KR101485384B1 - 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 플라즈마 처리 시간의 경과와 함께 점차적으로 플라즈마의 해리상태를 변화시킴으로써 원하는 플라즈마 처리를 행할 수 있는 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치를 제공한다.
본 발명은, 시료를 플라즈마 처리하는 플라즈마 처리실과, 플라즈마 생성용의 제 1 고주파 전력을 공급하는 제 1 고주파 전원과, 상기 시료를 탑재하는 시료대에 제 2 고주파 전력을 공급하는 제 2 고주파 전원을 구비하는 플라즈마 처리 장치를 이용하는 플라즈마 처리 방법에 있어서, 상기 제 1 고주파 전력을 제 1 펄스에 의해 변조하고, 상기 제 1 펄스의 듀티비를 플라즈마 처리 시간의 경과와 함께 점차적으로 제어함으로써 플라즈마의 해리상태를 원하는 해리상태로 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치 {PLASMA PROCESSING METHOD AND PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 반도체 소자의 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로, 특히, 플라즈마 처리의 고정밀도화를 위하여 플라즈마를 펄스 변조하는 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 소자의 미세화와 함께 Fin Field Effect Transistor(이하, Fin-FET라고 한다)로 불리는 3차원 구조의 트랜지스터가 양산화 개시되었다. 이에 대응하여 미세화의 열쇠인 드라이 에칭 기술은, 한층 더 미세화, 고애스펙트 및 종래의 2차원 구조의 트랜지스터에 없는 복잡한 형상의 고정밀도 에칭이 요구되고, 브레이크스루 기술이 필요하게 되었다.
또한, 에칭 중의 애스펙트비 등의 가공 형상은 시간과 함께 변화하여, 그 형상에 따른 최적의 에칭 조건이 존재하나, 종래의 많은 에칭 방법에서는 형상의 변화에 따라 조건을 변화시키고 있지 않다.
에칭 중에 조건을 변화시키는 선행기술로서, 예를 들면, 특허문헌 1에는, 에칭 가스와 유기 퇴적물 형성 가스가 번갈아 도입되어 형성되는 플라즈마를 이용하여 실리콘 기판을 에칭하는 과정에서, 그 에칭을 개시시로부터 소정 시간, 에칭 가스 도입시의 기판에 대한 인가 전력을 일정하게 하는 제 1 전력 인가 공정과, 그 소정 시간이 경과한 후에 에칭 가스 도입시의 기판에 대한 인가 전력을 시간과 함께 상승시키는 제 2 전력 인가 공정을 가지는 실리콘 구조체의 제조 방법이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 2에는, 시료(11)의 에칭 기간을, 예를 들면, 두 개로 나누고, 전반(수십 초)에는 펄스 방전을 이용한 고전자온도의 에칭(모드 1)을 행하고, 후반(수 초∼20초)에는 통상의 저데미지 에칭(모드 2)을 행하는 것이 개시되어 있다.
일본국 특개2009-239054호 공보 일본국 특개평2-312227호 공보
그러나, 예를 들면, 특허문헌 1은 micro electro mechanical system(이하, MEMS라고 한다)으로 불리는 미소(微小)한 기계 가공을 목적으로 하기 때문에, 치수 정밀도도 수 미크론의 오더의 제어로, 10nm 레벨에 도달하고자 하는 트랜지스터의 게이트 가공에는 적용할 수 없다.
또한, 특허문헌 2에 기재되어 있는 기술은 에칭 속도의 향상을 목적으로 하기 때문에, 시간 변화시키는 정밀도나 방전의 안정성 즉, 전력을 변화시키는 범위 등에 대한 고려가 되어 있지 않다. 결국, 플라즈마에 투입하는 전력을 변화시키면 어떤 값에서 플라즈마가 깜박거리거나 하여 불안정해지고, 어떤 값의 전후에서 에칭 속도 등의 특성이 불연속적으로 변화하는 현상이 발생한다. 이것은 투입 전력의 변화에 따라, 플라즈마 밀도가 변화하여 전자파의 전도 모드가 변화하거나, 혹은 플라즈마 중의 전계 분포가 변화하는 것에 기인한다.
또한, 에칭 중에 연속적으로 인가하는 전력을 변화시키는 기술에서는, 에칭 속도 등의 특성이 어느 정도 연속적으로 변화하는 것을 전제로 하고 있어, 불연속으로 변화하면 제어가 곤란해지고, 원하는 가공 형상을 얻을 수 없게 된다.
본 발명의 목적은, 10nm 레벨의 미세 가공에 대응하는 에칭 기술의 제공이다. 또한, 에칭의 안정성을 확보하여, 재현성 좋은 미세 가공을 실현하는 것이다. 또한, 본 발명은, 이러한 점을 감안하여, 플라즈마 처리 시간의 경과와 함께 점차적으로 플라즈마의 해리상태를 변화시킴으로써 원하는 플라즈마 처리를 행할 수 있는 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치를 제공한다.
본 발명은, 시료를 플라즈마 처리하는 플라즈마 처리실과, 플라즈마 생성용의 제 1 고주파 전력을 공급하는 제 1 고주파 전원과, 상기 시료를 탑재하는 시료대에 제 2 고주파 전력을 공급하는 제 2 고주파 전원을 구비하는 플라즈마 처리 장치를 이용하는 플라즈마 처리 방법에 있어서, 상기 제 1 고주파 전력을 제 1 펄스에 의해 변조하고, 상기 제 1 펄스의 듀티비를 플라즈마 처리 시간의 경과와 함께 점차적으로 제어함으로써 플라즈마의 해리상태를 원하는 해리상태로 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 시료를 플라즈마 처리하는 플라즈마 처리실과, 플라즈마 생성용의 제 1 고주파 전력을 공급하는 제 1 고주파 전원과, 상기 제 1 고주파 전력을 변조하기 위한 제 1 펄스를 발생시키는 제 1 펄스 발생기와, 상기 시료를 탑재하는 시료대에 제 2 고주파 전력을 공급하는 제 2 고주파 전원과, 상기 제 2 고주파 전력을 변조하기 위한 제 2 펄스를 발생시키는 제 2 펄스 발생기를 구비하는 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 제 1 고주파 전원의 온과 오프를 제어하는 신호를 발생시키는 제 1 온오프 신호 발생기와, 상기 제 2 고주파 전원의 온과 오프를 제어하는 신호를 발생시키는 제 2 온오프 신호 발생기를 더 구비하고, 상기 제 1 펄스의 온 기간일 때, 상기 제 1 고주파 전원이 상기 제 1 온오프 신호 발생기로부터 오프 신호를 수신한 경우, 상기 제 1 고주파 전원은, 제 1 고주파 전력의 공급을 정지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 플라즈마 처리 시간의 경과와 함께 점차적으로 플라즈마의 해리상태를 변화시킴으로써 원하는 플라즈마 처리를 행할 수 있다.
[도 1] 본 발명의 플라즈마 처리 방법을 실시하기 위한 플라즈마 에칭 장치의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
[도 2] 전력 제어부를 나타내는 블록도이다.
[도 3] 제 1 고주파 전원을 변조하는 펄스 파형을 나타내는 도면이다.
[도 4] 실시예 1의 플라즈마 에칭 결과를 나타내는 도면이다.
[도 5] 본 발명에 관련된 듀티비의 제어 방법을 나타내는 도면이다.
[도 6] 실시예 2의 플라즈마 에칭 결과를 나타내는 도면이다.
[도 7] 펄스 변조의 반복 주파수를 변화시킴으로써 듀티비를 제어하는 예를 나타낸 도면이다.
먼저, 본 발명을 실시하기 위한 플라즈마 에칭 장치의 일례를 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은, 플라스마 생성 수단에 마이크로파와 자장을 이용한 Electron Cyclotron Resonance(이하, ECR이라고 한다)형 플라즈마 에칭 장치의 개략도이다.
ECR형 플라즈마 에칭 장치는, 플라즈마 처리실이고, 내부를 진공 배기 가능한 챔버(101)와, 시료인 웨이퍼(102)를 탑재하는 시료대(103)와, 챔버(101)의 상면에 설치된 석영제의 마이크로파 투과창(104)과, 그 상방(上方)에 설치된 도파관(105)과, 마이크로파를 발진하는 마그네트론(106)과, 마그네트론(106)에 고주파 전력을 공급하는 제 1 고주파 전원(113)과, 챔버(101)의 주위에 설치된 솔레노이드 코일(107)과, 시료대(103)에 접속된 정전 흡착 전원(108) 및 제 2 고주파 전원(109)으로 이루어진다.
웨이퍼(102)는, 웨이퍼 반입구(110)로부터 챔버(101) 내에 반입된 후, 정전 흡착 전원(108)에 의해 시료대(103)에 정전 흡착된다. 다음으로, 프로세스 가스가 가스 도입구(111)로부터 챔버(101) 내에 도입된다. 챔버(101) 안은, 진공 펌프(도시 생략)에 의해 감압 배기 되고, 소정의 압력(예를 들면, 0.1Pa∼50Pa)으로 조정된다. 다음으로, 제 1 고주파 전원(113)으로부터 마그네트론(106)에 고주파 전력을 공급하여 마그네트론(106)으로부터 주파수 2.45GHz의 마이크로파가 발진되고, 도파관(105)을 거쳐 챔버(101) 내에 전파(傳播)된다. 여기에서, 제 1 고주파 전원(113)은, 연속적인 고주파 전력 또는 시간 변조된 고주파 전력 중 어느 하나를 마그네트론(106)에 공급할 수 있다.
마이크로파와 솔레노이드 코일(107)에 의해 발생된 자장과의 작용에 의해 처리 가스가 여기(勵起)되고, 웨이퍼(102) 상부의 공간에 플라즈마(112)가 형성된다. 한편, 시료대(103)에는, 제 2 고주파 전원(109)에 의해 바이어스가 인가되고, 플라즈마(112) 중의 이온이 웨이퍼(102) 상에 수직으로 가속되어 입사된다. 또한, 제 2 고주파 전원(109)은, 연속적인 바이어스 전력 또는 시간 변조된 바이어스 전력을 시료대(103)에 인가할 수 있다. 플라즈마(112)로부터의 라디칼과 이온의 작용에 의해 웨이퍼(102)가 이방적(異方的)으로 에칭된다.
플라즈마 생성용 전력 혹은 웨이퍼 바이어스용 전력은, 전력 제어부(114)에 의해 제어된다. 도 2에 전력 제어부(114)의 구성을 나타낸다. 플라즈마 에칭 조건(이하, 레시피라고 한다)은, 마이크로 컴퓨터(201)에 입력된다. 전력의 시간 제어에 관한 부분의 레시피는, 에칭 시간(Ts), 시간 변화의 피치폭(△T), 마이크로파의 펄스 변조 주파수(Fm)와 그 초기 듀티비(Dms), 에칭 종료시의 듀티비(Dme), 바이어스의 펄스 변조 주파수(Fb), 그 초기 듀티비(Dbs), 에칭 종료시의 듀티비(Dbe)의 반복 주파수와 듀티비로 이루어진다.
마이크로 컴퓨터(201)는, 입력된 레시피로부터 펄스 변조된 마이크로파의 듀티비의 시간 변화(Dm(t)) 및 펄스 변조된 바이어스의 듀티비의 시간 변화(Db(t))를 계산한다. 시간 변화는, 다차원식이나 지수함수 등 임의의 함수로 변화시켜도 되지만, 보통은 일차식, 즉 시간에 비례하여 증감시키는 제어로 충분하다.
다음으로, 듀티비의 시간 변화는 시간 변환부(202)에서 마이크로파의 온되어 있는 시간(Tmon(t))과 오프되어 있는 시간(Tmoff(t)), 바이어스의 온되어 있는 시간(Tbon(t))과 바이어스의 오프되어 있는 시간(Tboff(t))의 값으로 변환되어, Tmon(t)와 Tmoff(t)가 제 1 펄스 발생기(203)에 보내지고, Tbon(t)와 Tboff(t)가 제 2 펄스 발생기(204)에 보내진다.
제 1 펄스 발생기(203)에서는, 받은 신호에 따라 제 1 고주파 전원(113)의 출력을 펄스 변조하는 신호를 발생하고, 제 2 펄스 발생기(204)는 받은 신호에 따라 제 2 고주파 전원(109)의 출력을 펄스 변조하는 신호를 발생한다. 또한, 제 1 고주파 전원(113)과 제 2 고주파 전원(109)의 출력의 동기(同期)를 취하기 위하여, 마스터 클록(205)이 설치되어 있다. 마스터 클록(205)의 발진 주파수는, 펄스 주파수보다 충분히 크다면 얼마여도 되나, 본 실시예에서는 400kHz로 하고 있다.
마스터 클록(205)의 출력이 제 1 펄스 발생기(203)와 제 2 펄스 발생기(204)에 들어가고, 펄스 파형을 발생시키는 타이밍을 마스터 클록(205)의 주파수와 동기 시킴으로써, 플라즈마의 변조와 바이어스의 변조의 동기를 취할 수 있다. 또한, 마스터 클록(205)의 출력은 제 2 고주파 전원(109)의 주파수도 겸하고 있어, 제 2 펄스 발생기(204)와 마스터 클록(205)의 출력을 곱한 파형이 제 2 고주파 전원(109)에 의해 증폭되어, 웨이퍼(102)에 인가된다.
다음으로, 제 1 고주파 전원(113)으로부터 공급되는 고주파 전력을 변조하는 펄스 파형(206)을 도 3에 의해 설명한다. 또한, 도 3의 펄스 파형 및 이하의 동작 설명에서는 수치를 설명용으로 간략화하고 있다. 도 3은 에칭 시간(Ts)을 6s, 시간 변화의 피치폭(Td)을 1s, 마이크로파의 변조 주파수(Fm)를 2Hz, 초기 듀티비(Dms)를 100%, 종료시의 듀티비(Dme)를 50%로 설정한 경우의 펄스 파형이다.
이 레시피에 의해 마이크로 컴퓨터(201)는, Ts/Td=6, 즉 6회로 나누어 듀티비를 100%에서 50%까지 시간에 비례하여 감소시킨다. 즉, 마이크로 컴퓨터(201)는, 1s마다 듀티비를 10% 감소시키는 것을 계산한다. 펄스 주파수(Fm)가 2Hz이므로, Td가 1s인 동안에 2회 펄스가 발생한다. 즉, 펄스 파형은, 최초 1s 동안에 2회 듀티비 100%로 발신하고, 다음의 1s 동안에 듀티비 90%의 펄스를 2회, 다음 1s 동안에 듀티비 80%의 펄스를 2회, 이하 반복하여, 최후의 1s 동안에 듀티비 50%의 펄스를 2회 발신하여 종료한다.
이 펄스에 따라 마그네트론(106)은 그 출력을 온오프하여 발신한다. 마그네트론의 온 기간의 고주파 전력(Pm)은 별도로 레시피 입력하여, 예를 들면, Pm을 1000W로 설정하면, 평균 고주파 전력은 6s 동안에 1000W에서 500W까지 100W 피치로 감소한다. 또한, 평균 고주파 전력은, Pm과 듀티비의 곱에 의해 구해지는 값으로 한다.
이상의 동작은 제 1 고주파 전원(113)으로부터 공급되는 고주파 전력을 변조 하는 경우에 대하여 설명했으나, 제 2 고주파 전원(109)으로부터 공급되는 고주파 전력을 변조하는 경우도 동일한 동작을 행한다. 또한, 제 1 고주파 전원(113)으로부터 공급되는 고주파 전력과 제 2 고주파 전원(109)으로부터 공급되는 고주파 전력은 독립적으로 제어할 수 있으므로, 제 2 고주파 전원(109)으로부터 공급되는 고주파 전력은 펄스 변조하지 않고 연속 출력인 채라도 상관없다.
이상과 같이 마이크로파의 전력을 에칭 시간 내에서 변화시킨 경우의 방전의 안정성을 측정한 결과를 표 1에 나타낸다. 표 1에서는, 목시(目視)에 의한 플라즈마 발광 강도의 변화를 깜박임의 대소(大小)로 평가하고 있다. 가스는 Cl2가스와 02가스와 HBr가스의 혼합 가스를 이용하고, 압력은 0.5Pa이다. Pm을 1000W로 하여 듀티비를 변화시켜 마이크로파 전력을 변화시키는 경우는 모든 영역에서 방전은 안정되어 있으나, 종래와 같이 Pm을 감소시킨 경우는 700 내지 800W에서 방전 불안정이 발생한다. 즉, 종래 방법으로는 고정밀도의 에칭을 할 수 없다.
또한, Pm에 대해서는 연속 방전했을 때에 안정적으로 방전되는 값의 범위로 설정하면, 듀티비와 함께 변화시켜도 상관없다. 방전 불안정이 발생하는 마이크로파 전력은 가스의 종류와 압력 등의 방전 조건에 의존하므로, 그때마다 방전의 안정성을 측정할 필요가 있다.
평균 전력(W) 1000 900 800 700 600 500
연속 출력 ○ ○ △ × ○ ○
펄스 변조
듀티비 제어		 ○ ○ ○ ○ ○ ○
여기에서, ○는 방전 안정, △는 방전의 깜박임이 소(小), ×는 방전의 깜박임이 대(大)를 나타낸다.
또한, 제 1 고주파 전원(113)에 펄스 파형과는 별도로 제 1 전원 온오프 신호 발생기(207)의 출력이 들어가고, 제 2 고주파 전원(109)에는, 펄스 파형과는 별도로 제 2 전원 온오프 신호 발생기(208)의 출력이 들어간다. 이것은 안전 때문으로, 전력 제어부(114)에 이상이 발생하여 제 1 펄스 발생기(203), 제 2 펄스 발생기(204)로부터 연속하여 온 신호가 나와버린 경우에도 그것과는 독립적으로 전력을 차단하는 목적이다.
제 1 온오프 신호 발생기(207)는, 레시피로부터 다른 계통에 의해 에칭 시간의 정보가 들어오고, 제 1 고주파 전원(113)의 온오프를 제어하며, 제 1 고주파 전원(113)은, 제 1 펄스 발생기(203)의 펄스가 온이고 또한 제 1 온오프 신호 발생기(207)의 신호가 온일 때에만 출력된다. 또한, 제 2 온오프 신호 발생기(208)는, 레시피로부터 다른 계통에 의해 에칭 시간의 정보가 들어오고, 제 2 고주파 전원(109)의 온오프를 제어하며, 제 2 고주파 전원(109)은, 제 2 펄스 발생기(204)의 펄스가 온이고 또한 제 2 온오프 신호 발생기(208)의 신호가 온일 때에만 출력된다. 이와 같은 구성에 의해, 에칭 이상(異常) 나아가서는 플라즈마 에칭 장치의 파손 사고를 방지할 수 있다.
[실시예 1]
본 발명에 관련된 플라즈마 에칭 방법의 구체적인 실시예를 이하에 설명한다. 본 실시예의 플라즈마 에칭 처리는, 도 1에 나타낸 마이크로파 ECR 플라즈마 에칭 장치를 이용하여 행하였다. 또한, 본 실시예는, 폴리실리콘(Poly-Si) 게이트를 플라즈마 에칭에 의해 형성한 예이다.
에칭 전의 폴리실리콘 게이트 구조는 도 4(a)에 나타낸 바와 같이, 위부터 차례로, 제 1 막에 질소 함유 실리콘막(401), 제 2 막에 폴리실리콘막(402), 제 3 막에 산화막(403), 제 4 막에 실리콘 기판(404)이 적층된 구조로 되어 있다. 또한, 제 1 막의 질소 함유 실리콘막(401)은, 미리 원하는 치수의 홈 패턴에 패터닝된 마스크로 이용된다.
먼저, 표 2에 나타낸 바와 같은 제 1 단계의 에칭 조건에 의해, 도 4(b)와 같이 질소 함유 실리콘막(401)을 마스크로 하여 폴리실리콘막(402)을 산화막(403)이 노출되지 않는 깊이까지 에칭한다.
에칭 시간 10s
Cl2가스 140㎖/min
O2가스 16㎖/min
HBr가스 140㎖/min
Ar가스 57.6㎖/min
CH4가스 2.4㎖/min
처리 압력 0.6Pa
마이크로파 전력 750W
바이어스 전력 120W
다음으로, 표 3에 나타낸 바와 같은 제 2 단계로서, 최초의 10초간은, 펄스 변조의 온 기간의 마이크로파 전력과 듀티비를 각각 1000W, 100%로 설정하여 마이크로파 평균 전력을 1000W로 한다. 다음 10초간은, 펄스 변조의 온 기간의 마이크로파 전력과 듀티비를 각각 1000W, 90%로 설정하여 마이크로파 평균 전력을 900W로 한다. 또 다음 10초간은, 펄스 변조의 온 기간의 마이크로파 전력과 듀티비를 각각 1000W, 80%로 설정하여 마이크로파 평균 전력을 800W로 한다.
이와 같이 순차적으로 10초마다 펄스 변조의 온 기간의 마이크로파 전력을 1000W로 유지한 채 듀티비를 저하시키면서, 최후의 10초간은, 펄스 변조의 온 기간의 마이크로파 전력과 듀티비를 각각 1000W, 50%로 설정하여 마이크로파 평균 전력을 500W로 한다. 이와 같이 듀티비를 조정하면서 10초마다 마이크로파 평균 전력을 1000W에서 500W까지 저하시켜 제 1 단계 후에서의 폴리실리콘막(402)의 나머지 막을 에칭한다.
에칭 시간 60s
마이크로파의 펄스 변조 주파수 Fm 1000Hz
시간 변화의 피치폭 Td 10s
초기 듀티비 Dms 100%
종료시 듀티비 Dme 50%
O2가스 5㎖/min
HBr가스 190㎖/min
Ar가스 48㎖/min
CH4가스 2㎖/min
처리 압력 0.35Pa
펄스 변조의 온 기간의 마이크로파 전력 1000W
바이어스 전력 40W
상술한 제 1 단계와 제 2 단계의 에칭을 행한 결과, 도 4(d)에 나타낸 바와 같이, 산화막(403)의 깎임을 억제하고, 또한 스루풋에 대한 영향 및 에칭 잔여물도 없이 처리할 수 있었다. 또한, 이와 같은 효과를 얻을 수 있었던 이유는 이하와 같이 생각한다.
상술한 제 2 단계는, 산화막(403)과의 선택비가 높은 조건으로 할 필요가 있기 때문에, 표 4에 나타낸 바와 같이, 10초마다 듀티비를 100%로 유지한 상태에서 마이크로파 전력을 1000W에서 500W까지 단계적으로 감소시키는 에칭 조건으로 에칭을 행하면, 도 4(c)와 같이 폴리실리콘막(402)이 에칭되지 않고 남아버리는 부분이 발생했다. 여기에서, 산화막(403)과의 선택비를 높게 하기 위하여 마이크로파 전력을 단계적으로 감소시킨 이유는, 마이크로파 전력의 1000W만으로 에칭을 행하면, 산화막(403)의 깎임을 억제하는 것이 곤란하고, 마이크로파 전력의 500W만으로 에칭하면, 깎임 억제 효과는 크지만 에칭 레이트가 늦어져, 스루풋에 영향을 주기 때문이다. 즉, 산화막(403)의 깎임 억제와 스루풋에 영향을 주지 않는 것을 양립하기 위함이다.
에칭 시간 60s
O2가스 5㎖/min
HBr가스 190㎖/min
Ar가스 48㎖/min
CH4가스 2㎖/min
처리 압력 0.35Pa
마이크로파 전력 1000W~500W(100W 피치)
바이어스 전력 40W
또한, 도 4(c)과 같이 폴리실리콘막(402)을 완전하게 제거할 수 없었던 이유는, 표 1에 나타낸 바와 같이 마이크로파 전력을 감소시켜 가는 도중에 방전이 불안정해지고, 에칭이 진행되지 않았기 때문이라고 생각된다. 한편, 표 3에 나타낸 바와 같은 제 2 단계의 경우, 듀티비의 제어에 의해 마이크로파 평균 전력을 단계적으로 감소시키고 있기 때문에, 제 2 단계 기간에서의 펄스 변조의 온 기간의 마이크로파 전력은 1000W로 유지되어 있다. 또한, 표 1에 나타낸 바와 같이, 1000W의 마이크로파 전력은 방전 안정 영역의 마이크로파 전력치이기 때문에, 마이크로파 전력을 1000W로 하면 방전이 안정된다.
이로부터, 표 3에 나타낸 바와 같은 제 2 단계의 방전은, 마이크로파 평균 전력을 단계적으로 감소시켜도 계속 안정된다. 따라서, 표 3에 나타낸 바와 같은 제 2 단계에 의해 에칭함으로써, 도 4(d)와 같은 에칭 형상을 얻을 수 있다.
이상, 본 실시예는, 마이크로파 전력을 시간과 함께 점차적으로 변화시킬 때, 마이크로파 전력을 펄스 변조시키고, 펄스 변조의 온 기간의 마이크로파 전력치를 플라즈마가 안정되는 영역의 값으로 설정하여 듀티비를 변화시킴으로써 마이크로파 평균 전력을 제어한다는 플라즈마 처리 방법이다. 또한, 본 실시예에 의해, 플라즈마를 안정시킨 상태를 유지하면서, 또한 점차적으로 마이크로파 평균 전력을 변화시킬 수 있으므로, 안정적으로 고정밀도의 에칭을 행할 수 있다.
[실시예 2]
종래 기술은, 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이 주로 MEMS에 적용되고 있다. 따라서, 가공의 치수가 O.5㎛ 정도로 현재 20∼30nm의 레벨에 있는 반도체 소자의 치수와 비교하면 크다. 본 발명은 물론 MEMS에도 적용할 수 있으나, 20nm 이하의 미세한 에칭에도 적용할 수 있다. 본 실시예에서는, 애스펙트비가 8이고, 폭이 20nm인 실리콘의 홈에 채워진 산화막의 에치 백 공정에 대한 적용례를 나타낸다.
최근, Fin-FET와 같은 3차원 구조의 트랜지스터가 양산화되고 있다. 3차원 구조 소자의 에칭은, 종래의 플레이너형의 트랜지스터와는 그 제조 공정도 크게 다르고, 종래에는 없는 기술이 필요하게 되었다. 미세폭 및 고애스펙트의 홈 패턴의 에치 백도 그 하나이다. 본 실시예에서는 실리콘을 에칭하지 않고 미세폭 및 고애스펙트의 홈 내의 산화막을 제거할 필요가 있다.
이와 같은 에칭에서는, 에칭 성분과 퇴적 성분의 미세 조정이 가능한 가스계가 적합하고, 이와 같은 가스계로 CHF3가스와 H2가스 CO가스의 혼합 가스 또는 C2F6가스와 H2가스와 CO가스의 혼합 가스가 있다. 또한, 이들 혼합 가스에서의 CO가스는 CO2가스여도 된다. 또한, 이들 혼합 가스에 Ar가스, Xe가스, Kr가스 등의 희가스나 N2가스를 첨가해도 된다. 본 실시예에서는, 표 5에 나타낸 바와 같이, Ar가스와 CHF3가스와 CO가스와 H2가스의 혼합가스를 이용하고, 압력을 0.5Pa로 하였다. 또한, 표 5에서의 Toe는, 오버 에칭의 시간을 나타내고 있고, 본 실시예에서는, 최종 듀티비의 상태를 유지하여 30s 동안, 오버 에칭을 행하도록 되어 있다.
에칭 시간 Ts 360s
시간 변화의 피치폭 Td 7.2s
오버 에칭 시간 Toe 30s
마이크로파의 펄스 변조 주파수 Fm 1000Hz
마이크로파 전력 초기 듀티비 Dms 100%
마이크로파 전력 종료시 듀티비 Dme 51%
바이어스의 펄스 변조 주파수 Fb 1000Hz
바이어스 전력 초기 듀티비 Dbs 20%
바이어스 전력 종료시 듀티비 Dbe 49%
Ar가스 200㎖/min
CHF3가스 40㎖/min
CO가스 10㎖/min
H2가스 10㎖/min
처리 압력 0.5Pa
펄스 변조의 온시간의 마이크로파 전력 800W
펄스 변조의 온시간의 바이어스 전력 200W
마이크로파 전력은, 펄스 변조의 온 기간의 마이크로파 전력을 800W로 하고, 듀티비를 초기 100%에서 종료시 51%까지 에칭 시간(Ts)인 360s의 기간, 7.2s 간격으로 변화시킨다. 또한, 바이어스 전력은, 펄스 변조의 온 기간의 바이어스 전력을 200W로 하고, 듀티비를 초기 20%에서 종료시 49%까지 마이크로파 전력과 동일한 시간 간격으로 변화시킨다. 이 경우의 마이크로파 전력과 바이어스 전력의 듀티비의 시간 변화를 도 5에 나타낸다.
마이크로파 전력의 듀티비는, 7.2s마다 1%씩 감소하고, 마이크로파 평균 전력은 800W에서 408W까지 감소한다. 한편, 바이어스 전력의 듀티비는 7.2s마다 0.5%씩 증가하고, 바이어스 전력의 평균 전력은 16W에서 98W로 증가한다. 표 5에 나타낸 바와 같은 방법으로 에칭한 결과, 도 6(b)에 나타낸 바와 같은 원하는 에칭 형상을 얻을 수 있었다. 여기에서, 도 6(a)는, 실리콘 홈(601)에 채워진 에칭전의 산화막(602)의 단면도이다.
한편, 초기 상태로부터 듀티비를 변화시키지 않고 에칭한 경우는, 도 6(c)와 같이 에칭 시간을 연장해도 제거할 수 없는 에칭 잔여물(603)이 발생한다. 이것은, 에칭이 진행되어 홈의 애스펙트가 점점 커지면, 플라즈마 중의 부착계수가 큰 라디칼(예를 들면, CHx, CHFx 등)이 홈의 바닥까지 도달하기 전에 홈의 입구 부근에 퇴적되므로, 에칭 초기와 동일한 특성을 유지할 수 없게 된다.
따라서, 본 실시예와 같이 에칭 중에, 에칭 형상의 변화에 따라 플라즈마의 해리나 바이어스의 에너지를 변화시켜 가공 정밀도를 높이는 방법이 유효해진다. 본 실시예에서는 시간과 함께 마이크로파 평균 전력을 작게 하여 플라즈마의 해리를 억제하고, 즉 해리가 진행되어 생기는 부착 계수가 큰 라디칼의 비율을 억제하고, 또한 바이어스 전력의 평균 전력을 점차로 크게 하여 홈 바닥까지 이온이 도달하도록 함으로써, 고애스펙트비의 에칭을 실현하고 있다.
또한, 마이크로파 전력과 바이어스 전력의 증감은, 사용하는 가스계와 에칭 형상에 의존하므로, 본 발명은 본 실시예에 한정되지 않는다. 또한, 바이어스 전력에 관해서는, ECR형 플라즈마 에칭 장치에서는 방전의 불안정성보다 형상과 선택비의 제어의 역할이 강하므로, 듀티비를 일정하게 하여 펄스 변조의 온 기간의 전력을 변화시키는 제어도 가능하다. 또한, 마이크로파 전력, 바이어스 전력을 변화시킴과 함께 가스 압력, 가스 조성을 변화시키면 보다 고정밀도의 에칭을 할 수 있다.
또한, 이상의 실시예에서는, 에칭 시간을 미리 설정하고 있으나, 플라즈마 중의 반응 생성물의 발광 강도의 변화로부터 에칭의 종점을 검출하는 경우도 있다. 이 경우는, 에칭 시간(Ts)을 설정하지 않고 시간 변화의 피치폭(Td)과 듀티비의 변화폭을 설정하여, 듀티비를 변화시켜 발광 강도로부터 에칭 종료 시간을 정하면 된다. 예상되는 에칭 종료 시간보다 짧은 시간의 기간만 듀티비를 변화시켜, 그 후에는 일정한 듀티비를 유지하고, 이 동안에 발광 강도에 의한 에칭의 종점을 검출하도록 설정해도 된다. 또한, 에칭 가스에 전리(電離) 에너지가 다른 2종류 이상의 희가스를 혼합하여, 그 혼합비를 시간 경과와 함께 변화시켜도 된다.
[실시예 3]
다음으로, 플라즈마 에칭시의 과제 중 하나인 차징 데미지의 해결 수단에 대하여 설명한다. 예를 들면, 도 4에 나타낸 산화막(403)이 층간 절연막 등의 에칭 스톱층인 경우는 차징 데미지는 문제가 되지 않지만, 게이트 전극 형성의 경우에는 산화막(403)은 게이트 절연막에 상당한다. 게이트 절연막에는 과도한 전압이 걸리면 절연 파괴가 발생하여 차징 데미지가 된다.
방전을 펄스 변조함에 따라 플라즈마 밀도도 급격하게 변화한다. 이 때, 방전이 온에서 오프로 변할 때에 웨이퍼에 바이어스 전력이 인가되어 있으면, 웨이퍼에 걸리는 전압은 플라즈마 밀도의 급격한 저하에 따라 스파이크 상태로 상승한다. 이 스파이크 상태로 증가한 전압이 게이트 절연막에 인가되므로 차징 데미지가 발생할 가능성이 있다.
이것을 방지하기 위해서는, 플라즈마의 온오프와 바이어스의 온오프를 동기시킴과 함께, 플라즈마가 오프일 때에는 바이어스가 온이 되지 않도록 하면 된다. 예를 들면, 도 5와 같이, 바이어스 전력의 듀티비는 항상 마이크로파 전력의 듀티비보다 작고, 플라즈마가 오프일 때에 바이어스가 온이 되지 않도록 듀티비를 시간적으로 변화시키면 된다.
[실시예 4]
애스펙트비가 높은 홈이나 구멍에서 에칭 속도가 저하되는 현상은, 일반적으로 Reactive Ion Etch-lag(이하, RIE-lag라고 한다)로 알려져 있고, 상이한 애스펙트비가 혼재하는 패턴의 가공에서 장해가 되는 현상이다. 본 실시예에서는, 이 RIE-lag를 개선하기 위해서 본 발명을 적용한 예에 대하여 설명한다.
에칭 시간의 경과와 함께 펄스 변조된 플라즈마의 듀티비를 변화시키면 에칭 중에 에칭 속도도 변화한다. 이 변화와 RIE-lag가 중첩되면 에칭 속도의 변화는, 보다 복잡해져 형상 제어가 곤란해질 우려가 있다. 따라서, 듀티비를 변화시켜도 에칭 속도의 변화를 억제하는 것이 바람직하다. 이것을 실현하는 위해서는, 플라즈마 전력의 듀티비의 증감과 바이어스 전력의 듀티비의 증감을 시간 경과와 함께 반대 방향으로 변화하도록 제어하면 된다.
예를 들면, 도 5에 나타낸 바와 같이, 플라즈마 전력의 듀티비가 시간 경과와 함께 감소하는(즉, 에칭 속도가 저하되는) 방향으로 변화시키는 경우는, 바이어스 전력을 증가하는(즉, 에칭 속도가 증가하는) 방향으로 변화시켜, 에칭 속도의 저하를 상쇄하도록 한다. 또한, 플라즈마 전력의 듀티비가 증가하는 경우는, 바이어스 전력의 듀티비를 저감시키는 방향으로 변화시켜 에칭 속도의 변화를 상쇄한다.
[실시예 5]
다음으로, 시간 경과와 함께 듀티비를 변화시키는 방법에 대하여 상술한 실시예와 상이한 실시 형태에 대하여 설명한다. 실시예 4에서는 RIE-lag 억제성을 위해 본 발명을 적용한 예에 대해서 서술하였으나, 용도에 따라서는 RIE-lag 대책보다 다른 특성에 중점을 두는 경우도 있다.
예를 들면, 도 7에 나타낸 바와 같이 플라즈마의 온 기간(Tmon)을 일정하게 하여 오프 기간(Tmoff)을 시간 경과와 함께 길게 하면(즉, 펄스 변조의 주파수를 작게 한다), 플라즈마의 온 상태를 일정하게 유지한 채, 에칭 속도를 저감할 수 있다.
통상적으로, 마이크로파 전원을 온으로 하고 나서 플라즈마 밀도가 안정되기까지는 시간 지연이 있다. 안정되기까지의 시간을 Tlag라고 하면, 플라즈마의 온 기간(Tmon)을 변화시켜버리면 온 기간에서 Tlag가 차지하는 비율(Tlag/Tmon)이 변화되어버리고, 온 기간 중의 플라즈마 상태가 변해버린다. 따라서, 보다 안정된 에칭이 필요한 경우에는, Tmon을 일정하게 하여 Tmoff를 변화시키는 것에 의해 듀티비를 변화시킴으로써 재현성 좋게 에칭 속도를 변화시킬 수 있다.
이 방법은, 에칭이 거의 종료(메인 에칭)되어 조금 남은 부분을 제거하는(오버 에칭)으로 전환할 때에 서서히 에칭 속도를 저하시켜 에칭의 연속성을 좋게 하는 것에 적합하다. 또한, 계단 형상으로 험준하게 플라즈마를 변화시킴으로써 형상 단차 등의 폐해가 발생하는 경우에도 본 실시예로 형상 단차를 억제할 수 있다. 또한, 오프 기간을 일정하게 하여 온 기간을 변화시킴으로써 듀티비를 변화시키는 방법은, 퇴적성이 강한 가스에서 오프 기간의 라디칼의 퇴적이 온 기간의 플라즈마 상태보다 지배적이 되는 플라즈마에 의해 에칭 속도를 변화시키는 경우에 적합하다.
또한, 마이크로파 전력의 펄스 변조와 바이어스 전력의 펄스 변조 어디에도 본 실시예는 적용할 수 있다.
[실시예 6]
이상의 실시예에서는, 듀티비의 설정치 등은 사전의 조건 세팅에서 최적 조건을 결정하여 그 조건을 양산에 적용한다. 한편, 간섭 등을 이용한 리얼 타임의 막두께 계측기에 의한 에칭 깊이, 또는, 플라즈마 임피던스 측정기의 측정치와 에칭 형상의 상관(相關)을 미리 구한 경우 등은, 에칭 깊이, 또는, 플라즈마 임피던스를 계측하면서 에칭 깊이의 계측치 또는 임피던스의 계측치 중 적어도 하나의 계측치가 원하는 값이 되도록 듀티비를 제어함으로써 플라즈마의 해리상태를 제어하는 피드백 제어를 행하면, 챔버 내의 상태 등의 플라즈마의 환경이 시간 경과에 따라 변화해도, 일정한 품질의 에칭을 실현할 수 있다.
이상, 상술한 바와 같이, 본 발명은, 원하는 플라즈마 처리 결과를 얻기 위하여 플라스마 생성용의 고주파 전력의 펄스 변조 또는 바이어스 전력의 펄스 변조 중 적어도 하나의 듀티비를 플라즈마 처리 시간의 경과와 함께 점차적으로 제어함으로써 플라즈마의 해리상태를 플라즈마 처리 시간의 경과와 함께 점차적으로 제어하는 것이다.
또한, 실시예 2에서는, 플라즈마 생성용의 고주파 전력의 펄스 변조의 듀티비를 플라즈마 처리 시간의 경과와 함께 점차적으로 감소시키고, 바이어스 전력의 펄스 변조의 듀티비를 플라즈마 처리 시간의 경과와 함께 점차적으로 증가시키는 예였으나, 실시예 2의 가스계와 상이한 가스계의 경우는, 플라즈마 생성용의 고주파 전력의 펄스 변조의 듀티비를 플라즈마 처리 시간의 경과와 함께 점차적으로 증가시키고, 바이어스 전력의 펄스 변조의 듀티비를 플라즈마 처리 시간의 경과와 함께 점차적으로 감소시킴으로써, 원하는 플라즈마의 해리상태로 제어할 수 있다.
또한, 듀티비의 제어는, 펄스 변조의 반복 주파수를 일정하게 한 상태에서 온 기간 또는 오프 기간을 변화시킴으로써 듀티비를 제어하는 수단과, 펄스 변조의 온 기간 또는 오프 기간을 일정하게 한 상태에서 펄스 변조의 반복 주파수를 변화시킴으로써 듀티비를 제어하는 수단 중 어느 것이어도 된다.
또한, 본 발명은, 에칭 깊이 또는 플라즈마 특성에 의거하여 듀티비를 제어함으로써 플라즈마의 해리상태를 제어하는 피드백 제어이다.
본 발명에 의해, 플라즈마의 해리상태를 변화시키면, 즉 에칭 가스의 해리의 정도나 플라즈마 밀도를 변화시키면, 에칭에 기여하는 라디칼과 퇴적에 기여하는 라디칼의 비율 및 그 부착계수를 변화시킬 수 있다. 에칭 중의 라디칼은, 반도체의 미세한 홈이나 구멍 등의 측벽에 충돌과 흡착을 반복해서 바닥에 도달하여, 바닥 부분의 에칭 혹은 퇴적에 기여한다. 부착계수가 변하면 도달할 수 있는 깊이, 혹은 측벽에서의 흡착의 분포가 변한다. 이 라디칼의 도달할 수 있는 깊이와 측벽에서의 흡착량의 분포가 에칭 형상을 결정한다. 따라서, 플라즈마의 해리상태를 에칭 형상의 시간 변화에 따라 변화시킴으로써 그 형상에 따른 최적의 플라즈마 상태를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 적용 방법은, 미리 시험 웨이퍼의 에칭에 의해 시행착오적으로 에칭 조건을 최적화하여, 최적화한 조건을 양산에 적용하는 방법과, 에칭 깊이 혹은 플라즈마의 변화를 모니터하여 그 상태에 의거하여 해리상태를 변화시키도록 리얼 타임으로 적용하는 방법 등이 있다.
이상, 각 실시예에서는, 마이크로파를 이용한 ECR 방식의 마이크로파 플라즈마 에칭 장치에서의 적용례에 대하여 설명했으나, 본 발명은, 이에 한정되는 것이 아니고, 용량 결합형, 유도 결합형의 플라스마 생성 수단을 이용한 플라즈마 에칭 장치에 적용해도 된다.
101 : 챔버
102 : 웨이퍼
103 : 시료대
104 : 마이크로파 투과창
105 : 도파관
106 : 마그네트론
107 : 솔레노이드 코일
108 : 정전 흡착 전원
109 : 제 2 고주파 전원
110 : 웨이퍼 반입구
111 : 가스 도입구
112 : 플라즈마
113 : 제 1 고주파 전원
114 : 전력 제어부
201 : 마이크로 컴퓨터
202: 시간 변환부
203 : 제 1 펄스 발생기
204 : 제 2 펄스 발생기
205 : 마스터 클록
206 : 펄스 파형
207 : 제 1 온오프 신호 발생기
208 : 제 2 온오프 신호 발생기
401 : 질소 함유 실리콘막
402 : 폴리실리콘막
403 : 산화막
404 : 실리콘 기판
601 : 실리콘 홈
602 : 산화막
603 : 에칭 잔여물

Claims (15)

  1. 시료가 플라즈마 처리되는 플라즈마 처리실과, 플라즈마 생성용의 제 1 고주파 전력을 공급하는 제 1 고주파 전원과, 상기 시료가 탑재되는 시료대에 제 2 고주파 전력을 공급하는 제 2 고주파 전원을 구비하는 플라즈마 처리 장치를 이용하여 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 방법에 있어서,
    상기 제 1 고주파 전력을 제 1 펄스에 의해 변조하고,
    상기 제 2 고주파 전력을 제 2 펄스에 의해 변조하고,
    상기 제 1 펄스의 듀티비를 플라즈마 처리 시간의 경과와 함께 점차적으로 제어하고,
    상기 제 2 펄스의 온 기간은, 상기 제 1 펄스도 온 기간인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
  2. 시료가 플라즈마 처리되는 플라즈마 처리실과, 플라즈마 생성용의 제 1 고주파 전력을 공급하는 제 1 고주파 전원과, 상기 시료가 탑재되는 시료대에 제 2 고주파 전력을 공급하는 제 2 고주파 전원을 구비하는 플라즈마 처리 장치를 이용하여 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 방법에 있어서,
    상기 제 1 고주파 전력을 제 1 펄스에 의해 변조하고,
    상기 제 2 고주파 전력을 제 2 펄스에 의해 변조하고,
    상기 제 1 펄스의 듀티비를 플라즈마 처리 시간의 경과와 함께 점차적으로 감소시키고,
    상기 제 2 펄스의 듀티비를 상기 플라즈마 처리 시간의 경과와 함께 점차적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
  3. 시료가 플라즈마 처리되는 플라즈마 처리실과, 플라즈마 생성용의 제 1 고주파 전력을 공급하는 제 1 고주파 전원과, 상기 시료가 탑재되는 시료대에 제 2 고주파 전력을 공급하는 제 2 고주파 전원을 구비하는 플라즈마 처리 장치를 이용하여 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 방법에 있어서,
    상기 제 1 고주파 전력을 제 1 펄스에 의해 변조하고,
    상기 제 2 고주파 전력을 제 2 펄스에 의해 변조하고,
    상기 제 1 펄스의 듀티비를 플라즈마 처리 시간의 경과와 함께 점차적으로 증가시키고,
    상기 제 2 펄스의 듀티비를 상기 플라즈마 처리 시간의 경과와 함께 점차적으로 감소시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
  4. 시료가 플라즈마 처리되는 플라즈마 처리실과, 플라즈마 생성용의 제 1 고주파 전력을 공급하는 제 1 고주파 전원과, 상기 시료가 탑재되는 시료대에 제 2 고주파 전력을 공급하는 제 2 고주파 전원을 구비하는 플라즈마 처리 장치를 이용하여 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 방법에 있어서,
    상기 제 1 고주파 전력을 제 1 펄스에 의해 변조하고,
    상기 제 1 펄스의 온 기간을 일정하게 하여 오프 기간을 변화시킴으로써 상기 제 1 펄스의 듀티비를 플라즈마 처리 시간의 경과와 함께 점차적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
  5. 시료가 플라즈마 처리되는 플라즈마 처리실과, 플라즈마 생성용의 제 1 고주파 전력을 공급하는 제 1 고주파 전원과, 상기 시료가 탑재되는 시료대에 제 2 고주파 전력을 공급하는 제 2 고주파 전원을 구비하는 플라즈마 처리 장치를 이용하여 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 방법에 있어서,
    상기 제 1 고주파 전력을 제 1 펄스에 의해 변조하고,
    상기 제 1 펄스의 오프 기간을 일정하게 하여 온 기간을 변화시킴으로써 상기 제 1 펄스의 듀티비를 플라즈마 처리 시간의 경과와 함께 점차적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
  6. 시료가 플라즈마 처리되는 플라즈마 처리실과, 플라즈마 생성용의 제 1 고주파 전력을 공급하는 제 1 고주파 전원과, 상기 시료가 탑재되는 시료대에 제 2 고주파 전력을 공급하는 제 2 고주파 전원을 구비하는 플라즈마 처리 장치를 이용하여 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 방법에 있어서,
    상기 제 1 고주파 전력을 제 1 펄스에 의해 변조하고,
    상기 제 2 고주파 전력을 제 2 펄스에 의해 변조하고,
    상기 시료의 에칭 깊이 또는 플라즈마의 임피던스에 의거하여 상기 제 1 펄스의 듀티비를 제어하고,
    상기 제 2 펄스의 온 기간은, 상기 제 1 펄스도 온 기간인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
  7. 시료가 플라즈마 처리되는 플라즈마 처리실과, 플라즈마 생성용의 제 1 고주파 전력을 공급하는 제 1 고주파 전원과, 상기 시료가 탑재되는 시료대에 제 2 고주파 전력을 공급하는 제 2 고주파 전원을 구비하는 플라즈마 처리 장치를 이용하여 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 방법에 있어서,
    상기 제 1 고주파 전력을 제 1 펄스에 의해 변조하고,
    상기 제 2 고주파 전력을 제 2 펄스에 의해 변조하고,
    상기 제 1 펄스의 듀티비를 상기 시료의 에칭 깊이 또는 플라즈마의 임피던스에 의거하여 점차적으로 감소시키고,
    상기 제 2 펄스의 듀티비를 상기 시료의 에칭 깊이 또는 플라즈마의 임피던스에 의거하여 점차적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
  8. 시료가 플라즈마 처리되는 플라즈마 처리실과, 플라즈마 생성용의 제 1 고주파 전력을 공급하는 제 1 고주파 전원과, 상기 시료가 탑재되는 시료대에 제 2 고주파 전력을 공급하는 제 2 고주파 전원을 구비하는 플라즈마 처리 장치를 이용하여 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 방법에 있어서,
    상기 제 1 고주파 전력을 제 1 펄스에 의해 변조하고,
    상기 제 2 고주파 전력을 제 2 펄스에 의해 변조하고,
    상기 제 1 펄스의 듀티비를 상기 시료의 에칭 깊이 또는 플라즈마의 임피던스에 의거하여 점차적으로 증가시키고,
    상기 제 2 펄스의 듀티비를 상기 시료의 에칭 깊이 또는 플라즈마의 임피던스에 의거하여 점차적으로 감소시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
  9. 시료가 플라즈마 처리되는 플라즈마 처리실과, 플라즈마 생성용의 제 1 고주파 전력을 공급하는 제 1 고주파 전원과, 상기 시료가 탑재되는 시료대에 제 2 고주파 전력을 공급하는 제 2 고주파 전원을 구비하는 플라즈마 처리 장치를 이용하여 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 방법에 있어서,
    상기 제 1 고주파 전력을 제 1 펄스에 의해 변조하고,
    상기 제 1 펄스의 온 기간을 일정하게 하여 오프 기간을 변화시킴으로써 상기 시료의 에칭 깊이 또는 플라즈마의 임피던스에 의거하여 상기 제 1 펄스의 듀티비를 제어하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
  10. 시료가 플라즈마 처리되는 플라즈마 처리실과, 플라즈마 생성용의 제 1 고주파 전력을 공급하는 제 1 고주파 전원과, 상기 시료가 탑재되는 시료대에 제 2 고주파 전력을 공급하는 제 2 고주파 전원을 구비하는 플라즈마 처리 장치를 이용하여 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 방법에 있어서,
    상기 제 1 고주파 전력을 제 1 펄스에 의해 변조하고,
    상기 제 1 펄스의 오프 기간을 일정하게 하여 온 기간을 변화시킴으로써 상기 시료의 에칭 깊이 또는 플라즈마의 임피던스에 의거하여 상기 제 1 펄스의 듀티비를 제어하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 듀티비를 상기 시료의 에칭 형상에 의거하여 제어하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 펄스의 온 기간의 제 1 고주파 전력은, 플라즈마를 안정적으로 생성할 수 있는 전력으로 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    CHF3가스와 CO가스와 H2가스의 혼합가스, CHF3가스와 CO2가스와 H2가스의 혼합가스, C2F6가스와 CO가스와 H2가스의 혼합가스, 또는 C2F6가스와 CO2가스와 H2가스의 혼합가스를 이용하여 상기 플라즈마를 생성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
  14. 시료가 플라즈마 처리되는 플라즈마 처리실과, 플라즈마 생성용의 제 1 고주파 전력을 공급하는 제 1 고주파 전원과, 상기 제 1 고주파 전력을 변조하기 위한 제 1 펄스를 발생시키는 제 1 펄스 발생기와, 상기 시료가 탑재되는 시료대에 제 2 고주파 전력을 공급하는 제 2 고주파 전원과, 상기 제 2 고주파 전력을 변조하기 위한 제 2 펄스를 발생시키는 제 2 펄스 발생기를 구비하는 플라즈마 처리 장치에 있어서,
    상기 제 1 고주파 전력의 공급을 개시시키는 온 신호와 상기 제 1 고주파 전력의 공급을 정지시키는 오프 신호를 발생시키는 제 1 온 오프 신호 발생기와,
    상기 제 2 고주파 전력의 공급을 개시시키는 온 신호와 상기 제 2 고주파 전력의 공급을 정지시키는 오프 신호를 발생시키는 제 2 온 오프 신호 발생기를 추가로 구비하며,
    상기 제 1 고주파 전원이 상기 제 1 펄스의 온 기간에 상기 제 1 온 오프 신호 발생기로부터 오프 신호를 수신한 경우, 상기 제 1 고주파 전원은 상기 제 1 펄스의 온 기간 중에 상기 제 1 고주파 전력의 공급을 정지시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  15. 시료가 플라즈마 처리되는 플라즈마 처리실과, 플라즈마 생성용의 제 1 고주파 전력을 공급하는 제 1 고주파 전원과, 상기 제 1 고주파 전력을 변조하기 위한 제 1 펄스를 발생시키는 제 1 펄스 발생기와, 상기 시료가 탑재되는 시료대에 제 2 고주파 전력을 공급하는 제 2 고주파 전원과, 상기 제 2 고주파 전력을 변조하기 위한 제 2 펄스를 발생시키는 제 2 펄스 발생기를 구비하는 플라즈마 처리 장치에 있어서,
    상기 제 1 고주파 전력의 공급을 개시시키는 온 신호와 상기 제 1 고주파 전력의 공급을 정지시키는 오프 신호를 발생시키는 제 1 온 오프 신호 발생기와,
    상기 제 2 고주파 전력의 공급을 개시시키는 온 신호와 상기 제 2 고주파 전력의 공급을 정지시키는 오프 신호를 발생시키는 제 2 온 오프 신호 발생기를 추가로 구비하며,
    상기 제 2 고주파 전원이 상기 제 2 펄스의 온 기간에 상기 제 2 온 오프 신호 발생기로부터 오프 신호를 수신한 경우, 상기 제 2 고주파 전원은 상기 제 2 펄스의 온 기간 중에 상기 제 2 고주파 전력의 공급을 정지시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
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