JP2947995B2 - プラズマ処理方法および処理装置 - Google Patents
プラズマ処理方法および処理装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、低温プラズマを応用
したプラズマ処理方法および処理装置に関し、特に磁界
を印加した高効率のプラズマ処理方法および処理装置に
関するものである。
したプラズマ処理方法および処理装置に関し、特に磁界
を印加した高効率のプラズマ処理方法および処理装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図面を参照しながら従来の技術について
説明する。図６に従来のプラズマ処理装置の断面構造概
略図を示す。図６（ｂ）は図６（ａ）の矢印ｃ方向から
見た断面構造概略図である。処理室６１は、排気口６２
から排気され、ガス導入口６３から所望のガスが導入さ
れる。被処理基板６４は、下部電極６５上に置かれ、下
部電極６５は絶縁性の支持台６６上に設置されている。
また、下部電極６５は高周波電源６７に接続され、処理
室６１は接地されており、下部電極６５と処理室６１と
の間でプラズマが発生する。さらに、永久磁石や電磁石
による磁界発生器６８が設置されており、図６に示す配
置でＳ極Ｎ極が配置されている場合は、プラズマ中のイ
オンや電子が矢印６９の方向にドリフトする。このドリ
フトにより、プラズマの密度が高くなるが、下部電極６
５が終端を持つため、下部電極６５の終端（ドリフト経
路の終端）付近７０にプラズマの偏りが発生する。従来
のプラズマ処理方法では、プラズマの偏りによる処理の
不均一性を改善するために、一点鎖線７１で示す下部電
極６５の中心を回転軸として磁界発生器６８を回転させ
るなどしていた。
説明する。図６に従来のプラズマ処理装置の断面構造概
略図を示す。図６（ｂ）は図６（ａ）の矢印ｃ方向から
見た断面構造概略図である。処理室６１は、排気口６２
から排気され、ガス導入口６３から所望のガスが導入さ
れる。被処理基板６４は、下部電極６５上に置かれ、下
部電極６５は絶縁性の支持台６６上に設置されている。
また、下部電極６５は高周波電源６７に接続され、処理
室６１は接地されており、下部電極６５と処理室６１と
の間でプラズマが発生する。さらに、永久磁石や電磁石
による磁界発生器６８が設置されており、図６に示す配
置でＳ極Ｎ極が配置されている場合は、プラズマ中のイ
オンや電子が矢印６９の方向にドリフトする。このドリ
フトにより、プラズマの密度が高くなるが、下部電極６
５が終端を持つため、下部電極６５の終端（ドリフト経
路の終端）付近７０にプラズマの偏りが発生する。従来
のプラズマ処理方法では、プラズマの偏りによる処理の
不均一性を改善するために、一点鎖線７１で示す下部電
極６５の中心を回転軸として磁界発生器６８を回転させ
るなどしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成では、
イオンや電子のドリフトする径路に終端があるため、効
率が悪く、プラズマの偏りによる処理の不均一性が発生
した。また、これを緩和するために、磁界発生器６８を
回転させるなどの機械装置が必要となり、故障の原因と
なった。また、半導体装置の製造工程に応用した場合
に、プラズマの偏りによるチャージアップが発生し、半
導体装置に損傷を与えることがしばしばあった。
イオンや電子のドリフトする径路に終端があるため、効
率が悪く、プラズマの偏りによる処理の不均一性が発生
した。また、これを緩和するために、磁界発生器６８を
回転させるなどの機械装置が必要となり、故障の原因と
なった。また、半導体装置の製造工程に応用した場合
に、プラズマの偏りによるチャージアップが発生し、半
導体装置に損傷を与えることがしばしばあった。
【０００４】この発明の目的は、磁界によるプラズマの
偏りをなくし、均一かつ高効率かつ被処理基板のチャー
ジアップによる損傷を小さく抑えたプラズマ処理を行う
ことのできるプラズマ処理方法および処理装置を提供す
ることである。
偏りをなくし、均一かつ高効率かつ被処理基板のチャー
ジアップによる損傷を小さく抑えたプラズマ処理を行う
ことのできるプラズマ処理方法および処理装置を提供す
ることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載のプラズマ
処理方法は、接地した処理室内の制御用平板電極に被処
理基板を設置し、制御用平板電極に対向し、処理室の内
壁に固定された絶縁性の支持台を介して中空に設置され
た平板型の高周波印加電極に高周波電力を印加し、高周
波印加電極の制御用平板電極に対向した側の空間と制御
用平板電極に対向していない側の空間の両方で、高周波
印加電極の平板面に平行な磁界を形成するようにしてい
る。
処理方法は、接地した処理室内の制御用平板電極に被処
理基板を設置し、制御用平板電極に対向し、処理室の内
壁に固定された絶縁性の支持台を介して中空に設置され
た平板型の高周波印加電極に高周波電力を印加し、高周
波印加電極の制御用平板電極に対向した側の空間と制御
用平板電極に対向していない側の空間の両方で、高周波
印加電極の平板面に平行な磁界を形成するようにしてい
る。
【０００６】請求項２記載のプラズマ処理方法は、接地
した処理室内の制御用平板電極に被処理基板を設置し、
被処理基板と中心軸が垂直になるように配置した筒状の
高周波印加電極に高周波電力を印加し、高周波印加電極
と中心軸を同一にする筒状の接地電極を接地し、高周波
印加電極および接地電極から被処理基板に対して発散磁
界を形成するようにしている。
した処理室内の制御用平板電極に被処理基板を設置し、
被処理基板と中心軸が垂直になるように配置した筒状の
高周波印加電極に高周波電力を印加し、高周波印加電極
と中心軸を同一にする筒状の接地電極を接地し、高周波
印加電極および接地電極から被処理基板に対して発散磁
界を形成するようにしている。
【０００７】請求項３記載のプラズマ処理方法は、接地
した処理室内の制御用平板電極に被処理基板を設置し、
被処理基板と中心軸が垂直になるように配置した筒状の
高周波印加電極に高周波電力を印加し、高周波印加電極
と中心軸を同一にする筒状の接地電極を接地し、高周波
印加電極および接地電極から被処理基板に対して平行磁
界を形成するようにしている。
した処理室内の制御用平板電極に被処理基板を設置し、
被処理基板と中心軸が垂直になるように配置した筒状の
高周波印加電極に高周波電力を印加し、高周波印加電極
と中心軸を同一にする筒状の接地電極を接地し、高周波
印加電極および接地電極から被処理基板に対して平行磁
界を形成するようにしている。
【０００８】請求項４記載のプラズマ処理方法は、接地
した処理室内の制御用平板電極に被処理基板を設置し、
被処理基板と中心軸が垂直になるように配置した筒状の
高周波印加電極に高周波電力を印加し、高周波印加電極
と中心軸を同一にする筒状の接地電極を接地し、高周波
印加電極および接地電極と被処理基板との間にカスプ磁
界を形成するようにしている。
した処理室内の制御用平板電極に被処理基板を設置し、
被処理基板と中心軸が垂直になるように配置した筒状の
高周波印加電極に高周波電力を印加し、高周波印加電極
と中心軸を同一にする筒状の接地電極を接地し、高周波
印加電極および接地電極と被処理基板との間にカスプ磁
界を形成するようにしている。
【０００９】請求項５記載のプラズマ処理装置は、接地
した処理室と、被処理基板を設置する制御用平板電極
と、制御用平板電極に対向し、処理室の内壁に固定され
た絶縁性の支持台を介して中空に設置された平板型の高
周波印加電極と、高周波印加電極の制御用平板電極に対
向した側の空間と制御用平板電極に対向していない側の
空間の両方で、高周波印加電極の平板面に平行な磁界を
発生する磁界発生器とを備えている。請求項６記載のプ
ラズマ処理装置は、接地した処理室と、被処理基板と中
心軸が垂直になるように配置し高周波電力が印加される
筒状の高周波印加電極と、この高周波印加電極と中心軸
を同一にする筒状の接地電極と、被処理基板を設置する
制御用平板電極と、高周波印加電極および接地電極の近
傍に配置し高周波印加電極および接地電極の中心軸と平
行な方向に磁界を発生する筒状電極側磁界発生器とを備
えている。
した処理室と、被処理基板を設置する制御用平板電極
と、制御用平板電極に対向し、処理室の内壁に固定され
た絶縁性の支持台を介して中空に設置された平板型の高
周波印加電極と、高周波印加電極の制御用平板電極に対
向した側の空間と制御用平板電極に対向していない側の
空間の両方で、高周波印加電極の平板面に平行な磁界を
発生する磁界発生器とを備えている。請求項６記載のプ
ラズマ処理装置は、接地した処理室と、被処理基板と中
心軸が垂直になるように配置し高周波電力が印加される
筒状の高周波印加電極と、この高周波印加電極と中心軸
を同一にする筒状の接地電極と、被処理基板を設置する
制御用平板電極と、高周波印加電極および接地電極の近
傍に配置し高周波印加電極および接地電極の中心軸と平
行な方向に磁界を発生する筒状電極側磁界発生器とを備
えている。
【００１０】請求項７記載のプラズマ処理装置は、請求
項６記載のプラズマ処理装置において、被処理基板の近
傍に配置し高周波印加電極および接地電極の中心軸と平
行な方向に磁界を発生する被処理基板側磁界発生器を設
けている。
項６記載のプラズマ処理装置において、被処理基板の近
傍に配置し高周波印加電極および接地電極の中心軸と平
行な方向に磁界を発生する被処理基板側磁界発生器を設
けている。
【００１１】
【作用】請求項１，５記載のプラズマ処理方法および処
理装置は、平板型の高周波印加電極が磁界と垂直な方向
のプラズマに囲まれるので、イオンや電子は磁界の方向
を軸として高周波印加電極の周りを旋回する。また、請
求項２，３，４，６，７記載のプラズマ処理方法および
処理装置は、筒状の高周波印加電極と接地電極との間で
発生したプラズマが磁界により筒状の高周波印加電極と
接地電極との間を旋回する。
理装置は、平板型の高周波印加電極が磁界と垂直な方向
のプラズマに囲まれるので、イオンや電子は磁界の方向
を軸として高周波印加電極の周りを旋回する。また、請
求項２，３，４，６，７記載のプラズマ処理方法および
処理装置は、筒状の高周波印加電極と接地電極との間で
発生したプラズマが磁界により筒状の高周波印加電極と
接地電極との間を旋回する。
【００１２】したがって、イオンや電子のドリフト径路
に終端が無く閉じているので、プラズマの電離効率が極
めて高くなる。そのため、プラズマの偏りも無くプラズ
マ処理の均一性も高いので、磁界発生器を回転させるた
めの機構も不要である。半導体装置の製造工程に応用し
ても、プラズマの偏りによるチャージアップも無く、半
導体装置の損傷を少なくできる。
に終端が無く閉じているので、プラズマの電離効率が極
めて高くなる。そのため、プラズマの偏りも無くプラズ
マ処理の均一性も高いので、磁界発生器を回転させるた
めの機構も不要である。半導体装置の製造工程に応用し
ても、プラズマの偏りによるチャージアップも無く、半
導体装置の損傷を少なくできる。
【００１３】
【実施例】〔第１の実施例〕この発明の第１の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。図１はこの発明
の第１の実施例のプラズマ処理装置の断面構造概略図で
ある。なお、図１（ｂ）は図１（ａ）の矢印ａの方向か
ら見た断面構造概略図である。
ついて、図面を参照しながら説明する。図１はこの発明
の第１の実施例のプラズマ処理装置の断面構造概略図で
ある。なお、図１（ｂ）は図１（ａ）の矢印ａの方向か
ら見た断面構造概略図である。
【００１４】図１において、処理室１は、排気口２から
排気され、ガス導入口３から所望のガスが導入される。
上部電極（平板型の高周波印加電極）４は、絶縁性の支
持台５により処理室１中に支持されており、第１の高周
波電源６に接続され、高周波電力が印加されている。ま
た、処理室１は接地されており、上部電極４との間で、
プラズマを発生する。上部電極４の終端は電界の局部的
集中を避けるために丸みを帯びている。さらに永久磁石
からなる磁界発生器７があり、図１に示すようにＳ極Ｎ
極が配置されている場合は、矢印８の方向の磁界がプラ
ズマに印加される。被処理基板９は下部電極（制御用平
板電極）１０上に置かれ、下部電極１０は絶縁性の支持
台１１により処理室１中に設置されている。
排気され、ガス導入口３から所望のガスが導入される。
上部電極（平板型の高周波印加電極）４は、絶縁性の支
持台５により処理室１中に支持されており、第１の高周
波電源６に接続され、高周波電力が印加されている。ま
た、処理室１は接地されており、上部電極４との間で、
プラズマを発生する。上部電極４の終端は電界の局部的
集中を避けるために丸みを帯びている。さらに永久磁石
からなる磁界発生器７があり、図１に示すようにＳ極Ｎ
極が配置されている場合は、矢印８の方向の磁界がプラ
ズマに印加される。被処理基板９は下部電極（制御用平
板電極）１０上に置かれ、下部電極１０は絶縁性の支持
台１１により処理室１中に設置されている。
【００１５】処理室１中で発生したプラズマのイオンと
電子は、上部電極４と処理室１の面積比により発生する
陰極降下と磁界により矢印１２の方向にドリフトし、上
部電極４の回りを旋回する。イオンや電子のドリフト軌
道は閉じており終端が無いため、プラズマの電離が促進
され、高密度のプラズマが発生し、プラズマの偏りも極
めて少ない。
電子は、上部電極４と処理室１の面積比により発生する
陰極降下と磁界により矢印１２の方向にドリフトし、上
部電極４の回りを旋回する。イオンや電子のドリフト軌
道は閉じており終端が無いため、プラズマの電離が促進
され、高密度のプラズマが発生し、プラズマの偏りも極
めて少ない。
【００１６】このようにして発生した高密度プラズマに
より被処理基板９がプラズマ処理されるが、下部電極１
０が接地されている場合と、第２の高周波電源１３に接
続され高周波電力が印加されている場合では、得られる
効果が異なる。これについて、シリコン基板のプラズマ
エッチングに応用したときを例に取り、さらに説明す
る。
より被処理基板９がプラズマ処理されるが、下部電極１
０が接地されている場合と、第２の高周波電源１３に接
続され高周波電力が印加されている場合では、得られる
効果が異なる。これについて、シリコン基板のプラズマ
エッチングに応用したときを例に取り、さらに説明す
る。
【００１７】エッチングガスとしてたとえば塩素ガスを
５０ｓｃｃｍ導入し、処理室１内の圧力を１０Ｐａに保
つ。第１の高周波電源６から例えば１３．５６ＭＨｚの
高周波電力を印加し、上部電極４表面の電力密度を例え
ば０．５Ｗ／ｃｍ2 とし、磁界発生器７からの磁束密度
を例えば１００Ｇａｕｓｓとした。まず、下部電極１０
を接地した場合の被処理基板９のエッチングについて、
図面を参照しながら説明する。図２は被処理基板９の断
面構造図であり、図２（ａ）はエッチング前の状態、図
２（ｂ）はエッチング後の状態をそれぞれ示している。
５０ｓｃｃｍ導入し、処理室１内の圧力を１０Ｐａに保
つ。第１の高周波電源６から例えば１３．５６ＭＨｚの
高周波電力を印加し、上部電極４表面の電力密度を例え
ば０．５Ｗ／ｃｍ2 とし、磁界発生器７からの磁束密度
を例えば１００Ｇａｕｓｓとした。まず、下部電極１０
を接地した場合の被処理基板９のエッチングについて、
図面を参照しながら説明する。図２は被処理基板９の断
面構造図であり、図２（ａ）はエッチング前の状態、図
２（ｂ）はエッチング後の状態をそれぞれ示している。
【００１８】被処理基板９の構造は、シリコン基板２１
上に二酸化シリコン膜２２が１０ｎｍの厚さで形成さ
れ、さらにその上に、多結晶シリコン膜２３が４００ｎ
ｍの厚さで形成されている。これらの積層構造の上に、
１２００ｎｍの厚さのフォトレジスト２４で所望のパタ
ーンを形成している（図２（ａ））。これを、前記条件
にて、プラズマエッチングをした結果が図２（ｂ）であ
る。下部電極１０が接地されているので、プラズマ中の
イオンの方向性は小さく、図２（ｂ）に示すような等方
性のエッチング形状が得られる。
上に二酸化シリコン膜２２が１０ｎｍの厚さで形成さ
れ、さらにその上に、多結晶シリコン膜２３が４００ｎ
ｍの厚さで形成されている。これらの積層構造の上に、
１２００ｎｍの厚さのフォトレジスト２４で所望のパタ
ーンを形成している（図２（ａ））。これを、前記条件
にて、プラズマエッチングをした結果が図２（ｂ）であ
る。下部電極１０が接地されているので、プラズマ中の
イオンの方向性は小さく、図２（ｂ）に示すような等方
性のエッチング形状が得られる。
【００１９】次に、下部電極１０に第２の高周波電源１
３を接続し、高周波電力を印加した場合について述べ
る。第２の高周波電源１３から例えば１００ＫＨｚの高
周波電力を下部電極１０に印加し、下部電極１０表面の
電力密度を例えば０．３Ｗ／ｃｍ2 とした。被処理基板
９は、前記例と同じ図２（ａ）の構造のものを用いた。
図３は、この場合のエッチング後の被処理基板９の断面
構造図である。
３を接続し、高周波電力を印加した場合について述べ
る。第２の高周波電源１３から例えば１００ＫＨｚの高
周波電力を下部電極１０に印加し、下部電極１０表面の
電力密度を例えば０．３Ｗ／ｃｍ2 とした。被処理基板
９は、前記例と同じ図２（ａ）の構造のものを用いた。
図３は、この場合のエッチング後の被処理基板９の断面
構造図である。
【００２０】下部電極１０に印加された電力により下部
電極１０に陰極降下電位が発生し、プラズマ中のイオン
の方向性が増すので、図３のように異方性のエッチング
形状が得られる。この実施例のように、第２の高周波電
源１３の周波数（１００ＫＨｚ）が第１の高周波電源６
の周波数（１３．５６ＭＨｚ）より十分低い場合、下部
電極１０に第２の高周波電源１３から印加した電力が小
さくても、陰極降下電圧が大きく得られ、プラズマの生
成とほとんど独立して、被処理基板９に入射するイオン
の方向性を決めることができる。
電極１０に陰極降下電位が発生し、プラズマ中のイオン
の方向性が増すので、図３のように異方性のエッチング
形状が得られる。この実施例のように、第２の高周波電
源１３の周波数（１００ＫＨｚ）が第１の高周波電源６
の周波数（１３．５６ＭＨｚ）より十分低い場合、下部
電極１０に第２の高周波電源１３から印加した電力が小
さくても、陰極降下電圧が大きく得られ、プラズマの生
成とほとんど独立して、被処理基板９に入射するイオン
の方向性を決めることができる。
【００２１】〔第２の実施例〕この発明の第２の実施例
について、図面を参照しながら説明する。図４，図５は
この発明の第２の実施例のプラズマ処理装置の断面構造
概略図である。図５は図４に示すＡ−Ａ断面を矢印ｂの
方向から見た断面構造概略図である。図４，図５におい
て、処理室４１は、排気口４２から排気され、ガス導入
口４３から所望のガスが導入される。高周波印加電極
（筒状の高周波印加電極）４４は、絶縁性の支持台４５
により処理室４１中に支持されており、第１の高周波電
源４６に接続され、高周波電力が印加されている。ま
た、接地電極４７は高周波印加電極４４を同心円状に取
り囲むように設置され、処理室４１と同じ電位に接地さ
れている。接地電極４７と処理室４１の間には、高周波
印加外側電極（筒状の高周波印加電極）４８が絶縁性の
支持台４５に接地電極４７を取り囲む同心円状に設置さ
れ、第１の高周波電源４６に接続されている。即ち、高
周波印加電極４４と接地電極４７と高周波印加外側電極
４８と処理室４１が同心円状に配置されたプラズマ発生
電極群５０を形成している。また、それぞれの電極４
４，４７，４８の終端は局部的な電界の集中を避ける為
に丸みを帯びている。
について、図面を参照しながら説明する。図４，図５は
この発明の第２の実施例のプラズマ処理装置の断面構造
概略図である。図５は図４に示すＡ−Ａ断面を矢印ｂの
方向から見た断面構造概略図である。図４，図５におい
て、処理室４１は、排気口４２から排気され、ガス導入
口４３から所望のガスが導入される。高周波印加電極
（筒状の高周波印加電極）４４は、絶縁性の支持台４５
により処理室４１中に支持されており、第１の高周波電
源４６に接続され、高周波電力が印加されている。ま
た、接地電極４７は高周波印加電極４４を同心円状に取
り囲むように設置され、処理室４１と同じ電位に接地さ
れている。接地電極４７と処理室４１の間には、高周波
印加外側電極（筒状の高周波印加電極）４８が絶縁性の
支持台４５に接地電極４７を取り囲む同心円状に設置さ
れ、第１の高周波電源４６に接続されている。即ち、高
周波印加電極４４と接地電極４７と高周波印加外側電極
４８と処理室４１が同心円状に配置されたプラズマ発生
電極群５０を形成している。また、それぞれの電極４
４，４７，４８の終端は局部的な電界の集中を避ける為
に丸みを帯びている。
【００２２】高周波を印加した電極４４，４８と接地さ
れた電極４７及び処理室４１の間では、プラズマが発生
する。さらに、処理室４１の外側にコイルで作られた第
１の磁界発生器（筒状電極側磁界発生器）４９があり、
例えば、図４の矢印ｂの方向に磁界を印加すると、プラ
ズマ中のイオンや電子は図５の矢印５１の方向にドリフ
トし、プラズマ発生電極群５０の中を旋回する。イオン
や電子のドリフト軌道は閉じており終端が無いため、プ
ラズマの電離が促進され、高密度のプラズマが発生し、
プラズマの偏りも極めて少ない。被処理基板５２は下部
電極（制御用平板電極）５３上に置かれ、下部電極５３
は絶縁性の支持台５４により処理室４１中に設置されて
いる。
れた電極４７及び処理室４１の間では、プラズマが発生
する。さらに、処理室４１の外側にコイルで作られた第
１の磁界発生器（筒状電極側磁界発生器）４９があり、
例えば、図４の矢印ｂの方向に磁界を印加すると、プラ
ズマ中のイオンや電子は図５の矢印５１の方向にドリフ
トし、プラズマ発生電極群５０の中を旋回する。イオン
や電子のドリフト軌道は閉じており終端が無いため、プ
ラズマの電離が促進され、高密度のプラズマが発生し、
プラズマの偏りも極めて少ない。被処理基板５２は下部
電極（制御用平板電極）５３上に置かれ、下部電極５３
は絶縁性の支持台５４により処理室４１中に設置されて
いる。
【００２３】下部電極５３が接地されており、プラズマ
発生電極群５０から被処理基板５２に向かって発散磁界
を形成している場合、高密度のプラズマは、発散してい
る方向にドリフトし、被処理基板５２に到達する。この
場合、被処理基板５２にはバイアス電圧が極めて低いた
め、イオンの方向性が小さく、第１の実施例の図２に示
したような処理が可能となる。
発生電極群５０から被処理基板５２に向かって発散磁界
を形成している場合、高密度のプラズマは、発散してい
る方向にドリフトし、被処理基板５２に到達する。この
場合、被処理基板５２にはバイアス電圧が極めて低いた
め、イオンの方向性が小さく、第１の実施例の図２に示
したような処理が可能となる。
【００２４】また、下部電極５３が接地されており、コ
イルで作られた第１の磁界発生器４９の形状あるいは位
置を変えることにより、プラズマ発生電極群５０から被
処理基板５２までが平行磁界を形成している場合は、プ
ラズマが被処理基板５２に対して垂直方向に入射しやす
くなり、処理室４１内の圧力をたとえば０．１Ｐａ程度
にすると、第１の実施例の図３に示したような処理が可
能となる。しかし、プラズマエッチングに応用する場
合、オーバーエッチが多くなると、本実施例のように被
エッチング膜が多結晶シリコン膜２３のような場合、図
２（ｂ）に示すようなアンダーカット形状に加工される
ことがある。
イルで作られた第１の磁界発生器４９の形状あるいは位
置を変えることにより、プラズマ発生電極群５０から被
処理基板５２までが平行磁界を形成している場合は、プ
ラズマが被処理基板５２に対して垂直方向に入射しやす
くなり、処理室４１内の圧力をたとえば０．１Ｐａ程度
にすると、第１の実施例の図３に示したような処理が可
能となる。しかし、プラズマエッチングに応用する場
合、オーバーエッチが多くなると、本実施例のように被
エッチング膜が多結晶シリコン膜２３のような場合、図
２（ｂ）に示すようなアンダーカット形状に加工される
ことがある。
【００２５】なお、下部電極５３が第２の高周波電源５
５に接続され、高周波電力を印加された場合、例えば、
第１の高周波電源の周波数が１３．５６ＭＨｚで第２の
高周波電源５５の周波数が１００ＫＨｚであれば、第２
の高周波電源５５の電力が小さくても、下部電極５３に
発生するバイアス電圧が大きく、プラズマの生成にほと
んど影響を与えずに、被エッチング基板５２に入射する
イオンのエネルギーをコントロールすることができる。
５に接続され、高周波電力を印加された場合、例えば、
第１の高周波電源の周波数が１３．５６ＭＨｚで第２の
高周波電源５５の周波数が１００ＫＨｚであれば、第２
の高周波電源５５の電力が小さくても、下部電極５３に
発生するバイアス電圧が大きく、プラズマの生成にほと
んど影響を与えずに、被エッチング基板５２に入射する
イオンのエネルギーをコントロールすることができる。
【００２６】さらに、下部電極５３付近の処理室４１の
周りに第２の磁界発生器（被処理基板側磁界発生器）５
６（図４参照）を設け、第１の磁界発生器４９による磁
界との間でカスプ磁界を形成する場合、プラズマ発生電
極群５０で発生したプラズマは円運動をしながらカスプ
磁界により混ざり合い、一様なプラズマとなり被処理基
板５２に到達する。これにより、被処理基板５２は均一
なプラズマ処理を受ける。この場合にも、下部電極５３
に第２の高周波電源５５から高周波電力を印加すれば、
入射するイオンのエネルギーをコントロール出来ること
は言うまでもない。
周りに第２の磁界発生器（被処理基板側磁界発生器）５
６（図４参照）を設け、第１の磁界発生器４９による磁
界との間でカスプ磁界を形成する場合、プラズマ発生電
極群５０で発生したプラズマは円運動をしながらカスプ
磁界により混ざり合い、一様なプラズマとなり被処理基
板５２に到達する。これにより、被処理基板５２は均一
なプラズマ処理を受ける。この場合にも、下部電極５３
に第２の高周波電源５５から高周波電力を印加すれば、
入射するイオンのエネルギーをコントロール出来ること
は言うまでもない。
【００２７】この実施例のプラズマ処理装置は、高密度
のプラズマが、均一に生成できるので、極めて効率が高
い。また、例えば半導体装置の製造工程に応用した場
合、プラズマのかたよりがないため、チャージアップに
よるダメージを少なく抑えながら、高速の処理が可能で
ある。以上、この発明の実施例について述べたが、高周
波電源の周波数や、電力、ガスの種類、同心円状に配置
した電極の数等は、ここで述べたもの以外でも構わな
い。
のプラズマが、均一に生成できるので、極めて効率が高
い。また、例えば半導体装置の製造工程に応用した場
合、プラズマのかたよりがないため、チャージアップに
よるダメージを少なく抑えながら、高速の処理が可能で
ある。以上、この発明の実施例について述べたが、高周
波電源の周波数や、電力、ガスの種類、同心円状に配置
した電極の数等は、ここで述べたもの以外でも構わな
い。
【００２８】
【発明の効果】以上のようにこの発明のプラズマ処理方
法および処理装置によれば、極めて効率の高いプラズマ
処理を均一性良く行え、かつ、被処理基板の損傷も少な
い。余分な機構を必要とせず、装置としても故障を少な
くできる。また、制御用平板電極の印加電圧により被処
理基板に入射するイオンの方向性やエネルギーをコント
ロールすることができ、例えば、プラズマエッチングに
よる加工において、様々な断面形状にエッチングするこ
とが容易となる。さらに磁界の印加の仕方によっても同
様の制御が可能である。この発明では、以上のように広
範囲に渡る種々の処理を制御性良く極めて高い効率でし
かもチャージアップによる損傷を少なくできる。
法および処理装置によれば、極めて効率の高いプラズマ
処理を均一性良く行え、かつ、被処理基板の損傷も少な
い。余分な機構を必要とせず、装置としても故障を少な
くできる。また、制御用平板電極の印加電圧により被処
理基板に入射するイオンの方向性やエネルギーをコント
ロールすることができ、例えば、プラズマエッチングに
よる加工において、様々な断面形状にエッチングするこ
とが容易となる。さらに磁界の印加の仕方によっても同
様の制御が可能である。この発明では、以上のように広
範囲に渡る種々の処理を制御性良く極めて高い効率でし
かもチャージアップによる損傷を少なくできる。
【図１】この発明の第１の実施例のプラズマ処理装置の
断面構造概略図である。
断面構造概略図である。
【図２】被処理基板の断面構造図である。
【図３】被処理基板の断面構造図である。
【図４】この発明の第２の実施例のプラズマ処理装置の
断面構造概略図である。
断面構造概略図である。
【図５】この発明の第２の実施例のプラズマ処理装置の
断面構造概略図である。
断面構造概略図である。
【図６】従来のプラズマ処理装置の断面構造概略図であ
る。
る。
１ 処理室 ４ 上部電極（平板型の高周波印加電極） ７ 磁界発生器 ９ 被処理基板 １０ 下部電極（制御用平板電極） ４１ 処理室 ４４ 高周波印加電極（筒状の高周波印加電極） ４７ 接地電極 ４８ 高周波印加外側電極（筒状の高周波印加電極） ４９ 第１の磁界発生器（筒状電極側磁界発生器） ５２ 被処理基板 ５３ 下部電極（制御用平板電極） ５６ 第２の磁界発生器（被処理基板側磁界発生器）
Claims (7)
- 【請求項１】 接地した処理室内の制御用平板電極に被
処理基板を設置し、前記制御用平板電極に対向し、前記
処理室の内壁に固定された絶縁性の支持台を介して中空
に設置された平板型の高周波印加電極に高周波電力を印
加し、前記高周波印加電極の前記制御用平板電極に対向
した側の空間と前記制御用平板電極に対向していない側
の空間の両方で、前記高周波印加電極の平板面に平行な
磁界を形成するプラズマ処理方法。 - 【請求項２】 接地した処理室内の制御用平板電極に被
処理基板を設置し、前記被処理基板と中心軸が垂直にな
るように配置した筒状の高周波印加電極に高周波電力を
印加し、前記高周波印加電極と中心軸を同一にする筒状
の接地電極を接地し、前記高周波印加電極および接地電
極から前記被処理基板に対して発散磁界を形成するプラ
ズマ処理方法。 - 【請求項３】 接地した処理室内の制御用平板電極に被
処理基板を設置し、前記被処理基板と中心軸が垂直にな
るように配置した筒状の高周波印加電極に高周波電力を
印加し、前記高周波印加電極と中心軸を同一にする筒状
の接地電極を接地し、前記高周波印加電極および接地電
極から前記被処理基板に対して平行磁界を形成するプラ
ズマ処理方法。 - 【請求項４】 接地した処理室内の制御用平板電極に被
処理基板を設置し、前記被処理基板と中心軸が垂直にな
るように配置した筒状の高周波印加電極に高周波電力を
印加し、前記高周波印加電極と中心軸を同一にする筒状
の接地電極を接地し、前記高周波印加電極および接地電
極と前記被処理基板との間にカスプ磁界を形成するプラ
ズマ処理方法。 - 【請求項５】 接地した処理室と、被処理基板を設置す
る制御用平板電極と、前記制御用平板電極に対向し、前
記処理室の内壁に固定された絶縁性の支持台を介して中
空に設置された平板型の高周波印加電極と、前記高周波
印加電極の前記制御用平板電極に対向した側の空間と前
記制御用平板電極に対向していない側の空間の両方で、
前記高周波印加電極の平板面に平行な磁界を発生する磁
界発生器とを備えたプラズマ処理装置。 - 【請求項６】 接地した処理室と、被処理基板と中心軸
が垂直になるように配置し高周波電力が印加される筒状
の高周波印加電極と、この高周波印加電極と中心軸を同
一にする筒状の接地電極と、前記被処理基板を設置する
制御用平板電極と、前記高周波印加電極および接地電極
の近傍に配置し前記高周波印加電極および接地電極の中
心軸と平行な方向に磁界を発生する筒状電極側磁界発生
器とを備えたプラズマ処理装置。 - 【請求項７】 被処理基板の近傍に配置し高周波印加電
極および接地電極の中心軸と平行な方向に磁界を発生す
る被処理基板側磁界発生器を設けた請求項６記載のプラ
ズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3288888A JP2947995B2 (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | プラズマ処理方法および処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3288888A JP2947995B2 (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | プラズマ処理方法および処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05129094A JPH05129094A (ja) | 1993-05-25 |
| JP2947995B2 true JP2947995B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=17736077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3288888A Expired - Fee Related JP2947995B2 (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | プラズマ処理方法および処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2947995B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110729161A (zh) * | 2019-10-21 | 2020-01-24 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 等离子体刻蚀装置 |
-
1991
- 1991-11-05 JP JP3288888A patent/JP2947995B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05129094A (ja) | 1993-05-25 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |