JP5774428B2 - Dry etching method and plasma etching apparatus - Google Patents

Dry etching method and plasma etching apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP5774428B2
JP5774428B2 JP2011211896A JP2011211896A JP5774428B2 JP 5774428 B2 JP5774428 B2 JP 5774428B2 JP 2011211896 A JP2011211896 A JP 2011211896A JP 2011211896 A JP2011211896 A JP 2011211896A JP 5774428 B2 JP5774428 B2 JP 5774428B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plasma
microwave
power
mode jump
frequency power
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.)
Active
Application number
JP2011211896A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013074091A (en
Inventor
宮地 正和
正和 宮地
未知数 森本
未知数 森本
小野 哲郎
哲郎 小野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi High Technologies Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi High Technologies Corp filed Critical Hitachi High Technologies Corp
Priority to JP2011211896A priority Critical patent/JP5774428B2/en
Priority to TW105138674A priority patent/TWI620227B/en
Priority to TW103109036A priority patent/TWI500066B/en
Priority to TW100148609A priority patent/TWI450308B/en
Priority to TW104120726A priority patent/TWI581304B/en
Priority to KR1020120006752A priority patent/KR101341534B1/en
Priority to US13/363,415 priority patent/US8828254B2/en
Priority to KR1020130032752A priority patent/KR101858047B1/en
Publication of JP2013074091A publication Critical patent/JP2013074091A/en
Priority to US14/452,578 priority patent/US9349603B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5774428B2 publication Critical patent/JP5774428B2/en
Priority to US15/091,730 priority patent/US10600619B2/en
Priority to US16/749,180 priority patent/US11658011B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Plasma Technology (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Description

本発明は、半導体素子のドライエッチング装置に関わり、安定して放電を維持できるドライエッチング方法およびプラズマエッチング装置に関する。 The present invention relates to a dry etching apparatus for semiconductor elements, and more particularly to a dry etching method and a plasma etching apparatus that can stably maintain a discharge.

ドライエッチング装置でプラズマをパルス状にパルス変調する技術に関しては、例えば、特許文献1には、プラズマ中のラジカル密度を測定しながら、プラズマをパルス変調してラジカル密度を制御することにより高精度エッチングを達成する方法が述べられている。   With regard to a technique for pulse-modulating plasma in a dry etching apparatus, for example, Patent Document 1 discloses high-precision etching by controlling the radical density by pulse-modulating plasma while measuring the radical density in the plasma. A way to achieve is described.

また、特許文献2には、プラズマをパルス変調すると同時にウエハに印加する高周波バイアスの位相プラズマのオンオフと同期をとることによりプラズマ中の電子温度を制御して、処理ウエハ上の酸化膜の絶縁破壊を防ぐ方法が述べられている。また、特許文献3にはプラズマを10〜100μsでパルス変調してかつウエハに600KHz以下の高周波バイアスを印加し酸化膜の絶縁破壊を防ぐと同時に高速異方性エッチングを達成する方法が述べられている。   Further, Patent Document 2 discloses that an oxide film on a processing wafer is subjected to dielectric breakdown by controlling the electron temperature in the plasma by synchronizing the on-off of the high frequency bias phase plasma applied to the wafer simultaneously with the pulse modulation of the plasma. A way to prevent this is described. Further, Patent Document 3 describes a method in which plasma is pulse-modulated at 10 to 100 μs and a high frequency bias of 600 KHz or less is applied to the wafer to prevent dielectric breakdown of the oxide film and at the same time achieve high-speed anisotropic etching. Yes.

更に、特許文献4にはプラズマを生成するマイクロ波をパルス変調してその周波数とデューティー比を一定値にすることにより反応性ガスの分解を制御して高精度エッチングを行う方法が述べられている。また、特許文献5にはプラズマを発生するためのマイクロ波を10KHz以上の周波数でパルス変調してラジカルを制御しかつプラズマの不安定性を抑えてイオン温度を低下させる方法が述べられている。   Furthermore, Patent Document 4 describes a method of performing high-precision etching by controlling the decomposition of reactive gas by pulse-modulating microwaves that generate plasma and setting the frequency and duty ratio to constant values. . Further, Patent Document 5 describes a method in which a microwave for generating plasma is pulse-modulated at a frequency of 10 KHz or more to control radicals and suppress ion instability to reduce ion temperature.

現在、半導体素子の量産に用いられているドライエッチング装置の一つにECR(Electron Cyclotron Resonance)型の装置がある。この装置ではプラズマに磁場を印加してマイクロ波の周波数と電子のサイクロトロン周波数とが共振するように磁場強度を設定することで高密度のプラズマが発生できる特徴がある。   Currently, one of dry etching apparatuses used for mass production of semiconductor elements is an ECR (Electron Cyclotron Resonance) type apparatus. This apparatus is characterized in that high-density plasma can be generated by applying a magnetic field to the plasma and setting the magnetic field strength so that the microwave frequency and the electron cyclotron frequency resonate.

特開平09−185999号公報JP 09-185999 A 特開平09−092645号公報JP 09-092645 A 特開平08−181125号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-181125 特開平07−094130号公報Japanese Patent Laid-Open No. 07-094130 特開平06−267900号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-267900

近年の半導体素子の微細化に伴い、ゲート酸化膜の厚さは5nm以下となっている。そのため、プラズマエッチング加工の制御性、ゲート酸化膜とシリコン膜との高選択比の実現が必要となっている。   With the recent miniaturization of semiconductor elements, the thickness of the gate oxide film has become 5 nm or less. Therefore, it is necessary to realize controllability of the plasma etching process and a high selection ratio between the gate oxide film and the silicon film.

ECR型のドライエッチング装置ではこれらの加工に対応するために、今まで以上に広いプロセスウインドウが必要とされている。マイクロ波電力に関しては、高マイクロ波電力側(高密度領域)に高選択比領域が存在する。しかし、高マイクロ波電力側では、プラズマ密度の上昇に伴いカットオフ現象が生じて、プラズマ密度のチャンバ内での分布が変化する、モードジャンプが発生する。この現象が生じるとプラズマの発光強度やバイアス電圧のピーク値(Vpp電圧)が急激に変化し、これに伴いエッチング速度のウエハ面内分布も大きく変わるためにモードジャンプ前後の電力は使用できない課題があった。   In order to cope with these processes, an ECR type dry etching apparatus requires a wider process window than ever before. Regarding microwave power, a high selectivity ratio region exists on the high microwave power side (high density region). However, on the high microwave power side, a cut-off phenomenon occurs as the plasma density increases, and a mode jump occurs in which the distribution of the plasma density in the chamber changes. When this phenomenon occurs, the plasma emission intensity and the peak value of the bias voltage (Vpp voltage) change abruptly, and the distribution of the etching rate within the wafer surface changes greatly with this, so the power before and after the mode jump cannot be used. there were.

本発明の目的は、エッチングに有効なプロセス領域の拡大で、特により高密度領域、すなわち高電力側への拡大を実現するドライエッチング方法および装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a dry etching method and apparatus that realizes expansion of a process region effective for etching, in particular, expansion to a higher density region, that is, a high power side.

本発明のドライエッチング方法及びプラズマエッチング装置は、プラズマを発生させるためのマイクロ波をパルス状に変調し、オン時のマイクロ波電力値をカットオフ現象が生じる電力値より高く設定し、デューティー比を変化させることにより、マイクロ波の平均電力を制御する。さらに、パルスのオフ時間を50μs以上になるようにパルスの繰り返し周波数およびデューティー比を制御する。
The dry etching method and the plasma etching apparatus of the present invention modulate a microwave for generating plasma into a pulse shape, set the microwave power value at the time of turning on higher than the power value at which the cutoff phenomenon occurs, and set the duty ratio. By changing, the average power of the microwave is controlled. Further, the pulse repetition frequency and the duty ratio are controlled so that the pulse OFF time is 50 μs or more.

マイクロ波をパルス変調することで、高マイクロ波電力側で発生するモードジャンプを回避でき、エッチングに有効なプロセス領域を拡大できる。   By performing pulse modulation on the microwave, a mode jump generated on the high microwave power side can be avoided, and an effective process area for etching can be expanded.

図1は本発明のエッチング方法を実施するためのドライエッチング装置の一例を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a dry etching apparatus for carrying out the etching method of the present invention. 図2はマイクロ波に対するシリコン/酸化シリコンの選択比を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the selection ratio of silicon / silicon oxide to microwaves. 図3は本発明のマイクロ波に対するO(酸素)/Br(臭素)の発光強度比を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the emission intensity ratio of O (oxygen) / Br (bromine) to the microwave of the present invention. 図4は本発明のパルスマイクロ波に対するシリコン/酸化シリコンの選択比を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the selection ratio of silicon / silicon oxide to the pulsed microwave according to the present invention. 図5はモードジャンプが生じる電力の測定を自動化する装置の処理の流れ図である。FIG. 5 is a process flow diagram of an apparatus that automates the measurement of power at which mode jumps occur.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明のドライエッチング方法を実施するためのエッチング装置の一例を示す概略断面図であり、プラズマ生成手段にマイクロ波と磁場を利用したECR型プラズマエッチング装置である。この装置は、内部を真空排気できるチャンバ101と被処理物であるウエハ102を配置する試料台103とチャンバ101の上面に設けられた石英などのマイクロ波透過窓104と、その上方に設けられた導波管105、マグネトロン106と、チャンバ101の周りに設けられたソレノイドコイル107と、試料台103に接続された静電吸着電源108、高周波電源109とから成る。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an etching apparatus for carrying out the dry etching method of the present invention, which is an ECR type plasma etching apparatus using a microwave and a magnetic field as plasma generating means. This apparatus is provided with a chamber 101 capable of evacuating the inside, a sample stage 103 on which a wafer 102 to be processed is placed, a microwave transmitting window 104 such as quartz provided on the upper surface of the chamber 101, and an upper part thereof. It comprises a waveguide 105, a magnetron 106, a solenoid coil 107 provided around the chamber 101, an electrostatic adsorption power source 108 connected to the sample stage 103, and a high frequency power source 109.

ウエハ102はウエハ搬入口110からチャンバ101内に搬入された後、静電吸着電源108によって試料台103に静電吸着される。次にプロセスガスがチャンバ101に導入される。チャンバ101内は、真空ポンプ(図示省略)により減圧排気され、所定の圧力(例えば、0.1Pa〜50Pa)に調整される。次に、マグネトロン106から周波数2.45GHzのマイクロ波が発振され、導波管105を通してチャンバ101内に伝播される。マイクロ波とソレノイドコイル107によって発生された磁場との作用によって処理ガスが励起され、ウエハ102上部の空間にプラズマ111が形成される。   The wafer 102 is carried into the chamber 101 from the wafer carry-in port 110 and then electrostatically adsorbed to the sample stage 103 by the electrostatic adsorption power source 108. Next, process gas is introduced into the chamber 101. The inside of the chamber 101 is evacuated by a vacuum pump (not shown) and adjusted to a predetermined pressure (for example, 0.1 Pa to 50 Pa). Next, a microwave having a frequency of 2.45 GHz is oscillated from the magnetron 106 and propagated into the chamber 101 through the waveguide 105. The processing gas is excited by the action of the microwave and the magnetic field generated by the solenoid coil 107, and plasma 111 is formed in the space above the wafer 102.

一方、試料台103には、高周波電源109によってバイアスが印加され、プラズマ111中のイオンがウエハ102上に垂直に加速され入射する。プラズマ111からのラジカルとイオンの作用によってウエハ102が異方的にエッチングされる。また、マグネトロン106にはパルスジェネレータ112が取り付けられており、これによりマイクロ波をパルス変調することができる。本実施例で使用したエッチング装置は直径300mmのウエハ102を処理する装置で、チャンバ101の内径は44.2cmでウエハ102とマイクロ波透過窓104との距離は24.3cm(プラズマが発生する空間の体積37267cm)の装置を用いた。 On the other hand, a bias is applied to the sample stage 103 by a high-frequency power source 109, and ions in the plasma 111 are accelerated and incident on the wafer 102 vertically. The wafer 102 is anisotropically etched by the action of radicals and ions from the plasma 111. In addition, a pulse generator 112 is attached to the magnetron 106 so that the microwave can be pulse-modulated. The etching apparatus used in this embodiment is an apparatus for processing a wafer 102 having a diameter of 300 mm. The inner diameter of the chamber 101 is 44.2 cm, and the distance between the wafer 102 and the microwave transmission window 104 is 24.3 cm (space in which plasma is generated). Apparatus with a volume of 37267 cm 3 ).

次に、図1の装置でウエハ102をエッチングする条件の例を表1に示す。

Figure 0005774428
Next, Table 1 shows an example of conditions for etching the wafer 102 using the apparatus shown in FIG.
Figure 0005774428

表1の条件(ただし、Vpp電圧は一定)を用いて、表面全体がシリコンのウエハ102と表面全体が酸化シリコンのウエハ102をエッチング処理し、各々の削れ量の比から選択比を求めた。その結果を図2に示す。図2においてCWは連続放電でDutyはパルス放電のデューティー比を表す。   Using the conditions shown in Table 1 (however, the Vpp voltage is constant), the wafer 102 having the entire surface and the silicon oxide wafer 102 having the entire surface were etched, and the selection ratio was determined from the ratio of the amount of each cut. The result is shown in FIG. In FIG. 2, CW represents a continuous discharge and Duty represents a duty ratio of pulse discharge.

図3にマイクロ波電力と、O(酸素)とBr(臭素)の発光強度比の関係を示す。図2から分るように、高マイクロ波電力側では対酸化シリコンの選択比が上昇する傾向にある。これは、図3のように高マイクロ波側ではO(酸素)の発光強度、すなわちOラジカルの密度が上がるため、酸化シリコンの削れを抑制することが原因と考えられる。   FIG. 3 shows the relationship between the microwave power and the emission intensity ratio of O (oxygen) and Br (bromine). As can be seen from FIG. 2, the selectivity for silicon oxide tends to increase on the high microwave power side. As shown in FIG. 3, this is considered to be caused by suppressing the abrasion of silicon oxide because the emission intensity of O (oxygen), that is, the density of O radicals increases on the high microwave side.

しかしながら、マイクロ波電力値を更に上げると、図3に示すように、CW(連続放電)では、マイクロ波電力値900W以上で、発光強度の急激な変化、すなわち、前記のモードジャンプ現象(CW時)301が発生する。このため、連続放電では高マイクロ波領域を使用できない。   However, when the microwave power value is further increased, as shown in FIG. 3, in CW (continuous discharge), when the microwave power value is 900 W or more, the light emission intensity suddenly changes, that is, the mode jump phenomenon (at CW) ) 301 occurs. For this reason, the high microwave region cannot be used in continuous discharge.

そこで、本発明では、マイクロ波をパルス化し、オン時のピーク電力をモードジャンプが発生する電力値より十分高く設定して、デューティー比を制御する。デューティー65%以下では、発光強度比(図3)は急激な変化がなく、すなわちモードジャンプを回避していることがわかる。   Therefore, in the present invention, the duty ratio is controlled by pulsing the microwave and setting the peak power at the time of turning on sufficiently higher than the power value at which the mode jump occurs. It can be seen that when the duty is 65% or less, the emission intensity ratio (FIG. 3) does not change abruptly, that is, mode jump is avoided.

この理由を次のように推定する。CW(連続放電)では、マイクロ波電力値とともに電子密度が上昇し、プラズマ111の振動と電磁波の周波数が共鳴する密度に達する電力値からモードが変化する。一方、パルス化したマイクロ波では、オフ時に自由電子は数μsecの間に殆どが原子、分子に捕縛され、プラズマ111は、その大部分が陰イオンと陽イオンになる。このため、オンオフを繰り返すパルスマイクロ波では、電子密度の上昇が起こらない。   The reason is estimated as follows. In CW (continuous discharge), the electron density increases with the microwave power value, and the mode changes from the power value that reaches the density at which the vibration of the plasma 111 and the frequency of the electromagnetic wave resonate. On the other hand, in the pulsed microwave, most of free electrons are trapped by atoms and molecules within several μsec when turned off, and most of the plasma 111 becomes anions and cations. For this reason, in the pulse microwave which repeats ON / OFF, the electron density does not increase.

図4に、表1の条件を用いて、高マイクロ波電力側を評価した選択比結果を示す。CW(連続放電)ではマイクロ波電力値900W以上でモードジャンプの影響から選択比が低下する(不安定になる)のに対し、マイクロ波をパルス化することで、高マイクロ波電力側が使用となり、高選択比を得ることができる。   FIG. 4 shows the selection ratio results obtained by evaluating the high microwave power side using the conditions shown in Table 1. In CW (continuous discharge), the selection ratio decreases (becomes unstable) due to the effect of mode jump when the microwave power value is 900 W or more, but by pulsing the microwave, the high microwave power side is used, A high selectivity can be obtained.

一般に、パルス放電では、電力オフ後50μsで電子密度は1桁以上減衰することが知られている。従って、放電をパルス化して、そのオフ時間が50μs以上になるようにパルスの繰り返し周波数とデューティー比を設定すれば、十分にモードジャンプを回避できる。   In general, in pulse discharge, it is known that the electron density is attenuated by one digit or more after 50 μs after power-off. Accordingly, if the discharge is pulsed and the pulse repetition frequency and the duty ratio are set so that the OFF time is 50 μs or more, the mode jump can be sufficiently avoided.

以上、本発明では、マイクロ波をパルス変調することで、高マイクロ波電力側で発生するモードジャンプを回避でき、エッチングに有効なプロセス領域を拡大できる。   As described above, in the present invention, the mode modulation generated on the high microwave power side can be avoided and the effective process area for etching can be expanded by pulse-modulating the microwave.

次に、このモードジャンプ領域を自動的に回避する方法および装置に付いて述べる。モードジャンプは図3に示すように、およそマイクロ波電力900W 以上の高電力領域で生じるが、ガスの圧力やガスの種類によりプラズマ111の密度は異なるので、モードジャンプが生じる電力もこれらの条件に依存して異なる。   Next, a method and apparatus for automatically avoiding this mode jump area will be described. As shown in FIG. 3, the mode jump occurs in a high power region where the microwave power is about 900 W or more. However, since the density of the plasma 111 differs depending on the gas pressure and the type of gas, the power at which the mode jump occurs depends on these conditions. Depends on different.

これを回避する方法はまず、あらかじめ使用する条件でモードジャンプが生じる電力値を測定しておき、装置はエッチング条件とその条件でモードジャンプが生じる電力を記憶しておき、その条件を使用するときは、自動的にマイクロ波電力をパルス変調する機能を備えるようにする。この機能がある装置では、誤ってモードジャンプ領域を使用する誤操作を防ぐことができる。   A method for avoiding this is to first measure the power value at which the mode jump occurs under the conditions to be used in advance. Has a function of automatically pulse-modulating the microwave power. An apparatus having this function can prevent an erroneous operation using the mode jump area by mistake.

さらに、あらかじめモードジャンプが生じる電力の測定を自動化する装置について述べる。図5にモードジャンプが生じる電力の測定を自動化する装置の処理の流れ図を示す。通常、エッチングはロット(25枚)単位で処理をするが、ロットを処理する前にダミーウエハ処理501をこれから処理する条件と同じ条件で行う。   Furthermore, an apparatus for automating the measurement of power that causes a mode jump in advance will be described. FIG. 5 shows a process flow diagram of an apparatus that automates the measurement of power at which mode jumps occur. Normally, etching is performed in units of lots (25 sheets), but before the lots are processed, the dummy wafer processing 501 is performed under the same conditions as those to be processed.

その後、ロット処理502、酸素のプラズマ111などによるチャンバ101のクリーニング503と続く。ダミーウエハ処理501は、マイクロ波電力を設定した値、例えば800Wから1200Wまで自動でスキャンしてこの期間のプラズマ111の発光強度をホトダイオード等で測定するステップであるマイクロ波電力自動スキャン測定504を含む。   After that, the lot processing 502, the cleaning 503 of the chamber 101 by the oxygen plasma 111, etc. are followed. The dummy wafer processing 501 includes a microwave power automatic scan measurement 504 that is a step of automatically scanning from a set value of microwave power, for example, from 800 W to 1200 W and measuring the emission intensity of the plasma 111 during this period with a photodiode or the like.

次に、エッチング装置制御用パソコン507は、このデータから発光強度が急激に変わる領域を抽出、記憶するモードジャンプ電力識別505を行って、さらにレシピを入力した際にマイクロ波電力がモードジャンプする領域に相当した場合に自動的にパルス変調をする、自動レシピ生成506を行う機能を備える。この機能により、作業者はモードジャンプ領域に煩わされることなく、エッチングを行うことができる。   Next, the personal computer 507 for etching apparatus control performs a mode jump power identification 505 for extracting and storing a region where the emission intensity changes suddenly from this data, and a region where the microwave power is mode jumped when a recipe is input. A function of performing automatic recipe generation 506 that automatically performs pulse modulation in the case of This function allows the operator to perform etching without being bothered by the mode jump region.

また、マイクロ波電力をスキャンした際に測定する物理量は発光強度に限らず、バイアス電圧のピーク値(Vpp)などモードジャンプに対応して急激に変化する量ならば同じ機能を果たせる。また、本発明で述べたマイクロ波電力の絶対値は主にチャンバ101の大きさすなわち処理対象のウエハ102の直径に応じて大きく変わる。目安としてはチャンバ101の体積で規格化した値を用いるとチャンバ101の体積に依存しない量に変換することができる。例えば、以上の実施例では900Wは0.024W/cmに相当する。 The physical quantity measured when the microwave power is scanned is not limited to the light emission intensity, and the same function can be achieved as long as the quantity changes rapidly corresponding to the mode jump such as the peak value (Vpp) of the bias voltage. Further, the absolute value of the microwave power described in the present invention largely varies depending on the size of the chamber 101, that is, the diameter of the wafer 102 to be processed. As a standard, if a value normalized by the volume of the chamber 101 is used, it can be converted into an amount independent of the volume of the chamber 101. For example, in the above embodiment, 900 W corresponds to 0.024 W / cm 3 .

101 チャンバ
102 ウエハ
103 試料台
104 マイクロ波透過窓
105 導波管
106 マグネトロン
107 ソレノイドコイル
108 静電吸着電源
109 高周波電源
110 ウエハ搬入口
111 プラズマ
112 パルスジェネレータ
301 モードジャンプ現象(CW時)
501 ダミーウエハ処理
502 ロット処理
503 クリーニング
504 マイクロ波電力自動スキャン測定
505 モードジャンプ電力識別
506 自動レシピ生成
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Chamber 102 Wafer 103 Sample stand 104 Microwave transmission window 105 Waveguide 106 Magnetron 107 Solenoid coil 108 Electrostatic adsorption power supply 109 High frequency power supply 110 Wafer carry-in 111 Plasma 112 Pulse generator 301 Mode jump phenomenon (at the time of CW)
501 Dummy wafer processing 502 Lot processing 503 Cleaning 504 Microwave power automatic scan measurement 505 Mode jump power identification 506 Automatic recipe generation

Claims (6)

マイクロ波と磁場の相互作用により生成されたプラズマを用いてウエハをエッチングするドライエッチング方法において、
連続放電にてプラズマを生成させた場合のモードジャンプ領域の電力によりプラズマを生成する場合に、
前記マイクロ波をオンオフ変調し、
前記オンオフ変調されたマイクロ波のオン期間の電力値を前記モードジャンプ領域の電力値より高い値とし、
前記オンオフ変調されたマイクロ波の電力の時間平均値が前記モードジャンプ領域の電力値となるように前記オンオフ変調のデューティー比を制御することを特徴とするドライエッチング方法。
In a dry etching method that etches a wafer using plasma generated by the interaction of a microwave and a magnetic field ,
When plasma is generated by the power in the mode jump region when plasma is generated by continuous discharge,
Modulating the microwave on and off,
The power value of the on period of the on-off modulated microwave is higher than the power value of the mode jump region,
The on-off modulated dry etching method time average value of the power of the microwave is characterized that you control the duty ratio of the on-off keying as the power value of the mode jump region.
請求項1記載のドライエッチング方法において、
前記デューティー比を65%以下とし、
前記オンオフ変調のオフ時間を50μs以上とすることを特徴とするドライエッチング方法。
The dry etching method according to claim 1,
The duty ratio is 65% or less,
The dry etching method, wherein to Rukoto and the off time of the on-off keying 50μs or more.
マイクロ波と磁場の相互作用により生成されたプラズマを用いてウエハをエッチングするドライエッチング方法において、
前記マイクロ波の電力をスキャンし、
前記スキャンの期間におけるプラズマの発光強度の変化率または前記スキャンの期間における前記ウエハを載置する試料台に印加されるバイアス電圧の変化率に基づいて、連続放電にてプラズマを生成させた場合のモードジャンプ領域を検知し、
前記モードジャンプ領域の電力によりプラズマを生成する場合に、
前記マイクロ波をオンオフ変調し、
前記オンオフ変調されたマイクロ波のオン期間の電力値を前記モードジャンプ領域の電力値より高い値とし、
前記オンオフ変調されたマイクロ波の電力の時間平均値が前記モードジャンプ領域の電力値となるように前記オンオフ変調のデューティー比を制御することを特徴とするドライエッチング方法。
In a dry etching method that etches a wafer using plasma generated by the interaction of a microwave and a magnetic field ,
Scanning the microwave power,
When plasma is generated by continuous discharge based on the rate of change of the emission intensity of plasma during the scan period or the rate of change of the bias voltage applied to the sample stage on which the wafer is placed during the scan period Detect the mode jump area
When generating plasma by the power of the mode jump region,
Modulating the microwave on and off,
The power value of the on period of the on-off modulated microwave is higher than the power value of the mode jump region,
A dry etching method , wherein a duty ratio of the on / off modulation is controlled so that a time average value of the power of the microwave subjected to the on / off modulation becomes a power value of the mode jump region .
ウエハがプラズマエッチングされる処理室と、導波管を介してマイクロ波の高周波電力を前記処理室内に供給する高周波電源と、前記高周波電力をオンオフ変調するためのパルスを生成するパルス生成器と、前記マイクロ波との相互作用によりプラズマを生成するための磁場を前記処理室内に生成する磁場生成手段と、前記処理室内に配置され前記ウエハを載置する試料台とを備えるプラズマエッチング装置において、
さらに制御部を備え、当該制御部は、連続放電にてプラズマを生成させた場合のモードジャンプ領域の電力によりプラズマを生成する場合に前記高周波電力をオンオフ変調させ、前記オンオフ変調された高周波電力のオン時間の電力値を前記モードジャンプ領域の電力値より高い値とするとともに、前記オンオフ変調された高周波電力の時間平均値が前記モードジャンプ領域の電力値となるように前記オンオフ変調のデューティー比を制御することを特徴とするプラズマエッチング装置
A processing chamber in which the wafer is plasma-etched, a high-frequency power source for supplying microwave high-frequency power to the processing chamber via a waveguide, and a pulse generator for generating a pulse for on-off modulation of the high-frequency power; In a plasma etching apparatus comprising: a magnetic field generating means for generating a magnetic field for generating plasma by interaction with the microwave in the processing chamber; and a sample table placed on the processing chamber and mounting the wafer .
The control unit further includes on / off modulation of the high-frequency power when the plasma is generated by the power of the mode jump region when the plasma is generated by continuous discharge, and the on-off-modulated high-frequency power is generated. The on-off modulation duty ratio is set so that the power value of the on-time is higher than the power value of the mode jump region, and the time average value of the on-off modulated high-frequency power becomes the power value of the mode jump region. A plasma etching apparatus characterized by controlling .
請求項4に記載のプラズマエッチング装置において、
前記デューティー比を65%以下とし、
前記オンオフ変調のオフ時間を50μs以上とすることを特徴とするプラズマエッチング装置。
The plasma etching apparatus according to claim 4, wherein
The duty ratio is 65% or less,
The plasma etching apparatus according to claim more and to Rukoto 50μs OFF time of the on-off keying.
ウエハがプラズマエッチングされる処理室と、導波管を介してマイクロ波の高周波電力を前記処理室内に供給する高周波電源と、前記高周波電力をオンオフ変調するためのパルスを生成するパルス生成器と、前記マイクロ波との相互作用によりプラズマを生成するための磁場を前記処理室内に生成する磁場生成手段と、前記処理室内に配置され前記ウエハを載置する試料台とを備えるプラズマエッチング装置において、
さらに制御部を備え、当該制御部は、前記マイクロ波の高周波電力をスキャンし、前記スキャンの期間におけるプラズマの発光強度の変化率または前記スキャンの期間における前記試料台に印加されるバイアス電圧の変化率に基づいて連続放電にてプラズマを生成させた場合のモードジャンプ領域を検知し、前記モードジャンプ領域の電力によりプラズマを生成する場合に前記高周波電力をオンオフ変調させ、前記オンオフ変調された高周波電力のオン期間の電力値を前記モードジャンプ領域の電力値より高い値とするとともに前記オンオフ変調された高周波電力の時間平均値が前記モードジャンプ領域の電力値となるように前記オンオフ変調のデューティー比を制御することを特徴とするプラズマエッチング装置。
A processing chamber in which the wafer is plasma-etched, a high-frequency power source for supplying microwave high-frequency power to the processing chamber via a waveguide, and a pulse generator for generating a pulse for on-off modulation of the high-frequency power; In a plasma etching apparatus comprising: a magnetic field generating means for generating a magnetic field for generating plasma by interaction with the microwave in the processing chamber; and a sample table placed on the processing chamber and mounting the wafer .
And a control unit that scans the microwave high-frequency power and changes a plasma emission intensity change rate during the scan period or a change in bias voltage applied to the sample stage during the scan period. The mode jump region when plasma is generated by continuous discharge based on the rate is detected, and when generating plasma by the power of the mode jump region, the high frequency power is on-off modulated, and the on / off modulated high frequency power The on-off modulation duty ratio is set so that the power value of the on-period is higher than the power value of the mode jump region and the time average value of the on / off-modulated high-frequency power becomes the power value of the mode jump region. control to the plasma etching apparatus according to claim Rukoto.
JP2011211896A 2011-07-27 2011-09-28 Dry etching method and plasma etching apparatus Active JP5774428B2 (en)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011211896A JP5774428B2 (en) 2011-09-28 2011-09-28 Dry etching method and plasma etching apparatus
TW105138674A TWI620227B (en) 2011-07-27 2011-12-26 Plasma processing device and plasma etching method
TW103109036A TWI500066B (en) 2011-07-27 2011-12-26 Plasma processing device
TW100148609A TWI450308B (en) 2011-07-27 2011-12-26 Plasma processing method
TW104120726A TWI581304B (en) 2011-07-27 2011-12-26 Plasma etching apparatus and dry etching method
KR1020120006752A KR101341534B1 (en) 2011-07-27 2012-01-20 Plasma processing method and plasma processing apparatus
US13/363,415 US8828254B2 (en) 2011-07-27 2012-02-01 Plasma processing method
KR1020130032752A KR101858047B1 (en) 2011-07-27 2013-03-27 Plasma processing method and plasma processing apparatus
US14/452,578 US9349603B2 (en) 2011-07-27 2014-08-06 Plasma processing method
US15/091,730 US10600619B2 (en) 2011-07-27 2016-04-06 Plasma processing apparatus
US16/749,180 US11658011B2 (en) 2011-07-27 2020-01-22 Plasma processing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011211896A JP5774428B2 (en) 2011-09-28 2011-09-28 Dry etching method and plasma etching apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013074091A JP2013074091A (en) 2013-04-22
JP5774428B2 true JP5774428B2 (en) 2015-09-09

Family

ID=48478336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011211896A Active JP5774428B2 (en) 2011-07-27 2011-09-28 Dry etching method and plasma etching apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5774428B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6138653B2 (en) 2013-10-08 2017-05-31 株式会社日立ハイテクノロジーズ Dry etching method
JP6361049B2 (en) * 2017-08-07 2018-07-25 光洋サーモシステム株式会社 Microwave monitoring device, microwave heating device, and microwave monitoring method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01214122A (en) * 1988-02-23 1989-08-28 Tel Sagami Ltd Plasma processing method
JPH0539578A (en) * 1991-08-07 1993-02-19 Fuji Electric Co Ltd Plasma treating device
JPH0697087A (en) * 1992-09-17 1994-04-08 Hitachi Ltd Plasma treatment apparatus
JP2957403B2 (en) * 1993-01-18 1999-10-04 日本電気株式会社 Plasma etching method and apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013074091A (en) 2013-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101341534B1 (en) Plasma processing method and plasma processing apparatus
US10504697B2 (en) Particle generation suppresor by DC bias modulation
KR102038617B1 (en) Plasma treatment method and plasma treatment device
JP6491888B2 (en) Plasma processing method and plasma processing apparatus
WO2011016525A1 (en) Plasma etching apparatus and plasma etching method
CN105702572A (en) Plasma etching method
JP5959275B2 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
JP5774428B2 (en) Dry etching method and plasma etching apparatus
JP6019203B2 (en) Plasma processing equipment
CN113498546B (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
JP5846851B2 (en) Plasma processing method
JP5774933B2 (en) Dry etching method and plasma etching apparatus
JP5974142B2 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
JP2014082338A (en) Plasma processing device and plasma processing method
KR102452098B1 (en) Plasma treatment method and plasma treatment apparatus
KR20220162929A (en) Adaptive pulsed process apparatus and method for high aspect ratio contact and recording medium storing program for executing the same, and computer program stored in recording medium for executing the same
JP2006069857A (en) Plasma etching method and apparatus and resultant article

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140425

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20141209

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141216

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150209

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150616

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150701

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5774428

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350