JPH0729895A - 干渉防止用周波数微調機構 - Google Patents
干渉防止用周波数微調機構Info
- Publication number
- JPH0729895A JPH0729895A JP5198004A JP19800493A JPH0729895A JP H0729895 A JPH0729895 A JP H0729895A JP 5198004 A JP5198004 A JP 5198004A JP 19800493 A JP19800493 A JP 19800493A JP H0729895 A JPH0729895 A JP H0729895A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- chamber
- high frequency
- electrode
- oscillator
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 チャンバ下方に下部電極を設け、この上にウ
エハを置き下部電極には第１の高周波ｆを印加し、チャ
ンバ上方の回転対称の位置に３枚以上のＬＥＰ電極を設
け位相の異なる第２の高周波Ｆを印加してエッチングガ
スをプラズマにし、これによって半導体ウエハをエッチ
ングするドライエッチング装置において、第２の高周波
Ｆが第１の高周波ｆの整数倍に近いが厳密に整数倍でな
い場合、うなりが発生してプラズマパラメ−タが変動す
る可能性がある。これを防ぐこと。 【構成】 下部電極に与える第１の高周波ｆの発振器を
可変発振器にして、周波数ｆを変えることにより、第２
の周波数Ｆが、ｆの整数倍になるようにする。またはＬ
ＥＰ電極に高周波を与える第２の発振器の周波数Ｆを変
えることにより、第２の周波数Ｆが、ｆの整数倍になる
ようにする。
エハを置き下部電極には第１の高周波ｆを印加し、チャ
ンバ上方の回転対称の位置に３枚以上のＬＥＰ電極を設
け位相の異なる第２の高周波Ｆを印加してエッチングガ
スをプラズマにし、これによって半導体ウエハをエッチ
ングするドライエッチング装置において、第２の高周波
Ｆが第１の高周波ｆの整数倍に近いが厳密に整数倍でな
い場合、うなりが発生してプラズマパラメ−タが変動す
る可能性がある。これを防ぐこと。 【構成】 下部電極に与える第１の高周波ｆの発振器を
可変発振器にして、周波数ｆを変えることにより、第２
の周波数Ｆが、ｆの整数倍になるようにする。またはＬ
ＥＰ電極に高周波を与える第２の発振器の周波数Ｆを変
えることにより、第２の周波数Ｆが、ｆの整数倍になる
ようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＬＥＰ電極を用いて
発生させた回転電界を利用しガスをプラズマにするドラ
イエッチング装置において、ＬＥＰ電極に与えるべき電
力の位相の微調整機構に関する。半導体集積回路の高密
度化を一層推し進めるために、フォトリソグラフィ技
術、エッチング技術の進歩が不可欠である。
発生させた回転電界を利用しガスをプラズマにするドラ
イエッチング装置において、ＬＥＰ電極に与えるべき電
力の位相の微調整機構に関する。半導体集積回路の高密
度化を一層推し進めるために、フォトリソグラフィ技
術、エッチング技術の進歩が不可欠である。
【０００２】
【従来の技術】ドライエッチングはガスをプラズマにし
てこれを加速し基板に当てて、基板上のレジストによっ
て覆われていない半導体部分を物理的、化学的作用によ
り除去するものである。レジストによって覆われていな
い部分をなるべく垂直にエッチングするのが望ましい。
他の分野で使われることのある湿式のエッチングは等方
的にエッチングが進む。これに対して、レジスト面に対
して垂直にのみエッチングが進行するのを異方性エッチ
ングという。乾式のエッチングは異方性に優れている。
先述の性質は異方性が高いということで表現できる。
てこれを加速し基板に当てて、基板上のレジストによっ
て覆われていない半導体部分を物理的、化学的作用によ
り除去するものである。レジストによって覆われていな
い部分をなるべく垂直にエッチングするのが望ましい。
他の分野で使われることのある湿式のエッチングは等方
的にエッチングが進む。これに対して、レジスト面に対
して垂直にのみエッチングが進行するのを異方性エッチ
ングという。乾式のエッチングは異方性に優れている。
先述の性質は異方性が高いということで表現できる。
【０００３】単にイオンの物理的な衝撃力によって半導
体部分を除去する場合はガスとして不活性ガスを用いれ
ば良い。単にイオンエッチングという。しかしこれはエ
ッチング速度が遅いので殆ど用いられない。現在最も広
く用いられているエッチング方法は、反応性イオンエッ
チング（ＲＩＥ）である。ガスとしてハロゲンのガスを
用いて化学反応により半導体を除去して行く。これは平
行平板電極などを用いてハロゲンガスなどに高周波を印
加してプラズマとしこれにより半導体部分をエッチング
する。微細なレジストの穴において垂直に半導体を削る
ようにするためには、イオンの入射方向が基板面に直角
でなければならない。このためにはイオンの平均自由工
程を長くし散乱確率を減らせば良い。そのために真空度
を上げる必要がある。しかし真空度を上げると高周波放
電が起こり難くなる。するとエッチングレ−トが低くな
る。
体部分を除去する場合はガスとして不活性ガスを用いれ
ば良い。単にイオンエッチングという。しかしこれはエ
ッチング速度が遅いので殆ど用いられない。現在最も広
く用いられているエッチング方法は、反応性イオンエッ
チング（ＲＩＥ）である。ガスとしてハロゲンのガスを
用いて化学反応により半導体を除去して行く。これは平
行平板電極などを用いてハロゲンガスなどに高周波を印
加してプラズマとしこれにより半導体部分をエッチング
する。微細なレジストの穴において垂直に半導体を削る
ようにするためには、イオンの入射方向が基板面に直角
でなければならない。このためにはイオンの平均自由工
程を長くし散乱確率を減らせば良い。そのために真空度
を上げる必要がある。しかし真空度を上げると高周波放
電が起こり難くなる。するとエッチングレ−トが低くな
る。
【０００４】これを解決するために、マグネトロン反応
性イオンエッチング法や、ＥＣＲエッチング法が開発さ
れてきている。マグネトロン反応性イオンエッチング法
は、従来の平行平板電極の周囲に例えば４個の電磁石を
設け、電磁石の励磁電流の位相を２π／４ずつ変化させ
ることにより、チャンバ内に回転磁場を発生させ、これ
により電子のサイクロトロン運動を起こさせ、イオン化
効率を上げようとするものである。
性イオンエッチング法や、ＥＣＲエッチング法が開発さ
れてきている。マグネトロン反応性イオンエッチング法
は、従来の平行平板電極の周囲に例えば４個の電磁石を
設け、電磁石の励磁電流の位相を２π／４ずつ変化させ
ることにより、チャンバ内に回転磁場を発生させ、これ
により電子のサイクロトロン運動を起こさせ、イオン化
効率を上げようとするものである。
【０００５】ＥＣＲエッチング法は、例えばチャンバの
外部にコイルを設け直流磁場を縦方向に発生させる。
２．４５ＧＨｚのマイクロ波を外部からチャンバに導入
する。直流磁場によって、電子はサイクロトン運動する
が、これの周期とマイクロ波の周期を同じにすると電子
がマイクロ波を共鳴吸収する。運動エネルギ−を得た電
子がガス原子、分子に衝突してこれをイオンにするので
やはりイオン化率が向上する。
外部にコイルを設け直流磁場を縦方向に発生させる。
２．４５ＧＨｚのマイクロ波を外部からチャンバに導入
する。直流磁場によって、電子はサイクロトン運動する
が、これの周期とマイクロ波の周期を同じにすると電子
がマイクロ波を共鳴吸収する。運動エネルギ−を得た電
子がガス原子、分子に衝突してこれをイオンにするので
やはりイオン化率が向上する。
【０００６】しかしマグネトロン反応性イオンエッチン
グ法は、回転磁場の密度が空間的に一様でない。ために
プラズマ密度が空間的に不均一になる。ＥＣＲエッチン
グ法は磁場がやはり空間的に不均一であるから、プラズ
マ密度が空間的に不均一になる。このように高真空中で
も放電を維持しイオン化率を高くする方法があるが、い
ずれも磁場の空間的不均一のためにプラズマ密度が不均
一になるという難点がある。プラズマやラジカルの作用
で半導体部分を除去するのであるから、プラズマが空間
的に一様でないと、エッチング速度も空間的に一様でな
いことになる。もしも大口径のウエハをエッチングしよ
うとすると、ウエハの面内でのエッチング速度が不均一
になる。だからこれらの方法は大口径ウエハのエッチン
グには不向きである。
グ法は、回転磁場の密度が空間的に一様でない。ために
プラズマ密度が空間的に不均一になる。ＥＣＲエッチン
グ法は磁場がやはり空間的に不均一であるから、プラズ
マ密度が空間的に不均一になる。このように高真空中で
も放電を維持しイオン化率を高くする方法があるが、い
ずれも磁場の空間的不均一のためにプラズマ密度が不均
一になるという難点がある。プラズマやラジカルの作用
で半導体部分を除去するのであるから、プラズマが空間
的に一様でないと、エッチング速度も空間的に一様でな
いことになる。もしも大口径のウエハをエッチングしよ
うとすると、ウエハの面内でのエッチング速度が不均一
になる。だからこれらの方法は大口径ウエハのエッチン
グには不向きである。
【０００７】そこで回転電界を用いたドライエッチング
法が本発明者らによって発明された。特開平４−２６８
７２７号、特開平４−２９０２２６号などに開示され
る。ｎ枚の電極に位相が２π／ｎだけ異なる高周波電圧
を印加して、チャンバ内に回転電界を発生しこれによっ
て電子を縦軸回りに回転させ加速し、ガス原子を叩いて
プラズマにし、このプラズマによって基板をエッチング
する。これはチャンバ内に、上下の平行平板電極と、ｎ
枚のＬＥＰ電極を設けたものである。下の平行平板電極
にエッチングすべき基板を載せる。ＬＥＰ電極は回転対
称になるように互いに対向するように設けられる。上下
の平行平板電極は上下方向に交番電界を発生する。側方
のＬＥＰ電極は水平方向に回転電界を発生する。上下の
平行平板電極に掛ける高周波は例えば５０ＭＨｚ、水平
の回転電界のための高周波は３００ＭＨｚである。
法が本発明者らによって発明された。特開平４−２６８
７２７号、特開平４−２９０２２６号などに開示され
る。ｎ枚の電極に位相が２π／ｎだけ異なる高周波電圧
を印加して、チャンバ内に回転電界を発生しこれによっ
て電子を縦軸回りに回転させ加速し、ガス原子を叩いて
プラズマにし、このプラズマによって基板をエッチング
する。これはチャンバ内に、上下の平行平板電極と、ｎ
枚のＬＥＰ電極を設けたものである。下の平行平板電極
にエッチングすべき基板を載せる。ＬＥＰ電極は回転対
称になるように互いに対向するように設けられる。上下
の平行平板電極は上下方向に交番電界を発生する。側方
のＬＥＰ電極は水平方向に回転電界を発生する。上下の
平行平板電極に掛ける高周波は例えば５０ＭＨｚ、水平
の回転電界のための高周波は３００ＭＨｚである。
【０００８】先述のように反応性イオンエッチングは平
行平板電極だけを利用している。これに比較すると中間
側方に設けるＬＥＰ電極が増えている。マグネトロン反
応性イオンエッチング法は上下の平行平板電極と中間側
方の電磁石からなるから、これに比較すると、電磁石が
電極に置き換えられているということになる。このよう
な回転電界を利用するエッチング法を本発明者はＬＥＰ
法と名付けた。エッチング装置の全体をＬＥＰ装置と呼
び、側方の回転対称の電極をＬＥＰ電極ということにし
た。一般名称になっている訳ではない。ＬＥＰというこ
ともあるしリサ−ジュプラズマエッチング装置というこ
ともある。リサ−ジュ図形というのは、互いに垂直な方
向の単振動を合成した２次元運動の軌跡のことである。
フランスのLISSAJOUS が考案した機械で描けるのでこの
名前がある。
行平板電極だけを利用している。これに比較すると中間
側方に設けるＬＥＰ電極が増えている。マグネトロン反
応性イオンエッチング法は上下の平行平板電極と中間側
方の電磁石からなるから、これに比較すると、電磁石が
電極に置き換えられているということになる。このよう
な回転電界を利用するエッチング法を本発明者はＬＥＰ
法と名付けた。エッチング装置の全体をＬＥＰ装置と呼
び、側方の回転対称の電極をＬＥＰ電極ということにし
た。一般名称になっている訳ではない。ＬＥＰというこ
ともあるしリサ−ジュプラズマエッチング装置というこ
ともある。リサ−ジュ図形というのは、互いに垂直な方
向の単振動を合成した２次元運動の軌跡のことである。
フランスのLISSAJOUS が考案した機械で描けるのでこの
名前がある。
【０００９】 ｘ＝Ａcos ωｔ、ｙ＝Ｂcos （Ωｔ＋δ） （１） を合成する。つまり（ｘ，ｙ）の点の軌跡である。角振
動数ω、Ωの違い、δの値、振幅Ａ、Ｂにより様々な図
形が得られる。円、楕円、直線などの他に多様な図形を
得る。角振動数が等しいときでも、楕円、直線、円の場
合がある。初め本発明は互いに対向する２組の電極、つ
まり４枚の電極を９０度ずらせて設置し、９０度ずつ位
相の異なる電圧振幅の等しい高周波を印加して回転電界
を作った。上の式ではω＝Ω、Ａ＝Ｂ、δ＝９０度の場
合である。すると電界がΩで円運動するようになる。
動数ω、Ωの違い、δの値、振幅Ａ、Ｂにより様々な図
形が得られる。円、楕円、直線などの他に多様な図形を
得る。角振動数が等しいときでも、楕円、直線、円の場
合がある。初め本発明は互いに対向する２組の電極、つ
まり４枚の電極を９０度ずらせて設置し、９０度ずつ位
相の異なる電圧振幅の等しい高周波を印加して回転電界
を作った。上の式ではω＝Ω、Ａ＝Ｂ、δ＝９０度の場
合である。すると電界がΩで円運動するようになる。
【００１０】 ＥX ＝Ａcos Ωｔ、ＥY ＝Ａcos （Ωｔ＋π／４） （２） こういう様に水平方向に対向する２対の電極に９０度位
相の異なる電圧を印加すると、回転電界を形成できる。
電極配置が直交電界を作る方向であるし、位相が異なる
のでリサ−ジュと名付けたのである。実際には電界ベク
トルは円運動するかまたは楕円運動するかである。複雑
な一般のリサ−ジュ図形を描くという訳ではない。しか
し本発明者は更に一歩進んで、回転対称の位置に置いた
ｎ枚の電極に、２π／ｎだけ位相差のある高周波を印加
した場合も回転電界を形成できるはずであるということ
に気づいた。ｎ＝４に限らず、ｎ＝３でもｎ＝６でも回
転電界を作ることができる。ｎ個の電極を２π／ｎ度ず
つの中心角をなすよう回転対称の位置に設置する。つま
りｊ番目の電極の位置（Ｘj ，Ｙj ）は、
相の異なる電圧を印加すると、回転電界を形成できる。
電極配置が直交電界を作る方向であるし、位相が異なる
のでリサ−ジュと名付けたのである。実際には電界ベク
トルは円運動するかまたは楕円運動するかである。複雑
な一般のリサ−ジュ図形を描くという訳ではない。しか
し本発明者は更に一歩進んで、回転対称の位置に置いた
ｎ枚の電極に、２π／ｎだけ位相差のある高周波を印加
した場合も回転電界を形成できるはずであるということ
に気づいた。ｎ＝４に限らず、ｎ＝３でもｎ＝６でも回
転電界を作ることができる。ｎ個の電極を２π／ｎ度ず
つの中心角をなすよう回転対称の位置に設置する。つま
りｊ番目の電極の位置（Ｘj ，Ｙj ）は、
【００１１】 Ｘj ＝Ｈcos （Ωｔ＋２πｊ／ｎ） （３） Ｙj ＝Ｈsin （Ωｔ＋２πｊ／ｎ） （４） として、ｊ番目電極の電圧Ｖj を Ｖj ＝Ｋcos （Ωｔ＋２πｊ／ｎ） （５）
【００１２】というように与える。そうすると、電極で
囲まれる中心での電圧は０である。しかし中心から離れ
ると距離に比例した電圧が発生する。また電界について
言えば、任意の位置における電界はほぼ同等でしかも電
界ベクトルが円軌跡を描くように回転する。この電界は
ｘｙ面上にありΩの回転角速度で回転する。この事実は
４枚の電極を用いて位相が９０℃ずつ異なるようにした
場合に最も分かり易いが、４枚以外でも電極が回転電界
を形成することは理解できよう。
囲まれる中心での電圧は０である。しかし中心から離れ
ると距離に比例した電圧が発生する。また電界について
言えば、任意の位置における電界はほぼ同等でしかも電
界ベクトルが円軌跡を描くように回転する。この電界は
ｘｙ面上にありΩの回転角速度で回転する。この事実は
４枚の電極を用いて位相が９０℃ずつ異なるようにした
場合に最も分かり易いが、４枚以外でも電極が回転電界
を形成することは理解できよう。
【００１３】つまり一般的にｎ枚の電極を設けて、２π
／ｎだけ位相のずれた高周波電圧を印加すると一様な回
転電界を形成することができる。そこでこのような場合
も含めて、リサ−ジュプラズマエッチングということに
した。３枚であろうが、５枚であろうがＬＥＰ電極とい
う。装置と区別するために電極はリサ−ジュ電極と呼ぶ
こともある。
／ｎだけ位相のずれた高周波電圧を印加すると一様な回
転電界を形成することができる。そこでこのような場合
も含めて、リサ−ジュプラズマエッチングということに
した。３枚であろうが、５枚であろうがＬＥＰ電極とい
う。装置と区別するために電極はリサ−ジュ電極と呼ぶ
こともある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】図１にＬＥＰ電極によ
る回転電界を利用したドライエッチング装置の概略構成
図を示す。チャンバ１は真空に引くことができる容器で
あり、この内部に反応性ガスのプラズマを立ててウエハ
をエッチングするようにする。チャンバの内部上方にｎ
枚のＬＥＰ電極２が回転対称の位置に設けられる。つま
り中心角が２π／ｎになるように配置されるのである。
チャンバ１の下方には、下部電極３が設けられる。これ
の上に半導体ウエハ４が置かれている。下部電極３には
第１の高周波発振器５から高周波電圧が印加される。ま
た下部電極３にはパイプを介して冷却装置６がつながれ
ており、冷媒がパイプと下部電極３と冷却装置６の間を
循環している。これは半導体ウエハの温度を一定に保持
する作用がある。
る回転電界を利用したドライエッチング装置の概略構成
図を示す。チャンバ１は真空に引くことができる容器で
あり、この内部に反応性ガスのプラズマを立ててウエハ
をエッチングするようにする。チャンバの内部上方にｎ
枚のＬＥＰ電極２が回転対称の位置に設けられる。つま
り中心角が２π／ｎになるように配置されるのである。
チャンバ１の下方には、下部電極３が設けられる。これ
の上に半導体ウエハ４が置かれている。下部電極３には
第１の高周波発振器５から高周波電圧が印加される。ま
た下部電極３にはパイプを介して冷却装置６がつながれ
ており、冷媒がパイプと下部電極３と冷却装置６の間を
循環している。これは半導体ウエハの温度を一定に保持
する作用がある。
【００１５】第２の高周波発振器７がありこれがＬＥＰ
電極２に印加される高周波を発生する。第２の高周波信
号は、電力分配供給部８によりｎ個のＬＥＰ電極のため
に分配される。これが位相差２π／ｎを与えられて、電
力増幅され、インピーダンスマッチングされた後に、各
ＬＥＰ電極２に印加される。第１の高周波ｆと、第２の
高周波Ｆは独立であるので、任意に周波数を決定するこ
とができる。これらが同一でなく、整数倍でないという
ことが可能である。この場合は問題ない。しかし高周波
発振器として最も良く利用されるのは、１３．５６ＭＨ
ｚである。あるいはこれを逓倍したものが頻繁に用いら
れる。例えば１３．５６ＭＨｚを第１の高周波ｆとして
用い、さらに第２の高周波Ｆとしてこれの整数倍のもの
を利用するということも可能である。つまりｍを整数と
して、Ｆ＝ｍｆである。この場合は、うなりの問題を生
ずる惧れがある。
電極２に印加される高周波を発生する。第２の高周波信
号は、電力分配供給部８によりｎ個のＬＥＰ電極のため
に分配される。これが位相差２π／ｎを与えられて、電
力増幅され、インピーダンスマッチングされた後に、各
ＬＥＰ電極２に印加される。第１の高周波ｆと、第２の
高周波Ｆは独立であるので、任意に周波数を決定するこ
とができる。これらが同一でなく、整数倍でないという
ことが可能である。この場合は問題ない。しかし高周波
発振器として最も良く利用されるのは、１３．５６ＭＨ
ｚである。あるいはこれを逓倍したものが頻繁に用いら
れる。例えば１３．５６ＭＨｚを第１の高周波ｆとして
用い、さらに第２の高周波Ｆとしてこれの整数倍のもの
を利用するということも可能である。つまりｍを整数と
して、Ｆ＝ｍｆである。この場合は、うなりの問題を生
ずる惧れがある。
【００１６】うなりというのは周波数の接近した二つの
音波が存在するときに、その周波数の差に対応する低い
周波数の音が発生するものである。音波には重ね合わせ
の原理が成り立ち、音波のエネルギ−が振幅の２乗に比
例することからこのような現象が現れる。電圧の場合も
同様にうなりの現象を生ずる。電力は電圧の２乗である
ので、電圧の周波数の差に対応するうなりが生ずる。本
発明の場合は、第１、第２の高周波が接近している訳で
はなく、整数倍であるので、うなりはそのままでは発生
しないはずである。しかしながら、下部電極に印加した
第１の高周波が非線形の作用を受けて、プラズマに対し
て高調波を発生する可能性がある。高調波というのは、
ｆの整数ｍ倍、ｍｆの周波数を言う。
音波が存在するときに、その周波数の差に対応する低い
周波数の音が発生するものである。音波には重ね合わせ
の原理が成り立ち、音波のエネルギ−が振幅の２乗に比
例することからこのような現象が現れる。電圧の場合も
同様にうなりの現象を生ずる。電力は電圧の２乗である
ので、電圧の周波数の差に対応するうなりが生ずる。本
発明の場合は、第１、第２の高周波が接近している訳で
はなく、整数倍であるので、うなりはそのままでは発生
しないはずである。しかしながら、下部電極に印加した
第１の高周波が非線形の作用を受けて、プラズマに対し
て高調波を発生する可能性がある。高調波というのは、
ｆの整数ｍ倍、ｍｆの周波数を言う。
【００１７】この場合において、プラズマには、Ｆの振
動と、ｍｆの振動が混合して存在する。これが極めて近
い周波数であるが、互いに食い違う場合に、うなりを生
ずる惧れがある。うなりは時間的にゆっくりとした電力
の変化として現れる。これが電子密度やプラズマ生成効
率に影響を及ぼす可能性がある。ｍｆ＝Ｆに高周波の周
波数を設定した時に、発生する可能性のあるうなりを除
去できる装置を提供することが本発明の目的である。
動と、ｍｆの振動が混合して存在する。これが極めて近
い周波数であるが、互いに食い違う場合に、うなりを生
ずる惧れがある。うなりは時間的にゆっくりとした電力
の変化として現れる。これが電子密度やプラズマ生成効
率に影響を及ぼす可能性がある。ｍｆ＝Ｆに高周波の周
波数を設定した時に、発生する可能性のあるうなりを除
去できる装置を提供することが本発明の目的である。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明では、下部電極を
駆動する第１の高周波発振器または、ＬＥＰ電極を駆動
する第２の高周波発振器のいずれかを可変の発振器とし
てある範囲で発振周波数を変化させることができるよう
にする。もしも二つの高周波の発振周波数が厳密に整数
倍でないときは、可変発振器を操作して、両者の発振周
波数の比を整数に等しくする。こうして必ず、第２の高
周波の周波数Ｆが、第１の高周波発振器の周波数ｆの整
数倍になる（Ｆ＝ｍｆ）ようにする。これによって二つ
の高周波によりビ−トが発生しなくなり、プラズマパラ
メ−タが変動せず、従って安定した定常的なエッチング
を行うことができる。
駆動する第１の高周波発振器または、ＬＥＰ電極を駆動
する第２の高周波発振器のいずれかを可変の発振器とし
てある範囲で発振周波数を変化させることができるよう
にする。もしも二つの高周波の発振周波数が厳密に整数
倍でないときは、可変発振器を操作して、両者の発振周
波数の比を整数に等しくする。こうして必ず、第２の高
周波の周波数Ｆが、第１の高周波発振器の周波数ｆの整
数倍になる（Ｆ＝ｍｆ）ようにする。これによって二つ
の高周波によりビ−トが発生しなくなり、プラズマパラ
メ−タが変動せず、従って安定した定常的なエッチング
を行うことができる。
【００１９】
【作用】可変発振器を操作し、これの発振周波数を変化
させて、二つの高周波の周波数の比を整数倍にする。整
数倍になるとプラズマの存在する空間にうなりが発生し
ないのでプラズマのパラメ−タが時間的空間的に変動し
なくなる。エッチング速度やエッチングの選択比などが
空間的、時間的に一定し、広いウエハであっても一様な
エッチングを可能とする。
させて、二つの高周波の周波数の比を整数倍にする。整
数倍になるとプラズマの存在する空間にうなりが発生し
ないのでプラズマのパラメ−タが時間的空間的に変動し
なくなる。エッチング速度やエッチングの選択比などが
空間的、時間的に一定し、広いウエハであっても一様な
エッチングを可能とする。
【００２０】
【実施例】図２は本発明の干渉防止用周波数微調機構を
示す構成図である。ドライエッチング装置の全体ではな
く、電力回路のみを示している。第１の高周波の発振器
を可変発振器２０としている。これにより例えば、１
３．５６ＭＨｚを中心として適当な範囲で第１の高周波
の周波数ｆを変化させることができる。発振器は水晶発
振器を用いるが、外部にＬＣ回路を取り付けると、発振
周波数をある程度変えることができる。本発明はこれを
利用してｆをある範囲で調整し、ｍｆ＝Ｆとする。電力
増幅器１６はこれを増幅する。自動整合器１７はインピ
ーダンス整合を取る。そしてチャンバ内の下部電極３に
ｆの周波数の高周波電力が印加される。
示す構成図である。ドライエッチング装置の全体ではな
く、電力回路のみを示している。第１の高周波の発振器
を可変発振器２０としている。これにより例えば、１
３．５６ＭＨｚを中心として適当な範囲で第１の高周波
の周波数ｆを変化させることができる。発振器は水晶発
振器を用いるが、外部にＬＣ回路を取り付けると、発振
周波数をある程度変えることができる。本発明はこれを
利用してｆをある範囲で調整し、ｍｆ＝Ｆとする。電力
増幅器１６はこれを増幅する。自動整合器１７はインピ
ーダンス整合を取る。そしてチャンバ内の下部電極３に
ｆの周波数の高周波電力が印加される。
【００２１】その他も機構は図１に示したものと同様で
ある。ＬＥＰ電極が３つの場合を例示している。もちろ
んＬＥＰ電極の数は任意である。第２の高周波Ｆは例え
ば５４．２４ＭＨｚであるが、発振器７がＦの高周波を
発生する。これを分配器１１で３つに分割する。位相器
１２ａ、１２ｂ、１２ｃはこの信号に２π／３の位相差
を与える。電力増幅器１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、これ
を電力増幅する。発振器の出力はｍＷの程度であるが、
これにより３００Ｗ程度まで増幅することができる。自
動整合器１４ａ、１４ｂ、１４ｃは発振器と、負荷の電
極のインピーダンスが異なるのでこれを整合させるため
のものである。発振器の出力インピーダンスは多くの場
合５０Ωであるが、負荷の電極のインピーダンスは数Ω
である。インピーダンスが異なると電力が十分に投入さ
れないので、インピーダンスを合わせる必要がある。Ｌ
Ｃの共振回路などを挿入することによりインピーダンス
を整合させることができる。これがチャンバ内のＬＥＰ
電極に印加される。
ある。ＬＥＰ電極が３つの場合を例示している。もちろ
んＬＥＰ電極の数は任意である。第２の高周波Ｆは例え
ば５４．２４ＭＨｚであるが、発振器７がＦの高周波を
発生する。これを分配器１１で３つに分割する。位相器
１２ａ、１２ｂ、１２ｃはこの信号に２π／３の位相差
を与える。電力増幅器１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、これ
を電力増幅する。発振器の出力はｍＷの程度であるが、
これにより３００Ｗ程度まで増幅することができる。自
動整合器１４ａ、１４ｂ、１４ｃは発振器と、負荷の電
極のインピーダンスが異なるのでこれを整合させるため
のものである。発振器の出力インピーダンスは多くの場
合５０Ωであるが、負荷の電極のインピーダンスは数Ω
である。インピーダンスが異なると電力が十分に投入さ
れないので、インピーダンスを合わせる必要がある。Ｌ
Ｃの共振回路などを挿入することによりインピーダンス
を整合させることができる。これがチャンバ内のＬＥＰ
電極に印加される。
【００２２】例えば、周波数の誤差が±０．０５％の発
振器を用いたとすると、ｆ＝１３．５６ＭＨｚに対して
は、±６．７８ｋＨｚの誤差を生ずる可能性がある。Ｆ
＝５４．２４ＭＨｚに対しては、±２７．１２ｋＨｚの
誤差を含む可能性がある。しかし低い方の高周波の周波
数を調整しているので、可変発振器２０の周波数可変の
範囲が±１３．５６ｋＨｚであれば良い。
振器を用いたとすると、ｆ＝１３．５６ＭＨｚに対して
は、±６．７８ｋＨｚの誤差を生ずる可能性がある。Ｆ
＝５４．２４ＭＨｚに対しては、±２７．１２ｋＨｚの
誤差を含む可能性がある。しかし低い方の高周波の周波
数を調整しているので、可変発振器２０の周波数可変の
範囲が±１３．５６ｋＨｚであれば良い。
【００２３】図３は第２の実施例を示す電力回路の構成
図である。これは各ＬＥＰ電極に電圧を配分する前また
後に位相微調器２２を挿入して、位相差を厳密に２π／
ｎになるようにするものである。これは可変のＬを挿入
して位相を変化させるものでも良いし、あるいは専用の
ＩＣ例えばＰＳＣＱ２−９０を用いることができる。後
は図２と同様である。位相器１２で２π／ｎの位相差を
与え、電力増幅器１３で電力増幅する。自動整合器１４
でインピーダンスをマッチングさせる。可変発振器２０
を用いて第１の高周波ｆを発生する。これはある範囲で
可変である。第２の高周波Ｆは発振器７で発生する。こ
れが第１の高周波ｆの整数倍になるように、可変発振器
２０を調整する。
図である。これは各ＬＥＰ電極に電圧を配分する前また
後に位相微調器２２を挿入して、位相差を厳密に２π／
ｎになるようにするものである。これは可変のＬを挿入
して位相を変化させるものでも良いし、あるいは専用の
ＩＣ例えばＰＳＣＱ２−９０を用いることができる。後
は図２と同様である。位相器１２で２π／ｎの位相差を
与え、電力増幅器１３で電力増幅する。自動整合器１４
でインピーダンスをマッチングさせる。可変発振器２０
を用いて第１の高周波ｆを発生する。これはある範囲で
可変である。第２の高周波Ｆは発振器７で発生する。こ
れが第１の高周波ｆの整数倍になるように、可変発振器
２０を調整する。
【００２４】図４は第３の実施例を示す。これは第２の
発振器の周波数Ｆを変化させるものである。第１の高周
波発振器５の周波数ｆは一定である。第２の発振器２１
の発生する高周波Ｆが、ｆの整数倍になるように、発振
器２１の周波数を微調整する。先程の例では、±０．０
５％の周波数誤差があるので、第２の周波数Ｆの可変の
範囲は±５４．２４ｋＨｚ必要である。このようにする
と、ビ−ト周波数｜Ｆ−ｍｆ｜が０となる。従ってうな
りを発生しない。プラズマ密度などが空間的、時間的に
変動せず、安定したエッチングを持続することができ
る。
発振器の周波数Ｆを変化させるものである。第１の高周
波発振器５の周波数ｆは一定である。第２の発振器２１
の発生する高周波Ｆが、ｆの整数倍になるように、発振
器２１の周波数を微調整する。先程の例では、±０．０
５％の周波数誤差があるので、第２の周波数Ｆの可変の
範囲は±５４．２４ｋＨｚ必要である。このようにする
と、ビ−ト周波数｜Ｆ−ｍｆ｜が０となる。従ってうな
りを発生しない。プラズマ密度などが空間的、時間的に
変動せず、安定したエッチングを持続することができ
る。
【００２５】
【発明の効果】下部電極に与えられる第１の高周波の発
振周波数をｆとした場合に、ＬＥＰ電極を駆動する第２
の高周波の発振周波数が整数倍のＦであるときに、Ｆ／
ｍが厳格に整数でない場合は、ビ−トが発生する。しか
し本発明では可変発振器を用いて、ｆまたはＦの値を厳
密に制御して、Ｆ／ｍが整数であるようにする。こうす
るとビ−トが発生しないので、プラズマ密度などのプラ
ズマパラメ−タが変動しない。したがって安定した高性
能のエッチングを行うことができる。
振周波数をｆとした場合に、ＬＥＰ電極を駆動する第２
の高周波の発振周波数が整数倍のＦであるときに、Ｆ／
ｍが厳格に整数でない場合は、ビ−トが発生する。しか
し本発明では可変発振器を用いて、ｆまたはＦの値を厳
密に制御して、Ｆ／ｍが整数であるようにする。こうす
るとビ−トが発生しないので、プラズマ密度などのプラ
ズマパラメ−タが変動しない。したがって安定した高性
能のエッチングを行うことができる。
【００２６】たとえば下部電極に与えるバイアスがｆ＝
１３．５６ＭＨｚとして、ＬＥＰ電極に与えるバイアス
がＦ＝５４．２４ＭＨｚとすると、両者の比は４であ
る。正確に４であれば問題がないが、もし少しでも違う
とうなり（ビ−ト）が発生するのでプラズマ密度が時間
的空間的に変動する。しかし本発明では周波数を可変に
しているので、常にＦ＝４ｆとすることができる。両者
が厳格に整数倍の関係にあるのでビ−ト（うなり）が発
生しない。ＬＥＰ電極によって励起されるプラズマパラ
メ−タが変動しない。
１３．５６ＭＨｚとして、ＬＥＰ電極に与えるバイアス
がＦ＝５４．２４ＭＨｚとすると、両者の比は４であ
る。正確に４であれば問題がないが、もし少しでも違う
とうなり（ビ−ト）が発生するのでプラズマ密度が時間
的空間的に変動する。しかし本発明では周波数を可変に
しているので、常にＦ＝４ｆとすることができる。両者
が厳格に整数倍の関係にあるのでビ−ト（うなり）が発
生しない。ＬＥＰ電極によって励起されるプラズマパラ
メ−タが変動しない。
【図１】本発明が対象とするドライエッチング装置の概
略構成図。
略構成図。
【図２】本発明の第１の実施例を示す電力回路構成図。
【図３】本発明の第２の実施例を示す電力回路構成図。
【図４】本発明の第３の実施例を示す電力回路構成図。
１ チャンバ ２ ＬＥＰ電極 ３ 下部電極 ４ ウエハ ５ 高周波発振器 ６ 冷却装置 ７ 高周波発振器 ８ 電力分配供給部 ９ エッチングガス入口 １０ エッチングガス出口 ２０ 可変発振器 ２１ 可変発振器
フロントページの続き (72)発明者 玉置 徳彦 大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産 業株式会社内 (72)発明者 大國 充弘 大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産 業株式会社内 (72)発明者 中山 一郎 大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産 業株式会社内 (72)発明者 久保田 正文 大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産 業株式会社内 (72)発明者 野村 登 大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産 業株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 真空に引くことのできるチャンバと、チ
ャンバの下方に設けられエッチングすべき半導体ウエハ
を戴置すべき下部電極と、下部電極に高周波を印加する
ための高周波ｆを発生する第１の高周波発振器と、チャ
ンバ内部の上方に互いに対向して２π／ｎの中心角をな
し回転対称の位置に設けられるｎ枚のＬＥＰ電極（ｎ≧
３）と、ＬＥＰ電極に印加するための高周波Ｆを発生す
る第２の高周波発振器と、第２の高周波電源が発生した
信号を分配し２π／ｎの位相差を与え電力増幅して、Ｌ
ＥＰ電極に印加する電力分配供給部とを含み、エッチン
グガスをチャンバ内に導入し回転電界によりこれをプラ
ズマとし、ウエハをプラズマに含まれる粒子によってエ
ッチングする事としたドライエッチング装置であって、
第２の高周波Ｆが、第１の高周波ｆの整数ｍ倍に近い場
合に、第１の高周波発振器の発振周波数ｆを微調整し
て、Ｆがｆの整数倍になるようにしたことを特徴とする
干渉防止用周波数微調機構。 - 【請求項２】 真空に引くことのできるチャンバと、チ
ャンバの下方に設けられエッチングすべき半導体ウエハ
を戴置すべき下部電極と、下部電極に高周波を印加する
ための高周波ｆを発生する第１の高周波発振器と、チャ
ンバ内部の上方に互いに対向して２π／ｎの中心角をな
し回転対称の位置に設けられるｎ枚のＬＥＰ電極（ｎ≧
３）と、ＬＥＰ電極に印加するための高周波Ｆを発生す
る第２の高周波発振器と、第２の高周波電源が発生した
信号を分配し２π／ｎの位相差を与え電力増幅して、Ｌ
ＥＰ電極に印加する電力分配供給部とを含み、電力分配
供給部は、高周波の位相を２π／ｎだけ異ならせる位相
器と、これを電力増幅する電力増幅器と、発振器と電極
のインピーダンスの差を整合するための自動整合器とよ
りなり、エッチングガスをチャンバ内に導入し回転電界
によりこれをプラズマとし、ウエハをプラズマに含まれ
る粒子によってエッチングする事としたドライエッチン
グ装置であって、第２の高周波Ｆが、第１の高周波ｆの
整数ｍ倍に近い場合に、第１の高周波発振器の発振周波
数ｆを微調整して、Ｆがｆの整数倍になるようにしたこ
とを特徴とする干渉防止用周波数微調機構。 - 【請求項３】 真空に引くことのできるチャンバと、チ
ャンバの下方に設けられエッチングすべき半導体ウエハ
を戴置すべき下部電極と、下部電極に高周波を印加する
ための高周波ｆを発生する第１の高周波発振器と、チャ
ンバ内部の上方に互いに対向して２π／ｎの中心角をな
し回転対称の位置に設けられるｎ枚のＬＥＰ電極（ｎ≧
３）と、ＬＥＰ電極に印加するための高周波Ｆを発生す
る第２の高周波発振器と、第２の高周波電源が発生した
信号を分配し２π／ｎの位相差を与え電力増幅して、Ｌ
ＥＰ電極に印加する電力分配供給部とを含み、電力分配
供給部は、高周波の位相を２π／ｎだけ異ならせる位相
器と、位相器の前あるいは後に設けられて位相差を微調
整する位相微調器と、位相差の与えられた信号を電力増
幅する電力増幅器と、発振器と電極のインピーダンスの
差を整合するための自動整合器とよりなり、エッチング
ガスをチャンバ内に導入し回転電界によりこれをプラズ
マとし、ウエハをプラズマに含まれる粒子によってエッ
チングする事としたドライエッチング装置であって、第
２の高周波Ｆが、第１の高周波ｆの整数ｍ倍に近い場合
に、第１の高周波発振器の発振周波数ｆを微調整して、
Ｆがｆの整数倍になるようにしたことを特徴とする干渉
防止用周波数微調機構。 - 【請求項４】 真空に引くことのできるチャンバと、チ
ャンバの下方に設けられエッチングすべき半導体ウエハ
を戴置すべき下部電極と、下部電極に高周波を印加する
ための高周波ｆを発生する第１の高周波発振器と、チャ
ンバ内部の上方に互いに対向して２π／ｎの中心角をな
し回転対称の位置に設けられるｎ枚のＬＥＰ電極（ｎ≧
３）と、ＬＥＰ電極に印加するための高周波Ｆを発生す
る第２の高周波発振器と、第２の高周波電源が発生した
信号を分配し２π／ｎの位相差を与え電力増幅して、Ｌ
ＥＰ電極に印加する電力分配供給部とを含み、エッチン
グガスをチャンバ内に導入し回転電界によりこれをプラ
ズマとし、ウエハをプラズマに含まれる粒子によってエ
ッチングすることとしたドライエッチング装置であっ
て、第２の高周波Ｆが、第１の高周波ｆの整数ｍ倍に近
い場合に、第２の高周波発振器の発振周波数Ｆを微調整
して、Ｆがｆの整数倍になるようにしたことを特徴とす
る干渉防止用周波数微調機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5198004A JPH0729895A (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | 干渉防止用周波数微調機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5198004A JPH0729895A (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | 干渉防止用周波数微調機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0729895A true JPH0729895A (ja) | 1995-01-31 |
Family
ID=16383915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5198004A Pending JPH0729895A (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | 干渉防止用周波数微調機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0729895A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100352316C (zh) * | 2003-01-27 | 2007-11-28 | 东京威力科创股份有限公司 | 等离子体处理装置和等离子体处理方法 |
| JP2011526405A (ja) * | 2008-06-19 | 2011-10-06 | ラム リサーチ コーポレーション | 無線周波数（ｒｆ）複合波形のマッチング回路 |
-
1993
- 1993-07-14 JP JP5198004A patent/JPH0729895A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100352316C (zh) * | 2003-01-27 | 2007-11-28 | 东京威力科创股份有限公司 | 等离子体处理装置和等离子体处理方法 |
| JP2011526405A (ja) * | 2008-06-19 | 2011-10-06 | ラム リサーチ コーポレーション | 無線周波数（ｒｆ）複合波形のマッチング回路 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5205378B2 (ja) | Ｒｆ変調によって弾道電子ビームの均一性を制御する方法及びシステム | |
| KR100333220B1 (ko) | 자기적으로강화된다중용량성플라즈마발생장치및관련된방법 | |
| US20040168771A1 (en) | Plasma reactor coil magnet | |
| JP6643212B2 (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
| US5838111A (en) | Plasma generator with antennas attached to top electrodes | |
| JP5072109B2 (ja) | プラズマアンテナおよびこれを含むプラズマ処理装置 | |
| JPH03287774A (ja) | プラズマ処理方法 | |
| JP2023052210A (ja) | 電力供給導波管内のアイリスによるマイクロ波回転とインピーダンスシフトのための汎用円筒形状キャビティシステム | |
| JP2643457B2 (ja) | プラズマ処理装置及びその方法 | |
| JPH08255782A (ja) | プラズマ表面処理装置 | |
| JPH0729895A (ja) | 干渉防止用周波数微調機構 | |
| JPH09293682A (ja) | プラズマ発生装置 | |
| JP3269853B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JPH05335277A (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP2902910B2 (ja) | Ｌｅｐ電源位相微調機構 | |
| JP3249193B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP2851765B2 (ja) | プラズマ発生方法およびその装置 | |
| US11037765B2 (en) | Resonant structure for electron cyclotron resonant (ECR) plasma ionization | |
| JPH0766918B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP2765233B2 (ja) | プラズマ発生方法およびその装置 | |
| JP3655966B2 (ja) | プラズマ発生装置 | |
| JPS627131A (ja) | ドライエツチング装置 | |
| JPS62193126A (ja) | マイクロ波プラズマ処理方法および装置 | |
| JP2629610B2 (ja) | マイクロ波プラズマ処理装置 | |
| JPH04290226A (ja) | プラズマ発生方法及びその装置 |