JP2002110649A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JP2002110649A JP2002110649A JP2000302985A JP2000302985A JP2002110649A JP 2002110649 A JP2002110649 A JP 2002110649A JP 2000302985 A JP2000302985 A JP 2000302985A JP 2000302985 A JP2000302985 A JP 2000302985A JP 2002110649 A JP2002110649 A JP 2002110649A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電極面のＶＰＰ分布を均一にして電界強度の
均一性を高め、プラズマ処理の均一性を向上できるプラ
ズマ処理装置を提供する。 【解決手段】 高周波電力発生源８から高周波給電線６
を介して下部電極３に高周波電力を給電し、下部電極３
に載置された被処理物４を処理するプラズマ処理装置に
おいて、下部電極３の中心より対称な位置の複数の給電
点に高周波給電線６から給電するよう構成する。
均一性を高め、プラズマ処理の均一性を向上できるプラ
ズマ処理装置を提供する。 【解決手段】 高周波電力発生源８から高周波給電線６
を介して下部電極３に高周波電力を給電し、下部電極３
に載置された被処理物４を処理するプラズマ処理装置に
おいて、下部電極３の中心より対称な位置の複数の給電
点に高周波給電線６から給電するよう構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ処理装置
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、プラズマ処理は、ドライエッチン
グによる微細加工、薄膜形成及び表面改質等の物質の表
面処理に広く利用されており、特に半導体の分野におい
ては、超高集積回路装置を製造する上で必要不可欠な技
術となっている。
グによる微細加工、薄膜形成及び表面改質等の物質の表
面処理に広く利用されており、特に半導体の分野におい
ては、超高集積回路装置を製造する上で必要不可欠な技
術となっている。
【０００３】プラズマ処理装置としては、ドライエッチ
ング装置、プラズマＣＶＤ装置、スパッタリング装置等
が挙げられ、比較的低い真空度の圧力下で均一な低密度
プラズマを容易に発生でき、均一なプラズマ処理が行え
ることから、従来より、容量結合型の平行平板型プラズ
マ処理装置が広く用いられている。
ング装置、プラズマＣＶＤ装置、スパッタリング装置等
が挙げられ、比較的低い真空度の圧力下で均一な低密度
プラズマを容易に発生でき、均一なプラズマ処理が行え
ることから、従来より、容量結合型の平行平板型プラズ
マ処理装置が広く用いられている。
【０００４】ところが半導体集積回路の微細化が進むに
つれ、高い真空度の圧力下で高密度プラズマを生成する
必要が生じ、これに伴なってコイルに流れる高周波電流
により形成される誘導磁界を減圧下の空間に作用させて
プラズマを発生させる誘導結合型プラズマ処理装置が注
目を集めている。
つれ、高い真空度の圧力下で高密度プラズマを生成する
必要が生じ、これに伴なってコイルに流れる高周波電流
により形成される誘導磁界を減圧下の空間に作用させて
プラズマを発生させる誘導結合型プラズマ処理装置が注
目を集めている。
【０００５】誘導結合型プラズマ処理装置がドライエッ
チング装置の場合には、高真空でプラズマを発生させる
と、基板の表面に形成されるイオンシース中でイオンが
イオン同士又は他の中性ガス粒子と衝突する確率が小さ
くなり、イオンの方向性が基板に向かって揃うことか
ら、エッチング異方性が高められ高アスペクト比の加工
が可能になる。
チング装置の場合には、高真空でプラズマを発生させる
と、基板の表面に形成されるイオンシース中でイオンが
イオン同士又は他の中性ガス粒子と衝突する確率が小さ
くなり、イオンの方向性が基板に向かって揃うことか
ら、エッチング異方性が高められ高アスペクト比の加工
が可能になる。
【０００６】また、プラズマＣＶＤ装置の場合には、高
真空でプラズマを発生させると、イオンによるスパッタ
リング効果によって微細パターンの埋め込みと平坦化作
用が得られ、高アスペクト比の加工が可能になる。
真空でプラズマを発生させると、イオンによるスパッタ
リング効果によって微細パターンの埋め込みと平坦化作
用が得られ、高アスペクト比の加工が可能になる。
【０００７】さらにスパッタリング装置としては、高周
波（ＲＦ：Radio Frequency）マグネトロンスパッタ装
置が知られており、ターゲットと基板の間に高周波電圧
を印加してスパッタガスを放電させ、陰極近傍の空間に
プラズマを発生させて基板上に薄膜を堆積している。
波（ＲＦ：Radio Frequency）マグネトロンスパッタ装
置が知られており、ターゲットと基板の間に高周波電圧
を印加してスパッタガスを放電させ、陰極近傍の空間に
プラズマを発生させて基板上に薄膜を堆積している。
【０００８】以下、図６に示す誘導結合型の平行平板ド
ライエッチング装置を例に挙げて、プラズマ処理装置の
構成を説明する。内部を真空に保持できるよう構成され
たチャンバ１の上部には、グランド端子に接続された上
部電極１１が設けられている。
ライエッチング装置を例に挙げて、プラズマ処理装置の
構成を説明する。内部を真空に保持できるよう構成され
たチャンバ１の上部には、グランド端子に接続された上
部電極１１が設けられている。
【０００９】チャンバ１の下部には、上部電極１１と対
向するように下部電極（試料台）３が絶縁体２を介して
設けられており、下部電極３には、高周波給電線６とイ
ンピーダンス整合器７を介して高周波電源８が接続され
ている。
向するように下部電極（試料台）３が絶縁体２を介して
設けられており、下部電極３には、高周波給電線６とイ
ンピーダンス整合器７を介して高周波電源８が接続され
ている。
【００１０】一般に、下部電極３は全面が平坦な平板型
や円盤型の形状をしており、その下面の中央部又はその
近傍に、インピーダンス整合器７を介して高周波電源８
から出力された高周波電力が印加される。下部電極３と
インピーダンス整合器７とは、高周波抵抗の低い、例え
ば銅板や銅板に銀メッキしたものからなる高周波給電線
６で接続される。５は高周波電流のリターン線路及び外
部への電磁波の漏洩を防ぐために高周波給電線６を囲む
シールドボックスである。
や円盤型の形状をしており、その下面の中央部又はその
近傍に、インピーダンス整合器７を介して高周波電源８
から出力された高周波電力が印加される。下部電極３と
インピーダンス整合器７とは、高周波抵抗の低い、例え
ば銅板や銅板に銀メッキしたものからなる高周波給電線
６で接続される。５は高周波電流のリターン線路及び外
部への電磁波の漏洩を防ぐために高周波給電線６を囲む
シールドボックスである。
【００１１】チャンバ１には、エッチングや膜堆積を行
う液晶用ガラス基板等の被処理物４を出し入れする搬出
入手段（図示せず）が設けられており、下部電極３に被
処理物４を載置するよう構成されている。
う液晶用ガラス基板等の被処理物４を出し入れする搬出
入手段（図示せず）が設けられており、下部電極３に被
処理物４を載置するよう構成されている。
【００１２】下部電極３に被処理物４が載置されると、
チャンバ１に設けられた排気手段（図示せず）によって
チャンバ１の内部が排気される。所定の圧力まで減圧さ
れるとプロセス処理に必要な反応ガスが反応ガス導入手
段９より供給され、圧力制御手段１０によりチャンバ１
の内部が一定の圧力に保たれる。
チャンバ１に設けられた排気手段（図示せず）によって
チャンバ１の内部が排気される。所定の圧力まで減圧さ
れるとプロセス処理に必要な反応ガスが反応ガス導入手
段９より供給され、圧力制御手段１０によりチャンバ１
の内部が一定の圧力に保たれる。
【００１３】この状態で高周波電源８により下部電極３
に高周波電力が印加されると、プラズマが発生して被処
理物４に加工処理が施される。上記のように構成された
プラズマ処理装置で加工処理される被処理物４は、近
年、その大型化が急速に進んでおり、それに伴なって下
部電極３の大型化が要求されている。
に高周波電力が印加されると、プラズマが発生して被処
理物４に加工処理が施される。上記のように構成された
プラズマ処理装置で加工処理される被処理物４は、近
年、その大型化が急速に進んでおり、それに伴なって下
部電極３の大型化が要求されている。
【００１４】例えば、被処理物４としての液晶パネル用
の基板を処理する場合には、一般的に使用されている基
板サイズは３７０ｍｍ×４７０ｍｍ等であるが、現在で
は５５０ｍｍ×６７０ｍｍ等のものが開発されており、
３〜４年先には１０００ｍｍ角のものへ大型化が進むと
予測されている。
の基板を処理する場合には、一般的に使用されている基
板サイズは３７０ｍｍ×４７０ｍｍ等であるが、現在で
は５５０ｍｍ×６７０ｍｍ等のものが開発されており、
３〜４年先には１０００ｍｍ角のものへ大型化が進むと
予測されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな被処理物４の大型化が進むと、下部電極３の電界強
度のばらつきが大きくなり、ドライエッチング装置では
エッチングレートが、ＣＶＤ装置やスパッタリング装置
では堆積膜厚の面内均一性の確保が困難となる。
うな被処理物４の大型化が進むと、下部電極３の電界強
度のばらつきが大きくなり、ドライエッチング装置では
エッチングレートが、ＣＶＤ装置やスパッタリング装置
では堆積膜厚の面内均一性の確保が困難となる。
【００１６】そこで、本発明者らは下記のような実験に
よって、電極面の電界強度のばらつきの要因を見出し
た。図７に示すように、７８０ｍｍ×６６０ｍｍサイズ
の下部電極３と、被処理物４としてチタン（Ｔｉ）膜を
堆積した６７０ｍｍ×５５０ｍｍサイズの液晶用ガラス
基板を用いてプラズマ処理を行うに際し、上部電極１１
の中心と下部電極３の中心とが対応するよう配置し、高
周波電力の給電点ｎを下部電極３の中心ｍ０に相当する
ように設け、１３．５６ＭＨｚの高周波が高周波電源８
から出力されるようにした。
よって、電極面の電界強度のばらつきの要因を見出し
た。図７に示すように、７８０ｍｍ×６６０ｍｍサイズ
の下部電極３と、被処理物４としてチタン（Ｔｉ）膜を
堆積した６７０ｍｍ×５５０ｍｍサイズの液晶用ガラス
基板を用いてプラズマ処理を行うに際し、上部電極１１
の中心と下部電極３の中心とが対応するよう配置し、高
周波電力の給電点ｎを下部電極３の中心ｍ０に相当する
ように設け、１３．５６ＭＨｚの高周波が高周波電源８
から出力されるようにした。
【００１７】そして、図８（ａ）に示すように、下部電
極３の中心ｍ０（給電点ｎ）を通って矢印ａ方向，，矢
印ｂ方向に、エッチングレートと高周波電圧のピークツ
ーピーク（以下、「ＶＰＰ」と称す）を測定した。図
中、ｈ，ｉ，ｊ，ｋは下部電極３の四隅であり、ガラス
基板４のオリフラ部２０に一番近い下部電極３のエッジ
をｉ、その対角のエッジをｊとしている。また、図の右
下のエッジをｈ、左上のエッジをｈとしている。
極３の中心ｍ０（給電点ｎ）を通って矢印ａ方向，，矢
印ｂ方向に、エッチングレートと高周波電圧のピークツ
ーピーク（以下、「ＶＰＰ」と称す）を測定した。図
中、ｈ，ｉ，ｊ，ｋは下部電極３の四隅であり、ガラス
基板４のオリフラ部２０に一番近い下部電極３のエッジ
をｉ、その対角のエッジをｊとしている。また、図の右
下のエッジをｈ、左上のエッジをｈとしている。
【００１８】エッチングレートは、ＲＦパワー３５００
Ｗ，圧力１３．３Ｐａの条件下で、Ｃｌ2を１８０ｓｃ
ｃｍ、ＣＨＦ3を７２０ｓｃｃｍで供給し、矢印ａ方
向，矢印ｂ方向について、図１０に示すように測定可能
な任意の１３点［点(1)〜点(13)］で測定した。得られ
た測定結果を図８（ｂ）に示す。
Ｗ，圧力１３．３Ｐａの条件下で、Ｃｌ2を１８０ｓｃ
ｃｍ、ＣＨＦ3を７２０ｓｃｃｍで供給し、矢印ａ方
向，矢印ｂ方向について、図１０に示すように測定可能
な任意の１３点［点(1)〜点(13)］で測定した。得られ
た測定結果を図８（ｂ）に示す。
【００１９】また、ＶＰＰは、ＲＦパワー１５００Ｗ，
圧力１．０Ｐａの条件下で、Ｎ2を１００ｓｃｃｍで供
給し、図１１に示すように、チャンバ１の下部から下部
電極３を固定しているボルト（図示せず）に高耐圧プロ
ーブ（図示せず）を接続してオシロスコープにて測定し
た。得られた測定結果を図８（ｃ）に示す。
圧力１．０Ｐａの条件下で、Ｎ2を１００ｓｃｃｍで供
給し、図１１に示すように、チャンバ１の下部から下部
電極３を固定しているボルト（図示せず）に高耐圧プロ
ーブ（図示せず）を接続してオシロスコープにて測定し
た。得られた測定結果を図８（ｃ）に示す。
【００２０】このように、エッチングレートおよびＶＰ
Ｐ分布は、いずれも下部電極３への給電点ｎ付近で一番
低くなり、給電点ｎから外周部に向かって高くなる分布
となっている。
Ｐ分布は、いずれも下部電極３への給電点ｎ付近で一番
低くなり、給電点ｎから外周部に向かって高くなる分布
となっている。
【００２１】また、図９（ａ）に示すように、給電点ｎ
を下部電極３の中心ｍ０とエッジｉとの中間付近［図１
１の点(15)に相当］にずらして配置し、上記と同様にエ
ッチングレートの基板面内分布とＶＰＰ分布を測定した
ところ、図９（ｂ），（ｃ）に示す測定結果が得られ
た。
を下部電極３の中心ｍ０とエッジｉとの中間付近［図１
１の点(15)に相当］にずらして配置し、上記と同様にエ
ッチングレートの基板面内分布とＶＰＰ分布を測定した
ところ、図９（ｂ），（ｃ）に示す測定結果が得られ
た。
【００２２】この場合にも上記と同様に、エッチングレ
ートおよびＶＰＰ分布は、いずれも下部電極３への給電
点ｎ付近で一番低く、給電点ｎから外周部に向かって高
くなる分布となる。
ートおよびＶＰＰ分布は、いずれも下部電極３への給電
点ｎ付近で一番低く、給電点ｎから外周部に向かって高
くなる分布となる。
【００２３】このようにプロセス処理時のエッチングレ
ートとＶＰＰとは相関関係にあり、プロセス処理時の下
部電極３面のＶＰＰは面内で均一でなく、高周波電力の
給電点周辺のＶＰＰが一番低く、外周部に行くほど高く
なる傾向にある。これはエッチングレートだけでなく、
その他のプラズマ処理についても同様である。
ートとＶＰＰとは相関関係にあり、プロセス処理時の下
部電極３面のＶＰＰは面内で均一でなく、高周波電力の
給電点周辺のＶＰＰが一番低く、外周部に行くほど高く
なる傾向にある。これはエッチングレートだけでなく、
その他のプラズマ処理についても同様である。
【００２４】上記のようなＶＰＰ分布のばらつきは、電
極の大型化が進むとより顕著となり、プロセス処理の面
内均一性の確保が困難になることから、本発明者らは、
電極面の電界強度のばらつきには上記のＶＰＰ分布のば
らつきが影響していることを見出した。
極の大型化が進むとより顕著となり、プロセス処理の面
内均一性の確保が困難になることから、本発明者らは、
電極面の電界強度のばらつきには上記のＶＰＰ分布のば
らつきが影響していることを見出した。
【００２５】本発明は前記問題点を解決し、電極面のＶ
ＰＰ分布を均一にして電界強度の均一性を高め、プラズ
マ処理の均一性を向上できるプラズマ処理装置を提供す
ることを目的とする。
ＰＰ分布を均一にして電界強度の均一性を高め、プラズ
マ処理の均一性を向上できるプラズマ処理装置を提供す
ることを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】本発明のプラズマ処理装
置は、下部電極の電極面における電界強度の均一性を高
めるよう下部電極の中心より対称な位置に複数の給電点
を配置したことを特徴とする。
置は、下部電極の電極面における電界強度の均一性を高
めるよう下部電極の中心より対称な位置に複数の給電点
を配置したことを特徴とする。
【００２７】この本発明によると、電極面の電界強度の
均一性が向上して被処理物に均一なプラズマ処理を施せ
る。
均一性が向上して被処理物に均一なプラズマ処理を施せ
る。
【００２８】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載のプラズマ
処理装置は、高周波電力発生源から高周波給電線を介し
て下部電極に高周波電力を給電し、下部電極の上に載置
された被処理物を処理するプラズマ処理装置において、
前記下部電極の面上でこの下部電極の中心より対称な位
置の複数の給電点に前記高周波給電線から給電したこと
を特徴とする。
処理装置は、高周波電力発生源から高周波給電線を介し
て下部電極に高周波電力を給電し、下部電極の上に載置
された被処理物を処理するプラズマ処理装置において、
前記下部電極の面上でこの下部電極の中心より対称な位
置の複数の給電点に前記高周波給電線から給電したこと
を特徴とする。
【００２９】本発明の請求項２記載のプラズマ処理装置
は、請求項１において、同一長さの複数本の高周波給電
線を介して下部電極の複数の給電点に高周波電力を給電
したことを特徴とする。
は、請求項１において、同一長さの複数本の高周波給電
線を介して下部電極の複数の給電点に高周波電力を給電
したことを特徴とする。
【００３０】本発明の請求項３記載のプラズマ処理装置
は、請求項２において、複数の給電点を、前記下部電極
の中心を中央にして等距離の位置に設定したことを特徴
とする。
は、請求項２において、複数の給電点を、前記下部電極
の中心を中央にして等距離の位置に設定したことを特徴
とする。
【００３１】本発明の請求項４記載のプラズマ処理装置
は、請求項３において、各高周波給電線の給電位置は、
前記下部電極の中心から下部電極の端部または他の高周
波給電線の給電位置までの距離の約１／２であることを
特徴とする。
は、請求項３において、各高周波給電線の給電位置は、
前記下部電極の中心から下部電極の端部または他の高周
波給電線の給電位置までの距離の約１／２であることを
特徴とする。
【００３２】以下、本発明の実施の形態を図１〜図５を
用いて具体例に基づき説明する。なお、従来例を示す図
６〜図１１と同様の構成をなすものには同一の符号を付
けて説明する。
用いて具体例に基づき説明する。なお、従来例を示す図
６〜図１１と同様の構成をなすものには同一の符号を付
けて説明する。
【００３３】ここでは、ＶＰＰ分布の均一性を向上でき
るよう下部電極３の中心ｍ０より対称な位置に複数の給
電点を設けた点で上記従来例とは異なる。具体的には、
図１に示すように、図６と同様に構成されたプラズマ処
理装置において、下部電極３と高周波電源８とは、同一
長さの複数本の高周波給電線６を介して接続されてい
る。また、下部電極３と被処理物４と上部電極１１と
は、それぞれの中心が同じ位置に位置するよう配置され
ている。
るよう下部電極３の中心ｍ０より対称な位置に複数の給
電点を設けた点で上記従来例とは異なる。具体的には、
図１に示すように、図６と同様に構成されたプラズマ処
理装置において、下部電極３と高周波電源８とは、同一
長さの複数本の高周波給電線６を介して接続されてい
る。また、下部電極３と被処理物４と上部電極１１と
は、それぞれの中心が同じ位置に位置するよう配置され
ている。
【００３４】図２に示すように、下部電極３には７８０
ｍｍ×６６０ｍｍサイズの全面が平坦な平板型のものを
用い、被処理物４には６７０ｍｍ×５５０ｍｍサイズの
液晶用ガラス基板を用いる。図中ｈ，ｉ，ｊ，ｋは、下
部電極３の四隅である。
ｍｍ×６６０ｍｍサイズの全面が平坦な平板型のものを
用い、被処理物４には６７０ｍｍ×５５０ｍｍサイズの
液晶用ガラス基板を用いる。図中ｈ，ｉ，ｊ，ｋは、下
部電極３の四隅である。
【００３５】下部電極３には、中心ｍ０を中央にして対
称でかつ等距離の位置となるように複数の給電点ａ〜ｄ
が設けられており、それぞれの給電点ａ〜ｄに、インピ
ーダンス整合器７から引き出された同一長さの複数本の
高周波給電線６が接続されている。
称でかつ等距離の位置となるように複数の給電点ａ〜ｄ
が設けられており、それぞれの給電点ａ〜ｄに、インピ
ーダンス整合器７から引き出された同一長さの複数本の
高周波給電線６が接続されている。
【００３６】高周波給電線６には銀メッキを施した銅板
などが用いられ、インピーダンス整合器７とチャンバ１
の間には、高周波電流のリターン線路及び外部への電磁
波の漏洩を防ぐ為に、その高周波印加用の銅板を囲むシ
ールドボックス５が設けられている。
などが用いられ、インピーダンス整合器７とチャンバ１
の間には、高周波電流のリターン線路及び外部への電磁
波の漏洩を防ぐ為に、その高周波印加用の銅板を囲むシ
ールドボックス５が設けられている。
【００３７】上記のように構成されたプラズマ処理装置
では、搬出入手段（図示せず）により被処理物４がチャ
ンバ１に搬入され下部電極３に載置されると、チャンバ
１に設けられた排気手段（図示せず）によってチャンバ
１内が排気され、反応ガス導入手段９より反応ガスとし
て窒素ガスが導入され、圧力制御手段１０によりチャン
バ１の内部が１Ｐａに保たれる。
では、搬出入手段（図示せず）により被処理物４がチャ
ンバ１に搬入され下部電極３に載置されると、チャンバ
１に設けられた排気手段（図示せず）によってチャンバ
１内が排気され、反応ガス導入手段９より反応ガスとし
て窒素ガスが導入され、圧力制御手段１０によりチャン
バ１の内部が１Ｐａに保たれる。
【００３８】次いで、周波数１３．５６ＭＨｚで１．５
ＫＷの高周波電力が高周波電源８から出力され、高周波
給電線６を介して下部電極３に印加され、プラズマが発
生して被処理物４に加工処理が施される。この場合、イ
ンピーダンス整合器７はプラズマに対してインピーダン
ス整合をとるので、安定なプラズマ放電を発生できる。
ＫＷの高周波電力が高周波電源８から出力され、高周波
給電線６を介して下部電極３に印加され、プラズマが発
生して被処理物４に加工処理が施される。この場合、イ
ンピーダンス整合器７はプラズマに対してインピーダン
ス整合をとるので、安定なプラズマ放電を発生できる。
【００３９】被処理物４に対する処理が終了した時点
で、高周波電源８からの高周波電力の供給が終了し、チ
ャンバ１内への反応ガス導入を終了すると共にチャンバ
１の残留気体が排出される。そして、被処理物４が搬出
入手段によりチャンバ１の外部に取り出され、プラズマ
処理が完了する。
で、高周波電源８からの高周波電力の供給が終了し、チ
ャンバ１内への反応ガス導入を終了すると共にチャンバ
１の残留気体が排出される。そして、被処理物４が搬出
入手段によりチャンバ１の外部に取り出され、プラズマ
処理が完了する。
【００４０】上記のように給電点ａ〜ｄを下部電極３の
端部の近傍に４点設けた場合［図１１の点(5)，点(8)，
点(13)，点(16)に接続した場合に相当］のプラズマ処理
では、図３（ａ）に示すように、高周波電力を各給電点
ａ〜ｄに印加した時の下部電極３面における矢印Ａ方向
へのＶＰＰ分布は、図３（ｂ）に示すようになり、ＶＰ
Ｐ分布曲線Ｐ１の標準偏差σは、７．２％となった。
端部の近傍に４点設けた場合［図１１の点(5)，点(8)，
点(13)，点(16)に接続した場合に相当］のプラズマ処理
では、図３（ａ）に示すように、高周波電力を各給電点
ａ〜ｄに印加した時の下部電極３面における矢印Ａ方向
へのＶＰＰ分布は、図３（ｂ）に示すようになり、ＶＰ
Ｐ分布曲線Ｐ１の標準偏差σは、７．２％となった。
【００４１】ここで、上記従来例におけるプラズマ処理
装置との比較を行うために、図４（ａ）に示すように、
高周波電力の給電点をａだけとして、それ以外の条件は
上記と同様にして下部電極３の端部の近傍に［図１１の
点(8)に接続した場合に相当］印加した時の下部電極３
面のＶＰＰ分布を測定すると、図４（ｂ）に示すように
なる。
装置との比較を行うために、図４（ａ）に示すように、
高周波電力の給電点をａだけとして、それ以外の条件は
上記と同様にして下部電極３の端部の近傍に［図１１の
点(8)に接続した場合に相当］印加した時の下部電極３
面のＶＰＰ分布を測定すると、図４（ｂ）に示すように
なる。
【００４２】ＶＰＰ分布曲線Ｑ１のσは、ここでは１
１．７％であり、その分布は、上記従来例を示す図１１
と同様に、高周波電力の給電点であるエッジｉ−ｋ側の
ＶＰＰが低くなり、給電点から一番遠く離れている電極
の端部であるエッジｈ−ｊ側のＶＰＰが一番高くなる。
１．７％であり、その分布は、上記従来例を示す図１１
と同様に、高周波電力の給電点であるエッジｉ−ｋ側の
ＶＰＰが低くなり、給電点から一番遠く離れている電極
の端部であるエッジｈ−ｊ側のＶＰＰが一番高くなる。
【００４３】上記の結果は、下部電極３への高周波電力
の給電点により下部電極３面のＶＰＰ分布が変化し、面
内の電界強度が変わって電界により加速されるイオンエ
ネルギーが変わることで、プロセス処理結果が変化した
ものと考えられる。
の給電点により下部電極３面のＶＰＰ分布が変化し、面
内の電界強度が変わって電界により加速されるイオンエ
ネルギーが変わることで、プロセス処理結果が変化した
ものと考えられる。
【００４４】下部電極３面のＶＰＰに分布が生じるの
は、伝送ケーブルのケーブル端を開放した時にケーブル
上に生じる定在波やアンテナから電波を放射する時のよ
うに、開放端の電位が一番高くなり、開放端から１／４
λ離れたところで電位が最小となることと同じと考えら
れる。本装置の場合、周波数が１３．５６ＭＨｚであ
り、下部電極３のサイズは１／４λより十分に小さい
が、無視出来ない大きさになっていると言える。
は、伝送ケーブルのケーブル端を開放した時にケーブル
上に生じる定在波やアンテナから電波を放射する時のよ
うに、開放端の電位が一番高くなり、開放端から１／４
λ離れたところで電位が最小となることと同じと考えら
れる。本装置の場合、周波数が１３．５６ＭＨｚであ
り、下部電極３のサイズは１／４λより十分に小さい
が、無視出来ない大きさになっていると言える。
【００４５】また、図１と同様に構成されたプラズマ処
理装置において、図５（ａ）に示すように給電点ａ，ｄ
を通る線上でＶＰＰ分布を測定すると、図５（ｂ）に示
すＶＰＰ分布曲線Ｐ２が得られる。
理装置において、図５（ａ）に示すように給電点ａ，ｄ
を通る線上でＶＰＰ分布を測定すると、図５（ｂ）に示
すＶＰＰ分布曲線Ｐ２が得られる。
【００４６】ＶＰＰ分布曲線Ｐ２では、図３と同様に高
周波電力の給電点ａ，ｄから離れるほどＶＰＰは高くな
っているが、給電点ａと給電点ｄとの中間部分において
ＶＰＰが一番高くなる。このことは、ａ−ｃ間、ｃ−ｂ
間、ｄ−ｂ間などについても同様である。
周波電力の給電点ａ，ｄから離れるほどＶＰＰは高くな
っているが、給電点ａと給電点ｄとの中間部分において
ＶＰＰが一番高くなる。このことは、ａ−ｃ間、ｃ−ｂ
間、ｄ−ｂ間などについても同様である。
【００４７】従って、上記の各結果から、給電点ａ〜ｄ
から電極端までの距離と、各給電点ａ〜ｄまでの距離
が、電極面のＶＰＰ分布の形成に重要であることが明ら
かである。
から電極端までの距離と、各給電点ａ〜ｄまでの距離
が、電極面のＶＰＰ分布の形成に重要であることが明ら
かである。
【００４８】そこで、図５（ａ）において、各給電電ａ
〜ｄを下部電極３の中心ｍ０と下部電極３のエッジｈ〜
ｋとの約１／２となるところに設けてプラズマ処理を行
うと、ＶＰＰ分布曲線Ｐ２のσは３．８％となり、図３
の場合の約１／２、図４の場合の約１／３までσが改善
する。
〜ｄを下部電極３の中心ｍ０と下部電極３のエッジｈ〜
ｋとの約１／２となるところに設けてプラズマ処理を行
うと、ＶＰＰ分布曲線Ｐ２のσは３．８％となり、図３
の場合の約１／２、図４の場合の約１／３までσが改善
する。
【００４９】なお、図５（ａ），（ｂ）において、下部
電極３のエッジｈの近くの電極端ｍ１から給電点ｄまで
の距離Ｌ２と、給電点ａ，ｄを結ぶ線上の中点にあるｍ
２から給電点ｄまでの距離Ｌ１がほぼ等しくなるよう配
置されているため、電極端ｍ１のＶＰＰをＶ１、ｍ２の
ＶＰＰをＶ２、ｍ３のＶＰＰをＶ３とすると、Ｖ１、Ｖ
２、Ｖ３はほぼ同じ大きさとなる。
電極３のエッジｈの近くの電極端ｍ１から給電点ｄまで
の距離Ｌ２と、給電点ａ，ｄを結ぶ線上の中点にあるｍ
２から給電点ｄまでの距離Ｌ１がほぼ等しくなるよう配
置されているため、電極端ｍ１のＶＰＰをＶ１、ｍ２の
ＶＰＰをＶ２、ｍ３のＶＰＰをＶ３とすると、Ｖ１、Ｖ
２、Ｖ３はほぼ同じ大きさとなる。
【００５０】このように、複数本の高周波給電線を同一
な長さにすることで、高周波電源８から出力されインピ
ーダンス整合器７及び高周波給電線６を介して電極面に
到達する高周波は同位相となるので、下部電極での高周
波電力の給電点でのＶＰＰ瞬時値を同一にすることがで
きる。
な長さにすることで、高周波電源８から出力されインピ
ーダンス整合器７及び高周波給電線６を介して電極面に
到達する高周波は同位相となるので、下部電極での高周
波電力の給電点でのＶＰＰ瞬時値を同一にすることがで
きる。
【００５１】又、複数本の高周波給電線を下部電極の中
心より対称な位置に配置することで、高周波電力の各給
電点から中心部及び電極端までの距離がそれぞれ等しく
なり、偏りの少ないＶＰＰ分布を形成でき、電極端まで
の距離を短くできる。
心より対称な位置に配置することで、高周波電力の各給
電点から中心部及び電極端までの距離がそれぞれ等しく
なり、偏りの少ないＶＰＰ分布を形成でき、電極端まで
の距離を短くできる。
【００５２】このように高周波電力の給電点周辺のＶＰ
Ｐが一番低くなり、給電点から離れるほどＶＰＰが高く
なることに対して、本発明では高周波電力の各給電点か
ら電極端までの距離が短くなっているので、電極面のＶ
ＰＰの均一性を向上できる。
Ｐが一番低くなり、給電点から離れるほどＶＰＰが高く
なることに対して、本発明では高周波電力の各給電点か
ら電極端までの距離が短くなっているので、電極面のＶ
ＰＰの均一性を向上できる。
【００５３】なお、上記説明において、インピーダンス
整合器７と高周波電源８とは一緒にして高周波電源とみ
なすこともできる。また、上記説明では、ドライエッチ
ング装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、プラズマＣＶＤ装置やスパッタリ
ング装置等のプラズマ処理装置にも同様に適用できる。
整合器７と高周波電源８とは一緒にして高周波電源とみ
なすこともできる。また、上記説明では、ドライエッチ
ング装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、プラズマＣＶＤ装置やスパッタリ
ング装置等のプラズマ処理装置にも同様に適用できる。
【００５４】
【発明の効果】以上のように本発明のプラズマ処理装置
によると、高周波電力発生源から高周波給電線を介して
下部電極に高周波電力を給電し、下部電極の上に載置さ
れた被処理物を処理するプラズマ処理装置において、前
記下部電極の面上でこの下部電極の中心より対称な位置
の複数の給電点に前記高周波給電線から給電すること
で、下部電極面のＶＰＰ分布の均一性を高めることがで
き、電界強度及び電界により加速されるイオンエネルギ
ーの均一性を向上できるため、ドライエッチング装置に
おいてはエッチングレートを、ＣＶＤ装置・スパッタリ
ング装置においては堆積膜厚の面内均一性を向上でき
る。
によると、高周波電力発生源から高周波給電線を介して
下部電極に高周波電力を給電し、下部電極の上に載置さ
れた被処理物を処理するプラズマ処理装置において、前
記下部電極の面上でこの下部電極の中心より対称な位置
の複数の給電点に前記高周波給電線から給電すること
で、下部電極面のＶＰＰ分布の均一性を高めることがで
き、電界強度及び電界により加速されるイオンエネルギ
ーの均一性を向上できるため、ドライエッチング装置に
おいてはエッチングレートを、ＣＶＤ装置・スパッタリ
ング装置においては堆積膜厚の面内均一性を向上でき
る。
【図１】本発明の実施の形態におけるプラズマ処理装置
の概略構成図
の概略構成図
【図２】同実施の形態における下部電極と被処理物の配
置を示す模式図
置を示す模式図
【図３】同実施の形態における給電点の配置を示す模式
図と電極面におけるＶＰＰ分布を示す図
図と電極面におけるＶＰＰ分布を示す図
【図４】図３との比較を行なうために給電点を１点とし
た場合の給電点の配置を示す模式図と電極面におけるＶ
ＰＰ分布を示す図
た場合の給電点の配置を示す模式図と電極面におけるＶ
ＰＰ分布を示す図
【図５】同実施の形態における図３とは別の給電点の配
置を示す模式図と下部電極面のＶＰＰ分布のグラフを示
す図
置を示す模式図と下部電極面のＶＰＰ分布のグラフを示
す図
【図６】従来のプラズマ処理装置の概略構成図
【図７】従来の下部電極と被処理物の配置を示す模式図
【図８】従来の給電点の配置を示す模式図と基板面にお
けるエッチングレート分布及び下部電極面のＶＰＰ分布
を示す図
けるエッチングレート分布及び下部電極面のＶＰＰ分布
を示す図
【図９】図８とは異なる給電点の配置を示す模式図と基
板面におけるエッチングレート分布及び下部電極面のＶ
ＰＰ分布を示す図
板面におけるエッチングレート分布及び下部電極面のＶ
ＰＰ分布を示す図
【図１０】エッチングレートの詳細な測定点を説明する
平面図
平面図
【図１１】ＶＰＰの詳細な測定点を説明する平面図
１ チャンバ ３ 下部電極 ４ 被処理物 ６ 高周波給電線 ８ 高周波電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/205 Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｍ ５Ｆ１０３ Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｃ (72)発明者 中谷 祥二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 4K029 CA05 DC27 DC35 EA06 JA01 4K030 FA03 JA03 KA14 KA30 4K057 DA11 DA16 DD03 DD08 DM03 DM17 DM35 DN01 5F004 AA01 BB13 CA02 CA03 DA04 DA16 DA25 5F045 AA08 BB02 EH04 EH14 EH20 5F103 AA08 BB14 BB60 RR10
Claims (4)
- 【請求項１】高周波電力発生源から高周波給電線を介し
て下部電極に高周波電力を給電し、下部電極の上に載置
された被処理物を処理するプラズマ処理装置において、 前記下部電極の面上でこの下部電極の中心より対称な位
置の複数の給電点に前記高周波給電線から給電したプラ
ズマ処理装置。 - 【請求項２】同一長さの複数本の高周波給電線を介して
下部電極の複数の給電点に高周波電力を給電した請求項
１記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項３】複数の給電点を、前記下部電極の中心を中
央にして等距離の位置に設定した請求項２記載のプラズ
マ処理装置。 - 【請求項４】各高周波給電線の給電位置は、 前記下部電極の中心から下部電極の端部または他の高周
波給電線の給電位置までの距離の約１／２である請求項
３記載のプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000302985A JP2002110649A (ja) | 2000-10-03 | 2000-10-03 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000302985A JP2002110649A (ja) | 2000-10-03 | 2000-10-03 | プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002110649A true JP2002110649A (ja) | 2002-04-12 |
Family
ID=18784245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000302985A Pending JP2002110649A (ja) | 2000-10-03 | 2000-10-03 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002110649A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006144091A (ja) * | 2004-11-22 | 2006-06-08 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | プラズマ制御方法およびプラズマ制御装置 |
| JP2007531818A (ja) * | 2004-03-05 | 2007-11-08 | 東京エレクトロン株式会社 | イオン化物理的気相蒸着のための磁気強化容量プラズマ源 |
| JP2008251832A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマ処理方法 |
| JP2008251830A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマ処理装置 |
| JP2010037578A (ja) * | 2008-08-01 | 2010-02-18 | Hitachi Cable Ltd | 無酸素銅スパッタリングターゲット材及び無酸素銅スパッタリングターゲット材の製造方法 |
| JP2010037579A (ja) * | 2008-08-01 | 2010-02-18 | Hitachi Cable Ltd | 無酸素銅スパッタリングターゲット材及び無酸素銅スパッタリングターゲット材の製造方法 |
| JP2013129884A (ja) * | 2011-12-22 | 2013-07-04 | Canon Anelva Corp | 蓋開閉装置 |
| JP2015506055A (ja) * | 2011-11-23 | 2015-02-26 | ラム リサーチ コーポレーションＬａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 対称的なｒｆ供給のための周囲ｒｆフィードおよび対称ｒｆリターン |
| US9266186B2 (en) | 2012-03-23 | 2016-02-23 | Samsung Display Co., Ltd. | Apparatus and method of treating substrate |
-
2000
- 2000-10-03 JP JP2000302985A patent/JP2002110649A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP4741574B2 (ja) * | 2004-03-05 | 2011-08-03 | 東京エレクトロン株式会社 | イオン化物理的気相蒸着のための磁気強化容量プラズマ源 |
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| JP2010037578A (ja) * | 2008-08-01 | 2010-02-18 | Hitachi Cable Ltd | 無酸素銅スパッタリングターゲット材及び無酸素銅スパッタリングターゲット材の製造方法 |
| JP2010037579A (ja) * | 2008-08-01 | 2010-02-18 | Hitachi Cable Ltd | 無酸素銅スパッタリングターゲット材及び無酸素銅スパッタリングターゲット材の製造方法 |
| JP2015506055A (ja) * | 2011-11-23 | 2015-02-26 | ラム リサーチ コーポレーションＬａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 対称的なｒｆ供給のための周囲ｒｆフィードおよび対称ｒｆリターン |
| JP2013129884A (ja) * | 2011-12-22 | 2013-07-04 | Canon Anelva Corp | 蓋開閉装置 |
| US9127355B2 (en) | 2011-12-22 | 2015-09-08 | Canon Anelva Corporation | Substrate processing apparatus |
| US9266186B2 (en) | 2012-03-23 | 2016-02-23 | Samsung Display Co., Ltd. | Apparatus and method of treating substrate |
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