JPH0645285A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
- Publication number
- JPH0645285A JPH0645285A JP19807992A JP19807992A JPH0645285A JP H0645285 A JPH0645285 A JP H0645285A JP 19807992 A JP19807992 A JP 19807992A JP 19807992 A JP19807992 A JP 19807992A JP H0645285 A JPH0645285 A JP H0645285A
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- JP
- Japan
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- electrodes
- processing speed
- airtight container
- plasma processing
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Abstract
(57)【要約】
【目的】プラズマ発生部と交流バイアス印加部を有する
プラズマ処理装置において、処理特性の面内分布の改善
をはかる。 【構成】試料台中の電極を複数に分割し、処理特性の面
内分布の均一化ができる様に、各電極に加わる交流電圧
（電力）を設定する。 【効果】試料面内の処理速度分布が一様となり、試料の
歩留りが向上する。
プラズマ処理装置において、処理特性の面内分布の改善
をはかる。 【構成】試料台中の電極を複数に分割し、処理特性の面
内分布の均一化ができる様に、各電極に加わる交流電圧
（電力）を設定する。 【効果】試料面内の処理速度分布が一様となり、試料の
歩留りが向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子等の製造時の
各種膜の成膜やエッチング等に使用されるプラズマ発生
と、交流バイアスとを併用したプラズマ処理装置に関す
るものである。
各種膜の成膜やエッチング等に使用されるプラズマ発生
と、交流バイアスとを併用したプラズマ処理装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】図７は特開平２−１２７０２９号公報に
記載されたものの従来装置の概略図であり、マイクロ波
と高周波バイアスを併用し、かつ磁場を用いてＥＣＲプ
ラズマを発生させる従来例を示す。１はマイクロ波発生
器、２はマイクロ波導入手段、３は石英ベルジャ、４は
金属容器、５はガス導入手段、６はバルブ、７は排気手
段、８はコイル、９は試料、１０は試料台、１１はプラ
ズマに電位を加えるために設置された内部電極、１２は
交流発生器である。
記載されたものの従来装置の概略図であり、マイクロ波
と高周波バイアスを併用し、かつ磁場を用いてＥＣＲプ
ラズマを発生させる従来例を示す。１はマイクロ波発生
器、２はマイクロ波導入手段、３は石英ベルジャ、４は
金属容器、５はガス導入手段、６はバルブ、７は排気手
段、８はコイル、９は試料、１０は試料台、１１はプラ
ズマに電位を加えるために設置された内部電極、１２は
交流発生器である。
【０００３】石英ベルジャ３と金属容器４により気密容
器が構成され、ガス導入手段５、バルブ６および排気手
段７とにより所定のガスを所定の圧力に設定しながらガ
スを流す。マイクロ発生器１から発生したマイクロ波
は、導波管や同軸線路等のマイクロ波導入手段２と、石
英ベルジャ３を経由して気密容器内に入力される。コイ
ル８の磁界とマイクロ波との相互作用である電子サイク
ロン共鳴（ElectronCyclotronResonance，ECRと略す）
現象により、気密容器内のガスは効率よくプラズマ化さ
れる。プラズマ化されたイオン類は、試料台１０内の電
極と内部電極１１間に加えられた交流（数＋ＫＨZ〜数
＋ＭＨZ）により引きつけられ試料面に方向性よく印加
される。
器が構成され、ガス導入手段５、バルブ６および排気手
段７とにより所定のガスを所定の圧力に設定しながらガ
スを流す。マイクロ発生器１から発生したマイクロ波
は、導波管や同軸線路等のマイクロ波導入手段２と、石
英ベルジャ３を経由して気密容器内に入力される。コイ
ル８の磁界とマイクロ波との相互作用である電子サイク
ロン共鳴（ElectronCyclotronResonance，ECRと略す）
現象により、気密容器内のガスは効率よくプラズマ化さ
れる。プラズマ化されたイオン類は、試料台１０内の電
極と内部電極１１間に加えられた交流（数＋ＫＨZ〜数
＋ＭＨZ）により引きつけられ試料面に方向性よく印加
される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の装
置で試料をプラズマ処理した時の、試料の半径方向の処
理速度分布の例を図８の実線ならびに点線で示す。処理
速度分布が均一でないため、試料内の処理にバラツキを
生じる欠点があった。
置で試料をプラズマ処理した時の、試料の半径方向の処
理速度分布の例を図８の実線ならびに点線で示す。処理
速度分布が均一でないため、試料内の処理にバラツキを
生じる欠点があった。
【０００５】本発明の目的は、処理速度分布が均一なプ
ラズマ処理装置を提供することにある。
ラズマ処理装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】処理速度分布の発生は、
プラズマの発生分布、交流発生器１２のバイアスの印加
分布、反応生成物の分布あるいはガス流れの分布等が複
雑にからみあったものと考えられる。処理速度の不均一
度を、今後必要となる３パーセント程度以下に改善する
ためには、個々の要因の改善のみでは困難であった。
プラズマの発生分布、交流発生器１２のバイアスの印加
分布、反応生成物の分布あるいはガス流れの分布等が複
雑にからみあったものと考えられる。処理速度の不均一
度を、今後必要となる３パーセント程度以下に改善する
ためには、個々の要因の改善のみでは困難であった。
【０００７】本発明は、交流発生器の出力値により処理
速度が大きく変化することに着目し、試料台内の電極を
複数に分割して、内部電極との間の電位差を異ならせ、
処理速度分布が均一になる様に設定することで達成され
る。
速度が大きく変化することに着目し、試料台内の電極を
複数に分割して、内部電極との間の電位差を異ならせ、
処理速度分布が均一になる様に設定することで達成され
る。
【０００８】なお、プラズマを発生する手段として、図
７ではマイクロ波を用いる場合について述べたが、本発
明は何らこれに限定されるものではない。高周波ないし
は交流による方法や光による方法等においても、同様に
適用できる。
７ではマイクロ波を用いる場合について述べたが、本発
明は何らこれに限定されるものではない。高周波ないし
は交流による方法や光による方法等においても、同様に
適用できる。
【０００９】また、内部電極はプラズマに電位を与える
ものであれば良く、金属製気密容器壁や薄い絶縁物を被
膜した金属等でもよい。
ものであれば良く、金属製気密容器壁や薄い絶縁物を被
膜した金属等でもよい。
【００１０】
【作用】試料台中の電極を複数個に分割し、処理速度の
遅い部分の電極にはより大きい振幅の交流を加え、処理
速度の早い部分の電極にはより小さい振幅の交流を加え
ることにより、処理速度分布を均一化できる。
遅い部分の電極にはより大きい振幅の交流を加え、処理
速度の早い部分の電極にはより小さい振幅の交流を加え
ることにより、処理速度分布を均一化できる。
【００１１】なお、試料台中の複数個の電極に異なる振
幅の交流を加える手段としては、図１（ａ）に示す様に
個々に交流発生器１２−１〜１２−ｎ（ｎ＝２，３，・・
・）を設置するか、図１（ｂ）に示す様に１台の交流発
生器１２に対して複数個のインピーダンス素子１３−１
〜１３−ｎ（ｎ＝２，３，・・・）を設置すればよい。イ
ンピーダンス素子としては抵抗、インダクタンス、キャ
パシタンスあるいはこれらの組合せで構成される。
幅の交流を加える手段としては、図１（ａ）に示す様に
個々に交流発生器１２−１〜１２−ｎ（ｎ＝２，３，・・
・）を設置するか、図１（ｂ）に示す様に１台の交流発
生器１２に対して複数個のインピーダンス素子１３−１
〜１３−ｎ（ｎ＝２，３，・・・）を設置すればよい。イ
ンピーダンス素子としては抵抗、インダクタンス、キャ
パシタンスあるいはこれらの組合せで構成される。
【００１２】
【実施例】本発明の一実施例を図２及び図３に示す。試
料台１０の横断図を図２に、上面図を図３に示す。試料
台１０は、複数の電極２１−１，２１−２，２１−３と
絶縁体２３，シールド２４ならびに各電極用配線２５−
１，２５−２，２５−３によって構成される。図３は処
理速度が試料の中心軸に対してほぼ軸対称な場合適用し
た例であり、複数の電極２１−１，２１−２，２１−３
は同心円ないしは円環としている。
料台１０の横断図を図２に、上面図を図３に示す。試料
台１０は、複数の電極２１−１，２１−２，２１−３と
絶縁体２３，シールド２４ならびに各電極用配線２５−
１，２５−２，２５−３によって構成される。図３は処
理速度が試料の中心軸に対してほぼ軸対称な場合適用し
た例であり、複数の電極２１−１，２１−２，２１−３
は同心円ないしは円環としている。
【００１３】処理速度が試料の中心軸に対してはほぼ左
右対称であるが、上下と左右で分布の傾斜が異なる場合
には、複数の電極２１−１，２１−２，２１−３として
は図４に示す様に円／円環、楕円／楕円環の組合せを用
いるとよい。なお電極２１−１，２１−２，２１−３の
形状は処理速度分布の形に依存して決定すればよく、図
３、図４に示した形に何ら限定されるものではない。
右対称であるが、上下と左右で分布の傾斜が異なる場合
には、複数の電極２１−１，２１−２，２１−３として
は図４に示す様に円／円環、楕円／楕円環の組合せを用
いるとよい。なお電極２１−１，２１−２，２１−３の
形状は処理速度分布の形に依存して決定すればよく、図
３、図４に示した形に何ら限定されるものではない。
【００１４】各電極用配線２５−１，２５−２，２５−
３は、図１（ａ）に示す複数の交流発生器１２−１，１
２−２，１２−３もしくは図１（ｂ）に示す複数のイン
ピーダンス素子１３−１，１３−２，１３−３に接続さ
れる。
３は、図１（ａ）に示す複数の交流発生器１２−１，１
２−２，１２−３もしくは図１（ｂ）に示す複数のイン
ピーダンス素子１３−１，１３−２，１３−３に接続さ
れる。
【００１５】図５に本発明の他の実施例を示す。誘電体
２６と試料９間の電荷の吸引により試料９を静電気的に
誘電体２６に吸着させる例である。内部電極１１（図７
参照）とプラズマを経由して、静電吸着電源２７からの
直流印加により試料９と複数電極２１−１，２１−２，
２１−３との間に直流電圧が加わり、試料９は試料台１
０中の誘電体２６に吸着される。試料台１０と試料９間
の間隙が少なくなり、試料９と試料台１０との間の熱の
伝導が良くなり、ひいては試料９の温度分布を改善でき
る。なお試料９と試料台１０との熱の伝導を更によくす
るには、試料９と試料台１０との間に熱伝達性の良いガ
ス（例えばヘリウム）を流せば良い。
２６と試料９間の電荷の吸引により試料９を静電気的に
誘電体２６に吸着させる例である。内部電極１１（図７
参照）とプラズマを経由して、静電吸着電源２７からの
直流印加により試料９と複数電極２１−１，２１−２，
２１−３との間に直流電圧が加わり、試料９は試料台１
０中の誘電体２６に吸着される。試料台１０と試料９間
の間隙が少なくなり、試料９と試料台１０との間の熱の
伝導が良くなり、ひいては試料９の温度分布を改善でき
る。なお試料９と試料台１０との熱の伝導を更によくす
るには、試料９と試料台１０との間に熱伝達性の良いガ
ス（例えばヘリウム）を流せば良い。
【００１６】図１に示した交流発生器１２−１，１２−
２，１２−３、あるいはインピーダンス素子１３−１，
１３−２，１３−３から供給される交流と静電吸着電源
２７からの直流とを別々に供給するためには、図５に示
した様に各電極用配線２５−１，２５−２，２５−３毎
にインダクタンス２８−１，２８−２，２８−３と、キ
ャパシタンス２９−１，２９−２，２９−３を設け、直
流電圧はインダクタンス側より、交流電圧はキャパシタ
ンス側より加える。なお、複数電極に交流電圧を加える
方法として図１（ｂ）を用いる場合には、キャパシタン
ス２９−１，２９−２，２９−３はインピーダンス素子
１３−１，１３−２，１３−３中に含ませることもでき
る。
２，１２−３、あるいはインピーダンス素子１３−１，
１３−２，１３−３から供給される交流と静電吸着電源
２７からの直流とを別々に供給するためには、図５に示
した様に各電極用配線２５−１，２５−２，２５−３毎
にインダクタンス２８−１，２８−２，２８−３と、キ
ャパシタンス２９−１，２９−２，２９−３を設け、直
流電圧はインダクタンス側より、交流電圧はキャパシタ
ンス側より加える。なお、複数電極に交流電圧を加える
方法として図１（ｂ）を用いる場合には、キャパシタン
ス２９−１，２９−２，２９−３はインピーダンス素子
１３−１，１３−２，１３−３中に含ませることもでき
る。
【００１７】図６に静電吸着により試料９を試料台１０
に吸着させる場合の本発明の他の実施例を示す。図５と
異なる点は、複数電極２１−１，２１−２，２１−３，
２１−４の隣り合う２つの電極間に、静電吸着電源２７
からの直流電圧が加わり、試料９を吸着させている点で
ある。他の部分は図５と基本的には同じである。
に吸着させる場合の本発明の他の実施例を示す。図５と
異なる点は、複数電極２１−１，２１−２，２１−３，
２１−４の隣り合う２つの電極間に、静電吸着電源２７
からの直流電圧が加わり、試料９を吸着させている点で
ある。他の部分は図５と基本的には同じである。
【００１８】なお、これまでの説明では試料面内の処理
速度の改善について述べたが、本発明は何らこれに限定
されるものでなく、交流バイアスの大きさにより変化す
る特性（例えば形状、選択比等）に対する面内分布の改
善にも有効であることはもちろんである。
速度の改善について述べたが、本発明は何らこれに限定
されるものでなく、交流バイアスの大きさにより変化す
る特性（例えば形状、選択比等）に対する面内分布の改
善にも有効であることはもちろんである。
【００１９】
【発明の効果】試料台中の電極を複数に分割し、内部電
極との間の交流電圧を、処理速度分布に対応して、処理
速度分布が均一になる様に設定することにより、処理速
度分布の不均一度を改善し、試料中の処理のバラツキを
大幅に改善することができる。
極との間の交流電圧を、処理速度分布に対応して、処理
速度分布が均一になる様に設定することにより、処理速
度分布の不均一度を改善し、試料中の処理のバラツキを
大幅に改善することができる。
【図１】本発明に用いる交流バイアス源の説明図であ
る。
る。
【図２】本発明の一実施例の試料台の断面図である。
【図３】図２の試料台の上面図である。
【図４】本発明の他の実施例の試料台の上面図である。
【図５】本発明の他の実施例の試料台の断面図である。
【図６】本発明の他の実施例の試料台の断面図である。
【図７】従来の処理室構成例の説明図である。
【図８】試料内での処理速度分布の従来例の説明図であ
る。
る。
９…試料、１０…試料台、１１…内部電極、１２…交流
発生器、１３…インピーダンス素子、２１…試料台中の
複数電極、２３…絶縁体、２４…シールド、２５…複数
の配線、２７…静電吸着電源、２８…インダクタンス、
２９…キャパシタンス。
発生器、１３…インピーダンス素子、２１…試料台中の
複数電極、２３…絶縁体、２４…シールド、２５…複数
の配線、２７…静電吸着電源、２８…インダクタンス、
２９…キャパシタンス。
Claims (3)
- 【請求項１】低圧のガス又はガス状混合物を内部に蓄え
る気密容器と、該気密容器内にガスを導入する手段なら
びに排気する手段と、気密容器から絶縁されて該気密容
器の内部に設置され、かつ試料を支持する試料台と、該
気密容器内でプラズマを生成する手段と、前記プラズマ
に電位を加えるために該気密容器内に設置された内部電
極と、その振幅が調整可能で、かつ試料台内の電極と該
内部電極間に加える交流発生器を有するプラズマ処理装
置において、前記試料台内の電極を複数に分割し、試料
台内の電極間の電位差が零でない部分を有することを特
徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項２】前記複数の試料台内の電極に対応して、複
数の交流発生器を接続したことを特徴とする請求項１記
載のプラズマ処理装置。 - 【請求項３】前記複数の試料台内の電極に対応して、複
数のインピーダンス素子と１つの交流発生器を接続した
ことを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19807992A JPH0645285A (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19807992A JPH0645285A (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0645285A true JPH0645285A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=16385172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19807992A Pending JPH0645285A (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645285A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988008961A1 (en) * | 1987-05-11 | 1988-11-17 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Position detection system |
| JP2001085415A (ja) * | 1999-06-15 | 2001-03-30 | Tokyo Electron Ltd | 基板の改良されたプラズマ処理のための装置および方法 |
| JP2016031955A (ja) * | 2014-07-28 | 2016-03-07 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
| KR20160031387A (ko) | 2014-09-12 | 2016-03-22 | 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈 | 플라즈마 처리 장치 |
-
1992
- 1992-07-24 JP JP19807992A patent/JPH0645285A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988008961A1 (en) * | 1987-05-11 | 1988-11-17 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Position detection system |
| JP2001085415A (ja) * | 1999-06-15 | 2001-03-30 | Tokyo Electron Ltd | 基板の改良されたプラズマ処理のための装置および方法 |
| JP2016031955A (ja) * | 2014-07-28 | 2016-03-07 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
| KR20160031387A (ko) | 2014-09-12 | 2016-03-22 | 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈 | 플라즈마 처리 장치 |
| US10037909B2 (en) | 2014-09-12 | 2018-07-31 | Hitachi High-Technologies Corporation | Plasma processing apparatus |
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