JPH0883694A - プラズマ制御方法およびプラズマ発生装置 - Google Patents
プラズマ制御方法およびプラズマ発生装置Info
- Publication number
- JPH0883694A JPH0883694A JP6242241A JP24224194A JPH0883694A JP H0883694 A JPH0883694 A JP H0883694A JP 6242241 A JP6242241 A JP 6242241A JP 24224194 A JP24224194 A JP 24224194A JP H0883694 A JPH0883694 A JP H0883694A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- gas
- control method
- composition
- chamber
- 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
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、投入パワーを変化させることなく
既存のプラズマ発生装置でプラズマの時間変調を可能に
する。 【構成】 プラズマを生成するために供給するガスの組
成と投入パワーとをプラズマ雰囲気が相変化を起こす状
態に設定してプラズマを発生させることにより、プラズ
マ密度の周期的変化を自立的に起こさせる、または、図
示はしないが、ガス組成を周期的に変動させて強制的に
プラズマ密度を周期的に変化させる、もしくは、プラズ
マ雰囲気の圧力を周期的に変動させて強制的にプラズマ
密度を周期的に変化させるプラズマ制御方法である。
既存のプラズマ発生装置でプラズマの時間変調を可能に
する。 【構成】 プラズマを生成するために供給するガスの組
成と投入パワーとをプラズマ雰囲気が相変化を起こす状
態に設定してプラズマを発生させることにより、プラズ
マ密度の周期的変化を自立的に起こさせる、または、図
示はしないが、ガス組成を周期的に変動させて強制的に
プラズマ密度を周期的に変化させる、もしくは、プラズ
マ雰囲気の圧力を周期的に変動させて強制的にプラズマ
密度を周期的に変化させるプラズマ制御方法である。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造プロ
セスで利用されるプラズマを用いた加工でのプラズマ制
御方法およびそのプラズマ発生装置に関するものであ
る。
セスで利用されるプラズマを用いた加工でのプラズマ制
御方法およびそのプラズマ発生装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】プラズマを励起するために投入するパワ
ーを周期的に変調する方法(時間変調法)は、多くの報
告例がある。例えば、ECR(Electron Cycrotron R
esonance)プラズマおよびヘリコンプラズマでは、おも
に投入パワーに依存する相変化が観測されている。この
相変化は、特定の投入パワーを境にして、プラズマで消
費されるパワーが階段状に変化するために起こる。そし
てパワー効率は投入パワーが大きい方の領域で大きくな
る。
ーを周期的に変調する方法(時間変調法)は、多くの報
告例がある。例えば、ECR(Electron Cycrotron R
esonance)プラズマおよびヘリコンプラズマでは、おも
に投入パワーに依存する相変化が観測されている。この
相変化は、特定の投入パワーを境にして、プラズマで消
費されるパワーが階段状に変化するために起こる。そし
てパワー効率は投入パワーが大きい方の領域で大きくな
る。
【0003】エッチングの分野では、第31回応用物理
学関係連合講演会 講演予稿集1a−X−6「微細溝形
成における間欠エッチングの効果」(1984)深野
哲,伊藤隆司 p.303に開示されている。エッチン
グにおける時間変調法の効果は、マイクロローディング
効果の低減とエッチングパターン形状の改善にある。
学関係連合講演会 講演予稿集1a−X−6「微細溝形
成における間欠エッチングの効果」(1984)深野
哲,伊藤隆司 p.303に開示されている。エッチン
グにおける時間変調法の効果は、マイクロローディング
効果の低減とエッチングパターン形状の改善にある。
【0004】次にプラズマCVDの分野では、第40回
応用物理学関係連合講演会 講演予稿集31p−X−1
3「RFシランプラズマ中のクラスタの検出」(199
3)福澤剛,白谷正治,渡辺征夫 p.30に開示され
ている。プラズマCVDにおける時間変調法の効果は、
気相成長雰囲気のパーティクルの低減にある。
応用物理学関係連合講演会 講演予稿集31p−X−1
3「RFシランプラズマ中のクラスタの検出」(199
3)福澤剛,白谷正治,渡辺征夫 p.30に開示され
ている。プラズマCVDにおける時間変調法の効果は、
気相成長雰囲気のパーティクルの低減にある。
【0005】次いで上記の応用の原理を開示した報告例
としては、第40回応用物理学関係連合講演会 講演予
稿集29a−X−4「1on−off変調によるECR
−CHF3 プラズマにおけるCFx ラジカルの制御」
(1993)高橋邦方,丸山幸児,岸本茂,堀勝,後藤
俊夫 p.2がある。これでは、プラズマに投入するパ
ワーを時間変調することで、生成種の寿命の差により、
連続放電の場合と比較して生成種の組成比が変化するこ
とが示されている。
としては、第40回応用物理学関係連合講演会 講演予
稿集29a−X−4「1on−off変調によるECR
−CHF3 プラズマにおけるCFx ラジカルの制御」
(1993)高橋邦方,丸山幸児,岸本茂,堀勝,後藤
俊夫 p.2がある。これでは、プラズマに投入するパ
ワーを時間変調することで、生成種の寿命の差により、
連続放電の場合と比較して生成種の組成比が変化するこ
とが示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、時間変
調の方法として投入パワーを変化させる方法では、特殊
なボリューム操作回路もしくはon−off回路が必要
になる。このため、通常のプラズマ発生装置(例えばプ
ラズマエッチング装置,プラズマアッシング装置,プラ
ズマCVD装置等)では容易に実施することができな
い。たとえ、上記回路を備えていても、放電用電源に大
きな負荷がかかる。
調の方法として投入パワーを変化させる方法では、特殊
なボリューム操作回路もしくはon−off回路が必要
になる。このため、通常のプラズマ発生装置(例えばプ
ラズマエッチング装置,プラズマアッシング装置,プラ
ズマCVD装置等)では容易に実施することができな
い。たとえ、上記回路を備えていても、放電用電源に大
きな負荷がかかる。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたプラズマ制御方法およびプラズマ
発生装置である。
決するためになされたプラズマ制御方法およびプラズマ
発生装置である。
【0008】プラズマ制御方法には、(1)プラズマを
生成するために供給するガスの組成と投入パワーとをプ
ラズマ雰囲気が相変化を起こす状態に設定してプラズマ
を発生させることにより、プラズマ密度の周期的変化を
自立的に起こさせる方法、(2)プラズマを生成するた
めに供給するガスの組成と投入パワーとをプラズマ雰囲
気が相変化を起こす状態に設定してからプラズマを発生
させるとともに、ガスの組成を周期的に変動させて、強
制的にプラズマ密度を周期的に変化させる方法、(3)
上記(2)の方法でガスの組成を変動させる代わりに、
プラズマ雰囲気の圧力を周期的に変動させて、強制的に
プラズマ密度を周期的に変化させる方法がある。
生成するために供給するガスの組成と投入パワーとをプ
ラズマ雰囲気が相変化を起こす状態に設定してプラズマ
を発生させることにより、プラズマ密度の周期的変化を
自立的に起こさせる方法、(2)プラズマを生成するた
めに供給するガスの組成と投入パワーとをプラズマ雰囲
気が相変化を起こす状態に設定してからプラズマを発生
させるとともに、ガスの組成を周期的に変動させて、強
制的にプラズマ密度を周期的に変化させる方法、(3)
上記(2)の方法でガスの組成を変動させる代わりに、
プラズマ雰囲気の圧力を周期的に変動させて、強制的に
プラズマ密度を周期的に変化させる方法がある。
【0009】プラズマ発生装置は、チェンバーに接続し
たガス供給部に、プラズマ雰囲気を生成するガスを供給
する際のガス供給量とその供給周期を制御する供給ガス
量可変手段を設けるとともに、チェンバーに接続された
排気部に、プラズマ雰囲気を生成するガスを排気する際
の排気量とその排気周期を制御する排気量可変手段を設
けたものである。
たガス供給部に、プラズマ雰囲気を生成するガスを供給
する際のガス供給量とその供給周期を制御する供給ガス
量可変手段を設けるとともに、チェンバーに接続された
排気部に、プラズマ雰囲気を生成するガスを排気する際
の排気量とその排気周期を制御する排気量可変手段を設
けたものである。
【0010】
【作用】上記(1)のプラズマ制御方法では、ガスの組
成と投入パワーとをプラズマ雰囲気が相変化を起こす状
態に設定することことから、プラズマを発生させた際に
は、反応生成物の増減によってプラズマのパワー効率が
変化する。そのため、プラズマ密度が自立的にかつ周期
的に変化する。上記(2)の方法では、ガスの組成と投
入パワーとをプラズマ雰囲気が相変化を起こす状態に設
定するとともに、ガスの組成を周期的に変動させること
から、発生したプラズマの密度はガス組成の変動にとも
なって周期的に変化する。上記(3)の方法では、プラ
ズマ雰囲気の圧力を周期的に変動させることから、発生
するプラズマの密度は周期的に変化する。
成と投入パワーとをプラズマ雰囲気が相変化を起こす状
態に設定することことから、プラズマを発生させた際に
は、反応生成物の増減によってプラズマのパワー効率が
変化する。そのため、プラズマ密度が自立的にかつ周期
的に変化する。上記(2)の方法では、ガスの組成と投
入パワーとをプラズマ雰囲気が相変化を起こす状態に設
定するとともに、ガスの組成を周期的に変動させること
から、発生したプラズマの密度はガス組成の変動にとも
なって周期的に変化する。上記(3)の方法では、プラ
ズマ雰囲気の圧力を周期的に変動させることから、発生
するプラズマの密度は周期的に変化する。
【0011】上記プラズマ発生装置では、供給ガス量可
変手段を設けたことによって、チェンバー内への供給ガ
ス量が一定に保たれる。またはチェンバー内の供給ガス
量が自在に変動される。そのため、複数のガスを供給す
る場合には、供給ガス量の総量を一定に保った状態でチ
ェンバー内のガス組成が変動される。またはガス組成を
一定に保った状態でチェンバー内の圧力が変動される。
一方、排気量可変手段を設けたことにより、チェンバー
内の圧力が一定に保たれる。またはチェンバー内の圧力
が自在に変動される。
変手段を設けたことによって、チェンバー内への供給ガ
ス量が一定に保たれる。またはチェンバー内の供給ガス
量が自在に変動される。そのため、複数のガスを供給す
る場合には、供給ガス量の総量を一定に保った状態でチ
ェンバー内のガス組成が変動される。またはガス組成を
一定に保った状態でチェンバー内の圧力が変動される。
一方、排気量可変手段を設けたことにより、チェンバー
内の圧力が一定に保たれる。またはチェンバー内の圧力
が自在に変動される。
【0012】
【実施例】第1の発明のプラズマ制御方法は、プラズマ
を生成するために供給するガスの組成と投入パワーとを
プラズマ雰囲気が相変化を起こす状態に設定する。そし
てプラズマを発生させて、例えばエッチングを開始す
る。それによって、自立的にプラズマ密度が周期的に変
化を起こす。これによって、プラズマ密度の時間変調を
行う。
を生成するために供給するガスの組成と投入パワーとを
プラズマ雰囲気が相変化を起こす状態に設定する。そし
てプラズマを発生させて、例えばエッチングを開始す
る。それによって、自立的にプラズマ密度が周期的に変
化を起こす。これによって、プラズマ密度の時間変調を
行う。
【0013】その具体的実施例を以下に説明する。ここ
では、ECRエッチング装置を用いて多層レジスト膜を
加工する場合の一例を示す。試料の被エッチング面には
50%のエッチング面積を有する多層レジスト膜が形成
されている。エッチングガスの組成は酸素(80%)と
エタノール(20%)とからなり、ガスの総流量が10
0sccmになるように、酸素流量とエタノール(気
体)流量とを制御する。ただし、このガス組成は、プラ
ズマを発生させた際に相変化を起こすようにエッチング
面積に応じて変える必要がある。エッチング装置のチェ
ンバー内の圧力は1Paに設定する。またチェンバーの
内部には875Gaussの磁束密度をもつ平面を形成
する。マイクロ波パワーは、プラズマの相変化が起きる
しきい値付近に設定する。ここでは、投入パワーを1k
Wに設定する。またマイクロ波の投入とほぼ同時にRF
電極に50WのRFパワーを印加する。
では、ECRエッチング装置を用いて多層レジスト膜を
加工する場合の一例を示す。試料の被エッチング面には
50%のエッチング面積を有する多層レジスト膜が形成
されている。エッチングガスの組成は酸素(80%)と
エタノール(20%)とからなり、ガスの総流量が10
0sccmになるように、酸素流量とエタノール(気
体)流量とを制御する。ただし、このガス組成は、プラ
ズマを発生させた際に相変化を起こすようにエッチング
面積に応じて変える必要がある。エッチング装置のチェ
ンバー内の圧力は1Paに設定する。またチェンバーの
内部には875Gaussの磁束密度をもつ平面を形成
する。マイクロ波パワーは、プラズマの相変化が起きる
しきい値付近に設定する。ここでは、投入パワーを1k
Wに設定する。またマイクロ波の投入とほぼ同時にRF
電極に50WのRFパワーを印加する。
【0014】上記条件に基づいて、多層レジストのエッ
チングを開始する。マイクロ波は875Gaussの平
面波でECRを起こして吸収される。そしてその領域近
傍で高密度プラズマが形成され、エッチングが進行す
る。その状態を、図1のパワー効率,反応生成物とエッ
チング時間との関係図および図2の制御方法の説明図に
よって説明する。本図1の実線はパワー効率を示し、破
線は反応生成物を示す。また縦軸にパワー効率とエタノ
ールの組成比とを示し、横軸にエッチング時間を示す。
チングを開始する。マイクロ波は875Gaussの平
面波でECRを起こして吸収される。そしてその領域近
傍で高密度プラズマが形成され、エッチングが進行す
る。その状態を、図1のパワー効率,反応生成物とエッ
チング時間との関係図および図2の制御方法の説明図に
よって説明する。本図1の実線はパワー効率を示し、破
線は反応生成物を示す。また縦軸にパワー効率とエタノ
ールの組成比とを示し、横軸にエッチング時間を示す。
【0015】図1,図2に示すように、プラズマを発生
させたエッチング当初は、第1段階S1の「反応生成物
少→パワー効率高」に示すように、エッチングによって
発生する反応生成物が少ないのでパワー効率は高い相状
態にある。
させたエッチング当初は、第1段階S1の「反応生成物
少→パワー効率高」に示すように、エッチングによって
発生する反応生成物が少ないのでパワー効率は高い相状
態にある。
【0016】そして第2段階S2の「パワー効率高→反
応生成物増」になる。この段階では、パワー効率が高い
相状態にあるためエッチング速度は大きい。このため反
応生成物の発生量が多くなるので反応生成物の組成比が
増大する。
応生成物増」になる。この段階では、パワー効率が高い
相状態にあるためエッチング速度は大きい。このため反
応生成物の発生量が多くなるので反応生成物の組成比が
増大する。
【0017】さらに第3段階S3の「反応生成物超過→
パワー効率低」になると、反応生成物の組成比が一定以
上になる。その結果、プラズマの発生が抑制されてパワ
ー効率が低い相状態に移行する。
パワー効率低」になると、反応生成物の組成比が一定以
上になる。その結果、プラズマの発生が抑制されてパワ
ー効率が低い相状態に移行する。
【0018】さらにエッチングが進行して第4段階S4
の「パワー効率低→反応生成物減」になると、パワー効
率が低くなってエッチング速度が小さくなる。それにと
もなって反応生成物の発生量が少なくなるため、反応生
成物の組成比が減少する。
の「パワー効率低→反応生成物減」になると、パワー効
率が低くなってエッチング速度が小さくなる。それにと
もなって反応生成物の発生量が少なくなるため、反応生
成物の組成比が減少する。
【0019】そして第5段階S5の「反応生成物減→パ
ワー効率高」になって、反応生成物の組成比が一定以上
に減少する。その結果、プラズマの発生が活発になって
パワー効率が高い相状態に移行する。
ワー効率高」になって、反応生成物の組成比が一定以上
に減少する。その結果、プラズマの発生が活発になって
パワー効率が高い相状態に移行する。
【0020】さらにプラズマ処理を続けるならば、上記
第2段階S2から上記第5段階S5までのサイクルを繰
り返す。このときは、2点鎖線で示すように、図1の
(S5)からS2に向かう。
第2段階S2から上記第5段階S5までのサイクルを繰
り返す。このときは、2点鎖線で示すように、図1の
(S5)からS2に向かう。
【0021】上記プラズマ制御方法では、ガスの組成と
投入パワーとをプラズマ雰囲気が相変化を起こす状態に
設定することことから、プラズマを発生させた際には、
反応生成物の増減によって自立的にパワー効率が変動す
る。すなわち、自立的にプラズマが周期的に相変化を起
こす。したがって、特殊なon−off回路やボリュー
ム操作回路を備えていないプラズマ発生装置であって
も、高周波発生回路に大きな負担をかけることなく、プ
ラズマ密度の時間変調が行える。
投入パワーとをプラズマ雰囲気が相変化を起こす状態に
設定することことから、プラズマを発生させた際には、
反応生成物の増減によって自立的にパワー効率が変動す
る。すなわち、自立的にプラズマが周期的に相変化を起
こす。したがって、特殊なon−off回路やボリュー
ム操作回路を備えていないプラズマ発生装置であって
も、高周波発生回路に大きな負担をかけることなく、プ
ラズマ密度の時間変調が行える。
【0022】次に上記マイクロ波の投入パワーの設定方
法を説明する。投入パワーは、マイクロ波パワーを変化
させてプラズマ密度の変化を実験的に調べる。例えば、
RFバイアスのピークからピークまでの電圧Vppをマグ
ネトロン励起電流を変化させることで求める。RFバイ
アスのピークからピークまでの電圧Vppが低くなるとプ
ラズマ密度は高くなり、マグネトロン励起電流は投入パ
ワーに比例する。
法を説明する。投入パワーは、マイクロ波パワーを変化
させてプラズマ密度の変化を実験的に調べる。例えば、
RFバイアスのピークからピークまでの電圧Vppをマグ
ネトロン励起電流を変化させることで求める。RFバイ
アスのピークからピークまでの電圧Vppが低くなるとプ
ラズマ密度は高くなり、マグネトロン励起電流は投入パ
ワーに比例する。
【0023】図3のVppとマグネトロン励起電流との関
係図に示すように、マグネトロン励起電流が280mA
から300mAのときにRFバイアスのピークからピー
クまでの電圧Vppが大きく変化する。この結果、相変化
はマグネトロン励起電流が280mAから300mAで
起きることがわかる。そこで、このマグネトロン励起電
流に対応する投入パワーを設定すればよい。
係図に示すように、マグネトロン励起電流が280mA
から300mAのときにRFバイアスのピークからピー
クまでの電圧Vppが大きく変化する。この結果、相変化
はマグネトロン励起電流が280mAから300mAで
起きることがわかる。そこで、このマグネトロン励起電
流に対応する投入パワーを設定すればよい。
【0024】次に第2の発明のプラズマ制御方法を説明
する。この制御方法は、プラズマを生成するためのガス
の組成と投入パワーとをプラズマ雰囲気が相変化を起こ
す状態に設定してからプラズマを発生させる。それとと
もに、ガス組成を周期的に変動させて、強制的にプラズ
マ密度を周期的に変動させる。このようにして、プラズ
マの密度の時間変調を行う。
する。この制御方法は、プラズマを生成するためのガス
の組成と投入パワーとをプラズマ雰囲気が相変化を起こ
す状態に設定してからプラズマを発生させる。それとと
もに、ガス組成を周期的に変動させて、強制的にプラズ
マ密度を周期的に変動させる。このようにして、プラズ
マの密度の時間変調を行う。
【0025】その具体的実施例を以下に説明する。ここ
では、ECRエッチング装置を用いて多層レジスト膜を
加工する場合の一例を示す。試料の被エッチング面には
エッチング面積がほとんどない多層レジスト膜が形成さ
れている。エッチングガス組成は、時間平均したガス流
量で酸素が75%、エタノールが25%である。そして
エタノールのガス組成の振幅が2%、周期が4秒になる
正弦関数になるように制御する。また、ガスの総流量は
100sccmになるように、酸素流量とエタノール流
量とが調節される。
では、ECRエッチング装置を用いて多層レジスト膜を
加工する場合の一例を示す。試料の被エッチング面には
エッチング面積がほとんどない多層レジスト膜が形成さ
れている。エッチングガス組成は、時間平均したガス流
量で酸素が75%、エタノールが25%である。そして
エタノールのガス組成の振幅が2%、周期が4秒になる
正弦関数になるように制御する。また、ガスの総流量は
100sccmになるように、酸素流量とエタノール流
量とが調節される。
【0026】ここで上記エタノールのガス組成比の変動
幅(振幅)を決定する方法について説明する。まず実験
によって、エタノールのガス組成比をパラメータにし
て、RFバイアスのピークからピークまでの電圧Vppと
マグネトロン励起電流との関係を求める。その関係か
ら、Vppが高い(低い)状態から低い(高い)状態に大
きく変化するマグネトロン励起電流を求める。この関係
ではマグネトロン励起電流の変化に対してVppが急激に
変化する領域が存在する。その領域をプラズマの相変化
の遷移領域とする。
幅(振幅)を決定する方法について説明する。まず実験
によって、エタノールのガス組成比をパラメータにし
て、RFバイアスのピークからピークまでの電圧Vppと
マグネトロン励起電流との関係を求める。その関係か
ら、Vppが高い(低い)状態から低い(高い)状態に大
きく変化するマグネトロン励起電流を求める。この関係
ではマグネトロン励起電流の変化に対してVppが急激に
変化する領域が存在する。その領域をプラズマの相変化
の遷移領域とする。
【0027】次いでマグネトロン励起電流とエタノール
の組成比との関係を図4に示す。図に示すように、エタ
ノールの組成比に対してマグネトロン励起電流が所定の
値以上ではVppが低い状態、すなわちプラズマの生成効
率が高い状態にある。他方、マグネトロン励起電流が所
定の値以下ではVppが高い状態、すなわちプラズマの生
成効率が低い状態にある。そして、その間がVppが大き
く変動する遷移領域(斜線で示す部分)になる。したが
って、エタノールのガス組成比はこの遷移領域内で変動
させればよい。ここでは先に説明したように、一例とし
て、エタノールの平均ガス組成比を25%とし、その変
動範囲を2%とする。
の組成比との関係を図4に示す。図に示すように、エタ
ノールの組成比に対してマグネトロン励起電流が所定の
値以上ではVppが低い状態、すなわちプラズマの生成効
率が高い状態にある。他方、マグネトロン励起電流が所
定の値以下ではVppが高い状態、すなわちプラズマの生
成効率が低い状態にある。そして、その間がVppが大き
く変動する遷移領域(斜線で示す部分)になる。したが
って、エタノールのガス組成比はこの遷移領域内で変動
させればよい。ここでは先に説明したように、一例とし
て、エタノールの平均ガス組成比を25%とし、その変
動範囲を2%とする。
【0028】またエッチング装置のチェンバー内の圧力
は1Paに設定する。チェンバーの内部には875Ga
ussの磁束密度をもつ平面を形成する。マイクロ波パ
ワーは、上記ガス組成でプラズマの相変化が起きるしき
い値付近に設定する。ここでは、投入パワーを1kWに
設定する。またマイクロ波の投入とほぼ同時にRF電極
に50WのRFパワーを印加する。
は1Paに設定する。チェンバーの内部には875Ga
ussの磁束密度をもつ平面を形成する。マイクロ波パ
ワーは、上記ガス組成でプラズマの相変化が起きるしき
い値付近に設定する。ここでは、投入パワーを1kWに
設定する。またマイクロ波の投入とほぼ同時にRF電極
に50WのRFパワーを印加する。
【0029】上記条件に基づいて、多層レジストのエッ
チングを開始する。マイクロ波は875Gaussの平
面波でECRを起こし吸収される。そしてその領域近傍
で高密度プラズマが形成され、エッチングが進行する。
チングを開始する。マイクロ波は875Gaussの平
面波でECRを起こし吸収される。そしてその領域近傍
で高密度プラズマが形成され、エッチングが進行する。
【0030】上記エッチングを、図5のパワー効率,エ
タノールの組成比と時間との関係図によって説明する。
本図5の実線はパワー効率を示し、破線はエタノールの
組成比を示す。また縦軸にパワー効率とエタノールの組
成比とを示し、横軸に時間を示す。
タノールの組成比と時間との関係図によって説明する。
本図5の実線はパワー効率を示し、破線はエタノールの
組成比を示す。また縦軸にパワー効率とエタノールの組
成比とを示し、横軸に時間を示す。
【0031】図に示すように、エタノールの組成が25
%より増加した時点で、パワー効率は低い相状態に変化
する。一方、エタノールの組成が25%より減少した時
点で、パワー効率は高い相状態に変化する。
%より増加した時点で、パワー効率は低い相状態に変化
する。一方、エタノールの組成が25%より減少した時
点で、パワー効率は高い相状態に変化する。
【0032】このように、エタノールの組成比の周期的
変化に対応して、パワー効率は周期的に変化する。した
がって、プラズマの密度は時間経過とともに周期的に変
動する。なお、高効率状態と低効率状態の時間比は、時
間平均したガス組成とガス組成の振幅により制御され
る。
変化に対応して、パワー効率は周期的に変化する。した
がって、プラズマの密度は時間経過とともに周期的に変
動する。なお、高効率状態と低効率状態の時間比は、時
間平均したガス組成とガス組成の振幅により制御され
る。
【0033】また上記実施例では、ガス組成を正弦関数
で制御したが鋸波等の他の周期関数で制御することが可
能である。また、酸素とエタノールとの組成を制御した
場合の多層レジスト膜のエッチングの例を示したが、プ
ラズマCVD等にも適用することが可能である。プラズ
マCVDの場合には、例えば反応ガスにシラン(SiH
4 )と水素(H2 )とを用い、各ガス成分の組成比を制
御することによってプラズマのパワー効率を変動させる
ことが可能である。
で制御したが鋸波等の他の周期関数で制御することが可
能である。また、酸素とエタノールとの組成を制御した
場合の多層レジスト膜のエッチングの例を示したが、プ
ラズマCVD等にも適用することが可能である。プラズ
マCVDの場合には、例えば反応ガスにシラン(SiH
4 )と水素(H2 )とを用い、各ガス成分の組成比を制
御することによってプラズマのパワー効率を変動させる
ことが可能である。
【0034】上記プラズマ制御方法では、プラズマが相
変化を起こす状態にガス組成と投入パワーとを設定す
る。それとともに、ガス組成を周期的に変動させること
から、発生したプラズマはガス組成の変動にともなって
プラズマが周期的に相変化を起こす。またガス組成を変
化させることでプラズマを強制的に相変化させているの
で、いかなる試料に対しもプラズマに相変化を起こさせ
ることが可能になる。したがって、プラズマCVDへの
適用も図れる。
変化を起こす状態にガス組成と投入パワーとを設定す
る。それとともに、ガス組成を周期的に変動させること
から、発生したプラズマはガス組成の変動にともなって
プラズマが周期的に相変化を起こす。またガス組成を変
化させることでプラズマを強制的に相変化させているの
で、いかなる試料に対しもプラズマに相変化を起こさせ
ることが可能になる。したがって、プラズマCVDへの
適用も図れる。
【0035】次に第3の発明のプラズマ制御方法を説明
する。この制御方法は、プラズマを生成するために供給
するガスの組成と投入パワーとをプラズマ雰囲気が相変
化を起こす状態に設定する。それとともに、プラズマ雰
囲気の圧力を周期的に変動させて、強制的にプラズマ密
度を周期的に変動させる。これによって、プラズマの密
度の時間変調を行う。
する。この制御方法は、プラズマを生成するために供給
するガスの組成と投入パワーとをプラズマ雰囲気が相変
化を起こす状態に設定する。それとともに、プラズマ雰
囲気の圧力を周期的に変動させて、強制的にプラズマ密
度を周期的に変動させる。これによって、プラズマの密
度の時間変調を行う。
【0036】その具体的実施例を以下に説明する。ここ
では、チェンバー内のガス排気量を周期的に変動させ
て、チェンバー内の圧力を変動させる方法を説明する。
エッチング装置には、一例としてECRエッチング装置
を用い、多層レジスト膜を加工する。試料の被エッチン
グ面にはエッチング面積がほとんどない多層レジスト膜
が形成されている。
では、チェンバー内のガス排気量を周期的に変動させ
て、チェンバー内の圧力を変動させる方法を説明する。
エッチング装置には、一例としてECRエッチング装置
を用い、多層レジスト膜を加工する。試料の被エッチン
グ面にはエッチング面積がほとんどない多層レジスト膜
が形成されている。
【0037】エッチングガス組成は、酸素(80%)と
エタノール(20%)とからなり、ガスの総流量が10
0sccmになるように、酸素流量とエタノール流量と
を制御する。ただし、このガス組成は、エッチング面積
に応じて変える。エッチング装置のチェンバー内の圧力
は、相変化を発生する圧力として、例えば時間平均で1
Paに設定する。そしてガス排気量を周期的に変動させ
る。ここでは、圧力を10%の振幅で4秒の周期で正弦
関数に制御する。
エタノール(20%)とからなり、ガスの総流量が10
0sccmになるように、酸素流量とエタノール流量と
を制御する。ただし、このガス組成は、エッチング面積
に応じて変える。エッチング装置のチェンバー内の圧力
は、相変化を発生する圧力として、例えば時間平均で1
Paに設定する。そしてガス排気量を周期的に変動させ
る。ここでは、圧力を10%の振幅で4秒の周期で正弦
関数に制御する。
【0038】チェンバーの内部には875Gaussの
磁束密度をもつ平面を形成する。マイクロ波パワーは、
プラズマの相変化が起きるしきい値付近に設定する。こ
こでは、投入パワーを1kWに設定する。またマイクロ
波の投入とほぼ同時にRF電極に50WのRFパワーを
印加する。
磁束密度をもつ平面を形成する。マイクロ波パワーは、
プラズマの相変化が起きるしきい値付近に設定する。こ
こでは、投入パワーを1kWに設定する。またマイクロ
波の投入とほぼ同時にRF電極に50WのRFパワーを
印加する。
【0039】上記圧力の振幅値と投入パワーの値は、実
験によって求める。まず、チェンバー内のプラズマ雰囲
気の圧力をパラメータにして、RFバイアスのピークか
らピークまでの電圧Vppとマグネトロン励起電流との関
係を求める。その関係から、Vppが高い(低い)状態か
ら低い(高い)状態に変化するマグネトロン励起電流を
求める。この関係ではマグネトロン励起電流の変化に対
してVppが急激に変化する領域が存在する。その領域が
プラズマの相変化の遷移領域になる。
験によって求める。まず、チェンバー内のプラズマ雰囲
気の圧力をパラメータにして、RFバイアスのピークか
らピークまでの電圧Vppとマグネトロン励起電流との関
係を求める。その関係から、Vppが高い(低い)状態か
ら低い(高い)状態に変化するマグネトロン励起電流を
求める。この関係ではマグネトロン励起電流の変化に対
してVppが急激に変化する領域が存在する。その領域が
プラズマの相変化の遷移領域になる。
【0040】そしてマグネトロン励起電流とチェンバー
内圧力との関係を求める。チェンバー内圧力に対してマ
グネトロン励起電流が所定の値以上ではVppが低い状
態、すなわちプラズマの生成効率が高い状態にあり、マ
グネトロン励起電流が所定の値以下ではVppが高い状
態、すなわちプラズマの生成効率が低い状態にある。そ
して、その間が遷移領域になっているので、その遷移領
域内で所定のマグネトロン励起電流に対するチェンバー
内圧力の変動幅を設定する。ここでマグネトロン励起電
流は投入パワーに比例するので、投入パワーも求まる。
内圧力との関係を求める。チェンバー内圧力に対してマ
グネトロン励起電流が所定の値以上ではVppが低い状
態、すなわちプラズマの生成効率が高い状態にあり、マ
グネトロン励起電流が所定の値以下ではVppが高い状
態、すなわちプラズマの生成効率が低い状態にある。そ
して、その間が遷移領域になっているので、その遷移領
域内で所定のマグネトロン励起電流に対するチェンバー
内圧力の変動幅を設定する。ここでマグネトロン励起電
流は投入パワーに比例するので、投入パワーも求まる。
【0041】上記条件に基づいて、多層レジストのエッ
チングを開始する。マイクロ波は875Gaussの平
面波でECRを起こし吸収される。そしてその領域近傍
で高密度プラズマが形成され、エッチングが進行する。
チングを開始する。マイクロ波は875Gaussの平
面波でECRを起こし吸収される。そしてその領域近傍
で高密度プラズマが形成され、エッチングが進行する。
【0042】上記エッチングを、図6のパワー効率,圧
力と時間との関係図によって説明する。本図6の実線は
パワー効率を示し、破線は圧力を示す。また縦軸にパワ
ー効率と圧力とを示し、横軸に時間を示す。
力と時間との関係図によって説明する。本図6の実線は
パワー効率を示し、破線は圧力を示す。また縦軸にパワ
ー効率と圧力とを示し、横軸に時間を示す。
【0043】図に示すように、圧力が1Paより高くな
った時点で、パワー効率が低い相状態に変化する。一
方、圧力が1Paより低くなった時点で、パワー効率が
高い相状態に変化する。上記プラズマ効率の高効率状態
と低効率状態との時間比は、時間平均した圧力と圧力の
振幅とにより制御できる。
った時点で、パワー効率が低い相状態に変化する。一
方、圧力が1Paより低くなった時点で、パワー効率が
高い相状態に変化する。上記プラズマ効率の高効率状態
と低効率状態との時間比は、時間平均した圧力と圧力の
振幅とにより制御できる。
【0044】また、上記プラズマ雰囲気の圧力は正弦関
数で制御したが、鋸波等の別の周期関数で制御すること
も可能である。さらに上記第3の発明の実施例では、酸
素とエタノールの組成を制御した場合の多層レジスト膜
のエッチング例を示したが、例えばシラン(SiH4 )
と水素(H2 )の組成を制御したシリコンのプラズマC
VD等でも実施が可能である。
数で制御したが、鋸波等の別の周期関数で制御すること
も可能である。さらに上記第3の発明の実施例では、酸
素とエタノールの組成を制御した場合の多層レジスト膜
のエッチング例を示したが、例えばシラン(SiH4 )
と水素(H2 )の組成を制御したシリコンのプラズマC
VD等でも実施が可能である。
【0045】上記プラズマ制御方法では、プラズマが相
変化を起こす状態にガス組成と投入パワーとを設定す
る。それとともに、プラズマ雰囲気の圧力を周期的に変
動させることから、発生するプラズマは周期的に相変化
を起こす。したがって、プラズマ密度の時間変調が行え
る。またこの制御方法は、チェンバー内にプラズマを生
成するための供給ガスを混合ガスとして供給される場合
にも適用できる。さらに相変化に対してガス組成の依存
性が小さい系にも適用することができる。
変化を起こす状態にガス組成と投入パワーとを設定す
る。それとともに、プラズマ雰囲気の圧力を周期的に変
動させることから、発生するプラズマは周期的に相変化
を起こす。したがって、プラズマ密度の時間変調が行え
る。またこの制御方法は、チェンバー内にプラズマを生
成するための供給ガスを混合ガスとして供給される場合
にも適用できる。さらに相変化に対してガス組成の依存
性が小さい系にも適用することができる。
【0046】次にプラズマ雰囲気の圧力を変動させる別
の方法を説明する。その方法は、排気量を所定量に固定
した状態で、チェンバー内に供給されるガス組成を一定
に保ちつつガスの供給量を周期的に変化させることで、
チェンバー内のプラズマ雰囲気の圧力を周期的に変動さ
せる。この方法でも上記と同様の効果が得られる。
の方法を説明する。その方法は、排気量を所定量に固定
した状態で、チェンバー内に供給されるガス組成を一定
に保ちつつガスの供給量を周期的に変化させることで、
チェンバー内のプラズマ雰囲気の圧力を周期的に変動さ
せる。この方法でも上記と同様の効果が得られる。
【0047】上記各発明の実施例で説明したプラズマ制
御方法のうち、複数の制御方法を選択して行うことも可
能である。例えば、第2の発明と第3の発明とを組み合
わせて行う。すなわち、供給するガス組成を変動させる
とともに、プラズマ雰囲気の圧力を変動させる。このと
きのガス組成を変動させることとプラズマ雰囲気の圧力
を変動させることによって、プラズマ密度の変化が打ち
消し合わないように、ガス組成を変動させるタイミング
と圧力を変動させるタイミングとを合わせる。すなわ
ち、エタノールの供給量を少なくするときに合わせてプ
ラズマ雰囲気の圧力を低くする。そしてプラズマ密度を
高める。逆にエタノールの供給量を多くするときに合わ
せてプラズマ雰囲気の圧力を高くすることで、プラズマ
密度を低下させる。
御方法のうち、複数の制御方法を選択して行うことも可
能である。例えば、第2の発明と第3の発明とを組み合
わせて行う。すなわち、供給するガス組成を変動させる
とともに、プラズマ雰囲気の圧力を変動させる。このと
きのガス組成を変動させることとプラズマ雰囲気の圧力
を変動させることによって、プラズマ密度の変化が打ち
消し合わないように、ガス組成を変動させるタイミング
と圧力を変動させるタイミングとを合わせる。すなわ
ち、エタノールの供給量を少なくするときに合わせてプ
ラズマ雰囲気の圧力を低くする。そしてプラズマ密度を
高める。逆にエタノールの供給量を多くするときに合わ
せてプラズマ雰囲気の圧力を高くすることで、プラズマ
密度を低下させる。
【0048】上記複数の制御方法を選択して行うプラズ
マ制御方法では、プラズマ密度の周期的変動がより起こ
りやすくなる。
マ制御方法では、プラズマ密度の周期的変動がより起こ
りやすくなる。
【0049】次に上記各発明のプラズマ制御方法を実施
するためのプラズマ発生装置を、図7の概略構成図によ
って説明する。図では、プラズマ発生装置の一例とし
て、ECRエッチング装置101を示す。
するためのプラズマ発生装置を、図7の概略構成図によ
って説明する。図では、プラズマ発生装置の一例とし
て、ECRエッチング装置101を示す。
【0050】図に示すように、ECRエッチング装置1
01には、チェンバー111と、このチェンバー111
内にプラズマを発生させるプラズマ発生部112とが設
けられている。プラズマ発生部112は、チェンバー1
11に導波管113を介して接続されているマイクロ波
発生部114と、チェンバー111の側周に設けた磁石
115とからなる。上記チェンバー111には、反応ガ
スを供給するためのガス供給部116が接続されてい
て、このガス供給部116には、供給ガス量可変手段1
17が設置されている。供給ガス量可変手段117には
ガス配管118A,118Bが接続されている。また上
記チェンバー111には排気部119が接続され、この
排気部119には排気ガス量可変手段120が設置され
ている。上記チェンバー111の内部には、試料201
を載置するRF電極121が設置されていて、このRF
電極121にはRF発生部122が接続されている。
01には、チェンバー111と、このチェンバー111
内にプラズマを発生させるプラズマ発生部112とが設
けられている。プラズマ発生部112は、チェンバー1
11に導波管113を介して接続されているマイクロ波
発生部114と、チェンバー111の側周に設けた磁石
115とからなる。上記チェンバー111には、反応ガ
スを供給するためのガス供給部116が接続されてい
て、このガス供給部116には、供給ガス量可変手段1
17が設置されている。供給ガス量可変手段117には
ガス配管118A,118Bが接続されている。また上
記チェンバー111には排気部119が接続され、この
排気部119には排気ガス量可変手段120が設置され
ている。上記チェンバー111の内部には、試料201
を載置するRF電極121が設置されていて、このRF
電極121にはRF発生部122が接続されている。
【0051】次に上記供給ガス量可変手段117の構成
の一例を、図8の概略構成図によって説明する。この供
給ガス量可変手段117は、各ガス配管118A,11
8Bに設けた可変バルブ131A,131B、バルブ制
御部132および入力部133から構成されている。上
記可変バルブ131A,131Bには、図示はしない
が、バルブ駆動部が設けられている。なお、制御部13
2と入力部133とは、一体に構成してもよい。
の一例を、図8の概略構成図によって説明する。この供
給ガス量可変手段117は、各ガス配管118A,11
8Bに設けた可変バルブ131A,131B、バルブ制
御部132および入力部133から構成されている。上
記可変バルブ131A,131Bには、図示はしない
が、バルブ駆動部が設けられている。なお、制御部13
2と入力部133とは、一体に構成してもよい。
【0052】上記入力部133は、可変バルブ131
A,131Bを操作するための条件を入力するもので、
例えばガス配管118A,118Bの流量の可変範囲と
可変周期とが入力される。上記バルブ制御部132は、
上記入力部133に入力された条件を可変バルブ131
A,131Bの操作信号に変換して、各可変バルブ13
1A,131Bに操作指令を行う。上記可変バルブ13
1A,131Bは、バルブ制御部132からの操作指令
を受けてガス配管118A,118Bの流量を調節す
る。
A,131Bを操作するための条件を入力するもので、
例えばガス配管118A,118Bの流量の可変範囲と
可変周期とが入力される。上記バルブ制御部132は、
上記入力部133に入力された条件を可変バルブ131
A,131Bの操作信号に変換して、各可変バルブ13
1A,131Bに操作指令を行う。上記可変バルブ13
1A,131Bは、バルブ制御部132からの操作指令
を受けてガス配管118A,118Bの流量を調節す
る。
【0053】次に上記供給ガス量可変手段117の動作
を説明する。まず入力部133に可変バルブ131A,
131Bを操作するための条件を入力する。例えば、ガ
ス配管118A,118Bの流量の可変範囲と可変周期
とを入力する。次いで入力部133に入力された条件を
バルブ制御部132で可変バルブ131A,131Bの
操作信号に変換して、その操作信号を各可変バルブ13
1A,131Bに指令する。その操作信号を受けた可変
バルブ131A,131Bは、操作信号に基づいて作動
し、ガス配管118A,118Bを流れるガスの流量を
所定の流量範囲内で周期的に変化させる。
を説明する。まず入力部133に可変バルブ131A,
131Bを操作するための条件を入力する。例えば、ガ
ス配管118A,118Bの流量の可変範囲と可変周期
とを入力する。次いで入力部133に入力された条件を
バルブ制御部132で可変バルブ131A,131Bの
操作信号に変換して、その操作信号を各可変バルブ13
1A,131Bに指令する。その操作信号を受けた可変
バルブ131A,131Bは、操作信号に基づいて作動
し、ガス配管118A,118Bを流れるガスの流量を
所定の流量範囲内で周期的に変化させる。
【0054】次に上記排気ガス量可変手段120の構成
例の一例を、図9の概略構成図によって説明する。この
上記排気ガス量可変手段120は、排気部119に設け
た可変バルブ141、バルブ制御部142および入力部
143から構成されている。上記可変バルブ141に
は、図示はしないが、バルブ駆動部が設けられている。
なお、制御部142と入力部143とは、一体に構成し
てもよい。
例の一例を、図9の概略構成図によって説明する。この
上記排気ガス量可変手段120は、排気部119に設け
た可変バルブ141、バルブ制御部142および入力部
143から構成されている。上記可変バルブ141に
は、図示はしないが、バルブ駆動部が設けられている。
なお、制御部142と入力部143とは、一体に構成し
てもよい。
【0055】上記入力部143は、可変バルブ141を
操作するための条件を入力するもので、例えば排気部1
19の流量の可変範囲と可変周期とが入力される。上記
バルブ制御部142は、上記入力部143に入力された
条件を可変バルブ141の操作信号に変換して、可変バ
ルブ141に操作指令を行う。上記可変バルブ141
は、バルブ制御部142からの操作指令を受けて排気管
119の流量を調節する。
操作するための条件を入力するもので、例えば排気部1
19の流量の可変範囲と可変周期とが入力される。上記
バルブ制御部142は、上記入力部143に入力された
条件を可変バルブ141の操作信号に変換して、可変バ
ルブ141に操作指令を行う。上記可変バルブ141
は、バルブ制御部142からの操作指令を受けて排気管
119の流量を調節する。
【0056】次に上記排気ガス量可変手段120の動作
を説明する。まず入力部143に可変バルブ141を操
作するための条件を入力する。例えば、排気管119の
流量の可変範囲と可変周期とを入力する。次いで入力部
143に入力された条件をバルブ制御部142で可変バ
ルブ141の操作信号に変換して、その操作信号を各可
変バルブ141に指令する。その操作信号を受けた可変
バルブ141は、操作信号に基づいて作動し、排気管1
19を流れるガスの流量を所定の流量範囲内で周期的に
変化させる。
を説明する。まず入力部143に可変バルブ141を操
作するための条件を入力する。例えば、排気管119の
流量の可変範囲と可変周期とを入力する。次いで入力部
143に入力された条件をバルブ制御部142で可変バ
ルブ141の操作信号に変換して、その操作信号を各可
変バルブ141に指令する。その操作信号を受けた可変
バルブ141は、操作信号に基づいて作動し、排気管1
19を流れるガスの流量を所定の流量範囲内で周期的に
変化させる。
【0057】次に、上記ECRエッチング装置101を
用いて、具体的なプラズマ処理として、上記第2の発明
で説明したガスの組成を変動させる処理方法を説明す
る。
用いて、具体的なプラズマ処理として、上記第2の発明
で説明したガスの組成を変動させる処理方法を説明す
る。
【0058】まず、RF電極121上に試料201を設
置する。この試料201の被エッチング面にはエッチン
グ面積がほとんどない多層レジスト膜(図示省略)が形
成されている。
置する。この試料201の被エッチング面にはエッチン
グ面積がほとんどない多層レジスト膜(図示省略)が形
成されている。
【0059】次にガス供給部116からガスを以下の手
順にしたがって導入する。ガスはガス配管118A,1
18Bにより供給ガス量可変手段117に供給される。
ここでは、ガスAとして酸素、ガスBとしてエタノール
を用いる。
順にしたがって導入する。ガスはガス配管118A,1
18Bにより供給ガス量可変手段117に供給される。
ここでは、ガスAとして酸素、ガスBとしてエタノール
を用いる。
【0060】上記供給ガス量可変手段117では、時間
平均したガス流量で酸素を75%、エタノールを25%
に制御する。そしてエタノールのガス組成の振幅を2
%、周期が4秒になる正弦関数になるように変動させ
る。またガスの総流量は100sccmになるように、
酸素流量とエタノール流量とが調節される。さらに、排
気ガス量可変手段120によりガスの排気量を調整する
ことで、チェンバー111内の圧力を常に一定に1Pa
に保つ。
平均したガス流量で酸素を75%、エタノールを25%
に制御する。そしてエタノールのガス組成の振幅を2
%、周期が4秒になる正弦関数になるように変動させ
る。またガスの総流量は100sccmになるように、
酸素流量とエタノール流量とが調節される。さらに、排
気ガス量可変手段120によりガスの排気量を調整する
ことで、チェンバー111内の圧力を常に一定に1Pa
に保つ。
【0061】マイクロ波発生部114より発生したマイ
クロ波は、導波管113を通り、チェンバー111に投
入される。投入パワーは、相変化を起こす近傍の投入パ
ワーに設定される。ここでは、投入パワーを1kWに設
定する。マイクロ波は875Gaussの平面波でEC
Rを起こし吸収される。そして平面P近傍で高密度プラ
ズマが形成される。マイクロ波の投入とほぼ同時にRF
発生部122よりRF電極121にパワーが供給され
る。ここでは、RFパワーを50Wに設定する。
クロ波は、導波管113を通り、チェンバー111に投
入される。投入パワーは、相変化を起こす近傍の投入パ
ワーに設定される。ここでは、投入パワーを1kWに設
定する。マイクロ波は875Gaussの平面波でEC
Rを起こし吸収される。そして平面P近傍で高密度プラ
ズマが形成される。マイクロ波の投入とほぼ同時にRF
発生部122よりRF電極121にパワーが供給され
る。ここでは、RFパワーを50Wに設定する。
【0062】RFパワーの供給とともに、多層レジスト
のエッチングが開始される。エタノールの組成が25%
より増加した時点で、パワー効率は低い相状態に変化す
る。一方、エタノールの組成が25%より減少した時点
で、パワー効率は高い相状態に変化する。このように、
エタノールの組成比の周期的変化に対応して、パワー効
率は周期的に変化するため、プラズマの密度は時間経過
とともに周期的に変動する。以下、上記のサイクルを繰
り返すことによって、レジスト膜の高精度なエッチング
が行われる。
のエッチングが開始される。エタノールの組成が25%
より増加した時点で、パワー効率は低い相状態に変化す
る。一方、エタノールの組成が25%より減少した時点
で、パワー効率は高い相状態に変化する。このように、
エタノールの組成比の周期的変化に対応して、パワー効
率は周期的に変化するため、プラズマの密度は時間経過
とともに周期的に変動する。以下、上記のサイクルを繰
り返すことによって、レジスト膜の高精度なエッチング
が行われる。
【0063】上記各実施例ではECRプラズマを例にし
て説明したが、ヘリコンプラズマであっても同様の効果
が得られる。
て説明したが、ヘリコンプラズマであっても同様の効果
が得られる。
【0064】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
自立的にプラズマ密度を周期的に変化させるプラズマ制
御方法によれば、特殊なon−off回路やボリューム
操作回路を備えていないプラズマ発生装置であっても、
高周波発生回路に大きな負担をかけることなく、プラズ
マ密度の時間変調を行うことが可能になる。またガス組
成を周期的に変動させるプラズマ制御方法によれば、上
記同様の効果とともに、いかなる試料であっても適用す
ることがでいる。さらにCVDへの適用も可能になる。
圧力を周期的に変動させるプラズマ制御方法によれば、
上記同様の効果とともに、混合ガスに対しても適用でき
る。さらにプラズマの相変化に対してガス組成の依存性
が小さい系にも適用することができる。
自立的にプラズマ密度を周期的に変化させるプラズマ制
御方法によれば、特殊なon−off回路やボリューム
操作回路を備えていないプラズマ発生装置であっても、
高周波発生回路に大きな負担をかけることなく、プラズ
マ密度の時間変調を行うことが可能になる。またガス組
成を周期的に変動させるプラズマ制御方法によれば、上
記同様の効果とともに、いかなる試料であっても適用す
ることがでいる。さらにCVDへの適用も可能になる。
圧力を周期的に変動させるプラズマ制御方法によれば、
上記同様の効果とともに、混合ガスに対しても適用でき
る。さらにプラズマの相変化に対してガス組成の依存性
が小さい系にも適用することができる。
【0065】本発明のプラズマ発生装置によれば、供給
ガス量可変手段と排気量可変手段とを設けたので、チェ
ンバー内への供給ガス量を一定に保つ、または自在に変
動させることが可能になるとともに、チェンバーからの
排気量を一定に保つ、または自在に変動させることが可
能になる。その結果、プラズマ生成ガスの供給量の変
化、チェンバー内圧力の変化を自在に行うことが可能に
なる。
ガス量可変手段と排気量可変手段とを設けたので、チェ
ンバー内への供給ガス量を一定に保つ、または自在に変
動させることが可能になるとともに、チェンバーからの
排気量を一定に保つ、または自在に変動させることが可
能になる。その結果、プラズマ生成ガスの供給量の変
化、チェンバー内圧力の変化を自在に行うことが可能に
なる。
【図1】パワー効率,反応生成物とエッチング時間との
関係図である。
関係図である。
【図2】制御方法の説明図である。
【図3】Vppとマグネトロン励起電流との関係図であ
る。
る。
【図4】マグネトロン励起電流とエタノールの組成比と
の関係図である。
の関係図である。
【図5】パワー効率,エタノールの組成比と時間との関
係図である。
係図である。
【図6】パワー効率,圧力と時間との関係図である。
【図7】ECRエッチング装置の概略構成図である。
【図8】供給ガス量可変手段の構成例の説明図である。
【図9】排気ガス量可変手段の構成例の説明図である。
101 プラズマ発生装置 111 チェンバー 112 プラズマ発生手段 116 ガス供給部 117 供給ガス量可変手段 119 排気部 120 排気量可変手段
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/205 21/3065
Claims (7)
- 【請求項1】 プラズマを生成するために供給するガス
の組成と投入パワーとをプラズマ雰囲気が相変化を起こ
す状態に設定してプラズマを発生させることにより、プ
ラズマ密度の周期的変化を自立的に起こさせることを特
徴とするプラズマ制御方法。 - 【請求項2】 プラズマを生成するために供給するガス
の組成と投入パワーとをプラズマ雰囲気が相変化を起こ
す状態に設定してからプラズマを発生させるとともに、
前記ガスの組成を周期的に変動させて、強制的にプラズ
マ密度を周期的に変化させることを特徴とするプラズマ
制御方法。 - 【請求項3】 プラズマを生成するために供給するガス
の組成と投入パワーとをプラズマ雰囲気が相変化を起こ
す状態に設定するとともに、プラズマ雰囲気の圧力を周
期的に変動させて、強制的にプラズマ密度を周期的に変
化させることを特徴とするプラズマ制御方法。 - 【請求項4】 請求項3記載のプラズマ制御方法におい
て、 前記プラズマ雰囲気の圧力の周期的変動は、該プラズマ
雰囲気の排気量を周期的に変動させることにより起こさ
せることを特徴とするプラズマ制御方法。 - 【請求項5】 請求項3記載のプラズマ制御方法におい
て、 前記プラズマ雰囲気の圧力の周期的変動は、該プラズマ
雰囲気に供給するガス流量を周期的に変動させることに
より起こさせることを特徴とするプラズマ制御方法。 - 【請求項6】 請求項1〜請求項5のうちの複数項に記
載のプラズマ制御方法を併用することを特徴とするプラ
ズマ制御方法。 - 【請求項7】 請求項2〜請求項5のうちのいずれか1
項に記載のプラズマ制御方法を行うもので、チェンバー
と、該チェンバー内にプラズマを発生させるプラズマ発
生手段とを備えたプラズマ発生装置であって、 プラズマ雰囲気を生成するガスを供給する際のガス供給
量とその供給周期を制御するもので前記チェンバーに接
続されたガス供給部に設けた供給ガス量可変手段と、 プラズマ雰囲気を生成するガスを排気する際の排気量と
その排気周期を制御するもので前記チェンバーに接続さ
れた排気部に設けた排気量可変手段とを備えたことを特
徴とするプラズマ発生装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6242241A JPH0883694A (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | プラズマ制御方法およびプラズマ発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6242241A JPH0883694A (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | プラズマ制御方法およびプラズマ発生装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0883694A true JPH0883694A (ja) | 1996-03-26 |
Family
ID=17086347
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6242241A Pending JPH0883694A (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | プラズマ制御方法およびプラズマ発生装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0883694A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6794297B2 (en) | 2001-08-10 | 2004-09-21 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Method for etching an antireflective coating and for fabricating a semiconductor device |
JP2011165769A (ja) * | 2010-02-05 | 2011-08-25 | Tokyo Electron Ltd | 半導体装置の製造方法及びプラズマエッチング装置 |
-
1994
- 1994-09-09 JP JP6242241A patent/JPH0883694A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6794297B2 (en) | 2001-08-10 | 2004-09-21 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Method for etching an antireflective coating and for fabricating a semiconductor device |
JP2011165769A (ja) * | 2010-02-05 | 2011-08-25 | Tokyo Electron Ltd | 半導体装置の製造方法及びプラズマエッチング装置 |
CN102169823A (zh) * | 2010-02-05 | 2011-08-31 | 东京毅力科创株式会社 | 半导体装置的制造方法和等离子体蚀刻装置 |
US8772172B2 (en) | 2010-02-05 | 2014-07-08 | Tokyo Electron Limited | Semiconductor device manufacturing method and plasma etching apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI822617B (zh) | 射頻產生器及用於產生射頻訊號的方法 | |
US6312554B1 (en) | Apparatus and method for controlling the ratio of reactive to non-reactive ions in a semiconductor wafer processing chamber | |
US6635578B1 (en) | Method of operating a dual chamber reactor with neutral density decoupled from ion density | |
CN100371491C (zh) | 脉冲等离子体处理方法及其设备 | |
US8545670B2 (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method | |
US5330606A (en) | Plasma source for etching | |
US7648611B2 (en) | Plasma etching equipment | |
TW202017043A (zh) | 電漿處理方法及電漿處理裝置 | |
KR20080020458A (ko) | 기판의 플라즈마 처리장치 및 플라즈마 처리방법 | |
EP1119033A1 (en) | Plasma processing method | |
JP2764575B2 (ja) | ラジカルの制御方法 | |
JP3559429B2 (ja) | プラズマ処理方法 | |
JP4256064B2 (ja) | プラズマ処理装置の制御方法 | |
JP2889100B2 (ja) | プラズマの生成方法 | |
WO1999040609A1 (en) | Plasma assisted processing chamber with separate control of species density | |
JP2013214583A (ja) | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 | |
JPH0883694A (ja) | プラズマ制御方法およびプラズマ発生装置 | |
JP4680333B2 (ja) | プラズマ処理方法、エッチング方法、プラズマ処理装置及びエッチング装置 | |
JP3093572B2 (ja) | ドライエッチング方法 | |
US20220406566A1 (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method | |
KR20240090877A (ko) | 플라즈마 반응기 내의 전극들에 대한 이온 에너지 제어 | |
JPH0697087A (ja) | プラズマ処理装置 | |
JP2000036489A (ja) | 反応性イオンエッチング方法及び装置 | |
JPS63103088A (ja) | エッチング方法及びその装置 | |
JP3019563B2 (ja) | プラズマcvd法及び装置 |