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JP2006278219A - Icp circuit, plasma treatment device, and plasma processing method - Google Patents

Icp circuit, plasma treatment device, and plasma processing method Download PDF

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JP2006278219A
JP2006278219A JP2005097770A JP2005097770A JP2006278219A JP 2006278219 A JP2006278219 A JP 2006278219A JP 2005097770 A JP2005097770 A JP 2005097770A JP 2005097770 A JP2005097770 A JP 2005097770A JP 2006278219 A JP2006278219 A JP 2006278219A
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JP
Japan
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coil
frequency
resonance condition
processing chamber
plasma
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Pending
Application number
JP2005097770A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuji Honda
祐二 本多
Yuichi Sakamoto
雄一 坂本
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Universal Technics Co Ltd
Original Assignee
Universal Technics Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ICP circuit in which circuit adjustment is easy and in which plasma of high density is stably generated. <P>SOLUTION: The ICP circuit carries out a circuit action in a resonance condition or within allowable action range of the resonance condition, and is provided with a high frequency coil to which a high frequency current is supplied, an ICP power supply 18 which is connected to one end of the high frequency coil and from which the high frequency electric current is outputted, and with a resonance capacitor 20 which is connected to the other end of the high frequency coil and which has a capacity to satisfy the resonance condition or the allowable action range of the resonance condition against a frequency of the high frequency current and against inductance of the high frequency coil. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ICP(Inductively Coupled Plasma)回路、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に係わり、特に、高密度のプラズマを安定的に発生させるICP回路、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関する。   The present invention relates to an ICP (Inductively Coupled Plasma) circuit, a plasma processing apparatus, and a plasma processing method, and more particularly to an ICP circuit, a plasma processing apparatus, and a plasma processing method that stably generate high-density plasma.

従来のプラズマ処理装置の代表的なものとして、高周波コイルによる高周波放電により処理ガスのプラズマを発生させる装置が知られている。そして、このような誘導型のプラズマ処理装置は、高周波コイルが真空容器の外に配置されている形式のものと、中に配置されている形式のものとに大別されている。
前者は、真空容器を誘電体で形成するか、または、金属のような導電体で形成した場合には、真空容器と高周波コイルとの間に絶縁のための誘電体層を介在させる必要がある。この結果、高周波コイルとプラズマとの間には、真空容器が存在するので、これらの間の結合は弱くなり、プラズマ発生効率は低くなる。また、上述したように、真空容器を誘電体で形成したり、例え金属で形成しても、誘電体層を必要としたりして、経済的ではない。
As a typical conventional plasma processing apparatus, an apparatus that generates plasma of a processing gas by high frequency discharge by a high frequency coil is known. Such induction-type plasma processing apparatuses are roughly classified into a type in which the high-frequency coil is disposed outside the vacuum vessel and a type in which the high-frequency coil is disposed inside.
In the former case, when the vacuum vessel is formed of a dielectric or a conductor such as metal, it is necessary to interpose a dielectric layer for insulation between the vacuum vessel and the high frequency coil. . As a result, since a vacuum vessel exists between the high-frequency coil and the plasma, the coupling between them becomes weak and the plasma generation efficiency is lowered. Further, as described above, even if the vacuum container is formed of a dielectric material, for example, it is formed of a metal, a dielectric layer is required, which is not economical.

後者、即ち高周波コイルを真空容器内に配置した形式のプラズマ処理装置の一例としては、プラズマを使用して処理される被処理体が収容され、少なくとも一部が導電性材料で形成された真空容器と、この真空容器中に処理ガスを供給する手段と、この真空容器内に配設され、前記処理ガスのプラズマを発生させる1ターンコイルと、この1ターンコイルに高周波電流を供給する給電回路とを具備し、この給電回路は、高周波コイルから真空容器に高周波電流が流れるのを防止するようにバラン回路を有するものである。バラン回路は、リング状の磁性体と、この磁性体に巻き回された一次コイルと二次コイルとからなっている。これらのコイルは、一次コイルに流れる電流と、二次コイルに流れる電流とが、磁気回路中に作る磁場が互いに打ち消しあうように、ほぼ同じ巻き数で反対方向に巻かれている(例えば特許文献1参照)。   As an example of the latter, that is, a plasma processing apparatus of a type in which a high-frequency coil is disposed in a vacuum vessel, a vacuum vessel in which an object to be processed that is processed using plasma is accommodated and at least a part is formed of a conductive material. A means for supplying a processing gas into the vacuum vessel, a one-turn coil disposed in the vacuum vessel for generating plasma of the processing gas, and a power supply circuit for supplying a high-frequency current to the one-turn coil The power supply circuit has a balun circuit so as to prevent a high-frequency current from flowing from the high-frequency coil to the vacuum vessel. The balun circuit includes a ring-shaped magnetic body, and a primary coil and a secondary coil wound around the magnetic body. These coils are wound in opposite directions with substantially the same number of turns so that the current flowing through the primary coil and the current flowing through the secondary coil cancel each other out (see, for example, Patent Documents). 1).

特開平11−307299号公報(第2、第5、第11段落、図4〜5)JP 11-307299 A (second, fifth, eleventh paragraphs, FIGS. 4 to 5)

ところで、高周波コイルを真空容器外に配置した前者の形式のものの場合、真空容器は石英チャンバーで形成されるが、石英チャンバーは割れ易いので、チャンバーの大きさを大きくするにも限界がある。例えばプラズマ処理装置をスパッタリング装置として用いる場合、チャンバー内に配置するスパッタリングターゲットが大きいので、大きなチャンバーが必要となってしまい、石英チャンバーでは適さない。   By the way, in the case of the former type in which the high-frequency coil is arranged outside the vacuum vessel, the vacuum vessel is formed by a quartz chamber. However, since the quartz chamber is easily broken, there is a limit to increasing the size of the chamber. For example, when a plasma processing apparatus is used as a sputtering apparatus, a large chamber is required because a sputtering target disposed in the chamber is large, and thus a quartz chamber is not suitable.

また、高周波コイルを真空容器内に配置した後者の形式のものは、バラン回路を用いているため、回路調整が非常に難しい。   Further, the latter type in which the high-frequency coil is disposed in the vacuum vessel uses a balun circuit, and therefore circuit adjustment is very difficult.

本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、回路調整が容易で高密度のプラズマを安定的に発生させるICP回路、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an ICP circuit, a plasma processing apparatus, and a plasma processing method that can easily adjust a circuit and stably generate a high-density plasma. There is.

上記課題を解決するため、本発明に係るICP回路は、共振条件又は共振条件の許容動作範囲で回路動作を行うICP回路であって、
高周波電流が供給されるコイルと、
前記コイルの一端に接続され、前記高周波電流が出力される高周波電源と、
前記コイルの他端に接続され、前記高周波電流の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量を有する共振コンデンサと、
を具備することを特徴とする。
本発明に係るICP回路は、共振条件又は共振条件の許容動作範囲で回路動作を行うICP回路であって、
高周波電圧が供給されるコイルと、
前記コイルに並列に接続され、前記高周波電圧が出力される高周波電源と、
前記コイルに並列に接続され、前記高周波電圧の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量を有する共振コンデンサと、
を具備することを特徴とする。
In order to solve the above problems, an ICP circuit according to the present invention is an ICP circuit that performs circuit operation in a resonance condition or an allowable operation range of the resonance condition,
A coil to which a high-frequency current is supplied;
A high frequency power source connected to one end of the coil and outputting the high frequency current;
A resonance capacitor connected to the other end of the coil and having a capacity that satisfies a resonance condition or an allowable operation range of the resonance condition with respect to a frequency of the high-frequency current and an inductance of the coil;
It is characterized by comprising.
An ICP circuit according to the present invention is an ICP circuit that performs circuit operation in a resonance condition or an allowable operation range of the resonance condition,
A coil to which a high-frequency voltage is supplied;
A high-frequency power source connected in parallel to the coil and outputting the high-frequency voltage;
A resonance capacitor connected in parallel to the coil and having a capacity that satisfies a resonance condition or an allowable operating range of the resonance condition with respect to the frequency of the high-frequency voltage and the inductance of the coil;
It is characterized by comprising.

本発明に係るプラズマ処理装置は、共振条件又は共振条件の許容動作範囲で誘導結合プラズマを発生させて被処理体を処理するプラズマ処理装置であって、
処理室と、
前記処理室内に配置され、被処理体が保持される保持機構と、
前記処理室内にガスを導入するガス導入機構と、
前記処理室内に配置され、高周波電流が供給されるコイルと、
前記コイルの一端に接続され、前記高周波電流が出力される高周波電源と、
前記コイルの他端に接続され、前記高周波電流の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量を有する共振コンデンサと、
を具備することを特徴とする。
A plasma processing apparatus according to the present invention is a plasma processing apparatus for processing an object to be processed by generating inductively coupled plasma in a resonance condition or an allowable operation range of the resonance condition,
A processing chamber;
A holding mechanism that is disposed in the processing chamber and holds an object to be processed;
A gas introduction mechanism for introducing gas into the processing chamber;
A coil disposed in the processing chamber and supplied with a high-frequency current;
A high frequency power source connected to one end of the coil and outputting the high frequency current;
A resonance capacitor connected to the other end of the coil and having a capacity that satisfies a resonance condition or an allowable operation range of the resonance condition with respect to a frequency of the high-frequency current and an inductance of the coil;
It is characterized by comprising.

上記プラズマ処理装置によれば、共振条件又は共振条件の許容動作範囲で回路動作を行うことにより、高密度の誘導結合プラズマを安定的に発生させることができる。   According to the above-described plasma processing apparatus, high-density inductively coupled plasma can be stably generated by performing circuit operation within the resonance condition or the allowable operation range of the resonance condition.

また、本発明に係るプラズマ処理装置において、前記共振条件の許容動作範囲は、前記高周波電流の周波数をf(単位:Hz)とし、前記コイルのインダクタンスをa(単位:H)とし、前記共振コンデンサの容量をb(単位:F)とした場合、下記式を満たす範囲であることが好ましい。
0.9/(2πf)a≦b≦1.1/(2πf)
本発明に係るプラズマ処理装置は、共振条件又は共振条件の許容動作範囲で誘導結合プラズマを発生させて被処理体を処理するプラズマ処理装置であって、
処理室と、
前記処理室内に配置され、被処理体が保持される保持機構と、
前記処理室内にガスを導入するガス導入機構と、
前記処理室内に配置され、高周波電圧が供給されるコイルと、
前記コイルに並列に接続され、前記高周波電圧が出力される高周波電源と、
前記コイルに並列に接続され、前記高周波電圧の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量を有する共振コンデンサと、
を具備することを特徴とする。
In the plasma processing apparatus according to the present invention, the allowable operating range of the resonance condition is that the frequency of the high-frequency current is f (unit: Hz), the inductance of the coil is a (unit: H), and the resonance capacitor When the capacity of is b (unit: F), it is preferably in a range satisfying the following formula.
0.9 / (2πf) 2 a ≦ b ≦ 1.1 / (2πf) 2 a
A plasma processing apparatus according to the present invention is a plasma processing apparatus for processing an object to be processed by generating inductively coupled plasma in a resonance condition or an allowable operation range of the resonance condition,
A processing chamber;
A holding mechanism that is disposed in the processing chamber and holds an object to be processed;
A gas introduction mechanism for introducing gas into the processing chamber;
A coil disposed in the processing chamber and supplied with a high-frequency voltage;
A high-frequency power source connected in parallel to the coil and outputting the high-frequency voltage;
A resonance capacitor connected in parallel to the coil and having a capacity that satisfies a resonance condition or an allowable operating range of the resonance condition with respect to the frequency of the high-frequency voltage and the inductance of the coil;
It is characterized by comprising.

本発明に係るプラズマ処理装置は、共振条件又は共振条件の許容動作範囲で誘導結合プラズマを発生させて被処理体を処理するプラズマ処理装置であって、
処理室と、
前記処理室内に配置され、被処理体が保持される保持機構と、
前記処理室内にガスを導入するガス導入機構と、
前記処理室内に配置され、高周波電流が供給されるコイルと、
前記コイルの一端に接続され、前記高周波電流が出力される高周波電源と、
前記コイルの他端に接続された可変コンデンサと、
前記コイルに流れる高周波電流を測定する電流計と、
を具備し、
処理中に、前記電流計によって前記コイルに流れている高周波電流を測定し、この測定結果から前記高周波電流の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量となるように前記可変コンデンサを調整することを特徴とする。
A plasma processing apparatus according to the present invention is a plasma processing apparatus for processing an object to be processed by generating inductively coupled plasma in a resonance condition or an allowable operation range of the resonance condition,
A processing chamber;
A holding mechanism that is disposed in the processing chamber and holds an object to be processed;
A gas introduction mechanism for introducing gas into the processing chamber;
A coil disposed in the processing chamber and supplied with a high-frequency current;
A high frequency power source connected to one end of the coil and outputting the high frequency current;
A variable capacitor connected to the other end of the coil;
An ammeter for measuring a high-frequency current flowing in the coil;
Comprising
During processing, the ammeter measures the high-frequency current flowing in the coil, and from this measurement result, the capacitance satisfies the resonance condition or the allowable operating range of the resonance condition for the frequency of the high-frequency current and the inductance of the coil. The variable capacitor is adjusted as follows.

上記プラズマ処理装置によれば、処理中に、共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量となるように前記可変コンデンサを調整することにより、共振条件又は共振条件の許容動作範囲内から外れることを防止し、より安定的に高密度なプラズマ処理を行うことができる。   According to the plasma processing apparatus, during the processing, the variable capacitor is adjusted so as to satisfy a capacity satisfying the resonance condition or the allowable operating range of the resonance condition, thereby being out of the allowable operating range of the resonance condition or the resonance condition. And high-density plasma treatment can be performed more stably.

また、本発明に係るプラズマ処理装置において、前記共振条件の許容動作範囲は、前記高周波電流の周波数をf(単位:Hz)とし、前記コイルのインダクタンスをa(単位:H)とし、前記可変コンデンサの容量をb(単位:F)とした場合、下記式を満たす範囲であることが好ましい。
0.9/(2πf)a≦b≦1.1/(2πf)
本発明に係るプラズマ処理装置は、共振条件又は共振条件の許容動作範囲で誘導結合プラズマを発生させて被処理体を処理するプラズマ処理装置であって、
処理室と、
前記処理室内に配置され、被処理体が保持される保持機構と、
前記処理室内にガスを導入するガス導入機構と、
前記処理室内に配置され、高周波電圧が供給されるコイルと、
前記コイルに並列に接続され、前記高周波電圧が出力される高周波電源と、
前記コイルに並列に接続された可変コンデンサと、
前記コイルに印加される高周波電圧を測定する電圧計と、
を具備し、
処理中に、前記電圧計によって前記コイルに印加されている高周波電圧を測定し、この測定結果から前記高周波電圧の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量となるように前記可変コンデンサを調整することを特徴とする。
In the plasma processing apparatus according to the present invention, the allowable operating range of the resonance condition is that the frequency of the high-frequency current is f (unit: Hz), the inductance of the coil is a (unit: H), and the variable capacitor When the capacity of is b (unit: F), it is preferably in a range satisfying the following formula.
0.9 / (2πf) 2 a ≦ b ≦ 1.1 / (2πf) 2 a
A plasma processing apparatus according to the present invention is a plasma processing apparatus for processing an object to be processed by generating inductively coupled plasma in a resonance condition or an allowable operation range of the resonance condition,
A processing chamber;
A holding mechanism that is disposed in the processing chamber and holds an object to be processed;
A gas introduction mechanism for introducing gas into the processing chamber;
A coil disposed in the processing chamber and supplied with a high-frequency voltage;
A high-frequency power source connected in parallel to the coil and outputting the high-frequency voltage;
A variable capacitor connected in parallel to the coil;
A voltmeter for measuring a high-frequency voltage applied to the coil;
Comprising
During processing, a high-frequency voltage applied to the coil is measured by the voltmeter, and a capacitance satisfying a resonance condition or an allowable operating range of the resonance condition with respect to the frequency of the high-frequency voltage and the inductance of the coil from the measurement result. The variable capacitor is adjusted so that

また、本発明に係るプラズマ処理装置において、前記コイルが1ターンコイルであることが好ましい。
また、本発明に係るプラズマ処理装置において、前記1ターンコイルがセラミックス膜で覆われていることが好ましい。
In the plasma processing apparatus according to the present invention, the coil is preferably a one-turn coil.
In the plasma processing apparatus according to the present invention, the one-turn coil is preferably covered with a ceramic film.

また、本発明に係るプラズマ処理装置において、前記被処理体に高周波電流又は直流電流を供給する電源をさらに具備することも可能である。
また、本発明に係るプラズマ処理装置において、前記ガスは有機金属を含むCVD用の原料ガスであることも可能である。
The plasma processing apparatus according to the present invention may further include a power source for supplying a high frequency current or a direct current to the object to be processed.
In the plasma processing apparatus according to the present invention, the gas may be a CVD source gas containing an organic metal.

本発明に係るプラズマ処理方法は、被処理体を処理室内に保持し、
前記処理室内にガスを導入しながら、前記処理室内に配置されたICP回路のコイルに高周波電流を供給することにより、共振条件又は共振条件の許容動作範囲で前記ガスの誘導結合プラズマを発生させて前記被処理体をプラズマ処理する方法であって、
前記ICP回路は、
高周波電流が供給されるコイルと、
前記コイルの一端に接続され、前記高周波電流が出力される高周波電源と、
前記コイルの他端に接続され、前記高周波電流の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量を有する共振コンデンサと、を具備することを特徴とする。
The plasma processing method according to the present invention holds an object to be processed in a processing chamber,
While introducing a gas into the processing chamber, a high-frequency current is supplied to a coil of an ICP circuit disposed in the processing chamber, thereby generating inductively coupled plasma of the gas within a resonance condition or an allowable operating range of the resonance condition. A method of plasma processing the object to be processed,
The ICP circuit is:
A coil to which a high-frequency current is supplied;
A high frequency power source connected to one end of the coil and outputting the high frequency current;
And a resonance capacitor connected to the other end of the coil and having a capacity satisfying a resonance condition or an allowable operation range of the resonance condition with respect to the frequency of the high-frequency current and the inductance of the coil.

また、本発明に係るプラズマ処理方法において、前記共振条件の許容動作範囲は、前記高周波電流の周波数をf(単位:Hz)とし、前記コイルのインダクタンスをa(単位:H)とし、前記共振コンデンサの容量をb(単位:F)とした場合、下記式を満たす範囲であることが好ましい。
0.9/(2πf)a≦b≦1.1/(2πf)
本発明に係るプラズマ処理方法は、被処理体を処理室内に保持し、
前記処理室内にガスを導入しながら、前記処理室内に配置されたICP回路のコイルに高周波電圧を供給することにより、共振条件又は共振条件の許容動作範囲で前記ガスの誘導結合プラズマを発生させて前記被処理体をプラズマ処理する方法であって、
前記ICP回路は、
高周波電圧が供給されるコイルと、
前記コイルに並列に接続され、前記高周波電圧が出力される高周波電源と、
前記コイルに並列に接続され、前記高周波電圧の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量を有する共振コンデンサと、を具備することを特徴とする。
In the plasma processing method according to the present invention, the allowable operating range of the resonance condition is that the frequency of the high-frequency current is f (unit: Hz), the inductance of the coil is a (unit: H), and the resonance capacitor When the capacity of is b (unit: F), it is preferably in a range satisfying the following formula.
0.9 / (2πf) 2 a ≦ b ≦ 1.1 / (2πf) 2 a
The plasma processing method according to the present invention holds an object to be processed in a processing chamber,
While introducing a gas into the processing chamber, an inductively coupled plasma of the gas is generated within a resonance condition or an allowable operating range of the resonance condition by supplying a high frequency voltage to a coil of an ICP circuit disposed in the processing chamber. A method of plasma processing the object to be processed,
The ICP circuit is:
A coil to which a high-frequency voltage is supplied;
A high-frequency power source connected in parallel to the coil and outputting the high-frequency voltage;
And a resonance capacitor connected in parallel to the coil and having a capacity satisfying a resonance condition or an allowable operation range of the resonance condition with respect to a frequency of the high-frequency voltage and an inductance of the coil.

本発明に係るプラズマ処理方法は、被処理体を処理室内に保持し、
前記処理室内にガスを導入しながら、前記処理室内に配置されたICP回路のコイルに高周波電流を供給することにより、共振条件又は共振条件の許容動作範囲で前記ガスの誘導結合プラズマを発生させて前記被処理体をプラズマ処理する方法であって、
前記被処理体をプラズマ処理する際、前記コイルに流れている高周波電流を測定し、この測定結果から前記高周波電流の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量となるように前記ICP回路の可変コンデンサを調整するものであり、
前記ICP回路は、
高周波電流が供給されるコイルと、
前記コイルの一端に接続され、前記高周波電流が出力される高周波電源と、
前記コイルの他端に接続された可変コンデンサと、を具備することを特徴とする。
本発明に係るプラズマ処理方法は、被処理体を処理室内に保持し、
前記処理室内にガスを導入しながら、前記処理室内に配置されたICP回路のコイルに高周波電圧を供給することにより、共振条件又は共振条件の許容動作範囲で前記ガスの誘導結合プラズマを発生させて前記被処理体をプラズマ処理する方法であって、
前記被処理体をプラズマ処理する際、前記コイルに印加されている高周波電圧を測定し、この測定結果から前記高周波電圧の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量となるように前記ICP回路の可変コンデンサを調整するものであり、
前記ICP回路は、
高周波電流が供給されるコイルと、
前記コイルに並列に接続され、前記高周波電圧が出力される高周波電源と、
前記コイルに並列に接続された可変コンデンサと、を具備することを特徴とする。
The plasma processing method according to the present invention holds an object to be processed in a processing chamber,
While introducing a gas into the processing chamber, a high-frequency current is supplied to a coil of an ICP circuit disposed in the processing chamber, thereby generating inductively coupled plasma of the gas within a resonance condition or an allowable operating range of the resonance condition. A method of plasma processing the object to be processed,
When plasma-treating the object to be processed, a high-frequency current flowing in the coil is measured, and based on the measurement result, a resonance condition or an allowable operating range of the resonance condition is satisfied with respect to the frequency of the high-frequency current and the inductance of the coil. The variable capacitor of the ICP circuit is adjusted so as to have a capacity,
The ICP circuit is:
A coil to which a high-frequency current is supplied;
A high frequency power source connected to one end of the coil and outputting the high frequency current;
And a variable capacitor connected to the other end of the coil.
The plasma processing method according to the present invention holds an object to be processed in a processing chamber,
While introducing a gas into the processing chamber, an inductively coupled plasma of the gas is generated within a resonance condition or an allowable operating range of the resonance condition by supplying a high frequency voltage to a coil of an ICP circuit disposed in the processing chamber. A method of plasma processing the object to be processed,
When the object to be processed is subjected to plasma treatment, a high frequency voltage applied to the coil is measured, and from this measurement result, a resonance condition or an allowable operation range of the resonance condition is determined for the frequency of the high frequency voltage and the inductance of the coil. The variable capacitor of the ICP circuit is adjusted so as to satisfy the capacity,
The ICP circuit is:
A coil to which a high-frequency current is supplied;
A high-frequency power source connected in parallel to the coil and outputting the high-frequency voltage;
And a variable capacitor connected in parallel to the coil.

以上説明したように本発明によれば、回路調整が容易で高密度のプラズマを安定的に発生させるICP回路、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide an ICP circuit, a plasma processing apparatus, and a plasma processing method that can easily adjust a circuit and stably generate a high-density plasma.

発明を実施するための形態BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1によるプラズマ処理装置を概略的に示す構成図である。図2は、図1に示すプラズマ処理装置を2−2線方向から見た断面図である。図3は、図2に示す3−3線に沿った断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a plasma processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the plasma processing apparatus shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 shown in FIG.

図1に示すプラズマ処理装置は、ステンレススチール、アルミ等の金属よりなる導電性材料で形成された処理室としての真空容器10を有している。この真空容器10の周壁の一部には、真空容器10内に処理ガスを供給するガス供給ポート11が設けられている。このガス供給ポート11は図示しない処理ガス源、例えば、エッチングガス源に接続されている。   The plasma processing apparatus shown in FIG. 1 has a vacuum vessel 10 as a processing chamber formed of a conductive material made of a metal such as stainless steel or aluminum. A gas supply port 11 for supplying a processing gas into the vacuum vessel 10 is provided in a part of the peripheral wall of the vacuum vessel 10. The gas supply port 11 is connected to a processing gas source (not shown), for example, an etching gas source.

また、真空容器10の底壁の内面には、電気絶縁板12が装着されており、この上には、被処理体、例えば、半導体ウエハ13を載置するためのサセプタ14が真空容器10とは電気的に絶縁されて設けられている。サセプタ14の上面(半導体ウエハを載置する載置面)の形状は略円形とされている。また、真空容器10の底壁には、真空容器内を一定の圧力に減圧可能な排気ポート15が設けられている。この排気ポート15は図示せぬ真空ポンプなどの真空装置に接続されている。   An electric insulating plate 12 is mounted on the inner surface of the bottom wall of the vacuum vessel 10, and a susceptor 14 for placing an object to be processed, for example, a semiconductor wafer 13, is attached to the vacuum vessel 10. Are electrically insulated. The shape of the upper surface of the susceptor 14 (the mounting surface on which the semiconductor wafer is mounted) is substantially circular. Further, an exhaust port 15 is provided on the bottom wall of the vacuum vessel 10 so that the inside of the vacuum vessel can be reduced to a constant pressure. The exhaust port 15 is connected to a vacuum device such as a vacuum pump (not shown).

サセプタ14にはマッチングボックス21を介して高周波電源(RF)22が接続されている。この高周波電源22によって高周波電流を、サセプタ14を介して半導体ウエハ13に印加するようになっている。尚、本実施の形態では、半導体ウエハに高周波電流を印加するようになっているが、これに限らず、サセプタ14に直流電源を接続し、この直流電源によって直流電流を、サセプタを介して半導体ウエハに印加することも可能である。   A high frequency power source (RF) 22 is connected to the susceptor 14 via a matching box 21. A high frequency current is applied to the semiconductor wafer 13 through the susceptor 14 by the high frequency power source 22. In the present embodiment, a high-frequency current is applied to the semiconductor wafer. However, the present invention is not limited to this, and a DC power source is connected to the susceptor 14, and the DC current is applied to the semiconductor via the susceptor. It is also possible to apply to the wafer.

真空容器10内のサセプタ14の上方には高周波コイル(ICP電極)16が配設されている。この高周波コイル16は、図2及び図3に示すように、金属フレキシブル・チューブや網組線のような可撓性のある部材により形成された1ターンのコイルにより構成されており、図3に示すように内部が中空となっている。高周波コイル16は、サセプタ14に載置された半導体ウエハ表面の略中心から該表面に対して垂直上に伸ばした線に対して略同心円状に1ターンのコイルが巻かれたものである。尚、本実施の形態では、高周波コイルとして1ターンコイルを用いているが、これに限定されるものではなく、高周波コイルとして複数回ターンコイルを用いることも可能であり、また1ターンコイルの形状を変更したものを用いることも可能である。   A high frequency coil (ICP electrode) 16 is disposed above the susceptor 14 in the vacuum vessel 10. As shown in FIGS. 2 and 3, the high-frequency coil 16 is composed of a one-turn coil formed of a flexible member such as a metal flexible tube or a braided wire. As shown, the interior is hollow. The high-frequency coil 16 is formed by winding a coil of one turn substantially concentrically with respect to a line extending vertically from the approximate center of the surface of the semiconductor wafer placed on the susceptor 14 to the surface. In the present embodiment, the one-turn coil is used as the high-frequency coil, but the present invention is not limited to this, and the turn coil can be used a plurality of times as the high-frequency coil. It is also possible to use a modified version.

高周波コイル16は、真空容器10内では、処理ガスに直接晒されないようにセラミックスで形成された鞘19で覆われている。真空容器10内には、サセプタ14に載置された半導体ウエハ表面の略中心からの垂線と略同軸的に鞘19が配設されており、この鞘19中に高周波コイル16が挿入されている。このセラミックス製の鞘19は、例えば、溶融石英やアルミナのように、化学的に安定でかつイオン衝撃によるスパッタリング率の低い材料で形成されていることが好ましい。
尚、本実施の形態では、高周波コイル16をセラミックスで形成された鞘19で覆っているが、高周波コイルをセラミックス膜で被覆することも可能である。
The high frequency coil 16 is covered with a sheath 19 made of ceramics so as not to be directly exposed to the processing gas in the vacuum vessel 10. Inside the vacuum vessel 10, a sheath 19 is disposed substantially coaxially with a perpendicular line from the approximate center of the surface of the semiconductor wafer placed on the susceptor 14, and the high-frequency coil 16 is inserted into the sheath 19. . The ceramic sheath 19 is preferably formed of a material that is chemically stable and has a low sputtering rate due to ion bombardment, such as fused quartz or alumina.
In the present embodiment, the high-frequency coil 16 is covered with the sheath 19 made of ceramics. However, the high-frequency coil can be covered with a ceramic film.

このようなセラミックス製の鞘19中に、高周波コイル16を収容するためには、例えば、上述したように、高周波コイル16を可撓性のある部材で構成し、予め形成された鞘19に高周波コイル16を挿入しても良い。また、高周波コイル16の表面にセラミックス材を塗布し、これを焼結させるようにしても良い。この鞘19は高周波コイル16と接触していると放電が生じて破損する恐れがあるので、鞘の内面が高周波コイル16の外面と接触しないように、鞘19の内径を、高周波コイル16の外形よりも少し大きく設定することが好ましい。   In order to accommodate the high-frequency coil 16 in the ceramic sheath 19, for example, as described above, the high-frequency coil 16 is formed of a flexible member, and the sheath 19 formed in advance has a high frequency. The coil 16 may be inserted. Alternatively, a ceramic material may be applied to the surface of the high frequency coil 16 and sintered. If the sheath 19 is in contact with the high-frequency coil 16, there is a risk that electric discharge will occur and breakage. Therefore, the inner diameter of the sheath 19 is adjusted so that the inner surface of the sheath does not contact the outer surface of the high-frequency coil 16. It is preferable to set a little larger than this.

本実施の形態では、使用中に高周波コイル16が過度に加熱されるのを防止するために、上述したように高周波コイル16の内部を中空としており、高周波コイル16の内部を冷媒、例えば冷却水が循環可能となっている。   In the present embodiment, in order to prevent the high-frequency coil 16 from being excessively heated during use, the inside of the high-frequency coil 16 is hollow as described above, and the inside of the high-frequency coil 16 is filled with a refrigerant, for example, cooling water. Can be circulated.

図2及び図3に示すように、高周波コイル16の一端は、マッチングボックス17を介してICP電源18に接続されている。また、高周波コイル16の他端は、共振コンデンサ20を介して接地電位に接続されている。この共振コンデンサ20は、ICP電源18から出力される高周波電流の周波数及び高周波コイル16のインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量を有している。   As shown in FIGS. 2 and 3, one end of the high-frequency coil 16 is connected to an ICP power source 18 via a matching box 17. The other end of the high frequency coil 16 is connected to the ground potential via the resonance capacitor 20. The resonance capacitor 20 has a capacity that satisfies a resonance condition or an allowable operating range of the resonance condition with respect to the frequency of the high-frequency current output from the ICP power supply 18 and the inductance of the high-frequency coil 16.

つまり、ICP電源18によって、例えば、周波数が13.56MHzの高周波電流を、マッチングボックス17を介して高周波コイル16に供給すると、共振条件で高周波コイルに高周波電流が流れるため、その高周波電流が前記周波数の場合の最大電流となる。このような最大高周波電流が高周波コイル16を流すことにより、高周波コイル16から大きな磁場を発生させ、この磁場によって高周波コイルの内側に大きな電界を発生させる。その結果、真空容器10内の半導体ウエハ13の上方に位置する高周波コイルの内側及びその近傍に処理ガスの誘導結合プラズマを極めて高密度で発生させることができる。   That is, for example, when a high frequency current having a frequency of 13.56 MHz is supplied to the high frequency coil 16 via the matching box 17 by the ICP power source 18, the high frequency current flows through the high frequency coil under a resonance condition. In this case, the maximum current is obtained. When such a maximum high-frequency current flows through the high-frequency coil 16, a large magnetic field is generated from the high-frequency coil 16, and a large electric field is generated inside the high-frequency coil by this magnetic field. As a result, inductively coupled plasma of the processing gas can be generated at a very high density inside and in the vicinity of the high frequency coil located above the semiconductor wafer 13 in the vacuum vessel 10.

換言すれば、本実施の形態の重要な特徴としては、1ターンコイル(1巻コイル)を減圧した真空容器内に入れ、1ターンコイルと直列に共振コンデンサを接続し、使用周波数で共振するようにそれらの定数(1ターンコイルのインダクタンス、高周波電流の周波数、共振コンデンサの容量)を選択した共振回路(ICP回路)を構成するため、下記(1)、(2)のような工学的な利点を有する。
(1)コイルの浮遊容量が極めて小さく、放電初期に起こる容量結合放電(CCD:capacitive coupling discharge)が殆ど無視でき、誘導結合放電(ICD:inductive coupling discharge)によってプラズマが作られる。このため、プラズマは安定であり、高密度である。
(2)コイルと生成プラズマの磁気的結合が強く、上記共振回路のQ値(後述する)は低く、回路定数の許容誤差は緩く、単純な回路であるにも関わらず、回路の動作は安定で、運転が容易である。
In other words, an important feature of the present embodiment is that a one-turn coil (one-turn coil) is placed in a vacuum container that is decompressed, and a resonance capacitor is connected in series with the one-turn coil so that it resonates at the operating frequency. In order to construct a resonance circuit (ICP circuit) in which those constants (inductance of one-turn coil, frequency of high-frequency current, capacity of resonance capacitor) are selected, engineering advantages such as the following (1) and (2) Have
(1) The stray capacitance of the coil is extremely small, and capacitive coupling discharge (CCD) that occurs at the beginning of discharge can be almost ignored, and plasma is generated by inductive coupling discharge (ICD). For this reason, the plasma is stable and dense.
(2) The magnetic coupling between the coil and the generated plasma is strong, the Q value (described later) of the resonance circuit is low, the tolerance of the circuit constant is loose, and the circuit operation is stable despite being a simple circuit. It is easy to drive.

尚、共振コンデンサの容量を共振条件の許容動作範囲に設定している場合は、高周波コイルに高周波電流を供給した際、共振条件に近い条件で高周波コイルに高周波電流が流れるため、その高周波電流が最大電流に近い電流となる。従って、この場合も高周波コイルの内側及びその近傍に処理ガスの誘導結合プラズマを高密度で発生させることができる。以下に共振条件及び共振条件の許容動作範囲について説明する。   In addition, when the capacity of the resonant capacitor is set within the allowable operating range of the resonance condition, when the high frequency current is supplied to the high frequency coil, the high frequency current flows through the high frequency coil under conditions close to the resonance condition. The current is close to the maximum current. Accordingly, in this case as well, inductively coupled plasma of the processing gas can be generated at a high density inside and in the vicinity of the high frequency coil. The resonance conditions and the allowable operating range of the resonance conditions will be described below.

共振条件を達成するには、ICP電源18の周波数をf(単位:Hz)とし、高周波コイルのインダクタンスをa(単位:H(ヘンリー))とし、共振コンデンサの容量をb(単位:F(farad))とした場合、下記式(1)が成立する必要がある。
ω=2πf=(ab)−1/2 ・・・(1)
In order to achieve the resonance condition, the frequency of the ICP power supply 18 is set to f (unit: Hz), the inductance of the high frequency coil is set to a (unit: H (Henry)), and the capacitance of the resonance capacitor is set to b (unit: F (farad). )), The following formula (1) needs to be satisfied.
ω = 2πf = (ab) −1/2 (1)

上記式(1)より、下記式(2)が成り立つ。
b=1/(2πf)a ・・・(2)
従って、共振条件を達成する共振コンデンサ20の容量bは、1/(2πf)aに設定する必要がある。
From the above formula (1), the following formula (2) is established.
b = 1 / (2πf) 2 a (2)
Therefore, the capacitance b of the resonant capacitor 20 that achieves the resonance condition needs to be set to 1 / (2πf) 2 a.

上記式(1)について、両辺の自然対数を取ると、
ln2π+lnf=−1/2(lna+lnb)
両辺の微分を取ると、
δf/f=−1/2(δa/a+δb/b)
両辺の絶対値を取ると、右辺の符号は+になる。
従って、δa/a=δb/b=0.1とすれば、
δf/f=0.1となり、これはQ値10に相当する。
それ故、コイルとコンデンサの誤差は最大で10%まで許される。
Regarding the above formula (1), when taking the natural logarithm of both sides,
ln2π + lnf = −1 / 2 (lna + lnb)
Taking the derivative of both sides,
δf / f = −1 / 2 (δa / a + δb / b)
If the absolute values of both sides are taken, the sign of the right side becomes +.
Therefore, if δa / a = δb / b = 0.1,
δf / f = 0.1, which corresponds to a Q value of 10.
Therefore, a maximum of 10% error between the coil and the capacitor is allowed.

上記計算のように、高周波コイルとプラズマの結合を十分に良くすれば、高周波コイルのインダクタンスの誤差と共振コンデンサの容量の誤差は十分大きくとることができると考えられ、両者を合わせて10%程度の誤差は許容できると考えられる。そこで、10%の誤差を高周波コイル16と共振コンデンサ20の誤差に等配分すれば、共振コンデンサの誤差は10%許容できると考えられる。従って、共振コンデンサ20の容量bは下記式(3)の範囲に設定することも可能であり、より好ましくは、下記式(4)の範囲に設定することである。
0.9/(2πf)a≦b≦1.1/(2πf)a ・・・(3)
0.95/(2πf)a≦b≦1.05/(2πf)a ・・・(4)
If the coupling between the high-frequency coil and the plasma is sufficiently improved as in the above calculation, it is considered that the inductance error of the high-frequency coil and the capacitance error of the resonance capacitor can be sufficiently large. This error is considered acceptable. Therefore, if the error of 10% is equally distributed to the errors of the high frequency coil 16 and the resonance capacitor 20, it is considered that the error of the resonance capacitor can be tolerated by 10%. Therefore, the capacitance b of the resonant capacitor 20 can be set in the range of the following formula (3), and more preferably in the range of the following formula (4).
0.9 / (2πf) 2 a ≦ b ≦ 1.1 / (2πf) 2 a (3)
0.95 / (2πf) 2 a ≦ b ≦ 1.05 / (2πf) 2 a (4)

上記式(2)及び(4)に具体例を入れて説明する。例えば、f=13.56MHz、a=1μHとすると、下記に示すように、共振コンデンサの容量は131.1pF以上144.9pF以下の範囲とすることが好ましく、より好ましい共振コンデンサの容量は138pFであり、このような共振コンデンサの入手は容易である。
b=1/(6.28×13.56×E6)×1×E−6
=1.38×10−10(farad)
=138pF
b(下限値)=138×0.95
=131.1pF
b(上限値)=138×1.05
=144.9pF
A description will be given with specific examples in the above formulas (2) and (4). For example, when f = 13.56 MHz and a = 1 μH, as shown below, it is preferable that the capacitance of the resonant capacitor be in the range of 131.1 pF to 144.9 pF, and the more preferable resonant capacitor is 138 pF. Yes, it is easy to obtain such a resonant capacitor.
b = 1 / (6.28 × 13.56 × E6) 2 × 1 × E-6
= 1.38 × 10 −10 (farad)
= 138pF
b (lower limit value) = 138 × 0.95
= 131.1pF
b (upper limit value) = 138 × 1.05
= 144.9 pF

上述したような構成のプラズマ処理装置においては、例えば、処理ガスとしてエッチングガスを減圧した真空容器10内に供給し、ICP電極16に高周波電流を流すことにより、エッチングガスによるプラズマを半導体ウエハ13の上方に発生させながら、半導体ウエハに高周波電流を流して該半導体ウエハにバイアスを印加することにより、前記高密度のプラズマによって生成されたイオン、ラジカル等によりウエハのエッチングが行われる。   In the plasma processing apparatus having the above-described configuration, for example, an etching gas is supplied as a processing gas into the vacuum vessel 10, and a high-frequency current is supplied to the ICP electrode 16, so that the plasma generated by the etching gas is supplied to the semiconductor wafer 13. While being generated upward, a high frequency current is applied to the semiconductor wafer to apply a bias to the semiconductor wafer, whereby the wafer is etched by ions, radicals, and the like generated by the high-density plasma.

また、上記プラズマ処理装置をプラズマCVD(chemical vapor deposition)装置として使用する場合は、例えば処理ガスとして有機金属を含む原料ガスを用い、この原料ガスを減圧した真空容器10内に供給し、高周波コイル16に高周波電流を流すことにより半導体ウエハの上方に高密度のプラズマを安定的に発生させながら、半導体ウエハに高周波電流を流して該半導体ウエハにバイアスを印加することにより、前記高密度のプラズマによりCVD法による成膜が行われる。   When the plasma processing apparatus is used as a plasma CVD (chemical vapor deposition) apparatus, for example, a raw material gas containing an organic metal is used as a processing gas, and the raw material gas is supplied into a vacuum vessel 10 having a reduced pressure, and a high-frequency coil is supplied. The high-density current is applied to the semiconductor wafer by applying a high-frequency current to the semiconductor wafer while stably generating a high-density plasma above the semiconductor wafer by applying a high-frequency current to the semiconductor wafer. Film formation by the CVD method is performed.

有機金属を含む原料ガスを用いた場合、従来のプラズマCVD装置では、有機金属を分解することが容易でないため、成膜速度が低くなるのが通常であった。これに対し、本実施の形態によるプラズマCVD装置では、高密度の誘導結合プラズマを発生させることができるため、有機金属を容易に分解することができ、その結果、成膜速度を高くすることができる。   In the case of using a source gas containing an organic metal, the conventional plasma CVD apparatus usually has a low film formation rate because it is not easy to decompose the organic metal. In contrast, the plasma CVD apparatus according to this embodiment can generate high-density inductively coupled plasma, so that the organic metal can be easily decomposed, and as a result, the film formation rate can be increased. it can.

上記実施の形態1によれば、ICP電源18の周波数をfとし、高周波コイルのインダクタンスをaとした場合、共振コンデンサの容量bを、1/(2πf)aとするか、又は0.9/(2πf)a≦b≦1.1/(2πf)aの範囲とする。これにより、高周波電流を高周波コイル16に供給した際に共振を起こさせることができ、それによって高周波電流値が最大に近くなり、高密度の誘導結合プラズマを安定的に発生させることができる。従って、被処理体である半導体ウエハに均一なプラズマ処理を行うことができる。 According to the first embodiment, when the frequency of the ICP power supply 18 is f and the inductance of the high frequency coil is a, the capacitance b of the resonance capacitor is 1 / (2πf) 2 a or 0.9 / (2πf) 2 a ≦ b ≦ 1.1 / (2πf) 2 a. Thereby, resonance can be caused when a high-frequency current is supplied to the high-frequency coil 16, whereby the high-frequency current value becomes close to the maximum, and high-density inductively coupled plasma can be stably generated. Therefore, uniform plasma processing can be performed on the semiconductor wafer as the object to be processed.

また、本実施の形態では、高周波コイルを1ターンコイルとしているため、プラズマ処理装置の大きさを小さくすることができ、省スペース化を実現することができる。また、1ターンコイルを用いることにより、複数回巻いたコイルを用いた場合に比べてプラズマのコントロールが容易になる。
また、本実施の形態のICP回路は、従来のプラズマ処理装置で用いたバラン回路に比べて回路調整が容易である。
In the present embodiment, since the high-frequency coil is a one-turn coil, the size of the plasma processing apparatus can be reduced, and space saving can be realized. In addition, the use of a one-turn coil makes it easier to control the plasma as compared to the case of using a coil wound a plurality of times.
Further, the ICP circuit of the present embodiment is easier to adjust than the balun circuit used in the conventional plasma processing apparatus.

また、本実施の形態では、被処理体である半導体ウエハに高周波電流を流して該半導体ウエハにバイアスを印加するため、例えばプラズマCVD法によって成膜された膜の質を良くすることができる。即ち、成膜された膜が緻密なものとなり、膜質を向上させることができる。   In the present embodiment, since a high frequency current is applied to a semiconductor wafer as an object to be processed and a bias is applied to the semiconductor wafer, the quality of a film formed by, for example, a plasma CVD method can be improved. That is, the formed film becomes dense and the film quality can be improved.

また、本実施の形態では、高周波コイル16をセラミックスで形成された鞘19で覆うことにより、高周波コイルが処理ガスに直接晒されることを防止している。その結果、真空容器内に発生されるプラズマに高周波コイルが晒されることを防止できる。従って、高周波コイルがプラズマにより生成された粒子によりスパッターされるのを防止することができる。これにより、より均一で不純物の混入の無い処理を被処理体である半導体ウエハに対して行うことができる。また、高周波コイルの寿命も長くなる。   In the present embodiment, the high frequency coil 16 is covered with a sheath 19 made of ceramics to prevent the high frequency coil from being directly exposed to the processing gas. As a result, it is possible to prevent the high frequency coil from being exposed to the plasma generated in the vacuum vessel. Therefore, it is possible to prevent the high frequency coil from being sputtered by particles generated by plasma. As a result, a more uniform process free of impurities can be performed on the semiconductor wafer as the object to be processed. In addition, the life of the high frequency coil is extended.

次に、図1に示すプラズマ処理装置をプラズマCVD装置として使用することにより、基板上にDLC(diamond like carbon)膜を成膜し、そのDLC膜の硬さを測定する実験を行った。以下、成膜条件及び測定結果などについて説明する。   Next, by using the plasma processing apparatus shown in FIG. 1 as a plasma CVD apparatus, an experiment was performed in which a DLC (diamond like carbon) film was formed on a substrate and the hardness of the DLC film was measured. Hereinafter, film forming conditions and measurement results will be described.

SUS304の基板をサセプタ14に保持し、基板の温度を150℃に加熱し、原料ガスとしてトルエン(CCH)を処理室内に導入し、高周波電源22のRF出力を200Wとし、13.56MHzのICP電源18の出力を300Wとして基板上にプラズマを発生させることにより、プラズマCVD法により基板上にDLC膜を成膜した。成膜時間は60分とした。尚、共振コンデンサの容量は138pFとした。このような成膜条件で成膜されたDLC膜の硬さを、ヌープ微小硬度計を用い荷重10gfにて測定した。その測定結果は、1700HKであった。 The substrate of SUS304 is held on the susceptor 14, the temperature of the substrate is heated to 150 ° C., toluene (C 6 H 5 CH 3 ) is introduced as a source gas into the processing chamber, the RF output of the high frequency power supply 22 is set to 200 W, 13 A plasma was generated on the substrate by setting the output of the .56 MHz ICP power supply 18 to 300 W, and a DLC film was formed on the substrate by plasma CVD. The film formation time was 60 minutes. The capacity of the resonance capacitor was 138 pF. The hardness of the DLC film formed under such film forming conditions was measured using a Knoop micro hardness tester with a load of 10 gf. The measurement result was 1700HK.

また、ICP電源18の出力を0Wとした以外は上記の成膜条件と同様の条件で、基板上にDLC膜を成膜した。このDLC膜の硬さを、上記と同様の方法で測定した。その測定結果は、1240HKであった。   Further, a DLC film was formed on the substrate under the same conditions as those described above except that the output of the ICP power supply 18 was set to 0 W. The hardness of this DLC film was measured by the same method as described above. The measurement result was 1240HK.

上記の実験では、基板へのRFバイアスを200Wと一定にし、ICP出力を0Wとした場合と300Wとした場合とにより、成膜されるDLC膜の硬さの変化を調べた。ICP出力を300Wとした方が0Wの場合に比べて硬いDLC膜を成膜できることが確認された。DLC膜は、その硬さが硬い方が緻密な膜構造となっていると考えられる。従って、ICP電極にICP出力を印加することにより、膜質を向上させることができるといえる。   In the above experiment, the change in hardness of the formed DLC film was examined depending on whether the RF bias to the substrate was fixed at 200 W and the ICP output was set to 0 W or 300 W. It was confirmed that a hard DLC film can be formed when the ICP output is 300 W compared to 0 W. It is considered that the DLC film has a dense film structure when the hardness is higher. Therefore, it can be said that the film quality can be improved by applying the ICP output to the ICP electrode.

(実施の形態2)
図4は、本発明の実施の形態2によるプラズマ処理装置の要部を示す断面図であり、図2と同様に図1に示すプラズマ処理装置を2−2線方向から見た断面図である。図4において、図2と同一部分には同一符号を付し、実施の形態1と異なる部分についてのみ説明する。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the main part of the plasma processing apparatus according to the second embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view of the plasma processing apparatus shown in FIG. . 4, the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and only the parts different from the first embodiment will be described.

本実施の形態は、実施の形態1によるプラズマ処理装置の共振コンデンサに代えて、可変コンデンサ20aを取り付け、高周波コイル16を流れる高周波電流を測定する電流計23を追加した構成となっている。   In the present embodiment, instead of the resonant capacitor of the plasma processing apparatus according to the first embodiment, a variable capacitor 20a is attached and an ammeter 23 for measuring the high-frequency current flowing through the high-frequency coil 16 is added.

詳細には、高周波コイル16の他端には可変コンデンサ20aが接続されており、この可変コンデンサ20aには電流計23が接続されており、この電流計23は接地電位に接続されている。電流計23で測定された高周波コイル16に流れる高周波電流の値は可変コンデンサ20aにフィードバックされるようになっており、図示せぬ制御部によって可変コンデンサ20aは次のように制御される。   Specifically, a variable capacitor 20a is connected to the other end of the high-frequency coil 16, and an ammeter 23 is connected to the variable capacitor 20a. The ammeter 23 is connected to the ground potential. The value of the high-frequency current flowing through the high-frequency coil 16 measured by the ammeter 23 is fed back to the variable capacitor 20a, and the variable capacitor 20a is controlled as follows by a control unit (not shown).

プラズマ処理装置において、真空容器内に処理ガスを導入し、高周波コイルに高周波電流を供給し、共振条件又は共振条件の許容動作範囲内でガスの誘導結合プラズマを発生させてプラズマ処理を行っていると、真空容器内の圧力や処理ガスの種類などの処理条件によっては、高周波コイルとその周囲の雰囲気との結合状態が密になり、高周波コイルの周囲のガスなどのインダクタンスを含む高周波コイルの等価インダクタンスが変動することがある。この場合、共振条件も変動してしまう。そこで、処理中の高周波コイル16に流れる電流値を電流計23によって測定し、この測定した電流値から共振条件のずれを検出し、その検出結果を可変コンデンサ20aにフィードバックして共振条件に近づけるように可変コンデンサ20aの容量を調整する。これにより、共振条件又は共振条件の許容動作範囲内から外れることを防止し、より安定的に高密度なプラズマ処理を行うことができる。   In a plasma processing apparatus, a processing gas is introduced into a vacuum vessel, a high-frequency current is supplied to a high-frequency coil, and plasma processing is performed by generating inductively coupled plasma of the gas within a resonance condition or an allowable operating range of the resonance condition. Depending on the processing conditions such as the pressure in the vacuum vessel and the type of processing gas, the coupling state between the high-frequency coil and the surrounding atmosphere becomes dense, and the equivalent of the high-frequency coil including inductance such as gas around the high-frequency coil Inductance may vary. In this case, the resonance condition also varies. Therefore, the current value flowing through the high-frequency coil 16 being processed is measured by the ammeter 23, the deviation of the resonance condition is detected from the measured current value, and the detection result is fed back to the variable capacitor 20a so as to approach the resonance condition. The capacity of the variable capacitor 20a is adjusted. Accordingly, it is possible to prevent the resonance condition or the allowable operation range of the resonance condition from being deviated, and to perform the plasma treatment with higher density and stability.

(実施の形態3)
図5は、本発明の実施の形態3によるプラズマ処理装置の要部を示す断面図であり、図2と同様に図1に示すプラズマ処理装置を2−2線方向から見た断面図である。図5において、図2と同一部分には同一符号を付し、実施の形態1と異なる部分についてのみ説明する。
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the main part of the plasma processing apparatus according to Embodiment 3 of the present invention, and is a cross-sectional view of the plasma processing apparatus shown in FIG. . In FIG. 5, the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and only different parts from the first embodiment will be described.

高周波コイル16にはマッチングボックス17が並列に接続されている。また、高周波コイルには高周波電圧を印加するICP電源18が並列に接続されている。また、高周波コイルには共振コンデンサ20bが並列に接続されている。また、高周波コイルには電圧計24が並列に接続されている。前記共振コンデンサ20bは、ICP電源18から出力される高周波電圧の周波数及び高周波コイル16のインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量を有している。   A matching box 17 is connected in parallel to the high-frequency coil 16. Further, an ICP power source 18 for applying a high frequency voltage is connected in parallel to the high frequency coil. A resonance capacitor 20b is connected in parallel to the high frequency coil. A voltmeter 24 is connected in parallel to the high frequency coil. The resonant capacitor 20b has a capacity that satisfies the resonance condition or the allowable operating range of the resonance condition with respect to the frequency of the high-frequency voltage output from the ICP power supply 18 and the inductance of the high-frequency coil 16.

つまり、ICP電源18によって、例えば、周波数が13.56MHzの高周波電圧を、マッチングボックス17を介して高周波コイル16に供給すると、共振条件で高周波コイルに高周波電圧が流れるため、その高周波電圧が前記周波数の場合の最大電圧となる。このような最大高周波電圧が高周波コイル16に印加されることにより、高周波コイル16から大きな磁場を発生させ、この磁場によって高周波コイルの内側に大きな電界を発生させる。その結果、真空容器10内の半導体ウエハ13の上方に位置する高周波コイルの内側及びその近傍に処理ガスの誘導結合プラズマを極めて高密度で発生させることができる。   That is, for example, when a high frequency voltage having a frequency of 13.56 MHz is supplied to the high frequency coil 16 via the matching box 17 by the ICP power source 18, the high frequency voltage flows through the high frequency coil under a resonance condition. In this case, the maximum voltage is obtained. When such a maximum high frequency voltage is applied to the high frequency coil 16, a large magnetic field is generated from the high frequency coil 16, and a large electric field is generated inside the high frequency coil by this magnetic field. As a result, inductively coupled plasma of the processing gas can be generated at a very high density inside and in the vicinity of the high frequency coil located above the semiconductor wafer 13 in the vacuum vessel 10.

(実施の形態4)
本実施の形態においては実施の形態3と異なる部分についてのみ説明する。
本実施の形態は、実施の形態3によるプラズマ処理装置の共振コンデンサ20bに代えて、可変コンデンサを取り付けた構成となっている。さらに、電圧計24で測定された高周波コイル16に印加される高周波電圧の値は可変コンデンサにフィードバックされるようになっており、図示せぬ制御部によって可変コンデンサは次のように制御される。
(Embodiment 4)
In the present embodiment, only parts different from the third embodiment will be described.
In this embodiment, a variable capacitor is attached instead of the resonance capacitor 20b of the plasma processing apparatus according to the third embodiment. Furthermore, the value of the high frequency voltage applied to the high frequency coil 16 measured by the voltmeter 24 is fed back to the variable capacitor, and the variable capacitor is controlled as follows by a control unit (not shown).

プラズマ処理装置において、真空容器内に処理ガスを導入し、高周波コイルに高周波電圧を供給し、共振条件又は共振条件の許容動作範囲内でガスの誘導結合プラズマを発生させてプラズマ処理を行っていると、真空容器内の圧力や処理ガスの種類などの処理条件によっては、高周波コイルとその周囲の雰囲気との結合状態が密になり、高周波コイルの周囲のガスなどのインダクタンスを含む高周波コイルの等価インダクタンスが変動することがある。この場合、共振条件も変動してしまう。そこで、処理中の高周波コイル16に印加される電圧値を電圧計24によって測定し、この測定した電圧値から共振条件のずれを検出し、その検出結果を可変コンデンサにフィードバックして共振条件に近づけるように可変コンデンサの容量を調整する。これにより、共振条件又は共振条件の許容動作範囲内から外れることを防止し、より安定的に高密度なプラズマ処理を行うことができる。   In a plasma processing apparatus, a processing gas is introduced into a vacuum vessel, a high-frequency voltage is supplied to a high-frequency coil, and plasma treatment is performed by generating inductively coupled plasma of the gas within a resonance condition or an allowable operating range of the resonance condition. Depending on the processing conditions such as the pressure in the vacuum vessel and the type of processing gas, the coupling state between the high-frequency coil and the surrounding atmosphere becomes dense, and the equivalent of the high-frequency coil including inductance such as gas around the high-frequency coil Inductance may vary. In this case, the resonance condition also varies. Therefore, the voltage value applied to the high-frequency coil 16 being processed is measured by the voltmeter 24, the deviation of the resonance condition is detected from the measured voltage value, and the detection result is fed back to the variable capacitor to approximate the resonance condition. Adjust the capacitance of the variable capacitor so that Accordingly, it is possible to prevent the resonance condition or the allowable operation range of the resonance condition from being deviated, and to perform the plasma treatment with higher density and stability.

尚、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、プラズマ処理装置として、エッチング装置及びプラズマCVD装置を例として説明しているが、他の装置、例えば、他の成膜装置、コーティングもしくはアッシングのための装置として本発明を適用することも可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the etching apparatus and the plasma CVD apparatus are described as examples of the plasma processing apparatus. However, the present invention is described as another apparatus, for example, another film forming apparatus or an apparatus for coating or ashing. It is also possible to apply.

本発明の実施の形態によるプラズマ処理装置を概略的に示す構成図である。It is a block diagram which shows schematically the plasma processing apparatus by embodiment of this invention. 図1に示すプラズマ処理装置を2−2線方向から見た断面図である。It is sectional drawing which looked at the plasma processing apparatus shown in FIG. 1 from the 2-2 line direction. 図2に示す3−3線に沿った断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 shown in FIG. 本発明の実施の形態2によるプラズマ処理装置の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the plasma processing apparatus by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3によるプラズマ処理装置の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the plasma processing apparatus by Embodiment 3 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…真空容器
11…ガス供給ポート
12…
13…半導体ウエハ
14…サセプタ
15…排気ポート
16…高周波コイル(ICP電極)
17,21…マッチングボックス
18…ICP電源
19…鞘
20,20b…共振コンデンサ
20a…可変コンデンサ
22…高周波電源(RF)
23…電流計
24…電圧計
10 ... Vacuum container 11 ... Gas supply port 12 ...
13 ... Semiconductor wafer 14 ... Susceptor 15 ... Exhaust port 16 ... High frequency coil (ICP electrode)
17, 21 ... Matching box 18 ... ICP power supply 19 ... Sheath 20, 20b ... Resonance capacitor 20a ... Variable capacitor 22 ... High frequency power supply (RF)
23 ... Ammeter 24 ... Voltmeter

Claims (17)

共振条件又は共振条件の許容動作範囲で回路動作を行うICP回路であって、
高周波電流が供給されるコイルと、
前記コイルの一端に接続され、前記高周波電流が出力される高周波電源と、
前記コイルの他端に接続され、前記高周波電流の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量を有する共振コンデンサと、
を具備することを特徴とするICP回路。
An ICP circuit that performs a circuit operation within a resonance condition or an allowable operation range of the resonance condition,
A coil to which a high-frequency current is supplied;
A high frequency power source connected to one end of the coil and outputting the high frequency current;
A resonance capacitor connected to the other end of the coil and having a capacity that satisfies a resonance condition or an allowable operation range of the resonance condition with respect to a frequency of the high-frequency current and an inductance of the coil;
An ICP circuit comprising:
共振条件又は共振条件の許容動作範囲で回路動作を行うICP回路であって、
高周波電圧が供給されるコイルと、
前記コイルに並列に接続され、前記高周波電圧が出力される高周波電源と、
前記コイルに並列に接続され、前記高周波電圧の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量を有する共振コンデンサと、
を具備することを特徴とするICP回路。
An ICP circuit that performs a circuit operation within a resonance condition or an allowable operation range of the resonance condition,
A coil to which a high-frequency voltage is supplied;
A high-frequency power source connected in parallel to the coil and outputting the high-frequency voltage;
A resonance capacitor connected in parallel to the coil and having a capacity that satisfies a resonance condition or an allowable operating range of the resonance condition with respect to the frequency of the high-frequency voltage and the inductance of the coil;
An ICP circuit comprising:
共振条件又は共振条件の許容動作範囲で誘導結合プラズマを発生させて被処理体を処理するプラズマ処理装置であって、
処理室と、
前記処理室内に配置され、被処理体が保持される保持機構と、
前記処理室内にガスを導入するガス導入機構と、
前記処理室内に配置され、高周波電流が供給されるコイルと、
前記コイルの一端に接続され、前記高周波電流が出力される高周波電源と、
前記コイルの他端に接続され、前記高周波電流の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量を有する共振コンデンサと、
を具備することを特徴とするプラズマ処理装置。
A plasma processing apparatus for processing an object to be processed by generating inductively coupled plasma in a resonance condition or an allowable operation range of a resonance condition,
A processing chamber;
A holding mechanism that is disposed in the processing chamber and holds an object to be processed;
A gas introduction mechanism for introducing gas into the processing chamber;
A coil disposed in the processing chamber and supplied with a high-frequency current;
A high frequency power source connected to one end of the coil and outputting the high frequency current;
A resonance capacitor connected to the other end of the coil and having a capacity that satisfies a resonance condition or an allowable operation range of the resonance condition with respect to a frequency of the high-frequency current and an inductance of the coil;
A plasma processing apparatus comprising:
請求項3において、前記共振条件の許容動作範囲は、前記高周波電流の周波数をf(単位:Hz)とし、前記コイルのインダクタンスをa(単位:H)とし、前記共振コンデンサの容量をb(単位:F)とした場合、下記式を満たす範囲であることを特徴とするプラズマ処理装置。
0.9/(2πf)a≦b≦1.1/(2πf)
4. The allowable operating range of the resonance condition according to claim 3, wherein the frequency of the high-frequency current is f (unit: Hz), the inductance of the coil is a (unit: H), and the capacitance of the resonance capacitor is b (unit). : F), the plasma processing apparatus is in a range satisfying the following formula:
0.9 / (2πf) 2 a ≦ b ≦ 1.1 / (2πf) 2 a
共振条件又は共振条件の許容動作範囲で誘導結合プラズマを発生させて被処理体を処理するプラズマ処理装置であって、
処理室と、
前記処理室内に配置され、被処理体が保持される保持機構と、
前記処理室内にガスを導入するガス導入機構と、
前記処理室内に配置され、高周波電圧が供給されるコイルと、
前記コイルに並列に接続され、前記高周波電圧が出力される高周波電源と、
前記コイルに並列に接続され、前記高周波電圧の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量を有する共振コンデンサと、
を具備することを特徴とするプラズマ処理装置。
A plasma processing apparatus for processing an object to be processed by generating inductively coupled plasma in a resonance condition or an allowable operation range of a resonance condition,
A processing chamber;
A holding mechanism that is disposed in the processing chamber and holds an object to be processed;
A gas introduction mechanism for introducing gas into the processing chamber;
A coil disposed in the processing chamber and supplied with a high-frequency voltage;
A high-frequency power source connected in parallel to the coil and outputting the high-frequency voltage;
A resonance capacitor connected in parallel to the coil and having a capacity that satisfies a resonance condition or an allowable operating range of the resonance condition with respect to the frequency of the high-frequency voltage and the inductance of the coil;
A plasma processing apparatus comprising:
共振条件又は共振条件の許容動作範囲で誘導結合プラズマを発生させて被処理体を処理するプラズマ処理装置であって、
処理室と、
前記処理室内に配置され、被処理体が保持される保持機構と、
前記処理室内にガスを導入するガス導入機構と、
前記処理室内に配置され、高周波電流が供給されるコイルと、
前記コイルの一端に接続され、前記高周波電流が出力される高周波電源と、
前記コイルの他端に接続された可変コンデンサと、
前記コイルに流れる高周波電流を測定する電流計と、
を具備し、
処理中に、前記電流計によって前記コイルに流れている高周波電流を測定し、この測定結果から前記高周波電流の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量となるように前記可変コンデンサを調整することを特徴とするプラズマ処理装置。
A plasma processing apparatus for processing an object to be processed by generating inductively coupled plasma in a resonance condition or an allowable operating range of a resonance condition,
A processing chamber;
A holding mechanism that is disposed in the processing chamber and holds an object to be processed;
A gas introduction mechanism for introducing gas into the processing chamber;
A coil disposed in the processing chamber and supplied with a high-frequency current;
A high frequency power source connected to one end of the coil and outputting the high frequency current;
A variable capacitor connected to the other end of the coil;
An ammeter for measuring a high-frequency current flowing in the coil;
Comprising
During processing, the ammeter measures the high-frequency current flowing in the coil, and from this measurement result, the capacitance satisfies the resonance condition or the allowable operating range of the resonance condition for the frequency of the high-frequency current and the inductance of the coil. The plasma processing apparatus is characterized in that the variable capacitor is adjusted.
請求項6において、前記共振条件の許容動作範囲は、前記高周波電流の周波数をf(単位:Hz)とし、前記コイルのインダクタンスをa(単位:H)とし、前記可変コンデンサの容量をb(単位:F)とした場合、下記式を満たす範囲であることを特徴とするプラズマ処理装置。
0.9/(2πf)a≦b≦1.1/(2πf)
7. The allowable operation range of the resonance condition according to claim 6, wherein the frequency of the high-frequency current is f (unit: Hz), the inductance of the coil is a (unit: H), and the capacitance of the variable capacitor is b (unit). : F), the plasma processing apparatus is in a range satisfying the following formula:
0.9 / (2πf) 2 a ≦ b ≦ 1.1 / (2πf) 2 a
共振条件又は共振条件の許容動作範囲で誘導結合プラズマを発生させて被処理体を処理するプラズマ処理装置であって、
処理室と、
前記処理室内に配置され、被処理体が保持される保持機構と、
前記処理室内にガスを導入するガス導入機構と、
前記処理室内に配置され、高周波電圧が供給されるコイルと、
前記コイルに並列に接続され、前記高周波電圧が出力される高周波電源と、
前記コイルに並列に接続された可変コンデンサと、
前記コイルに印加される高周波電圧を測定する電圧計と、
を具備し、
処理中に、前記電圧計によって前記コイルに印加されている高周波電圧を測定し、この測定結果から前記高周波電圧の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量となるように前記可変コンデンサを調整することを特徴とするプラズマ処理装置。
A plasma processing apparatus for processing an object to be processed by generating inductively coupled plasma in a resonance condition or an allowable operating range of a resonance condition,
A processing chamber;
A holding mechanism that is disposed in the processing chamber and holds an object to be processed;
A gas introduction mechanism for introducing gas into the processing chamber;
A coil disposed in the processing chamber and supplied with a high-frequency voltage;
A high-frequency power source connected in parallel to the coil and outputting the high-frequency voltage;
A variable capacitor connected in parallel to the coil;
A voltmeter for measuring a high-frequency voltage applied to the coil;
Comprising
During processing, a high frequency voltage applied to the coil is measured by the voltmeter, and a capacitance satisfying a resonance condition or an allowable operating range of the resonance condition with respect to the frequency of the high frequency voltage and the inductance of the coil from the measurement result. The plasma processing apparatus is characterized in that the variable capacitor is adjusted so that
請求項3乃至8のいずれか一項において、前記コイルが1ターンコイルであることを特徴とするプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 3, wherein the coil is a one-turn coil. 請求項9において、前記1ターンコイルがセラミックス膜で覆われていることを特徴とするプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 9, wherein the one-turn coil is covered with a ceramic film. 請求項3乃至10のいずれか一項において、前記被処理体に高周波電流又は直流電流を供給する電源をさらに具備することを特徴とするプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 3, further comprising a power source that supplies a high-frequency current or a direct current to the object to be processed. 請求項3乃至11のいずれか一項において、前記ガスは有機金属を含むCVD用の原料ガスであることを特徴とするプラズマ処理装置。   12. The plasma processing apparatus according to claim 3, wherein the gas is a CVD source gas containing an organic metal. 被処理体を処理室内に保持し、
前記処理室内にガスを導入しながら、前記処理室内に配置されたICP回路のコイルに高周波電流を供給することにより、共振条件又は共振条件の許容動作範囲で前記ガスの誘導結合プラズマを発生させて前記被処理体をプラズマ処理する方法であって、
前記ICP回路は、
高周波電流が供給されるコイルと、
前記コイルの一端に接続され、前記高周波電流が出力される高周波電源と、
前記コイルの他端に接続され、前記高周波電流の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量を有する共振コンデンサと、を具備することを特徴とするプラズマ処理方法。
Hold the workpiece in the processing chamber,
While introducing a gas into the processing chamber, a high-frequency current is supplied to a coil of an ICP circuit disposed in the processing chamber, thereby generating inductively coupled plasma of the gas within a resonance condition or an allowable operating range of the resonance condition. A method of plasma processing the object to be processed,
The ICP circuit is:
A coil to which a high-frequency current is supplied;
A high frequency power source connected to one end of the coil and outputting the high frequency current;
And a resonance capacitor connected to the other end of the coil and having a capacity satisfying a resonance condition or an allowable operating range of the resonance condition with respect to a frequency of the high-frequency current and an inductance of the coil. Method.
請求項13において、前記共振条件の許容動作範囲は、前記高周波電流の周波数をf(単位:Hz)とし、前記コイルのインダクタンスをa(単位:H)とし、前記共振コンデンサの容量をb(単位:F)とした場合、下記式を満たす範囲であることを特徴とするプラズマ処理方法。
0.9/(2πf)a≦b≦1.1/(2πf)
14. The allowable operating range of the resonance condition according to claim 13, wherein the frequency of the high-frequency current is f (unit: Hz), the inductance of the coil is a (unit: H), and the capacitance of the resonance capacitor is b (unit). : F), a plasma processing method characterized by being in a range satisfying the following formula:
0.9 / (2πf) 2 a ≦ b ≦ 1.1 / (2πf) 2 a
被処理体を処理室内に保持し、
前記処理室内にガスを導入しながら、前記処理室内に配置されたICP回路のコイルに高周波電圧を供給することにより、共振条件又は共振条件の許容動作範囲で前記ガスの誘導結合プラズマを発生させて前記被処理体をプラズマ処理する方法であって、
前記ICP回路は、
高周波電圧が供給されるコイルと、
前記コイルに並列に接続され、前記高周波電圧が出力される高周波電源と、
前記コイルに並列に接続され、前記高周波電圧の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量を有する共振コンデンサと、を具備することを特徴とするプラズマ処理方法。
Hold the workpiece in the processing chamber,
While introducing a gas into the processing chamber, an inductively coupled plasma of the gas is generated within a resonance condition or an allowable operating range of the resonance condition by supplying a high frequency voltage to a coil of an ICP circuit disposed in the processing chamber. A method of plasma processing the object to be processed,
The ICP circuit is:
A coil to which a high-frequency voltage is supplied;
A high-frequency power source connected in parallel to the coil and outputting the high-frequency voltage;
And a resonance capacitor connected in parallel to the coil and having a capacity satisfying a resonance condition or an allowable operation range of the resonance condition with respect to the frequency of the high-frequency voltage and the inductance of the coil. .
被処理体を処理室内に保持し、
前記処理室内にガスを導入しながら、前記処理室内に配置されたICP回路のコイルに高周波電流を供給することにより、共振条件又は共振条件の許容動作範囲で前記ガスの誘導結合プラズマを発生させて前記被処理体をプラズマ処理する方法であって、
前記被処理体をプラズマ処理する際、前記コイルに流れている高周波電流を測定し、この測定結果から前記高周波電流の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量となるように前記ICP回路の可変コンデンサを調整するものであり、
前記ICP回路は、
高周波電流が供給されるコイルと、
前記コイルの一端に接続され、前記高周波電流が出力される高周波電源と、
前記コイルの他端に接続された可変コンデンサと、を具備することを特徴とするプラズマ処理方法。
Hold the workpiece in the processing chamber,
While introducing a gas into the processing chamber, a high-frequency current is supplied to a coil of an ICP circuit disposed in the processing chamber, thereby generating inductively coupled plasma of the gas within a resonance condition or an allowable operating range of the resonance condition. A method of plasma processing the object to be processed,
When plasma-treating the object to be processed, a high-frequency current flowing in the coil is measured, and based on the measurement result, a resonance condition or an allowable operating range of the resonance condition is satisfied with respect to the frequency of the high-frequency current and the inductance of the coil. The variable capacitor of the ICP circuit is adjusted so as to have a capacity,
The ICP circuit is:
A coil to which a high-frequency current is supplied;
A high frequency power source connected to one end of the coil and outputting the high frequency current;
A plasma processing method comprising: a variable capacitor connected to the other end of the coil.
被処理体を処理室内に保持し、
前記処理室内にガスを導入しながら、前記処理室内に配置されたICP回路のコイルに高周波電圧を供給することにより、共振条件又は共振条件の許容動作範囲で前記ガスの誘導結合プラズマを発生させて前記被処理体をプラズマ処理する方法であって、
前記被処理体をプラズマ処理する際、前記コイルに印加されている高周波電圧を測定し、この測定結果から前記高周波電圧の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量となるように前記ICP回路の可変コンデンサを調整するものであり、
前記ICP回路は、
高周波電流が供給されるコイルと、
前記コイルに並列に接続され、前記高周波電圧が出力される高周波電源と、
前記コイルに並列に接続された可変コンデンサと、を具備することを特徴とするプラズマ処理方法。
Hold the workpiece in the processing chamber,
While introducing a gas into the processing chamber, an inductively coupled plasma of the gas is generated within a resonance condition or an allowable operating range of the resonance condition by supplying a high frequency voltage to a coil of an ICP circuit disposed in the processing chamber. A method of plasma processing the object to be processed,
When the object to be processed is subjected to plasma treatment, a high frequency voltage applied to the coil is measured, and from this measurement result, a resonance condition or an allowable operation range of the resonance condition is determined for the frequency of the high frequency voltage and the inductance of the coil. The variable capacitor of the ICP circuit is adjusted so as to satisfy the capacity,
The ICP circuit is:
A coil to which a high-frequency current is supplied;
A high-frequency power source connected in parallel to the coil and outputting the high-frequency voltage;
A plasma processing method comprising: a variable capacitor connected in parallel to the coil.
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