JPH0864395A - プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置Info
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- JPH0864395A JPH0864395A JP6199526A JP19952694A JPH0864395A JP H0864395 A JPH0864395 A JP H0864395A JP 6199526 A JP6199526 A JP 6199526A JP 19952694 A JP19952694 A JP 19952694A JP H0864395 A JPH0864395 A JP H0864395A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 比較的高真空において高密度プラズマを発生
することができ、かつプラズマ密度分布の均一なプラズ
マ処理方法及びプラズマ処理装置を提供する。 【構成】 真空容器１の壁面１ａに沿わせて配設したコ
イル５の一端５ａを接地し、このコイル５の一端５ａと
他端５ｃとの間の中間位置５ｂにコイル用高周波電源６
にて高周波電圧を印加し、高周波印加部から接地部の間
では主に誘導結合型プラズマを、高周波印加部から他端
までは容量結合型プラズマを発生させ、誘導結合と容量
結合の複合したプラズマを生成してプラズマ密度分布の
均一性を向上する。
することができ、かつプラズマ密度分布の均一なプラズ
マ処理方法及びプラズマ処理装置を提供する。 【構成】 真空容器１の壁面１ａに沿わせて配設したコ
イル５の一端５ａを接地し、このコイル５の一端５ａと
他端５ｃとの間の中間位置５ｂにコイル用高周波電源６
にて高周波電圧を印加し、高周波印加部から接地部の間
では主に誘導結合型プラズマを、高周波印加部から他端
までは容量結合型プラズマを発生させ、誘導結合と容量
結合の複合したプラズマを生成してプラズマ密度分布の
均一性を向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体および薄膜回路
の製造過程におけるドライエッチング、スパッタリン
グ、プラズマＣＶＤ等に利用できるプラズマ処理方法及
びプラズマ処理装置に関するものである。
の製造過程におけるドライエッチング、スパッタリン
グ、プラズマＣＶＤ等に利用できるプラズマ処理方法及
びプラズマ処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体素子の微細化に対応して、
ドライエッチング技術においては高アスペクト比の加工
等を実現するために、またプラズマＣＶＤ技術において
は高アスペクト比の埋め込み等を実現するために、より
高真空でプラズマ処理を行うことが求められている。
ドライエッチング技術においては高アスペクト比の加工
等を実現するために、またプラズマＣＶＤ技術において
は高アスペクト比の埋め込み等を実現するために、より
高真空でプラズマ処理を行うことが求められている。
【０００３】例えば、ドライエッチングの場合において
は、高真空において高密度プラズマを発生させると、基
板表面に形成されるイオンシース中でイオンが中性ラジ
カル粒子と衝突する確率が少なくなるために、イオンの
方向性が基板に向かって揃い、また電離度が高いために
基板に到着するイオン対中性ラジカルの入射粒子束の比
が大きくなる。このことから、高真空において高密度プ
ラズマを発生することによってエッチング異方性が高め
られ、高アスペクト比の加工が可能となる。
は、高真空において高密度プラズマを発生させると、基
板表面に形成されるイオンシース中でイオンが中性ラジ
カル粒子と衝突する確率が少なくなるために、イオンの
方向性が基板に向かって揃い、また電離度が高いために
基板に到着するイオン対中性ラジカルの入射粒子束の比
が大きくなる。このことから、高真空において高密度プ
ラズマを発生することによってエッチング異方性が高め
られ、高アスペクト比の加工が可能となる。
【０００４】一方、基板に到達するイオンエネルギーを
制御することも重要である。高真空で高密度プラズマを
発生させるためにイオンエネルギーが大きくなると、加
工すべき薄膜とレジストや下地との選択比が低下した
り、基板に物理的・電気的ダメージを与えることがあ
る。逆にイオンエネルギーが小さいと、エッチングレー
トが低下する。したがって、最適なエッチングを安定し
て行うためには、イオンエネルギーの制御が必要とな
る。
制御することも重要である。高真空で高密度プラズマを
発生させるためにイオンエネルギーが大きくなると、加
工すべき薄膜とレジストや下地との選択比が低下した
り、基板に物理的・電気的ダメージを与えることがあ
る。逆にイオンエネルギーが小さいと、エッチングレー
トが低下する。したがって、最適なエッチングを安定し
て行うためには、イオンエネルギーの制御が必要とな
る。
【０００５】また、プラズマＣＶＤの場合においては、
高真空において高密度プラズマを発生させると、イオン
によるスパッタリング効果によって微細パターンの埋め
込み・平坦化作用が得られ、高アスペクト比の埋め込み
が可能になる。この場合にも、ダメージが生じず、しか
も十分なスパッタリングレートが得られるような膜堆積
を行うには、イオンエネルギーの制御が重要である。
高真空において高密度プラズマを発生させると、イオン
によるスパッタリング効果によって微細パターンの埋め
込み・平坦化作用が得られ、高アスペクト比の埋め込み
が可能になる。この場合にも、ダメージが生じず、しか
も十分なスパッタリングレートが得られるような膜堆積
を行うには、イオンエネルギーの制御が重要である。
【０００６】従来の一般的な平行平板型のプラズマ処理
装置の構成を、図３を参照して説明する。図３におい
て、真空容器１１内に基板１３を載置する下部電極１２
と上部電極１４とを配設し、これら電極１２、１４間に
高周波電源１５にて高周波電圧を印加することによって
真空容器１１内にプラズマを発生させるように構成され
ている。
装置の構成を、図３を参照して説明する。図３におい
て、真空容器１１内に基板１３を載置する下部電極１２
と上部電極１４とを配設し、これら電極１２、１４間に
高周波電源１５にて高周波電圧を印加することによって
真空容器１１内にプラズマを発生させるように構成され
ている。
【０００７】この方式では、真空度が高くなるにつれて
イオン密度が急激に減少するため、高真空において高密
度プラズマを発生することが難しく、十分な処理速度が
得られず、また高周波電圧の印加が１か所であるため、
プラズマとイオンエネルギーを独立して制御することが
できず、高周波電圧を無理に高くしてプラズマ密度を高
くしようとすると、イオンエネルギーが大きくなって基
板にダメージを与えることになる。
イオン密度が急激に減少するため、高真空において高密
度プラズマを発生することが難しく、十分な処理速度が
得られず、また高周波電圧の印加が１か所であるため、
プラズマとイオンエネルギーを独立して制御することが
できず、高周波電圧を無理に高くしてプラズマ密度を高
くしようとすると、イオンエネルギーが大きくなって基
板にダメージを与えることになる。
【０００８】この平行平板型のプラズマ処理装置に対し
て、高真空において高密度プラズマを発生させることが
できるプラズマ処理装置の１つとして、真空容器の外側
に配設したコイルに高周波電圧を印加することによって
真空容器内にプラズマを発生させる高周波誘導方式のプ
ラズマ処理装置がある。この方式のプラズマ処理装置
は、真空容器内に高周波磁界を発生させ、その高周波磁
界によって真空容器内に誘導電界を発生させて電子の加
速を行い、プラズマを発生させるもので、コイル電流を
大きくすれば高真空においても高密度プラズマを発生す
ることができ、十分な処理速度を得ることができる。
て、高真空において高密度プラズマを発生させることが
できるプラズマ処理装置の１つとして、真空容器の外側
に配設したコイルに高周波電圧を印加することによって
真空容器内にプラズマを発生させる高周波誘導方式のプ
ラズマ処理装置がある。この方式のプラズマ処理装置
は、真空容器内に高周波磁界を発生させ、その高周波磁
界によって真空容器内に誘導電界を発生させて電子の加
速を行い、プラズマを発生させるもので、コイル電流を
大きくすれば高真空においても高密度プラズマを発生す
ることができ、十分な処理速度を得ることができる。
【０００９】高周波コイルとしては、主として図４に示
すような円筒型と、図５に示すような平板型が知られて
いる。図４、図５において、１６は円筒型コイル、１７
は平板型コイルであり、１８はコイル用高周波電源であ
る。なお、真空容器１１、電極１２、基板１３、電極用
高周波電源１５は、図３と同様である。
すような円筒型と、図５に示すような平板型が知られて
いる。図４、図５において、１６は円筒型コイル、１７
は平板型コイルであり、１８はコイル用高周波電源であ
る。なお、真空容器１１、電極１２、基板１３、電極用
高周波電源１５は、図３と同様である。
【００１０】図４、図５において、真空容器１１内に適
当なガスを導入しつつ排気を行い、真空容器１１内を適
当な圧力に保ちながら、コイル用高周波電源１８により
高周波電圧をコイル１６、１７に印加すると、真空容器
１１内にプラズマが発生し、電極１２上に載置された基
板１３に対してエッチング、膜堆積、表面改質等のプラ
ズマ処理を行うことができる。このとき、図４、図５に
示すように、電極１２にも電極用高周波電源１５により
高周波電圧を印加することにより、基板１３に到達する
イオンエネルギーをある程度制御することができる。
当なガスを導入しつつ排気を行い、真空容器１１内を適
当な圧力に保ちながら、コイル用高周波電源１８により
高周波電圧をコイル１６、１７に印加すると、真空容器
１１内にプラズマが発生し、電極１２上に載置された基
板１３に対してエッチング、膜堆積、表面改質等のプラ
ズマ処理を行うことができる。このとき、図４、図５に
示すように、電極１２にも電極用高周波電源１５により
高周波電圧を印加することにより、基板１３に到達する
イオンエネルギーをある程度制御することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４、
図５に示した従来の高周波コイルを用いた誘導結合型プ
ラズマ処理方式では、プラズマ密度分布の均一性が乏し
く、基板の全面に均一な処理を行うことができないとい
う問題がある。また、加工すべき薄膜とレジストや下地
との選択比も低いという問題がある。
図５に示した従来の高周波コイルを用いた誘導結合型プ
ラズマ処理方式では、プラズマ密度分布の均一性が乏し
く、基板の全面に均一な処理を行うことができないとい
う問題がある。また、加工すべき薄膜とレジストや下地
との選択比も低いという問題がある。
【００１２】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、比較
的高真空において高密度プラズマを発生することがで
き、かつプラズマ密度分布の均一性及び選択性に優れた
プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置を提供するこ
とを目的としている。
的高真空において高密度プラズマを発生することがで
き、かつプラズマ密度分布の均一性及び選択性に優れた
プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置を提供するこ
とを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本願の第１発明のプラズ
マ処理方法は、真空容器内に配設した電極上に基板を載
置し、真空容器内に適当なガスを導入しつつ排気を行っ
て真空容器内を適当な圧力に保ち、電極に対向する真空
容器の壁面に沿わせて配設されたコイルの一端を接地す
るとともにコイルの一端と他端との間の位置に高周波電
圧を印加することを特徴とする。
マ処理方法は、真空容器内に配設した電極上に基板を載
置し、真空容器内に適当なガスを導入しつつ排気を行っ
て真空容器内を適当な圧力に保ち、電極に対向する真空
容器の壁面に沿わせて配設されたコイルの一端を接地す
るとともにコイルの一端と他端との間の位置に高周波電
圧を印加することを特徴とする。
【００１４】本願の第２発明のプラズマ処理装置は、真
空容器内に基板を載置する電極を配設し、真空容器の基
板に対向する壁面に沿わせてコイルを配設するとともに
その一端を接地し、このコイルに高周波電圧を印加する
コイル用高周波電源を設けるとともに、その出力端子を
コイルの一端と他端との間に接続したことを特徴とす
る。
空容器内に基板を載置する電極を配設し、真空容器の基
板に対向する壁面に沿わせてコイルを配設するとともに
その一端を接地し、このコイルに高周波電圧を印加する
コイル用高周波電源を設けるとともに、その出力端子を
コイルの一端と他端との間に接続したことを特徴とす
る。
【００１５】好適には、第１、第２発明において、コイ
ルの外端が接地されるとともに、高周波電圧の印加位置
がコイルにおける基板を投影した領域の周縁部より外側
位置とされ、また第２発明において基板を載置する電極
に高周波電圧を印加する電極用高周波電源が設けられ
る。
ルの外端が接地されるとともに、高周波電圧の印加位置
がコイルにおける基板を投影した領域の周縁部より外側
位置とされ、また第２発明において基板を載置する電極
に高周波電圧を印加する電極用高周波電源が設けられ
る。
【００１６】
【作用】本発明のプラズマ処理方法及びプラズマ処理装
置によれば、真空容器の基板に対向する壁面に沿ってコ
イルが配設されている誘導結合型のプラズマ処理方法に
おいて、コイルの一端を接地し、高周波電圧を印加する
位置を接地されたコイルの一端と他端との間に取ってい
るため、高周波印加部から接地部の間では主に誘導結合
型プラズマが、高周波印加部から他端までは容量結合型
プラズマが発生する。誘導結合型放電のプラズマ密度
は、電極の中心付近で極大となるような分布を示す（例
えば、文献”Ｊ．Ｈｏｐｗｏｏｄ ｅｔ．ａｌ．，Ｊ．
Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，Ａ１１（１），１
９９３，ｐ．１５２”に示されている）。これに対して
平行平板容量結合型放電のプラズマ密度は電極面内では
ほぼ一様な分布を示す。本発明では、これら誘導結合型
プラズマと容量結合型プラズマの複合により密度分布の
均一なプラズマが複合して発生することにより、誘導結
合型放電の高いプラズマ密度を保持しつつ、容量結合型
放電の高い均一性を両立させ、プラズマ密度及びその分
布の均一性を向上できる。また、高周波電圧を印加する
位置を変化させることにより、プラズマ密度分布を制御
でき、被加工物に最適なプラズマ密度分布を得ることが
できる。
置によれば、真空容器の基板に対向する壁面に沿ってコ
イルが配設されている誘導結合型のプラズマ処理方法に
おいて、コイルの一端を接地し、高周波電圧を印加する
位置を接地されたコイルの一端と他端との間に取ってい
るため、高周波印加部から接地部の間では主に誘導結合
型プラズマが、高周波印加部から他端までは容量結合型
プラズマが発生する。誘導結合型放電のプラズマ密度
は、電極の中心付近で極大となるような分布を示す（例
えば、文献”Ｊ．Ｈｏｐｗｏｏｄ ｅｔ．ａｌ．，Ｊ．
Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，Ａ１１（１），１
９９３，ｐ．１５２”に示されている）。これに対して
平行平板容量結合型放電のプラズマ密度は電極面内では
ほぼ一様な分布を示す。本発明では、これら誘導結合型
プラズマと容量結合型プラズマの複合により密度分布の
均一なプラズマが複合して発生することにより、誘導結
合型放電の高いプラズマ密度を保持しつつ、容量結合型
放電の高い均一性を両立させ、プラズマ密度及びその分
布の均一性を向上できる。また、高周波電圧を印加する
位置を変化させることにより、プラズマ密度分布を制御
でき、被加工物に最適なプラズマ密度分布を得ることが
できる。
【００１７】また、容量結合型プラズマは選択比が高
く、高真空においてもそれが維持されるという特長を有
しているのに対して、誘導結合型プラズマは選択比が低
いという短所を有しているが、本発明においては誘導結
合型プラズマと容量結合型プラズマが複合していること
により、誘導結合型プラズマに比して選択比を大幅に向
上することができる。
く、高真空においてもそれが維持されるという特長を有
しているのに対して、誘導結合型プラズマは選択比が低
いという短所を有しているが、本発明においては誘導結
合型プラズマと容量結合型プラズマが複合していること
により、誘導結合型プラズマに比して選択比を大幅に向
上することができる。
【００１８】また、コイルの外端を接地し、高周波電圧
の印加位置をコイルにおける基板を投影した領域の周縁
部より外側位置とすることにより、基板上の全面で均一
なプラズマ密度分布が確実に得られ、また基板を載置す
る電極に高周波電圧を印加することにより基板に到達す
るイオンエネルギーを制御することができる。
の印加位置をコイルにおける基板を投影した領域の周縁
部より外側位置とすることにより、基板上の全面で均一
なプラズマ密度分布が確実に得られ、また基板を載置す
る電極に高周波電圧を印加することにより基板に到達す
るイオンエネルギーを制御することができる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の一実施例のプラズマ処理装置
について図１、図２を参照して説明する。
について図１、図２を参照して説明する。
【００２０】図１において、真空容器１内に基板３を載
置するための電極２が設けられている。電極２は電極用
高周波電源４に接続されており、基板３へ入射するイオ
ンのエネルギーを制御できるように構成されている。真
空容器１の基板３に対向する壁面１ａに沿ってコイル５
が配設されている。このコイル５は、壁面１ａの中央部
を中心とする渦巻き状のコイルから成り、ほぼ６巻され
ている。そして、コイル５の外端５ａは接地され、かつ
コイル５に対して高周波電圧を供給するコイル用高周波
電源６がコイル５の外端よりほぼ２巻の中間位置５ｂに
接続され、内端５ｃは開放されている。この高周波電圧
が供給される中間位置５ｂは、コイル５における電極２
の投影領域の周縁近傍乃至それより外側に位置してい
る。
置するための電極２が設けられている。電極２は電極用
高周波電源４に接続されており、基板３へ入射するイオ
ンのエネルギーを制御できるように構成されている。真
空容器１の基板３に対向する壁面１ａに沿ってコイル５
が配設されている。このコイル５は、壁面１ａの中央部
を中心とする渦巻き状のコイルから成り、ほぼ６巻され
ている。そして、コイル５の外端５ａは接地され、かつ
コイル５に対して高周波電圧を供給するコイル用高周波
電源６がコイル５の外端よりほぼ２巻の中間位置５ｂに
接続され、内端５ｃは開放されている。この高周波電圧
が供給される中間位置５ｂは、コイル５における電極２
の投影領域の周縁近傍乃至それより外側に位置してい
る。
【００２１】次にその動作を説明する。真空容器１内に
Ａｒガスを２０ｓｃｃｍ導入しつつ排気を行って真空容
器１内を１０ｍＴｏｒｒの圧力に保ち、その状態でコイ
ル用高周波電源６にてコイル５に高周波電圧を印加する
と、真空容器１内にプラズマを発生する。この実施例で
は高周波電力の投入量を６００Ｗとした。
Ａｒガスを２０ｓｃｃｍ導入しつつ排気を行って真空容
器１内を１０ｍＴｏｒｒの圧力に保ち、その状態でコイ
ル用高周波電源６にてコイル５に高周波電圧を印加する
と、真空容器１内にプラズマを発生する。この実施例で
は高周波電力の投入量を６００Ｗとした。
【００２２】図２に、本実施例における基板３上でのプ
ラズマ密度の瞬間的な分布と、図５に示した従来例にお
ける基板１３上でのプラズマ密度の瞬間的な分布を示
す。図２から分かるように、本実施例と従来例ともに高
密度のプラズマが得られているが、プラズマ密度分布は
本実施例は従来例に比して均一な分布を示しており、非
常に良好な結果が得られている。これは、従来例のコイ
ル１７に対する高周波電圧の印加方法では放電が誘導結
合プラズマに大きく依存しているが、本実施例のコイル
５に対する高周波電圧の印加方法では誘導結合と容量結
合の複合したプラズマを生成させているため、高密度で
かつ均一性のあるプラズマが形成されるものと考えられ
る。
ラズマ密度の瞬間的な分布と、図５に示した従来例にお
ける基板１３上でのプラズマ密度の瞬間的な分布を示
す。図２から分かるように、本実施例と従来例ともに高
密度のプラズマが得られているが、プラズマ密度分布は
本実施例は従来例に比して均一な分布を示しており、非
常に良好な結果が得られている。これは、従来例のコイ
ル１７に対する高周波電圧の印加方法では放電が誘導結
合プラズマに大きく依存しているが、本実施例のコイル
５に対する高周波電圧の印加方法では誘導結合と容量結
合の複合したプラズマを生成させているため、高密度で
かつ均一性のあるプラズマが形成されるものと考えられ
る。
【００２３】次に、真空容器１内にＣＨＦ3 ガスを２０
ｓｃｃｍ導入しつつ排気を行い、真空容器１内を１０ｍ
Ｔｏｒｒの圧力に保ちながらコイル用高周波電源６にて
コイル５に６００Ｗの高周波電力を投入し、同時に電極
用高周波電源４より電極２に３００Ｗの高周波電力を投
入した。基板３はシリコン基板上にシリコン酸化膜を成
長させたものであり、上記条件でエッチングを行った。
ｓｃｃｍ導入しつつ排気を行い、真空容器１内を１０ｍ
Ｔｏｒｒの圧力に保ちながらコイル用高周波電源６にて
コイル５に６００Ｗの高周波電力を投入し、同時に電極
用高周波電源４より電極２に３００Ｗの高周波電力を投
入した。基板３はシリコン基板上にシリコン酸化膜を成
長させたものであり、上記条件でエッチングを行った。
【００２４】その結果、シリコン酸化膜のエッチング速
度は４０００Å／分であり、図５に示した従来の高周波
電力印加方法のときのエッチング速度と同様であった
が、エッチング均一性に関して本実施例の高周波電力印
加方法が良好であった。
度は４０００Å／分であり、図５に示した従来の高周波
電力印加方法のときのエッチング速度と同様であった
が、エッチング均一性に関して本実施例の高周波電力印
加方法が良好であった。
【００２５】また、上記シリコン酸化膜をエッチングし
た条件でポリシリコンをエッチングした結果、本実施例
の高周波電圧の印加方法でのエッチング速度は６５０Å
／分、従来例の場合はエッチング速度は９００Å／分で
あり、本実施例ではシリコン酸化膜の対ポリシリコンの
選択性が大幅に向上した。
た条件でポリシリコンをエッチングした結果、本実施例
の高周波電圧の印加方法でのエッチング速度は６５０Å
／分、従来例の場合はエッチング速度は９００Å／分で
あり、本実施例ではシリコン酸化膜の対ポリシリコンの
選択性が大幅に向上した。
【００２６】このように本実施例で従来例に比して選択
比が優れる理由は次のように考えられる。誘導結合型放
電では、真空容器中１中に発生する誘導電界によって電
子は基板面に対して平行でかつ閉じた円弧状に沿って加
速される。この結果、電子が真空容器１内の壁で失われ
る確率が減少し、高密度プラズマが実現されるが、同時
にポリシリコンをエッチングするフッ素ラジカルを多量
に生成してしまうため、シリコン酸化膜エッチングにお
ける対ポリシリコンエッチング選択比が低下してしまう
ことになる。これに対して、平行平板容量結合型放電で
は、電子は基板面に対して垂直な向きに加速されるた
め、電子が電極に衝突して失われる確率が高く、プラズ
マ密度は低いが、非常にエネルギーの高い電子の数は少
ないため、フッ素ラジカルの生成が抑制され、高い選択
比が得られる。かくして、誘導結合型放電において見ら
れる基板面に対して平行な向きへの電子の加速と同時
に、平行平板容量型放電において見られる基板面に対し
て垂直な向きへの電子の加速を行い、高密度プラズマを
保持しつつ非常に高いエネルギーを持つ電子の割合を相
対的に低減することによってフッ素ラジカルの生成を抑
制することができるため、シリコン酸化膜エッチングに
おける対ポリシリコンエッチング選択比を高めることが
できるものと考えられる。
比が優れる理由は次のように考えられる。誘導結合型放
電では、真空容器中１中に発生する誘導電界によって電
子は基板面に対して平行でかつ閉じた円弧状に沿って加
速される。この結果、電子が真空容器１内の壁で失われ
る確率が減少し、高密度プラズマが実現されるが、同時
にポリシリコンをエッチングするフッ素ラジカルを多量
に生成してしまうため、シリコン酸化膜エッチングにお
ける対ポリシリコンエッチング選択比が低下してしまう
ことになる。これに対して、平行平板容量結合型放電で
は、電子は基板面に対して垂直な向きに加速されるた
め、電子が電極に衝突して失われる確率が高く、プラズ
マ密度は低いが、非常にエネルギーの高い電子の数は少
ないため、フッ素ラジカルの生成が抑制され、高い選択
比が得られる。かくして、誘導結合型放電において見ら
れる基板面に対して平行な向きへの電子の加速と同時
に、平行平板容量型放電において見られる基板面に対し
て垂直な向きへの電子の加速を行い、高密度プラズマを
保持しつつ非常に高いエネルギーを持つ電子の割合を相
対的に低減することによってフッ素ラジカルの生成を抑
制することができるため、シリコン酸化膜エッチングに
おける対ポリシリコンエッチング選択比を高めることが
できるものと考えられる。
【００２７】上記実施例ではコイル５として渦巻き状の
コイルを使用してその外端５ａを接地し、高周波電圧の
印加位置は、コイル５における電極２の投影領域の周縁
部ないしそれより外側位置としているが、少なくとも基
板３の投影領域の周縁より外側位置でないと、基板３上
に均一なプラズマ密度分布が得られない。また、高周波
電圧の印加位置がコイル５における電極２の投影領域の
内側になると、プラズマが誘導結合に大きく依存度が増
えるため選択性が悪化し、選択性を要求されるエッチン
グの場合被処理物に適したプラズマを生成することは困
難であることが分かった。なお、コイル５の外端５ａと
中間位置５ｂの間の巻数は少なくとも１巻き以上あれば
よい。
コイルを使用してその外端５ａを接地し、高周波電圧の
印加位置は、コイル５における電極２の投影領域の周縁
部ないしそれより外側位置としているが、少なくとも基
板３の投影領域の周縁より外側位置でないと、基板３上
に均一なプラズマ密度分布が得られない。また、高周波
電圧の印加位置がコイル５における電極２の投影領域の
内側になると、プラズマが誘導結合に大きく依存度が増
えるため選択性が悪化し、選択性を要求されるエッチン
グの場合被処理物に適したプラズマを生成することは困
難であることが分かった。なお、コイル５の外端５ａと
中間位置５ｂの間の巻数は少なくとも１巻き以上あれば
よい。
【００２８】上記実施例ではコイル５の電極３に対向す
る部分の外側が誘導結合型プラズマの発生部となり、電
極３に対向する部分が容量結合型プラズマの発生部とな
る例を示したが、場合によってはコイル５の内端５ｃを
接地することによって逆にしてもよい。
る部分の外側が誘導結合型プラズマの発生部となり、電
極３に対向する部分が容量結合型プラズマの発生部とな
る例を示したが、場合によってはコイル５の内端５ｃを
接地することによって逆にしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】本発明のプラズマ処理方法によれば、以
上の説明から明らかなように、真空容器の基板に対向す
る壁面に沿ってコイルが配設されている誘導結合型のプ
ラズマ処理方法により、比較的高真空において高密度プ
ラズマを発生することができ、かつそのコイルの一端を
接地し、高周波電圧を印加する位置を接地されたコイル
の一端と他端との間に取っているため、高周波印加部か
ら接地部の間では主に誘導結合型プラズマが、高周波印
加部から他端までは容量結合型プラズマが発生し、誘導
結合型プラズマと容量結合型プラズマの複合によりプラ
ズマ密度分布の均一性を向上できる。また、高周波電圧
を印加する位置を変化させることにより、プラズマ密度
分布を制御でき、被加工物に最適なプラズマ密度分布を
得ることができる。また、誘導結合型プラズマと容量結
合型プラズマが複合していることにより、誘導結合型プ
ラズマに比して選択比を大幅に向上することができる等
の効果を発揮する。
上の説明から明らかなように、真空容器の基板に対向す
る壁面に沿ってコイルが配設されている誘導結合型のプ
ラズマ処理方法により、比較的高真空において高密度プ
ラズマを発生することができ、かつそのコイルの一端を
接地し、高周波電圧を印加する位置を接地されたコイル
の一端と他端との間に取っているため、高周波印加部か
ら接地部の間では主に誘導結合型プラズマが、高周波印
加部から他端までは容量結合型プラズマが発生し、誘導
結合型プラズマと容量結合型プラズマの複合によりプラ
ズマ密度分布の均一性を向上できる。また、高周波電圧
を印加する位置を変化させることにより、プラズマ密度
分布を制御でき、被加工物に最適なプラズマ密度分布を
得ることができる。また、誘導結合型プラズマと容量結
合型プラズマが複合していることにより、誘導結合型プ
ラズマに比して選択比を大幅に向上することができる等
の効果を発揮する。
【００３０】また、コイルの外端を接地し、高周波電圧
の印加位置をコイルにおける基板を投影した領域の周縁
部より外側位置とすることにより、基板上の全面で均一
なプラズマ密度分布を確実に得ることができる。
の印加位置をコイルにおける基板を投影した領域の周縁
部より外側位置とすることにより、基板上の全面で均一
なプラズマ密度分布を確実に得ることができる。
【００３１】また、本発明のプラズマ処理装置によれ
ば、上記プラズマ処理方法により高真空において高密度
でかつ均一なプラズマによって、基板に対して高アスペ
クト比の加工を均一に行うことができる。
ば、上記プラズマ処理方法により高真空において高密度
でかつ均一なプラズマによって、基板に対して高アスペ
クト比の加工を均一に行うことができる。
【００３２】また、基板を載置する電極に高周波電力を
印加することにより基板に到達するイオンエネルギーを
制御することができる。
印加することにより基板に到達するイオンエネルギーを
制御することができる。
【図１】本発明の一実施例におけるプラズマ処理装置の
構成図である。
構成図である。
【図２】同実施例と従来例におけるプラズマ密度の分布
図である。
図である。
【図３】従来例の平行平板型のプラズマ処理装置の構成
図である。
図である。
【図４】従来例の円筒型高周波誘導方式のプラズマ処理
装置の構成図である。
装置の構成図である。
【図５】従来例の平板型高周波誘導方式のプラズマ処理
装置の構成図である。
装置の構成図である。
１ 真空容器 １ａ 基板と対向する壁面 ２ 電極 ３ 基板 ４ 電極用高周波電源 ５ コイル ６ コイル用高周波電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/3065
Claims (5)
- 【請求項１】 真空容器内に配設した電極上に基板を載
置し、真空容器内に適当なガスを導入しつつ排気を行っ
て真空容器内を適当な圧力に保ち、電極に対向する真空
容器の壁面に沿わせて配設されたコイルの一端を接地す
るとともにコイルの一端と他端との間の位置に高周波電
圧を印加することを特徴とするプラズマ処理方法。 - 【請求項２】 コイルの外端を接地し、コイルにおける
基板を投影した領域の周縁部より外側位置に高周波電圧
を印加することを特徴とする請求項１記載のプラズマ処
理方法。 - 【請求項３】 真空容器内に基板を載置する電極を配設
し、真空容器の基板に対向する壁面に沿わせてコイルを
配設するとともにその一端を接地し、このコイルに高周
波電圧を印加するコイル用高周波電源を設けるととも
に、その出力端子をコイルの一端と他端との間の位置に
接続したことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項４】 真空容器内に基板を載置する電極を配設
するとともにこの電極に高周波電圧を印加する電極用高
周波電源を設け、真空容器の基板に対向する壁面に沿わ
せてコイルを配設するとともにその一端を接地し、この
コイルに高周波電圧を印加するコイル用高周波電源を設
けるとともに、その出力端子をコイルの一端と他端との
間の位置に接続したことを特徴とするプラズマ処理装
置。 - 【請求項５】 コイルの外端が接地され、コイル用高周
波電源の出力端子の接続位置が、コイルにおける基板を
投影した領域の周縁部より外側位置であることを特徴と
する請求項３又は４記載のプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19952694A JP3642806B2 (ja) | 1994-08-24 | 1994-08-24 | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19952694A JP3642806B2 (ja) | 1994-08-24 | 1994-08-24 | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004221638A Division JP4083716B2 (ja) | 2004-07-29 | 2004-07-29 | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0864395A true JPH0864395A (ja) | 1996-03-08 |
| JP3642806B2 JP3642806B2 (ja) | 2005-04-27 |
Family
ID=16409302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19952694A Expired - Fee Related JP3642806B2 (ja) | 1994-08-24 | 1994-08-24 | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3642806B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10125497A (ja) * | 1996-06-10 | 1998-05-15 | Lam Res Corp | ほぼ均一なプラズマ束を誘導するための誘導結合源 |
| US6297165B1 (en) | 1998-06-26 | 2001-10-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Etching and cleaning methods |
-
1994
- 1994-08-24 JP JP19952694A patent/JP3642806B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10125497A (ja) * | 1996-06-10 | 1998-05-15 | Lam Res Corp | ほぼ均一なプラズマ束を誘導するための誘導結合源 |
| US6297165B1 (en) | 1998-06-26 | 2001-10-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Etching and cleaning methods |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3642806B2 (ja) | 2005-04-27 |
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