JP2008085288A - 基板のプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決方法】内部が真空に保持されたチャンバーと、このチャンバー内に配置され、主面上において処理すべき基板を保持するように構成されたRF電極と、前記チャンバー内において、前記RF電極と対向するように配置された対向電極と、前記RF電極に対して所定周波数のRF電圧を印加するためのRF電圧印加手段と、前記RF電極に対して前記RF電圧と重畳するようにして所定のパルス電圧を印加するためのパルス電圧印加手段とから、目的とする基板のプラズマ処理装置を構成する。
【選択図】図6
Description
内部が真空に保持されたチャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、主面上において処理すべき基板を保持するように構成されたRF電極と、
前記チャンバー内において、前記RF電極と対向するように配置された対向電極と、
前記RF電極に対して所定周波数のRF電圧を印加するためのRF電圧印加手段と、
前記RF電極に対して前記RF電圧と重畳するようにして所定のパルス電圧を印加するためのパルス電圧印加手段と、
を具えることを特徴とする、基板のプラズマ処理装置に関する。
内部が真空に保持されたチャンバー内に、主面上において処理すべき基板を保持するように構成されたRF電極を配置する工程と、
前記チャンバー内において、前記RF電極と対向するように対向電極を配置する工程と、
前記RF電極に対して所定周波数のRF電圧を印加する工程と、
前記RF電極に対して前記RF電圧と重畳するようにして所定のパルス電圧を印加する工程と、
を具えることを特徴とする、基板のプラズマ処理方法に関する。
図1は、従来の基板のプラズマ処理装置の比較例における構成を概略的に示す図である。
図6は、本発明の基板のプラズマ処理装置の具体例における構成を概略的に示す図である。図7は、図6に示す装置を用いた場合におけるRF電極に印加される電圧の重畳波形を概略的に示したものである。なお、上記プラズマ処理装置を用いた場合におけるプラズマ処理方法に関しては、主としてRIEを中心に述べる。
本実施例では、図6に示すプラズマ処理装置を用いた際の、具体的な動作特性について調べた。
本実施例でも、図6に示すプラズマ処理装置を用いた際の、具体的な動作特性について調べた。
11,21 チャンバー
12,22 RF電極
13,23 対向電極
14,24 ガス導入管
15,25 排気口
16,26 整合器
17,27 RF電源
28 ローパスフィルター
29 パルス電源
31 ハイパスフィルター
32 イオンエネルギーモニター
S 基板
P プラズマ
Claims (12)
- 内部が真空に保持可能なチャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、主面上において処理すべき基板を保持するように構成されたRF電極と、
前記チャンバー内において、前記RF電極と対向するように配置された対向電極と、
前記RF電極に対して所定周波数のRF電圧を印加するためのRF電圧印加手段と、
前記RF電極に対して前記RF電圧と重畳するようにして所定のパルス電圧を印加するためのパルス電圧印加手段と、
を具えることを特徴とする、基板のプラズマ処理装置。 - 前記パルス電圧印加手段から前記RF電極に印加される前記パルス電圧は、負のパルス電圧であることを特徴とする、請求項1に記載の基板のプラズマ処理装置。
- 前記RF電圧印加手段から前記RF電極に印加される前記RF電圧の周波数(ωrf/2π)が50MHz以上であり、
前記パルス電圧印加手段は、少なくとも前記パルス電圧のパルス幅t1(s)及びパルス電圧値Vpulse(V)を制御するための制御機構を有し、この制御機構により、前記パルス幅t1がt1≧2π/(ωp/5)(ωpはプラズマイオン角周波数であって、ωp=(e2N0/ε0Mi)1/2,e:電子素量、ε0:真空誘電率、Mi:イオン質量(kg)、N0:プラズマ密度(個/m3))となり、パルス電圧値Vpulseが|Vp-p|<|Vpulse|(Vp-pは前記RF電圧の電圧値)となるように制御することを特徴とする、請求項1又は2に記載の基板のプラズマ処理装置。 - 前記RF電圧印加手段から前記RF電極に印加される前記RF電圧の周波数(ωrf/2π)が50MHz以上であり、
前記パルス電圧印加手段は、少なくとも前記パルス電圧のパルス幅t1(s)及び繰り返し時間t2(s)を制御するための制御機構を有し、この制御機構により、前記パルス幅t1及び前記繰り返し時間t2が、2π/ωrf<t1<t2<2π/(ωp/5)(ωpはプラズマイオン角周波数であって、ωp=(e2N0/ε0Mi)1/2,e:電子素量、ε0:真空誘電率、Mi:イオン質量(kg)、N0:プラズマ密度(個/m3))となるように制御することを特徴とする、請求項1又は2に記載の基板のプラズマ処理装置。 - 前記基板のプラズマ処理装置は、前記基板上に形成されたシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜の少なくとも一方をプラズマエッチングすることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一に記載の基板のプラズマ処理装置。
- 前記RF電圧印加手段は、前記RF電圧を透過するとともに前記パルス電圧を遮断するためのハイパスフィルターを含むことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一に記載の基板のプラズマ処理装置。
- 前記チャンバー内の、少なくとも前記RF電極と前記対向電極との間に存在するイオンのエネルギー状態をモニタリングするためのイオンエネルギー検知手段を具えることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一に記載の基板のプラズマ処理装置。
- 内部が真空に保持されたチャンバー内の、RF電極と前記RF電極に対向する対向電極との間に、前記RF電極の主面上において処理すべき基板を保持する工程と、
前記RF電極に対して所定周波数のRF電圧を印加する工程と、
前記RF電極に対して前記RF電圧と重畳するようにして所定のパルス電圧を印加する工程と、
を具えることを特徴とする、基板のプラズマ処理方法。 - 前記RF電極に印加される前記パルス電圧は、負のパルス電圧であることを特徴とする、請求項8に記載の基板のプラズマ処理方法。
- 前記RF電極に印加される前記RF電圧の周波数(ωrf/2π)を50MHz以上とする工程と、
前記パルス電圧のパルス幅t1(s)及びパルス電圧値Vpulse(V)に対し、前記パルス幅t1をt1≧2π/(ωp/5)(ωpはプラズマイオン角周波数であって、ωp=(e2N0/ε0Mi)1/2,e:電子素量、ε0:真空誘電率、Mi:イオン質量(kg)、N0:プラズマ密度(個/m3))とし、パルス電圧値Vpulseを|Vp-p|<|Vpulse|(Vp-pは前記RF電圧の電圧値)とする工程とを具え、
前記基板に入射させるイオンエネルギーの高エネルギー側ピークを前記基板の加工に適したエネルギー値に設定することを特徴とする、請求項8又は9に記載の基板のプラズマ処理方法。 - 前記RF電極に印加される前記RF電圧の周波数(ωrf/2π)を50MHz以上とする工程と、
前記パルス電圧のパルス幅t1(s)及び繰り返し時間t2(s)に対し、前記パルス幅t1及び前記繰り返し時間t2を、2π/ωrf<t1<t2<2π/(ωp/5)(ωpはプラズマイオン角周波数であって、ωp=(e2N0/ε0Mi)1/2,e:電子素量、ε0:真空誘電率、Mi:イオン質量(kg)、N0:プラズマ密度(個/m3))とする工程を具え、
前記基板に入射させる平均のイオンエネルギーを前記基板の加工に適したエネルギー値に設定することを特徴とする、請求項8又は9に記載の基板のプラズマ処理方法。 - 前記RF電圧の周波数ωrf/2π及び電圧値Vp-p、並びに前記パルス電圧のパルス幅t1、繰り返し時間t2及びパルス電圧値Vpulseの少なくとも1つを変更し、プロセスの進行状況又はプロセスの切り替えに応じて、前記基板に入射させるイオンエネルギー及びそのイオンエネルギー幅の少なくとも一方を変化させる工程を具えることを特徴とする、請求項8〜11のいずれか一に記載の基板のプラズマ処理方法。
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