JP3112610B2 - プラズマ発生装置 - Google Patents
プラズマ発生装置Info
- Publication number
- JP3112610B2 JP3112610B2 JP06023994A JP2399494A JP3112610B2 JP 3112610 B2 JP3112610 B2 JP 3112610B2 JP 06023994 A JP06023994 A JP 06023994A JP 2399494 A JP2399494 A JP 2399494A JP 3112610 B2 JP3112610 B2 JP 3112610B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- chamber
- frequency
- frequency coil
- power supply
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は適当な電子温度を持つプ
ラズマを発生させることができるプラズマ発生装置に関
する。
ラズマを発生させることができるプラズマ発生装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば、半導体集積回路の製造におい
ては、アッシング、エッチング、ＣＶＤ、スパッタリン
グ等の諸工程で、処理ガスのイオン化や化学反応等を促
進するために、プラズマが利用されている。従来より、
この種のプラズマを発生させる方法として、渦巻き状の
アンテナを用いる高周波誘電方式が知られている。
ては、アッシング、エッチング、ＣＶＤ、スパッタリン
グ等の諸工程で、処理ガスのイオン化や化学反応等を促
進するために、プラズマが利用されている。従来より、
この種のプラズマを発生させる方法として、渦巻き状の
アンテナを用いる高周波誘電方式が知られている。
【０００３】この高周波誘電方式は、例えば欧州特許公
開明細書第３７９８２８号に記載されているように、ウ
エハ載置台と対向するチャンバの一面（一般に上面）を
石英ガラス等の絶縁物で構成して、その外側の壁面に渦
巻き状のアンテナを固定し、これに高周波電流を流して
チャンバ内に高周波電磁場をつくり、この電磁場空間内
で流れる電子を処理ガスの中性粒子に衝突させて、ガス
を電離させ、プラズマを生成するようにしている。
開明細書第３７９８２８号に記載されているように、ウ
エハ載置台と対向するチャンバの一面（一般に上面）を
石英ガラス等の絶縁物で構成して、その外側の壁面に渦
巻き状のアンテナを固定し、これに高周波電流を流して
チャンバ内に高周波電磁場をつくり、この電磁場空間内
で流れる電子を処理ガスの中性粒子に衝突させて、ガス
を電離させ、プラズマを生成するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような高周波誘
導方式を用いるプラズマ処理装置では、渦巻き状アンテ
ナ直下のチャンバ内空間でプラズマが生成される。この
プラズマの生成密度は、各位置での電界強度に比例し、
半径方向において渦巻き状アンテナの中間部程に対応す
る位置でプラズマ密度が最も高く、それより内側および
外側に向かうほどプラズマ密度が低くなる。
導方式を用いるプラズマ処理装置では、渦巻き状アンテ
ナ直下のチャンバ内空間でプラズマが生成される。この
プラズマの生成密度は、各位置での電界強度に比例し、
半径方向において渦巻き状アンテナの中間部程に対応す
る位置でプラズマ密度が最も高く、それより内側および
外側に向かうほどプラズマ密度が低くなる。
【０００５】このように半径方向において不均一な密度
分布で発生したプラズマは高密度領域から低密度領域へ
拡散するため、下方の半導体ウェハ付近ではプラズマが
かなり均一化される。
分布で発生したプラズマは高密度領域から低密度領域へ
拡散するため、下方の半導体ウェハ付近ではプラズマが
かなり均一化される。
【０００６】また、プラズマが発生する発生領域を精細
かつ広範囲に制御するために、渦巻き状アンテナを２分
割し、各アンテナに高周波電力を印加するようにするこ
とが考えられている。
かつ広範囲に制御するために、渦巻き状アンテナを２分
割し、各アンテナに高周波電力を印加するようにするこ
とが考えられている。
【０００７】このように生成されたプラズマは、アンテ
ナの付近でプラズマが生成されるので、プラズマボリュ
−ムが小さく、しかもその密度が高い。このようなプラ
ズマを使用してエッチングあるいはＣＶＤの工程を行う
と、電子温度が高いことが原因となって、エッチングあ
るいはＣＶＤのプロセスが良好な特性とならないという
問題があった。
ナの付近でプラズマが生成されるので、プラズマボリュ
−ムが小さく、しかもその密度が高い。このようなプラ
ズマを使用してエッチングあるいはＣＶＤの工程を行う
と、電子温度が高いことが原因となって、エッチングあ
るいはＣＶＤのプロセスが良好な特性とならないという
問題があった。
【０００８】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、その目的はプラズマ生成用の高周波電源を間欠運転
することにより、プラズマ中でのガス分子の解離反応を
抑制し、エッチングあるいはＣＶＤの工程の特性を良好
なものとすることができるプラズマ発生装置を提供する
ことにある。
で、その目的はプラズマ生成用の高周波電源を間欠運転
することにより、プラズマ中でのガス分子の解離反応を
抑制し、エッチングあるいはＣＶＤの工程の特性を良好
なものとすることができるプラズマ発生装置を提供する
ことにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に係わるプラズ
マ発生装置は、チャンバ内にプラズマを発生させ、チャ
ンバ内に載置された被処理体にプラズマを用いて所定の
処理を施すプラズマ発生装置において、上記チャンバ内
の上記被処理体に対向して上記チャンバの外に配置され
た高周波コイルと、上記被処理体が載置される載置台に
設けられた下部電極と、上記高周波コイル及び下部電極
に高周波電源を間欠的に供給する電源供給手段とを具備
したことを特徴とする。
マ発生装置は、チャンバ内にプラズマを発生させ、チャ
ンバ内に載置された被処理体にプラズマを用いて所定の
処理を施すプラズマ発生装置において、上記チャンバ内
の上記被処理体に対向して上記チャンバの外に配置され
た高周波コイルと、上記被処理体が載置される載置台に
設けられた下部電極と、上記高周波コイル及び下部電極
に高周波電源を間欠的に供給する電源供給手段とを具備
したことを特徴とする。
【００１０】請求項２に係わるプラズマ発生装置は、チ
ャンバ内にプラズマを発生させ、チャンバ内に載置され
た被処理体にプラズマを用いて所定の処理を施すプラズ
マ発生装置において、上記チャンバ内の上記被処理体に
対向して上記チャンバの外に配置された高周波コイル
と、上記高周波コイルに高周波電源を間欠的に供給する
電源供給手段とを具備したことを特徴とする。
ャンバ内にプラズマを発生させ、チャンバ内に載置され
た被処理体にプラズマを用いて所定の処理を施すプラズ
マ発生装置において、上記チャンバ内の上記被処理体に
対向して上記チャンバの外に配置された高周波コイル
と、上記高周波コイルに高周波電源を間欠的に供給する
電源供給手段とを具備したことを特徴とする。
【００１１】請求項３に係わるプラズマ発生装置は、チ
ャンバ内にプラズマを発生させ、チャンバ内に載置され
た被処理体にプラズマを用いて所定の処理を施すプラズ
マ発生装置において、上記チャンバ内の上記被処理体に
対向して上記チャンバの外に配置された高周波コイル
と、上記被処理体が載置される載置台に設けられた下部
電極と、上記チャンバ内に発生するプラズマの解離状態
を検出する検出手段と、この検出手段で検出されたプラ
ズマの解離状態に応じて上記高周波コイル及び下部電極
に高周波電源を間欠的に供給する電源供給手段とを具備
したことを特徴とする。
ャンバ内にプラズマを発生させ、チャンバ内に載置され
た被処理体にプラズマを用いて所定の処理を施すプラズ
マ発生装置において、上記チャンバ内の上記被処理体に
対向して上記チャンバの外に配置された高周波コイル
と、上記被処理体が載置される載置台に設けられた下部
電極と、上記チャンバ内に発生するプラズマの解離状態
を検出する検出手段と、この検出手段で検出されたプラ
ズマの解離状態に応じて上記高周波コイル及び下部電極
に高周波電源を間欠的に供給する電源供給手段とを具備
したことを特徴とする。
【００１２】請求項４に係わるプラズマ発生装置は、チ
ャンバ内にプラズマを発生させ、チャンバ内に載置され
た被処理体にプラズマを用いて所定の処理を施すプラズ
マ発生装置において、上記チャンバ内の上記被処理体に
対向して上記チャンバの外に配置された高周波コイル
と、上記チャンバ内に発生するプラズマの解離状態を検
出する検出手段と、この検出手段で検出されたプラズマ
の解離状態に応じて上記高周波コイルに高周波電源を間
欠的に供給する電源供給手段とを具備したことを特徴と
する。
ャンバ内にプラズマを発生させ、チャンバ内に載置され
た被処理体にプラズマを用いて所定の処理を施すプラズ
マ発生装置において、上記チャンバ内の上記被処理体に
対向して上記チャンバの外に配置された高周波コイル
と、上記チャンバ内に発生するプラズマの解離状態を検
出する検出手段と、この検出手段で検出されたプラズマ
の解離状態に応じて上記高周波コイルに高周波電源を間
欠的に供給する電源供給手段とを具備したことを特徴と
する。
【００１３】
【作用】請求項１において、チャンバ内の上記被処理体
に対向して上記チャンバの外に配置された高周波コイル
及び被処理体が載置される載置台に設けられた下部電極
に高周波電源を間欠的に供給するようにしている。
に対向して上記チャンバの外に配置された高周波コイル
及び被処理体が載置される載置台に設けられた下部電極
に高周波電源を間欠的に供給するようにしている。
【００１４】請求項２において、チャンバ内の上記被処
理体に対向して上記チャンバの外に配置された高周波コ
イルに高周波電源を間欠的に供給するようにしている。
請求項３において、チャンバ内に発生するプラズマの解
離状態を検出する検出手段で検出されたプラズマの解離
状態に応じて、チャンバ内の被処理体に対向してチャン
バの外に配置された高周波コイル及び被処理体が載置さ
れる載置台に設けられた下部電極に高周波電源を間欠的
に供給するようにしている。
理体に対向して上記チャンバの外に配置された高周波コ
イルに高周波電源を間欠的に供給するようにしている。
請求項３において、チャンバ内に発生するプラズマの解
離状態を検出する検出手段で検出されたプラズマの解離
状態に応じて、チャンバ内の被処理体に対向してチャン
バの外に配置された高周波コイル及び被処理体が載置さ
れる載置台に設けられた下部電極に高周波電源を間欠的
に供給するようにしている。
【００１５】請求項４において、チャンバ内に発生する
プラズマの解離状態を検出する検出手段で検出されたプ
ラズマの解離状態に応じて、チャンバ内の被処理体に対
向してチャンバの外に配置された高周波コイルに高周波
電源を間欠的に供給するようにしている。
プラズマの解離状態を検出する検出手段で検出されたプ
ラズマの解離状態に応じて、チャンバ内の被処理体に対
向してチャンバの外に配置された高周波コイルに高周波
電源を間欠的に供給するようにしている。
【００１６】
【実施例】以下図面を参照して本発明の第１実施例につ
いて説明する。図１はプラズマ発生装置の制御ブロック
図、図２はプラズマ発生装置の全体構成を示す断面図、
図３は高周波コイルの形状を示す平面図、図４は静電チ
ャックの構成を示す断面図、図５は高周波アンテナに印
加するデュ−ティ制御された高周波電源の波形図を示
す。
いて説明する。図１はプラズマ発生装置の制御ブロック
図、図２はプラズマ発生装置の全体構成を示す断面図、
図３は高周波コイルの形状を示す平面図、図４は静電チ
ャックの構成を示す断面図、図５は高周波アンテナに印
加するデュ−ティ制御された高周波電源の波形図を示
す。
【００１７】図１において、１０はプラズマ発生装置の
チャンバである。このチャンバ１０の底面及び側面はア
ルミニウムで構成され、上面は石英ガラス１１よりなる
円筒状の密閉容器で構成されている。このチャンバ１０
の底面中央部には円柱状のセラミックあるいは石英等の
絶縁物より構成される支持部材１２が配設されている。
チャンバである。このチャンバ１０の底面及び側面はア
ルミニウムで構成され、上面は石英ガラス１１よりなる
円筒状の密閉容器で構成されている。このチャンバ１０
の底面中央部には円柱状のセラミックあるいは石英等の
絶縁物より構成される支持部材１２が配設されている。
【００１８】この支持部材１２の上端には例えばアルミ
ニウムよりなる円盤状の電極基台（下部電極）１３が設
置され、この基台１３の上面には石英あるいはセラミッ
ク等の絶縁性部材よりなるウェハ載置台１４が設置され
ている。
ニウムよりなる円盤状の電極基台（下部電極）１３が設
置され、この基台１３の上面には石英あるいはセラミッ
ク等の絶縁性部材よりなるウェハ載置台１４が設置され
ている。
【００１９】上記チャンバ１０の上面の石英ガラス１１
の外側の壁面には、円盤状の静電シ−ルドを行うための
例えば、アルミニウムよりなる常磁性金属１５が設置さ
れ、この常磁性金属１５の上には、第１の１巻き高周波
コイル１６とこの第１の１巻高周波コイル１６より大き
い半径を有する第２の１巻き高周波コイル１７が何らか
の絶縁体を介して設けられている。なお、この常磁性金
属１５は接地されている。
の外側の壁面には、円盤状の静電シ−ルドを行うための
例えば、アルミニウムよりなる常磁性金属１５が設置さ
れ、この常磁性金属１５の上には、第１の１巻き高周波
コイル１６とこの第１の１巻高周波コイル１６より大き
い半径を有する第２の１巻き高周波コイル１７が何らか
の絶縁体を介して設けられている。なお、この常磁性金
属１５は接地されている。
【００２０】この常磁性金属１５は第１の１巻き高周波
コイル１６と第２の１巻き高周波コイル１７に加わる電
圧によって、プラズマとの間に寄生的に存在する容量性
結合を避けるために設置されている。
コイル１６と第２の１巻き高周波コイル１７に加わる電
圧によって、プラズマとの間に寄生的に存在する容量性
結合を避けるために設置されている。
【００２１】第１の１巻き高周波コイル１６と第２の１
巻き高周波コイル１７は図３の平面図に示すような物理
的配置を有している。図３に示すように、各高周波コイ
ル１６，１７は同心円状に配設されており、第１の１巻
き高周波コイル１６は第２の１巻き高周波コイル１７よ
り小径をなしている。
巻き高周波コイル１７は図３の平面図に示すような物理
的配置を有している。図３に示すように、各高周波コイ
ル１６，１７は同心円状に配設されており、第１の１巻
き高周波コイル１６は第２の１巻き高周波コイル１７よ
り小径をなしている。
【００２２】なお、図１のチャンバ１０は図２のチャン
バより簡略化して図示してあり、チャンバ１０及びその
周辺部の詳細な構成は図２を参照して後述する。図１に
戻って、２１は図示しない操作部で設定されたデュ−テ
ィ比を指令する信号ａ及び低レベルでのピ−ク値を指令
する信号ｂを電源部２２に出力する制御回路である。こ
の電源部２２は入力される信号ａ及びｂに応じて図５
（Ａ）に示すように同じ高周波電圧をラインｃ，ｄの２
系統に出力する。また、基台１３には図５（Ｂ）に示す
ような例えば２ＭHz程度の高周波電圧が印加される。
バより簡略化して図示してあり、チャンバ１０及びその
周辺部の詳細な構成は図２を参照して後述する。図１に
戻って、２１は図示しない操作部で設定されたデュ−テ
ィ比を指令する信号ａ及び低レベルでのピ−ク値を指令
する信号ｂを電源部２２に出力する制御回路である。こ
の電源部２２は入力される信号ａ及びｂに応じて図５
（Ａ）に示すように同じ高周波電圧をラインｃ，ｄの２
系統に出力する。また、基台１３には図５（Ｂ）に示す
ような例えば２ＭHz程度の高周波電圧が印加される。
【００２３】そして、電源部２２から出力される高周波
電圧はマッチング回路２３を介して第１の１巻き高周波
コイル１６と第２の１巻き高周波コイル１７とにそれぞ
れ出力される。
電圧はマッチング回路２３を介して第１の１巻き高周波
コイル１６と第２の１巻き高周波コイル１７とにそれぞ
れ出力される。
【００２４】次に、図２において、チャンバ１０の底部
の四隅には、脚３１ａ〜３１ｂが取り付けられている。
なお、脚３１ｃ及び３１ｄについては図２中には図示し
てない。
の四隅には、脚３１ａ〜３１ｂが取り付けられている。
なお、脚３１ｃ及び３１ｄについては図２中には図示し
てない。
【００２５】また、基台１３には下部電源３２の非接地
側端子がコンデンサ３３を介して接続されている。この
下部電源３２は制御回路２１の制御により間欠運転制御
される。
側端子がコンデンサ３３を介して接続されている。この
下部電源３２は制御回路２１の制御により間欠運転制御
される。
【００２６】さらに、基台１３とウェハ載置台１４との
間には、静電チャック用電極３４が埋設されている。こ
の静電チャック用電極３４は図４に示すようにアルミニ
ウムあるいは銅よりなる電極層４１の両面をポリイミド
絶縁層４２で被覆した構成を有する。
間には、静電チャック用電極３４が埋設されている。こ
の静電チャック用電極３４は図４に示すようにアルミニ
ウムあるいは銅よりなる電極層４１の両面をポリイミド
絶縁層４２で被覆した構成を有する。
【００２７】電極層４１には直流電源４３の非接地側端
子が接続されている。このように、電極層４１に正の電
圧が印加されると、ウェハ載置台１４に載置されている
ウェハ４４は静電的に吸着される。
子が接続されている。このように、電極層４１に正の電
圧が印加されると、ウェハ載置台１４に載置されている
ウェハ４４は静電的に吸着される。
【００２８】チャンバ１０の側面上部には、ガス導入管
４５が気密に貫通され、シャワ−ヘッド４６に接続され
ている。また、チャンバ１０の側面下部には、ガス排出
管４７が設けられている。
４５が気密に貫通され、シャワ−ヘッド４６に接続され
ている。また、チャンバ１０の側面下部には、ガス排出
管４７が設けられている。
【００２９】チェンバ１０の側面上部には筒状のケ−シ
ング４８の下端部が固定され、その上端部にはインピ−
ダンス整合をとるためのＬＣ回路より構成されるマッチ
ングボックス４９が設置されている。
ング４８の下端部が固定され、その上端部にはインピ−
ダンス整合をとるためのＬＣ回路より構成されるマッチ
ングボックス４９が設置されている。
【００３０】このマッチングボックス４９を介して１
３．５６ＭHZの高周波電源５１が高周波コイル１６及び
１７にそれぞれ供給されている。そして、第１の１巻き
高周波コイル１６と第２の１巻き高周波コイル１７との
間にはアルミニウム、銅よりなる円筒状の電磁シ−ルド
筒５０が配設されている。
３．５６ＭHZの高周波電源５１が高周波コイル１６及び
１７にそれぞれ供給されている。そして、第１の１巻き
高周波コイル１６と第２の１巻き高周波コイル１７との
間にはアルミニウム、銅よりなる円筒状の電磁シ−ルド
筒５０が配設されている。
【００３１】この電磁シ−ルド筒５０は第１の１巻き高
周波コイル１６と第２の１巻き高周波コイル１７との間
の電界の相互干渉をなくすために設けられている。な
お、この電磁シ−ルド筒５０は接地されている。
周波コイル１６と第２の１巻き高周波コイル１７との間
の電界の相互干渉をなくすために設けられている。な
お、この電磁シ−ルド筒５０は接地されている。
【００３２】次に、上記のように構成された本発明の第
１実施例の動作について説明する。処理を受けるべき半
導体ウェハ４４がウェハ載置台１４に載置され、チェン
バ１０内がガス排気管４７を介して所定の真空度に排気
され、ガス供給管４５より所定の処理ガスが所定の圧力
・流量でチャンバ１０内に供給される状態を作り出す。
１実施例の動作について説明する。処理を受けるべき半
導体ウェハ４４がウェハ載置台１４に載置され、チェン
バ１０内がガス排気管４７を介して所定の真空度に排気
され、ガス供給管４５より所定の処理ガスが所定の圧力
・流量でチャンバ１０内に供給される状態を作り出す。
【００３３】制御回路２１は図示しない操作部で設定さ
れたデュ−ティ比を指令する信号ａ及び低レベルでのピ
−ク値を指令する信号ｂを電源部２２に出力する。ま
た、図５（Ａ）において、デュ−ティ比はｙ／（ｘ＋
ｙ）を示し、ピ−ク値ｂはピ−ク値ａの５０％以下の値
に設定されている。
れたデュ−ティ比を指令する信号ａ及び低レベルでのピ
−ク値を指令する信号ｂを電源部２２に出力する。ま
た、図５（Ａ）において、デュ−ティ比はｙ／（ｘ＋
ｙ）を示し、ピ−ク値ｂはピ−ク値ａの５０％以下の値
に設定されている。
【００３４】電源部２２は入力される信号ａ及びｂに応
じて図５（Ａ）に示す高周波電圧をマッチング回路２３
を介して第１の１巻き高周波コイル１６と第２の１巻き
高周波コイル１７とにそれぞれ出力される。また、電極
基台１３には図５（Ｂ）に示す電圧が印加される。
じて図５（Ａ）に示す高周波電圧をマッチング回路２３
を介して第１の１巻き高周波コイル１６と第２の１巻き
高周波コイル１７とにそれぞれ出力される。また、電極
基台１３には図５（Ｂ）に示す電圧が印加される。
【００３５】この高周波電圧の印加によって高周波コイ
ル１６，１７に高周波電流が流れると、高周波コイル１
６，１７の回りに交番磁界が発生し、その磁界の多くは
アンテナ中心部を縦方向に通って閉ル−プを形成する。
このような交番磁界によって高周波コイル１６，１７の
直下で概ね同心円状に円周方向の交番電界が誘起され、
この交番電界により円周方向に加速された電子が処理ガ
スの中性粒子に衝突することで、ガスが電離して、プラ
ズマｐが生成される。
ル１６，１７に高周波電流が流れると、高周波コイル１
６，１７の回りに交番磁界が発生し、その磁界の多くは
アンテナ中心部を縦方向に通って閉ル−プを形成する。
このような交番磁界によって高周波コイル１６，１７の
直下で概ね同心円状に円周方向の交番電界が誘起され、
この交番電界により円周方向に加速された電子が処理ガ
スの中性粒子に衝突することで、ガスが電離して、プラ
ズマｐが生成される。
【００３６】そして、プラズマに含まれるイオン、電子
やそれ以外の活性種が半導体ウェハ４４の表面全体に均
一に供給または照射され、ウェハ４４の表面全体で均一
に所定のプラズマ処理が行われる。
やそれ以外の活性種が半導体ウェハ４４の表面全体に均
一に供給または照射され、ウェハ４４の表面全体で均一
に所定のプラズマ処理が行われる。
【００３７】たとえば、プラズマエッチングでは、プラ
ズマで活性状態に励起されたガス分子がウェハ４４の表
面の被加工物質と化学反応してその固体の反応生成物が
ウェハ表面から離脱して、エッチングが遂行される。
ズマで活性状態に励起されたガス分子がウェハ４４の表
面の被加工物質と化学反応してその固体の反応生成物が
ウェハ表面から離脱して、エッチングが遂行される。
【００３８】なお、第１の１巻き高周波コイル１６と第
２の１巻き高周波コイル１７にデュ−ティ制御された電
源を印加するようにしたので、プラズマ中でのガス分子
の解離反応を抑制し、電子温度が低下したような状況が
作られる。このため、エッチングあるいはＣＶＤ工程の
プロセス特性を良好に維持することができる。
２の１巻き高周波コイル１７にデュ−ティ制御された電
源を印加するようにしたので、プラズマ中でのガス分子
の解離反応を抑制し、電子温度が低下したような状況が
作られる。このため、エッチングあるいはＣＶＤ工程の
プロセス特性を良好に維持することができる。
【００３９】次に、本発明の第２実施例について図６及
び図７を参照して説明する。図６はプラズマ発生装置の
制御ブロック図、図７は発光スペクトルの発光強度の分
布を示す図である。また、この第２実施例において、チ
ャンバ１０の詳細な構成は図２と同じであり、第１の１
巻き高周波コイル１６と第２の１巻き高周波コイル１７
の構成は図３のものと同じであり、静電チャック用電極
３４は図４の構成と同じである。
び図７を参照して説明する。図６はプラズマ発生装置の
制御ブロック図、図７は発光スペクトルの発光強度の分
布を示す図である。また、この第２実施例において、チ
ャンバ１０の詳細な構成は図２と同じであり、第１の１
巻き高周波コイル１６と第２の１巻き高周波コイル１７
の構成は図３のものと同じであり、静電チャック用電極
３４は図４の構成と同じである。
【００４０】図６において、図１と同一部分には同一番
号を付し、その詳細な説明については省略する。チャン
バ１０の側面には、チャンバ１０内に発生したプラズマ
の発光を外部に透過させるための石英などからなる窓６
０が形成されている。この窓６０に近接して、窓６０を
透過した光を集光するためのレンズ６１が設置されてい
る。
号を付し、その詳細な説明については省略する。チャン
バ１０の側面には、チャンバ１０内に発生したプラズマ
の発光を外部に透過させるための石英などからなる窓６
０が形成されている。この窓６０に近接して、窓６０を
透過した光を集光するためのレンズ６１が設置されてい
る。
【００４１】このレンズ６１で集光された光は光ファイ
バ６２を通して２つに分岐された後、分光器６３，６４
に送られ光が所定範囲のスペクトルに分光される。そし
て、分光器６３，６４によって得られた特定波長は光電
変換器６５，６６を介して電気信号に変換される。
バ６２を通して２つに分岐された後、分光器６３，６４
に送られ光が所定範囲のスペクトルに分光される。そし
て、分光器６３，６４によって得られた特定波長は光電
変換器６５，６６を介して電気信号に変換される。
【００４２】この光電変換器６５，６６から出力される
電気信号はアンプ６７，６８を介して増幅された後、制
御回路６９に出力される。この制御回路６９は本プラズ
マ発生装置の全体を制御する回路である。この制御回路
６９には半導体製造工程の各種制御パラメ−タを設定す
るレシピ−７０が接続されている。
電気信号はアンプ６７，６８を介して増幅された後、制
御回路６９に出力される。この制御回路６９は本プラズ
マ発生装置の全体を制御する回路である。この制御回路
６９には半導体製造工程の各種制御パラメ−タを設定す
るレシピ−７０が接続されている。
【００４３】制御回路６９はアンプ６７，６９から入力
される信号に基づいてデュ−ティ比及び低レベルでのピ
−ク値を決定し、デュ−ティ比を指令する信号ａ及びピ
−ク値を示す信号ｂを電源部２２に出力する。
される信号に基づいてデュ−ティ比及び低レベルでのピ
−ク値を決定し、デュ−ティ比を指令する信号ａ及びピ
−ク値を示す信号ｂを電源部２２に出力する。
【００４４】この電源部２２は入力される信号ａ及びｂ
に応じて図４（Ａ）に示すように同じ高周波電圧をライ
ンｃ，ｄの２系統に出力する。そして、電源部２２から
出力される高周波電圧はマッチング回路２３を介して第
１の１巻き高周波コイル１６と第２の１巻き高周波コイ
ル１７とにそれぞれ出力される。
に応じて図４（Ａ）に示すように同じ高周波電圧をライ
ンｃ，ｄの２系統に出力する。そして、電源部２２から
出力される高周波電圧はマッチング回路２３を介して第
１の１巻き高周波コイル１６と第２の１巻き高周波コイ
ル１７とにそれぞれ出力される。
【００４５】次に、上記のように構成された本発明の第
２実施例の動作について説明する。処理を受けるべき半
導体ウェハ４４がウェハ載置台１４に載置され、チェン
バ１０内がガス排気管４７を介して所定の真空度に排気
され、ガス供給管４５より所定の処理ガスが所定の圧力
・流量でチャンバ１０内に供給される状態を作り出す。
２実施例の動作について説明する。処理を受けるべき半
導体ウェハ４４がウェハ載置台１４に載置され、チェン
バ１０内がガス排気管４７を介して所定の真空度に排気
され、ガス供給管４５より所定の処理ガスが所定の圧力
・流量でチャンバ１０内に供給される状態を作り出す。
【００４６】制御回路２１は図示しない操作部で設定さ
れたデュ−ティ比を指令する信号ａ及び低レベルでのピ
−ク値を指令する信号ｂを電源部２２に出力する。電源
部２２は入力される信号ａ及びｂに応じて図５に示す高
周波電圧をマッチング回路２３を介して第１の１巻き高
周波コイル１６と第２の１巻き高周波コイル１７とにそ
れぞれ出力される。
れたデュ−ティ比を指令する信号ａ及び低レベルでのピ
−ク値を指令する信号ｂを電源部２２に出力する。電源
部２２は入力される信号ａ及びｂに応じて図５に示す高
周波電圧をマッチング回路２３を介して第１の１巻き高
周波コイル１６と第２の１巻き高周波コイル１７とにそ
れぞれ出力される。
【００４７】この高周波電圧の印加によって高周波コイ
ル１６，１７に高周波電流が流れると、高周波コイル１
６，１７の回りに交番磁界が発生し、その磁界の多くは
アンテナ中心部を縦方向に通って閉ル−プを形成する。
このような交番磁界によって高周波コイル１６，１７の
直下で概ね同心円状に円周方向の交番電界が誘起され、
この交番電界により円周方向に加速された電子が処理ガ
スの中性粒子に衝突することで、ガスが電離して、プラ
ズマｐが生成される。
ル１６，１７に高周波電流が流れると、高周波コイル１
６，１７の回りに交番磁界が発生し、その磁界の多くは
アンテナ中心部を縦方向に通って閉ル−プを形成する。
このような交番磁界によって高周波コイル１６，１７の
直下で概ね同心円状に円周方向の交番電界が誘起され、
この交番電界により円周方向に加速された電子が処理ガ
スの中性粒子に衝突することで、ガスが電離して、プラ
ズマｐが生成される。
【００４８】そして、プラズマに含まれるイオン、電子
やそれ以外の活性種が半導体ウェハ４４の表面全体に均
一に供給または照射され、ウェハ４４の表面全体で均一
に所定のプラズマ処理が行われる。
やそれ以外の活性種が半導体ウェハ４４の表面全体に均
一に供給または照射され、ウェハ４４の表面全体で均一
に所定のプラズマ処理が行われる。
【００４９】たとえば、プラズマエッチングでは、プラ
ズマで活性状態に励起されたガス分子がウェハ４４の表
面の被加工物質と化学反応してその固体の反応生成物が
ウェハ表面から離脱して、エッチングが遂行される。
ズマで活性状態に励起されたガス分子がウェハ４４の表
面の被加工物質と化学反応してその固体の反応生成物が
ウェハ表面から離脱して、エッチングが遂行される。
【００５０】ところで、チャンバ１０内に導入されたＣ
Ｆ系ガス、例えばＣＨＦ3 はプラズマ中で解離してＣＦ
2 他種類の活性種を発生し、これがシリコン酸化膜とし
て反応しエッチングが行われる。
Ｆ系ガス、例えばＣＨＦ3 はプラズマ中で解離してＣＦ
2 他種類の活性種を発生し、これがシリコン酸化膜とし
て反応しエッチングが行われる。
【００５１】この結果、ＳｉＦｘ、一酸化炭素などの反
応生成物が発生する。これら反応生成物のうち、一酸化
炭素あるいはエッチングガスであるＣＨＦ3 ガスはそれ
ぞれ特有のスペクトルをもって発光するので、これらの
発光をチャンバ１０の石英窓６０、レンズ６１、光ファ
イバ６２を介して２つに分岐された後、分光器６３，６
４に送られ光が図７に示すように所定範囲のスペクトル
に分光される。そして、分光器６３，６４によって得ら
れた特定波長は光電変換器６５，６６を介して電気信号
に変換される。
応生成物が発生する。これら反応生成物のうち、一酸化
炭素あるいはエッチングガスであるＣＨＦ3 ガスはそれ
ぞれ特有のスペクトルをもって発光するので、これらの
発光をチャンバ１０の石英窓６０、レンズ６１、光ファ
イバ６２を介して２つに分岐された後、分光器６３，６
４に送られ光が図７に示すように所定範囲のスペクトル
に分光される。そして、分光器６３，６４によって得ら
れた特定波長は光電変換器６５，６６を介して電気信号
に変換される。
【００５２】この光電変換器６５，６６から出力される
電気信号はアンプ６７，６８を介して増幅された後、制
御回路６９に出力される。制御回路６９はアンプ６７，
６８を介して入力される信号をプラズマｐの解離状態を
示す信号として取り込み、デュ−ティ比及び低レベルで
のピ−ク値を決定し、デュ−ティ比を指令する信号ａ及
びピ−ク値を示す信号ｂを電源部２２に出力する。
電気信号はアンプ６７，６８を介して増幅された後、制
御回路６９に出力される。制御回路６９はアンプ６７，
６８を介して入力される信号をプラズマｐの解離状態を
示す信号として取り込み、デュ−ティ比及び低レベルで
のピ−ク値を決定し、デュ−ティ比を指令する信号ａ及
びピ−ク値を示す信号ｂを電源部２２に出力する。
【００５３】この電源部２２は入力される信号ａ及びｂ
に応じて図５（Ａ）に示すように同じ高周波電圧をライ
ンｃ，ｄの２系統に出力する。このように、プラズマの
解離状態を検出し、その解離状態に応じて高周波電圧の
デュ−ティ比及び低レベルでのピ−ク値を決定するよう
にしたので、プラズマ中でのガス分子の解離反応を抑
し、エッチングあるいはＣＶＤの工程の特性を良好なも
のとすることができる。
に応じて図５（Ａ）に示すように同じ高周波電圧をライ
ンｃ，ｄの２系統に出力する。このように、プラズマの
解離状態を検出し、その解離状態に応じて高周波電圧の
デュ−ティ比及び低レベルでのピ−ク値を決定するよう
にしたので、プラズマ中でのガス分子の解離反応を抑
し、エッチングあるいはＣＶＤの工程の特性を良好なも
のとすることができる。
【００５４】なお、上述した第１及び第２実施例では、
２つの高周波コイル、つまり第１の１巻き高周波コイル
１６と第２の１巻き高周波コイル１７を設けるようにし
たが、渦巻き状の単一コイルに高周波コイルを流すよう
にしても良い。 さらに、上述した第１及び第２実施例
では２つの１巻き高周波コイルを使用したが、複数の１
巻き高周波コイルを使用しても良い。
２つの高周波コイル、つまり第１の１巻き高周波コイル
１６と第２の１巻き高周波コイル１７を設けるようにし
たが、渦巻き状の単一コイルに高周波コイルを流すよう
にしても良い。 さらに、上述した第１及び第２実施例
では２つの１巻き高周波コイルを使用したが、複数の１
巻き高周波コイルを使用しても良い。
【００５５】また、上述した第１及び第２実施例では第
１の１巻き高周波コイル１６と第２の１巻き高周波コイ
ル１７に供給する高周波電圧のデュ−ティ比及び低レベ
ルでのピ−ク値を可変するようにしたが、デュ−ティ比
のみを可変させるようにしても良い。
１の１巻き高周波コイル１６と第２の１巻き高周波コイ
ル１７に供給する高周波電圧のデュ−ティ比及び低レベ
ルでのピ−ク値を可変するようにしたが、デュ−ティ比
のみを可変させるようにしても良い。
【００５６】さらに、下部電極である電極基台１３に供
給する電源も間欠運転するようにしても良い。なお、本
発明はプラズマエッチング装置およびプラズマＣＶＤ装
置に限定されるものではなく、プラズマアッシング装置
等の他のプラズマ処理装置にも適用可能であり、被処理
体も半導体ウェハに限らず、ＬＣＤ基板その他の被処理
体でも可能である。
給する電源も間欠運転するようにしても良い。なお、本
発明はプラズマエッチング装置およびプラズマＣＶＤ装
置に限定されるものではなく、プラズマアッシング装置
等の他のプラズマ処理装置にも適用可能であり、被処理
体も半導体ウェハに限らず、ＬＣＤ基板その他の被処理
体でも可能である。
【００５７】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、プ
ラズマ生成用の高周波電源を間欠運転することにより、
プラズマ中でのガス分子の解離反応を抑制し、エッチン
グあるいはＣＶＤの工程の特性を良好なものとすること
ができるプラズマ発生装置を提供することができる。
ラズマ生成用の高周波電源を間欠運転することにより、
プラズマ中でのガス分子の解離反応を抑制し、エッチン
グあるいはＣＶＤの工程の特性を良好なものとすること
ができるプラズマ発生装置を提供することができる。
【図１】本発明の第１実施例に係わるプラズマ発生装置
の制御ブロック図。
の制御ブロック図。
【図２】同プラズマ発生装置の全体構成を示す断面図。
【図３】高周波コイルの形状を示す平面図。
【図４】静電チャックの構成を示す断面図。
【図５】高周波アンテナに印加するデュ−ティ制御され
た高周波電源の波形図。
た高周波電源の波形図。
【図６】本発明の第２実施例に係わるプラズマ発生装置
の制御ブロック図。
の制御ブロック図。
【図７】発光スペクトルの発光強度の分布を示す図。
１０…チャンバ、１１…石英ガラス、１２…支持部材、
１３…基台、１４…ウェハ載置台、１５…常磁性金属、
１６…第１の１巻き高周波コイル、１７…第２の１巻き
高周波コイル、２１…制御回路、２２…電源部、２３…
マッチング回路。
１３…基台、１４…ウェハ載置台、１５…常磁性金属、
１６…第１の１巻き高周波コイル、１７…第２の１巻き
高周波コイル、２１…制御回路、２２…電源部、２３…
マッチング回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｈ０１Ｑ 7/00 Ｈ０１Ｑ 7/00 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ 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】 チャンバ内にプラズマを発生させ、チャ
ンバ内に載置された被処理体にプラズマを用いて所定の
処理を施すプラズマ発生装置において、上記チャンバ内
の上記被処理体に対向して上記チャンバの外に配置され
た高周波コイルと、上記被処理体が載置される載置台に
設けられた下部電極と、上記高周波コイル及び下部電極
に高周波電源を間欠的に供給する電源供給手段とを具備
したことを特徴とするプラズマ発生装置。 - 【請求項２】 チャンバ内にプラズマを発生させ、チャ
ンバ内に載置された被処理体にプラズマを用いて所定の
処理を施すプラズマ発生装置において、上記チャンバ内
の上記被処理体に対向して上記チャンバの外に配置され
た高周波コイルと、上記高周波コイルに高周波電源を間
欠的に供給する電源供給手段とを具備したことを特徴と
するプラズマ発生装置。 - 【請求項３】 チャンバ内にプラズマを発生させ、チャ
ンバ内に載置された被処理体にプラズマを用いて所定の
処理を施すプラズマ発生装置において、上記チャンバ内
の上記被処理体に対向して上記チャンバの外に配置され
た高周波コイルと、上記被処理体が載置される載置台に
設けられた下部電極と、上記チャンバ内に発生するプラ
ズマの解離状態を検出する検出手段と、この検出手段で
検出されたプラズマの解離状態に応じて上記高周波コイ
ル及び下部電極に高周波電源を間欠的に供給する電源供
給手段とを具備したことを特徴とするプラズマ発生装
置。 - 【請求項４】 チャンバ内にプラズマを発生させ、チャ
ンバ内に載置された被処理体にプラズマを用いて所定の
処理を施すプラズマ発生装置において、上記チャンバ内
の上記被処理体に対向して上記チャンバの外に配置され
た高周波コイルと、上記チャンバ内に発生するプラズマ
の解離状態を検出する検出手段と、この検出手段で検出
されたプラズマの解離状態に応じて上記高周波コイルに
高周波電源を間欠的に供給する電源供給手段とを具備し
たことを特徴とするプラズマ発生装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06023994A JP3112610B2 (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | プラズマ発生装置 |
| US08/327,798 US5571366A (en) | 1993-10-20 | 1994-10-20 | Plasma processing apparatus |
| KR1019940026833A KR100276736B1 (ko) | 1993-10-20 | 1994-10-20 | 플라즈마 처리장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06023994A JP3112610B2 (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | プラズマ発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07235393A JPH07235393A (ja) | 1995-09-05 |
| JP3112610B2 true JP3112610B2 (ja) | 2000-11-27 |
Family
ID=12126140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06023994A Expired - Lifetime JP3112610B2 (ja) | 1993-10-20 | 1994-02-22 | プラズマ発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3112610B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4643933B2 (ja) * | 2004-07-06 | 2011-03-02 | パナソニック株式会社 | プラズマ処理方法およびプラグ形成方法 |
| JP5231308B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2013-07-10 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
| US10395894B2 (en) * | 2017-08-31 | 2019-08-27 | Lam Research Corporation | Systems and methods for achieving peak ion energy enhancement with a low angular spread |
-
1994
- 1994-02-22 JP JP06023994A patent/JP3112610B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07235393A (ja) | 1995-09-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5571366A (en) | Plasma processing apparatus | |
| US6679981B1 (en) | Inductive plasma loop enhancing magnetron sputtering | |
| US5851600A (en) | Plasma process method and apparatus | |
| KR100238627B1 (ko) | 플라즈마 처리장치 | |
| JP3776856B2 (ja) | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 | |
| JPS63174321A (ja) | イオン・エッチング及びケミカル・ベーパー・デポジション装置及び方法 | |
| US6531030B1 (en) | Inductively coupled plasma etching apparatus | |
| JPH09289193A (ja) | プラズマ発生装置及びその方法、並びにプラズマ処理装置及びその方法 | |
| JP3254069B2 (ja) | プラズマ装置 | |
| JP3531511B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP3043217B2 (ja) | プラズマ発生装置 | |
| JPH10134995A (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
| JP3112610B2 (ja) | プラズマ発生装置 | |
| JP2000306891A (ja) | プラズマ処理装置 | |
| US6462483B1 (en) | Induction plasma processing chamber | |
| JP3077009B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP3043215B2 (ja) | プラズマ発生装置 | |
| JP3294839B2 (ja) | プラズマ処理方法 | |
| CN110770880A (zh) | 等离子处理装置 | |
| JP3662212B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP2004140391A (ja) | プラズマ処理装置および方法 | |
| JP2002222801A (ja) | プラズマ処理装置および方法 | |
| JP3662211B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP3205542B2 (ja) | プラズマ装置 | |
| JPH0687440B2 (ja) | マイクロ波プラズマ発生方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120922 Year of fee payment: 12 |