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JPH0653177A - Plasma generator, surface treatment apparatus and surface treatment method - Google Patents

Plasma generator, surface treatment apparatus and surface treatment method

Info

Publication number
JPH0653177A
JPH0653177A JP5051117A JP5111793A JPH0653177A JP H0653177 A JPH0653177 A JP H0653177A JP 5051117 A JP5051117 A JP 5051117A JP 5111793 A JP5111793 A JP 5111793A JP H0653177 A JPH0653177 A JP H0653177A
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JP
Japan
Prior art keywords
magnetic field
electrode
vacuum container
generating means
substrate
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Application number
JP5051117A
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Japanese (ja)
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JP3311064B2 (en
Inventor
Makoto Sekine
誠 関根
Masaki Narita
雅貴 成田
Keiji Horioka
啓治 堀岡
Haruo Okano
晴雄 岡野
Katsuya Okumura
勝弥 奥村
Isahiro Hasegawa
功宏 長谷川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Priority to US08/037,169 priority patent/US5444207A/en
Publication of JPH0653177A publication Critical patent/JPH0653177A/en
Priority to US08/492,322 priority patent/US5660744A/en
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 本発明は、電極面の広い範囲にわたって均一
かつ強力な磁界を形成することにより、ウェハ表面上の
全体にわたって均一な高密度プラズマを維持することの
できる表面処理装置および表面処理方法を提供すること
を目的とする。 【構成】 第1の電極7と、前記第1の電極に対向して
配設された第2の電極2を備えた真空容器1と、該真空
容器内に所定のガスを導入するガス供給手段と、該真空
容器内を減圧下に維持する真空排気手段と、前記第1お
よび第2の電極との間に電界を発生せしめる電界発生手
段と、該真空容器内に磁界を発生せしめる磁界発生手段
とを具備し、前記磁界発生手段が、外周で環状をなすと
ともに着磁方向が前記環の半周で1回転可能なように配
列された異なる磁石を含み、プラズマを発生するように
構成している。
(57) [Summary] (Modified) [Objective] The present invention aims to maintain a uniform high-density plasma over the entire wafer surface by forming a uniform and strong magnetic field over a wide area of the electrode surface. An object of the present invention is to provide a surface treatment apparatus and a surface treatment method that can be performed. A vacuum container 1 having a first electrode 7 and a second electrode 2 arranged so as to face the first electrode, and gas supply means for introducing a predetermined gas into the vacuum container. Vacuum evacuation means for maintaining the inside of the vacuum container under reduced pressure, electric field generation means for generating an electric field between the first and second electrodes, and magnetic field generation means for generating a magnetic field in the vacuum container. And the magnetic field generating means includes different magnets that are annular on the outer circumference and are arranged so that the magnetization direction can rotate once around the half circumference of the ring, and are configured to generate plasma. .

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ生成装置、表
面処理装置および表面処理方法に係り、特に、気相成長
法による薄膜の形成および薄膜のエッチング等に用いら
れる表面処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma generator, a surface treatment apparatus and a surface treatment method, and more particularly to a surface treatment apparatus used for forming a thin film by a vapor phase growth method, etching a thin film and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】)従来、半導体素子製造工程における微
細加工において広く用いられているドライエッチング方
法の1つに反応性イオンエッチング(RIE)法があ
る。さらにこのRIE法を、プラズマに磁界を使用する
ことにより、プラズマを高密度化し、エッチング速度の
高速度化、微細加工の高精度化をはかるようにしたマグ
ネトロンRIE法がある。
2. Description of the Related Art Reactive ion etching (RIE) is one of the dry etching methods that have been widely used in the microfabrication in the semiconductor device manufacturing process. Further, there is a magnetron RIE method which uses the magnetic field for the plasma to increase the density of the plasma, increase the etching rate, and improve the precision of fine processing.

【0003】このマグネトロンRIE法で用いられる装
置は、その一例を図39に示すように、真空容器1の上
端内壁の第1の電極2上に取り付けられたアノード3
と、これに対向配置され基板支持台を兼ねる第2の電極
(カソード)4とを配設し、高周波電源5の発生する電
力をマッチング回路14を介してアノード3とカソード
4との間に印加するように構成されている。そして、こ
れによって形成される電界により、電極間にプラズマを
形成し、カソード3表面に誘起された自己バイアス電界
により、該プラズマ中から加速された反応性イオンが衝
突することでエッチング反応が進行する。マグネトロン
RIEではさらに、この自己バイアス電界と直交する方
向に磁石10から磁界が与えられる。図中では磁力線1
1の様子を模式的に示した。このように電界Eと磁界B
を直交させることでプラズマ中の電子をローレンツ力に
よりE×B方向にドリフトさせることができる。このよ
うにプラズマ中で電子に長い距離を走らせることで、電
子が中性の分子、原子と衝突する頻度が高まり、プラズ
マ密度が上昇する。また、磁界を与えること自体で電子
をプラズマ中に閉じ込めその寿命(チャンバー側壁や電
極、ウェハに衝突するまでの時間)を長くする結果、プ
ラズマ密度をさらに向上することができる。
An example of the apparatus used in this magnetron RIE method is, as shown in FIG. 39, an anode 3 mounted on a first electrode 2 on an upper inner wall of a vacuum container 1.
And a second electrode (cathode) 4 arranged opposite thereto and also serving as a substrate support, and the power generated by the high frequency power source 5 is applied between the anode 3 and the cathode 4 via the matching circuit 14. Is configured to. Then, the electric field formed thereby forms plasma between the electrodes, and the self-bias electric field induced on the surface of the cathode 3 causes the reactive ions accelerated from the plasma to collide with each other to cause the etching reaction to proceed. . In the magnetron RIE, a magnetic field is further applied from the magnet 10 in the direction orthogonal to this self-bias electric field. Magnetic field line 1 in the figure
The state of No. 1 is schematically shown. Thus, the electric field E and the magnetic field B
The electrons in the plasma can be caused to drift in the E × B direction by the Lorentz force by making them orthogonal to each other. By causing the electrons to travel a long distance in the plasma as described above, the frequency with which the electrons collide with neutral molecules and atoms increases, and the plasma density increases. Further, as a result of confining the electrons in the plasma by applying the magnetic field itself and prolonging its life (the time until it collides with the chamber side wall, the electrode, and the wafer), the plasma density can be further improved.

【0004】以上のようにプラズマを高密度化すること
で、単にエッチング速度を高める以外に、イオンの方向
性を高めたり、中性種と被エッチング膜の反応(等方性
の反応)を抑制するためにガス圧力を下げても、ダメー
ジや選択比を低下させる原因となるイオンエネルギーを
十分に低く保つことができる。
By increasing the density of the plasma as described above, in addition to simply increasing the etching rate, the directionality of ions is enhanced and the reaction between the neutral species and the film to be etched (isotropic reaction) is suppressed. Therefore, even if the gas pressure is lowered, it is possible to keep the ion energy, which causes damage and a reduction in the selection ratio, sufficiently low.

【0005】このようにマグネトロンRIE装置は、優
れた特性をもつことから、現在種々の薄膜の加工に使用
されている。しかし従来のマグネットでは、その磁界の
強度や方向の不均一性のためにエッチング速度の均一性
が低下していた。またウェハに入射するイオンはその方
向性が乱れ、被処理基板表面に斜めに入射し異方性の高
いエッチングや、間口の狭い、いわゆるアスペクト比の
高いパターンのエッチング速度が低下するという問題が
あった。
As described above, the magnetron RIE apparatus has excellent characteristics and is currently used for processing various thin films. However, in the conventional magnet, the uniformity of the etching rate is lowered due to the non-uniformity of the strength and direction of the magnetic field. In addition, there is a problem that the directionality of the ions incident on the wafer is disturbed, the ions are obliquely incident on the surface of the substrate to be processed, and etching with high anisotropy or the etching rate of a pattern with a narrow frontage, that is, a high aspect ratio is reduced. It was

【0006】例えば図40に示すように、図39に示し
たエッチング装置のウェハ3の中央部Bでは(b) に示す
ように良好なエッチング形状を得られるのに対しウェハ
3の周辺部A,Cではプラズマの入射方向を反映して斜
めにエッチングされ、異方性の悪い傾いた形状になって
しまう。
For example, as shown in FIG. 40, in the central portion B of the wafer 3 of the etching apparatus shown in FIG. 39, a good etching shape can be obtained as shown in FIG. In C, etching is performed obliquely reflecting the incident direction of plasma, resulting in a tilted shape with poor anisotropy.

【0007】このような加工形状となる原因は厳密には
明らかでないが、以下のような機構が考えられる。
Although the cause of such a processed shape is not exactly clear, the following mechanism is considered.

【0008】すなわち、ウェハ3の周辺部に形成される
磁力線はウェハ3の面に対し平行には形成されておら
ず、図41に示すように、湾曲しウェハに対し斜めに形
成されている。プラズマ中では電界は比較的小さいた
め、電子はもっぱら磁界の影響を強く受け、磁力線を取
り巻くように半径1mm程度のらせん運動を行う。このた
め磁力線とウェハ3とが交差する場合、磁力線に沿って
斜め方向から電子が入射する。一方エッチング反応に直
接関与するイオンは質量が大きいため、磁界によって直
接運動方向を曲げられる効果は小さい。しかし、加工中
の基板の溝に対して、電子が斜めから入射すると、片方
の壁にだけ当るため、左右の壁に蓄積される電荷が等し
くなくなる。このように電荷が左右で非対称の場合、壁
の左右方向に新たに生じた電界がイオンに作用して、運
動方向を曲げ、形状の異方性が悪化したものと考えられ
る。
That is, the magnetic lines of force formed in the peripheral portion of the wafer 3 are not formed parallel to the surface of the wafer 3, but are curved and formed obliquely with respect to the wafer, as shown in FIG. Since the electric field is relatively small in plasma, the electrons are strongly influenced by the magnetic field and perform a spiral motion with a radius of about 1 mm so as to surround the magnetic field lines. Therefore, when the line of magnetic force intersects with the wafer 3, electrons are obliquely incident along the line of magnetic force. On the other hand, since the ions directly involved in the etching reaction have a large mass, the effect of directly bending the movement direction by the magnetic field is small. However, when the electrons are obliquely incident on the groove of the substrate being processed, the electrons hit only one wall, so that the charges accumulated on the left and right walls are not equal. When the charges are asymmetrical to the left and right in this way, it is considered that the electric field newly generated in the left-right direction of the wall acts on the ions to bend the movement direction and deteriorate the shape anisotropy.

【0009】また、このようなウェハ表面の帯電の不均
一性はMOS構造を有する素子が表面に形成された基板
を処理する場合、ゲート酸化膜などの薄い絶縁膜に絶縁
破壊を生じたり、リーク電流の増加などの劣化を起こす
ことが知られている(関根他:第13回ドライプロセス
シンポジウム予稿集p99〜103電気学会(1991
年東京))。
Further, such non-uniformity of charging on the wafer surface causes dielectric breakdown or leakage in a thin insulating film such as a gate oxide film when a substrate having an MOS structure is formed on the surface of the substrate. It is known that deterioration such as increase in current occurs (Sekine et al .: Proc. 13th Dry Process Symposium p99-103 The Institute of Electrical Engineers of Japan (1991)
Year Tokyo)).

【0010】また、上記装置では、もれ磁界を用いてい
るため、被処理基板上に必要な磁界強度を得るには、極
めて大きい磁界強度を持つ磁石を用いなければならず、
さらに磁界強度を大きくする場合、磁石重量が非常に大
きくなり、装置構成が困難となる。また、被処理基板材
料等に応じて磁界分布や強度を変えるような必要がある
場合は、その度に磁石を交換する必要がある。また磁界
の必要な空間以外にも強力な磁界が及ぶため、磁気に対
して敏感な電子機器装置が本処理装置の周辺で使用でき
なくなると共に、1つの装置で複数個の反応室をもつマ
ルチチャンバー方式では個々のマグネットからの漏れ磁
界が互いに干渉し、磁界を乱し、プロセスに大きな影響
を与えることになり、マルチチャンバー方式に用いるの
は極めて困難である。
Further, in the above apparatus, since the stray magnetic field is used, in order to obtain the required magnetic field strength on the substrate to be processed, a magnet having an extremely large magnetic field strength must be used.
Further, when the magnetic field strength is increased, the weight of the magnet becomes very large, which makes the device configuration difficult. Further, when it is necessary to change the magnetic field distribution or strength depending on the material of the substrate to be processed, it is necessary to replace the magnet each time. In addition, since a strong magnetic field extends beyond the space where a magnetic field is required, electronic devices that are sensitive to magnetism cannot be used in the vicinity of this processing device, and a single chamber has multiple reaction chambers. In the method, the leakage magnetic fields from the individual magnets interfere with each other and disturb the magnetic field, which greatly affects the process, and it is extremely difficult to use in the multi-chamber method.

【0011】さらに、永久磁石10の代わりに、真空処
理室の側部両端にコイル状の電磁石を配置する装置も提
案されている。この装置は互いに直交する2組のコイル
に90度位相をずらした交流電流を流すことによって磁
界の方向を回転できるという特徴を有している。しかし
ながら、回転に伴い磁界強度、分布が変化し、ゆがみが
大きくなり、また交流では周波数が増加するほどインピ
ーダンスが増加するため、回転速度を大きくしていくに
も限界があった。また、ウェハ全面に均一な磁界を供給
するにはコイルの間隔すなわち容器の大きさに対して、
コイルの直径を十分大きくする必要があり、ウェハが大
口径になるほどコイルも巨大化せざるを得ないという問
題がある。また、同時にコイルに流す電流も大きくなり
その電源も大きくなり、その電源も大型化する。
Further, in place of the permanent magnet 10, a device has been proposed in which coil-shaped electromagnets are arranged at both ends of the side of the vacuum processing chamber. This device is characterized in that the direction of the magnetic field can be rotated by passing alternating currents whose phases are shifted by 90 degrees in two sets of coils which are orthogonal to each other. However, the magnetic field strength and distribution change with rotation, the distortion becomes large, and the impedance increases as the frequency increases in alternating current, so there is a limit to increasing the rotation speed. In order to supply a uniform magnetic field over the entire wafer, the coil spacing, that is, the size of the container,
It is necessary to make the diameter of the coil sufficiently large, and the larger the diameter of the wafer, the larger the coil must be. At the same time, the current flowing through the coil also increases, the power supply also increases, and the power supply also increases in size.

【0012】さらに容器の内外の不必要な部分にまで強
力な磁界が及ぶため、磁気に対して敏感な電子機械部品
が使用できなくなると共に、装置の外部に対しての磁気
遮蔽も必要となる。
Further, since a strong magnetic field extends to unnecessary portions inside and outside the container, electro-mechanical parts which are sensitive to magnetism cannot be used and magnetic shielding to the outside of the device is also necessary.

【0013】この問題はエッチングに限らず、スパッタ
リングやCVDなどの堆積技術、不純物添加技術、表面
改質技術など、プラズマを利用し表面処理を行う技術全
般にわたり、均一性、精度、ダメージなどの面で同様に
問題となる。
This problem is not limited to etching, but also in terms of uniformity, precision, damage, etc., in general techniques for performing surface treatment using plasma, such as deposition techniques such as sputtering and CVD, impurity addition techniques, and surface modification techniques. It also becomes a problem.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のマ
グネトロンRIE装置では、磁界の強さや方向が不均一
であるために、エッチングの均一性が悪化したり、ま
た、イオンの方向性が乱れて、被処理基板表面に斜めに
入射し、異方性の高いエッチングが困難であった。また
磁界強度を上げようとすると磁石重量が大きくなり、装
置構成が、難しいという問題があった。また磁界分布や
強度を変えるにはその度に磁石を取り替えなければなら
ないという問題があった。さらには、もれ磁界が強く,
近接して複数の反応室を設置することができないという
問題もあった。
As described above, in the conventional magnetron RIE apparatus, since the strength and direction of the magnetic field are nonuniform, the uniformity of etching is deteriorated and the directionality of ions is disturbed. As a result, it is difficult to perform etching with high anisotropy because it is obliquely incident on the surface of the substrate to be processed. Further, when the magnetic field strength is increased, the weight of the magnet becomes large, which makes it difficult to construct the device. There is also a problem that the magnet must be replaced each time the magnetic field distribution or strength is changed. Furthermore, the leakage magnetic field is strong,
There is also a problem that a plurality of reaction chambers cannot be installed close to each other.

【0015】本発明は、前記実情に鑑みてなされたもの
で、電極面の広い範囲にわたって均一かつ強力な磁界を
形成することにより、ウェハ表面上の全体にわたって均
一な高密度プラズマを維持することのできる表面処理装
置および表面処理方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to maintain a uniform high density plasma over the entire surface of a wafer by forming a uniform and strong magnetic field over a wide range of the electrode surface. An object of the present invention is to provide a surface treatment apparatus and a surface treatment method that can be performed.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】そこで本発明の第1で
は、第1の電極と、前記第1の電極に対向して配設され
た第2の電極を備えた真空容器と、該真空容器内に所定
のガスを導入するガス供給手段と、該真空容器内を減圧
下に維持する真空排気手段と、前記第1および第2の電
極との間に電界を発生せしめる電界発生手段と、該真空
容器内に磁界を発生せしめる磁界発生手段とを具備し、
前記磁界発生手段が、外周で環状をなすとともに、着磁
方向が前記環の半周で1回転可能なように配列された異
なる磁石を含み、プラズマを発生するように構成してい
る。なおここで第1の電極は、真空容器の壁面を他と分
離して用いても良いし、別に設けても良い。
Therefore, in the first aspect of the present invention, a vacuum container having a first electrode and a second electrode disposed so as to face the first electrode, and the vacuum container. Gas supply means for introducing a predetermined gas therein, vacuum evacuation means for maintaining the inside of the vacuum container under reduced pressure, and electric field generation means for generating an electric field between the first and second electrodes, And a magnetic field generating means for generating a magnetic field in the vacuum container,
The magnetic field generating means has a ring shape on the outer circumference and includes different magnets arranged so that the magnetizing direction can rotate once around the half circumference of the ring, and is configured to generate plasma. The first electrode may be used separately from the wall surface of the vacuum container, or may be provided separately.

【0017】本発明の第2では、第1の電極と、前記第
1の電極に対向して配置された被処理基板が設置される
第2の電極とを備えた真空容器と、該真空容器内に所定
のガスを導入するガス供給手段と、該真空容器内を減圧
に維持する真空排気手段と、前記第1および第2の電極
の間に電界を発生せしめる電界発生手段と、該真空容器
内に磁界を発生せしめる磁界発生手段とを具備し、前記
磁界発生手段が、環状をなすとともに、着磁方向が前記
環の半周で一回転可能なように配列された複数の磁石を
含むようにしている。
According to a second aspect of the present invention, a vacuum container provided with a first electrode and a second electrode on which a substrate to be processed is disposed facing the first electrode, and the vacuum container. Gas supply means for introducing a predetermined gas into the inside, vacuum exhaust means for maintaining the inside of the vacuum vessel at a reduced pressure, electric field generating means for generating an electric field between the first and second electrodes, and the vacuum vessel A magnetic field generating means for generating a magnetic field therein, wherein the magnetic field generating means has a ring shape and includes a plurality of magnets arranged so that the magnetizing direction can rotate once around the half circumference of the ring. .

【0018】望ましくは、前記磁界発生手段を前記磁界
発生手段の中心軸を中心とし、被処理基板に対して相対
的に回転せしめる回転手段を具備している。
Desirably, there is provided rotating means for rotating the magnetic field generating means relative to the substrate to be processed with the central axis of the magnetic field generating means as the center.

【0019】望ましくは、前記磁界発生手段は前記各磁
石の少なくとも1つの着磁方向を変更することにより、
磁界強度を調整する磁界強度制御手段を具備している。
Preferably, the magnetic field generating means changes the magnetizing direction of at least one of the magnets,
A magnetic field strength control means for adjusting the magnetic field strength is provided.

【0020】望ましくは、前記磁界発生手段は、これを
上下方向に移送可能な移送手段を具備している。
Preferably, the magnetic field generating means is provided with a transfer means capable of transferring the magnetic field in the vertical direction.

【0021】望ましくは、前記磁界発生手段は、同一の
中心軸をもつように上下方向に少なくとも2つに分割さ
れ、その少なくとも一方が上下方向に移動可能なように
構成している。
Preferably, the magnetic field generating means is divided into at least two parts in the vertical direction so as to have the same central axis, and at least one of them is configured to be movable in the vertical direction.

【0022】望ましくは、前記磁界発生手段は、同一の
中心軸をもつように上下方向に少なくとも2つに分割さ
れ、その間隔の幅を調整可能なように構成している。
Preferably, the magnetic field generating means is divided into at least two parts in the vertical direction so as to have the same central axis, and the width of the interval can be adjusted.

【0023】望ましくは、前記磁界発生手段は、同一の
中心軸をもつように上下方向に少なくとも2つに分割さ
れ、その上下間で磁石要素の位相を調整可能なように構
成している。
Preferably, the magnetic field generating means is vertically divided into at least two parts so as to have the same central axis, and the phase of the magnet element can be adjusted between the upper and lower parts.

【0024】望ましくは、前記各磁石は、所定の位相だ
け磁化方向をずらして配置され、前記各磁石を個々に回
転させるようにしている。
Preferably, the magnets are arranged so that their magnetizing directions are shifted by a predetermined phase, so that the magnets are individually rotated.

【0025】本発明の第3では、複数の反応室を有する
真空容器と、前記反応室の少なくとも1つに設けられた
第1の電極と、この第1の電極に対向して設けられた第
2の電極と、該反応室内に所定のガスを導入するガス供
給手段と、該反応室内を減圧下に維持する真空排気手段
と、前記第1および第2の電極との間に電界を発生せし
める電界発生手段と、該反応室内に磁界を発生せしめる
磁界発生手段とを具備し、前記磁界発生手段が、前記反
応室の外周で環状をなすとともに、着磁方向が前記環の
半周で一回転可能なように配列された複数の磁石を含む
ようにしている。 本発明の第4では、第1の電極と、
これに対向して設けられた第2の電極とを備えた真空容
器内に所定のガスを導入するとともに、前記第2の電極
に被処理基板を設置し、前記第1および第2の電極の間
に電界を発生せしめかつ、環状をなすように配列され、
着磁方向が前記環上で回転するように構成された異なる
複数の磁石によって、前記第2の電極の表面に沿ってほ
ぼ平行な一方向磁界を形成し、前記真空容器内にプラズ
マを誘起して、被処理基板表面を処理するようにしてい
る。
In the third aspect of the present invention, a vacuum container having a plurality of reaction chambers, a first electrode provided in at least one of the reaction chambers, and a first electrode provided opposite to the first electrode. A second electrode, a gas supply means for introducing a predetermined gas into the reaction chamber, a vacuum evacuation means for maintaining the reaction chamber under reduced pressure, and an electric field are generated between the first and second electrodes. An electric field generating means and a magnetic field generating means for generating a magnetic field in the reaction chamber are provided, and the magnetic field generating means forms an annular shape on the outer periphery of the reaction chamber, and the magnetizing direction can rotate once around the half circumference of the ring. A plurality of magnets arranged in such a manner are included. According to a fourth aspect of the present invention, a first electrode,
A predetermined gas is introduced into a vacuum container having a second electrode provided opposite to the second electrode, a substrate to be processed is placed on the second electrode, and the first and second electrodes are connected to each other. They are arranged to form an electric field between them and form a ring,
A plurality of different magnets whose magnetizing directions are configured to rotate on the ring form a unidirectional magnetic field that is substantially parallel to the surface of the second electrode and induce plasma in the vacuum chamber. Thus, the surface of the substrate to be processed is processed.

【0026】本発明の第5では、第1の電極と、前記第
1の電極に対向して配設された第2の電極を備えた真空
容器と、該真空容器内に所定のガスを導入するガス供給
手段と、該真空容器内を減圧下に維持する真空排気手段
と、前記第1および第2の電極との間に電界を発生せし
める電界発生手段と、該真空容器内に磁界を発生せしめ
る磁界発生手段とを具備し、前記磁界発生手段が、外周
で環状をなすとともに、着磁方向が前記環の半周で1回
転可能なように配列された複数の磁石要素を含み、その
複数の磁石要素がつくる合成磁界内で前記第2の電極の
位置を移動可能にし、前記第1の電極との距離を可変に
する電極位置設定手段を具備したことを特徴とする。な
おここで第1の電極は、真空容器の壁面を他と絶縁分離
して用いても良いし、別に設けても良い。
In the fifth aspect of the present invention, a vacuum container having a first electrode, a second electrode arranged so as to face the first electrode, and a predetermined gas is introduced into the vacuum container. Gas supply means, vacuum evacuation means for maintaining the inside of the vacuum container under reduced pressure, electric field generating means for generating an electric field between the first and second electrodes, and a magnetic field in the vacuum container. A magnetic field generating means for biasing the magnetic field generating means, wherein the magnetic field generating means includes a plurality of magnet elements that are annularly formed on the outer circumference and are arranged so that the magnetization direction can rotate once around the half circumference of the ring. It is characterized by comprising an electrode position setting means for making the position of the second electrode movable within a synthetic magnetic field created by the magnet element and for varying the distance from the first electrode. Here, the first electrode may be used by insulating the wall surface of the vacuum container from the other, or may be provided separately.

【0027】また、本発明の第6では、第1の電極と、
前記第1の電極に対向して配置された被処理基板が設置
される第2の電極とを備えた真空容器と、該真空容器内
に所定のガスを導入するガス供給手段と、該真空容器内
を減圧に維持する真空排気手段と、前記第1および第2
の電極の間に電界を発生せしめる電界発生手段と、該真
空容器内に磁界を発生せしめる磁界発生手段とを具備
し、前記磁界発生手段が、環状をなすとともに着磁方向
が前記環の半周で一回転可能なように配列された複数の
磁石要素を含み、この複数の磁石要素のなす前記環の直
径を可変にする変化手段を具備したことを特徴とする。
In the sixth aspect of the present invention, the first electrode,
A vacuum container provided with a second electrode on which a substrate to be processed is placed facing the first electrode, a gas supply unit for introducing a predetermined gas into the vacuum container, and the vacuum container. Vacuum evacuation means for maintaining a reduced pressure inside, and the first and second
An electric field generating means for generating an electric field between the electrodes and a magnetic field generating means for generating a magnetic field in the vacuum container, wherein the magnetic field generating means forms a ring and the magnetizing direction is a half circumference of the ring. It is characterized in that it comprises a plurality of magnet elements arranged so as to be rotatable once, and provided with a changing means for varying the diameter of the ring formed by the plurality of magnet elements.

【0028】望ましくは、前記磁界発生手段を前記磁界
発生手段の中心軸を中心とし、被処理基板に対して相対
的に回転せしめる回転手段を具備している。
Desirably, there is provided a rotating means for rotating the magnetic field generating means relative to the substrate to be processed about the central axis of the magnetic field generating means.

【0029】望ましくは、前記磁界発生手段は、同一の
中心軸をもつように上下方向に少なくとも2つに分割さ
れ、その少なくとも一方が上下方向に移動可能なように
構成している。
Preferably, the magnetic field generating means is divided into at least two parts in the vertical direction so as to have the same central axis, and at least one of them is configured to be movable in the vertical direction.

【0030】望ましくは、前記磁界発生手段は、同一の
中心軸をもつように上下方向に少なくとも2つに分割さ
れ、その間隔の幅を調整可能なように構成している。
Preferably, the magnetic field generating means is divided into at least two parts in the vertical direction so as to have the same central axis, and the width of the interval can be adjusted.

【0031】望ましくは、前記磁界発生手段は、同一の
中心軸をもつように上下方向に少なくとも2つに分割さ
れ、その上下間で磁石要素の位相を調整可能なように構
成している。
Preferably, the magnetic field generating means is divided into at least two parts in the vertical direction so as to have the same central axis, and the phase of the magnet element can be adjusted between the upper and lower parts.

【0032】望ましくは、前記各磁石は、所定の位相だ
け磁化方向をずらして配置され、前記各磁石を個々に回
転させるようにしている。
Preferably, the magnets are arranged so that their magnetization directions are shifted by a predetermined phase so that the magnets are individually rotated.

【0033】また、本発明の第7では、第1の電極と、
前記第1の電極に対向して配置された被処理基板が設置
される第2の電極とを備えた真空容器と、該真空容器内
に所定のガスを導入するガス供給手段と、該真空容器内
を減圧に維持する真空排気手段と、前記第1および第2
の電極の間に電界を発生せしめる電界発生手段と、該真
空容器内に磁界を発生せしめる磁界発生手段とを具備
し、前記磁界発生手段が、環状をなすとともに、この環
の中心軸と垂直な面内における着時成分の着磁方向が前
記環の半周で一回転可能なように配列された複数の磁石
要素を含み、前記複数の磁石要素のうち相対向する少な
くとも1組の磁石要素が、前記環の中心軸方向の着磁成
分をもつとともに、その成分の大きさがほぼ等しくかつ
その向きが互いに逆となるようにしたことを特徴とす
る。
According to a seventh aspect of the present invention, the first electrode,
A vacuum container provided with a second electrode on which a substrate to be processed is placed facing the first electrode, a gas supply unit for introducing a predetermined gas into the vacuum container, and the vacuum container. Vacuum evacuation means for maintaining a reduced pressure inside, and the first and second
And an electric field generating means for generating an electric field between the electrodes of the vacuum container and a magnetic field generating means for generating a magnetic field in the vacuum container. The magnetic field generating means forms an annular shape and is perpendicular to the central axis of the annulus. At least one set of magnet elements facing each other among the plurality of magnet elements includes a plurality of magnet elements arranged such that the magnetization direction of the component at the time of magnetization in the plane can rotate once around the half circumference of the ring. It is characterized in that it has a magnetized component in the direction of the central axis of the ring, and that the sizes of the components are substantially equal and their directions are opposite to each other.

【0034】望ましくは、前記中心軸方向の着磁成分の
大きさを可変にしている。
Desirably, the magnitude of the magnetization component in the central axis direction is made variable.

【0035】本発明の第8では、第1の電極と、前記第
1の電極に対向して配置された被処理基板が設置される
第2の電極とを備えた真空容器と、該真空容器内に所定
のガスを導入するガス供給手段と、該真空容器内を減圧
下に維持する真空排気手段と、前記第1および第2の電
極との間に電界を発生せしめる電界発生手段と、前記第
1および第2の電極との間に磁界を発生せしめる磁界発
生手段とを具備し、前記磁界発生手段が、外周で環状を
なすとともに、着磁方向が前記環の半周で1回転可能な
ように配列された複数の磁石要素を含み、前記被処理基
体の外周に設けられ、前記真空容器内の空間を前記環の
径方向で前記被処理基体を含む領域と含まない領域に分
割する分割部材とを具備したことを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, a vacuum container having a first electrode and a second electrode on which a substrate to be processed is placed facing the first electrode, and the vacuum container. Gas supply means for introducing a predetermined gas therein, vacuum evacuation means for maintaining the inside of the vacuum container under reduced pressure, electric field generation means for generating an electric field between the first and second electrodes, and Magnetic field generating means for generating a magnetic field between the first and second electrodes, wherein the magnetic field generating means forms an annular shape on the outer circumference, and the magnetizing direction is such that it can make one rotation on a half circumference of the ring. A dividing member that includes a plurality of magnet elements arranged in a circle and that is provided on the outer periphery of the substrate to be processed and divides the space inside the vacuum container into a region including the substrate to be processed and a region not including the substrate in the radial direction of the ring. And is provided.

【0036】[0036]

【作用】上記第1の構成によれば、高密度のプラズマを
発生することができる。
According to the first structure, high density plasma can be generated.

【0037】また第2によれば、円環状をなすように順
次配列され、着磁方向が前記円の半周で一回転するよう
に異なる複数の磁石要素を含み、前記第1の電極の表面
に沿ってほぼ平行な一方向磁界を形成するようにしてい
るため、著しく均一な磁界を形成することができ、プラ
ズマ電位と自己バイアスの均一化をはかることができ、
異方性が高く均一なエッチングを行うことが可能とな
る。また、被処理基板表面のチャージアップによるダメ
ージも小さい。なお、第1の電極は真空容器の上部壁の
一部で構成しても良いし、真空容器内に配設してもよ
い。
According to the second aspect, a plurality of magnet elements are sequentially arranged in an annular shape and have different magnetizing directions so as to make one rotation around a half of the circle, and the magnet elements are provided on the surface of the first electrode. Since a unidirectional magnetic field that is substantially parallel to the unidirectional magnetic field is formed, a remarkably uniform magnetic field can be formed, and the plasma potential and the self-bias can be uniformed.
It is possible to perform uniform etching with high anisotropy. Further, the damage due to charge-up on the surface of the substrate to be processed is small. The first electrode may be formed as a part of the upper wall of the vacuum container or may be provided inside the vacuum container.

【0038】また、従来の装置では湾曲した磁界である
ため、回転によっても完全均一な磁界を得ることは出来
なかったが、上記構成によれば完全な平行磁界を得るこ
とができるため、回転により完全均一な磁界を形成する
ことができる。
Further, in the conventional apparatus, since the magnetic field was curved, it was not possible to obtain a completely uniform magnetic field even by rotation. It is possible to form a completely uniform magnetic field.

【0039】また、磁界強度も従来の装置に比べて極め
て高く、均一性を保ちながら高強度(数kG)まで実現
することが可能である。従って高速プロセスにおいても
イオンエネルギーを低くし、ダメージを小さくすること
ができる。
Further, the magnetic field strength is extremely higher than that of the conventional apparatus, and it is possible to realize high strength (several kG) while maintaining uniformity. Therefore, even in a high speed process, ion energy can be lowered and damage can be reduced.

【0040】さらにまた、磁石が軽いため、周辺機構を
小さくすることができ、装置の小型化をはかることがで
きる。
Furthermore, since the magnet is light, the peripheral mechanism can be downsized, and the device can be downsized.

【0041】内磁型の磁石であるため外部へのもれ磁界
が小さいため、他の装置への悪影響もない。従って1つ
の装置で複数の反応室を設置するマルチチャンバー方式
においても互いに他の装置に影響を与えることなく、処
理を行うことができ極めて有効である。
Since it is an inner magnet type, the leakage magnetic field to the outside is small, so that it does not adversely affect other devices. Therefore, even in a multi-chamber system in which a plurality of reaction chambers are installed in one apparatus, the processing can be performed without affecting each other, which is extremely effective.

【0042】さらに、アノード側に磁石を設ける必要が
ないためアノード側のスペースを、モニタ(プラズマや
基板の表面状態の計測)あるいは上部排気機構などの他
の装置に使用することができる上、アノード側への高周
波電力印加を行う時等にも有効である。
Furthermore, since it is not necessary to provide a magnet on the anode side, the space on the anode side can be used for other devices such as a monitor (measuring the surface condition of plasma and substrate) or an upper exhaust mechanism. It is also effective when applying high-frequency power to the side.

【0043】望ましくは磁界発生手段を回転することに
よってさらなる磁界の均一化をはかることができる。ま
た、磁界発生手段を回転する際にも、コイル等のような
限界はなく、同心円状の回転対称形であるため、従来に
比べ大幅な高速回転を行うことができ、装置構成も簡単
である。
Desirably, the magnetic field can be further homogenized by rotating the magnetic field generating means. Further, even when rotating the magnetic field generating means, there is no limit like a coil and the like, and since it is a concentric rotationally symmetric type, it is possible to rotate at a significantly higher speed than in the past, and the device configuration is simple. .

【0044】また望ましくは、磁界発生手段の各磁石要
素の少なくとも1つの着磁方向を変更することにより、
磁石を取り替えることなく容易に磁界強度を調整するこ
とができる。
Also preferably, by changing at least one magnetizing direction of each magnet element of the magnetic field generating means,
The magnetic field strength can be easily adjusted without replacing the magnet.

【0045】さらに望ましくは、磁界発生手段あるいは
被処理基板を載置する電極を、上下方向に移送可能なよ
うに構成すれば、被処理基板の搬入搬出が容易となる。
More preferably, if the magnetic field generating means or the electrode on which the substrate to be processed is placed can be vertically moved, the substrate to be processed can be easily carried in and out.

【0046】望ましくは、磁界発生手段の高さ方向の一
部にスリットを形成しているため、このスリットを介し
て被処理基板の搬入搬出を容易に行うことができる。こ
れは、種々の実験の結果、スリットの形成により磁界方
向は悪影響をうけることなく平行磁界を維持することが
できる点に着目してなされたものである。
Desirably, since the slit is formed in a part of the height direction of the magnetic field generating means, the substrate to be processed can be easily carried in and out through the slit. This was done by paying attention to the fact that, as a result of various experiments, the parallel magnetic field can be maintained without adversely affecting the magnetic field direction due to the formation of the slit.

【0047】望ましくは、磁界発生手段が、同一の中心
軸をもつように上下方向に少なくとも2つに分割され、
その少なくとも一方が上下方向に移動可能なように構成
すれば被処理基板の搬入搬出が容易となる。
Preferably, the magnetic field generating means is vertically divided into at least two parts so as to have the same central axis,
If at least one of them is configured to be movable in the vertical direction, it becomes easy to carry in and carry out the substrate to be processed.

【0048】望ましくは、磁界発生手段を、同一の中心
軸をもつように上下方向に少なくとも2つに分割し、そ
の間隔の幅を調整可能することにより、磁石を取り替え
ることなく容易に磁界強度を調整することができる。
Desirably, the magnetic field generating means is divided into at least two parts in the vertical direction so as to have the same central axis, and the width of the interval is adjustable, so that the magnetic field strength can be easily adjusted without replacing the magnet. Can be adjusted.

【0049】望ましくは、磁界発生手段を、同一の中心
軸をもつように上下方向に少なくとも2つに分割し、そ
の上下間で磁石要素の位相を調整するようにすれば、磁
石を取り替えることなく容易に磁界強度を調整すること
ができる。
Preferably, the magnetic field generating means is divided into at least two parts in the vertical direction so as to have the same central axis, and the phase of the magnet element is adjusted between the upper and lower parts of the magnetic field generating means without replacing the magnet. The magnetic field strength can be easily adjusted.

【0050】望ましくは、磁界発生手段を、同一の中心
軸をもつように上下方向に少なくとも2つに分割し、そ
の上下間で回転方向が逆となるように回転することによ
り、磁石を取り替えることなく容易に磁界強度を調整す
ることができる。
Desirably, the magnetic field generating means is divided into at least two parts in the vertical direction so as to have the same central axis, and the magnets are replaced by rotating them so that the rotation directions are opposite to each other. It is possible to easily adjust the magnetic field strength.

【0051】望ましくは、磁界発生手段の構成要素であ
る1つ1つの磁石をそれぞれ所定の位相だけ磁化方向を
ずらして配置し、個々に回転させることにより、磁石全
体を回転したのと同等の磁界を形成することが可能であ
る。
Desirably, each magnet, which is a constituent element of the magnetic field generating means, is arranged with its magnetization direction shifted by a predetermined phase, and each magnet is individually rotated to generate a magnetic field equivalent to that of rotating the entire magnet. Can be formed.

【0052】本発明の第3によれば、複数の反応容器を
具備し、それぞれの反応容器でプラズマを発生し独立に
表面処理を行うことができるように構成すれば、外部へ
の漏れ磁界がないためそれぞれ互いに影響をうけること
なく良好にそれぞれの処理を行うことができる。
According to the third aspect of the present invention, if a plurality of reaction vessels are provided so that plasma can be generated in each of the reaction vessels and the surface treatment can be performed independently, the leakage magnetic field to the outside can be reduced. Since they do not exist, the respective processing can be performed well without being affected by each other.

【0053】本発明の第4では、真空容器内に所定のガ
スを導入するとともに、第1の電極と、これに相対向す
るように被処理基板が設置された真空容器内の第2の電
極に、電界を発生せしめかつ、前記真空容器の外周に円
環状をなすように順次配列され、着磁方向が前記円環の
半周で一回転するように構成された異なる複数の磁石要
素によって、前記第2の電極の表面に沿ってほぼ平行な
一方向磁界を形成し、被処理基板表面に誘起されたプラ
ズマによって活性種を生成し、被処理基板表面を処理す
るようにしているため、エッチング速度および形状の均
一性を向上することができる上、プラズマ密度分布によ
ってもたらされるゲート破壊等の静電ダメージを低減す
ることができる。さらに、kGオーダの強力な磁界によ
りいっそうのマグネトロンプラズマの高密度化、イオン
の低エネルギー化をはかることができる。
In the fourth aspect of the present invention, a predetermined gas is introduced into the vacuum container, and the first electrode and the second electrode in the vacuum container in which the substrate to be processed is installed so as to face the first electrode. A plurality of different magnet elements that generate an electric field and are sequentially arranged in an outer circumference of the vacuum container so as to form an annular shape, and the magnetizing direction is configured to rotate once around the half circumference of the annular shape. An etching rate is set because a unidirectional magnetic field that is almost parallel to the surface of the second electrode is formed, and active species are generated by the plasma induced on the surface of the substrate to be processed to process the surface of the substrate to be processed. In addition, the uniformity of the shape can be improved, and electrostatic damage such as gate destruction caused by the plasma density distribution can be reduced. Further, the strong magnetic field on the order of kG can further increase the density of magnetron plasma and lower the energy of ions.

【0054】本発明は、電気部品が形成された被処理基
板の表面処理に、第2の電極の表面に沿ってほぼ平行な
一方向磁界を形成し、被処理基板表面に誘起されたプラ
ズマによって活性種を生成し、これにより表面処理を行
う場合にとくに有効である。すなわちここでは、被処理
基板表面はプラズマに晒されるため帯電するが、被処理
基板面内で帯電が均一であれば薄い絶縁膜の上下に大き
な電圧がかかることはなくゲート破壊が発生するような
ことはない、このようにして安定な薄膜形成および方向
性の極めて良好なエッチングを行うことができる。前述
したダイポ―ルリングマグネットを用いた基体処理装置
では、被処理基板―中央と被処理基板―周辺でダイポ―
ルリングマグネットの作る磁界強度の差は、20%未
満、また、XY平面の傾きは5度以内の均一性を保つこ
とができる。このようにダイポ―ルリングマグネット
は、優れた磁界特性をもつが、現在通常のエッチングに
用いられている圧力よりかなりの低圧力である5mTorr
の領域においては、実際のマグネトロンRIEに用いる
際、被処理基板―最周辺部でエッチング速度が低下する
ことがある。またこれを用いて、MOS構造を有する素
子が表面に形成された基板を処理するような場合、ゲ―
ト酸化膜等の薄い絶縁膜に絶縁破壊を起こしてしまうこ
とがある。図42および43に従来のマグネットを用い
たマグネトロンRIE、ダイポ―ルリングマグネットを
用いたマグネトロンRIE酸化膜のエッチング速度の面
内分布を示す。このような被処理基板―周辺部でエッチ
ング速度が低下する原因は明かではないが、以下のよう
な機構が考えられる。すなわち図42に曲線aで(曲線
bは従来の磁石の形成する磁場強度分布を示す曲線)示
すようにダイポ―ルリングマグネットが形成する磁場強
度分布は、被処理基板上、あるいはそれ以上の面積にお
いて、均一であるが、マグネット近傍では急激に磁界強
度が低下する。このため、現在通常のエッチングに用い
られている圧力よりかなりの低圧力である5mTorr でさ
え従来のマグネトロンRIEに比べ被処理基板−のほぼ
全面にわたり均一ではあるが、最周辺部で急激にエッチ
ング速度の低下が見られる。この理由は、従来の磁石に
比べ、ミラ―磁界を形成するミラ―効果がほとんど無
く、そのために周辺部での電子が抜けやすく、すなわち
プラズマの密度が薄くなるためと考えられる。また、被
処理基板はプラズマにさらされ、帯電するが、プラズマ
密度に差があると、帯電が不均一となり、薄い絶縁膜の
上下で大きな電圧がかかり、絶縁破壊をもたらすと考え
られる。
According to the present invention, in the surface treatment of the substrate to be processed on which the electric component is formed, a unidirectional magnetic field which is substantially parallel to the surface of the second electrode is formed, and the plasma is induced on the surface of the substrate to be processed. It is particularly effective when surface treatment is performed by generating active species. That is, here, the surface of the substrate to be processed is charged because it is exposed to plasma, but if the charging is uniform within the surface of the substrate to be processed, a large voltage will not be applied to the top and bottom of the thin insulating film, and gate breakdown will occur. In this way, stable thin film formation and etching with extremely good directionality can be performed. In the substrate processing apparatus using the dipole ring magnet described above, the substrate to be processed-center and the substrate to be processed-
The difference in the magnetic field strength created by the ruling magnet can be kept less than 20%, and the inclination of the XY plane can be kept uniform within 5 degrees. As described above, the dipole ring magnet has excellent magnetic field characteristics, but the pressure is 5 mTorr, which is considerably lower than the pressure currently used for ordinary etching.
In this region, when used in the actual magnetron RIE, the etching rate may decrease in the substrate to be processed-the most peripheral part. In addition, when this is used to process a substrate on which an element having a MOS structure is formed, a gate is used.
Dielectric breakdown may occur in thin insulating films such as oxide films. 42 and 43 show in-plane distributions of the etching rate of a magnetron RIE using a conventional magnet and a magnetron RIE oxide film using a dipole ring magnet. Although the cause of the decrease in the etching rate at the peripheral portion of the substrate to be processed is not clear, the following mechanism is considered. That is, as shown by a curve a in FIG. 42 (curve b indicates a magnetic field strength distribution formed by a conventional magnet), the magnetic field strength distribution formed by the dipole ring magnet has an area on the substrate to be processed or more. , It is uniform, but the magnetic field strength drops sharply in the vicinity of the magnet. Therefore, even at a pressure of 5 mTorr, which is considerably lower than the pressure currently used for normal etching, it is more uniform over the entire surface of the substrate to be processed than the conventional magnetron RIE, but the etching rate sharply increases at the outermost periphery. Is seen to decrease. The reason for this is considered to be that there is almost no Miller effect that forms a Miller magnetic field as compared with the conventional magnet, and therefore electrons are easily eliminated in the peripheral portion, that is, the plasma density is reduced. Further, the substrate to be processed is exposed to plasma and charged, but if the plasma densities are different, charging is non-uniform, and a large voltage is applied above and below the thin insulating film, which may cause dielectric breakdown.

【0055】さらに、このダイポールリングマグネット
の構成は、実際のエッチング装置に配設した関係上、ロ
ードチャンバーからエッチングチャンバーへ被処理基板
を搬送する、あるいはエッチングチャンバーからアンロ
ードチャンバーへ被処理基板を搬送するロードロックの
搬送系が配設されており、ダイポールリングマグネット
の構成は搬送系を中心に挾み、上下に二分割された構成
になっており、各ダイポールリングマグネットには上下
に移動させる機構がついているものの、両マグネットを
最も近接させた場合でも搬送系の幅以上に近付けること
は不可能であり、またそのために平行で均一な磁界は得
られるものの、周辺部の磁界を弱める原因となる。磁界
強度の周辺部での落ち込みは、周辺部に、特にNS極の
近傍に補助磁界を加えたり、NS極周辺の磁石要素の着
磁方向をわずかにダイポールリングマグネットの着磁方
向側に回転させるなど、NS方向の周辺部で中央部と同
等、もしくはより強くなるように構成することは可能で
あり、実際に真空容器内に均一な平行磁界を発生させ、
プラズマを閉じこめることができ、イオンダメージが小
さくかつ安定な薄膜形成および方向性の極めて良好なエ
ッチングなどの表面処理を行うことが可能であるが、実
際の量産プロセスに対応するには装置構成が複雑にな
る。
Further, in the construction of this dipole ring magnet, the target substrate is transferred from the load chamber to the etching chamber or the target substrate is transferred from the etching chamber to the unload chamber because it is arranged in an actual etching apparatus. A load lock transfer system is installed, and the structure of the dipole ring magnet is vertically divided into two parts with the transfer system as the center, and each dipole ring magnet is moved vertically. However, even if both magnets are closest to each other, it is impossible to get closer than the width of the transport system, and although a parallel and uniform magnetic field can be obtained, it will weaken the magnetic field in the peripheral part. . The fall of the magnetic field strength in the peripheral part applies an auxiliary magnetic field to the peripheral part, particularly in the vicinity of the NS pole, or slightly rotates the magnetizing direction of the magnet element around the NS pole to the magnetizing direction side of the dipole ring magnet. It is possible to configure the peripheral part in the NS direction to be equal to or stronger than the central part, and actually generate a uniform parallel magnetic field in the vacuum container.
Plasma can be confined, surface treatment such as stable thin film formation with small ion damage and extremely good directivity can be performed, but the device configuration is complicated to correspond to the actual mass production process. become.

【0056】そこで本発明の第5によれば、円環状をな
すように順次配列され、着磁方向が前記円の半周で一回
転するように異なる複数の磁石要素を含んだ磁界発生手
段の発生する磁界内に被処理基体を搬送する際、被処理
基体の上下動により、磁界内に搬送されるため、ロード
ロック機構等によって磁界発生手段を分割する必要がな
くなる。このため分割することによる磁界の落ち込み
や、それを防ぐための補助磁界を与える必要がなくな
り、簡単な装置構成で均一な高密度磁界を形成すること
ができ、プラズマ電位と自己バイアスとの均一化をはか
ることができ、被処理基体の面内において異方性が高く
均一な表面処理を行うことが可能となる。
Therefore, according to the fifth aspect of the present invention, the generation of the magnetic field generating means including a plurality of magnet elements which are sequentially arranged in an annular shape and have different magnetization directions so as to make one rotation about half the circumference of the circle. When the substrate to be processed is transported into the magnetic field, the substrate is transported into the magnetic field by the vertical movement of the substrate to be processed, so that it is not necessary to divide the magnetic field generating means by a load lock mechanism or the like. For this reason, there is no need to provide a magnetic field drop due to division or to provide an auxiliary magnetic field to prevent it, and it is possible to form a uniform high-density magnetic field with a simple device configuration and to make the plasma potential and self-bias uniform. Therefore, it is possible to perform uniform surface treatment with high anisotropy within the surface of the substrate to be treated.

【0057】また、被処理基体を設置した第2の電極で
あるカソード電極の高さを任意の位置に設定することが
でき、プラズマ処理中の電極間隔を任意に変えることが
でき、材質、ガス、圧力によって最適な間隔をとること
ができ、処理特性に変化を与えることが可能となる。
Further, the height of the cathode electrode, which is the second electrode on which the substrate to be processed is installed, can be set to an arbitrary position, the electrode interval during plasma processing can be arbitrarily changed, and the material and gas can be changed. , The optimum interval can be set depending on the pressure, and the processing characteristics can be changed.

【0058】また本発明の第6の構成によれば、環状を
なす磁石要素の環の直径を変化させることで任意に環内
に発生する磁界強度を変化させることができ、イオンエ
ネルギーを制御することで処理特性に変化を与えること
が可能となる。
According to the sixth aspect of the present invention, the magnetic field strength generated in the ring can be arbitrarily changed by changing the diameter of the ring of the annular magnet element, and the ion energy is controlled. This makes it possible to change the processing characteristics.

【0059】このため、例えば、被処理基体の表面処理
を行う際、材質、あるいはガスによって最適磁界強度が
異なる際等に、その都度最適磁界強度の磁石に取り替え
る必要がなく、また、シーケンシャル処理等をする際に
も能率よく最適磁界強度で処理を行うことが可能とな
る。
Therefore, for example, when the surface treatment of the substrate to be treated is performed, or when the optimum magnetic field strength varies depending on the material or the gas, it is not necessary to replace the magnet with the optimum magnetic field strength each time, and the sequential processing or the like is required. It is possible to efficiently perform processing with optimum magnetic field strength.

【0060】さらに本発明の第7の構成によれば、磁界
発生手段が、環状をなすとともに、この環の中心軸と垂
直な面内における着磁成分の方向が前記環の半周で一回
転可能なように配列された複数の磁石要素を含み、前記
複数の磁石要素のうち相対向する少なくとも1組の磁石
要素が、前記環の中心軸方向の着磁成分をもつとともに
その成分の大きさがほぼ等しくかつこの向きが互いに逆
となるようにしているため、平行磁界の形成される高さ
を磁界発生手段の中央よりも偏在させることが可能とな
る。
Further, according to the seventh aspect of the present invention, the magnetic field generating means has an annular shape, and the direction of the magnetized component in the plane perpendicular to the central axis of the annulus can rotate once in a half circumference of the annulus. At least one set of magnet elements facing each other out of the plurality of magnet elements has a magnetizing component in the central axis direction of the ring and the magnitude of the component is large. Since the directions are substantially equal and the directions are opposite to each other, the height at which the parallel magnetic field is formed can be unevenly distributed from the center of the magnetic field generating means.

【0061】望ましくは上記中心軸方向の着磁成分のの
大きさを可変にすることにより、磁界の平行な空間を環
内に任意の高さ位置に形成することができる。
Desirably, by varying the magnitude of the magnetization component in the central axis direction, a space parallel to the magnetic field can be formed at an arbitrary height position in the ring.

【0062】このため、被処理基体を平行磁界内でプラ
ズマ処理する際、ダイポールリングマグネットのつくる
平行磁界空間であるマグネットの中央付近まで被処理基
体を搬送する必要がなくなり、下部電極の移動距離が短
くてすみ、移動機構も簡易になる。
Therefore, when the substrate to be processed is subjected to the plasma treatment in the parallel magnetic field, it is not necessary to convey the substrate to the vicinity of the center of the magnet, which is the parallel magnetic field space formed by the dipole ring magnet, and the moving distance of the lower electrode is reduced. It is short and the moving mechanism is simple.

【0063】さらに処理中に磁界強度を変化させるべ
く、この垂直成分の大きさを変化させることも容易に可
能である。
Further, it is possible to easily change the magnitude of this vertical component in order to change the magnetic field strength during the processing.

【0064】また、本発明の第8の構成によれば、容器
内空間を環の径方向で被処理基体を含む領域と含まない
領域とに分割する分割部材を配設することにより、真空
容器の被処理基体を含む限定された領域にのみ放電が可
能なように内部容器を構成することで真空容器内の被処
理基体上の空間だけで磁化プラズマを発生することが可
能となる。
According to the eighth aspect of the present invention, the vacuum container is provided by disposing the dividing member which divides the inner space of the container in the radial direction of the ring into a region containing the substrate to be treated and a region not containing it. By configuring the internal container so that discharge can be performed only in a limited region including the substrate to be processed, it becomes possible to generate magnetized plasma only in the space above the substrate to be processed in the vacuum container.

【0065】さらに、真空容器内の放電空間内で被処理
基体を含む領域とその周辺の領域に分割が可能なように
内部容器を構成することで真空容器内の内部容器内に配
設された被処理基体の上の空間での磁化プラズマは内部
容器外の磁化プラズマの影響を受けることなく発生する
ことが可能となる。
Further, by disposing the inner container so that it can be divided into a region containing the substrate to be treated and a peripheral region within the discharge space in the vacuum container, the inner container is disposed inside the vacuum container. The magnetized plasma in the space above the substrate to be processed can be generated without being affected by the magnetized plasma outside the inner container.

【0066】[0066]

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しつつ詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0067】第1図は、本発明実施例のエッチング装置
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an etching apparatus according to an embodiment of the present invention.

【0068】このエッチング装置は、真空容器1の上端
内壁の第1の電極7と、該第1電極7に対向配置され基
板支持台を兼ねる第2の電極2とを配設し、高周波電源
5の発生する電力をマッチング回路14を介して第1の
電極7と第2の電極2との間に印加し、これによって形
成される電界と、真空容器1の外側面に配設されたダイ
ポールリング13によって形成されるウェハ3表面に平
行な磁界との直交する空間内に、ガス導入口4から反応
性ガスを供給し、放電によってプラズマを形成し、ウェ
ハ表面に誘起された自己バイアス電界により該プラズマ
中から加速されたイオンが、ウェハに衝突しエッチング
反応を進行させるものである。
This etching apparatus is provided with a first electrode 7 on the inner wall of the upper end of the vacuum chamber 1 and a second electrode 2 which is arranged so as to face the first electrode 7 and also serves as a substrate support base. Is applied between the first electrode 7 and the second electrode 2 via the matching circuit 14, and the electric field formed thereby and the dipole ring disposed on the outer surface of the vacuum container 1 are applied. A reactive gas is supplied from a gas inlet 4 into a space formed by 13 and orthogonal to a magnetic field parallel to the surface of the wafer 3, plasma is formed by discharge, and the self-bias electric field induced on the wafer surface The ions accelerated from the plasma collide with the wafer to promote the etching reaction.

【0069】このダイポールリング13は、図2に図1
の上方から眺めた拡大説明図を示すように、円柱状の真
空容器1の側壁に、このまわりを同心円状に囲むように
配設された磁石要素30からなり、磁界方向35の方向
に着磁された磁石要素300からθの位置にある磁石要
素は磁界方向35に対して2θだけ回転した方向に着磁
されており、磁石要素300 から180度の位置にある
磁石要素は再び磁界方向35を向くように環状に配列さ
れている。ここで、構成要素となる個々の磁石要素には
ねじれを生じるような力がはたらくため堅牢な非磁性体
ヨーク(図示せず)に固定されている。ヨークについて
はもれ磁界をさらに低減するために磁性体のヨークを使
用することも可能である。
This dipole ring 13 is shown in FIG.
As shown in an enlarged explanatory view seen from above, it is composed of a magnet element 30 arranged on the side wall of the cylindrical vacuum container 1 so as to concentrically surround the same, and is magnetized in the magnetic field direction 35. The magnet element at the position of θ from the magnet element 30 0 is magnetized in the direction rotated by 2θ with respect to the magnetic field direction 35, and the magnet element at the position of 180 degrees from the magnet element 30 0 is again in the magnetic field direction. They are arranged in a ring shape so as to face 35. Here, since a force that causes a twist acts on each of the individual magnet elements as constituent elements, it is fixed to a robust non-magnetic yoke (not shown). As for the yoke, it is possible to use a magnetic yoke in order to further reduce the leakage magnetic field.

【0070】図3(a) および(b) にこのダイポールリン
グによって形成された磁界分布を示す。この図から明ら
かなように、ウェハ中央とウェハ周辺部でダイポール磁
石の作る磁界の強度の差は20%未満,またXY平面内
の傾きは±5度以内の均一性を達成することができる。
また高さ方向はダイポール磁石の高さの中央1/3の領
域で強度は±5%、磁界の傾きは±6度以内に抑えるこ
とができた。この均一性は磁石要素の断面形状を円状に
したり、磁石要素の数を増やすことでさらに均一な磁界
を形成することができる。これに対し図33に示した従
来の装置では中央と周辺部とで磁界強度比は2倍にも及
んでいる。同様にウェハの上方すなわちプラズマが形成
される領域においても従来型では特に周辺部で縦方向の
磁界強度が強まり、プラズマの分布を乱す原因となって
いる。このようなダイポールリングは本来SOR(シン
クロトロン放射光施設)で使用される偏光器やMRI
(Magnetic Resonance imaging)などの医療機器(K.Mi
yata et al:The Internayional Journal for Computati
on and Mathematics in Electrical and ElectronicEng
ineering,Vol.9(1990),Supplement A,115-118,H.Zijls
tra:Philips J.Res.40,259-288,1985)に使用するため
に開発されたものである。しかし本発明に示すように磁
化プラズマを形成する装置に適用することで極めて有効
な作用が得られることがわかった。
3 (a) and 3 (b) show the magnetic field distribution formed by this dipole ring. As is clear from this figure, the difference in the magnetic field strength created by the dipole magnets between the wafer center and the wafer periphery can be less than 20%, and the inclination within the XY plane can be achieved within ± 5 degrees.
In the height direction, the strength was ± 5% and the magnetic field inclination could be suppressed within ± 6 degrees in the central 1/3 of the height of the dipole magnet. For this uniformity, a more uniform magnetic field can be formed by making the cross-sectional shape of the magnet elements circular or increasing the number of magnet elements. On the other hand, in the conventional device shown in FIG. 33, the magnetic field strength ratio reaches twice in the central portion and the peripheral portion. Similarly, in the conventional type as well, in the upper part of the wafer, that is, in the region where plasma is formed, the magnetic field strength in the vertical direction is increased particularly in the peripheral portion, which causes the plasma distribution to be disturbed. Such a dipole ring is a polarizer or MRI originally used in SOR (synchrotron radiation facility).
(Magnetic Resonance imaging) and other medical devices (K.Mi
yata et al: The Internayional Journal for Computati
on and Mathematics in Electrical and ElectronicEng
ineering, Vol. 9 (1990), Supplement A, 115-118, H. Zijls
tra: Philips J.Res.40,259-288,1985). However, as shown in the present invention, it was found that an extremely effective action can be obtained by applying it to a device that forms a magnetized plasma.

【0071】このように電界Eと磁界Bを直交させるこ
とで、プラズマ中の電子をローレンツ力によりE×B方
向にドリフトさせることができる。そしてこのマグネト
ロン放電で形成されたプラズマ中の電子にドリフト運動
を生ぜしめ長距離を走らせることで、電子が中性の分
子、原子と衝突する頻度が高まり、プラズマ密度が上昇
する。さらに、磁界を与えること自体で電子をプラズマ
中に閉じ込め、その寿命(チャンバ側壁や電極、ウェハ
に衝突するまでの時間)を長くする結果やはりプラズマ
密度を向上することができる。このようにプラズマを高
密度化することにより、単にエッチング速度を高める以
外に、イオンの方向性をよくしたり、中性種と被エッチ
ング膜の反応(等方性の反応)を抑制するためにガス圧
力を下げても、ダメージや選択比を低下させる原因とな
るイオンエネルギーを十分に低く保つことができる。
By thus making the electric field E and the magnetic field B orthogonal to each other, the electrons in the plasma can be drifted in the E × B direction by the Lorentz force. The electrons in the plasma formed by this magnetron discharge cause a drift motion and run for a long distance, so that the electrons collide with neutral molecules and atoms more frequently, and the plasma density rises. Further, by applying the magnetic field itself, the electrons are confined in the plasma, and their life (the time until they collide with the chamber side wall, the electrode, and the wafer) is lengthened, and as a result, the plasma density can be improved. By increasing the plasma density in this way, in addition to simply increasing the etching rate, the directionality of ions is improved and the reaction between the neutral species and the film to be etched (isotropic reaction) is suppressed. Even if the gas pressure is lowered, it is possible to keep the ion energy, which causes damage and a reduction in the selection ratio, sufficiently low.

【0072】また、基板支持台としての第2の電極2の
内部には冷却用配管17を介して液体が通され基板温度
を効率よく制御するように構成されている。これは本発
明によるマグネトロンプラズマが高密度であり、プラズ
マから基板に与えられる熱が従来の装置に比べて多いた
めである。
Further, a liquid is passed through the inside of the second electrode 2 serving as the substrate support table via the cooling pipe 17 so that the substrate temperature is efficiently controlled. This is because the magnetron plasma according to the present invention has a high density, and the heat given to the substrate by the plasma is larger than that in the conventional apparatus.

【0073】さらに、真空容器内壁は、第1の電極7の
近傍に配設された絶縁物11を介して下部との間を絶縁
分離するように構成されている。4は反応ガス導入用の
供給系、6は排気系である。20も第2の電極を絶縁分
離するための絶縁物である。また、第2の電極2上のウ
ェハ周辺部は直接プラズマに晒されないように保護リン
グ16が置かれる。この材料は、SiC、アルミナ、A
lN、BN等のセラミクス、種々の構造の炭素、Si、
有機物、金属、合金等が被エッチング膜、ガスに合わせ
て選択される。
Further, the inner wall of the vacuum chamber is constructed so as to insulate and separate from the lower part via an insulator 11 arranged in the vicinity of the first electrode 7. Reference numeral 4 is a supply system for introducing a reaction gas, and 6 is an exhaust system. 20 is also an insulator for insulating and separating the second electrode. Further, a protective ring 16 is placed on the second electrode 2 so that the peripheral portion of the wafer is not directly exposed to the plasma. This material is SiC, alumina, A
Ceramics such as 1N and BN, carbon of various structures, Si,
Organic substances, metals, alloys, etc. are selected according to the film to be etched and the gas.

【0074】また前記実施例ではネオジウム系(Nd−
Fe)磁石を使用したが、その他例えば、Sm−Co
系、フェライト、アルニコなどの永久磁石材料を適宜必
要な磁界、耐性、重量などを考慮し選択して使用すると
よい。
In the above embodiment, the neodymium type (Nd-
Fe) magnet was used, but other examples such as Sm-Co
It is preferable to select and use a permanent magnet material such as a system, ferrite, or alnico in consideration of a necessary magnetic field, resistance, weight, and the like.

【0075】また、従来の装置では真空容器の上方に磁
石が形成されていたのが、本発明では側方にダイポール
リング13が形成されているため、第1電極の裏面がモ
ニタ装置等の用途に使えるようになったため、真空容器
上方には石英窓50を介してウェハ表面の状態をレーザ
光検出器51を介してエッチング深さをモニタするモニ
タ装置52が形成されている。
Further, in the conventional device, the magnet was formed above the vacuum container, but in the present invention, since the dipole ring 13 is formed on the side, the back surface of the first electrode is used for a monitor device or the like. Therefore, a monitor device 52 for monitoring the state of the wafer surface through the quartz window 50 and the etching depth through the laser light detector 51 is formed above the vacuum container.

【0076】また、ダイポールリング13は上下方向に
移動可能であり、真空容器内へのウェハの出し入れはダ
イポールリング13を上に上げ(点線で示す)ゲートバ
ルブ12を介してロードロック機構および搬送機構によ
ってなされる。
Further, the dipole ring 13 is movable in the vertical direction, and the wafer is taken in and out of the vacuum container by raising the dipole ring 13 (shown by a dotted line) through a gate valve 12 and a load lock mechanism and a transfer mechanism. Done by

【0077】さらにまた第2の電極を上下する機構を設
け、電極を下げた位置にゲートバルブをもうけ、ウェハ
の出し入れを行い、電極を下げダイポールリングの位置
で処理をしてもよい。また逆に電極をダイポールリング
よりも上げた位置でウェハの出し入れをする機構を設け
ても良い。
Furthermore, a mechanism for moving the second electrode up and down may be provided, a gate valve may be provided at a position where the electrode is lowered, a wafer may be taken in and out, and the electrode may be lowered to perform processing at the position of the dipole ring. On the contrary, a mechanism for loading / unloading the wafer may be provided at a position where the electrode is raised above the dipole ring.

【0078】このように、このダイポ―ルリング磁石の
構成はプラズマを形成する対向電極間に著しく均一な磁
界を形成し、また、その強度も従来の装置に比べ高く、
数kGまで実現できる。したがって、プラズマ密度が向
上し処理速度、特性を高めることができる。さらに、大
口径ウェハを使用した場合に特に顕著であるがプロセス
のウェハ面内均一性が向上する。さらにまた、プラズマ
の不均一性によって引き起こされるMOS構造の静電破
壊が無くなる等の効果もある。一方、反応容器の側面に
磁石を構成するため、メンテナンス時に開放する必要の
ある真空容器上部(アノ―ド側)が空き、またプロセス
のモニタ―、アノ―ド側へのrf電力印加等を行うとき
にも有効である。一層の均一性を得るために磁石とウェ
ハは相対的に回転する様にしても、従来の様に磁石をア
ノ―ドに配置したときのようにメンテナンス時に移動す
る必要が無いため、反応容器側面にレ―ルを設ける等の
方法により堅牢に固定でき、操作も簡便になる。
As described above, the structure of this dipole ring magnet forms a remarkably uniform magnetic field between the opposed electrodes forming plasma, and its strength is higher than that of the conventional device.
It can be realized up to several kG. Therefore, the plasma density is improved, and the processing speed and characteristics can be improved. Further, although particularly remarkable when a large diameter wafer is used, the in-plane uniformity of the wafer in the process is improved. Furthermore, there is an effect such that the electrostatic breakdown of the MOS structure caused by the nonuniformity of plasma is eliminated. On the other hand, since a magnet is formed on the side surface of the reaction container, the upper part (anode side) of the vacuum container that needs to be opened during maintenance is open, and process monitoring and rf power application to the anode side are performed. Sometimes effective. Even if the magnet and the wafer are rotated relative to each other in order to obtain evenness, there is no need to move them for maintenance as in the conventional arrangement of the magnet in the anode, so the side surface of the reaction vessel It can be rigidly fixed by a method such as providing a rail on it, and the operation becomes simple.

【0079】次に、この装置を使用し、実際に薄い酸化
膜上に形成した多結晶シリコン膜をエッチングする方法
について説明する。
Next, a method of actually etching a polycrystalline silicon film formed on a thin oxide film using this apparatus will be described.

【0080】まず、図4(a) に示すように、シリコン基
板300表面に10nmの薄いシリコン酸化膜および多結
晶シリコン膜301を形成しさらにこの表面にレジスト
パターン302を形成したものをウェハとし、ダイポー
ルリング13を上方に上げ、これをロードロック機構お
よび搬送機構を用いて真空容器1の第2の電極2上に搬
送し、静電チャック(図示せず)によって固定し、−3
0℃となるように制御する。
First, as shown in FIG. 4 (a), a wafer is obtained by forming a 10 nm thin silicon oxide film and a polycrystalline silicon film 301 on the surface of a silicon substrate 300 and further forming a resist pattern 302 on this surface. The dipole ring 13 is lifted up and is transferred onto the second electrode 2 of the vacuum container 1 by using a load lock mechanism and a transfer mechanism and fixed by an electrostatic chuck (not shown), -3
It is controlled to be 0 ° C.

【0081】そして、ダイポールリング13を元の位置
に戻し、排気系6により真空容器1内を10-6Torr程度に
真空排気したのち、供給系4から塩素ガスを100cc/m
in導入し、第1の電極7と第2の電極2との間に13.
56MHzの高周波電力(rf)を250W印加する。
このときサセプタの単位面積当たりの電力密度は0.6
W/cm2 である。そして、ダイポールリング13を20
0rpmで回転する。このときダイポールリング13内
部での磁界強度は200Gとする。ここでガスはプラズ
マの回り込みを防ぐため金属メッシュで開口部が覆われ
たバッフル板、排気系6さらにコンダクタンスバルブ
(開口率が可変で排気速度を調節できるバルブ)を通し
て真空ポンプにより排気される。このコンダクタンスバ
ルブの調整によりチャンバ内圧力を25mTorr とした。
Then, the dipole ring 13 is returned to its original position, the inside of the vacuum vessel 1 is evacuated to about 10 -6 Torr by the exhaust system 6, and then chlorine gas is supplied from the supply system 4 to 100 cc / m 2.
Introduced in between the first electrode 7 and the second electrode 2.
250 W of high frequency power (rf) of 56 MHz is applied.
At this time, the power density per unit area of the susceptor is 0.6.
W / cm 2 . Then, set the dipole ring 13 to 20
Rotate at 0 rpm. At this time, the magnetic field strength inside the dipole ring 13 is set to 200G. Here, the gas is exhausted by a vacuum pump through a baffle plate whose opening is covered with a metal mesh to prevent plasma from flowing around, an exhaust system 6 and a conductance valve (a valve whose opening ratio is variable and whose exhaust speed can be adjusted). The pressure inside the chamber was set to 25 mTorr by adjusting this conductance valve.

【0082】エッチングのモニタは石英製の窓からプラ
ズマの発光を調べ、エッチング種である塩素原子の濃度
変化をモニタし燐添加多結晶シリコン層のエッチング終
点を検出する。所定のオ―バエッチング(被エッチング
膜の膜圧にばらつきが有ってもエッチング残りが発生し
ないように、20〜100%エッチング時間を長くす
る)を行った後は、高周波電力をオフし、エッチングガ
ス停止し、チャンバ内に残るガスを廃棄した後、やはり
ロ―ドロック機構を使用し、チャンバ外部へ取り出す。
For the etching monitor, the emission of plasma is examined through a quartz window, the change in the concentration of chlorine atoms, which is the etching species, is monitored, and the etching end point of the phosphorus-doped polycrystalline silicon layer is detected. After performing a predetermined over-etching (lengthening the etching time by 20 to 100% so that the etching residue does not occur even if there is variation in the film pressure of the film to be etched), turn off the high frequency power, After the etching gas is stopped and the gas remaining in the chamber is discarded, the load lock mechanism is also used and the gas is taken out of the chamber.

【0083】このときエッチング速度は345nm/minで
あり、下地のシリコン酸化膜とのエッチング選択比は5
2、フォトレジストとのエッチング選択比7、均一性±
3%であり、図4(b) に示すように断面が垂直で寸法精
度が良好なエッチング形状を得ることができる。
At this time, the etching rate is 345 nm / min, and the etching selection ratio to the underlying silicon oxide film is 5
2, etching selection ratio with photoresist 7, uniformity ±
It is 3%, and as shown in FIG. 4 (b), it is possible to obtain an etching shape having a vertical section and good dimensional accuracy.

【0084】このようにして、寸法変換差の全くない加
工が実現できる。さらに、プラズマ密度を極めて高く維
持することができるため、イオンのエネルギーは低くお
さえることができ、選択比を高くダメージを小さくする
事ができる。
In this way, machining with no dimensional conversion difference can be realized. Furthermore, since the plasma density can be kept extremely high, the energy of ions can be kept low, the selection ratio can be made high, and the damage can be made small.

【0085】なお、前記実施例では、ダイポールリング
を回転したが、第2の電極を回転しウェハを回転するよ
うにしても同様の効果を得ることができる。
Although the dipole ring is rotated in the above embodiment, the same effect can be obtained by rotating the second electrode and rotating the wafer.

【0086】また、前記実施例では、ダイポールリング
を16分割で構成したが図5(a) および(b) に示すよう
に、12分割あるいは8分割としてもよい。
In the above embodiment, the dipole ring is divided into 16 parts, but it may be divided into 12 parts or 8 parts as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b).

【0087】さらに、シリコン酸化膜のエッチングに
は、例えばフロロカ―ボン(CF)を含むガスを、レジ
ストの方向性加工には酸素を主としたガス、さらに配線
に使用するアルミニウムなどは塩素を主体としたガスを
使用して高性能の加工が可能であり、本発明の効果が確
認された。他の材料についても、少なくともハロゲン素
あるいは酸素、水素、窒素等の反応性ガスを含むガスを
使用し、エッチングすることができる。
Further, a gas containing, for example, fluorocarbon (CF) is used for etching the silicon oxide film, a gas mainly containing oxygen for directional processing of the resist, and chlorine is mainly used for aluminum or the like used for wiring. It was possible to perform high-performance processing using the above gas, and the effect of the present invention was confirmed. Other materials can also be etched using at least halogen or a gas containing a reactive gas such as oxygen, hydrogen or nitrogen.

【0088】さらにまた、磁界強度については200ガ
ウスに限らず、適宜エッチングする材料、使用するガス
に応じて選択される。例えば、上述の燐添加多結晶シリ
コンのエッチングでは1600ガウスまで磁界強度をあ
げて実験を行ったところ、エッチング速度は殆ど変化し
ないものの、下地の酸化膜との選択比が74まで上昇す
ることが分かった。また、このように強い磁界を使用し
た場合、従来の装置ではマグネトロン放電が有効に作用
する圧力領域が1×10-3Torr〜100mTorr程度であ
ったものが1×10-4Torr〜数百mTorr まで拡大される
ことがわかった。さらに従来電極間隔を20mm程度まで
狭めると放電の効率が下がる減少が認められたが160
0ガウスでは8mmまで狭めることが可能となりガスの流
れ等から要求される装置構成に対し許容度を高めること
ができる。さらに、高周波周波数についても13.56
MHzに限定されることなく、エッチングする材料に応
じて、例えば高めのイオンエネルギが必要な酸化膜系の
エッチングには100kHzから1MHz程度の比較的
低い周波数が有効である。一方、上述の燐添加多結晶シ
リコンあるいはアルミ合金等のように、マスクや下地材
料に対し選択比が要求される材料については20MHz
から数100MHz程度の高い周波数を使用し、イオン
エネルギを低下させると有効である。いずれの場合も、
磁界の強度と組み合わせてイオンエネルギとプラズマ密
度、その他のプラズマパラメ―タを制御することができ
る。
Furthermore, the magnetic field strength is not limited to 200 Gauss, and is appropriately selected according to the material to be etched and the gas used. For example, in the above-mentioned etching of phosphorus-doped polycrystalline silicon, an experiment was conducted by increasing the magnetic field strength up to 1600 gauss, and it was found that the selectivity with respect to the underlying oxide film increased to 74 although the etching rate hardly changed. It was Further, when such a strong magnetic field is used, in the conventional device, the pressure region in which the magnetron discharge effectively acts is about 1 × 10 −3 Torr to 100 mTorr, but the pressure region is 1 × 10 −4 Torr to several hundred mTorr. It turned out that it will be expanded to. Furthermore, when the conventional electrode interval is narrowed to about 20 mm, the efficiency of discharge is reduced, but it is 160
With 0 gauss, it can be narrowed down to 8 mm, and the tolerance for the required apparatus configuration can be increased due to the gas flow. Furthermore, regarding the high frequency, 13.56
The frequency is not limited to MHz, but a relatively low frequency of about 100 kHz to 1 MHz is effective for etching an oxide film system that requires high ion energy depending on the material to be etched. On the other hand, 20 MHz is used for materials that require a selective ratio with respect to masks and underlying materials, such as the above-mentioned phosphorus-doped polycrystalline silicon or aluminum alloy.
It is effective to use a high frequency of about 1 to several hundred MHz and reduce the ion energy. In either case,
Ion energy and plasma density, as well as other plasma parameters, can be controlled in combination with the strength of the magnetic field.

【0089】このように本発明は、前記実施例に限定さ
れることなく、種々の装置に適用可能である。
As described above, the present invention is not limited to the above embodiment, but can be applied to various devices.

【0090】次に本発明の第2の実施例として、ダイポ
ールリングを上下に2分割した例について説明する。
Next, as a second embodiment of the present invention, an example in which a dipole ring is vertically divided into two will be described.

【0091】この例では図6に示すように、ダイポール
リングが上部ダイポールリング44と下部ダイポールリ
ング45とによって構成され、この間隙にゲートバルブ
開閉機構41によって開閉されるゲートバルブ12に接
続されるウェハ搬送路43を介してロードロック室42
が接続され、ウェハの出し入れがこの上部ダイポールリ
ング44と下部ダイポールリング45との間隙から行わ
れるようになっている。 ここで47は真空シール、4
6はゲートバルブ駆動軸である。
In this example, as shown in FIG. 6, the dipole ring is composed of an upper dipole ring 44 and a lower dipole ring 45, and a wafer connected to the gate valve 12 opened and closed by the gate valve opening / closing mechanism 41 in this gap. The load lock chamber 42 via the transfer path 43
Are connected to each other so that the wafer can be loaded and unloaded from the gap between the upper dipole ring 44 and the lower dipole ring 45. Here, 47 is a vacuum seal, 4
Reference numeral 6 is a gate valve drive shaft.

【0092】他の部分については前記実施例と全く同様
に形成されている。なお、実施例1と同一箇所には同一
符号を付した。
The other parts are formed in exactly the same manner as in the above embodiment. The same parts as in Example 1 are designated by the same reference numerals.

【0093】次に、この装置を使用し、実際にシリコン
に溝を形成するエッチングる方法について説明する。
Next, an etching method for actually forming a groove in silicon using this apparatus will be described.

【0094】まず、図4(a) に示した例のマスク102
を直接Si基板上に形成したものを試料とし、これをロ
ードロック室42に設置して10-6Torr程度に真空排気し
たのちゲートバルブ開閉機構41によってゲートバルブ
駆動軸46を上げゲートバルブ12を開きウェハ搬送路
43を介して、基板支持台としての第2の電極2上に搬
送し、静電チャック(図示せず)によって固定し、20
℃となるように制御する。そしてゲートバルブ開閉機構
41によってゲートバルブ駆動軸46を下げゲートバル
ブ12を閉じて、排気系6により真空容器1内を10-6To
rrに真空排気したのち、供給系4からHBrガスを20
0cc/min導入し、第1の電極7と第2の電極2との間に
高周波電力(800W)を印加する。そして、ダイポー
ルリング44および45同期して120rpmで回転す
る。このときダイポールリング44および45内部での
磁界強度は1600Gとする。
First, the mask 102 of the example shown in FIG.
Was directly formed on a Si substrate as a sample, which was placed in the load lock chamber 42 and evacuated to about 10 −6 Torr, and then the gate valve opening / closing mechanism 41 raised the gate valve drive shaft 46 to raise the gate valve 12 The wafer is transferred onto the second electrode 2 serving as a substrate support via the open wafer transfer path 43 and fixed by an electrostatic chuck (not shown).
Control so that the temperature becomes ℃. Then, the gate valve opening / closing mechanism 41 lowers the gate valve drive shaft 46 to close the gate valve 12, and the exhaust system 6 moves the inside of the vacuum container 1 to 10 −6 To.
After evacuation to rr, the HBr gas from the supply system 4 is reduced to 20
A high frequency power (800 W) is applied between the first electrode 7 and the second electrode 2 by introducing 0 cc / min. Then, the dipole rings 44 and 45 rotate in synchronization with each other at 120 rpm. At this time, the magnetic field strength inside the dipole rings 44 and 45 is 1600G.

【0095】このときエッチング速度は850nm/minで
あり、断面が垂直で寸法精度が良好なSiトレンチのエ
ッチング形状を得ることができる。
At this time, the etching rate is 850 nm / min, and the etching shape of the Si trench having a vertical cross section and good dimensional accuracy can be obtained.

【0096】このようにして、寸法変換差の全くない加
工が実現できる。さらに、プラズマ密度を極めて高く維
持することができるため、イオンのエネルギーは低くお
さえることができ、ダメージを小さくする事ができる。
なお、ダイポ―ルリング磁石の中央に上下を分割する間
隙を設けることでウェハをチャンバ内に搬送するのが容
易となり、またその間隙が磁界の均一性を高める作用を
していることも分かった。
In this way, machining with no dimensional conversion difference can be realized. Furthermore, since the plasma density can be kept extremely high, the energy of ions can be kept low and damage can be reduced.
It was also found that by providing a gap that divides the upper and lower portions in the center of the dipole ring magnet, it becomes easy to transfer the wafer into the chamber, and the gap has a function of enhancing the uniformity of the magnetic field.

【0097】なお、この例では上部および下部のダイポ
ールリングは磁化の方向が等しい2組を同期して回転し
たが、図7に示すように上部および下部のダイポールリ
ングの間で位相差を形成し合成によって磁界方向が一方
向をむくようにしてもよい。また図8に上下磁石の磁化
方向の位相差と磁界強度との関係を測定した結果を示
す。このように、上部および下部のダイポールリングの
間で位相差を形成することにより、磁界強度を調整する
ことができる。プロセスによって必要な磁界強度はそれ
ぞれさまざまであるが、1組の磁石で位相差を制御する
ことにより、必要に応じた磁界を形成することが可能と
なる。
In this example, the upper and lower dipole rings rotated in synchronization with two sets having the same magnetization direction, but as shown in FIG. 7, a phase difference was formed between the upper and lower dipole rings. The direction of the magnetic field may be one direction by combining. FIG. 8 shows the result of measurement of the relationship between the phase difference in the magnetization directions of the upper and lower magnets and the magnetic field strength. In this way, the magnetic field strength can be adjusted by forming the phase difference between the upper and lower dipole rings. The required magnetic field strength varies depending on the process, but by controlling the phase difference with one set of magnets, it is possible to form a magnetic field as needed.

【0098】なお、上部および下部のダイポールリング
の間で回転を制御するための機構を図9に示す。ここで
は上部および下部のダイポールリングはそれぞれ磁石要
素871を固定するヨーク872の外周面に形成された
歯車873を有し、上部および下部のダイポールリング
の歯車873の両方に噛合する歯車874によって連動
して回転するようになっている。ここで磁石要素871
は角柱形をしている。歯車874はその磁石の大きさ、
重量等を考慮して数カ所設ける。ここで、図9(b) の断
面図を示す。シャフト875についた歯車873は図示
していない駆動機構により回転され、その力を歯車87
4を通してダイポ―ルリング磁石に伝える。ダイポ―ル
リングは軸受け879についた車輪876でレ―ル87
7上を摩擦が少ないように回転することができる。レ―
ル877はダイポ―ルリングの下でリング状に構成され
真空容器と上下駆動機構96(図10参照)を介して接
続されている。この様な構成をとることによりダイポ―
ルリングの高速回転が可能となる。なお、本実施例の図
ではベアリング等の細かい部品は省略してある。また、
二分割にした上部のダイポ―ルリングでは、レ―ル87
7で下部を保持する代わり、その上面を釣り下げるよう
にして保持すると良い。また、分割されたダイポ―ルリ
ングは個々に複雑な力を及ぼしあう為、例えば上下のリ
ングを駆動する歯車を一つのシャフトに固定し、完全に
同期させて回転させると良い。
A mechanism for controlling rotation between the upper and lower dipole rings is shown in FIG. Here, the upper and lower dipole rings each have a gear 873 formed on the outer peripheral surface of a yoke 872 for fixing a magnet element 871, and are linked by a gear 874 that meshes with both the gear 873 of the upper and lower dipole rings. It is designed to rotate. Where magnet element 871
Has a prismatic shape. Gear 874 is the size of its magnet,
It will be installed in several places in consideration of the weight. Here, a cross-sectional view of FIG. 9B is shown. The gear 873 attached to the shaft 875 is rotated by a drive mechanism (not shown), and the force is applied to the gear 873.
Pass to the dipole ring magnet through 4. The die pole ring is a rail 87 with wheels 876 attached to bearings 879.
It can be rotated over 7 so that there is less friction. Ray
The ring 877 is formed in a ring shape under the die pole ring and is connected to the vacuum container via the vertical drive mechanism 96 (see FIG. 10). By adopting such a configuration,
High-speed rotation of the ruling is possible. In the drawings of this embodiment, small parts such as bearings are omitted. Also,
On the upper die pole ring divided into two, rail 87
Instead of holding the lower part by 7, it is better to hold it by hanging the upper surface. Further, since the divided die pole rings individually exert complicated forces, it is preferable to fix the gears driving the upper and lower rings to one shaft and rotate them in perfect synchronization.

【0099】また、この歯車との噛合位置を代えたり、
同軸的に動く複数の歯車を着脱自在に構成することによ
り、回転速度を変化させたり両者の位相をずらしたりす
ることも可能である。また2つに分割し、その上下間で
磁石要素の位相を調整するようにすれば、磁石を取り替
えることなく容易に磁界強度を調整することができる。
さらには、ダイポールリングを、同一の中心軸をもつよ
うに上下方向に少なくとも2つに分割し、その上下間で
回転方向が逆となるように回転することにより、磁石を
取り替えることなく容易に交番磁界を形成することも可
能である。
Also, the meshing position with this gear may be changed,
It is also possible to change the rotational speed or shift the phase of the two by making a plurality of gears that move coaxially detachable. Further, if the magnetic element is divided into two and the phases of the magnet elements are adjusted between the upper and lower sides, the magnetic field strength can be easily adjusted without replacing the magnet.
Furthermore, the dipole ring is divided into at least two parts in the vertical direction so that they have the same central axis, and they are rotated so that the directions of rotation are opposite between the upper and lower parts of the dipole ring, so that the magnets can be easily alternated without replacing the magnet. It is also possible to create a magnetic field.

【0100】例えば、個々の磁石要素にモ―タを備え、
電気的な制御で同期させる、あるいは意図的に非同期で
回転させ、磁界を単に回転させるだけではなく、交番磁
界を形成しそれをさらに回転させたり、磁界強度を変化
させたり、分布を変化させることも可能である。
For example, each magnet element is provided with a motor,
Synchronizing with electric control or intentionally rotating asynchronously, not just rotating the magnetic field, but forming an alternating magnetic field and further rotating it, changing the magnetic field strength, changing the distribution Is also possible.

【0101】また、磁界の高速回転を行うためには、導
体中を磁界が横切ることにより発生する渦電流により磁
界が弱められる場合がある。そこで、高磁界強度で高速
回転を要する装置では、特に真空容器側面を抵抗率の高
い材料、あるいは絶縁物で構成すると良い。さらに、第
1の電極あるいは第2の電極の一部あるいはすべてを常
磁性体で構成すると、磁力線がその内部を透過しやすく
なるため、結果的に電極周辺部などの磁界の乱れ易い部
分で補正を行うことができる。
Further, in order to rotate the magnetic field at high speed, the magnetic field may be weakened by an eddy current generated by the magnetic field traversing the conductor. Therefore, in a device requiring high magnetic field strength and high speed rotation, it is preferable that the side surface of the vacuum container is made of a material having a high resistivity or an insulator. Furthermore, if a part or all of the first electrode or the second electrode is made of paramagnetic material, the magnetic lines of force easily penetrate through the paramagnetic material, and as a result, correction is performed at a portion where the magnetic field is easily disturbed, such as the electrode peripheral portion. It can be performed.

【0102】次に本発明の第3の実施例として、高速回
転機構を内蔵した磁石アセンブリとその上下機構を備え
た装置について説明する。
Next, as a third embodiment of the present invention, an apparatus equipped with a magnet assembly incorporating a high-speed rotating mechanism and an up-and-down mechanism thereof will be described.

【0103】この例では図10に示すように、真空容器
の外周面には上下位置および間隔調整機構96を介して
高速回転可能な上部および下部のダイポールリングアセ
ンブリ92,91が設置されており、この回転機構には
回転によるパーティクルが外部に放出されるのを防ぐた
めのダクトホース97が設置されている。また真空容器
の上方にガス噴き出しノズル93を形成すると共に排気
ノズル94を形成し、排気口6から上方にガスを排出す
るように構成されている。他の部分は第2の実施例と同
様に形成されている。
In this example, as shown in FIG. 10, upper and lower dipole ring assemblies 92, 91 which can rotate at high speed are installed on the outer peripheral surface of the vacuum container through a vertical position and space adjusting mechanism 96. A duct hose 97 is installed in the rotating mechanism to prevent particles due to rotation from being emitted to the outside. Further, a gas injection nozzle 93 and an exhaust nozzle 94 are formed above the vacuum container, and the gas is exhausted upward from the exhaust port 6. The other parts are formed similarly to the second embodiment.

【0104】また、本発明の第4の実施例として磁界発
生手段の構成要素である1つ1つの磁石をそれぞれ所定
の位相だけ磁化方向をずらして配置し、個々に回転させ
ることにより、磁石全体を回転したのと同等の磁界を形
成することが可能である。
In addition, as a fourth embodiment of the present invention, each magnet, which is a constituent element of the magnetic field generating means, is arranged with its magnetization direction shifted by a predetermined phase, and individually rotated, whereby the entire magnet is rotated. It is possible to form a magnetic field equivalent to that of rotating.

【0105】この例では図11に示すように両面に歯を
設けたリング103の内側に噛合するように16個の小
歯車102が形成され、この歯車の下面が円柱状の磁石
要素101となっている。ここで104は回転駆動機構
であり、105は回転駆動機構に連結した歯車である。
また106は台座、107は軸受けである。
In this example, as shown in FIG. 11, 16 small gears 102 are formed so as to mesh with the inside of a ring 103 having teeth on both sides, and the lower surface of this gear serves as a cylindrical magnet element 101. ing. Here, 104 is a rotary drive mechanism, and 105 is a gear connected to the rotary drive mechanism.
Further, 106 is a pedestal, and 107 is a bearing.

【0106】この例では回転駆動機構104の回転によ
りリングがBを中心に回転し、個々の磁石要素101が
回転することにより合成磁界が回転するようになってい
る。ここで駆動モ―タを時計回りに回すと、リング10
3は反時計回り、磁石要素101も反時計回りに回転
し、その結果、合成磁界108は時計回りに回転するこ
ととなる。
In this example, the ring is rotated around B by the rotation of the rotary drive mechanism 104, and the combined magnetic field is rotated by the rotation of each magnet element 101. Now turn the drive motor clockwise and the ring 10
3 rotates counterclockwise, and the magnet element 101 also rotates counterclockwise, so that the composite magnetic field 108 rotates clockwise.

【0107】このように各磁石要素の位置は変化せず、
磁石要素を回転(自転)させることによりダイポールリ
ングとして合成される磁界を回転することも可能であ
る。すなわち図12(a) は図2で示した磁界配置と同様
であり、単に要素磁石の形状がことなるだけである。次
に、個々の磁石を時計回りに同じ速度で回転させていく
と、図12(b) ,図12(c) ……のように合成される磁
界は、反時計回りに回転し、要素磁石の回転角度と合成
磁界の回転角度は一致することが分かる。この様な構成
で大きなダイポ―ルリングの構成を回転させること無
く、同様の効果を得ることができる。
Thus, the position of each magnet element does not change,
It is also possible to rotate (rotate) the magnet element to rotate the magnetic field that is synthesized as a dipole ring. That is, FIG. 12 (a) is the same as the magnetic field arrangement shown in FIG. 2, and only the shapes of the element magnets are different. Next, when the individual magnets are rotated clockwise at the same speed, the combined magnetic field as shown in Fig. 12 (b), Fig. 12 (c), ... rotates counterclockwise and the element magnets are rotated. It can be seen that the rotation angle of and the rotation angle of the synthetic magnetic field match. With such a structure, the same effect can be obtained without rotating the structure of the large die pole ring.

【0108】次に本発明の第5の実施例としてスパッタ
リング装置について説明する。
Next, a sputtering apparatus will be described as a fifth embodiment of the present invention.

【0109】このスパッタリング装置は、図13に示す
ように真空容器1の上端内壁の第1の電極7上に取り付
けられたターゲット板61と、該ターゲット板61に対
向配置され基板支持台を兼ねる第2の電極2とを配設
し、直流電源64でターゲット板61へ高周波電源5の
発生する電力をマッチング回路14を介してターゲット
板61と第2の電極2に印加した。これらによって形成
される電界と、真空容器1の外側面に配設された上部ダ
イポールリング44および下部ダイポールリング45と
によって形成される磁界との直交する空間内に、ガス供
給系4からガスを供給し、放電によってプラズマを形成
し、このプラズマ中のイオンをターゲット板61に衝突
せしめ、ターゲットからのスパッタリング粒子を第2の
電極2上のウェハ3上に垂直に導くようにしたことを特
徴とするものである。ここでターゲット板61と第2の
電極2との距離は3cmとした。
As shown in FIG. 13, this sputtering apparatus includes a target plate 61 mounted on the first electrode 7 on the inner wall of the upper end of the vacuum container 1, and a first plate which is arranged so as to face the target plate 61 and also serves as a substrate support base. Two electrodes 2 are provided, and the power generated by the high frequency power source 5 is applied to the target plate 61 by the DC power source 64 via the matching circuit 14 to the target plate 61 and the second electrode 2. Gas is supplied from the gas supply system 4 into the space orthogonal to the electric field formed by these and the magnetic field formed by the upper dipole ring 44 and the lower dipole ring 45 arranged on the outer surface of the vacuum container 1. Then, a plasma is formed by the discharge, and the ions in the plasma are made to collide with the target plate 61 so that the sputtered particles from the target are vertically guided onto the wafer 3 on the second electrode 2. It is a thing. Here, the distance between the target plate 61 and the second electrode 2 was 3 cm.

【0110】このダイポールリングは本発明の第2の実
施例において図6に示したのと同様に形成されており、
ウェハ面上で平行な磁界を形成しており、この磁界とタ
ーゲット板表面に形成された電界によるE×Bの作用に
より、マグネトロン放電を維持するように構成されてい
る。そしてこのマグネトロン放電で形成されたプラズマ
中の電子がドリフト運動しイオン化効率を高め、比較的
低圧力の条件下においても高密度のプラズマを発生させ
ることができる。
This dipole ring is formed in the same manner as shown in FIG. 6 in the second embodiment of the present invention,
A parallel magnetic field is formed on the wafer surface, and the action of E × B due to this magnetic field and the electric field formed on the surface of the target plate maintains the magnetron discharge. Then, the electrons in the plasma formed by this magnetron discharge drift and increase the ionization efficiency, and it is possible to generate high-density plasma even under the condition of relatively low pressure.

【0111】また、基板支持台としての第2の電極2の
内部にはヒータを埋め込むなど基板温度を制御する温度
調節機構62が設置されている。
Further, a temperature adjusting mechanism 62 for controlling the substrate temperature, such as embedding a heater, is installed inside the second electrode 2 as the substrate support.

【0112】また、真空容器内壁は、第1の電極7の近
傍に配設された絶縁物65を介して下部との間を絶縁分
離するように構成されている。6は排気系、63はター
ゲットを冷却するための温度調節機構、64はターゲッ
トの電位を調整するための電源である。
Further, the inner wall of the vacuum container is configured to insulate and separate from the lower part through an insulator 65 arranged near the first electrode 7. 6 is an exhaust system, 63 is a temperature adjusting mechanism for cooling the target, and 64 is a power source for adjusting the potential of the target.

【0113】また、真空容器内へのウェハの出し入れは
ロードロック機構(図示せず)および搬送機構(図示せ
ず)によってなされる。
Further, the loading / unloading of the wafer into / from the vacuum container is performed by a load lock mechanism (not shown) and a transfer mechanism (not shown).

【0114】次に、この装置を使用し、実際に堆積膜を
形成する方法について説明する。
Next, a method of actually forming a deposited film using this apparatus will be described.

【0115】まず、図14(a) に示すように、表面に形
成されたパターン67によって表面が凹凸をなすシリコ
ン基板68をウェハとし、これをロードロック機構およ
び搬送機構を用いて真空容器1の第2の電極2上に搬送
し、静電チャック(図示せず)によって固定し、所望の
温度(250℃)となるように制御する。
First, as shown in FIG. 14 (a), a silicon substrate 68 whose surface is made uneven by a pattern 67 formed on the surface is used as a wafer, and this is used as a wafer by using a load lock mechanism and a transfer mechanism. It is conveyed onto the second electrode 2, fixed by an electrostatic chuck (not shown), and controlled to a desired temperature (250 ° C.).

【0116】そして、排気系6により真空容器1内を真
空排気したのち、供給系4からアルゴンガスを100cc
/mの流量で、10-3Torr程度の圧力となるように導入
し、まずウェハ表面の電極部分の表面酸化膜や炭化水素
等の汚染物を除去するため、まず、第2の電極側の高周
波電力を印加、プラズマを形成して、スパッタリングに
よりクリ―ニングする。次に、タ―ゲット側に大電力を
投入しアルミ合金をスパッタリングする。ターゲット板
61(第1の電極7)に直流電力(400V,3.5
A)を,第2の電極2に高周波電力を印加する。そして
アルゴンガスを放電させプラズマを形成する。そして磁
界により電子が電極間に閉じこめられる。その結果、寿
命が延び電子の走行距離が長くなって、分子、原子との
衝突頻度が増し、イオン化効率が高まり、低ガス圧下に
おいても高い密度のプラズマが形成される。磁界の回転
はエッチングの実施例と同様な理由により本実施例で
は、200rpm とした。
Then, the inside of the vacuum vessel 1 is evacuated by the exhaust system 6, and then 100 cc of argon gas is supplied from the supply system 4.
In order to remove contaminants such as surface oxide film and hydrocarbons on the electrode portion of the wafer surface, the first electrode on the second electrode side was first introduced at a flow rate of / m to a pressure of about 10 -3 Torr. High frequency power is applied, plasma is formed, and cleaning is performed by sputtering. Next, a large electric power is applied to the target side to sputter the aluminum alloy. DC power (400V, 3.5) is applied to the target plate 61 (first electrode 7).
A) is applied to the second electrode 2 with high frequency power. Then, the argon gas is discharged to form plasma. Then, the magnetic field confines the electrons between the electrodes. As a result, the life is extended, the travel distance of electrons is increased, the frequency of collision with molecules and atoms is increased, the ionization efficiency is increased, and high density plasma is formed even under a low gas pressure. The rotation of the magnetic field was set to 200 rpm in this embodiment for the same reason as in the etching embodiment.

【0117】ターゲット板61の表面には陰極降下電圧
Vdcが発生し、プラズマ中のアルゴンイオンがターゲッ
ト板61表面に照射されスパッタリング作用によりター
ゲット板材料すなわち堆積材料例えばアルミニウムがプ
ラズマ中に放出され、ウェハ上に堆積する。
A cathode drop voltage Vdc is generated on the surface of the target plate 61, argon ions in the plasma are irradiated to the surface of the target plate 61, and the target plate material, that is, the deposited material such as aluminum is released into the plasma by the sputtering action. Deposit on top.

【0118】第2の電極2に印加された高周波電力によ
り基板にバイアス電圧が生じ表面では堆積とスパッタリ
ング作用が同時に起こる結果、図14(b) に示すように
溝の底部にも効率よく導かれ”す“の発生もなく表面全
体にわたって均一で良好な薄膜形成を行うことができ
る。これは磁界を完全に平行にかつ強く形成することが
でき、ターゲットの減り方が均一になるためである。こ
こで堆積速度は、1.7μm/分、均一性は、±3%が
達成された。
A bias voltage is generated in the substrate by the high frequency power applied to the second electrode 2, and the deposition and sputtering actions occur simultaneously on the surface. As a result, as shown in FIG. 14 (b), it is efficiently guided to the bottom of the groove. It is possible to form a uniform and excellent thin film over the entire surface without the occurrence of "soo". This is because the magnetic field can be formed completely parallel and strong, and the reduction of the target becomes uniform. Here, the deposition rate was 1.7 μm / min, and the uniformity was ± 3%.

【0119】本実施例では高密度のプラズマが形成され
る領域がタ―ゲット板全体に及んでいる。従来装置のよ
うに高密度プラズマが局在した場合、タ―ゲット板の一
部が高速にスパッタリングされ、タ―ゲットが短寿命、
成膜の均一性が悪い、ウェハ内の位置により成膜された
形状が異なる等の問題があったが、本発明の装置ではタ
―ゲットは均一にスパッタリングされるため、装置とし
ての性能が向上する。また、ダメ―ジが低減したことは
言うまでもない。
In this embodiment, the region where high density plasma is formed extends over the entire target plate. When high-density plasma is localized as in conventional equipment, part of the target plate is sputtered at high speed, which shortens the life of the target.
Although there were problems such as poor uniformity of film formation and the shape of the film formed depending on the position within the wafer, the target device is uniformly sputtered in the device of the present invention, improving the performance of the device. To do. Needless to say, the damage was reduced.

【0120】そして図14(c) に示すようにエッチバッ
クを行うことにより、微細な溝内にも膜質の良好な埋め
込み層69を形成することが可能となる。
Then, by performing etch back as shown in FIG. 14C, it becomes possible to form the buried layer 69 having a good film quality even in the fine groove.

【0121】このように、10-3Torr程度の比較的低い
圧力条件下においても高密度のプラズマを発生させるこ
とができ、膜中への不純物の取り込みは極めて少なくな
り、膜質が向上する。さらに、堆積速度を高めることが
できる上、低圧力下では粒子の平均自由工程が長くな
り、堆積種を輸送する時の方向性を高めるのに好都合と
なる。
As described above, high-density plasma can be generated even under a relatively low pressure condition of about 10 -3 Torr, the amount of impurities taken into the film is extremely reduced, and the film quality is improved. Moreover, the deposition rate can be increased, and the mean free path of the particles is increased under low pressure, which is convenient for increasing the directionality in transporting the deposition species.

【0122】なおこの装置は、アルミニウム薄膜のみな
らず、タングステン、モリブデンなどの高融点薄膜、酸
化アルミニウム、五酸化タンタル、窒化アルミニウム、
酸化シリコン、窒化シリコン膜等の絶縁膜など種々の薄
膜形成およびエッチングに適用可能である。
This device is not limited to aluminum thin films, but also high melting point thin films such as tungsten and molybdenum, aluminum oxide, tantalum pentoxide, aluminum nitride,
It can be applied to various thin film formation and etching such as insulating films such as silicon oxide and silicon nitride films.

【0123】加えて、装置の構造および材質は、実施例
に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲内で、適宜変形可能である。
In addition, the structure and material of the device are not limited to the embodiments, and can be appropriately modified without departing from the scope of the present invention.

【0124】次に本発明の第6の実施例として、コール
ドウォールタイプのプラズマCVD装置について説明す
る。
Next, a cold wall type plasma CVD apparatus will be described as a sixth embodiment of the present invention.

【0125】このCVD装置は図15に示すように、真
空容器1の外周面に、第1乃至第4のダイポールリング
からなる多重分割ダイポールリング51を配設したこと
を特徴とするものである。
As shown in FIG. 15, this CVD apparatus is characterized in that a multi-divided dipole ring 51 consisting of first to fourth dipole rings is arranged on the outer peripheral surface of the vacuum container 1.

【0126】そして真空容器1の上部には第1の電極7
が配設され、該第1電極7に対向配置され基板支持台を
兼ねる第2の電極2とを配設し、第1の電極7の近傍に
形成されたガス導入口4から第2の電極2上のウェハ3
に向けてガスを供給しつつ、高周波電源5の発生する電
力をマッチング回路14を介して第1の電極7と第2の
電極2との間に印加し、これによって形成される自己バ
イアス電界と、真空容器1の外側面に配設された多重分
割ダイポールリング51によって形成されるウェハ3表
面に平行な磁界との直交する空間内に、高密度プラズマ
を形成し、ウェハ表面に誘起された自己バイアス電界に
より該プラズマ中から加速されたイオンがウェハに衝突
し薄膜形成反応を進行させるものである。
The first electrode 7 is provided on the vacuum container 1.
And a second electrode 2 which is disposed so as to face the first electrode 7 and also serves as a substrate support, and the gas introduction port 4 to the second electrode formed in the vicinity of the first electrode 7. Wafer 3 on 2
While supplying gas toward the target, electric power generated by the high-frequency power source 5 is applied between the first electrode 7 and the second electrode 2 via the matching circuit 14 to generate a self-bias electric field. , High-density plasma is formed in a space orthogonal to a magnetic field parallel to the surface of the wafer 3 formed by the multi-divided dipole ring 51 arranged on the outer surface of the vacuum container 1, and self-induced plasma is generated on the wafer surface. Ions accelerated from the plasma by the bias electric field collide with the wafer to cause a thin film forming reaction to proceed.

【0127】さらに、真空容器上方には第1の電極の温
度を調整する温度調整機構53および第1の電極7に接
続されたマッチング回路58および電源59が配設され
ている。図中54は石英窓、55は光検出器、56は光
ファイバ、57はプラズマからの光を分光し、気相中の
状態を調べるための分光器である。
Furthermore, a temperature adjusting mechanism 53 for adjusting the temperature of the first electrode, a matching circuit 58 connected to the first electrode 7, and a power source 59 are arranged above the vacuum container. In the figure, 54 is a quartz window, 55 is a photodetector, 56 is an optical fiber, and 57 is a spectroscope for spectroscopically analyzing the light from the plasma to examine the state in the gas phase.

【0128】次にこの装置を用いた薄膜形成について説
明する。
Next, thin film formation using this apparatus will be described.

【0129】この実施例では、堆積性のガスSiH
4 (200cc/分)とO2 (200cc/分)を導入
し、8×10-4Torrの圧力で放電させ、SiO2 薄膜を
形成する。ウェハの搬送は上述した実施例と全く同様で
あるが、ロ―ドロック機構は図示していない。第1の電
極は真空容器1とは別に設けられ、独立に電源59が接
続されている。ガスは第1の電極内部を通してガス導入
ノズル52からウェハに向けて均一に供給される。基本
的な操作手順は上述してきた装置と同様である。ここで
の特徴はプラズマ中で形成された堆積種が雪のようにウ
ェハに降り積もり表面に吸着し、さらに電源5により供
給される高周波電力で誘起されたバイアス電圧で加速さ
れたイオンの衝撃により反応が進み、最終的に不純物の
少なく、屈折率が小さい熱酸化膜に近い膜が形成され
る。ここでは磁界強度2000ガウスと非常に強力な磁
界を与えた。高周波電力は1.2kW、このときの堆積
速度は0.3μm/分であった。
In this embodiment, the deposition gas SiH is used.
4 (200 cc / min) and O 2 (200 cc / min) are introduced and discharged at a pressure of 8 × 10 −4 Torr to form a SiO 2 thin film. The wafer transfer is exactly the same as in the above-described embodiment, but the load lock mechanism is not shown. The first electrode is provided separately from the vacuum container 1 and is independently connected to the power source 59. Gas is uniformly supplied toward the wafer from the gas introduction nozzle 52 through the inside of the first electrode. The basic operation procedure is the same as that of the device described above. The feature here is that the deposited species formed in the plasma are deposited on the wafer like snow and are adsorbed on the surface, and are further reacted by the impact of ions accelerated by the bias voltage induced by the high frequency power supplied from the power supply 5. In the end, a film close to a thermal oxide film with few impurities and a small refractive index is formed. Here, a very strong magnetic field with a magnetic field strength of 2000 gauss was applied. The high frequency power was 1.2 kW, and the deposition rate at this time was 0.3 μm / min.

【0130】なお、磁界強度の絶対値がこのように高い
場合は、いかに均一性の高い磁石であっても、磁界の高
い部分と低い部分の強度差の絶対値は大きくなってしま
う。そこで、本実施例では4分割されたタイプのダイポ
―ルリングを使用した。この磁石は最上部、あるいは最
下部の磁石の位置を調整することで、磁界強度、分布を
微調整することができる。また、ウェハの大口径化によ
り装置が大型化すると、電極中央部と周辺部ではチャン
バ壁との距離が大きく異なり、プラズマ特性に差が現れ
る。そこで、ウェハ近傍の磁界は均一に保ちつつ、第1
の電極、第2の電極の周辺部で磁界を意図的に乱すこと
でプラズマの自体の均一性を高めることが可能である。
多分割の磁石構成はこのような応用が可能となる。
When the absolute value of the magnetic field strength is high as described above, the absolute value of the strength difference between the high magnetic field portion and the low magnetic field portion becomes large no matter how highly uniform the magnet is. Therefore, in this embodiment, a dipole ring of a four-divided type was used. The magnetic field strength and distribution can be finely adjusted by adjusting the position of the uppermost magnet or the lowermost magnet. Further, when the size of the apparatus is increased due to the increase in the diameter of the wafer, the distance between the central portion of the electrode and the peripheral portion of the chamber is greatly different, and the plasma characteristics are different. Therefore, while keeping the magnetic field near the wafer uniform,
By intentionally disturbing the magnetic field at the periphery of the electrode and the second electrode, it is possible to enhance the uniformity of the plasma itself.
The multi-divided magnet structure enables such an application.

【0131】以上のように、CVD装置に本発明を実施
することで成膜速度、均一性の向上、ダメ―ジの低減を
はかることができる他に、高密度プラズマを形成するこ
とができ、気相でのガスの分解、反応が進むため、成膜
された膜質についても向上が認められた。
As described above, by implementing the present invention in a CVD apparatus, it is possible to improve the film formation rate, uniformity, reduce damage, and to form high density plasma. Since the decomposition and reaction of gas in the gas phase proceeded, the quality of the formed film was also improved.

【0132】次に本発明の第7の実施例として、ホット
ウォールタイプのプラズマCVD装置について説明す
る。
Next, as a seventh embodiment of the present invention, a hot wall type plasma CVD apparatus will be described.

【0133】このCVD装置は図16に示すように、石
英管からなる真空容器71の外周面に、ヒータ78およ
び冷却板75および冷却パイプ79が設けられその外側
にダイポールリング80が配設されていることを特徴と
するものである。一般に磁石材料はそのキュリー点が数
百℃に存在するが、100℃程度から保磁力が低下する
ものも多く、昇温は特性劣化の原因となる。そこで熱が
発生する装置例えばCVDやチャンバーの加熱を行って
いるエッチング装置等では必要に応じて冷却手段を設け
る。
As shown in FIG. 16, in this CVD apparatus, a heater 78, a cooling plate 75, and a cooling pipe 79 are provided on the outer peripheral surface of a vacuum container 71 made of a quartz tube, and a dipole ring 80 is provided on the outside thereof. It is characterized by being present. Generally, the Curie point of a magnetic material exists at several hundreds of degrees Celsius, but in many cases, the coercive force decreases from about 100 degrees Celsius, and the temperature rise causes deterioration of characteristics. Therefore, in a device that generates heat, such as a CVD device or an etching device that heats a chamber, a cooling means is provided as necessary.

【0134】ガス導入口74およびガス排出口76が相
対向するように真空容器の両端に設置され、このガスの
流れに垂直にウェハ73が配列されるようになってい
る。72は第1の電極であり電極支持棒82によって支
持されている。また77は第1の電極であり同様に第1
の電極に相対向するように電極支持棒82によって支持
されている。5は電源である。
The gas inlet 74 and the gas outlet 76 are installed at both ends of the vacuum container so as to face each other, and the wafers 73 are arranged perpendicularly to the gas flow. A first electrode 72 is supported by an electrode support rod 82. Reference numeral 77 is the first electrode, which is also the first electrode.
The electrodes are supported by the electrode support rods 82 so as to face the electrodes. 5 is a power supply.

【0135】次に本発明の第8の実施例として、図1に
示したエッチング装置を用いたMOSFETの製造工程
について説明する。
As an eighth embodiment of the present invention, a MOSFET manufacturing process using the etching apparatus shown in FIG. 1 will be described.

【0136】図17(a) に示すように、シリコン基板1
21表面に素子分離領域122を形成した後、ゲート絶
縁膜123を形成しさらにCVD法によりn+ 多結晶シ
リコン膜124を形成する。そしてこの上層にレジスト
パターン125を形成する。この後図1に示したエッチ
ング装置にこのシリコン基板を設置し、図17(b)に示
すように、レジストパターン125をマスクとしてn+
多結晶シリコン膜124を異方性エッチングした。この
ときのエッチングガスとしてはCl2 +H2の混合ガス
を用い圧力は30mTorr ,印加電力は200Wとした。
この装置を用いることによりウェハ表面はプラズマに晒
されているため帯電するが、ウェハ面内で電圧(帯電)
が均一であればゲート酸化膜上下に大きな電圧がかかる
ことはないため、ゲート破壊を防ぐことができる。この
ようにして十分な選択比を得ることができ寸法精度の高
いパターンを形成することができる。
As shown in FIG. 17A, the silicon substrate 1
After forming an element isolation region 122 on the surface 21, a gate insulating film 123 is formed and an n + polycrystalline silicon film 124 is further formed by a CVD method. Then, a resist pattern 125 is formed on this upper layer. After that, this silicon substrate is set in the etching apparatus shown in FIG. 1 and, as shown in FIG.
The polycrystalline silicon film 124 was anisotropically etched. At this time, a mixed gas of Cl 2 + H 2 was used as the etching gas, the pressure was 30 mTorr, and the applied power was 200 W.
By using this device, the wafer surface is exposed to plasma, so it is charged, but the voltage (charge) is generated within the wafer surface.
Is uniform, no large voltage is applied across the gate oxide film, so that gate breakdown can be prevented. In this way, a sufficient selection ratio can be obtained and a pattern with high dimensional accuracy can be formed.

【0137】この後、このゲート電極をマスクとして、
イオン注入を行いソースドレイン領域126を形成しレ
ジストパターン125を剥離し、MOSFETが形成さ
れる。 このように本発明の方法によればゲート破壊を
生じることなく、微細でかつ信頼性の高いMOSFET
を得ることが可能となる。
Thereafter, using this gate electrode as a mask,
Ion implantation is performed to form a source / drain region 126, and the resist pattern 125 is peeled off to form a MOSFET. As described above, according to the method of the present invention, a fine and highly reliable MOSFET without causing gate breakdown.
Can be obtained.

【0138】次に本発明の第9の実施例について説明す
る。
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described.

【0139】図18および図19は、本発明実施例のエ
ッチング装置を示す図である。これらの図っしれにおお
いて図1と同一部分には同一符号を付して示し詳細な説
明は省略する。
18 and 19 are views showing the etching apparatus of the embodiment of the present invention. In these drawings, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

【0140】このエッチング装置は、ダイポールリング
13の環の直径を可変にすると共に、下部電極2を電極
位置レベル設定手段30によって上下動可能となるよう
にしたことを特徴とするものである。すなわち円環状を
なすように順次配列され、着磁方向が前記円の半周で一
回転するように異なる複数の磁石要素を含んだダイポー
ルリング13の発生する磁界内に被処理基体3を搬送す
る際、被処理基体の上下動により、磁界内に容易に搬送
されるように構成されている。
This etching apparatus is characterized in that the diameter of the ring of the dipole ring 13 is made variable and the lower electrode 2 can be moved up and down by the electrode position level setting means 30. That is, when the substrate 3 to be processed is transferred into the magnetic field generated by the dipole ring 13 including a plurality of magnet elements that are sequentially arranged in an annular shape and have different magnetizing directions so that the magnetizing direction makes one rotation around one half of the circle. The vertical movement of the substrate to be processed allows the substrate to be easily transported into the magnetic field.

【0141】すなわちこのエッチング装置は、図18に
全体概要図を示すように、真空容器1の上端内壁の第1
の電極7と、該第1電極7に対向配置され基板支持台を
兼ねる上下動可能な第2の電極2とを配設し、高周波電
源5の発生する電力をマッチング回路14を介して第1
の電極7と第2の電極2との間に印加し、これによって
形成される電界と、真空容器1の外側面に配設されたダ
イポールリング13によって形成されるウェハ3表面に
平行な磁界との直交する空間内に、ガス導入口4から反
応性ガスを供給し、放電によってプラズマを封じ込め、
ウェハ表面に誘起された自己バイアス電界により該プラ
ズマ中から加速されたイオンが、ウェハに衝突しエッチ
ング反応を進行させるものである。
That is, as shown in the overall schematic view of FIG. 18, this etching apparatus has the first inner wall of the upper end of the vacuum chamber 1.
And an up-and-down movable second electrode 2 facing the first electrode 7 and also serving as a substrate support, are arranged.
Applied between the second electrode 2 and the second electrode 7 and a magnetic field parallel to the surface of the wafer 3 formed by the dipole ring 13 arranged on the outer surface of the vacuum container 1. A reactive gas is supplied from the gas introduction port 4 into the space orthogonal to, and the plasma is confined by the discharge,
Ions accelerated in the plasma by the self-bias electric field induced on the surface of the wafer collide with the wafer to promote the etching reaction.

【0142】このダイポールリング13は、それぞれ図
19に図18の上方から眺めた要部拡大説明図、図20
に全体説明図を示すように、円柱状の真空容器1の側壁
に、このまわりを同心円状に囲みその径が可変となるよ
うに支持された磁石要素30からなり、磁界方向35の
方向に着磁された磁石要素300 からθの位置にある磁
石要素は磁界方向35に対して2θだけ回転した方向に
着磁されており、磁石要素300 から180度の位置に
ある磁石要素は再び磁界方向35を向くように環状に配
列されている。ここで、構成要素となる個々の磁石要素
にはねじれを生じるような力がはたらくため堅牢な非磁
性体ヨーク(図示せず)に固定されている。ヨークにつ
いてはもれ磁界をさらに低減するために磁性体のヨーク
を使用することも可能である。
The dipole ring 13 is shown in FIG. 19 which is an enlarged explanatory view of an essential part viewed from above in FIG. 18, and FIG.
As shown in the general explanatory view in FIG. 1, a cylindrical vacuum chamber 1 is provided with a magnetic element 30 which is supported on a side wall of the vacuum container 1 so as to be concentrically surrounded and has a variable diameter, and is attached in a magnetic field direction 35. magnet elements at position θ from magnetic and magnetic elements 30 0 were are magnetized in a direction rotated by 2θ with respect to the magnetic field direction 35, the magnet element in the magnet elements 30 0 to 180 degree position again field They are arranged annularly so as to face the direction 35. Here, since a force that causes a twist acts on each of the individual magnet elements as constituent elements, it is fixed to a robust non-magnetic yoke (not shown). As for the yoke, it is possible to use a magnetic yoke in order to further reduce the leakage magnetic field.

【0143】この構造によれば、第2電極が上下方向に
移動可能であるため、被処理基体の搬送に際しても容易
に下降せしめて搬送すればよい。従って、磁界発生手段
を分割する必要がなくなり、そのため分割することによ
る磁界の落ち込みや、それを防ぐための補助磁界を与え
る必要がなくなり、簡単な装置構成で均一な高密度磁界
を形成することができ、プラズマ電位と自己バイアスと
の均一化をはかることができ、被処理基体の面内におい
て異方性が高く均一な表面処理を行うことが可能とな
る。
According to this structure, since the second electrode can be moved in the vertical direction, the substrate to be processed can be easily lowered and transported. Therefore, it is not necessary to divide the magnetic field generating means, so that it is not necessary to provide a magnetic field drop due to the division or an auxiliary magnetic field for preventing it, and it is possible to form a uniform high-density magnetic field with a simple device configuration. Therefore, the plasma potential and the self-bias can be made uniform, and it is possible to perform uniform surface treatment with high anisotropy in the plane of the substrate to be treated.

【0144】また、被処理基体3を設置した第2の電極
2であるカソード電極の高さを任意の位置に設定するこ
とができ、プラズマ処理中の電極間隔を任意に変えるこ
とができ、材質、ガス、圧力によって最適な間隔をとる
ことができ、処理特性に変化を与えることが可能とな
る。
Further, the height of the cathode electrode, which is the second electrode 2 on which the substrate 3 to be processed is installed, can be set to an arbitrary position, the electrode interval during plasma processing can be arbitrarily changed, and the material The optimum interval can be set depending on the gas, the gas, and the pressure, and the processing characteristics can be changed.

【0145】また、環状をなす磁石要素の環の直径を変
化させることで任意に環内に発生する磁界強度を変化さ
せることができ、イオンエネルギーを制御することで処
理特性に変化を与えることが可能となる。
Further, by changing the diameter of the ring of the annular magnet element, it is possible to arbitrarily change the strength of the magnetic field generated in the ring, and it is possible to change the processing characteristics by controlling the ion energy. It will be possible.

【0146】図21(a) および(b) にこのダイポールリ
ングの径方向移動量xとこれによって形成された磁界分
布を示す。この図から明らかなように、ダイポールリン
グの環の径方向に磁石要素を移動させることにより、磁
界強度を容易に変化させることができる。
21 (a) and 21 (b) show the radial movement amount x of this dipole ring and the magnetic field distribution formed thereby. As is clear from this figure, the magnetic field strength can be easily changed by moving the magnet element in the radial direction of the ring of the dipole ring.

【0147】本発明の作用を説明するために、図22
に、被処理基体の搬送を想定し、高さ方向1/2のとこ
ろにスリットを設けた場合のダイポールリングマグネッ
トによって形成された磁界分布を示す。この図から明ら
かなように、ウェハ中央とウェハ周辺部でダイポール磁
石の作る磁界の強度の差は20%未満,またXY平面内
の傾きは±5度以内の均一性を達成することができる。
また高さ方向はダイポール磁石の高さの中央1/3の領
域で強度は±5%、磁界の傾きは±6度以内に抑えるこ
とができた。この均一性は磁石要素の断面形状を円状に
したり、磁石要素の数を増やすことでさらに均一な磁界
を形成することができる。しかし、チャンバー壁面周辺
でスリットを入れることによって磁界強度が低下してい
る。これを防ぐために補助磁石等を付加して補正する必
要があり、装置構成が非常に複雑となってしまうが、上
記実施例の構成のように、第2電極を上下動可能にする
ことによって、補助磁石等を付け加えて補正する必要が
なくなり、装置構成が非常に簡単となる。
In order to explain the operation of the present invention, FIG.
FIG. 4 shows the magnetic field distribution formed by the dipole ring magnet in the case where a slit is provided at a position ½ in the height direction on the assumption that the substrate to be processed is transported. As is clear from this figure, the difference in the magnetic field strength created by the dipole magnets between the wafer center and the wafer periphery can be less than 20%, and the inclination within the XY plane can be achieved within ± 5 degrees.
In the height direction, the strength was ± 5% and the magnetic field inclination could be suppressed within ± 6 degrees in the central 1/3 of the height of the dipole magnet. For this uniformity, a more uniform magnetic field can be formed by making the cross-sectional shape of the magnet elements circular or increasing the number of magnet elements. However, the magnetic field strength is reduced by forming the slit around the wall surface of the chamber. In order to prevent this, it is necessary to add an auxiliary magnet or the like to make a correction, and the device configuration becomes very complicated. However, by making the second electrode movable up and down as in the configuration of the above embodiment, It is not necessary to add an auxiliary magnet or the like for correction, and the device configuration becomes very simple.

【0148】このように電界Eと磁界Bを直交させるこ
とで、プラズマ中の電子をローレンツ力によりE×B方
向にドリフトさせることができる。そしてこのマグネト
ロン放電で形成されたプラズマ中の電子にドリフト運動
を生ぜしめ長距離を走らせることで、電子が中性の分
子、原子と衝突する頻度が高まり、プラズマ密度が上昇
する。さらに、磁界を与えること自体で電子をプラズマ
中に閉じ込め、その寿命(チャンバ側壁や電極、ウェハ
に衝突するまでの時間)を長くし、さらにNS方向端部
でプラズマ磁界強度を高して、プラズマを封じ込め、そ
の結果さらにプラズマ密度を向上することができる。こ
のようにプラズマを高密度化することにより、単にエッ
チング速度を高める以外に、イオンの方向性をよくした
り、中性種と被エッチング膜の反応(等方性の反応)を
抑制するためにガス圧力を下げても、ダメージや選択比
を低下させる原因となるイオンエネルギーを十分に低く
保つことができる。
By thus making the electric field E and the magnetic field B orthogonal to each other, the electrons in the plasma can be drifted in the E × B direction by the Lorentz force. The electrons in the plasma formed by this magnetron discharge cause a drift motion and run for a long distance, so that the electrons collide with neutral molecules and atoms more frequently, and the plasma density rises. Furthermore, by applying a magnetic field itself, the electrons are confined in the plasma, their life (the time until they collide with the chamber side wall, electrode, and wafer) is lengthened, and the plasma magnetic field strength is increased at the end in the NS direction to enhance the plasma. Can be contained, and as a result, the plasma density can be further improved. By increasing the plasma density in this way, in addition to simply increasing the etching rate, the directionality of ions is improved and the reaction between the neutral species and the film to be etched (isotropic reaction) is suppressed. Even if the gas pressure is lowered, it is possible to keep the ion energy, which causes damage and a reduction in the selection ratio, sufficiently low.

【0149】また、基板支持台としての第2の電極2の
内部には冷却用配管17を介して液体が通され基板温度
を効率よく制御するように構成されている。これは本発
明によるマグネトロンプラズマが高密度であり、プラズ
マから基板に与えられる熱が従来の装置に比べて多いた
めである。
Further, a liquid is passed through the inside of the second electrode 2 serving as the substrate support table via the cooling pipe 17 so that the substrate temperature is efficiently controlled. This is because the magnetron plasma according to the present invention has a high density, and the heat given to the substrate by the plasma is larger than that in the conventional apparatus.

【0150】さらに、真空容器内壁は、第1の電極7の
近傍に配設された絶縁物11を介して下部との間を絶縁
分離するように構成されている。4は反応ガス導入用の
供給系、6は排気系である。20も第2の電極を絶縁分
離するための絶縁物である。また、第2の電極2上のウ
ェハ周辺部は直接プラズマに晒されないように保護リン
グ16が置かれる。この材料は、SiC、アルミナ、A
lN、BN等のセラミクス、種々の構造の炭素、Si、
有機物、金属、合金等が被エッチング膜、ガスに合わせ
て選択される。
Further, the inner wall of the vacuum container is constructed so as to be insulated and separated from the lower part via an insulator 11 arranged near the first electrode 7. Reference numeral 4 is a supply system for introducing a reaction gas, and 6 is an exhaust system. 20 is also an insulator for insulating and separating the second electrode. Further, a protective ring 16 is placed on the second electrode 2 so that the peripheral portion of the wafer is not directly exposed to the plasma. This material is SiC, alumina, A
Ceramics such as 1N and BN, carbon of various structures, Si,
Organic substances, metals, alloys, etc. are selected according to the film to be etched and the gas.

【0151】また前記実施例ではネオジウム系(Nd−
Fe)磁石を使用したが、その他例えば、Sm−Co
系、フェライト、アルニコなどの永久磁石材料を適宜必
要な磁界、耐性、重量などを考慮し選択して使用すると
よい。
In the above embodiment, the neodymium type (Nd-
Fe) magnet was used, but other examples such as Sm-Co
It is preferable to select and use a permanent magnet material such as a system, ferrite, or alnico in consideration of a necessary magnetic field, resistance, weight, and the like.

【0152】このように、このダイポ―ルリング磁石の
構成はプラズマを形成する対向電極間に著しく均一な磁
界を形成し、また、その強度も従来の装置に比べ高く、
数kGまで実現できる。したがって、プラズマ密度が向
上し処理速度、特性を高めることができる。さらに、大
口径ウェハを使用した場合に特に顕著であるがプロセス
のウェハ面内均一性が向上する。さらにまた、プラズマ
の不均一性によって引き起こされるMOS構造の静電破
壊が無くなる等の効果もある。一方、反応容器の側面に
磁石を構成するため、メンテナンス時に開放する必要の
ある真空容器上部(アノ―ド側)が空き、またプロセス
のモニタ―、アノ―ド側へのrf電力印加等を行うとき
にも有効である。一層の均一性を得るために磁石とウェ
ハは相対的に回転する様にしても、従来の様に磁石をア
ノ―ドに配置したときのようにメンテナンス時に移動す
る必要が無いため、反応容器側面にレ―ルを設ける等の
方法により堅牢に固定でき、操作も簡便になる。
As described above, the structure of this dipole ring magnet forms a remarkably uniform magnetic field between the opposed electrodes forming plasma, and its strength is higher than that of the conventional device.
It can be realized up to several kG. Therefore, the plasma density is improved, and the processing speed and characteristics can be improved. Further, although particularly remarkable when a large diameter wafer is used, the in-plane uniformity of the wafer in the process is improved. Furthermore, there is an effect such that the electrostatic breakdown of the MOS structure caused by the nonuniformity of plasma is eliminated. On the other hand, since a magnet is formed on the side surface of the reaction container, the upper part (anode side) of the vacuum container that needs to be opened during maintenance is open, and process monitoring and rf power application to the anode side are performed. Sometimes effective. Even if the magnet and the wafer are rotated relative to each other in order to obtain evenness, there is no need to move them for maintenance as in the conventional arrangement of the magnet in the anode, so the side surface of the reaction vessel It can be rigidly fixed by a method such as providing a rail on it, and the operation becomes simple.

【0153】次に、この装置を使用し、実際にシリコン
基板上に形成した酸化シリコン膜をエッチングする方法
について説明する。
Next, a method of actually etching a silicon oxide film formed on a silicon substrate using this apparatus will be described.

【0154】まず、図23(a) に示すように、シリコン
基板300表面に膜厚1000nmのシリコン酸化膜30
1を形成しさらにこの表面にレジストパターン302を
形成したものをウェハとし、ロードロック機構および搬
送機構を用いて真空容器1の第2の電極2上に搬送し、
静電チャック(図示せず)によって固定し、そのままダ
イポールリングマグネットの中心軸にある第1電極から
27mmの地点まで上方に上げる。
First, as shown in FIG. 23A, a silicon oxide film 30 having a film thickness of 1000 nm is formed on the surface of a silicon substrate 300.
1 and further having a resist pattern 302 formed on the surface thereof is used as a wafer, and is transferred onto the second electrode 2 of the vacuum container 1 by using the load lock mechanism and the transfer mechanism.
It is fixed by an electrostatic chuck (not shown), and is raised as it is up to a point 27 mm from the first electrode on the central axis of the dipole ring magnet.

【0155】そして、排気系6により真空容器1内を10
-6Torr程度に真空排気したのち、供給系4からCF4
スを50cc/min導入し、第1の電極7と第2の電極2と
の間に13.56MHzの高周波電力(rf)を200
W印加する。このときサセプタの単位面積当たりの電力
密度は0.6W/cm2 である。ここでは、ダイポールリ
ング13は回転しないが回転してもよい。このときダイ
ポールリング13内部での磁界強度は200Gとする。
Then, the inside of the vacuum container 1 is adjusted to 10 by the exhaust system 6.
After evacuating to about -6 Torr, CF 4 gas is introduced from the supply system 4 at 50 cc / min, and a high frequency power (rf) of 13.56 MHz is applied between the first electrode 7 and the second electrode 2 for 200 times.
Apply W. At this time, the power density per unit area of the susceptor is 0.6 W / cm 2 . Here, the dipole ring 13 does not rotate, but may rotate. At this time, the magnetic field strength inside the dipole ring 13 is set to 200G.

【0156】そして、エッチング終了後、高周波電力を
オフし、エッチングガス停止し、チャンバ内に残るガス
を廃棄した後、第2電極を下降せしめて元の位置に戻
し、やはりロ―ドロック機構を使用し、チャンバ外部へ
取り出し、図24(b) に示すように断面が垂直で寸法精
度が良好なエッチング形状を得ることができる。
After the etching is completed, the high frequency power is turned off, the etching gas is stopped, the gas remaining in the chamber is discarded, and then the second electrode is lowered to return it to its original position, again using the load lock mechanism. Then, it is taken out of the chamber, and as shown in FIG. 24 (b), an etching shape having a vertical cross section and good dimensional accuracy can be obtained.

【0157】このようにして、寸法変換差の全くない加
工が実現できる。さらに、プラズマ密度を極めて高く維
持することができるため、イオンのエネルギーは低くお
さえることができ、選択比を高くダメージを小さくする
事ができる。
In this way, machining with no dimensional conversion difference can be realized. Furthermore, since the plasma density can be kept extremely high, the energy of ions can be kept low, the selection ratio can be made high, and the damage can be made small.

【0158】なお、前記実施例では、ダイポールリング
を16分割で構成したが図5に示したように、12分割
あるいは8分割としてもよい。
Although the dipole ring is divided into 16 in the above-mentioned embodiment, it may be divided into 12 or 8 as shown in FIG.

【0159】また、シリコン酸化膜のエッチングには、
フロロカ―ボン(CF)を含むガスを用いたが、レジス
トの方向性加工には酸素を主としたガス、さらに配線に
使用するアルミニウムなどは塩素を主体としたガスを使
用して高性能の加工が可能であり、本発明の効果が確認
された。他の材料についても、少なくともハロゲン素あ
るいは酸素、水素、窒素等の反応性ガスを含むガスを使
用し、エッチングすることができる。
For etching the silicon oxide film,
Although a gas containing fluorocarbon (CF) was used, a high-performance processing using a gas mainly containing oxygen for directional processing of the resist and a gas mainly containing chlorine such as aluminum used for wiring. It was possible and the effect of the present invention was confirmed. Other materials can also be etched using at least halogen or a gas containing a reactive gas such as oxygen, hydrogen or nitrogen.

【0160】さらにまた、磁界強度については200ガ
ウスに限らず、適宜エッチングする材料、使用するガス
に応じて選択される。
Furthermore, the magnetic field strength is not limited to 200 Gauss, and is appropriately selected according to the material to be etched and the gas used.

【0161】さらに従来電極間隔を20mm程度まで狭め
ると放電の効率が下がる減少が認められたが1600ガ
ウスでは8mmまで狭めることが可能となりガスの流れ等
から要求される装置構成に対し許容度を高めることがで
きる。さらに、高周波周波数についても13.56MH
zに限定されることなく、エッチングする材料に応じ
て、例えば高めのイオンエネルギが必要な酸化膜系のエ
ッチングには100kHzから1MHz程度の比較的低
い周波数が有効である。一方、燐添加多結晶シリコンあ
るいはアルミ合金等のように、マスクや下地材料に対し
選択比が要求される材料については20MHzから数1
00MHz程度の高い周波数を使用し、イオンエネルギ
を低下させると有効である。いずれの場合も、磁界の強
度と組み合わせてイオンエネルギとプラズマ密度、その
他のプラズマパラメ―タを制御することができる。
Further, when the conventional electrode interval is narrowed to about 20 mm, it is recognized that the discharge efficiency is reduced, but at 1600 gauss, it can be narrowed to 8 mm, and the tolerance to the device configuration required from the gas flow etc. is increased. be able to. Furthermore, regarding the high frequency, 13.56 MH
Not limited to z, a relatively low frequency of about 100 kHz to 1 MHz is effective for etching an oxide film system that requires a high ion energy, depending on the material to be etched. On the other hand, for materials such as phosphorus-doped polycrystalline silicon or aluminum alloys that require a selective ratio with respect to the mask and the underlying material, 20 MHz to several 1
It is effective to use a high frequency of about 00 MHz and reduce the ion energy. In either case, the ion energy, plasma density, and other plasma parameters can be controlled in combination with the magnetic field strength.

【0162】さらにこの装置を用いて、第2電極2の上
下動距離を変化させることにより、電極間隔を27mm,
40mm,55mmと変化させ、実際にシリコン基板上に形
成した酸化シリコン膜をエッチングした。この結果を図
24に示す。この図から明らかなように電極間隔を変化
させることでエッチング速度および均一性が変化してい
る。このようにエッチングする材料によって電極間隔を
変えることでダメージの少ないエッチングや高速のエッ
チングを選択することができる。
Further, by using this apparatus, the vertical distance of the second electrode 2 is changed, thereby making the electrode interval 27 mm,
The thickness was changed to 40 mm and 55 mm, and the silicon oxide film actually formed on the silicon substrate was etched. The result is shown in FIG. As is clear from this figure, the etching rate and uniformity are changed by changing the electrode spacing. Thus, by changing the electrode interval depending on the material to be etched, etching with less damage or high-speed etching can be selected.

【0163】さらにエッチング中に電極間隔を変化さ
せ、シーケンシャルにエッチングを行うことも可能であ
る。
Further, it is possible to change the electrode interval during etching and perform the etching sequentially.

【0164】このように本発明は、前記実施例に限定さ
れることなく、種々の装置に適用可能である。
As described above, the present invention is not limited to the above embodiment, but can be applied to various devices.

【0165】例えば従来のマグネットを用いたエッチン
グ装置でMOSデバイスの電極上に絶縁膜を形成し、平
坦化のためのエッチバックを行う場合、磁界の不均一の
ためにウェハ表面の帯電が不均一になり、ウェハ周辺部
に絶縁破壊を生じることがあったが、この装置を用いる
ことによりウェハ表面の帯電が均一になり、絶縁破壊の
発生を防止することができる。この例について説明す
る。
For example, when an insulating film is formed on the electrodes of a MOS device by an etching apparatus using a conventional magnet and etch back is performed for flattening, the charge on the wafer surface is uneven due to the uneven magnetic field. As a result, dielectric breakdown may occur in the peripheral portion of the wafer, but by using this device, the surface of the wafer is uniformly charged and the occurrence of dielectric breakdown can be prevented. This example will be described.

【0166】この装置を用い、図25に示すようにシリ
コン基板303上に絶縁膜304を形成し、多結晶シリ
コン膜305を堆積させて形成したMOS構造のゲート
電極上にCVD酸化膜306を堆積し、全面を異方的に
エッチングすることによってゲート電極祖っくへきに絶
縁膜304を残置させる工程について説明する。
Using this apparatus, as shown in FIG. 25, an insulating film 304 is formed on a silicon substrate 303, and a polycrystalline silicon film 305 is deposited to deposit a CVD oxide film 306 on the gate electrode of the MOS structure formed. Then, a process of anisotropically etching the entire surface to leave the insulating film 304 in the gate electrode recess will be described.

【0167】ロードロック機構および搬送機構を用いて
真空容器1の第2の電極2上に搬送し、静電チャック
(図示せず)によって固定し、そのままダイポールリン
グマグネットの中心である第1電極から27mmの地点ま
で上方に上げる。
It is carried onto the second electrode 2 of the vacuum container 1 by using the load lock mechanism and the carrying mechanism, fixed by an electrostatic chuck (not shown), and then, directly from the first electrode which is the center of the dipole ring magnet. Raise upwards to the 27 mm point.

【0168】そして、排気系6により真空容器1内を10
-6Torr程度に真空排気したのち、供給系4からCF4
スを50cc/min導入し、第1の電極7と第2の電極2と
の間に13.56MHzの高周波電力(rf)を102
7W(2.7W/cm2 )印加し、CVD酸化膜のエッ
チングを行い、エッチング終了後、高周波電力をオフに
し、エッチングガスを停止し、チャンバ内に残るガスを
廃棄した後、第2電極を下降せしめて元の位置に戻し、
やはりロ―ドロック機構を使用し、チャンバ外部へ取り
出し、図25(b) に示すようなエッチング形状を得る。
Then, the inside of the vacuum container 1 is adjusted to 10 by the exhaust system 6.
After evacuating to about -6 Torr, CF 4 gas is introduced from the supply system 4 at 50 cc / min, and high frequency power (rf) of 13.56 MHz is supplied between the first electrode 7 and the second electrode 2.
7 W (2.7 W / cm 2 ) was applied to etch the CVD oxide film, and after the etching was completed, the high frequency power was turned off, the etching gas was stopped, and the gas remaining in the chamber was discarded. Lower it back to its original position,
The rod lock mechanism is also used, and the rod is taken out of the chamber to obtain an etching shape as shown in FIG. 25 (b).

【0169】このようにして得られたデバイスには図2
6(a) および(b) に破壊頻度および8MV/cmの電界
をかけたときのウェハ表面上でのゲート破壊を示すよう
に、印加電場15MV/cmまでみられず、8MV/c
mまでゲート破壊を生じるものは皆無であった。これに
対し、従来のマグネットを用いたエッチング装置で同様
の工程を行った場合、図26(c) および(d) に破壊頻度
および8MV/cmの電場をかけたときのウェハ表面上
でのゲート破壊を示すように印加電場5MV/cm以下
でも破壊が生じており、8MV/cmまででウェハ周辺
部に10/82の比率でゲート破壊が生じている。
The device thus obtained is shown in FIG.
As shown in 6 (a) and (b), the breakdown frequency and the gate breakdown on the wafer surface when an electric field of 8 MV / cm was applied, no applied electric field was observed up to 15 MV / cm,
None of them caused gate destruction up to m. On the other hand, when the same process is performed by the conventional etching apparatus using the magnet, the breakdown frequency in FIGS. 26 (c) and 26 (d) and the gate on the wafer surface when an electric field of 8 MV / cm is applied. As shown by the breakdown, breakdown occurs even at an applied electric field of 5 MV / cm or less, and gate breakdown occurs at a ratio of 10/82 in the peripheral portion of the wafer up to 8 MV / cm.

【0170】図27は同様の条件でエッチングを行った
ときの磁界強度と酸化膜のエッチング速度、自己バイア
ス電圧を測定した結果を示す図である。この結果から磁
界強度の上昇とともに、エッチング速度は増加し、自己
バイアス電圧は低くなることがわかる。
FIG. 27 is a diagram showing the results of measuring the magnetic field strength, the oxide film etching rate, and the self-bias voltage when etching was performed under the same conditions. From this result, it is understood that the etching rate increases and the self-bias voltage decreases as the magnetic field strength increases.

【0171】次に、さらに他の実施例として、このダイ
ポールリングマグネットのなす円環の直径を変化させ、
磁界強度を変化させた例について説明する。図28は、
前記第8の実施例と同様の条件で直径を変化させ、磁界
強度を変えてエッチングを行った時のp−シリコンのエ
ッチング速度を示す。ここでエッチングガスとしてはC
2 を用い、13.56MHzの高周波電力を150W
(0.5W/cm2 )印加し、圧力は50mtorr とし
た。エッチング速度は磁界強度の増加に伴い、単調増加
せず、400G程度の磁界強度で最も速くなる。さら
に、同様の酸化膜のエッチング速度を測定しその選択比
を求めると、その選択比がとれるのは磁界強度が500
Gの時であった。
Next, as still another embodiment, the diameter of the ring formed by this dipole ring magnet is changed,
An example in which the magnetic field strength is changed will be described. FIG. 28 shows
The etching rate of p-silicon when the diameter is changed under the same conditions as in the eighth embodiment and the magnetic field strength is changed to perform etching is shown. Here, the etching gas is C
150 W of 13.56 MHz high frequency power using L 2
(0.5 W / cm 2 ) was applied, and the pressure was 50 mtorr. The etching rate does not increase monotonically as the magnetic field strength increases, but becomes highest at a magnetic field strength of about 400G. Further, when the etching rate of a similar oxide film is measured and the selection ratio is obtained, the selection ratio can be obtained when the magnetic field strength is 500.
It was time for G.

【0172】これらの磁界強度を用いてシーケンシャル
にエッチングを行った。シリコン基板307上に酸化シ
リコン膜308を堆積し、CVD法によってp−シリコ
ン膜309を400nm堆積し、フォトレジスト310を
パターニングしたウェハを用意する(図29(a) )。
Sequential etching was performed using these magnetic field strengths. A silicon oxide film 308 is deposited on a silicon substrate 307, a p-silicon film 309 is deposited to a thickness of 400 nm by a CVD method, and a photoresist 310 is patterned to prepare a wafer (FIG. 29 (a)).

【0173】このウェハをロードロック機構および搬送
機構を用いて真空容器1の第2の電極2上に搬送し、静
電チャック(図示せず)によって固定し、そのままダイ
ポールリングマグネットの中心である第1電極から27
mmの地点まで上方に上げる。そして、排気系6により真
空容器1内を10-6Torr程度に真空排気したのち、供給系
4からCF4 ガスを50cc/min導入し、第1の電極7と
第2の電極2との間に13.56MHzの高周波電力
(rf)を150W(0.5W/cm2 )印加し、40
0Gの磁界強度になるようにしてダイポールリングマグ
ネットの円環の直径を調整し、p−シリコン膜のエッチ
ングを行う。
This wafer is transferred onto the second electrode 2 of the vacuum container 1 by using the load lock mechanism and the transfer mechanism, fixed by an electrostatic chuck (not shown), and is directly used as the center of the dipole ring magnet. 27 from 1 electrode
Raise upwards to mm point. Then, the inside of the vacuum vessel 1 is evacuated to about 10 -6 Torr by the exhaust system 6, and then 50 cc / min of CF 4 gas is introduced from the supply system 4 to connect between the first electrode 7 and the second electrode 2. 150 W (0.5 W / cm 2 ) of 13.56 MHz high frequency power (rf) was applied to the
The diameter of the ring of the dipole ring magnet is adjusted so that the magnetic field strength is 0 G, and the p-silicon film is etched.

【0174】そして下地の酸化シリコン膜308が露出
する直前にダイポールリングマグネットの円環の直径を
小さくし、500Gになるように調節し、オーバーエッ
チングを行う。
Immediately before the underlying silicon oxide film 308 is exposed, the diameter of the circular ring of the dipole ring magnet is reduced and adjusted to 500 G, and overetching is performed.

【0175】そして、エッチング終了後、高周波電力を
オフにし、エッチングガスを停止し、チャンバ内に残る
ガスを廃棄した後、第2電極を下降せしめて元の位置に
戻し、やはりロ―ドロック機構を使用し、チャンバ外部
へ取り出し、図29(b) に示すように良好なエッチング
形状を得ることができる。
After the etching is completed, the high frequency power is turned off, the etching gas is stopped, the gas remaining in the chamber is discarded, and then the second electrode is lowered to return it to its original position. It is used and taken out of the chamber, and a good etching shape can be obtained as shown in FIG. 29 (b).

【0176】このように最初はエッチング速度を高めて
おき、磁界強度を途中で高くして高選択比のエッチング
を行うことにより、高い選択比を維持したまま高速エッ
チングを行うことが可能となる。
By thus increasing the etching rate at the beginning and increasing the magnetic field strength midway to perform etching with a high selection ratio, it is possible to perform high-speed etching while maintaining a high selection ratio.

【0177】次に本発明の第10の実施例として、磁界
の平行な空間の高さを変化させた例について説明する。
この例では図18および図20に示したダイポールリン
グ13が、環状をなすとともに、その中心軸と垂直な面
内において、着磁方向が前記環の半周で一回転可能なよ
うに配列された複数の磁石要素M1 〜M16を含み、前記
複数の磁石要素のうち相対向する3組の磁石要素M16,
M1 ,M2 およびM8,M9 ,M10が、図30に示すよ
うに、前記環の中心軸方向の着磁成分を有し、かつ大き
さがほぼ同じで向きが逆となるようにしたもので、図3
1(a) に示すようにこの構成により平行磁界の形成され
る高さをダイポールリング13の中央よりも偏在させる
ことができる。比較のために図18に示した構成すなわ
ち環と垂直な方向成分を含まない場合の平行磁界の高さ
を図31(b) に示す。
Next, as a tenth embodiment of the present invention, an example in which the height of the space parallel to the magnetic field is changed will be described.
In this example, a plurality of dipole rings 13 shown in FIGS. 18 and 20 are arranged in an annular shape and in a plane perpendicular to the central axis of the dipole ring 13 so that the magnetizing direction can rotate once around a half circumference of the ring. Magnet elements M1 to M16 of the plurality of magnet elements M3,
As shown in FIG. 30, M1, M2 and M8, M9, M10 have a magnetizing component in the direction of the central axis of the ring, and have substantially the same size but opposite directions. Figure 3
As shown in FIG. 1 (a), this configuration allows the height at which the parallel magnetic field is formed to be unevenly distributed from the center of the dipole ring 13. For comparison, FIG. 31 (b) shows the height of the parallel magnetic field in the configuration shown in FIG. 18, that is, when the direction component perpendicular to the ring is not included.

【0178】このようにしてダイポールリング13の中
央から5cm低い位置に平行磁界空間ができるようにす
ることができる。このように中心から5cm低い位置に
おいてもXY空間の磁界分布は15%以内、垂直成分の
分布は4%以内と、従来のダイポールリングの中心での
磁界分布に相当する均一性を得ることができる。
In this way, a parallel magnetic field space can be formed at a position 5 cm lower than the center of the dipole ring 13. Thus, even at a position 5 cm lower than the center, the magnetic field distribution in the XY space is within 15%, and the vertical component distribution is within 4%, and it is possible to obtain uniformity equivalent to the magnetic field distribution at the center of the conventional dipole ring. .

【0179】この装置においても図32に示すように従
来のダイポールリングマグネットを用いた場合と同様の
均一性を得ることができる。このように平行磁界空間を
環内の任意の場所に作り出すことができることにより、
従来のダイポールリングマグネットの持つ特性を保ち、
さらにウェハの上下方向の駆動距離を大幅に短くするこ
とが可能となり、搬送機構が従来に比べ大幅に簡単とな
る。
Also in this apparatus, as shown in FIG. 32, it is possible to obtain the same uniformity as in the case where the conventional dipole ring magnet is used. In this way, the parallel magnetic field space can be created anywhere in the ring,
Maintaining the characteristics of conventional dipole ring magnets,
Further, the vertical driving distance of the wafer can be greatly shortened, and the transfer mechanism is much simpler than the conventional one.

【0180】また、エッチング途中で垂直成分の大きさ
を変化させるようにしてもよい。
Also, the magnitude of the vertical component may be changed during the etching.

【0181】次に本発明の第11の実施例として、スリ
ット間隔を可変にすることのできるダイポールリングマ
グネットを備えたマグネトロンRIE層を用い、そのス
リット間隔を変化させてエッチングを行った例について
述べる。図33はこのマグネトロンRIE装置の装置構
成を示す断面図である。この図に示すようにダイポール
リング401,402は上下に移動可能であり、これら
の間の間隔は任意の値に設定することが可能である。次
にこの装置を用いて被処理基板のエッチングを行った例
について述べる。まず、図34に示すようにシリコン基
板501上に酸化膜502を1100nm形成した被処理
基板をロードロック機構(図示せず)を用いエッチング
チャンバー(真空容器)1に導入し、カソード電極2上
に設置し、静電チャンックを用いて固定した。次にダイ
ポールリングマグネット401,402のスリット間隔
を任意に設定した後、エッチングチャンバー1内にCF
4を100SCCMの流量で導入し、0.5mTorr にな
るように圧力を調整し、13.56MHzの高周波電力
をカソードの面積に対し2.7W/cm2 の出力で印加
して、60秒間エッチングを行った。この後ロードロッ
ク機構を用いてチャンバー外部に出し、ウェハ面内のエ
ッチング速度分布を測定したところ、ダイポールリング
マグネットのスリット間隔とエッチング速度のウェハ面
内均一性は次のような結果となった。図35および図3
6はその結果を示す特性図である。図35(a) はスリッ
トの間隔が0の時のウェハ面内におけるエッチング速度
分布の均一性を表す。このときチャンバー内での磁界強
度はミラー磁界になっているため、ウェハ中央部のエッ
チング速度が周辺部に比べ極端に早くなっている。(b)
はスリット間隔5mmの時の均一性を示す。スリット間隔
をわずかに開けた分、ミラーが弱まり、ウェハ中央部へ
の集中が弱まり、エッチング速度の不均一もスリット間
隔が0の時に比べ良好になってはいるが、やはり中央部
で早くなっている。図36(a) はスリットの間隔を15
mmにしたときの均一性を示し、エッチングチャンバー内
の磁界強度はほぼ均一になっており、エッチング速度の
均一性は非常に良好になった。図36(b) はスリット間
隔を30mmにした時で、磁界強度がウェハ直上では均一
なものの、チャンバー側壁近くで落ち込んでおり、その
影響を受け、ウェハ周辺部でのエッチング速度の低下が
見られる。このチャンバー内の磁界を均一にするための
スリットの間隔はチャンバーの内径あるいはダイポール
リングマグネットの内径、あるいはダイポールリングを
構成する個々のマグネットの強度、形状によって変化
し、必要に応じて選択することで非常に均一なエッチン
グを行うことが可能となる。
Next, as an eleventh embodiment of the present invention, an example will be described in which a magnetron RIE layer provided with a dipole ring magnet capable of varying the slit spacing is used and etching is performed while varying the slit spacing. . FIG. 33 is a sectional view showing the device configuration of this magnetron RIE device. As shown in this figure, the dipole rings 401 and 402 can move up and down, and the interval between them can be set to an arbitrary value. Next, an example in which the substrate to be processed is etched using this apparatus will be described. First, as shown in FIG. 34, a substrate to be processed in which an oxide film 502 having a thickness of 1100 nm is formed on a silicon substrate 501 is introduced into an etching chamber (vacuum container) 1 using a load lock mechanism (not shown), and is placed on the cathode electrode 2. Placed and fixed using electrostatic chunk. Next, after the slit intervals of the dipole ring magnets 401 and 402 are arbitrarily set, CF in the etching chamber 1 is set.
4 was introduced at a flow rate of 100 SCCM, the pressure was adjusted to 0.5 mTorr, high frequency power of 13.56 MHz was applied at an output of 2.7 W / cm 2 with respect to the area of the cathode, and etching was performed for 60 seconds. went. After that, the wafer was taken out of the chamber using a load lock mechanism, and the etching rate distribution in the wafer surface was measured. As a result, the slit spacing of the dipole ring magnet and the wafer surface uniformity of the etching rate were as follows. 35 and 3
6 is a characteristic diagram showing the result. FIG. 35A shows the uniformity of the etching rate distribution in the wafer surface when the slit spacing is zero. At this time, since the magnetic field strength in the chamber is a mirror magnetic field, the etching rate at the central portion of the wafer is extremely higher than that at the peripheral portion. (b)
Indicates the uniformity when the slit spacing is 5 mm. Although the slit spacing is slightly increased, the mirror weakens, the concentration on the wafer central portion weakens, and the uneven etching rate is better than when the slit spacing is 0, but it also becomes faster in the central portion. There is. In Fig. 36 (a), the slit spacing is 15
The uniformity was shown in mm, the magnetic field strength in the etching chamber was almost uniform, and the uniformity of the etching rate was very good. In Fig. 36 (b), when the slit spacing is 30 mm, the magnetic field strength is uniform just above the wafer, but drops near the chamber side wall, and the effect of this is that the etching rate decreases at the wafer periphery. . The slit spacing for uniformizing the magnetic field in the chamber changes depending on the inner diameter of the chamber or the inner diameter of the dipole ring magnet, or the strength and shape of the individual magnets that make up the dipole ring, and can be selected as necessary. It becomes possible to perform very uniform etching.

【0182】次に本発明の第12の実施例として、真空
容器内の空間を分割する分割部材を被処理基体の外周に
設置した例について説明する。
Next, as a twelfth embodiment of the present invention, an example in which a dividing member for dividing the space in the vacuum container is installed on the outer periphery of the substrate to be processed will be described.

【0183】図37は上記部材を組み込んだマグネトロ
ンRIE装置の構成を示す断面図である。この分割部材
601の形状は本実施例においては円筒形状となってお
り、被処理基板設置部(カソード)3を取り囲むように
設置されている。すなわち、分割部材601は真空容器
を被処理基板602の径方向において該被処理基板60
2が存在する空間603aと存在しない空間603bと
に分割するように配置されている。ここで該分割部材6
01には直径5mm程度の穴601aが多数開けられてお
り、上記空間603a内からのガス排気を効率よく行う
ことが可能となっている。なお、この分割部材は目の大
きさが1mm程度のメッシュで構成しても良い。材質につ
いても表面をアルマイト処理したアルミニウムなどの金
属、セラミックなどの絶縁物など適宜選択可能である。
また金属を用いた場合には接地電位に維持したり、所定
の電位に維持したりするなどの構成も可能である。
FIG. 37 is a sectional view showing the structure of a magnetron RIE apparatus incorporating the above members. The shape of the dividing member 601 is a cylindrical shape in this embodiment, and is installed so as to surround the target substrate installation portion (cathode) 3. That is, the dividing member 601 is a vacuum container in which the target substrate 60 is processed in the radial direction of the target substrate 602.
2 is arranged so as to be divided into a space 603a in which 2 exists and a space 603b that does not exist. Here, the dividing member 6
A large number of holes 601a having a diameter of about 5 mm are opened in 01, so that gas can be efficiently exhausted from the space 603a. It should be noted that this dividing member may be formed of a mesh having a mesh size of about 1 mm. As for the material, a metal such as aluminum whose surface is anodized or an insulator such as ceramic can be appropriately selected.
Further, when a metal is used, it is possible to maintain a ground potential or a predetermined potential.

【0184】次にこの装置を用いて被処理基板602の
エッチングを行った例について述べる。まず、図34に
示したようにシリコン基板501上に酸化膜502を1
100nm形成した被処理基板602をロードロックチャ
ンバー(図示せず)からエッチングチャンバー(真空容
器)1に導入し、カソード電極2上に設置し、静電チャ
ンックを用いて固定した。次にダイポールリングマグネ
ット401,402のスリット間隔を任意に設定した
後、エッチングチャンバー1内にCF4 を100SCC
Mの流量で導入し、0.5mTorr になるように圧力を調
整し、13.56MHzの高周波電力をカソードの面積
に対し2.7W/cm2 の出力で印加して、60秒間エ
ッチングを行った。この後ロードロック機構を用いてチ
ャンバー外部に出し、ウェハ面内のエッチング速度分布
を測定した。図38はその結果を示す特性図である。図
38(a) はダイポールリング604がスリットのない構
成を有している場合であり、チャンバー内での磁界強度
がミラー磁界になっているため、ウェハ中央部のプラズ
マ密度が高くなり、ウェハ中央部のエッチング速度が周
辺部に比べ極端に早くなっている。図38(b) はウェハ
搬送および磁界の均一性を上げるためにダイポールリン
グの中央にスリットを入れた構成についてのものであ
り、ミラー磁界を形成せず、ウェハ中央部で均一なエッ
チング速度の分布を盛っているがチャンバー内壁付近で
スリットを入れたことによって磁界強度が急激に落ち込
みその影響を受けウェハ周辺部のエッチング速度が落ち
込んでいる。
Next, an example in which the substrate 602 to be processed is etched using this apparatus will be described. First, as shown in FIG. 34, an oxide film 502 is formed on a silicon substrate 501.
The substrate 602 to be processed having a thickness of 100 nm was introduced from a load lock chamber (not shown) into the etching chamber (vacuum container) 1, placed on the cathode electrode 2, and fixed using an electrostatic chunk. Next, after setting the slit spacing of the dipole ring magnets 401 and 402 arbitrarily, CF 4 100 SCC is placed in the etching chamber 1.
It was introduced at a flow rate of M, the pressure was adjusted to 0.5 mTorr, high frequency power of 13.56 MHz was applied at an output of 2.7 W / cm 2 with respect to the area of the cathode, and etching was performed for 60 seconds. . After that, the wafer was taken out of the chamber using a load lock mechanism, and the etching rate distribution in the wafer surface was measured. FIG. 38 is a characteristic diagram showing the result. FIG. 38 (a) shows a case where the dipole ring 604 has a configuration without slits, and since the magnetic field strength in the chamber is a mirror magnetic field, the plasma density at the wafer center portion becomes high and the wafer center portion becomes high. The etching rate of the area is extremely higher than that of the peripheral area. FIG. 38 (b) shows a structure in which a slit is formed in the center of the dipole ring in order to improve the wafer transfer and the uniformity of the magnetic field. A mirror magnetic field is not formed and a uniform etching rate distribution is obtained in the central part of the wafer. The magnetic field strength sharply drops due to the slits formed near the inner wall of the chamber, and the etching rate around the wafer drops due to the effect.

【0185】そこで図37に示すようにスリットの入っ
た構成のダイポールリングおよび分割部材601を備え
たマグネトロンRIE装置を用いて被処理基板602の
エッチングを行った。チャンバー1内のウェハ直上でダ
イポールリングの形成する磁界が均一となる限定された
領域にのみ放電が可能なように分割部材601を取り付
けた。図38(c) はこのエッチングにおけるエッチング
速度のウェハ面内分布を示す特性図である。この図に示
すように0.5mmTorr程度の低圧力でのエッチングに際
しても均一な磁界をなす空間のみで発生し、スリットを
入れたことによるチャンバー内壁付近の磁界の落ち込み
の影響をまったく受けないためである。なお、前記実施
例では、ダイポールリングなどの磁界発生手段は真空容
器の外側に設置したが、内部に設置するようにしてもよ
い。
Therefore, as shown in FIG. 37, the substrate 602 to be processed was etched by using a magnetron RIE apparatus equipped with a dipole ring having a slit and a dividing member 601. A dividing member 601 was attached so that discharge could be performed only in a limited region where the magnetic field formed by the dipole ring was uniform just above the wafer in the chamber 1. FIG. 38 (c) is a characteristic diagram showing the distribution of the etching rate in the wafer surface in this etching. As shown in this figure, even when etching at a low pressure of about 0.5 mmTorr, it is generated only in the space that forms a uniform magnetic field, and is not affected by the magnetic field drop near the inner wall of the chamber due to the slits. is there. Although the magnetic field generating means such as the dipole ring is installed outside the vacuum container in the above embodiment, it may be installed inside the vacuum container.

【0186】このように直接電気部品を加工するプロセ
ス以外にすでに形成された電気部品の上に成膜や表面処
理を行う場合あるいは電気部品は下層に存在するがそれ
に接続する配線電極等を加工あるいは成膜、表面処理す
る場合もまったく同様に本発明は有効である。電気部品
としてはMOS構造に限定されることなくpn接合、種
々の構造のトランジスタ、キャパシタなど電気的機能を
有し、電圧や電流により劣化を生じるものすべてにあて
はまる。
As described above, when film formation or surface treatment is performed on an already formed electric component other than the process of directly processing the electric component, or when the electric component exists in the lower layer but the wiring electrode or the like connected to it is processed or The present invention is also effective in the case of film formation and surface treatment. The electrical parts are not limited to the MOS structure, and are applicable to all those having an electrical function such as a pn junction, transistors of various structures, capacitors, etc., which are deteriorated by voltage or current.

【0187】さらにまた他の応用として、不純物の基板
中への注入技術がある。装置としては平行平板型のプラ
ズマ装置に不純物となる例えばボロンを含むBF3 ガス
を導入し、プラズマを形成する。プラズマ中ではガスが
解離し、そのうちのB原子が基板中に打ち込まれる。同
時にF原子も多く存在するため、ここではガス圧力を1
-5Torr台まで下げて、エッチングされるのを防止す
る。本発明のように磁界を与えることでこのような低い
ガス圧力でもプラズマの生成が可能となり、またその時
のイオンエネルギーも数10〜300eV程度に抑える
ことができ、非常に浅い不純物層を形成することができ
る。本実施例においても、均一性、ダメ―ジの低減等の
効果が同様に実現可能である。
Still another application is a technique of implanting impurities into a substrate. As an apparatus, a BF 3 gas containing, for example, boron, which is an impurity, is introduced into a parallel plate type plasma apparatus to form plasma. The gas dissociates in the plasma, and B atoms therein are implanted into the substrate. At the same time, there are many F atoms, so here the gas pressure is 1
Down to 0 -5 Torr stand, be prevented from being etched. By applying a magnetic field as in the present invention, plasma can be generated even at such a low gas pressure, and the ion energy at that time can be suppressed to about several tens to 300 eV, and a very shallow impurity layer is formed. You can Also in this embodiment, effects such as uniformity and reduction of damage can be similarly realized.

【0188】以上、エッチング、CVD、スパッタリン
グ成膜、不純物添加を中心にダイポ―ルリングを使用し
たマグネトロンプラズマ処理装置および方法についての
実施例を説明したが、本発明はこれに限定されることな
く、他の磁化プラズマを使用したプロセス、装置に適用
できるものである。例えば、磁界強度は数十ガウスから
数千ガウスにおよぶ範囲でそのプロセスに応じて選択さ
れるものである。
Although the embodiment of the magnetron plasma processing apparatus and method using the die pole ring has been described above focusing on etching, CVD, sputtering film formation, and impurity addition, the present invention is not limited to this. It can be applied to other processes and devices using magnetized plasma. For example, the magnetic field strength is selected according to the process in the range from several tens of Gauss to several thousand Gauss.

【0189】また、プラズマCVD装置やプラズマによ
る表面改質、イオン注入装置のプラズマイオン源、EC
Rやウィスラ―波(ヘリコン波)プラズマを形成し、プ
ラズマ、電子、イオン、中性活性種のソ―スとして利用
する装置などにも使用できるものである。
Further, surface modification by plasma CVD equipment or plasma, plasma ion source of ion implantation equipment, EC
It can also be used in a device that forms R or Whistler wave (helicon wave) plasma and uses it as a source of plasma, electrons, ions, and neutral active species.

【0190】さらに、装置構成についても第1、第2の
電極に個々に高周波、あるいは直流電力を印加しても良
い。また、高周波の周波数も実施例では13.56MH
zを多く使用したが、用途に応じて100kHz程度の
低い周波数から数100MHzまでの高い周波数まで選
択し、磁界の強度とともにイオンエネルギを調節するこ
とができる。
Further, regarding the device configuration, high frequency or DC power may be applied individually to the first and second electrodes. The high frequency is 13.56 MH in the embodiment.
Although a large amount of z is used, it is possible to select a low frequency of about 100 kHz to a high frequency of several 100 MHz according to the application, and adjust the ion energy together with the strength of the magnetic field.

【0191】[0191]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、真空容器内に任意の強度をもつ均一な平行磁界を発
生させプラズマを封じ込めることができ、イオンダメー
ジが小さく、均一かつ安定な薄膜形成および方向性の極
めて良好なエッチングなどの表面処理を行うことができ
る。
As described above, according to the present invention, it is possible to generate a uniform parallel magnetic field having an arbitrary strength in a vacuum container and confine a plasma, and to reduce ion damage, and to make it uniform and stable. Surface treatment such as thin film formation and etching with extremely good directivity can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例のエッチング装置を示す
FIG. 1 is a diagram showing an etching apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同エッチング装置のダイポールリングを示す図FIG. 2 is a diagram showing a dipole ring of the etching apparatus.

【図3】同エッチング装置の磁界分布を示す図FIG. 3 is a diagram showing a magnetic field distribution of the etching apparatus.

【図4】同エッチング装置を用いたエッチング方法を示
す図
FIG. 4 is a diagram showing an etching method using the same etching apparatus.

【図5】同ダイポールリングの変形例を示す図FIG. 5 is a view showing a modified example of the dipole ring.

【図6】本発明の第2の実施例のエッチング装置を示す
FIG. 6 is a diagram showing an etching apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図7】同エッチング装置の上下ダイポールリングの位
相差と合成磁界との関係を示す図
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a phase difference between upper and lower dipole rings of the etching apparatus and a synthetic magnetic field.

【図8】上下磁石の位相差と磁界強度との関係を示す図FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the phase difference between the upper and lower magnets and the magnetic field strength.

【図9】上下磁石の回転駆動装置を示す図FIG. 9 is a diagram showing a rotary drive device for upper and lower magnets.

【図10】本発明の第3の実施例のエッチング装置を示
す図
FIG. 10 is a diagram showing an etching apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第4の実施例のエッチング装置のダ
イポールリングの駆動装置を示す図
FIG. 11 is a diagram showing a driving device for a dipole ring of an etching apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図12】ダイポールリングの磁石要素の回転と磁界方
向を示す図
FIG. 12 is a diagram showing rotation of a magnetic element of a dipole ring and a magnetic field direction.

【図13】本発明の第5の実施例のスパッタリング装置
を示す図
FIG. 13 is a diagram showing a sputtering apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第5の実施例のスパッタリング工程
を示す図
FIG. 14 is a view showing a sputtering process according to the fifth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第6の実施例のCVD装置を示す図FIG. 15 is a diagram showing a CVD apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第7の実施例のCVD装置を示す図FIG. 16 is a diagram showing a CVD apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第8の実施例のMOSFETの製造
工程を示す図
FIG. 17 is a view showing a manufacturing process of the MOSFET according to the eighth embodiment of the present invention.

【図18】本発明の第9の実施例のエッチング装置を示
す図
FIG. 18 is a diagram showing an etching apparatus according to a ninth embodiment of the present invention.

【図19】同エッチング装置のダイポールリングを要部
拡大説明図
FIG. 19 is an enlarged explanatory view of a main part of a dipole ring of the etching apparatus.

【図20】同エッチング装置のダイポールリングの説明
FIG. 20 is an explanatory diagram of a dipole ring of the etching apparatus.

【図21】同エッチング装置においてダイポールリング
の半径を変化をさせたときの磁界分布を示す図
FIG. 21 is a diagram showing a magnetic field distribution when the radius of the dipole ring is changed in the etching apparatus.

【図22】ウェハの中心からの距離とエッチング速度と
の関係を測定した結果を示す図
FIG. 22 is a diagram showing the results of measuring the relationship between the distance from the center of the wafer and the etching rate.

【図23】同装置を用いたエッチング工程を示す図FIG. 23 is a diagram showing an etching process using the same apparatus.

【図24】電極間隔とエッチング速度との関係を示す図FIG. 24 is a diagram showing a relationship between an electrode interval and an etching rate.

【図25】本発明の装置をエッチバックに用いた場合の
エッチング工程図
FIG. 25 is an etching process diagram when the apparatus of the present invention is used for etch back.

【図26】本発明の装置および従来のマグネットを用い
た装置を用いて図25の工程を行った際の破壊頻度を示
す比較図
FIG. 26 is a comparative diagram showing the breakdown frequency when the process of FIG. 25 is performed using the device of the present invention and the device using a conventional magnet.

【図27】磁界強度とエッチング速度との関係を示す図FIG. 27 is a diagram showing the relationship between magnetic field strength and etching rate.

【図28】磁界強度とエッチング速度およびエッチング
選択比との関係を示す図
FIG. 28 is a diagram showing the relationship between magnetic field strength, etching rate, and etching selection ratio.

【図29】本発明の他の実施例のエッチング工程を示す
FIG. 29 is a diagram showing an etching process according to another embodiment of the present invention.

【図30】本発明の第10の実施例のエッチング装置の
ダイポールリングの要部説明図
FIG. 30 is an explanatory view of a main part of a dipole ring of an etching apparatus according to a tenth embodiment of the present invention.

【図31】図29のエッチング装置と通常のエッチング
装置との平行磁界の位置を示す図
FIG. 31 is a diagram showing positions of parallel magnetic fields of the etching apparatus of FIG. 29 and a normal etching apparatus.

【図32】本発明の第10の実施例のダイポールリング
を用いてエッチングを行う場合におけるウェハ中心から
の距離とエッチング速度との関係を示す図
FIG. 32 is a diagram showing the relationship between the distance from the wafer center and the etching rate when etching is performed using the dipole ring according to the tenth embodiment of the present invention.

【図33】本発明の第11の実施例のエッチング装置を
示す図
FIG. 33 is a diagram showing an etching apparatus of an eleventh embodiment of the present invention.

【図34】図33のエッチング装置を用いてエッチング
する被処理基板を示す図
FIG. 34 is a diagram showing a substrate to be processed which is etched using the etching apparatus of FIG. 33.

【図35】図33のエッチング装置を用いてエッチング
したときのエッチング速度のウェハ面内分布を示す特性
FIG. 35 is a characteristic diagram showing the in-plane distribution of the etching rate when etching is performed using the etching apparatus of FIG. 33.

【図36】同エッチング速度のウェハ面内分布を示す特
性図
FIG. 36 is a characteristic diagram showing a wafer in-plane distribution of the same etching rate.

【図37】本発明の第12の実施例のエッチング装置を
示す図
FIG. 37 is a diagram showing an etching apparatus according to a twelfth embodiment of the present invention.

【図38】図37のエッチング装置を用いてエッチング
したときのエッチング速度のウェハ面内分布を従来の場
合と比較して示した特性図
38 is a characteristic diagram showing the in-plane distribution of the etching rate in the wafer when etching is performed using the etching apparatus of FIG. 37 in comparison with the conventional case.

【図39】従来例のマグネトロンエッチング装置を示す
FIG. 39 is a diagram showing a conventional magnetron etching apparatus.

【図40】同装置を用いて行ったエッチング形状を示す
FIG. 40 is a view showing an etched shape using the same device.

【図41】同装置の磁界分布を示す図FIG. 41 is a diagram showing a magnetic field distribution of the device.

【図42】従来の磁石を用いたエッチング装置における
ウェハ中心からの距離とエッチング速度との関係を示す
FIG. 42 is a diagram showing the relationship between the distance from the center of the wafer and the etching rate in the conventional etching apparatus using a magnet.

【図43】ダイポールリングを用いたエッチング装置に
おけるウェハ中心からの距離とエッチング速度との関係
を示す図
FIG. 43 is a diagram showing the relationship between the distance from the wafer center and the etching rate in an etching apparatus using a dipole ring.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 真空容器 2 第2の電極 3 ウェハ、 4 ガス導入口 5 高周波電源 6 排出口 7 第2の電極 11 絶縁物 12 ゲートバルブ 13 ダイポールリング 14 マッチング回路 16 保護リング 17 冷却管 50 石英窓 51 光検出器 52 モニタ装置 1 Vacuum Container 2 Second Electrode 3 Wafer, 4 Gas Inlet 5 High Frequency Power Supply 6 Outlet 7 Second Electrode 11 Insulator 12 Gate Valve 13 Dipole Ring 14 Matching Circuit 16 Protective Ring 17 Cooling Tube 50 Quartz Window 51 Optical Detection Device 52 Monitor device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡野 晴雄 神奈川県川崎市幸区小向東芝町 1 株式 会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 奥村 勝弥 神奈川県川崎市幸区小向東芝町 1 株式 会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 長谷川 功宏 神奈川県川崎市幸区小向東芝町 1 株式 会社東芝研究開発センター内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Haruo Okano 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Toshiba Research & Development Center Co., Ltd. Toshiba Research and Development Center Co., Ltd. (72) Inventor Norihiro Hasegawa Komukai Toshiba-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa 1 Toshiba Research and Development Center Co., Ltd.

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の電極と、前記第1の電極に対向し
て配設された第2の電極を備えた真空容器と、 該真空容器内に所定のガスを導入するガス供給手段と、 該真空容器内を減圧下に維持する真空排気手段と、 前記第1および第2の電極との間に電界を発生せしめる
電界発生手段と、 該真空容器内に磁界を発生せしめる磁界発生手段とを具
備し、前記磁界発生手段が、外周で環状をなすととも
に、着磁方向が前記環の半周で1回転可能なように配列
された異なる磁石を含み、プラズマを発生するように構
成されていることを特徴とするプラズマ生成装置。
1. A vacuum container comprising a first electrode, a second electrode arranged so as to face the first electrode, and a gas supply means for introducing a predetermined gas into the vacuum container. Vacuum evacuation means for maintaining a reduced pressure in the vacuum container, electric field generation means for generating an electric field between the first and second electrodes, and magnetic field generation means for generating a magnetic field in the vacuum container. The magnetic field generating means includes a different magnet that is annular on the outer circumference and is arranged so that the magnetizing direction can rotate once around the half circumference of the annulus, and is configured to generate plasma. A plasma generation device characterized by the above.
【請求項2】 第1の電極と、前記第1の電極に対向し
て配置された被処理基板が設置される第2の電極とを備
えた真空容器と、 該真空容器内に所定のガスを導入するガス供給手段と、 該真空容器内を減圧に維持する真空排気手段と、 前記第1および第2の電極の間に電界を発生せしめる電
界発生手段と、 該真空容器内に磁界を発生せしめる磁界発生手段とを具
備し、前記磁界発生手段が、環状をなすとともに、着磁
方向が前記環の半周で一回転可能なように配列された複
数の磁石を含むことを特徴とする表面処理装置。
2. A vacuum container having a first electrode and a second electrode on which a substrate to be processed, which is arranged so as to face the first electrode, is installed, and a predetermined gas in the vacuum container. A gas supply means for introducing a gas, a vacuum evacuation means for maintaining a reduced pressure in the vacuum container, an electric field generating means for generating an electric field between the first and second electrodes, and a magnetic field in the vacuum container. And a magnetic field generating means for biasing the magnetic field, wherein the magnetic field generating means includes a plurality of magnets that are annular and are arranged so that the magnetization direction can rotate once around a half of the ring. apparatus.
【請求項3】 前記磁界発生手段を前記磁界発生手段の
中心軸を中心とし、被処理基板に対して相対的に回転せ
しめる回転手段を具備したことを特徴とする請求項
(2)記載の表面処理装置。
3. The surface according to claim 2, further comprising rotating means for rotating the magnetic field generating means about a central axis of the magnetic field generating means relative to a substrate to be processed. Processing equipment.
【請求項4】 前記磁界発生手段は前記各磁石の少なく
とも1つの着磁方向を変更することにより、磁界強度を
調整する磁界強度制御手段を具備したことを特徴とする
請求項(2)記載の表面処理装置。
4. The magnetic field generation means comprises magnetic field strength control means for adjusting the magnetic field strength by changing at least one magnetizing direction of each of the magnets. Surface treatment equipment.
【請求項5】 前記磁界発生手段は、これを上下方向に
移送可能な移送手段を具備したことを特徴とする請求項
(2)記載の表面処理装置。
5. The surface treatment apparatus according to claim 2, wherein the magnetic field generating means includes a transfer means capable of moving the magnetic field in the vertical direction.
【請求項6】 前記磁界発生手段は、同一の中心軸をも
つように上下方向に少なくとも2つに分割され、その少
なくとも一方が上下方向に移動可能なように構成されて
いることを特徴とする請求項(2)記載の表面処理装
置。
6. The magnetic field generating means is divided into at least two parts in the vertical direction so as to have the same central axis, and at least one of them is configured to be movable in the vertical direction. The surface treatment apparatus according to claim 2.
【請求項7】 前記磁界発生手段は、同一の中心軸をも
つように上下方向に少なくとも2つに分割され、それら
の間隔の幅を調整可能なように構成されていることを特
徴とする請求項(2)記載の表面処理装置。
7. The magnetic field generating means is divided into at least two parts in the vertical direction so as to have the same central axis, and the width of the interval between them is adjustable. The surface treatment apparatus according to item (2).
【請求項8】 前記磁界発生手段は、同一の中心軸をも
つように上下方向に少なくとも2つに分割され、その上
下間で磁石要素の位相を調整可能なように構成されてい
ることを特徴とする請求項(3)記載の表面処理装置。
8. The magnetic field generating means is vertically divided into at least two parts so as to have the same central axis, and the phase of the magnet element can be adjusted between the upper and lower parts. The surface treatment device according to claim 3.
【請求項9】 前記各磁石は、所定の位相だけ磁化方向
をずらして配置され、前記各磁石を個々に回転させる回
転手段を具備したことを特徴とする請求項(2)記載の
表面処理装置。
9. The surface treatment apparatus according to claim 2, wherein each of the magnets is arranged with its magnetization direction shifted by a predetermined phase, and rotation means is provided for individually rotating the magnet. .
【請求項10】 複数の反応室を有する真空容器と前記
反応室の少なくとも1つに設けられた第1の電極とこの
第1の電極に対向して設けられた第2の電極と、 該反応室内に所定のガスを導入するガス供給手段と、 該反応室内を減圧下に維持する真空排気手段と、 前記第1および第2の電極との間に電界を発生せしめる
電界発生手段と、 該反応室内に磁界を発生せしめる磁界発生手段とを具備
し、前記磁界発生手段が、前記反応室の外周で環状をな
すとともに、着磁方向が前記環の半周で一回転可能なよ
うに配列された複数の磁石を含むことを特徴とする表面
処理装置。
10. A vacuum container having a plurality of reaction chambers, a first electrode provided in at least one of the reaction chambers, a second electrode provided opposite to the first electrode, and the reaction. Gas supply means for introducing a predetermined gas into the chamber, vacuum evacuation means for maintaining the reaction chamber under reduced pressure, electric field generation means for generating an electric field between the first and second electrodes, and the reaction A plurality of magnetic field generating means for generating a magnetic field in the chamber, wherein the magnetic field generating means forms a ring on the outer periphery of the reaction chamber and is arranged so that the magnetization direction can rotate once around the half circumference of the ring. A surface treatment apparatus including the magnet of.
【請求項11】 第1の電極と、これに対向して設けら
れた第2の電極とを備えた真空容器内に所定のガスを導
入するとともに、前記第2の電極に被処理基板を設置
し、前記第1および第2の電極の間に電界を発生せしめ
かつ、環状をなすように配列され、着磁方向が前記環上
で回転するように構成された異なる複数の磁石によっ
て、前記第2の電極の表面に沿ってほぼ平行な一方向磁
界を形成し、前記真空容器内にプラズマを誘起して、被
処理基板表面を処理するようにしたことを特徴とする表
面処理方法。
11. A predetermined gas is introduced into a vacuum container provided with a first electrode and a second electrode provided so as to face the first electrode, and a substrate to be processed is placed on the second electrode. A plurality of different magnets that generate an electric field between the first and second electrodes and that are arranged in an annular shape and that are magnetized in such a manner that they rotate on the annulus. A surface treatment method characterized in that a substantially parallel unidirectional magnetic field is formed along the surface of the second electrode and plasma is induced in the vacuum container to treat the surface of the substrate to be treated.
【請求項12】 第1の電極と、前記第1の電極に対向
して配置された被処理基板が設置される第2の電極とを
備えた真空容器と、 該真空容器内に所定のガスを導入するガス供給手段と、 該真空容器内を減圧下に維持する真空排気手段と、 前記第1および第2の電極との間に電界を発生せしめる
電界発生手段と、 前記第1および第2の電極との間に磁界を発生せしめる
磁界発生手段とを具備し、 前記磁界発生手段が、外周で環状をなすとともに、着磁
方向が前記環の半周で1回転可能なように配列された複
数の磁石要素を含み、その複数の磁石要素がつくる合成
磁界内で前記第2の電極の位置を移動可能にし、前記第
1の電極との距離を可変にする電極位置設定手段を具備
したことを特徴とする基体処理装置。
12. A vacuum container provided with a first electrode and a second electrode on which a substrate to be processed, which is arranged so as to face the first electrode, is installed, and a predetermined gas in the vacuum container. A gas supply means for introducing a gas, a vacuum evacuation means for maintaining the inside of the vacuum container under reduced pressure, an electric field generation means for generating an electric field between the first and second electrodes, and the first and second Magnetic field generating means for generating a magnetic field between the magnetic field generating means and the electrode of the plurality of magnetic field generating means, the magnetic field generating means forming an annular shape on the outer circumference, and the magnetizing direction is arranged so as to be rotatable once around the half circumference of the ring. An electrode position setting means that includes the magnet element and that makes it possible to move the position of the second electrode within a combined magnetic field created by the plurality of magnet elements and that makes the distance from the first electrode variable. A characteristic substrate processing apparatus.
【請求項13】 第1の電極と、前記第1の電極に対向
して配置された被処理基板が設置される第2の電極とを
備えた真空容器と、 該真空容器内に所定のガスを導入するガス供給手段と、 該真空容器内を減圧に維持する真空排気手段と、 前記第1および第2の電極の間に電界を発生せしめる電
界発生手段と、 前記第1および第2の電極との間に磁界を発生せしめる
磁界発生手段とを具備し、 前記磁界発生手段が、環状をなすとともに、着磁方向が
前記環の半周で一回転可能なように配列された複数の磁
石要素を含み、前記複数の磁石要素のなす前記環の直径
を可変にする直径変化手段を具備したことを特徴とする
基体処理装置。
13. A vacuum container provided with a first electrode and a second electrode, which is arranged facing the first electrode and on which a substrate to be processed is installed, and a predetermined gas in the vacuum container. A gas supply means for introducing a gas, a vacuum evacuation means for maintaining a reduced pressure in the vacuum container, an electric field generation means for generating an electric field between the first and second electrodes, and the first and second electrodes And a magnetic field generating means for generating a magnetic field between the magnetic field generating means and the magnetic field generating means, the magnetic field generating means forms a ring, and a plurality of magnet elements arranged so that the magnetizing direction can rotate once around a half circumference of the ring. A substrate processing apparatus comprising: a diameter changing means for changing a diameter of the ring formed by the plurality of magnet elements.
【請求項14】 第1の電極と、前記第1の電極に対向
して配置された被処理基板が設置される第2の電極とを
備えた真空容器と、 該真空容器内に所定のガスを導入するガス供給手段と、 該真空容器内を減圧に維持する真空排気手段と、 前記第1および第2の電極の間に電界を発生せしめる電
界発生手段と、 前記第1および第2の電極との間に磁界を発生せしめる
磁界発生手段とを具備し、 前記磁界発生手段が、環状をなすとともに、この環の中
心軸と垂直な面内における着磁成分の方向が前記環の半
周で一回転可能なように配列された複数の磁石要素を含
み、前記複数の磁石要素のうち相対向する少なくとも1
組の磁石要素が、前記環の中心軸方向の着磁成分をもつ
とともに、その成分の大きさがほぼ等しくかつその向き
が互いに逆となるように構成されたことを特徴とする基
体処理装置。
14. A vacuum container provided with a first electrode and a second electrode on which a substrate to be processed, which is arranged facing the first electrode, is installed; and a predetermined gas in the vacuum container. A gas supply means for introducing a gas, a vacuum evacuation means for maintaining a reduced pressure in the vacuum container, an electric field generation means for generating an electric field between the first and second electrodes, and the first and second electrodes And a magnetic field generating means for generating a magnetic field between the magnetic field generating means and the magnetic field generating means, and the magnetic field generating means forms a ring, and the direction of the magnetization component in a plane perpendicular to the central axis of the ring is equal to one half of the ring. At least one of the plurality of magnet elements facing each other includes a plurality of magnet elements arranged so as to be rotatable.
A substrate processing apparatus, characterized in that a pair of magnet elements have a magnetization component in the direction of the central axis of the ring, and the sizes of the components are substantially equal and their directions are opposite to each other.
【請求項15】 第1の電極と、前記第1の電極に対向
して配置された被処理基板が設置される第2の電極とを
備えた真空容器と、 該真空容器内に所定のガスを導入するガス供給手段と、 該真空容器内を減圧下に維持する真空排気手段と、 前記第1および第2の電極との間に電界を発生せしめる
電界発生手段と、 前記第1および第2の電極との間に磁界を発生せしめる
磁界発生手段とを具備し、 前記磁界発生手段が、外周で環状をなすとともに、着磁
方向が前記環の半周で1回転可能なように配列された複
数の磁石要素を含み、前記被処理基体の外周に設けら
れ、前記真空容器内の空間を前記環の径方向で前記被処
理基体を含む領域と含まない領域に分割する分割部材と
を具備したことを特徴とする基体処理装置。
15. A vacuum container provided with a first electrode and a second electrode on which a substrate to be processed is arranged facing the first electrode, and a predetermined gas in the vacuum container. A gas supply means for introducing a gas, a vacuum evacuation means for maintaining the inside of the vacuum container under reduced pressure, an electric field generation means for generating an electric field between the first and second electrodes, and the first and second Magnetic field generating means for generating a magnetic field between the magnetic field generating means and the electrode of the plurality of magnetic field generating means, the magnetic field generating means forming an annular shape on the outer circumference, and the magnetizing direction is arranged so as to be rotatable once around the half circumference of the ring. And a dividing member that is provided on the outer periphery of the substrate to be processed and divides the space inside the vacuum container into a region including the substrate to be processed and a region not including the substrate in the radial direction of the ring. A substrate processing apparatus characterized by:
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Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0669637A1 (en) * 1994-02-28 1995-08-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Plasma process apparatus
US6014943A (en) * 1996-09-12 2000-01-18 Tokyo Electron Limited Plasma process device
JP2001524743A (en) * 1997-11-20 2001-12-04 バランコーヴァ ハナ Plasma processing equipment
US6436230B1 (en) 1999-11-26 2002-08-20 Tokyo Electron Limited Process device
JP2008533305A (en) * 2005-03-18 2008-08-21 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Split magnet ring in magnetron sputter chamber
JP2008277306A (en) * 1997-01-29 2008-11-13 Foundation For Advancement Of International Science Plasma device
JP2008282790A (en) * 2007-05-10 2008-11-20 Semes Co Ltd Apparatus for treating substrate using plasma
JP2009246172A (en) * 2008-03-31 2009-10-22 Tokyo Electron Ltd Plasma treatment device
KR100978618B1 (en) * 2007-12-12 2010-08-30 가부시키가이샤 나노빔 Method and apparatus for correcting magnetic field strength of ECC ion source
JP2010232646A (en) * 2009-03-02 2010-10-14 Shin-Etsu Chemical Co Ltd Permanent magnet type magnetic field generator
JP4817592B2 (en) * 2000-09-01 2011-11-16 信越化学工業株式会社 Magnetron plasma magnetic field generator, plasma etching apparatus and method using the magnetic field generator
JP2013211244A (en) * 2012-03-02 2013-10-10 Panasonic Corp Plasma processing apparatus and method
CN108776129A (en) * 2018-07-06 2018-11-09 中国科学院西安光学精密机械研究所 Multifunctional ring magnet array laser plasma restraint device and application system thereof
CN113502461A (en) * 2021-07-29 2021-10-15 合肥科晶材料技术有限公司 System and method for preparing thin film material used by combining ALD (atomic layer deposition) and CVD (chemical vapor deposition)
JP2022506256A (en) * 2018-11-05 2022-01-17 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Magnetic housing system
CN114864368A (en) * 2022-03-25 2022-08-05 上海谙邦半导体设备有限公司 Plasma source system and using method thereof
JP2022544801A (en) * 2019-08-16 2022-10-21 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Tunable uniformity control using a rotating magnetic housing
CN115679277A (en) * 2021-07-23 2023-02-03 北京北方华创微电子装备有限公司 Reaction chamber and semiconductor processing equipment

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5840268B1 (en) 2014-08-25 2016-01-06 株式会社日立国際電気 Substrate processing apparatus, semiconductor device manufacturing method, and recording medium

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5717294A (en) * 1994-02-28 1998-02-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Plasma process apparatus
EP0669637A1 (en) * 1994-02-28 1995-08-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Plasma process apparatus
US6014943A (en) * 1996-09-12 2000-01-18 Tokyo Electron Limited Plasma process device
JP2008277306A (en) * 1997-01-29 2008-11-13 Foundation For Advancement Of International Science Plasma device
JP2001524743A (en) * 1997-11-20 2001-12-04 バランコーヴァ ハナ Plasma processing equipment
US6436230B1 (en) 1999-11-26 2002-08-20 Tokyo Electron Limited Process device
JP4817592B2 (en) * 2000-09-01 2011-11-16 信越化学工業株式会社 Magnetron plasma magnetic field generator, plasma etching apparatus and method using the magnetic field generator
JP2008533305A (en) * 2005-03-18 2008-08-21 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Split magnet ring in magnetron sputter chamber
JP2008282790A (en) * 2007-05-10 2008-11-20 Semes Co Ltd Apparatus for treating substrate using plasma
KR100978618B1 (en) * 2007-12-12 2010-08-30 가부시키가이샤 나노빔 Method and apparatus for correcting magnetic field strength of ECC ion source
JP2009246172A (en) * 2008-03-31 2009-10-22 Tokyo Electron Ltd Plasma treatment device
JP2010232646A (en) * 2009-03-02 2010-10-14 Shin-Etsu Chemical Co Ltd Permanent magnet type magnetic field generator
US8525627B2 (en) 2009-03-02 2013-09-03 Shin—Etsu Chemical Co., Ltd. Permanent-magnet magnetic field generator
JP2013211244A (en) * 2012-03-02 2013-10-10 Panasonic Corp Plasma processing apparatus and method
CN108776129A (en) * 2018-07-06 2018-11-09 中国科学院西安光学精密机械研究所 Multifunctional ring magnet array laser plasma restraint device and application system thereof
CN108776129B (en) * 2018-07-06 2023-12-08 中国科学院西安光学精密机械研究所 Multifunctional annular magnet array laser plasma restraint device and application system thereof
JP2022506256A (en) * 2018-11-05 2022-01-17 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Magnetic housing system
JP2022544801A (en) * 2019-08-16 2022-10-21 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Tunable uniformity control using a rotating magnetic housing
JP2025003950A (en) * 2019-08-16 2025-01-14 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Tunable uniformity control using rotating magnetic housing
CN115679277A (en) * 2021-07-23 2023-02-03 北京北方华创微电子装备有限公司 Reaction chamber and semiconductor processing equipment
CN113502461A (en) * 2021-07-29 2021-10-15 合肥科晶材料技术有限公司 System and method for preparing thin film material used by combining ALD (atomic layer deposition) and CVD (chemical vapor deposition)
CN114864368A (en) * 2022-03-25 2022-08-05 上海谙邦半导体设备有限公司 Plasma source system and using method thereof

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