JP3090877B2 - プラズマ処理方法および装置 - Google Patents
プラズマ処理方法および装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ドライエッチン
グ、プラズマＣＶＤなどのプラズマ処理方法及び装置に
関するものである。
グ、プラズマＣＶＤなどのプラズマ処理方法及び装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体素子の微細化に対応して、
ドライエッチング技術においては高アスペクト比の加工
などを実現するために、またプラズマＣＶＤ技術におい
ては高アスペクト比の埋め込みなどを実現するために、
より高真空でプラズマ処理を行うことが求められてい
る。
ドライエッチング技術においては高アスペクト比の加工
などを実現するために、またプラズマＣＶＤ技術におい
ては高アスペクト比の埋め込みなどを実現するために、
より高真空でプラズマ処理を行うことが求められてい
る。
【０００３】たとえば、ドライエッチングの場合におい
ては、高真空において高密度プラズマを発生させると、
基板表面に形成されるイオンシース中でイオンがイオン
または他の中性ガス粒子と衝突する確率が小さくなるた
めに、イオンの方向性が基板に向かって揃い、また電離
度が高いために基板に到達するイオン対中性ラジカルの
入射粒子束の比が大きくなる。したがって、高真空にお
いて高密度プラズマを発生することによってエッチンク
異方性が高められ、高アスペクト比の加工が可能とな
る。
ては、高真空において高密度プラズマを発生させると、
基板表面に形成されるイオンシース中でイオンがイオン
または他の中性ガス粒子と衝突する確率が小さくなるた
めに、イオンの方向性が基板に向かって揃い、また電離
度が高いために基板に到達するイオン対中性ラジカルの
入射粒子束の比が大きくなる。したがって、高真空にお
いて高密度プラズマを発生することによってエッチンク
異方性が高められ、高アスペクト比の加工が可能とな
る。
【０００４】また、プラズマＣＶＤの場合においては、
高真空において高密度プラズマを発生させると、イオン
によるスパッタリング効果によって微細パターンの埋め
込み・平坦化作用が得られ、高アスペクト比の埋め込み
が可能になる。
高真空において高密度プラズマを発生させると、イオン
によるスパッタリング効果によって微細パターンの埋め
込み・平坦化作用が得られ、高アスペクト比の埋め込み
が可能になる。
【０００５】高真空において高密度プラズマを発生させ
ることができるプラズマ処理装置の１つとして、放電コ
イルに高周波電圧を印加することによって真空容器内に
プラズマを発生させる高周波誘導方式のプラズマ処理装
置がある。この方式のプラズマ処理装置は、真空容器内
に高周波磁界を発生させ、その高周波磁界によって真空
容器内に誘導電界を発生させて電子の加速を行い、プラ
ズマを発生させるものである。
ることができるプラズマ処理装置の１つとして、放電コ
イルに高周波電圧を印加することによって真空容器内に
プラズマを発生させる高周波誘導方式のプラズマ処理装
置がある。この方式のプラズマ処理装置は、真空容器内
に高周波磁界を発生させ、その高周波磁界によって真空
容器内に誘導電界を発生させて電子の加速を行い、プラ
ズマを発生させるものである。
【０００６】高周波誘導方式のプラズマ処理装置として
は、図１５に示すような平面状渦形放電コイル１３を有
するものがあり、平面状渦形放電コイル１３は、基板１
４の対向面に固定されている。図１５において、真空容
器１５の内部に導入口２０から適当なガスを導入しつつ
排気口２１から排気を行い、真空容器１５の内部を適当
な圧力に保ちながら、放電コイル用高周波電源１６によ
り高周波電圧を平面状渦型放電コイル１３に印加する
と、真空容器１５の内部にプラズマが発生し、下部電極
１７の上に載置された基板１４に対してエッチング、堆
積、表面改質などのプラズマ処理を行うことができる。
このとき、図１５に示すように、下部電極１７にも下部
電極用高周波電源１８により高周波電圧を印加すること
で、基板１４に到達するイオンエネルギーを制御するこ
とができる。
は、図１５に示すような平面状渦形放電コイル１３を有
するものがあり、平面状渦形放電コイル１３は、基板１
４の対向面に固定されている。図１５において、真空容
器１５の内部に導入口２０から適当なガスを導入しつつ
排気口２１から排気を行い、真空容器１５の内部を適当
な圧力に保ちながら、放電コイル用高周波電源１６によ
り高周波電圧を平面状渦型放電コイル１３に印加する
と、真空容器１５の内部にプラズマが発生し、下部電極
１７の上に載置された基板１４に対してエッチング、堆
積、表面改質などのプラズマ処理を行うことができる。
このとき、図１５に示すように、下部電極１７にも下部
電極用高周波電源１８により高周波電圧を印加すること
で、基板１４に到達するイオンエネルギーを制御するこ
とができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１５
に示した方式では、平面状渦形放電コイル１３が基板１
４の対向面に固定されているために、プラズマ密度の面
内分布を制御することが困難であるという問題点があっ
た。以下で、これを詳しく説明する。
に示した方式では、平面状渦形放電コイル１３が基板１
４の対向面に固定されているために、プラズマ密度の面
内分布を制御することが困難であるという問題点があっ
た。以下で、これを詳しく説明する。
【０００８】プラズマの発生に関し、主な制御パラメー
タとしてガス種、ガス流量、圧力、高周波電力、高周波
電力の周波数が挙げられる。同一の放電コイルを用いた
場合、これらの制御パラメータを変化させると、プラズ
マ密度の面内分布も変化する。その一例を図１６に示
す。図１６（ａ）はガス種＝アルゴン、ガス流量＝３０
ＳＣＣＭ、圧力＝５ｍＴｏｒｒ、高周波電力＝１０００
Ｗの場合の、基板に平行な直線上のプラズマ密度の分布
をラングミュアプローブで測定した結果である。直径２
００ｍｍの範囲内における均一性は±２．３％という良
好な値であった。ところが、圧力が５０ｍＴｏｒｒで他
の条件が同一の場合のプラズマ密度の分布は、図１６
（ｂ）のようになり、直径２００ｍｍの範囲内における
均一性は±８．８％となった。
タとしてガス種、ガス流量、圧力、高周波電力、高周波
電力の周波数が挙げられる。同一の放電コイルを用いた
場合、これらの制御パラメータを変化させると、プラズ
マ密度の面内分布も変化する。その一例を図１６に示
す。図１６（ａ）はガス種＝アルゴン、ガス流量＝３０
ＳＣＣＭ、圧力＝５ｍＴｏｒｒ、高周波電力＝１０００
Ｗの場合の、基板に平行な直線上のプラズマ密度の分布
をラングミュアプローブで測定した結果である。直径２
００ｍｍの範囲内における均一性は±２．３％という良
好な値であった。ところが、圧力が５０ｍＴｏｒｒで他
の条件が同一の場合のプラズマ密度の分布は、図１６
（ｂ）のようになり、直径２００ｍｍの範囲内における
均一性は±８．８％となった。
【０００９】ドライエッチングの場合、同一のプラズマ
処理装置を用いて種々の薄膜をエッチングしたいことが
ある。このようなとき、エッチングしたい薄膜によって
当然ガス種、圧力などの制御パラメータが異なってくる
が、従来のプラズマ処理装置ではある薄膜に関しては均
一にエッチングできても、別の薄膜に関してはエッチン
グ均一性が得られないことがあるという問題点があっ
た。プラズマＣＶＤにおいても、同様の問題点があっ
た。
処理装置を用いて種々の薄膜をエッチングしたいことが
ある。このようなとき、エッチングしたい薄膜によって
当然ガス種、圧力などの制御パラメータが異なってくる
が、従来のプラズマ処理装置ではある薄膜に関しては均
一にエッチングできても、別の薄膜に関してはエッチン
グ均一性が得られないことがあるという問題点があっ
た。プラズマＣＶＤにおいても、同様の問題点があっ
た。
【００１０】また、ドライエッチングの場合、一枚の基
板を処理するにあたって、処理の途中で制御パラメータ
を変化させることが、ごく一般的に行われている。たと
えば、ポリシリコンエッチングにおいて、まずポリシリ
コンの表面に形成されている自然酸化膜をエッチングす
る工程があり、次いで、ポリシリコンをエッチングする
工程がある。この２つの工程は同一のプラズマ処理装置
内で行われるが、その制御パラメータは異なっており、
通常はガス種の変更が行われる。このような場合、第１
の工程と、第２の工程でプラズマ密度の面内分布が変化
してしまうと、エッチング速度、エッチング形状などの
エッチング特性の基板面内均一性が得られないという問
題が発生する。ポリシリコンエッチングに限らず、多く
のドライエッチングやプラズマＣＶＤによるプラズマ処
理工程において、一枚の基板を処理するにあたって、処
理の途中で制御パラメータを変化させることが行われて
いるが、図１５のような従来のプラズマ処理装置を用い
てこのような処理を行うと、プラズマ処理の基板面内均
一性が得られない。
板を処理するにあたって、処理の途中で制御パラメータ
を変化させることが、ごく一般的に行われている。たと
えば、ポリシリコンエッチングにおいて、まずポリシリ
コンの表面に形成されている自然酸化膜をエッチングす
る工程があり、次いで、ポリシリコンをエッチングする
工程がある。この２つの工程は同一のプラズマ処理装置
内で行われるが、その制御パラメータは異なっており、
通常はガス種の変更が行われる。このような場合、第１
の工程と、第２の工程でプラズマ密度の面内分布が変化
してしまうと、エッチング速度、エッチング形状などの
エッチング特性の基板面内均一性が得られないという問
題が発生する。ポリシリコンエッチングに限らず、多く
のドライエッチングやプラズマＣＶＤによるプラズマ処
理工程において、一枚の基板を処理するにあたって、処
理の途中で制御パラメータを変化させることが行われて
いるが、図１５のような従来のプラズマ処理装置を用い
てこのような処理を行うと、プラズマ処理の基板面内均
一性が得られない。
【００１１】本発明は、プラズマ密度の面内分布の制御
性に優れたプラズマ処理方法および装置を提供すること
を目的としている。
性に優れたプラズマ処理方法および装置を提供すること
を目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明のプラズマ処理方
法は、真空容器内の電極上に基板を載置し、真空容器内
にガスを導入しつつ排気を行い、真空容器内を所定の圧
力に保ちながら、渦形放電コイルに高周波電圧を印加す
ることにより、真空容器内にプラズマを発生させて、基
板を処理するに際して、１枚の基板を処理する間にガス
種、ガス流量、圧力、放電コイル印加用高周波電力の大
きさ、上記電極への印加用高周波電力の大きさ、各高周
波電力の周波数より構成される制御パラメータのうち少
なくとも１つの制御パラメータを変化させるプラズマ処
理方法であって、上記制御パラメータを変化させるタイ
ミングに合わせて、プラズマ密度の面内分布を均一に制
御するようにしたことを特徴とする。
法は、真空容器内の電極上に基板を載置し、真空容器内
にガスを導入しつつ排気を行い、真空容器内を所定の圧
力に保ちながら、渦形放電コイルに高周波電圧を印加す
ることにより、真空容器内にプラズマを発生させて、基
板を処理するに際して、１枚の基板を処理する間にガス
種、ガス流量、圧力、放電コイル印加用高周波電力の大
きさ、上記電極への印加用高周波電力の大きさ、各高周
波電力の周波数より構成される制御パラメータのうち少
なくとも１つの制御パラメータを変化させるプラズマ処
理方法であって、上記制御パラメータを変化させるタイ
ミングに合わせて、プラズマ密度の面内分布を均一に制
御するようにしたことを特徴とする。
【００１３】また、上記方法において、上記渦形放電コ
イルは平面状に形成することもできる。本発明のプラズ
マ処理方法は、真空容器内の電極上に基板を載置し、真
空容器内にガスを導入しつつ排気を行い、真空容器内を
所定の圧力に保ちながら、平面状に形成された渦形放電
コイルに高周波電圧を印加することにより、真空容器内
にプラズマを発生させて、基板を処理するに際して、１
枚の基板を処理する間にガス種、ガス流量、圧力、放電
コイル印加用高周波電力の大きさ、上記電極への印加用
高周波電力の大きさ、各高周波電力の周波数より構成さ
れる制御パラメータのうち少なくとも１つの制御パラメ
ータを変化させるプラズマ処理方法であって、 上記制御
パラメータを変化させるタイミングに合わせて、プラズ
マ密度の面内分布を制御するようにしたことを特徴とす
る。
イルは平面状に形成することもできる。本発明のプラズ
マ処理方法は、真空容器内の電極上に基板を載置し、真
空容器内にガスを導入しつつ排気を行い、真空容器内を
所定の圧力に保ちながら、平面状に形成された渦形放電
コイルに高周波電圧を印加することにより、真空容器内
にプラズマを発生させて、基板を処理するに際して、１
枚の基板を処理する間にガス種、ガス流量、圧力、放電
コイル印加用高周波電力の大きさ、上記電極への印加用
高周波電力の大きさ、各高周波電力の周波数より構成さ
れる制御パラメータのうち少なくとも１つの制御パラメ
ータを変化させるプラズマ処理方法であって、 上記制御
パラメータを変化させるタイミングに合わせて、プラズ
マ密度の面内分布を制御するようにしたことを特徴とす
る。
【００１４】また、上記各方法において、上記制御パラ
メータを変化させるタイミングに合わせて、上記渦形放
電コイルの径方向のピッチを部分的に変化させて、プラ
ズマ密度の面内分布を制御するようにすることもでき
る。本発明のプラズマ処理方法は、真空容器内の電極上
に基板を載置し、真空容器内にガスを導入しつつ排気を
行い、真空容器内を所定の圧力に保ちながら、渦形放電
コイルに高周波電圧を印加することにより、真空容器内
にプラズマを発生させて、基板を処理するに際して、１
枚の基板を処理する間にガス種、ガス流量、圧力、放電
コイル印加用高周波電力の大きさ、上記電極への印加用
高周波電力の大きさ、各高周波電力の周波数より構成さ
れる制御パラメータのうち少なくとも１つの制御パラメ
ータを変化させるプラズマ処理方法であって、 上記制御
パラメータを変化させるタイミングに合わせて、渦形放
電コイルの径方向のピッチを部分的に変化させて、プラ
ズマ密度の面内分布を制御するようにしたことを特徴と
する。
メータを変化させるタイミングに合わせて、上記渦形放
電コイルの径方向のピッチを部分的に変化させて、プラ
ズマ密度の面内分布を制御するようにすることもでき
る。本発明のプラズマ処理方法は、真空容器内の電極上
に基板を載置し、真空容器内にガスを導入しつつ排気を
行い、真空容器内を所定の圧力に保ちながら、渦形放電
コイルに高周波電圧を印加することにより、真空容器内
にプラズマを発生させて、基板を処理するに際して、１
枚の基板を処理する間にガス種、ガス流量、圧力、放電
コイル印加用高周波電力の大きさ、上記電極への印加用
高周波電力の大きさ、各高周波電力の周波数より構成さ
れる制御パラメータのうち少なくとも１つの制御パラメ
ータを変化させるプラズマ処理方法であって、 上記制御
パラメータを変化させるタイミングに合わせて、渦形放
電コイルの径方向のピッチを部分的に変化させて、プラ
ズマ密度の面内分布を制御するようにしたことを特徴と
する。
【００１５】さらに、上記各方法において、上記渦形放
電コイルが多重の渦形であるようにすることもできる。
本発明のプラズマ処理装置は、真空容器内に基板を載置
するための電極と、渦形放電コイルとを備え、放電コイ
ルに高周波電圧を印加することにより、真空容器内にプ
ラズマを発生させて、基板を処理するプラズマ処理装置
であって、渦形放電コイルの径方向のピッチが部分的に
変化するように渦形放電コイルの形状を変化させる手段
を有し、プラズマ密度の面内分布を制御可能にしたこと
を特徴とする。
電コイルが多重の渦形であるようにすることもできる。
本発明のプラズマ処理装置は、真空容器内に基板を載置
するための電極と、渦形放電コイルとを備え、放電コイ
ルに高周波電圧を印加することにより、真空容器内にプ
ラズマを発生させて、基板を処理するプラズマ処理装置
であって、渦形放電コイルの径方向のピッチが部分的に
変化するように渦形放電コイルの形状を変化させる手段
を有し、プラズマ密度の面内分布を制御可能にしたこと
を特徴とする。
【００１６】上記装置において、上記渦形放電コイルが
多重の渦形であるように構成することもできる。また、
上記装置において、上記渦形放電コイルの形状を変化さ
せる手段が、上記渦形放電コイルの中心側の一端を渦形
放電コイルの外周側の一端に対して相対的に回転させる
機構であるように構成することもできる。
多重の渦形であるように構成することもできる。また、
上記装置において、上記渦形放電コイルの形状を変化さ
せる手段が、上記渦形放電コイルの中心側の一端を渦形
放電コイルの外周側の一端に対して相対的に回転させる
機構であるように構成することもできる。
【００１７】また、上記装置において、渦形放電コイル
の形状を変化させる手段が、渦形放電コイルに設けたコ
イルタップを切り換える機構であるように構成すること
もできる。
の形状を変化させる手段が、渦形放電コイルに設けたコ
イルタップを切り換える機構であるように構成すること
もできる。
【００１８】本発明のプラズマ処理方法は、真空容器内
の電極上に基板を載置し、真空容器内にガスを導入しつ
つ排気を行い、真空容器内を所定の圧力に保ちながら、
渦形放電コイルに高周波電圧を印加することにより、真
空容器内にプラズマを発生させて、基板上に成膜するに
際して、１枚の基板を処理する間にガス種、ガス流量、
圧力、放電コイル印加用高周波電力の大きさ、上記電極
への印加用高周波電力の大きさ、各高周波電力の周波数
のうち少なくとも１つの制御パラメータを変化させるプ
ラズマ処理方法であって、成膜の途中で制御パラメータ
を変化させるタイミングに合わせて、この制御パラメー
タを変化させる前後の成膜速度の均一性を確保するよう
に渦形放電コイルの形状を変化させて前記基板に成膜す
ることを特徴とする。
の電極上に基板を載置し、真空容器内にガスを導入しつ
つ排気を行い、真空容器内を所定の圧力に保ちながら、
渦形放電コイルに高周波電圧を印加することにより、真
空容器内にプラズマを発生させて、基板上に成膜するに
際して、１枚の基板を処理する間にガス種、ガス流量、
圧力、放電コイル印加用高周波電力の大きさ、上記電極
への印加用高周波電力の大きさ、各高周波電力の周波数
のうち少なくとも１つの制御パラメータを変化させるプ
ラズマ処理方法であって、成膜の途中で制御パラメータ
を変化させるタイミングに合わせて、この制御パラメー
タを変化させる前後の成膜速度の均一性を確保するよう
に渦形放電コイルの形状を変化させて前記基板に成膜す
ることを特徴とする。
【００１９】また、上記方法において、基板に形成され
たステップ高さの６０％〜１００％付近にまで成膜され
たタイミングに制御パラメータを変化させ、この制御パ
ラメータを変化させるタイミングに合わせて、制御パラ
メータを変化させる前後の成膜速度の均一性を確保する
ように渦形放電コイルの形状を変化させて前記基板に成
膜するように構成することもできる。
たステップ高さの６０％〜１００％付近にまで成膜され
たタイミングに制御パラメータを変化させ、この制御パ
ラメータを変化させるタイミングに合わせて、制御パラ
メータを変化させる前後の成膜速度の均一性を確保する
ように渦形放電コイルの形状を変化させて前記基板に成
膜するように構成することもできる。
【００２０】本発明のプラズマ処理方法は、真空容器内
の電極上に基板を載置し、真空容器内にガスを導入しつ
つ排気を行い、真空容器内を適当な圧力に保ちながら、
渦形放電コイルに高周波電圧を印加することにより、真
空容器内にプラズマを発生させて、基板をエッチングす
るに際して、１枚の基板を処理する間にガス種、ガス流
量、圧力、放電コイル印加用高周波電力の大きさ、上記
電極への印加用高周波電力の大きさ、各高周波電力の周
波数のうち少なくとも１つの制御パラメータを変化させ
るプラズマ処理方法であって、エッチングの途中で制御
パラメータを変化させるタイミングに合わせて、この制
御パラメータを変化させる前後のエッチングレートの均
一性を確保するように渦形放電コイルの形状を変化させ
て前記基板をエッチングすることを特徴とする。
の電極上に基板を載置し、真空容器内にガスを導入しつ
つ排気を行い、真空容器内を適当な圧力に保ちながら、
渦形放電コイルに高周波電圧を印加することにより、真
空容器内にプラズマを発生させて、基板をエッチングす
るに際して、１枚の基板を処理する間にガス種、ガス流
量、圧力、放電コイル印加用高周波電力の大きさ、上記
電極への印加用高周波電力の大きさ、各高周波電力の周
波数のうち少なくとも１つの制御パラメータを変化させ
るプラズマ処理方法であって、エッチングの途中で制御
パラメータを変化させるタイミングに合わせて、この制
御パラメータを変化させる前後のエッチングレートの均
一性を確保するように渦形放電コイルの形状を変化させ
て前記基板をエッチングすることを特徴とする。
【００２１】上記方法において、基板上に被エッチング
膜として多層膜が形成されており、制御パラメータを変
化させるタイミングが、多層膜の構成要素である上層膜
のエッチング終点付近であるように構成することもでき
る。
膜として多層膜が形成されており、制御パラメータを変
化させるタイミングが、多層膜の構成要素である上層膜
のエッチング終点付近であるように構成することもでき
る。
【００２２】上記方法において、上記ガスはドライエッ
チング用であるように構成することもできる。また、上
記方法において、上記ガスはＣＶＤ用であるように構成
することもできる。
チング用であるように構成することもできる。また、上
記方法において、上記ガスはＣＶＤ用であるように構成
することもできる。
【００２３】
【作用】このプラズマ処理方法によれば、制御パラメー
タのうち少なくとも１つを変化させるタイミングに合わ
せて、平面状又は立体型の渦形放電コイルの形状を変化
させてプラズマ密度の面内分布を均一に制御するため、
処理の途中で制御パラメータを変化させても処理の均一
性を損なうことがない。
タのうち少なくとも１つを変化させるタイミングに合わ
せて、平面状又は立体型の渦形放電コイルの形状を変化
させてプラズマ密度の面内分布を均一に制御するため、
処理の途中で制御パラメータを変化させても処理の均一
性を損なうことがない。
【００２４】本発明のプラズマ処理装置によれば、渦形
放電コイルの径方向のピッチを部分的に変化させる手段
を有することにより、プラズマ密度の面内分布を制御す
ることができるため、制御パラメータの異なる複数の処
理を均一性良く行なうことができる。
放電コイルの径方向のピッチを部分的に変化させる手段
を有することにより、プラズマ密度の面内分布を制御す
ることができるため、制御パラメータの異なる複数の処
理を均一性良く行なうことができる。
【００２５】渦形放電コイルの形状を変化させる手段
が、たとえば、渦形放電コイルの中心軸を渦形放電コイ
ルの周辺端に対して相対的に回転させる機構や、渦形放
電コイルに設けたコイルタップを切り換える機構であれ
ば、比較的簡単な構成で渦形放電コイルの中心部分と周
辺部分における放電コイルの径方向のピッチを部分的に
変化させてその形状を変化させることができる。
が、たとえば、渦形放電コイルの中心軸を渦形放電コイ
ルの周辺端に対して相対的に回転させる機構や、渦形放
電コイルに設けたコイルタップを切り換える機構であれ
ば、比較的簡単な構成で渦形放電コイルの中心部分と周
辺部分における放電コイルの径方向のピッチを部分的に
変化させてその形状を変化させることができる。
【００２６】また、成膜の途中で制御パラメータを変化
させるタイミングに合わせて、この制御パラメータを変
化させる前後の成膜速度の均一性を確保するように渦形
放電コイルの形状を変化させて前記基板に成膜するた
め、効率良く平坦な成膜を実現できる。
させるタイミングに合わせて、この制御パラメータを変
化させる前後の成膜速度の均一性を確保するように渦形
放電コイルの形状を変化させて前記基板に成膜するた
め、効率良く平坦な成膜を実現できる。
【００２７】また、基板に形成されたステップ高さの６
０％〜１００％付近にまで成膜されたタイミングに制御
パラメータを変化させ、この制御パラメータを変化させ
るタイミングに合わせて、制御パラメータを変化させる
前後の成膜速度の均一性を確保するように渦形放電コイ
ルの形状を変化させることによって、高速にしかも平坦
な良好な成膜を実現できる。
０％〜１００％付近にまで成膜されたタイミングに制御
パラメータを変化させ、この制御パラメータを変化させ
るタイミングに合わせて、制御パラメータを変化させる
前後の成膜速度の均一性を確保するように渦形放電コイ
ルの形状を変化させることによって、高速にしかも平坦
な良好な成膜を実現できる。
【００２８】また、基板をエッチングするに際して、エ
ッチングの途中で制御パラメータを変化させるタイミン
グに合わせて、この制御パラメータを変化させる前後の
エッチングレートの均一性を確保するように渦形放電コ
イルの形状を変化させてエッチングすることによって、
良好なエッチング状態を実現でき、制御パラメータを変
化させるタイミングが、多層膜の構成要素である上層膜
のエッチング終点付近である場合には効率良く良好なエ
ッチング結果が得られる。
ッチングの途中で制御パラメータを変化させるタイミン
グに合わせて、この制御パラメータを変化させる前後の
エッチングレートの均一性を確保するように渦形放電コ
イルの形状を変化させてエッチングすることによって、
良好なエッチング状態を実現でき、制御パラメータを変
化させるタイミングが、多層膜の構成要素である上層膜
のエッチング終点付近である場合には効率良く良好なエ
ッチング結果が得られる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施形態につ
いて、プラズマＣＶＤ方法を用いたシリコン酸化膜の形
成を例に挙げ、図１〜図８を参照して説明する。
いて、プラズマＣＶＤ方法を用いたシリコン酸化膜の形
成を例に挙げ、図１〜図８を参照して説明する。
【００３０】図１において、平面状渦形放電コイル１
が、基板８の対向面に設けられている。平面状渦形放電
コイル１の中心側の一端２は、ロータリーアクチュエー
タとしてのステッピングモータ３の回転軸４と接続され
ている。このステッピングモータ３は制御装置１００の
制御の元に回転制御され、制御装置１００はメモリ１０
１に記憶された制御パラメータに基づきプラズマ処理を
制御するようにしている。上記制御パラメータは、ガス
種、ガス流量、圧力、放電コイル印加用高周波電力の大
きさ、下部電極７への印加用高周波電力の大きさ、各高
周波電力の周波数より構成されている。本実施形態で
は、上記制御パラメータのうち少なくとも１つの制御パ
ラメータを変化させるタイミングに合わせて、プラズマ
密度の面内分布を制御するようにしている。
が、基板８の対向面に設けられている。平面状渦形放電
コイル１の中心側の一端２は、ロータリーアクチュエー
タとしてのステッピングモータ３の回転軸４と接続され
ている。このステッピングモータ３は制御装置１００の
制御の元に回転制御され、制御装置１００はメモリ１０
１に記憶された制御パラメータに基づきプラズマ処理を
制御するようにしている。上記制御パラメータは、ガス
種、ガス流量、圧力、放電コイル印加用高周波電力の大
きさ、下部電極７への印加用高周波電力の大きさ、各高
周波電力の周波数より構成されている。本実施形態で
は、上記制御パラメータのうち少なくとも１つの制御パ
ラメータを変化させるタイミングに合わせて、プラズマ
密度の面内分布を制御するようにしている。
【００３１】真空容器５の内部に導入口２０から適当な
ガスを導入しつつ排気口２１から排気を行い、真空容器
５の内部を適当な圧力に保ちながら、放電コイル用高周
波電源６により高周波電圧を平面状渦形放電コイル１に
印加すると、真空容器５の内部にプラズマが発生し、下
部電極７の上に載置された基板８に対してエッチング、
堆積、表面改質などのプラズマ処理を行うことができ
る。
ガスを導入しつつ排気口２１から排気を行い、真空容器
５の内部を適当な圧力に保ちながら、放電コイル用高周
波電源６により高周波電圧を平面状渦形放電コイル１に
印加すると、真空容器５の内部にプラズマが発生し、下
部電極７の上に載置された基板８に対してエッチング、
堆積、表面改質などのプラズマ処理を行うことができ
る。
【００３２】このとき、下部電極７にも下部電極用高周
波電源９により高周波電圧を印加することで、基板８に
到達するイオンエネルギーを制御することができる。平
面状渦形放電コイル１は、図２に示すように外周側の一
端１０は固定されているが、その他の部分は平面状渦形
放電コイル１の中心側の一端２の回転によって変形でき
るように固定はされていない。
波電源９により高周波電圧を印加することで、基板８に
到達するイオンエネルギーを制御することができる。平
面状渦形放電コイル１は、図２に示すように外周側の一
端１０は固定されているが、その他の部分は平面状渦形
放電コイル１の中心側の一端２の回転によって変形でき
るように固定はされていない。
【００３３】平面状渦形放電コイル１の長さ方向の複数
箇所の両側には対向する一対のガイド１１が設けられて
おり、平面状渦形放電コイル１の形状はステッピングモ
ータ３の回転軸４の回転角度によって、図中実線で示す
ような形（以下、これをＡ形と呼ぶ）と、図中波線で示
すような形（以下、これをＢ形と呼ぶ）とをとることが
できる。
箇所の両側には対向する一対のガイド１１が設けられて
おり、平面状渦形放電コイル１の形状はステッピングモ
ータ３の回転軸４の回転角度によって、図中実線で示す
ような形（以下、これをＡ形と呼ぶ）と、図中波線で示
すような形（以下、これをＢ形と呼ぶ）とをとることが
できる。
【００３４】なお、平面状渦形放電コイル１の形状がＡ
形の場合から、ステッピングモータ３の回転軸４を１５
０°右回りに回転させることにより、平面状渦形放電コ
イル１の形状はＢ形となる。Ａ形では、平面状渦形放電
コイル１を構成する導線の互いに隣り合う導線の間隔言
い換えれば放電コイルの径方向のピッチがＢ形に比較し
て、平面状渦形放電コイル１の中心部分が周辺部分より
も密になっており、制御パラメータの値が同一の場合、
平面状渦形放電コイル１の中心部分のプラズマ密度が周
辺部分よりも相対的に密になる。
形の場合から、ステッピングモータ３の回転軸４を１５
０°右回りに回転させることにより、平面状渦形放電コ
イル１の形状はＢ形となる。Ａ形では、平面状渦形放電
コイル１を構成する導線の互いに隣り合う導線の間隔言
い換えれば放電コイルの径方向のピッチがＢ形に比較し
て、平面状渦形放電コイル１の中心部分が周辺部分より
も密になっており、制御パラメータの値が同一の場合、
平面状渦形放電コイル１の中心部分のプラズマ密度が周
辺部分よりも相対的に密になる。
【００３５】図３は、平面状渦形放電コイル１の形状を
Ｂ形にし、シリコン酸化膜を基板８上に形成したときの
成膜速度の面内分布を示す。ガス種、ガス流量、圧力、
コイル印加高周波電力、下部電極印加高周波電力、各高
周波電力の周波数の各制御パラメータは、ＳｉＨ4 ／Ｏ
2 ／Ａｒ＝５／１０／５０ｓｃｃｍ、５ｍＴｏｒｒ、１
５００Ｗ、８００Ｗ、１３．５６ＭＨｚである。
Ｂ形にし、シリコン酸化膜を基板８上に形成したときの
成膜速度の面内分布を示す。ガス種、ガス流量、圧力、
コイル印加高周波電力、下部電極印加高周波電力、各高
周波電力の周波数の各制御パラメータは、ＳｉＨ4 ／Ｏ
2 ／Ａｒ＝５／１０／５０ｓｃｃｍ、５ｍＴｏｒｒ、１
５００Ｗ、８００Ｗ、１３．５６ＭＨｚである。
【００３６】この図３から分かるように、成膜速度の面
内分布は良好であり、その値は１５００Å／ｍｉｎ±
１．３％であった。上記の成膜条件は、反応ガスにＡｒ
を混合してＡｒイオンによるスパッタリング効果を利用
し、微細パターンの埋め込み・平坦化作用を得る条件で
あるが、微細パターンの埋め込みを行なう際、処理の途
中でＡｒの供給を停止して高速成膜条件に切り換えるこ
とが行なわれる場合がある。図４は平面状渦形放電コイ
ル１の形状をＡ形にし、シリコン酸化膜を基板８の上に
形成したときの成膜速度の面内分布を示す。ガス種、ガ
ス流量、圧力、コイル印加高周波電力、下部電極印加高
周波電力、各高周波電力の周波数の各制御パラメータ
は、ＳｉＨ4 ／Ｏ2 ＝１５／３０ｓｃｃｍ、５ｍＴｏｒ
ｒ、１５００Ｗ、１００Ｗ、１３．５６ＭＨｚとした。
この図４から分かるように、成膜速度の面内分布は良好
であり、その値は５０００Å／ｍｉｎ±１．０％であっ
た。
内分布は良好であり、その値は１５００Å／ｍｉｎ±
１．３％であった。上記の成膜条件は、反応ガスにＡｒ
を混合してＡｒイオンによるスパッタリング効果を利用
し、微細パターンの埋め込み・平坦化作用を得る条件で
あるが、微細パターンの埋め込みを行なう際、処理の途
中でＡｒの供給を停止して高速成膜条件に切り換えるこ
とが行なわれる場合がある。図４は平面状渦形放電コイ
ル１の形状をＡ形にし、シリコン酸化膜を基板８の上に
形成したときの成膜速度の面内分布を示す。ガス種、ガ
ス流量、圧力、コイル印加高周波電力、下部電極印加高
周波電力、各高周波電力の周波数の各制御パラメータ
は、ＳｉＨ4 ／Ｏ2 ＝１５／３０ｓｃｃｍ、５ｍＴｏｒ
ｒ、１５００Ｗ、１００Ｗ、１３．５６ＭＨｚとした。
この図４から分かるように、成膜速度の面内分布は良好
であり、その値は５０００Å／ｍｉｎ±１．０％であっ
た。
【００３７】比較のために、平面状渦形放電コイル１の
形状をＡ形にして埋め込み・平坦化条件でシリコン酸化
膜を基板８の上に形成したときの、成膜速度の面内分布
を図５に示す。
形状をＡ形にして埋め込み・平坦化条件でシリコン酸化
膜を基板８の上に形成したときの、成膜速度の面内分布
を図５に示す。
【００３８】制御パラメータの値は、上記の図３の結果
を得た場合の値と同じである。図５から分かるように、
平面状渦形放電コイル１の形状がＡ形のときは、基板の
中央部ではプラズマ密度が高く、逆に基板の周辺部では
プラズマ密度が低くなってしまうため、スパッタリング
速度が基板の中心部の方が大きくなり、成膜速度は基板
の周辺部の方が大きくなっている。成膜速度およびその
均一性は１４００Å／ｍｉｎ±３．７％であった。ま
た、平面状渦形放電コイル１の形状をＢ形にして高速成
膜条件でシリコン酸化膜を基板８の上に形成したときの
成膜速度の面内分布を図６に示す。制御パラメータの値
は、図４の結果を得た場合の値と同じである。
を得た場合の値と同じである。図５から分かるように、
平面状渦形放電コイル１の形状がＡ形のときは、基板の
中央部ではプラズマ密度が高く、逆に基板の周辺部では
プラズマ密度が低くなってしまうため、スパッタリング
速度が基板の中心部の方が大きくなり、成膜速度は基板
の周辺部の方が大きくなっている。成膜速度およびその
均一性は１４００Å／ｍｉｎ±３．７％であった。ま
た、平面状渦形放電コイル１の形状をＢ形にして高速成
膜条件でシリコン酸化膜を基板８の上に形成したときの
成膜速度の面内分布を図６に示す。制御パラメータの値
は、図４の結果を得た場合の値と同じである。
【００３９】この図６から分かるように、平面状渦形放
電コイル１の形状がＢ形のときは、基板の中央部ではプ
ラズマ密度が低く、逆に基板の周辺部ではプラズマ密度
が高くなってしまうため、周辺部分の方が反応ガスの分
解が進み、成膜速度は周辺部の方が大きくなっている。
成膜速度およびその均一性は４９００Å／ｍｉｎ±２．
８％であった。
電コイル１の形状がＢ形のときは、基板の中央部ではプ
ラズマ密度が低く、逆に基板の周辺部ではプラズマ密度
が高くなってしまうため、周辺部分の方が反応ガスの分
解が進み、成膜速度は周辺部の方が大きくなっている。
成膜速度およびその均一性は４９００Å／ｍｉｎ±２．
８％であった。
【００４０】以上の結果から、埋め込み・平坦化条件
と、高速成膜条件をともに均一性良く処理を行うには、
埋め込み・平坦化条件を用いるときは平面状渦形放電コ
イルの形状をＢ形にして行い、高速成膜条件を用いると
きは、平面状渦形放電コイルの形状をＡ形にして行うの
が最良であることがわかる。
と、高速成膜条件をともに均一性良く処理を行うには、
埋め込み・平坦化条件を用いるときは平面状渦形放電コ
イルの形状をＢ形にして行い、高速成膜条件を用いると
きは、平面状渦形放電コイルの形状をＡ形にして行うの
が最良であることがわかる。
【００４１】そこで、図７（ａ）に示すように表面にス
テップ高さ８０００Åの配線層２２が形成されている基
板８の表面にシリコン酸化膜２３を形成するにあたっ
て、平面状渦形放電コイル１の形状をＢ形にして埋め込
み・平坦化条件でシリコン酸化膜２３を４分間形成して
図７（ｂ）に示すように６０００Å（＝ステップ高さの
７５％）のシリコン酸化膜が形成された時点で制御パラ
メータを変化させ、このタイミングにあわせて平面状渦
形放電コイルの形状をＡ形にして高速成膜条件でシリコ
ン酸化膜を２分間形成してさらに図７（ｃ）に示すよう
に１０４００Åのシリコン酸化膜を形成したところ、膜
厚およびその均一性は１．６μｍ±１．１％と良好な値
であった。この場合の膜厚の面内分布を図８の特性“Ａ
→Ｂ”に示す。なお、制御パラメータを切り換えるタイ
ミングとしてはステップ高さの６０％〜１００％付近で
良好な結果が得られた。
テップ高さ８０００Åの配線層２２が形成されている基
板８の表面にシリコン酸化膜２３を形成するにあたっ
て、平面状渦形放電コイル１の形状をＢ形にして埋め込
み・平坦化条件でシリコン酸化膜２３を４分間形成して
図７（ｂ）に示すように６０００Å（＝ステップ高さの
７５％）のシリコン酸化膜が形成された時点で制御パラ
メータを変化させ、このタイミングにあわせて平面状渦
形放電コイルの形状をＡ形にして高速成膜条件でシリコ
ン酸化膜を２分間形成してさらに図７（ｃ）に示すよう
に１０４００Åのシリコン酸化膜を形成したところ、膜
厚およびその均一性は１．６μｍ±１．１％と良好な値
であった。この場合の膜厚の面内分布を図８の特性“Ａ
→Ｂ”に示す。なお、制御パラメータを切り換えるタイ
ミングとしてはステップ高さの６０％〜１００％付近で
良好な結果が得られた。
【００４２】特性“Ａ→Ｂ”の場合と比較のために、平
面状渦形放電コイル１の形状をＢ形のままにして、埋め
込み・平坦化でシリコン酸化膜を４分間形成した後に、
制御パラメータを変化させ、続いて高速成膜条件でシリ
コン酸化膜を形成した場合の膜厚布を図８の特性“Ｂ→
Ｂ”に示してある。この場合の膜厚およびその均一性は
１．６μｍ±２．３％であった。
面状渦形放電コイル１の形状をＢ形のままにして、埋め
込み・平坦化でシリコン酸化膜を４分間形成した後に、
制御パラメータを変化させ、続いて高速成膜条件でシリ
コン酸化膜を形成した場合の膜厚布を図８の特性“Ｂ→
Ｂ”に示してある。この場合の膜厚およびその均一性は
１．６μｍ±２．３％であった。
【００４３】上記の実施形態において、処理プロセス中
での１回だけの制御パラメータの切り換えの場合を例に
挙げて説明したが、処理プロセス中での複数回の制御パ
ラメータの切り換えを行う場合もある。この場合には、
この制御パラメータを変化させる前後の基板面内の成膜
速度の均一性を確保するように必要に応じて平面状渦形
放電コイルの形状を変化させる。
での１回だけの制御パラメータの切り換えの場合を例に
挙げて説明したが、処理プロセス中での複数回の制御パ
ラメータの切り換えを行う場合もある。この場合には、
この制御パラメータを変化させる前後の基板面内の成膜
速度の均一性を確保するように必要に応じて平面状渦形
放電コイルの形状を変化させる。
【００４４】また、上記の実施形態では、平面状渦形放
電コイル１の形状がＡまたはＢの２通りが可能であるよ
うに構成されたプラズマ処理装置を例示したが、平面状
渦形放電コイルの形状が３通り以上可能な構成としても
よい。
電コイル１の形状がＡまたはＢの２通りが可能であるよ
うに構成されたプラズマ処理装置を例示したが、平面状
渦形放電コイルの形状が３通り以上可能な構成としても
よい。
【００４５】次に、本発明の第２実施形態について、ド
ライエッチング方法を用いたシリコン酸化膜のエッチン
グを例に挙げ、図１，図２，図９〜図１２を参照して説
明する。図１，図２については、本発明の第１実施形態
に述べたことと重複するので、ここでは説明を省略す
る。
ライエッチング方法を用いたシリコン酸化膜のエッチン
グを例に挙げ、図１，図２，図９〜図１２を参照して説
明する。図１，図２については、本発明の第１実施形態
に述べたことと重複するので、ここでは説明を省略す
る。
【００４６】図９は、平面状渦形放電コイル１の形状を
Ａ形にし、全面シリコン酸化膜付きの基板８をエッチン
グしたときの、エッチング速度の面内分布を示す。ガス
種、ガス流量、圧力、コイル印加高周波電力、下部電極
印加高周波電力、各高周波電力の周波数の各制御パラメ
ータは、Ｃ4 Ｆ8 ／Ｈ2 ＝５０／１５ｓｃｃｍ、５０ｍ
Ｔｏｒｒ、１０００Ｗ、３００Ｗ、１３．５６ＭＨｚで
ある。図９から分かるように、エッチング速度の面内分
布は良好であり、その値は６５００Å／ｍｉｎ±１．５
％であった。
Ａ形にし、全面シリコン酸化膜付きの基板８をエッチン
グしたときの、エッチング速度の面内分布を示す。ガス
種、ガス流量、圧力、コイル印加高周波電力、下部電極
印加高周波電力、各高周波電力の周波数の各制御パラメ
ータは、Ｃ4 Ｆ8 ／Ｈ2 ＝５０／１５ｓｃｃｍ、５０ｍ
Ｔｏｒｒ、１０００Ｗ、３００Ｗ、１３．５６ＭＨｚで
ある。図９から分かるように、エッチング速度の面内分
布は良好であり、その値は６５００Å／ｍｉｎ±１．５
％であった。
【００４７】図１０は、平面状渦形放電コイル１の形状
をＢ形にし、０．５μｍ径の穴パターン（穴の内側のみ
エッチングできるように、レジストに窓が開けられてい
る）が多数設けられた基板８の上のシリコン酸化膜をエ
ッチングしたときの、エッチング速度の面内分布を示
す。圧力が高いほどエッチング速度は大きくなるため、
全面エッチングの場合は５０ｍＴｏｒｒという比較的高
い圧力でエッチングを行ったが、微小な穴をエッチング
する場合、圧力が大きいと、加工形状が悪くなり、ま
た、エッチングが進行するにしたがってイオンが穴の底
に届く確率が減少するためにエッチング速度が低下して
いく。そこで、穴パターン付きの基板をエッチングする
にあたって、ガス種、ガス流量、圧力、コイル印加高周
波電力、下部電極印加高周波電力、各高周波電力の周波
数の各制御パラメータは、Ｃ4 Ｆ8 ／Ｈ2 ＝４０／１２
ｓｃｃｍ、５ｍＴｏｒｒ、１０００Ｗ、３００Ｗ、１
３．５６ＭＨｚとした。図１０から分かるように、エッ
チング速度の面内分布は良好であり、その値は４５００
Å／ｍｉｎ±０．９％であった。
をＢ形にし、０．５μｍ径の穴パターン（穴の内側のみ
エッチングできるように、レジストに窓が開けられてい
る）が多数設けられた基板８の上のシリコン酸化膜をエ
ッチングしたときの、エッチング速度の面内分布を示
す。圧力が高いほどエッチング速度は大きくなるため、
全面エッチングの場合は５０ｍＴｏｒｒという比較的高
い圧力でエッチングを行ったが、微小な穴をエッチング
する場合、圧力が大きいと、加工形状が悪くなり、ま
た、エッチングが進行するにしたがってイオンが穴の底
に届く確率が減少するためにエッチング速度が低下して
いく。そこで、穴パターン付きの基板をエッチングする
にあたって、ガス種、ガス流量、圧力、コイル印加高周
波電力、下部電極印加高周波電力、各高周波電力の周波
数の各制御パラメータは、Ｃ4 Ｆ8 ／Ｈ2 ＝４０／１２
ｓｃｃｍ、５ｍＴｏｒｒ、１０００Ｗ、３００Ｗ、１
３．５６ＭＨｚとした。図１０から分かるように、エッ
チング速度の面内分布は良好であり、その値は４５００
Å／ｍｉｎ±０．９％であった。
【００４８】比較のために、平面状渦形放電コイル１の
形状をＢ形にして、全面シリコン酸化膜付きの基板８を
エッチングしたときの、エッチング速度の面内分布を図
１１に示す。制御パラメータの値は、図９の結果を得た
場合の値と同じである。図１１からわかるように、平面
状渦形放電コイル１の形状がＢ形のときは、基板の中央
部ではプラズマ密度が低く、逆に基板の周辺部ではプラ
ズマ密度が高くなってしまうため、エッチング速度の面
内分布は図９に比較して悪化している。エッチング速度
およびその均一性は６１００Å／ｍｉｎ±９．７％であ
った。
形状をＢ形にして、全面シリコン酸化膜付きの基板８を
エッチングしたときの、エッチング速度の面内分布を図
１１に示す。制御パラメータの値は、図９の結果を得た
場合の値と同じである。図１１からわかるように、平面
状渦形放電コイル１の形状がＢ形のときは、基板の中央
部ではプラズマ密度が低く、逆に基板の周辺部ではプラ
ズマ密度が高くなってしまうため、エッチング速度の面
内分布は図９に比較して悪化している。エッチング速度
およびその均一性は６１００Å／ｍｉｎ±９．７％であ
った。
【００４９】また、平面状渦形放電コイル１の形状をＡ
形にして、０．５μｍ径の穴パターンが多数設けられた
基板８をエッチングしたときの、エッチング速度の面内
分布を図１２に示す。制御パラメータの値は、上記図１
０の結果を得た場合の値と同じである。図１２からわか
るように、平面状渦形放電コイル１の形状がＡ形のとき
は、基板の中央部ではプラズマ密度が高く、逆に基板の
周辺部ではプラズマ密度が低くなってしまうため、エッ
チング速度の面内分布は図１０に比較して悪化してい
る。エッチング速度およびその均一性は４３００Å／ｍ
ｉｎ±６．８％であった。
形にして、０．５μｍ径の穴パターンが多数設けられた
基板８をエッチングしたときの、エッチング速度の面内
分布を図１２に示す。制御パラメータの値は、上記図１
０の結果を得た場合の値と同じである。図１２からわか
るように、平面状渦形放電コイル１の形状がＡ形のとき
は、基板の中央部ではプラズマ密度が高く、逆に基板の
周辺部ではプラズマ密度が低くなってしまうため、エッ
チング速度の面内分布は図１０に比較して悪化してい
る。エッチング速度およびその均一性は４３００Å／ｍ
ｉｎ±６．８％であった。
【００５０】以上の結果から、全面シリコン酸化膜付き
基板および穴パターン付き基板をともに均一性良くエッ
チング処理を行うには、全面シリコン酸化膜付き基板を
処理するときは平面状渦形放電コイルの形状をＡ形にし
て行い、穴パターン付き基板を処理するときは平面状渦
形放電コイルの形状をＢ形にして行うのが最良であると
考えられるが、本実施形態で用いたプラズマ処理装置に
よって、これが容易に実現できた。
基板および穴パターン付き基板をともに均一性良くエッ
チング処理を行うには、全面シリコン酸化膜付き基板を
処理するときは平面状渦形放電コイルの形状をＡ形にし
て行い、穴パターン付き基板を処理するときは平面状渦
形放電コイルの形状をＢ形にして行うのが最良であると
考えられるが、本実施形態で用いたプラズマ処理装置に
よって、これが容易に実現できた。
【００５１】次に、本発明の第３実施形態について、ド
ライエッチング方法を用いたタングステンシリサイド膜
およびポリシリコン膜から成る多層膜のエッチングを例
に挙げ、図１，図２を参照して説明する。図１，図２に
ついては、本発明の第１実施形態に述べたことと重複す
るので、ここでは説明を省略する。
ライエッチング方法を用いたタングステンシリサイド膜
およびポリシリコン膜から成る多層膜のエッチングを例
に挙げ、図１，図２を参照して説明する。図１，図２に
ついては、本発明の第１実施形態に述べたことと重複す
るので、ここでは説明を省略する。
【００５２】平面状渦形放電コイル１の形状をＡ形に
し、基板上の、レジストでパターンニングしたタングス
テンシリサイド膜およびポリシリコン膜から成る多層膜
の上層膜であるタングステンシリサイド膜を次の条件で
エッチングした。
し、基板上の、レジストでパターンニングしたタングス
テンシリサイド膜およびポリシリコン膜から成る多層膜
の上層膜であるタングステンシリサイド膜を次の条件で
エッチングした。
【００５３】ガス種、ガス流量、圧力、コイル印加高周
波電力、下部電極印加高周波電力、各高周波電力の周波
数の各制御パラメータは、ＣＦ4 ／ＳＦ6 ＝１５／１５
ｓｃｃｍ、２５ｍＴｏｒｒ、４００Ｗ、２００Ｗ、１
３．５６ＭＨｚである。エッチング速度の面内分布は良
好であり、その値は２５００Å／ｍｉｎ±２．５％であ
った。
波電力、下部電極印加高周波電力、各高周波電力の周波
数の各制御パラメータは、ＣＦ4 ／ＳＦ6 ＝１５／１５
ｓｃｃｍ、２５ｍＴｏｒｒ、４００Ｗ、２００Ｗ、１
３．５６ＭＨｚである。エッチング速度の面内分布は良
好であり、その値は２５００Å／ｍｉｎ±２．５％であ
った。
【００５４】引き続いて、タングステンシリサイド膜の
エッチング終点付近にて、平面状渦形放電コイル１の形
状をＢ形にし、下層膜であるポリシリコン膜を次の条件
でエッチングした。ガス種、ガス流量、圧力、コイル印
加高周波電力、下部電極印加高周波電力、各高周波電力
の周波数の各制御パラメータは、Ｃｌ2 ／ＨＣｌ＝３０
／７０ｓｃｃｍ、１０ｍＴｏｒｒ、４００Ｗ、１５０
Ｗ、１３．５６ＭＨｚである。エッチング速度の面内分
布は良好であり、その値は２７００Å／ｍｉｎ±２．０
％であった。
エッチング終点付近にて、平面状渦形放電コイル１の形
状をＢ形にし、下層膜であるポリシリコン膜を次の条件
でエッチングした。ガス種、ガス流量、圧力、コイル印
加高周波電力、下部電極印加高周波電力、各高周波電力
の周波数の各制御パラメータは、Ｃｌ2 ／ＨＣｌ＝３０
／７０ｓｃｃｍ、１０ｍＴｏｒｒ、４００Ｗ、１５０
Ｗ、１３．５６ＭＨｚである。エッチング速度の面内分
布は良好であり、その値は２７００Å／ｍｉｎ±２．０
％であった。
【００５５】比較のために、平面状渦形放電コイル１の
形状をＡ形のまま、タングステンシリサイド膜およびポ
リシリコン膜から成る多層膜をエッチングしたところ、
ポリシリコン膜のエッチング速度の面内分布は２６００
Å／ｍｉｎ±８．５％であった。なお、タングステンシ
リサイド膜のエッチング終点付近までは、ガス種、ガス
流量、圧力、コイル印加高周波電力、下部電極印加高周
波電力、各高周波電力の周波数の各制御パラメータがＣ
Ｆ4 ／ＳＦ6 ＝１５／１５ｓｃｃｍ、２５ｍＴｏｒｒ、
４００Ｗ、２００Ｗ、１３．５６ＭＨｚの条件でエッチ
ングを行い、その後、各制御パラメータの値を、Ｃｌ2
／ＨＣｌ＝３０／７０ｓｃｃｍ、１０ｍＴｏｒｒ、４０
０Ｗ、１５０Ｗ、１３．５６ＭＨｚに変化させてエッチ
ングを行った。
形状をＡ形のまま、タングステンシリサイド膜およびポ
リシリコン膜から成る多層膜をエッチングしたところ、
ポリシリコン膜のエッチング速度の面内分布は２６００
Å／ｍｉｎ±８．５％であった。なお、タングステンシ
リサイド膜のエッチング終点付近までは、ガス種、ガス
流量、圧力、コイル印加高周波電力、下部電極印加高周
波電力、各高周波電力の周波数の各制御パラメータがＣ
Ｆ4 ／ＳＦ6 ＝１５／１５ｓｃｃｍ、２５ｍＴｏｒｒ、
４００Ｗ、２００Ｗ、１３．５６ＭＨｚの条件でエッチ
ングを行い、その後、各制御パラメータの値を、Ｃｌ2
／ＨＣｌ＝３０／７０ｓｃｃｍ、１０ｍＴｏｒｒ、４０
０Ｗ、１５０Ｗ、１３．５６ＭＨｚに変化させてエッチ
ングを行った。
【００５６】上記実施形態において、シリコン酸化膜を
形成した場合、全面シリコン酸化膜付き基板および穴パ
ターン付き基板をエッチングした場合、タングステンシ
リサイド膜およびポリシリコン膜から成る多層膜をエッ
チングした場合を例示したが、プラズマ処理がこれらに
限定されるものでなく、他の種々の薄膜のエッチング、
ＣＶＤなどに適用可能であることはいうまでもない。
形成した場合、全面シリコン酸化膜付き基板および穴パ
ターン付き基板をエッチングした場合、タングステンシ
リサイド膜およびポリシリコン膜から成る多層膜をエッ
チングした場合を例示したが、プラズマ処理がこれらに
限定されるものでなく、他の種々の薄膜のエッチング、
ＣＶＤなどに適用可能であることはいうまでもない。
【００５７】また、上記実施形態において、平面状渦形
放電コイルの中心軸を周辺端に対して相対的に回転させ
る機構を有するプラズマ処理装置を例示したが、平面状
渦形放電コイルの形状を変化させる手段は、これに限定
されるものではない。たとえば、図１３に示すように、
平面状渦形放電コイル１に設けたコイルタップ１２ａ〜
１２ｄを切り換える機構であってもよい。図１３におい
て、スイッチ７２はオフの状態でスイッチ７１をオンに
することによりコイルタップ１２ａおよび１２ｃを短絡
した場合と、スイッチ７１はオフの状態でスイッチ７２
をオンにすることによりコイルタップ１２ｂおよび１２
ｄを短絡した場合を比較すると、コイルタップ１２ａお
よび１２ｃを短絡した場合の方が、実質的な放電コイル
としては周辺部分が密になる。
放電コイルの中心軸を周辺端に対して相対的に回転させ
る機構を有するプラズマ処理装置を例示したが、平面状
渦形放電コイルの形状を変化させる手段は、これに限定
されるものではない。たとえば、図１３に示すように、
平面状渦形放電コイル１に設けたコイルタップ１２ａ〜
１２ｄを切り換える機構であってもよい。図１３におい
て、スイッチ７２はオフの状態でスイッチ７１をオンに
することによりコイルタップ１２ａおよび１２ｃを短絡
した場合と、スイッチ７１はオフの状態でスイッチ７２
をオンにすることによりコイルタップ１２ｂおよび１２
ｄを短絡した場合を比較すると、コイルタップ１２ａお
よび１２ｃを短絡した場合の方が、実質的な放電コイル
としては周辺部分が密になる。
【００５８】上記の実施形態において、平面状渦形放電
コイルの形状はＡおよびＢの２通りが可能であるように
構成されたプラズマ処理装置を例示したが、平面状渦形
放電コイルの形状が３通り以上可能な構成としてもよ
い。
コイルの形状はＡおよびＢの２通りが可能であるように
構成されたプラズマ処理装置を例示したが、平面状渦形
放電コイルの形状が３通り以上可能な構成としてもよ
い。
【００５９】上記の各実施形態において、平面状渦形放
電コイル２０１が図１４に示すように平面状渦形放電コ
イル部１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄからなる多重の渦形であ
ってもかまわない。このようなコイル２０１を用いる場
合にも、上記実施形態において説明したように、放電コ
イル２０１の中心軸２を周辺端に対して相対的に回転さ
せる機構や、放電コイル２０１に設けたコイルタップを
切り換える機構を用いることができる。なお、各放電コ
イルの外側端部は、具体的には図示しないが、接地され
ている。
電コイル２０１が図１４に示すように平面状渦形放電コ
イル部１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄからなる多重の渦形であ
ってもかまわない。このようなコイル２０１を用いる場
合にも、上記実施形態において説明したように、放電コ
イル２０１の中心軸２を周辺端に対して相対的に回転さ
せる機構や、放電コイル２０１に設けたコイルタップを
切り換える機構を用いることができる。なお、各放電コ
イルの外側端部は、具体的には図示しないが、接地され
ている。
【００６０】また、本発明の渦形放電コイルは平面状の
ものに限定されるものではなく、図１７に示すように立
体型のものでもよい。すなわち、本発明の第５実施形態
によれば、図１７の放電コイル３１は大略釣り鐘型の形
状をなすものであり、その中心部３２がステッピングモ
ータ３の回転軸４により回転されて径方向のピッチを変
えることができるものであり、平面形状は図１４の放電
コイル１と同一の形状となっている。
ものに限定されるものではなく、図１７に示すように立
体型のものでもよい。すなわち、本発明の第５実施形態
によれば、図１７の放電コイル３１は大略釣り鐘型の形
状をなすものであり、その中心部３２がステッピングモ
ータ３の回転軸４により回転されて径方向のピッチを変
えることができるものであり、平面形状は図１４の放電
コイル１と同一の形状となっている。
【００６１】また、本発明の第６実施形態によれば、図
１８は、平面状及び逆釣り鐘型の両方の形状をなすこと
ができる渦形放電コイル４１であり、その中心部４２が
ステッピングモータ３の回転軸４により回転されて径方
向のピッチを変えることができるものであり、かつ、そ
の立体形状を変えることができるものである。すなわ
ち、図１９に示すように、傾斜面４４ａを有するクサビ
部材４４が、放電コイル４１の周囲に適当な間隔（例え
ば４５度間隔）で中心方向に対して前後動可能に配置さ
れている。上記放電コイル４１はその下端面の外側に傾
斜面４１ａが形成されており、この傾斜面４１ａに対し
て上記クサビ部材４４の傾斜面４４ａが摺動するように
なっている。よって、クサビ部材４４を中心側に移動さ
せ、その傾斜面４４ａにより放電コイル４１の傾斜面４
１ａを摺動させて放電コイル４２の数箇所で該放電コイ
ル４１を上方向に持ち上げることにより、図１８に示す
ように逆釣り鐘型を形成する一方、クサビ部材４４を外
側に移動させて放電コイル４１の傾斜面４１ａとクサビ
部材４４の傾斜面４４ａとが接触しないようにすれば、
平面状の放電コイル４１として使用することができる。
クサビ部材４４の移動量を調整して放電コイル４１の上
昇量を調整することにより、図１８に示すような逆釣り
鐘状又は平面渦形状を形成することができる。この結
果、放電コイルの各部分の上昇量を調整することによっ
ても放電コイルの径方向のピッチを変えて放電コイルの
形状を変化させることができ、プラズマ密度の面内分布
を制御することができる。
１８は、平面状及び逆釣り鐘型の両方の形状をなすこと
ができる渦形放電コイル４１であり、その中心部４２が
ステッピングモータ３の回転軸４により回転されて径方
向のピッチを変えることができるものであり、かつ、そ
の立体形状を変えることができるものである。すなわ
ち、図１９に示すように、傾斜面４４ａを有するクサビ
部材４４が、放電コイル４１の周囲に適当な間隔（例え
ば４５度間隔）で中心方向に対して前後動可能に配置さ
れている。上記放電コイル４１はその下端面の外側に傾
斜面４１ａが形成されており、この傾斜面４１ａに対し
て上記クサビ部材４４の傾斜面４４ａが摺動するように
なっている。よって、クサビ部材４４を中心側に移動さ
せ、その傾斜面４４ａにより放電コイル４１の傾斜面４
１ａを摺動させて放電コイル４２の数箇所で該放電コイ
ル４１を上方向に持ち上げることにより、図１８に示す
ように逆釣り鐘型を形成する一方、クサビ部材４４を外
側に移動させて放電コイル４１の傾斜面４１ａとクサビ
部材４４の傾斜面４４ａとが接触しないようにすれば、
平面状の放電コイル４１として使用することができる。
クサビ部材４４の移動量を調整して放電コイル４１の上
昇量を調整することにより、図１８に示すような逆釣り
鐘状又は平面渦形状を形成することができる。この結
果、放電コイルの各部分の上昇量を調整することによっ
ても放電コイルの径方向のピッチを変えて放電コイルの
形状を変化させることができ、プラズマ密度の面内分布
を制御することができる。
【００６２】また、本発明の第７実施形態によれば、図
２０に示すように、放電コイル５１は、図１４に示す平
面状渦形放電コイル部１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄからなる
多重の渦形と同様な多重の渦形放電コイル部５１ａ，５
１ｂ，５１ｃ，５１ｄより構成し、かつ、各渦形放電コ
イル部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄにおいて各中心
端部５２から一対のストッパ５７で挟み込まれて固定さ
れている部分までのみ、ガイド５６の隙間間で放電コイ
ル５１の大略周方向に移動可能に構成してもよい。すな
わち、この放電コイル５１の可動部分では、図２０にお
いて各一対のガイド５６間で一点鎖線で示す位置と二点
鎖線で示す位置との間で移動可能となっている。この結
果、放電コイルの径方向のピッチを変えて放電コイルの
形状を変化させてプラズマ密度の面内分布を制御するこ
とができる。
２０に示すように、放電コイル５１は、図１４に示す平
面状渦形放電コイル部１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄからなる
多重の渦形と同様な多重の渦形放電コイル部５１ａ，５
１ｂ，５１ｃ，５１ｄより構成し、かつ、各渦形放電コ
イル部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄにおいて各中心
端部５２から一対のストッパ５７で挟み込まれて固定さ
れている部分までのみ、ガイド５６の隙間間で放電コイ
ル５１の大略周方向に移動可能に構成してもよい。すな
わち、この放電コイル５１の可動部分では、図２０にお
いて各一対のガイド５６間で一点鎖線で示す位置と二点
鎖線で示す位置との間で移動可能となっている。この結
果、放電コイルの径方向のピッチを変えて放電コイルの
形状を変化させてプラズマ密度の面内分布を制御するこ
とができる。
【００６３】さらに、本発明の第８実施形態によれば、
図２１に示すように、図１４に示す平面状渦形放電コイ
ル部１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄからなる多重の渦形と同様
な多重の渦形放電コイル部６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６
１ｄより構成し、各渦形放電コイル部６１ａ，６１ｂ，
６１ｃ，６１ｄの中心側端部６２と外周端部との間の中
間部に各放電コイルを開閉するスイッチ６４，６５，６
６，６７を備えている。よって、各スイッチ６４，６
５，６６，６７をオン又はオフすることにより、１〜４
個のうちの任意の数の放電コイルを選択することがで
き、かつ４個の放電コイルのうちの任意の位置の放電コ
イルを使用することができる。この結果、放電コイルの
径方向のピッチを変えて放電コイルの形状を変化させて
プラズマ密度の面内分布を制御することができる。
図２１に示すように、図１４に示す平面状渦形放電コイ
ル部１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄからなる多重の渦形と同様
な多重の渦形放電コイル部６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６
１ｄより構成し、各渦形放電コイル部６１ａ，６１ｂ，
６１ｃ，６１ｄの中心側端部６２と外周端部との間の中
間部に各放電コイルを開閉するスイッチ６４，６５，６
６，６７を備えている。よって、各スイッチ６４，６
５，６６，６７をオン又はオフすることにより、１〜４
個のうちの任意の数の放電コイルを選択することがで
き、かつ４個の放電コイルのうちの任意の位置の放電コ
イルを使用することができる。この結果、放電コイルの
径方向のピッチを変えて放電コイルの形状を変化させて
プラズマ密度の面内分布を制御することができる。
【００６４】また、本発明の第９実施形態によれば、図
２２に示すように、渦形放電コイル８１は、２個の放電
コイル部８１ｂ，８１ｄはその中心側端部８２を相互に
連結し、かつ、各外周端部は接地しているが、他の２個
の放電コイル部８１ａ，８１ｃは各外周端部は接地して
いるが、各中心側端部にスイッチ８３，８４を備えるよ
うに構成している。よって、スイッチ８３，８４をオン
又はオフすることにより、放電コイル部８１ａ，８１ｃ
を任意に放電コイル部８１ｂ，８１ｄに接続することが
できる。この結果、放電コイルの径方向のピッチを変え
て放電コイルの形状を変化させてプラズマ密度の面内分
布を制御することができる。
２２に示すように、渦形放電コイル８１は、２個の放電
コイル部８１ｂ，８１ｄはその中心側端部８２を相互に
連結し、かつ、各外周端部は接地しているが、他の２個
の放電コイル部８１ａ，８１ｃは各外周端部は接地して
いるが、各中心側端部にスイッチ８３，８４を備えるよ
うに構成している。よって、スイッチ８３，８４をオン
又はオフすることにより、放電コイル部８１ａ，８１ｃ
を任意に放電コイル部８１ｂ，８１ｄに接続することが
できる。この結果、放電コイルの径方向のピッチを変え
て放電コイルの形状を変化させてプラズマ密度の面内分
布を制御することができる。
【００６５】また、本発明の第１０実施形態によれば、
図２３に示すように、渦形放電コイル９１は、その中心
側端部９２と接地された外周端部との間にスイッチ９３
を備えて、放電コイル９１を中心側部分９１ａと外周側
部分９１ｂとに二分し、かつ、上記スイッチ９３の近傍
の中心側部分９１ａから放電コイル９１の径方向に外側
に延びて外周端部が接地されたバイパス部９１ｃを備
え、かつ、該バイパス部９１ｃの中間部にはスイッチ９
４を備えて構成している。よって、スイッチ９３をオン
しかつスイッチ９４をオフすることにより、中心側部分
９１ａと外周側部分９１ｂとが接続された放電コイルを
構成する。一方、スイッチ９３をオフしかつスイッチ９
４をオンすることにより、中心側部分９１ａとバイパス
部９１ｃとが接続された放電コイルを構成するようにし
ている。この結果、放電コイルの径方向のピッチを変え
て放電コイルの形状を変化させてプラズマ密度の面内分
布を制御することができる。
図２３に示すように、渦形放電コイル９１は、その中心
側端部９２と接地された外周端部との間にスイッチ９３
を備えて、放電コイル９１を中心側部分９１ａと外周側
部分９１ｂとに二分し、かつ、上記スイッチ９３の近傍
の中心側部分９１ａから放電コイル９１の径方向に外側
に延びて外周端部が接地されたバイパス部９１ｃを備
え、かつ、該バイパス部９１ｃの中間部にはスイッチ９
４を備えて構成している。よって、スイッチ９３をオン
しかつスイッチ９４をオフすることにより、中心側部分
９１ａと外周側部分９１ｂとが接続された放電コイルを
構成する。一方、スイッチ９３をオフしかつスイッチ９
４をオンすることにより、中心側部分９１ａとバイパス
部９１ｃとが接続された放電コイルを構成するようにし
ている。この結果、放電コイルの径方向のピッチを変え
て放電コイルの形状を変化させてプラズマ密度の面内分
布を制御することができる。
【００６６】このように、上記スイッチ７１，７２，６
４〜６７，８３，８４，９３，９４を有するコイルタッ
プを切り替えることにより上記スイッチをオン又はオフ
させて上記コイル部を互いに接続させることにより、任
意の形状・長さの放電コイルを形成することができる。
４〜６７，８３，８４，９３，９４を有するコイルタッ
プを切り替えることにより上記スイッチをオン又はオフ
させて上記コイル部を互いに接続させることにより、任
意の形状・長さの放電コイルを形成することができる。
【００６７】また、上記各実施形態においては、ステッ
ピングモータ３の回転軸４を回転させて各放電コイルの
中心側端部を回転させて径方向のピッチを変えるように
しているが、中心側端部を回転させる代わりに、一対の
ガイドにより放電コイルの一部を周方向沿いに移動させ
ることにより、径方向のピッチを変えるようにしてもよ
い。
ピングモータ３の回転軸４を回転させて各放電コイルの
中心側端部を回転させて径方向のピッチを変えるように
しているが、中心側端部を回転させる代わりに、一対の
ガイドにより放電コイルの一部を周方向沿いに移動させ
ることにより、径方向のピッチを変えるようにしてもよ
い。
【００６８】
【発明の効果】本発明のプラズマ処理方法によれば、ガ
ス種、ガス流量、圧力、放電コイル印加用高周波電力の
大きさ、電極への印加用高周波電力の大きさ、各高周波
電力の周波数のうち少なくとも１つを変化させるタイミ
ングに合わせて、平面状又は立体型の渦形放電コイルの
径方向のピッチが部分的に変化するように渦形放電コイ
ルの形状を変化させるため、処理の途中で制御パラメー
タを変化させても処理の均一性を損なうことがない。
ス種、ガス流量、圧力、放電コイル印加用高周波電力の
大きさ、電極への印加用高周波電力の大きさ、各高周波
電力の周波数のうち少なくとも１つを変化させるタイミ
ングに合わせて、平面状又は立体型の渦形放電コイルの
径方向のピッチが部分的に変化するように渦形放電コイ
ルの形状を変化させるため、処理の途中で制御パラメー
タを変化させても処理の均一性を損なうことがない。
【００６９】また、本発明のプラズマ処理装置によれ
ば、渦形放電コイルの径方向のピッチが部分的に変化す
るように渦形放電コイルの形状を変化させる手段を有す
ることにより、プラズマ密度の面内分布を制御すること
ができ、そのため、制御パラメータの異なる複数の処理
を均一性良く行なうことができる。
ば、渦形放電コイルの径方向のピッチが部分的に変化す
るように渦形放電コイルの形状を変化させる手段を有す
ることにより、プラズマ密度の面内分布を制御すること
ができ、そのため、制御パラメータの異なる複数の処理
を均一性良く行なうことができる。
【００７０】渦形放電コイルの形状を変化させる手段
が、たとえば、渦形放電コイルの中心軸を渦形放電コイ
ルの周辺端に対して相対的に回転させる機構や、渦形放
電コイルに設けたコイルタップを切り換える機構であれ
ば、比較的簡単な構成で渦形放電コイルの中心部分と周
辺部分における放電コイルの径方向のピッチを部分的に
変化させることができる。
が、たとえば、渦形放電コイルの中心軸を渦形放電コイ
ルの周辺端に対して相対的に回転させる機構や、渦形放
電コイルに設けたコイルタップを切り換える機構であれ
ば、比較的簡単な構成で渦形放電コイルの中心部分と周
辺部分における放電コイルの径方向のピッチを部分的に
変化させることができる。
【００７１】成膜の途中で制御パラメータを変化させる
タイミングに合わせて、この制御パラメータを変化させ
る前後の成膜速度の均一性を確保するように渦形放電コ
イルの形状を変化させて前記基板に成膜するため、効率
よく平坦な成膜を実現できる。
タイミングに合わせて、この制御パラメータを変化させ
る前後の成膜速度の均一性を確保するように渦形放電コ
イルの形状を変化させて前記基板に成膜するため、効率
よく平坦な成膜を実現できる。
【００７２】また、基板に形成されたステップ高さの６
０％〜１００％付近にまで成膜されたタイミングに制御
パラメータを変化させ、この制御パラメータを変化させ
るタイミングに合わせて、制御パラメータを変化させる
前後の成膜速度の均一性を確保するように渦形放電コイ
ルの形状を変化させることによって、高速にしかも平坦
な良好な成膜を実現できる。
０％〜１００％付近にまで成膜されたタイミングに制御
パラメータを変化させ、この制御パラメータを変化させ
るタイミングに合わせて、制御パラメータを変化させる
前後の成膜速度の均一性を確保するように渦形放電コイ
ルの形状を変化させることによって、高速にしかも平坦
な良好な成膜を実現できる。
【００７３】また、基板をエッチングするに際して、エ
ッチングの途中で制御パラメータを変化させるタイミン
グに合わせて、この制御パラメータを変化させる前後の
エッチングレートの均一性を確保するように渦形放電コ
イルの形状を変化させてエッチングすることによって、
良好なエッチングを実現でき、制御パラメータを変化さ
せるタイミングが、多層膜の構成要素である上層膜のエ
ッチング終点付近である場合には効率よく良好なエッチ
ング結果が得られる。
ッチングの途中で制御パラメータを変化させるタイミン
グに合わせて、この制御パラメータを変化させる前後の
エッチングレートの均一性を確保するように渦形放電コ
イルの形状を変化させてエッチングすることによって、
良好なエッチングを実現でき、制御パラメータを変化さ
せるタイミングが、多層膜の構成要素である上層膜のエ
ッチング終点付近である場合には効率よく良好なエッチ
ング結果が得られる。
【図１】本発明のプラズマ処理装置の第１実施形態の構
成を示す一部断面説明図
成を示す一部断面説明図
【図２】同実施形態の平面状渦形放電コイルの詳細を示
す平面図
す平面図
【図３】第１実施形態の成膜速度の面内分布を示す特性
図
図
【図４】同実施形態の成膜速度の面内分布を示す特性図
【図５】同実施形態における成膜速度の面内分布を示す
特性図
特性図
【図６】同実施形態における成膜速度の面内分布を示す
特性図
特性図
【図７】同実施形態における成膜過程を示す断面図
【図８】同実施形態において平面状渦形放電コイルの形
を切り換えた場合と切り換えない場合の膜厚の面内分布
を示す特性図
を切り換えた場合と切り換えない場合の膜厚の面内分布
を示す特性図
【図９】本発明の第２実施形態のエッチング速度の面内
分布を示す特性図
分布を示す特性図
【図１０】同実施形態におけるエッチング速度の面内分
布を示す特性図
布を示す特性図
【図１１】同実施形態におけるエッチング速度の面内分
布を示す特性図
布を示す特性図
【図１２】同実施形態におけるエッチング速度の面内分
布を示す特性図
布を示す特性図
【図１３】本発明の第３実施形態の平面状渦形放電コイ
ルの構成を示す平面図
ルの構成を示す平面図
【図１４】本発明の第４実施形態の平面状渦形放電コイ
ルの構成を示す平面図
ルの構成を示す平面図
【図１５】従来例のプラズマ処理装置の構成の斜視図
【図１６】従来例のプラズマ密度の分布を示す特性図
【図１７】本発明の第５実施形態の立体型渦形放電コイ
ルの構成を示す斜視図
ルの構成を示す斜視図
【図１８】本発明の第６実施形態の立体型渦形放電コイ
ルの構成の一部を示す部分断面説明図
ルの構成の一部を示す部分断面説明図
【図１９】図１８の放電コイルの一部の拡大断面図
【図２０】本発明の第７実施形態の渦形放電コイルの構
成の一部を示す平面図
成の一部を示す平面図
【図２１】本発明の第８実施形態の渦形放電コイルの構
成の一部を示す平面図
成の一部を示す平面図
【図２２】本発明の第９実施形態の渦形放電コイルの構
成の一部を示す平面図
成の一部を示す平面図
【図２３】本発明の第１０実施形態の渦形放電コイルの
構成の一部を示す平面図
構成の一部を示す平面図
１ 平面状渦形放電コイル ２ 平面状渦形放電コイルの中心側の一端 ３ ステッピングモータ〔ロータリーアクチュエー
タ〕 ４ 回転軸 ５ 真空容器 ６ 放電コイル用高周波電源 ７ 下部電極 ８ 基板 ９ 下部電極用高周波電源 ３１ 立体型渦形放電コイル ３２ 立体型渦形放電コイルの中心側の一端 ４１ 平面状渦形放電コイル ４２ 平面状渦形放電コイルの中心側の一端 ４４ クサビ部材 ５１ 平面状渦形放電コイル ５２ 平面状渦形放電コイルの中心側の一端 ６１ 平面状渦形放電コイル ６２ 平面状渦形放電コイルの中心側の一端 ８１ 平面状渦形放電コイル ８２ 平面状渦形放電コイルの中心側の一端 ９１ 平面状渦形放電コイル ９２ 平面状渦形放電コイルの中心側の一端 １００ 制御装置 １０１ メモリ
タ〕 ４ 回転軸 ５ 真空容器 ６ 放電コイル用高周波電源 ７ 下部電極 ８ 基板 ９ 下部電極用高周波電源 ３１ 立体型渦形放電コイル ３２ 立体型渦形放電コイルの中心側の一端 ４１ 平面状渦形放電コイル ４２ 平面状渦形放電コイルの中心側の一端 ４４ クサビ部材 ５１ 平面状渦形放電コイル ５２ 平面状渦形放電コイルの中心側の一端 ６１ 平面状渦形放電コイル ６２ 平面状渦形放電コイルの中心側の一端 ８１ 平面状渦形放電コイル ８２ 平面状渦形放電コイルの中心側の一端 ９１ 平面状渦形放電コイル ９２ 平面状渦形放電コイルの中心側の一端 １００ 制御装置 １０１ メモリ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−306659（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205 H01L 21/365 H01L 21/31 H01L 21/3065 C23C 16/50
Claims (16)
- 【請求項１】 真空容器内の電極上に基板を載置し、真
空容器内にガスを導入しつつ排気を行い、真空容器内を
所定の圧力に保ちながら、渦形放電コイルに高周波電圧
を印加することにより、真空容器内にプラズマを発生さ
せて、基板を処理するに際して、１枚の基板を処理する
間にガス種、ガス流量、圧力、放電コイル印加用高周波
電力の大きさ、上記電極への印加用高周波電力の大き
さ、各高周波電力の周波数より構成される制御パラメー
タのうち少なくとも１つの制御パラメータを変化させる
プラズマ処理方法であって、 上記制御パラメータを変化させるタイミングに合わせ
て、プラズマ密度の面内分布を均一に制御するようにし
たことを特徴とするプラズマ処理方法。 - 【請求項２】 渦形放電コイルは平面状に形成されてい
るようにした請求項１記載のプラズマ処理方法。 - 【請求項３】 真空容器内の電極上に基板を載置し、真
空容器内にガスを導入しつつ排気を行い、真空容器内を
所定の圧力に保ちながら、平面状に形成された渦形放電
コイルに高周波電圧を印加することにより、真空容器内
にプラズマを発生させて、基板を処理するに際して、１
枚の基板を処理する間にガス種、ガス流量、圧力、放電
コイル印加用高周波電力の大きさ、上記電極への印加用
高周波電力の大きさ、各高周波電力の周波数より構成さ
れる制御パラメータのうち少なくとも１つの制御パラメ
ータを変化させるプラズマ処理方法であって、 上記制御パラメータを変化させるタイミングに合わせ
て、プラズマ密度の面内分布を制御するようにしたこと
を特徴とするプラズマ処理方法。 - 【請求項４】 制御パラメータを変化させるタイミング
に合わせて、渦形放電コイルの径方向のピッチを部分的
に変化させて、プラズマ密度の面内分布を制御するよう
にした請求項１〜請求項３のいずれかに記載のプラズマ
処理方法。 - 【請求項５】 真空容器内の電極上に基板を載置し、真
空容器内にガスを導入しつつ排気を行い、真空容器内を
所定の圧力に保ちながら、渦形放電コイルに高周波電圧
を印加することにより、真空容器内にプラズマを発生さ
せて、基板を処理するに際して、１枚の基板を処理する
間にガス種、ガス流量、圧力、放電コイル印加用高周波
電力の大きさ、上記電極への印加用高周波電力の大き
さ、各高 周波電力の周波数より構成される制御パラメー
タのうち少なくとも１つの制御パラメータを変化させる
プラズマ処理方法であって、 上記制御パラメータを変化させるタイミングに合わせ
て、渦形放電コイルの径方向のピッチを部分的に変化さ
せて、プラズマ密度の面内分布を制御するようにしたプ
ラズマ処理方法。 - 【請求項６】 渦形放電コイルが多重の渦形であるよう
にした請求項１〜請求項５のいずれかに記載のプラズマ
処理方法。 - 【請求項７】 真空容器内に基板を載置するための電極
と、渦形放電コイルとを備え、放電コイルに高周波電圧
を印加することにより、真空容器内にプラズマを発生さ
せて基板を処理するプラズマ処理装置であって、 渦形放電コイルの径方向のピッチが部分的に変化するよ
うに渦形放電コイルの形状を変化させる手段を有し、プ
ラズマ密度の面内分布を制御可能にしたことを特徴とす
るプラズマ処理装置。 - 【請求項８】 渦形放電コイルが多重の渦形であるよう
にした請求項７記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項９】 渦形放電コイルの形状を変化させる手段
が、渦形放電コイルの中心側の一端を渦形放電コイルの
外周側の一端に対して相対的に回転させる機構であるよ
うにした請求項７又は請求項８に記載のプラズマ処理装
置。 - 【請求項１０】 渦形放電コイルの形状を変化させる手
段が、渦形放電コイルに設けたコイルタップを切り換え
る機構であるようにした請求項７又は請求項８に記載の
プラズマ処理装置。 - 【請求項１１】 真空容器内の電極上に基板を載置し、
真空容器内にガスを導入しつつ排気を行い、真空容器内
を所定の圧力に保ちながら、渦形放電コイルに高周波電
圧を印加することにより、真空容器内にプラズマを発生
させて、基板上に成膜するに際して、１枚の基板を処理
する間にガス種、ガス流量、圧力、放電コイル印加用高
周波電力の大きさ、上記電極への印加用高周波電力の大
きさ、各高周波電力の周波数のうち少なくとも１つの制
御パラメータを変化させるプラズマ処理方法であって、 成膜の途中で制御パラメータを変化させるタイミングに
合わせて、この制御パ ラメータを変化させる前後の成膜
速度の均一性を確保するように渦形放電コイルの形状を
変化させて前記基板に成膜するプラズマ処理方法。 - 【請求項１２】 基板に形成されたステップ高さの６０
％〜１００％付近にまで成膜されたタイミングに制御パ
ラメータを変化させ、この制御パラメータを変化させる
タイミングに合わせて、制御パラメータを変化させる前
後の成膜速度の均一性を確保するように渦形放電コイル
の形状を変化させて前記基板に成膜する請求項１１に記
載のプラズマ処理方法。 - 【請求項１３】 真空容器内の電極上に基板を載置し、
真空容器内にガスを導入しつつ排気を行い、真空容器内
を適当な圧力に保ちながら、渦形放電コイルに高周波電
圧を印加することにより、真空容器内にプラズマを発生
させて基板をエッチングするに際して、１枚の基板を処
理する間にガス種、ガス流量、圧力、放電コイル印加用
高周波電力の大きさ、上記電極への印加用高周波電力の
大きさ、各高周波電力の周波数のうち少なくとも１つの
制御パラメータを変化させるプラズマ処理方法であっ
て、 エッチングの途中で制御パラメータを変化させるタイミ
ングに合わせて、この制御パラメータを変化させる前後
のエッチングレートの均一性を確保するように渦形放電
コイルの形状を変化させて前記基板をエッチングするプ
ラズマ処理方法 。 - 【請求項１４】 基板上に被エッチング膜として多層膜
が形成されており、制御パラメータを変化させるタイミ
ングが、多層膜の構成要素である上層膜のエッチング終
点付近であるようにした請求項１３に記載のプラズマ処
理方法。 - 【請求項１５】 ガスはドライエッチング用であるよう
にした請求項１３又は請求項１４に記載のプラズマ処理
方法。 - 【請求項１６】 ガスはＣＶＤ用であるようにした請求
項１１又は請求項１２に記載のプラズマ処理方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP14336696A JP3090877B2 (ja) | 1995-06-06 | 1996-06-06 | プラズマ処理方法および装置 |
Applications Claiming Priority (3)
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|---|---|---|---|
| JP7-138348 | 1995-06-06 | ||
| JP13834895 | 1995-06-06 | ||
| JP14336696A JP3090877B2 (ja) | 1995-06-06 | 1996-06-06 | プラズマ処理方法および装置 |
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|---|---|
| JPH0955375A JPH0955375A (ja) | 1997-02-25 |
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ID=26471405
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|---|---|---|---|
| JP14336696A Expired - Lifetime JP3090877B2 (ja) | 1995-06-06 | 1996-06-06 | プラズマ処理方法および装置 |
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| JP (1) | JP3090877B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101370348B (zh) * | 2007-08-16 | 2014-09-24 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 电感耦合等离子体装置 |
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| JP6955791B1 (ja) * | 2020-06-15 | 2021-10-27 | アダプティブ プラズマ テクノロジー コーポレーション | 構造変形が可能なプラズマソースコイル及びその調整方法 |
-
1996
- 1996-06-06 JP JP14336696A patent/JP3090877B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| CN101370348B (zh) * | 2007-08-16 | 2014-09-24 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 电感耦合等离子体装置 |
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| JPH0955375A (ja) | 1997-02-25 |
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