JP2022102856A - Plasma processing device and plasma processing method - Google Patents

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浩己 宮下
Hiromi Miyashita
真 小林
Makoto Kobayashi
玲衣 庄子
Rei Shoji
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Abstract

To improve processing performance.SOLUTION: A plasma processing device includes a first electrode or an antenna, a second electrode that opposes to the first electrode or the antenna and supports a substrate, a first high-frequency electric power supply portion that is connected to the first electrode, the second electrode, or the antenna, and supplies a first high-frequency electric power for generating plasma to the first electrode, the second electrode or the antenna, a second high-frequency electric power supply portion that is connected to the second electrode, and supplies a second high-frequency electric power for bias to the second electrode, a processed gas supply portion that supplies processed gas, and a control portion. The control portion sequentially outputs the first high-frequency electric power of first, second and third levels that are different 0 or more levels from the first high-frequency electric power supply portion repeatedly, simultaneously outputs the first high-frequency electric power of the first level from the first high-frequency electric power supply portion and the second high-frequency electric power of a fourth level that is 0 or more from the second high-frequency electric power supply portion, and turns off the second high-frequency electric power of the fourth level after outputting the first high-frequency electric power of the second level.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本開示は、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関する。 The present disclosure relates to a plasma processing apparatus and a plasma processing method.

特許文献1は、載置台にプラズマ生成用の高周波電力のパルス波と、プラズマ生成用の高周波電力の周波数よりも低い周波数のバイアス用の高周波電力のパルス波と、を印加するプラズマ処理方法を提案する。このプラズマ処理方法は、プラズマ生成用の高周波電力のパルス波とバイアス用の高周波電力のパルス波とが位相差を有し、プラズマ生成用の高周波電力のデューティ比はバイアス用の高周波電力のデューティ比以上になるように制御する。これにより、プラズマ生成用の高周波電力のパルス波とバイアス用の高周波電力のパルス波との間にオフセットを設ける。 Patent Document 1 proposes a plasma processing method in which a pulse wave of high-frequency power for plasma generation and a pulse wave of high-frequency power for biasing a frequency lower than the frequency of high-frequency power for plasma generation are applied to a mounting table. do. In this plasma processing method, the pulse wave of the high frequency power for plasma generation and the pulse wave of the high frequency power for bias have a phase difference, and the duty ratio of the high frequency power for plasma generation is the duty ratio of the high frequency power for bias. Control so that it becomes the above. As a result, an offset is provided between the high-frequency power pulse wave for plasma generation and the high-frequency power pulse wave for bias.

特開2016-157735号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-157735

エッチングされた凹部のボーイング、CDサイズのバラツキ、マスクの歪みや閉塞(クロッギング)等を抑制又は改善するために、ラジカル、イオン密度、イオンの入射角、側壁保護等を細かく制御することが重要である。 It is important to finely control radicals, ion densities, ion incident angles, side wall protection, etc. in order to suppress or improve the bowing of etched recesses, variation in CD size, distortion and clogging of masks, etc. be.

本開示は、プラズマ処理装置において実行されるプロセスの性能を向上させることができる技術を提供する。 The present disclosure provides techniques that can improve the performance of processes performed in plasma processing equipment.

本開示の一の態様によれば、真空排気可能な処理チャンバと、前記処理チャンバ内に配置された第1電極又はアンテナと、前記第1電極又は前記アンテナに対向し、被処理基板を支持する第2電極と、前記第1電極、前記第2電極又は前記アンテナに接続され、前記第1電極、前記第2電極又は前記アンテナにプラズマ生成用の第1の高周波電力を供給する第1の高周波電力供給部と、前記第2電極に接続され、前記第2電極にバイアス用の第2の高周波電力を供給する第2の高周波電力供給部と、前記処理チャンバ内に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、前記第1の高周波電力供給部及び前記第2の高周波電力供給部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記第1の高周波電力供給部から0以上の異なるレベルである第1のレベル、第2のレベル、及び第3のレベルの前記第1の高周波電力を順に繰り返し出力し、前記第1の高周波電力供給部から前記第1のレベルの前記第1の高周波電力を出力すると同時に前記第2の高周波電力供給部から0以上の第4のレベルの前記第2の高周波電力を繰り返し出力し、前記第1の高周波電力供給部から前記第2のレベルの前記第1の高周波電力を出力した後に前記第4のレベルの前記第2の高周波電力をオフするように制御する、プラズマ処理装置が提供される。 According to one aspect of the present disclosure, a processing chamber capable of vacuum exhaust, a first electrode or an antenna arranged in the processing chamber, and facing the first electrode or the antenna to support a substrate to be processed. A first high frequency that is connected to the first electrode, the first electrode, the second electrode, or the antenna, and supplies the first high frequency power for plasma generation to the first electrode, the second electrode, or the antenna. A power supply unit, a second high-frequency power supply unit connected to the second electrode and supplying a second high-frequency power for bias to the second electrode, and a processing gas for supplying processing gas into the processing chamber. The control unit includes a supply unit, a control unit that controls the first high-frequency power supply unit and the second high-frequency power supply unit, and the control unit has a different level of 0 or more from the first high-frequency power supply unit. The first high-frequency power of the first level, the second level, and the third level are repeatedly output in order, and the first high-frequency power of the first level is output from the first high-frequency power supply unit. At the same time as outputting the power, the second high frequency power of 0 or more at the fourth level is repeatedly output from the second high frequency power supply unit, and the second level of the second high frequency power supply unit outputs the power. Provided is a plasma processing apparatus that controls to turn off the second high frequency power of the fourth level after outputting the high frequency power of 1.

一の側面によれば、プラズマ処理装置において実行されるプロセスの性能を向上させることができる。 According to one aspect, the performance of the process performed in the plasma processing apparatus can be improved.

実施形態に係るプラズマ処理システムの一例を示す断面模式図。The sectional schematic diagram which shows an example of the plasma processing system which concerns on embodiment. 第1実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示す図。The figure which shows an example of the plasma processing method which concerns on 1st Embodiment. ラジカル等の減衰特性の一例を示す図。The figure which shows an example of the attenuation characteristic such as radicals. 第2実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示す図。The figure which shows an example of the plasma processing method which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示す図。The figure which shows an example of the plasma processing method which concerns on 3rd Embodiment. 第4実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示す図。The figure which shows an example of the plasma processing method which concerns on 4th Embodiment. 第5実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示す図。The figure which shows an example of the plasma processing method which concerns on 5th Embodiment. 第6実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示す図。The figure which shows an example of the plasma processing method which concerns on 6th Embodiment.

以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present disclosure will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same components may be designated by the same reference numerals and duplicate explanations may be omitted.

[プラズマ処理システム]
以下に、プラズマ処理システムの構成例について説明する。プラズマ処理システムは、容量結合型のプラズマ処理装置1及び制御部2を含む。プラズマ処理装置1は、真空排気可能なプラズマ処理チャンバ10、ガス供給部20、電源30及び排気システム40を含む。また、プラズマ処理装置1は、基板支持部11及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ10内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド13を含む。基板支持部11は、プラズマ処理チャンバ10内に配置される。シャワーヘッド13は、基板支持部11の上方に配置される。実施形態において、シャワーヘッド13は、プラズマ処理チャンバ10の天部(ceiling)の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ10の内部は、シャワーヘッド13、プラズマ処理チャンバ10の側壁10a及び基板支持部11により規定されたプラズマ処理空間10sを有する。プラズマ処理チャンバ10は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間10sに供給するための少なくとも1つのガス供給口13aと、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも1つのガス排出口10eとを有する。側壁10aは接地される。シャワーヘッド13及び基板支持部11は、プラズマ処理チャンバ10の筐体とは電気的に絶縁される。
[Plasma processing system]
An example of the configuration of the plasma processing system will be described below. The plasma processing system includes a capacitively coupled plasma processing device 1 and a control unit 2. The plasma processing apparatus 1 includes a plasma processing chamber 10 capable of vacuum exhaust, a gas supply unit 20, a power supply 30, and an exhaust system 40. Further, the plasma processing apparatus 1 includes a substrate support portion 11 and a gas introduction portion. The gas introduction unit is configured to introduce at least one processing gas into the plasma processing chamber 10. The gas introduction section includes a shower head 13. The substrate support portion 11 is arranged in the plasma processing chamber 10. The shower head 13 is arranged above the substrate support portion 11. In embodiments, the shower head 13 constitutes at least a portion of the ceiling of the plasma processing chamber 10. The inside of the plasma processing chamber 10 has a plasma processing space 10s defined by a shower head 13, a side wall 10a of the plasma processing chamber 10, and a substrate support portion 11. The plasma processing chamber 10 has at least one gas supply port 13a for supplying at least one processing gas to the plasma processing space 10s, and at least one gas discharge port 10e for discharging gas from the plasma processing space. .. The side wall 10a is grounded. The shower head 13 and the substrate support portion 11 are electrically insulated from the housing of the plasma processing chamber 10.

基板支持部11は、本体部111及びリングアセンブリ112を含む。本体部111は、ウェハを一例とする基板Wを支持するための中央領域(基板支持面)111aと、リングアセンブリ112を支持するための環状領域(リング支持面)111bとを有する。本体部111の環状領域111bは、平面視で本体部111の中央領域111aを囲んでいる。基板Wは、本体部111の中央領域111a上に配置され、リングアセンブリ112は、本体部111の中央領域111a上の基板Wを囲むように本体部111の環状領域111b上に配置される。実施形態において、本体部111は、基台及び静電チャックを含む。基台は、導電性部材を含む。基台の導電性部材は下部電極として機能する。静電チャックは、基台の上に配置される。静電チャックの上面は、基板支持面111aを有する。リングアセンブリ112は、1又は複数の環状部材を含む。1又は複数の環状部材のうち少なくとも1つはエッジリングである。また、図示は省略するが、基板支持部11は、静電チャック、リングアセンブリ112及び基板Wのうち少なくとも1つをターゲット温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでもよい。温調モジュールは、ヒータ、伝熱媒体、流路、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路には、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。また、基板支持部11は、基板Wの裏面と基板支持面111aとの間に伝熱ガスを供給するように構成された伝熱ガス供給部を含んでもよい。 The board support portion 11 includes a main body portion 111 and a ring assembly 112. The main body 111 has a central region (board support surface) 111a for supporting the substrate W, which is an example of a wafer, and an annular region (ring support surface) 111b for supporting the ring assembly 112. The annular region 111b of the main body 111 surrounds the central region 111a of the main body 111 in a plan view. The substrate W is arranged on the central region 111a of the main body 111, and the ring assembly 112 is arranged on the annular region 111b of the main body 111 so as to surround the substrate W on the central region 111a of the main body 111. In the embodiment, the main body 111 includes a base and an electrostatic chuck. The base includes a conductive member. The conductive member of the base functions as a lower electrode. The electrostatic chuck is placed on the base. The upper surface of the electrostatic chuck has a substrate support surface 111a. The ring assembly 112 includes one or more annular members. At least one of the one or more annular members is an edge ring. Further, although not shown, the substrate support portion 11 may include a temperature control module configured to adjust at least one of the electrostatic chuck, the ring assembly 112, and the substrate W to the target temperature. The temperature control module may include a heater, a heat transfer medium, a flow path, or a combination thereof. Heat transfer fluids such as brine and gas flow through the flow path. Further, the substrate support portion 11 may include a heat transfer gas supply portion configured to supply heat transfer gas between the back surface of the substrate W and the substrate support surface 111a.

シャワーヘッド13は、ガス供給部20からの少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間10s内に導入するように構成される。シャワーヘッド13は、少なくとも1つのガス供給口13a、少なくとも1つのガス拡散室13b、及び複数のガス導入口13cを有する。ガス供給口13aに供給された処理ガスは、ガス拡散室13bを通過して複数のガス導入口13cからプラズマ処理空間10s内に導入される。また、シャワーヘッド13は、導電性部材を含む。シャワーヘッド13の導電性部材は上部電極として機能する。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド13に加えて、側壁10aに形成された1又は複数の開口部に取り付けられる1又は複数のサイドガス注入部(SGI:Side Gas Injector)を含んでもよい。 The shower head 13 is configured to introduce at least one processing gas from the gas supply unit 20 into the plasma processing space 10s. The shower head 13 has at least one gas supply port 13a, at least one gas diffusion chamber 13b, and a plurality of gas introduction ports 13c. The processing gas supplied to the gas supply port 13a passes through the gas diffusion chamber 13b and is introduced into the plasma processing space 10s from the plurality of gas introduction ports 13c. Further, the shower head 13 includes a conductive member. The conductive member of the shower head 13 functions as an upper electrode. In addition to the shower head 13, the gas introduction portion may include one or a plurality of side gas injection portions (SGI: Side Gas Injector) attached to one or a plurality of openings formed in the side wall 10a.

ガス供給部20は、少なくとも1つのガスソース21及び少なくとも1つの流量制御器22を含んでもよい。実施形態において、ガス供給部20は、少なくとも1つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース21からそれぞれに対応の流量制御器22を介してシャワーヘッド13に供給するように構成される。各流量制御器22は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部20は、少なくとも1つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する1又はそれ以上の流量変調デバイスを含んでもよい。 The gas supply unit 20 may include at least one gas source 21 and at least one flow rate controller 22. In the embodiment, the gas supply unit 20 is configured to supply at least one processing gas from the corresponding gas source 21 to the shower head 13 via the corresponding flow rate controller 22. Each flow rate controller 22 may include, for example, a mass flow controller or a pressure-controlled flow rate controller. Further, the gas supply unit 20 may include one or more flow rate modulation devices that modulate or pulse the flow rate of at least one processing gas.

電源30は、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ10に結合されるRF電源31を含む。RF電源31は、ソースRF信号及びバイアスRF信号のような少なくとも1つのRF信号(RF電力)を、基板支持部11の導電性部材及び/又はシャワーヘッド13の導電性部材に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間10sに供給された少なくとも1つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、RF電源31は、プラズマ処理チャンバ10において1又はそれ以上の処理ガスからプラズマを生成するように構成されるプラズマ生成部の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスRF信号を基板支持部11の導電性部材に供給することにより、基板Wにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Wに引き込むことができる。 The power supply 30 includes an RF power supply 31 coupled to the plasma processing chamber 10 via at least one impedance matching circuit. The RF power supply 31 is configured to supply at least one RF signal (RF power), such as a source RF signal and a bias RF signal, to the conductive member of the substrate support 11 and / or the conductive member of the shower head 13. Will be done. As a result, plasma is formed from at least one processing gas supplied to the plasma processing space 10s. Thus, the RF power supply 31 may function as at least part of a plasma generator configured to generate plasma from one or more treated gases in the plasma processing chamber 10. Further, by supplying the bias RF signal to the conductive member of the substrate support portion 11, a bias potential is generated in the substrate W, and the ionic component in the formed plasma can be drawn into the substrate W.

実施形態において、RF電源31は、第1のRF生成部31a及び第2のRF生成部31bを含む。第1のRF生成部31aは、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介して基板支持部11の導電性部材又はシャワーヘッド13の導電性部材に結合され、プラズマ生成用のソースRF信号(ソースRF電力)を生成するように構成される。実施形態において、ソースRF信号は、13MHz~150MHzの範囲内の周波数を有する。実施形態において、第1のRF生成部31aは、異なる周波数を有する複数のソースRF信号を生成するように構成されてもよい。生成された1又は複数のソースRF信号は、基板支持部11の導電性部材又はシャワーヘッド13の導電性部材に供給される。第2のRF生成部31bは、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介して基板支持部11の導電性部材に結合され、バイアスRF信号(バイアスRF電力)を生成するように構成される。実施形態において、バイアスRF信号は、ソースRF信号よりも低い周波数を有する。実施形態において、バイアスRF信号は、400kHz~13.56MHzの範囲内の周波数を有する。実施形態において、第2のRF生成部31bは、異なる周波数を有する複数のバイアスRF信号を生成するように構成されてもよい。生成された1又は複数のバイアスRF信号は、基板支持部11の導電性部材に供給される。また、種々の実施形態において、ソースRF信号及びバイアスRF信号のうち少なくとも1つがパルス化されてもよい。 In an embodiment, the RF power supply 31 includes a first RF generation unit 31a and a second RF generation unit 31b. The first RF generation unit 31a is coupled to the conductive member of the substrate support portion 11 or the conductive member of the shower head 13 via at least one impedance matching circuit, and is a source RF signal (source RF power) for plasma generation. Is configured to generate. In embodiments, the source RF signal has frequencies in the range of 13 MHz to 150 MHz. In an embodiment, the first RF generator 31a may be configured to generate a plurality of source RF signals having different frequencies. The generated one or more source RF signals are supplied to the conductive member of the substrate support 11 or the conductive member of the shower head 13. The second RF generation unit 31b is coupled to the conductive member of the substrate support portion 11 via at least one impedance matching circuit, and is configured to generate a bias RF signal (bias RF power). In embodiments, the bias RF signal has a lower frequency than the source RF signal. In embodiments, the bias RF signal has frequencies in the range of 400 kHz to 13.56 MHz. In embodiments, the second RF generator 31b may be configured to generate a plurality of bias RF signals with different frequencies. The generated bias RF signal is supplied to the conductive member of the substrate support 11. Also, in various embodiments, at least one of the source RF signal and the bias RF signal may be pulsed.

なお、シャワーヘッド13の導電性部材は、プラズマ処理チャンバ10内に配置された第1電極の一例である。容量結合型のプラズマ処理装置1に替えて誘導結合型のプラズマ処理装置を含んでもよい。誘導結合型のプラズマ処理装置では、被処理基板を支持する第1電極に対向してプラズマ処理チャンバ10の上部にアンテナが設けられ、アンテナに第1のRF生成部31aが接続されてもよい基板支持部11の基台の導電性部材は、第1電極に対向し、被処理基板を支持する第2電極の一例である。第1のRF生成部31aは、第1電極、第2電極又はアンテナに接続され、第1電極、第2電極又はアンテナにプラズマ生成用の第1の高周波電力を供給する第1の高周波電力供給部の一例である。第2のRF生成部31bは、第2電極に接続され、第2電極にバイアス用の第2の高周波電力を供給する第2の高周波電力供給部の一例である。ガス供給部20は、プラズマ処理チャンバ10内に処理ガスを供給する処理ガス供給部の一例である。 The conductive member of the shower head 13 is an example of the first electrode arranged in the plasma processing chamber 10. An inductively coupled plasma processing apparatus may be included in place of the capacitively coupled plasma processing apparatus 1. In an inductively coupled plasma processing apparatus, an antenna is provided on the upper part of the plasma processing chamber 10 facing the first electrode supporting the substrate to be processed, and the first RF generation unit 31a may be connected to the antenna. The conductive member of the base of the support portion 11 is an example of the second electrode facing the first electrode and supporting the substrate to be processed. The first RF generation unit 31a is connected to the first electrode, the second electrode or the antenna, and supplies the first high frequency power for supplying plasma to the first electrode, the second electrode or the antenna. This is an example of the department. The second RF generation unit 31b is an example of a second high-frequency power supply unit that is connected to the second electrode and supplies the second high-frequency power for bias to the second electrode. The gas supply unit 20 is an example of a processing gas supply unit that supplies the processing gas into the plasma processing chamber 10.

また、電源30は、プラズマ処理チャンバ10に結合されるDC電源32を含んでもよい。DC電源32は、第1のDC生成部32a及び第2のDC生成部32bを含む。実施形態において、第1のDC生成部32aは、基板支持部11の導電性部材に接続され、第1のDC信号を生成するように構成される。生成された第1のバイアスDC信号は、基板支持部11の導電性部材に印加される。実施形態において、第1のDC信号が、静電チャック内の電極のような他の電極に印加されてもよい。実施形態において、第2のDC生成部32bは、シャワーヘッド13の導電性部材に接続され、第2のDC信号を生成するように構成される。生成された第2のDC信号は、シャワーヘッド13の導電性部材に印加される。種々の実施形態において、第1及び第2のDC信号のうち少なくとも1つがパルス化されてもよい。第1のDC生成部32a及び第2のDC生成部32bはRF電源31に加えて設けられている。なお、第2のDC生成部32bは、第1電極に接続され、第1電極に直流電圧を供給する直流電圧源の一例である。 Further, the power supply 30 may include a DC power supply 32 coupled to the plasma processing chamber 10. The DC power supply 32 includes a first DC generation unit 32a and a second DC generation unit 32b. In the embodiment, the first DC generation unit 32a is connected to the conductive member of the substrate support portion 11 and is configured to generate the first DC signal. The generated first bias DC signal is applied to the conductive member of the substrate support portion 11. In embodiments, the first DC signal may be applied to another electrode, such as an electrode in an electrostatic chuck. In the embodiment, the second DC generation unit 32b is connected to the conductive member of the shower head 13 and is configured to generate a second DC signal. The generated second DC signal is applied to the conductive member of the shower head 13. In various embodiments, at least one of the first and second DC signals may be pulsed. The first DC generation unit 32a and the second DC generation unit 32b are provided in addition to the RF power supply 31. The second DC generation unit 32b is an example of a DC voltage source connected to the first electrode and supplying a DC voltage to the first electrode.

排気システム40は、例えばプラズマ処理チャンバ10の底部に設けられたガス排出口10eに接続され得る。排気システム40は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間10s内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。 The exhaust system 40 may be connected to, for example, a gas outlet 10e provided at the bottom of the plasma processing chamber 10. The exhaust system 40 may include a pressure regulating valve and a vacuum pump. The pressure adjusting valve adjusts the pressure in the plasma processing space 10s. The vacuum pump may include a turbo molecular pump, a dry pump or a combination thereof.

制御部2は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置1に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御部2は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置1の各要素を制御するように構成され得る。例えば、制御部2は、第1のRF生成部31a、第2のRF生成部31b、及び第2のDC生成部32bを制御する。実施形態において、制御部2の一部又は全てがプラズマ処理装置1に含まれてもよい。制御部2は、例えばコンピュータ2aを含んでもよい。コンピュータ2aは、例えば、処理部(CPU:Central Processing Unit)2a1、記憶部2a2、及び通信インターフェース2a3を含んでもよい。処理部2a1は、記憶部2a2に格納されたプログラムに基づいて種々の制御動作を行うように構成され得る。記憶部2a2は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース2a3は、LAN(Local Area Network)等の通信回線を介してプラズマ処理装置1との間で通信してもよい。 The control unit 2 processes computer-executable instructions that cause the plasma processing apparatus 1 to perform the various steps described in the present disclosure. The control unit 2 may be configured to control each element of the plasma processing apparatus 1 to perform the various steps described herein. For example, the control unit 2 controls the first RF generation unit 31a, the second RF generation unit 31b, and the second DC generation unit 32b. In the embodiment, a part or all of the control unit 2 may be included in the plasma processing device 1. The control unit 2 may include, for example, a computer 2a. The computer 2a may include, for example, a processing unit (CPU: Central Processing Unit) 2a1, a storage unit 2a2, and a communication interface 2a3. The processing unit 2a1 may be configured to perform various control operations based on the program stored in the storage unit 2a2. The storage unit 2a2 may include a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or a combination thereof. The communication interface 2a3 may communicate with the plasma processing device 1 via a communication line such as a LAN (Local Area Network).

次に、プラズマ処理装置1を用いて実行される第1実施形態~第6実施形態に係るプラズマ処理方法について、図2~図8を参照しながら順に説明する。第1実施形態~第6実施形態に係るプラズマ処理方法は、制御部2により制御される。 Next, the plasma processing methods according to the first to sixth embodiments executed by using the plasma processing apparatus 1 will be described in order with reference to FIGS. 2 to 8. The plasma processing method according to the first to sixth embodiments is controlled by the control unit 2.

<第1実施形態>
[プラズマ処理方法]
まず、第1実施形態に係るプラズマ処理方法について、図2及び図3を参照しながら説明する。図2は、第1実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示す図である。図3は、ラジカル等の減衰の一例を示す図である。
<First Embodiment>
[Plasma processing method]
First, the plasma processing method according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a diagram showing an example of the plasma processing method according to the first embodiment. FIG. 3 is a diagram showing an example of attenuation of radicals and the like.

第1実施形態、及び後述する第2、第5実施形態では、例えば、シリコン基板100上にエッチング対象膜101としてハードマスク層が形成され、その上に有機膜等のマスク102が形成されている。ただし、基板W上の膜構造はこれに限られない。 In the first embodiment and the second and fifth embodiments described later, for example, a hard mask layer is formed as an etching target film 101 on a silicon substrate 100, and a mask 102 such as an organic film is formed on the hard mask layer. .. However, the film structure on the substrate W is not limited to this.

第1実施形態に係るプラズマ処理方法では、制御部2は、図2に示すように、プラズマ生成用の第1の高周波電力(以下、「HF」とも表記する。)を、0以上の異なる3レベルである第1のレベル、第2のレベル、及び第3のレベルのRFのパルスパターンで順に繰り返し出力するように制御する。 In the plasma processing method according to the first embodiment, as shown in FIG. 2, the control unit 2 sets the first high frequency power for plasma generation (hereinafter, also referred to as “HF”) to 0 or more different 3 The RF pulse patterns of the first level, the second level, and the third level, which are the levels, are controlled to be repeatedly output in order.

第1のレベルのHFは、各サイクルの最初の期間であるA期間に出力されるHighレベルに制御される。第2のレベルのHFは、各サイクルのA期間に続くB期間に出力されるMiddleレベルに制御される。第3のレベルのHFは、各サイクルのB期間に続くC期間及びD期間に出力されるLowレベルに制御される。つまり、本実施形態では、HFの大きさは、第1のレベル>第2のレベル>第3のレベルとなる。なお、C期間及びD期間にHFをLowレベルに制御する替わりにオフ(Off)してもよい。Lowレベルは、オフよりも大きい値であって、HFが制御されるレベルの内の最も低いレベルである。 The first level of HF is controlled to the High level output during period A, which is the first period of each cycle. The second level of HF is controlled to the Middle level output in the B period following the A period of each cycle. The HF of the third level is controlled to the Low level output in the C period and the D period following the B period of each cycle. That is, in the present embodiment, the magnitude of the HF is 1st level> 2nd level> 3rd level. Instead of controlling the HF to the Low level during the C period and the D period, it may be turned off. The Low level is a value larger than off and is the lowest level among the levels under which HF is controlled.

また、制御部2は、バイアス用の第2の高周波電力(以下、「LF」とも表記する。)を、0以上の第4のレベルのRFのパルスパターンを繰り返し出力するように制御する。第4のレベルのLFは、各サイクルのD期間に出力されるLowレベルに制御される。A期間~C期間は、LFをオフ、つまり0に制御する。なお、D期間にLFをオフにしてもよい。Lowレベルは、オフよりも大きい値であって、LFが制御されるレベルの内の最も低いレベルである。 Further, the control unit 2 controls the second high frequency power for bias (hereinafter, also referred to as “LF”) so as to repeatedly output the pulse pattern of the fourth level RF of 0 or more. The LF of the fourth level is controlled to the Low level output during the D period of each cycle. During the period A to C, the LF is controlled to be off, that is, to 0. The LF may be turned off during the D period. The Low level is a value greater than off and is the lowest of the levels for which LF is controlled.

例えば、HFをオン及びオフの2レベルに制御し、LFをオフのみの1レベルに制御した場合、CD(Critical Dimension)サイズにバラツキが生じ、良好なエッチング形状は得られない。これに対して、本実施形態に係るRFのパルスパターンでは、HFが、High、Middle、Low、又はHigh、Middle、0(オフ)の3レベルに制御され、LFが、Low及び0(オフ)の2レベルに制御される。 For example, when the HF is controlled to two levels of on and off and the LF is controlled to one level of only off, the CD (Critical Dimension) size varies and a good etching shape cannot be obtained. On the other hand, in the RF pulse pattern according to the present embodiment, the HF is controlled to three levels of High, Middle, Low, or High, Middle, 0 (off), and the LF is Low and 0 (off). It is controlled to 2 levels.

また、HFがHigh及びMiddle(第1のレベル及び第2のレベル)のときにLFをオフに制御し、HFがLow(第3のレベル)のときにLFをLow(又はオフ)に制御する。また、HF電力とLF電力のDuty及びHF電力とLF電力を供給する際の位相を制御し、HF電力とLF電力との位相をずらす。また、HFがHigh及びMiddleのA期間及びB期間と、LFがLowのD期間との間のC期間にオフタイム(HF及び/又はLFがLowの場合を含む)を設ける。 Further, when the HF is High and Middle (first level and second level), the LF is controlled to be off, and when the HF is Low (third level), the LF is controlled to be Low (or off). .. Further, the Duty of the HF power and the LF power and the phase when the HF power and the LF power are supplied are controlled, and the phase of the HF power and the LF power is shifted. Further, an off time (including the case where HF and / or LF is Low) is provided in the C period between the A period and B period of HF High and Midle and the D period of LF Low.

これにより、ラジカル密度、イオン密度、イオン/ラジカル比、イオンの入射角(イオン入射角度)、側壁保護等を細かく制御することができる。これにより、エッチングされたホールH等の凹部のボーイング、CDのバラツキ、マスクのクロッギングを抑制し、目的の形状を目的の時間で形成し、プロセスの性能を向上させることができる。 This makes it possible to finely control the radical density, ion density, ion / radical ratio, ion incident angle (ion incident angle), side wall protection, and the like. As a result, it is possible to suppress boeing of recesses such as etched holes H, variation of CDs, and clogging of masks, form a desired shape in a desired time, and improve process performance.

具体的には、第1実施形態に係るプラズマ処理方法では、A期間において第1のレベル(High power)のHFが印加されており、LFはオフである。よって、HFがイオン及びラジカルの生成に寄与する。よって、A期間では、図2(a)に示すようにイオンエネルギーが高く、エッチングレートが早くなる。また、イオンの入射角は比較的狭く、エッチングは垂直に進みやすい。ただし、マスク102へのダメージが大きくなる。 Specifically, in the plasma treatment method according to the first embodiment, the HF of the first level (High power) is applied in the A period, and the LF is off. Therefore, HF contributes to the generation of ions and radicals. Therefore, in the A period, as shown in FIG. 2A, the ion energy is high and the etching rate is high. In addition, the angle of incidence of the ions is relatively narrow, and etching tends to proceed vertically. However, the damage to the mask 102 becomes large.

B期間では、プラズマ中のイオンに対するラジカルの比率を制御する。第1のレベル(High power)から第2のレベル(Middle power)へHFを下げ、LFはオフのまま維持する。これにより、B期間では、A期間よりもイオン及びラジカルの生成が減り、特にイオンエネルギーが下がり、クロッギングやマスクのダメージが抑制される。これに伴い、図2(b)に示すように、反応生成物(エッチングにより生じるBy-product、副生成物を含む)が少なくなり、マスク102のクロッギングやマスク102のダメージを減らしながらエッチング対象膜101のエッチングを促進させることができる。 In period B, the ratio of radicals to ions in the plasma is controlled. The HF is lowered from the first level (High power) to the second level (Middle power), and the LF remains off. As a result, in the B period, the generation of ions and radicals is reduced as compared with the A period, and in particular, the ion energy is lowered, and cogging and mask damage are suppressed. Along with this, as shown in FIG. 2B, the reaction products (including By-product and by-products generated by etching) are reduced, and the film to be etched is reduced while reducing the clogging of the mask 102 and the damage of the mask 102. Etching of 101 can be promoted.

C期間では、第2のレベル(Middle power)から第3のレベル(Low power)へHFを下げ、LFはオフのまま維持する。これにより、C期間では、イオンとラジカルの減衰時間の差を利用してイオンエネルギーが小さく、マスク102のダメージが少なくなる。 In period C, the HF is lowered from the second level (Middle power) to the third level (Low power), and the LF remains off. As a result, in the C period, the ion energy is small by utilizing the difference between the decay times of the ions and the radicals, and the damage of the mask 102 is reduced.

図3は、電子、イオン及びラジカルの減衰特性を示す。図3の横軸は時間であり、縦軸は規格化された減衰量である。RFパワー(HF)をオンからオフに切り替えると、最初に電子温度(Plasma Potential)が急激に減衰する。次に、イオン(Plasma Density)が減衰する。これに対して、ラジカルの減衰は緩やかである。 FIG. 3 shows the attenuation characteristics of electrons, ions and radicals. The horizontal axis of FIG. 3 is time, and the vertical axis is the normalized amount of attenuation. When the RF power (HF) is switched from on to off, the plasma temperature first drops sharply. Next, the ions (Plasma Density) are attenuated. In contrast, radical decay is gradual.

このように電子温度及びイオンは比較的急速に減衰する一方、ラジカルの減衰は比較的緩やかなため、C期間では、イオンに対するラジカルの比率が高まり、側壁保護の効果が優位となる。また、余分な成分や反応生成物が排気されることで、側壁保護を適度に保つことができる。 As described above, the electron temperature and the ions decay relatively rapidly, while the radical decays relatively slowly. Therefore, in the C period, the ratio of the radicals to the ions increases, and the effect of protecting the side wall becomes superior. In addition, the side wall protection can be appropriately maintained by exhausting excess components and reaction products.

これにより、C期間及びD期間では、B期間よりも更にプラズマ中のイオンの比率が下がり、相対的に反応生成物量が多くなる。このため、図2(c)に示すように、ホールH側壁及びマスク102の側壁に反応生成物が付着して保護膜103が形成される。保護膜103は、マスク102の上部に形成されてもよい。これにより、マスク102が細くなり過ぎることによるマスク形状の歪みやマスク102の劣化を防ぐことができる。また、反応生成物の排気を制御できる。 As a result, in the C period and the D period, the ratio of ions in the plasma is further reduced as compared with the B period, and the amount of the reaction product is relatively large. Therefore, as shown in FIG. 2C, the reaction product adheres to the side wall of the hole H and the side wall of the mask 102 to form the protective film 103. The protective film 103 may be formed on the upper part of the mask 102. This makes it possible to prevent distortion of the mask shape and deterioration of the mask 102 due to the mask 102 becoming too thin. In addition, the exhaust of reaction products can be controlled.

D期間では、第3のレベルのHFを維持し、第1のレベルのHFが出力されるまでの期間にLow(又はオフ)の0以上の第4のレベルのLFを出力する。LFをLowに制御することにより、図2(d)に示すように、イオンがホールH内に引き込まれ、マスク102のクロッギングGを除去しつつ、保護膜103の形成による側壁保護及び反応生成物(副生成物)の排気を制御できる。 In the D period, the HF of the third level is maintained, and the LF of the fourth level of 0 or more of Low (or off) is output in the period until the HF of the first level is output. By controlling the LF to Low, as shown in FIG. 2D, ions are drawn into the hole H, removing the clogging G of the mask 102, and protecting the side wall by forming the protective film 103 and the reaction product. Exhaust of (by-product) can be controlled.

以上に説明したA期間~D期間を1サイクルとして、HF及びLFのパルスパターンを繰り返し実行する。このようにして期間毎のHF及びLFのパルスパターンの組み合わせ及び各パワーの配分等をコントロールすることで、イオンに対するラジカルの比率やプラズマ密度、イオンエネルギー等を制御できる。これにより、エッチングされた凹部のボーイング、CDのバラツキ、マスク102のクロッギングやマスク102の歪み等を改善することができる。 The HF and LF pulse patterns are repeatedly executed with the period A to D described above as one cycle. By controlling the combination of HF and LF pulse patterns and the distribution of each power for each period in this way, the ratio of radicals to ions, plasma density, ion energy, etc. can be controlled. This makes it possible to improve the Boeing of the etched recesses, the variation of the CD, the clogging of the mask 102, the distortion of the mask 102, and the like.

例えば、A期間及びB期間のようにHFがHigh又はMiddleに制御されている場合、イオンエネルギーは高い。この場合、イオンが側壁に衝突すると、エッチングが促進される。一方、C期間及びD期間のようにHFがLow又はオフに制御されている場合、イオンエネルギーは低い。この場合、イオンが側壁に衝突しても、側壁を削るほどのエネルギーがないため、イオンは壁で反射してエッチングされた凹部の底まで到達する。これにより、凹部の底部のCDが改善される。 For example, when the HF is controlled to High or Middle as in the A period and the B period, the ion energy is high. In this case, when the ions collide with the side wall, etching is promoted. On the other hand, when the HF is controlled to Low or Off as in the C period and the D period, the ion energy is low. In this case, even if the ions collide with the side wall, the ions are reflected by the wall and reach the bottom of the etched recess because there is not enough energy to scrape the side wall. This improves the CD at the bottom of the recess.

つまり、C期間及びD期間において、イオンエネルギーの低下により反応生成物による側壁保護を促進することができ、かつ、余分な反応生成物の排気も同様に促進できる。特に、HFとLFの両方をオフした場合、余分な成分や反応生成物の排気制御と、電子温度の低減によりイオンの入射角の制御を行うことができる。 That is, in the C period and the D period, the side wall protection by the reaction product can be promoted by the decrease in the ion energy, and the exhaust of the excess reaction product can be promoted as well. In particular, when both HF and LF are turned off, the exhaust angle of extra components and reaction products can be controlled, and the incident angle of ions can be controlled by reducing the electron temperature.

C期間及びD期間において、HFをLowに制御する場合、HFをオフに制御する場合よりもプラズマが消失せずに、HF及びLFのパルス制御を安定化させることができる。C期間及びD期間において、HFをオフに制御する場合、HFをLowに制御する場合よりも図3の減衰時間の差からよりイオンに対するラジカルの比率の高いラジカルリッチなプラズマ状態となり、保護膜103による側壁保護を促進することができる。 In the C period and the D period, when the HF is controlled to Low, the pulse control of the HF and LF can be stabilized without the plasma disappearing as compared with the case where the HF is controlled to be off. In the C period and the D period, when HF is controlled to be off, a radical-rich plasma state in which the ratio of radicals to ions is higher is obtained due to the difference in decay time in FIG. 3 as compared with the case where HF is controlled to Low, and the protective film 103 It is possible to promote the protection of the side wall by the wind.

つまり、HFがオフの場合、イオンと電子温度とラジカルとの減衰時間の差から、ラジカルリッチになる。図3に示すように、減衰スピードは最も軽い電子が最も早い。次に、プラズマ(イオン)が減衰し、ラジカルは最も減衰し難く、イオンと電子温度とラジカルの中で最も長く存在する。この減衰時間の差を利用してイオン/ラジカル比を制御できる。 That is, when HF is off, it becomes radical rich due to the difference in decay time between the ion and electron temperature and the radical. As shown in FIG. 3, the lightest electron has the fastest decay speed. Next, the plasma (ion) is attenuated, the radical is the most difficult to attenuate, and the ion and electron temperature and the radical exist for the longest time. The difference in decay time can be used to control the ion / radical ratio.

なお、D期間において、LFをLowに制御することで、イオンエネルギーの低下によってマスク102の表面でのイオン及びラジカルの反射確率が上がる。このため、エッチングの内部に進入するイオン及びラジカルの数が減り、凹部の底部まで届くイオン及びラジカルの数が増え、底部のCDのバラツキが改善される。また、LFをLowに制御することで、イオンエネルギーを下げながらエッチングが可能になる。 By controlling the LF to Low in the D period, the reflection probability of ions and radicals on the surface of the mask 102 increases due to the decrease in ion energy. Therefore, the number of ions and radicals that enter the inside of the etching is reduced, the number of ions and radicals that reach the bottom of the recess is increased, and the variation of the CD at the bottom is improved. Further, by controlling the LF to Low, etching becomes possible while lowering the ion energy.

<第2実施形態>
[プラズマ処理方法]
次に、第2実施形態に係るプラズマ処理方法について、図4を参照しながら説明する。図4は、第2実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示す図である。第2実施形態では、第1実施形態に係るプラズマ処理方法と異なる処理のみ説明し、同じ処理については説明を省略する。
<Second Embodiment>
[Plasma processing method]
Next, the plasma processing method according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing an example of the plasma processing method according to the second embodiment. In the second embodiment, only the processing different from the plasma processing method according to the first embodiment will be described, and the description of the same processing will be omitted.

第1実施形態に係るプラズマ処理方法では、A期間の第1のレベルのHFよりもB期間の第2のレベルのHFが小さくなるように制御した。これに対して、第2実施形態に係るプラズマ処理方法では、図4に示すように、A期間の第1のレベルのHFよりもB期間の第2のレベルのHFが大きくなるように制御する。なお、HFのC期間及びD期間の制御及びLFの制御は第1実施形態と同一である。 In the plasma treatment method according to the first embodiment, the HF of the second level in the B period was controlled to be smaller than the HF of the first level in the A period. On the other hand, in the plasma processing method according to the second embodiment, as shown in FIG. 4, the HF of the second level in the B period is controlled to be larger than the HF of the first level in the A period. .. The control of the C period and the D period of the HF and the control of the LF are the same as those in the first embodiment.

この結果、C期間において保護膜103の生成が促進され、側壁保護を図ることができる。 As a result, the formation of the protective film 103 is promoted during the C period, and the side wall can be protected.

第1実施形態のプラズマ処理方法と第2実施形態のプラズマ処理方法の選択の一例としては、エッチング対象膜101やマスク102の膜厚や膜質によっていずれかを選択してもよい。例えば、マスク102が比較的固いときは第1実施形態、マスク102が比較的柔らかいときは第2実施形態のプラズマ処理方法を使用してもよい。これにより、基板W上の膜構造に合致したラジカル、イオン密度、イオンの入射角、側壁保護等の制御が可能になり、ボーイング、CDのバラツキ、マスクのクロッギング等を抑制し、垂直なエッチングを効率的に行うことができる。ただし、第1実施形態のプラズマ処理方法と第2実施形態のプラズマ処理方法の選択の手法は、これに限られない。 As an example of selection of the plasma treatment method of the first embodiment and the plasma treatment method of the second embodiment, either one may be selected depending on the film thickness and film quality of the etching target film 101 and the mask 102. For example, when the mask 102 is relatively hard, the plasma treatment method of the first embodiment may be used, and when the mask 102 is relatively soft, the plasma treatment method of the second embodiment may be used. This makes it possible to control radicals, ion densities, ion incident angles, side wall protection, etc. that match the film structure on the substrate W, suppress boeing, CD variation, mask clogging, etc., and perform vertical etching. It can be done efficiently. However, the method for selecting the plasma processing method of the first embodiment and the plasma processing method of the second embodiment is not limited to this.

<第3実施形態>
[プラズマ処理方法]
次に、第3実施形態に係るプラズマ処理方法について、図5を参照しながら説明する。図5は、第3実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示す図である。
<Third Embodiment>
[Plasma processing method]
Next, the plasma processing method according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram showing an example of the plasma processing method according to the third embodiment.

第3実施形態、後述する第4実施形態では、例えば、シリコン基板100上にエッチング対象膜101としてSiO(シリコン酸化膜)が形成され、その上にレジスト膜等のマスク102が形成されている。ただし、基板W上の膜構造はこれに限られない。 In the third embodiment and the fourth embodiment described later, for example, SiO 2 (silicon oxide film) is formed as the etching target film 101 on the silicon substrate 100, and a mask 102 such as a resist film is formed on the SiO 2 (silicon oxide film). .. However, the film structure on the substrate W is not limited to this.

第3実施形態に係るプラズマ処理方法では、制御部2は、図5に示すように、HFを、0以上の異なる3レベルである第1のレベル、第2のレベル、及び第3のレベルのRFのパルスパターンで順に繰り返し出力するように制御する。 In the plasma processing method according to the third embodiment, as shown in FIG. 5, the control unit 2 sets the HF at three different levels of 0 or more, that is, a first level, a second level, and a third level. It is controlled so that it is repeatedly output in order by the pulse pattern of RF.

第1のレベルのHFは、各サイクルの最初の期間であるA期間に出力されるHighに制御される。第2のレベルのHFは、各サイクルのA期間に続くB期間及びC期間に出力されるMiddleに制御される。第3のレベルのHFは、各サイクルのC期間に続くD期間に出力されるLowに制御される。つまり、本実施形態では、HFは、第1実施形態と同様に、第1のレベル>第2のレベル>第3のレベルとなるように制御される。なお、D期間にHFをオフにしてもよい。 The first level of HF is controlled to High, which is output during period A, which is the first period of each cycle. The second level of HF is controlled by the Middle that is output during the B and C periods following the A period of each cycle. The third level of HF is controlled by the Low output during the D period following the C period of each cycle. That is, in the present embodiment, the HF is controlled so that the first level> the second level> the third level, as in the first embodiment. The HF may be turned off during the D period.

また、制御部2は、LFを、0以上の第4のレベルのRFのパルスパターンで繰り返し出力するように制御する。本実施形態では、第4のレベルのLFは、各サイクルのA期間及びB期間に出力され、Highに制御される。C期間及びD期間は、LFをオフにする。 Further, the control unit 2 controls the LF to be repeatedly output with a pulse pattern of a fourth level RF of 0 or more. In the present embodiment, the fourth level LF is output in the A period and the B period of each cycle and is controlled to High. LF is turned off during the C period and the D period.

加えて、本実施形態では、第4のレベルのLFを印加しているA期間及びB期間に、第2のDC生成部32bからシャワーヘッド13の導電性部材に第1の負電圧(-V1)を印加する。C期間及びD期間には、第2のDC生成部32bからの第2の負電圧(-V2)を印加するように制御される。第2の負電圧(-V2)の絶対値は、第1の負電圧(-V1)の絶対値よりも大きい。尚、第1の負電圧は0(オフ)であってもよい。 In addition, in the present embodiment, during the A period and the B period in which the LF of the fourth level is applied, the first negative voltage (-V1) is applied to the conductive member of the shower head 13 from the second DC generation unit 32b. ) Is applied. During the C period and the D period, the second negative voltage (−V2) from the second DC generation unit 32b is controlled to be applied. The absolute value of the second negative voltage (-V2) is larger than the absolute value of the first negative voltage (-V1). The first negative voltage may be 0 (off).

第3実施形態に係るプラズマ処理方法では、A期間にHF及びLFをHighに制御する。これにより、図5(a)に示すように、HFが主にイオン及びラジカルの生成に寄与し、LFが主にイオンの入射角を狭めて、ホールHの垂直エッチングを可能にする。 In the plasma processing method according to the third embodiment, HF and LF are controlled to High during the A period. As a result, as shown in FIG. 5A, the HF mainly contributes to the generation of ions and radicals, and the LF mainly narrows the angle of incidence of the ions, enabling vertical etching of the hole H.

B期間ではLFはHighを維持し、HFをMiddleに下げることで、図5(b)に示すように、ラジカル密度を低下させ、イオン/ラジカル比が高くなる。これにより、エッチングレートは高く維持されると共に、マスク102の形状Iの角がとれ、マスクのクロッギングを制御する。 During the B period, the LF maintains High and the HF is lowered to Middle, thereby lowering the radical density and increasing the ion / radical ratio, as shown in FIG. 5 (b). As a result, the etching rate is maintained high, and the corners of the shape I of the mask 102 are removed to control the clogging of the mask.

また、A期間及びB期間には、第2のDC生成部32bからシャワーヘッド13の導電性部材に第1の負電圧(-V1)を印加することで、陽イオンがシャワーヘッド13に叩き込まれる。これにより、シャワーヘッド13から二次電子が生成され、二次電子がホールH(凹部)の底部まで届き、底部に溜まった陽イオンによる電荷のチャージをキャンセルできる。以上のように、LFに加えてシャワーヘッド13の導電性部材に第1の負電圧(-V1)を印加することで、電子密度を高め、ホールHの底部をチャージキャンセル(ホールHの底部の電荷を中和する)してもよい。 Further, during the A period and the B period, cations are driven into the shower head 13 by applying a first negative voltage (−V1) from the second DC generation unit 32b to the conductive member of the shower head 13. .. As a result, secondary electrons are generated from the shower head 13, the secondary electrons reach the bottom of the hole H (recess), and the charge charge by the cations accumulated in the bottom can be canceled. As described above, by applying the first negative voltage (-V1) to the conductive member of the shower head 13 in addition to the LF, the electron density is increased and the bottom of the hole H is charge-cancelled (the bottom of the hole H). (Neutralize the charge).

C期間ではHFはMiddleを維持し、LFをオフに制御、第2のDC生成部32bからの第2の負電圧(-V2)を印加することで、図5(c)に示すように、イオンに対するラジカル比を制御し、ラジカルの比率を上げる。これにより、マスク102に反応生成物を付けてマスク102の歪みを解消し、マスク102の形状Iを改善する。第1の負電圧(-V1)及び第2の負電圧(-V2)は、第1の直流電圧の一例である。 During the C period, the HF maintains the Middle, controls the LF to be off, and applies a second negative voltage (-V2) from the second DC generation unit 32b, as shown in FIG. 5 (c). Control the radical ratio to ions and increase the ratio of radicals. As a result, the reaction product is attached to the mask 102 to eliminate the distortion of the mask 102 and improve the shape I of the mask 102. The first negative voltage (-V1) and the second negative voltage (-V2) are examples of the first DC voltage.

D期間ではLFをオフに維持し、HFをLow(又はオフ)に制御、第2のDC生成部32bからの第2の負電圧(-V2)を印加する。これにより、電子温度及びイオンは比較的急速に減衰する一方、ラジカルの減衰は比較的緩やかなため、プラズマ中のイオンの比率が下がると共にイオンエネルギーも低くなり、反応生成物量が多くなる。このため、ホールH側壁及びマスク102の側壁や上部に反応生成物が付着して保護膜103が形成される。また、余分な成分やエッチング中に生成される副生成物は排気されることで、側壁保護を適度に保つことができる。 During the D period, the LF is kept off, the HF is controlled to Low (or off), and the second negative voltage (-V2) from the second DC generation unit 32b is applied. As a result, the electron temperature and ions decay relatively rapidly, while the radical decays relatively slowly, so that the ratio of ions in the plasma decreases, the ion energy decreases, and the amount of reaction products increases. Therefore, the reaction product adheres to the side wall of the hole H and the side wall and the upper part of the mask 102 to form the protective film 103. In addition, the extra components and by-products generated during etching are exhausted, so that the side wall protection can be appropriately maintained.

C期間及びD期間では、第2のDC生成部32bからシャワーヘッド13の導電性部材に第2の負電圧(-V2)を印加する。このように、LFのオフ期間に同期させて第2のDC生成部32bからさらに大きな負電圧を印加することにより、プラズマの電子密度やイオンの入射角の制御や、より大きなチャージキャンセル(ホールHの底部を中性にする)に寄与できる。 In the C period and the D period, a second negative voltage (−V2) is applied to the conductive member of the shower head 13 from the second DC generation unit 32b. In this way, by applying a larger negative voltage from the second DC generator 32b in synchronization with the LF off period, the electron density of the plasma and the incident angle of the ions can be controlled, and a larger charge can be canceled (Hall H). Can contribute to (neutralize the bottom of the).

<第4実施形態>
[プラズマ処理方法]
次に、第4実施形態に係るプラズマ処理方法について、図6を参照しながら説明する。図6は、第4実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示す図である。第4実施形態では、第3実施形態に係るプラズマ処理方法と異なる処理のみ説明し、同じ処理については説明を省略する。
<Fourth Embodiment>
[Plasma processing method]
Next, the plasma processing method according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram showing an example of the plasma processing method according to the fourth embodiment. In the fourth embodiment, only the processing different from the plasma processing method according to the third embodiment will be described, and the description of the same processing will be omitted.

第3実施形態に係るプラズマ処理方法では、第4のレベルのLFを、第2のレベルのHFが出力されている期間中にオフした。これに対して、第4実施形態に係るプラズマ処理方法では、第4のレベルのLFを、第3のレベルのHFが出力されている期間中にオフするように制御される。 In the plasma processing method according to the third embodiment, the LF of the fourth level was turned off during the period when the HF of the second level was output. On the other hand, in the plasma processing method according to the fourth embodiment, the LF of the fourth level is controlled to be turned off during the period when the HF of the third level is output.

すなわち、図6に示すA期間、B期間及びD期間におけるHF,LF、DCの制御は図5に示すA期間、B期間及びD期間の各制御と同じであり、C期間におけるHF,LF、DCの制御のみ第3実施形態の制御と逆になる。具体的には、C期間におけるHFはLow(又はオフ)に制御され、C期間におけるLFはB期間に引き続きHighに制御され、C期間におけるDCは第1の負電圧(-V1)に制御される。 That is, the control of HF, LF, and DC in the A period, B period, and D period shown in FIG. 6 is the same as the control of each of the A period, B period, and D period shown in FIG. Only the control of DC is the opposite of the control of the third embodiment. Specifically, the HF in the C period is controlled to Low (or off), the LF in the C period is controlled to High following the B period, and the DC in the C period is controlled to the first negative voltage (-V1). To.

これにより、図5(c)に示すC期間では、イオンに対するラジカルの比率を上げて反応生成物リッチな状態にしたが、図6(c)に示すC期間では、イオンに対するラジカルの比率を下げて反応生成物レスの状態にする。 As a result, in the C period shown in FIG. 5 (c), the ratio of radicals to ions was increased to make the reaction product rich, but in the C period shown in FIG. 6 (c), the ratio of radicals to ions was decreased. To make it a state without reaction products.

例えば、ホールHの側壁にボーイングが発生している場合、第3実施形態に係るプラズマ処理方法を適用し、C期間において反応生成物リッチな状態にしてボーイングを抑制しつつ、マスク102を保護することが好ましい。 For example, when boeing is generated on the side wall of the hole H, the plasma treatment method according to the third embodiment is applied to protect the mask 102 while suppressing boeing by making the reaction product rich in the C period. Is preferable.

一方、例えば、マスク102の形状に問題がなく、なるべくイオンエネルギーを上げてエッチングレートを上げたい場合には、第4実施形態に係るプラズマ処理方法を適用し、C期間において反応生成物レスな状態にしてエッチングレートを高めることが好ましい。これにより、スループットを向上させることができる。 On the other hand, for example, when there is no problem in the shape of the mask 102 and it is desired to increase the ion energy as much as possible to increase the etching rate, the plasma treatment method according to the fourth embodiment is applied, and a reaction product-free state is applied during the C period. It is preferable to increase the etching rate. This can improve the throughput.

<第5実施形態>
[プラズマ処理方法]
次に、第5実施形態に係るプラズマ処理方法について、図7を参照しながら説明する。図7は、第5実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示す図である。第5実施形態では、第4実施形態に係るプラズマ処理方法と異なる処理のみ説明し、同じ処理については説明を省略する。
<Fifth Embodiment>
[Plasma processing method]
Next, the plasma processing method according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. 7. FIG. 7 is a diagram showing an example of the plasma processing method according to the fifth embodiment. In the fifth embodiment, only the processing different from the plasma processing method according to the fourth embodiment will be described, and the description of the same processing will be omitted.

第4実施形態に係るプラズマ処理方法では、A期間においてHFとLFがHighに制御された。これに対して、第5実施形態に係るプラズマ処理方法では、HFとLFの位相をずらす。つまり、第1のレベル及び第2のレベルのHFをLow(又はオフ)した後に第4のレベル(High)のLFを出力する。 In the plasma treatment method according to the fourth embodiment, HF and LF were controlled to High during the A period. On the other hand, in the plasma processing method according to the fifth embodiment, the phases of HF and LF are shifted. That is, the LF of the first level and the HF of the second level are lowered (or turned off), and then the LF of the fourth level (High) is output.

HFとLFとを重畳させて供給すると、イオンエネルギーが高くなりマスク102へのダメージが大きくなる。一方、本実施形態のようにHFとLFとの位相がずれていると、イオンエネルギーを制御でき、A期間~C期間において、図7(a)~(c)に示すようにマスク102の形状を良好に保てる。なお、A期間及びB期間では、HFをHigh又はMiddleに制御することで、イオンに対するラジカルの比を制御し、マスク102の形状及びマスク102のクロッギングを制御する。 When HF and LF are superposed and supplied, the ion energy becomes high and the damage to the mask 102 becomes large. On the other hand, when the phases of HF and LF are out of phase as in the present embodiment, the ion energy can be controlled, and the shape of the mask 102 is as shown in FIGS. 7 (a) to 7 (c) during the period A to C. Can be kept good. In the A period and the B period, the ratio of radicals to ions is controlled by controlling the HF to High or Middle, and the shape of the mask 102 and the clogging of the mask 102 are controlled.

C期間のオフ区間では電子温度が一気に下がる(図3のプラズマポテンシャル(T)参照)。これを利用して、C期間のオフ区間で電子及び陽イオンの拡散が抑制される。続くD期間でのイオンの入射角が狭まり、垂直性を確保できる。また、C期間では、イオンエネルギーが低くなることにより保護膜103による側壁保護が促進される。 In the off section of the C period, the electron temperature drops at once (see plasma potential ( Te ) in FIG. 3). Utilizing this, the diffusion of electrons and cations is suppressed in the off-section of the C period. The incident angle of the ions in the subsequent D period is narrowed, and verticality can be ensured. Further, in the C period, the lowering of the ion energy promotes the protection of the side wall by the protective film 103.

D期間においてLFをHighに制御することで、LFの働きにより反応生成物レスな状態であって、かつ、イオンの入射角を狭くし、ホールHの垂直エッチングが可能になる。 By controlling the LF to High during the D period, the reaction product-less state is achieved by the action of the LF, the incident angle of the ions is narrowed, and the hole H can be vertically etched.

なお、A~C期間では、第2のDC生成部32bから第2の負電圧(-V2)を印加し、D期間では、第2のDC生成部32bから第1の負電圧(-V1)を印加する。このように、LFの制御に同期させて負電圧の大きさを変化させることにより、プラズマの電子密度やイオンの入射角の制御、チャージキャンセルに寄与できる。 In the period A to C, the second negative voltage (-V2) is applied from the second DC generation unit 32b, and in the period D, the first negative voltage (-V1) is applied from the second DC generation unit 32b. Is applied. In this way, by changing the magnitude of the negative voltage in synchronization with the control of the LF, it is possible to contribute to the control of the electron density of the plasma and the incident angle of the ions and the charge cancellation.

<第6実施形態>
[プラズマ処理方法]
次に、第6実施形態に係るプラズマ処理方法について、図8を参照しながら説明する。図8(a)及び(b)は、第6実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示す図である。図8(a)の第6実施形態に係るプラズマ処理方法では、図2の第1実施形態に係るプラズマ処理方法と比較して、A期間とB期間の間にHF及びLFをオフするE期間がある。また、D期間と次のサイクルのA期間の間にHF及びLFをオフするF期間がある。
<Sixth Embodiment>
[Plasma processing method]
Next, the plasma processing method according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG. 8 (a) and 8 (b) are diagrams showing an example of the plasma processing method according to the sixth embodiment. In the plasma treatment method according to the sixth embodiment of FIG. 8A, the HF and LF are turned off during the A period and the B period as compared with the plasma treatment method according to the first embodiment of FIG. There is. There is also an F period during which the HF and LF are turned off between the D period and the A period of the next cycle.

また、図8(b)の第6実施形態に係るプラズマ処理方法では、図5の第3実施形態に係るプラズマ処理方法と比較して、A期間とB期間の間にHF及びLFをオフするE期間がある。また、D期間と次のサイクルのA期間の間にHF及びLFをオフするF期間がある。 Further, in the plasma treatment method according to the sixth embodiment of FIG. 8B, HF and LF are turned off during the period A and the period B as compared with the plasma treatment method according to the third embodiment of FIG. There is an E period. There is also an F period during which the HF and LF are turned off between the D period and the A period of the next cycle.

つまり、第6実施形態に係るプラズマ処理方法では、第4のレベルのLFの出力期間の後、第1のレベルのHFの出力期間の前に、HF及びLFをオフする期間を設けるように制御してもよい。 That is, in the plasma processing method according to the sixth embodiment, it is controlled to provide a period for turning off the HF and the LF after the output period of the LF of the fourth level and before the output period of the HF of the first level. You may.

また、第6実施形態に係るプラズマ処理方法では、第1のレベルのHFの出力期間の後、第2のレベルのHFの出力期間の前に、HF及びLFをオフする期間を設けるように制御してもよい。 Further, in the plasma processing method according to the sixth embodiment, it is controlled to provide a period for turning off HF and LF after the output period of the first level HF and before the output period of the second level HF. You may.

HF及びLFをオフするE期間及びF期間には、イオンエネルギーの低下による側壁保護の促進と、排気の促進を図ることができる。なお、HF及びLFをオフする期間は、E期間及びF期間の少なくともいずれかであってもよい。また、E期間及びF期間は、HF及び/又はLFをオフ又はLowに制御してもよい。 During the E period and the F period when the HF and LF are turned off, it is possible to promote the protection of the side wall by lowering the ion energy and the promotion of exhaust gas. The period for turning off HF and LF may be at least one of the E period and the F period. Further, the E period and the F period may be controlled so that the HF and / or the LF is turned off or low.

[第1、第2、第5実施形態における共通事項]
第1、第2、第5実施形態において共通するHF及び/又はLFの制御のオプションについて説明する。第1、第2、第5実施形態のD期間の第4のレベルのLFを、第1、第2、第5実施形態のA期間の第1のレベルのHFよりも小さく、かつB期間の第2のレベルのHFよりも小さく制御してもよい。
[Common matters in the first, second, and fifth embodiments]
The HF and / or LF control options common to the first, second, and fifth embodiments will be described. The fourth level LF of the D period of the first, second and fifth embodiments is smaller than the first level HF of the A period of the first, second and fifth embodiments, and the B period It may be controlled to be smaller than the second level HF.

D期間の第4のレベルのLFを、A期間の第1のレベルのHFよりも小さく、かつB期間の第2のレベルのHFのよりも大きく制御してもよい。 The fourth level LF of the D period may be controlled to be smaller than the first level HF of the A period and larger than the second level HF of the B period.

A期間の第1のレベルのHFを、D期間の第4のレベルのLFよりも小さく、かつB期間の第2のレベルのHFよりも大きく制御してもよい。 The first level HF of the A period may be controlled to be smaller than the LF of the fourth level of the D period and larger than the HF of the second level of the B period.

第4のレベルのLFの出力期間を、第3のレベルのHFの出力期間より短くなるように制御してもよい。 The output period of the fourth level LF may be controlled to be shorter than the output period of the third level HF.

第4のレベルのLFの出力期間を、第3のレベルのHFの出力期間より長くなるように制御してもよい。 The output period of the fourth level LF may be controlled to be longer than the output period of the third level HF.

第4のレベルのLFの出力期間中に第2のDC生成部32bから直流電圧を印加してもよい。直流電圧は、負電圧であってもよい。 A DC voltage may be applied from the second DC generator 32b during the output period of the fourth level LF. The DC voltage may be a negative voltage.

[第3、第4実施形態における共通事項]
第3、第4実施形態において共通するHF及び/又はLFの制御のオプションについて説明する。第3、第4実施形態の第4のレベルのLFを、第2のレベルのHFが出力されている期間中にオフするように制御してもよい。
[Common matters in the third and fourth embodiments]
The HF and / or LF control options common to the third and fourth embodiments will be described. The fourth level LF of the third and fourth embodiments may be controlled to be turned off during the period when the second level HF is output.

第4のレベルのLFを、第3のレベルのHFが出力されている期間中にオフするように制御してもよい。 The LF of the 4th level may be controlled to be turned off during the period when the HF of the 3rd level is output.

第4のレベルのLFを、第1のレベルのHF及び第2のレベルのHFよりも小さくなるように制御してもよい。 The LF of the fourth level may be controlled to be smaller than the HF of the first level and the HF of the second level.

第4のレベルのLFを、第1のレベルのHFよりも小さく、かつ第2のレベルのHFよりも大きくなるように制御してもよい。 The LF of the fourth level may be controlled to be smaller than the HF of the first level and larger than the HF of the second level.

第1のレベルのHFを、第4のレベルのLFよりも小さく、かつ第2のレベルのHFよりも大きくなるように制御してもよい。 The HF of the first level may be controlled to be smaller than the LF of the fourth level and larger than the HF of the second level.

第4のレベルのLFの出力期間を、第1のレベル及び第2のレベルのHFの合計出力期間より短くなるように制御してもよい。 The output period of the fourth level LF may be controlled to be shorter than the total output period of the first level and the second level HF.

第4のレベルのLFの出力期間を、第1のレベル及び第2のレベルのHFの合計出力期間より長くなるように制御してもよい。 The output period of the fourth level LF may be controlled to be longer than the total output period of the first level and the second level HF.

第4のレベルのLFの出力期間中に第2のDC生成部32bから直流電圧を印加してもよい。直流電圧は、負電圧であってもよい。 A DC voltage may be applied from the second DC generator 32b during the output period of the fourth level LF. The DC voltage may be a negative voltage.

以上に説明したように、本実施形態のプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法によれば、プロセスの性能を向上させることができる。 As described above, according to the plasma processing apparatus and the plasma processing method of the present embodiment, the performance of the process can be improved.

今回開示された実施形態に係るプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法は、すべての点において例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。 It should be considered that the plasma processing apparatus and the plasma processing method according to the embodiment disclosed this time are exemplary in all respects and are not restrictive. The embodiments can be modified and improved in various forms without departing from the scope of the appended claims and their gist. The matters described in the plurality of embodiments may have other configurations within a consistent range, and may be combined within a consistent range.

本開示のプラズマ処理装置は、Capacitively Coupled Plasma(CCP)に限られず、Inductively Coupled Plasma(ICP)、Atomic Layer Deposition(ALD)装置、Radial Line Slot Antenna(RLSA)、Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR)、Helicon Wave Plasma(HWP)のいずれのタイプの装置にも適用可能である。 The plasma processing apparatus of the present disclosure is not limited to Capacitively Coupled Plasma (CCP), but is limited to Inductively Coupled Plasma (ICP), Atomic Layer Deposition (ALD) apparatus, Radial Line Slot Antenna (RLSA), Electron Cyclotron Resonance Plasma (ECR), Helicon. Applicable to any type of device of Wave Plasma (HWP).

1 プラズマ処理装置
2 制御部
2a コンピュータ
2a1 処理部
2a2 記憶部
2a3 通信インターフェース
10 プラズマ処理チャンバ
11 基板支持部
13 シャワーヘッド
21 ガスソース
20 ガス供給部
30 電源
31 RF電源
31a 第1のRF生成部
31b 第2のRF生成部
32a 第1のDC生成部
32b 第2のDC生成部
40 排気システム
100 シリコン基板
101 エッチング対象膜
102 マスク
111 本体部
112 リングアセンブリ
1 Plasma processing device 2 Control unit 2a Computer 2a1 Processing unit 2a2 Storage unit 2a3 Communication interface 10 Plasma processing chamber 11 Board support unit 13 Shower head 21 Gas source 20 Gas supply unit 30 Power supply 31 RF power supply 31a First RF generation unit 31b First 2 RF generation unit 32a 1st DC generation unit 32b 2nd DC generation unit 40 Exhaust system 100 Silicon substrate 101 Etching target film 102 Mask 111 Main body 112 Ring assembly

Claims (13)

真空排気可能な処理チャンバと、
前記処理チャンバ内に配置された第1電極又はアンテナと、
前記第1電極又は前記アンテナに対向し、被処理基板を支持する第2電極と、
前記第1電極、前記第2電極又は前記アンテナに接続され、前記第1電極、前記第2電極又は前記アンテナにプラズマ生成用の第1の高周波電力を供給する第1の高周波電力供給部と、
前記第2電極に接続され、前記第2電極にバイアス用の第2の高周波電力を供給する第2の高周波電力供給部と、
前記処理チャンバ内に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
前記第1の高周波電力供給部及び前記第2の高周波電力供給部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記第1の高周波電力供給部から0以上の異なるレベルである第1のレベル、第2のレベル、及び第3のレベルの前記第1の高周波電力を順に繰り返し出力し、
前記第1の高周波電力供給部から前記第1のレベルの前記第1の高周波電力を出力すると同時に前記第2の高周波電力供給部から0以上の第4のレベルの前記第2の高周波電力を繰り返し出力し、
前記第1の高周波電力供給部から前記第2のレベルの前記第1の高周波電力を出力した後に前記第4のレベルの前記第2の高周波電力をオフするように制御する、プラズマ処理装置。
With a processing chamber that can be evacuated
With the first electrode or antenna arranged in the processing chamber,
A second electrode facing the first electrode or the antenna and supporting the substrate to be processed, and a second electrode.
A first high-frequency power supply unit connected to the first electrode, the second electrode, or the antenna and supplying the first high-frequency power for plasma generation to the first electrode, the second electrode, or the antenna.
A second high-frequency power supply unit connected to the second electrode and supplying a second high-frequency power for bias to the second electrode,
A processing gas supply unit that supplies processing gas into the processing chamber,
A control unit for controlling the first high-frequency power supply unit and the second high-frequency power supply unit is provided.
The control unit
The first high frequency power of 0 or more different levels, the first level, the second level, and the third level, is repeatedly output from the first high frequency power supply unit in order.
The first high-frequency power of the first level is output from the first high-frequency power supply unit, and at the same time, the second high-frequency power of 0 or more at the fourth level is repeated from the second high-frequency power supply unit. Output and
A plasma processing apparatus that controls to turn off the second high-frequency power of the fourth level after outputting the first high-frequency power of the second level from the first high-frequency power supply unit.
前記制御部は、前記第4のレベルの前記第2の高周波電力を、前記第2のレベルの前記第1の高周波電力が出力されている期間中にオフするように制御する、
請求項1に記載のプラズマ処理装置。
The control unit controls the second high frequency power of the fourth level to be turned off during the period when the first high frequency power of the second level is output.
The plasma processing apparatus according to claim 1.
前記制御部は、前記第4のレベルの前記第2の高周波電力を、前記第3のレベルの前記第1の高周波電力が出力されている期間中にオフするように制御する、
請求項1に記載のプラズマ処理装置。
The control unit controls the second high frequency power of the fourth level to be turned off during the period when the first high frequency power of the third level is output.
The plasma processing apparatus according to claim 1.
前記制御部は、前記第4のレベルの前記第2の高周波電力を、前記第1のレベルの前記第1の高周波電力及び前記第2のレベルの前記第1の高周波電力よりも小さくなるように制御する、
請求項1~3のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
The control unit makes the second high frequency power of the fourth level smaller than the first high frequency power of the first level and the first high frequency power of the second level. Control,
The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記制御部は、前記第4のレベルの前記第2の高周波電力を、前記第1のレベルの前記第1の高周波電力よりも小さく、かつ前記第2のレベルの前記第1の高周波電力よりも大きくなるように制御する、
請求項1~3のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
The control unit makes the second high frequency power of the fourth level smaller than the first high frequency power of the first level and smaller than the first high frequency power of the second level. Control to grow,
The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記制御部は、前記第1のレベルの前記第1の高周波電力を、前記第4のレベルの前記第2の高周波電力よりも小さく、かつ前記第2のレベルの前記第1の高周波電力よりも大きくなるように制御する、
請求項1~3のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
The control unit makes the first high frequency power of the first level smaller than the second high frequency power of the fourth level and smaller than the first high frequency power of the second level. Control to grow,
The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記制御部は、前記第4のレベルの前記第2の高周波電力の出力期間を、前記第1のレベル及び前記第2のレベルの前記第1の高周波電力の合計出力期間より短くなるように制御する、
請求項1~6のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
The control unit controls the output period of the second high-frequency power of the fourth level to be shorter than the total output period of the first high-frequency power of the first level and the second level. do,
The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 6.
前記制御部は、前記第4のレベルの前記第2の高周波電力の出力期間を、前記第1のレベル及び前記第2のレベルの前記第1の高周波電力の合計出力期間より長くなるように制御する、
請求項1~6のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
The control unit controls the output period of the second high-frequency power of the fourth level to be longer than the total output period of the first high-frequency power of the first level and the second level. do,
The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 6.
更に前記第1電極に接続され、前記第1電極に直流電圧を供給する直流電圧源を備え、
前記制御部は、前記第4のレベルの前記第2の高周波電力の出力期間中に前記直流電圧源から第1の直流電圧を印加するように制御する、
請求項1~8のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
Further, a DC voltage source connected to the first electrode and supplying a DC voltage to the first electrode is provided.
The control unit controls to apply a first DC voltage from the DC voltage source during the output period of the second high frequency power of the fourth level.
The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 8.
前記直流電圧は、負電圧である、
請求項9に記載のプラズマ処理装置。
The DC voltage is a negative voltage.
The plasma processing apparatus according to claim 9.
前記制御部は、前記第4のレベルの前記第2の高周波電力の出力期間の後、前記第1のレベルの前記第1の高周波電力の出力期間の前に、前記第1の高周波電力及び前記第2の高周波電力をオフ又は制御されるレベルの内の最も低いレベルにする期間を設けるように制御する、
請求項1~10のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
The control unit performs the first high frequency power and the first high frequency power after the output period of the second high frequency power of the fourth level and before the output period of the first high frequency power of the first level. Control to provide a period during which the second high frequency power is turned off or at the lowest of the controlled levels.
The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 10.
前記制御部は、前記第1のレベルの前記第1の高周波電力の出力期間の後、第2のレベルの前記第1の高周波電力の出力期間の前に、前記第1の高周波電力及び前記第2の高周波電力をオフ又は制御されるレベルの内の最も低いレベルにする期間を設けるように制御する、
請求項1~11のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
The control unit performs the first high frequency power and the first high frequency power after the output period of the first high frequency power of the first level and before the output period of the first high frequency power of the second level. Control to provide a period during which the high frequency power of 2 is turned off or at the lowest of the controlled levels.
The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 11.
真空排気可能な処理チャンバと、
処理チャンバ内に配置された第1電極又はアンテナと、
前記第1電極又は前記アンテナに対向し、被処理基板を支持する第2電極と、
前記第1電極、前記第2電極又は前記アンテナに接続され、前記第1電極、前記第2電極又は前記アンテナにプラズマ生成用の第1の高周波電力を供給する第1の高周波電力供給部と、
前記第2電極に接続され、前記第2電極にバイアス用の第2の高周波電力を供給する第2の高周波電力供給部と、
前記処理チャンバ内に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、を備えるプラズマ処理装置にて実行するプラズマ処理方法であって、
前記第1の高周波電力供給部から0以上の異なるレベルである第1のレベル、第2のレベル、及び第3のレベルの前記第1の高周波電力を順に繰り返し出力し、
前記第1の高周波電力供給部から前記第1のレベルの前記第1の高周波電力を出力すると同時に前記第2の高周波電力供給部から0以上の第4のレベルの前記第2の高周波電力を繰り返し出力し、
前記第1の高周波電力供給部から前記第2のレベルの前記第1の高周波電力を出力した後に前記第4のレベルの前記第2の高周波電力をオフする、プラズマ処理方法。
With a processing chamber that can be evacuated
With the first electrode or antenna placed in the processing chamber,
A second electrode facing the first electrode or the antenna and supporting the substrate to be processed, and a second electrode.
A first high-frequency power supply unit connected to the first electrode, the second electrode, or the antenna and supplying the first high-frequency power for plasma generation to the first electrode, the second electrode, or the antenna.
A second high-frequency power supply unit connected to the second electrode and supplying a second high-frequency power for bias to the second electrode,
A plasma processing method executed by a plasma processing apparatus including a processing gas supply unit for supplying processing gas into the processing chamber.
The first high frequency power of 0 or more different levels, the first level, the second level, and the third level, is repeatedly output from the first high frequency power supply unit in order.
The first high-frequency power of the first level is output from the first high-frequency power supply unit, and at the same time, the second high-frequency power of 0 or more at the fourth level is repeated from the second high-frequency power supply unit. Output and
A plasma processing method in which the second high-frequency power of the second level is output from the first high-frequency power supply unit and then the second high-frequency power of the fourth level is turned off.
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