JP2003347285A - プラズマ処理方法 - Google Patents
プラズマ処理方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低高周波電力，低ガス圧力，長時間稼動後な
どでも安定してプラズマ着火が可能なプラズマ処理方法
及びプラズマ処理装置を提供する。 【解決手段】 下部電極１０４が配置された気密な処理
容器１０２内に処理ガスを導入するとともに，下部電極
に高周波電力を印加して処理ガスのプラズマを形成し，
下部電極に載置された被処理体の処理面に対してプラズ
マ処理を施す方法であって，プラズマ処理を施す際に，
高周波電源１１４から整合器１１２を介して高周波電力
を印加する前に，抵抗１１６を介して直流電源１１８か
ら例えば−０．５ｋＶの直流電圧を印加するようにし
た。
どでも安定してプラズマ着火が可能なプラズマ処理方法
及びプラズマ処理装置を提供する。 【解決手段】 下部電極１０４が配置された気密な処理
容器１０２内に処理ガスを導入するとともに，下部電極
に高周波電力を印加して処理ガスのプラズマを形成し，
下部電極に載置された被処理体の処理面に対してプラズ
マ処理を施す方法であって，プラズマ処理を施す際に，
高周波電源１１４から整合器１１２を介して高周波電力
を印加する前に，抵抗１１６を介して直流電源１１８か
ら例えば−０．５ｋＶの直流電圧を印加するようにし
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はプラズマ処理方法に
かかり，特に印加する高周波電力が低い場合にも安定し
てプラズマの生成が可能なプラズマ処理方法に関する。
かかり，特に印加する高周波電力が低い場合にも安定し
てプラズマの生成が可能なプラズマ処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造工程，液晶表示装置の製造工
程などで行われるプラズマ処理においては，電極が備え
られた気密な処理容器内に処理ガスを導入し，この電極
に高周波電力を印加して，処理ガスをプラズマ化し，被
処理体表面にエッチングや成膜等の処理を行っている
（例えば，特許文献１参照）。
程などで行われるプラズマ処理においては，電極が備え
られた気密な処理容器内に処理ガスを導入し，この電極
に高周波電力を印加して，処理ガスをプラズマ化し，被
処理体表面にエッチングや成膜等の処理を行っている
（例えば，特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３４０２０７
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが，上記製造工
程のプロセスの多様化に伴って，電極に印加される高周
波電力が低い条件の下で処理を行う必要性が生じる場合
がある。また，製品の製造工程などで，連続的に長時
間，プラズマ処理装置を稼動させる場合には，プラズマ
処理容器内部に，処理により発生した異物が付着し，プ
ラズマが安定して発生させられない場合がある。
程のプロセスの多様化に伴って，電極に印加される高周
波電力が低い条件の下で処理を行う必要性が生じる場合
がある。また，製品の製造工程などで，連続的に長時
間，プラズマ処理装置を稼動させる場合には，プラズマ
処理容器内部に，処理により発生した異物が付着し，プ
ラズマが安定して発生させられない場合がある。
【０００５】本発明は，従来のプラズマ処理方法が有す
る上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目
的は，印加する高周波電力が低い場合，および長時間の
プラズマ処理装置稼動後においても安定してプラズマの
生成が可能な，新規かつ改良されたプラズマ処理方法を
提供することである。
る上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目
的は，印加する高周波電力が低い場合，および長時間の
プラズマ処理装置稼動後においても安定してプラズマの
生成が可能な，新規かつ改良されたプラズマ処理方法を
提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め，本発明によれば，電極が配置された気密な処理容器
内に処理ガスを導入するとともに，前記電極に高周波電
力を印加して処理ガスのプラズマを形成し，前記電極に
載置された被処理体の処理面に対してプラズマ処理を施
す方法であって，被処理体を載置した電極に直流電圧を
印加する工程と，直流電圧を印加した後，直流電力を印
加した電極に高周波電力を印加する工程とを有するプラ
ズマ処理方法が提供される。かかる方法によれば，印加
される高周波電力が低い場合，および長時間使用後の異
物付着が生じた処理装置によっても，安定してプラズマ
を発生させることができる。
め，本発明によれば，電極が配置された気密な処理容器
内に処理ガスを導入するとともに，前記電極に高周波電
力を印加して処理ガスのプラズマを形成し，前記電極に
載置された被処理体の処理面に対してプラズマ処理を施
す方法であって，被処理体を載置した電極に直流電圧を
印加する工程と，直流電圧を印加した後，直流電力を印
加した電極に高周波電力を印加する工程とを有するプラ
ズマ処理方法が提供される。かかる方法によれば，印加
される高周波電力が低い場合，および長時間使用後の異
物付着が生じた処理装置によっても，安定してプラズマ
を発生させることができる。
【０００７】直流電圧が，高周波電力を印加した後で，
プラズマ形成中に遮断される工程を有するようにしても
よい。かかる方法によれば，被処理体のプラズマ処理時
の，直流電圧の影響を最小限に留めることが可能であ
り，従来の処理条件をそのまま適用することができる。
プラズマ形成中に遮断される工程を有するようにしても
よい。かかる方法によれば，被処理体のプラズマ処理時
の，直流電圧の影響を最小限に留めることが可能であ
り，従来の処理条件をそのまま適用することができる。
【０００８】なお，直流電圧は，アースを基準として−
０．５ｋＶ以下であることが好ましい。また，処理容器
内の圧力は，１０ｍＴｏｒｒ以上２０ｍＴｏｒｒ以下，
高周波電力は，５０Ｗ以上４５０Ｗ以下，または，処理
容器内の圧力は，１０ｍＴｏｒｒ以上２５ｍＴｏｒｒ以
下，高周波電力は，５０Ｗ以上２００Ｗ以下，あるい
は，処理容器内の圧力が，１０ｍＴｏｒｒ以上３０ｍＴ
ｏｒｒ以下，高周波電力が，５０Ｗ以上１５０Ｗ以下と
することができる。これらの領域では，直流電圧を印加
しないときプラズマ着火しづらかったが，直流電圧を印
加することで，安定したプラズマ着火が行える。
０．５ｋＶ以下であることが好ましい。また，処理容器
内の圧力は，１０ｍＴｏｒｒ以上２０ｍＴｏｒｒ以下，
高周波電力は，５０Ｗ以上４５０Ｗ以下，または，処理
容器内の圧力は，１０ｍＴｏｒｒ以上２５ｍＴｏｒｒ以
下，高周波電力は，５０Ｗ以上２００Ｗ以下，あるい
は，処理容器内の圧力が，１０ｍＴｏｒｒ以上３０ｍＴ
ｏｒｒ以下，高周波電力が，５０Ｗ以上１５０Ｗ以下と
することができる。これらの領域では，直流電圧を印加
しないときプラズマ着火しづらかったが，直流電圧を印
加することで，安定したプラズマ着火が行える。
【０００９】本発明の別の観点によれば，第１電極と第
２電極とが対向して配置された気密な処理容器内に処理
ガスを導入するとともに，高周波電力を印加して処理ガ
スのプラズマを形成し，前記第２電極に載置された被処
理体の処理面に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理
方法であって，第２電極に直流電圧を印加する工程と，
直流電圧を印加した後，第１電極に第１周波数の第１高
周波電力を印加する工程と，第１高周波電力の印加後，
第２電極に第１周波数よりも低い第２周波数の第２高周
波電力を印加する工程とを有するプラズマ処理方法が提
供される。さらに，上記工程後に直流電圧を遮断する工
程を含むこともできる。
２電極とが対向して配置された気密な処理容器内に処理
ガスを導入するとともに，高周波電力を印加して処理ガ
スのプラズマを形成し，前記第２電極に載置された被処
理体の処理面に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理
方法であって，第２電極に直流電圧を印加する工程と，
直流電圧を印加した後，第１電極に第１周波数の第１高
周波電力を印加する工程と，第１高周波電力の印加後，
第２電極に第１周波数よりも低い第２周波数の第２高周
波電力を印加する工程とを有するプラズマ処理方法が提
供される。さらに，上記工程後に直流電圧を遮断する工
程を含むこともできる。
【００１０】被処理体が載置された第２電極に直流電圧
を印加する工程と，直流電圧を印加した後，第２電極に
第２周波数の第２高周波電力を印加する工程と，第２高
周波電力の印加後，第１電極に前記第２周波数よりも高
い第１周波数を有する第１高周波電力を印加する工程と
を有するプラズマ処理方法でもよい。さらに，上記工程
後に直流電圧を遮断する工程を含むこともできる。
を印加する工程と，直流電圧を印加した後，第２電極に
第２周波数の第２高周波電力を印加する工程と，第２高
周波電力の印加後，第１電極に前記第２周波数よりも高
い第１周波数を有する第１高周波電力を印加する工程と
を有するプラズマ処理方法でもよい。さらに，上記工程
後に直流電圧を遮断する工程を含むこともできる。
【００１１】電極が配置された気密な処理容器内に処理
ガスを導入するとともに，処理容器外に備えられたアン
テナに高周波電力を印加して処理ガスのプラズマを形成
し，電極に載置された被処理体の処理面に対してプラズ
マ処理を施す方法であって，電極に直流電圧を印加する
工程と，直流電圧の印加後，アンテナに第１周波数の第
１高周波電力を印加する工程と，電極に第１周波数より
も低い第２周波数を有する第２高周波電力を印加する工
程とを有するプラズマ処理方法でもよい。さらに，上記
工程後で，プラズマ形成中に直流電圧を遮断する工程を
含むこともできる。
ガスを導入するとともに，処理容器外に備えられたアン
テナに高周波電力を印加して処理ガスのプラズマを形成
し，電極に載置された被処理体の処理面に対してプラズ
マ処理を施す方法であって，電極に直流電圧を印加する
工程と，直流電圧の印加後，アンテナに第１周波数の第
１高周波電力を印加する工程と，電極に第１周波数より
も低い第２周波数を有する第２高周波電力を印加する工
程とを有するプラズマ処理方法でもよい。さらに，上記
工程後で，プラズマ形成中に直流電圧を遮断する工程を
含むこともできる。
【００１２】かかる方法によれば，印加される高周波電
力が低い場合，および長時間使用後の異物付着が生じた
処理装置によっても，安定してプラズマを発生させるこ
とができる。また，直流電圧を遮断する工程により，被
処理体のプラズマ処理時の，直流電圧の影響を最小限に
留めることが可能であり，従来の処理条件をそのまま適
用することができる。
力が低い場合，および長時間使用後の異物付着が生じた
処理装置によっても，安定してプラズマを発生させるこ
とができる。また，直流電圧を遮断する工程により，被
処理体のプラズマ処理時の，直流電圧の影響を最小限に
留めることが可能であり，従来の処理条件をそのまま適
用することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照しながら，
本発明にかかるプラズマ処理方法の好適な実施の形態に
ついて詳細に説明する。なお，本明細書及び図面におい
て，実質的に同一の機能構成を有する構成要素について
は，同一の符号を付することにより重複説明を省略す
る。
本発明にかかるプラズマ処理方法の好適な実施の形態に
ついて詳細に説明する。なお，本明細書及び図面におい
て，実質的に同一の機能構成を有する構成要素について
は，同一の符号を付することにより重複説明を省略す
る。
【００１４】ここでは，本発明を，プラズマエッチング
装置を例にして説明する。図１は，本発明の第１の実施
形態にかかるプラズマエッチング装置１００の概略断面
図である。
装置を例にして説明する。図１は，本発明の第１の実施
形態にかかるプラズマエッチング装置１００の概略断面
図である。
【００１５】図１に示すように，プラズマエッチング装
置１００には，例えば略円筒形の接地された気密な処理
容器１０２内に，半導体ウエハＷを載置する載置台を兼
ねた下部電極１０４が上下動可能に設けられている。
置１００には，例えば略円筒形の接地された気密な処理
容器１０２内に，半導体ウエハＷを載置する載置台を兼
ねた下部電極１０４が上下動可能に設けられている。
【００１６】下部電極１０４は，内部に埋め込まれたヒ
ータや温度測定部材などからなる温度調節機構（図示せ
ず）により所定温度に維持される。半導体ウエハＷと下
部電極１０４との間には伝熱ガス供給機構（図示せず）
から伝熱ガス（例えばＨｅガス）が所定の圧力で供給さ
れ，下部電極１０４からの熱を半導体ウエハＷに伝える
ように構成され，半導体ウエハＷの温度を制御すること
が可能になっている。
ータや温度測定部材などからなる温度調節機構（図示せ
ず）により所定温度に維持される。半導体ウエハＷと下
部電極１０４との間には伝熱ガス供給機構（図示せず）
から伝熱ガス（例えばＨｅガス）が所定の圧力で供給さ
れ，下部電極１０４からの熱を半導体ウエハＷに伝える
ように構成され，半導体ウエハＷの温度を制御すること
が可能になっている。
【００１７】下部電極１０４に対向して上部電極１０８
が設けられ，処理容器１０２を介して接地されている。
処理容器１０２上部には，ガス導入系（図示せず）に接
続されたガス導入口１０６が設けられ，上部電極１０８
に設けられた複数のガス吐出口１０９より，処理ガスを
処理容器１０２内に導入する。処理ガスには，例えばＣ
４Ｆ８とＣＯとＡｒとＯ２との混合ガス等が用いられ
る。
が設けられ，処理容器１０２を介して接地されている。
処理容器１０２上部には，ガス導入系（図示せず）に接
続されたガス導入口１０６が設けられ，上部電極１０８
に設けられた複数のガス吐出口１０９より，処理ガスを
処理容器１０２内に導入する。処理ガスには，例えばＣ
４Ｆ８とＣＯとＡｒとＯ２との混合ガス等が用いられ
る。
【００１８】処理容器１０２下部には，排気機構（図示
せず）に接続された排気管１１０が設けられ，この排気
管１１０を介して真空引きされることで，処理容器１０
２内は所定の圧力に保たれる。処理容器１０２の両側壁
外部に磁石を設け，電界に垂直な磁場を与えるようにし
てもよい。この場合，磁石は磁場の強度が可変であるよ
うに構成されることが好ましい。
せず）に接続された排気管１１０が設けられ，この排気
管１１０を介して真空引きされることで，処理容器１０
２内は所定の圧力に保たれる。処理容器１０２の両側壁
外部に磁石を設け，電界に垂直な磁場を与えるようにし
てもよい。この場合，磁石は磁場の強度が可変であるよ
うに構成されることが好ましい。
【００１９】下部電極１０４には，整合器１１２を介し
て高周波電源１１４が，そして抵抗１１６を介して本発
明の特徴である直流電源１１８が接続されている。抵抗
１１６は，高周波電源１１４からの高周波電力を遮断す
るフィルタとして作用する。高周波電源１１４の周波数
は，１０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚが好ましく，例えば１
３．５６ＭＨｚとすることができる。また，直流電源１
１８は，下部電極１０４にマイナスの電位，例えば−
０．５ｋＶの電位を与えるように構成される。直流電源
１１８と高周波電源１１４との間に，チョークコイルを
設け，高周波電力の遮断を補助するように構成してもよ
い。
て高周波電源１１４が，そして抵抗１１６を介して本発
明の特徴である直流電源１１８が接続されている。抵抗
１１６は，高周波電源１１４からの高周波電力を遮断す
るフィルタとして作用する。高周波電源１１４の周波数
は，１０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚが好ましく，例えば１
３．５６ＭＨｚとすることができる。また，直流電源１
１８は，下部電極１０４にマイナスの電位，例えば−
０．５ｋＶの電位を与えるように構成される。直流電源
１１８と高周波電源１１４との間に，チョークコイルを
設け，高周波電力の遮断を補助するように構成してもよ
い。
【００２０】この高周波電源１１４および直流電源１１
８から電力を与え，処理容器１０２内に導入された処理
ガスをプラズマ状態とし，電極間の下部電極１０４近傍
に発生する自己バイアス電圧により加速されたイオン及
びラジカルのエネルギーにより，被処理体にエッチング
処理を施す。
８から電力を与え，処理容器１０２内に導入された処理
ガスをプラズマ状態とし，電極間の下部電極１０４近傍
に発生する自己バイアス電圧により加速されたイオン及
びラジカルのエネルギーにより，被処理体にエッチング
処理を施す。
【００２１】次に，プラズマエッチング装置１００を用
いてエッチング処理を行う際の動作を説明する。まず，
処理容器１０２内の下部電極１０４上に半導体ウエハＷ
を載置し，排気管１１０を介して排気機構（図示せず）
により処理容器１０２を排気する。その後，ガス導入口
１０６から，ガス吐出口１０９を介して所定の処理ガス
を所定の流量で処理容器１０２内に導入し，所定の圧力
になるように調節する。
いてエッチング処理を行う際の動作を説明する。まず，
処理容器１０２内の下部電極１０４上に半導体ウエハＷ
を載置し，排気管１１０を介して排気機構（図示せず）
により処理容器１０２を排気する。その後，ガス導入口
１０６から，ガス吐出口１０９を介して所定の処理ガス
を所定の流量で処理容器１０２内に導入し，所定の圧力
になるように調節する。
【００２２】続いて，直流電源１１８より，例えば−
０．５ｋＶの直流電圧を印加し，その後に，高周波電源
１１４から例えば周波数が１３．５６ＭＨｚの高周波電
力を印加する。高周波電源１１４からの印加電力につい
ては後述する。これら，直流電圧および高周波電力を印
加して，処理容器１０２内の処理ガスをプラズマ化し，
被処理体表面に所定のエッチング処理を施す。
０．５ｋＶの直流電圧を印加し，その後に，高周波電源
１１４から例えば周波数が１３．５６ＭＨｚの高周波電
力を印加する。高周波電源１１４からの印加電力につい
ては後述する。これら，直流電圧および高周波電力を印
加して，処理容器１０２内の処理ガスをプラズマ化し，
被処理体表面に所定のエッチング処理を施す。
【００２３】次に，本発明の特徴である直流電源１１８
による効果について説明する。プラズマエッチング装置
１００で，処理ガスとして，ＣＯとＯ２ガスとＮ２との
混合ガスを用い，いろいろな高周波印加電力，および処
理容器内の圧力でプラズマを形成した。その結果を表１
に示す。ここでは半導体ウエハ５枚を連続で処理し，全
て安定してプラズマが着火した場合は○，５枚中1枚の
処理時に，プラズマが着火しづらかった場合を△，全て
プラズマが着火しなかった場合を×とした。
による効果について説明する。プラズマエッチング装置
１００で，処理ガスとして，ＣＯとＯ２ガスとＮ２との
混合ガスを用い，いろいろな高周波印加電力，および処
理容器内の圧力でプラズマを形成した。その結果を表１
に示す。ここでは半導体ウエハ５枚を連続で処理し，全
て安定してプラズマが着火した場合は○，５枚中1枚の
処理時に，プラズマが着火しづらかった場合を△，全て
プラズマが着火しなかった場合を×とした。
【００２４】
【表１】
【００２５】表１に示すように，処理容器内の圧力が低
いほど，また，高周波電力が小さいほどプラズマは着火
しづらい。例えば，圧力２０ｍＴｏｒｒの場合には，高
周波電力を約５００Ｗ印加しないとプラズマは着火せ
ず，圧力を５０ｍＴｏｒｒにすると，１００Ｗの高周波
電力によってプラズマが着火することになる。空欄は，
実施はしていないが，上記のような傾向から，安定して
プラズマ着火が行えると判断される。
いほど，また，高周波電力が小さいほどプラズマは着火
しづらい。例えば，圧力２０ｍＴｏｒｒの場合には，高
周波電力を約５００Ｗ印加しないとプラズマは着火せ
ず，圧力を５０ｍＴｏｒｒにすると，１００Ｗの高周波
電力によってプラズマが着火することになる。空欄は，
実施はしていないが，上記のような傾向から，安定して
プラズマ着火が行えると判断される。
【００２６】これに対して，下部電極１０４に高周波電
力を印加する前に−０．５ｋＶの直流電圧を印加する
と，処理容器１０２内の圧力が１０ｍＴｏｒｒ，高周波
電力が５０Ｗで半導体ウエハ５枚全てでプラズマが着火
することが確かめられた。また，直流電圧が−０．４ｋ
Ｖ以下では，処理容器１０２内の圧力１０ｍＴｏｒｒ，
高周波電力５０Ｗで，半導体ウエハ５枚全てでプラズマ
は着火しなかった。
力を印加する前に−０．５ｋＶの直流電圧を印加する
と，処理容器１０２内の圧力が１０ｍＴｏｒｒ，高周波
電力が５０Ｗで半導体ウエハ５枚全てでプラズマが着火
することが確かめられた。また，直流電圧が−０．４ｋ
Ｖ以下では，処理容器１０２内の圧力１０ｍＴｏｒｒ，
高周波電力５０Ｗで，半導体ウエハ５枚全てでプラズマ
は着火しなかった。
【００２７】プラズマ着火後は，直流電源１１８からの
電力供給を遮断しても，プラズマは安定して生成されて
いた。なお，プラズマの着火は，整合器１１２内部のコ
ンデンサ（図示せず）容量を調節し，反射波がゼロとな
る整合状態が存在することで確認される。また，処理ガ
スとしてＣ４Ｆ８とＣＯとＡｒとＯ２との混合ガスを用
いた場合の，整合時の整合器１１２内のコンデンサ容量
値には，直流電圧を印加したことによる有意な変化はな
いことから，プラズマ状態への直流電圧印加による影響
は無視できると考えられ，従って，被処理体に対するプ
ラズマ処理は，直流電圧を印加しない場合と同様に行う
ことが可能である。
電力供給を遮断しても，プラズマは安定して生成されて
いた。なお，プラズマの着火は，整合器１１２内部のコ
ンデンサ（図示せず）容量を調節し，反射波がゼロとな
る整合状態が存在することで確認される。また，処理ガ
スとしてＣ４Ｆ８とＣＯとＡｒとＯ２との混合ガスを用
いた場合の，整合時の整合器１１２内のコンデンサ容量
値には，直流電圧を印加したことによる有意な変化はな
いことから，プラズマ状態への直流電圧印加による影響
は無視できると考えられ，従って，被処理体に対するプ
ラズマ処理は，直流電圧を印加しない場合と同様に行う
ことが可能である。
【００２８】以上のように，気密な処理容器１０２内
に，処理ガスを導入し，高周波電源１１４により電力を
印加して処理ガスをプラズマ化し，被処理体表面に所定
の処理を行う際に，処理容器１０２内の圧力１０ｍＴｏ
ｒｒ，高周波電源１１４の電力５０Ｗに対し，直流電源
１１８により，−０．５ｋＶの直流電圧を印加すると，
処理ガスをエネルギー的に励起させた状態で高周波電力
を印加することになるので，印加する高周波電力が５０
Ｗ程度と低い場合にも，プラズマの着火が容易に行え
る。プラズマ安定後には，直流電源を遮断してもよいの
で，被処理体のプラズマ処理への影響を最小限に留める
ことができる。
に，処理ガスを導入し，高周波電源１１４により電力を
印加して処理ガスをプラズマ化し，被処理体表面に所定
の処理を行う際に，処理容器１０２内の圧力１０ｍＴｏ
ｒｒ，高周波電源１１４の電力５０Ｗに対し，直流電源
１１８により，−０．５ｋＶの直流電圧を印加すると，
処理ガスをエネルギー的に励起させた状態で高周波電力
を印加することになるので，印加する高周波電力が５０
Ｗ程度と低い場合にも，プラズマの着火が容易に行え
る。プラズマ安定後には，直流電源を遮断してもよいの
で，被処理体のプラズマ処理への影響を最小限に留める
ことができる。
【００２９】また，このように，低高周波電力，低ガス
圧力でのプラズマ着火が容易になることで，様々な条件
のプロセスに使用可能なプラズマ処理方法が提供でき，
また，長時間使用後の異物が付着した状態でも，プラズ
マの着火が可能なので，メインテナンスが容易になる効
果がある。
圧力でのプラズマ着火が容易になることで，様々な条件
のプロセスに使用可能なプラズマ処理方法が提供でき，
また，長時間使用後の異物が付着した状態でも，プラズ
マの着火が可能なので，メインテナンスが容易になる効
果がある。
【００３０】次に，図２を参照しながら，第２の実施の
形態にかかるプラズマ処理方法について説明する。図２
は，第２の実施の形態にかかるプラズマエッチング装置
２００の概略断面図である。第１の実施の形態にかかる
プラズマエッチング装置１００と，実質的に同一の機能
構成を有する構成要素については，同一の符号を付する
ことにより重複説明を省略する。
形態にかかるプラズマ処理方法について説明する。図２
は，第２の実施の形態にかかるプラズマエッチング装置
２００の概略断面図である。第１の実施の形態にかかる
プラズマエッチング装置１００と，実質的に同一の機能
構成を有する構成要素については，同一の符号を付する
ことにより重複説明を省略する。
【００３１】プラズマエッチング装置１００とプラズマ
エッチング装置２００の構成は，次点で相違がある。す
なわち，プラズマエッチング装置１００では，上部電極
１０８と処理容器１０２は接しており，処理容器１０２
は接地されている。これにより上部電極１０８は処理容
器１０２を介して接地されており，また，上部電極１０
８には電力の供給は行われていない。プラズマエッチン
グ装置２００では，上部電極１０８に，整合器２１２を
介して高周波電源２１４が接続され，高周波電力の印加
が可能である。また，上部電極１０８と処理容器２０２
との間に絶縁体２１０が備えられ，互いに絶縁されてい
る。なお，処理容器２０２は保安接地されている。
エッチング装置２００の構成は，次点で相違がある。す
なわち，プラズマエッチング装置１００では，上部電極
１０８と処理容器１０２は接しており，処理容器１０２
は接地されている。これにより上部電極１０８は処理容
器１０２を介して接地されており，また，上部電極１０
８には電力の供給は行われていない。プラズマエッチン
グ装置２００では，上部電極１０８に，整合器２１２を
介して高周波電源２１４が接続され，高周波電力の印加
が可能である。また，上部電極１０８と処理容器２０２
との間に絶縁体２１０が備えられ，互いに絶縁されてい
る。なお，処理容器２０２は保安接地されている。
【００３２】プラズマエッチング装置２００を用いてエ
ッチング処理を行う際の動作を説明する。まず，処理容
器２０２内の第２電極である下部電極１０４上に半導体
ウエハＷを載置し，排気管１１０を介して排気機構（図
示せず）により処理容器２０２を排気する。その後，ガ
ス導入口１０６から，ガス吐出口１０９を介して所定の
処理ガスを所定の流量で処理容器１０２内に導入し，所
定の圧力になるように調節する。
ッチング処理を行う際の動作を説明する。まず，処理容
器２０２内の第２電極である下部電極１０４上に半導体
ウエハＷを載置し，排気管１１０を介して排気機構（図
示せず）により処理容器２０２を排気する。その後，ガ
ス導入口１０６から，ガス吐出口１０９を介して所定の
処理ガスを所定の流量で処理容器１０２内に導入し，所
定の圧力になるように調節する。
【００３３】続いて，直流電源１１８より，下部電極１
０４に例えば−０．５ｋＶの直流電圧を印加し，その後
に，高周波電源２１４から例えば周波数が６０ＭＨｚの
第1高周波電力を第１電極である上部電極１０８に印加
する。さらにその後，高周波電源１１４から，高周波電
源２１４よりも低い周波数，例えば周波数が１３．５６
ＭＨｚの第2高周波電力を，下部電極１０４に印加す
る。これら，直流電圧および第１高周波電力，第２高周
波電力を印加して，処理容器２０２内の処理ガスをプラ
ズマ化し，被処理体表面に所定のエッチング処理を施
す。
０４に例えば−０．５ｋＶの直流電圧を印加し，その後
に，高周波電源２１４から例えば周波数が６０ＭＨｚの
第1高周波電力を第１電極である上部電極１０８に印加
する。さらにその後，高周波電源１１４から，高周波電
源２１４よりも低い周波数，例えば周波数が１３．５６
ＭＨｚの第2高周波電力を，下部電極１０４に印加す
る。これら，直流電圧および第１高周波電力，第２高周
波電力を印加して，処理容器２０２内の処理ガスをプラ
ズマ化し，被処理体表面に所定のエッチング処理を施
す。
【００３４】ここで，直流電源１１８より下部電極１０
４に直流電圧を印加した後，続いて高周波電源１１４か
ら第２高周波電力を印加し，その後に，上部電極１０８
に高周波電源２１４から，高周波電源１１４よりも高い
周波数の第１高周波電力を印加する方法でもよい。上記
いずれのプラズマ処理方法においても，プラズマ着火後
に下部電極１０４に印加した直流電圧を遮断するように
してもよい。
４に直流電圧を印加した後，続いて高周波電源１１４か
ら第２高周波電力を印加し，その後に，上部電極１０８
に高周波電源２１４から，高周波電源１１４よりも高い
周波数の第１高周波電力を印加する方法でもよい。上記
いずれのプラズマ処理方法においても，プラズマ着火後
に下部電極１０４に印加した直流電圧を遮断するように
してもよい。
【００３５】また，本発明は処理容器の上部を構成する
誘電体板を介してアンテナが配置された誘導結合型プラ
ズマ処理装置にも適用できる。
誘電体板を介してアンテナが配置された誘導結合型プラ
ズマ処理装置にも適用できる。
【００３６】アンテナを有するプラズマエッチング装置
を用いてエッチング処理を行う際の動作を説明する。ま
ず，処理容器内の電極上に半導体ウエハＷを載置し，そ
の後，処理ガスを処理容器内に導入し，所定の真空度に
なるように調節する。
を用いてエッチング処理を行う際の動作を説明する。ま
ず，処理容器内の電極上に半導体ウエハＷを載置し，そ
の後，処理ガスを処理容器内に導入し，所定の真空度に
なるように調節する。
【００３７】続いて，直流電源より電極に直流電圧を印
加し，その後アンテナに，例えば１３．５６ＭＨｚの第
１高周波電力を印加する。さらにその後，第１高周波電
力よりも低い周波数，例えば３．２ＭＨzの第２高周波
電力を，電極に印加する。これら，直流電圧および第１
高周波電力，第２高周波電力を印加して，処理容器内の
処理ガスをプラズマ化し，被処理体表面に所定のエッチ
ング処理を施す。なお，プラズマ着火後に，電極に印加
した直流電圧を遮断するようにしてもよい。
加し，その後アンテナに，例えば１３．５６ＭＨｚの第
１高周波電力を印加する。さらにその後，第１高周波電
力よりも低い周波数，例えば３．２ＭＨzの第２高周波
電力を，電極に印加する。これら，直流電圧および第１
高周波電力，第２高周波電力を印加して，処理容器内の
処理ガスをプラズマ化し，被処理体表面に所定のエッチ
ング処理を施す。なお，プラズマ着火後に，電極に印加
した直流電圧を遮断するようにしてもよい。
【００３８】以上のように，気密な処理容器２０２内
に，処理ガスを導入し，高周波電力を印加して処理ガス
をプラズマ化し，被処理体表面に所定の処理を行う際
に，直流電源１１８により，直流電圧を印加し，上記の
ように，下部電極１０４，上部電極１０８，またはアン
テナに所定の順序で高周波電力を印加すると，処理ガス
をエネルギー的に励起させた状態で高周波電力を印加す
ることになるので，印加する高周波電力が低い場合に
も，プラズマの着火が容易に行える。プラズマ安定後に
は，直流電圧を遮断してもよいので，被処理体のプラズ
マ処理への影響を最小限に留めることができる。
に，処理ガスを導入し，高周波電力を印加して処理ガス
をプラズマ化し，被処理体表面に所定の処理を行う際
に，直流電源１１８により，直流電圧を印加し，上記の
ように，下部電極１０４，上部電極１０８，またはアン
テナに所定の順序で高周波電力を印加すると，処理ガス
をエネルギー的に励起させた状態で高周波電力を印加す
ることになるので，印加する高周波電力が低い場合に
も，プラズマの着火が容易に行える。プラズマ安定後に
は，直流電圧を遮断してもよいので，被処理体のプラズ
マ処理への影響を最小限に留めることができる。
【００３９】また，このように，低高周波電力，低圧力
下でのプラズマ着火が容易になることで，様々な条件の
プロセスに使用可能なプラズマ処理方法が提供でき，ま
た，長時間使用後の異物が付着した状態でも，プラズマ
の着火が可能なので，メインテナンスが容易になる効果
がある。
下でのプラズマ着火が容易になることで，様々な条件の
プロセスに使用可能なプラズマ処理方法が提供でき，ま
た，長時間使用後の異物が付着した状態でも，プラズマ
の着火が可能なので，メインテナンスが容易になる効果
がある。
【００４０】以上，添付図面を参照しながら本発明にか
かるプラズマ処理方法の好適な実施形態について説明し
たが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれ
ば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内に
おいて各種の変更例または修正例に想到し得ることは明
らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範
囲に属するものと了解される。
かるプラズマ処理方法の好適な実施形態について説明し
たが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれ
ば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内に
おいて各種の変更例または修正例に想到し得ることは明
らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範
囲に属するものと了解される。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
印加する高周波電力が低い場合，および長時間のプラズ
マ処理装置稼動後においても安定してプラズマの生成が
可能なプラズマ処理方法が提供される。
印加する高周波電力が低い場合，および長時間のプラズ
マ処理装置稼動後においても安定してプラズマの生成が
可能なプラズマ処理方法が提供される。
【図１】プラズマエッチング装置１００の概略断面図で
ある。
ある。
【図２】プラズマエッチング装置２００の概略断面図で
ある。
ある。
【符号の説明】
１００ プラズマエッチング装置
１０２ 処理容器
１０４ 下部電極
１０６ ガス導入口
１０８ 上部電極
１０９ ガス吐出口
１１０ 排気管
１１２ 整合器
１１４ 高周波電源
１１６ 抵抗
１１８ 直流電源
─────────────────────────────────────────────────────
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）
Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｈ０１Ｌ 21/302 １０１Ｂ
Ｆターム(参考） 4G075 AA30 BC01 BC06 CA42 CA47
CA62 CA63 CA65 EC21
5F004 AA16 BA08 BA09 BB18 BB25
BB26 BB28 BD04 CA06 DA00
DA23 DA25 DA26
5F045 AA08 AE17 DP03 DQ10 EB11
EF05 EH13 EH16 EH20 EJ03
EK07 EM07
Claims (10)
- 【請求項１】 電極が配置された気密な処理容器内に処
理ガスを導入するとともに，前記電極に高周波電力を印
加して前記処理ガスのプラズマを形成し，前記電極に載
置された被処理体の処理面に対してプラズマ処理を施す
方法であって，前記電極に直流電圧を印加する工程と，
前記直流電圧を印加した後，前記電極に高周波電力を印
加する工程と，を有することを特徴とするプラズマ処理
方法。 - 【請求項２】 前記直流電圧が，前記高周波電力を印加
した後でプラズマの形成中に遮断される工程を有するこ
とを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理方法。 - 【請求項３】 前記直流電圧は，−０．５ｋＶ以下であ
ることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ
処理方法。 - 【請求項４】 前記処理容器内の圧力は，１０ｍＴｏｒ
ｒ以上２０ｍＴｏｒｒ以下，前記高周波電力は，５０Ｗ
以上４５０Ｗ以下であることを特徴とする請求項１〜３
のいずれかに記載のプラズマ処理方法。 - 【請求項５】 前記処理容器内の圧力は，１０ｍＴｏｒ
ｒ以上２５ｍＴｏｒｒ以下，前はｓ記高周波電力は，５
０Ｗ以上２００Ｗ以下であることを特徴とする請求項１
〜３のいずれかに記載のプラズマ処理方法。 - 【請求項６】 前記処理容器内の圧力は，１０ｍＴｏｒ
ｒ以上３０ｍＴｏｒｒ以下，前記高周波電力は，５０Ｗ
以上１５０Ｗ以下であることを特徴とする請求項１〜３
のいずれかに記載のプラズマ処理方法。 - 【請求項７】 第１電極と第２電極とが対向して配置さ
れた気密な処理容器内に処理ガスを導入するとともに，
前記第１電極及び前記第２電極に高周波電力を印加して
前記処理ガスのプラズマを形成し，前記第２電極に載置
された被処理体の処理面に対してプラズマ処理を施すプ
ラズマ処理方法であって，前記第２電極に直流電圧を印
加する工程と，前記直流電圧を印加した後，前記第１電
極に第１周波数の第１高周波電力を印加する工程と，前
記第１高周波電力の印加後，前記第２電極に前記第１周
波数よりも低い第２周波数の第２高周波電力を印加する
工程と，を有することを特徴とするプラズマ処理方法。 - 【請求項８】 第１電極と第２電極とが対向して配置さ
れた気密な処理容器内に処理ガスを導入するとともに，
前記第１電極及び前記第２電極に高周波電力を印加して
前記処理ガスのプラズマを形成し，前記第２電極に載置
された被処理体の処理面に対してプラズマ処理を施すプ
ラズマ処理方法であって，前記第２電極に直流電圧を印
加する工程と，前記直流電圧を印加した後，前記第２電
極に第２周波数の第２高周波電力を印加する工程と，前
記第２高周波電力の印加後，前記第１電極に前記第２周
波数よりも高い第１周波数の第１高周波電力を印加する
工程と，を有することを特徴とするプラズマ処理方法。 - 【請求項９】 電極が配置された気密な処理容器内に処
理ガスを導入するとともに，前記処理容器外に備えられ
たアンテナに高周波電力を印加して前記処理ガスのプラ
ズマを形成し，前記電極に載置された被処理体の処理面
に対してプラズマ処理を施す方法であって，前記電極に
直流電圧を印加する工程と，前記直流電圧の印加後，前
記アンテナに第１周波数の第１高周波電力を印加する工
程と，前記電極に前記第１周波数よりも低い第２周波数
の第２高周波電力を印加する工程と，を有することを特
徴とするプラズマ処理方法。 - 【請求項１０】 前記各工程の後でプラズマ形成中に，
前記直流電圧を遮断する工程をさらに含むことを特徴と
する請求項７〜９のいずれかに記載のプラズマ処理方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003049805A JP4373685B2 (ja) | 2002-03-19 | 2003-02-26 | プラズマ処理方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002076039 | 2002-03-19 | ||
| JP2002-76039 | 2002-03-19 | ||
| JP2003049805A JP4373685B2 (ja) | 2002-03-19 | 2003-02-26 | プラズマ処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003347285A true JP2003347285A (ja) | 2003-12-05 |
| JP4373685B2 JP4373685B2 (ja) | 2009-11-25 |
Family
ID=29781856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003049805A Expired - Fee Related JP4373685B2 (ja) | 2002-03-19 | 2003-02-26 | プラズマ処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4373685B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008060304A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Hitachi High-Technologies Corp | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
-
2003
- 2003-02-26 JP JP2003049805A patent/JP4373685B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008060304A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Hitachi High-Technologies Corp | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
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|---|---|
| JP4373685B2 (ja) | 2009-11-25 |
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