JP2010171320A - プラズマエッチング方法、プラズマエッチング装置および記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プラズマエッチングによりエッチング対象膜にホールを形成するにあたり、プラズマ生成用高周波電力印加ユニットをオンにして処理容器内にプラズマを生成し、かつ直流電源から負の直流電圧を上部電極に印加する第1条件と、プラズマ生成用高周波電力印加ユニットをオフにして処理容器内のプラズマを消滅させ、かつ直流電源から負の直流電圧を上部電極に印加する第2条件とを交互に繰り返し、第1条件によりプラズマ中の正イオンによりエッチングを進行させ、第2条件により負イオンを生成し、直流電圧により負イオンを前記ホール内に供給することによりホール内の正電荷を中和する。
【選択図】図6
Description
また、このようなプラズマエッチング方法を実行させるプログラムが記憶された記憶媒体を提供することを目的とする。
図1は、本発明のプラズマエッチング方法を実施することが可能なプラズマエッチング装置を示す概略断面図である。
第1の高周波電源48をオンにしてプラズマを生成している際には、上部電極34に負の直流電圧を印加することにより、プラズマ中の正イオンが上部電極34に衝突して二次電子を生成し、その二次電子が鉛直方向下方に加速されるが、バイアス印加用の第2の高周波電源90の出力が第1の出力の場合には、図10の(a)に示すように、下部電極であるサセプタ16上に厚いプラズマシースSが形成されているため、このプラズマシースSが二次電子の障壁となってコンタクトホール123内にほとんど到達しない。これに対し、バイアス印加用の第2の高周波電源90の出力が0またはより低い第2の出力の場合には、図10の(b)に示すように、プラズマシースSを薄くすることができ、二次電子の障壁が小さいので、上部電極34に印加された直流電圧によって鉛直方向下方に加速された二次電子をコンタクトホール123内に有効に到達させることができ、コンタクトホール123内の正の電荷を中和することができる。したがって、これによっても上記第1の高周波電源48をオン・オフする効果をより高めることができる。
16…サセプタ(下部電極)
34…上部電極
46、46′…第1の整合器
48、48′…第1の高周波電源
50…可変直流電源
66…処理ガス供給源
84…排気装置
88…第2の整合器
90…第2の高周波電源
95…RF制御器
100…制御部
102…記憶部
W…半導体ウエハ(被処理基板)
Claims (13)
- 被処理体が収容され、内部が真空排気可能な処理容器と、前記処理容器内に配置され、被処理体の載置台として機能する下部電極と、前記下部電極に対向するように前記処理容器内に配置された上部電極と、前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給ユニットと、前記上部電極または下部電極の少なくとも一方にプラズマ生成用の高周波電力を印加するプラズマ生成用高周波電力印加ユニットと、前記上部電極に負の直流電圧を印加する直流電源とを具備するプラズマエッチング装置を用いて、エッチング対象膜にホールを形成するプラズマエッチング方法であって、
前記プラズマ生成用高周波電力印加ユニットをオンにして前記処理容器内にプラズマを生成し、かつ前記直流電源から負の直流電圧を前記上部電極に印加する第1条件と、前記プラズマ生成用高周波電力印加ユニットをオフにして前記処理容器内のプラズマを消滅させ、かつ前記直流電源から負の直流電圧を前記上部電極に印加する第2条件とを交互に繰り返し、
前記第1条件によりプラズマ中の正イオンによりエッチングを進行させ、前記第2条件により負イオンを生成し、前記直流電圧により負イオンを前記ホール内に供給することにより前記ホール内の正電荷を中和することを特徴とするプラズマエッチング方法。 - 前記プラズマエッチング装置は、前記下部電極にバイアス印加用の高周波電力を印加するバイアス印加用高周波電力供給ユニットをさらに具備し、
前記プラズマ生成用高周波電力印加ユニットのオン・オフに同期して前記バイアス印加用高周波電力供給ユニットの出力を変化させ、前記プラズマ生成用高周波電力印加ユニットをオフにしてプラズマが消滅している間に、前記バイアス印加用高周波電力供給ユニットをオフまたは第1の出力よりも低い出力である第2の出力にする期間を設けることを特徴とする請求項1に記載のプラズマエッチング方法。 - 前記プラズマ生成用高周波電力印加ユニットをオンにしてプラズマが生成している間に、前記バイアス印加用高周波電力供給ユニットをオフまたは第1の出力よりも低い出力である第2の出力にする期間を設けることを特徴とする請求項2に記載のプラズマエッチング方法。
- 被処理体が収容され、内部が真空排気可能な処理容器と、前記処理容器内に配置され、被処理体の載置台として機能する下部電極と、前記下部電極に対向するように前記処理容器内に配置された上部電極と、前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給ユニットと、前記上部電極または下部電極の少なくとも一方にプラズマ生成用の高周波電力を印加するプラズマ生成用高周波電力印加ユニットと、前記上部電極に負の直流電圧を印加する直流電源とを具備するプラズマエッチング装置を用いて、エッチング対象膜にホールを形成するプラズマエッチング方法であって、
前記プラズマ生成用高周波電力印加ユニットから高周波電力を連続的に供給して前記処理容器内にプラズマを生成し、かつ前記直流電源から負の直流電圧を前記上部電極に印加する第1段階を行い、
その後、前記プラズマ生成用高周波電力印加ユニットをオンにして前記処理容器内にプラズマを生成し、かつ前記直流電源から負の直流電圧を前記上部電極に印加する第1条件と、前記プラズマ生成用高周波電力印加ユニットをオフにして前記処理容器内のプラズマを消滅させ、かつ前記直流電源から負の直流電圧を前記上部電極に印加する第2条件とを交互に繰り返す第2段階を行い、
前記第2段階において、前記第1条件によりプラズマ中の正イオンによりエッチングを進行させ、前記第2条件により負イオンを生成し、前記直流電圧により負イオンを前記ホール内に供給することにより前記ホール内の正電荷を中和することを特徴とするプラズマエッチング方法。 - 前記プラズマエッチング装置は、前記下部電極にバイアス印加用の高周波電力を印加するバイアス印加用高周波電力供給ユニットをさらに具備し、
前記第1段階において、前記バイアス印加用高周波電力供給ユニットから連続的に第1の出力でバイアスを印加し、
前記第2段階において、前記プラズマ生成用高周波電力印加ユニットのオン・オフに同期して前記バイアス印加用高周波電力供給ユニットの出力を変化させ、前記プラズマ生成用高周波電力印加ユニットをオフにしてプラズマが消滅している間に、前記バイアス印加用高周波電力供給ユニットをオフまたは第1の出力よりも低い出力である第2の出力にする期間を設けることを特徴とする請求項4に記載のプラズマエッチング方法。 - 前記第2段階において、前記プラズマ生成用高周波電力印加ユニットをオンにしてプラズマが生成している間に、前記バイアス印加用高周波電力供給ユニットをオフまたは第1の出力よりも低い出力である第2の出力にする期間を設けることを特徴とする請求項5に記載のプラズマエッチング方法。
- 前記第2条件の1回の時間が10μsec以上、50μsec以下であることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のプラズマエッチング方法。
- 前記第1の条件と前記第2条件との繰り返しは、パルス状で行われることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のプラズマエッチング方法。
- 前記被処理体のエッチング対象膜が絶縁膜であることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のプラズマエッチング方法。
- 被処理体が収容され、内部が真空排気可能な処理容器と、
前記処理容器内に配置され、被処理体の載置台として機能する下部電極と、
前記下部電極に対向するように前記処理容器内に配置された上部電極と、
前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給ユニットと、
前記上部電極または下部電極の少なくとも一方にプラズマ生成用の高周波電力を印加するプラズマ生成用高周波電力印加ユニットと、
前記上部電極に負の直流電圧を印加する直流電源と、
前記プラズマ生成用の高周波電力印加ユニットを制御する制御部と
を具備し、
前記制御部は、
前記プラズマ生成用高周波電力印加ユニットをオンにして前記処理容器内にプラズマを生成し、かつ前記直流電源から負の直流電圧を前記上部電極に印加する第1条件と、前記プラズマ生成用高周波電力印加ユニットをオフにして前記処理容器内のプラズマを消滅させ、かつ前記直流電源から負の直流電圧を前記上部電極に印加する第2条件とを交互に繰り返すことを含むように制御し、
その際に、前記第1条件によりプラズマ中の正イオンによりエッチングを進行させ、前記第2条件により負イオンを生成し、前記直流電圧により負イオンを前記ホール内に供給することにより前記ホール内の正電荷を中和させることを特徴とするプラズマエッチング装置。 - 前記下部電極にバイアス印加用の高周波電力を印加するバイアス印加用高周波電力供給ユニットをさらに具備し、
前記制御部は、前記プラズマ生成用高周波電力印加ユニットのオン・オフに同期して前記バイアス印加用高周波電力供給ユニットの出力を変化させ、前記プラズマ生成用高周波電力印加ユニットをオフにしてプラズマが消滅している間に、前記バイアス印加用高周波電力供給ユニットをオフまたは第1の出力よりも低い出力である第2の出力にする期間を設けることを特徴とする請求項10に記載のプラズマエッチング装置。 - 前記制御部は、前記プラズマ生成用高周波電力印加ユニットをオンにしてプラズマが生成している間に、前記バイアス印加用高周波電力供給ユニットをオフまたは第1の出力よりも低い出力である第2の出力にする期間を設けることを特徴とする請求項11に記載のプラズマエッチング装置。
- 被処理体が収容され、内部が真空排気可能な処理容器と、前記処理容器内に配置され、被処理体の載置台として機能する下部電極と、前記下部電極に対向するように前記処理容器内に配置された上部電極と、前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給ユニットと、前記上部電極または下部電極の少なくとも一方にプラズマ生成用の高周波電力を印加するプラズマ生成用高周波電力印加ユニットと、前記上部電極に負の直流電圧を印加する直流電源とを具備するプラズマエッチング装置を制御するための、コンピュータ上で動作するプログラムが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、
前記プログラムは、実行時に、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載のプラズマエッチング方法が行われるように、コンピュータに前記プラズマエッチング装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体。
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