JPH08162293A - プラズマ処理装置及びその制御方法 - Google Patents
プラズマ処理装置及びその制御方法Info
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- JPH08162293A JPH08162293A JP6330240A JP33024094A JPH08162293A JP H08162293 A JPH08162293 A JP H08162293A JP 6330240 A JP6330240 A JP 6330240A JP 33024094 A JP33024094 A JP 33024094A JP H08162293 A JPH08162293 A JP H08162293A
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- frequency oscillator
- plasma
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/32137—Radio frequency generated discharge controlling of the discharge by modulation of energy
- H01J37/32155—Frequency modulation
- H01J37/32165—Plural frequencies
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- Plasma & Fusion (AREA)
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- Analytical Chemistry (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 チャージアップダメージの少ないプラズマの
点火及び停止が可能なプラズマ処理装置及びその制御方
法を提供する。 【構成】 処理室（２）内に配置され被処理体が載置さ
れる下部電極（４）と、その下部電極に対向する位置に
配置される上部電極（２１）と、両電極に高周波電力を
それぞれ独立に印加するための高周波発振器とを備えた
プラズマ処理装置は、プラズマ発生時は一方の高周波発
振器をオンにしてプラズマを点火させた後に他方をオン
にするように制御され、プラズマ停止時は一方をオフに
した後に他方をオフにするように、あるいは両高周波発
振器の総出力を段階的に減少させるように制御される。
点火及び停止が可能なプラズマ処理装置及びその制御方
法を提供する。 【構成】 処理室（２）内に配置され被処理体が載置さ
れる下部電極（４）と、その下部電極に対向する位置に
配置される上部電極（２１）と、両電極に高周波電力を
それぞれ独立に印加するための高周波発振器とを備えた
プラズマ処理装置は、プラズマ発生時は一方の高周波発
振器をオンにしてプラズマを点火させた後に他方をオン
にするように制御され、プラズマ停止時は一方をオフに
した後に他方をオフにするように、あるいは両高周波発
振器の総出力を段階的に減少させるように制御される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプラズマ処理装置及びそ
の制御方法に関する。
の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より半導体製造工程において、被処
理体、たとえば半導体ウェハ表面に微細加工を施すため
に、処理室内に導入された反応性ガスの高周波グロー放
電を利用したプラズマエッチング装置が広く使用されて
いる。
理体、たとえば半導体ウェハ表面に微細加工を施すため
に、処理室内に導入された反応性ガスの高周波グロー放
電を利用したプラズマエッチング装置が広く使用されて
いる。
【０００３】図３には、かかるグロー放電を利用したプ
ラズマエッチング装置、いわゆる平行平板型プラズマエ
ッチング装置の典型例が示されている。図示のように、
処理装置１００は、処理室１０１内に被処理体Ｗを載置
可能な下部電極１０２と、その下部電極１０２に対向す
る位置に配置された上部電極１０３とを備えており、こ
の上部電極１０３に対して高周波発振器１０４より整合
器１０５を介してたとえば１３．５６ＭＨｚの高周波電
圧を上部電極１０３に印加することにより、接地された
下部電極１０２との間にグロー放電を生じさせ、反応性
ガスをプラズマ化し、両電極間に生じる電位差により、
プラズマ中のイオンを下部電極１０２上に載置された被
処理体の処理面に衝突させ、所望のエッチングを行うこ
とが可能なように構成されている。
ラズマエッチング装置、いわゆる平行平板型プラズマエ
ッチング装置の典型例が示されている。図示のように、
処理装置１００は、処理室１０１内に被処理体Ｗを載置
可能な下部電極１０２と、その下部電極１０２に対向す
る位置に配置された上部電極１０３とを備えており、こ
の上部電極１０３に対して高周波発振器１０４より整合
器１０５を介してたとえば１３．５６ＭＨｚの高周波電
圧を上部電極１０３に印加することにより、接地された
下部電極１０２との間にグロー放電を生じさせ、反応性
ガスをプラズマ化し、両電極間に生じる電位差により、
プラズマ中のイオンを下部電極１０２上に載置された被
処理体の処理面に衝突させ、所望のエッチングを行うこ
とが可能なように構成されている。
【０００４】しかしながら、図３に示すような装置構成
では、上部電極１０３にのみ高周波電力を印加するの
で、両電極間に生じるプラズマ電位の制御が困難であ
り、また接地電位に保持される処理室１０１の壁面に放
電の一部が逃げるなどの問題点を抱えているため、プラ
ズマが不均一、不安定になり易く、近年要求されている
ようなハーフミクロン単位、さらにはクォータミクロン
単位の超微細加工に対応させることが難しかった。
では、上部電極１０３にのみ高周波電力を印加するの
で、両電極間に生じるプラズマ電位の制御が困難であ
り、また接地電位に保持される処理室１０１の壁面に放
電の一部が逃げるなどの問題点を抱えているため、プラ
ズマが不均一、不安定になり易く、近年要求されている
ようなハーフミクロン単位、さらにはクォータミクロン
単位の超微細加工に対応させることが難しかった。
【０００５】そこで、図４に示すように、上部電極１０
３に対しては第１高周波発振器１０６により第１整合器
１０７を介して第１高周波電力を印加するとともに、下
部電極１０２には第２高周波発振器１０８により第２整
合器１０９を介して第２高周波電力を印加することによ
り、処理室１０１内に発生するプラズマの密度を制御
し、超微細加工を実現しようとする試みがなされてい
る。
３に対しては第１高周波発振器１０６により第１整合器
１０７を介して第１高周波電力を印加するとともに、下
部電極１０２には第２高周波発振器１０８により第２整
合器１０９を介して第２高周波電力を印加することによ
り、処理室１０１内に発生するプラズマの密度を制御
し、超微細加工を実現しようとする試みがなされてい
る。
【０００６】また一方で、超微細加工の問題に対応する
ために、圧力条件を、例えば１００ｍＴｏｒｒ以下の低
圧に設定したり、あるいは処理ガスの選定により、チャ
ージアップダメージを回避しながら、高選択比及び高エ
ッチングレートの超微細加工を行う試みがなされてい
る。
ために、圧力条件を、例えば１００ｍＴｏｒｒ以下の低
圧に設定したり、あるいは処理ガスの選定により、チャ
ージアップダメージを回避しながら、高選択比及び高エ
ッチングレートの超微細加工を行う試みがなされてい
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】しかしながら、図４に示
すような従来の２電極方式のプラズマ処理装置では、２
つの発振器から出力される高周波電力同士の干渉や波形
の歪みのために、プラズマ発生時又はプラズマ停止時の
制御が困難であり、場合によっては、被処理体にチャー
ジアップなどのダメージを与えるおそれがあった。
すような従来の２電極方式のプラズマ処理装置では、２
つの発振器から出力される高周波電力同士の干渉や波形
の歪みのために、プラズマ発生時又はプラズマ停止時の
制御が困難であり、場合によっては、被処理体にチャー
ジアップなどのダメージを与えるおそれがあった。
【０００８】本発明は、従来の２電極方式のプラズマ処
理装置が有する如上の問題点に鑑みて成されたものであ
り、プラズマの発生及び停止を円滑に行い、被処理体に
対するダメージを最小限に抑えることが可能な、新規か
つ改良されたプラズマ処理装置及びその制御方法を提供
することである。
理装置が有する如上の問題点に鑑みて成されたものであ
り、プラズマの発生及び停止を円滑に行い、被処理体に
対するダメージを最小限に抑えることが可能な、新規か
つ改良されたプラズマ処理装置及びその制御方法を提供
することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１の観点によれば、処理室内に配置され
被処理体が載置される下部電極と、前記処理室内におい
て前記下部電極に対向する位置に配置される上部電極
と、前記上部電極に高周波電力を印加する第１高周波発
振器と、前記下部電極に高周波電力を印加する第２高周
波発振器とを備えたプラズマ処理装置に、前記第１高周
波発振器及び前記第２高周波発振器のオンオフタイミン
グを制御するためのタイミング制御器、及び前記第１高
周波発振器及び前記第２高周波発振器の出力を段階的に
制御するための出力制御器を設けている。
に、本発明の第１の観点によれば、処理室内に配置され
被処理体が載置される下部電極と、前記処理室内におい
て前記下部電極に対向する位置に配置される上部電極
と、前記上部電極に高周波電力を印加する第１高周波発
振器と、前記下部電極に高周波電力を印加する第２高周
波発振器とを備えたプラズマ処理装置に、前記第１高周
波発振器及び前記第２高周波発振器のオンオフタイミン
グを制御するためのタイミング制御器、及び前記第１高
周波発振器及び前記第２高周波発振器の出力を段階的に
制御するための出力制御器を設けている。
【００１０】さらにまた本発明の別の観点によれば、処
理室内に配置され被処理体が載置される下部電極と、前
記処理室内において前記下部電極に対向する位置に配置
される上部電極と、前記上部電極に高周波電力を印加す
る第１高周波発振器と、前記下部電極に高周波電力を印
加する第２高周波発振器とを備えたプラズマ処理装置
は、プラズマ発生時には、前記第１高周波発振器又は前
記第２高周波発振器のいずれか一方をオンにしてプラズ
マを点火させた後に、前記第１高周波発振器又は前記第
２高周波発振器のいずれか他方をオンにするように制御
される。また同様にプラズマ停止時には、前記第１高周
波発振器又は前記第２高周波発振器のいずれか一方をオ
フにした後に、前記第１高周波発振器又は前記第２高周
波発振器のいずれか他方をオフにするように、あるいは
前記第１高周波発振器及び前記第２高周波発振器の総出
力を段階的に減少させて、プラズマを切るように制御さ
れる。
理室内に配置され被処理体が載置される下部電極と、前
記処理室内において前記下部電極に対向する位置に配置
される上部電極と、前記上部電極に高周波電力を印加す
る第１高周波発振器と、前記下部電極に高周波電力を印
加する第２高周波発振器とを備えたプラズマ処理装置
は、プラズマ発生時には、前記第１高周波発振器又は前
記第２高周波発振器のいずれか一方をオンにしてプラズ
マを点火させた後に、前記第１高周波発振器又は前記第
２高周波発振器のいずれか他方をオンにするように制御
される。また同様にプラズマ停止時には、前記第１高周
波発振器又は前記第２高周波発振器のいずれか一方をオ
フにした後に、前記第１高周波発振器又は前記第２高周
波発振器のいずれか他方をオフにするように、あるいは
前記第１高周波発振器及び前記第２高周波発振器の総出
力を段階的に減少させて、プラズマを切るように制御さ
れる。
【００１１】
【作用】本発明によれば、プラズマ発生時には、一方の
電極に高周波電力を印加してプラズマを点火した後に、
他方の電極に高周波電力が印加されてエッチング処理用
のプラズマ、すなわち解離数が多くプラズマ密度の高い
プラズマを生成するので、ウェハに対するチャージアッ
プダメージを軽減することができる。
電極に高周波電力を印加してプラズマを点火した後に、
他方の電極に高周波電力が印加されてエッチング処理用
のプラズマ、すなわち解離数が多くプラズマ密度の高い
プラズマを生成するので、ウェハに対するチャージアッ
プダメージを軽減することができる。
【００１２】またプラズマ停止時にも、一方の電極に印
加される高周波電力を停止し、プラズマの解離数を下げ
た後に、他方の電極に印加する高周波電力を落とすか、
あるいは、２つの電極に印加される総電力を段階的に落
としながらプラズマを停止するので、ウェハに対するチ
ャージアップダメージを最小限に抑えることが可能であ
る。
加される高周波電力を停止し、プラズマの解離数を下げ
た後に、他方の電極に印加する高周波電力を落とすか、
あるいは、２つの電極に印加される総電力を段階的に落
としながらプラズマを停止するので、ウェハに対するチ
ャージアップダメージを最小限に抑えることが可能であ
る。
【００１３】
【実施例】以下に添付図面を参照しながら、本発明をプ
ラズマエッチング装置に適用した一実施例について詳細
に説明する。
ラズマエッチング装置に適用した一実施例について詳細
に説明する。
【００１４】図１に示すプラズマエッチング装置１は、
導電性材料、例えばアルミニウムなどから成る円筒ある
いは矩形状に成形された処理容器２を有しており、この
処理容器２内には、モータなどの昇降機構３により昇降
運動自在に構成されたウェハＷを載置するための略円筒
状の載置台４が収容される。この載置台４は、アルミニ
ウムなどより形成された複数の部材をボルトなどにより
組み付けることにより構成することが可能であり、その
内部には、熱媒循環手段５などの熱源手段が内設され、
被処理体の処理面を所望の温度に調整することができる
ように構成されている。
導電性材料、例えばアルミニウムなどから成る円筒ある
いは矩形状に成形された処理容器２を有しており、この
処理容器２内には、モータなどの昇降機構３により昇降
運動自在に構成されたウェハＷを載置するための略円筒
状の載置台４が収容される。この載置台４は、アルミニ
ウムなどより形成された複数の部材をボルトなどにより
組み付けることにより構成することが可能であり、その
内部には、熱媒循環手段５などの熱源手段が内設され、
被処理体の処理面を所望の温度に調整することができる
ように構成されている。
【００１５】この熱媒循環手段５には、図示しない温調
手段により適当な温度に温調された熱媒を熱媒導入管６
を介して導入可能であり、導入された熱媒は熱媒循環手
段５内を循環し、その間に冷熱又は温熱が上記載置台４
を介して半導体ウェハＷに対して伝熱し、半導体ウェハ
Ｗの処理面を所望する温度に温調することが可能であ
る。熱交換後の熱媒は熱媒排出管７より容器外へ排出さ
れる。なお、図示の例では、図示しない温調手段により
予め温調された熱媒を循環させる構成を示したが、この
他にも、冷却ジャケット及び加熱用ヒータを上記載置台
４に内装して上記載置台４を加熱冷却することにより、
ウェハＷの温調を行う構成を採用することも可能であ
る。
手段により適当な温度に温調された熱媒を熱媒導入管６
を介して導入可能であり、導入された熱媒は熱媒循環手
段５内を循環し、その間に冷熱又は温熱が上記載置台４
を介して半導体ウェハＷに対して伝熱し、半導体ウェハ
Ｗの処理面を所望する温度に温調することが可能であ
る。熱交換後の熱媒は熱媒排出管７より容器外へ排出さ
れる。なお、図示の例では、図示しない温調手段により
予め温調された熱媒を循環させる構成を示したが、この
他にも、冷却ジャケット及び加熱用ヒータを上記載置台
４に内装して上記載置台４を加熱冷却することにより、
ウェハＷの温調を行う構成を採用することも可能であ
る。
【００１６】上記載置台４は、上面中央部が凸状にされ
た円板状で、この中央上面には、被処理体を保持するた
めのチャック部として、たとえば静電チャック８が被処
理体である半導体ウェハＷと略同径大、もしくはウェハ
Ｗの径よりも若干小さい径又は若干大きい径で設けられ
ている。この静電チャック８は、ウェハＷを載置保持す
る面としてポリイミド樹脂などの高分子絶縁材料からな
る２枚のフィルム８ａ、８ｂ間に銅箔などの導電膜８ｃ
を挟持した静電チャックシートより構成されており、そ
の導電膜８ｃは、電圧供給リード９により、途中高周波
をカットするフィルタ１０、たとえばコイルを介して可
変直流電圧源１１に接続されている。したがって、その
導電膜８ｃに高電圧を印加することにより、静電チャッ
ク８の上側フィルム８ａの上面にウェハＷをクーロン力
により吸着保持し得るように構成されている。なお図示
の実施例では、被処理体を吸着保持するチャック手段と
して静電チャック８を例に挙げて説明するが、本発明は
かかる構成に限定されない。たとえば、昇降運動自在の
円環状のクランプ部材により被処理体を機械的に保持す
るメカニカル・チャック手段を使用することも可能であ
るが、ウェハＷに対するダメージを軽減する観点からは
静電チャック８を適用することが好ましい。
た円板状で、この中央上面には、被処理体を保持するた
めのチャック部として、たとえば静電チャック８が被処
理体である半導体ウェハＷと略同径大、もしくはウェハ
Ｗの径よりも若干小さい径又は若干大きい径で設けられ
ている。この静電チャック８は、ウェハＷを載置保持す
る面としてポリイミド樹脂などの高分子絶縁材料からな
る２枚のフィルム８ａ、８ｂ間に銅箔などの導電膜８ｃ
を挟持した静電チャックシートより構成されており、そ
の導電膜８ｃは、電圧供給リード９により、途中高周波
をカットするフィルタ１０、たとえばコイルを介して可
変直流電圧源１１に接続されている。したがって、その
導電膜８ｃに高電圧を印加することにより、静電チャッ
ク８の上側フィルム８ａの上面にウェハＷをクーロン力
により吸着保持し得るように構成されている。なお図示
の実施例では、被処理体を吸着保持するチャック手段と
して静電チャック８を例に挙げて説明するが、本発明は
かかる構成に限定されない。たとえば、昇降運動自在の
円環状のクランプ部材により被処理体を機械的に保持す
るメカニカル・チャック手段を使用することも可能であ
るが、ウェハＷに対するダメージを軽減する観点からは
静電チャック８を適用することが好ましい。
【００１７】そして、この静電チャックシート８には、
伝熱ガス供給孔１２が同心円状に穿設されている。これ
らの伝熱ガス供給孔１２には、伝熱ガス供給管１３が接
続されており、図示しないガス源よりヘリウムなどの伝
熱ガスを、被処理体Ｗの裏面と静電チャック８のチャッ
ク面との間に形成される微小空間に供給し、上記載置台
４から被処理体Ｗへの伝熱効率を高めることが可能であ
る。
伝熱ガス供給孔１２が同心円状に穿設されている。これ
らの伝熱ガス供給孔１２には、伝熱ガス供給管１３が接
続されており、図示しないガス源よりヘリウムなどの伝
熱ガスを、被処理体Ｗの裏面と静電チャック８のチャッ
ク面との間に形成される微小空間に供給し、上記載置台
４から被処理体Ｗへの伝熱効率を高めることが可能であ
る。
【００１８】さらに上記載置台４の周囲には、静電チャ
ック８上のウェハＷの外周を囲むように環状のフォーカ
スリング１４が配置されている。このフォーカスリング
１４は反応性イオンを引き寄せない絶縁性または導電性
の材料からなり、反応性イオンを内側の半導体ウェハＷ
にだけ効果的に入射せしめるように作用するものであ
る。上記載置台４と上記処理容器２の内壁との間には複
数のバッフル孔が穿設された排気リング１５が、上記載
置台４を囲むとともに、上記フォーカスリング１４の外
縁がかかるように配置されている。この排気リング１５
は、排気流の流れを整え、処理容器２内から処理ガスな
どを均一に排気するためのものである。
ック８上のウェハＷの外周を囲むように環状のフォーカ
スリング１４が配置されている。このフォーカスリング
１４は反応性イオンを引き寄せない絶縁性または導電性
の材料からなり、反応性イオンを内側の半導体ウェハＷ
にだけ効果的に入射せしめるように作用するものであ
る。上記載置台４と上記処理容器２の内壁との間には複
数のバッフル孔が穿設された排気リング１５が、上記載
置台４を囲むとともに、上記フォーカスリング１４の外
縁がかかるように配置されている。この排気リング１５
は、排気流の流れを整え、処理容器２内から処理ガスな
どを均一に排気するためのものである。
【００１９】そして上記載置台４には、中空に成形され
た導体よりなる給電棒１６が接続され、さらに、この給
電棒１６にはブロッキングコンデンサなどから成る整合
器１７を介して高周波発振器１８が接続されており、プ
ロセス時には、たとえば１３．５６ＭＨｚの高周波電力
を上記給電棒１６を介して上記載置台４に印加すること
が可能である。なお、上記整合器１７と上記載置台４と
の間には検出器１９が介装されている。この検出器１９
により検出された高周波発振器１８の出力に関する情報
は制御器２０にフィードバックされ、プロセス制御の際
に使用される。なお、この制御器２０は、後述するよう
に上部電極２１及び下部電極４への高周波電力の印加の
オンオフタイミング及び出力を制御するタイミング制御
器及び出力制御器を含んでいる。以上のように、上記載
置台４は下部電極として作用し、後述するように被処理
体Ｗに対向するように設けられた上部電極２１との間に
グロー放電を生じ、処理容器内に導入された処理ガスを
プラズマ化し、そのプラズマ流にて被処理体にエッチン
グ処理を施すことが可能である。
た導体よりなる給電棒１６が接続され、さらに、この給
電棒１６にはブロッキングコンデンサなどから成る整合
器１７を介して高周波発振器１８が接続されており、プ
ロセス時には、たとえば１３．５６ＭＨｚの高周波電力
を上記給電棒１６を介して上記載置台４に印加すること
が可能である。なお、上記整合器１７と上記載置台４と
の間には検出器１９が介装されている。この検出器１９
により検出された高周波発振器１８の出力に関する情報
は制御器２０にフィードバックされ、プロセス制御の際
に使用される。なお、この制御器２０は、後述するよう
に上部電極２１及び下部電極４への高周波電力の印加の
オンオフタイミング及び出力を制御するタイミング制御
器及び出力制御器を含んでいる。以上のように、上記載
置台４は下部電極として作用し、後述するように被処理
体Ｗに対向するように設けられた上部電極２１との間に
グロー放電を生じ、処理容器内に導入された処理ガスを
プラズマ化し、そのプラズマ流にて被処理体にエッチン
グ処理を施すことが可能である。
【００２０】上記上部電極２１は、下部電極を構成する
上記載置台４の載置面上方に、これより所定間隔、例え
ば約５ｍｍ〜１５０ｍｍ程度離間させて配置されてい
る。なお上記上部電極２１と上記下部電極４との間隔は
上記昇降機構３により上記下部電極４を上下動すること
により調整することができる。なお、処理時には、被処
理体の膜質に応じて上記間隔を調整し、プラズマの均一
性を制御することが可能である。
上記載置台４の載置面上方に、これより所定間隔、例え
ば約５ｍｍ〜１５０ｍｍ程度離間させて配置されてい
る。なお上記上部電極２１と上記下部電極４との間隔は
上記昇降機構３により上記下部電極４を上下動すること
により調整することができる。なお、処理時には、被処
理体の膜質に応じて上記間隔を調整し、プラズマの均一
性を制御することが可能である。
【００２１】そして、この上部電極２１には、上記下部
電極４と同様に、ブロッキングコンデンサなどから成る
整合器２８を介して高周波発振器２９が接続されてお
り、プロセス時には、たとえば１３．５６ＭＨｚの高周
波電力を上記上部電極２１に印加することが可能であ
る。なお、上記整合器２８と上記上部電極２１との間に
は検出器３０が介装されている。この検出器３０により
検出された高周波発振器２９の出力に関する情報ついて
も、制御器２０にフィードバックされ、プラズマの点
火、停止その他のプロセス制御の際に使用される。
電極４と同様に、ブロッキングコンデンサなどから成る
整合器２８を介して高周波発振器２９が接続されてお
り、プロセス時には、たとえば１３．５６ＭＨｚの高周
波電力を上記上部電極２１に印加することが可能であ
る。なお、上記整合器２８と上記上部電極２１との間に
は検出器３０が介装されている。この検出器３０により
検出された高周波発振器２９の出力に関する情報ついて
も、制御器２０にフィードバックされ、プラズマの点
火、停止その他のプロセス制御の際に使用される。
【００２２】さて、上記上部電極２１は中空に形成さ
れ、その中空部に処理ガス供給管２２が接続され、処理
ガス源２３より流量制御器（ＭＦＣ）２４を介して所定
の処理ガス、例えば、少なくとも臭化水素（ＨＢｒ）及
び塩素（Ｃｌ2）のいずれか一方を含むプロセスガスを
導入することが可能である。さらに中空部の中程には、
処理ガスの均一拡散を促進するための多数の小孔が穿設
されたバッフル板２５が配置され、このバッフル板２５
の下方には処理ガス噴出口として多数の小孔２６が穿設
された板部材からなる処理ガス導入部２７が設置されて
いる。さらに上記処理容器２の下方には真空ポンプなど
からなる排気系に連通する排気口３１が設けられてお
り、処理室内を所定の圧力に、たとえば１００ｍＴｏｒ
ｒ以下の減圧雰囲気に真空排気することが可能である。
れ、その中空部に処理ガス供給管２２が接続され、処理
ガス源２３より流量制御器（ＭＦＣ）２４を介して所定
の処理ガス、例えば、少なくとも臭化水素（ＨＢｒ）及
び塩素（Ｃｌ2）のいずれか一方を含むプロセスガスを
導入することが可能である。さらに中空部の中程には、
処理ガスの均一拡散を促進するための多数の小孔が穿設
されたバッフル板２５が配置され、このバッフル板２５
の下方には処理ガス噴出口として多数の小孔２６が穿設
された板部材からなる処理ガス導入部２７が設置されて
いる。さらに上記処理容器２の下方には真空ポンプなど
からなる排気系に連通する排気口３１が設けられてお
り、処理室内を所定の圧力に、たとえば１００ｍＴｏｒ
ｒ以下の減圧雰囲気に真空排気することが可能である。
【００２３】さらに、上記処理容器２の一方の側面の下
方には、ゲートバルブ３２を介してロードロック室３３
が設置されている。このロードロック室３３には、搬送
アーム３４を備えた搬送機構３５が設置されている。図
示のように、上記ゲートバルブ３２は、上記処理容器２
の下方に開口部を有しているので、ウェハＷを搬入搬出
する際には、上記昇降機構３により上記載置台４を下降
させる。これに対して、ウェハＷの処理時には、上記上
部電極２１と上記下部電極４との間隔が最適になるま
で、上記昇降機構３により上記載置台４を上昇させ、処
理を行うように構成されている。
方には、ゲートバルブ３２を介してロードロック室３３
が設置されている。このロードロック室３３には、搬送
アーム３４を備えた搬送機構３５が設置されている。図
示のように、上記ゲートバルブ３２は、上記処理容器２
の下方に開口部を有しているので、ウェハＷを搬入搬出
する際には、上記昇降機構３により上記載置台４を下降
させる。これに対して、ウェハＷの処理時には、上記上
部電極２１と上記下部電極４との間隔が最適になるま
で、上記昇降機構３により上記載置台４を上昇させ、処
理を行うように構成されている。
【００２４】次に、上記のように構成されたプラズマエ
ッチング装置の動作に関する実施例について簡単に説明
する。
ッチング装置の動作に関する実施例について簡単に説明
する。
【００２５】処理対象であるウェハＷは、ロードロック
室３３よりハンドリングアーム３４によりゲートバルブ
３２を介して、処理室２内に搬入される。その際に、載
置台４は、昇降機構３により搬送位置にまで下降されて
いる。ウェハＷはハンドリングアーム３４により載置台
４の静電チャック８の吸着面に載置され、直流高圧電源
１１より高電圧が上記静電チャック８の導電層８ｃに印
加され、クーロン力によりウェハＷがチャック面に吸着
保持される。その後、昇降機構３により上記載置台４は
処理位置にまで上昇される。その後、処理室内は、所定
の圧力雰囲気、例えば１００ｍＴｏｒｒに減圧され、ガ
ス源２３より、カーボンレスのＨＢｒとＣｌ２の混合ガ
スが、上部電極２１を介して処理室内に導入される。
室３３よりハンドリングアーム３４によりゲートバルブ
３２を介して、処理室２内に搬入される。その際に、載
置台４は、昇降機構３により搬送位置にまで下降されて
いる。ウェハＷはハンドリングアーム３４により載置台
４の静電チャック８の吸着面に載置され、直流高圧電源
１１より高電圧が上記静電チャック８の導電層８ｃに印
加され、クーロン力によりウェハＷがチャック面に吸着
保持される。その後、昇降機構３により上記載置台４は
処理位置にまで上昇される。その後、処理室内は、所定
の圧力雰囲気、例えば１００ｍＴｏｒｒに減圧され、ガ
ス源２３より、カーボンレスのＨＢｒとＣｌ２の混合ガ
スが、上部電極２１を介して処理室内に導入される。
【００２６】次いで、図２に示すようなタイミングチャ
ートに従って、プラズマが点火される。すなわち、まず
下部電極４に対して高周波電力を印加し、プラズマを点
火する。それから所定時間、例えば１秒後に、上部電極
２１に対して高周波電力を印加して、エッチング処理用
のプラズマを生成するので、解離数が多くプラズマ密度
の高いプラズマを得ることができる。
ートに従って、プラズマが点火される。すなわち、まず
下部電極４に対して高周波電力を印加し、プラズマを点
火する。それから所定時間、例えば１秒後に、上部電極
２１に対して高周波電力を印加して、エッチング処理用
のプラズマを生成するので、解離数が多くプラズマ密度
の高いプラズマを得ることができる。
【００２７】以上のようにして生成されたプラズマによ
り、ウェハＷに対してエッチング処理が施される。この
間、両電極に印加される高周波電力は検出器１９及び３
０により監視されており、その信号は制御器２０にフィ
ードバックされて、最適な処理条件が保持される。そし
て、所定のエッチングが終了した後には、図３に示すよ
うなタイミングチャートに従ってプラズマが停止され
る。すなわち、まず下部電極４に対する高周波電力の供
給を停止することにより、プラズマの解離数を下げる。
次いで、所定時間、例えば１秒後に上部電極２１に対す
る高周波電力の供給を停止するので、ウェハに対するチ
ャージアップダメージを最小限に抑えることが可能であ
る。そして、処理ガスの供給が停止され、処理室内をパ
ージするとともに、載置台４を搬出位置にまで下降さ
せ、処理済みのウェハＷを、処理室２内からハンドリン
グアーム３４によりロードロック室３３に搬出すること
により一連の処理が終了する。
り、ウェハＷに対してエッチング処理が施される。この
間、両電極に印加される高周波電力は検出器１９及び３
０により監視されており、その信号は制御器２０にフィ
ードバックされて、最適な処理条件が保持される。そし
て、所定のエッチングが終了した後には、図３に示すよ
うなタイミングチャートに従ってプラズマが停止され
る。すなわち、まず下部電極４に対する高周波電力の供
給を停止することにより、プラズマの解離数を下げる。
次いで、所定時間、例えば１秒後に上部電極２１に対す
る高周波電力の供給を停止するので、ウェハに対するチ
ャージアップダメージを最小限に抑えることが可能であ
る。そして、処理ガスの供給が停止され、処理室内をパ
ージするとともに、載置台４を搬出位置にまで下降さ
せ、処理済みのウェハＷを、処理室２内からハンドリン
グアーム３４によりロードロック室３３に搬出すること
により一連の処理が終了する。
【００２８】以上、本発明の好適な実施例についてプラ
ズマエッチング装置を例に挙げて説明したが、本発明は
かかる構成に限定されない。本発明は、このほかにも、
処理室内に処理ガスを導入し、上部電極及び下部電極の
双方に高周波電力を印加してプラズマ処理を行う各種装
置、例えばプラズマＣＶＤ装置、アッシング装置などに
も適用することが可能である。また上記例では、ポリシ
リコンに対するエッチング処理を例に挙げて説明した
が、本発明は、フォトレジストあるいはタングステンシ
リサイド、モリブデンシリサイド、チタンシリサイドな
どの高融点金属に対するエッチング処理に対しても好適
に適用できる。
ズマエッチング装置を例に挙げて説明したが、本発明は
かかる構成に限定されない。本発明は、このほかにも、
処理室内に処理ガスを導入し、上部電極及び下部電極の
双方に高周波電力を印加してプラズマ処理を行う各種装
置、例えばプラズマＣＶＤ装置、アッシング装置などに
も適用することが可能である。また上記例では、ポリシ
リコンに対するエッチング処理を例に挙げて説明した
が、本発明は、フォトレジストあるいはタングステンシ
リサイド、モリブデンシリサイド、チタンシリサイドな
どの高融点金属に対するエッチング処理に対しても好適
に適用できる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プラズマ発生時には、一方の電極に高周波電力を印加し
てプラズマを点火した後に、他方の電極に高周波電力が
印加されてエッチング処理用のプラズマ、すなわち解離
数が多くプラズマ密度の高いプラズマを生成するので、
ウェハに対するチャージアップダメージを軽減すること
ができる。
プラズマ発生時には、一方の電極に高周波電力を印加し
てプラズマを点火した後に、他方の電極に高周波電力が
印加されてエッチング処理用のプラズマ、すなわち解離
数が多くプラズマ密度の高いプラズマを生成するので、
ウェハに対するチャージアップダメージを軽減すること
ができる。
【００３０】またプラズマ停止時にも、一方の電極に印
加される高周波電力を停止し、プラズマの解離数を下げ
た後に、他方の電極に印加する高周波電力を落とすか、
あるいは、２つの電極に印加される総電力を段階的に落
としながらプラズマを停止するので、ウェハに対するチ
ャージアップダメージを最小限に抑えることが可能であ
る。
加される高周波電力を停止し、プラズマの解離数を下げ
た後に、他方の電極に印加する高周波電力を落とすか、
あるいは、２つの電極に印加される総電力を段階的に落
としながらプラズマを停止するので、ウェハに対するチ
ャージアップダメージを最小限に抑えることが可能であ
る。
【図１】本発明を適用可能なプラズマエッチング装置の
一実施例を示す概略的な断面図である。
一実施例を示す概略的な断面図である。
【図２】本発明に基づいて行われるプラズマエッチング
装置のプラズマ点火動作のタイミングチャートである。
装置のプラズマ点火動作のタイミングチャートである。
【図３】本発明に基づいて行われるプラズマエッチング
装置のプラズマ停止動作のタイミングチャートである。
装置のプラズマ停止動作のタイミングチャートである。
【図４】従来のプラズマエッチング装置の概略を示す断
面図である。
面図である。
【図５】従来の２電極方式のプラズマエッチング装置の
概略を示す断面図である。
概略を示す断面図である。
１ プラズマエッチング装置 ２ 処理室 ４ 下部電極 １７ 整合器 １８ 高周波発振器 １９ 検出器 ２０ 制御器 ２１ 上部電極 ２３ ガス源 ２４ ＭＦＣ ２８ 整合器 ２９ 高周波発振器 ３０ 検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 深澤 義男 山梨県韮崎市藤井町北下条2381番地の１ 東京エレクトロン山梨株式会社内 (72)発明者 望月 修二 東京都港区赤坂５丁目３番６号 東京エレ クトロン株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 処理室内に配置され被処理体が載置され
る下部電極と、前記処理室内において前記下部電極に対
向する位置に配置される上部電極と、前記上部電極に高
周波電力を印加する第１高周波発振器と、前記下部電極
に高周波電力を印加する第２高周波発振器とを備えたプ
ラズマ処理装置において、 前記第１高周波発振器及び前記第２高周波発振器のオン
オフタイミングを制御するためのタイミング制御器、及
び前記第１高周波発振器及び前記第２高周波発振器の出
力を段階的に制御するための出力制御器を設けたことを
特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項２】 処理室内に配置され被処理体が載置され
る下部電極と、前記処理室内において前記下部電極に対
向する位置に配置される上部電極と、前記上部電極に高
周波電力を印加する第１高周波発振器と、前記下部電極
に高周波電力を印加する第２高周波発振器とを備えたプ
ラズマ処理装置の制御方法であって、 前記第１高周波発振器又は前記第２高周波発振器のいず
れか一方をオンにしてプラズマを点火させた後に、前記
第１高周波発振器又は前記第２高周波発振器のいずれか
他方をオンにすることを特徴とするプラズマ処理装置の
制御方法。 - 【請求項３】 処理室内に配置され被処理体が載置され
る下部電極と、前記処理室内において前記下部電極に対
向する位置に配置される上部電極と、前記上部電極に高
周波電力を印加する第１高周波発振器と、前記下部電極
に高周波電力を印加する第２高周波発振器とを備えたプ
ラズマ処理装置の制御方法であって、 前記第１高周波発振器又は前記第２高周波発振器のいず
れか一方をオフにした後に、前記第１高周波発振器又は
前記第２高周波発振器のいずれか他方をオフにすること
を特徴とするプラズマ処理装置の制御方法。 - 【請求項４】 処理室内に配置され被処理体が載置され
る下部電極と、前記処理室内において前記下部電極に対
向する位置に配置される上部電極と、前記上部電極に高
周波電力を印加する第１高周波発振器と、前記下部電極
に高周波電力を印加する第２高周波発振器とを備えたプ
ラズマ処理装置の制御方法であって、 前記第１高周波発振器及び前記第２高周波発振器の総出
力を段階的に減少させて、プラズマを切ることを特徴と
するプラズマ処理装置の制御方法。 - 【請求項５】 前記第１高周波発振器及び前記第２高周
波発振器の総出力は、前記第１高周波発振器及び前記第
２高周波発振器のいずれか一方がゼロ出力の場合を含む
ことを特徴とする、請求項４に記載のプラズマ処理装置
の制御方法。 - 【請求項６】 処理圧力条件が１００ｍＴｏｒｒ以下の
プラズマ処理に適用されることを特徴とする、請求項１
に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項７】 処理圧力条件が１００ｍＴｏｒｒ以下の
プラズマ処理に適用されることを特徴とする、請求項
２、３、４又は５のいずれかに記載のプラズマ処理装置
の制御方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06330240A JP3113786B2 (ja) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | プラズマ処理装置及びその制御方法 |
| US08/564,621 US5716534A (en) | 1994-12-05 | 1995-11-29 | Plasma processing method and plasma etching method |
| TW084112784A TW302508B (ja) | 1994-12-05 | 1995-11-30 | |
| KR1019950046881A KR100193373B1 (ko) | 1994-12-05 | 1995-12-05 | 플라스마 처리방법 및 플라스마 에칭방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06330240A JP3113786B2 (ja) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | プラズマ処理装置及びその制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08162293A true JPH08162293A (ja) | 1996-06-21 |
| JP3113786B2 JP3113786B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
ID=18230432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06330240A Expired - Lifetime JP3113786B2 (ja) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | プラズマ処理装置及びその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3113786B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6426477B1 (en) | 1999-09-13 | 2002-07-30 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing method and apparatus for eliminating damages in a plasma process of a substrate |
| KR100463910B1 (ko) * | 1997-04-16 | 2005-04-08 | 삼성전자주식회사 | 반도체장치의제조설비에공급되는공정요소의공급방법 |
| KR100688988B1 (ko) * | 2006-01-16 | 2007-03-08 | 삼성전자주식회사 | 식각장치 |
| JP2012138520A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Ulvac Japan Ltd | プラズマエッチング方法及びプラズマエッチング装置 |
| TWI416998B (zh) * | 2008-12-26 | 2013-11-21 | Hitachi High Tech Corp | Plasma processing device |
| KR102494936B1 (ko) * | 2021-12-30 | 2023-02-06 | 세메스 주식회사 | 기판 처리 장치와 이를 포함하는 기판 접합 시스템 및 이를 이용한 기판 처리 방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6215670B2 (ja) | 2013-11-26 | 2017-10-18 | 収一 山崎 | 動物捕獲器 |
-
1994
- 1994-12-05 JP JP06330240A patent/JP3113786B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100463910B1 (ko) * | 1997-04-16 | 2005-04-08 | 삼성전자주식회사 | 반도체장치의제조설비에공급되는공정요소의공급방법 |
| US6426477B1 (en) | 1999-09-13 | 2002-07-30 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing method and apparatus for eliminating damages in a plasma process of a substrate |
| US6576860B2 (en) | 1999-09-13 | 2003-06-10 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing method and apparatus for eliminating damages in a plasma process of a substrate |
| KR100823808B1 (ko) * | 1999-09-13 | 2008-04-21 | 동경 엘렉트론 주식회사 | 기판의 플라즈마 처리에서 손상을 제거하기 위한 플라즈마처리 방법 및 장치 |
| KR100688988B1 (ko) * | 2006-01-16 | 2007-03-08 | 삼성전자주식회사 | 식각장치 |
| TWI416998B (zh) * | 2008-12-26 | 2013-11-21 | Hitachi High Tech Corp | Plasma processing device |
| JP2012138520A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Ulvac Japan Ltd | プラズマエッチング方法及びプラズマエッチング装置 |
| KR102494936B1 (ko) * | 2021-12-30 | 2023-02-06 | 세메스 주식회사 | 기판 처리 장치와 이를 포함하는 기판 접합 시스템 및 이를 이용한 기판 처리 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3113786B2 (ja) | 2000-12-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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