiment. The eighteenth embodiment has the same configuration as the etching apparatus shown in FIG. 20 except that an RF power source 261 for applying RF power and a transmission line 26
2. The electrodes 263 and the like are omitted. Instead, a high-pressure mercury lamp as the light source 282 and a concave mirror 283 for reflecting the light from the light source 282 and guiding the light into the plasma chamber are respectively provided above the plasma chamber 2. A quartz glass 284 is arranged on the wall surface of the plasma chamber 2 so that the metal is not exposed. Further, a window 281 for light transmission is provided in an upper part of the plasma chamber 2.
【0281】エッチングガスはガス導入管10から、駆
動装置9により動作するパルスガスバルブ8を介して、
プラズマ発生室2に供給される。この時、光源282か
らの光が凹面鏡283及び窓281を介してプラズマ室
2内に照射される。光はエッチングガスを励起または解
離または電離してプラズマを生成する。An etching gas is supplied from a gas introduction pipe 10 through a pulse gas valve 8 operated by a driving device 9.
It is supplied to the plasma generation chamber 2. At this time, light from the light source 282 is irradiated into the plasma chamber 2 via the concave mirror 283 and the window 281. The light excites, dissociates, or ionizes the etching gas to generate plasma.
【0282】第20実施例では、光でプラズマを生成す
るのでスパッタリングに寄与する電界は発生しない。そ
の上、プラズマ室2内には金属の露出部分がないので、
クリーンなプラズマが処理室1へと輸送される。したが
って金属汚染がなく試料を処理することができる。In the twentieth embodiment, an electric field contributing to sputtering is not generated because plasma is generated by light. In addition, since there is no exposed metal part in the plasma chamber 2,
Clean plasma is transported to the processing chamber 1. Therefore, the sample can be processed without metal contamination.
【0283】(2−13)第21実施例: 第20実施例では光源282として高圧水銀ランプを用
いた場合について説明したが、レーザ光源を用いてもよ
い。(2-13) Twenty-First Embodiment In the twentieth embodiment, a case has been described in which a high-pressure mercury lamp is used as the light source 282, but a laser light source may be used.
【0284】図23は第21実施例に係るドライエッチ
ング装置の構成を示す概略断面図である。第20実施例
において図22に示されたエッチング装置と同様の構成
をしているが、光源282及び凹面鏡283をそれぞれ
レーザ光源285及び凸面鏡286に置換した構成とな
っている。FIG. 23 is a schematic sectional view showing the structure of the dry etching apparatus according to the twenty-first embodiment. The twentieth embodiment has a configuration similar to that of the etching apparatus shown in FIG. 22 except that the light source 282 and the concave mirror 283 are replaced with a laser light source 285 and a convex mirror 286, respectively.
【0285】レーザ光源285からのレーザ光は光透過
窓281からプラズマ室に導入される。しかもレーザ光
を凸面鏡286で広げることにより大面積にプラズマを
生成できる。[0285] Laser light from the laser light source 285 is introduced into the plasma chamber through the light transmission window 281. In addition, by expanding the laser light with the convex mirror 286, plasma can be generated in a large area.
【0286】なお、光源として、SR光源、紫外光源を
用いても同様の効果が得られる。The same effect can be obtained by using an SR light source or an ultraviolet light source as the light source.
【0287】(2−14)第22実施例: 第22実施例も第2の問題点を解決する技術を提供す
る。図24は第22実施例に係るドライエッチング装置
の構成を示す概略断面図である。第20実施例において
図22に示されたエッチング装置と同様の構成をしてい
るが、窓281、光源282及び凹面鏡283は設けら
れていない。そのかわりに加熱手段290が設けられて
いる。(2-14) Twenty-second Embodiment: The twenty-second embodiment also provides a technique for solving the second problem. FIG. 24 is a schematic sectional view showing the configuration of the dry etching apparatus according to the twenty-second embodiment. The twentieth embodiment has the same configuration as that of the etching apparatus shown in FIG. 22, but does not include the window 281, the light source 282, and the concave mirror 283. Instead, a heating means 290 is provided.
【0288】加熱手段290は、加熱容器291、ヒー
タ292、温度制御装置293を備えている。エッチン
グガスはガス導入管10から、パルスガスバルブ8から
加熱容器291を介してプラズマ室2に供給される。加
熱容器291の周囲にはガスを加熱する熱源としてヒー
タ292が設置され、温度制御装置293により温度制
御される。The heating means 290 includes a heating vessel 291, a heater 292, and a temperature controller 293. The etching gas is supplied from the gas introduction pipe 10 to the plasma chamber 2 from the pulse gas valve 8 via the heating vessel 291. A heater 292 is installed around the heating vessel 291 as a heat source for heating the gas, and the temperature is controlled by a temperature controller 293.
【0289】エッチングガスがパルスガスバルブ8から
プラズマ室2に導入される際、隔壁ヒータ292により
加熱容器291が加熱されて、これを通るエッチングガ
スは熱励起または解離または電離される。そして、プラ
ズマ室2内にプラズマが生成される。生成されたプラズ
マは隔壁板3の孔4から処理室1に輸送され、試料をエ
ッチングする。When the etching gas is introduced into the plasma chamber 2 from the pulse gas valve 8, the heating vessel 291 is heated by the partition wall heater 292, and the etching gas passing therethrough is thermally excited or dissociated or ionized. Then, plasma is generated in the plasma chamber 2. The generated plasma is transported from the hole 4 of the partition plate 3 to the processing chamber 1 and etches the sample.
【0290】第22実施例では熱でプラズマを生成する
ので、スパッタリングに寄与する電界は発生しない。そ
の上、プラズマ室2内には金属の露出部分がないので、
クリーンなプラズマが処理室1へと輸送される。In the twenty-second embodiment, since plasma is generated by heat, no electric field contributing to sputtering is generated. In addition, since there is no exposed metal part in the plasma chamber 2,
Clean plasma is transported to the processing chamber 1.
【0291】また、ヒータ292を加熱容器291の周
囲に接続してエッチングガスを加熱しなくても、加熱容
器291の代わりに直接プラズマを加熱しても同様な効
果が得られる。[0291] Even if the heater 292 is not connected to the periphery of the heating vessel 291 to heat the etching gas, the same effect can be obtained by directly heating the plasma instead of the heating vessel 291.
【0292】更にヒータ292を加熱容器291の周囲
に接続する代わりに、ヒータ291を加熱容器291内
に埋めこんでも、また、直接加熱容器291に電流を流
したり、赤外線光で加熱しても同様な効果が得られる。Further, instead of connecting the heater 292 to the periphery of the heating container 291, the heater 291 may be embedded in the heating container 291, or a current may be directly supplied to the heating container 291 or heating may be performed by infrared light. Effects can be obtained.
【0293】(3)プラズマ室2に関する実施例: (3−1)第23実施例: 第23実施例も第2の問題点を解決する技術を提供す
る。図25は第23実施例に係るドライエッチング装置
の構成を示す概略断面図である。第22実施例において
図24に示されたエッチング装置と同様の構成をしてい
るが、加熱手段290は設けられていない。その代わり
に、導波管11及びマイクロ波導入窓12が設けられて
いる。そしてプラズマ室2の壁面には石英ガラス284
の代わりに内壁311が設けられている。内壁311
は、例えば石英で構成される。(3) Embodiment Regarding Plasma Chamber 2: (3-1) Twenty-third Embodiment: The twenty-third embodiment also provides a technique for solving the second problem. FIG. 25 is a schematic sectional view showing the configuration of the dry etching apparatus according to the twenty-third embodiment. The twenty-second embodiment has a configuration similar to that of the etching apparatus shown in FIG. 24, but does not include the heating means 290. Instead, a waveguide 11 and a microwave introduction window 12 are provided. The quartz glass 284 is provided on the wall of the plasma chamber 2.
, An inner wall 311 is provided. Inner wall 311
Is made of, for example, quartz.
【0294】内壁311にはガスを導入する孔312、
マイクロ波を導入する孔313が設けられており、それ
ぞれパルスガスバルブ8の噴射口に対応した位置及びマ
イクロ波導入窓12に対応した位置に設けられている。A hole 312 for introducing gas is provided in the inner wall 311.
Holes 313 for introducing microwaves are provided, and are provided at positions corresponding to the injection ports of the pulse gas valve 8 and positions corresponding to the microwave introduction windows 12, respectively.
【0295】この様な構造にすることにより、マイクロ
波を用いてプラズマ室2内においてプラズマが生成され
ても、プラズマ室2内には金属部分が露出していないの
で、プラズマ粒子によりスパッタリング生じても金属物
質が混入することはない。このようにして生成されたプ
ラズマは隔壁板3の孔4から処理室1に輸送され、金属
汚染なく試料7をエッチングする。With such a structure, even if plasma is generated in the plasma chamber 2 using microwaves, since metal parts are not exposed in the plasma chamber 2, sputtering is generated by plasma particles. No metallic substance is mixed. The plasma generated in this way is transported from the hole 4 of the partition plate 3 to the processing chamber 1 and etches the sample 7 without metal contamination.
【0296】内壁311は石英のほか、窒化シリコン、
酸化アルミニウムなどのSi,Al,O,Nのうちのい
ずれか1つ、もしくは複数の元素を99%以上含む化合
物で形成する事もできる。The inner wall 311 is made of quartz, silicon nitride,
Si, such as aluminum oxide, Al, O, one had <br/> either the of N, or a plurality of elements of may be formed by compounds containing more than 99%.
【0297】(4)隔壁3に関する実施例: (4−1)第24実施例: 処理室1に輸送されるプラズマを大面積化するには、孔
4の径を大きくすることも考えられるが、孔4の径を大
きくするとプラズマ室2と処理室1の圧力差を維持でき
なくなる。(4) Embodiment Regarding Partition Wall 3 (4-1) Twenty-fourth Embodiment: In order to increase the area of plasma transported to the processing chamber 1, the diameter of the hole 4 may be increased. When the diameter of the hole 4 is increased, the pressure difference between the plasma chamber 2 and the processing chamber 1 cannot be maintained.
【0298】そこで第24実施例は隔壁板3の改良技術
を呈示するものである。図26は図1の隔壁板3に用い
ることができる隔壁板421の構成を示す概略断面図で
ある。隔壁板421は径の等しい複数個の孔422を有
する。Therefore, the twenty-fourth embodiment presents an improved technique of the partition plate 3. FIG. 26 is a schematic sectional view showing a configuration of a partition plate 421 that can be used for the partition plate 3 of FIG. The partition plate 421 has a plurality of holes 422 having the same diameter.
【0299】プラズマ室2で生成されたプラズマは隔壁
板421の径の等しい複数個の孔422から処理室1に
輸送され、試料7をエッチングする。従って、大口径の
試料でも均一に処理できる。この場合複数個の孔422
の総面積は、プラズマ室2及び処理室1の圧力が所定の
条件を満足するように設定しておく。The plasma generated in the plasma chamber 2 is transported to the processing chamber 1 from the plurality of holes 422 of the partition plate 421 having the same diameter, and etches the sample 7. Therefore, even large-diameter samples can be processed uniformly. In this case, a plurality of holes 422
Is set so that the pressures in the plasma chamber 2 and the processing chamber 1 satisfy predetermined conditions.
【0300】(4−2)第25実施例: 第25実施例も隔壁板3の改良技術を呈示するものであ
る。図27は図1の隔壁板3に用いることができる隔壁
板423の構成を示す概略断面図である。隔壁板423
は径の異なる複数個の孔424を有する。(4-2) Twenty-Fifth Embodiment The twenty-fifth embodiment also shows an improved technique of the partition plate 3. FIG. 27 is a schematic sectional view showing the configuration of a partition plate 423 that can be used for the partition plate 3 of FIG. Partition plate 423
Has a plurality of holes 424 having different diameters.
【0301】径の異なる孔424を有する隔壁板423
においては、不均一なプラズマがプラズマ室2で生成さ
れても、処理室1に輸送されるプラズマが隔壁板423
によって均一になるため、大口径の試料を均一に処理で
きる。A partition plate 423 having holes 424 of different diameters
In the above, even if non-uniform plasma is generated in the plasma chamber 2, the plasma transported to the processing chamber 1 is
Therefore, a large-diameter sample can be uniformly processed.
【0302】例えば、プラズマ室2に生成されるプラズ
マ密度が径方向に不均一であり、中央付近でプラズマ密
度が高く、周辺部でプラズマ密度が低い場合には、孔4
24の径は、隔壁板423の周辺部に位置するもの程大
きくすることにより、処理室1に均一にプラズマを輸送
できる。For example, if the plasma density generated in the plasma chamber 2 is uneven in the radial direction, the plasma density is high near the center, and the plasma density is low near the periphery,
The plasma can be transported to the processing chamber 1 uniformly by increasing the diameter of the partition 24 near the periphery of the partition plate 423.
【0303】従って、第25実施例によれば、大口径の
試料でも均一に処理できる。Therefore, according to the twenty-fifth embodiment, even a large-diameter sample can be uniformly processed.
【0304】(4−3)第26実施例: プラズマ室2と処理室1の圧力差による隔壁板3の変
形、破壊を防ぐには、隔壁板3の厚みを厚くすることが
望ましい。その一方で、孔4の径が隔壁板3の厚みと同
程度もしくは小さくなるとコンダクタンスが大きくな
り、所定の圧力差が得られない。(4-3) Twenty-Sixth Embodiment In order to prevent deformation and destruction of the partition plate 3 due to a pressure difference between the plasma chamber 2 and the processing chamber 1, it is desirable to increase the thickness of the partition plate 3. On the other hand, when the diameter of the hole 4 is substantially equal to or smaller than the thickness of the partition plate 3, the conductance increases, and a predetermined pressure difference cannot be obtained.
【0305】図28は図1の隔壁板3に用いることがで
きる隔壁板431の構成を示す概略断面図である。隔壁
板431はプラズマ室2と処理室1との間に設けられ、
テーパー形状の孔432を有する。FIG. 28 is a schematic sectional view showing the structure of a partition plate 431 that can be used for the partition plate 3 of FIG. The partition plate 431 is provided between the plasma chamber 2 and the processing chamber 1,
It has a tapered hole 432.
【0306】プラズマ室2と処理室1との圧力差による
機械的応力に対する強度は、孔以外の隔壁板431の厚
みで維持することができる。さらに、孔432の形状が
テーパー状になっているため、円筒形状の孔と比べ、コ
ンダクタンスを小さくすることができる。The strength against mechanical stress due to the pressure difference between the plasma chamber 2 and the processing chamber 1 can be maintained by the thickness of the partition plate 431 other than the holes. Further, since the shape of the hole 432 is tapered, the conductance can be reduced as compared with the cylindrical hole.
【0307】従って第26実施例によれば、隔壁板43
1の機械的強度を維持したまま、プラズマ室2と処理室
1の圧力差を所定の圧力差に維持することができる。Therefore, according to the twenty-sixth embodiment, the partition plate 43
1, the pressure difference between the plasma chamber 2 and the processing chamber 1 can be maintained at a predetermined pressure difference.
【0308】(4−4)第27実施例: 第26実施例では孔432の形状をテーパー状とした
が、図29に示される座グリ状の孔433のように肉厚
の小さい孔で構成しても、同様の効果を奏する。(4-4) Twenty-seventh Embodiment In the twenty-sixth embodiment, the shape of the hole 432 is tapered. However, the hole 432 is formed of a small-thickness hole like a countersunk hole 433 shown in FIG. Even so, the same effect is achieved.
【0309】(4−5)第28実施例: 第28実施例は隔壁板の材料を改善することにより、第
2の問題点を解消する。(4-5) Twenty-eighth Embodiment: The twenty-eighth embodiment solves the second problem by improving the material of the partition plate.
【0310】図30は図1の隔壁板3に用いることがで
きる隔壁板441の構成を示す概略断面図である。隔壁
板441は石英でできており、プラズマ室2と処理室1
の間に設けられ、孔442を有する。FIG. 30 is a schematic sectional view showing the structure of a partition plate 441 that can be used for the partition plate 3 of FIG. The partition plate 441 is made of quartz and has a plasma chamber 2 and a processing chamber 1.
And a hole 442.
【0311】隔壁板441は、その材質が重金属を含ま
ない石英であるので、プラズマにより隔壁板441がス
パッタリングされても、プラズマ中に重金属を含む粒子
は放出されない。従って、試料に重金属が付着すること
はないので、重金属汚染を防止することができる。Since the partition plate 441 is made of quartz that does not contain heavy metals, even if the partition plate 441 is sputtered by plasma, particles containing heavy metals are not emitted into the plasma. Therefore, heavy metal does not adhere to the sample, so that heavy metal contamination can be prevented.
【0312】(4−6)第29実施例: 第28実施例では隔壁板441のすべてを石英ガラスで
構成したが、金属製の隔壁板の表面に、溶射等の方法で
石英を形成して覆う構成にしてもよい。(4-6) Twenty-ninth Embodiment In the twenty-eighth embodiment, the partition plate 441 is entirely made of quartz glass. However, quartz is formed on the surface of the metal partition plate by a method such as thermal spraying. It may be configured to cover.
【0313】(4−7)第30実施例: 様々な試料に対応して所望の加工形状を得るためには、
試料に入射する荷電粒子のエネルギーや、イオンと中性
活性粒子の比を制御することが望ましい。第30実施例
は、試料に入射する荷電粒子のエネルギーや、イオンと
中性活性粒子の比を制御して様々な試料に対応して所望
の加工形状を得る技術を呈示する。(4-7) 30th Embodiment: In order to obtain a desired processed shape corresponding to various samples,
It is desirable to control the energy of charged particles incident on the sample and the ratio of ions to neutral active particles. The thirtieth embodiment presents a technique for controlling the energy of charged particles incident on a sample and the ratio of ions to neutral active particles to obtain a desired processed shape corresponding to various samples.
【0314】図31は第30実施例に係るドライエッチ
ング装置の構成を示す概略断面図である。第1実施例に
おいて図1に示されたエッチング装置と同様の構成をし
ているが、隔壁板3が絶縁性の隔壁板450に置換され
ている。FIG. 31 is a schematic sectional view showing the structure of the dry etching apparatus according to the thirtieth embodiment. In the first embodiment, the configuration is the same as that of the etching apparatus shown in FIG. 1, but the partition plate 3 is replaced with an insulating partition plate 450.
【0315】隔壁板450は孔451を備えており、プ
ラズマ室2及び処理室1から電気的にフローティングで
ある。直流電源452はプラズマ室2と隔壁板450と
の間に直流電圧を印加する。The partition plate 450 has a hole 451, and is electrically floating from the plasma chamber 2 and the processing chamber 1. The DC power supply 452 applies a DC voltage between the plasma chamber 2 and the partition plate 450.
【0316】隔壁板450に静電圧が印加されるため、
隔壁板450の孔451を通過しようとする荷電粒子は
静電圧の影響を受ける。このため、所定のエネルギーを
有する荷電粒子のみが孔451を通過することができ、
それ以外の荷電粒子は処理室1へ入ることはできない。Since an electrostatic voltage is applied to the partition plate 450,
Charged particles passing through the holes 451 of the partition plate 450 are affected by the electrostatic voltage. Therefore, only charged particles having a predetermined energy can pass through the hole 451,
Other charged particles cannot enter the processing chamber 1.
【0317】従って、第30実施例によれば、試料7に
入射する荷電粒子のエネルギーを制御でき、さらに、入
射するイオンと中性活性種の比を制御できるので、様々
な試料に対応した、所望の加工形状が得られる。Therefore, according to the thirtieth embodiment, the energy of the charged particles incident on the sample 7 can be controlled, and the ratio of the incident ions to the neutral active species can be controlled. A desired processing shape is obtained.
【0318】(4−8)第31実施例: 図32は第31実施例に係るドライエッチング装置の構
成を示す概略断面図である。第30実施例においては直
流電源452はプラズマ室2と隔壁板450との間に直
流電力を印加するが、第31実施例においてはRF電源
453がプラズマ室2と隔壁板450との間にRF電圧
を印加する。(4-8) 31st Embodiment FIG. 32 is a schematic sectional view showing the structure of a dry etching apparatus according to a 31st embodiment. In the thirtieth embodiment, the DC power supply 452 applies DC power between the plasma chamber 2 and the partition plate 450. However, in the thirty-first embodiment, the RF power supply 453 applies an RF power between the plasma chamber 2 and the partition plate 450. Apply voltage.
【0319】隔壁板450にRF電圧が印加されるた
め、RFにより所定のエネルギーを有する荷電粒子を加
速することができる。これは核融合などの研究ではRF
プラギングとして良く知られている。隔壁板450の孔
451を通過しようとする荷電粒子はRFの影響を受
け、所定のエネルギーを有する荷電粒子のみが孔451
を通過し加速され、それ以外の荷電粒子は処理室1へ入
ることはできない。[0319] Since an RF voltage is applied to the partition plate 450, charged particles having predetermined energy can be accelerated by RF. This is RF in research such as nuclear fusion
Also known as plugging. Charged particles that try to pass through the hole 451 of the partition plate 450 are affected by RF, and only charged particles having a predetermined energy are
, And other charged particles cannot enter the processing chamber 1.
【0320】従って、第31実施例によれば、試料7に
入射する荷電粒子のエネルギーを制御でき、さらに、入
射するイオンと中性活性種の比を制御できるので、様々
な試料に対応した、所望の加工形状が得られる。Therefore, according to the thirty-first embodiment, the energy of the charged particles incident on the sample 7 can be controlled, and the ratio of the incident ions to the neutral active species can be controlled. A desired processing shape is obtained.
【0321】(5)処理室1に関する実施例: (5−1)第32実施例: プラズマ室2と処理室1の圧力差によって処理室1へ輸
送されるプラズマの密度は、放電条件や隔壁板3のコン
ダクタンスによって左右される。第32実施例は処理室
1におけるプラズマ密度を高める技術を呈示するもので
ある。(5) Embodiment relating to the processing chamber 1: (5-1) 32nd embodiment: The density of the plasma transported to the processing chamber 1 by the pressure difference between the plasma chamber 2 and the processing chamber 1 depends on the discharge conditions and the partition. It depends on the conductance of the plate 3. The thirty-second embodiment shows a technique for increasing the plasma density in the processing chamber 1.
【0322】図33は第32実施例に係るドライエッチ
ング装置の構成を示す概略断面図である。第1実施例に
おいて図1に示されたエッチング装置と同様の構成をし
ているが、処理室1の周囲には処理室用磁場コイル51
1が設けられている。FIG. 33 is a schematic sectional view showing the structure of the dry etching apparatus according to the 32nd embodiment. The first embodiment has the same configuration as that of the etching apparatus shown in FIG.
1 is provided.
【0323】磁場コイル13によりプラズマ室2内に8
75ガウスの磁界を形成すると、電子サイクロトロン共
鳴プラズマが生成される。生成されたプラズマは、隔壁
板3の孔4から処理室1に輸送され、試料をエッチング
する。この時、プラズマ室2内のプラズマはプラズマ室
2と処理室1の圧力差だけでなく、処理室用磁場コイル
511により発生した磁力線に沿って輸送されるため、
処理室1内のプラズマ密度を高密度にすることができ
る。[0332] The magnetic field coil 13
When a magnetic field of 75 Gauss is formed, an electron cyclotron resonance plasma is generated. The generated plasma is transported from the hole 4 of the partition plate 3 to the processing chamber 1 and etches the sample. At this time, the plasma in the plasma chamber 2 is transported not only along the pressure difference between the plasma chamber 2 and the processing chamber 1 but also along the lines of magnetic force generated by the processing chamber magnetic field coil 511.
The plasma density in the processing chamber 1 can be increased.
【0324】なお、処理室用磁場コイル511で発生す
る磁場強度を変化させることにより、処理室1内に輸送
されるプラズマ密度を可変できる。The density of the plasma transported into the processing chamber 1 can be varied by changing the intensity of the magnetic field generated by the processing chamber magnetic field coil 511.
【0325】(5−2)第33実施例: プラズマ室2と処理室1の圧力差によって処理室1へ輸
送されるプラズマは、荷電粒子が処理室1の壁で消滅す
る場合があるため、その密度は低下する場合がある。従
って試料7の処理に十分なプラズマ密度を得るためには
プラズマ密度を高めることが望ましい。(5-2) Thirty-third Embodiment In the plasma transported to the processing chamber 1 due to the pressure difference between the plasma chamber 2 and the processing chamber 1, the charged particles may disappear on the walls of the processing chamber 1, Its density may decrease. Therefore, it is desirable to increase the plasma density in order to obtain a sufficient plasma density for processing the sample 7.
【0326】図34は第33実施例に係るドライエッチ
ング装置の構成を示す概略断面図である。第1実施例に
おいて図1に示されたエッチング装置と同様の構成をし
ているが、処理室1の外壁には永久磁石521が複数個
配置されている。FIG. 34 is a schematic sectional view showing the structure of the dry etching apparatus according to the 33rd embodiment. Although the first embodiment has the same configuration as the etching apparatus shown in FIG. 1, a plurality of permanent magnets 521 are arranged on the outer wall of the processing chamber 1.
【0327】処理室1へ輸送されたプラズマは、処理室
1の外壁に設けられた複数個の永久磁石521により、
処理室1の壁で消滅することがない。よって第33実施
例によれば、効率よく試料7をエッチングすることがで
きる。[0327] The plasma transported to the processing chamber 1 is generated by a plurality of permanent magnets 521 provided on the outer wall of the processing chamber 1.
It does not disappear on the wall of the processing chamber 1. Therefore, according to the thirty-third embodiment, the sample 7 can be efficiently etched.
【0328】(6)ステージ6に関する実施例: (6−1)第34実施例: 図1において示される第1実施例にかかるプラズマ処理
装置において、プラズマ室2生成されるプラズマの諸量
は、プラズマ処理装置の形状、寸法、排気能力等が決定
されると、パルスガスバルブ8のパルス条件によりほぼ
決まる。一方、試料7の処理条件に対応してプラズマ諸
量を変化させたい場合には、広範囲にプラズマ諸量を変
化させることが望ましい。第34実施例は広範囲なプラ
ズマ諸量の制御を可能にする技術を呈示する。(6) Embodiment Regarding Stage 6 (6-1) 34th Embodiment: In the plasma processing apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 1, various amounts of plasma generated in the plasma chamber 2 are as follows. When the shape, size, exhaust capacity, etc. of the plasma processing apparatus are determined, it is almost determined by the pulse conditions of the pulse gas valve 8. On the other hand, when it is desired to change various plasma amounts in accordance with the processing conditions of the sample 7, it is desirable to change the plasma various amounts over a wide range. The thirty-fourth embodiment presents a technique that enables control of a wide range of plasma quantities.
【0329】図35は第34実施例に係るドライエッチ
ング装置の構成を示す概略断面図である。第1実施例に
おいて図1に示されたエッチング装置と同様の構成をし
ているが、ステージ6がステージ611に置換されてい
る。FIG. 35 is a schematic sectional view showing the structure of the dry etching apparatus according to the thirty-fourth embodiment. In the first embodiment, the configuration is the same as that of the etching apparatus shown in FIG. 1, but the stage 6 is replaced by a stage 611.
【0330】ステージ611上には試料7が載置されて
おり、少なくとも試料載置面は処理室1と電気的に絶縁
されている。そしてステージ611のうち試料載置面と
処理室1との間には給電線613を介して直流電源61
2によって直流電圧が印加されている。このため、試料
7は処理室1に対して直流電圧が印加されていることに
なる。The sample 7 is mounted on the stage 611, and at least the sample mounting surface is electrically insulated from the processing chamber 1. A DC power supply 61 is connected between the sample mounting surface of the stage 611 and the processing chamber 1 via a power supply line 613.
2, a DC voltage is applied. For this reason, a DC voltage is applied to the sample 7 to the processing chamber 1.
【0331】プラズマ室2で電子サイクロトロン共鳴プ
ラズマが生成され、生成されたプラズマは処理室1に輸
送される際に、直流電源612からステージ611に直
流電圧を印加すると、電圧の大きさに対応して試料7に
入射するプラズマ諸量を制御することができる。従って
第34実施例によれば、試料7の処理条件に対応したエ
ッチングが可能となる。[0331] Electron cyclotron resonance plasma is generated in the plasma chamber 2, and when the generated plasma is transported to the processing chamber 1, when a DC voltage is applied from the DC power supply 612 to the stage 611, the plasma corresponds to the magnitude of the voltage. Thus, various amounts of plasma incident on the sample 7 can be controlled. Therefore, according to the thirty-fourth embodiment, etching corresponding to the processing conditions of the sample 7 can be performed.
【0332】(6−2)第35実施例: 図36は第35実施例に係るドライエッチング装置の構
成を示す概略断面図である。第34実施例においては直
流電源612は試料7に直流電圧を印加するが、第35
実施例においてはRF電源614が試料7にRF電圧を
印加する。(6-2) 35th Embodiment: FIG. 36 is a schematic sectional view showing the structure of a dry etching apparatus according to the 35th embodiment. In the thirty-fourth embodiment, the DC power supply 612 applies a DC voltage to the sample 7;
In the embodiment, the RF power supply 614 applies an RF voltage to the sample 7.
【0333】RF電源614から試料7にRFを印加す
ると、プラズマ室2から輸送されてきたプラズマを、処
理室1全体に拡がらせることなく、試料7まで輸送で
き、効率よく試料に入射することが可能となる。When RF is applied to the sample 7 from the RF power source 614, the plasma transported from the plasma chamber 2 can be transported to the sample 7 without spreading to the entire processing chamber 1 and efficiently incident on the sample. Becomes possible.
【0334】この場合、ステージ611を隔壁板3に近
づけ距離を適当に設定すると、ステージ611と隔壁板
3との間に平行平板的な、ステージ611の径方向に均
一なRF電界が形成される。従って第35実施例によれ
ば、試料7の面内均一性のよい処理ができる。In this case, when the stage 611 is brought close to the partition plate 3 and the distance is appropriately set, a parallel plate-like uniform RF electric field is formed between the stage 611 and the partition plate 3 in the radial direction of the stage 611. . Therefore, according to the thirty-fifth embodiment, processing with good in-plane uniformity of the sample 7 can be performed.
【0335】(6−3)第36実施例: 第34実施例において、直流電源612から試料7に印
加する電圧の大きさを時間的に変化させることもでき
る。(6-3) 36th Embodiment In the 34th embodiment, the magnitude of the voltage applied from the DC power supply 612 to the sample 7 can be changed with time.
【0336】図37は第36実施例を説明するグラフで
ある。グラフ上段は試料7と処理室1との間に印加され
る直流電圧の時間的変化を、グラフ下段は処理室1の圧
力の時間的変化を、それぞれ示している。FIG. 37 is a graph for explaining the 36th embodiment. The upper part of the graph shows the temporal change of the DC voltage applied between the sample 7 and the processing chamber 1, and the lower part of the graph shows the temporal change of the pressure of the processing chamber 1.
【0337】直流電圧は0Vと正の電圧がパルス的に印
加される場合を示している。処理室1の圧力が高い時点
で正の直流電圧をONし、処理室1の圧力が低い時点で
直流電圧をOFFすると、プラズマ室2から輸送されて
きたプラズマの内、イオンは正の電界により抑制され
る。その結果、ラジカル/イオン比の大きいプラズマが
試料7に照射される。The DC voltage shows a case where a positive voltage of 0 V is applied in a pulsed manner. When the positive DC voltage is turned on when the pressure in the processing chamber 1 is high and the DC voltage is turned off when the pressure in the processing chamber 1 is low, ions in the plasma transported from the plasma chamber 2 are generated by the positive electric field. Is suppressed. As a result, the sample 7 is irradiated with plasma having a large radical / ion ratio.
【0338】第36実施例において発生するプラズマは
ラジカル量が多いので、凹凸のある場合の試料7の表面
を等方的にエッチングする場合に効果的である。Since the plasma generated in the thirty-sixth embodiment has a large amount of radicals, it is effective when the surface of the sample 7 having irregularities is isotropically etched.
【0339】(6−4)第37実施例: 第36実施例とは逆に、試料7に印加する電圧の大きさ
を処理室1の圧力が低い時点で、電圧を大きくする事も
できる。(6-4) 37th Embodiment Contrary to the 36th embodiment, the magnitude of the voltage applied to the sample 7 can be increased when the pressure in the processing chamber 1 is low.
【0340】図38は第37実施例を説明するグラフで
ある。グラフ上段は試料7と処理室1との間に印加され
る直流電圧の時間的変化を、グラフ下段は処理室1の圧
力の時間的変化を、それぞれ示している。FIG. 38 is a graph for explaining the 37th embodiment. The upper part of the graph shows the temporal change of the DC voltage applied between the sample 7 and the processing chamber 1, and the lower part of the graph shows the temporal change of the pressure of the processing chamber 1.
【0341】直流電圧は0Vと負の電圧がパルス的に印
加される場合を示している。処理室1の圧力が低い時点
で負の直流電圧をONすると、プラズマ室2から輸送さ
れてきたプラズマの内、イオンは負の電界により加速さ
れる。その結果、ラジカル/イオン比の小さいプラズマ
が試料7に照射される。The DC voltage shows a case where a negative voltage of 0 V is applied in a pulsed manner. When a negative DC voltage is turned on at the time when the pressure in the processing chamber 1 is low, ions in the plasma transported from the plasma chamber 2 are accelerated by the negative electric field. As a result, the sample 7 is irradiated with a plasma having a small radical / ion ratio.
【0342】第37実施例において発生するプラズマは
イオン量が多いので、凹凸のある場合の試料7の表面を
垂直な方向にエッチングする場合に有効となる。Since the plasma generated in the thirty-seventh embodiment has a large amount of ions, it is effective when the surface of the sample 7 having irregularities is etched in the vertical direction.
【0343】(6−5)第38実施例: 第35実施例において、RF電源614から試料7に印
加するRF電力の大きさを時間的に変化させることもで
きる。一般に、試料7にRF電力を印加すると、RF電
力に対応して試料7には直流的に負のバイアス電圧がか
かるので、試料7に入射するプラズマのイオン量が制御
できる。(6-5) 38th Embodiment: In the 35th embodiment, the magnitude of the RF power applied to the sample 7 from the RF power supply 614 can be changed with time. Generally, when RF power is applied to the sample 7, a negative bias voltage is applied to the sample 7 in a DC manner corresponding to the RF power, so that the amount of plasma ions incident on the sample 7 can be controlled.
【0344】図39は第38実施例を説明するグラフで
ある。グラフ上段は試料7と処理室1との間に印加され
るRF電力の時間的変化を、グラフ下段は処理室1の圧
力の時間的変化を、それぞれ示している。FIG. 39 is a graph for explaining the 38th embodiment. The upper part of the graph shows the temporal change of the RF power applied between the sample 7 and the processing chamber 1, and the lower part of the graph shows the temporal change of the pressure of the processing chamber 1.
【0345】RF電力を印加するタイミングを、試料室
1の圧力変化の高い時から低い時までのいずれかの時点
に選ぶと、そのタイミングによってラジカル/イオン比
を大きく制御することができる。従って第38実施例に
よれば、試料7の処理条件に対応してプラズマ諸量を制
御できる。If the timing of applying the RF power is selected at any time from when the pressure change in the sample chamber 1 is high to when it is low, the radical / ion ratio can be largely controlled by the timing. Therefore, according to the thirty-eighth embodiment, various plasma amounts can be controlled in accordance with the processing conditions of the sample 7.
【0346】(7)排気方法に関する実施例: (7−1)第39実施例: 図1に示したプラズマ処理装置においては、プラズマ室
2の圧力と処理室1の圧力は対応関係にあり、排気能力
が一定であれば、隔壁板3の孔4の径により決まる。一
方、試料7の処理条件を制御させるべく処理室1の圧力
を大きく変化させたい場合にも、プラズマを発生させる
ためにはプラズマ室2の圧力を所定の値に保つことが望
ましい。第39実施例はプラズマ室2の圧力を大きく変
動させることなく、処理室1の圧力制御の自由度を大き
くする技術を呈示する。(7) Embodiment relating to the exhaust method: (7-1) 39th embodiment: In the plasma processing apparatus shown in FIG. 1, the pressure in the plasma chamber 2 and the pressure in the processing chamber 1 are in a correspondence relationship. If the exhaust capacity is constant, it is determined by the diameter of the hole 4 of the partition plate 3. On the other hand, even when it is desired to greatly change the pressure in the processing chamber 1 to control the processing conditions of the sample 7, it is desirable to maintain the pressure in the plasma chamber 2 at a predetermined value in order to generate plasma. The thirty-ninth embodiment presents a technique for increasing the degree of freedom in controlling the pressure in the processing chamber 1 without greatly changing the pressure in the plasma chamber 2.
【0347】図40は第39実施例に係るドライエッチ
ング装置の構成を示す概略断面図である。第1実施例に
おいて図1に示されたエッチング装置と同様の構成をし
ているが、処理室1とプラズマ室2とを連通するバイパ
ス711が設けられている。FIG. 40 is a schematic sectional view showing the structure of the dry etching apparatus according to the thirty-ninth embodiment. The first embodiment has the same configuration as the etching apparatus shown in FIG. 1, but is provided with a bypass 711 that connects the processing chamber 1 and the plasma chamber 2.
【0348】パルスガスバルブ8からプラズマ室2に導
入されたエッチングガスは、隔壁板3の孔4及びバイパ
ス7111を経て、排気口5より排気される。この時プ
ラズマ室2に2.45GHzのマイクロ波が導入され、
磁場コイル13によりプラズマ室2内に875ガウスの
磁界が形成されると、電子サイクロトロン共鳴プラズマ
が生成される。The etching gas introduced from the pulse gas valve 8 into the plasma chamber 2 is exhausted from the exhaust port 5 through the hole 4 of the partition plate 3 and the bypass 7111. At this time, a microwave of 2.45 GHz is introduced into the plasma chamber 2,
When a magnetic field of 875 Gauss is formed in the plasma chamber 2 by the magnetic field coil 13, an electron cyclotron resonance plasma is generated.
【0349】生成されたプラズマのうち、隔壁板3の孔
4から処理室1に輸送されたプラズマは試料をエッチン
グし、バイパス711を経て処理室1へ輸送されるプラ
ズマはバイパス管壁に衝突することにより消滅する。従
って、エッチングには隔壁板3の孔4から処理室1に輸
送されるプラズマのみが寄与する。Of the generated plasma, the plasma transported from the hole 4 of the partition plate 3 to the processing chamber 1 etches the sample, and the plasma transported to the processing chamber 1 via the bypass 711 collides with the bypass pipe wall. Disappears. Therefore, only the plasma transported from the hole 4 of the partition plate 3 to the processing chamber 1 contributes to the etching.
【0350】従って、第39実施例によれば、隔壁板3
を交換したり、排気能力を増強させなくても、バイパス
711によりプラズマ室2と処理室1の圧力領域を拡大
することができる。Therefore, according to the thirty-ninth embodiment, the partition plate 3
The pressure region between the plasma chamber 2 and the processing chamber 1 can be expanded by the bypass 711 without replacing the gas chamber or increasing the exhaust capacity.
【0351】(7−2)第40実施例: 第39実施例において、処理室1の圧力とプラズマ室2
の圧力とを制御するにはバイパス711のコンダクタン
スを可変にすることが望ましい。(7-2) Forty Embodiment: In the thirty-ninth embodiment, the pressure in the processing chamber 1 and the plasma chamber 2
It is desirable to make the conductance of the bypass 711 variable in order to control the pressure.
【0352】図41は第40実施例に係るドライエッチ
ング装置の構成を示す概略断面図である。第39実施例
において図40に示されたエッチング装置と同様の構成
をしているが、バイパス711においてコンダクタンス
バルブ713が増設されている。FIG. 41 is a schematic sectional view showing the structure of the dry etching apparatus according to the fortieth embodiment. The thirty-ninth embodiment has the same configuration as the etching apparatus shown in FIG. 40, except that a conductance valve 713 is added to the bypass 711.
【0353】従って、第40実施例によれば、プラズマ
室2と処理室1の圧力は、コンダクタンスバルブ713
により広範囲に設定することができる。Therefore, according to the fortieth embodiment, the pressure in the plasma chamber 2 and the pressure in the processing chamber 1 are reduced by the conductance valve 713.
Can be set in a wider range.
【0354】(7−3)第41実施例: 図42は第41実施例に係るドライエッチング装置の構
成を示す概略断面図である。第1実施例において図1に
示されたエッチング装置と同様の構成をしているが、プ
ラズマ室2を排気する排気口714が増設されている。(7-3) Forty-First Embodiment FIG. 42 is a schematic sectional view showing the structure of a dry etching apparatus according to a forty-first embodiment. The first embodiment has the same configuration as that of the etching apparatus shown in FIG. 1 except that an exhaust port 714 for exhausting the plasma chamber 2 is added.
【0355】排気口714は図示しない真空ポンプによ
りプラズマ室2を真空排気する。その一方、第1実施例
で説明したように排気口5は処理室1を真空排気する。The exhaust port 714 evacuates the plasma chamber 2 by a vacuum pump (not shown). On the other hand, the exhaust port 5 evacuates the processing chamber 1 as described in the first embodiment.
【0356】従って、第41実施例によれば、プラズマ
室2と処理室1を独立して真空排気することができるの
で、より広範囲に圧力を設定でき、プロセスマージンが
大きくなる。Therefore, according to the forty-first embodiment, since the plasma chamber 2 and the processing chamber 1 can be evacuated independently, the pressure can be set over a wider range and the process margin can be increased.
【0357】(8)動作条件に関する実施例: (8−1)第42実施例: 図1において示される第1実施例にかかるプラズマ処理
装置において、プラズマ室2生成されるプラズマの諸量
は、プラズマ処理装置の形状、寸法、排気能力等が決定
されると、パルスガスバルブ8のパルス条件によりほぼ
決まる。一方、試料7の処理条件に対応してプラズマ諸
量を変化させたい場合には、広範囲にプラズマ諸量を変
化させることが望ましい。第42実施例は広範囲なプラ
ズマ諸量の制御を可能にする技術を呈示する。(8) Embodiment relating to operating conditions: (8-1) Forty-second embodiment: In the plasma processing apparatus according to the first embodiment shown in FIG. When the shape, size, exhaust capacity, etc. of the plasma processing apparatus are determined, it is almost determined by the pulse conditions of the pulse gas valve 8. On the other hand, when it is desired to change various plasma amounts in accordance with the processing conditions of the sample 7, it is desirable to change the plasma various amounts over a wide range. The forty-second embodiment presents a technique that enables control of a wide range of plasma quantities.
【0358】図43は第42実施例に係るドライエッチ
ング装置の構成を示す概略断面図である。第1実施例に
おいて図1に示されたエッチング装置と同様の構成をし
ているが、導波管11に接続されたパルス状マイクロ波
発生装置801及びこれを制御するパルスコントローラ
802が増設されている。そして励起源たるマイクロ波
のエネルギーの時間的変化はパルス的になる。FIG. 43 is a schematic sectional view showing the structure of the dry etching apparatus according to the forty-second embodiment. The first embodiment has the same configuration as the etching apparatus shown in FIG. 1 except that a pulsed microwave generator 801 connected to the waveguide 11 and a pulse controller 802 for controlling the same are additionally provided. I have. Then, the temporal change of the energy of the microwave as the excitation source becomes pulse-like.
【0359】パルスガスバルブ8からプラズマ室2へエ
ッチングガスを導入し、導波管11及びマイクロ波導入
窓12を介してプラズマ室2にマイクロ波発生装置80
1からパルス状マイクロ波を導入する。そして、磁場コ
イル13によりプラズマ室2内に875ガウスの磁界を
形成すると、電子サイクロトロン共鳴プラズマが生成さ
れる。An etching gas is introduced from the pulse gas valve 8 into the plasma chamber 2, and is introduced into the plasma chamber 2 through the waveguide 11 and the microwave introduction window 12.
A pulsed microwave is introduced from 1. Then, when a magnetic field of 875 Gauss is formed in the plasma chamber 2 by the magnetic field coil 13, electron cyclotron resonance plasma is generated.
【0360】ここで、発生するパルス状マイクロ波の条
件、すなわちパルス状マイクロ波の電力値、幅、周期を
パルスコントローラ802で可変すると、生成されるプ
ラズマ諸量が変化する。これはパルス放電を行った場合
には、パルスがなくなった後にもある時間だけ存在する
プラズマ、一般にアフターグロープラズマと呼ばれるも
のが生成されるからである。Here, when the conditions of the generated pulsed microwaves, that is, the power value, width, and cycle of the pulsed microwaves are varied by the pulse controller 802, the amount of generated plasma changes. This is because when pulse discharge is performed, plasma that exists for a certain period of time even after the pulse disappears, that is, what is generally called afterglow plasma is generated.
【0361】アフターグロープラズマはパルスの条件に
より大きく変化するため、第42実施例によればプラズ
マ室で生成されるプラズマ諸量を広範囲に制御すること
ができる。Since the after-glow plasma changes greatly depending on the pulse conditions, according to the forty-second embodiment, various amounts of plasma generated in the plasma chamber can be controlled over a wide range.
【0362】(8−2)第43実施例: 第42実施例においてパルス状マイクロ波を導入するタ
イミングを、プラズマ室2の圧力変化に対応して変化さ
せると、プラズマ室に生成されるプラズマ諸量を更に詳
細に制御できる。(8-2) Forty-third Embodiment: In the forty-second embodiment, when the timing of introducing the pulsed microwave is changed in accordance with the change in the pressure of the plasma chamber 2, various plasmas generated in the plasma chamber are obtained. The amount can be controlled in more detail.
【0363】図44は第43実施例の動作を説明するグ
ラフである。グラフ上段はプラズマ室2に供給されるマ
イクロ波の電力の時間的変化を、グラフ下段は処理室1
の圧力の時間的変化を、それぞれ示している。FIG. 44 is a graph for explaining the operation of the forty-third embodiment. The upper part of the graph shows the temporal change of the microwave power supplied to the plasma chamber 2, and the lower part of the graph shows the processing chamber 1
Over time, respectively, are shown.
【0364】一般に、ガス圧力が高くなると生成される
プラズマ中のラジカル量は増える。従って、実線で示す
ように、プラズマ室2の圧力が高い時刻にパルス状マイ
クロ波を印加すると、ラジカル量とイオン量の比が大き
いプラズマが生成される。生成されたプラズマは隔壁板
3の孔4から処理室1に輸送され、試料7をエッチング
する。Generally, as the gas pressure increases, the amount of radicals in the generated plasma increases. Accordingly, as shown by the solid line, when the pulsed microwave is applied at a time when the pressure in the plasma chamber 2 is high, plasma having a large ratio between the radical amount and the ion amount is generated. The generated plasma is transported from the hole 4 of the partition plate 3 to the processing chamber 1 and etches the sample 7.
【0365】第43実施例において発生するプラズマは
ラジカル量が多いので、凹凸のある場合の試料7の表面
を等方的にエッチングする場合に効果的である。Since the plasma generated in the forty-third embodiment has a large amount of radicals, it is effective for isotropically etching the surface of the sample 7 having irregularities.
【0366】(8−3)第44実施例: 第42実施例に関して、第43実施例とは逆に、図44
において点線で示されるように、プラズマ室2の圧力が
低い時刻にパルス状マイクロ波を印加すると、ラジカル
量とイオン量の比が大きいプラズマが生成される。生成
されたプラズマは隔壁板3の孔4から処理室1に輸送さ
れ、試料7をエッチングする。(8-3) Forty-fourth Embodiment: Regarding the forty-second embodiment, contrary to the forty-third embodiment, FIG.
As shown by a dotted line in FIG. 5, when a pulsed microwave is applied at a time when the pressure of the plasma chamber 2 is low, plasma having a large ratio between the amount of radicals and the amount of ions is generated. The generated plasma is transported from the hole 4 of the partition plate 3 to the processing chamber 1 and etches the sample 7.
【0367】第44実施例において発生するプラズマは
ラジカル量が少ないので、凹凸のある場合の試料7の表
面を垂直な方向にエッチングする場合に効果的である。Since the plasma generated in the forty-fourth embodiment has a small amount of radicals, it is effective when the surface of the sample 7 having irregularities is etched in the vertical direction.
【0368】なお、第42乃至第44実施例では励起源
としてマイクロ波を用いた場合について説明したが、R
F電力、直流電力、レーザ光等のエネルギーをパルス的
にプラズマ室2に導入しても同様の効果を奏する。In the forty-second to forty-fourth embodiments, the case where a microwave is used as an excitation source has been described.
The same effect can be obtained even if energy such as F power, DC power, or laser light is introduced into the plasma chamber 2 in a pulsed manner.
【0369】(8−4)第45実施例: 第45実施例も広範囲なプラズマ諸量の制御を可能にす
る技術を呈示する。図45は第45実施例に係るドライ
エッチング装置の構成を示す概略断面図である。第1実
施例において図1に示されたエッチング装置と同様の構
成をしているが、単一のパルスガスバルブ8の代わりに
第1及び第2のパルスガスバルブ831,832が設け
られており、何れもプラズマ室2にガスを供給する。第
1及び第2のパルスガスバルブ831,832は、それ
ぞれ第1及び第2の駆動装置833,834によって制
御されて動作する。(8-4) Forty-Fifth Embodiment: The forty-fifth embodiment also presents a technique capable of controlling a wide range of plasma quantities. FIG. 45 is a schematic sectional view showing the configuration of the dry etching apparatus according to the forty-fifth embodiment. The first embodiment has the same configuration as that of the etching apparatus shown in FIG. 1 except that first and second pulse gas valves 831 and 832 are provided instead of the single pulse gas valve 8. Also supplies gas to the plasma chamber 2. The first and second pulse gas valves 831 and 832 are controlled and operated by first and second driving devices 833 and 834, respectively.
【0370】プラズマ室2には、第1及び第2のパルス
ガスバルブ831,832からエッチングガスが導入さ
れ、隔壁板3の孔4から処理室1を経て、排気口5より
排気される。プラズマ室2に2.45GHzのマイクロ
波を導入し、プラズマ室2内に875ガウスの磁界を形
成して電子サイクロトロン共鳴プラズマを生成するのは
第1実施例と同様である。しかし、パルスガスバルブを
2つ設けているので、それぞれから異なる種類のガスを
異なる条件で導入することができる。An etching gas is introduced into the plasma chamber 2 from the first and second pulse gas valves 831 and 832, and is exhausted from the hole 4 of the partition plate 3, the processing chamber 1, and the exhaust port 5. As in the first embodiment, a microwave of 2.45 GHz is introduced into the plasma chamber 2 and a magnetic field of 875 Gauss is formed in the plasma chamber 2 to generate electron cyclotron resonance plasma. However, since two pulse gas valves are provided, different types of gases can be introduced from each under different conditions.
【0371】例えば試料7がアルミからなり、試料7の
面に垂直方向にエッチングする場合に関して第45実施
例の動作を説明する。エッチングガスたる塩素ガスのみ
を導入して生成されたプラズマによってエッチングを行
うと反応性が高く、試料7の面に平行な方向にもエッチ
ングが行われる。従って所望のエッチング形状が得られ
ない。For example, the operation of the forty-fifth embodiment will be described for the case where the sample 7 is made of aluminum and is etched in a direction perpendicular to the surface of the sample 7. When etching is performed by plasma generated by introducing only chlorine gas as an etching gas, reactivity is high, and etching is also performed in a direction parallel to the surface of the sample 7. Therefore, a desired etching shape cannot be obtained.
【0372】しかし第1のパルスガスバルブ831にエ
ッチングガスとして塩素ガスを用い、第2のパルスガス
バルブ832に堆積性ガスとしてBCI3 ガスを用いて
プラズマ室2に導入してプラズマを生成すると、試料7
の面に平行な方向のエッチングが抑制され、垂直な加工
形状が得られる。However, when chlorine gas was used as an etching gas in the first pulse gas valve 831 and BCI 3 gas was used as a deposition gas in the second pulse gas valve 832 to introduce the plasma into the plasma chamber 2, plasma was generated.
The etching in the direction parallel to the surface is suppressed, and a vertical processed shape can be obtained.
【0373】なお、第1のパルスガスバルブ831と、
第2のパルスガスバルブ832の動作タイミングは、同
時に行っても、交互に行ってもよい。Note that the first pulse gas valve 831 and
The operation timing of the second pulse gas valve 832 may be performed simultaneously or alternately.
【0374】従って、第45実施例によれば、広範囲な
プラズマ諸量の制御が可能となり、特に第1のパルスガ
スバルブ831からエッチングガスを、第2のパルスガ
スバルブ832から堆積性ガスを、それぞれ導入するこ
とによってエッチング方向の制御が可能となる。Therefore, according to the forty-fifth embodiment, it is possible to control a wide range of plasma amounts. In particular, an etching gas is introduced from the first pulse gas valve 831, and a deposition gas is introduced from the second pulse gas valve 832. By doing so, it is possible to control the etching direction.
【0375】(8−5)第46実施例: 第45実施例において、第1のパルスガスバルブ831
からエッチングガスとして塩素ガスを導入し、第2のパ
ルスガスバルブ832から希ガスを用いてプラズマ室2
に導入してプラズマを生成することもできる。(8-5) Forty-sixth Embodiment: In the forty-fifth embodiment, the first pulse gas valve 831
From the second pulse gas valve 832 using a rare gas.
To generate plasma.
【0376】この場合、塩素ガスのみでプラズマを生成
する場合に比べてプラズマの温度が低下するため、試料
7の面により一層垂直なエッチングが可能となる。In this case, the temperature of the plasma is reduced as compared with the case where the plasma is generated only with the chlorine gas, so that the etching can be performed more perpendicularly to the surface of the sample 7.
【0377】(8−6)第47実施例: 第47実施例は第2の問題点をも解消する技術を呈示す
る。図46は第47実施例に係るドライエッチング装置
の構成を示す概略断面図である。第1実施例において図
1に示されたエッチング装置と同様の構成をしている
が、単一のパルスガスバルブ8の代わりに第1及び第2
のパルスガスバルブ841,842が設けられている。(8-6) Forty-Seventh Embodiment The forty-seventh embodiment presents a technique for solving the second problem as well. FIG. 46 is a schematic sectional view showing the configuration of the dry etching apparatus according to the 47th embodiment. The first embodiment has the same configuration as the etching apparatus shown in FIG. 1 except that a single pulse gas valve 8 is used instead of the first and second etching apparatuses.
Pulse gas valves 841 and 842 are provided.
【0378】第1のパルスガスバルブ841はプラズマ
室2に接続され、第2のパルスガスバルブ842は処理
室1に接続されている。第1及び第2のパルスガスバル
ブ841,842は、それぞれ第1及び第2の駆動装置
843,844によって制御されて動作する。そして第
1のパルスガスバルブ841はプラズマ室2にガスを供
給する一方で、第2のパルスガスバルブ842は処理室
1にガスを供給する。The first pulse gas valve 841 is connected to the plasma chamber 2 and the second pulse gas valve 842 is connected to the processing chamber 1. The first and second pulse gas valves 841 and 842 operate by being controlled by first and second driving devices 843 and 844, respectively. Then, the first pulse gas valve 841 supplies gas to the plasma chamber 2, while the second pulse gas valve 842 supplies gas to the processing chamber 1.
【0379】例えば第1のパルスガスバルブ841から
は希ガスとしてアルゴンがプラズマ室2に導入される。
また第2のパルスガスバルブ842からはエッチングガ
スとして塩素が処理室1に導入される。For example, argon is introduced into the plasma chamber 2 from the first pulse gas valve 841 as a rare gas.
An etching gas is supplied from the second pulse gas valve 842.
Chlorine is introduced into the processing chamber 1 as scan.
【0380】従って、プラズマ室2で生成されるプラズ
マはアルゴンガスから生成され、反応性でないアルゴン
プラズマである。よってプラズマ室2の壁面がエッチン
グされることはない。Therefore, the plasma generated in the plasma chamber 2 is an argon plasma which is generated from argon gas and is not reactive. Therefore, the wall surface of the plasma chamber 2 is not etched.
【0381】アルゴンプラズマはプラズマ室2から処理
室1に輸送される。その一方、処理室1には塩素ガスが
導入されるので、プラズマ室2から輸送されたアルゴン
プラズマによってプラズマ化して反応性のプラズマが生
成される。この反応性のプラズマが試料7をエッチング
する。The argon plasma is transported from the plasma chamber 2 to the processing chamber 1. On the other hand, since chlorine gas is introduced into the processing chamber 1, it is turned into plasma by the argon plasma transported from the plasma chamber 2 to generate reactive plasma. This reactive plasma etches the sample 7.
【0382】処理室1内の反応性のプラズマは、主にプ
ラズマ室2から輸送されたプラズマが処理室内に形成す
る領域にのみ生成される。従って、処理室1の壁面まで
拡散して、壁面をエッチングすることが少ない。The reactive plasma in the processing chamber 1 is mainly generated only in a region where the plasma transported from the plasma chamber 2 forms in the processing chamber. Therefore, the diffusion to the wall surface of the processing chamber 1 and the etching of the wall surface are less likely.
【0383】このように第46実施例によれば、エッチ
ング生成物が異物として試料7に付着することはほとん
どない。As described above, according to the forty-sixth embodiment, the etching product hardly adheres to the sample 7 as foreign matter.
【0384】(8−7)第48実施例: 第47実施例においてプラズマ室2に接続された第1の
パルスガスバルブ841と、処理室1に接続された第2
のパルスガスバルブ842の動作タイミングを、処理室
1の圧力に対応して制御する事もできる。(8-7) Forty-eighth Embodiment The first pulse gas valve 841 connected to the plasma chamber 2 and the second pulse gas valve 841 connected to the processing chamber 1 in the forty-seventh embodiment.
The operation timing of the pulse gas valve 842 can be controlled in accordance with the pressure of the processing chamber 1.
【0385】図47は第48実施例の動作を示すグラフ
である。グラフ上段は第2のパルスガスバルブ842の
動作の時間的変化を、グラフ下段は処理室1の圧力の時
間的変化を、それぞれ示している。FIG. 47 is a graph showing the operation of the forty-eighth embodiment. The upper part of the graph shows the temporal change of the operation of the second pulse gas valve 842, and the lower part of the graph shows the temporal change of the pressure of the processing chamber 1.
【0386】第2のパルスガスバルブ842がONする
タイミングを、プラズマがプラズマ室2から処理室1へ
輸送された時刻、すなわち処理室1の圧力が高い時刻に
合わせると、効率よくプラズマを生成できる。If the timing at which the second pulse gas valve 842 is turned on is adjusted to the time when the plasma is transported from the plasma chamber 2 to the processing chamber 1, that is, the time when the pressure in the processing chamber 1 is high, plasma can be generated efficiently.
【0387】従って第48実施例によれば、試料7を効
率よく処理することができる。Therefore, according to the forty-eighth embodiment, the sample 7 can be processed efficiently.
【0388】[0388]
【発明の効果】この発明のうち請求項1にかかるプラズ
マ処理装置においては、プラズマ室へのガス導入をパル
ス的におこなえるため、所定のプラズマ室と処理室の圧
力差を維持したまま、大面積のプラズマを処理室に輸送
することができる。In the plasma processing apparatus according to the first aspect of the present invention, since the gas is introduced into the plasma chamber in a pulsed manner, a large area can be maintained while maintaining a predetermined pressure difference between the plasma chamber and the processing chamber. Can be transported to the processing chamber.
【0389】この発明のうち請求項2にかかるプラズマ
処理装置においては、不純物等の異物の混入が少ないガ
スが供給できるので、試料に異物が付着するということ
が回避される。In the plasma processing apparatus according to claim 2 of the present invention, a gas with less foreign matter such as impurities can be supplied, so that foreign matter is prevented from adhering to the sample.
【0390】この発明のうち請求項3にかかるプラズマ
処理装置においては、僅かな隙間を空けることで実質的
にガスの供給を停止することができる一方で、両者の衝
突に起因する不純物の発生が抑制される。In the plasma processing apparatus according to claim 3 of the present invention, the supply of gas can be substantially stopped by leaving a slight gap, but the generation of impurities due to the collision between the two is avoided. Is suppressed.
【0391】この発明のうち請求項4にかかるプラズマ
処理装置においては、ニードルが往復運動をしてガス供
給のON/OFFを行う。In the plasma processing apparatus according to claim 4 of the present invention, the needle reciprocates to turn on / off the gas supply.
【0392】この発明のうち請求項5にかかるプラズマ
処理装置においては、電磁誘導手段は磁場の影響を受け
ることなく、確実にパルスガスの供給が可能となる。In the plasma processing apparatus according to claim 5 of the present invention, the electromagnetic induction means can reliably supply the pulse gas without being affected by the magnetic field.
【0393】この発明のうち請求項6にかかるプラズマ
処理装置においては、第2の磁場が第1の磁場の影響を
受けることなく、確実にパルスガスの供給が可能とな
る。In the plasma processing apparatus according to claim 6 of the present invention, the supply of the pulse gas can be ensured without the second magnetic field being affected by the first magnetic field.
【0394】この発明のうち請求項7にかかるプラズマ
処理装置においてはプラズマ室の周囲からガスが導入さ
れるので、プラズマ室に均一なプラズマが生成され、試
料の均一な面内処理が可能となる。In the plasma processing apparatus according to claim 7 of the present invention, since gas is introduced from around the plasma chamber, uniform plasma is generated in the plasma chamber, and uniform in-plane processing of the sample becomes possible. .
【0395】この発明のうち請求項8,9にかかるプラ
ズマ処理装置においては、ガス供給手段の背圧が一定に
なるように制御されるので、プラズマ室へ安定したパル
スガスの供給が行われ、安定したプラズマが生成でき
る。In the plasma processing apparatus according to the eighth and ninth aspects of the present invention, since the back pressure of the gas supply means is controlled to be constant, stable supply of the pulse gas to the plasma chamber is performed and stable. The generated plasma can be generated.
【0396】この発明のうち請求項10にかかるプラズ
マ処理装置においては、貯気室に一旦ガスが蓄えられる
ので、ガス供給手段の背圧が一定になり、プラズマ室へ
安定したパルスガスの供給が行われる。In the plasma processing apparatus according to the tenth aspect of the present invention, the gas is temporarily stored in the gas storage chamber, so that the back pressure of the gas supply means is constant, and the stable supply of the pulse gas to the plasma chamber is performed. Will be
【0397】この発明のうち請求項11にかかるプラズ
マ処理装置においては、貯気室の容量が充分大きいの
で、背圧の安定が効果的である。In the plasma processing apparatus according to the eleventh aspect of the present invention, the capacity of the air storage chamber is sufficiently large, so that the back pressure is effectively stabilized.
【0398】この発明のうち請求項12にかかるプラズ
マ処理装置においては、プラズマ室におけるマイクロ波
の電界強度が大きくなるので、マイクロ波放電のみで安
定したプラズマの生成ができ、高価で重たい磁場コイル
は不要となる。In the plasma processing apparatus according to the twelfth aspect of the present invention, since the electric field strength of the microwave in the plasma chamber is increased, stable plasma can be generated only by the microwave discharge. It becomes unnecessary.
【0399】この発明のうち請求項13にかかるプラズ
マ処理装置においては、プラズマを生成する領域の形状
・容積を設計する自由度が大きい。In the plasma processing apparatus according to the thirteenth aspect of the present invention, the degree of freedom in designing the shape and volume of the region for generating plasma is large.
【0400】この発明のうち請求項14にかかるプラズ
マ処理装置においては、所定の空間においてプラズマが
生成され、ガスがパルス的に導入されても容易に放電が
可能である。In the plasma processing apparatus according to the fourteenth aspect of the present invention, a plasma is generated in a predetermined space, and discharge can be easily performed even if a gas is introduced in a pulsed manner.
【0401】この発明のうち請求項15にかかるプラズ
マ処理装置においては、プラズマ室内に強いマイクロ波
電界を形成するので安定に放電する。In the plasma processing apparatus according to claim 15 of the present invention, since a strong microwave electric field is formed in the plasma chamber, the discharge is stably performed.
【0402】この発明のうち請求項16にかかるプラズ
マ処理装置においては、板状誘電体の厚み方向の電界成
分を有するマイクロ波が、誘電体の端面から誘電体中に
効率良く結合され、プラズマ室内に強いマイクロ波電界
を形成するので安定に放電する。In the plasma processing apparatus according to the sixteenth aspect of the present invention, the microwave having the electric field component in the thickness direction of the plate-like dielectric is efficiently coupled into the dielectric from the end face of the dielectric, and the plasma chamber is formed. Since a strong microwave electric field is formed, the discharge is stable.
【0403】この発明のうち請求項17にかかるプラズ
マ処理装置においては、板状誘電体の近傍で磁界発生手
段により電子サイクロトロン共鳴放電を行えるので、簡
単に安定したプラズマの生成が可能となる。In the plasma processing apparatus according to the seventeenth aspect of the present invention, since the electron cyclotron resonance discharge can be performed by the magnetic field generating means near the plate-shaped dielectric, stable plasma can be easily generated.
【0404】この発明のうち請求項18にかかるプラズ
マ処理装置においては、ガス輸送管において、ガスをマ
イクロ波放電する構成にしたので、安定したプラズマを
生成でき、安定した試料の処理が可能となる。In the plasma processing apparatus according to the eighteenth aspect of the present invention, since the gas is configured to be subjected to microwave discharge in the gas transport pipe, stable plasma can be generated, and stable sample processing can be performed. .
【0405】この発明のうち請求項19にかかるプラズ
マ処理装置においては、プラズマの輸送が磁場発生手段
の発生する磁場によって補助されるので効率よくプラズ
マを処理室に輸送する事ができる。In the plasma processing apparatus according to the nineteenth aspect of the present invention, the transport of the plasma is assisted by the magnetic field generated by the magnetic field generating means, so that the plasma can be efficiently transported to the processing chamber.
【0406】この発明のうち請求項20にかかるプラズ
マ処理装置においては、生成したECRプラズマを効率
よく隔壁板の孔から処理室へと輸送できる。In the plasma processing apparatus according to the present invention, the generated ECR plasma can be efficiently transported from the hole in the partition plate to the processing chamber.
【0407】この発明のうち請求項21にかかるプラズ
マ処理装置においては、プラズマが隔壁板とほぼ平行に
なるように形成されるので、均一なプラズマが処理室に
輸送され、均一な試料の処理が可能となる。In the plasma processing apparatus according to the twenty-first aspect of the present invention, since the plasma is formed so as to be substantially parallel to the partition plate, uniform plasma is transported to the processing chamber, and uniform sample processing is performed. It becomes possible.
【0408】この発明のうち請求項22にかかるプラズ
マ処理装置においては、ECR共鳴条件を満足する磁場
強度領域の位置が時間的に変化するので、プラズマ室の
ガス圧力が変換する場合でも安定したECRプラズマが
生成でき、安定した試料の処理が可能となる。According to the plasma processing apparatus of the present invention, since the position of the magnetic field intensity region satisfying the ECR resonance condition changes with time, a stable ECR can be performed even when the gas pressure in the plasma chamber changes. Plasma can be generated, and stable sample processing can be performed.
【0409】この発明のうち請求項23にかかるプラズ
マ処理装置においては、RF印加電極が露出せず、金属
汚染することなく試料の処理ができる。In the plasma processing apparatus according to the twenty-third aspect of the present invention, the sample can be processed without exposing the RF application electrode and contaminating the metal.
【0410】この発明のうち請求項24にかかるプラズ
マ処理装置においては、RF印加電極が存在せず、金属
汚染することなく試料の処理ができる。[0410] In the plasma processing apparatus according to the twenty-fourth aspect of the present invention, no RF application electrode is present, and the sample can be processed without metal contamination.
【0411】この発明のうち請求項25にかかるプラズ
マ処理装置においては、直流電場が抑制されるのでプラ
ズマ室の壁のスパッタリングが抑制されて、金属汚染な
く試料を処理できる。[0411] In the plasma processing apparatus according to claim 25 of the present invention, since the DC electric field is suppressed, the sputtering of the plasma chamber wall is suppressed, and the sample can be processed without metal contamination.
【0412】この発明のうち請求項26にかかるプラズ
マ処理装置においては、光により励起や解離や電離のプ
ラズマ発生をおこなうので、スパッタリングに寄与する
電界は発生しない。よって、金属汚染のない試料の処理
ができる。[0412] In the plasma processing apparatus according to the twenty-sixth aspect of the present invention, excitation, dissociation, or ionization plasma is generated by light, and thus no electric field contributing to sputtering is generated. Therefore, a sample without metal contamination can be processed.
【0413】この発明のうち請求項27にかかるプラズ
マ処理装置においては、クリーンなプラズマが処理室に
輸送されるので、金属汚染なく試料を処理することがで
きる。[0413] In the plasma processing apparatus according to claim 27 of the present invention, since clean plasma is transported to the processing chamber, the sample can be processed without metal contamination.
【0414】この発明のうち請求項28にかかるプラズ
マ処理装置においては、凸面鏡でレーザ光を拡大するの
で、大面積にプラズマを発生させることができる。[0414] In the plasma processing apparatus according to claim 28 of the present invention, the laser light is enlarged by the convex mirror, so that plasma can be generated in a large area.
【0415】この発明のうち請求項29にかかるプラズ
マ処理装置においては、熱により励起や解離や電離のプ
ラズマ発生をおこなうので、スパッタリングに寄与する
電界は発生しない。よって、金属汚染のない試料の処理
ができる。また、クリーンなプラズマが処理室に輸送さ
れるので、金属汚染なく試料を処理することができる。 [0415] In the plasma processing apparatus according to claim 29 of the present invention, since excitation, dissociation and ionization plasma generation are performed by heat, an electric field contributing to sputtering is not generated. Therefore, a sample without metal contamination can be processed. Also, clean plasma is transported to the processing chamber.
Therefore, the sample can be processed without metal contamination.
【0416】[0416]
【0417】この発明のうち請求項30にかかるプラズ
マ処理装置においては、クリーンなプラズマが処理室に
輸送されるので、金属汚染なく試料を処理することがで
きる。[0417] In the plasma processing apparatus according to claim 30 of the present invention, since clean plasma is transported to the processing chamber, the sample can be processed without metal contamination.
【0418】この発明のうち請求項31にかかるプラズ
マ処理装置においては、プラズマ室と処理室の圧力差を
維持したまま大口径の試料を均一に処理することができ
る。[0418] In the plasma processing apparatus according to claim 31 of the present invention, a large-diameter sample can be uniformly processed while maintaining the pressure difference between the plasma chamber and the processing chamber.
【0419】この発明のうち請求項32,33にかかる
プラズマ処理装置においては、不均一に発生したプラズ
マでも処理室に均一に輸送されるので、大口径の試料を
均一に処理することができる。[0419] In the plasma processing apparatus according to claim 32, 33 of the present invention, since it is uniformly transported to the processing chamber at unevenly generated plasma, it is possible to process samples of a large diameter uniformly.
【0420】この発明のうち請求項34にかかるプラズ
マ処理装置においては、孔が座ぐり状に設けられている
ので、隔壁板の機械的強度を維持したまま隔壁板のコン
ダクタンスを制御し、プラズマ室と処理室との圧力差を
所定の圧力差に維持できる。[0420] In the plasma processing apparatus according to claim 34 of the present invention, since the holes are provided in a counterbore shape, the conductance of the partition plate is controlled while maintaining the mechanical strength of the partition plate, and the plasma chamber is controlled. Pressure difference between the pressure chamber and the processing chamber can be maintained at a predetermined pressure difference.
【0421】この発明のうち請求項35にかかるプラズ
マ処理装置においては、重金属汚染を防止して試料の処
理を行うことができる。In the plasma processing apparatus according to claim 35 of the present invention, the sample can be processed while preventing heavy metal contamination.
【0422】この発明のうち請求項36,37にかかる
プラズマ処理装置においては、試料に入射する荷電粒子
のエネルギーやイオンとラジカルとの比を制御すること
ができるので、様々な試料に対応した、所望の加工形状
を得ることができる。In the plasma processing apparatus according to claims 36 and 37 of the present invention, the energy of charged particles incident on the sample and the ratio of ions to radicals can be controlled. A desired processed shape can be obtained.
【0423】この発明のうち請求項38にかかるプラズ
マ処理装置においては、処理室内のプラズマ密度を高密
度にすることができるので、処理速度が向上する。In the plasma processing apparatus according to claim 38 of the present invention, since the plasma density in the processing chamber can be increased, the processing speed is improved.
【0424】この発明のうち請求項39にかかるプラズ
マ処理装置においては、処理室の磁場が可変であるの
で、処理室に輸送されるプラズマの密度を制御する事が
できる。[0424] In the plasma processing apparatus according to claim 39 of the present invention, since the magnetic field of the processing chamber is variable, the density of plasma transported to the processing chamber can be controlled.
【0425】この発明のうち請求項40にかかるプラズ
マ処理装置においては、処理室の壁でプラズマが消滅す
る事がなく、効率よく試料を処理することができる。[0425] In the plasma processing apparatus according to claim 40 of the present invention, the plasma is not extinguished on the wall of the processing chamber, and the sample can be processed efficiently.
【0426】この発明のうち請求項41にかかるプラズ
マ処理装置においては、試料に入射するプラズマ諸量を
制御する事ができるので、試料の処理条件に応じたエッ
チングが可能となる。In the plasma processing apparatus according to claim 41 of the present invention, various amounts of plasma incident on the sample can be controlled, so that etching according to the processing conditions of the sample can be performed.
【0427】この発明のうち請求項42にかかるプラズ
マ処理装置においては、プラズマの拡散が防止されるの
で、試料を効率よく処理することができる。In the plasma processing apparatus according to claim 42 of the present invention, since the diffusion of plasma is prevented, the sample can be processed efficiently.
【0428】この発明のうち請求項43にかかるプラズ
マ処理装置においては、ラジカル/イオン比の大きいプ
ラズマを生成するので、凹凸のある場合の試料の表面を
等方的にエッチングする場合に効果的である。In the plasma processing apparatus according to claim 43 of the present invention, since plasma having a large radical / ion ratio is generated, it is effective when isotropically etching the surface of a sample having irregularities. is there.
【0429】この発明のうち請求項44にかかるプラズ
マ処理装置においては、ラジカル/イオン比の小さいプ
ラズマを生成するので、凹凸のある場合の試料の表面を
垂直にエッチングする場合に効果的である。In the plasma processing apparatus according to claim 44 of the present invention, since a plasma having a small radical / ion ratio is generated, it is effective when the surface of a sample having irregularities is vertically etched.
【0430】この発明のうち請求項45にかかるプラズ
マ処理装置においては、試料に入射するプラズマ諸量を
制御する事ができるので、試料の処理条件に応じたエッ
チングが可能となる。In the plasma processing apparatus according to claim 45 of the present invention, since various amounts of plasma incident on the sample can be controlled, etching according to the processing conditions of the sample can be performed.
【0431】この発明のうち請求項46にかかるプラズ
マ処理装置においては、両室の圧力領域を拡大するの
で、処理室の圧力制御の自由度を大きくすることができ
る。[0431] In the plasma processing apparatus according to claim 46 of the present invention, since the pressure regions of both chambers are expanded, the degree of freedom in controlling the pressure of the processing chamber can be increased.
【0432】この発明のうち請求項47にかかるプラズ
マ処理装置においては、バイパスのコンダクタンスを制
御する事ができるので、処理室の圧力制御の自由度を大
きくすることができる。In the plasma processing apparatus according to claim 47 of the present invention, since the conductance of the bypass can be controlled, the degree of freedom in controlling the pressure of the processing chamber can be increased.
【0433】この発明のうち請求項48にかかるプラズ
マ処理装置においては、両室の圧力を自由に制御する事
ができるので、プロセスマージンを大きくすることがで
きる。In the plasma processing apparatus according to claim 48 of the present invention, the pressure in both chambers can be freely controlled, so that the process margin can be increased.
【0434】この発明のうち請求項49にかかるプラズ
マ処理装置においては、試料に入射するプラズマ諸量を
制御する事ができるので、試料の処理条件に応じたエッ
チングが可能となる。In the plasma processing apparatus according to claim 49 of the present invention, since various amounts of plasma incident on the sample can be controlled, etching according to the processing conditions of the sample can be performed.
【0435】この発明のうち請求項50にかかるプラズ
マ処理装置においては、ラジカル/イオン比の大きいプ
ラズマを生成するので、凹凸のある場合の試料の表面を
等方的にエッチングする場合に効果的である。In the plasma processing apparatus according to claim 50 of the present invention, since a plasma having a large radical / ion ratio is generated, it is effective when isotropically etching the surface of a sample having irregularities. is there.
【0436】この発明のうち請求項51にかかるプラズ
マ処理装置においては、ラジカル/イオン比の小さいプ
ラズマを生成するので、凹凸のある場合の試料の表面を
垂直にエッチングする場合に効果的である。In the plasma processing apparatus according to the fifty-first aspect of the present invention, a plasma having a small radical / ion ratio is generated, which is effective when the surface of a sample having irregularities is vertically etched.
【0437】この発明のうち請求項52にかかるプラズ
マ処理装置においては、異なる種類のガスを異なる条件
で導入する事ができるので、広範囲なプラズマ諸量の制
御が可能となる。In the plasma processing apparatus according to claim 52 of the present invention, since different types of gases can be introduced under different conditions, it is possible to control a wide variety of plasma quantities.
【0438】この発明のうち請求項53にかかるプラズ
マ処理装置においては、試料の平行方向のエッチングが
抑制されるので、垂直な加工形状を得ることができる。In the plasma processing apparatus according to claim 53 of the present invention, since the etching of the sample in the parallel direction is suppressed, a vertical processed shape can be obtained.
【0439】この発明のうち請求項54にかかるプラズ
マ処理装置においては、プラズマを低温化することがで
きるので、一層試料の垂直方向のエッチングが可能とな
る。In the plasma processing apparatus according to the fifty- fourth aspect of the present invention, the temperature of the plasma can be lowered, so that the sample can be further etched in the vertical direction.
【0440】この発明のうち請求項55にかかるプラズ
マ処理装置においては、試料に入射するプラズマ諸量を
制御する事ができるので、試料の処理条件に応じたエッ
チングが可能となる。In the plasma processing apparatus according to claim 55 of the present invention, since the amount of plasma incident on the sample can be controlled, it is possible to perform etching according to the processing conditions of the sample.
【0441】この発明のうち請求項56にかかるプラズ
マ処理装置においては、効率よくプラズマを生成する事
ができるので、試料を効率よく処理することができる。[0441] In the plasma processing apparatus according to claim 56 of the present invention, since plasma can be generated efficiently, the sample can be processed efficiently.
【0442】この発明のうち請求項57にかかるプラズ
マ処理装置においては、処理室の壁がエッチングされる
ことがないので試料に異物が付着することが殆どない。In the plasma processing apparatus according to the fifty-seventh aspect of the present invention, since the wall of the processing chamber is not etched, foreign matter hardly adheres to the sample.
【0443】この発明のうち請求項58にかかるプラズ
マ処理方法においては、プラズマ室へのガス導入をパル
ス的におこなえるため、所定のプラズマ室と処理室の圧
力差を維持したまま、大面積のプラズマを処理室に輸送
することができる。In the plasma processing method according to claim 58 of the present invention, since the gas is introduced into the plasma chamber in a pulsed manner, a large-area plasma is maintained while maintaining a predetermined pressure difference between the plasma chamber and the processing chamber. Can be transported to a processing chamber.
【0444】この発明のうち請求項59にかかるプラズ
マ処理方法においては、プラズマを超音速流にしてプラ
ズマの温度を低下させることができるので、試料面に垂
直なエッチングが可能となる。[0444] In the plasma processing method according to claim 59 of the present invention, since the temperature of the plasma can be reduced by making the plasma a supersonic flow, etching perpendicular to the sample surface can be performed.
【0445】この発明のうち請求項60にかかるプラズ
マ処理方法においては、光によりプラズマが励起される
ので、スパッタリングに寄与する電界が発生しない。こ
のためクリーンなプラズマが処理室へ輸送する事ができ
る。In the plasma processing method according to claim 60 of the present invention, since the plasma is excited by light, no electric field contributing to sputtering is generated. Therefore, clean plasma can be transported to the processing chamber.
【0446】[0446]
【0447】この発明のうち請求項61にかかるプラズ
マ処理方法においては、プラズマの輸送が磁場によって
補助されるので、試料を処理する速度が向上する。In the plasma processing method according to claim 61 of the present invention, since the transport of plasma is assisted by the magnetic field, the processing speed of the sample is improved.
【0448】この発明のうち請求項62,63にかかる
プラズマ処理方法においては、試料に入射するプラズマ
諸量を制御する事ができるので、試料の処理条件に応じ
たエッチングが可能となる。In the plasma processing method according to claims 62 and 63 of the present invention, since various amounts of plasma incident on the sample can be controlled, etching according to the processing conditions of the sample can be performed.
【0449】この発明のうち請求項64にかかるプラズ
マ処理方法においては、ラジカル/イオン比の大きいプ
ラズマを生成するので、凹凸のある場合の試料の表面を
等方的にエッチングする場合に効果的である。In the plasma processing method according to claim 64 of the present invention, since a plasma having a large radical / ion ratio is generated, it is effective when isotropically etching the surface of a sample having irregularities. is there.
【0450】この発明のうち請求項65にかかるプラズ
マ処理方法においては、ラジカル/イオン比の大きいプ
ラズマを生成するので、凹凸のある場合の試料の表面を
垂直にエッチングする場合に効果的である。In the plasma processing method according to claim 65 of the present invention, since a plasma having a large radical / ion ratio is generated, it is effective when the sample surface having irregularities is etched vertically.
【0451】この発明のうち請求項66にかかるプラズ
マ処理方法においては、バイパスのコンダクタンスを制
御する事ができるので、処理室の圧力制御の自由度を大
きくすることができる。In the plasma processing method according to claim 66 of the present invention, since the conductance of the bypass can be controlled, the degree of freedom in controlling the pressure of the processing chamber can be increased.
【0452】この発明のうち請求項67にかかるプラズ
マ処理方法においては、試料に入射するプラズマ諸量を
制御する事ができるので、試料の処理条件に応じたエッ
チングが可能となる。In the plasma processing method according to claim 67 of the present invention, since various amounts of plasma incident on the sample can be controlled, etching according to the processing conditions of the sample can be performed.
【0453】この発明のうち請求項68にかかるプラズ
マ処理方法においては、ラジカル/イオン比の大きいプ
ラズマを生成するので、凹凸のある場合の試料の表面を
等方的にエッチングする場合に効果的である。In the plasma processing method according to claim 68 of the present invention, since a plasma having a large radical / ion ratio is generated, it is effective when isotropically etching the surface of a sample having irregularities. is there.
【0454】この発明のうち請求項69にかかるプラズ
マ処理方法においては、ラジカル/イオン比の小さいプ
ラズマを生成するので、凹凸のある場合の試料の表面を
垂直にエッチングする場合に効果的である。In the plasma processing method according to claim 69 of the present invention, since a plasma having a small radical / ion ratio is generated, it is effective when the sample surface having irregularities is etched vertically.
【0455】この発明のうち請求項70にかかるプラズ
マ処理方法においては、試料に入射するプラズマ諸量を
制御する事ができるので、試料の処理条件に応じたエッ
チングが可能となる。In the plasma processing method according to claim 70 of the present invention, since various amounts of plasma incident on the sample can be controlled, etching according to the processing conditions of the sample can be performed.
【0456】この発明のうち請求項71にかかるプラズ
マ処理方法においては、試料の平行方向のエッチングが
抑制されるので、垂直な加工形状を得ることができる。In the plasma processing method according to claim 71 of the present invention, since the etching of the sample in the parallel direction is suppressed, a vertical processed shape can be obtained.
【0457】この発明のうち請求項72にかかるプラズ
マ処理方法においては、プラズマを低温化することがで
きるので、一層試料の垂直方向のエッチングが可能とな
る。In the plasma processing method according to claim 72 of the present invention, since the temperature of the plasma can be lowered, the sample can be further etched in the vertical direction.
【0458】この発明のうち請求項73にかかるプラズ
マ処理方法においては、試料に入射するプラズマ諸量を
制御する事ができるので、試料の処理条件に応じたエッ
チングが可能となる。In the plasma processing method according to claim 73 of the present invention, since various amounts of plasma incident on the sample can be controlled, etching according to the processing conditions of the sample can be performed.
【0459】この発明のうち請求項74にかかるプラズ
マ処理方法においては、効率よくプラズマを生成する事
ができるので、試料を効率よく処理することができる。In the plasma processing method according to claim 74 of the present invention, the plasma can be generated efficiently, so that the sample can be processed efficiently.
【0460】この発明のうち請求項75にかかるプラズ
マ処理方法においては、処理室の壁がエッチングされる
ことがないので試料に異物が付着することが殆どない。In the plasma processing method according to claim 75 of the present invention, since the walls of the processing chamber are not etched, foreign matter hardly adheres to the sample.
【図1】この発明を適用したドライエッチング装置の構
成の概略を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view schematically showing a configuration of a dry etching apparatus to which the present invention is applied.
【図2】エッチングガスをパルス供給した場合の圧力特
性を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing pressure characteristics when an etching gas is supplied in pulses.
【図3】第1及び第2実施例におけるパルスガスバルブ
8として用いることができる、バルブ8aの構造を例示
する概略断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view illustrating the structure of a valve 8a that can be used as the pulse gas valve 8 in the first and second embodiments.
【図4】第3実施例の構成を示す概略断面図である。FIG. 4 is a schematic sectional view showing a configuration of a third embodiment.
【図5】第4実施例の構成を示す概略断面図である。FIG. 5 is a schematic sectional view showing a configuration of a fourth embodiment.
【図6】第5実施例の構成を示す概略断面図である。FIG. 6 is a schematic sectional view showing the configuration of a fifth embodiment.
【図7】第6実施例の構成を示す概略断面図である。FIG. 7 is a schematic sectional view showing a configuration of a sixth embodiment.
【図8】貯気槽131の構造を示す一部断面斜視図であ
る。FIG. 8 is a partially sectional perspective view showing the structure of an air storage tank 131.
【図9】第7実施例の構成を示す概略断面図である。FIG. 9 is a schematic sectional view showing a configuration of a seventh embodiment.
【図10】第8実施例の構成を示す概略断面図である。FIG. 10 is a schematic sectional view showing a configuration of an eighth embodiment.
【図11】第9実施例の構成を示す概略断面図である。FIG. 11 is a schematic sectional view showing a configuration of a ninth embodiment.
【図12】アイリス211aの構造を示す平面図であ
る。FIG. 12 is a plan view showing the structure of an iris 211a.
【図13】アイリス211bの構造を示す平面図であ
る。FIG. 13 is a plan view showing a structure of an iris 211b.
【図14】第10実施例の構成を示す概略断面図であ
る。FIG. 14 is a schematic sectional view showing the configuration of the tenth embodiment.
【図15】第11実施例の構成を示す概略断面図であ
る。FIG. 15 is a schematic sectional view showing the configuration of the eleventh embodiment.
【図16】第12実施例の構成を示す概略断面図であ
る。FIG. 16 is a schematic sectional view showing the configuration of a twelfth embodiment.
【図17】第11実施例の構成を示す概略断面図であ
る。FIG. 17 is a schematic sectional view showing the configuration of the eleventh embodiment.
【図18】第14実施例の構成を示す概略断面図であ
る。FIG. 18 is a schematic sectional view showing the configuration of a fourteenth embodiment.
【図19】第15実施例を示す磁場強度の分布を示すグ
ラフである。FIG. 19 is a graph showing a magnetic field intensity distribution according to the fifteenth embodiment.
【図20】第18実施例の構成を示す概略断面図であ
る。FIG. 20 is a schematic sectional view showing the configuration of the eighteenth embodiment.
【図21】第19実施例の構成を示す概略断面図であ
る。FIG. 21 is a schematic sectional view showing the configuration of a nineteenth embodiment.
【図22】第20実施例の構成を示す概略断面図であ
る。FIG. 22 is a schematic sectional view showing a configuration of a twentieth embodiment.
【図23】第21実施例の構成を示す概略断面図であ
る。FIG. 23 is a schematic sectional view showing a configuration of a twenty-first embodiment.
【図24】第22実施例の構成を示す概略断面図であ
る。FIG. 24 is a schematic sectional view showing the configuration of a twenty-second embodiment.
【図25】第23実施例の構成を示す概略断面図であ
る。FIG. 25 is a schematic sectional view showing the configuration of the twenty-third embodiment.
【図26】第24実施例の構成を示す概略断面図であ
る。FIG. 26 is a schematic sectional view showing the configuration of the twenty-fourth embodiment.
【図27】第25実施例の構成を示す概略断面図であ
る。FIG. 27 is a schematic sectional view showing the configuration of the twenty-fifth embodiment.
【図28】第26実施例の構成を示す概略断面図であ
る。FIG. 28 is a schematic sectional view showing the configuration of the twenty-sixth embodiment.
【図29】第27実施例の構成を示す概略断面図であ
る。FIG. 29 is a schematic sectional view showing a configuration of a twenty-seventh embodiment.
【図30】第28実施例の構成を示す概略断面図であ
る。FIG. 30 is a schematic sectional view showing the configuration of a twenty-eighth embodiment.
【図31】第30実施例の構成を示す概略断面図であ
る。FIG. 31 is a schematic sectional view showing a configuration of a thirtieth embodiment.
【図32】第31実施例の構成を示す概略断面図であ
る。FIG. 32 is a schematic sectional view showing a configuration of a thirty-first embodiment.
【図33】第32実施例の構成を示す概略断面図であ
る。FIG. 33 is a schematic sectional view showing the structure of a 32nd embodiment.
【図34】第33実施例の構成を示す概略断面図であ
る。FIG. 34 is a schematic sectional view showing the configuration of a thirty-third embodiment.
【図35】第34実施例の構成を示す概略断面図であ
る。FIG. 35 is a schematic sectional view showing the structure of a thirty-fourth embodiment.
【図36】第35実施例の構成を示す概略断面図であ
る。FIG. 36 is a schematic sectional view showing a configuration of a thirty-fifth embodiment.
【図37】第36実施例を説明するグラフである。FIG. 37 is a graph illustrating a 36th embodiment.
【図38】第37実施例を説明するグラフである。FIG. 38 is a graph illustrating a 37th embodiment.
【図39】第38実施例を説明するグラフである。FIG. 39 is a graph for explaining a 38th embodiment;
【図40】第39実施例の構成を示す概略断面図であ
る。FIG. 40 is a schematic sectional view showing the structure of a thirty-ninth embodiment.
【図41】第40実施例の構成を示す概略断面図であ
る。FIG. 41 is a schematic sectional view showing the structure of a fortieth embodiment.
【図42】第41実施例の構成を示す概略断面図であ
る。FIG. 42 is a schematic sectional view showing a configuration of a forty-first embodiment.
【図43】第42実施例の構成を示す概略断面図であ
る。FIG. 43 is a schematic sectional view showing the structure of a forty-second embodiment.
【図44】第43実施例の動作を説明するグラフであ
る。FIG. 44 is a graph illustrating the operation of the forty-third embodiment.
【図45】第45実施例の構成を示す概略断面図であ
る。FIG. 45 is a schematic sectional view showing a configuration of a forty-fifth embodiment.
【図46】第47実施例の構成を示す概略断面図であ
る。FIG. 46 is a schematic sectional view showing the structure of the 47th embodiment.
【図47】第48実施例の動作を示すグラフである。FIG. 47 is a graph showing the operation of the forty-eighth embodiment.
【図48】従来のプラズマ処理装置の構造を示す断面図
である。FIG. 48 is a cross-sectional view showing a structure of a conventional plasma processing apparatus.
1 処理室 2 プラズマ室 3,421,423,431,441,450 隔壁板 4,135,422,424,432,433 孔 5 排気口 6,611ステージ 7 試料 8,8b パルスガスバルブ 9 駆動装置 10 ガス導入管 11 導波管 12,235 マイクロ波導入窓 13 磁場コイル 101 ボディー 112 ニードル 104 電磁コイル 105 ガス出口 106 ガス導入口 107 ストッパー 122 磁気シールド 131 貯気槽 141 ガス導入管 142 圧力検出器 143 圧力制御装置 144 圧力調節器 151 ガス導入管 152 貯気室 211 アイリス 221 ベルジャー 222 空間 223 隔壁板 224 ガス導入路 231 矩形導波管 232 テーパ導波管 233 薄型導波管 236 棒磁石 241 輸送管 251 第1の磁場コイル 252 第2の磁場コイル 263 電極 264 誘電体膜 271 側壁 272 RFコイル 273 導体 275 導電性物質 281 窓 282 光源 284 石英ガラス 285 レーザ光源 286 凸面鏡 292 ヒータ 311 内壁 452,612 直流電源 453,614 RF電源 511 処理室用磁場コイル 521 永久磁石 711 バイパス 713 コンダクタンスバルブ 714 排気口 801 マイクロ波発生装置 802 コントローラ 831,841 第1のパルスガスバルブ 832,842 第2のパルスガスバルブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Processing chamber 2 Plasma chamber 3,421,423,431,441,450 Partition plate 4,135,422,424,432,433 Hole 5 Exhaust port 6,611 stage 7 Sample 8,8b Pulse gas valve 9 Driver 10 Gas Induction tube 11 Waveguide 12, 235 Microwave introduction window 13 Magnetic field coil 101 Body 112 Needle 104 Electromagnetic coil 105 Gas outlet 106 Gas introduction port 107 Stopper 122 Magnetic shield 131 Gas storage tank 141 Gas introduction pipe 142 Pressure detector 143 Pressure control Device 144 Pressure regulator 151 Gas introduction pipe 152 Gas storage chamber 211 Iris 221 Bell jar 222 Space 223 Partition plate 224 Gas introduction path 231 Rectangular waveguide 232 Tapered waveguide 233 Thin waveguide 236 Bar magnet 241 Transport pipe 251 First Magnetic field of Il 252 Second magnetic field coil 263 Electrode 264 Dielectric film 271 Side wall 272 RF coil 273 Conductor 275 Conductive substance 281 Window 282 Light source 284 Quartz glass 285 Laser light source 286 Convex mirror 292 Heater 311 Inner wall 452,612 DC power supply 453,614 RF 511 Processing room magnetic field coil 521 Permanent magnet 711 Bypass 713 Conductance valve 714 Exhaust port 801 Microwave generator 802 Controller 831,841 First pulse gas valve 833,842 Second pulse gas valve
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/31 H01L 21/302 B (72)発明者 大寺 廣樹 兵庫県尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機株式会社 半導体基礎研究所内 (72)発明者 斧 高一 兵庫県尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機株式会社 半導体基礎研究所内 (72)発明者 植田 至宏 兵庫県尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機株式会社 半導体基礎研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−50923(JP,A) 特開 昭59−66719(JP,A) 特開 平5−290995(JP,A) 特開 平4−343421(JP,A) 特開 平4−335528(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/205 C23C 16/50 C23F 4/00 H01L 21/3065 H01L 21/31 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 21/31 H01L 21/302 B (72) Inventor Hiroki Odera 8-1-1 Honcho Tsukaguchi, Amagasaki City, Hyogo Prefecture Mitsubishi Electric Corporation Basic Semiconductor Research In-house (72) Ax Takaichi 8-1-1, Tsukaguchi-Honmachi, Amagasaki-shi, Hyogo Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor Basic Research Laboratory (72) Inventor, Toshihiro Ueda 8-1-1, Tsukaguchi-Honmachi, Amagasaki-shi, Hyogo Mitsubishi (56) References JP-A-60-50923 (JP, A) JP-A-59-66719 (JP, A) JP-A-5-290995 (JP, A) JP-A-4- 343421 (JP, A) JP-A-4-335528 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 21/205 C23C 16/50 C23F 4/00 H01L 21/3065 H01L 21/31
Claims (75)
ズマが生成されるプラズマ室と、 (b)試料が配置される処理室と、 (c)前記プラズマ室と前記処理室との間に設けられ、
前記プラズマ室から処理室に連通する孔を有する隔壁板
と、 (d)前記処理室を排気する真空排気手段と、 (e)前記プラズマ室へパルス的に前記ガスを供給する
ガス供給手段とを備えるプラズマ処理装置。(A) a plasma chamber in which a plasma is generated by an excitation source using a gas; (b) a processing chamber in which a sample is disposed; and (c) a space between the plasma chamber and the processing chamber. Provided in
A partition plate having a hole communicating from the plasma chamber to the processing chamber; (d) vacuum exhaust means for exhausting the processing chamber; and (e) gas supply means for supplying the gas in a pulsed manner to the plasma chamber. Equipped with a plasma processing apparatus.
シール部を有する請求項1記載のプラズマ処理装置。2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein said gas supply means has a vacuum seal portion having a non-contact structure.
端と他端との間で前記ガスが流れるガス導入筒と、 (e−2)前記一端及び他端の間で往復運動をし、前記
他端の前記錐面と隙間を空けて嵌合する錐体を含むニー
ドルと、 (e−3)前記ニードルの前記往復運動の領域を制限し
て前記隙間を調節するストッパーと、 を有する、請求項2記載のプラズマ処理装置。3. The gas supply means includes: (e-1) a gas introduction cylinder including one end and another end having a conical surface, wherein the gas flows between the one end and the other end; 2) a needle including a cone that reciprocates between the one end and the other end and that is fitted with a gap with the cone surface at the other end; and (e-3) a region of the reciprocation of the needle. The plasma processing apparatus according to claim 2, further comprising: a stopper that restricts the gap to adjust the gap.
誘導手段を更に有する、請求項3記載のプラズマ処理装
置。4. The plasma processing apparatus according to claim 3, wherein said gas supply means further comprises: (e-4) an electromagnetic induction means for controlling said reciprocating movement of said needle.
え、 前記ガス供給手段は、 (e−1)前記ガス供給手段の動作を電磁誘導によって
制御する電磁誘導手段と、 (e−2)前記電磁誘導手段を覆う磁気シールドとを有
する、請求項1記載のプラズマ処理装置。5. The plasma processing apparatus further comprises: (f) a coil for applying a magnetic field to the plasma chamber, wherein the gas supply unit controls: (e-1) an operation of the gas supply unit by electromagnetic induction. The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising: (e-2) a magnetic shield covering the electromagnetic induction means.
更に備え、 前記ガス供給手段は、 (e−1)前記ガス供給手段の動作を電磁誘導によって
制御する電磁誘導手段を有し、 前記ガス供給手段は、前記電磁誘導手段の発生する第2
の磁場と前記第1の磁場とが直交する方向に配置され
る、請求項1記載のプラズマ処理装置。6. The plasma processing apparatus further comprises: (f) a coil for applying a first magnetic field to the plasma chamber, wherein the gas supply means comprises: (e-1) electromagnetically controlling the operation of the gas supply means. The gas supply means is controlled by the electromagnetic induction means.
The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the magnetic field of the first direction and the first magnetic field are arranged in a direction orthogonal to each other.
室との間に介挿され、前記プラズマ室を囲み、前記ガス
を導入する複数のガス導入孔を有する貯気槽を更に備え
る、請求項1記載のプラズマ処理装置。7. (f) further comprising an air storage tank interposed between the gas supply means and the plasma chamber, surrounding the plasma chamber, and having a plurality of gas introduction holes for introducing the gas. Item 2. A plasma processing apparatus according to item 1.
し、前記背圧に基づいて制御される圧力を有する前記ガ
スを前記ガス供給手段に与える調整器を更に備える、請
求項1記載のプラズマ処理装置。8. The apparatus according to claim 1, further comprising: (f) a regulator for detecting a back pressure of the gas supply means and supplying the gas having a pressure controlled based on the back pressure to the gas supply means. Plasma processing equipment.
器と、 (f−2)前記ガスの圧力を調節する圧力調節器と、 (f−3)前記圧力検出器の出力に基づいて前記圧力調
節器の動作を制御する圧力制御装置とを有する、請求項
8記載のプラズマ処理装置。9. The pressure regulator, wherein: (f-1) a pressure detector for detecting a back pressure of the gas supply means; (f-2) a pressure regulator for adjusting the pressure of the gas; The plasma processing apparatus according to claim 8, further comprising: 3) a pressure control device that controls an operation of the pressure regulator based on an output of the pressure detector.
プラズマ室と反対側に設けられ、前記ガスが前記ガス供
給手段に入る前に一旦蓄えられる貯気室を更に備える、
請求項1記載のプラズマ処理装置。(F) further comprising an air storage chamber provided on a side opposite to the plasma chamber with respect to the gas supply means, wherein the gas is temporarily stored before the gas enters the gas supply means.
The plasma processing apparatus according to claim 1.
いてパルス的に流れる前記ガスの100倍程度の容積を
有する、請求項10記載のプラズマ処理装置。11. The plasma processing apparatus according to claim 10, wherein said gas storage chamber has a volume that is about 100 times as large as said gas flowing in a pulsed manner in said gas supply means.
管と、 (g)前記導波管と前記プラズマ室との間に介挿され、
前記導波管の断面積より小さい導入面とを更に備えた請
求項1記載のプラズマ処理装置。12. The excitation source is a microwave, (f) a waveguide for guiding the microwave to the plasma chamber, and (g) an interposition between the waveguide and the plasma chamber. And
The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising an introduction surface smaller than a cross-sectional area of the waveguide.
クロ波を透過する材料により成形されたベルジャーとを
有する、請求項1記載のプラズマ処理装置。13. The excitation source is a microwave, and the plasma chamber is provided so as to be surrounded by (a-1) a metal wall and (a-2) the wall, and transmits the microwave. The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising a bell jar formed of a material.
すガス導入路を有し、 前記ガスは前記隔壁板と前記ベルジャーとで囲まれた空
間に供給される、請求項13記載のプラズマ処理装置。14. The partition plate has: (c-1) a gas introduction passage connected to the gas supply means and flowing the gas, wherein the gas is supplied to a space surrounded by the partition plate and the bell jar. The plasma processing apparatus according to claim 13, which is supplied.
へと結合させる板状誘電体と、 を更に備える請求項1記載のプラズマ処理装置。15. The excitation source is a microwave; (f) a waveguide that guides the microwave; and (g) a plate-like waveguide that couples the microwave from the waveguide to the plasma chamber. The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising: a dielectric.
厚み方向の電界成分を有して前記プラズマ室へと結合さ
れる、請求項15記載のプラズマ処理装置。16. The plasma processing apparatus according to claim 15, wherein the microwave has an electric field component in a thickness direction of the plate-like dielectric and is coupled to the plasma chamber.
れ、前記マイクロ波の電界方向と直交する成分を有する
磁場を形成する磁場発生手段を更に備える請求項16記
載のプラズマ処理装置。17. The plasma processing apparatus according to claim 16, further comprising: (h) a magnetic field generating means formed near the plate-like dielectric and configured to generate a magnetic field having a component orthogonal to an electric field direction of the microwave.
ラズマ室との間に設けたマイクロ波透過性のガス輸送管
とを更に備える請求項1記載のプラズマ処理装置。18. The excitation source is a microwave, and (f) a waveguide for guiding the microwave; and (g) a waveguide that penetrates the waveguide and is connected to the gas supply unit and the plasma chamber. The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising a microwave-transmissive gas transport pipe provided therebetween.
室内に電子サイクロトロン共鳴条件を満足する磁場強度
領域を形成する磁場発生手段を更に備え、前記隔壁板に
向かう磁力線と前記マイクロ波とが前記プラズマ室内に
電子サイクロトロン共鳴プラズマを生成する、請求項1
記載のプラズマ処理装置。19. The apparatus according to claim 19, wherein the excitation source is a microwave, and further comprising: (f) a magnetic field generating means disposed around the plasma chamber and forming a magnetic field intensity region satisfying an electron cyclotron resonance condition in the plasma chamber; 2. The magnetic field lines heading for the partition plate and the microwaves generate electron cyclotron resonance plasma in the plasma chamber.
The plasma processing apparatus as described in the above.
傍に形成される請求項19記載のプラズマ処理装置。20. The plasma processing apparatus according to claim 19, wherein the magnetic field intensity region is formed near the partition plate.
ぼ平行に形成される請求項19または請求項20記載の
プラズマ処理装置。21. The plasma processing apparatus according to claim 19, wherein the magnetic field intensity region is formed substantially parallel to the partition plate.
化する請求項19乃至21の何れか一つに記載のプラズ
マ処理装置。22. The plasma processing apparatus according to claim 19, wherein the position of the magnetic field intensity region changes with time.
備え、 前記RF電力は前記RF印加電極と前記隔壁板との間に
印加される請求項1記載のプラズマ処理装置。23. The excitation source is RF power, further comprising: (f) an RF application electrode provided in the plasma chamber; and (g) a dielectric film covering a surface of the RF application electrode. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the power is applied between the RF application electrode and the partition plate.
れたRFコイルと、 (g)前記RFコイルの表面を覆う導電性物質とを更に
備え、 前記RF電力は前記RFコイルによって供給される請求
項1記載のプラズマ処理装置。24. The excitation source is RF power, the plasma chamber has (a-1) a side wall made of a dielectric, and the plasma processing apparatus is (f) disposed around the side wall. The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising: an RF coil; and (g) a conductive material covering a surface of the RF coil, wherein the RF power is supplied by the RF coil.
物質の電導度及び前記RF電力の周波数で決まる表皮厚
さよりも薄い、請求項24記載のプラズマ処理装置。25. The plasma processing apparatus according to claim 24, wherein a thickness of the conductive material is smaller than a skin thickness determined by a conductivity of the conductive material and a frequency of the RF power.
る、請求項1記載のプラズマ処理装置。26. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the excitation source is light, and the plasma chamber has (a-1) at least one window that transmits the light.
する、請求項24記載のプラズマ処理装置。27. The plasma processing apparatus according to claim 24, wherein the plasma chamber further comprises: (a-2) an insulating film covering an inner wall of the plasma chamber.
項27記載のプラズマ処理装置。28. The plasma processing apparatus according to claim 27, wherein the excitation source is laser light, and the plasma processing apparatus further comprises: (f) a convex mirror for expanding the laser light.
処理装置は (f)前記ガス供給手段と前記プラズマ室との間に介挿
され、前記熱を供給する加熱装置を更に備え、 前記プラズマ室は (a−2)前記プラズマ室の内壁を覆う絶縁膜を更に有
す る、請求項1記載のプラズマ処理装置。29. The excitation source is heat, the plasma processing device is interposed between the plasma chamber and (f) the gas supply means, further comprising a heating device for supplying the heat, the plasma The chamber further comprises (a-2) an insulating film covering an inner wall of the plasma chamber.
To that, the plasma processing apparatus according to claim 1.
もしくは複数の元素を99%以上含む化合物からなる内
壁をその内部に有する、請求項1記載のプラズマ処理装
置。30. The plasma chamber, any one of (a-1) Si, Al , O, N,
The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising an inner wall made of a compound containing 99% or more of a plurality of elements.
いに等しい請求項1記載のプラズマ処理装置。31. A plurality of said holes, each having a different diameter.
2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein:
は複数種存在する請求項1記載のプラズマ処理装置。32. A plurality of holes, each having a diameter
2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein there are a plurality of types .
前記径は、前記隔壁板の周辺部に存在する前記孔の前記
径よりも小さい、請求項25記載のプラズマ処理装置。33. The hole in the center of the partition plate.
The diameter of the hole present in the peripheral portion of the partition plate is
The plasma processing apparatus according to claim 25 , wherein the plasma processing apparatus is smaller than the diameter .
第1の径を有する円筒状の第1の孔要素と、前記処理室
側において第2の径を有する円筒状の第2の孔要素とを
有し、前記第1の径は前記第2の径よりも大きい、請求
項1記載のプラズマ処理装置。34. The plasma processing apparatus according to claim 34, wherein the hole is provided on the side of the plasma chamber.
A first cylindrical element having a first diameter, the processing chamber;
And a cylindrical second hole element having a second diameter on the side.
Wherein said first diameter is greater than said second diameter.
Item 2. A plasma processing apparatus according to item 1 .
英ガラスである、請求項1記載のプラズマ処理装置。35. The partition plate having at least a surface formed of stone.
2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the apparatus is made of British glass .
隔壁板と前記プラズマ室との間に直流電圧を印加する、
請求項1記載のプラズマ処理装置。36. The partition plate is made of an insulating material.
Applying a DC voltage between the partition plate and the plasma chamber,
The plasma processing apparatus according to claim 1 .
隔壁板と前記プラズマ室との間にRF電圧を印加する、
請求項1記載のプラズマ処理装置。37. The partition plate is made of an insulating material.
Applying an RF voltage between the partition plate and the plasma chamber;
The plasma processing apparatus according to claim 1 .
項1記載のプラズマ処理装置。38. A magnetic field is formed in the processing chamber.
Item 2. A plasma processing apparatus according to item 1 .
処理室用磁場コイルを更に備える、請求項38記載のプ
ラズマ処理装置。39. (f) Formed around the processing chamber
39. The plasma processing apparatus according to claim 38, further comprising a processing chamber magnetic field coil .
永久磁石を更に備える、請求項38記載のプラズマ処理
装置。40. (f) Formed around the processing chamber
39. The plasma processing apparatus according to claim 38, further comprising a permanent magnet .
圧を印加する請求項1記載のプラズマ処理装置。41. A DC power supply is provided between the sample and the processing chamber.
The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a pressure is applied .
力を印加する請求項1記載のプラズマ処理装置。42. An RF power source is provided between the sample and the processing chamber.
The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a force is applied .
における前記ガスの圧力の時間的変化に対して正の相関
を以て変化する、請求項41記載のプラズマ処理装置。43. The magnitude of the DC voltage is set in the processing chamber.
Positive correlation with time variation of the gas pressure
The plasma processing apparatus according to claim 41 , wherein the plasma processing apparatus changes with the following .
における前記ガスの圧力の時間的変化に対して負の相関
を以て変化する、請求項41記載のプラズマ処理装置。44. The magnitude of the DC voltage is set in the processing chamber.
Negative correlation with time change of gas pressure
The plasma processing apparatus according to claim 41 , wherein the plasma processing apparatus changes with the following .
時間的変化に対応し、前記試料に印加するRF電力の振
幅の大きさを時間的に変化させる、請求項1記載のプラ
ズマ処理装置。45. The pressure of the gas in the processing chamber
RF power applied to the sample in response to temporal changes
2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the width is changed with time .
を連通させるバイパスを更に備える請求項1記載のプラ
ズマ処理装置。46. (f) The plasma chamber and the processing chamber
The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising a bypass that communicates with the plasma processing apparatus.
ンダクタンスバルブを有する、請求項46 記載のプラズ
マ処理装置。47. The bypass may further comprise : (f-1) a controller for controlling the conductance of the bypass.
The plasma processing apparatus according to claim 46, further comprising a conductance valve .
マ室を排気する第2の真空排気手段を更に備える、請求
項1記載のプラズマ処理装置。48. (f) independent of the processing chamber,
Further comprising second evacuation means for evacuating the vacuum chamber.
Item 2. A plasma processing apparatus according to item 1 .
る励起エネルギーを供給する励起エネルギー供給手段
と、前記励起エネルギー供給手段を制御して前記励起エ
ネルギーを時間的に変化させる励起エネルギー制御手段
とを有する、請求項1記載のプラズマ処理装置。49. The excitation source excites the plasma.
Energy supply means for supplying excitation energy
And controlling the excitation energy supply means to control the excitation energy.
Excitation energy control means for changing energy with time
The plasma processing apparatus according to claim 1, comprising:
おける前記ガスの圧力が比較的高い時点においてON
し、比較的低い時点においてOFFして変化する、請求
項49記載のプラズマ処理装置。50. The excitation energy is applied to the processing chamber.
ON when the gas pressure is relatively high
And change off at a relatively low point in time
Item 50. The plasma processing apparatus according to item 49 .
おける前記ガスの圧力が比較的低い時点においてON
し、比較的高い時点においてOFFして変化する、請求
項49記載のプラズマ処理装置。51. The excitation energy is applied to the processing chamber.
ON when the gas pressure is relatively low
And change off at relatively high points in time
Item 50. The plasma processing apparatus according to item 49 .
求項1記載のプラズマ処理装置。52. A gas supply means comprising a plurality of gas supply means.
The plasma processing apparatus according to claim 1 .
くとも一つは堆積性ガスを導入する、請求項52記載の
プラズマ処理装置。53. A method according to claim 53 , wherein :
53. The plasma processing apparatus according to claim 52, wherein at least one introduces a deposition gas .
くとも一つは希ガスを導入する、請求項52記載のプラ
ズマ処理装置。54. A method according to claim 54 , wherein :
53. The plasma processing apparatus according to claim 52, wherein at least one introduces a rare gas .
ス的に供給する第2のガス供給手段を更に備える請求項
1記載のプラズマ処理装置。55. (f) A second gas is charged into the processing chamber.
Further comprising second gas supply means for supplying the gas in a gaseous manner.
2. The plasma processing apparatus according to 1 .
室における前記ガスの圧力の時間的変化が極大値をとる
タイミングの近傍で、前記処理室に第2のガスを供給す
る、請求項55記載のプラズマ処理装置。56. The processing apparatus according to claim 56, wherein said second gas supply means is provided for said processing.
The temporal change of the pressure of the gas in the chamber has a maximum value
A second gas is supplied to the processing chamber near the timing.
56. The plasma processing apparatus according to claim 55, wherein
るものであり、前記第2のガスは反応性プラズマを生成
するものである請求項55または請求項56記載のプラ
ズマ処理装置。57. The gas produces a non-reactive plasma.
Wherein the second gas produces a reactive plasma.
57. The plasma processing apparatus according to claim 55 or claim 56, wherein:
マを用い、処理室に配置された試料をプラズマ処理する
プラズマ処理方法であって、 (a)周期的に変動する圧力のガスを前記プラズマ室に
導入する工程と、 (b)前記プラズマ室から前記処理室へと選択的経路を
以てプラズマを導入する工程と、 を備えるプラズマ処理方法。 58. Plasma generated in a plasma chamber
Plasma processing of the sample placed in the processing chamber
A plasma processing method, comprising: (a) introducing a gas having a periodically fluctuating pressure into the plasma chamber;
A step of introducing, the selective route to the processing chamber from (b) the plasma chamber
And a step of introducing plasma.
マ室の圧力が前記処理室の圧力の1.9倍以上になる期
間が存在する、請求項58記載のプラズマ処理方法。59. In the step (b), the plasma
Period when the pressure in the processing chamber becomes 1.9 times or more of the pressure in the processing chamber
The plasma processing method according to claim 58, wherein an interval exists .
る、請求項58記載のプラズマ処理方法。60. The plasma is excited by light.
The plasma processing method according to claim 58, wherein
項58記載のプラズマ処理方法。61. A magnetic field is formed in the processing chamber.
Item 58. The plasma processing method according to Item 58 .
圧を印加する請求項58記載のプラズマ処理方法。62. A DC power supply is provided between the sample and the processing chamber.
The plasma processing method according to claim 58, wherein a pressure is applied .
力を印加する請求項58記載のプラズマ処理方法。63. An RF power source between the sample and the processing chamber.
The plasma processing method according to claim 58, wherein a force is applied .
における前記ガスの圧力の時間的変化に対して正の相関
を以て変化する、請求項62記載のプラズマ処理方法。64. The magnitude of the DC voltage is set in the processing chamber.
Positive correlation with time variation of the gas pressure
63. The plasma processing method according to claim 62, wherein the method is changed by:
における前記ガスの圧力の時間的変化に対して負の相関
を以て変化する、請求項62記載のプラズマ処理方法。65. The magnitude of the DC voltage is set in the processing chamber.
Negative correlation with time change of gas pressure
63. The plasma processing method according to claim 62, wherein the method is changed by:
時間的変化に対応し、前記試料に印加するRF電力の振
幅の大きさを時間的に変化させる、請求項58記載のプ
ラズマ処理方法。66. The pressure of the gas in the processing chamber
RF power applied to the sample in response to temporal changes
59. The plasma processing method according to claim 58, wherein the width is changed with time .
ギーが時間的に変化する、請求項58記載のプラズマ処
理方法。67. Excitation energy provided from said excitation source
The plasma processing method according to claim 58, wherein the energy varies with time .
おける前記ガスの圧力が比較的高い時点においてON
し、比較的低い時点においてOFFして変化する、請求
項67記載のプラズマ処理方法。68. The excitation energy is applied to the processing chamber.
ON when the gas pressure is relatively high
And change off at a relatively low point in time
Item 68. The plasma processing method according to Item 67 .
おける前記ガスの圧力が比較的低い時点においてON
し、比較的高い時点においてOFFして変化する、請求
項67記載のプラズマ処理方法。69. The excitation energy is applied to the processing chamber.
ON when the gas pressure is relatively low
And change off at relatively high points in time
Item 68. The plasma processing method according to Item 67 .
ぞれ周期的に変動する圧力のガスとして前記プラズマ室
に導入される、請求項58記載のプラズマ処理方法。70. A gas comprising a plurality of gases,
59. The plasma processing method according to claim 58, wherein the gas having a periodically varying pressure is introduced into the plasma chamber.
スである、請求項70記載のプラズマ処理方法。71. At least one of said gases is a deposition gas.
71. The plasma processing method according to claim 70, wherein
ある、請求項70記載のプラズマ処理方法。72. At least one of said gases is a noble gas
71. The plasma processing method according to claim 70 .
ス的に供給する工程を更に備える請求項58記載のプラ
ズマ処理方法。73. (c) A second gas is injected into the processing chamber
59. The plasma processing method according to claim 58, further comprising the step of :
時間的変化が極大値をとるタイミングの近傍で、前記処
理室に第2のガスが供給される、請求項58記載のプラ
ズマ処理方法。74. The pressure of the gas in the processing chamber
In the vicinity of the timing when the temporal change has a maximum value,
59. The plasma processing method according to claim 58, wherein the second gas is supplied to the science room .
るものであり、前記第2のガスは反応性プラズマを生成
するものである請求項73または請求項74記載のプラ
ズマ処理方法。75. The gas produces a non-reactive plasma.
Wherein the second gas produces a reactive plasma.
75. The plasma processing method according to claim 73 or claim 74 .
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