JP2000269198A - Method and apparatus for plasma treatment - Google Patents

Method and apparatus for plasma treatment

Info

Publication number
JP2000269198A
JP2000269198A JP11076580A JP7658099A JP2000269198A JP 2000269198 A JP2000269198 A JP 2000269198A JP 11076580 A JP11076580 A JP 11076580A JP 7658099 A JP7658099 A JP 7658099A JP 2000269198 A JP2000269198 A JP 2000269198A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency power
power supply
frequency component
plasma processing
frequency
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
JP11076580A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Tomioka
和広 冨岡
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP11076580A priority Critical patent/JP2000269198A/en
Publication of JP2000269198A publication Critical patent/JP2000269198A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To execute plasma treatment at a high speed and with accuracy. SOLUTION: An upper electrode 2 and a lower electrode 3 disposed counterposed inside of a plasma treatment vessel 1, a first high-frequency power source 7 supplying the lower electrode 3 with the power having an output waveform of a low-frequency component which has positive and negative cycles and a second high-frequency power source 8 supplying the lower electrode 3 with power having the output waveform of high-frequency components, are provided. The power is supplied to the lower electrode 3 with the high-frequency components of the second high-frequency power source 8 synchronized with the negative cycle of the low-frequency component of the first high-frequency power source 7.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波電力により
発生せしめたプラズマにより被処理基体に所定の処理を
施すプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing method and a plasma processing apparatus for performing a predetermined process on a substrate to be processed by using plasma generated by high frequency power.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子の高密度化に伴い、素子同士
を接続する微細な配線を形成するためのエッチング・プ
ロセスにますます高度な技術が要求されている。次世代
の1ギガビットDRAMの世代において、上下の配線間
を導電物を埋め込んで接続するビア・ホールを形成する
ためには、配線層間膜である1〜2μmのシリコン酸化
膜に直径0.15〜0.12μmのごく微細な穴径を開
孔する必要がある。このような高アスペクト比(層間膜
の膜厚と穴径の比)のエッチングを従来使用されている
平行平板型エッチング装置で行う場合には様々な問題が
あった。その一つにチャージングによる形状不良があ
る。
2. Description of the Related Art With the increase in the density of semiconductor devices, more sophisticated technology is required for an etching process for forming fine wiring connecting the devices. In the next generation of 1 gigabit DRAM, in order to form a via hole for connecting the upper and lower wirings by embedding a conductive material, a silicon oxide film having a diameter of 0.15 to 2 μm is formed on a silicon oxide film having a thickness of 1 to 2 μm. It is necessary to open a very fine hole diameter of 0.12 μm. When etching with such a high aspect ratio (the ratio of the thickness of the interlayer film to the hole diameter) is performed by a conventionally used parallel plate type etching apparatus, there have been various problems. One of them is a shape defect due to charging.

【0003】図5は従来のエッチング装置の概略構成図
である。プラズマ処理容器1内には上部電極2と下部電
極3が対向配置されている。この下部電極3上には被処
理基板4が載置される。また、プラズマ容器1はガスを
導入するガス供給系5を備えている。このガス供給系5
からガスを導入しながら、高周波電源41が作り出す高
周波電力を整合器42を経由して下部電極3に与え、プ
ラズマ処理容器1内にプラズマを発生させる。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a conventional etching apparatus. In the plasma processing vessel 1, an upper electrode 2 and a lower electrode 3 are arranged to face each other. A substrate 4 to be processed is placed on the lower electrode 3. The plasma container 1 has a gas supply system 5 for introducing a gas. This gas supply system 5
The high-frequency power generated by the high-frequency power supply 41 is supplied to the lower electrode 3 via the matching device 42 while introducing a gas from the apparatus to generate plasma in the plasma processing vessel 1.

【0004】図6は図5に示すプラズマ処理装置を用い
た場合に発生するチャージングによる形状の異常を説明
した図である。被処理基板4は基板51と、この基板5
1上に選択的に形成された層間膜52と、この層間膜5
2上に形成されたレジスト層53からなる。この被処理
基板4とプラズマの間にはシース領域が形成される。シ
ース領域では、電子は減速されるためレジスト層53や
層間膜52の上方に付着する。そのため、エッチングに
関与する正イオンは曲げられ、垂直なエッチング形状を
得るのが困難になったり、層間膜52の途中でエッチン
グが止まってしまう現象が発生したりすることがあっ
た。
FIG. 6 is a view for explaining an abnormal shape due to charging which occurs when the plasma processing apparatus shown in FIG. 5 is used. The substrate to be processed 4 includes a substrate 51 and this substrate 5
1 and an interlayer film 52 selectively formed on
2 comprises a resist layer 53 formed thereon. A sheath region is formed between the processing target substrate 4 and the plasma. In the sheath region, the electrons are decelerated, so that they adhere above the resist layer 53 and the interlayer film 52. Therefore, positive ions involved in the etching may be bent, making it difficult to obtain a vertical etching shape, or a phenomenon that the etching stops in the middle of the interlayer film 52 may occur.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように従
来のエッチング装置では、エッチングに関与する正イオ
ンは曲げられ、垂直なエッチング形状を得るのが困難に
なったり、層間膜の途中でエッチングが止まってしまう
現象が発生したりすることがあった。
As described above, in the conventional etching apparatus, the positive ions involved in the etching are bent, making it difficult to obtain a vertical etching shape, or performing etching in the middle of the interlayer film. In some cases, the phenomenon of stopping occurs.

【0006】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、その目的とするところは、高速かつ異方性の
高いプラズマ処理を可能とするプラズマ処理方法及びプ
ラズマ処理装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a plasma processing method and a plasma processing apparatus which enable high-speed and highly anisotropic plasma processing. is there.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
プラズマ処理方法は、処理室内に対向して配置された上
部電極及び下部電極の双方又はいずれか一方に高周波電
力を印加することにより生じたプラズマにより前記下部
電極上に載置される被処理基体に対して所定の処理を施
すプラズマ処理方法において、正サイクルと負サイクル
を有する低周波成分と、高周波成分とを有する少なくと
も2種類の周波数を重畳して前記高周波電力を生成し、
前記低周波成分の負サイクルに前記高周波成分を同期さ
せて前記電極に印加することを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a plasma processing method comprising: applying a high-frequency power to at least one of an upper electrode and a lower electrode which are opposed to each other in a processing chamber; In a plasma processing method of performing a predetermined process on a substrate to be processed mounted on the lower electrode by generated plasma, at least two types of low frequency components having a positive cycle and a negative cycle and at least two types having a high frequency component Generating the high-frequency power by superimposing a frequency,
The high frequency component is applied to the electrode in synchronization with the negative cycle of the low frequency component.

【0008】また、本発明の請求項3に係るプラズマ処
理装置は、処理室内に対向して配置された一対の電極
と、正サイクルと負サイクルを有する低周波成分の出力
波形を有する電力を前記電極に供給する第1の電源と、
高周波成分の出力波形を有する電力を前記電極に供給す
る第2の電源とを具備してなり、前記第2の電源の高周
波成分を前記第1の電源の低周波成分の負サイクルに同
期させて前記電極に電力を供給することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus, comprising: a pair of electrodes disposed in a processing chamber so as to face each other; and a power having an output waveform of a low frequency component having a positive cycle and a negative cycle. A first power supply for supplying an electrode;
A second power supply for supplying power having an output waveform of a high-frequency component to the electrode, wherein a high-frequency component of the second power supply is synchronized with a negative cycle of a low-frequency component of the first power supply. An electric power is supplied to the electrode.

【0009】本発明の望ましい形態を以下に示す。Preferred embodiments of the present invention will be described below.

【0010】(1)前記重畳高周波電力の低周波成分
は、10kHz以上1MHz以下で望ましくは20kH
z以上400kHz以下、かつ高周波成分は3MHz以
上110MHz以下で望ましくは10MHz以上70M
Hz以下である。さらに望ましくは、低周波成分は10
0kHz以下である。
(1) The low-frequency component of the superimposed high-frequency power is 10 kHz or more and 1 MHz or less, preferably 20 kHz.
z to 400 kHz and high frequency components of 3 MHz to 110 MHz, preferably 10 MHz to 70 M
Hz or less. More preferably, the low frequency component is 10
It is 0 kHz or less.

【0011】(2)少なくとも2つの高周波電源は、単
一の下部電極に接続される。
(2) At least two high frequency power supplies are connected to a single lower electrode.

【0012】(3)電極に印加する高周波電源の出力波
形は、正のサイクルに対して負のサイクルの期間の方が
長い。
(3) The output waveform of the high-frequency power supply applied to the electrodes is longer in the negative cycle than in the positive cycle.

【0013】(4)電極に印加する高周波電源の出力波
形のうち、正のサイクルの期間を50マイクロ秒以上5
00マイクロ秒以下、負のサイクルの期間を200マイ
クロ秒以上10ミリ秒以下である。
(4) In the output waveform of the high-frequency power supply applied to the electrode, the period of the positive cycle is set to 50 microseconds or more.
The period of the negative cycle is 200 microseconds or more and 10 milliseconds or less.

【0014】(5)電極に印加する高周波電源の出力の
うち、正のサイクルの電圧を50V以上200V以下、
負のサイクルの電圧を−500V以上−10V以下とす
る。
(5) Among the outputs of the high frequency power supply applied to the electrodes, the voltage of the positive cycle is set to 50 V or more and 200 V or less.
The voltage of the negative cycle is from -500 V to -10 V.

【0015】(作用)本発明では、プラズマ処理容器内
の一対の電極に、少なくとも2つの高周波電源からそれ
ぞれ異なる周波数で発振する重畳高周波電力を印加す
る。この重畳高周波電力のうち、低周波成分の出力波形
は正サイクルと負サイクルを有し、この負サイクルに高
周波成分を同期させて電極に印加する。これにより、被
処理基体が載置された下部電極に低周波成分の正サイク
ルが印加されているタイミングが確保され、効率よく電
子が被処理基体に入射するとともに、プラズマ中に生成
される負イオンも同時に被処理基体に入射する。また、
次の負のサイクルで、プラズマ処理に適した正イオンや
中性粒子が被処理基体に入射する。従って、プラズマ処
理における異方性を高くすることができる。
(Operation) In the present invention, superimposed high-frequency power oscillating at different frequencies from at least two high-frequency power sources is applied to a pair of electrodes in the plasma processing vessel. The output waveform of the low-frequency component of the superimposed high-frequency power has a positive cycle and a negative cycle, and the high-frequency component is synchronized with the negative cycle and applied to the electrode. As a result, the timing at which the positive cycle of the low-frequency component is applied to the lower electrode on which the substrate to be processed is applied is secured, and the electrons efficiently enter the substrate to be processed and the negative ions generated in the plasma. Also enter the substrate to be processed at the same time. Also,
In the next negative cycle, positive ions and neutral particles suitable for plasma processing enter the substrate to be processed. Therefore, the anisotropy in the plasma processing can be increased.

【0016】例えばホール状のパターンをエッチングす
る場合には、負イオンの入射によりホール底まで電子及
び負イオンが供給される。従って、このタイミングの後
に下部電極が負サイクルの高周波成分が印加された場合
に、正イオンはホール底まで到達することができ、シー
ス領域の存在によりホールの側壁に付着した電子又は負
イオンとのクーロン力の影響が抑制される。従って、よ
り垂直形状に高速エッチングが可能になる。
For example, when etching a hole-like pattern, electrons and negative ions are supplied to the bottom of the hole by the incidence of negative ions. Therefore, when the high frequency component of the negative cycle is applied to the lower electrode after this timing, the positive ions can reach the bottom of the hole, and due to the presence of the sheath region, the positive ions can react with the electrons or the negative ions attached to the side wall of the hole. The effect of Coulomb force is suppressed. Therefore, high-speed etching into a more vertical shape becomes possible.

【0017】また、例えばCVDに用いる場合には、反
応ガスの飛来方向の異方性を高くすることができるた
め、下地パターンの狭いギャップに対する埋め込みを良
好に行うことができる。
Further, for example, in the case of using for CVD, the anisotropy in the direction of the reaction gas can be increased, so that it is possible to satisfactorily fill the narrow gap of the underlying pattern.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0019】(第1実施形態)図1は本発明の第1実施
形態に係るプラズマ処理装置の模式的構成図である。
(First Embodiment) FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【0020】図1に示すように、プラズマ処理容器1の
上端内壁には、上部電極2が配設されている。また、プ
ラズマ処理容器1内には、この上部電極2と対向配置さ
れた下部電極3が配設されており、この下部電極3上に
は被処理基板4が載置される。また、上部電極2の上面
であってプラズマ処理容器1外にはガス供給系5が設け
られている。また、プラズマ処理容器1の下部にはガス
排気系6が設けられ、ガス供給系5から導入されエッチ
ングに用いられたガスを排気することにより、プラズマ
処理容器1内を一定の圧力に保持する。
As shown in FIG. 1, an upper electrode 2 is provided on the inner wall of the upper end of the plasma processing vessel 1. Further, a lower electrode 3 is provided in the plasma processing vessel 1 so as to face the upper electrode 2, and a substrate 4 to be processed is placed on the lower electrode 3. A gas supply system 5 is provided on the upper surface of the upper electrode 2 and outside the plasma processing vessel 1. Further, a gas exhaust system 6 is provided below the plasma processing container 1, and the inside of the plasma processing container 1 is maintained at a constant pressure by exhausting a gas introduced from the gas supply system 5 and used for etching.

【0021】一方、電極2及び3の間に電力を印加する
ための第1高周波電源7と第2高周波電源8は整合器9
に接続されている。整合器9はそれぞれの高周波電源
7,8から発生する高周波電力を合成すると同時に、プ
ラズマのインピーダンス整合動作を行う。また第1高周
波電源7は第2高周波電源8に出力信号を送り第1高周
波電源7の高周波電力がマイナスのサイクルにあるとき
に、第2高周波電源8の高周波電力が同期するように変
調を与える。
On the other hand, a first high-frequency power supply 7 and a second high-frequency power supply 8 for applying power between the electrodes 2 and 3
It is connected to the. The matching unit 9 combines high-frequency powers generated from the respective high-frequency power supplies 7 and 8 and performs impedance matching operation of plasma at the same time. The first high-frequency power supply 7 sends an output signal to the second high-frequency power supply 8 and modulates the high-frequency power of the second high-frequency power supply 8 to synchronize when the high-frequency power of the first high-frequency power supply 7 is in a negative cycle. .

【0022】図2は第1高周波電源7及び第2高周波電
源8の出力波形及び変調が加えられた出力波形を示す図
である。図2(a)は第1高周波電源7の出力波形を、
図2(b)は第2高周波電源8の出力波形を、図2
(c)は下部電極3に印加される波形を示し、横軸は時
間、縦軸は電圧である。図2(a)に示すように、第1
高周波電源7の出力波形は入力電圧が正となる正サイク
ルと、入力電圧が負となる負サイクルが交互に繰り返さ
れる波形であり、その周波数は100kHzである。図
2(b)に示すように、第2高周波電源8の出力波形
は、一定時間入力電圧が0を保持した後、周波数40.
68MHzの高周波が表れる。これら第1高周波電源7
の電力と第2高周波電源8の電力を整合器9により合成
すると、図2(c)に示すような出力波形となる。この
出力波形は、第1高周波電源7の出力波形における負サ
イクルに、第2高周波電源8の高周波の波形が同期する
ように変調して生成される。
FIG. 2 is a diagram showing output waveforms of the first high-frequency power supply 7 and the second high-frequency power supply 8 and output waveforms to which modulation has been applied. FIG. 2A shows an output waveform of the first high frequency power supply 7,
FIG. 2B shows an output waveform of the second high frequency power supply 8 and FIG.
(C) shows a waveform applied to the lower electrode 3, where the horizontal axis is time and the vertical axis is voltage. As shown in FIG.
The output waveform of the high-frequency power supply 7 is a waveform in which a positive cycle in which the input voltage is positive and a negative cycle in which the input voltage is negative are alternately repeated, and its frequency is 100 kHz. As shown in FIG. 2B, the output waveform of the second high-frequency power supply 8 has a frequency of 40.
A high frequency of 68 MHz appears. These first high frequency power supplies 7
When the power of the second high frequency power supply 8 and the power of the second high frequency power supply 8 are combined by the matching unit 9, an output waveform as shown in FIG. This output waveform is generated by modulating the negative cycle in the output waveform of the first high frequency power supply 7 so that the high frequency waveform of the second high frequency power supply 8 is synchronized.

【0023】上記実施形態に係るプラズマ処理の動作を
説明する。
The operation of the plasma processing according to the above embodiment will be described.

【0024】まず、図示しない搬送機構により被処理基
板4をプラズマ処理容器1内に搬送し、下部電極3上に
載置する。この被処理基板4は基板上に酸化シリコン膜
が形成され、さらにこの酸化シリコン膜の上に選択的に
レジストが形成され、直径0.15μmの微細なホール
パターンが形成されている。
First, the substrate 4 to be processed is transported into the plasma processing vessel 1 by a transport mechanism (not shown), and is placed on the lower electrode 3. The processed substrate 4 has a silicon oxide film formed on the substrate, a resist is selectively formed on the silicon oxide film, and a fine hole pattern having a diameter of 0.15 μm is formed.

【0025】そして、第1高周波電源7により図2
(a)に示す出力波形信号を第1高周波電源7及び整合
器9に出力する。また、第2高周波電源8により図2
(b)に示す出力波形信号を整合器9に出力する。整合
器9は第1高周波電源7と第2高周波電源8からの高周
波電力を合成して図2(c)に示す出力波形を有する高
周波電力を生成して下部電極3に印加するとともに、プ
ラズマのインピーダンス整合動作を行う。なお、高周波
電源7から印加する電力は3000W、高周波電源8か
ら印加する電力は300Wとする。
Then, the first high-frequency power source 7 shown in FIG.
The output waveform signal shown in (a) is output to the first high frequency power supply 7 and the matching device 9. In addition, the second high frequency power supply 8
The output waveform signal shown in FIG. The matching unit 9 combines high-frequency power from the first high-frequency power supply 7 and the second high-frequency power supply 8 to generate high-frequency power having an output waveform shown in FIG. Perform impedance matching operation. The power applied from the high frequency power supply 7 is 3000 W, and the power applied from the high frequency power supply 8 is 300 W.

【0026】この下部電極3への高周波電力の印加とと
もにガス供給系5によりエッチングガスとしてC48
ス及びArガスをそれぞれ20sccm及び500sc
cm導入し、プラズマ処理容器1を図示しない圧力計に
より25mTorrに保持してプラズマを励起する。
When the high-frequency power is applied to the lower electrode 3, the gas supply system 5 supplies C 4 F 8 gas and Ar gas as etching gas at 20 sccm and 500 sc, respectively.
cm, and the plasma processing vessel 1 is maintained at 25 mTorr by a pressure gauge (not shown) to excite plasma.

【0027】このプラズマの励起により、上部電極2及
び下部電極3間にはプラズマが生成され、正イオン、負
イオン、電子及び中性活性種等が発生する。図2(c)
に示す出力波形の高周波電力が下部電極3に印加されて
いる場合、低周波の正のサイクルにおいては、下部電極
3は正電位となり、電子のみならず負イオンも効率よく
ホール底まで供給される。この電子及び負イオンの被処
理基板4への引き込みの際に、ホール底に充分な量の電
子及び負イオンが到達する。一方、被処理基板4とプラ
ズマとの間に形成されたシース領域により電子は減速さ
れ、レジストや酸化シリコン膜の上方に付着する。
Due to the excitation of the plasma, a plasma is generated between the upper electrode 2 and the lower electrode 3, and positive ions, negative ions, electrons, neutral active species and the like are generated. FIG. 2 (c)
Is applied to the lower electrode 3, the lower electrode 3 has a positive potential in a low frequency positive cycle, and not only electrons but also negative ions are efficiently supplied to the bottom of the hole. . When the electrons and negative ions are drawn into the substrate 4 to be processed, a sufficient amount of electrons and negative ions reach the bottom of the hole. On the other hand, the electrons are decelerated by the sheath region formed between the substrate 4 to be processed and the plasma, and adhere to the resist or the silicon oxide film.

【0028】次に、負のサイクルになると、正のイオン
が被処理基板4に入射する。この被処理基板4への入射
の際に、ホール底に到達した電子及び負イオンからの電
荷に引き寄せられるように正のイオンが入射するため、
垂直方向に効率よく正のイオンが到達する。従って、よ
り垂直形状に高速エッチングすることが可能となる。
Next, in the negative cycle, positive ions enter the substrate 4 to be processed. At the time of incidence on the substrate 4 to be processed, positive ions enter so as to be attracted to charges from electrons and negative ions that have reached the hole bottom.
Positive ions reach efficiently in the vertical direction. Accordingly, high-speed etching into a more vertical shape can be performed.

【0029】図3は本実施形態に示した条件により行っ
た実験におけるホール寸法とエッチング深さの関係を示
す図である。本実施形態での実験では、膜厚1μmのシ
リコン酸化膜上のフォトレジストに、様々なホール寸法
を有するパターンを形成した。また、比較のため、従来
のプラズマ処理装置を用いて同様にエッチングを行っ
た。縦軸はホール寸法、横軸はエッチング深さを表す。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the hole size and the etching depth in an experiment conducted under the conditions described in the present embodiment. In the experiments in the present embodiment, patterns having various hole dimensions were formed in a photoresist on a silicon oxide film having a thickness of 1 μm. For comparison, etching was similarly performed using a conventional plasma processing apparatus. The vertical axis represents the hole size, and the horizontal axis represents the etching depth.

【0030】図3に示すように、ホール寸法が1.0μ
mの場合には、従来例及び本実施形態ともにエッチング
深さが1.0μmとなり、シリコン酸化膜底面までエッ
チングが進行したことが分かる。ホール寸法を小さくし
ていくと、従来例の場合、エッチング深さは急激に浅く
なっていき、0.15μmのホール寸法においてはエッ
チングはほとんど進行せず、約0.1μm以上エッチン
グすることは不可能であった。これは、エッチングする
時間を延長しても、エッチング深さは増加することはな
かった。
As shown in FIG. 3, the hole size is 1.0 μm.
In the case of m, the etching depth is 1.0 μm in both the conventional example and the present embodiment, and it can be seen that the etching has progressed to the bottom surface of the silicon oxide film. When the hole size is reduced, in the case of the conventional example, the etching depth is sharply reduced, and the etching hardly progresses at the hole size of 0.15 μm, and it is impossible to etch more than about 0.1 μm. It was possible. This did not increase the etching depth even if the etching time was extended.

【0031】これに対して本実施形態の場合は、ホール
寸法が小さくなるにつれてエッチング深さは多少浅くな
るが、ホール寸法を0.15μmとした場合でも、エッ
チング深さは0.7〜0.8μm程度は保たれる。これ
より、垂直形状にエッチングが行われていることが分か
る。
On the other hand, in the case of the present embodiment, the etching depth becomes somewhat shallower as the hole size becomes smaller. However, even when the hole size is set to 0.15 μm, the etching depth is 0.7 to 0.2 mm. About 8 μm is kept. From this, it can be seen that the etching is performed in the vertical shape.

【0032】これは、第1高周波電源7の正のサイクル
で、プラズマより適度の電流量とエネルギーの電子がホ
ールの底に引き込まれ、また負のサイクルにてエッチン
グに適した種類のフロロカーボンのイオンや中性粒子が
ホール内に到達するものと考えられる。
In the positive cycle of the first high-frequency power supply 7, electrons having a proper amount of current and energy from the plasma are drawn into the bottom of the hole, and in the negative cycle, ions of fluorocarbon of a type suitable for etching are provided. It is considered that neutral particles reach the inside of the hole.

【0033】(第2実施形態)図4は本発明の第2実施
形態に係るプラズマ処理における高周波電源の出力波形
を示す図である。本実施形態で用いられるプラズマ処理
装置は図1に示す第1実施形態のものと同様であるので
説明は省略する。
(Second Embodiment) FIG. 4 is a diagram showing an output waveform of a high-frequency power supply in a plasma process according to a second embodiment of the present invention. The plasma processing apparatus used in this embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG.

【0034】図4は、下部電極3に印加される高周波電
力の出力波形であり、第1高周波電源7により500マ
イクロ秒の期間マイナス50Vの電位を保持した後、5
0マイクロ秒の正のサイクルでプラス150Vの矩形波
を作成する。図4においてマイナスの電位の期間及びプ
ラスの期間をそれぞれAとBで示す。このAとBの期間
の比、すなわちデューティー比を変更する点が第1実施
形態と異なる。
FIG. 4 shows the output waveform of the high-frequency power applied to the lower electrode 3. After the first high-frequency power source 7 holds a potential of −50 V for a period of 500 microseconds,
A positive 150 V square wave is created with a positive cycle of 0 microseconds. In FIG. 4, the period of the negative potential and the period of the positive potential are indicated by A and B, respectively. The difference from the first embodiment is that the ratio between the periods A and B, that is, the duty ratio is changed.

【0035】第1高周波電源7がマイナスの期間中、第
2高周波電源8は40.68MHzの高周波を出力す
る。このときの第2高周波電源8の出力は500Wとす
る。
While the first high frequency power supply 7 is in a negative period, the second high frequency power supply 8 outputs a high frequency of 40.68 MHz. At this time, the output of the second high frequency power supply 8 is 500 W.

【0036】その他プラズマ処理容器1に導入したガス
の種類、圧力等は第1実施形態と同一の条件とする。
The type, pressure, etc. of the gas introduced into the plasma processing vessel 1 are the same as those in the first embodiment.

【0037】この条件によりエッチングを行った結果、
0.15μmの微細なパターンの酸化シリコン膜のスル
ーホールを垂直形状にエッチングして形成することが可
能となった。Aに示す期間は500マイクロ秒とした
が、200マイクロ秒〜10ミリ秒の間に変化させても
エッチング形状はほぼ変わらなかった。またAに示す期
間は電位を−10Vから−500Vに変化させても同様
に形状に変化はなかった。
As a result of etching under these conditions,
It has become possible to form a through hole of a silicon oxide film having a fine pattern of 0.15 μm by etching in a vertical shape. The period indicated by A was 500 microseconds, but the etching shape was not substantially changed even if it was changed from 200 microseconds to 10 milliseconds. In the period A, even when the potential was changed from -10 V to -500 V, the shape did not change.

【0038】一方、Bに示す期間は50マイクロ秒から
500マイクロ秒の期間変化させてみたが、同様にエッ
チング形状に大きな差異はなかった。また、Bに示す期
間の電位を50Vから200Vまで変化させてみたが、
同様に大きな形状の変化はなかった。ここで、第2高周
波電源8の周波数は3MHz以上110MHz以下で、
望ましくは10MHz以上70MHz以下がよい。
On the other hand, when the period shown in B was changed from 50 microseconds to 500 microseconds, there was no significant difference in the etching shape. Also, the potential in the period shown in B was changed from 50 V to 200 V,
Similarly, there was no significant shape change. Here, the frequency of the second high frequency power supply 8 is 3 MHz or more and 110 MHz or less,
Desirably, the frequency is 10 MHz or more and 70 MHz or less.

【0039】また、図3に本実施形態に係るプラズマ処
理方法を用いて行った実験におけるホール寸法とエッチ
ング深さの関係を示す。図3に示すように、ホール寸法
が小さくなるにつれ、エッチング深さは従来例と比較す
ると充分に確保されていることは第1実施形態と同様で
ある。
FIG. 3 shows the relationship between the hole size and the etching depth in an experiment performed using the plasma processing method according to the present embodiment. As shown in FIG. 3, as in the first embodiment, as the hole size becomes smaller, the etching depth is sufficiently ensured as compared with the conventional example.

【0040】さらに、第1実施形態の場合と比較してみ
ても、エッチング深さはさらに深く確保され、異方性の
高いエッチングが行われていることが分かる。これは、
正サイクルと負サイクルのデューティー比を最適化した
ことにより、電子や負イオンのホール底への到達作用
と、正イオンの引き込み作用の均衡がとれ、エッチング
が効率的に行われたことによるものと考えられる。
Further, as compared with the case of the first embodiment, it can be seen that the etching depth is further secured and the etching with high anisotropy is performed. this is,
By optimizing the duty ratio of the positive cycle and the negative cycle, the effect of electrons and negative ions reaching the hole bottom and the effect of attracting positive ions were balanced, and etching was performed efficiently. Conceivable.

【0041】このように本実施形態によれば、正サイク
ルと負サイクルのデューティー比を調整して高周波電力
を下部電極3に印加することにより、エッチングの際の
異方性をさらに高めることができる。
As described above, according to the present embodiment, the anisotropy at the time of etching can be further increased by adjusting the duty ratio of the positive cycle and the negative cycle and applying the high-frequency power to the lower electrode 3. .

【0042】なお、上記第1,2実施形態で示した高周
波電源の出力は、連続で運転したときの実効電力を示し
ている。
Note that the output of the high-frequency power supply shown in the first and second embodiments represents the effective power during continuous operation.

【0043】本発明は上記実施形態に限定されるもので
はない。
The present invention is not limited to the above embodiment.

【0044】第1高周波電源及び第2高周波電源ともに
下部電極3に接続する場合を示したが、一方を上部電極
に、他方を下部電極に接続する場合でも、双方を上部電
極に接続する場合でも、本発明の効果を奏する。また、
電源は2つに限定されず、3つ以上の電源を接続する場
合であっても良い。また、上記実施形態に示した周波
数、振幅等にも限定されない。また、プラズマ処理とし
てエッチングについて述べたがこれに限定されるわけで
なく、プラズマCVD、プラズマクリーニング処理やプ
ラズマダウンストリーム処理等、あらゆるプラズマ処理
に応用が可能である。また、印加される高周波電力の出
力波形は矩形波のみならず、三角波、正弦波等でもよ
い。
The case where both the first high-frequency power supply and the second high-frequency power supply are connected to the lower electrode 3 has been described. However, whether one is connected to the upper electrode, the other is connected to the lower electrode, or both are connected to the upper electrode. The effect of the present invention is achieved. Also,
The number of power supplies is not limited to two, and three or more power supplies may be connected. Further, the present invention is not limited to the frequency, amplitude, and the like described in the above embodiment. In addition, although etching has been described as the plasma processing, the present invention is not limited to this, and can be applied to any plasma processing such as plasma CVD, plasma cleaning processing, and plasma downstream processing. The output waveform of the applied high-frequency power is not limited to a rectangular wave, but may be a triangular wave, a sine wave, or the like.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
極に印加する重畳周波数電力の低周波成分の出力波形は
正サイクルと負サイクルを有し、この負サイクルに高周
波成分を同期させることにより、被処理基体が載置され
た下部電極に低周波成分の正サイクルが印加されている
タイミングが確保される。従って、効率よく電子が被処
理基体に入射するとともに、プラズマ中に生成される負
イオンも同時に被処理基体に入射する。従って、プラズ
マ処理における異方性を高くすることができる。
As described above, according to the present invention, the output waveform of the low frequency component of the superimposed frequency power applied to the electrode has a positive cycle and a negative cycle, and the high frequency component is synchronized with the negative cycle. Thereby, the timing at which the positive cycle of the low frequency component is applied to the lower electrode on which the substrate to be processed is mounted is secured. Accordingly, electrons efficiently enter the substrate to be processed, and negative ions generated in the plasma simultaneously enter the substrate to be processed. Therefore, the anisotropy in the plasma processing can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態に係るプラズマ処理装置
の構成を示す模式図。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同実施形態に係る高周波電源の出力波形を示す
図。
FIG. 2 is a view showing an output waveform of the high-frequency power supply according to the embodiment.

【図3】同実施形態に係るプラズマ処理を用いて行った
実験におけるホール寸法とエッチング深さの関係を示す
図。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a hole size and an etching depth in an experiment performed using the plasma processing according to the embodiment.

【図4】本発明の第2実施形態に係るプラズマ処理に用
いられる高周波電源の出力波形を示す図。
FIG. 4 is a view showing an output waveform of a high-frequency power supply used for plasma processing according to a second embodiment of the present invention.

【図5】従来のプラズマ処理装置の構成を示す模式図。FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of a conventional plasma processing apparatus.

【図6】従来のプラズマ処理の問題点を説明するための
図。
FIG. 6 is a diagram for explaining a problem of the conventional plasma processing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…プラズマ処理容器 2…上部電極 3…下部電極 4…被処理基板 5…ガス導入系 6…ガス排気系 7…第1高周波電源 8…第2高周波電源 9…整合回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Plasma processing container 2 ... Upper electrode 3 ... Lower electrode 4 ... Substrate to be processed 5 ... Gas introduction system 6 ... Gas exhaust system 7 ... 1st high frequency power supply 8 ... 2nd high frequency power supply 9 ... Matching circuit

───────────────────────────────────────────────────── 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) H05H 1/46 H05H 1/46 M Fターム(参考) 4K030 DA04 FA03 JA18 KA49 4K057 DA12 DB20 DD03 DD08 DE06 DE14 DM01 DM02 DM08 DM16 DM17 DM18 DM20 DM31 DM33 DN01 5F004 BA04 BA09 BB11 BB18 BB28 CA09 DA00 DA23 DB03 EB01 5F045 AA08 AA19 DP01 DP02 DP03 EF05 EH13 EH14 EH19 EH20──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat ゛ (Reference) H05H 1/46 H05H 1/46 MF term (Reference) 4K030 DA04 FA03 JA18 KA49 4K057 DA12 DB20 DD03 DD08 DE06 DE14 DM01 DM02 DM08 DM16 DM17 DM18 DM20 DM31 DM33 DN01 5F004 BA04 BA09 BB11 BB18 BB28 CA09 DA00 DA23 DB03 EB01 5F045 AA08 AA19 DP01 DP02 DP03 EF05 EH13 EH14 EH19 EH20

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 処理室内に対向して配置された上部電極
及び下部電極の双方又はいずれか一方に高周波電力を印
加することにより生じたプラズマにより前記下部電極上
に載置される被処理基体に対して所定の処理を施すプラ
ズマ処理方法において、 正サイクルと負サイクルを有する低周波成分と、高周波
成分とを有する少なくとも2種類の周波数を重畳して前
記高周波電力を生成し、前記低周波成分の負サイクルに
前記高周波成分を同期させて前記電極に印加することを
特徴とするプラズマ処理方法。
1. A substrate to be mounted on a lower electrode by plasma generated by applying high-frequency power to at least one of an upper electrode and a lower electrode disposed opposite to each other in a processing chamber. In the plasma processing method of performing a predetermined processing on the low frequency component, a low frequency component having a positive cycle and a negative cycle, and at least two types of frequencies having a high frequency component are superimposed to generate the high frequency power, A plasma processing method, wherein the high frequency component is applied to the electrode in synchronization with a negative cycle.
【請求項2】 前記重畳高周波電力の低周波成分は、2
0kHz以上400kHz以下であり、かつ高周波成分
は10MHz以上70MHz以下であることを特徴とす
る請求項1に記載のプラズマ処理方法。
2. The low frequency component of the superimposed high frequency power is 2
The plasma processing method according to claim 1, wherein the frequency is 0 kHz or more and 400 kHz or less, and the high frequency component is 10 MHz or more and 70 MHz or less.
【請求項3】 処理室内に対向して配置された一対の電
極と、 正サイクルと負サイクルを有する低周波成分の出力波形
を有する電力を前記電極に供給する第1の電源と、 高周波成分の出力波形を有する電力を前記電極に供給す
る第2の電源とを具備してなり、 前記第2の電源の高周波成分を前記第1の電源の低周波
成分の負サイクルに同期させて前記電極に電力を供給す
ることを特徴とするプラズマ処理装置。
3. A pair of electrodes disposed opposite to each other in a processing chamber, a first power supply for supplying power having an output waveform of a low frequency component having a positive cycle and a negative cycle to the electrodes, A second power supply for supplying power having an output waveform to the electrode, wherein a high-frequency component of the second power supply is synchronized with a negative cycle of a low-frequency component of the first power supply to the electrode. A plasma processing apparatus for supplying electric power.
【請求項4】 前記重畳高周波電力の低周波成分は、2
0kHz以上400MHz以下であり、該電力の高周波
成分は10MHz以上70MHz以下であることを特徴
とする請求項3に記載のプラズマ処理装置。
4. The low-frequency component of the superimposed high-frequency power is 2
4. The plasma processing apparatus according to claim 3, wherein the high-frequency component of the power is not less than 0 kHz and not more than 400 MHz and not more than 10 MHz and not more than 70 MHz.
JP11076580A 1999-03-19 1999-03-19 Method and apparatus for plasma treatment Pending JP2000269198A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11076580A JP2000269198A (en) 1999-03-19 1999-03-19 Method and apparatus for plasma treatment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11076580A JP2000269198A (en) 1999-03-19 1999-03-19 Method and apparatus for plasma treatment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000269198A true JP2000269198A (en) 2000-09-29

Family

ID=13609224

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11076580A Pending JP2000269198A (en) 1999-03-19 1999-03-19 Method and apparatus for plasma treatment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000269198A (en)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004003988A1 (en) * 2002-06-27 2004-01-08 Tokyo Electron Limited Plasma processing method
US7473377B2 (en) 2002-06-27 2009-01-06 Tokyo Electron Limited Plasma processing method
WO2009150907A1 (en) * 2008-06-10 2009-12-17 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing apparatus and high frequency power supplying mechanism
JP2010157768A (en) * 2010-04-05 2010-07-15 Toshiba Corp Apparatus and method for plasma processing
JP2012523134A (en) * 2009-04-06 2012-09-27 ラム リサーチ コーポレーション Modulation multi-frequency processing method
US8545670B2 (en) 2007-09-14 2013-10-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Plasma processing apparatus and plasma processing method
JP2014089945A (en) * 2012-09-14 2014-05-15 Lam Research Corporation Edge ramping
JP2014135512A (en) * 2007-08-17 2014-07-24 Tokyo Electron Ltd Plasma etching method
WO2017188029A1 (en) * 2016-04-28 2017-11-02 東京エレクトロン株式会社 Plasma treatment apparatus
JP2017201611A (en) * 2016-04-28 2017-11-09 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing device
KR20180076306A (en) * 2016-12-27 2018-07-05 가부시기가이샤 디스코 Electrostatic chuck apparatus and electrostatic adsorption method
JP2020061534A (en) * 2018-10-12 2020-04-16 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing method and plasma processing apparatus

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7473377B2 (en) 2002-06-27 2009-01-06 Tokyo Electron Limited Plasma processing method
WO2004003988A1 (en) * 2002-06-27 2004-01-08 Tokyo Electron Limited Plasma processing method
JP2014135512A (en) * 2007-08-17 2014-07-24 Tokyo Electron Ltd Plasma etching method
US8545670B2 (en) 2007-09-14 2013-10-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Plasma processing apparatus and plasma processing method
WO2009150907A1 (en) * 2008-06-10 2009-12-17 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing apparatus and high frequency power supplying mechanism
JP2012523134A (en) * 2009-04-06 2012-09-27 ラム リサーチ コーポレーション Modulation multi-frequency processing method
JP2010157768A (en) * 2010-04-05 2010-07-15 Toshiba Corp Apparatus and method for plasma processing
JP2014089945A (en) * 2012-09-14 2014-05-15 Lam Research Corporation Edge ramping
WO2017188029A1 (en) * 2016-04-28 2017-11-02 東京エレクトロン株式会社 Plasma treatment apparatus
JP2017201611A (en) * 2016-04-28 2017-11-09 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing device
KR20180076306A (en) * 2016-12-27 2018-07-05 가부시기가이샤 디스코 Electrostatic chuck apparatus and electrostatic adsorption method
JP2020061534A (en) * 2018-10-12 2020-04-16 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing method and plasma processing apparatus
JP7101096B2 (en) 2018-10-12 2022-07-14 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing method and plasma processing equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6849857B2 (en) Beam processing apparatus
TWI529800B (en) Method and apparatus for high aspect ratio dielectric etch
JP2000269198A (en) Method and apparatus for plasma treatment
TW201421569A (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
JP2001127045A (en) Plasma treating device, and plasma treating method
TW202040682A (en) Plasma processing apparatus and control method
TW200820339A (en) Plasma processing apparatus of substrate and plasma processing method thereof
KR970005035B1 (en) Method and apparatus for generating highly dense uniform plasma by use of a high frequency rotating electric field
JP2000156370A (en) Method of plasma processing
JPH09503350A (en) Magnetic field excited multi-capacity plasma generator and related method
TWI259037B (en) Neutral particle beam processing apparatus
JP6602581B2 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
JPH08255782A (en) Plasma surface treating apparatus
KR100803825B1 (en) Plasma etching system
JPH06151360A (en) Method and apparatus for etching
JPS62111435A (en) Method and device for film formation by low-temperature plasma
JPH1027780A (en) Plasma treating method
JP7000521B2 (en) Plasma processing equipment and control method
JP2851765B2 (en) Plasma generation method and apparatus
JPS6248759B2 (en)
JPS63116428A (en) Dry etching method
JPH02312231A (en) Dryetching device
JP3948295B2 (en) Processing equipment
TWI835826B (en) Control method of plasma treatment device and plasma treatment device
KR20190085635A (en) Source matcher