JP2019192876A - プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
・DC周波数が1MHz未満に、好ましくは、50〜800kHzの範囲内に設定される場合に、下部電極18に周期的に印加される直流電圧にイオンが追従する。
・下部電極18に周期的に印加される直流電圧にイオンが追従する状況下において、直流電圧のデューティー比に対する基板Wのエッチングレートの依存性は、少ない。一方、デューティー比が比較的に小さい値に調整される場合、特にデューティー比が50%以下に調整される場合には、図5の(a)を用いて説明したように、プラズマの電位が小さくなるので、チャンバ本体12のエッチングレートが大きく低下する。
・DC周波数が1MHz以上に設定される場合に、下部電極18に周期的に印加される直流電圧にイオンが追従しなくなる。
・下部電極18に周期的に印加される直流電圧にイオンが追従しなくなる状況下では、基板に照射されるイオンのエネルギーと共に、チャンバ本体12の内壁に照射されるイオンのエネルギーが高くなる傾向がある。
・チャンバ12cの圧力:20mTorr(2.66Pa)
・チャンバ12cに供給されたガスの流量
C4F8ガス:24sccm
O2ガス:16sccm
Arガス:150sccm
・第1の高周波:100MHz、500Wの連続波
・下部電極18に対する負極性の直流電圧
電圧値:−3000V
周波数(DC周波数):200kHz
・処理時間:60秒
・チャンバ12cの圧力:20mTorr(2.66Pa)
・チャンバ12cに供給されたガスの流量
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・第1の高周波:100MHz、500Wの連続波
・下部電極18に対する負極性の直流電圧
電圧値:−3000V
周波数(DC周波数):200kHz
デューティー比:35%
・処理時間:60秒
・チャンバ12cの圧力:20mTorr(2.66Pa)
・チャンバ12cに供給されるガスの流量
C4F8ガス:24sccm
O2ガス:16sccm
Arガス:150sccm
・第1の高周波:100MHz、500Wの連続波
・第2の高周波:400kHz、2500Wの連続波
・処理時間:60秒
評価シミュレーションでは、以下に示す条件により、基板Wに照射されるイオンのエネルギー分布(IED)及びチャンバ本体12の内壁に照射されるイオンのエネルギー分布(IED)をシミュレーションした。なお、評価シミュレーションでは、DC周波数が1MHz未満の200kHzに設定された状態で、下部電極18に周期的に印加する負極性の直流電圧のデューティー比を可変のパラメータとして用いた。
・チャンバ12cの圧力:30mTorr(4.00Pa)
・チャンバ12cに供給された処理ガス:Arガス
・第1の高周波:100MHz、500Wの連続波
・下部電極18に対する負極性の直流電圧
電圧値:−450V
周波数(DC周波数):200kHz
12 チャンバ本体
12c チャンバ
16 ステージ
18 下部電極
61 第1の高周波電源
70、701、702 直流電源
72、721、722 切替ユニット
PC コントローラ
MC 主制御部
Claims (14)
- プラズマ処理装置において実行されるプラズマ処理方法であって、
前記プラズマ処理装置は、
チャンバを提供するチャンバ本体と、
前記チャンバ本体内に設けられ、下部電極を含み、基板を支持するステージと、
前記チャンバに供給されるガスのプラズマを生成するための高周波を供給する高周波電源と、
前記下部電極に印加される負極性を有する直流電圧を発生する一以上の直流電源と、
を備え、
前記プラズマ処理方法は、
前記高周波電源から高周波を供給する工程と、
前記一以上の直流電源から前記下部電極に負極性を有する直流電圧を印加する工程と、
を含み、
前記直流電圧を印加する工程では、前記直流電圧が前記下部電極に周期的に印加され、前記直流電圧が前記下部電極に印加される各々の周期を規定する周波数が1MHz未満に設定された状態で、前記各々の周期内において前記直流電圧が前記下部電極に印加される期間が占める割合が調整される、プラズマ処理方法。 - 前記直流電圧を印加する工程では、前記割合の調整により前記チャンバ本体の内壁に照射されるイオンのエネルギーを低下させる、請求項1に記載のプラズマ処理方法。
- 前記割合が50%以下に調整される、請求項1又は2に記載のプラズマ処理方法。
- 前記プラズマ処理装置は、前記一以上の直流電源として複数の直流電源を備え、
前記各々の周期内において前記下部電極に印加される前記直流電圧は、前記複数の直流電源から順に出力される複数の直流電圧により形成される、請求項1〜3のいずれか一つに記載のプラズマ処理方法。 - 前記直流電圧が印加される期間において前記高周波が供給され、前記直流電圧の印加が停止されている期間において前記高周波の供給が停止される、請求項1〜4のいずれか一つに記載のプラズマ処理方法。
- 前記直流電圧が印加される期間において前記高周波の供給が停止され、前記直流電圧の印加が停止されている期間において前記高周波が供給される、請求項1〜4のいずれか一つに記載のプラズマ処理方法。
- 前記高周波は、27〜100MHzの範囲内の周波数を有する、請求項1〜6のいずれか一つに記載のプラズマ処理方法。
- チャンバを提供するチャンバ本体と、
前記チャンバ本体内に設けられ、下部電極を含み、基板を支持するステージと、
前記チャンバに供給されるガスを励起させるための高周波を供給する高周波電源と、
前記下部電極に印加される負極性を有する直流電圧を発生する一以上の直流電源と、
前記下部電極に対する前記直流電圧の印加を停止可能に構成された切替ユニットと、
前記切替ユニットを制御するように構成されたコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記一以上の直流電源からの負極性の直流電圧を前記下部電極に周期的に印加し、前記直流電圧が印加される各々の周期を規定する周波数が1MHz未満に設定された状態で、前記各々の周期内において前記直流電圧が前記下部電極に印加される期間が占める割合を調整するよう、前記切替ユニットを制御する、プラズマ処理装置。 - 前記コントローラは、前記割合の調整により前記チャンバ本体の内壁に照射されるイオンのエネルギーを低下させるよう、前記切替ユニットを制御する、請求項8に記載のプラズマ処理装置。
- 前記コントローラは、前記割合を50%以下に調整するよう、前記切替ユニットを制御する、請求項8又は9に記載のプラズマ処理装置。
- 前記一以上の直流電源として複数の直流電源を備え、
前記コントローラは、前記各々の周期内において前記下部電極に印加される前記直流電圧を前記複数の直流電源から順に出力される複数の直流電圧により形成するよう、前記切替ユニットを制御する、請求項8〜10のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。 - 前記コントローラは、前記直流電圧が印加される期間において前記高周波が供給され、前記直流電圧の印加が停止されている期間において前記高周波の供給が停止されるよう、前記高周波電源を制御する、請求項9〜11のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
- 前記コントローラは、前記直流電圧が印加される期間において前記高周波の供給が停止され、前記直流電圧の印加が停止されている期間において前記高周波が供給されるよう、前記高周波電源を制御する、請求項9〜11のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
- 前記高周波は、27〜100MHzの範囲内の周波数を有する、請求項8〜13のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
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