JPH05175163A - プラズマ処理装置 - Google Patents

プラズマ処理装置

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JPH05175163A
JPH05175163A JP33921691A JP33921691A JPH05175163A JP H05175163 A JPH05175163 A JP H05175163A JP 33921691 A JP33921691 A JP 33921691A JP 33921691 A JP33921691 A JP 33921691A JP H05175163 A JPH05175163 A JP H05175163A
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JP
Japan
Prior art keywords
plasma processing
plasma
processing chamber
electrode
side electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP33921691A
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English (en)
Inventor
Hiromoto Katsuta
浩誠 勝田
Taizo Ejima
泰蔵 江島
Minoru Hanazaki
稔 花崎
Yoshihiro Kusumi
嘉宏 楠見
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 プラズマ処理室の圧力といったプラズマパラ
メータを変更することなく、自己バイアス電圧を制御で
きるプラズマ処理装置を提供する。 【構成】 高周波電力が印加される印加側電極8と、接
地側電極1とが配設されたプラズマ処理室6内には、接
地された導体12が、印加側電極8の周囲に、移動可能
に設けられ、あるいは、該導体12の露出面積を可変す
る絶縁カバー13が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、プラズマ処理
を用いたドライエッチング装置やプラズマCVD装置な
どのようなプラズマ処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種のプラズマ処理装置、例えば、ド
ライエッチング装置として、図6に示される反応性スパ
ッタエッチング装置がある。
【0003】同図において、1はプロセスガス吹き出し
孔2を有する上部電極板3がネジ4によって取り付けら
れた接地側電極としての上部電極、5はプロセスガス供
給孔、6は高真空状態に保たれるプラズマ処理室、7は
エッチング処理されるシリコンウェハ、8は高周波電源
9に接続された印加側電極としての下部電極、10は電
極のアノード側とカソード側を絶縁する電極カバー、1
1は高周波整合器である。
【0004】次に、動作を説明する。
【0005】プラズマ処理室6において、上部電極1か
らプロセスガス供給孔を通してプロセスガスが供給さ
れ、下部電極8に高周波電力が印加されると、上部電極
1と下部電極8との間にプラズマが生成される。このプ
ラズマ中のイオン、ラジカル等の活性種により、シリコ
ンウェハ7のエッチングが進行する。この際に、下部電
極8近傍のプラズマに形成されるシースにより自己バイ
アス電圧が発生し、イオン等の荷電粒子が加速されて当
該ウェハ7の垂直なエッチングが可能となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】一般に、プラズマの制
御は、プロセスガスの供給量の変更、プラズマ処理室の
圧力の変更、または、高周波電力等の変更で行われてい
るが、このようなプラズマパラメータの変更では、プラ
ズマ状態に大きな影響を与えてしまうことになる。
【0007】このプラズマ状態に影響を与えることな
く、エッチング特性に大きく寄与するイオンエネルギー
に相当する自己バイアス電圧を変化させるには、プラズ
マ処理室6の構成、特に高周波電圧印加電極(カソード
電極)と、接地側電極およびプラズマ処理室の外壁等
(アノード電極)との面積比を変化させる、すなわち、
プラズマ処理室6の構造自体を変更する以外には、実用
的な手法はなかった。
【0008】本発明は、上述の点に鑑みて為されたもの
であって、従来のようにプラズマ処理室の構造を変更す
ることなく、しかも、プラズマパラメータを変更するこ
となく、自己バイアス電圧を制御できるプラズマ処理装
置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明では、上述の目的
を達成するために、次のように構成している。
【0010】すなわち、請求項第1項に記載の本発明
は、高周波電源に接続された印加側電極と、接地側電極
とが配設されたプラズマ処理室内を備え、前記プラズマ
処理室内には、接地された導体が、前記印加側電極の周
囲に、移動可能に設けられている。
【0011】また、請求項第2項に記載の本発明は、高
周波電源に接続された印加側電極と、接地側電極とが配
設されたプラズマ処理室を備え、前記プラズマ処理室内
には、接地された導体が、前記印加側電極の周囲に設け
られるとともに、前記導体の表面を覆う絶縁カバーが、
該導体に対して移動可能に設けられている。
【0012】
【作用】上記構成によれば、印加側電極の周囲に導体を
設けているので、接地側電極を介する放電に比べて前記
導体を介した放電の方が、プラズマインピーダンスが低
下することになり、プラズマは、接地側電極よりも導体
側に広がり、プラズマが接するアノードとカソードとの
面積比が変化し、自己バイアス電圧が低下することにな
る。したがって、前記導体の位置あるいは該導体の露出
面積を可変するこにより、自己バイアス電圧の制御が可
能となる。
【0013】
【実施例】以下、図面によって本発明の実施例につい
て、詳細に説明する。
【0014】図1は、本発明の一実施例の反応性スパッ
タエッチング装置の概略構成図であり、上述の従来例に
対応する部分には、同一の参照符を付す。
【0015】同図において、1はプロセスガス吹き出し
孔2を有する上部電極板3がネジ4によって取り付けら
れた接地側電極としての上部電極、5はプロセスガス供
給孔、6は高真空状態に保たれるプラズマ処理室、7は
エッチング処理されるシリコンウェハ、8は高周波電源
9に接続された印加側電極としての下部電極、10は電
極のアノード側とカソード側を絶縁する電極カバー、1
1は高周波整合器であり、以上の構成は、上述の従来例
と同様である。
【0016】この実施例の反応性スパッタエッチング装
置では、プロセスガスの供給量やプラズマ処理室6の圧
力といったプラズマパラメータを変更することなく、自
己バイアス電圧を制御できるようにするために、高周波
電力が印加される下部電極8の周囲に、絶縁部である電
極カバー10を介して、接地された薄い板状の導体12
を巻回配置しており、さらに、この巻回された板状の導
体(以下、「アースバンド」という)の周囲に、該アー
スバンド12の表面を覆う絶縁カバー13を、ステッピ
ングモータなどの駆動手段14によって上下方向に移動
可能に設けている。
【0017】この絶縁カバー13は、円筒状であり、プ
ラズマ処理室6内の真空気密が保たれるように、ベロー
ズなどの適宜手段を介してプラズマ処理室6外の駆動手
段14で駆動されるようになっている。この実施例で
は、絶縁カバー13の材質としては、メンテンナンスの
際に作業が行い易いように、テフロン(商品名)が用い
られているが、他の実施例として、石英ガラスやセラミ
ック等の耐プラズマ性の絶縁物質を用いてもよく、この
場合には、絶縁カバー13自体のエッチングがなく、異
物が増加しないことになる。
【0018】図2は、図1のアースバンド12の展開図
および斜視図である。薄い板状の導体を、電極カバー1
0に巻回して円筒状のアースバンド12としており、該
アースバンド12を接地している。
【0019】上記構成を有するスパッタエッチング装置
では、アースバンド12の表面を覆う絶縁カバー13
を、図1の上下方向に移動させることにより、接地され
たアースバンド12の露出面積を可変し、これによっ
て、上部電極1およびアースバンド12へのプラズマイ
ンピーダンスを制御することができ、自己バイアス電圧
を、プラズマパラメータを変化させることなく、制御で
きることになる。
【0020】例えば、絶縁カバー13を図1に示される
ように下方に移動させてアースバンド12の露出面積を
増加させると、上部電極1を介する放電に比べてアース
バンド12を介した放電の方が、プラズマインピーダン
スが低下するために、プラズマは、上部電極1側よりも
下部電極8のアースバンド12側に広がり、プラズマが
接するアノードとカソードとの面積比が変化し、自己バ
イアス電圧が低下することになる。このため、イオンに
よる物理的スパッタリングによる寄与の大きいレジスト
のエッチングレートは低下するが、他のプラズマパラメ
ータには大きな変化がないために、被加工物のエッチン
グレートの変化は少なく、相対的に対レジスト選択比が
向上することになる。
【0021】なお、図3に絶縁カバー13を移動させて
アースバンド12の露出面積を可変したときの自己バイ
アス電圧の変化を示しており、横軸はアースバンドの露
出度を、縦軸は自己バイアス電圧をそれぞれ示してい
る。この図から明らかなように、アースバンド12の露
出面積を大きくすると、上述のように、自己バイアス電
圧が低下することが分かり、また、高周波電源9のパワ
ーの大小によっても制御可能範囲A,Bを変えることが
できる。
【0022】図4は、本発明の他の実施例の概略構成図
であり、上述の実施例に対応する部分には、同一の参照
符を付す。
【0023】この実施例では、絶縁カバー13だけでな
く、アースバンド12も駆動手段15によって上下に移
動可能に構成している。これによって、上述の実施例よ
りも自己バイアス電圧の制御範囲が一層広まることにな
る。その他の構成は、上述の実施例と同様である。
【0024】図5は、本発明のさらに他の実施例の概略
構成図であり、図1の実施例に対応する部分には、同一
の参照符を付す。
【0025】この実施例は、プラズマ処理室6の側面に
マグネットコイル16を配置しており、マグネトロン放
電を利用したプラズマ処理を行うようにしている。その
他の構成は、図1の実施例と同様である。
【0026】上述の各実施例では、アースバンド12を
覆う絶縁カバー13を移動可能に設けたけれども、絶縁
カバー13を設けることなく、アースバンド12のみを
移動可能に設けてもよい。
【0027】上述の各実施例では、ドライエッチング装
置に適用したけども、本発明はドライエッチング装置に
限るものではなく、プラズマCVD装置などのように、
プラズマ処理を利用した他の装置にも同様に適用できる
ものである。
【0028】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、印加側電
極の周囲に導体を移動可能あるいは該導体の露出面積を
可変可能に設けているので、従来例のように、プラズマ
処理室の構造を変更することなく、しかも、プラズマパ
ラメータを変更することなく、自己バイアス電圧を制御
できることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の概略構成図である。
【図2】図1のアースバンドを示す図である。
【図3】アースバンドの露出度と自己バイアス電圧との
関係を示す特性図である。
【図4】本発明の他の実施例の概略構成図である。
【図5】本発明のさらに他の実施例の概略構成図であ
る。
【図6】従来例の概略構成図である。
【符号の説明】
1 上部電極(接地側電極) 6 プラズマ処理室 8 下部電極(印加側電極) 9 高周波電源 12 アースバンド(導体) 13 絶縁カバー 14,15 駆動手段
【手続補正書】
【提出日】平成4年6月22日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【従来の技術】この種のプラズマ処理装置、例えば、ド
ライエッチング装置として、図6に示される反応性イオ
エッチング装置がある。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】図1は、本発明の一実施例の反応性イオン
エッチング装置の概略構成図であり、上述の従来例に対
応する部分には、同一の参照符を付す。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】この実施例の反応性イオンエッチング装置
では、プロセスガスの供給量やプラズマ処理室6の圧力
といったプラズマパラメータを変更することなく、自己
バイアス電圧を制御できるようにするために、高周波電
力が印加される下部電極8の周囲に、絶縁部である電極
カバー10を介して、接地された薄い板状の導体12を
巻回配置しており、さらに、この巻回された板状の導体
(以下、「アースバンド」という)の周囲に、該アース
バンド12の表面を覆う絶縁カバー13を、ステッピン
グモータなどの駆動手段14によって上下方向に移動可
能に設けている。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0019
【補正方法】変更
【補正内容】
【0019】上記構成を有するイオンエッチング装置で
は、アースバンド12の表面を覆う絶縁カバー13を、
図1の上下方向に移動させることにより、接地されたア
ースバンド12の露出面積を可変し、これによって、上
部電極1およびアースバンド12へのプラズマインピー
ダンスを制御することができ、自己バイアス電圧を、プ
ラズマパラメータを変化させることなく、制御できるこ
とになる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 楠見 嘉宏 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社中央研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高周波電源に接続された印加側電極と、
    接地側電極とが配設されたプラズマ処理室内を備え、 前記プラズマ処理室内には、接地された導体が、前記印
    加側電極の周囲に、移動可能に設けられることを特徴と
    するプラズマ処理装置。
  2. 【請求項2】 高周波電源に接続された印加側電極と、
    接地側電極とが配設されたプラズマ処理室を備え、 前記プラズマ処理室内には、接地された導体が、前記印
    加側電極の周囲に設けられるとともに、前記導体の表面
    を覆う絶縁カバーが、該導体に対して移動可能に設けら
    れることを特徴とするプラズマ処理装置。
JP33921691A 1991-12-24 1991-12-24 プラズマ処理装置 Pending JPH05175163A (ja)

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JP33921691A JPH05175163A (ja) 1991-12-24 1991-12-24 プラズマ処理装置

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