JP3113786B2 - プラズマ処理装置及びその制御方法 - Google Patents
プラズマ処理装置及びその制御方法Info
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- JP3113786B2 JP3113786B2 JP06330240A JP33024094A JP3113786B2 JP 3113786 B2 JP3113786 B2 JP 3113786B2 JP 06330240 A JP06330240 A JP 06330240A JP 33024094 A JP33024094 A JP 33024094A JP 3113786 B2 JP3113786 B2 JP 3113786B2
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- plasma
- lower electrode
- frequency
- upper electrode
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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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はプラズマ処理装置及びそ
の制御方法に関する。
の制御方法に関する。
【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に対して高周波発振器104より整合
器105を介してたとえば13.56MHzの高周波電
圧を上部電極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に対して高周波発振器104より整合
器105を介してたとえば13.56MHzの高周波電
圧を上部電極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の制御が困難であ
り、また接地電位に保持される処理室101の壁面に放
電の一部が逃げるなどの問題点を抱えているため、プラ
ズマが不均一、不安定になり易く、近年要求されている
ようなハーフミクロン単位、さらにはクォータミクロン
単位の超微細加工に対応させることが難しかった。
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の制御が困難であ
り、また接地電位に保持される処理室101の壁面に放
電の一部が逃げるなどの問題点を抱えているため、プラ
ズマが不均一、不安定になり易く、近年要求されている
ようなハーフミクロン単位、さらにはクォータミクロン
単位の超微細加工に対応させることが難しかった。
【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高周波発振器106により第1整合器
107を介して第1高周波電力を印加するとともに、下
部電極102には第2高周波発振器108により第2整
合器109を介して第2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
し、超微細加工を実現しようとする試みがなされてい
る。
3に対しては第1高周波発振器106により第1整合器
107を介して第1高周波電力を印加するとともに、下
部電極102には第2高周波発振器108により第2整
合器109を介して第2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
し、超微細加工を実現しようとする試みがなされてい
る。
【0006】また一方で、超微細加工の問題に対応する
ために、圧力条件を、例えば100mTorr以下の低
圧に設定したり、あるいは処理ガスの選定により、チャ
ージアップダメージを回避しながら、高選択比及び高エ
ッチングレートの超微細加工を行う試みがなされてい
る。
ために、圧力条件を、例えば100mTorr以下の低
圧に設定したり、あるいは処理ガスの選定により、チャ
ージアップダメージを回避しながら、高選択比及び高エ
ッチングレートの超微細加工を行う試みがなされてい
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】しかしながら、図4に示
すような従来の2電極方式のプラズマ処理装置では、2
つの発振器から出力される高周波電力同士の干渉や波形
の歪みのために、プラズマ発生時又はプラズマ停止時の
制御が困難であり、場合によっては、被処理体にチャー
ジアップなどのダメージを与えるおそれがあった。
すような従来の2電極方式のプラズマ処理装置では、2
つの発振器から出力される高周波電力同士の干渉や波形
の歪みのために、プラズマ発生時又はプラズマ停止時の
制御が困難であり、場合によっては、被処理体にチャー
ジアップなどのダメージを与えるおそれがあった。
【0008】本発明は、従来の2電極方式のプラズマ処
理装置が有する如上の問題点に鑑みて成されたものであ
り、プラズマの発生及び停止を円滑に行い、被処理体に
対するダメージを最小限に抑えることが可能な、新規か
つ改良されたプラズマ処理装置及びその制御方法を提供
することである。
理装置が有する如上の問題点に鑑みて成されたものであ
り、プラズマの発生及び停止を円滑に行い、被処理体に
対するダメージを最小限に抑えることが可能な、新規か
つ改良されたプラズマ処理装置及びその制御方法を提供
することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第1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、前記上部電極に高周波電力を印加する第1高周波発
振器と、前記下部電極に高周波電力を印加する第2高周
波発振器とを備えたプラズマ処理装置に、前記第1高周
波発振器及び前記第2高周波発振器のオンオフタイミン
グを制御するためのタイミング制御器、及び前記第1高
周波発振器及び前記第2高周波発振器の出力を段階的に
制御するための出力制御器を設けている。
に、本発明の第1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、前記上部電極に高周波電力を印加する第1高周波発
振器と、前記下部電極に高周波電力を印加する第2高周
波発振器とを備えたプラズマ処理装置に、前記第1高周
波発振器及び前記第2高周波発振器のオンオフタイミン
グを制御するためのタイミング制御器、及び前記第1高
周波発振器及び前記第2高周波発振器の出力を段階的に
制御するための出力制御器を設けている。
【0010】さらにまた本発明の別の観点によれば、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、前記上部電極に高周波電力を印加す
る第1高周波発振器と、前記下部電極に高周波電力を印
加する第2高周波発振器とを備えたプラズマ処理装置
は、プラズマ発生時には、前記第1高周波発振器又は前
記第2高周波発振器のいずれか一方をオンにしてプラズ
マを点火させた後に、前記第1高周波発振器又は前記第
2高周波発振器のいずれか他方をオンにするように制御
される。また同様にプラズマ停止時には、前記第1高周
波発振器又は前記第2高周波発振器のいずれか一方をオ
フにした後に、前記第1高周波発振器又は前記第2高周
波発振器のいずれか他方をオフにするように、あるいは
前記第1高周波発振器及び前記第2高周波発振器の総出
力を段階的に減少させて、プラズマを切るように制御さ
れる。
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、前記上部電極に高周波電力を印加す
る第1高周波発振器と、前記下部電極に高周波電力を印
加する第2高周波発振器とを備えたプラズマ処理装置
は、プラズマ発生時には、前記第1高周波発振器又は前
記第2高周波発振器のいずれか一方をオンにしてプラズ
マを点火させた後に、前記第1高周波発振器又は前記第
2高周波発振器のいずれか他方をオンにするように制御
される。また同様にプラズマ停止時には、前記第1高周
波発振器又は前記第2高周波発振器のいずれか一方をオ
フにした後に、前記第1高周波発振器又は前記第2高周
波発振器のいずれか他方をオフにするように、あるいは
前記第1高周波発振器及び前記第2高周波発振器の総出
力を段階的に減少させて、プラズマを切るように制御さ
れる。
【0011】
【作用】本発明によれば、プラズマ発生時には、一方の
電極に高周波電力を印加してプラズマを点火した後に、
他方の電極に高周波電力が印加されてエッチング処理用
のプラズマ、すなわち解離数が多くプラズマ密度の高い
プラズマを生成するので、ウェハに対するチャージアッ
プダメージを軽減することができる。
電極に高周波電力を印加してプラズマを点火した後に、
他方の電極に高周波電力が印加されてエッチング処理用
のプラズマ、すなわち解離数が多くプラズマ密度の高い
プラズマを生成するので、ウェハに対するチャージアッ
プダメージを軽減することができる。
【0012】またプラズマ停止時にも、一方の電極に印
加される高周波電力を停止し、プラズマの解離数を下げ
た後に、他方の電極に印加する高周波電力を落とすか、
あるいは、2つの電極に印加される総電力を段階的に落
としながらプラズマを停止するので、ウェハに対するチ
ャージアップダメージを最小限に抑えることが可能であ
る。
加される高周波電力を停止し、プラズマの解離数を下げ
た後に、他方の電極に印加する高周波電力を落とすか、
あるいは、2つの電極に印加される総電力を段階的に落
としながらプラズマを停止するので、ウェハに対するチ
ャージアップダメージを最小限に抑えることが可能であ
る。
【0013】
【実施例】以下に添付図面を参照しながら、本発明をプ
ラズマエッチング装置に適用した一実施例について詳細
に説明する。
ラズマエッチング装置に適用した一実施例について詳細
に説明する。
【0014】図1に示すプラズマエッチング装置1は、
導電性材料、例えばアルミニウムなどから成る円筒ある
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内には、モータなどの昇降機構3により昇降
運動自在に構成されたウェハWを載置するための略円筒
状の載置台4が収容される。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することが可能であり、その
内部には、熱媒循環手段5などの熱源手段が内設され、
被処理体の処理面を所望の温度に調整することができる
ように構成されている。
導電性材料、例えばアルミニウムなどから成る円筒ある
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内には、モータなどの昇降機構3により昇降
運動自在に構成されたウェハWを載置するための略円筒
状の載置台4が収容される。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することが可能であり、その
内部には、熱媒循環手段5などの熱源手段が内設され、
被処理体の処理面を所望の温度に調整することができる
ように構成されている。
【0015】この熱媒循環手段5には、図示しない温調
手段により適当な温度に温調された熱媒を熱媒導入管6
を介して導入可能であり、導入された熱媒は熱媒循環手
段5内を循環し、その間に冷熱又は温熱が上記載置台4
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に温調することが可能であ
る。熱交換後の熱媒は熱媒排出管7より容器外へ排出さ
れる。なお、図示の例では、図示しない温調手段により
予め温調された熱媒を循環させる構成を示したが、この
他にも、冷却ジャケット及び加熱用ヒータを上記載置台
4に内装して上記載置台4を加熱冷却することにより、
ウェハWの温調を行う構成を採用することも可能であ
る。
手段により適当な温度に温調された熱媒を熱媒導入管6
を介して導入可能であり、導入された熱媒は熱媒循環手
段5内を循環し、その間に冷熱又は温熱が上記載置台4
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に温調することが可能であ
る。熱交換後の熱媒は熱媒排出管7より容器外へ排出さ
れる。なお、図示の例では、図示しない温調手段により
予め温調された熱媒を循環させる構成を示したが、この
他にも、冷却ジャケット及び加熱用ヒータを上記載置台
4に内装して上記載置台4を加熱冷却することにより、
ウェハWの温調を行う構成を採用することも可能であ
る。
【0016】上記載置台4は、上面中央部が凸状にされ
た円板状で、この中央上面には、被処理体を保持するた
めのチャック部として、たとえば静電チャック8が被処
理体である半導体ウェハWと略同径大、もしくはウェハ
Wの径よりも若干小さい径又は若干大きい径で設けられ
ている。この静電チャック8は、ウェハWを載置保持す
る面としてポリイミド樹脂などの高分子絶縁材料からな
る2枚のフィルム8a、8b間に銅箔などの導電膜8c
を挟持した静電チャックシートより構成されており、そ
の導電膜8cは、電圧供給リード9により、途中高周波
をカットするフィルタ10、たとえばコイルを介して可
変直流電圧源11に接続されている。したがって、その
導電膜8cに高電圧を印加することにより、静電チャッ
ク8の上側フィルム8aの上面にウェハWをクーロン力
により吸着保持し得るように構成されている。なお図示
の実施例では、被処理体を吸着保持するチャック手段と
して静電チャック8を例に挙げて説明するが、本発明は
かかる構成に限定されない。たとえば、昇降運動自在の
円環状のクランプ部材により被処理体を機械的に保持す
るメカニカル・チャック手段を使用することも可能であ
るが、ウェハWに対するダメージを軽減する観点からは
静電チャック8を適用することが好ましい。
た円板状で、この中央上面には、被処理体を保持するた
めのチャック部として、たとえば静電チャック8が被処
理体である半導体ウェハWと略同径大、もしくはウェハ
Wの径よりも若干小さい径又は若干大きい径で設けられ
ている。この静電チャック8は、ウェハWを載置保持す
る面としてポリイミド樹脂などの高分子絶縁材料からな
る2枚のフィルム8a、8b間に銅箔などの導電膜8c
を挟持した静電チャックシートより構成されており、そ
の導電膜8cは、電圧供給リード9により、途中高周波
をカットするフィルタ10、たとえばコイルを介して可
変直流電圧源11に接続されている。したがって、その
導電膜8cに高電圧を印加することにより、静電チャッ
ク8の上側フィルム8aの上面にウェハWをクーロン力
により吸着保持し得るように構成されている。なお図示
の実施例では、被処理体を吸着保持するチャック手段と
して静電チャック8を例に挙げて説明するが、本発明は
かかる構成に限定されない。たとえば、昇降運動自在の
円環状のクランプ部材により被処理体を機械的に保持す
るメカニカル・チャック手段を使用することも可能であ
るが、ウェハWに対するダメージを軽減する観点からは
静電チャック8を適用することが好ましい。
【0017】そして、この静電チャックシート8には、
伝熱ガス供給孔12が同心円状に穿設されている。これ
らの伝熱ガス供給孔12には、伝熱ガス供給管13が接
続されており、図示しないガス源よりヘリウムなどの伝
熱ガスを、被処理体Wの裏面と静電チャック8のチャッ
ク面との間に形成される微小空間に供給し、上記載置台
4から被処理体Wへの伝熱効率を高めることが可能であ
る。
伝熱ガス供給孔12が同心円状に穿設されている。これ
らの伝熱ガス供給孔12には、伝熱ガス供給管13が接
続されており、図示しないガス源よりヘリウムなどの伝
熱ガスを、被処理体Wの裏面と静電チャック8のチャッ
ク面との間に形成される微小空間に供給し、上記載置台
4から被処理体Wへの伝熱効率を高めることが可能であ
る。
【0018】さらに上記載置台4の周囲には、静電チャ
ック8上のウェハWの外周を囲むように環状のフォーカ
スリング14が配置されている。このフォーカスリング
14は反応性イオンを引き寄せない絶縁性または導電性
の材料からなり、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ものであ
る。上記載置台4と上記処理容器2の内壁との間には複
数のバッフル孔が穿設された排気リング15が、上記載
置台4を囲むとともに、上記フォーカスリング14の外
縁がかかるように配置されている。この排気リング15
は、排気流の流れを整え、処理容器2内から処理ガスな
どを均一に排気するためのものである。
ック8上のウェハWの外周を囲むように環状のフォーカ
スリング14が配置されている。このフォーカスリング
14は反応性イオンを引き寄せない絶縁性または導電性
の材料からなり、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ものであ
る。上記載置台4と上記処理容器2の内壁との間には複
数のバッフル孔が穿設された排気リング15が、上記載
置台4を囲むとともに、上記フォーカスリング14の外
縁がかかるように配置されている。この排気リング15
は、排気流の流れを整え、処理容器2内から処理ガスな
どを均一に排気するためのものである。
【0019】そして上記載置台4には、中空に成形され
た導体よりなる給電棒16が接続され、さらに、この給
電棒16にはブロッキングコンデンサなどから成る整合
器17を介して高周波発振器18が接続されており、プ
ロセス時には、たとえば13.56MHzの高周波電力
を上記給電棒16を介して上記載置台4に印加すること
が可能である。なお、上記整合器17と上記載置台4と
の間には検出器19が介装されている。この検出器19
により検出された高周波発振器18の出力に関する情報
は制御器20にフィードバックされ、プロセス制御の際
に使用される。なお、この制御器20は、後述するよう
に上部電極21及び下部電極4への高周波電力の印加の
オンオフタイミング及び出力を制御するタイミング制御
器及び出力制御器を含んでいる。以上のように、上記載
置台4は下部電極として作用し、後述するように被処理
体Wに対向するように設けられた上部電極21との間に
グロー放電を生じ、処理容器内に導入された処理ガスを
プラズマ化し、そのプラズマ流にて被処理体にエッチン
グ処理を施すことが可能である。
た導体よりなる給電棒16が接続され、さらに、この給
電棒16にはブロッキングコンデンサなどから成る整合
器17を介して高周波発振器18が接続されており、プ
ロセス時には、たとえば13.56MHzの高周波電力
を上記給電棒16を介して上記載置台4に印加すること
が可能である。なお、上記整合器17と上記載置台4と
の間には検出器19が介装されている。この検出器19
により検出された高周波発振器18の出力に関する情報
は制御器20にフィードバックされ、プロセス制御の際
に使用される。なお、この制御器20は、後述するよう
に上部電極21及び下部電極4への高周波電力の印加の
オンオフタイミング及び出力を制御するタイミング制御
器及び出力制御器を含んでいる。以上のように、上記載
置台4は下部電極として作用し、後述するように被処理
体Wに対向するように設けられた上部電極21との間に
グロー放電を生じ、処理容器内に導入された処理ガスを
プラズマ化し、そのプラズマ流にて被処理体にエッチン
グ処理を施すことが可能である。
【0020】上記上部電極21は、下部電極を構成する
上記載置台4の載置面上方に、これより所定間隔、例え
ば約5mm〜150mm程度離間させて配置されてい
る。なお上記上部電極21と上記下部電極4との間隔は
上記昇降機構3により上記下部電極4を上下動すること
により調整することができる。なお、処理時には、被処
理体の膜質に応じて上記間隔を調整し、プラズマの均一
性を制御することが可能である。
上記載置台4の載置面上方に、これより所定間隔、例え
ば約5mm〜150mm程度離間させて配置されてい
る。なお上記上部電極21と上記下部電極4との間隔は
上記昇降機構3により上記下部電極4を上下動すること
により調整することができる。なお、処理時には、被処
理体の膜質に応じて上記間隔を調整し、プラズマの均一
性を制御することが可能である。
【0021】そして、この上部電極21には、上記下部
電極4と同様に、ブロッキングコンデンサなどから成る
整合器28を介して高周波発振器29が接続されてお
り、プロセス時には、たとえば13.56MHzの高周
波電力を上記上部電極21に印加することが可能であ
る。なお、上記整合器28と上記上部電極21との間に
は検出器30が介装されている。この検出器30により
検出された高周波発振器29の出力に関する情報ついて
も、制御器20にフィードバックされ、プラズマの点
火、停止その他のプロセス制御の際に使用される。
電極4と同様に、ブロッキングコンデンサなどから成る
整合器28を介して高周波発振器29が接続されてお
り、プロセス時には、たとえば13.56MHzの高周
波電力を上記上部電極21に印加することが可能であ
る。なお、上記整合器28と上記上部電極21との間に
は検出器30が介装されている。この検出器30により
検出された高周波発振器29の出力に関する情報ついて
も、制御器20にフィードバックされ、プラズマの点
火、停止その他のプロセス制御の際に使用される。
【0022】さて、上記上部電極21は中空に形成さ
れ、その中空部に処理ガス供給管22が接続され、処理
ガス源23より流量制御器(MFC)24を介して所定
の処理ガス、例えば、少なくとも臭化水素(HBr)及
び塩素(Cl2)のいずれか一方を含むプロセスガスを
導入することが可能である。さらに中空部の中程には、
処理ガスの均一拡散を促進するための多数の小孔が穿設
されたバッフル板25が配置され、このバッフル板25
の下方には処理ガス噴出口として多数の小孔26が穿設
された板部材からなる処理ガス導入部27が設置されて
いる。さらに上記処理容器2の下方には真空ポンプなど
からなる排気系に連通する排気口31が設けられてお
り、処理室内を所定の圧力に、たとえば100mTor
r以下の減圧雰囲気に真空排気することが可能である。
れ、その中空部に処理ガス供給管22が接続され、処理
ガス源23より流量制御器(MFC)24を介して所定
の処理ガス、例えば、少なくとも臭化水素(HBr)及
び塩素(Cl2)のいずれか一方を含むプロセスガスを
導入することが可能である。さらに中空部の中程には、
処理ガスの均一拡散を促進するための多数の小孔が穿設
されたバッフル板25が配置され、このバッフル板25
の下方には処理ガス噴出口として多数の小孔26が穿設
された板部材からなる処理ガス導入部27が設置されて
いる。さらに上記処理容器2の下方には真空ポンプなど
からなる排気系に連通する排気口31が設けられてお
り、処理室内を所定の圧力に、たとえば100mTor
r以下の減圧雰囲気に真空排気することが可能である。
【0023】さらに、上記処理容器2の一方の側面の下
方には、ゲートバルブ32を介してロードロック室33
が設置されている。このロードロック室33には、搬送
アーム34を備えた搬送機構35が設置されている。図
示のように、上記ゲートバルブ32は、上記処理容器2
の下方に開口部を有しているので、ウェハWを搬入搬出
する際には、上記昇降機構3により上記載置台4を下降
させる。これに対して、ウェハWの処理時には、上記上
部電極21と上記下部電極4との間隔が最適になるま
で、上記昇降機構3により上記載置台4を上昇させ、処
理を行うように構成されている。
方には、ゲートバルブ32を介してロードロック室33
が設置されている。このロードロック室33には、搬送
アーム34を備えた搬送機構35が設置されている。図
示のように、上記ゲートバルブ32は、上記処理容器2
の下方に開口部を有しているので、ウェハWを搬入搬出
する際には、上記昇降機構3により上記載置台4を下降
させる。これに対して、ウェハWの処理時には、上記上
部電極21と上記下部電極4との間隔が最適になるま
で、上記昇降機構3により上記載置台4を上昇させ、処
理を行うように構成されている。
【0024】次に、上記のように構成されたプラズマエ
ッチング装置の動作に関する実施例について簡単に説明
する。
ッチング装置の動作に関する実施例について簡単に説明
する。
【0025】処理対象であるウェハWは、ロードロック
室33よりハンドリングアーム34によりゲートバルブ
32を介して、処理室2内に搬入される。その際に、載
置台4は、昇降機構3により搬送位置にまで下降されて
いる。ウェハWはハンドリングアーム34により載置台
4の静電チャック8の吸着面に載置され、直流高圧電源
11より高電圧が上記静電チャック8の導電層8cに印
加され、クーロン力によりウェハWがチャック面に吸着
保持される。その後、昇降機構3により上記載置台4は
処理位置にまで上昇される。その後、処理室内は、所定
の圧力雰囲気、例えば100mTorrに減圧され、ガ
ス源23より、カーボンレスのHBrとCl2の混合ガ
スが、上部電極21を介して処理室内に導入される。
室33よりハンドリングアーム34によりゲートバルブ
32を介して、処理室2内に搬入される。その際に、載
置台4は、昇降機構3により搬送位置にまで下降されて
いる。ウェハWはハンドリングアーム34により載置台
4の静電チャック8の吸着面に載置され、直流高圧電源
11より高電圧が上記静電チャック8の導電層8cに印
加され、クーロン力によりウェハWがチャック面に吸着
保持される。その後、昇降機構3により上記載置台4は
処理位置にまで上昇される。その後、処理室内は、所定
の圧力雰囲気、例えば100mTorrに減圧され、ガ
ス源23より、カーボンレスのHBrとCl2の混合ガ
スが、上部電極21を介して処理室内に導入される。
【0026】次いで、図2に示すようなタイミングチャ
ートに従って、プラズマが点火される。すなわち、まず
下部電極4に対して高周波電力を印加し、プラズマを点
火する。それから所定時間、例えば1秒後に、上部電極
21に対して高周波電力を印加して、エッチング処理用
のプラズマを生成するので、解離数が多くプラズマ密度
の高いプラズマを得ることができる。
ートに従って、プラズマが点火される。すなわち、まず
下部電極4に対して高周波電力を印加し、プラズマを点
火する。それから所定時間、例えば1秒後に、上部電極
21に対して高周波電力を印加して、エッチング処理用
のプラズマを生成するので、解離数が多くプラズマ密度
の高いプラズマを得ることができる。
【0027】以上のようにして生成されたプラズマによ
り、ウェハWに対してエッチング処理が施される。この
間、両電極に印加される高周波電力は検出器19及び3
0により監視されており、その信号は制御器20にフィ
ードバックされて、最適な処理条件が保持される。そし
て、所定のエッチングが終了した後には、図3に示すよ
うなタイミングチャートに従ってプラズマが停止され
る。すなわち、まず下部電極4に対する高周波電力の供
給を停止することにより、プラズマの解離数を下げる。
次いで、所定時間、例えば1秒後に上部電極21に対す
る高周波電力の供給を停止するので、ウェハに対するチ
ャージアップダメージを最小限に抑えることが可能であ
る。そして、処理ガスの供給が停止され、処理室内をパ
ージするとともに、載置台4を搬出位置にまで下降さ
せ、処理済みのウェハWを、処理室2内からハンドリン
グアーム34によりロードロック室33に搬出すること
により一連の処理が終了する。
り、ウェハWに対してエッチング処理が施される。この
間、両電極に印加される高周波電力は検出器19及び3
0により監視されており、その信号は制御器20にフィ
ードバックされて、最適な処理条件が保持される。そし
て、所定のエッチングが終了した後には、図3に示すよ
うなタイミングチャートに従ってプラズマが停止され
る。すなわち、まず下部電極4に対する高周波電力の供
給を停止することにより、プラズマの解離数を下げる。
次いで、所定時間、例えば1秒後に上部電極21に対す
る高周波電力の供給を停止するので、ウェハに対するチ
ャージアップダメージを最小限に抑えることが可能であ
る。そして、処理ガスの供給が停止され、処理室内をパ
ージするとともに、載置台4を搬出位置にまで下降さ
せ、処理済みのウェハWを、処理室2内からハンドリン
グアーム34によりロードロック室33に搬出すること
により一連の処理が終了する。
【0028】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、このほかにも、
処理室内に処理ガスを導入し、上部電極及び下部電極の
双方に高周波電力を印加してプラズマ処理を行う各種装
置、例えばプラズマCVD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。また上記例では、ポリシ
リコンに対するエッチング処理を例に挙げて説明した
が、本発明は、フォトレジストあるいはタングステンシ
リサイド、モリブデンシリサイド、チタンシリサイドな
どの高融点金属に対するエッチング処理に対しても好適
に適用できる。
ズマエッチング装置を例に挙げて説明したが、本発明は
かかる構成に限定されない。本発明は、このほかにも、
処理室内に処理ガスを導入し、上部電極及び下部電極の
双方に高周波電力を印加してプラズマ処理を行う各種装
置、例えばプラズマCVD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。また上記例では、ポリシ
リコンに対するエッチング処理を例に挙げて説明した
が、本発明は、フォトレジストあるいはタングステンシ
リサイド、モリブデンシリサイド、チタンシリサイドな
どの高融点金属に対するエッチング処理に対しても好適
に適用できる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プラズマ発生時には、一方の電極に高周波電力を印加し
てプラズマを点火した後に、他方の電極に高周波電力が
印加されてエッチング処理用のプラズマ、すなわち解離
数が多くプラズマ密度の高いプラズマを生成するので、
ウェハに対するチャージアップダメージを軽減すること
ができる。
プラズマ発生時には、一方の電極に高周波電力を印加し
てプラズマを点火した後に、他方の電極に高周波電力が
印加されてエッチング処理用のプラズマ、すなわち解離
数が多くプラズマ密度の高いプラズマを生成するので、
ウェハに対するチャージアップダメージを軽減すること
ができる。
【0030】またプラズマ停止時にも、一方の電極に印
加される高周波電力を停止し、プラズマの解離数を下げ
た後に、他方の電極に印加する高周波電力を落とすか、
あるいは、2つの電極に印加される総電力を段階的に落
としながらプラズマを停止するので、ウェハに対するチ
ャージアップダメージを最小限に抑えることが可能であ
る。
加される高周波電力を停止し、プラズマの解離数を下げ
た後に、他方の電極に印加する高周波電力を落とすか、
あるいは、2つの電極に印加される総電力を段階的に落
としながらプラズマを停止するので、ウェハに対するチ
ャージアップダメージを最小限に抑えることが可能であ
る。
【図1】本発明を適用可能なプラズマエッチング装置の
一実施例を示す概略的な断面図である。
一実施例を示す概略的な断面図である。
【図2】本発明に基づいて行われるプラズマエッチング
装置のプラズマ点火動作のタイミングチャートである。
装置のプラズマ点火動作のタイミングチャートである。
【図3】本発明に基づいて行われるプラズマエッチング
装置のプラズマ停止動作のタイミングチャートである。
装置のプラズマ停止動作のタイミングチャートである。
【図4】従来のプラズマエッチング装置の概略を示す断
面図である。
面図である。
【図5】従来の2電極方式のプラズマエッチング装置の
概略を示す断面図である。
概略を示す断面図である。
1 プラズマエッチング装置 2 処理室 4 下部電極 17 整合器 18 高周波発振器 19 検出器 20 制御器 21 上部電極 23 ガス源 24 MFC 28 整合器 29 高周波発振器 30 検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 望月 修二 東京都港区赤坂5丁目3番6号 東京エ レクトロン株式会社内 審査官 村田 尚英 (56)参考文献 特開 平7−211490(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05H 1/46 C23F 4/00 H01L 21/3065 C23C 16/50
Claims (7)
- 【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、前記上部電極に高
周波電力を印加する第1高周波発振器と、前記下部電極
に高周波電力を印加する第2高周波発振器とを備えたプ
ラズマ処理装置において、 前記第1高周波発振器及び前記第2高周波発振器のオン
オフタイミングを制御するためのタイミング制御器、及
び前記第1高周波発振器及び前記第2高周波発振器の出
力を段階的に制御するための出力制御器を設けたことを
特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項2】 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、前記上部電極に高
周波電力を印加する第1高周波発振器と、前記下部電極
に高周波電力を印加する第2高周波発振器とを備えたプ
ラズマ処理装置の制御方法であって、 前記第1高周波発振器又は前記第2高周波発振器のいず
れか一方をオンにしてプラズマを点火させた後に、前記
第1高周波発振器又は前記第2高周波発振器のいずれか
他方をオンにすることを特徴とするプラズマ処理装置の
制御方法。 - 【請求項3】 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、前記上部電極に高
周波電力を印加する第1高周波発振器と、前記下部電極
に高周波電力を印加する第2高周波発振器とを備えたプ
ラズマ処理装置の制御方法であって、 前記第1高周波発振器又は前記第2高周波発振器のいず
れか一方をオフにした後に、前記第1高周波発振器又は
前記第2高周波発振器のいずれか他方をオフにすること
を特徴とするプラズマ処理装置の制御方法。 - 【請求項4】 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、前記上部電極に高
周波電力を印加する第1高周波発振器と、前記下部電極
に高周波電力を印加する第2高周波発振器とを備えたプ
ラズマ処理装置の制御方法であって、 前記第1高周波発振器及び前記第2高周波発振器の総出
力を段階的に減少させて、プラズマを切ることを特徴と
するプラズマ処理装置の制御方法。 - 【請求項5】 前記第1高周波発振器及び前記第2高周
波発振器の総出力は、前記第1高周波発振器及び前記第
2高周波発振器のいずれか一方がゼロ出力の場合を含む
ことを特徴とする、請求項4に記載のプラズマ処理装置
の制御方法。 - 【請求項6】 処理圧力条件が100mTorr以下の
プラズマ処理に適用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7】 処理圧力条件が100mTorr以下の
プラズマ処理に適用されることを特徴とする、請求項
2、3、4又は5のいずれかに記載のプラズマ処理装置
の制御方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06330240A JP3113786B2 (ja) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | プラズマ処理装置及びその制御方法 |
US08/564,621 US5716534A (en) | 1994-12-05 | 1995-11-29 | Plasma processing method and plasma etching method |
TW084112784A TW302508B (ja) | 1994-12-05 | 1995-11-30 | |
KR1019950046881A KR100193373B1 (ko) | 1994-12-05 | 1995-12-05 | 플라스마 처리방법 및 플라스마 에칭방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06330240A JP3113786B2 (ja) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | プラズマ処理装置及びその制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08162293A JPH08162293A (ja) | 1996-06-21 |
JP3113786B2 true JP3113786B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
ID=18230432
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06330240A Expired - Lifetime JP3113786B2 (ja) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | プラズマ処理装置及びその制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3113786B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9545093B2 (en) | 2013-11-26 | 2017-01-17 | Shuichi Yamasaki | Animal trap |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100463910B1 (ko) * | 1997-04-16 | 2005-04-08 | 삼성전자주식회사 | 반도체장치의제조설비에공급되는공정요소의공급방법 |
JP4578651B2 (ja) | 1999-09-13 | 2010-11-10 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置、プラズマエッチング方法 |
KR100688988B1 (ko) * | 2006-01-16 | 2007-03-08 | 삼성전자주식회사 | 식각장치 |
JP5268625B2 (ja) * | 2008-12-26 | 2013-08-21 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置 |
JP5670177B2 (ja) * | 2010-12-27 | 2015-02-18 | 株式会社アルバック | プラズマエッチング方法 |
KR102494936B1 (ko) * | 2021-12-30 | 2023-02-06 | 세메스 주식회사 | 기판 처리 장치와 이를 포함하는 기판 접합 시스템 및 이를 이용한 기판 처리 방법 |
-
1994
- 1994-12-05 JP JP06330240A patent/JP3113786B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9545093B2 (en) | 2013-11-26 | 2017-01-17 | Shuichi Yamasaki | Animal trap |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08162293A (ja) | 1996-06-21 |
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