JP2000200696A - プラズマ制御方法と半導体製造装置 - Google Patents
プラズマ制御方法と半導体製造装置Info
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- JP2000200696A JP2000200696A JP11001521A JP152199A JP2000200696A JP 2000200696 A JP2000200696 A JP 2000200696A JP 11001521 A JP11001521 A JP 11001521A JP 152199 A JP152199 A JP 152199A JP 2000200696 A JP2000200696 A JP 2000200696A
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- Japan
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- electromagnets
- plasma
- magnetic field
- electromagnet
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- Pending
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁界の制御に柔軟性があり、長期間にわたっ
て安定した動作を期待できるプラズマ制御方法を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 発生磁界がプラズマ７に作用するように
複数の電磁石ａ〜ｅを配置し、時間経過に伴って前記各
電磁石への通電状態を制御装置によって変更して前記電
磁石の位置を移動させずにプラズマの放電状態を制御す
る。
て安定した動作を期待できるプラズマ制御方法を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 発生磁界がプラズマ７に作用するように
複数の電磁石ａ〜ｅを配置し、時間経過に伴って前記各
電磁石への通電状態を制御装置によって変更して前記電
磁石の位置を移動させずにプラズマの放電状態を制御す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置に
使用されるプラズマ制御方法と装置に関するものであ
る。
使用されるプラズマ制御方法と装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図６（ａ）（ｂ）に従来のスパッタリン
グ装置を示す。
グ装置を示す。
【０００３】真空チャンバ１の内部にはウエハ２とター
ゲット電極３が対向して配置されており、ターゲット電
極３にはプラズマ発生電源４から高周波電力が供給され
ている。また、真空チャンバ１にはガス供給口５からガ
スが供給され、ガスはガス排気口６から排気されてい
る。
ゲット電極３が対向して配置されており、ターゲット電
極３にはプラズマ発生電源４から高周波電力が供給され
ている。また、真空チャンバ１にはガス供給口５からガ
スが供給され、ガスはガス排気口６から排気されてい
る。
【０００４】これによって真空チャンバ１にはプラズマ
７が発生している。真空チャンバ１の外部には、電磁石
８を備えた電動テーブル９を備えており、モータ１０へ
通電して電磁石８の位置をターゲット電極３の径方向
（矢印１１方向）に移動させてプラズマ７に作用する磁
界を変化させてプラズマ放電状態を変化させている。
７が発生している。真空チャンバ１の外部には、電磁石
８を備えた電動テーブル９を備えており、モータ１０へ
通電して電磁石８の位置をターゲット電極３の径方向
（矢印１１方向）に移動させてプラズマ７に作用する磁
界を変化させてプラズマ放電状態を変化させている。
【０００５】なお、図６の（ａ）には図示されていない
が、実際には前記の電磁石８に通電する磁界発生用電源
が設けられており、運転中には磁界発生用電源から電磁
石８に連続通電されている。
が、実際には前記の電磁石８に通電する磁界発生用電源
が設けられており、運転中には磁界発生用電源から電磁
石８に連続通電されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のスパ
ッタリング装置では、モータ１０を運転して電磁石８を
図６（ａ）（ｂ）に示す実線位置と破線位置との間を往
復移動させているため、機構的な慣性等の制約があり、
プラズマ７に作用する磁界の制御に限界がある。
ッタリング装置では、モータ１０を運転して電磁石８を
図６（ａ）（ｂ）に示す実線位置と破線位置との間を往
復移動させているため、機構的な慣性等の制約があり、
プラズマ７に作用する磁界の制御に限界がある。
【０００７】また、機械的な摺動部があるため、必ずメ
ンテナンスが必要となる。
ンテナンスが必要となる。
【０００８】そこで本発明は、磁界の制御に柔軟性があ
り、長期間にわたって安定した動作を期待できるプラズ
マ制御方法を提供することを目的とする。
り、長期間にわたって安定した動作を期待できるプラズ
マ制御方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のプラズマ制御方
法は、電磁石の位置を移動させずに、複数の電磁石への
通電を切り換えてプラズマの放電状態を制御することを
特徴とする。
法は、電磁石の位置を移動させずに、複数の電磁石への
通電を切り換えてプラズマの放電状態を制御することを
特徴とする。
【００１０】この本発明の構成によると、磁界の制御に
柔軟性があり、長期間にわたって安定した動作を期待で
きる。
柔軟性があり、長期間にわたって安定した動作を期待で
きる。
【００１１】
【発明の実施の形態】請求項１記載のプラズマ制御方法
は、真空チャンバの内部に形成したプラズマに対して、
電磁石の発生磁界を変更して、前記プラズマの放電状態
を制御するに際し、発生磁界が前記プラズマに作用する
ように複数の電磁石を配置し、時間経過に伴って前記各
電磁石への通電状態を変更して前記電磁石の位置を移動
させずにプラズマの放電状態を制御することを特徴とす
る。
は、真空チャンバの内部に形成したプラズマに対して、
電磁石の発生磁界を変更して、前記プラズマの放電状態
を制御するに際し、発生磁界が前記プラズマに作用する
ように複数の電磁石を配置し、時間経過に伴って前記各
電磁石への通電状態を変更して前記電磁石の位置を移動
させずにプラズマの放電状態を制御することを特徴とす
る。
【００１２】請求項２記載のプラズマ制御方法は、請求
項１において、電磁石を規則的に並べ、各電磁石への通
電状態を時間経過に伴ってオン−オフ制御することを特
徴とする。
項１において、電磁石を規則的に並べ、各電磁石への通
電状態を時間経過に伴ってオン−オフ制御することを特
徴とする。
【００１３】請求項３記載のプラズマ制御方法は、請求
項１において、複数の電磁石を、直線状または同芯上ま
たは放射状あるいは渦巻き状に配設することを特徴とす
る。
項１において、複数の電磁石を、直線状または同芯上ま
たは放射状あるいは渦巻き状に配設することを特徴とす
る。
【００１４】請求項４記載の半導体製造装置は、真空チ
ャンバの内部に形成したプラズマに対して作用する磁界
を発生するように配設された複数の電磁石と、時間経過
に伴って前記電磁石への通電状態を変更して前記電磁石
の位置を移動させずにプラズマの放電状態を制御する制
御装置とを設け、前記プラズマの放電状態を制御して前
記真空チャンバの内部にセットされた基板を処理するよ
うに構成したことを特徴とする。
ャンバの内部に形成したプラズマに対して作用する磁界
を発生するように配設された複数の電磁石と、時間経過
に伴って前記電磁石への通電状態を変更して前記電磁石
の位置を移動させずにプラズマの放電状態を制御する制
御装置とを設け、前記プラズマの放電状態を制御して前
記真空チャンバの内部にセットされた基板を処理するよ
うに構成したことを特徴とする。
【００１５】以下、本発明のプラズマ制御方法を図１〜
図４に示す具体的な各実施の形態に基づいて説明する。
図４に示す具体的な各実施の形態に基づいて説明する。
【００１６】（実施の形態１）図１〜図３は（実施の形
態１）を示す。
態１）を示す。
【００１７】図１に示すスパッタリング装置は、図５に
示した従来の装置とは、プラズマ７に作用する磁界を発
生する電磁石に関する構成とその電気回路だけが異なっ
ている。
示した従来の装置とは、プラズマ７に作用する磁界を発
生する電磁石に関する構成とその電気回路だけが異なっ
ている。
【００１８】図１に示すように、真空チャンバ１の外部
でターゲット電極３の近傍位置には、複数の電磁石ａ，
ｂ，ｃ，ｄ，ｅが所定の相互間隔で配設されている。図
２は図１のＡ−Ａ′方向から見た場合のターゲット電極
３と電磁石ａ〜ｅの位置関係を表しており、この実施の
形態では、電磁石ａ〜ｅが直線状に配置されている。
でターゲット電極３の近傍位置には、複数の電磁石ａ，
ｂ，ｃ，ｄ，ｅが所定の相互間隔で配設されている。図
２は図１のＡ−Ａ′方向から見た場合のターゲット電極
３と電磁石ａ〜ｅの位置関係を表しており、この実施の
形態では、電磁石ａ〜ｅが直線状に配置されている。
【００１９】電磁石ａ〜ｅの一端はそれぞれ磁界発生用
電源１２の出力の一方の電極に接続され、電磁石ａ〜ｅ
の他端はそれぞれスイッチング素子１３ａ〜１３ｅを介
して磁界発生用電源１２の出力の他方の電極に接続され
ている。
電源１２の出力の一方の電極に接続され、電磁石ａ〜ｅ
の他端はそれぞれスイッチング素子１３ａ〜１３ｅを介
して磁界発生用電源１２の出力の他方の電極に接続され
ている。
【００２０】スイッチング素子１３ａ〜１３ｅのオン−
オフは、マイクロコンピュータを要部とする制御装置１
４の管理下に切り換えられている。
オフは、マイクロコンピュータを要部とする制御装置１
４の管理下に切り換えられている。
【００２１】図３は、制御装置１４の出力信号１４ａ〜
１４ｅの信号波形を示し、時間的に電磁石ａ〜ｅを端か
ら順に励磁状態が切り換えられて、プラズマ７に作用す
る磁界を、ここで、時間的にＯＮする電磁石を端から順
次変えて、終端の電磁石にきたら折り返す。実際テーブ
ルのような慣性を持つものがないので減速に時間をかけ
ることなく、電気的な切り換えの遅れ時間しか考慮する
ことなく、逆方向に折り返すことができ、プラズマ７を
適切にコントロールできる。
１４ｅの信号波形を示し、時間的に電磁石ａ〜ｅを端か
ら順に励磁状態が切り換えられて、プラズマ７に作用す
る磁界を、ここで、時間的にＯＮする電磁石を端から順
次変えて、終端の電磁石にきたら折り返す。実際テーブ
ルのような慣性を持つものがないので減速に時間をかけ
ることなく、電気的な切り換えの遅れ時間しか考慮する
ことなく、逆方向に折り返すことができ、プラズマ７を
適切にコントロールできる。
【００２２】（実施の形態２）図４は（実施の形態２）
を示す。
を示す。
【００２３】（実施の形態１）では複数の電磁石を直線
状に配置したが、この（実施の形態２）では外径の異な
る電磁石ａ〜ｃを同軸状に配置して構成されている。図
４は図２に対応した矢視図である。
状に配置したが、この（実施の形態２）では外径の異な
る電磁石ａ〜ｃを同軸状に配置して構成されている。図
４は図２に対応した矢視図である。
【００２４】このように配置された各電磁石ａ〜ｃへの
通電が（実施の形態１）と同様に時間的に切り換えられ
る。仮想線はターゲット電極３を示している。
通電が（実施の形態１）と同様に時間的に切り換えられ
る。仮想線はターゲット電極３を示している。
【００２５】（実施の形態３）図５は（実施の形態３）
を示す。
を示す。
【００２６】（実施の形態１）では複数の電磁石を直線
状に配置したが、この（実施の形態３）では２４個の電
磁石ａ〜ｙを放射状に配置して構成されている。図５は
図２に対応した矢視図である。仮想線はターゲット電極
３を示している。
状に配置したが、この（実施の形態３）では２４個の電
磁石ａ〜ｙを放射状に配置して構成されている。図５は
図２に対応した矢視図である。仮想線はターゲット電極
３を示している。
【００２７】このように配置された各電磁石への通電を
時間的に切り換えられる。具体的には、電磁石ａ〜ｃ，
ｄ〜ｆ，ｇ〜ｉ，ｊ〜ｌ，ｍ〜ｏ，ｐ〜ｒ，ｓ〜ｕ，ｖ
〜ｘの各３個を一組としてターゲット電極３の周方向に
時間的に通電を切り換える。
時間的に切り換えられる。具体的には、電磁石ａ〜ｃ，
ｄ〜ｆ，ｇ〜ｉ，ｊ〜ｌ，ｍ〜ｏ，ｐ〜ｒ，ｓ〜ｕ，ｖ
〜ｘの各３個を一組としてターゲット電極３の周方向に
時間的に通電を切り換える。
【００２８】または、電磁石ａ，ｄ，ｇ，ｊ，ｍ，ｐ，
ｓ，ｖの８個と、ｂ，ｅ，ｈ，ｋ，ｎ，ｑ，ｔ，ｗの８
個と、ｃ，ｆ，ｉ，ｌ，ｏ，ｒ，ｕ，ｘの８個とを一組
としてターゲット電極３の径方向に時間的に通電を切り
換える。
ｓ，ｖの８個と、ｂ，ｅ，ｈ，ｋ，ｎ，ｑ，ｔ，ｗの８
個と、ｃ，ｆ，ｉ，ｌ，ｏ，ｒ，ｕ，ｘの８個とを一組
としてターゲット電極３の径方向に時間的に通電を切り
換える。
【００２９】これによっても電気的な切り換えの遅れ時
間だけしか考慮することなく、逆方向に折り返すことが
でき、プラズマ７を適切にコントロールできる。
間だけしか考慮することなく、逆方向に折り返すことが
でき、プラズマ７を適切にコントロールできる。
【００３０】（実施の形態４）（実施の形態３）では電
磁石をターゲット電極３の中心に対して放射状に配置し
たが、ターゲット電極３の中心に対して渦巻き状に配置
して、制御装置によって前記渦巻きの中心から渦巻きの
外側へ時間的に順次通電して励磁し、渦巻きの外側から
渦巻きの中心へ順次通電して励磁を繰り返すことなどに
よっても、電気的な切り換えの遅れ時間だけしか考慮す
ることなく、逆方向に折り返すことができ、プラズマ７
を適切にコントロールできる。
磁石をターゲット電極３の中心に対して放射状に配置し
たが、ターゲット電極３の中心に対して渦巻き状に配置
して、制御装置によって前記渦巻きの中心から渦巻きの
外側へ時間的に順次通電して励磁し、渦巻きの外側から
渦巻きの中心へ順次通電して励磁を繰り返すことなどに
よっても、電気的な切り換えの遅れ時間だけしか考慮す
ることなく、逆方向に折り返すことができ、プラズマ７
を適切にコントロールできる。
【００３１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、機構的な
制約がないので磁界制御の制御の柔軟性が高く、メンテ
ナンスも必要なく、長期間にわたって安定した動作を期
待できるものである。
制約がないので磁界制御の制御の柔軟性が高く、メンテ
ナンスも必要なく、長期間にわたって安定した動作を期
待できるものである。
【図１】本発明の（実施の形態１）の構成図
【図２】同実施の形態の要部の矢視図
【図３】同実施の形態の要部の波形図
【図４】本発明の（実施の形態２）の構成図
【図５】本発明の（実施の形態３）の構成図
【図６】従来例の構成図
１ 真空チャンバ ２ ウェハ ３ ターゲット電極 ７ プラズマ ａ〜ｅ 電磁石 １３ａ〜１３ｅ スイッチング素子 １４ 制御装置
Claims (4)
- 【請求項１】真空チャンバの内部に形成したプラズマに
対して、電磁石の発生磁界を変更して、前記プラズマの
放電状態を制御するに際し、 発生磁界が前記プラズマに作用するように複数の電磁石
を配置し、 時間経過に伴って前記各電磁石への通電状態を変更して
前記電磁石の位置を移動させずにプラズマの放電状態を
制御するプラズマ制御方法。 - 【請求項２】電磁石を規則的に並べ、各電磁石への通電
状態を時間経過に伴ってオン−オフ制御する請求項１記
載のプラズマ制御方法。 - 【請求項３】複数の電磁石を、直線状または同芯上また
は放射状あるいは渦巻き状に配設する請求項２記載のプ
ラズマ制御方法。 - 【請求項４】真空チャンバの内部に形成したプラズマに
対して作用する磁界を発生するように配設された複数の
電磁石と、 時間経過に伴って前記電磁石への通電状態を変更して前
記電磁石の位置を移動させずにプラズマの放電状態を制
御する制御装置とを設け、前記プラズマの放電状態を制
御して前記真空チャンバの内部にセットされた基板を処
理するように構成した半導体製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11001521A JP2000200696A (ja) | 1999-01-07 | 1999-01-07 | プラズマ制御方法と半導体製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11001521A JP2000200696A (ja) | 1999-01-07 | 1999-01-07 | プラズマ制御方法と半導体製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000200696A true JP2000200696A (ja) | 2000-07-18 |
Family
ID=11503815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11001521A Pending JP2000200696A (ja) | 1999-01-07 | 1999-01-07 | プラズマ制御方法と半導体製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000200696A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100429378B1 (ko) * | 2001-04-04 | 2004-04-29 | 주식회사 이디디 | 반도체 웨이퍼 식각 공정용 플라즈마 발생장치 |
| WO2013108930A1 (ja) * | 2012-01-18 | 2013-07-25 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置 |
| US20130220547A1 (en) * | 2012-02-14 | 2013-08-29 | Tokyo Electron Limited | Substrate processing apparatus |
-
1999
- 1999-01-07 JP JP11001521A patent/JP2000200696A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100429378B1 (ko) * | 2001-04-04 | 2004-04-29 | 주식회사 이디디 | 반도체 웨이퍼 식각 공정용 플라즈마 발생장치 |
| WO2013108930A1 (ja) * | 2012-01-18 | 2013-07-25 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置 |
| JP2013149722A (ja) * | 2012-01-18 | 2013-08-01 | Tokyo Electron Ltd | 基板処理装置 |
| US10651012B2 (en) | 2012-01-18 | 2020-05-12 | Tokyo Electron Limited | Substrate processing method |
| US20130220547A1 (en) * | 2012-02-14 | 2013-08-29 | Tokyo Electron Limited | Substrate processing apparatus |
| US9390943B2 (en) * | 2012-02-14 | 2016-07-12 | Tokyo Electron Limited | Substrate processing apparatus |
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