JP2000164583A - プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 - Google Patents

プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法

Info

Publication number
JP2000164583A
JP2000164583A JP11311729A JP31172999A JP2000164583A JP 2000164583 A JP2000164583 A JP 2000164583A JP 11311729 A JP11311729 A JP 11311729A JP 31172999 A JP31172999 A JP 31172999A JP 2000164583 A JP2000164583 A JP 2000164583A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plasma processing
processing apparatus
flat plate
plasma
sample
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11311729A
Other languages
English (en)
Inventor
Katanobu Yokogawa
賢悦 横川
Masaru Izawa
勝 伊澤
Naoshi Itabashi
直志 板橋
Nobuyuki Negishi
伸幸 根岸
Shinichi Taji
新一 田地
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of JP2000164583A publication Critical patent/JP2000164583A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32137—Radio frequency generated discharge controlling of the discharge by modulation of energy
    • H01J37/32155—Frequency modulation
    • H01J37/32165—Plural frequencies

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】プラズマ生成条件である放電電力，原料ガスの
圧力，流量，組成とは独立にプラズマ内の活性種を制御
して高精度に処理性能を制御できおよび特性を長期間安
定に維持することができるプラズマ処理を提供する。 【解決手段】３００から５００ＭＨｚの電磁波と磁場の
相互作用でプラズマを形成し、電磁波導入用平面板に５
０ｋＨｚから３０ＭＨｚの電磁波を該３００から５００
ＭＨｚの電磁波に重畳させ、さらに平面板と被加工試料
の間隔を被加工試料の径の１／２以下とする構成とし、
間隔に依存した活性種制御で行う。 【効果】プラズマ内の活性種がプラズマ生成条件とは独
立にかつ効果的に制御でき、さらに長期的な処理性能の
安定化が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の微細加
工、特に半導体材料をリソグラフィー技術によりパター
ニングした形状にエッチング処理するプラズマ処理装置
およびプラズマ処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体装置の製造工程で用いられ
るプラズマ処理装置は、例えば、エッチングについては
「日立評論、Ｖｏｌ．７６，Ｎo.７，（１９９４），５
５〜５８頁」に記載されている有磁場マイクロ波プラズ
マエッチング装置がある。有磁場マイクロ波プラズマエ
ッチング装置は空心コイルで発生させた磁場と立体回路
を介して真空容器内に導入されるマイクロ波領域の電磁
波で気体をプラズマ化している。この従来装置では、低
ガス圧で高いプラズマ密度が得られることから、高精度
かつ高速で試料の加工を行うことができる。さらに、例
えば、「Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、Ｖｏｌ．６
２、Ｎｏ．１３、（１９９３）、１４６９−１４７１
頁」には永久磁石による局所磁場を用いる有磁場マイク
ロ波プラズマエッチング装置が報告されている。この装
置では磁場を永久磁石により形成するため装置コスト及
び消費電力共に上記従来装置に比べ格段に低くすること
ができる。また、特開平３−１２２２９４号公報には１
００ＭＨｚから１ＧＨｚの高周波によりプラズマを生成
し、ミラー磁場を用いて効率よくエッチングすることに
ついて開示されている。さらに、特開平６−２２４１５
５号公報には、櫛状アンテナから１００から５００ＭＨ
ｚの高周波をかけてプラズマを生成し、大口径チャンバ
内で均一なプラズマを形成することが示されている。
【０００３】また、特にシリコン酸化膜加工用としては
狭電極平行平板型（以下「狭電極型」という）の装置が実
用化されている。狭電極型装置は１.５ｃｍから３ｃｍ
程度の間隔の平行平板間に十数から数十ＭＨｚの高周波
を印加し、プラズマを形成している。狭電極型装置は原
料ガス圧力が数十ｍＴｏｒｒ領域で用いられる。この狭
電極型は比較的安定な酸化膜エッチング特性が長期にわ
たって得られるという特徴をもっている。
【０００４】また、特開平７−３０７２００号公報に
は、導入波長の１／４の長さを有する放射状のアンテナ
から３００ＭＨｚ程度高周波をかけることについて記載
されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記永久磁石による局
所磁場を用いる有磁場マイクロ波エッチング装置では、
小型の永久磁石を複数使用している為磁場領域プラズマ
が主に生成されている領域でのプラズマの均一性が悪
く、従って被加工試料をプラズマ生成領域から離した位
置に設置して、拡散によってプラズマを均一化して使用
している。このため、被加工試料位置では十分なプラズ
マ密度が得られず、十分な加工速度が得られないという
問題がある。
【０００６】また、特開平３−１２２２９４号公報や特
開平６−２２４１５５号公報に記載のようなＥＣＲ型の
装置では、有磁場マイクロ波プラズマ源には試料に対面
する位置から電磁波を導入するため、試料対面位置には
絶縁体しか設置できない。従って、被加工試料に高周波
バイアスを印加する場合等に必要なアース電極を理想的
な位置である被加工試料と対面する位置設置できず、バ
イアスの不均一が生じるという問題もあった。被加工試
料の加工特性にはプラズマ中の活性種が重要な影響を与
える。この活性種は真空容器壁の材質とに影響される特
に被加工試料に対面する位置の壁材とその距離は被加工
試料の加工性能に大きく影響する。言い換えれば被加工
試料に対向する位置の材料とその距離で活性種を制御で
きることになる。しかし、従来ＥＣＲ型は被加工試料に
対面する位置に配置し絶縁体（現実には石英あるいは酸
化アルミニウム）しか設置できないため、活性種を理想
的な状態に制御できない。
【０００７】狭電極型装置では、先のＥＣＲ型に比べ被
加工試料の対向部に電極がある為、被加工試料のバイア
スに対するアース電極の問題および対向部材質により活
性種を制御できない問題が解決される。しかし、狭電極
型は比較的使用ガス圧力が高いため、被加工試料に入射
するイオンの指向性が不均一になり、微細加工性が悪
く、また電極間隔が３０ｍｍ程度以下のため、高流量ガ
ス導入時に被加工試料面内で圧力差が大きくなってしま
う問題を有する。この問題は被加工試料径の拡大に伴い
顕著となり、次世代の３００ｍｍウエハ以上の加工では
本質的な課題となる。
【０００８】また特開平６−２２４１５５号公報に記載
のような櫛状アンテナや特開平７−３０７２００号公報
に記載のような放射状のアンテナでは、アンテナを利用
していない場合に比べればプラズマの均一性が上がる
が、それでも十分な均一性を得ることができない。
【０００９】本発明の目的は、低消費電力で、被加工試
料の加工面積が大きい場合にも均一性の高い有磁場マイ
クロ波プラズマを発生させ、かつ微細加工性に優れ、高
選択比，高アスペクト比の加工が可能で、かつ高速度の
加工処理ができるプラズマ処理装置を提供することにあ
る。特にプラズマ内の活性種をプラズマ生成条件とは独
立に制御し、高精度な活性種制御を実現することで高い
表面処理性能を実現する。また長期間にわたりプラズマ
内での活性種の組成が変動せず、安定した加工特性の持
続を実現する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】被加工試料に対面する位
置にプラズマ励起用電磁波を導入する平面板を設置し、
かつ該平面板に第２高周波を印加し、さらに平面板と被
加工試料間の距離を３０ｍｍから被加工試料径の１／２
とする構造とした。プラズマ励起には３００から５００
ＭＨｚの電磁波を用い、第２周波数には５０ｋＨｚから
３０ＭＨｚを用いる。また被加工試料の周辺にシリコン
等の材料で形成された円環状の部材を配置し、この円環
状の部材にバイアスが印加できる構造とした。さらに上
記平面板，真空容器壁，円環状の部材を温度制御する機
能を付加した。
【００１１】以上の構成により、低磁場低ランニングコ
ストで高密度プラズマを形成でき、高速で微細な加工が
可能となる。また平面板に第２の周波数を付加し、平面
板と被加工試料の間隔を被加工試料または平面板のいず
れか小さい方の径の１／２以下とすることで、プラズマ
内の活性種を制御でき、被加工資料面上での反応を高精
度に制御することで高選択比と微細加工性を両立したプ
ラズマ処理装置が可能となる。また本発明ではプラズマ
に接する大部分に常にバイアスが印加され反応が持続し
ている状態あるいは温度制御された状態となるため、処
理状態の経時変化が少なく長期的な処理性能の安定化が
可能となる。
【００１２】以上のプラズマ処理装置で、平面板にシリ
コン，カーボン，石英，炭化シリコンのいずれかを用
い、アルゴンとＣ４Ｆ８に代表されるフロンガスの混合
ガスを主とする原料ガスを用いることで高精度なシリコ
ン酸化膜の加工が可能となるプラズマ処理方法が実現で
きる。また同様に原料ガスに塩素，ＨＢｒ、またそれら
の混合ガスを主体とする原料ガスを用いることでシリコ
ン，アルミ，タングステンの高精度加工が可能となるプ
ラズマ処理方法が実現できる。
【００１３】本発明は、具体的には次に掲げる装置を提
供する。
【００１４】本発明は、真空排気手段と原料ガス供給手
段と被加工試料設置手段と被加工試料への高周波電力印
加手段を有する真空容器内で該原料をプラズマ化し、該
被加工試料の表面処理を行う表面処理装置において、該
プラズマを形成する手段が電磁波供給手段と磁場発生手
段からなり、該電磁波の該真空容器内への導入を該被加
工試料に平行に配置された平面板から行い、該平面板と
該被加工試料の間隔を３０mmから該被加工試料または平
面板のいずれか小さい方の径の２分の１とし、さらに該
平面板表面とプラズマ中の活性種との反応量を制御する
手段、被加工試料面内に入射する活性種の量と種類を均
一化する手段、被加工試料に入射する活性種の時間的変
動を低減する手段を有するプラズマ処理装置を提供す
る。
【００１５】本発明は、更に該平面板の径が被加工試料
径の０.７から１.２倍であるプラズマ処理装置を提供す
る。
【００１６】本発明は、更に前記プラズマを形成する手
段である電磁波の周波数が３００から５００ＭＨｚであ
るプラズマ処理装置を提供する。
【００１７】本発明は、更に前記プラズマを形成手段で
ある磁場発生手段による磁場が、平面板と被加工試料の
間で電子サイクロトロン共鳴条件を満足する大きさであ
るプラズマ処理装置を提供する。
【００１８】本発明は、更に前記平面板表面とプラズマ
との反応を制御する手段が、該平面板に供給する前記３
００から５００ＭＨｚの電磁波とは別の第２の周波数の
電磁波を重畳して該平面板に供給する手段であるプラズ
マ処理装置を提供する。
【００１９】本発明は、更に前記平面板表面とプラズマ
との反応を制御する手段が、該平面板の温度を制御する
手段であるプラズマ処理装置を提供する。
【００２０】本発明は、更に前記平面板表面とプラズマ
との反応を制御する手段が、前記第２の周波数の電磁波
を重畳して該平面板に供給する手段と該平面板の温度を
制御する手段の両方であるプラズマ処理装置を提供す
る。
【００２１】本発明は、更に前記平面板に重畳する第２
の周波数が５０ｋＨｚから３０ＭＨｚであり、平面板に
印加する該周波数の電力が平面板の単位面積あたり０.
０５から５Ｗ／cm２であるプラズマ処理装置を提供す
る。
【００２２】本発明は、更に原料ガスを請求項１記載の
平面板に形成した複数の微細孔より供給するプラズマ処
理装置を提供する。
【００２３】本発明は、更に前記平面板のプラズマ側に
接する表面がシリコン，カーボン，炭化シリコン，石
英，酸化アルミ，アルミニウムのいずれか一つの材質で
形成されているプラズマ処理装置を提供する。
【００２４】本発明は、更に該手段が該平面板内に温度
制御された液体を循環させることにより、該平面板の温
度を制御するプラズマ処理装置を提供する。
【００２５】本発明は、更に前記平面板のプラズマ側に
接する表面に設置する材料面より真空容器内にガスを供
給する手段を配置したプラズマ処理装置を提供する。
【００２６】本発明は、更に前記被加工試料面内に入射
する活性種の量と種類を均一化する手段が、被加工試料
の周辺に配置された円環状の部材であるプラズマ処理装
置を提供する。
【００２７】本発明は、更に前記円環状の部材のプラズ
マに接する部分の材質がシリコン，カーボン，炭化シリ
コン，石英，酸化アルミ，アルミニウムのいずれか一つ
の材質で形成されているプラズマ処理装置を提供する。
【００２８】本発明は、更に該円環状の部材に高周波電
力を印加するプラズマ処理装置を提供する。
【００２９】本発明は、前記円環状の部材に高周波電力
を印加する手段が、被加工試料に印加する高周波電力の
一部を分岐し、該円環状の部材に印加する構造であるプ
ラズマ処理装置を提供する。
【００３０】本発明は、前記被加工試料に入射する活性
種の時間的変動を低減する手段が、前記真空容器壁，平
面板，円環状の部材の温度制御手段であるプラズマ処理
装置を提供する。
【００３１】本発明は、該円環状の部材の被加工試料面
に垂直方向の高さが、被加工試料面より０から４０ｍｍ
の範囲であるプラズマ処理装置を提供する。
【００３２】本発明は、更に該円環状の部材の被加工試
料面に水平方向の幅が２０ｍｍから前記平面板と被加工
試料間距離の範囲であるプラズマ処理装置を提供する。
【００３３】本発明は、更に前記円環状の部材に高周波
電力を印加する手段で、被加工試料に印加する高周波電
力の一部を分岐する手段がコンデンサまたはコンデンサ
の機能を有する構造であるプラズマ処理装置を提供す
る。
【００３４】本発明は、更に該平面板がアース電位の平
板に誘電体を介して配置され、該平面板とアース電位の
平板ではさまれる誘電体内で、供給した電磁波がＴＭ０
１モードで共振する構造であるプラズマ処理装置を提供
する。
【００３５】本発明は、更に該平面板は円盤状であり、
さらに該平面板の中央に接続される円錐状の導体を介し
て電磁波を供給するプラズマ処理装置を提供する。
【００３６】本発明は、更に前記真空容器壁，平面板，
円環状の部材の温度制御手段が温度制御された液体を循
環させることにより、前記各部の温度を制御し、その温
度範囲が２０℃から１４０℃の範囲であるプラズマ処理
装置を提供する。
【００３７】本発明は、更に前記磁場発生手段による磁
場の磁力線の向きが、前記平面板および被加工試料面と
垂直方向であるプラズマ処理装置を提供する。
【００３８】本発明は、更に前記磁場発生手段による磁
場の磁力線の向きが、前記平面板および被加工試料面と
略垂直方向であるプラズマ処理装置を提供する。
【００３９】本発明は、更に該平面板のプラズマに接す
る面の全面または一部を誘電体で被覆するプラズマ処理
装置を提供する。
【００４０】本発明は、更に該平面板のプラズマに接す
る面の全面または一部を被覆する誘電体が石英，酸化ア
ルミニウム，窒化シリコン，ポリイミド樹脂のいずれか
一種類の材料で構成されているプラズマ処理装置を提供
する。
【００４１】本発明は、更に前記誘電体の温度を２０℃
から２５０℃の範囲内で一定に制御する手段を有するプ
ラズマ処理装置を提供する。
【００４２】本発明は、更に平面板に供給する３００か
ら５００ＭＨｚの電磁波を供給する給電線路に被加工試
料に印加する高周波電力をアースに流入させるフィルタ
を設置するプラズマ処理装置を提供する。
【００４３】本発明は、更に被加工試料に１００ｋＨｚ
から１４ＭＨｚの高周波電力を被加工試料の単位面積あ
たり０.５から８Ｗ／cm２印加し、被加工試料の表面処
理を行うプラズマ処理方法を提供する。
【００４４】本発明は、更に前記円環状の部材に印加す
る高周波電力が円環状の部材のプラズマに接する面の単
位面積あたり０から８Ｗ／cm２であるプラズマ処理装置
を提供する。
【００４５】本発明は、更に磁場発生手段により平面板
と被加工試料間に形成される電子サイクロトロン共鳴条
件磁場領域の被加工試料面からの高さおよびその領域幅
を制御し、プラズマ内で生成される活性種の制御を行う
プラズマ処理装置を提供する。
【００４６】本発明は、更に真空容器上部を石英，酸化
アルミのいずれかの一方の絶縁材料で構成し、該絶縁材
料の大気側に請求項２０記載のアース電位導体に誘電体
を介し配置される平面板を設置し、該平面板に請求項３
記載の電磁波を供給し、該電磁波と磁場の相互作用によ
り、該真空容器内にプラズマを形成するプラズマ処理装
置を提供する。
【００４７】本発明は、平面状の被加工試料を処理する
プラズマ処理装置において、被加工試料と被加工試料に
対面する部材との距離が３０ｍｍから該被加工試料径の
１／２であるプラズマ処理装置を提供する。
【００４８】本発明は、更に被加工試料の周囲に前記円
環状の部材を配置するプラズマ処理装置を提供する。
【００４９】本発明は、更に被加工試料に対面する位置
に配置される部材が石英，酸化アルミ，シリコン，窒化
シリコン，炭化シリコン，ポリイミド樹脂のいずれか一
種類の材料で構成されているプラズマ処理装置を提供す
る。
【００５０】本発明は、更に前記プラズマ処理装置を用
いて、原料ガスにアルゴンとＣ４Ｆ８の混合ガスを用
い、アルゴン流量が５０から５００sccm、Ｃ４Ｆ８流量
が２から５０sccmで、該混合ガスの圧力が０.２から３
Ｐａ の条件でシリコン酸化膜のエッチング処理を行う
プラズマ処理方法を提供する。
【００５１】本発明は、更に２から５０sccmのＣＯガス
を添加し、シリコン酸化膜のエッチング処理を行うプラ
ズマ処理方法を提供する。
【００５２】本発明は、更に０.５から２０sccmの酸素
ガスを添加し、シリコン酸化膜のエッチング処理を行う
プラズマ処理方法を提供する。
【００５３】本発明は、更に２から５０sccmのＣＨ
Ｆ３，ＣＨ２Ｆ２，ＣＨ４，水素ガスのいずれか一つま
たは混合ガスを添加しシリコン酸化膜のエッチング処理
を行うプラズマ処理方法を提供する。
【００５４】本発明は、更に前記プラズマ処理装置にお
いてＣ２Ｆ６，ＣＨＦ３，ＣＦ４，Ｃ３Ｆ６Ｏ，Ｃ３Ｆ
７，Ｃ５Ｆ８のいずれか一種類のガスを用いシリコン酸
化膜のエッチングを行うプラズマ処理方法を提供する。
【００５５】本発明は、更に前記ガスにＣＯガスを添加
し、シリコン酸化膜のエッチングを行うプラズマ処理装
置を提供する。
【００５６】本発明は、更にガスに酸素ガスを添加し、
シリコン酸化膜のエッチングを行うプラズマ処理装置を
提供する。
【００５７】本発明は、更に前記プラズマ処理装置を用
いて、原料ガスにアルゴンとＣ５Ｆ８の混合ガスを用
い、アルゴン流量が５０から５００sccm、Ｃ５Ｆ８流量
が２から５０sccmで、該混合ガスの圧力が０.２から３
Ｐａの条件でシリコン酸化膜のエッチング処理を行うプ
ラズマ処理方法を提供する。
【００５８】本発明は、更に前記プラズマ処理装置を用
いて、原料ガスが塩素で圧力０.１から２Ｐａの条件
で、シリコン，アルミニウム，タングステンあるいは該
シリコン，アルミニウム，タングステンを主成分とする
材料のエッチング処理を行うプラズマ処理方法を提供す
る。
【００５９】本発明は、更に前記プラズマ処理装置を用
いて、原料ガスがＨＢｒで圧力０.１から２Ｐａの条件
で、シリコン，アルミニウム，タングステンあるいは該
シリコン，アルミニウム，タングステンを主成分とする
材料のエッチング処理を行うプラズマ処理方法を提供す
る。
【００６０】本発明は、更に前記プラズマ処理装置を用
いて、原料ガスが塩素とＨＢｒの混合ガスで圧力０.１
から２Ｐａの条件で、シリコン，アルミニウム，タング
ステンあるいは該シリコン，アルミニウム，タングステ
ンを主成分とする材料のエッチング処理を行うプラズマ
処理方法を提供する。
【００６１】本発明は、更に前記プラズマ処理方法で、
酸素ガスを添加し、シリコン，アルミニウム，タングス
テンあるいは該シリコン，アルミニウム，タングステン
を主成分とする材料のエッチング処理を行うプラズマ処
理方法。
【００６２】本発明は、更に酸素ガス，メタンガス，塩
素ガス，窒素ガス，水素，ＣＦ４，Ｃ２Ｆ６，ＣＨ２Ｆ
２，Ｃ４Ｆ８，ＳＦ６のいずれかを成分とする原料ガス
により、有機物を主体とする材料のエッチング処理を行
うプラズマ処理装置を提供する。
【００６３】本発明は、更に前記プラズマ形成手段であ
る磁場発生手段による磁場が、平面板と被加工試料の間
で１００ガウス以下の磁場であるプラズマ処理装置を提
供する。
【００６４】本発明は、更にプラズマを形成するのに磁
場形成手段を用いないプラズマ処理装置を提供する。
【００６５】本発明は、更に請求項５記載の平面板に重
畳して印加する第２の電磁波を請求項２９記載の被加工
試料に印加する電磁波を分岐し供給するプラズマ処理装
置を提供する。
【００６６】本発明は、更にプラズマを形成する手段で
ある電磁波の周波数が２００ＭＨｚから９５０ＭＨｚで
あるプラズマ処理装置を提供する。
【００６７】
【発明の実施の形態】本発明による実施の形態を以下で
説明する。
【００６８】本発明による実施の形態を図１に示す。図
１の実施の形態は本発明における装置の基本的構成であ
り、真空排気されガス導入手段１を有する真空容器２に
電磁石３が配置されており、同軸ケーブル４により平面
板５に導入される電磁波と該電磁石３による磁場の相互
作用で真空容器２内に導入されたガスをプラズマ化し、
被加工試料６を処理する。ここで電磁波放射に用いる平
面板５は、特願平８−３０００３９号に記載されている
平面板と同等である。本実施の形態における平面板５に
はプラズマ形成用の４５０ＭＨｚ電源７と、フィルタ８
を介し、１３.５６ＭＨｚ電源９の２つの周波数が印加
されている。磁場の大きさは、平面板５と被加工試料６
のプラズマ生成領域で、電子サイクロトロン共鳴を満足
する大きさが必要であり、図１の実施の形態では４５０
ＭＨｚの電磁波を用いているため、１００−２００ガウ
スの磁場強度である。被加工試料６は８インチ径であ
り、該被加工試料と平面板５の間隔は７ｃｍとなってい
る。
【００６９】平面板５の表面はシリコン１０で形成され
ており、また該シリコン１０の表面に形成した複数の孔
から原料ガスが真空容器２内に導入される構成となって
いる。さらに真空容器壁には真空容器壁温度制御手段２
６が設置されている。この真空容器壁温度制御手段２６
による真空容器壁の温度制御範囲は２０から１４０度で
ある。
【００７０】本実施の形態では平面板５の径を２５５mm
とした。１３.５６ＭＨｚ電源９の電磁波は平面板５に
配置されたシリコン１０の表面とプラズマの間で形成さ
れる電位を調節する機能を持つ。該１３.５６ＭＨｚ電
源９の出力を調節することでシリコン表面の電位が任意
に調節でき、シリコン１０とプラズマ内活性種の反応が
制御できる。また本発明では平面板５上に配置されたシ
リコン１０と被加工試料６の間隔を被加工試料径の１／
２以下である１００から３０ｍｍで調節できる構造とな
っている。該間隔の制御は被加工試料台１１の上下によ
り行う。被加工試料６または平面板５上のシリコン１０
での反応生成物は真空容器内に拡散する。しかし、被加
工試料６またはシリコン１０の表面付近は反応生成物が
気相中分子と衝突することによりだだよい、実質的に表
面反応の影響を非常に強く受けた気相状態となる。その
領域は図２に示すように、反応する面の大きさに依存
し、ほぼ反応する面の半径となる。よって被加工試料６
とその対面する位置に相当するシリコン１０の間隔を被
加工試料６の半径以下とすることで、互いの面での反応
を強く反映させることができる。
【００７１】たとえば原料ガスにフロン系ガスを用いシ
リコン酸化膜のエッチング処理を行う場合、フロン系ガ
スの解離種であるフッ素ラジカルがエッチングの特性
（特にエッチング選択性）を低下させる。
【００７２】しかし、本発明の構成とすることで、シリ
コン１０でフッ素を反応させ消費することで被加工試料
６に入射するフッ素ラジカルを大幅に低減できる。シリ
コン１０と被加工試料６の間隔を被加工試料６の半径以
上にするとこのフッ素ラジカルの低減効果が小さくな
り、効果は急激に低下する。また該間隔を小さくするこ
とはシリコン１０と被加工試料６に囲まれたプラズマの
ボリュウムを小さくすることになる。先のフロン系ガス
のプラズマによるフッ素ラジカルの発生絶対量はプラズ
マのボリュウムに比例するのに対し、シリコン１０での
フッ素の消費はシリコン１０の面積および該シリコン１
０に印加されるバイアス条件にのみ依存する。よって間
隔を小さくするとフッ素の発生絶対量は抑制されるのに
対し、シリコン１０での消費量は不変とすることができ
る。結果として被加工試料６に入射するフッ素ラジカル
を低減できる。この効果も間隔を被加工試料径の１／２
以下とすることによる、フッ素ラジカルの低減効果につ
ながる。以上の活性種制御機能は間隔と平面板５に重畳
する１３.５６ＭＨｚの電力で決まり、プラズマ生成条
件（例えば放電電力，ガス圧力，流量等）と独立に制御
できるのでプロセスの制御範囲を大幅に広げることが可
能となる。
【００７３】また平面板５と被加工試料の間隔を３０ｍ
ｍ以下とすると平面板５表面から供給するガスの被加工
試料面内圧力分布が劣化してしまう。この劣化は被加工
試料径の拡大と共に無視できなくなり、次世代の３００
ｍｍウエハの加工では本質的な問題となる。よって平面
板５と被加工試料６との間隔は３０ｍｍから被加工試料
径の１／２以下（φ２００ウエハであれば１００ｍｍ、
φ３００ウエハであれば１５０ｍｍ）で良好な特性が得
られる。シリコン酸化膜エッチングでは深く微細な孔を
高速でかつ高エッチング選択比で加工しなければならな
い。この深孔での微細性とエッチング選択比は気相内ラ
ジカル種と入射イオン密度により特性が支配され、トレ
ードオフの関係にある。よってプラズマの生成条件と独
立に高精度な活性種制御が可能な本発明は従来にないシ
リコン酸化膜エッチング特性を実現できる。また平面板
５には温度制御機能１６が設置されており、シリコン１
０の表面反応の時間的変動を低減している。
【００７４】また図５は図２における平面板表面におけ
るシリコン１０に設けられた複数の微細孔で構成される
原料ガス導入部分の詳細を記した図である。
【００７５】本発明では図１に図中に示す円環状の部材
１２を被加工試料６の周囲に配置している。円環状の部
材１２のプラズマに接する面はシリコン１３で形成され
ており、また被加工試料６に印加するバイアスの一部を
容量１４により分割することで、該シリコン１３にバイ
アスが印加される構造となっている。また円環状の部材
１２の直下に温度制御機能１５が設置されており、該円
環状部材の温度を一定化できる構造となっている。被加
工試料６であるシリコンウエハは通常レジストマスクに
覆われている。被加工試料６の表面に入射するプラズマ
中の活性種の量はこのレジストとの反応に影響される。
例えばＣ４Ｆ８に代表されるフロン系ガスのプラズマで
派生するフッ素ラジカルはレジストと反応することで消
費される。
【００７６】この反応により被加工試料６に実行的に入
射するフッ素ラジカルの量が決まり、前記図２の説明と
同様な理由で被加工試料６の中心部と周辺部ではフッ素
ラジカルの量に差が生じてしまう。円環状の部材１２は
その表面反応により被加工試料周辺部で過剰となるフッ
素ラジカルを消費し、活性種入射の被加工試料６への均
一化をはかることが可能となる。この円環状の部材表面
の反応は先のバイアス印加機能によるバイアスで調整可
能であり、また冷却機能１５により反応の時間的変動が
低減されている。円環状の部材１２の被加工試料面に水
平方向の幅を、平面板５と被加工試料６間距離と同じ長
さとすることで完全に被加工試料６面内に入射する活性
種を均一化できる。ただし、実質的には２０ｍｍ以上の
幅で十分効果がある。よって円環状の部材１２の幅は平
面板５と被加工試料６間距離から２０ｍｍが有効範囲と
なる。また円環状の部材１２の被加工試料６に垂直方向
の高さは先の幅とも関係あり、幅を大きく取るほど高さ
が低くできる。実質的には高さ０から４０ｍｍの範囲内
でその高さに最適な幅を前記の範囲から選ぶ。図１の実
施例では円環状の部材１２表面の材質をシリコン１３と
したが、他にカーボン，炭化シリコン，石英，酸化アル
ミ，アルミニウムでも制御する活性種の種類により、同
等の効果がある。
【００７７】図６は円環状の部材への電磁波の具体的供
給方法を示す。被加工試料と共通の８００ｋＨｚ電源よ
り電磁波を誘電体３２を介し供給する。誘電体３２の厚
さを調節することで誘電体３２部の容量が調整でき円環
状の部材供給される電磁波電力を制御できる。もちろん
図６に示す誘電体の他に可変容量により分岐し電力制御
を実施しても同様である。本発明ではプラズマに接する
大部分の領域が常にバイアスが印加されるか、温度制御
機能を有しており、真空容器内部状態の経時変化が少な
く長期的な処理性能の安定化が可能となる。真空容器内
壁，平面板５，円環状の部材１２の温度制御範囲を２０
から１４０度の範囲とすることで、吸着活性種の安定化
がはかられ処理特性の時間的変動を低減できる。
【００７８】図１に示す石英リング１７は平面板５ある
いはシリコン１０の周辺電界強度を緩和し、プラズマの
均一生成を可能とする。本実施例では該石英リングのボ
リュウム（厚み）で熱容量を制御し、該石英リング１７
の温度制御をおこなっている。図１の実施例では石英リ
ングを用いたが他の誘電体材料例えば酸化アルミニウ
ム，窒化シリコン，ポリイミド樹脂であっても同様の効
果があることはいうまでもない。また本実施例では石英
リングを平面板５あるいはシリコン１０の円周部にしか
配置しなかったが、全面に配置しても本発明の効果があ
る。その際図３に示すように、平面板５大気側に配置
し、該誘電体で真空を保持することで装置構成が簡単な
本発明における装置が実現できる。図３では図１の構成
と異なる部分のみに符号および符号の説明を記した。そ
の他図１と同様な部分に関する符号および符号の説明は
省略する。図３の実施の形態では図１の実施例における
シリコン１０の表面反応を用いることができないが、他
の機能は十分有するため、被加工試料の対向部の反応を
それほど必要としない加工応用には、装置構成が簡単と
なる利点がある。
【００７９】また図１および図２の装置構成にかかわら
ず、被加工試料とそれに対面する位置に存在する部材と
の距離関係を本発明における３０ｍｍから被加工試料径
の１／２とすることで、本発明の活性種制御による効果
を有する。その際、前記の円環状の部材を被加工試料周
囲に配置することで、同様の活性種均一化の効果も有す
ることはいうまでもない。
【００８０】次に図１の実施の形態の動作例を説明す
る。本実施の形態ではシリコン酸化膜のエッチング処理
を実施する場合を記す。シリコン酸化膜をエッチングす
る場合、本発明では原料ガスにアルゴンとＣ４Ｆ８の混
合ガスを用いる。原料ガスの圧力は２Ｐａである。また
流量はアルゴンが４００ｓｃｃｍ、Ｃ４Ｆ８が１５ｓｃ
ｃｍとした。平面板５には４５０ＭＨｚ電源７から８０
０Ｗの電力を供給し、プラズマを形成した。
【００８１】さらに平面板５に１３.５６ＭＨｚ電源９
から３００Ｗの電力を４５０ＭＨｚに重畳して印加し、
平面板５上に配置したシリコン１０とのプラズマ間に形
成される電位を調整した。被加工試料６は２００ｍｍ径
のウエハを用いた。被加工試料台１１の被加工試料６に
接する領域は−２０度の温度に保たれ、被加工試料６の
温度を制御している。また被加工試料６には８００ｋＨ
ｚ電源１８の電磁波が供給され、被加工試料６にプラズ
マから入射するイオンのエネルギーを制御している。図
４に本動作例によるシリコン酸化膜のエッチング速度お
よびシリコン酸化膜と窒化シリコン膜のエッチング速度
差（選択比）を示す。図４では被加工試料台１１の高さ
を変え、シリコン１０と被加工試料６の間隔によるエッ
チング特性を示した。図４では本発明の間隔制御による
効果を示すため、シリコン１０と被加工試料６の間隔を
被加工試料径の１／２より大きい、１４０ｍｍからのエ
ッチング特性を示した。図４の結果よりエッチング速度
は間隔にあまり大きく依存しないが、エッチング選択比
は大きく変化することが確認できる。特に被加工試料径
の１／２に相当する１００ｍｍ以下からのエッチング選
択比向上が顕著であることがわかり、本発明の有用性が
確認できる。
【００８２】本実施の形態ではプラズマ形成用の電磁波
として４５０ＭＨｚを用いたが３００から５００ＭＨｚ
の電磁波であっても同様の効果がある。周波数を変える
場合には同時に磁場強度も変える必要があり、平面板５
と被加工試料６のプラズマ生成領域に電子サイクロトロ
ン共鳴を満足する磁場強度を形成する。また同様にプラ
ズマを形成する電磁波として２００ＭＨｚから９５０Ｍ
Ｈｚでも基本的には同様の効果がある。しかし、５００
ＭＨｚを超える場合では電源のコストが高くまた大型と
なりやすく、３００ＭＨｚ以下ではプラズマ生成効率が
少し低くなる。
【００８３】平面板に重畳する１３.５６ＭＨｚの電磁
波においては、本実施の形態の他に５０ｋＨｚから３０
ＭＨｚの電磁波で同様の効果が発揮できる。また被加工
試料に印加する電磁波を容量等により分岐し、平面板に
重畳することでも同様の効果があり、さらに電源を重畳
用と被加工試料印加用を共通とすることで装置の簡略化
および低コスト化ができる。
【００８４】３０ＭＨｚより高い周波数ではシリコン１
０に発生するプラズマ間との電位が小さく、また５０ｋ
Ｈｚより小さい周波数では平面板５上に設置するシリコ
ン９の表面状態により、プラズマ間とに発生する電位差
が変動するため適用が困難である。
【００８５】本実施の形態では平面板５上にシリコン１
０を配置したが、他のカーボン，炭化シリコン，石英，
酸化アルミ，アルミニウムを用いて該材料面での反応を
用いることで同様に活性種を制御することが可能であ
る。
【００８６】本実施の形態では原料ガスにアルゴンとＣ
4Ｆ8を用いたが、混合ガスに２から５０ｓｃｃｍのＣＯ
あるいは０.５から２０ｓｃｃｍ酸素あるいは２から５
０ｓｃｃのＣＨＦ３，ＣＨ２Ｆ２，ＣＨ４，水素ガス単
体またはそれらの混合ガスを添加し、シリコン酸化膜の
エッチング処理を実施することが可能であり、該添加ガ
スによりプロセス条件をさらに精度よく制御できる。
【００８７】本発明による装置を用い添加ガスとしてで
なくＣ２Ｆ６，ＣＨＦ３，ＣＦ４，Ｃ３Ｆ６Ｏ，Ｃ３Ｆ
７，Ｃ５Ｆ８のいずれか一種類のガスを主に用いシリコ
ン酸化膜のエッチングを行うことでも同様の効果がある
ことはいうまでもない。さらにこれらガスにＣＯガス，
酸素ガスまたはその両方を添加ガスとして用いても同様
の効果がある。
【００８８】本発明による装置を用い、酸素ガス，メタ
ンガス，塩素ガス，窒素ガス，水素，ＣＦ４，Ｃ
２Ｆ６，ＣＨ２Ｆ２，Ｃ４Ｆ８，ＳＦ６のいずれかを成
分とする原料ガスにより、有機物を主体とする材料のエ
ッチング処理を行うことも可能である。
【００８９】本実施の形態では、シリコン１０表面での
反応制御を重畳して印加する電磁波により実施したが、
該電磁波による制御に加え、該平面板に温度制御機能を
付加し、該温度制御によりシリコン１０の反応を制御す
ることが可能である。特にシリコン１０での反応の安定
化に有効である。
【００９０】本実施の形態ではシリコン酸化膜のエッチ
ングを実施する場合について記したが、他に塩素または
塩素を主とするガスを用いた本発明により、シリコン，
タングステンのエッチング処理が可能である。
【００９１】本実施の形態ではプラズマ生成に磁場印加
手段を用いさらにその磁場強度を電子サイクロトロン共
鳴を満足する磁場強度としたが、無磁場あるいは電子サ
イクロトロン共鳴を満足する磁場強度以外でも同様の効
果が得られ、低コストな装置が実現できる。ただしいず
れの場合も実施の形態で説明した電子サイクロトロン共
鳴を満足する磁場強度を用いる場合よりプラズマ密度が
０.８〜０.３倍と低くなり、反応範囲が減る。
【００９２】
【発明の効果】本発明により、３００から５００ＭＨｚ
の電磁波の電子サイクロトロン共鳴プラズマを用いるプ
ラズマ処理装置において、プラズマ生成条件とは独立に
プラズマ内の活性種が制御可能となる。特に被加工試料
と被加工試料に対面する位置に設置される平面板の間
隔、平面板上の材質および平面板に重畳して印加する電
磁波を本発明に記す範囲で制御することで活性種制御効
果を飛躍的に増大し、処理条件の制御性および制御範囲
を大幅に広げることが可能となり、高精度なプラズマ処
理装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の具体的実施の形態１を示す図である。
【図２】本発明の具体的実施の形態２を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における効果の説明図１。
【図４】本発明の実施の形態における効果の説明図２。
【図５】図２におけるシリコン表面に形成した複数の微
細孔部分の詳細図。
【図６】円環状の部材への電磁波供給方法の例。
【符号の説明】
１…ガス導入手段、２…真空容器、３…電磁石、４…同
軸ケーブル、５…平面板、６…被加工試料、７…４５０
ＭＨｚ電源、８…フィルタ、９…１３．５６ＭＨｚ電
源、１０…シリコン、１１…被加工試料台、１２…円環
状の部材、１３…シリコン、１４…容量、１５…冷却機
能、１６…温度制御機構、１７…石英リング、１８…８
００ｋＨｚ電源、１９…直流電源、２０…容量、２１…
整合器、２２…整合器、２３…整合器、２４…８００ｋ
Ｈｚ通過フィルタ、２５…誘電体、２６…真空容器壁温
度制御手段、２７…平面板、２８…誘電体、２９…石
英、３０…石英シャワープレート、３１…ガス導入手
段、３２…誘電体、３３…被加工試料台の電磁波供給
部。
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/302 Ｇ (72)発明者 板橋 直志 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 根岸 伸幸 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 田地 新一 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (53)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】真空排気手段と原料ガス供給手段と被加工
    試料設置手段と被加工試料への高周波電力印加手段を有
    する真空容器内で該原料をプラズマ化し、該被加工試料
    の表面処理を行う表面処理装置において、該プラズマを
    形成する手段が電磁波供給手段と磁場発生手段からな
    り、該電磁波の該真空容器内への導入を該被加工試料に
    平行に配置された平面板から行い、該平面板と該被加工
    試料の間隔を３０mmから該被加工試料または平面板のい
    ずれか小さい方の径の２分の１とし、さらに該平面板表
    面とプラズマ中の活性種との反応量を制御する手段、被
    加工試料面内に入射する活性種の量と種類を均一化する
    手段、被加工試料に入射する活性種の時間的変動を低減
    する手段を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
  2. 【請求項２】請求項１記載の平面板において、該平面板
    の径が被加工試料径の０.７から１.２倍であることを特
    徴とするプラズマ処理装置。
  3. 【請求項３】請求項１記載のプラズマを形成する手段で
    ある電磁波の周波数が３００から５００ＭＨｚであるこ
    とを特徴とするプラズマ処理装置。
  4. 【請求項４】請求項１記載のプラズマを形成手段である
    磁場発生手段による磁場が、平面板と被加工試料の間で
    電子サイクロトロン共鳴条件を満足する大きさであるこ
    とを特徴とするプラズマ処理装置。
  5. 【請求項５】請求項１記載の平面板表面とプラズマとの
    反応を制御する手段が、該平面板に供給する請求項３記
    載の３００から５００ＭＨｚの電磁波とは別の第２の周
    波数の電磁波を重畳して該平面板に供給する手段である
    ことを特徴とするプラズマ処理装置。
  6. 【請求項６】請求項１記載の平面板表面とプラズマとの
    反応を制御する手段が、該平面板の温度を制御する手段
    であることを特徴とするプラズマ処理装置。
  7. 【請求項７】請求項１記載の平面板表面とプラズマとの
    反応を制御する手段が、請求項５記載の第２の周波数の
    電磁波を重畳して該平面板に供給する手段と請求項６記
    載の該平面板の温度を制御する手段の両方であることを
    特徴とするプラズマ処理装置。
  8. 【請求項８】請求項５または７記載の平面板に重畳する
    第２の周波数が５０ｋＨｚから３０ＭＨｚであり、平面
    板に印加する該周波数の電力が平面板の単位面積あたり
    ０.０５から５Ｗ／cm２であることを特徴とするプラズ
    マ処理装置。
  9. 【請求項９】請求項１，２，３，４，５，６，７，８い
    ずれか記載のプラズマ処理装置において、原料ガスを請
    求項１記載の平面板に形成した複数の微細孔より供給す
    ることを特徴とするプラズマ処理装置。
  10. 【請求項１０】請求項１，２，３，４，５，６，７，
    ８，９いずれか記載のプラズマ処理装置において、請求
    項１記載の平面板のプラズマ側に接する表面がシリコ
    ン，カーボン，炭化シリコン，石英，酸化アルミ，アル
    ミニウムのいずれか一つの材質で形成されていることを
    特徴とするプラズマ処理装置。
  11. 【請求項１１】請求項６または７記載の平面板の温度を
    制御する手段において、該手段が該平面板内に温度制御
    された液体を循環させることにより、該平面板の温度を
    制御することを特徴とするプラズマ処理装置。
  12. 【請求項１２】請求項１０記載の平面板のプラズマ側に
    接する表面に設置する材料面より真空容器内にガスを供
    給する手段を配置したことを特徴とするプラズマ処理装
    置。
  13. 【請求項１３】請求項１記載の被加工試料面内に入射す
    る活性種の量と種類を均一化する手段が、被加工試料の
    周辺に配置された円環状の部材であることを特徴とする
    プラズマ処理装置。
  14. 【請求項１４】請求項１３記載の円環状の部材のプラズ
    マに接する部分の材質がシリコン，カーボン，炭化シリ
    コン，石英，酸化アルミ，アルミニウムのいずれか一つ
    の材質で形成されていることを特徴とするプラズマ処理
    装置。
  15. 【請求項１５】請求項１３記載の円環状の部材におい
    て、該円環状の部材に高周波電力を印加することを特徴
    とするプラズマ処理装置。
  16. 【請求項１６】請求項１５記載の円環状の部材に高周波
    電力を印加する手段が、被加工試料に印加する高周波電
    力の一部を分岐し、該円環状の部材に印加する構造であ
    ることを特徴とするプラズマ処理装置。
  17. 【請求項１７】請求項１記載の被加工試料に入射する活
    性種の時間的変動を低減する手段が、請求項１記載の真
    空容器壁，平面板，請求項１３記載の円環状の部材の温
    度制御手段であることを特徴とするプラズマ処理装置。
  18. 【請求項１８】請求項１４，１５，１６，１７のいずれ
    か記載の円環状の部材において、該円環状の部材の被加
    工試料面に垂直方向の高さが、被加工試料面より０から
    ４０mmの範囲であることを特徴とするプラズマ処理装
    置。
  19. 【請求項１９】請求項１４，１５，１６，１７のいずれ
    か記載の円環状の部材において、該円環状の部材の被加
    工試料面に水平方向の幅が２０mmから請求項１記載の平
    面板と被加工試料間距離の範囲であることを特徴とする
    プラズマ処理装置。
  20. 【請求項２０】請求項１６記載の円環状の部材に高周波
    電力を印加する手段で、被加工試料に印加する高周波電
    力の一部を分岐する手段がコンデンサまたはコンデンサ
    の機能を有する構造であることを特徴とするプラズマ処
    理装置。
  21. 【請求項２１】請求項１記載の真空容器内に電磁波を供
    給する平面板において、該平面板がアース電位の平板に
    誘電体を介して配置され、該平面板とアース電位の平板
    ではさまれる誘電体内で、供給した電磁波がＴＭ０１モ
    ードで共振する構造であることを特徴とするプラズマ処
    理装置。
  22. 【請求項２２】請求項１または２記載の平面板におい
    て、該平面板は円盤状であり、さらに該平面板の中央に
    接続される円錐状の導体を介して電磁波を供給すること
    を特徴とするプラズマ処理装置。
  23. 【請求項２３】請求項１７記載の真空容器壁，平面板，
    円環状の部材の温度制御手段が温度制御された液体を循
    環させることにより、前記各部の温度を制御し、その温
    度範囲が２０℃から１４０℃の範囲であることを特徴と
    するプラズマ処理装置。
  24. 【請求項２４】請求項１記載の磁場発生手段による磁場
    の磁力線の向きが、請求項１記載の平面板および被加工
    試料面と垂直方向であることを特徴とするプラズマ処理
    装置。
  25. 【請求項２５】請求項１記載の磁場発生手段による磁場
    の磁力線の向きが、請求項１記載の平面板および被加工
    試料面と略垂直方向であることを特徴とするプラズマ処
    理装置。
  26. 【請求項２６】請求項１記載の平面板において、該平面
    板のプラズマに接する面の全面または一部を誘電体で被
    覆することを特徴とするプラズマ処理装置。
  27. 【請求項２７】請求項２６記載の該平面板のプラズマに
    接する面の全面または一部を被覆する誘電体が石英，酸
    化アルミニウム，窒化シリコン，ポリイミド樹脂のいず
    れか一種類の材料で構成されていることを特徴とするプ
    ラズマ処理装置。
  28. 【請求項２８】請求項２６または２７記載の誘電体の温
    度を２０℃から２５０℃の範囲内で一定に制御する手段
    を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
  29. 【請求項２９】請求項１至乃２８のいずれか記載のプラ
    ズマ処理装置において、平面板に供給する３００から５
    ００ＭＨｚの電磁波を供給する給電線路に被加工試料に
    印加する高周波電力をアースに流入させるフィルタを設
    置することを特徴とするプラズマ処理装置。
  30. 【請求項３０】請求項１至乃２９のいずれか記載のプラ
    ズマ処理装置において、被加工試料に１００ｋＨｚから
    １４ＭＨｚの高周波電力を被加工試料の単位面積あたり
    ０.５から８Ｗ／cm２印加し、被加工試料の表面処理を
    行うことを特徴とするプラズマ処理方法。
  31. 【請求項３１】請求項１５または１６記載の円環状の部
    材に印加する高周波電力が円環状の部材のプラズマに接
    する面の単位面積あたり０から８Ｗ／cm２であることを
    特徴とするプラズマ処理装置。
  32. 【請求項３２】請求項１至乃３１のいずれか記載のプラ
    ズマ処理装置において、磁場発生手段により平面板と被
    加工試料間に形成される電子サイクロトロン共鳴条件磁
    場領域の被加工試料面からの高さおよびその領域幅を制
    御し、プラズマ内で生成される活性種の制御を行うこと
    を特徴とするプラズマ処理装置。
  33. 【請求項３３】請求項１記載のプラズマ処理装置におい
    て、真空容器上部を石英，酸化アルミのいずれかの一方
    の絶縁材料で構成し、該絶縁材料の大気側に請求項２０
    記載のアース電位導体に誘電体を介し配置される平面板
    を設置し、該平面板に請求項３記載の電磁波を供給し、
    該電磁波と磁場の相互作用により、該真空容器内にプラ
    ズマを形成することを特徴とするプラズマ処理装置。
  34. 【請求項３４】平面状の被加工試料を処理するプラズマ
    処理装置において、被加工試料と被加工試料に対面する
    部材との距離が３０mmから該被加工試料径の１／２であ
    ることを特徴とするプラズマ処理装置。
  35. 【請求項３５】請求項３４記載のプラズマ処理装置にお
    いて、被加工試料の周囲に請求項１５，１６，３０記載
    の円環状の部材を配置することを特徴とするプラズマ処
    理装置。
  36. 【請求項３６】請求項３４または３５記載のプラズマ処
    理装置において、被加工試料に対面する位置に配置され
    る部材がが石英，酸化アルミ，シリコン，窒化シリコ
    ン，炭化シリコン，ポリイミド樹脂のいずれか一種類の
    材料で構成されていることを特徴とするプラズマ処理装
    置。
  37. 【請求項３７】請求項１至乃３６，５０，５１，５２，
    ５３，５４のいずれか記載のプラズマ処理装置を用い
    て、原料ガスにアルゴンとＣ４Ｆ８の混合ガスを用い、
    アルゴン流量が５０から５００sccm、Ｃ４Ｆ８流量が２
    から５０sccmで、該混合ガスの圧力が０.２から３Ｐａ
    の条件でシリコン酸化膜のエッチング処理を行うプラズ
    マ処理方法。
  38. 【請求項３８】請求項３７または４４のプラズマ処理方
    法において、２から５０sccmのＣＯガスを添加し、シリ
    コン酸化膜のエッチング処理を行うプラズマ処理方法。
  39. 【請求項３９】請求項３７，３８，４４のいずれか記載
    のプラズマ処理方法において、０.５から２０sccmの酸
    素ガスを添加し、シリコン酸化膜のエッチング処理を行
    うプラズマ処理方法。
  40. 【請求項４０】請求項３７，３８，４４のいずれか記載
    のプラズマ処理方法において、２から５０sccmのＣＨＦ
    ３，ＣＨ２Ｆ２，ＣＨ４，水素ガスのいずれか一つまた
    は混合ガスを添加しシリコン酸化膜のエッチング処理を
    行うプラズマ処理方法。
  41. 【請求項４１】請求項１至乃３６，５０，５１，５２，
    ５３，５４のいずれか記載のプラズマ処理装置において
    Ｃ２Ｆ６，ＣＨＦ３，ＣＦ４，Ｃ３Ｆ６Ｏ，Ｃ３Ｆ７，
    Ｃ５Ｆ８のいずれか一種類のガスを用いシリコン酸化膜
    のエッチングを行うことを特徴とするプラズマ処理方
    法。
  42. 【請求項４２】請求項４１記載のガスにＣＯガスを添加
    し、シリコン酸化膜のエッチングを行うことを特徴とす
    るプラズマ処理装置。
  43. 【請求項４３】請求項４１または４２記載のガスに酸素
    ガスを添加し、シリコン酸化膜のエッチングを行うこと
    を特徴とするプラズマ処理装置。
  44. 【請求項４４】請求項１至乃３６，５０，５１，５２，
    ５３，５４のいずれか記載のプラズマ処理装置を用い
    て、原料ガスにアルゴンとＣ５Ｆ８の混合ガスを用い、
    アルゴン流量が５０から５００sccm、Ｃ５Ｆ８流量が２
    から５０sccmで、該混合ガスの圧力が０.２から３Ｐａ
    の条件でシリコン酸化膜のエッチング処理を行うプラズ
    マ処理方法。
  45. 【請求項４５】請求項１至乃３６，５０，５１，５２，
    ５３，５４のいずれか記載のプラズマ処理装置を用い
    て、原料ガスが塩素で圧力０.１から２Ｐａの条件で、
    シリコン，アルミニウム，タングステンあるいは該シリ
    コン，アルミニウム，タングステンを主成分とする材料
    のエッチング処理を行うプラズマ処理方法。
  46. 【請求項４６】請求項１至乃３６，５０，５１，５２，
    ５３，５４のいずれか記載のプラズマ処理装置を用い
    て、原料ガスがＨＢｒで圧力０.１から２Ｐａの条件
    で、シリコン，アルミニウム，タングステンあるいは該
    シリコン，アルミニウム，タングステンを主成分とする
    材料のエッチング処理を行うプラズマ処理方法。
  47. 【請求項４７】請求項１至乃３６，５０，５１，５２，
    ５３，５４のいずれか記載のプラズマ処理装置を用い
    て、原料ガスが塩素とＨＢｒの混合ガスで圧力０.１か
    ら２Ｐａの条件で、シリコン，アルミニウム，タングス
    テンあるいは該シリコン，アルミニウム，タングステン
    を主成分とする材料のエッチング処理を行うプラズマ処
    理方法。
  48. 【請求項４８】請求項４５，４６，４７のいずれか記載
    のプラズマ処理方法で、酸素ガスを添加し、シリコン，
    アルミニウム，タングステンあるいは該シリコン，アル
    ミニウム，タングステンを主成分とする材料のエッチン
    グ処理を行うプラズマ処理方法。
  49. 【請求項４９】請求項１至乃３６，５０，５１，５２，
    ５３，５４のいずれか記載のプラズマ処理装置におい
    て、酸素ガス，メタンガス，塩素ガス，窒素ガス，水
    素，ＣＦ４，Ｃ２Ｆ６，ＣＨ２Ｆ２，Ｃ４Ｆ８，ＳＦ６
    のいずれかを成分とする原料ガスにより、有機物を主体
    とする材料のエッチング処理を行うことを特徴とするプ
    ラズマ処理装置。
  50. 【請求項５０】請求項１至乃３６のいずれか記載のプラ
    ズマ形成手段である磁場発生手段による磁場が、平面板
    と被加工試料の間で１００ガウス以下の磁場であること
    を特徴とするプラズマ処理装置。
  51. 【請求項５１】請求項１至乃３６のいずれか記載のプラ
    ズマ処理装置において、プラズマを形成するのに磁場形
    成手段を用いないことを特徴とするプラズマ処理装置。
  52. 【請求項５２】請求項１至乃３６のいずれか記載のプラ
    ズマ処理装置において、請求項５記載の平面板に重畳し
    て印加する第２の電磁波を請求項２９記載の被加工試料
    に印加する電磁波を分岐し供給することを特徴とするプ
    ラズマ処理装置。
  53. 【請求項５３】請求項１至乃３６のいずれか記載のプラ
    ズマ処理装置において、プラズマを形成する手段である
    電磁波の周波数が２００ＭＨｚから９５０ＭＨｚである
    ことを特徴とするプラズマ処理装置。
JP11311729A 1998-06-24 1999-11-01 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 Pending JP2000164583A (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17692698 1998-06-24
JP10-176926 1998-06-24
JP24930798 1998-09-03
JP10-249307 1998-09-03

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11066018A Division JP3066007B2 (ja) 1998-06-24 1999-03-12 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005130237A Division JP2005223367A (ja) 1998-06-24 2005-04-27 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000164583A true JP2000164583A (ja) 2000-06-16

Family

ID=26497657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11311729A Pending JP2000164583A (ja) 1998-06-24 1999-11-01 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000164583A (ja)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003009363A1 (en) * 2001-07-10 2003-01-30 Tokyo Electron Limited Plasma processor and plasma processing method
JP2005079416A (ja) * 2003-09-02 2005-03-24 Hitachi Ltd プラズマ処理装置
JP2006245510A (ja) * 2005-03-07 2006-09-14 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置
JP2006270019A (ja) * 2004-06-21 2006-10-05 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法、ならびにコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
JP2007201017A (ja) * 2006-01-24 2007-08-09 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置および処理方法
JP2008166844A (ja) * 2008-03-17 2008-07-17 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置
US7713431B2 (en) 2004-06-10 2010-05-11 Tokyo Electron Limited Plasma processing method
WO2010146961A1 (ja) * 2009-06-19 2010-12-23 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理装置用冷却装置
US7951262B2 (en) 2004-06-21 2011-05-31 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and method
US7988816B2 (en) 2004-06-21 2011-08-02 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and method
US8043971B2 (en) 2003-02-07 2011-10-25 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus, ring member and plasma processing method
US8137471B2 (en) 2004-06-21 2012-03-20 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and method
JP2013191857A (ja) * 2004-06-21 2013-09-26 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法、ならびにコンピュータ読み取り可能な記憶媒体

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003009363A1 (en) * 2001-07-10 2003-01-30 Tokyo Electron Limited Plasma processor and plasma processing method
US9728381B2 (en) 2001-07-10 2017-08-08 Tokyo Electron Limited Plasma processor and plasma processing method
US9437402B2 (en) 2001-07-10 2016-09-06 Tokyo Electron Limited Plasma processor and plasma processing method
US8904957B2 (en) 2001-07-10 2014-12-09 Tokyo Electron Limited Plasma processor and plasma processing method
US8387562B2 (en) 2001-07-10 2013-03-05 Tokyo Electron Limited Plasma processor and plasma processing method
US8056503B2 (en) 2001-07-10 2011-11-15 Tokyo Electron Limited Plasma procesor and plasma processing method
US8043971B2 (en) 2003-02-07 2011-10-25 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus, ring member and plasma processing method
JP2005079416A (ja) * 2003-09-02 2005-03-24 Hitachi Ltd プラズマ処理装置
US7713431B2 (en) 2004-06-10 2010-05-11 Tokyo Electron Limited Plasma processing method
US7988816B2 (en) 2004-06-21 2011-08-02 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and method
JP2006270019A (ja) * 2004-06-21 2006-10-05 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法、ならびにコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
US7951262B2 (en) 2004-06-21 2011-05-31 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and method
US10546727B2 (en) 2004-06-21 2020-01-28 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and method
US10529539B2 (en) 2004-06-21 2020-01-07 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and method
US9490105B2 (en) 2004-06-21 2016-11-08 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and method
US8137471B2 (en) 2004-06-21 2012-03-20 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and method
JP4672456B2 (ja) * 2004-06-21 2011-04-20 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US8790490B2 (en) 2004-06-21 2014-07-29 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and method
JP2013191857A (ja) * 2004-06-21 2013-09-26 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法、ならびにコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
US8603293B2 (en) 2004-06-21 2013-12-10 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and method
JP4566789B2 (ja) * 2005-03-07 2010-10-20 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
JP2006245510A (ja) * 2005-03-07 2006-09-14 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置
JP2007201017A (ja) * 2006-01-24 2007-08-09 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置および処理方法
JP2008166844A (ja) * 2008-03-17 2008-07-17 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置
CN102804931A (zh) * 2009-06-19 2012-11-28 东京毅力科创株式会社 等离子体处理装置及等离子体处理装置用冷却装置
WO2010146961A1 (ja) * 2009-06-19 2010-12-23 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理装置用冷却装置
JP2011003464A (ja) * 2009-06-19 2011-01-06 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置及びプラズマ処理装置用冷却装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3066007B2 (ja) プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
US6422172B1 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
US4282267A (en) Methods and apparatus for generating plasmas
US5593539A (en) Plasma source for etching
EP0064163B1 (en) High speed plasma etching system
EP0376546B1 (en) Processes depending on plasma generation
US5571366A (en) Plasma processing apparatus
US7976673B2 (en) RF pulsing of a narrow gap capacitively coupled reactor
JP3122601B2 (ja) プラズマ成膜方法及びその装置
JP3726477B2 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
WO2010004997A1 (ja) プラズマ処理装置
KR20100024323A (ko) 플라즈마 처리장치
JP3172759B2 (ja) プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
JP2000164583A (ja) プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP3267174B2 (ja) プラズマ処理装置
JP2005223367A (ja) プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP3531511B2 (ja) プラズマ処理装置
US20030010453A1 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
JP3408994B2 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理装置の制御方法
JP2004241792A (ja) プラズマ処理装置
JP3761474B2 (ja) プラズマ処理装置
JP2005079416A (ja) プラズマ処理装置
JP3823001B2 (ja) プラズマ処理装置
JP2001077090A (ja) プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JPH11191554A (ja) プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050301

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050427

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050817