JP4933937B2 - プラズマ処理方法 - Google Patents
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Description
磁場を形成してプラズマを生成する誘導結合のエネルギ分布が、上記プラズマ処理空間内においてその中心に対して対称分布となるように、高周波電力を上記第1の電極に印加するとともに、上記プラズマとの間の容量結合により上記誘電体部材の内表面に形成される電位のエネルギ分布が、上記プラズマ処理空間の中心に対して対称分布となるように、高周波電力を上記第2の電極に印加し、
上記プラズマ処理空間内の上記対象物に対して、上記プラズマ処理としてラジカル性のエッチング及び/又は低速エッチングを行い、
上記ラジカル性のエッチング及び/又は低速エッチングは、そのエッチングレートが20〜50nm/分の範囲内のエッチングである、プラズマ処理方法を提供する。
上記第2の電極への上記高周波電力の印加は、その中心に配置された印加点、あるいは上記中心に対して対称に配置された複数の印加点を通して行う、第1態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。
本発明の第1の実施形態にかかるプラズマ処理装置101の主要な構成を示す模式構成図を図1に示す。
なお、本発明は上記第1実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、本発明の第2の実施形態にかかるプラズマ処理装置102が備えるICPコイル、FS電極、及び天板の構成(一部分解構成)を図8の模式斜視図に示し、それぞれの平面的な配置関係を示す模式平面図を図9に示す。なお、図8及び図9において、上記第1実施形態のプラズマ処理装置101が備える構成部と同じ構成部には、同じ参照番号を付してその説明を省略する。
次に本発明の第3の実施形態にかかるプラズマ処理装置103が備えるICPコイル、FS電極、及び天板のそれぞれの平面的な配置関係を示す模式平面図を図11に示す。なお、図11において、上記実施形態のプラズマ処理装置が備える構成部と同じ構成部には、同じ参照番号を付してその説明を省略する。
次に、本発明の第4の実施形態にかかるプラズマ処理装置104が備えるICPコイル、FS電極、及び天板の模式断面図を図13Bに示し、ICPコイル44の模式平面図を図13Aに示す。
次に、本発明の実施例1として、上記第1実施形態のプラズマ処理装置101において、塩素系ガスを用いて低速エッチングを行った場合におけるエッチングレートのバラツキを測定した。また、本実施例1に対する比較例1として、図18のプラズマ処理装置151において、Ar系ガスを用いてエッチングを行った場合と、比較例2として、プラズマ処理装置151において、塩素系ガスを用いてエッチングを行った場合におけるエッチングレートのバラツキを測定した。なお、プラズマ処理の対象物としてはシリコンウェハ(PRマスク:1.6μm、Ni合金:30nm、下地:SiO2、直径:φ6インチ)を共通して用いた。
以下のエッチング条件にてウェハに対するプラズマ処理を行った。
[ガス条件]: 50sccm(Ar)
[圧力]: 0.4Pa
[ICPコイル印加電力]: 600w
[FS電極印加電力]: 200w
[対向電極印加電力]: 200w
また、図21に示すように、FS電極157の第2の印加点157aを外周端部近傍に一箇所だけ設けて、高周波電力の印加を行った。ウェハ2に対するプラズマ処理を実施した後、図22の模式図に示すように、ウェハ2の表面近傍において、中心位置を基準として、X方向に4箇所、Y方向に4箇所の合計9箇所の測定点を設けて、エッチングレートを測定した。その結果を図23のグラフに示す。なお、図23のグラフにおいては、横軸にウェハ2の測定点の位置を、中心位置を基準として、X方向及びY方向に分けて示し、縦軸にエッチングレートを示している。
次に、比較例2として、以下のエッチング条件にてウェハに対するプラズマ処理を行った。
[ガス条件]: 10sccm(Cl2)
40sccm(BCl3)
[圧力]: 0.4Pa
[ICPコイル印加電力]: 400w
[FS電極印加電力]: 200w
[対向電極印加電力]: 300w
また、図24に示すように、FS電極157の第2の印加点157aを外周端部近傍に一箇所だけ設けて、高周波電力の印加を行った。ウェハ2に対するプラズマ処理を実施した後、上記比較例1と同様に図22の模式図に示すように、ウェハ2の表面近傍において、中心位置を基準として、X方向に4箇所、Y方向に4箇所の合計9箇所の測定点を設けて、エッチングレートを測定した。その結果を図25のグラフに示す。
次に、本発明の実施例1として、以下のエッチング条件にてウェハに対するプラズマ処理を行った。
[ガス条件]: 10sccm(Cl2)
40sccm(BCl3)
[圧力]: 0.4Pa
[ICPコイル印加電力]: 400w
[FS電極印加電力]: 200w
[対向電極印加電力]: 300w
また、図26に示すように、FS電極7の第2の印加点7aを中心位置に一箇所だけ設けて、高周波電力の印加を行った。ウェハ2に対するプラズマ処理を実施した後、上記比較例1及び2と同様に図22の模式図に示すように、ウェハ2の表面近傍において、中心位置を基準として、X方向に4箇所、Y方向に4箇所の合計9箇所の測定点を設けて、エッチングレートを測定した。その結果を図27のグラフに示す。
2 基板(ウェハ)
3 対向電極
4 ICPコイル
4a 第1の印加点
5 天板
7 FS電極
7a 第2の印加点
7b スリット
7c 導体領域
8 コイル部材
9 静電チャック
10 金属膜
11 ICPコイル用高周波電源
12 可変コンデンサ
13 FS電極用高周波電源
14 可変コンデンサ
15 対向電極用高周波電源
16 可変コンデンサ
101 プラズマ処理装置
P プラズマ
M イオン
S プラズマ処理空間
Claims (2)
- 真空容器内にプラズマ処理空間を画定する誘電体部材の外側に配置された第1の電極と、上記第1の電極と上記誘電体部材との間に配置された第2の電極とに高周波電力を印加して、上記プラズマ処理空間内に配置された対象物に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、
磁場を形成してプラズマを生成する誘導結合のエネルギ分布が、上記プラズマ処理空間内においてその中心に対して対称分布となるように、高周波電力を上記第1の電極に印加するとともに、上記プラズマとの間の容量結合により上記誘電体部材の内表面に形成される電位のエネルギ分布が、上記プラズマ処理空間の中心に対して対称分布となるように、高周波電力を上記第2の電極に印加し、
上記プラズマ処理空間内の上記対象物に対して、上記プラズマ処理としてラジカル性のエッチング及び/又は低速エッチングを行い、
上記ラジカル性のエッチング及び/又は低速エッチングは、そのエッチングレートが20〜50nm/分の範囲内のエッチングである、プラズマ処理方法。 - 上記第1の電極への上記高周波電力の印加は、その中心に配置された印加点を通して行い、
上記第2の電極への上記高周波電力の印加は、その中心に配置された印加点、あるいは上記中心に対して対称に配置された複数の印加点を通して行う、請求項1に記載のプラズマ処理方法。
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