JP2015185714A - Plasma processing apparatus and plasma processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a plasma processing apparatus and a plasma processing method.
電子部品などの製造において、プラズマエッチングなどによる加工が行われる。制御性良く処理を行うことが求められている。 In the manufacture of electronic parts, processing by plasma etching or the like is performed. There is a demand for processing with good controllability.
本発明の実施形態は、制御性の高いプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を提供する。 Embodiments of the present invention provide a plasma processing apparatus and a plasma processing method with high controllability.
本発明の実施形態によれば、処理室と、第1電極と、第1電源部と、第2電極と、第2電源部と、検出部と、処理部と、を含むプラズマ処理装置が提供される。前記第1電源部は、前記第1電極に高周波電力を供給して前記処理室内にプラズマを発生させる。前記第2電極は、前記処理室内に設けられ、前記プラズマと前記第2電極との間に被処理体が配置される。前記第2電源部は、バイアス電圧を前記第2電極に印加する。前記バイアス電圧は、複数の第1期間において第1電圧であり、それぞれが前記複数の第1期間の間に設けられる複数の第2期間において前記第1電圧よりも低い第2電圧である。前記検出部は、前記プラズマが照射された前記被処理体から放出される光を前記複数の第1期間と前記複数の第2期間において検出する。前記処理部は、前記検出部で前記複数の第1期間に検出された結果と、前記検出部で前記複数の第2期間に検出された結果と、に基づいて、前記被処理体の変化を推定する。 According to an embodiment of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus including a processing chamber, a first electrode, a first power supply unit, a second electrode, a second power supply unit, a detection unit, and a processing unit. Is done. The first power supply unit supplies high frequency power to the first electrode to generate plasma in the processing chamber. The second electrode is provided in the processing chamber, and an object to be processed is disposed between the plasma and the second electrode. The second power supply unit applies a bias voltage to the second electrode. The bias voltage is a first voltage in a plurality of first periods, and is a second voltage lower than the first voltage in each of a plurality of second periods provided between the plurality of first periods. The detection unit detects light emitted from the target object irradiated with the plasma in the plurality of first periods and the plurality of second periods. The processing unit performs a change in the object to be processed based on a result detected in the plurality of first periods by the detection unit and a result detected in the plurality of second periods by the detection unit. presume.
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the size ratio between the parts, and the like are not necessarily the same as actual ones. Further, even when the same part is represented, the dimensions and ratios may be represented differently depending on the drawings.
Note that, in the present specification and each drawing, the same elements as those described above with reference to the previous drawings are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted as appropriate.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るプラズマ処理装置を例示する模式図である。
図1に表したように、実施形態に係るプラズマ処理装置110には、処理室10と、第1電極11と、第1電源部11pと、第2電極12と、第2電源部12pと、検出部20と、処理部30と、が設けられている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic view illustrating a plasma processing apparatus according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1, the
処理室10は、被処理体70を収容する。被処理体70として、例えば、半導体ウェーハなどが用いられる。被処理体70は、例えば、シリコン(Si)、酸素(O)、窒素(N)、ガリウム(Ga)、砒素(As)、リン(P)、ホウ素(B)、タングステン(W)、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、インジウム(In)、ハフニウム(Hf)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)、チタン(Ti)及びタンタル(Ta)の少なくともいずれかを含む。
The
処理室10には、反応気体80が導入される。例えば、導入口10iが設けられている。導入口10iを介して反応気体80が処理室10内に導入される。反応気体80として、例えば、HBr、Cl2、SiCl4、BCl3、CH4、CH3F、CH2F2、CHF3、CF4、NF3、O2、N2、Ar及びHeの少なくともいずれかが用いられる。
A
例えば、処理室10の内側及び外側のいずれかに第1電極11が設けられる。この例では、ICPコイルが用いられている。
For example, the
第1電源部11pは、第1電極11に高周波電力を供給する。第1電源部11pは、高周波電力が供給された第1電極11に、処理室10の中にプラズマ80pが発生させる。例えば、反応気体80から電子80e、イオン80i及びラジカル80rが生じる。
The first
被処理体70にプラズマ80pが照射されたとき、被処理体70と、イオン80iやラジカル80rが反応し、エッチング生成物80epが放出される。その際、プラズマ80p中でエッチング生成物80epと電子80eが衝突することで、光70lが放出される。
When the object to be processed 70 is irradiated with the
処理室10の中には、第2電極12が設けられる。プラズマ80pと第2電極12との間に、被処理体70が配置される。第2電源部12pは、第2電極12にバイアス電圧を印加する。この例では、バイアス電圧は、例えば、パルス状である。バイアス電圧については、後述する。
A
検出部20は、エッチング生成物80epと電子80eが衝突することで発生する光70lを検出する。検出部20には、発光プローブなどが用いられる。検出部20は、例えば200ナノメートル(nm)以上900nm以下の波長の光を検出する。
The
処理部30は、検出部20で検出した結果を入手し、その結果を処理する。この例では、処理部30に、第1蓄積部31と、第2蓄積部32と、演算部35と、を設けられている。第1蓄積部31は、例えば、第1データロガーである。第2蓄積部32は、第2データロガーである。これらの蓄積部は、データを蓄積(記憶)する。演算部35は、データを処理する。処理部30(演算部35)には、例えば、コンピュータ(処理チップ)が用いられる。
The
処理部30は、第1電源部11p及び第2電源部12pの少なくともいずれかを制御しても良い。
The
図2(a)〜図2(d)は、プラズマ処理装置の特性を例示する模式図である。
図2(a)は、第2電源部12pから第2電極12に供給される電圧を例示している。説明を簡単にするために、第2電源部12pから第2電極12に供給される電力の代わりに、電圧を用いて説明する。図2(b)は、プラズマ処理装置110において、被処理体70から放出される光70lを例示している。これらの図の横軸は、時間tsである。図2(a)の縦軸は、電圧Vpである。図2(b)の縦軸は、光の強度Intである。
FIG. 2A to FIG. 2D are schematic views illustrating characteristics of the plasma processing apparatus.
FIG. 2A illustrates the voltage supplied to the
図2(a)に表したように、第2電源部12pは、第1期間tm1において、第2電極12に第1電圧V1を印加する。第2電源部12pは、第2期間tm2において、第2電極12に第2電圧V2を印加する。
As shown in FIG. 2A, the second
図2(b)に表したように、第1期間tm1と第2期間tm2において、光70lの強度Intは、周期的に変動している。 As shown in FIG. 2B, in the first period tm1 and the second period tm2, the intensity Int of the light 70l varies periodically.
図2(c)は、参考例のプラズマ処理装置における第2電源部12pの電圧Vpを例示している。図2(d)は、参考例のプラズマ処理装置において、エッチング生成物80epと電子80eとが衝突することで発生する光70lを例示している。
FIG. 2C illustrates the voltage Vp of the second
図2(c)に表したように、参考例においては、第1期間tm1と第2期間tm2において、電圧Vpは一定である。図2(d)に表したように、第1期間tm1と第2期間tm2において、光70lの強度において、周期的な変化はない。 As shown in FIG. 2C, in the reference example, the voltage Vp is constant in the first period tm1 and the second period tm2. As shown in FIG. 2D, there is no periodic change in the intensity of the light 70l in the first period tm1 and the second period tm2.
このように、第2電源部12pに印加される電圧が、第1期間tm1と第2期間tm2との間に変動する場合には、光70lの強度が変動する。そのため、プラズマ80pが照射された被処理体70から放出されるエッチング生成物80epと電子80eとが衝突することで発生する光70lに基づいて、被処理体70の変化を推定することが困難である。
As described above, when the voltage applied to the second
このとき、本実施形態に係るプラズマ処理装置110は、検出部20で第1期間tm1に検出された結果と、検出部20で第2期間tm2に検出された結果と、に基づいて、被処理体70の変化を推定する。
At this time, the
これにより、実施形態に係るプラズマ処理装置110は、制御性の高いプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を提供することが可能となる。
Thereby, the
例えば、第1蓄積部31は、検出部20で複数の第1期間tm1に検出された結果を蓄積する。第2蓄積部32は、検出部20で複数の第2期間tm2に検出された結果を蓄積する。演算部35は、第1蓄積部31に蓄積された結果と、第2蓄積部32に蓄積された結果と、を入手して、被処理体70の変化を推定する。
For example, the
処理部30は、例えば、被処理体70の処理が完了したと推定したときに、第1電源部11p及び第2電源部12pの少なくともいずれかの動作を終了させる。
For example, when it is estimated that the processing of the
第1期間tm1の長さをT1とする。第2期間tm2の長さをT2とする。T1及びT2のそれぞれの単位は互いに同じである。例えば、単位は、ミリ秒である。 The length of the first period tm1 is T1. The length of the second period tm2 is T2. The units of T1 and T2 are the same as each other. For example, the unit is milliseconds.
複数の第1期間tm1に検出された光(第1光70la)の強度をP1とする。複数の第2期間tm2に検出された光(第2光70lb)の強度をP2とする。P1とP2のそれぞれの単位は互いに同じである。このとき、処理部30は、強度P1と、強度P2と、基づいて、処理値P3を導出する。処理値P3は、以下の(1)式で与えられる。
The intensity of the light (first light 70la) detected in the plurality of first periods tm1 is P1. The intensity of the light (second light 70 lb) detected in the plurality of second periods tm2 is P2. The units of P1 and P2 are the same as each other. At this time, the
P3 = P1 − P2 × (T1/T2) …(1)
処理部30は、処理値P3、すなわち、{P1−P2(×T1/T2)}に応じた値に基づいて、例えば、被処理体70の変化を推定する。
P3 = P1−P2 × (T1 / T2) (1)
The
図3は、第1の実施形態に係るプラズマ処理装置の特性を例示する模式図である。
横軸は時間tsであり、縦軸は光の強度Intである。
図3に表したように、第1光70laの強度P1は、第2光70lbの強度P2よりも高い。これらの強度は、時間tsの経過と共に低下する。処理値P3は、強度P1と強度P2との間である。処理値P3は、時間tsの経過に伴い、低下する。例えば、処理値P3を観測することで、プラズマ80pが照射された被処理体70の変化を推定できる。例えば、処理値P3に対して、しきい値を設ける。しきい値と処理値P3との比較により、例えば、被処理体70における処理(例えばエッチング)が終了したかどうかを検出できる。
FIG. 3 is a schematic view illustrating characteristics of the plasma processing apparatus according to the first embodiment.
The horizontal axis represents time ts, and the vertical axis represents light intensity Int.
As shown in FIG. 3, the intensity P1 of the first light 70la is higher than the intensity P2 of the second light 70lb. These intensities decrease with the passage of time ts. The processing value P3 is between the intensity P1 and the intensity P2. The processing value P3 decreases with the passage of time ts. For example, by observing the processing value P3, it is possible to estimate a change in the
実施形態において、第1期間tm1のそれぞれの長さは、例えば、1ミリ秒以上10ミリ秒以下である。複数の第2期間tm2のそれぞれは、例えば、1ミリ秒以上10ミリ秒以下である。複数の第1期間tm1のそれぞれの長さは、例えば、複数の第2期間tm2のそれぞれの長さの0.1倍以上10倍以下である。第2電圧V2は、例えば、第1電圧V1よりも低い。第2電圧V2は、例えば、第1電圧V1の絶対値の1/10以下である。 In the embodiment, each length of the first period tm1 is, for example, not less than 1 millisecond and not more than 10 milliseconds. Each of the plurality of second periods tm2 is, for example, not less than 1 millisecond and not more than 10 milliseconds. Each length of the plurality of first periods tm1 is, for example, not less than 0.1 times and not more than 10 times the length of each of the plurality of second periods tm2. For example, the second voltage V2 is lower than the first voltage V1. The second voltage V2 is, for example, 1/10 or less of the absolute value of the first voltage V1.
図4は、第1の実施形態に係るプラズマ処理装置の動作を例示するフローチャート図である。
図4に表したように、プラズマ処理装置110においては、複数の第1期間tm1と、複数の第2期間tm2において、光を検出する(ステップS110)。この動作は、例えば、検出部20で実施される。
FIG. 4 is a flowchart illustrating the operation of the plasma processing apparatus according to the first embodiment.
As shown in FIG. 4, in the
検出部20で複数の第1期間tm1に検出された結果と、検出部20で複数の第2期間tm2に検出された結果と、に基づいて、被処理体70の変化を推定する(ステップS120)。この動作は、例えば、処理部30で実施される。
Based on the results detected by the
処理部30の推定結果より、被処理体70へのプラズマ処理を終了するか判定する(ステップS130)。この動作は、例えば、処理部30で実施される。処理部30が終了すると判定した場合には、被処理体70へのプラズマ処理が終了する。処理部30が終了しないと判定した場合には、ステップS110が実施される。
It is determined from the estimation result of the
例えば、実施形態に係るプラズマエッチング装置は、プラズマ処理室と、パルスバイアス電源と、発光プローブと、データロガーと、終点検知器と、を含む。プラズマ処理室にエッチングガスが導入され、絶縁プレートと電極との間に、高周波電力が供給される。プラズマ80pを発生させる。プラズマ80pにより半導体記憶装置をエッチングする。パルスバイアス電源は、高周波電力をパルス状に変調させて印加する。発光プローブは、プラズマ80p中の発光信号を検出する。データロガーは、パルス変調波の周波数に同調して、ON/OFF状態のそれぞれの発光信号を分離して検出する。終点検知器は、ON/OFF状態のそれぞれの発光信号の値を処理(例えば、加算、減算、乗算、及び除算の少なくともいずれか)を行う。そして、得られた値から、例えば、エッチング終点を検出する。
For example, the plasma etching apparatus according to the embodiment includes a plasma processing chamber, a pulse bias power source, a light emitting probe, a data logger, and an end point detector. An etching gas is introduced into the plasma processing chamber, and high frequency power is supplied between the insulating plate and the electrode.
例えば、半導体記憶装置のプラズマエッチング工程では、例えば、加工装置のエッチング量の変動を抑制するために、プラズマ80p中の発光からラジカルの種類や密度を測定が測定される。この結果に基づいて、エッチング終点を捉える。すなわち、終点検知が行われる。
For example, in the plasma etching process of the semiconductor memory device, for example, in order to suppress fluctuations in the etching amount of the processing apparatus, measurement of the type and density of radicals is measured from light emission in the
例えば、半導体記憶装置は微細化が進み、ゲート電極加工工程では高アスペクト加工を可能にするため、バイアスパルス方式のプラズマエッチングが行われている。例えば、被エッチング物(加工体、被処理体)を保持した電極にパルス変調波を印加する。この手法において、パルス印加により、供給電力のON・OFF状態が繰り返される。これにより、イオンによるエッチングステップと、ラジカルによる保護膜形成ステップと、が交互に生じす。これにより、例えば、高アスペクトの加工が可能になる。 For example, semiconductor memory devices are being miniaturized, and bias pulse plasma etching is performed in the gate electrode processing step to enable high aspect processing. For example, a pulse-modulated wave is applied to an electrode holding an object to be etched (processed body, object to be processed). In this method, ON / OFF states of supplied power are repeated by applying a pulse. Thereby, an etching step using ions and a protective film forming step using radicals occur alternately. Thereby, for example, high aspect processing becomes possible.
一方、この方法においては、ON・OFF状態を繰り返す供給電力の影響を受け、エッチングに伴う発光量が変動する。そのため、エッチング終点を的確に捉えることが難しい。 On the other hand, in this method, the amount of light emission accompanying the etching varies due to the influence of the supplied power that repeatedly turns on and off. For this reason, it is difficult to accurately grasp the etching end point.
本実施形態は、例えば、バイアスパルス方式のプラズマエッチングにおいて、パルス変調波の周期に連動して、ON・OFF状態の発光信号を別々に抽出する。抽出した信号成分に処理(例えば算術処理)を行う。算術処理の結果から得られる値の変化に基づいて終点を検出する。これにより、エッチングの終点を高精度に検出する。 In the present embodiment, for example, in the bias pulse type plasma etching, light emission signals in ON / OFF states are separately extracted in conjunction with the period of the pulse modulation wave. Processing (for example, arithmetic processing) is performed on the extracted signal component. The end point is detected based on a change in value obtained from the result of the arithmetic processing. Thereby, the end point of etching is detected with high accuracy.
例えば、バイアスパルス方式のプラズマエッチングでは、エッチングに起因するON状態の期間が、バイアスが一定の加工方式に比べて相対的に短くなる。これにより、発光強度やS/N比が低下してしまう。そのため、発光量が所望の値を下回った時をトリガーとして、エッチング終点の検出する方法を、バイアスパルス方式の終点検知に用いると、適正な終点検知ができない可能性がある。すなわち、例えば、ウェーハ上に膜が残る。例えば、過剰なエッチングが行われる。 For example, in the bias pulse type plasma etching, the ON-state period resulting from the etching is relatively shorter than that in a processing method with a constant bias. Thereby, light emission intensity and S / N ratio will fall. For this reason, if the method of detecting the etching end point is used for the end point detection of the bias pulse method using the time when the light emission amount falls below a desired value as a trigger, there is a possibility that proper end point detection cannot be performed. That is, for example, a film remains on the wafer. For example, excessive etching is performed.
本実施形態に係るプラズマ処理装置において、例えば、パルスバイアス電源からプラズマ処理装置の電極に印加されたパルス変調波の周期に追従して、ON/OFF状態の発光信号を第1データロガーと、第2データロガーと、で別々に測定し、処理部(例えば終点検出器)にて算術処理をすることでエッチングに起因する信号を分離し、エッチング終点を検知する。 In the plasma processing apparatus according to the present embodiment, for example, following the period of a pulse-modulated wave applied from the pulse bias power source to the electrode of the plasma processing apparatus, the light emission signal in the ON / OFF state is converted into the first data logger and the first data logger. Separately measured by two data loggers, arithmetic processing is performed by a processing unit (for example, an end point detector) to separate signals resulting from etching, and an etching end point is detected.
本実施形態は、例えば、プラズマ処理室と、絶縁プレートと、ICPコイルと、電極と、バイアスパルス電源と、発光プローブと、第1データロガーと、第2データロガーと、終点検知器と、を含む。プラズマ処理室にエッチングガスを入れ、絶縁プレートと電極間にICPコイルを介して高周波電力を供給することでプラズマ80pを発生させる。この際、パルスバイアス電源から高周波電力のパルス変調波を電極に供給する。ここでは、エッチング対象は基板である。プラズマ処理室にエッチングガスを入れ、絶縁プレートと電極間にICPコイルを介して高周波電力を供給することでプラズマ80pを発生させる。この際、パルスバイアス電源から高周波電力のパルス変調波を電極に供給する。
The present embodiment includes, for example, a plasma processing chamber, an insulating plate, an ICP coil, an electrode, a bias pulse power supply, a light emitting probe, a first data logger, a second data logger, and an end point detector. Including. An etching gas is introduced into the plasma processing chamber, and
発光プローブによりON/OFF状態の発光信号を検出し、パルス変調波の周波数に同調して、第1データロガー及び第2データロガーでON状態、OFF状態の信号を別々に測定する。 The light emission signal in the ON / OFF state is detected by the light emission probe, and the signals in the ON state and the OFF state are separately measured by the first data logger and the second data logger in synchronization with the frequency of the pulse modulation wave.
終点検出器にて算術処理して求める終点検知に用いる値(例えば処理値P3)は、例えば、ON状態の期間T1とOFF状態の期間T2の比率T1/T2を求め、ON状態の所定の波長の発光信号S1とOFF状態の所定の波長の発光信号S2とを用いて算出できる。このとき、発光信号S1は、強度P1に対応し、発光信号S2は、強度P2に対応する。従って、(1)式と同様の式により、処理値P3が導出できる。例えば、処理値P3が所望の値を下回ったときにエッチング終点として検出する。 A value (for example, a processing value P3) used for end point detection obtained by arithmetic processing by the end point detector is obtained by, for example, obtaining a ratio T1 / T2 between the ON state period T1 and the OFF state period T2, and a predetermined wavelength in the ON state. The light emission signal S1 and the light emission signal S2 having a predetermined wavelength in the OFF state can be calculated. At this time, the light emission signal S1 corresponds to the intensity P1, and the light emission signal S2 corresponds to the intensity P2. Therefore, the processing value P3 can be derived from the same expression as the expression (1). For example, the etching end point is detected when the processing value P3 falls below a desired value.
本実施形態によれば、例えば、バイアスパルス方式のプラズマエッチングにおいても、エッチングに起因した信号を高精度に検出することができる。これにより、エッチング終点の誤検出を解消することができる。 According to the present embodiment, for example, even in bias pulse type plasma etching, a signal resulting from etching can be detected with high accuracy. Thereby, erroneous detection of the etching end point can be eliminated.
本実施形態に係るプラズマ処理方法は、例えば、プラズマ80pを用いて被処理基板を処理するドライエッチングにおいて、被処理基板を設置する電極に印加する高周波のバイアス電圧をパルス波形に振幅変調させて基板に印加する。エッチングする際のプラズマ80pの発光の所定の波長の光を検出する際に、バイアスパルスの周期に同期してON状態とOFF状態の信号成分を別々に抽出する。抽出した信号成分を算術処理した強度の変化に基づいてプラズマ80pによる処理の終点を検出する。抽出したON状態とOFF状態の信号成分を算術処理して求める発光信号(処理値P3)は、前述のON状態とOFF状態の所定の波長の発光信号S1、S2(強度P1、P2)および定数を組み合わせた処理(加算、減算、乗算及び除算の少なくともいずれか)により求める。
In the plasma processing method according to the present embodiment, for example, in dry etching in which a substrate to be processed is processed using
実施形態に係るプラズマ処理装置110は、制御性の高いプラズマ処理装置を提供することが可能となる。
The
(第2の実施形態)
本実施形態は、プラズマ処理方法に係る。
本実施形態においては、処理室10内に発生させたプラズマ80pとバイアス電極(第2電極12)との間に被処理体70を配置して、バイアス電極に、バイアス電圧を印加する。バイアス電圧は、複数の第1期間tm1において第1電圧V1であり、複数の第2期間tm2では、第2電圧V2である。複数の第2期間tm2のそれぞれは、複数の第1期間tm1の間に設けられる。第2電圧V2は、第1電圧V1よりも低い。
(Second Embodiment)
The present embodiment relates to a plasma processing method.
In the present embodiment, the
プラズマ80pが照射された被処理体70から放出される光70lを、複数の第1期間tm1と複数の第2期間tm2において検出する(ステップS110)。
複数の第1期間tm1に検出された結果と、複数の第2期間tm2に検出された結果と、に基づいて、被処理体70の変化を推定して(ステップS120)、プラズマ処理条件を変更する。例えば、プラズマ処理を終了する(ステップS130)。 Based on the results detected in the plurality of first periods tm1 and the results detected in the plurality of second periods tm2, the change of the object to be processed 70 is estimated (step S120), and the plasma processing conditions are changed. To do. For example, the plasma processing is terminated (step S130).
本実施形態において、第1期間tm1の長さをT1とし、第2期間tm2の長さをT2とする。T1及びT2のそれぞれの単位は互いに同じである。複数の第1期間tm1に検出された光の強度をP1とし、複数の第2期間tm2に検出された光の強度をP2とする。P1とP2のそれぞれの単位は、互いに同じである。このとき、{P1−P2(×T1/T2)}に応じた値に基づいて、被処理体70の変化を推定する。例えば、この値が、定められた値よりも小さいときに、プラズマ処理を終了する。
本実施形態によれば、制御性の高いプラズマ処理方法が提供できる。
In the present embodiment, the length of the first period tm1 is T1, and the length of the second period tm2 is T2. The units of T1 and T2 are the same as each other. The intensity of light detected in the plurality of first periods tm1 is P1, and the intensity of light detected in the plurality of second periods tm2 is P2. The units of P1 and P2 are the same as each other. At this time, based on the value according to {P1-P2 (xT1 / T2)}, the change of the to-
According to this embodiment, a plasma processing method with high controllability can be provided.
実施形態によれば、制御性の高いプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法が提供できる。 According to the embodiment, a plasma processing apparatus and a plasma processing method with high controllability can be provided.
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、プラズマ処理装置に含まれる処理室、第1電極、第2電極、第1電源部、第2電源部、検出部及び処理部などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. For example, those skilled in the art know the specific configuration of each element such as a processing chamber, a first electrode, a second electrode, a first power supply unit, a second power supply unit, a detection unit, and a processing unit included in the plasma processing apparatus. As long as the present invention can be carried out in the same manner and the same effects can be obtained by appropriately selecting from these ranges, they are included in the scope of the present invention.
また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。 Moreover, what combined any two or more elements of each specific example in the technically possible range is also included in the scope of the present invention as long as the gist of the present invention is included.
その他、本発明の実施の形態として上述したプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全てのプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。 In addition, all plasma processing apparatuses and plasma processing methods that can be implemented by those skilled in the art based on the plasma processing apparatus and the plasma processing method described above as embodiments of the present invention are also included in the gist of the present invention. As long as it is included, it belongs to the scope of the present invention.
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。 In addition, in the category of the idea of the present invention, those skilled in the art can conceive of various changes and modifications, and it is understood that these changes and modifications also belong to the scope of the present invention. .
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10…処理室、 10i…導入口、 11…第1電極、 11p…第1電源部、 12…第2電極、 12p…第2電源部、 20…検出部、 30…処理部、 31…第1蓄積部、 32…第2蓄積部、 35…演算部、 70…被処理体、 70l…光、 70la…第1光、 70lb…第2光、 80…反応気体、 80p…プラズマ、 80e…電子、 80i…イオン、 80r…ラジカル、 80ep…エッチング生成物、 110…プラズマ処理装置、 Int…強度、 P1、P2…強度、 P3…処理値、 T1、T2…期間(長さ)、 V1、V2…第1、第2電圧、 Vp…電圧、 tm1、tm2…第1、第2期間、 ts…時間
DESCRIPTION OF
Claims (11)
第1電極と、
前記第1電極に高周波電力を供給して前記処理室内にプラズマを発生させる第1電源部と、
前記処理室内に設けられた第2電極であって前記プラズマと前記第2電極との間に被処理体が配置される第2電極と、
バイアス電圧を前記第2電極に印加する第2電源部であって、前記バイアス電圧は、複数の第1期間において第1電圧であり、それぞれが前記複数の第1期間の間に設けられる複数の第2期間において前記第1電圧よりも低い第2電圧である第2電源部と、
前記プラズマが照射された前記被処理体から放出される光を前記複数の第1期間と前記複数の第2期間において検出する検出部と、
前記検出部で前記複数の第1期間に検出された結果と、前記検出部で前記複数の第2期間に検出された結果と、に基づいて、前記被処理体の変化を推定する処理部と、
を備えたプラズマ処理装置。 A processing chamber;
A first electrode;
A first power supply for supplying high-frequency power to the first electrode to generate plasma in the processing chamber;
A second electrode provided in the processing chamber, wherein a target object is disposed between the plasma and the second electrode;
A second power supply unit configured to apply a bias voltage to the second electrode, wherein the bias voltage is a first voltage in a plurality of first periods, and each of the plurality of bias voltages is provided between the plurality of first periods. A second power supply unit that is a second voltage lower than the first voltage in the second period;
A detector that detects light emitted from the object irradiated with the plasma in the plurality of first periods and the plurality of second periods;
A processing unit that estimates a change in the object to be processed based on a result detected by the detection unit in the plurality of first periods and a result detected by the detection unit in the plurality of second periods; ,
A plasma processing apparatus comprising:
前記複数の第1期間に検出された光の強度をP1とし、前記複数の第2期間に検出された光の強度をP2とし、前記P1と前記P2のそれぞれの単位は互いに同じであるとき、
前記処理部は、{P1−P2(×T1/T2)}に応じた値に基づいて、前記被処理体の変化を推定する請求項1〜3のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。 The length of the first period is T1, the length of the second period is T2, and the units of T1 and T2 are the same as each other.
When the light intensity detected in the plurality of first periods is P1, the light intensity detected in the plurality of second periods is P2, and the units of P1 and P2 are the same as each other,
The said processing part is a plasma processing apparatus as described in any one of Claims 1-3 which estimates the change of the said to-be-processed object based on the value according to {P1-P2 (* T1 / T2)}.
前記検出部で前記複数の第1期間に検出された前記結果を蓄積する第1蓄積部と、
前記検出部で前記複数の第2期間に検出された前記結果を蓄積する第2蓄積部と、
前記処理部は、前記第1直積部に蓄積された前記結果と、前記第2蓄積部に蓄積された前記結果と、を入手して、前記被処理体の変化を推定する演算部と、
を含む請求項1〜7のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。 The processor is
A first accumulation unit that accumulates the results detected in the plurality of first periods by the detection unit;
A second accumulation unit for accumulating the results detected in the plurality of second periods by the detection unit;
The processing unit obtains the result stored in the first direct product unit and the result stored in the second storage unit, and calculates a change in the object to be processed;
The plasma processing apparatus of any one of Claims 1-7 containing these.
前記プラズマが照射された前記被処理体放出される光を前記複数の第1期間と前記複数の第2期間において検出し、
前記複数の第1期間に検出された結果と、前記複数の第2期間に検出された結果と、に基づいて、前記被処理体の変化を推定してプラズマ処理条件を変更するプラズマ処理方法。 An object to be processed is disposed between the plasma generated in the processing chamber and the bias electrode, and the bias electrode has a first voltage in a plurality of first periods, each of which is between the plurality of first periods. Applying a bias voltage that is a second voltage lower than the first voltage in a plurality of second periods provided;
Detecting light emitted from the object irradiated with the plasma in the plurality of first periods and the plurality of second periods;
A plasma processing method for estimating a change in the object to be processed and changing a plasma processing condition based on a result detected in the plurality of first periods and a result detected in the plurality of second periods.
前記複数の第1期間に検出された光の強度をP1とし、前記複数の第2期間に検出された光の強度をP2とし、前記P1と前記P2のそれぞれの単位は互いに同じであるとき、
{P1−P2(×T1/T2)}に応じた値に基づいて、前記被処理体の変化を推定する請求項9記載のプラズマ処理方法。 The length of the first period is T1, the length of the second period is T2, and the units of T1 and T2 are the same as each other.
When the light intensity detected in the plurality of first periods is P1, the light intensity detected in the plurality of second periods is P2, and the units of P1 and P2 are the same as each other,
The plasma processing method according to claim 9, wherein a change in the object to be processed is estimated based on a value according to {P 1 −P 2 (× T 1 / T 2)}.
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JP2018157120A (en) * | 2017-03-21 | 2018-10-04 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
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2014
- 2014-03-25 JP JP2014061436A patent/JP2015185714A/en active Pending
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