JP3116762B2 - Plasma etching equipment - Google Patents

Plasma etching equipment

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JP3116762B2
JP3116762B2 JP07011162A JP1116295A JP3116762B2 JP 3116762 B2 JP3116762 B2 JP 3116762B2 JP 07011162 A JP07011162 A JP 07011162A JP 1116295 A JP1116295 A JP 1116295A JP 3116762 B2 JP3116762 B2 JP 3116762B2
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peak
voltage value
plasma
sample
plasma etching
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太一 早水
伸彦 山本
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はプラズマエッチング装置
に関し、より詳細には、半導体ウエハ等をエッチングす
る際に用いられるプラズマエッチング装置に関する。
The present invention relates to a plasma etching apparatus, and more particularly, to a plasma etching apparatus used for etching a semiconductor wafer or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は電子サイクロトロン共鳴(EC
R:Electron Cycrotron Resonance) 励起を利用した従
来のこの種プラズマエッチング装置を模式的に示した断
面図であり、図中21は反応容器を示している。反応容
器21上部には略円筒形状のプラズマ生成室22が形成
され、プラズマ生成室22の上部壁にはガス導入管22
dが接続されている。またプラズマ生成室22上部壁の
中央にはマイクロ波導入孔22aが形成されており、マ
イクロ波導入孔22aは例えば石英ガラス製のマイクロ
波導入窓22bにより封止されている。マイクロ波導入
窓22b上には平板電極22cが配設され、平板電極2
2cにはマッチングボックス23aを介して高周波発振
器23の一端が接続されている。また高周波発振器23
の他端と反応容器21とは接地されており、高周波発振
器23で発生した高周波が平板電極22cに印加される
と、反応生成物がマイクロ波導入窓22bに付着し難い
ようになっている。さらにマイクロ波導入窓22b及び
平板電極22cには導波管24aの一端部が接続され、
導波管24aの他端部はマイクロ波発振器24に接続さ
れている。また導波管24aの一端部及びプラズマ生成
室22の周囲にはこれらと同心状に励磁コイル24bが
配設されており、励磁コイル24bは直流電源(図示せ
ず)に接続されている。これらプラズマ生成室22、マ
イクロ波発振器24、励磁コイル24b、ガス導入管2
2d等を含んでプラズマ発生手段220が構成されてい
る。
2. Description of the Related Art FIG. 5 shows an electron cyclotron resonance (EC).
R: Electron Cycrotron Resonance (R) is a cross-sectional view schematically showing a conventional plasma etching apparatus of this type using excitation, in which 21 denotes a reaction vessel. A substantially cylindrical plasma generation chamber 22 is formed above the reaction vessel 21, and a gas introduction pipe 22 is formed on an upper wall of the plasma generation chamber 22.
d is connected. A microwave introduction hole 22a is formed at the center of the upper wall of the plasma generation chamber 22, and the microwave introduction hole 22a is sealed by a microwave introduction window 22b made of, for example, quartz glass. A flat plate electrode 22c is provided on the microwave introduction window 22b.
One end of the high-frequency oscillator 23 is connected to 2c via a matching box 23a. The high frequency oscillator 23
Is grounded, and the reaction product is unlikely to adhere to the microwave introduction window 22b when the high frequency generated by the high frequency oscillator 23 is applied to the plate electrode 22c. Further, one end of a waveguide 24a is connected to the microwave introduction window 22b and the plate electrode 22c,
The other end of the waveguide 24a is connected to the microwave oscillator 24. An excitation coil 24b is disposed concentrically around one end of the waveguide 24a and around the plasma generation chamber 22, and the excitation coil 24b is connected to a DC power supply (not shown). These plasma generation chamber 22, microwave oscillator 24, excitation coil 24b, gas introduction pipe 2
The plasma generating means 220 includes 2d and the like.

【0003】一方、プラズマ生成室22の下方には試料
室25が連設され、試料室25とプラズマ生成室22と
は仕切板25aにより仕切られており、仕切板25a中
央のマイクロ波導入孔22aと対向する箇所にはプラズ
マ引出窓25bが形成されている。また試料室25中央
部のプラズマ引出窓25bと対向する箇所には試料台2
6が配設されており、試料台26上には試料26aが保
持されるようになっている。また試料台26内の所定箇
所には電極27aが埋設されており、電極27aにはマ
ッチングボックス27bを介して高周波発振器27cの
一端部が接続され、高周波発振器27cの他端部は接地
されている。これら電極27a、マッチングボックス2
7b、高周波発振器27cを含んで高周波電力供給手段
27が構成されている。また試料室25の一側壁にはガ
ス導入管28aが接続され、試料室25の下部壁には排
気管28bが接続されており、排気管28bは真空排気
装置(図示せず)に接続されている。これらプラズマ発
生手段220、試料室25、試料台26、高周波電力供
給手段27等を含んでプラズマエッチング装置20が構
成されている。
On the other hand, a sample chamber 25 is continuously provided below the plasma generation chamber 22, and the sample chamber 25 and the plasma generation chamber 22 are separated by a partition plate 25a, and a microwave introduction hole 22a at the center of the partition plate 25a. A plasma extraction window 25b is formed at a location opposite to. Further, a sample table 2 is provided at a position facing the plasma extraction window 25b at the center of the sample chamber 25.
6 are provided, and a sample 26 a is held on the sample stage 26. An electrode 27a is embedded at a predetermined position in the sample table 26, one end of a high-frequency oscillator 27c is connected to the electrode 27a via a matching box 27b, and the other end of the high-frequency oscillator 27c is grounded. . These electrodes 27a, matching box 2
7b, the high-frequency power supply means 27 includes the high-frequency oscillator 27c. A gas introduction pipe 28a is connected to one side wall of the sample chamber 25, and an exhaust pipe 28b is connected to a lower wall of the sample chamber 25. The exhaust pipe 28b is connected to a vacuum exhaust device (not shown). I have. The plasma etching apparatus 20 includes the plasma generating means 220, the sample chamber 25, the sample table 26, the high-frequency power supply means 27, and the like.

【0004】このように構成されたプラズマエッチング
装置20を用いて試料26aをエッチングする場合、ま
ず前記真空排気装置により反応容器21内を所定圧力ま
で減圧し、試料台26の電極27aに高周波を印加した
後、ガス導入管22dよりAr、H2 等のガスをプラズ
マ生成室22に導入する。またガス導入管28aより所
定のエッチングガスを試料室25に導入する。そしてマ
イクロ波発振器24より例えば周波数が2.45GHz
のマイクロ波を導波管24a、マイクロ波導入窓22b
等を介してプラズマ生成室22に導入すると共に、励磁
コイル24bに直流電流を供給してプラズマ生成室22
に磁界を形成する。するとこの磁界と前記マイクロ波の
電界とにより前記ガスがプラズマ化され、このプラズマ
中の活性種が発散磁界により試料26a上に導かれてエ
ッチングが行なわれる。エッチングレート等に影響を及
ぼす前記ガスの供給流量、反応容器21内の圧力、電極
27aへの高周波電力供給量等は予め実験的に目標値が
求められ、処理工程中、前記目標値となるように制御さ
れる。
When the sample 26a is etched using the plasma etching apparatus 20 configured as described above, first, the inside of the reaction vessel 21 is depressurized to a predetermined pressure by the evacuation device, and a high frequency is applied to the electrode 27a of the sample stage 26. After that, gases such as Ar and H 2 are introduced into the plasma generation chamber 22 through the gas introduction pipe 22 d. Further, a predetermined etching gas is introduced into the sample chamber 25 from the gas introduction pipe 28a. Then, for example, the frequency is 2.45 GHz from the microwave oscillator 24.
Of the microwave into the waveguide 24a and the microwave introduction window 22b
And the like, and a DC current is supplied to the exciting coil 24b to supply the plasma to the plasma generation chamber 22.
To form a magnetic field. Then, the gas is converted into plasma by the magnetic field and the electric field of the microwave, and the active species in the plasma are guided onto the sample 26a by the diverging magnetic field to perform etching. Target values of the supply flow rate of the gas affecting the etching rate and the like, the pressure in the reaction vessel 21, the high-frequency power supply amount to the electrode 27a, and the like are determined experimentally in advance, and are set to the target values during the processing process. Is controlled.

【0005】また電極27aに高周波を印加すると、試
料台26と試料26aとの間にバイアス電圧Vdcが発生
する。このバイアス電圧Vdcと試料26aのエッチング
レートとの間には、図6に示したような強い相関関係の
あることが知られている。
When a high frequency is applied to the electrode 27a, a bias voltage Vdc is generated between the sample stage 26 and the sample 26a. It is known that there is a strong correlation between the bias voltage Vdc and the etching rate of the sample 26a as shown in FIG.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記したプラズマエッ
チング装置20においては、前記目標値が制御されて
も、試料台26を別のものに変えたり、あるいは反応生
成物が試料台26に付着すると、電気特性が変化する。
すると試料台26とウエハ26aとの間に発生するバイ
アス電圧Vdcが変化し、エッチングレートが変動すると
いう課題があった。
In the plasma etching apparatus 20 described above, even if the target value is controlled, if the sample stage 26 is changed to another one or the reaction product adheres to the sample stage 26, The electrical characteristics change.
Then, there is a problem that the bias voltage Vdc generated between the sample stage 26 and the wafer 26a changes, and the etching rate changes.

【0007】これを防止するために、バイアス電圧Vdc
を測定し、これが所定の値となるように高周波の供給電
力を制御することも考えられる。しかしこのような制御
を行なうには、バイアス電圧Vdcを測定するためのVdc
モニタを必要とし、コストが掛かる。さらにこのVdc
ニタではバイアス電圧Vdcを処理工程中連続的に測定す
ることが難しく、エッチングレートを常時確実に制御す
るのが困難であるという課題があった。
[0007] To prevent this, the bias voltage V dc
It is also conceivable to measure the RF power and control the high-frequency supply power so that this value becomes a predetermined value. However, in performing such control, V dc for measuring the bias voltage V dc
Requires a monitor and is costly. Further, in this Vdc monitor, it is difficult to continuously measure the bias voltage Vdc during the processing step, and it is difficult to always reliably control the etching rate.

【0008】本発明はこのような課題に鑑みなされたも
のであり、常時簡単に測定することが可能なパラメータ
を用いてエッチングレートを確実に制御することができ
ると共に、製造コストを削減することができるプラズマ
エッチング装置を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of such problems, and it is possible to reliably control an etching rate using parameters that can be easily measured at all times, and to reduce manufacturing costs. It is an object of the present invention to provide a plasma etching apparatus capable of performing the above.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係るプラズマエッチング装置は、プラズマを
発生させる手段と、ウエハを保持する試料台と、該試料
台に高周波を印加する高周波電力供給手段とを備えたプ
ラズマエッチング装置において、測定されるピークツウ
ピーク(peak to peak) 電圧値が予め設定しておいたピ
ークツウピーク基準電圧値に近付くように前記高周波の
供給電力量をフィードバック制御する制御手段が前記高
周波電力供給手段に装備されていることを特徴としてい
る。
In order to achieve the above object, a plasma etching apparatus according to the present invention comprises means for generating plasma, a sample stage for holding a wafer, and a high frequency power for applying a high frequency to the sample stage. In the plasma etching apparatus provided with the supply means, the high-frequency power supply amount is feedback-controlled so that the measured peak-to-peak voltage value approaches a preset peak-to-peak reference voltage value. The high frequency power supply means is provided with a control means for performing the control.

【0010】[0010]

【作用】下記の表1は試料台26へ供給する高周波のマ
ッチング位置がそれぞれ異なるケース1及びケース2に
ついて、高周波の供給電力量、高周波の反射電力量、エ
ッチングレート及びピークツウピーク電圧Vppを測定し
た結果を示している。
The following Table 1 shows the high-frequency power supply, the high-frequency reflected power, the etching rate, and the peak-to-peak voltage V pp for Cases 1 and 2 in which the high-frequency matching positions supplied to the sample stage 26 are different from each other. The result of the measurement is shown.

【0011】[0011]

【表1】 [Table 1]

【0012】表1から明らかなように、ケース1、ケー
ス2共に高周波の供給電力量及び高周波の反射電力量が
同様であるにも拘らず、エッチングレートの方は大きく
異なっており、試料台26への高周波の供給電力量によ
りエッチングレートを制御することは難しいことを示す
結果となっている。また、ピークツウピーク電圧値Vpp
もエッチングレートと同様に異なっており、ピークツウ
ピーク電圧値Vppがエッチングレートの制御パラメータ
として適していることが示されている。
As can be seen from Table 1, the etching rate is greatly different in both cases 1 and 2 even though the high-frequency power supply and the high-frequency reflected power are similar. The results show that it is difficult to control the etching rate by the amount of high-frequency power supplied to the substrate. Also, the peak-to-peak voltage value V pp
Similarly, the peak-to-peak voltage value Vpp is suitable as a control parameter for the etching rate.

【0013】本発明者等が調査した結果、図4に示した
ようにバイアス電圧Vdcとピークツウピーク電圧Vpp
は比例関係を有しており、該ピークツウピーク電圧Vpp
を測定することにより、前記バイアス電圧Vdcを求め得
る。
As a result of an investigation by the present inventors, as shown in FIG. 4, the bias voltage V dc and the peak-to-peak voltage V pp have a proportional relationship, and the peak-to-peak voltage V pp
Is measured, the bias voltage Vdc can be obtained.

【0014】上記構成のプラズマエッチング装置によれ
ば、測定されるピークツウピーク電圧値Vppが予め設定
しておいたピークツウピーク基準電圧値Vpp′に近付く
ように高周波の供給電力量をフィードバック制御する制
御手段が高周波電力供給手段に装備されており、バイア
ス電圧Vdcと比例関係を有する前記ピークツウピーク電
圧Vppは前記高周波電力供給手段のマッチングボックス
において常時簡単に測定され得ると共に、高周波の供給
電力量により容易に調整される。所定の前記バイアス電
圧Vdcに対応するピークツウピーク基準電圧値Vpp′を
設定しておくと、該ピークツウピーク基準電圧値Vpp
と前記測定されるピークツウピーク電圧値Vppとが比較
され、この差がなくなるように高周波の供給電力量が調
整され、前記ピークツウピーク電圧値Vppは前記ピーク
ツウピーク基準電圧値Vpp′に近付くこととなる。この
結果、試料を所定のエッチングレートで常時確実にエッ
チングし得ることとなり、また特別の計測手段を必要と
しないため、装置の製造コストを削減し得ることとな
る。
[0014] The According to the structure of a plasma etching apparatus, the feedback amount of power supplied high frequency so as to approach the peak-to-peak voltage value V pp is peak-to-peak reference voltage value V pp of preset 'to be measured The control means for controlling is provided in the high-frequency power supply means, and the peak-to-peak voltage V pp having a proportional relationship with the bias voltage Vdc can be easily and always measured in the matching box of the high-frequency power supply means. Is easily adjusted by the amount of supplied power. Peak-to-peak reference voltage value V pp corresponding to a predetermined said bias voltage V dc 'when setting the, the peak-to-peak reference voltage value V pp'
And peak-to-peak voltage value V pp is the measurements are compared with the supply power amount of the high frequency so that the difference is eliminated is adjusted, the peak-to-peak voltage value V pp is the peak-to-peak reference voltage value V pp ′. As a result, the sample can always be surely etched at a predetermined etching rate, and since no special measuring means is required, the manufacturing cost of the apparatus can be reduced.

【0015】[0015]

【実施例及び比較例】以下、本発明に係るプラズマエッ
チング装置の実施例を図面に基づいて説明する。なお、
従来例のものと同一機能を有する構成部品には同一の記
号を付すこととする。図1は本発明に係るプラズマエッ
チング装置の実施例を模式的に示した断面図であり、図
中26は試料台を示している。試料台26内の所定箇所
には電極27aが埋設されており、電極27aにはマッ
チングボックス17bを介して高周波発振器17cの一
端部が接続され、高周波発振器17cの他端部は接地さ
れている。またマッチングボックス17bは制御手段1
7dに接続され、制御手段17dは高周波発振器17c
に接続されている。また図示しないが、制御手段17d
は所定のバイアス電圧Vdcに対応するピークツウピーク
基準電圧値Vpp′(以下、単に基準電圧値Vpp′と記
す)等を設定・入力する操作部と、基準電圧値Vpp′を
記憶する記憶部と、マッチングボックス17bでモニタ
されたピークツウピーク電圧値Vpp(以下、単に電圧値
ppと記す)や記憶された基準電圧値Vpp′を呼び出
し、電圧値Vppと基準電圧値Vpp′とを比較する演算処
理部と、高周波発振器17cに供給電力量の増減または
維持を指示する信号の出力手段等とを含んで構成されて
いる。これら電極27a、マッチングボックス17b、
高周波発振器17c、制御手段17dを含んで高周波電
力供給手段17が構成されている。その他の構成は図5
に示したものと同様であるため、ここではその構成の詳
細な説明は省略することとする。これらプラズマ発生手
段220、試料室25、試料台26、高周波電力供給手
段17等を含んでプラズマエッチング装置10が構成さ
れている。
Embodiments and Comparative Examples Hereinafter, embodiments of a plasma etching apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition,
Components having the same functions as those of the conventional example are denoted by the same symbols. FIG. 1 is a sectional view schematically showing an embodiment of a plasma etching apparatus according to the present invention. In the drawing, reference numeral 26 denotes a sample stage. An electrode 27a is embedded at a predetermined position in the sample table 26, one end of a high-frequency oscillator 17c is connected to the electrode 27a via a matching box 17b, and the other end of the high-frequency oscillator 17c is grounded. In addition, the matching box 17b is a control unit 1
7d, and the control means 17d is connected to a high-frequency oscillator 17c
It is connected to the. Although not shown, the control means 17d
Is an operation unit for setting and inputting a peak-to-peak reference voltage value V pp ′ (hereinafter simply referred to as a reference voltage value V pp ′) corresponding to a predetermined bias voltage V dc , and stores the reference voltage value V pp ′. And a storage unit for retrieving the peak-to-peak voltage value V pp (hereinafter simply referred to as a voltage value V pp ) monitored by the matching box 17b and the stored reference voltage value V pp ′, and the voltage value V pp and the reference voltage It is configured to include an arithmetic processing unit that compares the value with the value V pp ′, and a signal output unit that instructs the high-frequency oscillator 17c to increase or decrease the amount of supplied power or the like. These electrodes 27a, matching box 17b,
The high-frequency power supply unit 17 includes the high-frequency oscillator 17c and the control unit 17d. Other configurations are shown in FIG.
Since the configuration is the same as that described above, a detailed description of the configuration is omitted here. The plasma etching apparatus 10 includes the plasma generating means 220, the sample chamber 25, the sample table 26, the high frequency power supply means 17, and the like.

【0016】このように構成されたプラズマエッチング
装置10を用いて試料26aをエッチングする場合、ま
ず前記真空排気装置により反応容器21内を所定圧力ま
で減圧し、試料台26の電極27aに高周波を印加した
後、ガス導入管22dよりAr、H2 等のガスをプラズ
マ生成室22に導入する。またガス導入管28aより所
定のエッチングガスを試料室25に導入する。そしてマ
イクロ波発振器24より例えば2.45GHzのマイク
ロ波を導波管24a、マイクロ波導入窓22b等を介し
てプラズマ生成室22に導入すると共に、励磁コイル2
4bに直流電流を供給してプラズマ生成室22に磁界を
形成する。するとこの磁界と前記マイクロ波の電界とに
より前記ガスがプラズマ化され、このプラズマ中の活性
種が発散磁界によりウエハ26a上に導かれてエッチン
グが行なわれる。前記ガスの供給流量、反応容器21内
の圧力等は予め実験的に目標値が求められ、処理工程
中、この目標値となるように制御される。またエッチン
グレートは制御手段17dにより制御される。
When the sample 26a is etched using the plasma etching apparatus 10 configured as described above, first, the inside of the reaction vessel 21 is depressurized to a predetermined pressure by the vacuum evacuation device, and a high frequency is applied to the electrode 27a of the sample stage 26. After that, gases such as Ar and H 2 are introduced into the plasma generation chamber 22 through the gas introduction pipe 22 d. Further, a predetermined etching gas is introduced into the sample chamber 25 from the gas introduction pipe 28a. Then, for example, a microwave of 2.45 GHz is introduced from the microwave oscillator 24 into the plasma generation chamber 22 through the waveguide 24a, the microwave introduction window 22b, and the like, and the exciting coil 2 is introduced.
A DC current is supplied to 4b to form a magnetic field in the plasma generation chamber 22. Then, the gas is turned into plasma by the magnetic field and the electric field of the microwave, and the active species in the plasma are guided onto the wafer 26a by the diverging magnetic field to perform etching. Target values of the supply flow rate of the gas, the pressure in the reaction vessel 21, and the like are determined experimentally in advance, and are controlled to be the target values during the processing process. The etching rate is controlled by the control unit 17d.

【0017】以下に、図2に示したフローチャートに基
づき、制御手段17dの動作を説明する。制御を開始す
るとS1において前記操作部より基準電圧値Vpp′が入
力されたか否かが判断され、入力されていないと判断さ
れると元に戻る一方、入力されたと判断されると基準電
圧値Vpp′が前記記憶部に記憶される(S2)。次にS
3において停止指示が入力されたか否かが判断され、入
力されていないと判断されると、S4においてマッチン
グボックス17bより電圧値Vppが入力されたか否かが
判断され、入力されていないと判断されると元に戻る。
一方、S4において電圧値Vppが入力されたと判断され
ると、前記演算処理部において基準電圧値Vpp′が前記
記憶部より呼び出され(S5)、S6において電圧値V
ppが基準電圧値Vpp′より大きいか否かが判断される。
そして大きいと判断されると供給電力量の減少を指示す
る信号が前記信号出力部より高周波発振器17cに出力
され(S7)、この後S3に戻る。一方、S6において
大きくないと判断されると前記演算処理部において電圧
値Vppが基準電圧値Vpp′より小さいか否かが判断され
(S8)、小さいと判断されると供給電力量の増加を指
示する信号が前記信号出力部より高周波発振器17cに
出力され(S9)、この後S3に戻る。一方、S8にお
いて小さくないと判断されると供給電力量の維持を指示
する信号が前記信号出力部より高周波発振器17cに出
力され(S10)、この後S3に戻る。以下、S3にお
いて停止指示が入力されたと判断されるまで、上記処理
が繰り返される。
Hereinafter, the operation of the control means 17d will be described with reference to the flowchart shown in FIG. When control is started, it is determined in S1 whether a reference voltage value V pp ′ has been input from the operation unit. If it is determined that no reference voltage value V pp ′ has been input, the process returns to the original state. V pp 'is stored in the storage unit (S2). Then S
In step S3, it is determined whether or not a stop instruction has been input. If it is determined that the stop instruction has not been input, it is determined in step S4 whether or not the voltage value Vpp has been input from the matching box 17b. When it is done, it returns to its original state.
On the other hand, if it is determined in S4 that the voltage value V pp has been input, the arithmetic processing unit calls up the reference voltage value V pp ′ from the storage unit (S5), and in S6, the voltage value V pp '
It is determined whether pp is greater than reference voltage value V pp '.
If it is determined that the power is large, a signal instructing a decrease in the supplied power is output from the signal output unit to the high-frequency oscillator 17c (S7), and thereafter, the process returns to S3. On the other hand, an increase of no greater a voltage value V pp in the arithmetic processing unit and is judged whether or not the reference voltage value V pp 'is smaller than is determined (S8), as small as it is determined that the supply power amount in S6 Is output from the signal output unit to the high-frequency oscillator 17c (S9), and thereafter, the process returns to S3. On the other hand, if it is determined in S8 that it is not small, a signal instructing to maintain the supplied power is output from the signal output unit to the high-frequency oscillator 17c (S10), and thereafter, the process returns to S3. Hereinafter, the above processing is repeated until it is determined in S3 that the stop instruction has been input.

【0018】以下に、実施例に係るプラズマエッチング
装置10を用い、試料26aをエッチングした結果につ
いて説明する。なお、比較例としては、図5に示した装
置20を用いて同様に実験を行なった。
A result of etching the sample 26a using the plasma etching apparatus 10 according to the embodiment will be described below. As a comparative example, an experiment was similarly performed using the device 20 shown in FIG.

【0019】図3はエッチングの時間経過を示した曲線
図であり、(a)は電圧値Vpp、(b)は供給電力量、
(c)はエッチングレートを示しており、実線は実施例
のものの場合、破線は比較例のものの場合である。図3
から明らかなように、比較例に係る装置では供給電力は
制御される一方、電圧値Vpp及びエッチングレートが変
動している。しかし、実施例に係るプラズマエッチング
装置10では供給電力量により電圧値Vppが基準電圧値
pp′に近付くように制御され、かつエッチングレート
は操業中略一定であった。
FIGS. 3A and 3B are curve diagrams showing the lapse of time of etching, wherein FIG. 3A shows a voltage value V pp , FIG.
(C) shows the etching rate. The solid line is for the example and the broken line is for the comparative example. FIG.
As is clear from the above, in the apparatus according to the comparative example, the supply power is controlled, but the voltage value Vpp and the etching rate fluctuate. However, in the plasma etching apparatus 10 according to the embodiment, the voltage value V pp was controlled so as to approach the reference voltage value V pp ′ by the supplied power amount, and the etching rate was substantially constant during the operation.

【0020】この結果から明らかなように、本実施例に
係るプラズマエッチング装置10では、バイアス電圧V
dcと比例関係を有する電圧値Vppが高周波電力供給手段
17のマッチングボックス17bにおいて常時簡単に測
定されると共に、高周波の供給電力量により容易に調整
される。このため、所定のバイアス電圧Vdcに対応する
基準電圧値Vpp′を設定しておくと、この基準電圧値V
pp′と測定された電圧値Vppとが比較され、この差がな
くなるように高周波の供給電力量が調整され、電圧値V
ppを基準電圧値Vpp′に近付けることができる。この結
果、試料26aを所定のエッチングレートで常時確実に
エッチングすることができると共に、また特別の計測手
段を必要としないため、装置10を安価に製造すること
ができる。
As apparent from the result, in the plasma etching apparatus 10 according to the present embodiment, the bias voltage V
The voltage value V pp proportional to dc is always easily measured in the matching box 17b of the high-frequency power supply means 17, and is easily adjusted by the high-frequency power supply amount. Therefore, if a reference voltage value V pp ′ corresponding to a predetermined bias voltage V dc is set, the reference voltage value
pp ′ is compared with the measured voltage value V pp , the amount of high-frequency power supply is adjusted to eliminate this difference, and the voltage value V pp
pp can approach the reference voltage value V pp '. As a result, the sample 26a can always be reliably etched at a predetermined etching rate, and since no special measuring means is required, the apparatus 10 can be manufactured at low cost.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係るプラズ
マエッチング装置にあっては、測定されたピークツウピ
ーク電圧値Vppが予め設定しておいたピークツウピーク
基準電圧値Vpp′に近付くように高周波の供給電力量を
フィードバック制御する制御手段が高周波電力供給手段
に装備されており、バイアス電圧Vdcと強い相関関係を
有する前記ピークツウピーク電圧値Vppは前記高周波電
力供給手段のマッチングボックスにおいて常時簡単に測
定されると共に、高周波の供給電力量により容易に調整
される。このため、所定の前記バイアス電圧Vdcに対応
するピークツウピーク基準電圧値Vpp′を設定しておく
と、該ピークツウピーク基準電圧値Vpp′と前記測定さ
れたピークツウピーク電圧値Vppとが比較され、この差
がなくなるように高周波の供給電力量が調整され、前記
ピークツウピーク電圧値Vppを前記ピークツウピーク基
準電圧値Vpp′に近付けることができる。この結果、試
料を所定のエッチングレートで常時確実にエッチングす
ることができると共に、また特別の計測手段を必要とし
ないため、装置を安価に製造することができる。
As described above in detail, in the plasma etching apparatus according to the present invention, the measured peak-to-peak voltage value V pp is reduced to the preset peak-to-peak reference voltage value V pp '. control means for feedback controlling the amount of power supply of the high frequency so as to approach are equipped with high-frequency power supply means, said peak-to-peak voltage value V pp having a strong correlation with the bias voltage V dc is the high-frequency power supply means It is always easily measured in the matching box and easily adjusted by the amount of high-frequency power supply. Therefore, if a peak-to-peak reference voltage value V pp ′ corresponding to the predetermined bias voltage V dc is set in advance, the peak-to-peak reference voltage value V pp ′ and the measured peak-to-peak voltage value V pp ′ are set. The peak-to-peak voltage value V pp can be made closer to the peak-to-peak voltage value V pp ′ by comparing the peak-to-peak voltage value V pp . As a result, the sample can always be surely etched at a predetermined etching rate, and since no special measuring means is required, the apparatus can be manufactured at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るプラズマエッチング装置の実施例
を模式的に示した断面図である。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing an embodiment of a plasma etching apparatus according to the present invention.

【図2】実施例に係るプラズマエッチング装置の制御手
段の動作を概略的に示したフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart schematically showing an operation of a control unit of the plasma etching apparatus according to the embodiment.

【図3】実施例に係るプラズマエッチング装置を用いて
試料をエッチングした際の時間経過を示した曲線図であ
り、(a)はピークツウピーク電圧値Vpp、(b)は高
周波の供給電力量、(c)はエッチングレートを示して
いる。
FIGS. 3A and 3B are curve diagrams showing a lapse of time when a sample is etched using the plasma etching apparatus according to the embodiment, wherein FIG. 3A shows a peak-to-peak voltage value V pp , and FIG. The quantity, (c), shows the etching rate.

【図4】バイアス電圧Vdcとピークツウピーク電圧Vpp
との関係を示した図である。
FIG. 4 shows bias voltage V dc and peak-to-peak voltage V pp
FIG.

【図5】電子サイクロトロン共鳴励起を利用した従来の
プラズマエッチング装置を模式的に示した断面図であ
る。
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a conventional plasma etching apparatus using electron cyclotron resonance excitation.

【図6】エッチングレートとバイアス電圧Vdcとの関係
を示した図である。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between an etching rate and a bias voltage Vdc .

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 プラズマエッチング装置 17 高周波電力供給手段 17d 制御手段 26 試料台 26a ウエハ 220 プラズマ発生手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Plasma etching apparatus 17 High frequency power supply means 17d Control means 26 Sample table 26a Wafer 220 Plasma generation means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23F 4/00 H01L 21/3065 - 21/308 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C23F 4/00 H01L 21/3065-21/308

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 プラズマを発生させる手段と、ウエハを
保持する試料台と、該試料台に高周波を印加する高周波
電力供給手段とを備えたプラズマエッチング装置におい
て、測定されるピークツウピーク電圧値が予め設定して
おいたピークツウピーク基準電圧値に近付くように前記
高周波の供給電力量をフィードバック制御する制御手段
が前記高周波電力供給手段に装備されていることを特徴
とするプラズマエッチング装置。
1. A plasma etching apparatus comprising: a means for generating plasma; a sample stage for holding a wafer; and a high-frequency power supply unit for applying a high frequency to the sample stage. A plasma etching apparatus, characterized in that the high-frequency power supply means is provided with a control means for performing feedback control of the high-frequency power supply so as to approach a preset peak-to-peak reference voltage value.
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