JP2010021404A - プラズマ処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】被加工試料端部でのイオンシースの歪みに伴う加工特性劣化抑制または抑制条件の維持を可能とし、ウエハ端部での良品取得率を向上させ歩留まり向上を可能とする。
【解決手段】プラズマ処理装置において、フォーカスリング9の内周部近辺に微細孔10を設け、該微細孔10底部に電流検出手段11を配置し、フォーカスリング9に高周波電力分配手段16介して高周波電力を供給してフォーカスリング9に印加する高周波電力量に応じて変化する電流検出手段11での検出電流量からイオンシース18の歪み具合を検出し、さらにそれを補正するようにフォーカスリング9に印加する高周波電力量を制御部21で判断し制御する。
【選択図】図1

Description

本発明は、半導体デバイスを製造する半導体製造装置に関する。特に本発明は、プラズマを用いて、レジスト材料等で形成されたマスクパタン形状どおりにシリコンやシリコン酸化膜等の半導体材料をエッチングするドライエッチング技術を用いたプラズマ処理装置に関する。
ドライエッチングは、真空排気手段を有する真空容器内に原料ガスを導入し、該原料ガスを電磁波によりプラズマ化して被加工試料にさらすことで被加工試料表面のマスク部以外をエッチングして所望の形状を得る半導体微細加工方法である。被加工試料であるシリコンウエハには、プラズマ生成とは別の高周波電圧が印加され、該高周波電圧により、プラズマからイオンを加速して被加工試料面に入射させることでエッチング効率向上と加工形状の垂直性を得ている。
エッチングの量産性向上には、被加工試料であるウエハ全面がデバイスとして利用できることが望まれる。特にウエハエッジ部までデバイスが機能するような精度で加工できることが要求される。現状では、ウエハ端部から3〜10mm程度の範囲まで他の部分と同様な精度でデバイス形成できることが要求されている。この要求は益々厳しくなり今後ウエハ端部から1〜3mm程度の範囲でも高精度に加工する技術が要求されるようになる。
ドライエッチングに於いてこの要求に対応するためには、ウエハエッジ部における電界分布の制御が必要となる。ウエハエッジ部では高周波電圧の電界集中により、ウエハ上に形成されるプラズマシースの厚みに歪が発生し、ウエハ面に垂直にイオンが入射できなくなる現象が生じる。この結果、ウエハエッジ部ではウエハ面に対して垂直に加工したい形状がプラズマシースの方向に歪んだ形状となるチルティングと呼ばれる現象により、ウエハエッジ部で必要な加工精度が維持できなくなる。現状では、ウエハ周辺部に配置される環状のフォーカスリングと呼ばれる部材により、ウエハエッジ部での電界集中を緩和する等の措置がなされている。しかし、本従来手法では、フォーカスリングの消耗に伴う経時的な形状変化やプラズマ処理条件の違いに伴う差により、チルティングの度合いが変化し、長期的な安定性や異なる条件毎のウエハエッジ部加工特性維持が困難である課題がある。
本発明の目的は、前記「背景技術」で述べたウエハエッジで生じる加工特性の劣化を抑制し、ウエハ端部まで良好なエッチング形状を実現するプラズマエッチング装置を提供することにある。本発明では、ウエハエッジ部でのプラズマシースの歪みの検出とその検出値を参照してウエハエッジ部の加工特性を常に最適な状態に保つ手段を提供する。
ウエハ周辺に配置される環状導体部材であるフォーカスリングに供給される高周波電力量を制御する高周波電力制御手段、前記フォーカスリングは下部電極に載置されたウエハの端部に近い箇所に垂直方向の微細孔を有しており、該微細孔の底部に電流(イオン)を検出する手段を配置し、該微細孔を介して検出される電流値に従って、該フォーカスリングに供給される高周波電力量の制御を行う。
ウエハ周辺部に配置されるフォーカスリングに施した微細孔には、プラズマシースで加速されたイオンが入射し、孔底に配置される電流検出手段にて電流として検出される。微細孔に入射し、孔底に配置される電流検出手段まで到達できるイオンの量は、フォーカスリング上部のプラズマシース構造によって変化する。つまりウエハ端部の影響により、プラズマシースが歪んでいる場合は微細孔に対して斜めにイオンが入射することから、微細孔の底部に設けた電流検出手段での電流検出量が減少する。また、ウエハ周辺部のプラズマシース構造は、フォーカスリングとウエハに印加するイオン加速用の高周波電力の高周波電力比率にて変化する。よって、前記電流検出手段にて検出されるイオン電流をモニタしながらフォーカスリングとウエハに印加する高周波電力比率を制御することで、ウエハ端部に生じるプラズマシース構造を常に同じ状態に保つことが可能になる。
例えば、フォーカスリングの消耗により生じるプラズマシースの歪みを前記電流検出手段にてモニタし、その量に従ってフォーカスリングへの高周波電力量を制御することによりフォーカスリングとウエハに印加する高周波電力比率を制御することで、ウエハ端部で生じるプラズマシースの歪みに伴うチルティングの影響を最小限に抑制することが可能となり、長時間にわたってウエハ端部の加工特性維持が可能となる。
また、上記説明では、本発明をフォーカスリングの消耗に伴う経時変化の抑制に適用した場合における効果を概略で説明したが、加工対象や加工条件が異なる場合におけるウエハ端部での加工特性を最適化するのにも用いることが可能である。これにより、広範な加工対象や加工条件でも常にウエハ端部を高精度に加工できる条件に容易に最適化すること可能となる。
[実施例1]本発明の第1の実施例を、図1を用いて説明する。図1はプラズマ処理装置における被加工試料であるシリコンウエハ1を搭置する下部電極2のウエハ端部拡大図である。本発明にかかるプラズマ処理装置において、シリコンウエハ1は静電吸着用絶縁膜3を介して下部電極2に吸着されている。また静電吸着力は直流電源4により制御される。下部電極2は冷媒流路5に流れる液体または気体冷媒により冷却されている。下部電極2にはウエハにイオンを引き込むための高周波電圧が高周波電源6より整合回路7およびブロッキングコンデンサ8を介して供給されている。
シリコンウエハ1の周辺には、環状の導体部材、例えば、シリコンで形成されたフォーカスリング9がシリコンウエハと同心円状に配置される。フォーカスリング9の内周部近辺のシリコンウエハ1の端部に近接する位置には、フォーカスリング表面に対して垂直方向の微細孔10が形成されており、さらに微細孔10の底部には例えばファラデーカップを用いた電流検出手段11が配置されている。またフォーカスリング9はフォーカスリング用下部電極12上に静電吸着用絶縁膜13を介して静電吸着されている。またフォーカスリング9およびフォーカスリング用下部電極12は、シリコンウエハ1および下部電極2とは絶縁材14、15にて直流電気的に隔絶されている。フォーカスリング9およびフォーカスリング用下部電極12には、高周波電力分配手段16である可変コンデンサを介して高周波電力が供給される。高周波電力分配手段16により、フォーカスリング9に供給される高周波電力量を制御することが可能となっている。
さらに、本発明にかかるプラズマ処理装置は、電流電圧変換手段20、制御部21、低域通過フィルタ22、絶縁カバー23を備えている。図1において、シリコンウエハ1とプラズマ17との間にはイオンシース18が形成され、イオン19は高周波電圧によってシリコンウエハ1およびフォーカスリング9に引き込まれる。フォーカスリング9の微細孔10内に引き込まれたイオン(電流)は、電流検出手段11にて、電流の強さとして検出される。
次に、図1に示したプラズマ処理装置の動作を説明する。図2(a)〜図2(c)にプラズマ17が生成されている場合のシリコンウエハ1およびフォーカスリング9表面のイオンシース18の状態を示す。プラズマ17中にて、シリコンウエハ1およびフォーカスリング9に高周波電圧を印加すると、プラズマ電位に対してシリコンウエハおよびフォーカスリングは負に帯電し、プラズマ17とそれぞれの間に電位差が形成され、その電位差に伴いイオンシース18が形成される。このイオンシース18の厚さは、プラズマ17とシリコンウエハ1およびフォーカスリング9との電位差で決まり、またこの電位差はそれぞれに印加される高周波電圧によって決まる。
図2(a)に示すイオンシース18の状態は、フォーカスリング9に印加される高周波電圧がシリコンウエハ1に印加されるそれよりも相対的に高い状態、またはフォーカスリング9の高さがシリコンウエハ1の高さよりも高い状態等の場合に発生する。
また、図2(c)に示すイオンシース18の状態は、図2(a)の場合とは逆にフォーカスリング9に印加される高周波電圧がシリコンウエハ1に印加されるそれに比べて相対的に低い場合、あるいはフォーカスリング9の高さがシリコンウエハ1の高さに比べて低い場合等に発生する。
図2(b)に示すイオンシース18の状態は、図2(a)および図2(c)の状態の中間であり、フォーカスリング9とシリコンウエハ1上に形成されるイオンシース厚さがほぼ等しい場合を示す。
図2(a)および図2(c)の場合には、シリコンウエハ1端部でのイオンシース18の歪みにより、イオンシース18内で加速されるイオン19の軌道がシリコンウエハ1面に垂直でなく、斜め方向となってしまう。このイオン19の斜め入射によりシリコンウエハ端部の加工形状はイオン19の入射方向を反映した形状となり、正常な加工が困難となり、半導体デバイス製造における歩留まりに影響する。
本発明では、このイオンシース18の歪み具合をモニタし、かつ歪み量に応じてフォーカスリング9に印加される高周波電圧を制御し、シリコンウエハ端部に入射するイオンの状態モニタとその補正を行うことを目的としている。
まず、イオンシース18の歪具合のモニタ方法について説明する。フォーカスリング9のシリコンウエハ1端部近傍に施した微細孔10には、イオンシースで加速されたイオン19が入射し、微細孔10底部に配置される電流検出手段11で検出される。この時、イオンシース18の構造が、図2(a)または図2(c)のように歪んでいる場合、イオン19は微細孔10に斜めに入射するため、底部に配置された電流検出手段11に到達する割合が減少する。一方、図2(b)に示すフラットなイオンシース18の状態では、イオン19は微細孔10に垂直に入射するため、電流検出手段11で検出される電流量は最大となる。
電流検出手段11で検出される電流量と、フォーカスリング9に印加する高周波電圧の関係を図3に模式的に示す。本実施例では、フォーカスリング9に印加する高周波電圧を図1に示す可変コンデンサによる高周波電力分配手段16により制御可能である。図3に示すように、フォーカスリング9に印加される高周波電力を高周波電力分配手段16で調整し、電流検出手段11で検出される電流の相対的ピーク位置を探索することで、イオンシース18の歪みが最小な状態を見つけることができる。この機能により、プロセス条件毎に最適なフォーカスリング18に印加する高周波電力を決定することが可能となる
また先にも記したように、このシリコンウエハ1端部で発生するイオンシース18の歪みは、フォーカスリング9とシリコンウエハ1の相対的電位状態や高さにより変わる。よってフォーカスリング9の消耗等による形状変化でもその影響を受け、シリコンウエハ1端部での歩留まりに経時的な変化を生じることとなる。よって、前項ではプロセス条件に伴うイオンシース18の歪みを最適化する方法についてのべたが、長期的なシリコンウエハ端部でのエッチング特性保持にはフォーカスリング9の消耗に伴う補正が必要となる。フォーカスリング9が消耗することによりフォーカスリング9のシリコンウエハ1に対する高さが相対的に低くなり、イオンシース18は図2(b)の状態から図2(c)状態に変化する。この変化を前項と同様に微細孔10を介して電流検出手段11でイオン電流の変化として検出する。この電流値を電流電圧変換器およびA/D変換器20を介して、制御部21に送り、フォーカスリング9に印加する高周波電力量を自動制御する。この自動制御では、図3に示す曲線を制御部にて判断し、常に電流検出部で検出される電流が最大となる状態を維持することによって、経時的なイオンシース18の歪みに伴うシリコンウエハ1端部の加工特性劣化を最小限に抑制できる。また同時に、図3に示す曲線の具合からフォーカスリング9の使用限界検知し、交換を促すことも可能である。
本発明におけるフォーカスリング9に形成する微細孔10の位置は、シリコンウエハ1端部に近接するほど、シリコンウエハ端部でのイオンシース歪みに伴うチルティングの影響を正確にモニタが可能となる。よって、シリコンウエハ1を載置した際、該微細孔10の中心位置をシリコンウエハ1端部から10mm以内の位置に形成することが望ましい。また微細孔10の径と深さの比(アスペクト比)は高いほどイオン軌道の歪み具合の検出感度が高まる。なぜならばイオン19が微細孔10を介して電流検出手段11に到達するためには微細孔10に対して垂直に入射しなくてはならず、微細孔10のアスペクトが高いほどわずかなイオン入射角度の変化で微細孔側壁に衝突し、電流検出手段11まで到達できなるからである。しかし、アスペクト比が高すぎると検出する電流量も小さくなるため、感度が得にくくなる。よって、微細孔10の孔径は0.1mm以上から2mm以内とし、またその際の微細孔10の深さは1mm以上20mmとする。そして、これらのアスペクト比を5〜50の間に設定することが望ましい。この孔径0.1mm〜2mmおよび深さ1mm〜20mmの微細孔を用いることで、必要な電流感度とチルティング量検出の両立を図ることができる。
図1の実施の形態では、フォーカスリング9に形成する微細孔10および電流検出手段11が1組のみ記載されているが、1組以上の複数個を被加工試料であるシリコンウエハ1の周囲に配置し、複数箇所の電流検出結果からチルティングの度合いを評価することでその精度が向上する。例えば複数箇所の電流検出結果において、図3に示す電流最大値を示す状態を表す電流検出手段11の数が最大となる状態にフォーカスリング9に印加する高周波電圧を制御することにより、制御精度を高めることができる。1箇所のみの検出結果で制御を行なうと検出手段の異常やウエハ位置の微妙なずれ等による影響で誤った判断を行なう確立が高くなる。よって複数箇所にシリコンウエハ1の円周方向に複数個の微細孔10と電流検出手段11からなる検出器を配置し、それらの検出結果を統計的に判断すると精度維持に効果的である。勿論シリコンウエハ1の位置精度等が十分ある場合には、1箇所の電流検出結果で判断しても同様な効果があることは言うまでもない。
図1は本発明の基本的な構成部分のみの説明図であるが、エッチング装置全体としての説明図を図4に示す。図4の実施例では、プラズマ処理装置は、上部電極25にプラズマ生成用高周波電源26により供給される200MHzの高周波と電磁コイル29による磁場の相互作用にて、真空容器27内の上部電極25とシリコンウエハ1間に原料ガスのプラズマを形成する。原料ガスは上部電極25のシリコンウエハ1側に配置されるシャワープレート28から真空容器27内に供給される。シリコンウエハ1には、高周波電源6により4MHzの高周波電圧が印加される。またフォーカスリング9には、高周波電力分配手段16として配置される可変コンデンサを介して高周波電源6から分岐して同様の4MHzの高周波電圧が印加される構造となっている。その他の構造は、図1に示した構造と同様であり、同じ構成部分には同じ符号を付してその説明を省略する。
上部電極25には、先に述べたプラズマ生成用高周波電源26に加えて、位相および電力制御部30およびフィルタ33を介して、シリコンウエハ1と同様な4MHzの高周波電圧が重畳して印加されている。上部電極25に印加する4MHzの高周波電圧は、シリコンウエハ1に印加され4MHz電磁波に対して、位相が180°異なるように、位相および電力制御部30にて制御される。また、上部電極25に印加される4MHz電磁波の電力も位相および電力制御部30にてシリコンウエハ1およびフォーカスリング9に印加される4MHz電磁波とは独立に制御されている。上部電極25および下部電極2は、それぞれに温度制御手段31、32により供給される液体冷媒により温度制御されている。
次に、図4のプラズマ処理装置の動作を説明する。シリコンウエハ1およびフォーカスリング9は、上部電極26に供給されるプラズマ生成用高周波電源26からの200MHzの高周波電力で形成されるプラズマにさらされる。このとき、シリコンウエハ1およびフォーカスリング9に高周波電源6から供給される4MHzの高周波電圧を印加することで、イオンシース内の電界強度が高まりイオンを加速してシリコンウエハ1およびフォーカスリング9に照射することができる。このとき、フォーカスリング9に印加される4MHzの高周波電力量を高周波電力分配手段16である可変コンデンサにより制御することでフォーカスリング9上のイオンシース幅をシリコンウエハ1上のそれと独立に制御することが可能となる。この制御は、微細孔10を介して電流検出手段11で検出されるイオン電流値を制御部21で判断することにより行なわれる。
先の図1で説明したように、図2(a)〜図2(c)で示したイオンシースの状態でイオン電流量は図3のように変化する。このエッチング条件毎にイオン電流量が図3で示すピーク位置にくるようフォーカスリング9への高周波電力量を高周波電力分配手段16で設定することで、シリコンウエハエッジでの形状が良好に保たれ歩留まりが向上する。この電流検出手段11で検出されるイオン電流の最大値を判定する際、1個の電流検出手段11の結果で判断するのではなく、シリコンウエハ1の周辺に複数個配置された微細孔10および電流検出手段11の結果を総合的に判断することでより確実なフォーカスリング9への電力分配比設定が可能である。
また、前記は、フォーカスリング9への印加高周波電力量を条件毎に固定とする場合の実施例であるが、フォーカスリング9の消耗等により固定電力分配量では経時的にシリコンウエハ周辺部の加工特性が変化する場合がある。この場合は、制御部21にて電流検出手段11に入射する電流量を連続的に観測しながら、図3で示すピーク位置を維持するようにフォーカスリング9への電力分配量を高周波電力分配手段16で制御することで、エッジ部の加工特性がある程度維持される。その結果フォーカスリング9の寿命を長く保つことが可能となり、加工特性の維持に加え消耗コストの抑制も可能となる。
図1および図4の実施例では、図3に示すイオン電流のピーク位置にフォーカスリング9への高周波電力分配量を制御する場合を説明したが、必ずしもピーク位置のみが最良とは限らない。ある幅を持った所定値以内で良い場合もありうるので、その際はその値に合わせるよう制御することは言うまでもない。
図1および図4の実施例ではプラズマ生成用周波数に200MHzの電磁波を用いているが、同様の形態または磁場を用いない同様の形態にて13MHz〜500MHzの電磁波にてプラズマを生成する場合においても同様な効果があることは言うまでもない。また放電形態として、マイクロ波帯の電磁波と磁場を用いる電子サイクロトロン共鳴方式やラジオ波領域を用いる誘導結合方式のプラズマ生成においても半発明の効果は同様であることは言うまでもない。
図1および図4の実施例では、シリコンウエハ1およびフォーカスリング9に印加する高周波電圧が4MHzであるが、400kHz以上27MHz以下の高周波電圧でも、本発明による効果は同様である。また、図1および図4の実施例ではフォーカスリング9への高周波電力の制御を、シリコンウエハ1に供給する高周波電源からの分岐により行なっているが、フォーカスリング9とシリコンウエハ1にそれぞれ別な電源を用いることでも同様な効果が得られることは言うまでもない。しかし、その際は、電源が2式必要になりコスト増になる点と、シリコンウエハ1とフォーカスリング9間に位相差に伴う電界が作用し、シリコンウエハ1とフォーカスリング9間で異常放電を起こす場合がありうる。この位相差に伴うシリコンウエハ1とフォーカスリング9間の異常放電を抑制するために、独立電源で制御する場合には位相制御を行なう必要がでてくる場合がある。またシリコンウエハ1が設置される下部電極12とフォーカスリング9は、近接して配置されるため、寄生容量によりある程度高周波的に結合している。この傾向は周波数が高いほど強まるため、別電源で操作してもお互いの電源同士の干渉により制御が困難となる。よって、シリコンウエハ1とフォーカスリング9に印加する高周波電圧の周波数が1MHz以上の場合では、図1および図4に示す単一電源の出力を分岐し制御する方が容易である。
図5に図1に示した実施例とは別の実施の形態を示す。図5の実施例では、角度の異なる微細孔10をフォーカスリング9の周方向に複数個配置し、それぞれに電流検出手段11,35,36を配置した形態である。図5の実施例では、フォーカスリングの水平面に対して垂直な孔に対応する電流検出手段11の他に、該フォーカスリングの水平面に垂直な孔に対して±20度の角度で形成された孔からの電流を検出する電流検出手段35、36を配置した。図1の実施例では、イオンの入射角度を推定するのにフォーカスリング9に印加する電圧を変化させ、図3に示す電圧電流特性を取得する必要があったが、図5の実施の形態ではフォーカスリングに印加する電圧を変化させることなく、それぞれの電流検出手段で検出される電流比からイオンの入射角度およびその経時変化をリアルタイムで推定できる特徴がある。
本発明は、半導体装置の製造装置、特にリソグラフィー技術によって描かれたパタンをマスクに半導体材料のエッチング処理を行うプラズマエッチング装置に関する。本発明により、被加工試料であるシリコンウエハ端部での加工特性を最適化することが容易となり、またフォーカスリングの消耗等経時的シリコンウエハ端部の加工特性変化の抑制が可能となる。以上の本発明の効果により、シリコンウエハ端部での良品取得率が高まり、エッチング装置の歩留まり向上やフォーカスリングの長期使用が可能となることから消耗品コストの抑制が可能となる。
本発明の実施例1における基本構成図。 本発明におけるイオンシースの状態説明図。 本発明における電流検出でイオンシース構造の歪みを検出する原理の説明図。 本発明を搭載したエッチング装置全体の説明図。 本発明の実施の形態2の構成図。
符号の説明
1…シリコンウエハ、2…下部電極、3…静電吸着用絶縁膜、4…直流電源、5…冷媒流路、6…高周波電源、7…整合回路、8…ブロッキングコンデンサ、9…フォーカスリング、10…微細孔、11…電流検出手段、12…フォーカスリング用下部電極、13…静電吸着用絶縁膜、14…絶縁材、15…絶縁材、16…高周波電力分配手段、17…プラズマ、18…イオンシース、19…イオン、20…電流電圧変換器およびA/D変換器、21…制御部、22…低域通過フィルタ、23…絶縁カバー、24…アース電位導体板、25…上部電極、26…プラズマ生成用高周波電源、27…真空容器、28…シャワープレート、29…電磁コイル、30…位相および電力制御部、31…上部電極温度制御手段、32…下部電極温度制御手段、33…フィルタ、34…放電用高周波電力用整合器、35…+20度の傾きを持つ微細孔に対応した電流検出手段、36…−20度の傾きを持つ微細孔に対応した電流検出手段

Claims (8)

  1. 真空排気手段を有する真空容器内で原料ガスをプラズマ化し、該プラズマにより前記真空容器内に収容される被加工試料の表面処理を行うプラズマ処理装置において、
    前記被加工試料を載置する手段と、
    前記被加工試料に高周波電圧を印加する手段と、
    前記被加工試料の周辺に前記被加工試料と同心円状に配置される環状導体部材と、
    該環状導体部材に高周波電圧を印加する手段と、
    前記環状導体部材の前記被加工試料に近接する部分に設けた微細孔を介して流入する電流を検出する電流検出手段とを有する、
    ことを特徴とするプラズマ処理装置。
  2. 請求項1記載のプラズマ処理装置において、
    前記微細孔が、前記被加工試料の周辺となる位置に複数個配置され、複数の前記電流検出手段を有する
    ことを特徴とするプラズマ処理装置。
  3. 真空排気手段を有する真空容器内で原料ガスをプラズマ化し、該プラズマにより前記真空容器内に収容される被加工試料の表面処理を行うプラズマ処理装置において、
    前記被加工試料を載置する手段と、
    前記被加工試料に高周波電圧を印加する手段と、
    前記被加工試料の周辺に前記被加工試料と同心円状に配置される環状導体部材と、
    該環状導体部材に高周波電圧を印加する手段と、
    前記環状導体部材の前記被加工試料に近接する部分に設けた微細孔を介して流入する電流を検出する電流検出手段と、
    該電流検出手段での検出結果に応じて前記環状導体部材に印加する高周波電圧を制御する制御部を有する
    ことを特徴とするプラズマ処理装置。
  4. 請求項3記載のプラズマ処理装置において、
    前記制御部は、該電流検出手段で検出される電流量が常に最大値付近となるように前記環状導体部材に印加する高周波電圧を制御する
    ことを特徴とするプラズマ処理装置。
  5. 請求項3記載のプラズマ処理装置において、
    前記電流検出手段を複数個設け、
    前記制御部は、該複数個の電流検出手段にて検出される電流量を統計的に判断し、前記環状導体部材に印加する高周波電圧を制御する
    ことを特徴とするプラズマ処理装置。
  6. 請求項1または請求項3に記載のプラズマ処理装置において、
    前記環状導体部材に施す微細孔中心位置が、前記被加工試料を載置した際、被加工試料端部から10mm以内である
    ことを特徴とするプラズマ処理装置。
  7. 請求項1または請求項3に記載のプラズマ処理装置において、
    前記環状導体部材に施す微細孔の孔径が0.1mm以上2mm以下であり、かつ微細孔表面から電流検出手段までの距離に相当する該微細孔の深さが1mm以上20mm以下であって、これらのアスペクト比を5〜50とした
    ことを特徴とするプラズマ処理装置。
  8. 請求項3記載のプラズマ処理装置において、
    前記環状導体部材に印加する高周波電圧を前記被加工試料に印加する高周波電源の出力から可変容量コンデンサを介して分岐接続し、該コンデンサの容量を変化させることで該環状導体部材に印加する高周波電圧を制御する
    ことを特徴とするプラズマ処理装置。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012015147A2 (ko) * 2010-07-30 2012-02-02 주식회사 플라즈마트 Rf 전력 분배 장치 및 rf 전력 분배 방법
JP2012523123A (ja) * 2009-04-03 2012-09-27 バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド プラズマシース工学を利用した、向上したエッチングおよび堆積プロフィール制御
JP2017503314A (ja) * 2013-12-17 2017-01-26 東京エレクトロン株式会社 プラズマ密度を制御するシステムおよび方法
KR101754562B1 (ko) * 2015-12-16 2017-07-06 세메스 주식회사 플라즈마 발생 장치, 그를 포함하는 기판 처리 장치, 및 그 제어 방법
JP2018125519A (ja) * 2017-02-01 2018-08-09 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated エッジ均一性制御のための調整可能な延長電極
JP2018206989A (ja) * 2017-06-06 2018-12-27 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置、プラズマ制御方法、及びプラズマ制御プログラム
KR20190004231A (ko) * 2017-07-03 2019-01-11 어드밴스드 마이크로 패브리케이션 이큅먼트 인코퍼레이티드, 상하이 저주파 rf 전력의 분포 조절 기능을 갖는 플라즈마 반응기 및 이에 적용되는 방법
KR20190031110A (ko) 2017-09-15 2019-03-25 가부시끼가이샤 도시바 샤워 헤드, 처리 장치 및 샤워 플레이트
JP2019192726A (ja) * 2018-04-23 2019-10-31 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法
JP2020205444A (ja) * 2018-10-10 2020-12-24 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及び制御方法
US11574798B2 (en) 2018-10-10 2023-02-07 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and control method

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9117767B2 (en) * 2011-07-21 2015-08-25 Lam Research Corporation Negative ion control for dielectric etch
US10553411B2 (en) * 2015-09-10 2020-02-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Ion collector for use in plasma systems
GB201608926D0 (en) 2016-05-20 2016-07-06 Spts Technologies Ltd Method for plasma etching a workpiece
JP2018006299A (ja) 2016-07-08 2018-01-11 東芝メモリ株式会社 プラズマ処理装置用処理対象支持台、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US10665433B2 (en) * 2016-09-19 2020-05-26 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Extreme edge uniformity control
JP6869034B2 (ja) * 2017-01-17 2021-05-12 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
CN106698324B (zh) * 2017-01-24 2018-06-12 东南大学 基于硅基悬臂梁t型结直接加热式毫米波信号检测仪器
CN107523831B (zh) * 2017-09-30 2019-01-18 江阴康强电子有限公司 粗化浸镀子槽
KR102006891B1 (ko) 2018-05-29 2019-08-02 삼성중공업 주식회사 선박 계류장치
CN111383895B (zh) * 2018-12-29 2022-04-08 江苏鲁汶仪器有限公司 一种等离子体刻蚀设备及其鞘层电压的测量方法
US11955314B2 (en) * 2019-01-09 2024-04-09 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
JP2020155489A (ja) * 2019-03-18 2020-09-24 キオクシア株式会社 半導体製造装置および半導体装置の製造方法
KR20220000817A (ko) * 2020-06-26 2022-01-04 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 장치
CN112259452B (zh) * 2020-10-21 2023-04-07 上海华力集成电路制造有限公司 等离子体干法刻蚀工艺的控制方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH034528A (ja) * 1989-06-01 1991-01-10 Tokyo Electron Ltd プラズマエッチング装置
JP2000268993A (ja) * 1999-03-15 2000-09-29 Toshiba Corp プラズマ計測用プローブ,プラズマ計測装置及びプラズマ生成装置
JP2001057363A (ja) * 1999-08-19 2001-02-27 Hitachi Ltd プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP2002222798A (ja) * 2001-01-25 2002-08-09 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
JP2005203489A (ja) * 2004-01-14 2005-07-28 Hitachi High-Technologies Corp プラズマエッチング装置及び方法
JP2010515268A (ja) * 2006-12-28 2010-05-06 バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド プラズマイオン注入で改良シールドリングを利用する技術

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3670172A (en) * 1970-04-20 1972-06-13 Advanced Research Instr System Charged particle generating and utilizing
US6300643B1 (en) * 1998-08-03 2001-10-09 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Dose monitor for plasma doping system
JP2001185542A (ja) * 1999-12-27 2001-07-06 Hitachi Ltd プラズマ処理装置及びそれを用いたプラズマ処理方法
JP2003077793A (ja) * 2001-08-31 2003-03-14 Nikon Corp ファラデーカップ及びそれを有する露光装置
KR101007822B1 (ko) * 2003-07-14 2011-01-13 주성엔지니어링(주) 혼합형 플라즈마 발생 장치
US7379189B2 (en) * 2005-02-08 2008-05-27 Tokyo Electron Limited Temperature/thickness measuring apparatus, temperature/thickness measuring method, temperature/thickness measuring system, control system and control method
KR100642641B1 (ko) * 2005-03-11 2006-11-10 삼성전자주식회사 중성빔 각도분포 측정 장치
JP2006319043A (ja) * 2005-05-11 2006-11-24 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置
US7675730B2 (en) * 2007-06-25 2010-03-09 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Techniques for detecting wafer charging in a plasma processing system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH034528A (ja) * 1989-06-01 1991-01-10 Tokyo Electron Ltd プラズマエッチング装置
JP2000268993A (ja) * 1999-03-15 2000-09-29 Toshiba Corp プラズマ計測用プローブ,プラズマ計測装置及びプラズマ生成装置
JP2001057363A (ja) * 1999-08-19 2001-02-27 Hitachi Ltd プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP2002222798A (ja) * 2001-01-25 2002-08-09 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
JP2005203489A (ja) * 2004-01-14 2005-07-28 Hitachi High-Technologies Corp プラズマエッチング装置及び方法
JP2010515268A (ja) * 2006-12-28 2010-05-06 バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド プラズマイオン注入で改良シールドリングを利用する技術

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012523123A (ja) * 2009-04-03 2012-09-27 バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド プラズマシース工学を利用した、向上したエッチングおよび堆積プロフィール制御
WO2012015147A3 (ko) * 2010-07-30 2012-03-22 주식회사 플라즈마트 Rf 전력 분배 장치 및 rf 전력 분배 방법
US9736919B2 (en) 2010-07-30 2017-08-15 Plasmart, Inc. RF power distribution device and RF power distribution method
WO2012015147A2 (ko) * 2010-07-30 2012-02-02 주식회사 플라즈마트 Rf 전력 분배 장치 및 rf 전력 분배 방법
JP2017503314A (ja) * 2013-12-17 2017-01-26 東京エレクトロン株式会社 プラズマ密度を制御するシステムおよび方法
KR101754562B1 (ko) * 2015-12-16 2017-07-06 세메스 주식회사 플라즈마 발생 장치, 그를 포함하는 기판 처리 장치, 및 그 제어 방법
JP7206028B2 (ja) 2017-02-01 2023-01-17 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド エッジ均一性制御のための調整可能な延長電極
JP2018125519A (ja) * 2017-02-01 2018-08-09 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated エッジ均一性制御のための調整可能な延長電極
JP2018206989A (ja) * 2017-06-06 2018-12-27 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置、プラズマ制御方法、及びプラズマ制御プログラム
KR20190004231A (ko) * 2017-07-03 2019-01-11 어드밴스드 마이크로 패브리케이션 이큅먼트 인코퍼레이티드, 상하이 저주파 rf 전력의 분포 조절 기능을 갖는 플라즈마 반응기 및 이에 적용되는 방법
KR102045484B1 (ko) * 2017-07-03 2019-11-15 어드밴스드 마이크로 패브리케이션 이큅먼트 인코퍼레이티드. 차이나 저주파 rf 전력의 분포 조절 기능을 갖는 플라즈마 반응기 및 이에 적용되는 방법
US10837113B2 (en) 2017-09-15 2020-11-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Shower head, processing apparatus, and shower plate
KR20190031110A (ko) 2017-09-15 2019-03-25 가부시끼가이샤 도시바 샤워 헤드, 처리 장치 및 샤워 플레이트
JP2019192726A (ja) * 2018-04-23 2019-10-31 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法
JP2020205444A (ja) * 2018-10-10 2020-12-24 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及び制御方法
JP7000521B2 (ja) 2018-10-10 2022-01-19 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及び制御方法
US11574798B2 (en) 2018-10-10 2023-02-07 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and control method
US11830704B2 (en) 2018-10-10 2023-11-28 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and control method

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