JP2002050611A - 半導体ウェーハ処理の一部分中にパルス化プラズマを供給する方法 - Google Patents
半導体ウェーハ処理の一部分中にパルス化プラズマを供給する方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラズマを用いて半導体ウェーハを処理する
方法及び装置を提供することである。 【解決手段】 本方法は、ウェーハの直近にプラズマを
形成させるステップと、処理の第１相中に、上記プラズ
マを用いて上記ウェーハを処理する間に上記プラズマに
連続ＲＦ電力２０２を印加するステップと、処理の第２
相中に、パルス化ＲＦ電力２０４を用いて上記ウェーハ
を処理するステップとを含んでいる。本装置は、ウェー
ハ支持体を備えている真空チャンバと、上記真空チャン
バに結合されているプラズマ発生器と、上記プラズマ発
生器に結合され、上記プラズマ発生器を制御するコント
ローラとを備え、上記プラズマ発生器は、処理の第１相
中に上記ウェーハが処理されている間は連続ＲＦ電力２
０２を発生し、上記処理の第２相中にパルス化ＲＦ電力
２０４を供給する。
方法及び装置を提供することである。 【解決手段】 本方法は、ウェーハの直近にプラズマを
形成させるステップと、処理の第１相中に、上記プラズ
マを用いて上記ウェーハを処理する間に上記プラズマに
連続ＲＦ電力２０２を印加するステップと、処理の第２
相中に、パルス化ＲＦ電力２０４を用いて上記ウェーハ
を処理するステップとを含んでいる。本装置は、ウェー
ハ支持体を備えている真空チャンバと、上記真空チャン
バに結合されているプラズマ発生器と、上記プラズマ発
生器に結合され、上記プラズマ発生器を制御するコント
ローラとを備え、上記プラズマ発生器は、処理の第１相
中に上記ウェーハが処理されている間は連続ＲＦ電力２
０２を発生し、上記処理の第２相中にパルス化ＲＦ電力
２０４を供給する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェーハ処
理システムに関する。より詳しく述べれば、本発明は、
半導体ウェーハ処理システムにおいてパルス化プラズマ
を供給する方法に関する。
理システムに関する。より詳しく述べれば、本発明は、
半導体ウェーハ処理システムにおいてパルス化プラズマ
を供給する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウェーハ上に製造される半導体の
サイズが縮小するにつれて、帯電破壊が重大問題になり
つつある。帯電破壊は、一般的に、構造上に差電圧が発
生するように構造に非均一帯電を生じさせるプラズマ強
化処理を使用して半導体ウェーハ上に構造が形成される
時に発生する。この差電圧が、構造内に大きい電流、ま
たはアーキングを発生して構造を破壊させる可能性があ
る。例えば、プラズマエッチ処理が、構造帯電によって
生じたファウラー・ノルトハイム電流に起因してトラン
ジスタ構造のゲート酸化物を破壊する可能性がある。
サイズが縮小するにつれて、帯電破壊が重大問題になり
つつある。帯電破壊は、一般的に、構造上に差電圧が発
生するように構造に非均一帯電を生じさせるプラズマ強
化処理を使用して半導体ウェーハ上に構造が形成される
時に発生する。この差電圧が、構造内に大きい電流、ま
たはアーキングを発生して構造を破壊させる可能性があ
る。例えば、プラズマエッチ処理が、構造帯電によって
生じたファウラー・ノルトハイム電流に起因してトラン
ジスタ構造のゲート酸化物を破壊する可能性がある。
【０００３】電子シェーディングは、構造帯電への主た
る貢献物の１つである。電子シェーディングは、高アス
ペクト比を有する稠密なラインパターンを有する構造の
形成によって生じる。電子シェーディングは、プラズマ
処理中の処理チャンバ内の電子の等方性運動対プラズマ
内に含まれるイオンの不等性運動によってもたらされ
る。電子は、構造の側壁及び他の垂直表面に衝突し、構
造を帯電させる。しかしながら、これらの構造の高アス
ペクト比が、構造の“深い”部分よりも多くの電子をプ
ラズマ付近の構造の部分に衝突させる。このようにし
て、深い部分の“シェーディング”が、構造全体に電圧
差をもたらす。この構造帯電は、ウェーハを処理するた
めにどのようなプラズマ処理を使用してももたらされ得
る。その結果多くのプラズマ処理は、半導体ウェーハ上
に構造のトポグラフィ依存帯電破壊を生じさせる可能性
がある。トポグラフィ依存帯電は、半導体ウェーハ処理
の多くの面に悪影響を与える（電子シェーディング破
壊、ノッチング、プロフィル制御の欠損、アスペクト比
依存エッチング、エッチ停止、マイクロローディング、
フォトレジスト選択制の低下、フォトレジスト筋付け
（ striation ）、及びエッチング速度の低下を含
む）。
る貢献物の１つである。電子シェーディングは、高アス
ペクト比を有する稠密なラインパターンを有する構造の
形成によって生じる。電子シェーディングは、プラズマ
処理中の処理チャンバ内の電子の等方性運動対プラズマ
内に含まれるイオンの不等性運動によってもたらされ
る。電子は、構造の側壁及び他の垂直表面に衝突し、構
造を帯電させる。しかしながら、これらの構造の高アス
ペクト比が、構造の“深い”部分よりも多くの電子をプ
ラズマ付近の構造の部分に衝突させる。このようにし
て、深い部分の“シェーディング”が、構造全体に電圧
差をもたらす。この構造帯電は、ウェーハを処理するた
めにどのようなプラズマ処理を使用してももたらされ得
る。その結果多くのプラズマ処理は、半導体ウェーハ上
に構造のトポグラフィ依存帯電破壊を生じさせる可能性
がある。トポグラフィ依存帯電は、半導体ウェーハ処理
の多くの面に悪影響を与える（電子シェーディング破
壊、ノッチング、プロフィル制御の欠損、アスペクト比
依存エッチング、エッチ停止、マイクロローディング、
フォトレジスト選択制の低下、フォトレジスト筋付け
（ striation ）、及びエッチング速度の低下を含
む）。
【０００４】従って、当分野には、トポグラフィ依存帯
電を減少させる方法に対する要望が存在している。
電を減少させる方法に対する要望が存在している。
【０００５】
【発明の概要】従来の技術に関連する欠陥は、半導体ウ
ェーハを、本発明のパルス化ＲＦ（高周波）電力を使用
してプラズマで処理する方法によって解消される。本発
明の方法では、処理ガスにＲＦ電力を印加してチャンバ
内にプラズマを形成させる。ウェーハは、第１の時間Ｔ
1にわたって連続ＲＦ電力を使用するプラズマで処理さ
れ（第１処理相）、第２の時間Ｔ2にわたってパルス化
ＲＦ電力を使用するプラズマで処理される（第２処理
相）。時間Ｔ1は、例えば主エッチ処理の冒頭部分を含
み、一方時間Ｔ2は、主エッチ処理の最終部分及び全エ
ッチ処理の少なくとも一部分を含む。時間Ｔ2中にパル
ス化電力を印加することにより、ウェーハ上に形成され
た回路は帯電の結果としての破壊が最小になり、プラズ
マで処理中のウェーハの電子シェーディングその他の望
ましくない効果が大きく減少する。若干の型のプラズマ
処理の場合には、連続電力を第２の時間中に印加し、パ
ルス化電力を第１の時間中に印加することができる。ま
た、パルス化電力は、例えば、連続電力、次いでパルス
化電力、次いで連続電力、次いでパルス化電力のよう
に、プラズマ処理の多重相中に印加することもできる。
ェーハを、本発明のパルス化ＲＦ（高周波）電力を使用
してプラズマで処理する方法によって解消される。本発
明の方法では、処理ガスにＲＦ電力を印加してチャンバ
内にプラズマを形成させる。ウェーハは、第１の時間Ｔ
1にわたって連続ＲＦ電力を使用するプラズマで処理さ
れ（第１処理相）、第２の時間Ｔ2にわたってパルス化
ＲＦ電力を使用するプラズマで処理される（第２処理
相）。時間Ｔ1は、例えば主エッチ処理の冒頭部分を含
み、一方時間Ｔ2は、主エッチ処理の最終部分及び全エ
ッチ処理の少なくとも一部分を含む。時間Ｔ2中にパル
ス化電力を印加することにより、ウェーハ上に形成され
た回路は帯電の結果としての破壊が最小になり、プラズ
マで処理中のウェーハの電子シェーディングその他の望
ましくない効果が大きく減少する。若干の型のプラズマ
処理の場合には、連続電力を第２の時間中に印加し、パ
ルス化電力を第１の時間中に印加することができる。ま
た、パルス化電力は、例えば、連続電力、次いでパルス
化電力、次いで連続電力、次いでパルス化電力のよう
に、プラズマ処理の多重相中に印加することもできる。
【０００６】本発明の方法は、コンピュータ可読記憶媒
体内に格納されているプログラムコードとして実現する
ことができる。このプログラムコードはコンピュータに
よって実行され、ウェーハ処理中の半導体ウェーハ処理
システムを制御する。半導体ウェーハ処理システムは、
処理チャンバと、本発明の方法に従って制御されるＲＦ
電源を備えている。
体内に格納されているプログラムコードとして実現する
ことができる。このプログラムコードはコンピュータに
よって実行され、ウェーハ処理中の半導体ウェーハ処理
システムを制御する。半導体ウェーハ処理システムは、
処理チャンバと、本発明の方法に従って制御されるＲＦ
電源を備えている。
【０００７】本発明は以下の添付図面に基づく実施の形
態の詳細な説明から、容易に理解できるであろう。理解
し易いように、図面を通して共通の同一要素に対して
は、可能な限り同一の番号を使用している。
態の詳細な説明から、容易に理解できるであろう。理解
し易いように、図面を通して共通の同一要素に対して
は、可能な限り同一の番号を使用している。
【０００８】
【実施の形態】図１は、プラズマ強化半導体ウェーハ処
理システム１００の概要図である。図示システムは、誘
導結合プラズマエッチシステムの例である。しかしなが
ら、本発明は、プラズマ強化化学蒸着、物理蒸着、プラ
ズマ焼鈍等を遂行するシステムのような、どのようなプ
ラズマ強化半導体ウェーハ処理システムにも適用可能で
ある。要するに、本発明は、半導体ウェーハ上の構造の
形態（トポグラフィ）に依存する帯電を生じさせ得るど
のようなシステムにも有用である。
理システム１００の概要図である。図示システムは、誘
導結合プラズマエッチシステムの例である。しかしなが
ら、本発明は、プラズマ強化化学蒸着、物理蒸着、プラ
ズマ焼鈍等を遂行するシステムのような、どのようなプ
ラズマ強化半導体ウェーハ処理システムにも適用可能で
ある。要するに、本発明は、半導体ウェーハ上の構造の
形態（トポグラフィ）に依存する帯電を生じさせ得るど
のようなシステムにも有用である。
【０００９】処理システム１００は、処理チャンバ１０
１、電源１０５、バイアス電源１０６、及びコントロー
ラ１４０を備えている。処理チャンバ１０１は、トップ
１０３、円筒形側壁１１１、及び底１１３によって限定
される処理容積１０４を備えている。電源１０５は、Ｒ
Ｆ信号（例えば、２ＭＨｚ）をアンテナ１０２に結合す
る。トップ１０３に近接して配置されている複数の巻回
を有するアンテナ１０２はＲＦ磁場を発生し、このＲＦ
磁場が容積１０４内に導入された処理ガス（または、複
数のガス）（例えば、塩素）を励起してプラズマ１３０
を形成させる。帯電破壊を受け易い集積回路構造を含む
半導体ウェーハ１１０は、ペデスタル１０７上に支持さ
れる。ウェーハ１１０は、ウェーハ１１０の処理を容易
にするためにプラズマに曝される。ペデスタル１０７
は、従ってウェーハ１１０は、バイアス電源１０６から
ペデスタル１０７に供給されるＲＦ信号（例えば、13.5
6ＭＨｚ）によってバイアスされている。
１、電源１０５、バイアス電源１０６、及びコントロー
ラ１４０を備えている。処理チャンバ１０１は、トップ
１０３、円筒形側壁１１１、及び底１１３によって限定
される処理容積１０４を備えている。電源１０５は、Ｒ
Ｆ信号（例えば、２ＭＨｚ）をアンテナ１０２に結合す
る。トップ１０３に近接して配置されている複数の巻回
を有するアンテナ１０２はＲＦ磁場を発生し、このＲＦ
磁場が容積１０４内に導入された処理ガス（または、複
数のガス）（例えば、塩素）を励起してプラズマ１３０
を形成させる。帯電破壊を受け易い集積回路構造を含む
半導体ウェーハ１１０は、ペデスタル１０７上に支持さ
れる。ウェーハ１１０は、ウェーハ１１０の処理を容易
にするためにプラズマに曝される。ペデスタル１０７
は、従ってウェーハ１１０は、バイアス電源１０６から
ペデスタル１０７に供給されるＲＦ信号（例えば、13.5
6ＭＨｚ）によってバイアスされている。
【００１０】処理モニタ１０８は、処理チャンバ１０１
内の状態を監視する。処理モニタ１０８は、チャンバ１
０１内で遂行される処理に依存する状態を測定するため
のどのようなセンサであることもできる。例えば、処理
モニタ１０８は、発光分光計（ＯＥＳ）であることがで
きる。ＯＥＳは、プラズマ１３０からの放射の放出を透
明な窓１３１を通して監視する。この放射は、処理チャ
ンバ１０１内で遂行される処理の進行に依存する。処理
モニタ１０８及びシステム内のいろいろな成分は、コン
トローラ１４０に結合されている。コントローラ１４０
は、処理チャンバ１０１内で遂行される処理を開始さ
せ、監視し、調整し、そして終了させるために必要な信
号を供給するハードウェアを含んでいる。
内の状態を監視する。処理モニタ１０８は、チャンバ１
０１内で遂行される処理に依存する状態を測定するため
のどのようなセンサであることもできる。例えば、処理
モニタ１０８は、発光分光計（ＯＥＳ）であることがで
きる。ＯＥＳは、プラズマ１３０からの放射の放出を透
明な窓１３１を通して監視する。この放射は、処理チャ
ンバ１０１内で遂行される処理の進行に依存する。処理
モニタ１０８及びシステム内のいろいろな成分は、コン
トローラ１４０に結合されている。コントローラ１４０
は、処理チャンバ１０１内で遂行される処理を開始さ
せ、監視し、調整し、そして終了させるために必要な信
号を供給するハードウェアを含んでいる。
【００１１】処理チャンバ１０１は、例えば、カリフォ
ルニア州サンタクララのApplied Materials製の減結合
されたプラズマソース（ＤＰＳ）エッチチャンバであ
る。チャンバ１０１は、半導体ウェーハを処理するため
に必要な要素を含んでいる。例えば、チャンバ１０１
は、処理中に半導体ウェーハ１１０を支持するペデスタ
ル１０７（サセプタ）を含んでいる。破線で示されてい
るロボットアーム１１２は、スリット弁１１４を通して
ウェーハを処理チャンバ１０１内へ、及び該チャンバ１
０１から転送する。１つの型のチャンバを例として説明
したが、制御可能なＲＦ電源を有する他の型の、及び設
計の処理チャンバも、本発明の恩恵を受けることができ
る。これらのチャンバは、高密度プラズマを発生するチ
ャンバ、フラットコイル構造を有するチャンバ、遠隔プ
ラズマ源を有するチャンバ、容量的に結合されている反
応チャンバ等を含む。
ルニア州サンタクララのApplied Materials製の減結合
されたプラズマソース（ＤＰＳ）エッチチャンバであ
る。チャンバ１０１は、半導体ウェーハを処理するため
に必要な要素を含んでいる。例えば、チャンバ１０１
は、処理中に半導体ウェーハ１１０を支持するペデスタ
ル１０７（サセプタ）を含んでいる。破線で示されてい
るロボットアーム１１２は、スリット弁１１４を通して
ウェーハを処理チャンバ１０１内へ、及び該チャンバ１
０１から転送する。１つの型のチャンバを例として説明
したが、制御可能なＲＦ電源を有する他の型の、及び設
計の処理チャンバも、本発明の恩恵を受けることができ
る。これらのチャンバは、高密度プラズマを発生するチ
ャンバ、フラットコイル構造を有するチャンバ、遠隔プ
ラズマ源を有するチャンバ、容量的に結合されている反
応チャンバ等を含む。
【００１２】チャンバ１０１の外側は典型的には大気圧
であり、チャンバ１０１の内側は処理中は減圧される。
排気システム１０９がチャンバ１０１内の圧力を調整す
る。ガスパネル１２０は、ガスライン１２２及び弁１２
４を介して処理ガスをチャンバ１０１へ供給する。エッ
チ処理のような処理中に、処理ガスにＲＦ電力を印加す
ることによって、チャンバ１０１内にプラズマ（例え
ば、高密度プラズマ）が形成される。ＲＦ電源１０５は
アンテナ１０２を付勢し、チャンバ１０１内にプラズマ
１３０を点弧させ、支持する。当分野に精通していれ
ば、処理チャンバ内にプラズマを励起させるためには、
複数のステップ、即ち、処理ガスを供給するステップ、
アンテナに源電力を印加するステップ、ペデスタルにバ
イアス電力を印加するステップ、等々が必要であること
が理解されよう。これらのステップは当分野では公知で
あるので、詳細な説明は省略する。
であり、チャンバ１０１の内側は処理中は減圧される。
排気システム１０９がチャンバ１０１内の圧力を調整す
る。ガスパネル１２０は、ガスライン１２２及び弁１２
４を介して処理ガスをチャンバ１０１へ供給する。エッ
チ処理のような処理中に、処理ガスにＲＦ電力を印加す
ることによって、チャンバ１０１内にプラズマ（例え
ば、高密度プラズマ）が形成される。ＲＦ電源１０５は
アンテナ１０２を付勢し、チャンバ１０１内にプラズマ
１３０を点弧させ、支持する。当分野に精通していれ
ば、処理チャンバ内にプラズマを励起させるためには、
複数のステップ、即ち、処理ガスを供給するステップ、
アンテナに源電力を印加するステップ、ペデスタルにバ
イアス電力を印加するステップ、等々が必要であること
が理解されよう。これらのステップは当分野では公知で
あるので、詳細な説明は省略する。
【００１３】一旦プラズマが励起されると、ウェーハは
形態に依存する帯電を生ずる可能性がある手法で処理さ
れる。即ち、金属がウェーハからエッチされ、帯電をも
たらし得るラインパターンが形成される。例えば、エッ
チ処理においては、電子シェーディングが、主エッチか
らオーバーエッチへの移行中に発生することが解ってい
る。この段階においては、電子が特色の垂直壁に衝突す
ることによって、ウェーハ１１０上の集積回路特色が帯
電し得る。
形態に依存する帯電を生ずる可能性がある手法で処理さ
れる。即ち、金属がウェーハからエッチされ、帯電をも
たらし得るラインパターンが形成される。例えば、エッ
チ処理においては、電子シェーディングが、主エッチか
らオーバーエッチへの移行中に発生することが解ってい
る。この段階においては、電子が特色の垂直壁に衝突す
ることによって、ウェーハ１１０上の集積回路特色が帯
電し得る。
【００１４】エッチ及び他のプラズマ処理中の帯電を防
ぐために、本発明の方法は、処理の主要部分中にＲＦ電
源１０５からアンテナ１０２に連続ＲＦ電力を印加す
る。ＲＦ電源１０５は、主処理相から次の相への移行中
と、その後とに、パルス化ＲＦ電力を印加する。上記次
の相は、ウェーハ１１０が帯電によって破壊される恐れ
がある相である。そこで、上記次の相中にパルス化ＲＦ
電力を印加する。主処理相中に印加される連続電力は、
ウェーハ１１０上のデバイスを破壊する恐れのある望ま
しくない残留物を主処理が発生しないようにする。上記
次の相中に印加されるパルス化ＲＦ電力は、プラズマ１
３０の電子温度Ｔe及び電子密度ｎeを低下させる。この
技術は、プラズマがどのようにして形成されているかに
は無関係にウェーハ帯電を減少させる。以上のように本
発明の方法は、ウェーハ帯電を生じさせる高密度プラズ
マ、難しいトポロジ、高アスペクト比構造等を含むどの
ようなウェーハ処理状況においても有益である。
ぐために、本発明の方法は、処理の主要部分中にＲＦ電
源１０５からアンテナ１０２に連続ＲＦ電力を印加す
る。ＲＦ電源１０５は、主処理相から次の相への移行中
と、その後とに、パルス化ＲＦ電力を印加する。上記次
の相は、ウェーハ１１０が帯電によって破壊される恐れ
がある相である。そこで、上記次の相中にパルス化ＲＦ
電力を印加する。主処理相中に印加される連続電力は、
ウェーハ１１０上のデバイスを破壊する恐れのある望ま
しくない残留物を主処理が発生しないようにする。上記
次の相中に印加されるパルス化ＲＦ電力は、プラズマ１
３０の電子温度Ｔe及び電子密度ｎeを低下させる。この
技術は、プラズマがどのようにして形成されているかに
は無関係にウェーハ帯電を減少させる。以上のように本
発明の方法は、ウェーハ帯電を生じさせる高密度プラズ
マ、難しいトポロジ、高アスペクト比構造等を含むどの
ようなウェーハ処理状況においても有益である。
【００１５】エッチ処理に適用される本発明の方法を、
図２にタイミング図で示す。タイミング図２００には、
ＲＦ電力２０２が時間２０４に対してプロットされてい
る。集積回路処理の主エッチ相２０６の初期の時間中、
ＲＦ電力２０２が連続的に印加される。主エッチ相が経
過した後に、主エッチ相からオーバーエッチ相２０８へ
移行する時と、オーバーエッチ相２０８の少なくとも一
部分の間は電力をパルス化する。例えば、主エッチ相の
最初の約80％を包含する時間Ｔ1中、連続電力が印加さ
れる。主エッチ相の終わりの20％及びオーバーエッチ相
の全部を包含する時間Ｔ2中、パルス化電力が印加され
る。
図２にタイミング図で示す。タイミング図２００には、
ＲＦ電力２０２が時間２０４に対してプロットされてい
る。集積回路処理の主エッチ相２０６の初期の時間中、
ＲＦ電力２０２が連続的に印加される。主エッチ相が経
過した後に、主エッチ相からオーバーエッチ相２０８へ
移行する時と、オーバーエッチ相２０８の少なくとも一
部分の間は電力をパルス化する。例えば、主エッチ相の
最初の約80％を包含する時間Ｔ1中、連続電力が印加さ
れる。主エッチ相の終わりの20％及びオーバーエッチ相
の全部を包含する時間Ｔ2中、パルス化電力が印加され
る。
【００１６】Ｔ1中に印加される連続電力は、エッチ処
理の大部分中の望ましくない残留物の形成、側壁攻撃、
及び処理窓の劣化を防ぐ。Ｔ2中に印加されるパルス化
電力は、プラズマの電子温度Ｔe及び電子密度ｎeを低下
させ、それによってウェーハ１１０の帯電及び関連する
破壊を実質的に減少させる。Ｔ2中のパルス化ＲＦ電力
のデューティサイクルは、典型的には、約10％と約90％
との間である。ＲＦパルスの周期は、典型的には、約10
μｓと1000μｓとの間である。
理の大部分中の望ましくない残留物の形成、側壁攻撃、
及び処理窓の劣化を防ぐ。Ｔ2中に印加されるパルス化
電力は、プラズマの電子温度Ｔe及び電子密度ｎeを低下
させ、それによってウェーハ１１０の帯電及び関連する
破壊を実質的に減少させる。Ｔ2中のパルス化ＲＦ電力
のデューティサイクルは、典型的には、約10％と約90％
との間である。ＲＦパルスの周期は、典型的には、約10
μｓと1000μｓとの間である。
【００１７】連続電力からパルス化電力への変化は、ウ
ェーハ１１０が帯電破壊を受け易いオーバーエッチまた
は他の処理相の開始を指示する処理モニタ１０８からの
信号によってトリガすることができる。代替として、連
続及びパルス化電力は、経験的に予め定められた時間Ｔ
1及びＴ2にわたって印加することができる。本発明の特
定の実施の形態においては、ウェーハが処理されている
間、処理の進行が発光分光計または別の処理監視技術を
使用して監視される。処理の時間が帯電破壊を生じさせ
得る時間（例えば、金属エッチシステムにおける主エッ
チからオーバーエッチへの移行）に近づいたことを処理
監視技術が決定すると、ルーチンはＲＦ電源１０５をパ
ルス化させる。
ェーハ１１０が帯電破壊を受け易いオーバーエッチまた
は他の処理相の開始を指示する処理モニタ１０８からの
信号によってトリガすることができる。代替として、連
続及びパルス化電力は、経験的に予め定められた時間Ｔ
1及びＴ2にわたって印加することができる。本発明の特
定の実施の形態においては、ウェーハが処理されている
間、処理の進行が発光分光計または別の処理監視技術を
使用して監視される。処理の時間が帯電破壊を生じさせ
得る時間（例えば、金属エッチシステムにおける主エッ
チからオーバーエッチへの移行）に近づいたことを処理
監視技術が決定すると、ルーチンはＲＦ電源１０５をパ
ルス化させる。
【００１８】上述した方法は、図１のコントローラ１４
０のようなプロセッサをベースとするシステムコントロ
ーラによって制御されるシステム内で実現することがで
きる。図３は、図１に示すような処理システム１００の
ブロック図であって、このシステム１００はこのような
能力で使用できるシステムコントローラ１４０を有して
いる。システムコントローラユニット１４０は、メモリ
３０４と共に動作可能なプログラマブル中央処理ユニッ
ト（ＣＰＵ）３０２、大容量記憶デバイス３０６、入力
制御ユニット３０８、及びディスプレイユニット３１０
を含んでいる。システムコントローラは更に、電源３１
６、クロック３１８、キャッシュ３２０、入力／出力
（Ｉ／Ｏ）回路等々のような公知の支援回路３１４を含
んでいる。コントローラ１４０は、チャンバ１０１内の
センサ（図示してない）を通してウェーハ処理を監視す
るためのハードウェアをも含んでいる。これらのセンサ
は、ウェーハ温度、チャンバ雰囲気圧力等のようなシス
テムパラメータを測定する。上述した要素の全ては、制
御システムバス３１２に結合されている。
０のようなプロセッサをベースとするシステムコントロ
ーラによって制御されるシステム内で実現することがで
きる。図３は、図１に示すような処理システム１００の
ブロック図であって、このシステム１００はこのような
能力で使用できるシステムコントローラ１４０を有して
いる。システムコントローラユニット１４０は、メモリ
３０４と共に動作可能なプログラマブル中央処理ユニッ
ト（ＣＰＵ）３０２、大容量記憶デバイス３０６、入力
制御ユニット３０８、及びディスプレイユニット３１０
を含んでいる。システムコントローラは更に、電源３１
６、クロック３１８、キャッシュ３２０、入力／出力
（Ｉ／Ｏ）回路等々のような公知の支援回路３１４を含
んでいる。コントローラ１４０は、チャンバ１０１内の
センサ（図示してない）を通してウェーハ処理を監視す
るためのハードウェアをも含んでいる。これらのセンサ
は、ウェーハ温度、チャンバ雰囲気圧力等のようなシス
テムパラメータを測定する。上述した要素の全ては、制
御システムバス３１２に結合されている。
【００１９】メモリ３０４は、処理システム１００の動
作を容易にするためにＣＰＵ３０２が実行する命令を含
んでいる。メモリ３０４内の命令は、本発明の方法を実
現するプログラム４００のようなプログラムコードの形
状である。プログラムコードは、多くの異なるプログラ
ミング言語の何れか１つに適合させることができる。例
えば、プログラムコードは、Ｃ、Ｃ++、ベーシック、パ
スカル、または多くの他の言語で書くことができる。
作を容易にするためにＣＰＵ３０２が実行する命令を含
んでいる。メモリ３０４内の命令は、本発明の方法を実
現するプログラム４００のようなプログラムコードの形
状である。プログラムコードは、多くの異なるプログラ
ミング言語の何れか１つに適合させることができる。例
えば、プログラムコードは、Ｃ、Ｃ++、ベーシック、パ
スカル、または多くの他の言語で書くことができる。
【００２０】大容量記憶デバイス３０６は、データ及び
命令を格納し、磁気ディスクまたは磁気テープのような
プロセッサ可読記憶媒体からデータ及びプログラムコー
ド命令を検索する。例えば、大容量記憶デバイス３０６
は、ハードディスクドライブ、フロッピーディスクドラ
イブ、テープドライブ、または光ディスクドライブであ
ることができる。大容量記憶デバイス３０６は、ＣＰＵ
３０２から受信する指令に応答して命令を格納し、検索
する。大容量記憶デバイス３０６によって格納され、検
索されるデータ及びプログラムコード命令は、処理シス
テム１００を動作させるためにＣＰＵ３０２によって使
用される。データ及びプログラムコード命令は、先ず大
容量記憶デバイス３０６によって媒体から検索され、次
いでＣＰＵ３０２が使用するためにメモリ３０４へ転送
される。
命令を格納し、磁気ディスクまたは磁気テープのような
プロセッサ可読記憶媒体からデータ及びプログラムコー
ド命令を検索する。例えば、大容量記憶デバイス３０６
は、ハードディスクドライブ、フロッピーディスクドラ
イブ、テープドライブ、または光ディスクドライブであ
ることができる。大容量記憶デバイス３０６は、ＣＰＵ
３０２から受信する指令に応答して命令を格納し、検索
する。大容量記憶デバイス３０６によって格納され、検
索されるデータ及びプログラムコード命令は、処理シス
テム１００を動作させるためにＣＰＵ３０２によって使
用される。データ及びプログラムコード命令は、先ず大
容量記憶デバイス３０６によって媒体から検索され、次
いでＣＰＵ３０２が使用するためにメモリ３０４へ転送
される。
【００２１】入力制御ユニット３０８は、チャンバ操作
員の入力を受入れるために、キーボード、マウス、また
はライトペンのようなデータ入力デバイスをＣＰＵ３０
２に結合する。ディスプレイユニット３１０は、ＣＰＵ
３０２の制御の下に図形表示及び英数字の形状の情報を
チャンバ操作員へ提供する。
員の入力を受入れるために、キーボード、マウス、また
はライトペンのようなデータ入力デバイスをＣＰＵ３０
２に結合する。ディスプレイユニット３１０は、ＣＰＵ
３０２の制御の下に図形表示及び英数字の形状の情報を
チャンバ操作員へ提供する。
【００２２】制御システムバス３１２は、それに結合さ
れている全てのデバイスの間でのデータ及び制御信号の
転送を行う。制御システムバス３１２は単一のバスとし
て図示されているが、制御システムバス３１２はバスの
集合であることもできる。例えば、ディスプレイユニッ
ト３１０、入力制御ユニット３０８、及び大容量記憶デ
バイス３０６を入力・出力周辺バスに結合し、一方ＣＰ
Ｕ３０２及びメモリ３０４をローカルプロセッサバスに
結合することができる。ローカルプロセッサバス及び入
力・出力周辺バスは、一緒に結合されて制御システムバ
ス３１２を形成する。
れている全てのデバイスの間でのデータ及び制御信号の
転送を行う。制御システムバス３１２は単一のバスとし
て図示されているが、制御システムバス３１２はバスの
集合であることもできる。例えば、ディスプレイユニッ
ト３１０、入力制御ユニット３０８、及び大容量記憶デ
バイス３０６を入力・出力周辺バスに結合し、一方ＣＰ
Ｕ３０２及びメモリ３０４をローカルプロセッサバスに
結合することができる。ローカルプロセッサバス及び入
力・出力周辺バスは、一緒に結合されて制御システムバ
ス３１２を形成する。
【００２３】システムコントローラ１４０は、システム
バス３１２及びＩ／Ｏ回路３２２を介して、本発明によ
るエッチ処理に使用される処理システム１００の要素に
結合される。これらの要素は、複数の弁３２４（図１の
弁１２４のような）、処理モニタ１０８、排気システム
１０９、ＲＦ電源１０５、スリット弁１１４、ガスパネ
ル１２０、ロボットアーム１１２、及びオプションとし
てのミクサーブロック３２６（図１には示されていない
が、ガスパネル１２０またはチャンバ１０１の何れかに
接続することができる）を含む。システムコントローラ
１４０はチャンバ要素に信号を供給し、図１のチャンバ
１０１内の金属をエッチングするための動作をこれらの
要素に遂行させる。
バス３１２及びＩ／Ｏ回路３２２を介して、本発明によ
るエッチ処理に使用される処理システム１００の要素に
結合される。これらの要素は、複数の弁３２４（図１の
弁１２４のような）、処理モニタ１０８、排気システム
１０９、ＲＦ電源１０５、スリット弁１１４、ガスパネ
ル１２０、ロボットアーム１１２、及びオプションとし
てのミクサーブロック３２６（図１には示されていない
が、ガスパネル１２０またはチャンバ１０１の何れかに
接続することができる）を含む。システムコントローラ
１４０はチャンバ要素に信号を供給し、図１のチャンバ
１０１内の金属をエッチングするための動作をこれらの
要素に遂行させる。
【００２４】ＣＰＵ３０２は汎用コンピュータである
が、図４の流れ図に示す本発明の方法の実施の形態のプ
ログラム４００のようなプログラムを実行する場合は専
用コンピュータになる。本明細書においては、本発明を
ソフトウェアで実現し、汎用コンピュータ上で実行する
ものとして説明するが、当分野に精通していれば、本発
明を特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）または他のハー
ドウェア回路のようなハードウェアを使用して実現でき
ることは理解されよう。また本発明は、全部または一部
をソフトウェア、ハードウェア、または両者で実現でき
ることを理解すべきである。
が、図４の流れ図に示す本発明の方法の実施の形態のプ
ログラム４００のようなプログラムを実行する場合は専
用コンピュータになる。本明細書においては、本発明を
ソフトウェアで実現し、汎用コンピュータ上で実行する
ものとして説明するが、当分野に精通していれば、本発
明を特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）または他のハー
ドウェア回路のようなハードウェアを使用して実現でき
ることは理解されよう。また本発明は、全部または一部
をソフトウェア、ハードウェア、または両者で実現でき
ることを理解すべきである。
【００２５】当分野に精通していれば、図４に示すプロ
グラム４００のようなコンピュータプログラムを容易に
考案できよう。プログラム４００は、ステップ４０２に
おいて、加工片を処理チャンバ１０１内へ導入する。例
えば、プログラム４００は第１セットの命令を実行させ
て、ロボットアーム１１２にスリット弁１１４を通して
ウェーハ１１０を挿入させ、ペデスタル１０７上に配置
させる。第２セットの命令は、スリット弁１１４を通し
てロボットアーム１１２を引込めさせ、スリット弁１１
４を閉じさせる。
グラム４００のようなコンピュータプログラムを容易に
考案できよう。プログラム４００は、ステップ４０２に
おいて、加工片を処理チャンバ１０１内へ導入する。例
えば、プログラム４００は第１セットの命令を実行させ
て、ロボットアーム１１２にスリット弁１１４を通して
ウェーハ１１０を挿入させ、ペデスタル１０７上に配置
させる。第２セットの命令は、スリット弁１１４を通し
てロボットアーム１１２を引込めさせ、スリット弁１１
４を閉じさせる。
【００２６】次ぎに、ステップ４０４において、ウェー
ハ処理が開始される。例えば、プログラム４００は第３
セットの命令を実行させ、ガスパネル１２０に処理ガス
混合体を主チャンバ１０１内へ導入させる。第４セット
の命令は、ＲＦ電源１０５にＲＦ電力をアンテナ１０２
に供給させる。ＲＦ電力は、チャンバ１０１内にプラズ
マ１３０を点弧させ、支持する。金属エッチのようなエ
ッチ処理の場合には、典型的には、塩素（Ｃl2）、三塩
化ホウ素（ＢＣl3）のようなガスと、アルゴン（Ａr）
とからなるガス混合体が約９ミリトルの圧力で供給され
る。これらのガスは、Ｃl2については約60標準立方セン
チメートル／分（ｓｃｃｍ）、ＢＣl3については約30ｓ
ｃｃｍ、そしてＡrについては約50ｓｃｃｍの流量で供
給される。ＲＦ信号は、典型的には、約２ＭＨｚの周波
数と、約1300Ｗの電力とを有している。上述した例は金
属をエッチングするためのチャンバパラメータである
が、本発明は誘電体材料及びシリコンをエッチするチャ
ンバ内での使用にも適用される。
ハ処理が開始される。例えば、プログラム４００は第３
セットの命令を実行させ、ガスパネル１２０に処理ガス
混合体を主チャンバ１０１内へ導入させる。第４セット
の命令は、ＲＦ電源１０５にＲＦ電力をアンテナ１０２
に供給させる。ＲＦ電力は、チャンバ１０１内にプラズ
マ１３０を点弧させ、支持する。金属エッチのようなエ
ッチ処理の場合には、典型的には、塩素（Ｃl2）、三塩
化ホウ素（ＢＣl3）のようなガスと、アルゴン（Ａr）
とからなるガス混合体が約９ミリトルの圧力で供給され
る。これらのガスは、Ｃl2については約60標準立方セン
チメートル／分（ｓｃｃｍ）、ＢＣl3については約30ｓ
ｃｃｍ、そしてＡrについては約50ｓｃｃｍの流量で供
給される。ＲＦ信号は、典型的には、約２ＭＨｚの周波
数と、約1300Ｗの電力とを有している。上述した例は金
属をエッチングするためのチャンバパラメータである
が、本発明は誘電体材料及びシリコンをエッチするチャ
ンバ内での使用にも適用される。
【００２７】一旦処理が開始されると、プログラム４０
０は、例えば処理モニタからの信号を参照することによ
ってチャンバ１０１内の状態を監視する。ステップ４０
６において、プログラム４００は第４セットの命令を実
行させ、所定のトリガ基準に到達するまでＲＦ電源１０
５に連続電力を供給させる。例えば、ステップ４０８に
おいて、プログラム４００は第５セットの命令を実行さ
せ、処理モニタ信号と主エッチからオーバーエッチへの
移行の開始を指示する所定の信号とを比較させる。プロ
グラム４００は、トリガ基準に到達するまで、電源１０
５に連続ＲＦ電力を供給するように命令し続ける。代替
として、プログラム４００は電源に命令し、所定の時間
Ｔ1にわたって連続電力を供給させることができる。こ
のタイミングは、Ｔ1とクロック３１８によって測定さ
れた時間Ｔとを比較することによって達成することがで
きる。
０は、例えば処理モニタからの信号を参照することによ
ってチャンバ１０１内の状態を監視する。ステップ４０
６において、プログラム４００は第４セットの命令を実
行させ、所定のトリガ基準に到達するまでＲＦ電源１０
５に連続電力を供給させる。例えば、ステップ４０８に
おいて、プログラム４００は第５セットの命令を実行さ
せ、処理モニタ信号と主エッチからオーバーエッチへの
移行の開始を指示する所定の信号とを比較させる。プロ
グラム４００は、トリガ基準に到達するまで、電源１０
５に連続ＲＦ電力を供給するように命令し続ける。代替
として、プログラム４００は電源に命令し、所定の時間
Ｔ1にわたって連続電力を供給させることができる。こ
のタイミングは、Ｔ1とクロック３１８によって測定さ
れた時間Ｔとを比較することによって達成することがで
きる。
【００２８】トリガ基準に到達すると、または時間Ｔ1
が経過すると、ステップ４１０においてプログラム４０
０は、第６セットの命令によってＲＦ電源１０５にパル
ス化ＲＦ電力をアンテナ１０２へ供給させる。この命令
は、第２のトリガ基準に到達するまで、例えば電源１０
５を所定のデューティサイクルでターンオン及びオフさ
せることができる。例えば、ステップ４１２において、
プログラム４００は第７セットの命令を実行させ、処理
モニタ信号と第２の所定のトリガ基準とを比較させる。
プログラム４００は、第２のトリガ基準に到達するまで
ＲＦ電源１０５にパルス化ＲＦ電力を供給させる。代替
として、プログラム４００は電源１０５に命令し、所定
の時間Ｔ2にわたってパルス化電力を供給させることが
できる。プログラムは、ステップ４１４において終了す
る。これらの命令を実行することによって、処理システ
ム１００の要素は、半導体ウェーハに対するエッチ処理
のような処理を遂行するように動作する。
が経過すると、ステップ４１０においてプログラム４０
０は、第６セットの命令によってＲＦ電源１０５にパル
ス化ＲＦ電力をアンテナ１０２へ供給させる。この命令
は、第２のトリガ基準に到達するまで、例えば電源１０
５を所定のデューティサイクルでターンオン及びオフさ
せることができる。例えば、ステップ４１２において、
プログラム４００は第７セットの命令を実行させ、処理
モニタ信号と第２の所定のトリガ基準とを比較させる。
プログラム４００は、第２のトリガ基準に到達するまで
ＲＦ電源１０５にパルス化ＲＦ電力を供給させる。代替
として、プログラム４００は電源１０５に命令し、所定
の時間Ｔ2にわたってパルス化電力を供給させることが
できる。プログラムは、ステップ４１４において終了す
る。これらの命令を実行することによって、処理システ
ム１００の要素は、半導体ウェーハに対するエッチ処理
のような処理を遂行するように動作する。
【００２９】以上に、コンピュータプログラムが、ＲＦ
電源１０５をパルス化する信号を発生することができる
ものと説明したが、代替としてシステムコントローラ１
４０は簡単な“開始”及び“停止”信号を、ＲＦ電源内
に組み込まれている専用タイミング回路に供給すること
ができる。開始信号を受信すると、この回路（即ち電力
トランジスタに結合されているパルス幅変調タイマ回
路）は電源１０５を駆動するための制御信号を自動的に
発生する。トリガ基準に到達するか、または所定の時間
が経過した結果としてシステムコントローラが停止信号
を発行すると、制御信号は終了する。
電源１０５をパルス化する信号を発生することができる
ものと説明したが、代替としてシステムコントローラ１
４０は簡単な“開始”及び“停止”信号を、ＲＦ電源内
に組み込まれている専用タイミング回路に供給すること
ができる。開始信号を受信すると、この回路（即ち電力
トランジスタに結合されているパルス幅変調タイマ回
路）は電源１０５を駆動するための制御信号を自動的に
発生する。トリガ基準に到達するか、または所定の時間
が経過した結果としてシステムコントローラが停止信号
を発行すると、制御信号は終了する。
【００３０】オーバーエッチへの移行中にパルス化ＲＦ
電力を印加することの利点は、図５に示すグラフから容
易に理解できる。グラフ５００は、ＲＦパルス中の電子
温度Ｔe５０２及び密度ｎe５０４を時間（マイクロ秒
（μｓ））の関数として示している。ＲＦ電力は、本発
明の方法に従ってエッチ処理のオーバーエッチ部分中に
印加された。ＲＦ電力は、200μｓの周期及び50％のデ
ューティサイクルでパルス化されていた。即ち、ＲＦ電
力はパルスの“オン”部分５０６中に印加され、この状
態を約100μｓ持続した。約1300ＷのＲＦ電力は“オ
フ”部分５０８中にターンオフされ、この状態を約100
μｓ持続した。この例の場合、Ｃl2、ＢＣl3、及びＡr
は、それぞれ、60、30、及び50ｓｃｃｍの流量で供給し
た。
電力を印加することの利点は、図５に示すグラフから容
易に理解できる。グラフ５００は、ＲＦパルス中の電子
温度Ｔe５０２及び密度ｎe５０４を時間（マイクロ秒
（μｓ））の関数として示している。ＲＦ電力は、本発
明の方法に従ってエッチ処理のオーバーエッチ部分中に
印加された。ＲＦ電力は、200μｓの周期及び50％のデ
ューティサイクルでパルス化されていた。即ち、ＲＦ電
力はパルスの“オン”部分５０６中に印加され、この状
態を約100μｓ持続した。約1300ＷのＲＦ電力は“オ
フ”部分５０８中にターンオフされ、この状態を約100
μｓ持続した。この例の場合、Ｃl2、ＢＣl3、及びＡr
は、それぞれ、60、30、及び50ｓｃｃｍの流量で供給し
た。
【００３１】“オン”部分５０６中、電子温度Ｔe５０
２はほぼ一定に留まり、電子密度ｎe５０４はゆっくり
と増加して行く。電力がターンオフされると、Ｔe及び
ｎeは共に、それぞれ20及び40μｓ以内に０近くまで急
激に降下する。Ｔeの急激な降下は、ウェーハ１１０に
衝突する電子のエネルギを減少させる。ｎeの急激な降
下はウェーハ１１０に衝突する電子のレートを低下させ
る。両者は、ウェーハ１１０の帯電を減少させ、帯電破
壊を回避する効果を呈する。
２はほぼ一定に留まり、電子密度ｎe５０４はゆっくり
と増加して行く。電力がターンオフされると、Ｔe及び
ｎeは共に、それぞれ20及び40μｓ以内に０近くまで急
激に降下する。Ｔeの急激な降下は、ウェーハ１１０に
衝突する電子のエネルギを減少させる。ｎeの急激な降
下はウェーハ１１０に衝突する電子のレートを低下させ
る。両者は、ウェーハ１１０の帯電を減少させ、帯電破
壊を回避する効果を呈する。
【００３２】エッチ反応器において連続電力に続いてパ
ルス化電力を使用する上述した実施の形態は、形態的な
帯電を減少させる。本発明は、形態的な帯電が堆積処理
の始まりに発生し得る誘電体堆積のようなプラズマ強化
堆積処理における用途にも適用される。この場合、堆積
処理の始まりにパルス化電力を使用し、その後のバルク
堆積中に連続電力を使用する。
ルス化電力を使用する上述した実施の形態は、形態的な
帯電を減少させる。本発明は、形態的な帯電が堆積処理
の始まりに発生し得る誘電体堆積のようなプラズマ強化
堆積処理における用途にも適用される。この場合、堆積
処理の始まりにパルス化電力を使用し、その後のバルク
堆積中に連続電力を使用する。
【００３３】また、上述した実施の形態は２相のプラズ
マ処理を説明している。しかしながら、本発明は、連続
電力、次いでパルス化電力、次いで連続電力、次いでパ
ルス化電力等々を使用してプラズマを発生させる、また
は、パルス化電力、次いで連続電力、次いでパルス化電
力、次いで連続電力等々を使用してプラズマを発生させ
る多重相処理にも使用することができる。
マ処理を説明している。しかしながら、本発明は、連続
電力、次いでパルス化電力、次いで連続電力、次いでパ
ルス化電力等々を使用してプラズマを発生させる、また
は、パルス化電力、次いで連続電力、次いでパルス化電
力、次いで連続電力等々を使用してプラズマを発生させ
る多重相処理にも使用することができる。
【００３４】高アスペクト比構造を含むウェーハは、形
態依存帯電を受け易い。従って、本発明は、高アスペク
ト比構造を有するウェーハの処理に大いに有益である。
態依存帯電を受け易い。従って、本発明は、高アスペク
ト比構造を有するウェーハの処理に大いに有益である。
【００３５】以上に、本発明の技術を組み入れたいろい
ろな実施の形態を詳細に説明したが、当分野に精通して
いれば、これらの内容を組み入れた他の多くの実施の形
態を容易に考案することができよう。
ろな実施の形態を詳細に説明したが、当分野に精通して
いれば、これらの内容を組み入れた他の多くの実施の形
態を容易に考案することができよう。
【図１】本発明の方法を実現するための半導体ウェーハ
処理システムを示す図である。
処理システムを示す図である。
【図２】本発明の方法のタイミング図である。
【図３】図１の半導体ウェーハ処理システムのブロック
図である。
図である。
【図４】本発明の方法を実現するコンピュータプログラ
ムの流れ図である。
ムの流れ図である。
【図５】本発明のプラズマ処理における電子温度Ｔe及
び密度ｎeを、時間の関数として示したグラフである。
び密度ｎeを、時間の関数として示したグラフである。
１００ プラズマ強化半導体ウェーハ処理システム １０１ 処理チャンバ １０２ アンテナ １０３ トップ １０４ 処理容積 １０５ 電源 １０６ バイアス電源 １０７ ペデスタル １０８ 処理モニタ １０９ 排気システム １１０ ウェーハ １１１ 側壁 １１２ ロボットアーム １１３ 底 １１４ スリット弁 １２０ ガスパネル １２２ ガスライン １２４ 弁 １３０ プラズマ １３１ 窓 １４０ コントローラ ３０２ ＣＰＵ ３０４ メモリ ３０６ 大容量記憶デバイス ３０８ 入力制御ユニット ３１０ ディスプレイユニット ３１２ 制御システムバス ３１４ 支援回路 ３１６ 電源 ３１８ クロック ３２０ キャッシュ ３２２ Ｉ／Ｏ回路 ３２４ 弁 ３２６ ミクサーブロック ４００ プログラム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アレッタス パターソン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95123 サン ホセ ウォン コート 5355 アパートメント 332 (72)発明者 ジョン エム ヤマーティノ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 パロ アルトウェイヴァリー ストリート 385 (72)発明者 ピーター ケイ ローウェンハード アメリカ合衆国 カリフォルニア州 サン ホセ ロスウッド ドライヴ 1862 (72)発明者 ウェイド ザワルスキー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94131 サン フランシスコ トウエンテ ィセヴンス ストリート 539 Ｆターム(参考） 5F004 BA20 BB13 BC06 CA03 CA06 CA07 CA08 CB01 CB02 DA04 DA11 DA23 DB01 DB08
Claims (35)
- 【請求項１】 半導体ウェーハを処理する方法であっ
て、 上記ウェーハの直近にプラズマを形成させるステップ
と、 処理の第１相中に、上記プラズマを用いて上記ウェーハ
を処理している間に上記プラズマに連続ＲＦ電力を印加
するステップと、 上記処理の第２相中に、パルス化ＲＦ電力を用いて上記
ウェーハを処理するステップと、を含んでいることを特
徴とする方法。 - 【請求項２】 上記処理は、エッチ処理であることを特
徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 上記第１相は、上記第２相の前に遂行さ
れることを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 上記第２相は、上記第１相の前に遂行さ
れることを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】 それぞれの相が連続またはパルス化ＲＦ
電力を印加して上記プラズマを形成することを含むよう
な、１つの処理に多重相を遂行するステップを更に含ん
でいることを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 上記第１相は、主エッチ処理の初期部分
を含んでいることを特徴とする請求項３に記載の方法。 - 【請求項７】 上記第２相は、主エッチ処理の最終部分
と、オーバーエッチ処理の少なくとも一部分とを含んで
いることを特徴とする請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】 上記第１相は、上記主エッチ処理の最初
の約80％であることを特徴とする請求項６に記載の方
法。 - 【請求項９】 上記パルス化ＲＦ電力のデューティサイ
クルは、約10％と90％との間であることを特徴とする請
求項１に記載の方法。 - 【請求項１０】 上記パルス化ＲＦ電力の周期は、約10
μｓと約1000μｓとの間であることを特徴とする請求項
７に記載の方法。 - 【請求項１１】 上記第２相はプラズマ強化堆積処理の
始まりであり、上記第１相はバルク堆積処理であること
を特徴とする請求項５に記載の方法。 - 【請求項１２】 上記処理の状態を監視するステップを
更に含んでいることを特徴とする請求項１に記載の方
法。 - 【請求項１３】 上記パルス化電力は、上記状態の変化
に応答して開始されることを特徴とする請求項１２に記
載の方法。 - 【請求項１４】 上記状態は、光放出であることを特徴
とする請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１５】 上記ウェーハは、高アスペクト比構造
を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項１６】 上記プラズマは、高密度プラズマであ
ることを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項１７】 チャンバ及びＲＦ電源を有するシステ
ムを用いて半導体ウェーハをエッチングする方法であっ
て、 上記ＲＦ電源からＲＦ電力を供給して上記チャンバ内に
プラズマを形成させるステップと、 主エッチ処理の第１相中に、上記プラズマを用いて上記
ウェーハをエッチングしている間に上記プラズマに連続
ＲＦ電力を印加するステップと、 上記エッチ処理の次の相中に、パルス化ＲＦ電力を印加
するステップと、を含んでいることを特徴とする方法。 - 【請求項１８】 上記次の相は、上記主エッチ処理の最
終部分と、オーバーエッチ処理の少なくとも一部分とを
含んでいることを特徴とする請求項１７に記載の方法。 - 【請求項１９】 上記第１相は、上記主エッチステップ
の最初の約80％であることを特徴とする請求項１８に記
載の方法。 - 【請求項２０】 上記処理の状態を監視し、上記状態の
変化に応答して上記パルス化電力を印加するステップを
更に含んでいることを特徴とする請求項１７に記載の方
法。 - 【請求項２１】 上記状態は、光放出であることを特徴
とする請求項２０に記載の方法。 - 【請求項２２】 プログラムコードが埋め込まれている
コンピュータ可読記憶媒体であって、上記プログラムコ
ードはウェーハ製造処理中の半導体処理システムを制御
するようになっており、 上記半導体処理システムは、チャンバ及びＲＦ電源を含
み、 上記プログラムコードは、 処理の第１相中に連続ＲＦ電力を印加するステップ、及
び上記処理の第２相中に上記プラズマにパルス化ＲＦ電
力を印加するステップに従って半導体処理システムを制
御する、ことを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。 - 【請求項２３】 上記第１相は、主エッチ処理の持続時
間の初期部分を含んでいることを特徴とする請求項２２
に記載のコンピュータ可読記憶媒体。 - 【請求項２４】 上記第２相は、上記主エッチ処理の最
終部分と、オーバーエッチ処理の少なくとも一部分とを
含んでいることを特徴とする請求項２３に記載のコンピ
ュータ可読記憶媒体。 - 【請求項２５】 上記初期部分は、上記主エッチ処理の
最初の約80％であることを特徴とする請求項２４に記載
のコンピュータ可読記憶媒体。 - 【請求項２６】 上記プログラムコードは、上記処理の
状態を監視し、上記状態の変化に応答して上記パルス化
電力を印加するステップを更に含んでいることを特徴と
する請求項２５に記載のコンピュータ可読記憶媒体。 - 【請求項２７】 上記第１相は、上記第２相の前に発生
する請求項２２に記載のコンピュータ可読記憶媒体。 - 【請求項２８】 上記第２相は、上記第１相の前に発生
する請求項２２に記載のコンピュータ可読記憶媒体。 - 【請求項２９】 ウェーハを処理する装置であって、 ウェーハ支持体を備えている真空チャンバと、 上記真空チャンバに結合されているプラズマ発生器と、 上記プラズマ発生器に結合され、上記プラズマ発生器を
制御するコントローラと、を備え、上記プラズマ発生器
は、 処理の第１相中に、上記ウェーハを処理している間に連
続ＲＦ電力を発生し、 上記処理の第２相中に、パルス化ＲＦ電力を発生する、
ことを特徴とする装置。 - 【請求項３０】 上記プラズマ発生器は、 コイルと、 ＲＦ電源と、を備えていることを特徴とする請求項２９
に記載の装置。 - 【請求項３１】 上記コイルは、アンテナであることを
特徴とする請求項３０に記載の装置。 - 【請求項３２】 上記処理は、プラズマ処理であること
を特徴とする請求項２９に記載の装置。 - 【請求項３３】 上記プラズマ処理は、高密度プラズマ
処理であることを特徴とする請求項３２に記載の装置。 - 【請求項３４】 上記コントローラに結合されている処
理モニタ、を更に備えていることを特徴とする請求項２
９に記載の装置。 - 【請求項３５】 上記処理モニタは、上記コントローラ
を上記第１相から上記第２相へスイッチさせる信号を発
生することを特徴とする請求項３４に記載の装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000256459A JP5197898B2 (ja) | 1999-07-23 | 2000-07-24 | 半導体ウェーハ処理の一部分中にパルス化プラズマを供給する方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/360883 | 1999-07-23 | ||
| US09/360,883 US6566272B2 (en) | 1999-07-23 | 1999-07-23 | Method for providing pulsed plasma during a portion of a semiconductor wafer process |
| JP2000256459A JP5197898B2 (ja) | 1999-07-23 | 2000-07-24 | 半導体ウェーハ処理の一部分中にパルス化プラズマを供給する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002050611A true JP2002050611A (ja) | 2002-02-15 |
| JP5197898B2 JP5197898B2 (ja) | 2013-05-15 |
Family
ID=23419784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000256459A Expired - Fee Related JP5197898B2 (ja) | 1999-07-23 | 2000-07-24 | 半導体ウェーハ処理の一部分中にパルス化プラズマを供給する方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6566272B2 (ja) |
| EP (1) | EP1071120A3 (ja) |
| JP (1) | JP5197898B2 (ja) |
| KR (1) | KR100756737B1 (ja) |
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