JP5846851B2 - プラズマ処理方法 - Google Patents
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Description
図1に示すマイクロ波ECRプラズマエッチング装置を用いて、表1に示す条件にてデューティー比とマイクロ波の時間平均出力によるプラズマの着火性について調べた。尚、表1のVppは、試料台103に印加される高周波電圧のピーク値からピーク値までの電圧差のことである。
次に、実施例1において説明した本発明の他の実施例について説明する。
本実施例のプラズマエッチング処理は、図1に示すマイクロ波ECRプラズマエッチング装置を用いた。次に、ポリシリコン膜302をエッチングする条件の例を表4に示す。本条件によりポリシリコン膜302を下地の酸化膜303に対して高選択比でエッチングできる。
次に、プラズマ111のオンオフ変調により可能になるエッチング加工寸法(以後、「
CD」と呼ぶ。)の制御方法に関する実施例を述べる。図5は、プラズマ111の発光強度あるいは発光強度の変化から求まるエッチング処理終了時間などを測定して、このモニタ値をもとに処理中のウエハ102あるいは次に処理するウエハ102のエッチング条件を変える仕組みが、図1に示すマイクロ波ECRプラズマエッチング装置に付加されたプラズマエッチング装置の概略図を示す。
がある。しかし、エッチングの反応生成物などがチャンバ101内に付着するなどして時間とともにプラズマ状態が変化してCDの変動が許容値内に収まらない場合がある。
次に、放電不安定を防止するために、本発明と併用するとより安定のマージンが広がる方法を図8により説明する。まず、プラズマ111の電位を安定させるために、直流電流が流れるアース面401をプラズマ111と接する部分に設けることが望ましい。
図3に示すようにポリシリコンとシリコン酸化膜選択比は平均マイクロ波電力が大きい(800W以上)の領域でも増加する。この理由を説明するために図9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9からわかる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。このためシリコン酸化膜の削れが抑制され選択比が向上すると考えられる。
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9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。
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
113 制御部
201 光ファイバー
202 受光部
203 CD演算部
204 第二のデータベース
205 レシピ演算部
206 第一のデータベース
207 エッチング制御用PC
301 マスク
302 ポリシリコン膜
303 酸化膜
304 シリコン基板
401 アース面
402 角部分
500 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
Claims (5)
- プラズマにより被処理体を処理するプラズマ処理方法において、
連続放電の場合におけるプラズマの生成が困難となる高周波電力の範囲と連続放電の場合におけるプラズマの生成が容易となる高周波電力の範囲をそれぞれ予め求め、
前記予め求められた、連続放電の場合におけるプラズマの生成が困難となる高周波電力の範囲の高周波電力をオンとオフを繰り返すパルスにより変調してプラズマを生成し、
前記パルスのオン期間の高周波電力は、前記予め求められた、連続放電の場合におけるプラズマの生成が容易となる高周波電力の範囲の値であり、
前記パルスのデューティー比は、前記パルスの一周期あたりの平均高周波電力が前記予め求められた、連続放電の場合におけるプラズマの生成が困難となる高周波電力の範囲の値となるような値であることを特徴とするプラズマ処理方法。 - 請求項1に記載のプラズマ処理方法において、
前記パルスのオフ期間を10ms以下とすることを特徴とするプラズマ処理方法。 - 請求項2に記載のプラズマ処理方法において、
前記平均高周波電力を前記被処理体がプラズマ処理されるプラズマ処理室の体積により除した値が0.011W/cm3以下であることを特徴とするプラズマ処理方法。 - 請求項1に記載のプラズマ処理方法において、
前記被処理体は、ポリシリコン膜とシリコン酸化膜を有し、
前記パルス変調されたプラズマは、臭化水素ガスと酸素ガスを用いて生成されることを特徴とするプラズマ処理方法。 - 請求項4に記載のプラズマ処理方法において、
前記酸素ガスの流量を1ml/min〜10ml/minとすることを特徴とするプラズマ処理方法。
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