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JP2018163771A - Plasma processing apparatus - Google Patents

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JP2018163771A JP2017059745A JP2017059745A JP2018163771A JP 2018163771 A JP2018163771 A JP 2018163771A JP 2017059745 A JP2017059745 A JP 2017059745A JP 2017059745 A JP2017059745 A JP 2017059745A JP 2018163771 A JP2018163771 A JP 2018163771A
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博行 原田
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Abstract

【課題】リング磁石を回転させるためのアクチュエータを不要としたプラズマ処理装置を開示する。【解決手段】プラズマ処理装置10は、ワーク90が載置される下部電極3と、下部電極3の上部に配置されている上部電極4と、下部電極3と上部電極4の間に位置する空間を囲む筒状磁石6と、筒状磁石6に囲まれた領域を底面とする仮想的な錐状体であって、筒状磁石の外側に突出する錐状体の頂点に配置されているブロック磁石7を備えている。筒状磁石6の内周面の磁極と、ブロック磁石7の筒状磁石6側の端面の磁極は、反対磁極である。【選択図】図1A plasma processing apparatus that does not require an actuator for rotating a ring magnet is disclosed. A plasma processing apparatus (10) includes a lower electrode (3) on which a work (90) is placed, an upper electrode (4) arranged above the lower electrode (3), and a space located between the lower electrode (3) and the upper electrode (4). A cylindrical magnet 6 that surrounds the cylindrical magnet 6, and a block that is a virtual cone having a bottom surface in a region surrounded by the cylinder magnet 6 and that is arranged at the apex of the cone protruding outside the cylindrical magnet. It has a magnet 7. The magnetic pole on the inner peripheral surface of the tubular magnet 6 and the magnetic pole on the end surface of the block magnet 7 on the tubular magnet 6 side are opposite magnetic poles. [Selection diagram] Figure 1

Description

本明細書が開示する技術は、ワークをプラズマ処理するプラズマ処理装置に関する。   The technology disclosed in this specification relates to a plasma processing apparatus for plasma processing a workpiece.

プラズマ処理装置は、チャンバ内にセットされたワーク(例えば、半導体基板)をプラズマに曝すことで、ワークを表面処理する。プラズマ処理装置には、ワークの表面をエッチングするプラズマエッチング装置や、ワークの表面にCVD(chemical vapor deposition)によって薄膜を成長させるプラズマCVD装置等が含まれる。   A plasma processing apparatus exposes a workpiece (for example, a semiconductor substrate) set in a chamber to plasma, thereby surface-treating the workpiece. The plasma processing apparatus includes a plasma etching apparatus that etches the surface of a workpiece, a plasma CVD apparatus that grows a thin film on the surface of the workpiece by CVD (chemical vapor deposition), and the like.

プラズマ処理装置について説明する前に、プラズマのドリフト運動について説明する。一般に、電場Eと磁場Bが存在する空間内のプラズマは、電場Eと磁場Bの外積方向(以下、「E×B方向」と記載)の力を受ける。一般に、このE×B方向の力による運動を「ドリフト運動」と呼ぶ。   Before describing the plasma processing apparatus, the plasma drift motion will be described. In general, the plasma in the space where the electric field E and the magnetic field B exist receives a force in the outer product direction of the electric field E and the magnetic field B (hereinafter referred to as “E × B direction”). In general, the movement by the force in the E × B direction is called “drift movement”.

例えば、特許文献1のプラズマ処理装置は、プラズマをドリフト運動によって旋回させる。当該文献のプラズマ処理装置は、ワークが載置される下部電極と、下部電極の上部に配置されている上部電極を備える。下部電極と上部電極の間に電圧を印加することによって下部電極と上部電極の間に電場Eが発生する。また、プラズマ処理装置は、さらに、下部電極と上部電極の間の空間を囲むダイポールリング磁石を備える。ダイポールリング磁石は、複数のセグメント磁石を環状に配置することにより作られている。複数のセグメント磁石により、ダイポールリング磁石の内側の空間に、ダイポールリング磁石の中心軸に直交する(従って下部電極の上面と上部電極の下面に平行な)磁場Bが発生する。下部電極と上部電極の間に存在するプラズマは、電場Eと磁場Bの双方に直交するE×B方向(下部電極の上面と上部電極の下面に平行な面内にある)の力を受ける。   For example, the plasma processing apparatus of Patent Document 1 rotates plasma by drift motion. The plasma processing apparatus of the document includes a lower electrode on which a work is placed and an upper electrode disposed on the lower electrode. By applying a voltage between the lower electrode and the upper electrode, an electric field E is generated between the lower electrode and the upper electrode. The plasma processing apparatus further includes a dipole ring magnet that surrounds the space between the lower electrode and the upper electrode. The dipole ring magnet is made by arranging a plurality of segment magnets in an annular shape. A magnetic field B perpendicular to the central axis of the dipole ring magnet (and thus parallel to the upper surface of the lower electrode and the lower surface of the upper electrode) is generated in the space inside the dipole ring magnet by the plurality of segment magnets. The plasma existing between the lower electrode and the upper electrode receives a force in an E × B direction (in a plane parallel to the upper surface of the lower electrode and the lower surface of the upper electrode) orthogonal to both the electric field E and the magnetic field B.

プラズマ処理装置は、さらに、ダイポールリング磁石をその中心軸の周りに回転させるためのアクチュエータを備える。ダイポールリング磁石が回転することにより、E×B方向もダイポールリング磁石の中心軸の周りに回転する。これにより、プラズマは、ダイポールリング磁石の中心軸周りに旋回し、下部電極と上部電極の間の空間内に留まり、下部電極と上部電極の間に存在するプラズマの密度が高められる。   The plasma processing apparatus further includes an actuator for rotating the dipole ring magnet around its central axis. As the dipole ring magnet rotates, the E × B direction also rotates around the central axis of the dipole ring magnet. Thereby, the plasma swirls around the central axis of the dipole ring magnet, stays in the space between the lower electrode and the upper electrode, and the density of the plasma existing between the lower electrode and the upper electrode is increased.

特開2010−238819号公報JP 2010-238819 A

特許文献1の技術では、プラズマを旋回させるために、ダイポールリング磁石を回転させるためのアクチュエータを必要とする。本明細書では、磁石を回転させるためのアクチュエータを不要としたプラズマ処理装置を開示する。   The technique of Patent Document 1 requires an actuator for rotating a dipole ring magnet in order to rotate plasma. The present specification discloses a plasma processing apparatus that does not require an actuator for rotating a magnet.

本明細書が開示するプラズマ処理装置は、ワークが載置される下部電極と、下部電極の上部に配置されている上部電極と、下部電極と上部電極の間に位置する空間を囲む筒状磁石と、ブロック磁石を備えている。筒状磁石に注目すると、筒状磁石が底面を画定する錐状体であって、頂点が筒状磁石の外側に突出する錐状体を仮想的に描くことができる。ブロック磁石は、その頂点の位置に配置されている。筒状磁石の内周面の磁極と、ブロック磁石の筒状磁石側端面の磁極は、反対磁極とする。すなわち、前者がN極であれば後者をS極とし、前者がS極であれば後者をN極とする。
筒状磁石は、円筒形状でもよく、楕円筒形状でもよく、四角形等の多角形筒形状でもよい。仮想する錐状体は、直錐でもよいし、斜錐でもよい。また、ブロック磁石は、筒状磁石の上部に配置されていてもよく、筒状磁石の下部に配置されていてもよい。
A plasma processing apparatus disclosed in this specification includes a lower electrode on which a workpiece is placed, an upper electrode disposed on the upper part of the lower electrode, and a cylindrical magnet that surrounds a space located between the lower electrode and the upper electrode. And a block magnet. When attention is paid to the cylindrical magnet, the cylindrical magnet is a conical body that defines the bottom surface, and a conical body whose apex projects outside the cylindrical magnet can be virtually drawn. The block magnet is arranged at the apex position. The magnetic pole on the inner peripheral surface of the cylindrical magnet and the magnetic pole on the cylindrical magnet side end surface of the block magnet are opposite magnetic poles. That is, if the former is N pole, the latter is S pole, and if the former is S pole, the latter is N pole.
The cylindrical magnet may have a cylindrical shape, an elliptical cylindrical shape, or a polygonal cylindrical shape such as a quadrangle. The virtual cone may be a straight cone or an oblique cone. Moreover, the block magnet may be arrange | positioned at the upper part of the cylindrical magnet, and may be arrange | positioned at the lower part of the cylindrical magnet.

この構成によれば、主に錐状体の内側に筒状磁石とブロック磁石を結ぶ磁場が得られ、仮想的な錐状体の側面に沿って伸びる磁場Bが発生する。この磁場Bは、下部電極と上部電極の間に発生する電場Eと交差する。例えば、筒状磁石の円筒形状である場合、電場Eと直交する平面内において、E×B方向は、筒状磁石の中心軸を中心とする円の全周に亘って接線方向と一致する。これにより、プラズマは、電場Eと直交する平面内において筒状磁石の中心軸の周りに旋回する。また、筒状磁石が四角形筒形状である場合にも、E×B方向は、筒状磁石の中心軸の周りを一巡する。これにより、プラズマは、電場Eと直交する平面に沿って、筒状磁石の中心軸の周りを回る。即ち、筒状磁石とブロック磁石の配置の工夫により、筒状磁石を回転させるためのアクチュエータを不要とすることができる。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。   According to this configuration, a magnetic field connecting the cylindrical magnet and the block magnet is mainly obtained inside the cone, and a magnetic field B extending along the side surface of the virtual cone is generated. This magnetic field B intersects with the electric field E generated between the lower electrode and the upper electrode. For example, in the case of a cylindrical shape of a cylindrical magnet, in the plane orthogonal to the electric field E, the E × B direction coincides with the tangential direction over the entire circumference of a circle centering on the central axis of the cylindrical magnet. Thereby, the plasma swirls around the central axis of the cylindrical magnet in a plane orthogonal to the electric field E. Also, when the cylindrical magnet has a rectangular cylindrical shape, the E × B direction makes a round around the central axis of the cylindrical magnet. Thereby, the plasma rotates around the central axis of the cylindrical magnet along a plane orthogonal to the electric field E. That is, the actuator for rotating a cylindrical magnet can be made unnecessary by devising arrangement | positioning of a cylindrical magnet and a block magnet. Details and further improvements of the technology disclosed in this specification will be described in the following “DETAILED DESCRIPTION”.

実施例のプラズマ処理装置の断面図である。It is sectional drawing of the plasma processing apparatus of an Example. 筒状磁石とブロック磁石の斜視図である。It is a perspective view of a cylindrical magnet and a block magnet. 筒状磁石の上面図である。It is a top view of a cylindrical magnet.

図1は、実施例のプラズマ処理装置10を示している。プラズマ処理装置10は、ワーク90に対してプラズマ処理を行う。プラズマ処理装置10は、プラズマエッチング装置であってもよいし、プラズマCVD装置であってもよい。   FIG. 1 shows a plasma processing apparatus 10 of the embodiment. The plasma processing apparatus 10 performs plasma processing on the workpiece 90. The plasma processing apparatus 10 may be a plasma etching apparatus or a plasma CVD apparatus.

プラズマ処理装置10は、支持台2を備える。支持台2の上面に、下部電極3が配置されている。下部電極3は、略円板形状を有している。下部電極3は、その中心軸が上下方向に伸びるように支持台2に支持されている。下部電極3には、電圧を印加するための配線30が接続されている。下部電極3の上面は平坦である。下部電極3の上面は、ワーク90が載置されるステージである。   The plasma processing apparatus 10 includes a support base 2. A lower electrode 3 is disposed on the upper surface of the support base 2. The lower electrode 3 has a substantially disk shape. The lower electrode 3 is supported by the support base 2 so that its central axis extends in the vertical direction. A wiring 30 for applying a voltage is connected to the lower electrode 3. The upper surface of the lower electrode 3 is flat. The upper surface of the lower electrode 3 is a stage on which the workpiece 90 is placed.

支持台2の上面から複数本のピラー46が上方に延びている。各ピラー46の上端に上部プレート44に固定されている。上部プレート44の下面から複数本のピラー42が下方に延びている。各ピラー42の下端に、電極保持部40が固定されている。電極保持部40の下面に上部電極4が固定されている。即ち、上部電極4は、ピラー46、上部プレート44、ピラー42、電極保持部40を介して、支持台2に支持されている。上部電極4は、下部電極3の上部に位置している。
上部電極4の電位は、支持台2の電位、即ち、接地電位である。上部電極4は、略円板形状を有している。上部電極4は、その中心軸が上下方向に伸びるように支持されている。上部電極4は、下部電極3と中心軸が一致するように支持されている。
A plurality of pillars 46 extend upward from the upper surface of the support base 2. The upper plate 44 is fixed to the upper end of each pillar 46. A plurality of pillars 42 extend downward from the lower surface of the upper plate 44. An electrode holding portion 40 is fixed to the lower end of each pillar 42. The upper electrode 4 is fixed to the lower surface of the electrode holding part 40. That is, the upper electrode 4 is supported on the support base 2 via the pillar 46, the upper plate 44, the pillar 42, and the electrode holding portion 40. The upper electrode 4 is located above the lower electrode 3.
The potential of the upper electrode 4 is the potential of the support base 2, that is, the ground potential. The upper electrode 4 has a substantially disk shape. The upper electrode 4 is supported such that its central axis extends in the vertical direction. The upper electrode 4 is supported so that the central axis of the lower electrode 3 coincides.

下部電極3及び上部電極4は、チャンバ5に収容される。チャンバ5の外壁50は、上壁50aと筒状の側壁50bによって構成されている。上壁50aには、貫通孔50cが設けられている。後記するようにチャンバ5が下方に移動すると、貫通孔50cは、外壁50の内側から電極保持部40によって塞がれる。電極保持部40から上方に伸びるピラー42は、貫通孔50cを通過している。上壁50aの上面は、接続部材52を介して可動ピラー54の下端に接続されている。可動ピラー54は、上下に伸びる柱状の部品である。可動ピラー54の上端は、アクチュエータ56に連結されている。アクチュエータ56は、上部プレート44に固定されている。アクチュエータ56を動作させることで、可動ピラー54を上下に移動させることができる。可動ピラー54の上下移動に伴い、外壁50が上下に移動する。外壁50を上方に移動させることにより、外壁50と支持台2の上面の間に隙間が生じ、当該隙間を通じて、ワーク90を下部電極3に載置することができる。また、外壁50を下方に移動させることにより、貫通孔50cが電極保持部40によって塞がれるとともに、外壁50の下側の開口が支持台2の上面によって塞がれる。即ちチャンバ5が、外壁50、電極保持部40及び支持台2により構成される。   The lower electrode 3 and the upper electrode 4 are accommodated in the chamber 5. The outer wall 50 of the chamber 5 includes an upper wall 50a and a cylindrical side wall 50b. A through hole 50c is provided in the upper wall 50a. As will be described later, when the chamber 5 moves downward, the through hole 50 c is blocked by the electrode holding portion 40 from the inside of the outer wall 50. The pillar 42 extending upward from the electrode holding part 40 passes through the through hole 50c. The upper surface of the upper wall 50 a is connected to the lower end of the movable pillar 54 via the connection member 52. The movable pillar 54 is a columnar part that extends vertically. The upper end of the movable pillar 54 is connected to the actuator 56. The actuator 56 is fixed to the upper plate 44. The movable pillar 54 can be moved up and down by operating the actuator 56. As the movable pillar 54 moves up and down, the outer wall 50 moves up and down. By moving the outer wall 50 upward, a gap is formed between the outer wall 50 and the upper surface of the support 2, and the workpiece 90 can be placed on the lower electrode 3 through the gap. Further, by moving the outer wall 50 downward, the through hole 50 c is blocked by the electrode holding portion 40, and the lower opening of the outer wall 50 is blocked by the upper surface of the support base 2. That is, the chamber 5 includes the outer wall 50, the electrode holding unit 40, and the support base 2.

チャンバ5内には、上部電極4の中央に設けられているガス供給口4aからガス(例えば、エッチングガス、CVD用の原料ガス等)が供給される。チャンバ5内に供給されたガスは、下部電極3に配線30を介して高周波電圧が印加されると、プラズマ化する。プラズマ化したガスがワーク90と反応することで、ワーク90が表面処理される。例えば、ガスがエッチングガスである場合には、プラズマ化したエッチングガスとワーク90とが反応して、ワーク90の表面が削られる。また、ガスがCVD用の原料ガスである場合には、プラズマ化した原料ガスがワーク90の表面で反応して、ワーク90の表面に膜が成長する。   A gas (for example, an etching gas, a raw material gas for CVD, etc.) is supplied into the chamber 5 from a gas supply port 4 a provided in the center of the upper electrode 4. The gas supplied into the chamber 5 is turned into plasma when a high frequency voltage is applied to the lower electrode 3 via the wiring 30. The workpiece 90 is subjected to a surface treatment by the plasma gas reacting with the workpiece 90. For example, when the gas is an etching gas, the plasma etching gas reacts with the workpiece 90 and the surface of the workpiece 90 is shaved. When the gas is a CVD source gas, the plasma source gas reacts on the surface of the workpiece 90 and a film grows on the surface of the workpiece 90.

プラズマ処理装置10は、さらに、筒状磁石6と、円柱状のブロック磁石7を備える。筒状磁石6が、外壁50を囲むように配置されている。図2は、筒状磁石6の斜視図を示す。筒状磁石6の略円筒形状であり、水平断面は円形である。筒状磁石6は、円筒状の磁石保持部60と、磁石保持部60の内周面の全周に亘って等間隔に配置されている複数のセグメント磁石62を備える。図2では、複数のセグメント磁石62のうちの1個に符号が付され、他のセグメント磁石の符号は省略している。各セグメント磁石62において、N極が磁石保持部60の内側を向いており、S極が磁石保持部60の外側を向いている。即ち、筒状磁石6において、その内周面の全域がN極である。   The plasma processing apparatus 10 further includes a cylindrical magnet 6 and a columnar block magnet 7. A cylindrical magnet 6 is arranged so as to surround the outer wall 50. FIG. 2 is a perspective view of the cylindrical magnet 6. The cylindrical magnet 6 has a substantially cylindrical shape and a horizontal cross section is circular. The cylindrical magnet 6 includes a cylindrical magnet holding part 60 and a plurality of segment magnets 62 arranged at equal intervals over the entire inner peripheral surface of the magnet holding part 60. In FIG. 2, one of the plurality of segment magnets 62 is given a reference numeral, and the reference numerals of the other segment magnets are omitted. In each segment magnet 62, the N pole faces the inside of the magnet holding unit 60, and the S pole faces the outside of the magnet holding unit 60. That is, in the cylindrical magnet 6, the entire inner peripheral surface is an N pole.

図1に戻り、説明を続ける。筒状磁石6は、ピラー64によって支持台2に支持されている。筒状磁石6は、その中心軸が上下方向に伸びるように支持されている。筒状磁石6は、下部電極3及び上部電極4と中心軸が一致するように支持されている。筒状磁石6の上下方向の幅は、下部電極3と上部電極4の間の距離よりも小さい。筒状磁石6は、上下方向において下部電極3と上部電極4の間の高さで、下部電極3の側に片寄って配置される。即ち、筒状磁石6は、下部電極3と上部電極4の間の空間の一部を囲む。   Returning to FIG. 1, the description will be continued. The cylindrical magnet 6 is supported on the support base 2 by pillars 64. The cylindrical magnet 6 is supported so that its central axis extends in the vertical direction. The cylindrical magnet 6 is supported so that the central axis coincides with the lower electrode 3 and the upper electrode 4. The vertical width of the cylindrical magnet 6 is smaller than the distance between the lower electrode 3 and the upper electrode 4. The cylindrical magnet 6 is disposed at a height between the lower electrode 3 and the upper electrode 4 in the vertical direction so as to be offset toward the lower electrode 3 side. That is, the cylindrical magnet 6 surrounds a part of the space between the lower electrode 3 and the upper electrode 4.

ブロック磁石7は、筒状磁石6の上方に配置されている。図2は、ブロック磁石7の斜視図を示し、図2では、簡略化した下部電極3、上部電極4及び電極保持部40を2点鎖線で描いている。ブロック磁石7は、電極保持部40の上面に支持されている。ブロック磁石7は、その中心軸CLが上下方向に伸びるように支持されている。ブロック磁石7は、下部電極3、上部電極4及び筒状磁石6と中心軸CLが一致するように支持されている。   The block magnet 7 is disposed above the cylindrical magnet 6. FIG. 2 is a perspective view of the block magnet 7. In FIG. 2, the simplified lower electrode 3, upper electrode 4, and electrode holding portion 40 are drawn by a two-dot chain line. The block magnet 7 is supported on the upper surface of the electrode holding unit 40. The block magnet 7 is supported so that the central axis CL extends in the vertical direction. The block magnet 7 is supported so that the lower electrode 3, the upper electrode 4, and the cylindrical magnet 6 coincide with the central axis CL.

ブロック磁石7の径は、筒状磁石6の内周面の径よりも小さい。図2に示すように、ブロック磁石7は、筒状磁石6の内周面のブロック磁石7の側の縁に囲まれた領域を底面とする仮想的な円錐ICの頂点に配置されている。円錐ICは、筒状磁石6の上部に突出している。円錐ICは、いわゆる直錐である。ブロック磁石7の筒状磁石6の側の端面は、筒状磁石6の内周面の磁極であるN極と反対のS極である。これにより、筒状磁石6とブロック磁石7を結ぶように、円錐ICの側面に沿う磁場Bが主に円錐ICの内側に発生する。別言すれば、磁場Bは、筒状磁石6の内周面の全域からブロック磁石7の下側の端面へと集約するように発生する。   The diameter of the block magnet 7 is smaller than the diameter of the inner peripheral surface of the cylindrical magnet 6. As shown in FIG. 2, the block magnet 7 is disposed at the apex of a virtual cone IC whose bottom surface is a region surrounded by the edge of the inner peripheral surface of the cylindrical magnet 6 on the block magnet 7 side. The cone IC protrudes from the upper part of the cylindrical magnet 6. The cone IC is a so-called straight cone. The end surface of the block magnet 7 on the cylindrical magnet 6 side is an S pole opposite to the N pole that is the magnetic pole on the inner peripheral surface of the cylindrical magnet 6. Thereby, the magnetic field B along the side surface of the cone IC is generated mainly inside the cone IC so as to connect the cylindrical magnet 6 and the block magnet 7. In other words, the magnetic field B is generated so as to be concentrated from the entire inner peripheral surface of the cylindrical magnet 6 to the lower end surface of the block magnet 7.

また、下部電極3に高周波電圧が印加されることにより、下部電極3と上部電極4の間に電場Eが発生する。電場Eは、中心軸CLと平行である。電場Eは、円錐ICの側面に沿う磁場Bと交差する。下部電極3と上部電極4の間の空間に存在するプラズマは、電場Eと磁場Bの外積方向(以下、「E×B方向」と記載)に力を受ける。この力により、プラズマは、E×B方向にドリフト運動をする。   Further, when a high frequency voltage is applied to the lower electrode 3, an electric field E is generated between the lower electrode 3 and the upper electrode 4. The electric field E is parallel to the central axis CL. The electric field E intersects the magnetic field B along the side of the cone IC. The plasma existing in the space between the lower electrode 3 and the upper electrode 4 receives a force in the outer product direction of the electric field E and the magnetic field B (hereinafter referred to as “E × B direction”). This force causes the plasma to drift in the E × B direction.

図3を参照して、プラズマのドリフト運動について説明する。図3は、筒状磁石6の上面図であり、図2の平面III上に存在するプラズマのドリフト運動を説明するための図である。電場Eは、紙面の裏面から表面に向かう方向に発生する。一方、磁場Bは、平面視において、筒状磁石6の内周面の縁から筒状磁石6の中心軸CLが通過する点に向かって発生する。E×B方向は、中心軸CLが通過する点を中心とする円の全周に亘って当該円の接線方向に一致する。中心軸CLが通過する点を中心とする円上に存在するプラズマは、当該円の全周に亘って接線方向に力を受けて、当該円に沿って旋回する。これにより、プラズマが、下部電極3と上部電極4の間の空間に留まり、高密度のプラズマを得ることができる。   The plasma drift motion will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a top view of the cylindrical magnet 6 and is a view for explaining the drift motion of plasma existing on the plane III in FIG. The electric field E is generated in a direction from the back surface to the front surface of the paper. On the other hand, the magnetic field B is generated from the edge of the inner peripheral surface of the cylindrical magnet 6 toward a point where the central axis CL of the cylindrical magnet 6 passes in a plan view. The E × B direction coincides with the tangential direction of the circle over the entire circumference of the circle centered on the point through which the central axis CL passes. Plasma existing on a circle centered on a point through which the central axis CL passes is subjected to a force in a tangential direction over the entire circumference of the circle and swivels along the circle. As a result, the plasma remains in the space between the lower electrode 3 and the upper electrode 4, and high-density plasma can be obtained.

本実施例の効果を説明する。従来のプラズマ処理装置は、ブロック磁石7を備えず、その内側に水平方向の磁場Bを発生させるダイポールリング磁石と、当該ダイポールリング磁石をその軸周りに回転させるアクチュエータを備える。プラズマは、磁場Bと平行な平面内において、電場Eと磁場Bの双方に直交するE×Bの方向に力を受ける。ダイポールリング磁石が回転することにより、プラズマは、当該回転の全周に亘ってE×Bの方向(即ち、円の接線方法)の力を受け、当該円に沿って旋回する。即ち、従来のプラズマ処理装置では、プラズマを旋回させるためにダイポールリング磁石を回転させるアクチュエータが必要であった。これに対して、本実施例のプラズマ処理装置10は、筒状磁石6とブロック磁石7の配置の工夫により、プラズマの旋回を実現する。本実施例の技術により、磁石を回転させるためのアクチュエータを不要とすることができる。   The effect of the present embodiment will be described. The conventional plasma processing apparatus does not include the block magnet 7 but includes a dipole ring magnet that generates a horizontal magnetic field B and an actuator that rotates the dipole ring magnet about its axis. The plasma receives a force in the direction of E × B orthogonal to both the electric field E and the magnetic field B in a plane parallel to the magnetic field B. When the dipole ring magnet rotates, the plasma receives a force in the direction of E × B (that is, a tangent method of the circle) over the entire circumference of the rotation, and rotates along the circle. That is, in the conventional plasma processing apparatus, an actuator that rotates the dipole ring magnet is necessary to rotate the plasma. On the other hand, the plasma processing apparatus 10 of the present embodiment realizes the plasma swirl by devising the arrangement of the cylindrical magnet 6 and the block magnet 7. With the technique of this embodiment, an actuator for rotating the magnet can be dispensed with.

以下、実施例で示した技術に関する留意点を述べる。ブロック磁石7は、下部電極3の下部に配置されてもよい。この場合、筒状磁石6は、上部電極4の側に片寄って配置され、ブロック磁石7は、筒状磁石6の下部に突出している仮想的な円錐ICの頂点に配置されてもよい。また、ブロック磁石7は、下部電極3と上部電極4の間に配置されてもよい。   Hereinafter, points to be noted regarding the technology shown in the embodiments will be described. The block magnet 7 may be disposed below the lower electrode 3. In this case, the cylindrical magnet 6 may be arranged so as to be offset toward the upper electrode 4, and the block magnet 7 may be arranged at the apex of the virtual cone IC that projects to the lower part of the cylindrical magnet 6. Further, the block magnet 7 may be disposed between the lower electrode 3 and the upper electrode 4.

また、ブロック磁石7の中心軸は、筒状磁石6の中心軸と一致しなくてもよい。即ち、ブロック磁石7は、筒状磁石6の内周面のブロック磁石7の側の縁に囲まれた領域を底面とする仮想的な斜錐の頂点に配置されていてもよい。   Further, the central axis of the block magnet 7 may not coincide with the central axis of the cylindrical magnet 6. That is, the block magnet 7 may be disposed at the apex of a virtual oblique cone whose bottom surface is a region surrounded by the edge of the inner peripheral surface of the cylindrical magnet 6 on the block magnet 7 side.

また、筒状磁石6の水平断面は、楕円形でもよく、四角形等の多角形でもよい。例えば、筒状磁石6の断面が四角形である場合、電場Eと直交する平面上において、E×B方向は、筒状磁石6の中心軸の周りを一巡する。プラズマは、中心軸の周りを旋回する。   Moreover, the horizontal cross section of the cylindrical magnet 6 may be elliptical or polygonal, such as a quadrangle. For example, when the cross section of the cylindrical magnet 6 is a quadrangle, the E × B direction goes around the central axis of the cylindrical magnet 6 on a plane orthogonal to the electric field E. The plasma swirls around the central axis.

筒状磁石6の内周面がS極であって、ブロック磁石7の筒状磁石6の側の端面がN極であってもよい。   The inner peripheral surface of the cylindrical magnet 6 may be an S pole, and the end surface of the block magnet 7 on the cylindrical magnet 6 side may be an N pole.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。   Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.

2 :支持台
3 :下部電極
4 :上部電極
4a :ガス供給口
5 :チャンバ
6 :筒状磁石
7 :ブロック磁石
10 :プラズマ処理装置
30 :配線
40 :電極保持部
42 :ピラー
44 :上部プレート
46 :ピラー
50 :外壁
50a :上壁
50b :側壁
50c :貫通孔
52 :接続部材
54 :可動ピラー
56 :アクチュエータ
60 :磁石保持部
62 :セグメント磁石
90 :ワーク
2: Support base 3: Lower electrode 4: Upper electrode 4a: Gas supply port 5: Chamber 6: Cylindrical magnet 7: Block magnet 10: Plasma processing apparatus 30: Wiring 40: Electrode holding part 42: Pillar 44: Upper plate 46 : Pillar 50: Outer wall 50a: Upper wall 50b: Side wall 50c: Through hole 52: Connection member 54: Movable pillar 56: Actuator 60: Magnet holding part 62: Segment magnet 90: Workpiece

Claims (1)

ワークをプラズマ処理する装置であり、
前記ワークが載置される下部電極と、
前記下部電極の上部に配置されている上部電極と、
前記下部電極と前記上部電極の間に位置する空間を囲む筒状磁石と、
前記筒状磁石に囲まれた領域を底面とする仮想的な錐状体であって、前記筒状磁石の外側に突出する錐状体の頂点に配置されているブロック磁石を備え、
前記筒状磁石の内周面の磁極と、前記ブロック磁石の前記筒状磁石側端面の磁極が反対磁極であることを特徴とするプラズマ処理装置。
An apparatus for plasma processing of workpieces,
A lower electrode on which the workpiece is placed;
An upper electrode disposed on top of the lower electrode;
A cylindrical magnet surrounding a space located between the lower electrode and the upper electrode;
A virtual conical body having a bottom surface in a region surrounded by the cylindrical magnet, comprising a block magnet disposed at the apex of the conical body protruding outside the cylindrical magnet;
The plasma processing apparatus, wherein the magnetic pole on the inner peripheral surface of the cylindrical magnet and the magnetic pole on the cylindrical magnet side end surface of the block magnet are opposite magnetic poles.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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