JP4322350B2 - Plasma processing equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板等の基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいては、被処理基板である半導体ウエハに対して、エッチングやスパッタリング、CVD(化学気相成長)等のプラズマ処理が多用されている。
【0003】
このようなプラズマ処理を行うためのプラズマ処理装置としては、種々のものが用いられているが、その中でも容量結合型平行平板プラズマ処理装置が主流である。
【0004】
容量結合型平行平板プラズマ処理装置は、チャンバー内に一対の平行平板電極(上部および下部電極)を配置し、処理ガスをチャンバー内に導入するとともに、電極の一方に高周波を印加して電極間に高周波電界を形成し、この高周波電界により処理ガスのプラズマを形成して半導体ウエハに対してプラズマ処理を施す。
【0005】
このような容量結合型平行平板プラズマ処理装置により半導体ウエハ上の膜、例えば酸化膜をエッチングする場合には、チャンバー内を中圧にして、中密度プラズマを形成することにより、最適ラジカル制御が可能であり、それによって適切なプラズマ状態を得ることができ、高い選択比で、安定性および再現性の高いエッチングを実現している。
【0006】
しかしながら、近年、USLIにおけるデザインルールの微細化がますます進み、ホール形状のアスペクト比もより高いものが要求されており、酸化膜のエッチング等において従来の条件では必ずしも十分とはいえなくなりつつある。
【0007】
そこで、印加する高周波電力の周波数を上昇させ、良好なプラズマの解離状態を維持しつつ、高密度プラズマを形成することが試みられている。これにより、より低圧の条件下で適切なプラズマを形成することができるので、さらなるデザインルールの微細化に適切に対応することが可能となると考えられている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、本発明者の検討結果によれば、このように印加する高周波の周波数を上昇させてプラズマを高密度化するとプラズマの非線形性の特性が顕著に現れ、プラズマからの反射波に高調波が発生しやすくなり、電極径がφ250〜φ300の場合には、このような高調波により電極表面に定在波が生成され、電極表面の電界分布が不均一になることが判明した。
【0009】
このように電界分布が不均一になるとプラズマ密度が不均一となり、結果としてエッチングレート分布が不均一となるため、上記電界分布不均一の原因を取り除いてエッチングレート分布を均一にすることが必要となる。
【0010】
しかしながら、従来、このような高密度プラズマを用いた場合の問題点が必ずしも明確に認識されていたわけではなく、上記のような電界分布不均一を解消しようとする試みは未だ十分にはなされていない。
【0011】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、より微細化に対応可能な高密度プラズマを用いたプラズマ処理において、電極表面における電界分布の不均一を小さくしてプラズマ密度を均一化することが可能なプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、被処理基板が収容されるチャンバーと、
チャンバー内に相対向するように設けられた第1および第2の電極と、
前記第1の電極に高周波を印加する高周波印加手段と、
前記第1の電極の前記第2の電極に対向する面の端部領域または前記第1の電極の周面に接触して配置され、リング状をなし、前記高周波印加手段の周波数の高調波を吸収する高調波吸収部材と、
前記チャンバー内を所定の減圧状態に維持する排気手段と、
前記チャンバー内に処理ガスを導入する処理ガス導入手段と
を具備し、
前記第1または第2の電極に被処理基板を支持させた状態で、前記第1および第2の電極間に高周波電界を形成することにより処理ガスのプラズマを形成し、このプラズマにより被処理基板にプラズマ処理を施すことを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
【0013】
上述したように、電極に印加する高周波の周波数を上昇させてプラズマを高密度化すると、プラズマからの反射波の高調波が発生しやすくなる。この高調波が高周波電源へ戻るとき、電極と絶縁体との境目や給電位置等で反射し、電極表面に定在波を発生させる。この定在波は電極の中央で振幅が大きいから、定在波が電極表面の電界分布に影響を及ぼし、電極近傍のプラズマに寄与することにより、電極中央部のシースが端部に比較して薄くなり、不均一なプラズマが生成されることとなる。
【0014】
これに対して、本発明においては、第1の電極に高周波を印加するとともに、この第1の電極の第2の電極に対向する面の端部領域または第1の電極の周面に接触して、高周波印加手段の周波数の高調波を吸収する高調波吸収部材を配置するので、プラズマから反射した高調波は、電極を通り、高周波電源に戻る前にこの高周波吸収部材に達し、そこで高調波は吸収される。したがって、高調波による定在波の発生を有効に防止することができ、定在波に起因する電極表面における電界分布の不均一を小さくしてプラズマ密度を均一化することが可能となる。
【0015】
前記高調波吸収部材として、周波数特性の異なる高調波吸収部材を積層したものを用いることができる。これにより、広い周波数帯の高調波を吸収することができる。また、前記高調波吸収部材としては、磁気共鳴損失効果を有するものを用いることができ、その例としてフェライトを含むものが挙げられる。さらに、前記第1の電極に印加する高周波の周波数を27MHz以上とした場合に特に適している。すなわち、印加する高周波の周波数が27MHz以上の場合にプラズマ密度が高くなり、上記定在波の影響がより顕著になる。さらにまた、前記第2の電極に100kHz〜10MHzの高周波を印加する高周波印加手段をさらに有することが好ましい。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は本発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置を模式的に示す断面図である。このプラズマ処理装置1は、電極板が上下平行に対向し、一方にプラズマ形成用電源が接続された容量結合型平行平板エッチング装置として構成されている。
【0017】
このエッチング処理装置1は、例えば表面がアルマイト処理(陽極酸化処理)されたアルミニウムからなる円筒形状に成形されたチャンバー2を有しており、このチャンバー2は接地されている。前記チャンバー2内の底部にはセラミックなどの絶縁板3を介して、被処理体、例えば半導体ウエハ(以下「ウエハ」という)Wを載置するための略円柱状のサセプタ支持台4が設けられており、さらにこのサセプタ支持台4の上には、下部電極を構成するサセプタ5が設けられている。このサセプタ5にはハイパスフィルター(HPF)6が接続されている。
【0018】
前記サセプタ支持台4の内部には、冷媒室7が設けられており、この冷媒室7には、例えば液体窒素などの冷媒が冷媒導入管8を介して導入されて循環し、その冷熱が前記サセプタ5を介して前記ウエハWに対して伝熱され、これによりウエハWの処理面が所望の温度に制御される。
【0019】
前記サセプタ5は、その上中央部が凸状の円板状に成形され、その上にウエハWと略同形の静電チャック11が設けられている。静電チャック11は、絶縁材の間に電極12が介在されており、電極12に接続された直流電源13から例えば1.5kVの直流電圧が印加されることにより、例えばクーロン力によってウエハWを静電吸着する。
【0020】
そして、前記絶縁板3、サセプタ支持台4、サセプタ5、さらには前記静電チャック11には、被処理体であるウエハWの裏面に、伝熱媒体、例えばHeガスなどを供給するためのガス通路14が形成されており、この伝熱媒体を介してサセプタ5の冷熱がウエハWに伝達されウエハWが所定の温度に維持されるようになっている。
【0021】
前記サセプタ5の上端周縁部には、静電チャック11上に載置されたウエハWを囲むように、環状のフォーカスリング15が配置されている。このフォーカスリング15はシリコンなどの導電性材料からなっており、これによりエッチングの均一性が向上される。
【0022】
前記サセプタ5の上方には、このサセプタ5と平行に対向して上部電極21が設けられている。この上部電極21は、サセプタ5との対向面を構成するとともに多数の吐出孔24を有する電極板23と、この電極板23を支持し、導電性材料、例えば表面がアルマイト処理されたアルミニウムからなる水冷構造の電極支持体22とによって構成されている。この上部電極21の周面に沿ってリング状に絶縁材25が設けられている。また、電極板23の下面端部領域から絶縁材25の下面にかけて、これらに接触するようにリング状の高調波吸収部材51が設けられており、この高調波吸収部材51ならびに電極23の下面端部領域および絶縁材25の周面下部を覆うようにリング状の絶縁材52が設けられている。そして、上部電極21は、この絶縁材52によりチャンバー2に支持されている。なお、サセプタ5と上部電極21とは、例えば10〜60mm程度離間している。
【0023】
高調波吸収部材51は、プラズマから反射した後述する高周波電源40からの高調波を吸収しまたは減衰させる機能を有しており、例えば磁気共鳴損失効果を利用してこのような機能を実現する。このような磁気共鳴損失効果を利用して高調波を吸収する材料としてはフェライトが挙げられ、高調波吸収部材51としてフェライトを含むものを好適に用いることができる。この高調波吸収部材51の厚さおよび材質を変化させることにより吸収する周波数帯を調整することが可能である。また、異なる周波数特性を持つものを積層して高調波吸収部材51を構成することにより吸収する周波数帯を広げることができる。このようにして所望の周波数の高調波を吸収させて減衰させることにより、定在波を有効に防止することができる。
【0024】
前記上部電極21における電極支持体22にはガス導入口26が設けられ、さらにこのガス導入口26には、ガス供給管27が接続されており、さらにこのガス供給管27には、バルブ28、並びにマスフローコントローラ29を介して、処理ガス供給源30が接続されている。処理ガス供給源30から、プラズマ処理、例えばエッチングのための処理ガスが供給される。
【0025】
処理ガスとしては、従来用いられている種々のものを採用することができ、例えばフロロカーボンガス(CxFy)やハイドロフロロカーボンガス(CpHqFr)のようなハロゲン元素を含有するガスを好適に用いることができる。他にAr、He等の希ガスやN2を添加してもよい。
【0026】
前記チャンバー2の底部には排気管31が接続されており、この排気管31には排気装置35が接続されている。排気装置35はターボ分子ポンプなどの真空ポンプを備えており、これによりチャンバー2内を所定の減圧雰囲気、例えば1Pa以下の所定の圧力まで真空引き可能なように構成されている。また、チャンバー2の側壁にはゲートバルブ32が設けられており、このゲートバルブ32を開にした状態でウエハWが隣接するロードロック室(図示せず)との間で搬送されるようになっている。
【0027】
上部電極21には、整合器41を介して第1の高周波電源40が接続されており、その際の給電は上部電極21の上面中央部に接続された給電棒33により行われる。また、上部電極21にはローパスフィルター(LPF)42が接続されている。この第1の高周波電源40は、27MHz以上の周波数を有しており、このように高い周波数を印加することによりチャンバー2内に好ましい解離状態でかつ高密度のプラズマを形成することができ、低圧条件下のプラズマ処理が可能となる。この例では、高周波電源40として60MHzのものを用いている。
【0028】
下部電極としてのサセプタ5には、第2の高周波電源50が接続されており、その給電線には整合器51が介在されている。この第2の高周波電源50は100kHz〜10MHzの範囲の周波数を有しており、このような範囲の周波数を印加することにより、被処理体であるウエハWに対してダメージを与えることなく適切なイオン作用を与えることができる。この例では、2MHzのものを用いている。
【0029】
次に、以上のように構成されるプラズマエッチング装置1における処理動作について説明する。
まず、被処理体であるウエハWは、ゲートバルブ32が開放された後、図示しないロードロック室からチャンバー2内へと搬入され、静電チャック11上に載置される。そして、高圧直流電源13から直流電圧が印加されることによって、ウエハWが静電チャック11上に静電吸着される。次いで、ゲートバルブ32が閉じられ、排気装置35によって、チャンバー2内が所定の真空度まで真空引きされる。
【0030】
その後、バルブ28が開放されて、処理ガス供給源30から処理ガスがマスフローコントローラ29によってその流量が調整されつつ、処理ガス供給管27、ガス導入口26を通って上部電極21の内部へ導入され、さらに電極板23の吐出孔24を通って、図1の矢印に示すように、ウエハWに対して均一に吐出され、チャンバー2内の圧力が所定の値に維持される。
【0031】
そして、その後、高周波電源40から27MHz以上、例えば60MHzの高周波が上部電極21に印加される。これにより、上部電極21と下部電極としてのサセプタ5との間に高周波電界が生じ、処理ガスが解離してプラズマ化し、このプラズマにより、ウエハWに対してエッチング処理が施される。
【0032】
他方、高周波電源50からは、100kHz〜10MHz、例えば2MHzの高周波が下部電極であるサセプタ5に印加される。これにより、プラズマ中のイオンがサセプタ5側へ引き込まれ、イオンアシストによりエッチングの異方性が高められる。
【0033】
このように、上部電極21に印加する高周波の周波数を27MHz以上とすることにより、プラズマ密度を上げることができるが、これだけでは、プラズマからの反射波の高調波により電極板23下面に定在波が生成されることによって、電極板23下面での電界の不均一が生じる。
【0034】
すなわち、27MHz以上の高周波を使用した場合、プラズマで印加周波数のn倍の高調波が発生しやすくなり、この高調波が上部電極21から高周波電源に戻るとき、図2に示すように、上部電極21と絶縁材25との境目のA,Bで示す部分や、給電位置であるCで示す部分等で反射し、これらと上部電極21の中心であるDで示す位置との間で定在波を発生させる。この定在波の波長がある高調波の波長λの1/4倍、すなわちλ/4と一致する場合は、上部電極21の中心付近でプラズマ密度が高くなり、不均一なプラズマを生成させる原因となる。例えば、高周波電源40として周波数60MHzのものを使用した場合、波長は5mであり、A−D間距離を約0.14mとすると、計算上A−D間で9次の高調波が発生しやすくなる。高周波経路材料の誘電率の1/2乗に比例する波長短縮率を考慮すると3〜6次程度の高調波が発生しやすくなる。ただし、A−D間の距離が約0.07mの場合には、13.56MHzの高周波でも同様の問題が生じると考えられる。
【0035】
これに対して、上述のように電極板23の下面端部領域から絶縁材25の下面にかけて、これらに接触するようにリング状の高調波吸収部材51を設けることにより、高周波電源40に戻る高調波を吸収してこのようなプラズマの不均一の原因となる定在波の形成を有効に防止することができる。なお、このように高調波吸収部材51をリング状とすることにより、高調波吸収効果を高めることができるので好ましいが、その形状はリング状に限るものではない。また、この高調波吸収部材51を図3に示すように上部電極21の周面に設けても同様の効果を得ることができる。
【0036】
このような高調波吸収部材51としてフェライト焼結体を用いた場合、上述したように磁気共鳴損失効果により高調波を吸収して減衰させることができる。この場合に、厚さによって減衰させることができる周波数帯がシフトし、厚さが半分になると減衰可能周波数は2倍程度となる。例えば、厚さ7mm(TDK製IB−003)では図4に示すように200〜800MHzの高調波を20dB減衰させることができる。また、厚さ4.5mm(TDK製IB−004)では図5に示すように700MHz〜3GHzの高調波を20dB減衰させることができる。また、異なる周波数特性を持つフェライトを積層することにより減衰可能周波数帯を広げることが可能であり、例えば上記IB−003およびIB−004を積層した場合には、200MHz〜3GHzの広い周波数帯の高調波を減衰させることができる。
【0037】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では、上部電極に27MHz以上の高周波を印加した場合について示したが、本発明は27MHzより低い場合にも有効である。また、上下電極に高周波を印加したが、上部電極のみに周波数の高い高周波を印加するタイプであってもよい。さらに、下部電極に周波数の高い高周波を印加するタイプの装置にも適用することができ、この場合には、下部電極の上部電極に対向する面の端部領域または下部電極の周面に接触して高調波吸収部材を配置すればよい。さらにまた、被処理基板として半導体ウエハを用い、これにエッチングを施す場合について説明したが、これに限らず、処理対象としては液晶表示装置(LCD)基板等の他の基板であってもよく、またプラズマ処理もエッチングに限らず、スパッタリング、CVD等の他の処理であってもよい。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第1の電極に高周波を印加するとともに、この第1の電極の第2の電極に対向する面の端部領域または第1の電極の周面に接触して、高周波印加手段の周波数の高調波を吸収する高調波吸収部材を配置するので、プラズマから反射した高調波は、電極を通り、高周波電源に戻る前にこの高周波吸収部材に達し、そこで高調波は吸収される。したがって、高調波による定在波の発生を有効に防止することができ、定在波に起因する電極表面における電界分布の不均一を小さくしてプラズマ密度を均一化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るプラズマエッチング装置を示す断面図。
【図2】高周波印加電極に定在波が形成される原因を説明するための模式図。
【図3】高調波吸収部材の配置の他の例を示す断面図。
【図4】高調波吸収部材として厚さ7mmのフェライト焼結体を用いた場合の反射減衰量の周波数特性を示すグラフ。
【図5】高調波吸収部材として厚さ4.5mmのフェライト焼結体を用いた場合の反射減衰量の周波数特性を示すグラフ。
【符号の説明】
1;プラズマエッチング装置
2;チャンバー
5;サセプタ
6;ハイパスフィルタ
21;上部電極
23;電極板
30;処理ガス供給源
35;排気装置
40,50;高周波電源
41,51;整合器
42;ローパスフィルタ
51;高調波吸収部材
W;半導体ウエハ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plasma processing apparatus for performing plasma processing on a substrate such as a semiconductor substrate.
[0002]
[Prior art]
For example, in a semiconductor device manufacturing process, plasma processing such as etching, sputtering, and CVD (chemical vapor deposition) is frequently used for a semiconductor wafer that is a substrate to be processed.
[0003]
Various plasma processing apparatuses for performing such plasma processing are used, and among them, a capacitively coupled parallel plate plasma processing apparatus is the mainstream.
[0004]
In a capacitively coupled parallel plate plasma processing apparatus, a pair of parallel plate electrodes (upper and lower electrodes) are arranged in a chamber, a processing gas is introduced into the chamber, and a high frequency is applied to one of the electrodes to provide a gap between the electrodes. A high frequency electric field is formed, plasma of a processing gas is formed by the high frequency electric field, and the semiconductor wafer is subjected to plasma processing.
[0005]
When etching a film on a semiconductor wafer, such as an oxide film, with such a capacitively coupled parallel plate plasma processing apparatus, optimum radical control is possible by forming a medium density plasma with the chamber inside at an intermediate pressure. Thus, an appropriate plasma state can be obtained, and etching with high stability and reproducibility is realized with a high selection ratio.
[0006]
However, in recent years, design rules in USLI have been further miniaturized, and a higher hole shape aspect ratio has been demanded, and conventional conditions for oxide film etching and the like are not necessarily sufficient.
[0007]
Thus, attempts have been made to form high-density plasma while increasing the frequency of the applied high-frequency power and maintaining a good plasma dissociation state. This makes it possible to form an appropriate plasma under a lower pressure condition, and is considered to be able to appropriately cope with further miniaturization of design rules.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, according to the examination result of the present inventor, when the density of the plasma is increased by increasing the frequency of the high frequency applied in this way, the non-linear characteristic of the plasma appears remarkably, and the reflected wave from the plasma has a harmonic. It has been found that when the electrode diameter is φ250 to φ300, a standing wave is generated on the electrode surface due to such harmonics, and the electric field distribution on the electrode surface becomes non-uniform.
[0009]
If the electric field distribution becomes non-uniform in this way, the plasma density becomes non-uniform, resulting in non-uniform etching rate distribution. Therefore, it is necessary to remove the cause of the non-uniform electric field distribution and make the etching rate distribution uniform. Become.
[0010]
However, in the past, the problems in the case of using such high-density plasma have not always been clearly recognized, and no attempt has been made yet to solve the above-described non-uniform electric field distribution. .
[0011]
The present invention has been made in view of such circumstances, and in plasma processing using high-density plasma that can cope with further miniaturization, the non-uniformity of the electric field distribution on the electrode surface is reduced and the plasma density is made uniform. An object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus that can perform the above-described processing.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention includes a chamber in which a substrate to be processed is accommodated,
First and second electrodes provided to face each other in the chamber;
High frequency applying means for applying a high frequency to the first electrode;
The first electrode is disposed in contact with the end region of the surface facing the second electrode or the peripheral surface of the first electrode, has a ring shape, and generates harmonics of the frequency of the high-frequency applying means. A harmonic absorbing member to absorb,
An exhaust means for maintaining the inside of the chamber at a predetermined reduced pressure state;
A processing gas introduction means for introducing a processing gas into the chamber;
In a state where the substrate to be processed is supported by the first or second electrode, a plasma of a processing gas is formed by forming a high-frequency electric field between the first and second electrodes, and the substrate to be processed is generated by this plasma. A plasma processing apparatus is provided that is subjected to plasma processing.
[0013]
As described above, when the plasma is densified by increasing the frequency of the high frequency applied to the electrode, the harmonics of the reflected wave from the plasma are likely to be generated. When this harmonic wave returns to the high-frequency power source, it is reflected at the boundary between the electrode and the insulator, the feeding position, etc., and a standing wave is generated on the electrode surface. Since the standing wave has a large amplitude at the center of the electrode, the standing wave affects the electric field distribution on the electrode surface and contributes to the plasma near the electrode. Thinning and non-uniform plasma will be generated.
[0014]
In contrast, in the present invention, a high frequency is applied to the first electrode, and the first electrode is in contact with the end region of the surface of the first electrode facing the second electrode or the peripheral surface of the first electrode. Since a harmonic absorbing member that absorbs harmonics of the frequency of the high frequency applying means is disposed, the harmonic reflected from the plasma reaches the high frequency absorbing member before passing through the electrodes and returning to the high frequency power source. Is absorbed. Therefore, generation of standing waves due to harmonics can be effectively prevented, and nonuniformity of the electric field distribution on the electrode surface caused by the standing waves can be reduced and the plasma density can be made uniform.
[0015]
As the harmonic absorbing member, a laminate of harmonic absorbing members having different frequency characteristics can be used. Thereby, harmonics in a wide frequency band can be absorbed. Further, as the harmonic absorbing member, a member having a magnetic resonance loss effect can be used, and examples thereof include those containing ferrite. Furthermore, it is particularly suitable when the frequency of the high frequency applied to the first electrode is 27 MHz or more. That is, when the frequency of the applied high frequency is 27 MHz or more, the plasma density increases, and the influence of the standing wave becomes more remarkable. Furthermore, it is preferable to further have a high frequency applying means for applying a high frequency of 100 kHz to 10 MHz to the second electrode.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention. The plasma processing apparatus 1 is configured as a capacitively coupled parallel plate etching apparatus in which electrode plates are opposed in parallel in the vertical direction, and a plasma forming power source is connected to one of them.
[0017]
This etching processing apparatus 1 has a
[0018]
A refrigerant chamber 7 is provided inside the susceptor support 4, and a refrigerant such as liquid nitrogen is introduced into the refrigerant chamber 7 through a
[0019]
The susceptor 5 is formed in a disc shape having a convex upper center portion, and an electrostatic chuck 11 having substantially the same shape as the wafer W is provided thereon. In the electrostatic chuck 11, an electrode 12 is interposed between insulating materials, and a DC voltage of, for example, 1.5 kV is applied from a
[0020]
The insulating plate 3, the susceptor support 4, the susceptor 5 and the electrostatic chuck 11 are supplied with a gas for supplying a heat transfer medium, for example, He gas, to the back surface of the wafer W, which is an object to be processed. A
[0021]
An annular focus ring 15 is disposed at the upper peripheral edge of the susceptor 5 so as to surround the wafer W placed on the electrostatic chuck 11. The focus ring 15 is made of a conductive material such as silicon, which improves the etching uniformity.
[0022]
An
[0023]
The harmonic absorbing
[0024]
A
[0025]
Various conventionally used gases can be employed as the processing gas, for example, a gas containing a halogen element such as a fluorocarbon gas (C x F y ) or a hydrofluorocarbon gas (C p H q F r ). Can be suitably used. In addition, a rare gas such as Ar or He or N 2 may be added.
[0026]
An
[0027]
A first high
[0028]
A second high
[0029]
Next, the processing operation in the plasma etching apparatus 1 configured as described above will be described.
First, after the
[0030]
Thereafter, the
[0031]
Thereafter, a high frequency of 27 MHz or higher, for example, 60 MHz, is applied to the
[0032]
On the other hand, a high frequency of 100 kHz to 10 MHz, for example, 2 MHz is applied from the high
[0033]
Thus, the plasma density can be increased by setting the frequency of the high frequency applied to the
[0034]
That is, when a high frequency of 27 MHz or higher is used, a harmonic of n times the applied frequency is likely to be generated in the plasma, and when this harmonic returns from the
[0035]
On the other hand, by providing the ring-shaped harmonic absorbing
[0036]
When a ferrite sintered body is used as such a harmonic absorbing
[0037]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above embodiment, the case where a high frequency of 27 MHz or higher is applied to the upper electrode has been described, but the present invention is also effective when the frequency is lower than 27 MHz. Moreover, although the high frequency was applied to the upper and lower electrodes, the type which applies a high frequency with a high frequency only to an upper electrode may be sufficient. Furthermore, the present invention can be applied to a device that applies a high frequency high frequency to the lower electrode. In this case, the lower electrode is brought into contact with the end region of the surface facing the upper electrode or the peripheral surface of the lower electrode. A harmonic absorbing member may be disposed. Furthermore, the case where a semiconductor wafer is used as a substrate to be processed and etching is performed has been described. However, the present invention is not limited to this, and another substrate such as a liquid crystal display (LCD) substrate may be used as a processing target. The plasma treatment is not limited to etching, and may be other treatment such as sputtering or CVD.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a high frequency is applied to the first electrode, and at the end region of the surface of the first electrode facing the second electrode or the peripheral surface of the first electrode. Since the harmonic absorbing member that contacts and absorbs the harmonic of the frequency of the high frequency applying means is arranged, the harmonic reflected from the plasma reaches the high frequency absorbing member before passing through the electrode and returning to the high frequency power source. Harmonics are absorbed. Therefore, generation of standing waves due to harmonics can be effectively prevented, and nonuniformity of the electric field distribution on the electrode surface caused by the standing waves can be reduced and the plasma density can be made uniform.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a plasma etching apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a cause of a standing wave formed on a high frequency application electrode.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another example of the arrangement of harmonic absorbing members.
FIG. 4 is a graph showing frequency characteristics of return loss when a ferrite sintered body having a thickness of 7 mm is used as a harmonic absorbing member.
FIG. 5 is a graph showing the frequency characteristics of return loss when a ferrite sintered body having a thickness of 4.5 mm is used as a harmonic absorbing member.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1;
Claims (6)
チャンバー内に相対向するように設けられた第1および第2の電極と、
前記第1の電極に高周波を印加する高周波印加手段と、
前記第1の電極の前記第2の電極に対向する面の端部領域または前記第1の電極の周面に接触して配置され、前記高周波印加手段の周波数の高調波を吸収する高調波吸収部材と、
前記チャンバー内を所定の減圧状態に維持する排気手段と、
前記チャンバー内に処理ガスを導入する処理ガス導入手段と
を具備し、
前記第1または第2の電極に被処理基板を支持させた状態で、前記第1および第2の電極間に高周波電界を形成することにより処理ガスのプラズマを形成し、このプラズマにより被処理基板にプラズマ処理を施すことを特徴とするプラズマ処理装置。A chamber that accommodates a substrate to be processed;
First and second electrodes provided to face each other in the chamber;
High frequency applying means for applying a high frequency to the first electrode;
Harmonic absorption that is arranged in contact with the end region of the surface of the first electrode facing the second electrode or the peripheral surface of the first electrode and absorbs harmonics of the frequency of the high-frequency applying means. Members,
An exhaust means for maintaining the inside of the chamber at a predetermined reduced pressure state;
A processing gas introduction means for introducing a processing gas into the chamber;
In a state where the substrate to be processed is supported by the first or second electrode, a plasma of a processing gas is formed by forming a high-frequency electric field between the first and second electrodes, and the substrate to be processed is generated by this plasma. A plasma processing apparatus characterized in that plasma processing is performed.
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