KR20040031082A - Method for etching structures in an etching body by means of a plasma - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라스마(15)에 의해 구조를 에칭 바디(19)에 에칭하기 위한, 특히 에칭 마스크에 의해 가로로 정확하게 규정된 리세스를 실리콘 바디에 에칭하기 위한 방법에 관한 것이다. 이 경우 에칭 바디(19)에 고주파 교류 전압에 의해 적어도 일시적으로 고주파로 펄스되고, 저주파로 변조된 고주파 파워가 결합되고, 또한 플라스마의 세기는 시간의 함수로서 변조된다.The present invention relates to a method for etching a structure to an etch body 19 by means of a plasma 15, in particular for etching a recess to a silicon body which is precisely defined transversely by an etch mask. In this case, the high frequency power modulated at least temporarily by the high frequency alternating voltage by the high frequency alternating voltage, the low frequency modulated high frequency power is coupled, and the intensity of the plasma is modulated as a function of time.

Description

플라스마에 의해 구조를 에칭 바디에 에칭하기 위한 방법{Method for etching structures in an etching body by means of a plasma}Method for etching structures in an etching body by means of a plasma}

예컨대 DE 42 41 045 C1 의 방식에 따른, 가로 방향으로 정확하게 규정된 리세스를 실리콘 바디에 에칭하기 위한 플라스마 에칭 프로세스에서 불충분한 포켓 안정성의 문제가 여러 번 나타난다. 즉 특히 예컨대 실리콘과 그 아래 위치하는 이산화규소 사이와 같은, 에칭 바디와 유전체 인터페이스 사이의 경계면에서 바람직한 에칭 프로파일의 편차가 형성된다는 것이다.Insufficient pocket stability problems appear several times in the plasma etching process for etching a silicon body with a precisely defined recess in the manner of DE 42 41 045 C1, for example. That is, a deviation of the desired etch profile is formed, in particular at the interface between the etch body and the dielectric interface, such as, for example, between silicon and silicon dioxide underlying it.

출원서 DE 199 57 169 A1에는 이미 소위 이중 펄스 기술이 서술되어 있고, 여기서 유도 결합 플라스마 에칭 장치의 에칭 챔버에서 기판 전극의 높은 임펄스 최고 파워의 고주파로 변조된 저주파 반송파 신호의 저주파 펄스를 통해, 상기 바람직하지 않은 포켓 형성의 억제와 동시에 플라스마 에칭 프로세스용 넓은 프로세스 윈도우가 달성된다. 따라서 특히 에칭된 구조의 애스팩트비가 5:1 내지 10:1 일 경우 충분한 포켓 안정성이 달성되고 과에칭에 대한 어느 정도의 공차가 얻어진다. 그러나 발생된 트렌치의 애스팩트비가 여전히 높거나 또는 과에칭 시간이 길 경우에는 상기 프로세스에서도 포켓 형성은 완전히 억제될 수 없다.Application DE 199 57 169 A1 has already described a so-called double pulse technique, wherein the low frequency pulses of the high frequency modulated low frequency carrier signal of the high impulse highest power of the substrate electrode in the etching chamber of the inductively coupled plasma etching apparatus are described above. A wide process window for the plasma etch process is achieved simultaneously with the suppression of unplanned pocket formation. Thus sufficient pocket stability is achieved and some tolerance to overetching is achieved, especially when the aspect ratio of the etched structure is 5: 1 to 10: 1. However, pocket formation cannot be completely suppressed even in this process if the aspect ratio of the generated trench is still high or the overetch time is long.

DE 199 33 842 A1 에 제시된 바와 같이, 유도 결합 플라스마 소오스도 펄스됨으로써, 플라스마 방전이 포즈(pause)하는 동안 증식하여 발생하는 음이온은 높은 애스팩트비를 가진 구조에서 유전체 에칭 그라운드의 포지티브한 충전을 방전시키는데 일조한다. ICP-플라스마 소오스(ICP = "inductively coupled plasma")의 상기 방식의 펄스시 큰 문제점은 할당된 고주파 제네레이터에서 높은 반사 파워가 발생한다는 것인데, 그 이유는 플라스마에서 플라스마 방전이 점화되는 동안 규정되지 않은 조건이 존재하고, 상기 조건은 과도기동안 결합된 고주파 파워가 플라스마 임피던스에 매칭되는 것을 매우 어렵게 만든다. 따라서 플라스마 방전의 점화는 전기 용량성 결합 모드로부터 유도 결합 모드로의 전이를 말하고, 이것은 임피던스 미스매치와 그에 따른 높은 반사 파워를 야기한다.As shown in DE 199 33 842 A1, the inductively coupled plasma source is also pulsed, so that negative ions generated by multiplying during plasma discharge discharge positive charge of the dielectric etch ground in structures with high aspect ratios. It helps to The big problem with this type of pulse of an ICP-plasma source (ICP = "inductively coupled plasma") is that high reflected power is generated in the assigned high frequency generator, because of the undefined conditions during which the plasma discharge is ignited in the plasma. This condition exists, making the high frequency power coupled during the transition period very difficult to match the plasma impedance. The ignition of the plasma discharge thus refers to the transition from capacitive coupling mode to inductive coupling mode, which leads to impedance mismatches and hence high reflected power.

이러한 문제를 극복하기 위해 DE 199 27 806 A1 에서는, 주파수 결정 부재로서 플라스마 소오스를 포함하고 피드백 경로의 증폭기로서 고주파 제네레이터를 포함하는 마이스너 발진기의 방식에 따른 피드백 회로를 통해, 과도 위상동안 여기 전압의 주파수가 릴리스되는 것이 제안된다. 그러나 이러한 방법은 주파수가 산업 장치용으로 릴리스된 주파수 범위 외부에서 발생할 수 있고, 이것은 상응하는 차폐부를 필요로 하는 단점을 가진다.In order to overcome this problem, in DE 199 27 806 A1, the frequency of the excitation voltage during the transient phase, via a feedback circuit according to the method of the Meissner oscillator which includes a plasma source as the frequency determining member and a high frequency generator as the amplifier of the feedback path, It is suggested that it be released. However, this method can occur outside the frequency range in which the frequency is released for industrial devices, which has the disadvantage of requiring a corresponding shield.

공개되지 않은 출원서 DE 100 51 831.1 에는 유도 결합 플라스마에 의한 기판의 에칭 장치 및 방법이 이미 제안되어 있고, 여기서 기판과 ICP-소오스 사이에는 정지된 또는 시간에 따라 변화될 수 있는 자계가 제공되고, 상기 자계는 적어도 2개의 적층 배치된, 반대 방향으로 전류에 의해 관류되는 자기 코일을 통해 발생된다.An unpublished application DE 100 51 831.1 has already proposed an apparatus and method for etching a substrate by inductively coupled plasma, wherein a magnetic field is provided between the substrate and the ICP-source that can be stopped or changed over time, The magnetic field is generated through magnetic coils which are flowed by current in opposite directions, arranged in at least two layers.

본 발명의 목적은 특히 에칭된 구조의 애스팩트비가 높고 과에칭 시간이 길 경우, 포켓 안정성이 개선된 에칭 바디에 구조를 에칭하기 위한 방법을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a method for etching a structure in an etch body with improved pocket stability, especially when the aspect ratio of the etched structure is high and the overetch time is long.

본 발명은 독립항의 전제부에 따른 플라스마에 의해 구조를 에칭 바디에 에칭하기 위한, 특히 가로 방향으로 정확하게 규정된 리세스를 실리콘 바디에 에칭하기 위한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for etching a structure into an etch body by means of a plasma according to the preamble of the independent claim, in particular for etching a silicon body with a precisely defined recess in the transverse direction.

도 1은 본 발명에 따른 방법의 실행을 위한 플라스마 에칭 장치의 기본도이고,1 is a basic diagram of a plasma etching apparatus for carrying out a method according to the invention,

도 2는 기판 전극에 결합된, 고주파로 펄스되고 저주파로 변조된 고주파 파워와 동기화되는 플라스마 세기의 시간에 따른 변조의 제 1 실시예를 도시하고,2 shows a first embodiment of time-dependent modulation of plasma intensity synchronized to a high frequency pulsed and low frequency modulated high frequency power coupled to a substrate electrode,

도 3은 도 2에 따른 고주파로 펄스되고 저주파로 변조된 고주파 파워의 구조를 도시하고,FIG. 3 illustrates a structure of a high frequency pulse and a low frequency modulated high frequency power according to FIG.

도 4는 플라스마 세기의 변조 및 기판 전극에 결합된 고주파 파워와 상기 플라스마 세기의 변조의 동기화의 제 2 실시예를 도시하고,4 shows a second embodiment of the modulation of plasma intensity and the synchronization of the modulation of the plasma intensity with the high frequency power coupled to the substrate electrode,

도 5는 저주파로 클록된 펄스 포즈동안 제 3 실시예를 도시하고,5 shows a third embodiment during a pulse pose clocked at low frequency;

도 6은 저주파로 클록된 펄스 포즈동안 제 2 실시예를 도시한다.6 shows a second embodiment during a pulse pose clocked at low frequency.

본 발명에 따른 방법은 선행 기술에 비해, 예컨대 실리콘의 에칭시, 특히 SiO2-층과 같은 매립된 유전체 에칭 스톱층이 달성되고 및 과에칭에 대해 공차가 증가될 경우 현저히 상승된 포켓 안정성의 장점을 가진다.The method according to the invention has the advantage of significantly increased pocket stability compared to the prior art, for example when etching of silicon, in particular when a buried dielectric etch stop layer such as a SiO 2 -layer is achieved and the tolerance is increased for overetching Has

본 발명의 바람직한 개선예는 종속항에 언급된 조치로부터 발생한다.Preferred refinements of the invention arise from the measures mentioned in the dependent claims.

따라서 플라스마의 세기는, "방전 포즈"에서 플라스마 방전이 즉시 소멸되지 않고 유도 결합 모드에서 유지되도록 변조 또는 펄스되는 것이 매우 바람직하고, 즉 즉시 최소 방전을 유지하기 위해 필요한 만큼의 고주파수 파워가 상기 시간동안 플라스마 소오스 또는 유도 결합 플라스마에 공급된다. 플라스마가 상기 방전 포즈 또는 펄스 포즈(pulse pause)에서 완전히 소멸되지 않음으로써, 플라스마가 최대 세기로 계속 상승될 경우 매번, 높은 반사 파워가 발생하는 것이 방지되는데, 그 이유는 플라스마 방전의 전기 용량성 결합 스타트 위상이 대체로 방지되고 동시에 플라스마 방전의 유도 결합 위상에서 스타트되기 때문이다.It is therefore highly desirable that the intensity of the plasma is modulated or pulsed so that the plasma discharge in the "discharge pose" does not immediately disappear but remains in the inductively coupled mode, i.e. as high frequency power as needed to maintain the minimum discharge immediately during this time. Supplied to the plasma source or inductively coupled plasma. The plasma is not completely extinguished in the discharge pose or pulse pause, thereby preventing the occurrence of high reflected power each time the plasma continues to rise to maximum intensity, because the capacitive coupling of plasma discharge This is because the start phase is largely prevented and simultaneously started in the inductively coupled phase of the plasma discharge.

이 경우 DE 199 57 169 A1 에 기술된 이중 펄스 기술에 따라 이루어지는 기판 전극에 결합된 고주파 파워가 시간에 따라 플라스마 세기의 변조와 상관되거나 또는 동기화된다.In this case the high frequency power coupled to the substrate electrode made according to the double pulse technique described in DE 199 57 169 A1 is correlated or synchronized with the modulation of plasma intensity over time.

또한 이와 관련하여 방전 포즈동안 이전에 포지티브하게 충전된 이온 및 전자에 의해 지배되는 플라스마가 포지티브 및 네가티브하게 충전된 이온으로 이루어진 소위 "양극성" 플라스마로 전이되고, 즉 소위 "애프터-글로우(after-glow)"-위상에서, 포지티브하게 충전된 이온과의 재결합에 의해 또는 중성 입자의 포착에 의해 자유 전자가 포착되는 것이 바람직하다. 전자를 둘러싸는 중성 입자의 숫자상의 과무게로 인해, 전자 포착에 의한 음이온의 발생은 이 경우 지배 반응이다. 따라서 "노멀" 플라스마에서 양자 질량의 수배에 상응하는 질량을 가진 네가티브 전하 캐리어의 개수는, 양자 질량의 수배에 상응하는 질량을 가진 포지티브 전하 캐리어의 개수보다 3 내지 4배 작은 반면, 이러한 위상에서 상기 네가티브 및 포지티브 전하 캐리어의 개수는 거의 동일하다. 또한 플라스마의 이온에 비해 더 작게 형성된 자유 전자의 양으로 인해, 동일하지 않은 전하 캐리어 질량의 효과 및 전하 캐리어 이동성도 사라지기 때문에, 이전에 수 10 볼트 범위의 포지티브 값의 플라스마 전위가 0 볼트의 값에 근사하게 됨으로써, 포지티브 및 네가티브 전하 캐리어가 동일한 방식으로, 처리될 에칭 바디, 예컨대 실리콘 웨이퍼에 도달할 수 있고,이것은 거기서 애스팩트비가 높을 경우에도 최적의 전하 균형을 가능하게 한다.Also in this connection during the discharge pose the plasma dominated by the positively charged ions and electrons is transferred to a so-called "bipolar" plasma consisting of positive and negatively charged ions, i.e. so called "after-glow". In the) -phase, it is preferred that free electrons be trapped by recombination with positively charged ions or by the capture of neutral particles. Due to the numerical overweight of the neutral particles surrounding the electrons, the generation of negative ions by electron capture is the dominant reaction in this case. The number of negative charge carriers having a mass corresponding to several times the quantum mass in the "normal" plasma is thus three to four times smaller than the number of positive charge carriers having a mass corresponding to several times the quantum mass, while in this phase The number of negative and positive charge carriers is about the same. In addition, since the amount of free electrons formed smaller than the ions of the plasma also eliminates the effects of unequal charge carrier mass and charge carrier mobility, the plasma potential of the positive value in the range of several ten volts previously had a value of zero volts. By approximating to, positive and negative charge carriers can reach the etching body to be processed, such as a silicon wafer, in the same way, which allows for optimal charge balance even when the aspect ratio is high.

유도 결합 플라스마가 완전히 전자 없이 유지될 수 없기는 하지만, 이 경우 전자의 밀도가 더 작을수록, 포지티브 및 네가티브 전하 캐리어가 더 동일해지고 그리고 방해되는 충전의 중성화가 더 잘 작용한다. 이러한 점에서 본 발명에 따른 방법에 있어서 전자 밀도가 가급적 작거나 또는 상기 전자 밀도가 본 발명에 따른 방법이 실행될 경우 작게 유지될 수 있는 것이 매우 바람직하다.Although the inductively coupled plasma cannot be maintained completely without electrons, in this case the smaller the density of the electrons, the more positive and negative charge carriers become identical and the more neutral the charging impedes. In this respect it is very desirable for the method according to the invention that the electron density is as small as possible or that the electron density can be kept small when the method according to the invention is carried out.

시간 함수로서 실행된 플라스마 세기의 변조는, 결국 바람직하게 특히 주기적으로 시간에 따라 변하는, 상응하는 코일 제네레이터로부터 나오는 플라스마에 결합된 고주파 파워 외에도, 대안적으로 또는 추가로 플라스마에 작용하는 자계, 예컨대 DE 100 51 831.1 의 방식에 따른 장치의 자계의 예컨대 주기적으로 변하는 자계 세기에 의해서도 이루어질 수 있다.The modulation of the plasma intensity, implemented as a function of time, alternatively or additionally in addition to the high frequency power coupled to the plasma from the corresponding coil generator, which, in turn, is particularly preferably time-dependently alternatingly or in addition to a magnetic field, such as DE It can also be achieved by means of a periodically changing magnetic field strength of the magnetic field of the device according to the scheme of 100 51 831.1.

본 발명은 도면 및 하기의 서술부에 의해 더 자세히 설명된다.The invention is explained in more detail by the figures and the following description.

도 1은 DE 100 51 831.1에 공지된 플라스마 장치(5)를 도시하고, 상기 플라스마 장치에 의해 예컨대 이방성 플라스마 에칭 프로세스가 DE 42 41 045 C1의 방식에 따라 실리콘에 트렌치를 제조하기 위해 실행된다. 상세히 말하자면 이를 위해 에칭 챔버(10), 위에 기판(19), 예컨대 실리콘 웨이퍼가 배치된 기판 전극(18)이 제공된다. 또한 기판 전극(18)은 임피던스 매칭을 위한 제 2 매치 박스(21) 및 기판 파워 제네레이터(22)와 도전 접속된다.1 shows a plasma apparatus 5 known from DE 100 51 831.1, in which an anisotropic plasma etching process, for example, is carried out to produce a trench in silicon in the manner of DE 42 41 045 C1. In detail, for this purpose there is provided an etching chamber 10, a substrate electrode 18 on which a substrate 19 is placed, for example a silicon wafer. The substrate electrode 18 is also electrically connected to the second match box 21 and the substrate power generator 22 for impedance matching.

에칭 챔버(10)의 상부 영역에 에칭 챔버(10)를 둘러싸는 코일(11)이 제공되고, 상기 코일은 임피던스 매칭을 위한 제 1 매치 박스(12)를 통해 코일 제네레이터(13)에 연결된다. 상기 코일 제네레이터(13) 및 제 1 매치 박스(12)를 통해 코일(11)에 의해 고주파 파워가 에칭 챔버(10)에 결합됨으로써, 거기서 유도 결합 플라스마(15)가 형성된다. 또한 도 1에 따라, 에칭 챔버(10)는 그의 상부 영역에서 가스 유입구(14)를 가지고, 그의 하부 영역에서는 프로세스 가스, 예컨대 교대되는 에칭 가스 및 패시베이션 가스의 공급 또는 배출을 위한 가스 배출구(20)를 가진다.In the upper region of the etching chamber 10 is provided a coil 11 surrounding the etching chamber 10, which is connected to the coil generator 13 via a first match box 12 for impedance matching. The high frequency power is coupled to the etching chamber 10 by the coil 11 via the coil generator 13 and the first match box 12, whereby an inductively coupled plasma 15 is formed. Also according to FIG. 1, the etching chamber 10 has a gas inlet 14 in its upper region, and in its lower region a gas outlet 20 for supplying or discharging process gases, such as alternating etching and passivation gases. Has

마지막으로 유도 결합 플라스마(15)의 발생 영역과 기판 전극(18) 사이의 에칭 챔버(10)는 2 개의 자계 코일(16)에 의해 둘러싸이고, 여기서 2 개의 상응하는 스페이서(17)가 에칭 챔버(10)의 측벽으로 삽입되고, 상기 스페이서는 상기 코일(16)을 수용한다.Finally, the etching chamber 10 between the generating region of the inductively coupled plasma 15 and the substrate electrode 18 is surrounded by two magnetic field coils 16, where two corresponding spacers 17 are formed. Inserted into the side wall of 10), the spacer receives the coil 16.

또한 플라스마 에칭 장치(5)의 상세한 구조와 관련하여 DE 100 51 831.1 의 실시예가 참조된다.See also the embodiment of DE 100 51 831.1 in connection with the detailed structure of the plasma etching apparatus 5.

코일 제네레이터(13) 및 제 1 매치 박스(12)에 의해 시간 함수로서 플라스마(15)의 세기를 변조하기 위해, DE 199 27 806 A1 또는 바람직하게 DE 199 33 842 A1 에 공지된 장치가 제공되고, 상기 장치는 예컨대 상기 문서에 기술된 바와 같이, 제 1 매치 박스(12) 또는 코일 제네레이터(13)에 통합된다.In order to modulate the intensity of the plasma 15 as a function of time by means of the coil generator 13 and the first match box 12, a device known from DE 199 27 806 A1 or preferably DE 199 33 842 A1 is provided, The device is integrated into the first match box 12 or the coil generator 13, for example as described in the above document.

또한 DE 199 57 169 A1에 기술된 바와 같이, 기판 파워 제네레이터(22), 제 2 매치 박스(21) 및 기판 전극(18)에 의해, 고주파로 펄스되고, 저주파로 변조된 고주파수가 기판(19)에 결합된다.In addition, as described in DE 199 57 169 A1, the high frequency frequency pulsed at a high frequency and modulated at a low frequency by the substrate power generator 22, the second match box 21 and the substrate electrode 18 is applied to the substrate 19. Is coupled to.

도 3은 상기 고주파로 펄스되고, 저주파로 변조된 고주파 파워를 도시하고, 주기적으로 교대되는 저주파로 클록된 펄스 패킷(30) 및 20 % 내지 80 %, 바람직하게 50 %의 소위 "듀티 사이클"에서 예컨대 1 Hz 내지 500 Hz, 바람직하게 10 Hz 내지 250 Hz, 예컨대 100 Hz의 주파수를 가지고, 바람직하게 5 Watt 내지 20 Watt, 예컨대 10 Watt의 평균 파워를 가진 저주파로 클록된 펄스 포즈(31)가 기판 전극(18)에 결합된다. 이 경우 도 3에 따른 저주파로 클록된 펄스 패킷(30)은 주기적으로 교대되는 고주파로 클록된 펄스(32)와 고주파로 클록된 펄스 포즈(33)의순서로 이루어지고, 상기 주기의 주파수는 예컨대 10 kHz 내지 500 kHz, 예컨대 100 kHz이고, "듀티 사이클"은 바람직하게 2 % 내지 20 %, 예컨대 5 %이다. 이 경우 기판 전극(18)에 결합된 평균 파워는 고주파로 클록된 펄스(32) 동안 평균 시간에서 예컨대 5 Watt 내지 40 Watt, 특히 20 Watt이다.Figure 3 shows the high frequency pulsed, low frequency modulated high frequency power, and at the so-called "duty cycle" of pulse packets 30 clocked at low frequency periodically and at 20% to 80%, preferably 50% A substrate having a pulse pause 31 clocked at a low frequency with a frequency of, for example, 1 Hz to 500 Hz, preferably 10 Hz to 250 Hz, such as 100 Hz, and preferably having an average power of 5 Watt to 20 Watt, such as 10 Watt Is coupled to the electrode 18. In this case, the low frequency clocked pulse packet 30 according to FIG. 3 is in the order of the alternating high frequency clocked pulse 32 and the high frequency clocked pulse pose 33, and the frequency of the period is 10, for example. kHz to 500 kHz, such as 100 kHz, and the "duty cycle" is preferably 2% to 20%, such as 5%. The average power coupled to the substrate electrode 18 in this case is, for example, 5 Watts to 40 Watts, in particular 20 Watts, at an average time during the high frequency clocked pulse 32.

마지막으로 도 3에서는, 개별 고주파로 클록된 펄스(32)가 예컨대 13.56 MHz의 주파수 및 바람직하게 100 Watt 내지 1 kWatt, 예컨대 400 Watt의 고주파 파워를 가진 고주파 반송 신호로 이루어진다는 것을 알 수 있다. 또한 도 3에 대한 추가 상세 설명과 관련하여 출원서 DE 199 57 169 A1 이 참조된다.Finally, in Figure 3 it can be seen that the pulse 32, clocked at an individual high frequency, consists of a high frequency carrier signal having a frequency of 13.56 MHz and preferably a high frequency power of 100 Watts to 1 kWatt, such as 400 Watts. See also application DE 199 57 169 A1 in connection with further detail to FIG. 3.

도 3에 따른 기판 전극(18)에서의 신호 형성시 특히, 충분히 긴, 저주파 클록킹에 의해 발생하는 펄스 포즈(31)가 유지되고, 이 펄스 포즈 동안 에칭된 트렌치의 유전체 경계층의 영역에서 방전이 이루어질 수 있는 것이 주의될 수 있다. 이러한 긴 펄스가 프로세스 안정성 자체를 감소시키고, 따라서 좁은 프로세스 윈도우를 야기하는 동안, 가급적 낮은 펄스-대-포즈-비율("듀티 사이클"), 예컨대 1 : 10 또는 1 : 20의 비율을 가진 고주파 반송 신호(34)의 추가 고주파 변조에 의해, 동시에 낮은 전류가 기판 전극(18)으로 흐를 경우 매우 높은 기판 전극 전압이 발생됨으로써, 그럼에도 불구하고 매우 넓은, 허용 프로세스 윈도우가 세팅된다. 이 경우 "듀티 사이클"은 전류 전압 관계식을 제어하고, 기판 전극(18)으로부터 플라스마(15)의 나타날 수 있는 옴 저항을 관찰한다.In the formation of the signal at the substrate electrode 18 according to FIG. 3, in particular, a pulse pose 31, which is caused by a sufficiently long, low frequency clocking, is maintained and discharges in the region of the dielectric boundary layer of the trench etched during this pulse pose. It can be noted that what can be done. While these long pulses reduce the process stability itself, thus causing a narrow process window, high frequency carriers with as low a pulse-to-pose-ratio ("duty cycle") as possible, such as a ratio of 1: 10 or 1: 20 Further high frequency modulation of the signal 34 results in a very high substrate electrode voltage when a low current flows into the substrate electrode 18 at the same time, which nevertheless sets a very wide, permissible process window. The “duty cycle” in this case controls the current voltage relationship and observes possible ohmic resistance of the plasma 15 from the substrate electrode 18.

도 2는 본 발명에 따른 방법의 제 1 실시예를 도시하고, 기판 전극(18)의 고주파로 펄스되고, 저주파로 변조된 고주파 파워는 즉시 플라스마 세기의 변조와 동기화됨으로써, 최소 파워(플라스마는 거의 소멸)를 가진 플라스마 여기, 즉 제 1 플라스마 세기 최소치(41)는 각각 저주파로 클록된 펄스 포즈(31)와 함께 강하한다. 이것은 저주파로 클록된 펄스 포즈(31) 동안, 발생된 트렌치의 증폭된 방전을 야기하는데, 그 이유는 트렌치의 셀프 방전이 발생하는 것뿐만 아니라 음이온도 구조 그라운드 쪽으로 여러 번 이끌리게되고, 거기에 존재하는 포지티브 전하가 중성화되기 때문이다.Figure 2 shows a first embodiment of the method according to the invention, wherein the high frequency pulsed, low frequency modulated high frequency power of the substrate electrode 18 is immediately synchronized with the modulation of plasma intensity so that the minimum power (plasma is nearly Plasma excitation, i.e., the first plasma intensity minimum 41, falls with the pulse pose 31 clocked at a low frequency, respectively. This causes an amplified discharge of the generated trenches during the low frequency clocked pulse pose 31, not only because the self-discharge of the trenches occurs, but also the negative ions are attracted to the structural ground several times, and there are This is because the positive charge is neutralized.

도 2에 도시된 1 : 1의 클록 비율, 즉 제 1 플라스마 세기 최대치(40)의 지속 시간과 제 1 플라스마 세기 최소치(41)의 지속 시간의 비율은 예시적으로만 나타나 있다. 오히려 플라스마 여기 효과로 인해, 플라스마(15)가 가급적 오래 여기되고 가급적 짧은 시간동안 포즈되는 것이 바람직하고, 즉 여기 또는 플라스마 세기를 듀티 사이클로 설정할 경우 확실히 1:1 미만의 비율이 세팅되는 것이 바람직하고, 이로써 플라스마(15)에 결합된 고주파 파워의 필요한 임펄스 최고 파워가 너무 커지는 것이 방지된다. 예컨대 바람직한 시간 평균값을 달성하기 위해, 1:1 듀티 사이클에서 3 kW 내지 5 kW의 코일(11)의 평균 파워용으로 이미 6 kW 내지 10 kW 의 임펄스 최고 파워가 필요하다.The clock ratio of 1: 1, ie, the ratio of the duration of the first plasma intensity maximum 40 and the duration of the first plasma intensity minimum 41, shown in FIG. 2 is shown by way of example only. Rather, due to the plasma excitation effect, it is preferable that the plasma 15 is excited as long as possible and posed for as short a time as possible, i.e., if the excitation or plasma intensity is set to a duty cycle, it is desirable that a ratio of less than 1: 1 is preferably set. This prevents the required impulse peak power of the high frequency power coupled to the plasma 15 from becoming too large. For example, in order to achieve the desired time average, an impulse peak power of 6 kW to 10 kW is already needed for the average power of the coil 11 of 3 kW to 5 kW in a 1: 1 duty cycle.

마지막으로 도 2에서, 제 1 플라스마 세기 최대치(40) 및 이어지는 제 1 플라스마 세기 최소치(41)의 지속 시간이 저주파로 클록된 펄스 패킷(30) 또는 이어지는 저주파로 클록된 펄스 포즈(31)의 지속 시간과 동일한 것이 제시될 수 있다. 또한 제 1 플라스마 세기 최소치(41)동안 플라스마(15)의 세기는, 상기 플라스마 세기 최소치동안 플라스마(15)가 즉시 소멸되지 않을 정도로 작게 선택된다.Finally, in FIG. 2, the duration of the first plasma intensity maximum 40 and the subsequent first plasma intensity minimum 41 is the duration of the pulse packet 31 clocked at low frequency or the pulse pose 31 clocked at a subsequent low frequency. The same as time can be presented. Also, the intensity of plasma 15 during the first plasma intensity minimum 41 is chosen so small that the plasma 15 does not immediately disappear during the plasma intensity minimum.

도 4는 플라스마 세기의 변조와 전극 기판(18)의 고주파로 펄스되고 저주파로 변조된 고주파 파워의 동기화의 제 2 실시예를 도시한다. 이 경우 가급적 높은 클록 비율을 유지하기 위해, 예컨대, 도시된 바와 같이, 각각 2 개 또는 그 이상의 고주파로 클록된 펄스(32)가 기판 전극(18)에 제 2 플라스마 세기 최대치(40')에 의해 연결되고, 플라스마(15)는 그 뒤에 이어지는 고주파로 클록된 펄스 포즈(33)동안 "로우(Low)"-모드로 전환되고, 즉 플라스마 세기가 제 2 플라스마 세기 최대치(41')에 도달되고, 상기 제 2 플라스마 세기 최대치는 플라스마(15)가 상기 시간에서 즉시 소멸되지 않을 정도로 작게 선택된다. 이러한 점에서 고주파로 클록된 펄스 포즈(33)가 제 2 플라스마 세기 최소치(41')와 함께 다시 강하하기 이전에, 항상 2 개 또는 그 이상의 고주파로 클록된 펄스(32)는 제 2 플라스마 세기 최대치(40')로 강하한다.FIG. 4 shows a second embodiment of the modulation of plasma intensity and the synchronization of high frequency pulsed and low frequency modulated high frequency of electrode substrate 18. In this case, in order to keep the clock ratio as high as possible, for example, as shown, two or more high frequency clocked pulses 32 are respectively applied to the substrate electrode 18 by a second plasma intensity maximum 40 '. Connected, the plasma 15 is switched to " Low " -mode during the subsequent high frequency clocked pulse pose 33, ie, the plasma intensity reaches a second plasma intensity maximum 41 ', The second plasma intensity maximum is chosen so small that plasma 15 does not immediately die at this time. In this regard, before the high frequency clocked pulse pose 33 drops again with the second plasma intensity minimum 41 ', always two or more high frequency clocked pulses 32 are second plasma intensity maximums. Descend to 40 '.

도 2에 따른 실시예에 비해 도 4에 따른 실시예의 장점으로서, 도 4의 경우 플라스마 세기의 비교적 저주파 변조의 상대적으로 긴 "한" 시간동안 소수의 전하가 발생된 트렌치 내에 축적될 수 있다. 매번 예컨대 최대 20 개의 비교적 소수의 고주파로 클록된 펄스(32)가 제 2 플라스마 세기 최대치(40')와 함께 강하함으로써, 이어지는 제 2 플라스마 세기 최소치(41') 동안 다시 방전이 발생하기 이전에, 상대적으로 소수의 전하만 상기 시간동안 트렌치 내에 축적된다.As an advantage of the embodiment according to FIG. 4 over the embodiment according to FIG. 2, in the case of FIG. 4, a small number of charges may accumulate in the generated trenches for a relatively long “one” time of relatively low frequency modulation of plasma intensity. Each time, for example, up to 20 relatively few high frequency clocked pulses 32 drop with the second plasma intensity maximum 40 ', before discharge occurs again during the subsequent second plasma intensity minimum 41', Only relatively few charges accumulate in the trench during this time.

그 뿐만 아니라, 제 2 플라스마 세기 최대치(40')가 파괴되는 경우 및 파괴된 직후에 짧은 시간동안만 플라스마(15) 내에 가장 높은 음이온 농도가 존재하고, 즉 최대 방전 효과는 제 2 플라스마 세기 최소치(41')로 전이되는 동안 및 그 후에짧은 시간동안만 얻어진다. 이후에 플라스마(15) 내에 확실히 감소된 음이온 농도만이 이용될 수 있고, 이것은 가능한 짧은 플라스마 세기 최소치(41')의 사용시 및 상응하는 높은 방전 효과에서 유리하다. 또한 도 4에 따른 실시예의 경우에도, 플라스마 여기시 또는 플라스마(15)에 결합된 고주파 파워에서 1:1 보다 훨씬 작은 듀티 사이클로 진행하는 것은 바람직하지 않은데, 그 이유는 그렇지 않은 경우 플라스마 여기에 필요한 임펄스 최고 파워가 비경제적으로 높아지기 때문이다.In addition, the highest anion concentration is present in the plasma 15 only for a short time after the second plasma intensity maximum 40 'is destroyed and immediately after the destruction, i.e., the maximum discharge effect is determined by the second plasma intensity minimum ( 41 ') and only for a short time thereafter. Only a clearly reduced anion concentration can then be used in the plasma 15, which is advantageous in the use of the shortest plasma intensity minimum 41 ′ possible and in the corresponding high discharge effect. Also in the case of the embodiment according to FIG. 4, it is not advisable to proceed with a duty cycle much smaller than 1: 1 at the time of plasma excitation or high frequency power coupled to plasma 15, because otherwise the impulse required for plasma excitation is required. This is because the peak power is uneconomically high.

구체적으로 유도 결합 플라스마(15)에 결합된 고주파 파워는 다시 3 kW 내지 5 kW 사이에 놓이고, 고주파로 클록된 펄스(32) 및 이어지는 고주파로 클록된 펄스 포즈(33)의 주파수는 5 % 의 "듀티 사이클"에서 예컨대 100 kHz 이고, 기판 전극(18)에 결합된 평균 고주파 파워는 저주파로 클록된 펄스 패킷(30) 동안 예컨대 20 Watt 이고, 또한 도 4에는 도 2에 따른 개별, 저주파로 클록된 펄스 패킷(30) 동안 플라스마 세기의 변조만이 도시된다. 이러한 저주파로 클록된 펄스 패킷(30)에 이어서 도 2에 따른 저주파로 클록된 펄스 포즈(31)가 뒤따르고, 상기 저주파로 클록된 펄스 포즈동안 동시에 플라스마(15)의 세기도 도 2에 따른 제 1 플라스마 세기 최소치(41)로 강하하고, 거기서 저주파로 클록된 펄스 포즈(31)의 시간동안 유지된다. 이것은 정확하게 설명하기 위해 도 6에서 완전히 도시된다.Specifically, the high frequency power coupled to the inductively coupled plasma 15 again lies between 3 kW and 5 kW, and the frequency of the high frequency clocked pulse 32 and the subsequent high frequency clocked pulse pose 33 is 5%. In the "duty cycle", for example 100 kHz, the average high frequency power coupled to the substrate electrode 18 is, for example, 20 Watts during the low frequency clocked pulse packet 30, and also in FIG. 4 is a separate, low frequency clock according to FIG. Only the modulation of the plasma intensity is shown during the given pulse packet 30. This low frequency clocked pulse packet 30 is followed by a low frequency clocked pulse pose 31 according to FIG. 2, and simultaneously during the low frequency clocked pulse pose the intensity of the plasma 15 is determined according to FIG. 2. It falls to one plasma intensity minimum 41 and is maintained there for the time of the pulse pose 31 clocked at low frequency. This is shown fully in FIG. 6 to illustrate precisely.

도 5는 플라스마(15)의 세기의 변조와, 고주파로 펄스되고 저주파로 변조되는, 기판 전극(18)에 결합된 고주파 파워의 시간적 동기화에 대한 제 3 실시예를 도시한다. 이 경우 도 6과의 차이점으로서 저주파로 클록된 펄스 포즈(31) 동안에도 도 4에 따른 플라스마(15)의 세기의 시간에 따른 변조는 유지된다.5 shows a third embodiment of the modulation of the intensity of plasma 15 and the temporal synchronization of high frequency power coupled to substrate electrode 18, pulsed at high frequency and modulated at low frequency. In this case, as a difference from FIG. 6, the modulation over time of the intensity of the plasma 15 according to FIG. 4 is maintained even during the pulse pause 31 clocked at a low frequency.

이러한 방식으로, 상대적으로 긴(여기서 "상대적으로 긴"의 의미는 플라스마의 파괴 이후 또는 플라스마 세기가 제 2 플라스마 세기 최소치(41')로 전이된 이후에 플라스마(15) 내 음이온 농도의 감쇠 지속과 관련하여 이해하면 된다) 저주파로 클록된 펄스 포즈(31) 동안 항상 다시 플라스마(14)가 상승 및 강하함으로써, 플라스마 파괴 위상은 이와 결부된 상승된 음이온 농도에 의해 계속 반복된다. 이러한 점에서 저주파로 클록된 펄스 포즈(31)는 더 효과적으로 사용되고, 여기서 상기 펄스 포즈 시작시 플라스마 파괴는 상승되어 나타나는 음이온 농도(이후에 상기 음이온 농도는 측정된, 저주파로 클록된 펄스 포즈(31)의 지속 시간에서 신속하게 다시 감쇠된다)에 의해 단 한번만 발생될 뿐만 아니라, 이러한 위상은 에칭 바디 내에 발생된 트렌치의 방전을 위해 항상 다시 제공된다. 이러한 점에서 저주파로 클록된 펄스 포즈(31)는 더 이상 트렌치의 셀프 방전에만 사용되는 것이 아니고, 추가로 주기적으로 저주파로 클록된 펄스 포즈(31)동안, 방전 프로세스를 가속하는 "음이온 농도 피크"가 제공된다. 또한 이러한 조치에 의해, 플라스마 발생용 "듀티 사이클"이 작다는 문제도 완화되는데, 그 이유는 기판 전극(18)의 고주파 파워의 저주파 변조로부터 플라스마 발생이 분리됨으로써 이제 간단한 방식으로 1:1 보다 향상된 "듀티 사이클"도 달성될 수 있기 때문이다.In this way, a relatively long (here "relatively long" meaning the decay duration of the anion concentration in plasma 15 after the destruction of the plasma or after the plasma intensity has transitioned to the second plasma intensity minimum 41 ') As the plasma 14 rises and falls again again during the low frequency clocked pulse pose 31, the plasma disruption phase is repeated by the elevated anion concentration associated therewith. In this respect, the low frequency clocked pulse pose 31 is used more effectively, where the plasma breakdown at the start of the pulse pose rises to an anion concentration (the anion concentration is then measured, the low frequency clocked pulse pose 31). Not only generated once, but again, this phase is always provided again for the discharge of the trenches generated in the etch body. In this respect, the low frequency clocked pulse pose 31 is no longer only used for self-discharge of the trench, but additionally the "anion concentration peak" which accelerates the discharge process during the low frequency pulsed pulse pose 31. Is provided. This measure also mitigates the problem of small "duty cycles" for plasma generation, because the plasma generation is now separated from the low frequency modulation of the high frequency power of the substrate electrode 18, which is now more than 1: 1 in a simple manner. This is because a "duty cycle" can also be achieved.

플라스마(15)의 세기를 플라스마(15)의 소멸에 근접한 세기 최소치(41, 41')로 세팅하고 안정시키기 위해, 플라스마(15)가 소멸할 경우, 코일 제네레이터(13)에 반사된 파워가 도약적으로 상승하는 것, 즉 유도 모드에서 전기 용량성 결합 모드로 전이하게 되는 것이 이용된다. 코일 제네레이터(13)의 포워드 파워(forwardpower)가 즉시 고도로 조절됨으로써 상기 상태가 포착될 수 있고, 유도 결합 작동 모드의 경계에 유지될 수 있음으로써, 상기 방식으로 상승된 코일 제네레이터(13)의 파워는 플라스마(15) 내의 전자 밀도를 다시 안정 작동 상태의 값으로 상쇄시킨다.In order to set and stabilize the intensity of the plasma 15 to the intensity minimums 41 and 41 'near the extinction of the plasma 15, the power reflected by the coil generator 13 leaps when the plasma 15 is extinguished. Ascending, i.e., transitioning from inductive mode to capacitive coupling mode. The forward power of the coil generator 13 can be immediately adjusted to a high degree so that the state can be captured and maintained at the boundary of the inductively coupled operating mode so that the power of the coil generator 13 raised in this manner is increased. The electron density in the plasma 15 is offset again to the value of the stable operating state.

이 경우 다음 식에 따라 코일 제네레이터(13)의 포워드 파워(PForward)는 플라스마 세기 최소치(41, 41')에서 코일 제네레이터(13)로 반사된 파워(PReflected)에 결합된다:In this case, the forward power P Forward of the coil generator 13 is coupled to the power P Reflected from the plasma intensity minimums 41, 41 ′ to the coil generator 13 according to the following equation:

PForward= PSoll+ V·PReflected P Forward = P Soll + VP Reflected

상기 식에서 V 는 조절 회로의 증폭 팩터이고, 여기서 바람직하게 V >> 1 이 적용된다. V=1 일 경우는 현재 고주파 제네레이터에서 통상적인 "로드(Load)"-조절에 상응하고, 즉 포워드 파워는 반사된 파워의 발생시, 포워드 파워와 백워드 파워 사이의 차이, 즉 실제로 플라스마(15)에 결합된 고주파 파워가 프리 세팅된 설정값에 상응하여 일정하게 유지되도록 조절된다. 이러한 통상적인 "로드(Load)"-조절의 경우는 임계 모드 경계에서 플라스마(15)를 안정화시키기에는 상당히 불충분한데, 그 이유는 이 경우 파괴되는 플라스마(15)의 포착을 위해 필요한, 효과적으로 플라스마(15)에 결합되는 고주파 파워가 상승되지 않기 때문이다. 이러한 점에서 조절 팩터(V)는 여기서 바람직하게 1 보다 훨씬 더 큰 값, 예컨대 5 내지 10 사이의 값으로 세팅되고, 또한 설정 값(Psoll)으로서, 플라스마(15)의 경계 모드를 위해, 즉 플라스마(15)의 소멸보다 조금 더 큰 세기를 위해 필요한 값보다 대략 작은 값 또는 거의 근접한 값으로 세팅된다.Where V is the amplification factor of the regulating circuit, where preferably V >> 1 is applied. V = 1 corresponds to the usual “Load” -regulation in current high frequency generators, ie the forward power is the difference between the forward power and the backward power when the reflected power is generated, ie actually the plasma 15. The high frequency power coupled to is adjusted to remain constant corresponding to the preset value. This conventional "Load" -regulation is considerably insufficient to stabilize the plasma 15 at the critical mode boundary, because in this case the plasma, effectively necessary for the capture of the destroyed plasma 15, This is because the high frequency power coupled to 15 does not rise. In this respect the adjustment factor V is here preferably set to a value much greater than 1, for example between 5 and 10, and also as a set value P soll for the boundary mode of the plasma 15, ie It is set to approximately less than or nearly close to the value needed for the intensity slightly greater than the disappearance of the plasma 15.

또한 상기 펄스 전략(strategy), 즉 플라스마 세기 및 시간의 함수로서 기판 전극(18)에 결합된 고주파 파워의 변조가 DE 42 41 045 C1의 방식에 따른 프로세스에서 디포지션 사이클의 진행시 그리고 에칭 사이클동안 사용될 수 있다. 그러나 일반적으로 에칭 사이클로 제한되는 것이 바람직한데, 그 이유는 에칭 사이클 동안만 포켓 형성의 위험이 존재하기 때문이다. 또한 디포지션 사이클동안 완전한 제네레이터 파워가 사용된다. 또한 디포지션 사이클동안 기판 전극(19)에 대한 고주파 파워의 결합이 완전히 차단되는 것이 매우 바람직하다.The pulse strategy, i.e. the modulation of the high frequency power coupled to the substrate electrode 18 as a function of plasma intensity and time, is also carried out during the deposition cycle and during the etching cycle in the process according to DE 42 41 045 C1. Can be used. In general, however, it is desirable to be limited to an etching cycle, since there is a risk of pocket formation only during the etching cycle. Also, full generator power is used during the deposition cycle. It is also highly desirable that the coupling of high frequency power to the substrate electrode 19 is completely interrupted during the deposition cycle.

출원서 DE 100 51 831.1에 기술되고 도 1에 도시된 바와 같이, 플라스마(15)의 세기의 매우 간단한 변조는, 자기 코일 장치를 구비한 유도 결합 플라스마 소오스의 사용에 의해 이루어진다. 이 경우 ICP-소오스, 즉 유도 결합 플라스마(15)와 기판(19) 사이에 적어도 2 개의 자계 코일(16)이 배치되고, 상부 자계 코일(16)은 ICP-소오스로 향하고 하부 자계 코일은 기판(19)으로 향하고, 상기 자계 코일은 서로 반대 방향으로 향하면서 일반적으로 상이한 크기를 가진 전류에 의해 관류됨으로써, 서로 반대 방향으로 향하면서 일반적으로 상이한 세기를 가진 자계를 발생시킨다.As described in application DE 100 51 831.1 and shown in FIG. 1, a very simple modulation of the intensity of plasma 15 is achieved by the use of an inductively coupled plasma source with a magnetic coil arrangement. In this case, at least two magnetic coils 16 are arranged between the ICP source, i.e., the inductively coupled plasma 15 and the substrate 19, the upper magnetic coil 16 is directed to the ICP source and the lower magnetic coil is the substrate ( 19), the magnetic field coils are perfused by currents of generally different magnitudes pointing in opposite directions to each other, thereby generating magnetic fields having generally different strengths pointing in opposite directions to each other.

이 경우 상세하게 말하자면, ICP-소오스로 향한 상부 자계 코일(16)이 최적의 플라스마 발생을 위해 필요한 자계 세기로 세팅되는 반면에, 기판(19)으로 향한 하부 자계 코일(16)은 반대 방향으로 방향 설정된 자계를 발생시키고, 상기 자계의 세기는 에칭의 최적의 균일성을 위해, 즉 기판(19)의 표면에 걸쳐 에너지 적용을최적으로 분할하기 위해 필요하도록 세팅된다.In this case, in detail, the upper magnetic field coil 16 directed to the ICP source is set to the magnetic field strength necessary for optimal plasma generation, while the lower magnetic field coil 16 directed to the substrate 19 is directed in the opposite direction. To generate a set magnetic field, the strength of the magnetic field is set to be necessary for optimal uniformity of etching, ie to optimally divide the energy application across the surface of the substrate 19.

자계 코일(16)을 사용함으로써, 우선 무엇보다 즉시 소멸하지 않는 플라스마의 경계의 경우, 상기 자계 코일이 없어도 가능한 것보다는 낮은 여기 밀도 및 전자 농도를 가진 플라스마(15)가 유지될 수 있게 된다. 이것은 소오스 영역 내의 벽손실이 감소됨으로써, 발생된 자계가 플라스마(15)에 존재하는 전자의 "수명"을 상승시키고, 따라서 플라스마 세기 최소치(41, 41') 동안 최소 자유 전자 밀도를 가진 바람직한 "양극성" 플라스마가 매우 양호하게 유지될 수 있다는 것에서 나타난다.By using the magnetic field coil 16, first of all, in the case of a plasma boundary that does not immediately disappear, the plasma 15 with lower excitation density and electron concentration can be maintained than is possible without the magnetic field coil. This reduces the wall loss in the source region so that the generated magnetic field raises the "lifetime" of the electrons present in the plasma 15, and thus the desired "bipolar" with the minimum free electron density during the plasma intensity minimums 41 and 41 '. "It appears that the plasma can be kept very good.

플라스마(15)의 세기의 변조를 달성하기 위해, 도 1에 따른 플라스마 장치(5)에서 코일 제네레이터(13)로부터 코일(11)을 통해 플라스마(15)에 연결된 고주파 파워뿐만 아니라, 추가로 또는 대안적으로 챔버(10) 내에서 자계 코일(16)에 의해 발생된 자계의 세기도 사용된다. 따라서 제 1 플라스마 세기 최대치(40)의 세팅을 위해 예컨대 우선 자계 코일(16) 내의 코일 전류가 세팅되고, 상기 코일 전류는 DE 100 51 831.1에 따른 프로세스의 전류 목표 값에 상응하고 즉, 상부 자계 코일(16)용으로 10 Ampere 그리고 반대 극성의 하부 자계 코일(16)용으로 7 Ampere 가 세팅된다.In order to achieve modulation of the intensity of the plasma 15, in addition to or alternatively to the high frequency power connected to the plasma 15 via the coil 11 from the coil generator 13 in the plasma apparatus 5 according to FIG. 1. Alternatively, the strength of the magnetic field generated by the magnetic field coil 16 in the chamber 10 is also used. Thus for the setting of the first plasma intensity maximum 40 a coil current in the magnetic field coil 16 is first set, for example, which coil current corresponds to the current target value of the process according to DE 100 51 831.1, ie the upper magnetic field coil. 10 Ampere is set for (16) and 7 Ampere is set for the lower magnetic field coil 16 of opposite polarity.

이후에 플라스마 세기 최소치(41, 41')로 전환하기 위해 상기 전류는, 예컨대 자계 코일(16) 내의 2 개의 전류가 동시에 0 으로 다시 돌아가거나 또는 클록되도록 감소된다. 그러나 대안적으로 중간 값도 달성될 수 있는데, 예컨대 상부 자계 코일(16)용으로 3 Ampere 그리고 하부 자계 코일(16)용으로 2 Ampere가 세팅된다.The current is then reduced such that, for example, two currents in the magnetic field coil 16 return to zero or clock at the same time in order to switch to the plasma intensity minimums 41, 41 ′. Alternatively, however, an intermediate value can also be achieved, for example 3 Ampere for the upper magnetic field coil 16 and 2 Ampere for the lower magnetic field coil 16 are set.

이러한 점에서 가장 간단한 실시예에서 2 개의 코일 전류는 각각 동시에 높고 낮은 극한 값 사이에서 이러 저리 전환되고, 이로 인해 코일 제네레이터(13)의 파워가 되돌아옴으로써 야기되는 효과와 동일한 효과가 발생하고, 즉 플라스마 밀도가 자계 코일 전류의 감소시 파괴되어 플라스마 세기 최소치(41, 41')에 도달하고, 단시간에 전자와 중성 가스 입자의 재결합으로 이루어진 높은 음이온 밀도가 발생한다. 그러나 이 경우, 자기 코일 전류가 플라스마(15)에 결합된 고주파 파워만큼 신속하게 변조될 수 없다는 것을 주의해야 한다. 특히 자계 코일(16)의 유도성으로 인해 클록 주파수만 10 kHz 미만일 수 있다. 다른 한편으로 정류의 변화는 코일 제네레이터(13)에 의한 고주파 교류 전압의 변화보다 훨씬 더 간단하고 문제 없이 이루어진다.In this regard, in the simplest embodiment, the two coil currents are each switched back and forth between high and low extreme values at the same time, resulting in the same effect as the effect caused by the return of the power of the coil generator 13, ie Plasma density breaks down when the magnetic field coil current decreases to reach the plasma intensity minimums 41 and 41 ', resulting in high anion densities consisting of recombination of electrons and neutral gas particles in a short time. In this case, however, it should be noted that the magnetic coil current cannot be modulated as quickly as the high frequency power coupled to the plasma 15. In particular, due to the inductance of the magnetic field coil 16, only the clock frequency may be less than 10 kHz. On the other hand, the change in rectification is much simpler and without problems than the change in the high frequency alternating voltage by the coil generator 13.

또한 반사 파워를 방지하기 위해, 자계 코일(16) 내 전류의 변화가 즉석으로 이루어지지 않고, 최종 변동 속도를 가지는 것이 매우 바람직한데, 이것은 물론 코일 제네레이터(13)의 고주파 파워의 변화에서도 적용되며, 상기 코일 제네레이터에서 제 1 매치 박스(12)에 의한 임피던스 매칭은 가급적 긴 파워 변동에 의해 일반적으로 더 용이하게 이루어질 수 있다.In addition, in order to prevent the reflected power, it is highly desirable that the change in the current in the magnetic field coil 16 is not instantaneous and have a final speed of change, which of course also applies to the change in the high frequency power of the coil generator 13, The impedance matching by the first match box 12 in the coil generator can generally be made easier by the longest possible power variation.

이러한 최종 변동 속도는 자기 코일 전류의 변조에 의해 매우 간단하게 설계될 수 있는데, 그 이유는 여기서 단지 정전압 또는 정류만이 변조 전압과 최종 에지 경사도에 의해 중첩되어야 하기 때문이다.This final rate of change can be designed very simply by modulation of the magnetic coil current, since only constant voltage or rectification should overlap by the modulation voltage and the final edge slope.

따라서 상기 실시예의 범위에서 예컨대 교류 전압 또는 교류 전류가 2 개의자계 코일(16)에서 사용되고, 이는 다음의 방정식에 상응하게 변화한다:Thus in the scope of this embodiment, for example, an alternating voltage or alternating current is used in the two magnetic field coils 16, which change corresponding to the following equation:

U1(t) = U01·sin(ωt)U2(t) = -U02·sin(ωt) U 1 (t) = U 01 · sin (ωt) U 2 (t) = -U 02 · sin (ωt)

이 경우 2 개의 자계 코일(16)의 교류 전압 또는 전류는 각 시점에서 역위상이고, 상기 식에서 U01및 U02는 각각 2 개의 자계 코일(16) 중 하나에서의 전압 진폭 또는 전류 진폭이다.In this case the alternating voltage or current of the two magnetic field coils 16 is in phase out at each time point, where U 01 and U 02 are each the voltage amplitude or current amplitude at one of the two magnetic field coils 16.

또한 대안적으로 정류된 교류 전압 또는 전류에 의해 작동되는 것이 가능하고, 표시 sin(ωt)는 각각 절대 값 abs(sin(ωt))으로 대체될 수 있다.It is also possible to operate by alternatively rectified alternating voltage or current, and the indication sin (ωt) can be replaced by the absolute value abs (sin (ωt)) respectively.

마지막으로, 상기한 바와 같이, 자기 코일 전류가 0으로 되돌아가지 않는 것이 매우 바람직하다. 2 개의 자계 코일(16)을 통과하는 코일 전압 또는 코일 전류는 예컨대 하기의 방정식을 따른다 :Finally, as mentioned above, it is highly desirable that the magnetic coil current does not return to zero. The coil voltage or coil current passing through the two magnetic field coils 16 follows, for example, the following equation:

U1(t) = Uoffset,1+ U01·abs(sin(ωt)) U 1 (t) = U offset , 1 + U 01 · abs (sin (ωt))

U2(t) = -Uoffset,2- U02·abs(sin(ωt)) U 2 (t) = -U offset , 2 - U 02 · abs (sin (ωt))

이 경우 오프셋-전류 또는 오프셋-전압 Uoffset,1또는 Uoffset,2은 각각, 기판(19)의 에지 영역에서 소위 "비킹(Beaking)-효과"의 발생이 여전히 효과적으로 억제되어 기판 표면 전체에 걸쳐 여전히 균질한 에칭 결과가 달성되도록 크기가 설정된다.In this case, the offset-current or offset-voltage U offset, 1 or U offset, 2 , respectively, is still effectively suppressed in the so-called "Beaking-effect" generation in the edge region of the substrate 19, so as to cover the entire surface of the substrate. Sized so that still homogeneous etching results are achieved.

또한 상기 방정식에 따른 주파수(ω)가 비교적 작고, 즉 10 Hz 내지 50 Hz이고, 임피던스 매칭시 사용된 제 1 매치 박스(12)의 속도가 이러한 플라스마 세기의변조를 달성하기에 충분히 높으면, 이러한 방식으로 코일 제네레이터(13)에 반사 파워가 발생하는 것이 완전히 방지될 수 있고, 그럼에도 불구하고 바람직하지 않은 포켓 형성이 현저히 억제될 수 있다. 이 경우 단지, 플라스마(15)의 밀도가 변조되고, 이러한 변조에 의해 상승된 음이온 농도의 바람직한 주기적 위상이 이용되는 것이 중요하고, 상기 음이온 농도는 높은 애스팩트비를 가진 트렌치를 방전시킨다.If the frequency ω according to the equation is also relatively small, i.e. from 10 Hz to 50 Hz, and the speed of the first match box 12 used in impedance matching is high enough to achieve modulation of this plasma intensity, this way As a result, the generation of the reflected power in the coil generator 13 can be completely prevented, and nevertheless undesirable pocket formation can be significantly suppressed. In this case only, it is important that the density of the plasma 15 is modulated and that the desired periodic phase of the anion concentration raised by this modulation is used, which discharges the trench with a high aspect ratio.

Claims (15)

고주파 교류 전압에 의해 에칭 바디에 적어도 일시적으로 고주파로 펄스되어, 저주파로 변조된 고주파 파워가 결합되는,At least temporarily pulsed at a high frequency to the etching body by a high frequency alternating voltage so that a low frequency modulated high frequency power is combined, 플라스마에 의해 구조를 에칭 바디에 에칭하기 위한, 특히 에칭 마스크에 의해 가로로 정확하게 규정된 리세스를 실리콘 바디에 에칭하기 위한 방법에 있어서,A method for etching a structure into an etch body by means of a plasma, in particular in etching a recess defined precisely transversely by an etching mask into the silicon body, 플라스마(15)의 세기가 시간의 함수로서 변조되는 것을 특징으로 하는 방법.The intensity of the plasma (15) is modulated as a function of time. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 플라스마(15)의 세기가 적어도 일시적으로, 특히 주기적으로 제 1 지속 시간동안 유지되는 최대치(40, 40')와 제 2 지속 시간동안 유지되는 최소치(41, 41') 사이에서 변조되고, 상기 최소치(41, 41')는 상기 플라스마(15)가 제 2 지속 시간동안 소멸되지 않을 정도로 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.The intensity of the plasma 15 is modulated at least temporarily, in particular between a maximum value 40, 40 ′ maintained for a first duration and a minimum value 41, 41 ′ maintained for a second duration, and The minimum value (41, 41 ') is characterized in that the plasma (15) is chosen such that it does not disappear for a second duration. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 최소치(41, 41')는 플라스마(15)가 즉시 소멸되지 않을 정도로 작게 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.The minimum (41, 41 ') is selected so small that the plasma (15) is not immediately extinguished. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 플라스마(15)의 세기가 적어도 일시적으로, 특히 주기적으로, 상기 세기가 제 1 지속 시간동안 최대치(40, 40')를 가지고 제 2 지속 시간동안 0으로 강하하도록 변조되는 것을 특징으로 하는 방법.Wherein the intensity of the plasma (15) is modulated to at least temporarily, in particular periodically, the intensity drop to zero for a second duration with a maximum (40, 40 ') for a first duration. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 플라스마(15)의 세기는 계속 주기적으로 제 1 지속 시간동안 유지되는 최대치(40, 40')와 제 2 지속 시간동안 유지되는 최소치(41, 41') 사이에서 변조되고, 특히 장방형으로 펄스되어 변조되고, 최소치(41, 41')는 플라스마가 제 2 지속 시간동안 소멸되지 않을 정도로 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.The intensity of the plasma 15 is continuously modulated between a maximum value 40, 40 ′ maintained for a first duration and a minimum value 41, 41 ′ maintained for a second duration, in particular a rectangular pulse. And the minimum (41, 41 ') is selected such that the plasma does not disappear for a second duration. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 5, 제 1 타임 슬롯에서 플라스마(15)의 세기가 계속 주기적으로 제 1 지속 시간동안 유지되는 최대치(40, 40')와 제 2 지속 시간동안 유지되는 최소치(41, 41') 사이에서 변조되고, 특히 장방형으로 펄스되어 변조되고, 최소치(41, 41')는 플라스마가 제 2 지속 시간동안 소멸되지 않을 정도로 선택되고,The intensity of the plasma 15 in the first time slot is modulated between a maximum value 40, 40 ′ that continues to be periodically maintained for the first duration and a minimum value 41, 41 ′ that is maintained for the second duration, in particular Rectangularly pulsed and modulated, the minimum values 41 and 41 'are chosen such that the plasma does not disappear for a second duration, 제 2 타임 슬롯에서 플라스마(15)의 세기가 제 3 지속 시간동안 0 또는 최대치(40, 40')에 비해 감소된 세기(41)로 강하하고, 특히 플라스마(15)가 즉시 소멸되지 않는 세기로 강하하는 것을 특징으로 하는 방법.In the second time slot the intensity of plasma 15 drops to a reduced intensity 41 relative to zero or a maximum of 40 or 40 'for a third duration, in particular to an intensity at which plasma 15 does not immediately disappear. A method characterized by descending. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제 1 및 제 2 타임 슬롯은 주기적으로 교대로, 특히 바로 연속적으로반복되는 것을 특징으로 하는 방법.Said first and second time slots being repeated periodically alternating, in particular immediately successively. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 7, 고주파로 펄스되어, 저주파로 변조된 고주파 파워 및 변조된 플라스마 세기는, 저주파로 클록된 펄스 패킷(30)이 에칭 바디(19)에 결합되는 시간동안 플라스마(15)의 세기 최대치(40)가 주어지는 방식으로 서로 상관되는 것을 특징으로 하는 방법.The high frequency pulsed and modulated plasma intensity, pulsed at high frequency, is given the maximum intensity 40 of the plasma 15 during the time that the low frequency clocked pulse packet 30 is coupled to the etching body 19. Characterized in that they are correlated with each other in a fashion. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 8, 고주파로 펄스되고, 저주파로 변조된 고주파 파워 및 변조된 플라스마 세기는, 저주파로 클록된 펄스 포즈(31)가 에칭 바디(19)에 인가되는 시간동안 플라스마(15)의 세기 최소치가 주어지는 방식으로 서로 상관되는 것을 특징으로 하는 방법.The high frequency pulsed, low frequency modulated high frequency power and the modulated plasma intensity are mutually correlated in such a way that the minimum intensity of plasma 15 is given during the time that the low frequency clocked pulse pose 31 is applied to the etching body 19. Correlated. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 9, 상기 저주파로 클록된 펄스 패킷(30)은 다수의 교대하는, 고주파로 클록된 펄스(32) 및 펄스 포즈(33)를 포함하고, 펄스(32)의 지속 시간 및 펄스 포즈(33)의 지속 시간은 제 1 펄스-대-포즈-비율을 규정하고,The low frequency clocked pulse packet 30 includes a number of alternating, high frequency clocked pulses 32 and pulse poses 33, the duration of pulse 32 and the duration of pulse pose 33. Defines a first pulse-to-pose-ratio, 플라스마(15)의 세기가 최대치(40')를 가지는 제 1 지속 시간 및 플라스마(15)의 세기가 최소치(41')를 가지는 제 2 지속 시간은 제 2펄스-대-포즈-비율을 규정하고,The first time duration where the intensity of plasma 15 has a maximum value 40 'and the second time duration where the intensity of plasma 15 has a minimum value 41' define a second pulse-to-pose-ratio and , 제 2 펄스-대-포즈-비율은 제 1 펄스-대-포즈-비율보다 큰 것을 특징으로 하는 방법.And the second pulse-to-pose-ratio is greater than the first pulse-to-pose-ratio. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 10, 고주파 파워의 고주파로 클록된 펄스(32) 및 고주파로 클록된 펄스 포즈(33)가 반복되는 주파수는 플라스마(15)의 세기의 최대치(40, 40') 및 최소치(41, 41')가 반복되는 주파수보다 큰 것을 특징으로 하는 방법.The frequency at which the high frequency clocked pulse 32 and the high frequency clocked pulse pose 33 are repeated is the maximum 40, 40 'and minimum 41, 41' of the intensity of the plasma 15 repeated. Characterized in that greater than the frequency. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 11, 저주파로 클록된 펄스 패킷(30) 및 저주파로 클록된 펄스 포즈(31)가 반복되는 주파수는 적어도 제 1 타임 슬롯 및 제 2 타임 슬롯이 반복되는 주파수와 거의 동일한 것을 특징으로 하는 방법.And wherein the frequency at which the low frequency clocked pulse packet (30) and the low frequency clocked pulse pose (31) are repeated is approximately equal to the frequency at which the first and second time slots are repeated. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 12, 저주파로 클록된 펄스 패킷(30) 및 저주파로 클록된 펄스 포즈(31)가 반복되는 주파수는 적어도 제 1 타임 슬롯 및 제 2 타임 슬롯이 반복되는 주파수와 거의 동일하거나 또는 작은 것을 특징으로 하는 방법.And wherein the frequency at which the low frequency clocked pulse packet (30) and the low frequency clocked pulse pose (31) are repeated is approximately equal to or less than the frequency at which the first and second time slots are repeated. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 13, 상기 플라스마(15)의 세기의 변조는 특히 주기적으로 시간에 따라 변하는, 플라스마(15)에 결합된 고주파 파워 및/또는 특히 주기적으로 시간에 따라 변하는, 플라스마에 작용하는 자계의 세기를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.The modulation of the intensity of the plasma 15 is characterized in particular through the high frequency power coupled to the plasma 15, and / or in particular the intensity of the magnetic field acting on the plasma, which changes periodically over time. How to. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 에칭 바디(19)는 기판 전극(18)에 연결되고, 고주파 파워가 상기 기판 전극에 작용하는 것을 특징으로 방법.The etching body (19) is connected to the substrate electrode (18), and a high frequency power is applied to the substrate electrode.
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