JP3045445B2 - プラズマ処理装置および方法 - Google Patents
プラズマ処理装置および方法Info
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- plasma processing
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/32137—Radio frequency generated discharge controlling of the discharge by modulation of energy
- H01J37/32155—Frequency modulation
- H01J37/32165—Plural frequencies
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，プラズマ処理装置およ
び方法に関する。
び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より半導体製造工程において、被処
理体、たとえば半導体ウェハ表面に微細加工を施すため
に、処理室内に導入された反応性ガスの高周波グロー放
電を利用したプラズマエッチング装置が広く使用されて
いる。
理体、たとえば半導体ウェハ表面に微細加工を施すため
に、処理室内に導入された反応性ガスの高周波グロー放
電を利用したプラズマエッチング装置が広く使用されて
いる。
【０００３】図３には、かかるグロー放電を利用したプ
ラズマエッチング装置、いわゆる平行平板型プラズマエ
ッチング装置の典型例が示されている。図示のように、
処理装置１００は、処理室１０１内に被処理体Ｗを載置
可能な下部電極１０２と、その下部電極１０２に対向す
る位置に配置された上部電極１０３とを備えており、こ
の上部電極１０３に対して高周波電源１０４より整合器
１０５を介してたとえば１３．５６ＭＨｚの高周波電力
を上部電極１０３に印加することにより、接地された下
部電極１０２との間にグロー放電を生じさせ、反応性ガ
スをプラズマ化し、両電極間に生じる電位差により、プ
ラズマ中のイオンを下部電極１０２上に載置された被処
理体の処理面に衝突させ、所望のエッチングを行うこと
が可能なように構成されている。
ラズマエッチング装置、いわゆる平行平板型プラズマエ
ッチング装置の典型例が示されている。図示のように、
処理装置１００は、処理室１０１内に被処理体Ｗを載置
可能な下部電極１０２と、その下部電極１０２に対向す
る位置に配置された上部電極１０３とを備えており、こ
の上部電極１０３に対して高周波電源１０４より整合器
１０５を介してたとえば１３．５６ＭＨｚの高周波電力
を上部電極１０３に印加することにより、接地された下
部電極１０２との間にグロー放電を生じさせ、反応性ガ
スをプラズマ化し、両電極間に生じる電位差により、プ
ラズマ中のイオンを下部電極１０２上に載置された被処
理体の処理面に衝突させ、所望のエッチングを行うこと
が可能なように構成されている。
【０００４】しかしながら、図３に示すような装置構成
では、上部電極１０３にのみ高周波電力を印加するの
で、両電極間に生じるプラズマ電位を制御することがで
きず、したがって発生するプラズマの密度も固定されて
しまうため、近年要求されているようなハーフミクロン
単位の超微細加工を被処理体に施すことができない。
では、上部電極１０３にのみ高周波電力を印加するの
で、両電極間に生じるプラズマ電位を制御することがで
きず、したがって発生するプラズマの密度も固定されて
しまうため、近年要求されているようなハーフミクロン
単位の超微細加工を被処理体に施すことができない。
【０００５】そこで、図４に示すように、上部電極１０
３に対しては第１の高周波電源１０６より第１の整合器
１０７を介して第１の高周波電力を印加するとともに、
下部電極１０２には第２の高周波電源１０８を介して第
２の高周波電力を印加することにより、処理室１０１内
に発生するプラズマの密度を制御する試みがなされてい
るが、２つの高周波発振器１０６、１０８から発生され
る高周波電力同士の干渉や波形の歪みを回避するため
に、それぞれ第１および第２のフィルタ１１０、１１１
を各回路に介挿する必要がある。またそれぞれ独立した
２つの高周波発振器１０６、１０８を用いるため、２つ
の高周波電力の同期がとれず、処理室内に生成するプラ
ズマの再現性が悪いという問題があった。
３に対しては第１の高周波電源１０６より第１の整合器
１０７を介して第１の高周波電力を印加するとともに、
下部電極１０２には第２の高周波電源１０８を介して第
２の高周波電力を印加することにより、処理室１０１内
に発生するプラズマの密度を制御する試みがなされてい
るが、２つの高周波発振器１０６、１０８から発生され
る高周波電力同士の干渉や波形の歪みを回避するため
に、それぞれ第１および第２のフィルタ１１０、１１１
を各回路に介挿する必要がある。またそれぞれ独立した
２つの高周波発振器１０６、１０８を用いるため、２つ
の高周波電力の同期がとれず、処理室内に生成するプラ
ズマの再現性が悪いという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
従来のプラズマ処理装置および方法が有する問題点に鑑
みてなされたものであり，その目的とするところは，平
行平板型プラズマ処理装置の対向電極のそれぞれに対し
て高周波電力を印加する場合であっても，印加される各
高周波電力の同期がとれ，したがって再現性の高いプラ
ズマを処理室内に発生させることが可能な新規かつ改良
されたプラズマ処理装置および方法を提供することであ
る。
従来のプラズマ処理装置および方法が有する問題点に鑑
みてなされたものであり，その目的とするところは，平
行平板型プラズマ処理装置の対向電極のそれぞれに対し
て高周波電力を印加する場合であっても，印加される各
高周波電力の同期がとれ，したがって再現性の高いプラ
ズマを処理室内に発生させることが可能な新規かつ改良
されたプラズマ処理装置および方法を提供することであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に基づいて構成された処理室内に配置され被
処理体が載置される下部電極と、前記処理室内において
前記下部電極に対向する位置に配置される上部電極とを
備えてなるプラズマ処理装置は、発振器により出力され
た第１の周波数（ｆ）を有する第１の出力信号を分周し
第２の周波数（ｆ／ｎ）を有する第２の出力信号を得る
分周器と、前記第１の出力信号を所望の電力に増幅する
ための第１の増幅器と、前記第２の出力信号を所望の電
力に増幅するための第２の増幅器と、増幅された前記第
１の信号を前記上部電極または前記下部電極のいずれか
一方に印加するための第１の回路と、増幅された前記第
２の信号を前記上部電極または前記下部電極のいずれか
他方に印加するための第２の回路とを備えていることを
特徴としている。
に、本発明に基づいて構成された処理室内に配置され被
処理体が載置される下部電極と、前記処理室内において
前記下部電極に対向する位置に配置される上部電極とを
備えてなるプラズマ処理装置は、発振器により出力され
た第１の周波数（ｆ）を有する第１の出力信号を分周し
第２の周波数（ｆ／ｎ）を有する第２の出力信号を得る
分周器と、前記第１の出力信号を所望の電力に増幅する
ための第１の増幅器と、前記第２の出力信号を所望の電
力に増幅するための第２の増幅器と、増幅された前記第
１の信号を前記上部電極または前記下部電極のいずれか
一方に印加するための第１の回路と、増幅された前記第
２の信号を前記上部電極または前記下部電極のいずれか
他方に印加するための第２の回路とを備えていることを
特徴としている。
【０００８】さらに本発明によれば，上記プラズマ処理
装置の分周器により，前記第１の周波数（ｆ）と前記第
２の周波数（ｆ／ｎ）とが１桁の範囲内で相違するよう
に分周される構成とすることが好ましい。また，本発明
の第２の観点によれば，処理室内に配置され被処理体が
載置される第１の電極（下部電極）と，処理室内におい
て第１の電極に対向する位置に配置される第２の電極
（上部電極）とを備えたプラズマ処理装置のプラズマ処
理方法において，第１の電極には，第１の周波数（ｆ）
の１／ｎ倍の第２の周波数（ｆ／ｎ）を有すると共に，
第１の周波数（ｆ）を有する第１の高周波電力に同期し
た第２の高周波電力を印加し，第２の電極には，第１の
高周波電力を印加して，被処理体にプラズマ処理を行う
ことを特徴とする，プラズマ処理方法が提供される。さ
らに本発明によれば，上記ｎを，たとえば２以上の１桁
の整数とすることが好ましい。
装置の分周器により，前記第１の周波数（ｆ）と前記第
２の周波数（ｆ／ｎ）とが１桁の範囲内で相違するよう
に分周される構成とすることが好ましい。また，本発明
の第２の観点によれば，処理室内に配置され被処理体が
載置される第１の電極（下部電極）と，処理室内におい
て第１の電極に対向する位置に配置される第２の電極
（上部電極）とを備えたプラズマ処理装置のプラズマ処
理方法において，第１の電極には，第１の周波数（ｆ）
の１／ｎ倍の第２の周波数（ｆ／ｎ）を有すると共に，
第１の周波数（ｆ）を有する第１の高周波電力に同期し
た第２の高周波電力を印加し，第２の電極には，第１の
高周波電力を印加して，被処理体にプラズマ処理を行う
ことを特徴とする，プラズマ処理方法が提供される。さ
らに本発明によれば，上記ｎを，たとえば２以上の１桁
の整数とすることが好ましい。
【０００９】
【作用】本発明は上記のように、発振器の出力信号が分
周され、第１の周波数（ｆ）を有する第１の出力信号と
第２の周波数（ｆ／ｎ）を有する第２の出力信号が、そ
れぞれ第１および第２の高周波増幅器により増幅された
後、第１および第２の整合器を介して処理室内に導入さ
れ、それぞれ対応する電極に印加される構成を有してい
る。その際に、上部電極および下部電極に印加される信
号の位相は、図２に示すように同期しており、常に同じ
状態が維持されるため、プラズマを再現よく発生するこ
とができる。
周され、第１の周波数（ｆ）を有する第１の出力信号と
第２の周波数（ｆ／ｎ）を有する第２の出力信号が、そ
れぞれ第１および第２の高周波増幅器により増幅された
後、第１および第２の整合器を介して処理室内に導入さ
れ、それぞれ対応する電極に印加される構成を有してい
る。その際に、上部電極および下部電極に印加される信
号の位相は、図２に示すように同期しており、常に同じ
状態が維持されるため、プラズマを再現よく発生するこ
とができる。
【００１０】また分周器により分周を行う際に，前記第
１の周波数（ｆ）と前記第２の周波数（ｆ／ｎ）とが１
桁の範囲内で相違するように，たとえば２ＭＨｚと３８
０ＫＨｚに分周することにより，本発明者らの知見によ
れば，被処理体の処理面に対するダメージを減少させる
ことが可能である。また，本発明にかかるプラズマ処理
方法によれば，同期した第１の周波数（ｆ）を有する第
１の高周波電力と，第１の周波数（ｆ）の１／ｎ倍の第
２の周波数（ｆ／ｎ）を有する第２の高周波電力とを，
それぞれ第２の電極と第１の電極に印加して処理を行う
ので，再現性の高いプラズマを処理室内に発生させるこ
とができる。さらに，上記ｎが２以上の１桁の整数とな
るように第１の周波数（ｆ）と第２の周波数（ｆ／ｎ）
とを設定することにより，本発明者らの知見によれば，
被処理体の被処理面へのダメージを減少させることがで
きる。
１の周波数（ｆ）と前記第２の周波数（ｆ／ｎ）とが１
桁の範囲内で相違するように，たとえば２ＭＨｚと３８
０ＫＨｚに分周することにより，本発明者らの知見によ
れば，被処理体の処理面に対するダメージを減少させる
ことが可能である。また，本発明にかかるプラズマ処理
方法によれば，同期した第１の周波数（ｆ）を有する第
１の高周波電力と，第１の周波数（ｆ）の１／ｎ倍の第
２の周波数（ｆ／ｎ）を有する第２の高周波電力とを，
それぞれ第２の電極と第１の電極に印加して処理を行う
ので，再現性の高いプラズマを処理室内に発生させるこ
とができる。さらに，上記ｎが２以上の１桁の整数とな
るように第１の周波数（ｆ）と第２の周波数（ｆ／ｎ）
とを設定することにより，本発明者らの知見によれば，
被処理体の被処理面へのダメージを減少させることがで
きる。
【００１１】
【実施例】以下に添付図面を参照しながら本発明にかか
るプラズマ処理装置および方法をプラズマエッチング装
置およびプラズマエッチング方法に適用した好適な実施
例について詳細に説明する。
るプラズマ処理装置および方法をプラズマエッチング装
置およびプラズマエッチング方法に適用した好適な実施
例について詳細に説明する。
【００１２】図１に示す本発明の第１の実施例を適用し
たエッチング装置１は、導電性材料、例えばアルミニウ
ムなどからなる円筒あるいは矩形状に成形された処理容
器２を有しており、この処理容器２の底部にはセラミッ
クなどの絶縁板３を介して、被処理体、例えば半導体ウ
ェハＷを載置するための略円柱状の載置台４が収容され
ている。この載置台４は、アルミニウムなどより形成さ
れた複数の部材をボルトなどにより組み付けることによ
り構成される。具体的には、この載置台４は、アルミニ
ウムなどにより円柱状に成形されたサセプタ支持台５
と、この上にボルト６により着脱自在に設けられたアル
ミニウムなどよりなり処理時には後述するように下部電
極として作用するサセプタ７とにより主に構成されてい
る。
たエッチング装置１は、導電性材料、例えばアルミニウ
ムなどからなる円筒あるいは矩形状に成形された処理容
器２を有しており、この処理容器２の底部にはセラミッ
クなどの絶縁板３を介して、被処理体、例えば半導体ウ
ェハＷを載置するための略円柱状の載置台４が収容され
ている。この載置台４は、アルミニウムなどより形成さ
れた複数の部材をボルトなどにより組み付けることによ
り構成される。具体的には、この載置台４は、アルミニ
ウムなどにより円柱状に成形されたサセプタ支持台５
と、この上にボルト６により着脱自在に設けられたアル
ミニウムなどよりなり処理時には後述するように下部電
極として作用するサセプタ７とにより主に構成されてい
る。
【００１３】上記サセプタ支持台５には、冷却手段、例
えば冷却ジャケット８が設けられており、この冷却ジャ
ケット８には例えば液体窒素などの冷媒が冷媒導入管９
を介して導入可能であり、導入された液体窒素は同冷却
ジャケット８内を循環し、その間に核沸騰により冷熱を
生じる。かかる構成により、たとえば−１９６℃の液体
窒素の冷熱が冷却ジャケット８からサセプタ７を介して
半導体ウェハＷに対して伝熱し、半導体ウェハＷの処理
面を所望する温度まで冷却することが可能である。な
お、液体窒素の核沸騰により生じた窒素ガスは冷媒排出
管１０より容器外へ排出される。
えば冷却ジャケット８が設けられており、この冷却ジャ
ケット８には例えば液体窒素などの冷媒が冷媒導入管９
を介して導入可能であり、導入された液体窒素は同冷却
ジャケット８内を循環し、その間に核沸騰により冷熱を
生じる。かかる構成により、たとえば−１９６℃の液体
窒素の冷熱が冷却ジャケット８からサセプタ７を介して
半導体ウェハＷに対して伝熱し、半導体ウェハＷの処理
面を所望する温度まで冷却することが可能である。な
お、液体窒素の核沸騰により生じた窒素ガスは冷媒排出
管１０より容器外へ排出される。
【００１４】上記サセプタ７は、上端中央部が突状の円
板状に成形され、その中央のウェハ載置部には静電チャ
ック１１がウェハ面積と略同面積で形成されている。こ
の静電チャック１１は、たとえば２枚の高分子ポリイミ
ドフィルム間に銅箔などの導電膜１２を絶縁状態で挟み
込むことにより形成され、この導電膜１２はリード線に
より可変直流高圧電源１３に接続されている。したがっ
て、この導電膜１２に直流高電圧を印加することによっ
て、上記静電チャック１１の上面に半導体ウェハＷをク
ーロン力により吸着保持することが可能である。
板状に成形され、その中央のウェハ載置部には静電チャ
ック１１がウェハ面積と略同面積で形成されている。こ
の静電チャック１１は、たとえば２枚の高分子ポリイミ
ドフィルム間に銅箔などの導電膜１２を絶縁状態で挟み
込むことにより形成され、この導電膜１２はリード線に
より可変直流高圧電源１３に接続されている。したがっ
て、この導電膜１２に直流高電圧を印加することによっ
て、上記静電チャック１１の上面に半導体ウェハＷをク
ーロン力により吸着保持することが可能である。
【００１５】上記サセプタ支持台５およびサセプタ７に
は、これらを貫通してＨｅなどの熱伝達ガスを半導体ウ
ェハＷの裏面、これらの接合部、サセプタ７を構成する
部材間の接合部などに供給するためのガス通路１４が形
成されている。また上記サセプタ７の上端周縁部には、
半導体ウェハＷを囲むように環状のフォーカスリング１
５が配置されている。このフォーカスリング１５は反応
性イオンを引き寄せない絶縁性の材質からなり、反応性
イオンを内側の半導体ウェハＷにだけ効果的に入射せし
めるように作用する。
は、これらを貫通してＨｅなどの熱伝達ガスを半導体ウ
ェハＷの裏面、これらの接合部、サセプタ７を構成する
部材間の接合部などに供給するためのガス通路１４が形
成されている。また上記サセプタ７の上端周縁部には、
半導体ウェハＷを囲むように環状のフォーカスリング１
５が配置されている。このフォーカスリング１５は反応
性イオンを引き寄せない絶縁性の材質からなり、反応性
イオンを内側の半導体ウェハＷにだけ効果的に入射せし
めるように作用する。
【００１６】さらに、上記静電チャック１１と冷却ジャ
ケット８との間のサセプタ下部にはヒータ固定台１６に
収容された温調用ヒータ１７が設けられており、この温
調用ヒータ１７へ電力源１８より供給される電力を調整
することにより、上記冷却ジャケット８からの冷熱の伝
導を制御して、半導体ウェハＷの被処理面の温度調節を
行うことができるように構成されている。
ケット８との間のサセプタ下部にはヒータ固定台１６に
収容された温調用ヒータ１７が設けられており、この温
調用ヒータ１７へ電力源１８より供給される電力を調整
することにより、上記冷却ジャケット８からの冷熱の伝
導を制御して、半導体ウェハＷの被処理面の温度調節を
行うことができるように構成されている。
【００１７】さらに上記サセプタ７の上方には、これよ
り約１５〜２０ｍｍ程度離間させて上部電極１８が配設
されており、この上部電極１８にはガス供給管１９を介
して所定の処理ガス、たとえばＣＦ4などのエッチング
ガスが供給され、上部電極１８の電極表面に形成された
多数の小孔２０よりエッチングガスを下方の処理空間に
均一に吹き出すことが可能なように構成されている。
り約１５〜２０ｍｍ程度離間させて上部電極１８が配設
されており、この上部電極１８にはガス供給管１９を介
して所定の処理ガス、たとえばＣＦ4などのエッチング
ガスが供給され、上部電極１８の電極表面に形成された
多数の小孔２０よりエッチングガスを下方の処理空間に
均一に吹き出すことが可能なように構成されている。
【００１８】また、上記処理容器２の下部側壁には排気
管２１が接続されて、この処理容器２内を図示しない排
気ポンプにより真空引きできるように構成されるととも
に、中央部側壁には図示しないゲートバルブが設けられ
ており、このゲートバルブを介して半導体ウェハＷの搬
入搬出を行うように構成されている。
管２１が接続されて、この処理容器２内を図示しない排
気ポンプにより真空引きできるように構成されるととも
に、中央部側壁には図示しないゲートバルブが設けられ
ており、このゲートバルブを介して半導体ウェハＷの搬
入搬出を行うように構成されている。
【００１９】次に，上部電極（第２の電極）１８および
下部電極（第１の電極）７に対して高周波電力を印加す
るための本発明に基づいて構成された回路について説明
する。図示のように高周波電源２２により出力された第
１の周波数（ｆ），たとえば２ＭＨｚの周波数を有する
第１の出力信号は，分周器２３により，第２の周波数
（ｆ／ｎ），たとえば３８０ＫＨｚの周波数を有する第
２の出力信号に分周される。さらに，第１の出力信号は
第１の高周波増幅器２４により所望の電力，たとえば２
００Ｗに増幅された後，第１の整合器２５を介して上部
電極１８に印加される。これに対して，第２の出力信号
は第２の高周波増幅器２６により所望の電力，たとえば
２００Ｗに増幅された後，第２の整合器２７を介して下
部電極７に印加される。
下部電極（第１の電極）７に対して高周波電力を印加す
るための本発明に基づいて構成された回路について説明
する。図示のように高周波電源２２により出力された第
１の周波数（ｆ），たとえば２ＭＨｚの周波数を有する
第１の出力信号は，分周器２３により，第２の周波数
（ｆ／ｎ），たとえば３８０ＫＨｚの周波数を有する第
２の出力信号に分周される。さらに，第１の出力信号は
第１の高周波増幅器２４により所望の電力，たとえば２
００Ｗに増幅された後，第１の整合器２５を介して上部
電極１８に印加される。これに対して，第２の出力信号
は第２の高周波増幅器２６により所望の電力，たとえば
２００Ｗに増幅された後，第２の整合器２７を介して下
部電極７に印加される。
【００２０】このように本発明構成によれば、１つの発
振器から出力された信号が分周されて上部電極１８およ
び下部電極７に印加されるので、各電極に印加される信
号の位相は、図２に示すように同期することになり、し
たがって常に同じ状態に維持されるため、処理室内にプ
ラズマを再現よく発生することができる。その結果、大
量生産を行った場合であっても、同じ品質のエッチング
処理を行うことができるので、スループットおよび歩留
まりを向上させることができる。
振器から出力された信号が分周されて上部電極１８およ
び下部電極７に印加されるので、各電極に印加される信
号の位相は、図２に示すように同期することになり、し
たがって常に同じ状態に維持されるため、処理室内にプ
ラズマを再現よく発生することができる。その結果、大
量生産を行った場合であっても、同じ品質のエッチング
処理を行うことができるので、スループットおよび歩留
まりを向上させることができる。
【００２１】また本発明者らの知見によれば，その際
に，第１の周波数（ｆ）および分周された第２の周波数
（ｆ／ｎ）の相違が１桁の範囲に収まるように，つまり
２以上の１桁の整数倍の関係になるように比率（ｎ）を
選択してやることにより，被処理体の処理面に対するダ
メージを軽減することが可能であり，近年要求されてい
るハーフミクロンレベルの超微細加工に適したエッチン
グ処理を実施することが可能である。
に，第１の周波数（ｆ）および分周された第２の周波数
（ｆ／ｎ）の相違が１桁の範囲に収まるように，つまり
２以上の１桁の整数倍の関係になるように比率（ｎ）を
選択してやることにより，被処理体の処理面に対するダ
メージを軽減することが可能であり，近年要求されてい
るハーフミクロンレベルの超微細加工に適したエッチン
グ処理を実施することが可能である。
【００２２】なお高周波発振器２２から出力される信号
の周波数（ｆ）および分周器２３により分周する際の比
率（ｎ）については、使用されるプロセスガスの種類、
流量、処理圧力、被処理体の種類などの処理条件に応じ
て実験的にあるいは計算により求めることが可能であ
る。
の周波数（ｆ）および分周器２３により分周する際の比
率（ｎ）については、使用されるプロセスガスの種類、
流量、処理圧力、被処理体の種類などの処理条件に応じ
て実験的にあるいは計算により求めることが可能であ
る。
【００２３】また本発明構成によれば、高周波電力によ
り励起される電界を上部電極１８および下部電極７との
間に集中させることができるので、プラズマ流をたとえ
ば処理室の側壁などに逃がすことなく、処理面に集中さ
せることが可能となり、たとえばエッチング処理速度を
向上させるとともに、処理室の側壁にプラズマ流が衝突
した際に生じるパーティクルの影響を抑えることができ
る。
り励起される電界を上部電極１８および下部電極７との
間に集中させることができるので、プラズマ流をたとえ
ば処理室の側壁などに逃がすことなく、処理面に集中さ
せることが可能となり、たとえばエッチング処理速度を
向上させるとともに、処理室の側壁にプラズマ流が衝突
した際に生じるパーティクルの影響を抑えることができ
る。
【００２４】次に、以上のように構成されたプラズマエ
ッチング処理装置１の全体的な動作について説明する。
ッチング処理装置１の全体的な動作について説明する。
【００２５】まず、図示しないカセット室よりロードロ
ック室を介して、適当な搬送アームにより、所定の圧
力、例えば１×１０-4〜数Ｔｏｒｒ程度に減圧された処
理容器２内のサセプタ７の上部に被処理体である半導体
ウェハＷが載置される。ついで、直流電源１３がオンさ
れ、半導体ウェハＷが静電チャック１１によりサセプタ
７上に吸着保持される。
ック室を介して、適当な搬送アームにより、所定の圧
力、例えば１×１０-4〜数Ｔｏｒｒ程度に減圧された処
理容器２内のサセプタ７の上部に被処理体である半導体
ウェハＷが載置される。ついで、直流電源１３がオンさ
れ、半導体ウェハＷが静電チャック１１によりサセプタ
７上に吸着保持される。
【００２６】ついで、上部電極１８の電極面の小孔２０
から処理ガス、たとえばＨＦ4が処理室内に導入される
とともに、本発明に基づいて、単一の高周波発振器２２
により発振され、分周器２３により分周された２つの出
力信号がそれぞれ増幅器２５、２６により増幅された
後、整合器２５、２７を介して上部電極１８および下部
電極７に印加され、処理室２内にプラズマが励起され
る。この際、本発明によれば、印加される高周波の同期
が完全にとれているので、プラズマを再現よく処理室内
に発生することができる。
から処理ガス、たとえばＨＦ4が処理室内に導入される
とともに、本発明に基づいて、単一の高周波発振器２２
により発振され、分周器２３により分周された２つの出
力信号がそれぞれ増幅器２５、２６により増幅された
後、整合器２５、２７を介して上部電極１８および下部
電極７に印加され、処理室２内にプラズマが励起され
る。この際、本発明によれば、印加される高周波の同期
が完全にとれているので、プラズマを再現よく処理室内
に発生することができる。
【００２７】また処理時にはプラズマによる熱で、半導
体ウェハＷが所定の設定温度よりも過熱されるので、こ
れを冷却するためにサセプタ支持台５の冷却ジャケット
８に冷媒、例えば液体窒素を流通させてこの部分を例え
ば−１９６℃に維持し、これからの冷熱をサセプタ７を
介して半導体ウェハＷに伝熱し、所望の低温状態に処理
面を保持することできる。なお、冷熱の伝熱は温調用ヒ
ータ２３の発熱量を調整することにより制御することが
可能である。
体ウェハＷが所定の設定温度よりも過熱されるので、こ
れを冷却するためにサセプタ支持台５の冷却ジャケット
８に冷媒、例えば液体窒素を流通させてこの部分を例え
ば−１９６℃に維持し、これからの冷熱をサセプタ７を
介して半導体ウェハＷに伝熱し、所望の低温状態に処理
面を保持することできる。なお、冷熱の伝熱は温調用ヒ
ータ２３の発熱量を調整することにより制御することが
可能である。
【００２８】このようにして所定のエッチング処理が終
了した後には、排気管２６を介して処理室２内の残留ガ
スが排気されるとともに、半導体ウェハを適当な温度に
まで昇温し、図示しないゲートバルブを介して隣接する
ロードロック室に搬出され、一連の処理が終了する。
了した後には、排気管２６を介して処理室２内の残留ガ
スが排気されるとともに、半導体ウェハを適当な温度に
まで昇温し、図示しないゲートバルブを介して隣接する
ロードロック室に搬出され、一連の処理が終了する。
【００２９】以上本発明の好適な実施例についてプラズ
マエッチング装置を例に挙げて説明をしたが、本発明は
かかる構成に限定されない。本発明はこの他にも処理室
内に反応ガスプラズマを生成して処理を行う各種装置、
たとえばプラズマＣＶＤ装置、スパッタ装置、アッシン
グ装置などにも適用することが可能である。さらにまた
上記実施例においては、低温処理装置を例に挙げて説明
をしたが、本発明はかかる構成に限定されず常温処理装
置に対しても適用可能であることは言うまでもない。
マエッチング装置を例に挙げて説明をしたが、本発明は
かかる構成に限定されない。本発明はこの他にも処理室
内に反応ガスプラズマを生成して処理を行う各種装置、
たとえばプラズマＣＶＤ装置、スパッタ装置、アッシン
グ装置などにも適用することが可能である。さらにまた
上記実施例においては、低温処理装置を例に挙げて説明
をしたが、本発明はかかる構成に限定されず常温処理装
置に対しても適用可能であることは言うまでもない。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
単一の高周波発振器から発振された信号を分周して上部
電極および下部電極に印加するので，各電極に印加され
る高周波電力の同期が完全にとれ，再現性の高いプラズ
マを処理室内に励起することが可能である。またその際
に，分周される高周波の２つの周波数（ｆ，ｆ／ｎ）の
相違を１桁の範囲に抑え，２以上の１桁の整数倍の関係
にすることにより，処理面に対するダメージの少ない処
理を行うことができる。
単一の高周波発振器から発振された信号を分周して上部
電極および下部電極に印加するので，各電極に印加され
る高周波電力の同期が完全にとれ，再現性の高いプラズ
マを処理室内に励起することが可能である。またその際
に，分周される高周波の２つの周波数（ｆ，ｆ／ｎ）の
相違を１桁の範囲に抑え，２以上の１桁の整数倍の関係
にすることにより，処理面に対するダメージの少ない処
理を行うことができる。
【図１】本発明に基づいて構成されたプラズマ処理装置
をプラズマエッチング装置に適用した一実施例を示す概
略的な断面図である。
をプラズマエッチング装置に適用した一実施例を示す概
略的な断面図である。
【図２】本発明に基づいて分周された高周波の波形を示
す説明図である。
す説明図である。
【図３】従来の平行平板型プラズマエッチング装置の概
略を示す説明図である。
略を示す説明図である。
【図４】従来の他の平行平板型プラズマエッチング装置
の概略を示す説明図である。
の概略を示す説明図である。
１ プラズマエッチング装置 ２ 処理室 ７ サセプタ（下部電極） １８ 上部電極 ２２ 高周波発振器 ２３ 分周器 ２４ 第１の高周波増幅器 ２５ 第１の整合器 ２６ 第２の高周波増幅器 ２７ 第２の整合器
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ２３Ｆ 4/00 Ｃ２３Ｆ 4/00 Ａ Ｈ０１Ｌ 21/3065 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｃ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05H 1/46 C23C 16/50 C23F 4/00 H01L 21/3065
Claims (4)
- 【請求項１】 処理室内に配置され被処理体が載置され
る下部電極と，前記処理室内において前記下部電極に対
向する位置に配置される上部電極とを備えたプラズマ処
理装置において， 発振器により出力された第１の周波数（ｆ）を有する第
１の出力信号を分周し第２の周波数（ｆ／ｎ）を有する
第２の出力信号を得る分周器と，前記第１の出力信号を
所望の電力に増幅するための第１の増幅器と，前記第２
の出力信号を所望の電力に増幅するための第２の増幅器
と，増幅された前記第１の信号を前記上部電極または前
記下部電極のいずれか一方に印加するための第１の回路
と，増幅された前記第２の信号を前記上部電極または前
記下部電極のいずれか他方に印加するための第２の回路
とを備えたことを特徴とする，プラズマ処理装置。 - 【請求項２】 前記分周器により，前記第１の周波数
（ｆ）と前記第２の周波数（ｆ／ｎ）とが１桁の範囲内
で相違するように分周されることを特徴とする，請求項
１に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項３】 処理室内に配置され被処理体が載置され
る第１の電極と，前記処理室内において前記第１の電極
に対向する位置に配置される第２の電極とを備えたプラ
ズマ処理装置のプラズマ処理方法において， 前記第１の電極には，第１の周波数（ｆ）の１／ｎ倍の
第２の周波数（ｆ／ｎ）を有すると共に，前記第１の周
波数（ｆ）を有する第１の高周波電力に同期した第２の
高周波電力を印加し， 前記第２の電極には，前記第１の高周波電力を印加し
て， 前記被処理体にプラズマ処理を行うことを特徴とする，
プラズマ処理方法。 - 【請求項４】 前記ｎは，２以上の１桁の整数であるこ
とを特徴とする，請求項３に記載のプラズマ処理方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5301271A JP3045445B2 (ja) | 1993-11-05 | 1993-11-05 | プラズマ処理装置および方法 |
| KR1019940028969A KR100302167B1 (ko) | 1993-11-05 | 1994-11-05 | 플라즈마처리장치및플라즈마처리방법 |
| TW083110383A TW269048B (ja) | 1993-11-05 | 1994-11-09 | |
| US08/533,383 US5698062A (en) | 1993-11-05 | 1995-09-25 | Plasma treatment apparatus and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5301271A JP3045445B2 (ja) | 1993-11-05 | 1993-11-05 | プラズマ処理装置および方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07130498A JPH07130498A (ja) | 1995-05-19 |
| JP3045445B2 true JP3045445B2 (ja) | 2000-05-29 |
Family
ID=17894814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5301271A Expired - Lifetime JP3045445B2 (ja) | 1993-11-05 | 1993-11-05 | プラズマ処理装置および方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3045445B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7837826B2 (en) | 2006-07-18 | 2010-11-23 | Lam Research Corporation | Hybrid RF capacitively and inductively coupled plasma source using multifrequency RF powers and methods of use thereof |
-
1993
- 1993-11-05 JP JP5301271A patent/JP3045445B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07130498A (ja) | 1995-05-19 |
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Legal Events
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