JP2000082596A - プラズマ処理方法及び装置 - Google Patents
プラズマ処理方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】プラズマの電子温度を高め、試料の処理速度の
向上を図る。 【解決手段】パルス放電の発生周期を１ｍｓ以下とし、
パルスの幅を１００μｓ以下とし、パルスのデューティ
を１〜５０％とし、パルス放電と同期させて試料へバイ
アス電圧を印加し、試料をプラズマ処理する。
向上を図る。 【解決手段】パルス放電の発生周期を１ｍｓ以下とし、
パルスの幅を１００μｓ以下とし、パルスのデューティ
を１〜５０％とし、パルス放電と同期させて試料へバイ
アス電圧を印加し、試料をプラズマ処理する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はプラズマ処理方法及
び装置に係り、特に半導体素子基板等の試料をプラズマ
の生成された処理室でエッチング処理、成膜処理するの
に好適なプラズマ処理方法及び装置に関するものであ
る。
び装置に係り、特に半導体素子基板等の試料をプラズマ
の生成された処理室でエッチング処理、成膜処理するの
に好適なプラズマ処理方法及び装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子基板等の試料をマイクロ波プ
ラズマを利用してエッチング処理する技術としては、例
えば、特開昭５６−１３４８０号公報等に記載のよう
な、マイクロ波電界と磁界との相乗作用によりエッチン
グガスをプラズマ化し、該プラズマを利用して試料をエ
ッチング処理する技術や、例えば、特開昭５７−１３３
６３６号公報等に記載のような、マイクロ波電界と磁界
との相乗作用により成膜用ガスをプラズマ化し、該プラ
ズマを利用して試料を成膜処理する技術や、また、例え
ば、特公昭５６−５５７４号公報等に記載のような、マ
イクロ波電界によりエッチングガスをプラズマ化し、ガ
スプラズマを利用して試料をエッチング処理する技術
や、例えば、特開昭６２−２１８５７５号公報等に記載
のような、マイクロ波電界により成膜用ガスをプラズマ
化し、該プラズマを利用して試料を成膜処理する技術等
が知られている。
ラズマを利用してエッチング処理する技術としては、例
えば、特開昭５６−１３４８０号公報等に記載のよう
な、マイクロ波電界と磁界との相乗作用によりエッチン
グガスをプラズマ化し、該プラズマを利用して試料をエ
ッチング処理する技術や、例えば、特開昭５７−１３３
６３６号公報等に記載のような、マイクロ波電界と磁界
との相乗作用により成膜用ガスをプラズマ化し、該プラ
ズマを利用して試料を成膜処理する技術や、また、例え
ば、特公昭５６−５５７４号公報等に記載のような、マ
イクロ波電界によりエッチングガスをプラズマ化し、ガ
スプラズマを利用して試料をエッチング処理する技術
や、例えば、特開昭６２−２１８５７５号公報等に記載
のような、マイクロ波電界により成膜用ガスをプラズマ
化し、該プラズマを利用して試料を成膜処理する技術等
が知られている。
【０００３】尚、マイクロ波電源には、通常、マグネト
ロン（磁電管）が用いられ、その駆動装置の出力として
は、直流若しくは商用周波数を平滑化した高圧が用いら
れている。
ロン（磁電管）が用いられ、その駆動装置の出力として
は、直流若しくは商用周波数を平滑化した高圧が用いら
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】マイクロ波プラズマを
利用した試料の処理においては、処理速度の向上が強く
望まれているが、しかし、上記従来の技術は、この要求
に十分応え得るものとはなっていない。
利用した試料の処理においては、処理速度の向上が強く
望まれているが、しかし、上記従来の技術は、この要求
に十分応え得るものとはなっていない。
【０００５】本発明の目的は、プラズマの電子温度を高
めることで、試料の処理速度を向上させられるプラズマ
処理方法及び装置を提供することにある。
めることで、試料の処理速度を向上させられるプラズマ
処理方法及び装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的は、内部にプラ
ズマが発生される処理室と、処理室内を減圧排気する排
気手段と、処理室内に処理ガスを導入する手段と、処理
ガスのプラズマを生じさせる電磁界の強さをパルス的に
発生させ、該パルスを発生させる周期を１ｍｓ以下と
し、該パルス幅を１００μｓ以下とし、該パルスを発生
させるパルスデューティを１〜５０％としたパルス放電
発生手段と、処理室内で試料を保持する試料台と、試料
台に接続され試料の処理中に前記パルスと同期させてバ
イアス電圧を印加するバイアス電源とを具備した装置と
し、プラズマの生成と試料へのバイアス電圧の印加とを
それぞれに行い、プラズマを生じさせる電磁界の強さを
パルス的に発生させ、該パルスを発生させる周期を１ｍ
ｓ以下とし、該パルスのパルス幅を１００μｓ以下と
し、該パルスを発生させるパルスデューティを１〜５０
％としてパルス放電を処理室内に発生させるとともに、
試料の処理中にパルス放電と同期させて試料にバイアス
電圧を印加し、処理室内に配置された試料を処理する方
法とすることにより、達成される。
ズマが発生される処理室と、処理室内を減圧排気する排
気手段と、処理室内に処理ガスを導入する手段と、処理
ガスのプラズマを生じさせる電磁界の強さをパルス的に
発生させ、該パルスを発生させる周期を１ｍｓ以下と
し、該パルス幅を１００μｓ以下とし、該パルスを発生
させるパルスデューティを１〜５０％としたパルス放電
発生手段と、処理室内で試料を保持する試料台と、試料
台に接続され試料の処理中に前記パルスと同期させてバ
イアス電圧を印加するバイアス電源とを具備した装置と
し、プラズマの生成と試料へのバイアス電圧の印加とを
それぞれに行い、プラズマを生じさせる電磁界の強さを
パルス的に発生させ、該パルスを発生させる周期を１ｍ
ｓ以下とし、該パルスのパルス幅を１００μｓ以下と
し、該パルスを発生させるパルスデューティを１〜５０
％としてパルス放電を処理室内に発生させるとともに、
試料の処理中にパルス放電と同期させて試料にバイアス
電圧を印加し、処理室内に配置された試料を処理する方
法とすることにより、達成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】試料のプラズマ処理速度を向上さ
せる方策としては、プラズマの電子温度を高めること並
びにプラズマ密度を増大させることの二方策に集約され
る。その内、プラズマの電子温度は、処理室内の処理ガ
スの圧力を低下させたり、また、処理室の径を小さくす
ることで高めることができる。然し乍ら、処理室内の処
理ガスの圧力を低下させればプラズマ密度が低下し、あ
る圧力以下では、プラズマ処理速度も低下するようにな
る。また、処理室の径は、処理される試料の大きさによ
り限定を受け、従って、処理室の径を十分に小さくする
ことはできない。
せる方策としては、プラズマの電子温度を高めること並
びにプラズマ密度を増大させることの二方策に集約され
る。その内、プラズマの電子温度は、処理室内の処理ガ
スの圧力を低下させたり、また、処理室の径を小さくす
ることで高めることができる。然し乍ら、処理室内の処
理ガスの圧力を低下させればプラズマ密度が低下し、あ
る圧力以下では、プラズマ処理速度も低下するようにな
る。また、処理室の径は、処理される試料の大きさによ
り限定を受け、従って、処理室の径を十分に小さくする
ことはできない。
【０００８】ところで、処理室内の処理ガスの圧力の低
下や処理室の小径化は、プラズマの壁での損失を増加さ
せることに対応している。従って、パルス放電を発生せ
しめ、放電休止期間における壁での損失の増加を強制的
に行なわせれば、プラズマの電子温度の上昇が期待でき
る。
下や処理室の小径化は、プラズマの壁での損失を増加さ
せることに対応している。従って、パルス放電を発生せ
しめ、放電休止期間における壁での損失の増加を強制的
に行なわせれば、プラズマの電子温度の上昇が期待でき
る。
【０００９】以下、本発明の一実施例を図１、図２によ
り説明する。図１は、いわゆる有磁場型のマイクロ波プ
ラズマエッチング装置の構成図で、マイクロ波電源１、
マイクロ波源駆動装置２、導波管３〜５、真空封止用石
英チャンバ６、磁場発生用コイル７、コイル駆動装置
８、試料台９、バイアス電源１０、試料１１、真空容器
１２、ガス導入配管１３、ガス導入バルブ１４、排気用
配管１５等を備えている。
り説明する。図１は、いわゆる有磁場型のマイクロ波プ
ラズマエッチング装置の構成図で、マイクロ波電源１、
マイクロ波源駆動装置２、導波管３〜５、真空封止用石
英チャンバ６、磁場発生用コイル７、コイル駆動装置
８、試料台９、バイアス電源１０、試料１１、真空容器
１２、ガス導入配管１３、ガス導入バルブ１４、排気用
配管１５等を備えている。
【００１０】図１で、マイクロ波発生源１としてマグネ
トロン管（磁電管）を用いた時に、マイクロ波駆動装置
２の出力高圧電流Ｉ，高圧電圧Ｅ、バイアス電源１０の
出力電圧ＰＢ、コイル駆動装置８の出力電流ＩＣを図２
に示す。
トロン管（磁電管）を用いた時に、マイクロ波駆動装置
２の出力高圧電流Ｉ，高圧電圧Ｅ、バイアス電源１０の
出力電圧ＰＢ、コイル駆動装置８の出力電流ＩＣを図２
に示す。
【００１１】試料１１としてＳｉＯ２を用い、ガスとし
てＣｎＦｍもしくはＣｎＨｌＦｍ（ｌ，ｎ，ｍは整数）
を用いてエッチングを行なう場合で、マグネトロン管の
周波数が２．４５ＧＨｚ、バイアス電源１０の周波数が
２ＭＨｚで、コイル７の電流は、試料台９に設置された
試料１１の付近に電子サイクロトロン共鳴を生じるよう
に設定する。また、ガス圧力としては、０．０１Ｐａ〜
１０Ｐａの比較的低圧領域が好ましい。
てＣｎＦｍもしくはＣｎＨｌＦｍ（ｌ，ｎ，ｍは整数）
を用いてエッチングを行なう場合で、マグネトロン管の
周波数が２．４５ＧＨｚ、バイアス電源１０の周波数が
２ＭＨｚで、コイル７の電流は、試料台９に設置された
試料１１の付近に電子サイクロトロン共鳴を生じるよう
に設定する。また、ガス圧力としては、０．０１Ｐａ〜
１０Ｐａの比較的低圧領域が好ましい。
【００１２】試料１１のエッチング期間を、例えば、２
つに分け、前半（数＋秒）はパルス放電を用いた高電子
温度のエッチング（モード１）を行ない、後半（数秒〜
２０秒）は通常の低ダメージエッチング（モード２）を
行なう。
つに分け、前半（数＋秒）はパルス放電を用いた高電子
温度のエッチング（モード１）を行ない、後半（数秒〜
２０秒）は通常の低ダメージエッチング（モード２）を
行なう。
【００１３】モード１において、パルス電流の半値幅Ｔ
Ｗ＝１０μｓ、パルス周期ＴＲ＝３０μｓで電流パルス
制御を行なう。電流パルスのパルス間の期間の電流ＩＬ
は０の場合が効果大であるが、一方、放電が不安定とな
る場合がある。この場合には、(ＩＬ／ＩＨ)≦０．１以
下の小電流を流すことにより放電を安定にすることがで
きる。また、この時のマグネトロン管に加える電圧Ｅ
は、余り変化しない（ＥＨ／ＥＬ≧０．７）。バイアス
電源１０の出力はモード１では大きく、モード２では小
さく設定する。
Ｗ＝１０μｓ、パルス周期ＴＲ＝３０μｓで電流パルス
制御を行なう。電流パルスのパルス間の期間の電流ＩＬ
は０の場合が効果大であるが、一方、放電が不安定とな
る場合がある。この場合には、(ＩＬ／ＩＨ)≦０．１以
下の小電流を流すことにより放電を安定にすることがで
きる。また、この時のマグネトロン管に加える電圧Ｅ
は、余り変化しない（ＥＨ／ＥＬ≧０．７）。バイアス
電源１０の出力はモード１では大きく、モード２では小
さく設定する。
【００１４】コイル７に加える電流は、全処理期間中一
定でも良いが、図２でＩＣに示すように、モード１でマ
グネトロン管に加える電流が大なる期間にほぼ対応して
大きくし、マグネトロン管に加える電流が小なる期間に
ほぼ対応して小さくすることにより、エッチング処理速
度の向上が図れる。
定でも良いが、図２でＩＣに示すように、モード１でマ
グネトロン管に加える電流が大なる期間にほぼ対応して
大きくし、マグネトロン管に加える電流が小なる期間に
ほぼ対応して小さくすることにより、エッチング処理速
度の向上が図れる。
【００１５】本実施例によれば、パルス放電の使用によ
り、電子温度を上昇させることでエッチング処理速度を
向上でき、かつ、定常放電の処理を併用することで、高
速で、かつ、低ダメージのエッチング処理ができる。
り、電子温度を上昇させることでエッチング処理速度を
向上でき、かつ、定常放電の処理を併用することで、高
速で、かつ、低ダメージのエッチング処理ができる。
【００１６】つまり、弱い放電若しくは放電がない状態
で強い放電を開始させると、その開始時点に放電に大き
な量のエネルギが供給され、放電の電子温度が上昇す
る。所定時間後、放電を弱い状態若しくはない状態に戻
すと、強い放電により生じた電子、荷電粒子等は、容器
の壁での再結合等によって減衰する。このため、再度、
強い放電を開始する場合、放電の開始のために大きなエ
ネルギが供給されて放電の電子温度が上昇する。このよ
うに、パルス放電により放電の電子温度を上昇させるこ
とにより、電子、荷電粒子に多くのエネルギが与えられる
ため、エッチング処理速度を向上させることができる。
また、パルス放電を用いると、試料へのダメージは増加
する傾向にある。そこで、まず、パルス放電により高速
のエッチング処理を行なった後に、通常の定常放電によ
る低速で低ダメージのエッチング処理を短時間行なうこ
とにより、高速で、かつ、低ダメージのエッチング処理
を行なうことができる。
で強い放電を開始させると、その開始時点に放電に大き
な量のエネルギが供給され、放電の電子温度が上昇す
る。所定時間後、放電を弱い状態若しくはない状態に戻
すと、強い放電により生じた電子、荷電粒子等は、容器
の壁での再結合等によって減衰する。このため、再度、
強い放電を開始する場合、放電の開始のために大きなエ
ネルギが供給されて放電の電子温度が上昇する。このよ
うに、パルス放電により放電の電子温度を上昇させるこ
とにより、電子、荷電粒子に多くのエネルギが与えられる
ため、エッチング処理速度を向上させることができる。
また、パルス放電を用いると、試料へのダメージは増加
する傾向にある。そこで、まず、パルス放電により高速
のエッチング処理を行なった後に、通常の定常放電によ
る低速で低ダメージのエッチング処理を短時間行なうこ
とにより、高速で、かつ、低ダメージのエッチング処理
を行なうことができる。
【００１７】パルス電流の半値幅ＴＷとしては、１００
μｓ以下が効果が大きく、１ｍｓ程度までパルス放電に
よる上記効果は認められる。また、パルス幅の小さい方
は、数十ｎｓ程度まで効果があると考えられるが、しか
し、使用した連続波のマグネトロン管内にフィルタを有
していたため、この場合、ＴＷ＝１μｓ程度以下の駆動
は困難であった。また、パルスデューティ（ＴＷ／ＴＲ
×１００）（％）としては１％〜５０％が好ましい。ま
た、上記一実施例では、２つのモードの場合について示
したが、このモード数を増したり、モードの移行をパル
スデューティを徐々に変えて滑らかに行なうこともでき
ることは勿論のことである。
μｓ以下が効果が大きく、１ｍｓ程度までパルス放電に
よる上記効果は認められる。また、パルス幅の小さい方
は、数十ｎｓ程度まで効果があると考えられるが、しか
し、使用した連続波のマグネトロン管内にフィルタを有
していたため、この場合、ＴＷ＝１μｓ程度以下の駆動
は困難であった。また、パルスデューティ（ＴＷ／ＴＲ
×１００）（％）としては１％〜５０％が好ましい。ま
た、上記一実施例では、２つのモードの場合について示
したが、このモード数を増したり、モードの移行をパル
スデューティを徐々に変えて滑らかに行なうこともでき
ることは勿論のことである。
【００１８】また、放電休止期間中に電子サイクロトロ
ン共鳴用磁場は減少させれば、磁場による電子への拘束
力が少なくなり、この期間中における損失を増加させる
ことができるので、電子温度の向上のためには好都合で
ある。
ン共鳴用磁場は減少させれば、磁場による電子への拘束
力が少なくなり、この期間中における損失を増加させる
ことができるので、電子温度の向上のためには好都合で
ある。
【００１９】また、試料台に加えるバイアス電源は、パ
ルス放電期間中若しくは放電休止後の所定時間内のイオ
ンのみを加速するように印加すれば、高エネルギを有す
るイオンのみが試料に到達するようになるので、エッチ
ング処理速度を向上させることができる。
ルス放電期間中若しくは放電休止後の所定時間内のイオ
ンのみを加速するように印加すれば、高エネルギを有す
るイオンのみが試料に到達するようになるので、エッチ
ング処理速度を向上させることができる。
【００２０】また、上記一実施例の装置構成で、ガスと
して例えば、Ａｒ、ＳｉＨ４、Ｏ２の混合ガスを用い、
０．００１Ｐａ〜１０Ｐａのガス圧で処理することによ
り、高速、低ダメージのＳｉＯ２膜の推積を行なうこと
ができる。
して例えば、Ａｒ、ＳｉＨ４、Ｏ２の混合ガスを用い、
０．００１Ｐａ〜１０Ｐａのガス圧で処理することによ
り、高速、低ダメージのＳｉＯ２膜の推積を行なうこと
ができる。
【００２１】図３は、磁場コイルを用いない場合の適用
例である。真空封止用石英チャンバ６と試料載置台９と
の間に穴付金属板１７を設置し、真空封止用石英チャン
バ６と穴付金属板１７との間の空間で放電が生じ、非荷
電粒子は試料例の空間に移動しうるが、荷電粒子は穴付
金属板１７により阻止される。このため、試料１１は、
非荷電粒子によりプラズマ処理される。ガスとしてＯ２
＋ＣＦ４混合ガスを用い、ガス圧として１Ｐａ〜１００
Ｐａにし、図２の方法を用いることにより、高速で低ダ
メージのアッシング処理ができる。
例である。真空封止用石英チャンバ６と試料載置台９と
の間に穴付金属板１７を設置し、真空封止用石英チャン
バ６と穴付金属板１７との間の空間で放電が生じ、非荷
電粒子は試料例の空間に移動しうるが、荷電粒子は穴付
金属板１７により阻止される。このため、試料１１は、
非荷電粒子によりプラズマ処理される。ガスとしてＯ２
＋ＣＦ４混合ガスを用い、ガス圧として１Ｐａ〜１００
Ｐａにし、図２の方法を用いることにより、高速で低ダ
メージのアッシング処理ができる。
【００２２】なお、ＳｉＯ２のエッチングのようにイオ
ンによるプラズマ処理が必要な場合には、穴付金属板１
７はない方が好ましい。
ンによるプラズマ処理が必要な場合には、穴付金属板１
７はない方が好ましい。
【００２３】また、プラズマ処理の試料内での均一性を
向上させるためには、金属性、高誘電体もしくは高磁性
体を回転させたり変動させたりする撹拌器２１をマイク
ロ波電磁界の存在する部分に用いると効果がある。
向上させるためには、金属性、高誘電体もしくは高磁性
体を回転させたり変動させたりする撹拌器２１をマイク
ロ波電磁界の存在する部分に用いると効果がある。
【００２４】図４は、図２におけるモード１からモード
２への移行する構成の実施例を示す。マイクロ波電磁界
は透過しないが、光が透過する金網も窓１８を設け、分
光機能を有する光検知部１９により光電変換をし、信号
処理部２０により処理の終了を判別し、マイクロ波駆動
装置２にモード１からモード２の切換を行なうモード切
換信号２２ならびにモード２の終了を行なう終了信号２
３を出力する。信号処理部２０中にはパルス周期ＴＲで
変動する信号を平滑する部分を内臓している。マイクロ
波電磁界を経由して光を取り出す方法としては上に述べ
た金網の窓を用いる方法の他に、マイクロ波による損失
の少ない材料（例えば石英）からなる光ファイバーを用
いることもできる。
２への移行する構成の実施例を示す。マイクロ波電磁界
は透過しないが、光が透過する金網も窓１８を設け、分
光機能を有する光検知部１９により光電変換をし、信号
処理部２０により処理の終了を判別し、マイクロ波駆動
装置２にモード１からモード２の切換を行なうモード切
換信号２２ならびにモード２の終了を行なう終了信号２
３を出力する。信号処理部２０中にはパルス周期ＴＲで
変動する信号を平滑する部分を内臓している。マイクロ
波電磁界を経由して光を取り出す方法としては上に述べ
た金網の窓を用いる方法の他に、マイクロ波による損失
の少ない材料（例えば石英）からなる光ファイバーを用
いることもできる。
【００２５】モードの切換や終了は、光の変化によって
行なう他に、放電開始時点からの時間によって行なうこ
ともできる。
行なう他に、放電開始時点からの時間によって行なうこ
ともできる。
【００２６】図５はパルス性電流を発生させるためのマ
イクロ波源駆動装置の一実施例を示す。高圧（３〜４．
５ＫＶ）で遅い変化を制御する高圧直流電源部２−１
と、パルスを発生するパルス電源部２−２の縦続接続で
構成される。高圧直流電源部２−１の出力電流は高圧コ
ンデンサ２−１５に蓄積され、高圧コンデンサ２−１５
の電圧に、パルス電源部２−２のパルスが重畳される。
パルス電源部２−２の出力が、高圧直流電源部２−１と
の間で影響を及ぼさないように高周波阻止コイル２−１
２，２−１３，２−１４を設けている。パルス電源部２
−２、高圧コンデンサ２−５、および高周波阻止コイル
２−１２，２−１３，２−１４はマイクロ波源１の近く
に設置するのが好ましい。
イクロ波源駆動装置の一実施例を示す。高圧（３〜４．
５ＫＶ）で遅い変化を制御する高圧直流電源部２−１
と、パルスを発生するパルス電源部２−２の縦続接続で
構成される。高圧直流電源部２−１の出力電流は高圧コ
ンデンサ２−１５に蓄積され、高圧コンデンサ２−１５
の電圧に、パルス電源部２−２のパルスが重畳される。
パルス電源部２−２の出力が、高圧直流電源部２−１と
の間で影響を及ぼさないように高周波阻止コイル２−１
２，２−１３，２−１４を設けている。パルス電源部２
−２、高圧コンデンサ２−５、および高周波阻止コイル
２−１２，２−１３，２−１４はマイクロ波源１の近く
に設置するのが好ましい。
【００２７】電流検出用抵抗２−３からの信号を、低電
流部／平均電流検出回路２−４を介して、低電流部／平
均電流設定値との差を誤差増幅器２−５によって増幅
し、高圧電流電源部２−１に入力する。
流部／平均電流検出回路２−４を介して、低電流部／平
均電流設定値との差を誤差増幅器２−５によって増幅
し、高圧電流電源部２−１に入力する。
【００２８】一方、電流検出用抵抗２−３からの信号
を、ピーク検出器２−６を介して、ピーク電流設定値と
の差を誤差増幅器２−７によって増幅し、パルス源２−
８の振幅を制御し、モード切換器２−１０を介して、パ
ルス電源部２−２に入力する。パルス電源部２−２で
は、トランジスタにより電流パルスを発生させ、高周波
昇圧トランスにより昇圧して出力する。なお、低電流部
／平均電流検出回路２−４は、パルス放電モード（図２
のモード１）では、図２のＩＬ部分の電流を検知し保持
する動作をし、定常放電モード（図２のモード２）で
は、低域通過フィルタの動作を行なう。また、定常放電
モードではモード切換器２−１０は、アース側に切り換
えられる。また、終了信号が入力されると、切換器２−
１６，２−１７はアース側に切り換えられる。ヒータ用
電源２−１１はマイクロ波発生源１のヒータ電流を供給
する電源である。
を、ピーク検出器２−６を介して、ピーク電流設定値と
の差を誤差増幅器２−７によって増幅し、パルス源２−
８の振幅を制御し、モード切換器２−１０を介して、パ
ルス電源部２−２に入力する。パルス電源部２−２で
は、トランジスタにより電流パルスを発生させ、高周波
昇圧トランスにより昇圧して出力する。なお、低電流部
／平均電流検出回路２−４は、パルス放電モード（図２
のモード１）では、図２のＩＬ部分の電流を検知し保持
する動作をし、定常放電モード（図２のモード２）で
は、低域通過フィルタの動作を行なう。また、定常放電
モードではモード切換器２−１０は、アース側に切り換
えられる。また、終了信号が入力されると、切換器２−
１６，２−１７はアース側に切り換えられる。ヒータ用
電源２−１１はマイクロ波発生源１のヒータ電流を供給
する電源である。
【００２９】図６はパルス性電流を発生させるためのマ
イクロ波源駆動装置の他の実施例及び図７はその主要部
の波形を示す。パルス繰返しが１０ＫＨｚ程度以上の２
つのパルス信号源２−２８，２−２９をもとに、可変低
圧直流電源２−２０、コイル２−２１、パルス駆動用ト
ランジスタ２−２３、コンデンサ２−２４、昇圧トラン
ス２−２２により高圧の電圧パルスとし、高圧コンデン
サ２−２５、高圧ダイオード２−２６，２−２７によ
り、倍電圧、整流を行なってマイクロ波源１に印加す
る。マイクロ波源１のアノードヒータ間の電圧Ｅ、電流
Ｉは図７に示す。モード１では、パルスデューティＴ
Ｗ１／ＴＲ１が小さいパルス源２−２９により、幅の狭
いパルス電流を発生させ、マイクロ波源１に加える。低
ダメージ用のモード２ではパルスデューティＴＷ２／Ｔ
Ｒ２の大きいパルス源２−２８を用いて幅の広いパルス
電流を発生させマイクロ波源１に加える。
イクロ波源駆動装置の他の実施例及び図７はその主要部
の波形を示す。パルス繰返しが１０ＫＨｚ程度以上の２
つのパルス信号源２−２８，２−２９をもとに、可変低
圧直流電源２−２０、コイル２−２１、パルス駆動用ト
ランジスタ２−２３、コンデンサ２−２４、昇圧トラン
ス２−２２により高圧の電圧パルスとし、高圧コンデン
サ２−２５、高圧ダイオード２−２６，２−２７によ
り、倍電圧、整流を行なってマイクロ波源１に印加す
る。マイクロ波源１のアノードヒータ間の電圧Ｅ、電流
Ｉは図７に示す。モード１では、パルスデューティＴ
Ｗ１／ＴＲ１が小さいパルス源２−２９により、幅の狭
いパルス電流を発生させ、マイクロ波源１に加える。低
ダメージ用のモード２ではパルスデューティＴＷ２／Ｔ
Ｒ２の大きいパルス源２−２８を用いて幅の広いパルス
電流を発生させマイクロ波源１に加える。
【００３０】モード１では、電流検出抵抗２−３からの
信号をピーク検出器を介して、ピーク電流設定値との差
を誤差増幅器２−７によって増幅し、可変低圧直流電源
２−２０の電圧を制御する。
信号をピーク検出器を介して、ピーク電流設定値との差
を誤差増幅器２−７によって増幅し、可変低圧直流電源
２−２０の電圧を制御する。
【００３１】モード２では電流検出信号からの信号を平
均電流検出器２−３０を介して、平均電流設定値との差
を誤差増幅器２−５によって増幅し、可変低圧直流電源
２−２０の電圧を制御する。
均電流検出器２−３０を介して、平均電流設定値との差
を誤差増幅器２−５によって増幅し、可変低圧直流電源
２−２０の電圧を制御する。
【００３２】以上、いくつかの実施例について述べた
が、本発明はこれらの例に限定されるものではない。マ
イクロ波を用いて試料をプラズマ処理する装置であれば
同様に適用可能である。
が、本発明はこれらの例に限定されるものではない。マ
イクロ波を用いて試料をプラズマ処理する装置であれば
同様に適用可能である。
【００３３】本発明は、パルス状のマイクロ波電力を周
期的に発生させ、種々のガスに加えてプラズマを生起せ
しめることにより、電子温度の高いプラズマを発生する
部分を有するものであり、上記マイクロ波電力の周期は
１ｍｓ以下、パルスのデューティは、５０％以下に限定
される。
期的に発生させ、種々のガスに加えてプラズマを生起せ
しめることにより、電子温度の高いプラズマを発生する
部分を有するものであり、上記マイクロ波電力の周期は
１ｍｓ以下、パルスのデューティは、５０％以下に限定
される。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、パルス放電の使用によ
り電子温度の上昇が図られて、プラズマ処理を高速に行
うことができるという効果がある。
り電子温度の上昇が図られて、プラズマ処理を高速に行
うことができるという効果がある。
【図１】本発明の一実施例の有磁場型のマイクロ波プラ
ズマエッチング装置の構成図である。
ズマエッチング装置の構成図である。
【図２】図１の装置でのマイクロ波源駆動装置の出力高
圧電流、高圧電圧、バイアス電源の出力電力、コイル駆
動装置の出力電流の波形模式図である。
圧電流、高圧電圧、バイアス電源の出力電力、コイル駆
動装置の出力電流の波形模式図である。
【図３】本発明の他の実施例の無磁場型のマイクロ波プ
ラズマ装置の構成図である。
ラズマ装置の構成図である。
【図４】図２におけるモード移行構成の一実施例の構成
図である。
図である。
【図５】マイクロ波源駆動装置の一実施例の回路構成図
である。
である。
【図６】同じく他の実施例の回路構成図である。
【図７】図６のマイクロ波源駆動装置の主要部の波形模
式図である。
式図である。
１…マイクロ波源、２…マイクロ波源駆動装置、８…コ
イル駆動装置、１０…バイアス電源。
イル駆動装置、１０…バイアス電源。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ
Claims (6)
- 【請求項１】プラズマの生成と試料へのバイアス電圧の
印加とをそれぞれに行い、プラズマを生じさせる電磁界
の強さをパルス的に発生させ、該パルスを発生させる周
期を１ｍｓ以下とし、該パルスのパルス幅を１００μｓ
以下とし、該パルスを発生させるパルスデューティを１
〜５０％としてパルス放電を処理室内に発生させるとと
もに、前記試料の処理中に前記パルス放電と同期させて
前記試料にバイアス電圧を印加し、前記処理室内に配置
された試料を処理することを特徴とするプラズマ処理方
法。 - 【請求項２】請求項１記載のプラズマ処理方法におい
て、前記プラズマはＥＣＲプラズマであるプラズマ処理
方法。 - 【請求項３】請求項２記載のプラズマ処理方法におい
て、前記ＥＣＲプラズマ生成のための磁界を前記ＥＣＲ
プラズマ生成のための電磁界と同期させるプラズマ処理
方法。 - 【請求項４】請求項１記載のプラズマ処理方法におい
て、前記バイアス電圧の印加はパルス放電の期間中若し
くは放電休止後の所定時間内に印加するプラズマ処理方
法。 - 【請求項５】内部にプラズマが発生される処理室と、前
記処理室内を減圧排気する排気手段と、前記処理室内に
処理ガスを導入する手段と、前記処理ガスのプラズマを
生じさせる電磁界の強さをパルス的に発生させ、該パル
スを発生させる周期を１ｍｓ以下とし、該パルス幅を１
００μｓ以下とし、該パルスを発生させるパルスデュー
ティを１〜５０％としたパルス放電発生手段と、前記処
理室内で試料を保持する試料台と、前記試料台に接続さ
れ前記試料の処理中に前記パルスと同期させてバイアス
電圧を印加するバイアス電源とを具備したことを特徴と
するプラズマ処理装置。 - 【請求項６】請求項５記載のプラズマ処理装置におい
て、前記パルス放電発生手段はＥＣＲプラズマの放電を
用いたプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11151127A JP3063761B2 (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | プラズマ処理方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11151127A JP3063761B2 (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | プラズマ処理方法及び装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1132637A Division JP2972227B2 (ja) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | プラズマ処理方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000082596A true JP2000082596A (ja) | 2000-03-21 |
| JP3063761B2 JP3063761B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=15511964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11151127A Expired - Fee Related JP3063761B2 (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | プラズマ処理方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3063761B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006147872A (ja) * | 2004-11-19 | 2006-06-08 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置 |
| JP2007126749A (ja) * | 2005-11-01 | 2007-05-24 | Applied Films Corp | 新しい膜特性を達成するためのｐｅｃｖｄ放電源の電力及び電力関連ファンクションの変調のためのシステム及び方法 |
| JP2012191158A (ja) * | 2011-02-23 | 2012-10-04 | Tokyo Electron Ltd | マイクロ波照射装置 |
| JP2014204050A (ja) * | 2013-04-09 | 2014-10-27 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置 |
| CN104233235A (zh) * | 2013-06-06 | 2014-12-24 | 惠州欧博莱光电技术有限公司 | 在工件上形成光学膜的方法及其设备 |
| JP2017022136A (ja) * | 2016-10-06 | 2017-01-26 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置 |
-
1999
- 1999-05-31 JP JP11151127A patent/JP3063761B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006147872A (ja) * | 2004-11-19 | 2006-06-08 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置 |
| JP4495573B2 (ja) * | 2004-11-19 | 2010-07-07 | 株式会社日立国際電気 | 基板処理装置、及び基板処理方法 |
| JP2007126749A (ja) * | 2005-11-01 | 2007-05-24 | Applied Films Corp | 新しい膜特性を達成するためのｐｅｃｖｄ放電源の電力及び電力関連ファンクションの変調のためのシステム及び方法 |
| JP2012191158A (ja) * | 2011-02-23 | 2012-10-04 | Tokyo Electron Ltd | マイクロ波照射装置 |
| JP2014204050A (ja) * | 2013-04-09 | 2014-10-27 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置 |
| US10121640B2 (en) | 2013-04-09 | 2018-11-06 | Hitachi High-Technologies Corporation | Method and apparatus for plasma processing |
| CN104233235A (zh) * | 2013-06-06 | 2014-12-24 | 惠州欧博莱光电技术有限公司 | 在工件上形成光学膜的方法及其设备 |
| JP2017022136A (ja) * | 2016-10-06 | 2017-01-26 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3063761B2 (ja) | 2000-07-12 |
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|---|---|---|---|
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