JP2019134021A - プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 - Google Patents

プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2019134021A
JP2019134021A JP2018013766A JP2018013766A JP2019134021A JP 2019134021 A JP2019134021 A JP 2019134021A JP 2018013766 A JP2018013766 A JP 2018013766A JP 2018013766 A JP2018013766 A JP 2018013766A JP 2019134021 A JP2019134021 A JP 2019134021A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency power
electrode
plasma processing
phase
crosstalk
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018013766A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6997642B2 (ja
Inventor
紀彦 池田
Norihiko Ikeda
紀彦 池田
一也 山田
Kazuya Yamada
一也 山田
安井 尚輝
Hisateru Yasui
尚輝 安井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi High Technologies Corp
Hitachi High Tech Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi High Technologies Corp, Hitachi High Tech Corp filed Critical Hitachi High Technologies Corp
Priority to JP2018013766A priority Critical patent/JP6997642B2/ja
Priority to KR1020180083776A priority patent/KR102120738B1/ko
Priority to TW107127335A priority patent/TWI711084B/zh
Priority to US16/118,696 priority patent/US10755897B2/en
Publication of JP2019134021A publication Critical patent/JP2019134021A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6997642B2 publication Critical patent/JP6997642B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H01J37/32183Matching circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32192Microwave generated discharge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532Electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715Workpiece holder
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065Plasma etching; Reactive-ion etching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105After-treatment
    • H01L21/311Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105Etching inorganic layers
    • H01L21/31111Etching inorganic layers by chemical means
    • H01L21/31116Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334Etching

Abstract

【課題】プラズマ処理における良好なエッチング均一性および再現性を両立する。【解決手段】プラズマ処理装置100において、載置用電極108は、ウエハ110を静電吸着させる内周部電極111と内周部電極111の外側に配置されウエハ110を静電吸着させる外周部電極112を具備してウエハ110が載置される直流電源部155は、内周部伝送路115を介して内周部電極111に第一の高周波電力を供給する。直流電源部156は、外周部伝送路116を介して外周部電極112に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。電磁波発生用電源106は、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。制御部127は、内周部電極111に印加される高周波電圧の位相と外周部電極112に印加される高周波電圧の位相が同等となるように第一の高周波電力の位相と第二の高周波電力の位相との位相差を制御する。【選択図】図1

Description

本発明は、プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法に関し、特に、半導体素子基板などの被処理材の加工に好適なプラズマエッチングに有効な技術に関する。
半導体製造工程では、一般にプラズマを用いたドライエッチングが行われている。ドライエッチングを行うためのプラズマ処理装置は、様々な方式が使用されている。一般にプラズマ処理装置は、真空処理室内にプラズマを発生させるプラズマ発生部によりシャワープレートなどから真空処理室内に供給された処理ガスをプラズマ状態とすることにより、ウエハ載置用電極に保持されたウエハのエッチング処理が行われる。
近年、半導体デバイスの集積度の向上に伴い、微細加工つまり加工精度の向上が要求されており、特にエッチングレートの面内均一性あるいはエッチングパターン形状におけるCD値(Critical Dimension)のウエハ面内均一性の向上が要求されている。
エッチング処理の面内均一性は、プラズマ密度分布、ガス反応生成物分布、ウエハ面内温度分布、および入射イオンエネルギの面内分布の影響を受けている。ウエハ面内エッチングレートやCDの不均一を改善あるいは制御する技術として、ウエハ周辺の電気的課題、特にイオンエネルギのウエハ面内分布を制御することにより改善する方法が提案されている。
特許文献1には、同心円状に2分割された電極である試料台を用いて試料を加工するプラズマ処理装置において、電極である試料台の中心側の試料台ブロックと外周側の試料台ブロックとに2つの高周波バイアス電源から印加するバイアス電力をそれぞれ独立して制御する旨が記載されている。
また、特許文献2には、試料が載置される同心円状に中心側の内側ステージと、試料が載置される円周領域のさらに外周側の外側ステージとに2分割された電極台を用いて試料を加工するプラズマ処理装置において、電極台の内側ステージと外側ステージとに2つの高周波バイアス電源から供給され、それぞれの高周波電力の位相を同一あるいは制御して印加する構成が記載されている。
それぞれの高周波電力の位相を同一あるいは制御して印加し、内側ステージと外側ステージとの各々の電力に差をつけることで、電極台に試料に印加される高周波RFバイアスのピーク・トウ・ピーク電圧(以下、Vppとする)が試料の概略内側部と外側部で差がつくことになり、イオンエネルギのウエハ面内分布を変えることができる。
特開2007−67037号公報 特開2004−22822号公報
上述した電極面内の複数の領域に印加される高周波RFバイアス、特にVppの大きさを制御してエッチング面内均一性を向上する技術の場合、微細化が現行レベルであれば問題はないが、微細化のレベルがさらに進化すると、複数の領域に印加される各高周波RFバイアス間の位相差に対するエッチングレートの感度が向上してしまい、高周波RFバイアスの位相差が無視できなくなるという問題がある。
その結果、意図したエッチングレート分布にならなかったり、再現性良くエッチングできなかったりする恐れがあり、ひいては装置毎に性能が変化するという問題なども発生する。
本発明の目的は、プラズマ処理における良好なエッチング均一性および再現性を両立することのできる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
すなわち、代表的なプラズマ処理装置は、真空処理室、試料台、第一の高周波電源、第二の高周波電源、第三の高周波電源、および制御部を備える。真空処理室は、試料がプラズマ処理される。試料台は、該試料を静電吸着させるための第一の電極と該第一の電極の外側に配置され試料を静電吸着させるための第二の電極を具備して試料が載置される。
第一の高周波電源は、第一の伝送路を介して第一の電極に第一の高周波電力を供給する。第二の高周波電源は、第二の伝送路を介して第二の電極に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。第三の高周波電源は、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。
制御部は、第一の電極に印加される高周波電圧の位相と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第一の高周波電力の位相と第二の高周波電力の位相との位相差を制御する。
また、プラズマ処理装置は、クロストーク抑制部を備える。クロストーク抑制部は、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第一の伝送路と第二の伝送路の間に配置される。
特に、クロストーク抑制部は、インダクタンスを具備し、該インダクタンスの値は、第一の伝送路と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。
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
再現性がよく、均一性の高いエッチング処理を行うことができる。
実施の形態1によるマイクロ波ECRエッチング装置における構成の一例を示す説明図である。 図1のマイクロ波ECRエッチング装置における高周波RFバイアスを印加する際の一例を示す説明図である。 図1のマイクロ波ECRエッチング装置が有するクロストーク防止回路によるクロストークの抑制動作を示す説明図である。 図1のマイクロ波ECRエッチング装置による高周波RF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。 図1のマイクロ波ECRエッチング装置が有する位相差測定器における位相測定の一例を示す説明図である。 図5の位相測定における他の例を示す説明図である。 図1のマイクロ波ECRエッチング装置による高周波RF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。 本発明者の検討による位相差の有無による高周波RF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。 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。 本発明者の検討によるクロストークによる位相差の発生の一例を示す説明図である。 本発明者の検討によるクロストークを防止するインダクタンスを設けた際のVpp差の発生例を示す説明図である。 本発明者の検討による位相差およびVpp差がある時のエッチングレート分布の変化例を示す説明図である。 実施の形態2による高周波RFバイアスを印加する際の一例を示す説明図である。 図14の載置用電極における電極分割の一例を示す説明図である。 図15の電極分割の他の例を示す説明図である。
実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
(実施の形態1)
以下、実施の形態を詳細に説明する。
〈プラズマ処理装置の構成例〉
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。
プラズマ処理装置100は、例えばマイクロ波ECR(Electron Cyclotron Resonance)エッチング装置などからなり、図1に示すように真空処理室である処理室104を有する。処理室104は、真空容器101、石英シャワープレート102、および誘電体窓103から構成されている。
誘電体窓103は、真空容器101の上部に設けられており、この誘電体窓103によって該真空容器101内にエッチングガスが封入される。誘電体窓103は、例えば石英などからなる。誘電体窓103の下方には、石英シャワープレート102が設けられている。また、真空容器101には、排気口125を介して図示しない真空排気装置が接続されている。
誘電体窓103の上方には、電磁波を伝送する導波管105が設けられる。この導波管105によってプラズマを生成する電力が処理室104に伝送される。電磁波発生用電源106にて生成された電磁波は、導波管105を介して処理室104に入力される。
電磁波の周波数は、例えば2.45GHz程度のマイクロ波を使用する。処理室104の外周部には、磁場を形成する磁場発生コイル107が設けられている。電磁波発生用電源106よって発振された電力は、磁場発生コイル107により形成された磁場との相互作用により、処理室104内に高密度のプラズマ126を生成する。
これら導波管105、電磁波発生用電源106、および磁場発生コイル107などによってプラズマ生成部が構成されている。
真空容器101の内部においては、誘電体窓103に対向するように載置用電極108が設けられている。載置用電極108は、試料である半導体素子基板などのウエハ110を載置する。
載置用電極108の上部には、アルミナ、セラミックスなどの溶射膜を有する誘電体膜109が形成されている。誘電体膜109内部には、第一の電極である内周部電極111および第二の電極である外周部電極112がそれぞれ設けられている。
内周部電極111は、膜状の円盤形状からなる電極であり、誘電体膜109の中心に配置されている。外周部電極112は、膜状のリング形状からなる電極であり、内周部電極111を取り囲むように外周側に配置されている。
内周部電極111および外周部電極112には、第一の高周波電源である直流電源部155、第二の高周波電源である直流電源部156が高周波カットフィルタ153、高周波カットフィルタ154を介してそれぞれ接続されており、ウエハ110を静電気力によって吸着する。内周部電極111および外周部電極112の面積は、均等なウエハ吸着を実現するためそれぞれ同じ程度としている。
内周部電極111には、内周部キャパシタ151を介して内周部マッチング回路113が接続されている。外周部電極112には、外周部キャパシタ152を介して外周部マッチング回路114が接続されている。
内周部バイアス電源部117は、内周部マッチング回路113が接続されており、外周部バイアス電源部118は、外周部マッチング回路114が接続されている。内周部キャパシタ151および外周部キャパシタ152は、ウエハ吸着用の直流DC電圧をカットする。
ここで、内周部電極111と内周部マッチング回路113との間のラインを内周部伝送路115とし、外周部電極112と外周部マッチング回路114との間のラインを外周部伝送路116とする。内周部伝送路115は、第一の伝送路であり、外周部伝送路116は、第二の伝送路である。
エッチング処理を開始すると、処理室104内にウエハ110が搬送される。載置用電極108によってウエハ110を吸着させた後、エッチングガスが導入される。エッチングガスは、ガス供給システム124から図示しないマスフローコントロ−ラを介して、誘電体窓103と石英シャワープレート102との間を通過する。そして、石英シャワープレート102のガス孔より処理室104に導入される。
真空容器101内が所定の圧力になると、第三の高周波電源である電磁波発生用電源106がマイクロ波を印加することによって処理室104内にプラズマを発生させる。内周部バイアス電源部117および外周部バイアス電源部118から高周波バイアスを発振して内周部電極111および外周部電極112に印加する。これによって、プラズマ126からウエハ110へイオンを引き込みエッチングが進行する。エッチングガスやエッチングにより発生した反応生成物は排気口125から排気される。
内周部伝送路115には、Vi電圧モニタ121が接続されており、外周部伝送路116には、Vo電圧モニタ122が接続されている。Vi電圧モニタ121およびVo電圧モニタ122は、内周部伝送路115および外周部伝送路116の電圧をそれぞれ検出、測定する。
Vi電圧モニタ121およびVo電圧モニタ122は、ピーク間電圧Vppを測定できるものであればよいが、A/D変換器などにより構成される高時間分解能にてモニタできるものであればより好ましい。
A/D変換器などにより構成される高時間分解能のモニタの場合は、高周波バイアスが間欠的に印加あるいは時間変調されてもVpp測定が可能である。また、高周波バイアスの電圧が歪みを伴った時でも、高周波バイアスのVpp、各伝送路位相および伝送路間の位相差を高精度に測定することができる。
また、内周部伝送路115と外周部伝送路116との間には、クロストーク防止回路120および位相差測定器123がそれぞれ接続されている。クロストーク抑制部であるクロストーク防止回路120は、クロストークを抑制する。位相差測定器123は、内周部電極111と外周部電極112との位相差を測定する。
制御部127は、Vi電圧モニタ121、Vo電圧モニタ122、および位相差測定器123などの測定結果に基づいて、クロストーク防止回路120、内周部バイアス電源部117、および外周部バイアス電源部118などの動作を制御する。
また、内周部マッチング回路113、外周部マッチング回路114、内周部バイアス電源部117、外周部バイアス電源部118、クロストーク防止回路120、Vi電圧モニタ121、Vo電圧モニタ122、位相差測定器123、内周部キャパシタ151、外周部キャパシタ152、および制御部127によって高周波バイアス電力制御印加部が構成されている。
〈高周波バイアスの印加例〉
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2は、内周部電極111および外周部電極112に高周波バイアスを同位相にて印加する技術の詳細を示したものである。また、図2は、図1の載置用電極108、内周部マッチング回路113、外周部マッチング回路114、内周部バイアス電源部117、外周部バイアス電源部118、クロストーク防止回路120、Vi電圧モニタ121、Vo電圧モニタ122、位相差測定器123、内周部キャパシタ151、外周部キャパシタ152、高周波カットフィルタ153,154、および直流電源部155,156などに注目したものである。
内周部バイアス電源部117および外周部バイアス電源部118は、高周波バイアスを任意にすることが設定できる。ここでは、高周波バイアスの周波数が400KHz程度であるものとする。
内周部バイアス電源部117および外周部バイアス電源部118は、同じ周波数にて高周波バイアスを発振する必要がある。理由は少しでも周波数の差があるとビート信号が発生して、それに起因した反射波によるバイアス電源部117,118の故障やマッチング回路113,114の整合不調などの不具合を防止するためである。もうひとつの理由としては、ビート信号によりバイアス電源部117,118が一定でない高周波バイアスの印加を防止するためである。
同じ周波数によって発振するためには、内周部バイアス電源部117および外周部バイアス電源部118を400KHz程度の高周波バイアスをそれぞれ発振させるのではなく、同じ基準クロック信号150に基づいて、発振させることが好ましい。
内周部マッチング回路113および外周部マッチング回路114は、それぞれ独立して動作している。すなわち内周部マッチング回路113および外周部マッチング回路114は、高周波バイアスの入射波と反射波の電力を検知する。
上述したように、内周部マッチング回路113および外周部マッチング回路114の各出力部には、内周部キャパシタ151と外周部キャパシタ152がそれぞれ接続されている。
また、内周部キャパシタ151と内周部電極111との間および外周部キャパシタ152と外周部電極112との間において、内周部伝送路115および外周部伝送路116には、高周波カットフィルタ153,154を介して直流電源部155,156がそれぞれ接続されている。つまり、内周部電極111および外周部電極112には、それぞれ400KHz程度の高周波バイアスとウエハ吸着用の直流(DC)電圧とが重畳して印加される。
高周波バイアスの電圧、特に位相を厳密に測定するには、Vi電圧モニタ121、Vo電圧モニタ122、および位相差測定器123は、内周部伝送路115や外周部伝送路116において、できるだけウエハ110、あるいは内周部電極111、外周部電極112に近い位置に設置する必要がある。
また、Vi電圧モニタ121およびVo電圧モニタ122によるモニタ測定位置と内周部電極111、外周部電極112との距離はどちらとも同じにすることも必要である。そうしないと位相差が正しく測定できない、あるいはVppの測定が不正確となる場合がある。
内周部伝送路115と外周部伝送路116との間に接続されているクロストーク防止回路120は、上述したようにクロストークを抑制する。クロストークは、片側に印加された高周波バイアスがもう一方の相手側まで伝播することによって相手側にとって反射波となる。
これを抑制しないと反射波の作用により、バイアス電源部117,118の故障やマッチング回路113,114の整合不調、反射波増加、あるいは高周波バイアスの印加が安定しないなどの問題がある。
クロストーク防止回路120は、例えばインダクタンス回路であるインダクタンス157および電流計158から構成されている。インダクタンス157は、例えば制御部127によってインダクタンス値が調整される。インダクタンス値を変えることによって、クロストークを調整する。ここで、内周部電極111から外周部電極112を見たとき、電気的にはほぼ容量成分とみなされる。
また、エッチング処理中のプラズマも容量と抵抗成分とみなされ、さらにウエハ110それ自身、ウエハ110が載置された状態の載置用電極108、内周部キャパシタ151、および外周部キャパシタ152などすべてが容量成分とみなされるため、これら全てを合成したものは、ほぼ合成容量とみなしてよい。
クロストーク防止回路120におけるインダクタンス157のインダクタンス値および内周部伝送路115と外周部伝送路116との間の容量によって、LC共振になるように設定されており、内周部電極111または外周部電極112のいずれか一方の電極から見た他方の電極のインピーダンスを上げて電気回路的に干渉しないようにしている。
〈クロストークの抑制例〉
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。
クロストークの抑制制御については、図3に示すように、電磁波発生用電源106がオンすることによってプラズマが生成した後、高周波バイアスを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のどちらか一方に印加する。ここで、図3では、内周部バイアス電源部117によって高周波バイアスが印加される例を示している。
そのとき、Vi電圧モニタ121およびVo電圧モニタ122によって内周部伝送路115および外周部伝送路116の電圧、すなわち図3の曲線701であるVi電圧モニタVpp値および図3の曲線702であるVo電圧モニタVpp値をそれぞれ測定する。
クロストーク防止回路120におけるインダクタンス157を調整し、クロストークがどれくらい抑制できているかの度合いを示すVppのVo/Vi、すなわち図3の曲線703が最小となるようにすればクロストークは最小である。
例えばVo/Viが1/10であるとすれば、クロストークは電力換算で1/100となっている。Vo/Viがそれ以下の場合にはほとんどクロストークはないものとみなしてもかまわない。
理想的にはクロストークが最小、つまりVo/Viが最小値を取るように制御することが望ましいが、ある基準値を設けて、それ以下であるならクロストークはないものとみなしてもよい。
実際に複数の高周波バイアスを同一の載置用電極に印加する際、クロストークがゼロということはあり得ない。そのなかでクロストーク防止回路なしでのクロストークの度合い、クロストークによるバイアス電源部の不具合の防止、および後述のクロストーク起因による位相差の発生が抑制できる範囲という3つの観点から基準値を設定する。
それによると、クロストークがどれくらい抑制できているかの度合いを示すVppのVo/Viは、1.5/10=15(%)=−16.4(dB)以下を満たすインダクタンス157を設定すれはよく、そのインダクタンス値の範囲は、約100マイクロヘンリ±20%である。
なお、内周部伝送路115と外周部伝送路116と間のクロストークを調べる場合には、どちらか一方のバイアス電源部、例えば本例では内周部バイアス電源部117による高周波バイアスを印加してインダクタンス調整するだけで十分であり、逆側である外周部バイアス電源部118のみ印加する方は省略することができる。
上記したクロストークを十分抑制してから予め設定された高周波バイアスを印加する。本例はクロストークを抑制するため内周部バイアス電源部117のみ印加しており、この後、外周部バイアス電源部118の高周波バイアスも印加することになる。つまり、この時点で内周部電極111および外周部電極112の両方に所望の高周波バイアスが印加されることになる。
〈高周波バイアスの位相差制御例〉
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。
クロストークを抑制する処理に続いて、ウエハ110に印加される高周波バイアスの位相を調整する。高周波バイアスの位相調整は、図4に示すように、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うち、片側のバイアス電源部に供給される400KHz程度の基準クロック信号150を電源位相差θRFだけ変化させて、それに基づいて高周波バイアスを発振することにより位相差を制御する。
図4において、電源位相差θRFは、内周部バイアス電源部117および外周部バイアス電源部118が生成する高周波バイアスの位相差を示している。θiは、内周部バイアス電源部117が高周波バイアスをそれぞれ発振させるクロック信号であり、θoは、外周部バイアス電源部118が高周波バイアスをそれぞれ発振させるクロック信号である。
制御部127は、内周部バイアス電源部117および外周部バイアス電源部118が生成する高周波バイアスの位相差が電源位相差θRFとなるように、クロック信号θiおよびクロック信号θoの位相差を制御する制御信号を出力する。
内周部バイアス電源部117および外周部バイアス電源部118は、図示しないクロック生成部を有しており、制御部127から出力される制御信号に基づいて、クロック信号θi,θoをそれぞれ生成する。
なお、バイアス電源部117,118の別方式として、同じオシレータによる発振、つまり内周部伝送路115または外周部伝送路116のいずれか一方の伝送路上に遅延回路を設けて、1つのバイアス電源部にて位相を制御することが考えられる。その場合、遅延回路によって余分に発生するクロストークを十分考慮しなければならない。
また、1つのバイアス電源部の電力を内周部電極111および外周部電極112にそれぞれ分配することも必要となるが、その際、電力を分配する電力分配回路についてもクロストークを十分考慮しなければならない。
内周部バイアス電源部117および外周部バイアス電源部118の電力は同じとして、これらバイアス電源部117,118の発振する初期位相差がゼロにて印加した時、たまたま位相差測定器123による位相差がゼロであれば、Vi電圧モニタ121のVpp値およびVo電圧モニタ122のVpp値は、内周部マッチング回路113および外周部マッチング回路114の整合位置が同じとなることもある。この場合は、位相差の調整は不要である。
しかし、通常のエッチング条件では、設定されるバイアス電源部117,118の電力に差がある場合が多い。基準信号である基準クロック信号150を受け取って高周波バイアスを発振する際に大きい電力と小さい電力の差があると高周波バイアスの発振時間のズレ、つまり位相ずれが生じる。
あるいは内周部マッチング回路113と外周部マッチング回路114との整合位置の差による位相ずれ、プラズマシースなどのプラズマ負荷の影響による位相ずれなどが発生する。
これらのことにより、電源位相差の調整は、エッチング条件ごとに基本的に必要となるが、例外としてエッチング条件や処理ウエハの抵抗値が固定または繰り返しで、既にデータとしてインダクタンス位置をA、2つの高周波バイアスの位相差をB度とすれば、ウエハに印加される高周波バイアスの位相差がゼロであることがわかっている場合には制御を省略することができる。
〈位相差測定器の動作例〉
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。
この図5および図6に示す処理についても、制御部127が主体となって行うものとする。上述したように内周部電極111と外周部電極112との位相差については、位相差測定器123にて測定する。図5の下方に示す位相差測定器123は、高周波バイアスの位相差を同位相、位相進み、あるいは位相遅れを数度レベルにて検出できることが望ましい。
位相差電圧をどの位相ポイントにて測るかについては、図5上方の測定位相差901,902,903に示すように、ポイントによって位相差が変わるが、高周波バイアス電圧の最小値が最もエッチングレートへの影響が大きいことから、位相差測定ポイントが1点であれば電圧最小ポイント測定位相差903を採用することが望ましい。
あるいは図5の曲線905,906のように電圧を高時間分解能にてモニタできるVi電圧モニタ121およびVo電圧モニタ122によって、それぞれの測定結果の位相差を測ることもできる。
位相差測定器123は、Vi電圧モニタ121およびVo電圧モニタ122が測定した1周期の電圧波形のすべてのサンプリングポイントにおいて、それぞれの位相差を測定する。そして、測定したすべての位相差の平均値を算出して、その算出結果を位相差として制御部127に出力する。
この場合は、判定には時間がかかるが、RFバイアス波形にある程度の歪みがあっても位相差を検知できるという利点がある。また、全ポイントの位相であっても位相差が測定できるので位相差の判定をより厳密にできるというメリットがある。
〈位相測定の他の例〉
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。
この図6は、インダクタンス電流により位相を制御する例を示したものである。
位相差測定器123を用いずに位相差を制御する技術としては、例えば図6(a)に示すようにクロストーク防止回路120のインダクタンス157に流れる電流を測定する電流計158の値が最小となるように制御部127が電源位相差θRFを調整する。
具体的な方法としては、電源位相差θRFをマイナスからプラス、たとえば内周部側が位相が5度早い状態から外周部側の位相が5度早い状態まで電源位相差を走査する。インダクタンス157に流れる電流は、その位相差によって図6(b)の曲線1002に示すように変化する。
その電流値が最小になるように、高周波バイアスの発振位相差を制御して、最終的に図6の丸印1003の位相差に決定するものである。この技術では、インダクタンス電流は、高周波バイアスの1周期全体の位相差を正確に反映して表しているので高精度に判定することができる。
また、内周部バイアス電源部117と外周部バイアス電源部118との電力に極端な差がある組み合わせにおいて位相差測定器123による位相差検出ができないときにも位相差を検出することができる。よって、高周波バイアス電圧の波形の歪みにも関係なく位相差を検出可能とすることができる。
ここでは、電流計158と位相差測定器123の2つを用いた。最初に位相差測定器123にて概略の位相差を測定して、それに基づいて走査する電源位相差範囲を決定し、インダクタンス157に流れる電流値が最小となるように制御している。
また、インダクタンス157に流れる電流値を最小とするのではなく、高周波バイアスの電源位相差0度から360度までのすべての範囲にて、インダクタンス157に流れる電流をプロットした際の電流値の下位数%、例えば下位3%程度の電流値を最小の電流値とみなすようにしてもよい。
〈位相制御の処理例〉
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7は、図5による位相制御を用いた処理例を示しており、図8は、インダクタンス電流による位相制御を用いた処理例を示している。これら図7および図8の処理についても、制御部127が主体となって行う。
図7および図8のいずれの場合においても、ウエハの内周部と外周部とを同位相の高周波バイアスにて印加する制御順序は、まず、クロストーク防止(図7のステップS101,S102および図8のステップS201,S202)、続いて設定された複数RFバイアスを印加(図7のステップS103および図8のステップS203)、最後に電源位相差調整(図7のステップS104,S105および図8のステップS204,S205)という処理順であることが望ましい。
クロストークを抑制せずに位相調整をするとRFバイアスの電圧波形が歪み、位相測定の調整が困難となり、また位相調整後高周波バイアスを変化させてしまうと、それだけで位相差変化してしまうからである。
ここで、背景技術で述べた電極に印加される高周波バイアス、特にVppの大きさを制御してエッチング面内均一性を向上する技術の問題点について詳しく説明する。
背景技術にて述べたように微細化が現行レベルであればこれで問題ないが、微細化のレベルがより進化すると、複数の領域に印加される各高周波バイアス間の位相差に対するエッチングレートの感度が向上し高周波バイアスの位相差が無視できなくなる。
〈本発明者による検討例〉
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。
電極上の試料であるウエハ面の2つの領域、例えばウエハの内周部と外周部とに印加される高周波バイアスのVppが同じであったとしても、これら高周波バイアスに位相差がある場合とない場合とでは、図9(a)の曲線201および図9(b)の曲線202に示すようにエッチングレート分布が異なるという現象が発生する。
ここで、図9(a)は、ウエハの内周部に印加する高周波バイアスと該ウエハの外周部に印加する高周波バイアスとに位相差がない場合のエッチングレート分布例を示しており、図9(b)は、ウエハの内周部に印加する高周波バイアスと該ウエハの外周部に印加する高周波バイアスとに位相差がある場合のエッチングレート分布例を示している。
具体的には、位相差ありと位相差なしとでは、ウエハ面内のVpp分布が異なる。図10(a)は、位相差がない場合におけるウエハ110の内周部、外周部、および中間部の電圧を示しており、図10(b)は、位相差がある場合におけるウエハ110の内周部、外周部、および中間部の電圧を示している。
位相差がある場合、ウエハ110の高周波バイアスがそれぞれ印加される内周部と外周部との間であるウエハ110の中間部における高周波バイアスの電圧は、図10(b)における曲線203に示すように、ウエハ内周部と外周部とのVppだけでなく、曲線204および曲線205に示すようにウエハ110の内周部と外周部との位相差の影響も受けるためである。
図11は、本発明者の検討によるクロストークによる位相差の発生の一例を示す説明図である。
位相差の発生要因は、図11に示すようにクロストーク3001が挙げられる。クロストークとは、前述したようにある一方に印加された高周波バイアスがもう一方の相手側伝送路まで伝播することであり、これにより、相手側に伝播した高周波バイアスが相手側にとっては反射波とみなされる。
この反射波の大きさは、印加した高周波バイアスの入射波に比例係数を掛けたものであり、以下に示す式1にて表され、ウエハの内周部およびウエハの外周部に印加される高周波バイアスの設定によってそれぞれ異なる。
“一方に印加された高周波バイアスの大きさ”דクロストーク度合い” (式1)
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。
入射波と反射波との合成波である伝送線路の電圧、つまり実際に印加される高周波バイアスの電圧を図11の右側下方のグラフの曲線3007に示すと、曲線3005にて示す元の高周波バイアスの位相と異なる。ウエハ1100の内周部と外周部との高周波バイアス電力が同じであれば、ウエハの内周部と外周部とは、それぞれクロストークにより伝播する高周波バイアスの電力量も同じであり、ウエハの内周部と外周部との同位相となるため問題はない。
しかし、多くの場合、エッチングレートを制御するために、ウエハの内周部と外周部との高周波バイアスの設定が異なっており、図11の上側の矢印308にて示すウエハ内周部の高周波バイアス電力と矢印309にて示すウエハ外周部の高周波バイアス電力は同じでない。
ウエハの内周部および外周部の反射波の大きさは、前述した式1にしたがい、それぞれ図11の上側の矢印3001、矢印3002のようになる。実際に印加されるウエハ内周部の電圧グラフは、図11の左側下方に示すようになり、ウエハ外周部の電圧グラフは、図11の右側下方に示すようになり、ウエハの内周部と外周部との高周波バイアスの電力差が変わる、つまり設定した高周波バイアス電力の組み合わせが変わるごとに、曲線307にて示すウエハ内周部と曲線3100にて示すウエハ外周部との位相差が変化することになる。これがクロストーク起因の位相差であり、クロストークを抑制すればするほどこの位相差は低減することができる。
図12は、本発明者の検討によるクロストークを防止するインダクタンス4001を設けた際のVpp差の発生例を示す説明図である。
この図12では、クロストークを防止する目的にて、ウエハの内周部と外周部とに高周波バイアスを印加する伝送路間にインダクタンス4001を設けた例を示している。
クロストークを防止する目的にてインダクタンス4001を設けた場合、ウエハの内周部に印加する高周波バイアス4002とウエハの外周部に印加する高周波バイアス4003との間に位相差があると、インダクタンス4001に電流が流れる。この電流は、インダクタンス4001の両端に電圧差を生じさせるため、結果2つの伝送路間にVpp差が発生する。
たとえ内周部と外周部に同じ高周波バイアスを印加したとしても、インダクタンス4001の両端にて位相差がある場合には、それだけでウエハの内周部と外周部とにVpp差が発生する。
図13は、本発明者の検討による位相差およびVpp差がある時のエッチングレート分布の変化例を示す説明図である。
図13(a)に示すように、電源位相差θRFが遅い方がVppはより大きくなり、逆に位相が早い場合には、Vppはより小さくなる。また、図13(b)に示すように、ウエハの内周部および外周部のVppの大きさに従ってエッチングレート分布も変化する。
これら3つの要因により、複数の領域に高周波バイアスを印加する場合、ウエハに印加される時点の面内の高周波バイアスの位相差を考慮しないと意図したエッチングレート分布にならない。
また、高周波バイアスを印加するバイアス電源部の個体差、プラズマ、高周波バイアス電力の組み合わせなどの条件により、再現性よくエッチングできなかったりする。ひいては装置毎に性能が変化するという機差問題も発生する。
一方、本実施の形態のプラズマ処理装置100によれば、上述したように図7などに示した位相制御処理によりエッチング条件、装置の個体差などに関係なく、ウエハ110の内周部および外周部に同位相にて高周波バイアスを印加することができる。
それにより、位相差起因によるVppバラツキおよびエッチングレート分布のバラツキを抑制することができる。その結果、再現性がよく、均一性の高いエッチング処理を行うことができる。
(実施の形態2)
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。
〈高周波バイアスの印加例〉
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。
なお、プラズマ処理装置100の構成については、前記実施の形態1の図1と同様であるが、該プラズマ処理装置100が有する内周部バイアス電源部117および外周部バイアス電源部118は、図14のパルス信号1101に示すように、高周波バイアスの印加を間欠的に、つまり時間変調できるものとする。
また、内周部バイアス電源部117および外周部バイアス電源部118は、ウエハ110の内周部に印加する高周波バイアスおよびウエハ110の外周部に印加する高周波バイアスの印加タイミングをそれぞれ個別に任意に調整することができるものとする。これらの制御は、制御部127が行う。
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のいずれか一方によって高周波バイアスを印加して、クロストークが最小になるようにクロストーク防止回路120のインダクタンス157を調整するまでは、前記実施の形態1と同様であるが、そこから、図14の下方の信号タイミングチャートの電圧波形1102,1103に示すように、ウエハ110の処理中において、内周部バイアス電源部117および外周部バイアス電源部118が交互に高周波バイアスをそれぞれ印加するようにする。
ここで、図14において、電圧波形1102は、内周部バイアス電源部117が内周部電極111に印加する高周波バイアスの電圧波形を示したものであり、電圧波形1103は、外周部バイアス電源部118が外周部電極112に印加する高周波バイアスの電圧波形を示したものである。
このような片側のみに高周波バイアスを印加する際は、既にクロストークが最小のため、他方の高周波バイアスが印加されていないウエハ110の領域側には、ほぼ高周波バイアスは印加されず、そのため位相差はほとんどない。
また、クロストークが抑制しきれずに僅かに伝播した高周波バイアスと印加された入射波との間に位相差があっても、それは常に一定の位相差であるためエッチング条件によって変わることがない。よって、Vpp差およびエッチングレート分布は、一定でありエッチングレートの再現性は保たれる。
なお、エッチングレート分布を決定する平均のVppの大きさの設定は、時間変調されたバイアス時間のオンデューティ比あるいは電力の大きさにより調整することができる。
エッチング形状改善の観点からどうしても複数の高周波バイアスを同時に印加することが必須な場合には使用できないが、それ以外の場合には適用可能である。
例えばエッチング処理において、初期の不安定時あるいは前記実施の形態1における電源位相差の調整前半、最低限の高周波バイアスを同時に印加するタイミングにて位相差を調整した後にそれぞれの高周波バイアス時間変調のオン時間を延ばすことにより、前記実施の形態1に比べて位相差の影響をさらに軽減してのエッチング処理を行うことができる。それにより、エッチングレート分布の再現性を向上させることができる。
なお前記実施の形態1および本実施の形態2ともに、載置用電極108の電極を内周部電極111と外周部電極112との2つにした例を示したが、電極数はこれに限定されるものではなく、3つ以上の電極としてもよい。
〈載置電極の他の例〉
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。
図15は、載置用電極108を4つの電極に分割した例を示したものである。この場合、載置用電極108は、電極111a〜111dを有する構成からなる。電極111aは、同心円状の電極からなり、載置用電極108の中心部に設けられている。
電極111b〜111dは、それぞれドーナッツ状の電極からなり、電極111bは、電極111aを囲むように設けられている。電極111cは、電極111bを囲むように設けられている。電極111dは、電極111cを囲むように設けられている。
図16は、載置用電極108が5つ電極を有する例を示したものである。この場合、載置用電極108は、電極111a〜111eを有する。電極111aは、同心円状であり、載置用電極108の中心部に設けられている。残りの電極111b〜111eによって、座金形状の電極が形成されている。これら電極111b〜111eによって形成される座金状の電極は、電極111aを囲むように設けられている。
しかし、載置用電極108を2つから3つに分割、あるいは4つに分割すると、クロストーク抑制と位相差制御との組み合わせ回数が単純には1通りから3通り、さらに6通りとなり、制御の複雑さも増大して制御も時間がかかる。
この場合、図15および図16の下方にそれぞれ示すように、クロストーク抑制については、ウエハ110における隣接する領域のみを制御する、あるいは電源位相差は、最も影響のある領域の位相差のみゼロにするようにしてもよい。その他領域については、各高周波バイアスの位相をその平均や補完する、あるいは同じ位相にするなどして省略することができる。
その結果、載置用電極108をどのような分割数にしても、載置用電極108の各位相差の要素をほぼゼロにすることができる。
載置用電極108において、エッチングレートの低い領域は、Vppを大きくして、逆にエッチングレートの高い領域は、Vppを小さくすることにより、さらに高精度のエッチングレートを達成することができ、設計を容易にすることができる。
以上の実施の形態1,2では、被エッチング材料を例えばシリコン酸化膜とするが、ポリシリコン膜、フォトレジスト膜、反射防止有機膜、窒化シリコン酸化膜、窒化シリコン膜、Low-k 材料、High-k 材料、アモルファスカーボン膜、あるいはSi(シリコン)基板などにおいても同等の効果が得られる。
エッチングを実施するガスとしては、例えば、塩素、臭化水素、四フッ化メタン、三フッ化メタン、二フッ化メタン、アルゴン、ヘリウム、酸素、窒素、二酸化炭素、一酸化炭素、水素、アンモニア、八フッ化プロパン、三フッ化窒素、六フッ化硫黄、メタン、四フッ化シリコス、あるいは四塩化シリコンなどを使用することができる。
エッチング装置の放電方式についても、マイクロ波ECR放電を利用したエッチング装置だけではなく、例えば有磁場UHF(Ultra High Frequency)放電、容量結合型放電、誘導結合型放電、あるいはマグネトロン放電などを利用したドライエッチング装置においても同様の効果がある。
基本的にはプラズマエッチング装置において、イオン引き込み用高周波バイアス電源を備え、該高周波バイアス電源を印加することにより発生するVppに従い、エッチングレートに差がでる、つまりイオンエネルギとエッチングレートに相関があるプロセスについて広く適用することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
100 プラズマ処理装置
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)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
  12. 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。
JP2018013766A 2018-01-30 2018-01-30 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 Active JP6997642B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018013766A JP6997642B2 (ja) 2018-01-30 2018-01-30 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
KR1020180083776A KR102120738B1 (ko) 2018-01-30 2018-07-19 플라스마 처리 장치 및 플라스마 처리 방법
TW107127335A TWI711084B (zh) 2018-01-30 2018-08-07 電漿處理裝置及電漿處理方法
US16/118,696 US10755897B2 (en) 2018-01-30 2018-08-31 Plasma processing apparatus and plasma processing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018013766A JP6997642B2 (ja) 2018-01-30 2018-01-30 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019134021A true JP2019134021A (ja) 2019-08-08
JP6997642B2 JP6997642B2 (ja) 2022-01-17

Family

ID=67393669

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018013766A Active JP6997642B2 (ja) 2018-01-30 2018-01-30 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10755897B2 (ja)
JP (1) JP6997642B2 (ja)
KR (1) KR102120738B1 (ja)
TW (1) TWI711084B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023223866A1 (ja) * 2022-05-19 2023-11-23 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102361377B1 (ko) * 2017-06-27 2022-02-10 캐논 아네르바 가부시키가이샤 플라스마 처리 장치
CN117293008A (zh) * 2019-08-05 2023-12-26 株式会社日立高新技术 等离子处理装置
US11848176B2 (en) * 2020-07-31 2023-12-19 Applied Materials, Inc. Plasma processing using pulsed-voltage and radio-frequency power
WO2023069211A1 (en) * 2021-10-18 2023-04-27 Lam Research Corporation Systems and methods for determining a phase difference between rf signals provided to electrodes
KR20230117668A (ko) 2022-02-01 2023-08-08 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판 지지부 및 플라스마 처리 장치

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04196319A (ja) * 1990-11-28 1992-07-16 Toshiba Corp 放電処理装置
JPH11509358A (ja) * 1995-06-30 1999-08-17 ラム リサーチ コーポレイション 電力分割された電極
JP2004022822A (ja) * 2002-06-17 2004-01-22 Shibaura Mechatronics Corp プラズマ処理方法および装置
JP2005071872A (ja) * 2003-08-26 2005-03-17 Noda Rf Technologies:Kk 高周波電源装置および高周波電力供給方法
JP2007523470A (ja) * 2003-12-16 2007-08-16 ラム リサーチ コーポレーション 均一性制御のための分割高周波電極装置および方法
JP2008027816A (ja) * 2006-07-24 2008-02-07 Canon Inc プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP2016025254A (ja) * 2014-07-22 2016-02-08 株式会社東芝 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP2016162795A (ja) * 2015-02-27 2016-09-05 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4717295B2 (ja) * 2000-10-04 2011-07-06 株式会社半導体エネルギー研究所 ドライエッチング装置及びエッチング方法
JP2007067037A (ja) 2005-08-30 2007-03-15 Hitachi High-Technologies Corp 真空処理装置
TW200948217A (en) * 2008-03-25 2009-11-16 Tokyo Electron Ltd Plasma processing system, method for supplying high frequency power and method for feedback-controlling plasma processing system
JP2010016124A (ja) * 2008-07-02 2010-01-21 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP5528244B2 (ja) 2010-07-26 2014-06-25 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法および記憶媒体
US9842725B2 (en) * 2013-01-31 2017-12-12 Lam Research Corporation Using modeling to determine ion energy associated with a plasma system
JP6207880B2 (ja) * 2012-09-26 2017-10-04 東芝メモリ株式会社 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP6539113B2 (ja) * 2015-05-28 2019-07-03 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
US10090162B2 (en) 2016-01-18 2018-10-02 Hitachi High-Technologies Corporation Plasma processing method and plasma processing device

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04196319A (ja) * 1990-11-28 1992-07-16 Toshiba Corp 放電処理装置
JPH11509358A (ja) * 1995-06-30 1999-08-17 ラム リサーチ コーポレイション 電力分割された電極
JP2004022822A (ja) * 2002-06-17 2004-01-22 Shibaura Mechatronics Corp プラズマ処理方法および装置
JP2005071872A (ja) * 2003-08-26 2005-03-17 Noda Rf Technologies:Kk 高周波電源装置および高周波電力供給方法
JP2007523470A (ja) * 2003-12-16 2007-08-16 ラム リサーチ コーポレーション 均一性制御のための分割高周波電極装置および方法
JP2008027816A (ja) * 2006-07-24 2008-02-07 Canon Inc プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP2016025254A (ja) * 2014-07-22 2016-02-08 株式会社東芝 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP2016162795A (ja) * 2015-02-27 2016-09-05 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023223866A1 (ja) * 2022-05-19 2023-11-23 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190092219A (ko) 2019-08-07
TWI711084B (zh) 2020-11-21
US20190237300A1 (en) 2019-08-01
US10755897B2 (en) 2020-08-25
TW201933469A (zh) 2019-08-16
JP6997642B2 (ja) 2022-01-17
KR102120738B1 (ko) 2020-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102120738B1 (ko) 플라스마 처리 장치 및 플라스마 처리 방법
US11742181B2 (en) Control method and plasma processing apparatus
US11742182B2 (en) Control method and plasma processing apparatus
US9663858B2 (en) Plasma processing apparatus
JP6548748B2 (ja) プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置
KR101993880B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
US11355315B2 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
JP5808697B2 (ja) ドライエッチング装置及びドライエッチング方法
TWI552223B (zh) 電漿處理裝置
JP2015185698A (ja) プラズマ処理装置
TWI703632B (zh) 電漿處理裝置及電漿處理方法
WO2022234831A1 (ja) プラズマ処理装置及び終点検出方法
JP6055537B2 (ja) プラズマ処理方法
JP6180890B2 (ja) プラズマ処理方法
JP2002184766A (ja) プラズマ処理装置および方法
JP2022173042A (ja) プラズマ処理装置及び終点検出方法
JP2007115867A (ja) プラズマ処理装置およびプラズマ処理装置の制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200409

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210204

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210209

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20210408

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210609

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20210817

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211108

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20211108

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20211117

C21 Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20211124

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211207

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211217

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6997642

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150