JP2017208401A - プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プラズマ処理装置は、被処理体を収容するチャンバ1と、チャンバ1内にプラズマを生成するプラズマ生成機構2,6,17と、チャンバ1内にプラズマを生成するためのガスを供給するガス供給機構11と、プラズマ生成機構2,6,17により生成されたプラズマと接する部材の温度を測定する温度測定手段20と、チャンバ1内の圧力を調整する圧力調整手段28と、温度測定手段20の温度情報に基づいて、被処理体にプラズマ処理を施している際に、プラズマ中のガス粒子数の変動が少なくなるように、チャンバ内の圧力を制御する制御部30とを有する。
【選択図】図1
Description
前記チャンバ内で生成されたプラズマに接する部材の温度を測定し、
その温度情報に基づいて、被処理体にプラズマ処理を施している際に、プラズマ中の前記吸着反応ガス粒子数の変動が少なくなるように、前記チャンバ内に供給する前記吸着反応ガスの流量およびキャリア/プラズマ発生用ガスの流量を個々に制御することを特徴とするプラズマ処理方法を提供する。
最初に第1の実施形態について説明する。
図1は本発明の第1の実施形態に係るプラズマ処理装置を示す断面図である。本実施形態では、プラズマ処理装置として平行平板プラズマエッチング装置の例を示す。
PV=nRT ・・・(1)
(ただし、Vは体積、Rは気体定数)
発光強度∝(電子密度)×(基底ラジカル密度)×(電子温度の関数)
ここで、ウエハ周辺のSiリングの温度が上昇して電子密度(プラズマ密度)が低下したとすると、ガス密度が低下し発光種の密度(基底ラジカル密度)が低下する。電子温度一定と仮定すると、プラズマ密度の低下により発光強度は減少するはずである。
(1)ウエハ中心から0〜100mm(エッジの影響のない領域であり平均値として扱う)
(2)ウエハ中心から145mm(ウエハエッジ付近)
(3)ウエハ中心から165mm(Siリング直上)
次に第2の実施形態について説明する。
図5は本発明の第2の実施形態に係るプラズマ処理装置を示す断面図である。本実施形態では、プラズマ処理装置として誘導結合プラズマエッチング装置の例を示す。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、プラズマ処理装置としてプラズマエッチング装置を例にとって示したが、これに限らず、成膜処理や酸化処理、窒化処理等の他のプラズマ処理を行う装置にも適用できることはいうまでもない。
2;載置台
3;フォーカスリング(Siリング)
6;上部電極
7;冷却プレート
10;配管
11;ガス供給機構
12;流量制御器
16,45;整合器
17,46;高周波電源
20;温度計
21;圧力計
26;排気機構
27;排気配管
28;自動圧力制御バルブ
29;真空ポンプ
30;制御部
42;誘電体窓
43;高周波アンテナ
100,100′;プラズマ処理装置
W;半導体ウエハ
Claims (16)
- 被処理体を収容するチャンバと、
前記チャンバ内にプラズマを生成するプラズマ生成機構と、
前記チャンバ内にプラズマを生成するためのガスを供給するガス供給機構と、
前記プラズマ生成機構により生成されたプラズマと接する部材の温度を測定する温度測定手段と、
前記チャンバ内の圧力を調整する圧力調整手段と、
前記温度測定手段の温度情報に基づいて、被処理体にプラズマ処理を施している際に、プラズマ中のガス粒子数の変動が少なくなるように、前記チャンバ内の圧力、前記ガスの流量、およびガス種の少なくとも一つを制御する制御部と
を有することを特徴とするプラズマ処理装置。 - 前記制御部は、被処理体にプラズマ処理を施している際の前記温度測定手段の測定値に応じて、前記チャンバ内の圧力を制御することを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理装置。
- 前記制御部は、前記温度測定手段により事前にプラズマ処理の際の温度情報を取得しておき、実際のプラズマ処理の際に事前に取得した前記温度情報に基づいて圧力を制御することを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理装置。
- 前記制御部は、前記温度測定手段の温度情報に基づいて、被処理体にプラズマ処理を施している際に、プラズマ中のガス粒子数の変動が少なくなるように、前記チャンバ内の圧力を制御することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記制御部は、前記温度測定手段の温度情報に基づいて、被処理体にプラズマ処理を施している際に、プラズマ中のガス粒子数の変動が少なくなるように、前記チャンバ内の圧力に加え、前記ガスの流量およびガス種の少なくとも一つを制御することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記プラズマ生成機構は、前記被処理体を載置し、下部電極として機能する載置台と、前記載置台に対向するように設けられた上部電極と、前記上部電極または下部電極に高周波電力を印加する高周波電源とを有し、前記プラズマと接する部材は前記上部電極であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記プラズマ生成機構は、高周波アンテナと、高周波アンテナに高周波電力を印加する高周波電源と、被処理体と前記高周波アンテナとの間に設けられた誘電体窓とを有し、前記高周波アンテナに高周波電力を印加することにより前記誘電体窓を介して被処理体の周囲に誘導結合プラズマを生成し、前記プラズマと接する部材は前記誘電体窓であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
- チャンバ内に収容された被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法であって、
前記チャンバ内で生成されたプラズマに接する部材の温度を測定し、
その温度情報に基づいて、被処理体にプラズマ処理を施している際に、プラズマ中のガス粒子数の変動が少なくなるように、前記チャンバ内の圧力、前記ガスの流量、およびガス種の少なくとも一つを制御することを特徴とするプラズマ処理方法。 - 被処理体にプラズマ処理を施している際の前記プラズマに接する部材の温度測定値に応じて、前記チャンバ内の圧力を制御することを特徴とする請求項8に記載のプラズマ処理方法。
- 事前にプラズマ処理の際の前記プラズマに接する部材の温度情報を取得しておき、実際のプラズマ処理の際に事前に取得した温度情報に基づいて圧力を制御することを特徴とする請求項8に記載のプラズマ処理方法。
- プラズマに接する部材の温度情報に基づいて、被処理体にプラズマ処理を施している際に、プラズマ中のガス粒子数の変動が少なくなるように、前記チャンバ内の圧力を制御することを特徴とする請求項8から請求項10のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。
- プラズマに接する部材の温度情報に基づいて、被処理体にプラズマ処理を施している際に、プラズマ中のガス粒子数の変動が少なくなるように、前記チャンバ内の圧力に加え、前記ガスの流量およびガス種の少なくとも一つを制御することを特徴とする請求項8から請求項10のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。
- 前記チャンバ内にプラズマを生成するためのプラズマ生成機構は、前記被処理体を載置し、下部電極として機能する載置台と、前記載置台に対向するように設けられた上部電極と、前記上部電極または下部電極に高周波電力を印加する高周波電源とを有し、前記プラズマと接する部材は前記上部電極であることを特徴とする請求項8から請求項12のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。
- 前記チャンバ内にプラズマを生成するためのプラズマ生成機構は、高周波アンテナと、高周波アンテナに高周波電力を印加する高周波電源と、被処理体と前記高周波アンテナとの間に設けられた誘電体窓とを有し、前記高周波アンテナに高周波電力を印加することにより前記誘電体窓を介して被処理体の周囲に誘導結合プラズマを生成し、前記プラズマと接する部材は前記誘電体窓であることを特徴とする請求項8から請求項12のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。
- 被処理体を収容するチャンバと、
前記チャンバ内にプラズマを生成するプラズマ生成機構と、
前記チャンバ内に吸着反応ガスおよびキャリア/プラズマ発生用ガスを生成するためのガスを供給するガス供給機構と、
前記プラズマ生成機構により生成されたプラズマと接する部材の温度を測定する温度測定手段と、
前記チャンバ内の圧力を調整する圧力調整手段と、
前記温度測定手段の温度情報に基づいて、被処理体にプラズマ処理を施している際に、プラズマ中の吸着反応ガス粒子数の変動が少なくなるように、前記チャンバ内に供給する前記吸着反応ガスの流量およびキャリア/プラズマ発生用ガスの流量を個々に制御する制御部と
を有することを特徴とするプラズマ処理装置。 - チャンバ内に吸着反応ガスおよびキャリア/プラズマ発生用ガスを生成するためのガスを供給してプラズマを生成し、前記チャンバ内に収容された被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法であって、
前記チャンバ内で生成されたプラズマに接する部材の温度を測定し、
その温度情報に基づいて、被処理体にプラズマ処理を施している際に、プラズマ中の前記吸着反応ガス粒子数の変動が少なくなるように、前記チャンバ内に供給する前記吸着反応ガスの流量およびキャリア/プラズマ発生用ガスの流量を個々に制御することを特徴とするプラズマ処理方法。
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