JP2019134021A - 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
Description
以下、実施の形態を詳細に説明する。
図1は、本実施の形態1によるプラズマ処理装置100における構成の一例を示す説明図である。
図2は、図1のプラズマ処理装置100における高周波バイアスを印加する際の一例を示す説明図である。
図3は、図1のプラズマ処理装置100が有するクロストーク防止回路120によるクロストークの抑制動作を示す説明図である。なお、以下に示す処理は、制御部127が主体となって行うものとする。
図4は、図1のプラズマ処理装置100による高周波バイアスにおける位相差の制御の一例を示す説明図である。この図4の処理についても、制御部127が主体となって行うものとする。
図5は、図1のプラズマ処理装置100が有する位相差測定器123における位相測定の一例を示す説明図である。
図6は、図5の位相測定における他の例を示す説明図である。
図7は、図1のプラズマ処理装置100による高周波バイアスにおける同位相制御の処理例を示すフローチャートである。図8は、図7の同位相制御の他の処理例を示すフローチャートである。
図9は、本発明者の検討による位相差の有無による高周波バイアスを印加した際のエッチングレート分布の一例を示す説明図である。図10は、本発明者の検討によるウエハの面内におけるVpp分布内の一例を示す説明図である。
この反射波の位相は、プラズマ3003およびプラズマシース3004も経由して伝播しているので、ウエハの内周部を例にすると、図11の右側下方のグラフの曲線3005に示す高周波バイアスの入射波と、図11の右側下方のグラフの曲線3006に示す高周波バイアスの反射波とのグラフのように高周波バイアスの入射波と反射波の位相とは約90度程度異なる。
本実施の形態2においては、内周部バイアス電源部117または外周部バイアス電源部118のいずれか一方のみによって高周波バイアスを印加することにより、位相差要因をなくす技術について説明する。
図14は、本実施の形態2による高周波バイアスを印加する際の一例を示す説明図である。
図15は、図14の載置用電極108における電極分割の一例を示す説明図である。図16は、図15の電極分割の他の例を示す説明図である。
101 真空容器
102 石英シャワープレート
103 誘電体窓
104 処理室
105 導波管
106 電磁波発生用電源
107 磁場発生コイル
108 載置用電極
109 誘電体膜
110 ウエハ
111 内周部電極
112 外周部電極
113 内周部マッチング回路
114 外周部マッチング回路
115 内周部伝送路
116 外周部伝送路
117 内周部バイアス電源部
118 外周部バイアス電源部
120 クロストーク防止回路
121 Vi電圧モニタ
122 Vo電圧モニタ
123 位相差測定器
124 ガス供給システム
125 排気口
127 制御部
151 内周部キャパシタ
152 外周部キャパシタ
153 高周波カットフィルタ
154 高周波カットフィルタ
155 直流電源部
156 直流電源部
157 インダクタンス
158 電流計
Claims (12)
- 試料がプラズマ処理される真空処理室と、
前記試料を静電吸着させるための第一の電極と前記第一の電極の外側に配置され前記試料を静電吸着させるための第二の電極を具備し前記試料が載置される試料台と、
第一の伝送路を介して前記第一の電極に第一の高周波電力を供給する第一の高周波電源と、
第二の伝送路を介して前記第二の電極に前記第一の高周波電力の周波数と同じ周波数の第二の高周波電力を供給する第二の高周波電源と、
プラズマを生成するための第三の高周波電力を供給する第三の高周波電源と、
前記第一の電極に印加される高周波電圧の位相と前記第二の電極に印加される高周波電圧の位相が概ね同等となるように前記第一の高周波電力の位相と前記第二の高周波電力の位相との位相差を制御する制御部と、
を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項1に記載のプラズマ処理装置において、
一方の伝送路が他方の伝送路に影響を与えるクロストークを抑制し前記第一の伝送路と前記第二の伝送路の間に配置されたクロストーク抑制部をさらに備え、
前記クロストーク抑制部は、インダクタンスを具備し、
前記インダクタンスの値は、前記第一の伝送路と前記第二の伝送路の間のクロストークが抑制される値であることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項2に記載のプラズマ処理装置において、
前記第一の伝送路と前記第二の伝送路の間のクロストークが抑制される値は、前記第二の伝送路の電位を前記第一の伝送路の電位により除した値の最小値に基づいて求められた値であることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 試料がプラズマ処理される真空処理室と、
前記試料を静電吸着させるための第一の電極と前記第一の電極の外側に配置され前記試料を静電吸着させるための第二の電極を具備し前記試料が載置される試料台と、
第一の伝送路を介して前記第一の電極に第一の高周波電力を供給する第一の高周波電源と、
第二の伝送路を介して前記第二の電極に前記第一の高周波電力の周波数と同じ周波数の第二の高周波電力を供給する第二の高周波電源と、
プラズマを生成するための第三の高周波電力を供給する第三の高周波電源と、
一方の伝送路が他方の伝送路に影響を与えるクロストークを抑制し前記第一の伝送路と前記第二の伝送路の間に配置されたクロストーク抑制部と、
前記クロストーク抑制部に流れる電流の最小値に基づいて前記第一の高周波電力の位相と前記第二の高周波電力の位相との位相差を制御する制御部と、
を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項4に記載のプラズマ処理装置において、
前記クロストーク抑制部は、インダクタンスを具備し、
前記インダクタンスの値は、前記第一の伝送路と前記第二の伝送路の間のクロストークが抑制される値であることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項5に記載のプラズマ処理装置において、
前記第一の伝送路と前記第二の伝送路の間のクロストークが抑制される値は、前記第二の伝送路の電位を前記第一の伝送路の電位により除した値の最小値に基づいて求められた値であることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 試料がプラズマ処理される真空処理室と、前記試料を静電吸着させるための第一の電極と前記第一の電極の外側に配置され前記試料を静電吸着させるための第二の電極を具備し前記試料が載置される試料台と、第一の伝送路を介して前記第一の電極に第一の高周波電力を供給する第一の高周波電源と、第二の伝送路を介して前記第二の電極に前記第一の高周波電力の周波数と同じ周波数の第二の高周波電力を供給する第二の高周波電源と、プラズマを生成するための第三の高周波電力を供給する第三の高周波電源と、を備えるプラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法であって、
前記第一の電極に印加される高周波電圧の位相と前記第二の電極に印加される高周波電圧の位相が概ね同等となるように前記第一の高周波電力の位相と前記第二の高周波電力の位相との位相差を制御する工程を有することを特徴とするプラズマ処理方法。 - 請求項7に記載のプラズマ処理方法において、
前記第一の伝送路と前記第二の伝送路の間における、一方の伝送路が他方の伝送路に影響を与えるクロストークを抑制する工程をさらに有することを特徴とするプラズマ処理方法。 - 請求項8に記載のプラズマ処理方法において、
前記第二の伝送路の電位を前記第一の伝送路の電位により除した値の最小値に基づいて前記クロストークを抑制する工程をさらに有することを特徴とするプラズマ処理方法。 - 試料がプラズマ処理される真空処理室と、前記試料を静電吸着させるための第一の電極と前記第一の電極の外側に配置され前記試料を静電吸着させるための第二の電極を具備し前記試料が載置される試料台と、第一の伝送路を介して前記第一の電極に第一の高周波電力を供給する第一の高周波電源と、第二の伝送路を介して前記第二の電極に前記第一の高周波電力の周波数と同じ周波数の第二の高周波電力を供給する第二の高周波電源と、プラズマを生成するための第三の高周波電力を供給する第三の高周波電源と、一方の伝送路が他方の伝送路に影響を与えるクロストークを抑制し前記第一の伝送路と前記第二の伝送路の間に配置されたクロストーク抑制部とを備えるプラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法であって、
前記クロストーク抑制部に流れる電流の最小値に基づいて前記第一の高周波電力の位相と前記第二の高周波電力の位相との位相差を制御する工程を有することを特徴とするプラズマ処理方法。 - 請求項10に記載のプラズマ処理方法において、
前記第一の伝送路と前記第二の伝送路の間のクロストークを抑制する工程をさらに有することを特徴とするプラズマ処理方法。 - 請求項11に記載のプラズマ処理方法において、
前記第二の伝送路の電位を前記第一の伝送路の電位により除した値の最小値に基づいて前記第一の伝送路と前記第二の伝送路の間のクロストークを抑制する工程をさらに有することを特徴とするプラズマ処理方法。
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