KR102521387B1 - 플라스마 처리 장치, 및 플라스마 처리 방법 - Google Patents

플라스마 처리 장치, 및 플라스마 처리 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102521387B1
KR102521387B1 KR1020217001571A KR20217001571A KR102521387B1 KR 102521387 B1 KR102521387 B1 KR 102521387B1 KR 1020217001571 A KR1020217001571 A KR 1020217001571A KR 20217001571 A KR20217001571 A KR 20217001571A KR 102521387 B1 KR102521387 B1 KR 102521387B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
period
matching
frequency power
mode
high frequency
Prior art date
Application number
KR1020217001571A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210098938A (ko
Inventor
다카히로 이치카와
요시유키 히로나카
야스오 오고시
Original Assignee
주식회사 히타치하이테크
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 히타치하이테크 filed Critical 주식회사 히타치하이테크
Publication of KR20210098938A publication Critical patent/KR20210098938A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102521387B1 publication Critical patent/KR102521387B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H01J37/32183—Matching circuits
    • 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
    • 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
    • H01J37/32146—Amplitude modulation, includes pulsing
    • 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
    • H01J37/32192—Microwave generated discharge
    • H01J37/32211—Means for coupling power to the plasma
    • 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
    • H01J37/32192—Microwave generated discharge
    • H01J37/32311—Circuits specially adapted for controlling the microwave discharge
    • 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
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334—Etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334—Etching
    • H01J2237/3341—Reactive etching

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명의 플라스마 처리 장치 중 하나는, 시료가 플라스마 처리되는 처리실과, 플라스마를 생성하기 위한 제1 고주파 전력을 정합기를 통해 공급하는 제1 고주파 전원과, 상기 시료가 재치(載置)되는 시료대와, 제2 고주파 전력을 상기 시료대에 공급하는 제2 고주파 전원과, 복수의 진폭값을 갖고 주기적으로 반복되는 파형에 의해 상기 제1 고주파 전력이 변조될 경우, 상기 정합기에 의해 정합을 행하기 위한 요건이 규정된 모드에 대응하는 기간에 상기 정합을 행하도록 상기 정합기를 제어하는 제어 장치를 구비하고, 상기 기간은, 상기 복수의 진폭값 중 어느 것에 대응하는 상기 파형의 각 기간인 것을 특징으로 한다.

Description

플라스마 처리 장치, 및 플라스마 처리 방법
본 발명은, 플라스마 처리 장치, 및 플라스마 처리 방법에 관한 것이다.
종래, 반도체 디바이스의 고미세화, 고집적화에 수반하여, 다양한 플라스마 처리 기술이 제안되고 있다. 그 중 하나로서, 고주파 전원의 공급 전력을 5∼2100㎐의 주기로 펄스 형상으로 ON·OFF하는 플라스마 에칭 처리가 알려져 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에는, 「공급 전력을 고속 주기로 레벨 변화시킴으로써, 퇴적막을 아모퍼스화하는 플라스마 에칭 처리」가 개시되어 있다.
일본국 특개2014-22482호 공보
플라스마 처리에 있어서는, 고주파 전원의 공급 전력을, 플라스마나 시료 등의 부하(이하 「플라스마 부하」라고 함)에 효율적으로 공급하는 것이 바람직하다. 그것을 위해서는, 고주파 전원과 플라스마 부하 사이의 임피던스를 가능한 한 정합시킬 필요가 있다.
그러나, 특허문헌 1과 같이, 공급 전력을 고속 주기로 변화시키는 케이스(예를 들면, 70마이크로초∼200밀리미터초의 복수 레벨의 출력을 5∼2100㎐의 주기로 반복하는 케이스)에서는, 공급 전력의 고속 변화에 기인하여 플라스마 부하의 임피던스가 고속 변동하는 것이 문제가 된다.
일반적으로, 플라스마 처리 장치에 있어서의 정합기의 임피던스값은, 기계식의 제어에 의해 변경된다. 그러한 경우, 고속의 임피던스 변동에 추종하여 임피던스 정합을 행하는 것은 기술적으로 곤란해질 우려가 있다.
또한, 임피던스가 충분히 정합하지 않을 경우, 플라스마 부하로부터 고주파 전원을 향하여 전력파가 반사한다. 이 반사파 전력의 중첩에 의해 고주파 전원의 출력 레벨은 변동한다. 이 반사파 전력이 허용 범위를 초과하여 외란(外亂)이 되면, 고주파 전원의 출력 레벨을 원하는 값으로 안정시키는 것이 기술적으로 곤란해질 우려가 있다.
그래서, 본 발명은, 플라스마 처리에 있어서, 고주파 전원과 플라스마 부하와의 임피던스 부정합의 영향을 경감하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 대표적인 플라스마 처리 장치 중 하나는, 시료가 플라스마 처리되는 처리실과, 플라스마를 생성하기 위한 제1 고주파 전력을 정합기를 통해 공급하는 제1 고주파 전원과, 상기 시료가 재치(載置)되는 시료대와, 제2 고주파 전력을 상기 시료대에 공급하는 제2 고주파 전원과, 복수의 진폭값을 갖고 주기적으로 반복되는 파형에 의해 상기 제1 고주파 전력이 변조될 경우, 상기 정합기에 의해 정합을 행하기 위한 요건이 규정된 모드에 대응하는 기간에 상기 정합을 행하도록 상기 정합기를 제어하는 제어 장치를 구비하고, 상기 기간은, 상기 복수의 진폭값 중 어느 것에 대응하는 상기 파형의 각 기간이고, 상기 모드는, 상기 변조된 제1 고주파 전력의 듀티비를 바탕으로 상기 정합을 행하기 위한 요건이 규정된 모드를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는, 플라스마 처리에 있어서, 고주파 전원과 플라스마 부하와의 임피던스 부정합의 영향을 경감하는 것이 가능해진다.
상기한 것 이외의 과제, 구성 및 효과는, 이하의 실시형태의 설명에 의해 분명해진다.
도 1은, 실시예 1의 구성을 나타내는 도면.
도 2는, 고주파 전원의 출력 설정의 일례를 설명하는 도면.
도 3은, 정합기에 설정 가능한 복수의 모드에 대해서 설명하는 도면.
도 4는, 제어 장치(207)에 의한 모드의 자동 선택을 설명하는 플로우 차트.
이하, 본 발명의 실시예를, 도면을 참조하면서 설명한다.
[실시예 1]
<실시예 1의 구성>
도 1은, 실시예 1의 플라스마 처리 장치로서, ECR(Electron Cyclotron Resonance) 방식의 마이크로파 플라스마 에칭 장치(100)의 구성을 나타내는 도면이다.
동(同) 도면에 있어서, 마이크로파 플라스마 에칭 장치(100)는, 처리실(201), 전자파 공급부(202A), 가스 공급 장치(202B), 고주파 전원(203), 정합기(204), 직류 전원(205), 필터(206), 및 제어 장치(207)를 구비한다.
처리실(201)은, 소정의 진공도를 유지하는 진공 용기(208)와, 진공 용기(208) 내에 에칭 가스를 도입하기 위한 샤워 플레이트(209)와, 진공 용기(208)를 밀폐하기 위한 유전체 창(210)과, 진공 용기(208)의 배기를 행하는 배기용 개폐 밸브(211)와, 배기 속도 가변 밸브(212)와, 배기 속도 가변 밸브(212)를 통해 배기를 행하는 진공 배기 장치(213)와, 처리실(201)의 외측으로부터 자장을 형성하는 자장 발생 코일(214)과, 샤워 플레이트(209)에 대향하는 위치에 웨이퍼(300)(시료)를 재치하기 위한 시료 재치용 전극(215)을 구비한다.
가스 공급 장치(202B)는, 샤워 플레이트(209)를 통해 처리실(201) 내에 에칭 가스를 공급한다.
전자파 공급부(202A)는, 전자파를 유전체 창(210)으로부터 처리실(201) 내에 조사하는 도파관(221)과, 플라스마를 생성하기 위한 제1 고주파 전력을 정합기(222B)를 통해 전자파 발생기(222C)에 공급하는 고주파 전원(222A)(제1 고주파 전원)을 구비한다. 제어 장치(207)는, 고주파 전원(222A), 정합기(222B), 및 전자파 발생기(222C)를 제어하여, 전자파 발생기(222C)가 출력하는 전자파를 펄스 형상으로 변조한다. 또, 실시예 1에서는, 예를 들면 2.45㎓의 마이크로파의 전자파가 사용된다.
도파관(221)을 통해 처리실(201)에 조사되는 전자파는, 자장 발생 코일(214)의 자장에 작용하여, 처리실(201) 내의 에칭 가스를 전리(電離)한다. 이 전리 작용에 의해 고밀도의 플라스마가 생성된다.
웨이퍼(300)를 재치하는 시료대에 마련되는 시료 재치용 전극(215)은, 전극 표면이 용사막(溶射膜)으로 피복되어 있으며, 필터(206)를 통해 직류 전원(205)이 접속된다.
또한, 시료 재치용 전극(215)에는, 정합기(204)를 통해 고주파 전원(203)(제2 고주파 전원)이 접속된다. 이 고주파 전원(203)의 기본 주파수는, 예를 들면 400㎑이다. 정합기(204)는, 고주파 전원(203)과 시료 재치용 전극(215) 사이에서 임피던스를 변경한다.
제어 장치(207)는, 미리 설정되는 에칭 파라미터에 따라서, 고주파 전원(203)의 공급 전력의 출력 레벨을 제어한다. 이 출력 레벨의 제어에 의해, 고주파 전원(203)은, 공급 전력의 출력 레벨을 소정의 주기 패턴으로 전환하여 출력한다. 출력된 공급 전력은, 정합기(204) 및 시료 재치용 전극(215)을 통해, 플라스마나 웨이퍼(300) 등의 플라스마 부하에 작용한다.
또한, 제어 장치(207)는, 공급 전력의 주기 패턴의 설정에 의거하여, 정합기(204)의 모드 설정을 전환한다. 이 공급 전력의 주기 패턴과, 정합기(204)의 모드 설정과의 관계에 대해서는, 후술한다.
이와 같이 시료 재치용 전극(215)에 주어진 전력은, 플라스마 형상의 에칭 가스와 웨이퍼(300)에 작용하여, 웨이퍼(300)에 대한 드라이 에칭 처리를 실시한다.
또, 샤워 플레이트(209), 시료 재치용 전극(215), 자장 발생 코일(214), 배기용 개폐 밸브(211), 배기 속도 가변 밸브(212) 및 웨이퍼(300)는 처리실(201)의 중심축에 대하여 축 대칭으로 배치된다. 그 때문에, 에칭 가스의 흐름이나 플라스마에 의해 생성된 라디칼 및 이온, 또한 에칭에 의해 생성된 반응 생성물은 웨이퍼(300)에 대해 동축으로 도입되고, 동축으로 배기된다. 이 축 대칭의 흐름은 에칭 레이트, 에칭 형상의 웨이퍼 면 내 균일성을 향상시키는 효과가 있다.
<고주파 전원(203)의 출력 설정에 대해서>
다음으로, 상술한 공급 전력의 주기 패턴에 대해서 설명한다.
도 2는, 고주파 전원(203)의 출력 설정의 일례를 설명하는 도면이다.
도 2의 상단 [1]은, 고주파 전원(203)이 출력하는 공급 전력의 주기 패턴의 일례를 나타낸다. 이 주기 패턴에서는, 다음 기간 A∼E를 주파수 625㎐(반복 주기 1600μ초)로 반복한다.
·기간 A: 공급 전력 400W를 100μ초의 기간에서 플라스마 부하에 출력한다.
·기간 B: 공급 전력 250W를 200μ초의 기간에서 출력한다.
·기간 C: 공급 전력 30W를 400μ초의 기간에서 출력한다.
·기간 D: 공급 전력 200W를 250μ초의 기간에서 출력한다.
·기간 E: 650μ초의 오프 기간
이 주기 패턴에서는, 기간 A∼E 중에서, 기간 A가 공급 전력의 출력 레벨이 큰 기간이 된다.
다음으로, 도 2의 중단 [2]는, 이 주기 패턴의 1주기에 있어서의 기간 A∼E 각각의 듀티비를 다음 식 (1)에 의거하여 계산한 결과를 나타낸다.
듀티비(％)＝공급 전력의 출력 시간(초)÷반복 주기(초)×100 (1)
이 주기 패턴에서는, 기간 A∼E 중에서, 기간 C가 공급 전력의 듀티비가 큰 기간이 된다. 또, 기간 E에 대해서는, 공급 전력이 오프이기 때문에, 공급 전력의 듀티비는 산출되지 않는다.
또한, 도 3의 하단 [3]은, 1초당의 평균 전력을 다음 식 (2)에 의거하여 계산한 결과를 나타낸다.
평균 전력(W)
＝공급 전력의 설정값(W)×출력 시간(초)×주파수(㎐) (2)
이 주기 패턴에서는, 기간 A∼E 중에서, 기간 B와 기간 D에 있어서 평균 전력은 최대이며 또한 거의 동등해진다. 그 때문에, 평균 전력 레벨이 높은 기간 후보는, 기간 B 및 기간 D가 된다.
<정합기(204)의 모드 설정에 대해서>
계속해서, 정합기(204)의 모드 설정에 대해서 설명한다.
도 3은, 정합기(204)에 설정 가능한 복수의 모드에 대해서 설명하는 도면이다.
이하, 도 3을 참조하여 각각의 모드에 대해서 순서대로 설명한다.
(1) 제1 모드…변조된 고주파 전력의 값을 바탕으로 임피던스 정합을 행하는 기간을 규정하는 모드. 예를 들면, 공급 전력의 출력 레벨이 큰 기간(예를 들면 출력 레벨이 최대인 기간)에 맞춰서 임피던스 정합을 행하는 모드.
도 3에 나타내는 제1 모드에서는, 정합기(204)는, 공급 전력의 출력 레벨이 큰 기간 A에 맞춰서 임피던스 정합을 행한다. 그 이외의 기간 B∼D에서는, 임피던스는 정합하지 않기 때문에, 플라스마 부하로부터 고주파 전원(203)을 향하여 반사파 전력이 발생한다. 그러나, 공급 전력의 출력 레벨이 큰 기간 A에 있어서 큰 반사파 전력이 생기지 않기 때문에, 반사파 전력의 피크값은 낮게 억제된다. 그 작용에 의해, 제1 모드는, 임피던스 부정합의 영향을 경감한다.
(2) 제2 모드…변조된 고주파 전력의 듀티비를 바탕으로 임피던스 정합을 행하는 기간을 규정하는 모드. 예를 들면, 공급 전력의 듀티비가 큰 기간(예를 들면 출력 시간이 최장인 기간)에 맞춰서 임피던스 정합을 행하는 모드.
도 3에 나타내는 제2 모드에서는, 정합기(204)는, 공급 전력의 듀티비가 큰 기간 C에 맞춰서 임피던스 정합을 행한다. 그 이외의 기간 A∼B, D에서는, 임피던스는 정합하지 않기 때문에, 플라스마 부하로부터 고주파 전원(203)을 향하여 반사파 전력이 발생한다. 그러나, 출력 시간이 긴 기간 C에 있어서 반사파 전력이 생기지 않기 때문에, 반사파 전력이 영향을 미치는 시간은 짧게 억제된다. 그 작용에 의해, 제2 모드는, 임피던스 부정합의 영향을 경감한다.
(3) 제3A 모드…변조된 고주파 전력과 기간의 듀티비와의 곱인 평균 고주파 전력값을 바탕으로 임피던스 정합하는 기간을 규정하는 모드. 예를 들면, 평균 전력의 출력 레벨이 큰 기간(예를 들면 평균 출력 레벨이 최대인 기간)에 맞춰서 임피던스 정합을 행하는 모드.
단, 평균 전력의 출력 레벨이 큰 기간 후보가 복수 존재할 경우는, 기간 후보 중에서, 공급 전력의 출력 레벨이 큰 기간에 맞춰서 임피던스 정합을 행한다.
도 3에 나타내는 제3A 모드에서는, 정합기(204)는, 평균 전력의 출력 레벨이 큰 기간 B, D 중에서, 공급 전력의 출력 레벨이 큰 기간 B에 맞춰서 임피던스 정합을 행한다. 그 이외의 기간 A, C∼D에서는, 임피던스는 정합하지 않기 때문에, 플라스마 부하로부터 고주파 전원(203)을 향하여 반사파 전력이 발생한다.
그러나, 평균 전력의 출력 레벨이 크며, 또한 공급 전력의 출력 레벨이 큰 기간 B에 있어서 큰 반사파 전력이 생기지 않는다. 그 때문에, 반사파 전력의 평균 전력이나 피크값은 낮게 억제된다. 그 작용에 의해, 제3A 모드는, 임피던스 부정합의 영향을 경감한다.
(4) 제3B 모드…변조된 고주파 전력과 기간의 듀티비와의 곱인 평균 고주파 전력값을 바탕으로 임피던스 정합하는 기간을 규정하는 모드. 예를 들면, 평균 전력의 출력 레벨이 큰 기간(예를 들면 평균 출력 레벨이 최대인 기간)에 맞춰서 임피던스 정합을 행하는 모드.
단, 평균 전력의 출력 레벨이 큰 기간 후보가 복수 존재할 경우는, 기간 후보 중에서, 공급 전력의 듀티비가 큰 기간에 맞춰서 임피던스 정합을 행한다.
도 3에 나타내는 제3B 모드에서는, 정합기(204)는, 평균 전력의 출력 레벨이 큰 기간 B, D 중에서, 공급 전력의 듀티비가 보다 큰 기간 D에 맞춰서 임피던스 정합을 행한다. 그 이외의 기간 A∼C에서는, 임피던스는 정합하지 않기 때문에, 플라스마 부하로부터 고주파 전원(203)을 향하여 반사파 전력이 발생한다.
그러나, 평균 전력의 출력 레벨이 크며, 또한 공급 전력의 듀티비가 큰 기간 D에 있어서 큰 반사파 전력이 생기지 않는다. 그 때문에, 반사파 전력의 평균 전력이나 영향을 미치는 시간은 낮게 억제된다. 그 작용에 의해, 제3B 모드는, 임피던스 부정합의 영향을 경감한다.
(5) 제3 모드…또, 평균 전력의 출력 레벨이 큰 기간 후보가 하나만 존재할 경우, 제3A 모드 및 제3B 모드에 있어서 정합하는 기간은 동등해진다. 이 경우, 제3A 모드와 제3B 모드에 동작상의 차이는 없기 때문에, 어느 쪽이나 제3 모드로서 취급할 수 있다.
즉, 제3 모드는, 변조된 고주파 전력과 기간의 듀티비와의 곱인 평균 고주파 전력값을 바탕으로 임피던스 정합하는 기간을 규정하는 모드. 예를 들면, 평균 전력의 출력 레벨이 큰 기간(예를 들면 평균 출력 레벨이 최대인 기간)에 맞춰서 임피던스 정합을 행하는 모드이다.
그 때문에, 반사파 전력의 평균 전력이나 영향을 미치는 시간은 낮게 억제된다. 그 작용에 의해, 제3 모드는, 임피던스 부정합의 영향을 경감한다.
<제어 장치(207)의 동작에 대해서>
다음으로, 제어 장치(207)의 동작에 대해서 설명한다.
도 4는, 제어 장치(207)에 의한 모드의 자동 선택을 설명하는 플로우 차트이다.
여기에서는, 동 도면에 나타내는 스텝 번호의 순서대로 설명한다.
스텝 S01: 제어 장치(207)는, 마이크로파 플라스마 에칭 장치(100)에 설정되는 에칭 파라미터를 취득한다. 이 에칭 파라미터에 따라서, 제어 장치(207)는, 고주파 전원(203)에 출력 설정하는 공급 전력의 주기 패턴(예를 들면 도 2 참조)을 결정한다.
스텝 S02: 고주파 전원(203)과 플라스마 부하 사이에서 임피던스가 부정합이 되면, 고주파 전원(203)으로부터 플라스마 부하에 공급되는 공급 전력(순시적으로는 진행파 전력)에 대하여, 플라스마 부하로부터 고주파 전원(203)으로 돌아가는 반사파 전력이 생긴다. 이때, 진행파 전력과 반사파 전력이 간섭하여, 최대 2배의 전력 피크가 발생한다.
그래서, 제어 장치(207)는, 주기 패턴의 기간마다의 공급 전력에 대해서, 공급 전력의 2배값이 보호 전력값(절대 정격)을 초과하는지의 여부를 판정한다. 보호 전력값을 초과하는 「공급 전력의 2배값」이 존재할 경우, 제어 장치(207)는 스텝 S03으로 동작을 이행한다. 그 이외의 경우, 제어 장치(207)는 스텝 S05로 동작을 이행한다.
스텝 S03: 제어 장치(207)는, 「공급 전력의 2배값」이 보호 전력값을 초과하는 기간이 1개뿐인지의 여부를 판정한다.
「초과하는 기간」이 1개이면, 제어 장치(207)는, 제1 모드를 선택한다. 제1 모드이면, 공급 전력의 출력 레벨이 최대가 되는 「초과하는 기간」에 맞춰서 임피던스 정합이 행해진다. 그 때문에, 「초과하는 기간」의 반사파 전력은 억제되어, 보호 전력값을 초과하는 전력 피크는 발생하지 않는다. 또한, 「초과하는 기간」이 큰 반사파 전력이 억제되기 때문에, 주기 패턴 전체를 통하여, 고주파 전원과 플라스마 부하 사이의 임피던스 부정합의 영향은 경감된다.
한편, 「초과하는 기간」이 2개 이상의 설정일 경우, 제어 장치(207)는 스텝 S04로 동작을 이행한다.
스텝 S04: 여기에서는, 「초과하는 기간」이 2개 이상이다. 이 경우, 「초과하는 기간」 중 1개에 있어서 임피던스 정합을 취하는 것은 가능하다. 그러나, 나머지 「초과하는 기간」에 있어서는 임피던스가 부정합이 되기 때문에, 보호 전력값을 초과하는 전력 피크가 만일이라도 발생할 우려가 있다. 그래서, 제어 장치(207)는, 현재의 에칭 파라미터가 입력 불가인 것을 공장의 관리 시스템에 통지한다. 그 후, 제어 장치(207)는, 스텝 S01로 동작을 되돌려, 에칭 파라미터가 재설정될 때까지 대기한다.
스텝 S05: 다음으로, 제어 장치(207)는, 주기 패턴에 있어서의 공급 전력의 최대값이 제1 임계값(th1)을 초과하는지의 여부를 판정한다. 여기에서의 제1 임계값(th1)은, 공급 전력의 최대값이 주기 패턴 내에 있어서 돌출하여 큰지의 여부를 판정하기 위한 임계값이며, 예를 들면 100W로 설정된다.
여기에서, 공급 전력의 최대값이 제1 임계값(th1)을 초과하지 않을 경우, 제어 장치(207)는 스텝 S06으로 동작을 이행한다.
한편, 공급 전력의 최대값이 제1 임계값(th1)을 초과할 경우, 제어 장치(207)는, 제1 모드를 선택한다. 제1 모드이면, 공급 전력의 최대값이 제1 임계값(th1)을 초과하는 기간에 맞춰서 임피던스 정합이 행해진다. 그 때문에, 이 기간의 큰 반사파 전력이 억제된다. 그 결과, 주기 패턴 전체를 통하여, 고주파 전원과 플라스마 부하와의 임피던스 부정합의 영향이 경감된다.
스텝 S06: 계속하여, 제어 장치(207)는, 주기 패턴의 기간마다의 평균 전력에 대해서, 제2 임계값(th2)을 초과하는지의 여부를 판정한다. 여기에서의 제2 임계값(th2)은, 기간의 평균 전력이 주기 패턴 전체에 있어서 돌출하여 큰지의 여부를 판정하기 위한 임계값이며, 예를 들면 60W로 설정된다.
여기에서, 평균 전력이 제2 임계값(th2)을 초과하는 기간이 존재할 경우, 제어 장치(207)는 스텝 S07로 동작을 이행한다.
한편, 평균 전력이 제2 임계값(th2)을 초과하는 기간이 존재하지 않을 경우, 주기 패턴 전체에 있어서 평균 전력의 변화는 완만한 것이 예상된다. 그래서, 제어 장치(207)는, 제2 모드를 선택한다. 제2 모드이면, 공급 전력의 듀티비가 큰 기간에 맞춰서 임피던스 정합이 행해지고, 출력 시간이 긴 기간에 있어서 반사파 전력이 억제된다. 그 때문에, 평균 전력의 변화가 완만한 주기 패턴에 있어서, 고주파 전원과 플라스마 부하와의 임피던스 부정합의 영향이 경감된다.
스텝 S07: 다음으로, 제어 장치(207)는, 제2 임계값(th2)을 초과하는 평균 전력의 값이 1개뿐인지의 여부를 판정한다.
제2 임계값(th2)을 초과하는 평균 전력의 값이 2개 이상일 경우, 제어 장치(207)는 스텝 S08로 동작을 이행한다.
한편, 제2 임계값(th2)을 초과하는 평균 전력의 값이 1개이면, 제어 장치(207)는, 제3A 모드를 선택한다. 제3A 모드에서는, 「제2 임계값(th2)을 초과하는 평균 전력」의 기간에 맞춰서 임피던스 정합이 행해진다. 또, 「제2 임계값(th2)을 초과하는 평균 전력」의 기간이 복수 존재할 경우, 이들 기간 중에서 공급 전력의 출력 레벨이 보다 큰 기간에 맞춰서 임피던스 정합이 행해진다.
이 경우, 평균 전력이 크며 또한 공급 전력의 출력 레벨이 보다 큰 기간에 있어서 반사파 전력이 억제된다. 그 때문에, 평균 전력이 부분적으로 높아지는 주기 패턴에 있어서, 고주파 전원과 플라스마 부하와의 임피던스 부정합의 영향이 경감된다.
스텝 S08: 제어 장치(207)는, 「제2 임계값(th2)을 초과하는 평균 전력」의 기간이 주기 패턴에 점하는 듀티비를 산출한다. 제어 장치(207)는, 산출한 듀티비가 제3 임계값(th3)을 초과하는지의 여부를 판정한다.
이 제3 임계값(th3)은, 평균 전력이 높은 기간의 출력 시간이 긴지 짧은지를 판정하기 위한 임계값이며, 예를 들면 31.25％(출력 시간 500μ초)로 설정된다.
여기에서, 평균 전력이 높은 기간의 듀티비가 제3 임계값(th3)을 초과했을 경우, 제어 장치(207)는 제3B 모드를 선택한다. 제3B 모드에서는, 「제2 임계값(th2)을 초과하는 평균 전력」의 기간 중에서, 듀티비가 큰 기간에 맞춰서 임피던스 정합이 행해진다.
이 경우, 평균 전력이 크며 또한 듀티비가 큰 기간(출력 시간이 긴 기간)에 있어서 반사파 전력이 억제된다. 그 때문에, 평균 전력이 계속적으로 높아지는 주기 패턴에 있어서, 고주파 전원과 플라스마 부하와의 임피던스 부정합의 영향이 경감된다.
한편, 평균 전력이 높은 기간의 듀티비가 제3 임계값(th3)을 초과하지 않을 경우, 제어 장치(207)는 제3A 모드를 선택한다. 이 경우, 평균 전력이 부분적으로 높아지는 주기 패턴에 있어서, 고주파 전원과 플라스마 부하와의 임피던스 부정합의 영향이 경감된다.
이상의 일련의 동작에 의해, 제어 장치(207)는, 고주파 전원(203)에 설정하는 주기 패턴에 따라, 정합기(204)의 모드를 적절하게 선택하는 것이 가능해진다.
<실시예 1의 효과 등>
실시예 1은, 다음과 같은 효과를 나타낸다.
(1) 실시예 1에서는, 제1 모드를 선택함으로써, 공급 전력의 출력 레벨이 큰 기간에 맞춰서 임피던스 정합이 행해진다. 그 경우, 공급 전력의 출력 레벨이 큰 기간에 발생하는 반사파 전력을 억제하는 것이 가능해진다.
(2) 통상, 플라스마 처리에서는, 공급 전력의 출력 레벨이 큰 기간일수록, 이온이나 라디칼 등에 부여하는 에너지가 커, 플라스마 처리에 크게 기여한다. 제1 모드는, 이 기간에 맞춰서 임피던스 정합을 행한다. 그 때문에, 임피던스의 부정합에 기인하는 플라스마의 에너지 손실을 저감하여, 플라스마 처리의 처리 효율을 한층 더 높이는 것이 가능해진다.
(3) 실시예 1에서는, 제2 모드를 선택함으로써, 공급 전력의 듀티비가 큰 기간에 맞춰서 임피던스 정합이 행해진다. 그 경우, 공급 전력의 듀티비가 큰 기간에 발생하는 반사파 전력을 억제하는 것이 가능해진다.
(4) 통상, 플라스마 처리에서는, 공급 전력의 듀티비가 큰 기간일수록, 이온이나 라디칼 등에 계속적으로 부여하는 에너지가 커, 플라스마 처리에 크게 기여한다. 제2 모드는, 이 기간에 맞춰서 임피던스 정합을 행한다. 그 때문에, 임피던스의 부정합에 기인하는 플라스마의 에너지의 손실을 저감하여, 플라스마 처리의 처리 효율을 한층 더 높이는 것이 가능해진다.
(5) 실시예 1에서는, 제3 모드(제3A 모드, 제3B 모드)를 선택함으로써, 평균 전력의 출력 레벨이 큰 기간에 맞춰서 임피던스 정합이 행해진다. 따라서, 이 제3 모드에서는, 평균 전력의 출력 레벨이 큰 기간에 발생하는 반사파 전력을 억제하는 것이 가능해진다.
(6) 통상, 플라스마 처리에서는, 평균 전력의 출력 레벨이 큰 기간일수록, 이온이나 라디칼 등에 부여하는 평균적인 에너지가 커, 플라스마 처리에 크게 기여한다. 제3 모드(제3A 모드, 제3B 모드)는, 이 기간에 맞춰서 임피던스 정합을 행한다. 그 때문에, 임피던스의 부정합에 기인하는 플라스마의 에너지 손실을 저감하여, 플라스마 처리의 처리 효율을 한층 더 높이는 것이 가능해진다.
(7) 실시예 1에서는, 제3A 모드를 선택함으로써, 평균 전력의 출력 레벨이 크며, 또한 공급 전력의 출력 레벨이 큰 기간에 맞춰서 임피던스 정합이 행해진다. 따라서, 이 제3A 모드에서는, 평균 전력과 공급 전력 어느 것이나 큰 기간에 발생하는 반사파 전력을 억제하는 것이 가능해진다.
(8) 실시예 1에서는, 제3B 모드를 선택함으로써, 평균 전력의 출력 레벨이 크며, 또한 공급 전력의 듀티비가 큰 기간에 맞춰서 임피던스 정합이 행해진다. 따라서, 이 제3B 모드에서는, 평균 전력과 듀티비 어느 것이나 큰 기간에 발생하는 반사파 전력을 억제하는 것이 가능해진다.
(9) 상술한 바와 같이, 실시예 1에서는, 모드 선택에 의해 임피던스 정합을 행하는 기간을 변경하는 것이 가능해진다. 그 결과, 임피던스 부정합의 영향을 효과적으로 경감하는 모드를 선택하는 것이 가능해진다.
(10) 실시예 1에서는, 공급 전력이 제1 임계값(th1)을 초과하는 기간이 존재하는지의 여부를 판정하고, 「존재한다」라고 판정되었을 경우에 제1 모드를 자동적으로 선택한다. 이 경우, 공급 전력이 제1 임계값(th1)을 초과하는 기간에 맞춰서 임피던스 정합이 행해진다. 따라서, 공급 전력이 제1 임계값(th1)을 초과하는 기간에 발생하는 반사파 전력을 자동적으로 억제하는 것이 가능해진다.
(11) 실시예 1에서는, 평균 전력이 제2 임계값(th2)을 초과하는 기간이 존재하는지의 여부를 판정하고, 「존재하지 않는다」라고 판정되었을 경우에 제2 모드를 자동적으로 선택한다. 이 경우, 모든 기간의 평균 전력이 제2 임계값(th2)을 초과하지 않는 상황에 있어서, 공급 전력의 듀티비가 큰 기간에 맞춰서 임피던스 정합이 행해진다. 따라서, 이러한 기간에 발생하는 반사파 전력을 자동적으로 억제하는 것이 가능해진다.
(12) 실시예 1에서는, 평균 전력이 제2 임계값을 초과하는 기간이 존재하는지의 여부를 판정하고, 「존재한다」라고 판정되었을 경우에 제3 모드(제3A 모드, 제3B 모드)를 자동적으로 선택한다. 이 경우, 평균 전력이 제2 임계값을 초과하는 기간에 맞춰서 임피던스 정합이 행해진다. 따라서, 이러한 기간에 발생하는 반사파 전력을 자동적으로 억제하는 것이 가능해진다.
(13) 실시예 1에서는, 제2 임계값을 초과하는 평균 전력의 값이 몇 개 존재하는지를 판정하고, 「1종류만 존재한다」라고 판정되었을 경우에 제3A 모드를 자동적으로 선택한다. 이 경우, 평균 전력이 제2 임계값보다 크며, 또한 공급 전력의 출력 레벨이 큰 기간에 맞춰서 임피던스 정합이 행해진다. 따라서, 이러한 기간에 발생하는 반사파 전력을 자동적으로 억제하는 것이 가능해진다.
(14) 실시예 1에서는, 제2 임계값을 초과하는 평균 전력의 값이 복수 존재하며, 또한 당해 기간의 듀티비가 제3 임계값을 초과하지 않는다고 판정했을 경우에, 제3A 모드를 자동적으로 선택한다. 이 경우는, 평균 전력이 제2 임계값보다 크며, 또한 공급 전력의 출력 레벨이 큰 기간에 맞춰서 임피던스 정합이 행해진다. 따라서, 이러한 기간에 발생하는 반사파 전력을 자동적으로 억제하는 것이 가능해진다.
(15) 실시예 1에서는, 제2 임계값을 초과하는 평균 전력의 값이 복수 존재하며, 또한 당해 기간의 듀티비가 제3 임계값을 초과한다고 판정했을 경우에, 제3B 모드를 자동적으로 선택한다. 이 경우는, 평균 전력이 제2 임계값보다 크며, 또한 공급 전력의 듀티비가 큰 기간에 맞춰서 임피던스 정합이 행해진다. 따라서, 이러한 기간에 발생하는 반사파 전력을 자동적으로 억제하는 것이 가능해진다.
다음으로, 실시예 2에 대해서 더 설명한다.
[실시예 2]
<실시예 2의 구성>
실시예 2의 플라스마 처리 장치인, ECR(Electron Cyclotron Resonance) 방식의 마이크로파 플라스마 에칭 장치는, 실시예 1의 마이크로파 플라스마 에칭 장치(100)(도 1 참조)와 같은 구성이다. 그래서, 실시예 2의 구성에 대해서는, 실시예 1의 구성 설명 및 도 1을 참조하기로 하고, 여기에서의 중복 설명을 생략한다.
<실시예 2의 동작에 관한 설명>
실시예 2에서는, 제어 장치(207)가, 고주파 전원(222A)과 전자파 발생기(222C) 사이의 정합기(222B)를 이용하여, 임피던스 정합을 행하는 기간을 제어한다.
즉, 제어 장치(207)는, 전자파 발생기(고주파 전력)의 변조에 따라, 제1 모드, 제2 모드, 또는 제3 모드(제3A 모드, 제3B 모드) 중 어느 것에 의해 규정되는 기간에 있어서, 정합기(222B)의 임피던스 정합을 실시한다.
또, 실시예 2의 구체적 동작의 흐름은, 임피던스 정합의 동작 대상이, 실시예 1의 『(제2) 고주파 전원(203), 정합기(204), 및 시료 재치용 전극(215)』으로부터 『(제1) 고주파 전원(222A), 정합기(222B), 및 전자파 발생기(222C)』로 치환되는 점을 제외하면, 실시예 1의 구체적 동작의 흐름과 마찬가지이다.
그래서 설명을 간단히 하기 위해, 실시예 2의 동작에 관한 설명으로서는, 실시예 1의 동작에 관한 설명에 대해서 동작 대상의 변경과 그것에 수반하는 필요한 바꿔 읽기를 행하기로 하고, 여기에서의 중복 설명을 생략한다. 또, 임계값 등의 동작 파라미터의 구체적 수치에 대해서는, 실험이나 시뮬레이션 연산에 의해 설계 가능하다.
<실시예 2의 효과 등>
실시예 2는, 제1 고주파 전원(222A)에 대해서, 실시예 1의 상기 효과 (1)∼(15)와 마찬가지의 효과를 얻는 것이 가능해진다.
<실시형태의 보충 사항 등>
또, 실시예 1, 2에서는, 제1 임계값(th1), 제2 임계값(th2), 제3 임계값(th3), 및 그 밖의 파라미터에 대해서 설명했다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 제1 임계값(th1), 제2 임계값(th2), 제3 임계값(th3), 및 그 밖의 파라미터는, 플라스마 처리에 있어서의 가스나 압력 등의 조건에 따라, 실험이나 시뮬레이션 연산 등에 의거하여 최적값을 설정하면 된다.
또한, 실시예 1, 2에서는, 플라스마 처리의 하나로서, 에칭 처리를 행하는 케이스에 대해서 설명했다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명은, 플라스마 처리에 있어서, 변동하는 고주파 전원과 플라스마 부하와의 임피던스 부정합의 영향을 경감하는 용도에 적용하는 것이 가능하다.
또한, 실시예 1, 2에서는, 고주파 전원의 출력 레벨이 0W(오프 기간)에 대해서는, 어느 모드에 있어서도 임피던스 정합은 행해지지 않는다. 그래서, 이러한 오프 기간에 대해서는, 임피던스 정합을 행하는 기간으로부터 사전에 배제해도 된다.
또한, 실시예 1, 2를 독립된 실시예로서 설명했다. 그러나, 실시예 1과 실시예 2를 동시에 실시해도 된다.
또, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 다양한 변형예가 포함된다. 예를 들면, 상기한 실시예는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것이 아니다. 실시예 1, 2의 전부 또는 일부를 적의(適宜) 조합해도 된다. 또한, 실시예 1, 2의 구성의 일부에 대해서, 다른 구성의 추가·삭제·치환을 하는 것도 가능하다.
100: 마이크로파 플라스마 에칭 장치
201: 처리실 202A: 전자파 공급부
202B: 가스 공급 장치 203: 제2 고주파 전원
204: 정합기 205: 직류 전원
206: 필터 207: 제어 장치
208: 진공 용기 209: 샤워 플레이트
210: 유전체 창 211: 배기용 개폐 밸브
212: 배기 속도 가변 밸브 213: 진공 배기 장치
214: 자장 발생 코일 215: 시료 재치용 전극(시료대)
221: 도파관 222A: 제1 고주파 전원
222B: 정합기 222C: 전자파 발생기
300: 웨이퍼

Claims (10)

  1. 시료가 플라스마 처리되는 처리실과,
    플라스마를 생성하기 위한 제1 고주파 전력을 정합기를 통해 공급하는 제1 고주파 전원과,
    상기 시료가 재치(載置)되는 시료대와,
    제2 고주파 전력을 상기 시료대에 공급하는 제2 고주파 전원과,
    복수의 진폭값을 갖고 주기적으로 반복되는 파형에 의해 상기 제1 고주파 전력이 변조될 경우, 상기 정합기에 의해 정합을 행하기 위한 요건이 규정된 모드에 대응하는 기간에 상기 정합을 행하도록 상기 정합기를 제어하는 제어 장치를 구비하고,
    상기 기간은, 상기 복수의 진폭값 중 어느 것에 대응하는 상기 파형의 각 기간이고,
    상기 모드는, 상기 변조된 제1 고주파 전력의 듀티비를 바탕으로 상기 정합을 행하기 위한 요건이 규정된 모드를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리 장치.
  2. 시료가 플라스마 처리되는 처리실과,
    플라스마를 생성하기 위한 제1 고주파 전력을 정합기를 통해 공급하는 제1 고주파 전원과,
    상기 시료가 재치되는 시료대와,
    제2 고주파 전력을 상기 시료대에 공급하는 제2 고주파 전원과,
    복수의 진폭값을 갖고 주기적으로 반복되는 파형에 의해 상기 제1 고주파 전력이 변조될 경우, 상기 정합기에 의해 정합을 행하기 위한 요건이 규정된 모드에 대응하는 기간에 상기 정합을 행하도록 상기 정합기를 제어하는 제어 장치를 구비하고,
    상기 기간은, 상기 복수의 진폭값 중 어느 것에 대응하는 상기 파형의 각 기간이고,
    상기 모드는, 상기 변조된 상기 제1 고주파 전력과 상기 기간의 듀티비와의 곱인 평균 고주파 전력값을 바탕으로 상기 정합을 행하기 위한 요건이 규정된 모드를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리 장치.
  3. 시료가 플라스마 처리되는 처리실과,
    플라스마를 생성하기 위한 제1 고주파 전력을 공급하는 제1 고주파 전원과,
    상기 시료가 재치(載置)되는 시료대와,
    정합기를 통해 제2 고주파 전력을 상기 시료대에 공급하는 제2 고주파 전원과,
    복수의 진폭값을 갖고 주기적으로 반복되는 파형에 의해 상기 제2 고주파 전력이 변조될 경우, 상기 정합기에 의해 정합을 행하기 위한 요건이 규정된 모드에 대응하는 기간에 상기 정합을 행하도록 상기 정합기를 제어하는 제어 장치를 구비하고,
    상기 기간은, 상기 복수의 진폭값 중 어느 것에 대응하는 상기 파형의 각 기간이고,
    상기 모드는, 상기 변조된 제2 고주파 전력의 듀티비를 바탕으로 상기 정합을 행하기 위한 요건이 규정된 모드를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리 장치.
  4. 시료가 플라스마 처리되는 처리실과,
    플라스마를 생성하기 위한 제1 고주파 전력을 공급하는 제1 고주파 전원과,
    상기 시료가 재치되는 시료대와,
    정합기를 통해 제2 고주파 전력을 상기 시료대에 공급하는 제2 고주파 전원과,
    복수의 진폭값을 갖고 주기적으로 반복되는 파형에 의해 상기 제2 고주파 전력이 변조될 경우, 상기 정합기에 의해 정합을 행하기 위한 요건이 규정된 모드에 대응하는 기간에 상기 정합을 행하도록 상기 정합기를 제어하는 제어 장치를 구비하고,
    상기 기간은, 상기 복수의 진폭값 중 어느 것에 대응하는 상기 파형의 각 기간이고,
    상기 모드는, 상기 변조된 상기 제2 고주파 전력과 상기 기간의 듀티비와의 곱인 평균 고주파 전력값을 바탕으로 상기 정합을 행하기 위한 요건이 규정된 모드를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모드는, 상기 변조된 상기 제1 또는 상기 제2 고주파 전력의 값을 바탕으로 상기 정합을 행하기 위한 요건이 규정된 모드를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리 장치.
  6. 제2항 또는 제4항에 있어서,
    상기 평균 고주파 전력값을 바탕으로 상기 정합을 행하기 위한 요건이 규정된 모드는, 당해 모드에 대응하는 기간 후보가 복수일 경우, 상기 변조된 상기 제1 또는 상기 제2 고주파 전력의 값을 바탕으로 상기 요건이 규정된 모드와, 상기 듀티비를 바탕으로 상기 요건이 규정된 모드를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리 장치.
  7. 복수의 진폭값을 갖고 주기적으로 반복되는 파형에 의해 변조되고 정합기를 통해 공급된 고주파 전력에 의해 생성된 플라스마를 이용하여 시료를 처리하는 플라스마 처리 방법에 있어서,
    상기 정합기에 의해 정합을 행하기 위한 요건이 규정된 모드에 대응하는 기간에 상기 정합을 행하고,
    상기 기간은, 상기 복수의 진폭값 중 어느 것에 대응하는 상기 파형의 각 기간이고,
    상기 모드는, 상기 변조된 고주파 전력의 듀티비를 바탕으로 상기 정합을 행하기 위한 요건이 규정된 모드를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리 방법.
  8. 복수의 진폭값을 갖고 주기적으로 반복되는 파형에 의해 변조되고 정합기를 통해 공급된 고주파 전력에 의해 생성된 플라스마를 이용하여 시료를 처리하는 플라스마 처리 방법에 있어서,
    상기 정합기에 의해 정합을 행하기 위한 요건이 규정된 모드에 대응하는 기간에 상기 정합을 행하고,
    상기 기간은, 상기 복수의 진폭값 중 어느 것에 대응하는 상기 파형의 각 기간이고,
    상기 모드는, 상기 변조된 고주파 전력과 상기 기간의 듀티비와의 곱인 평균 고주파 전력값을 바탕으로 상기 정합을 행하기 위한 요건이 규정된 모드를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리 방법.
  9. 복수의 진폭값을 갖고 주기적으로 반복되는 파형에 의해 변조된 고주파 전력을 정합기를 통해 시료가 재치된 시료대에 공급하면서 상기 시료를 플라스마 처리하는 플라스마 처리 방법에 있어서,
    상기 정합기에 의해 정합을 행하기 위한 요건이 규정된 모드에 대응하는 기간에 상기 정합을 행하고,
    상기 기간은, 상기 복수의 진폭값 중 어느 것에 대응하는 상기 파형의 각 기간이고,
    상기 모드는, 상기 변조된 고주파 전력의 듀티비를 바탕으로 상기 정합을 행하기 위한 요건이 규정된 모드를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리 방법.
  10. 복수의 진폭값을 갖고 주기적으로 반복되는 파형에 의해 변조된 고주파 전력을 정합기를 통해 시료가 재치된 시료대에 공급하면서 상기 시료를 플라스마 처리하는 플라스마 처리 방법에 있어서,
    상기 정합기에 의해 정합을 행하기 위한 요건이 규정된 모드에 대응하는 기간에 상기 정합을 행하고,
    상기 기간은, 상기 복수의 진폭값 중 어느 것에 대응하는 상기 파형의 각 기간이고,
    상기 모드는, 상기 변조된 고주파 전력과 상기 기간의 듀티비와의 곱인 평균 고주파 전력값을 바탕으로 상기 정합을 행하기 위한 요건이 규정된 모드를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리 방법.
KR1020217001571A 2020-01-30 2020-01-30 플라스마 처리 장치, 및 플라스마 처리 방법 KR102521387B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/003413 WO2021152770A1 (ja) 2020-01-30 2020-01-30 プラズマ処理装置、およびプラズマ処理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210098938A KR20210098938A (ko) 2021-08-11
KR102521387B1 true KR102521387B1 (ko) 2023-04-14

Family

ID=77078755

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217001571A KR102521387B1 (ko) 2020-01-30 2020-01-30 플라스마 처리 장치, 및 플라스마 처리 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220359160A1 (ko)
JP (1) JP7140853B2 (ko)
KR (1) KR102521387B1 (ko)
CN (1) CN115004864A (ko)
TW (2) TWI781521B (ko)
WO (1) WO2021152770A1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010238881A (ja) 2009-03-31 2010-10-21 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP2014096594A (ja) 2006-10-06 2014-05-22 Tokyo Electron Ltd プラズマエッチング装置およびプラズマエッチング方法
JP2014239091A (ja) 2013-06-06 2014-12-18 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5319150B2 (ja) 2008-03-31 2013-10-16 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
JP5822795B2 (ja) 2012-07-17 2015-11-24 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置
JP6424024B2 (ja) * 2014-06-24 2018-11-14 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP6157036B1 (ja) * 2016-07-08 2017-07-05 株式会社京三製作所 高周波電源装置、及び高周波電源装置の制御方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014096594A (ja) 2006-10-06 2014-05-22 Tokyo Electron Ltd プラズマエッチング装置およびプラズマエッチング方法
JP2010238881A (ja) 2009-03-31 2010-10-21 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP2014239091A (ja) 2013-06-06 2014-12-18 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2021152770A1 (ko) 2021-08-05
TW202304261A (zh) 2023-01-16
KR20210098938A (ko) 2021-08-11
CN115004864A (zh) 2022-09-02
TW202130230A (zh) 2021-08-01
WO2021152770A1 (ja) 2021-08-05
JP7140853B2 (ja) 2022-09-21
US20220359160A1 (en) 2022-11-10
TWI781521B (zh) 2022-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102580453B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
KR101819922B1 (ko) 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법
KR101467947B1 (ko) 이온 에너지 분포를 제어하기 위한 시스템, 방법 및 장치
KR20170101251A (ko) 플라스마 처리 방법 및 플라스마 처리 장치
KR20160113983A (ko) 전원 시스템, 플라즈마 처리 장치 및 전원 제어 방법
KR101257359B1 (ko) 플라즈마 처리장치 및 플라즈마 처리방법
KR20170024922A (ko) 플라즈마 발생 장치
KR101764767B1 (ko) 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치
JP2021093548A (ja) プラズマ処理システム
JP7374362B2 (ja) プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
KR20200096734A (ko) 고주파 전원 및 플라즈마 처리 장치
JP2016004983A (ja) 絶縁膜をエッチングする方法
CN108471666B (zh) 一种等离子体产生方法及装置和半导体处理设备
KR102521387B1 (ko) 플라스마 처리 장치, 및 플라스마 처리 방법
KR100878467B1 (ko) 반도체 기판 처리장치
JP7278466B2 (ja) プラズマ処理装置、およびプラズマ処理方法
TWI769447B (zh) 多頻率多階段的電漿射頻輸出的方法及其裝置
US20240162007A1 (en) Reducing aspect ratio dependent etch with direct current bias pulsing
KR20240017372A (ko) 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant