KR20210019986A - 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

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다카시 도칸
신지 구보타
지시오 고시미즈
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법에서는, 제1 기간에 있어서 제1 플라즈마 처리가 실행되고, 제1 기간에 이어지는 제2 기간에 있어서 제2 플라즈마 처리가 실행된다. 제1 기간 및 제2 기간에서는, 바이어스용의 제1 고주파 전력이 하부 전극에 연속적으로 공급된다. 플라즈마 생성용의 제2 고주파 전력이, 제1 기간 내의 제1 고주파 전력의 각 주기 내의 제1 부분 기간에 있어서, 펄스형의 고주파 전력으로서 공급될 수 있다. 제2 고주파 전력은, 제2 기간 내의 제1 고주파 전력의 각 주기 내의 제2 부분 기간에 있어서, 펄스형의 고주파 전력으로서 공급될 수 있다.

Description

플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치
본 개시의 예시적 실시형태는 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
전자 디바이스의 제조에서는 플라즈마 처리 장치를 이용하여 플라즈마 처리가 이루어진다. 플라즈마 처리 장치는 챔버 및 기판 지지대를 구비한다. 기판 지지대는 하부 전극을 포함하며, 챔버 내에 마련되어 있다. 플라즈마 처리에 있어서는, 챔버 내의 가스를 여기시키기 위해서 고주파 전력이 공급되어, 상기 가스로부터 플라즈마가 생성된다.
플라즈마 처리 실행 중에는 별도의 고주파 전력이 하부 전극에 공급될 수 있다. 별도의 고주파 전력은 플라즈마 생성용 고주파 전력의 주파수보다도 낮은 주파수를 갖는다. 즉, 별도의 고주파 전력은 바이어스 고주파 전력이다. 일반적으로, 바이어스 고주파 전력은, 기판 지지대 상에 마련된 기판에 충돌하는 이온의 에너지를 조정하기 위해서 이용된다. 기판에 충돌하는 이온의 에너지는, 높은 전력 레벨을 갖는 바이어스 고주파 전력이 하부 전극에 공급되고 있는 경우에는 높아진다. 한편, 기판에 충돌하는 이온의 에너지는, 낮은 전력 레벨을 갖는 바이어스 고주파 전력이 하부 전극에 공급되고 있는 경우에는 낮아진다.
특허문헌 1에는, 실리콘질화막의 에칭을 위한 플라즈마 처리에 관해서 기재되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 실리콘질화막의 에칭 중에 바이어스 고주파 전력의 전력 레벨이 높은 레벨로 설정된다. 또한, 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 실리콘질화막의 에칭에 의해서 실리콘질화막과 실리콘산화막이 함께 노출된 상태가 형성되어 있는 경우에, 바이어스 고주파 전력의 전력 레벨이 높은 레벨과 낮은 레벨로 교대로 전환된다.
특허문헌 1 : 일본 특허공개 평6-267895호 공보
기판의 플라즈마 처리에 관한 기술분야에서는, 기판 지지대로 향하는 이온의 에너지를 고속으로 변화시킬 것이 요구된다.
하나의 예시적 실시형태에 의하면 플라즈마 처리 방법이 제공된다. 플라즈마 처리 방법은, 제1 기간에 있어서 챔버 내에서 제1 플라즈마 처리를 실행하는 공정과, 제1 기간 후의 또는 제1 기간에 이어지는 제2 기간에 있어서 챔버 내에서 제2 플라즈마 처리를 실행하는 공정을 포함한다. 제1 고주파 전력이, 제1 플라즈마 처리를 실행하는 공정 및 제2 플라즈마 처리를 실행하는 공정에 있어서, 기판 지지대의 하부 전극에 연속적으로 공급된다. 제1 고주파 전력은 제1 주파수를 갖는다. 기판 지지대는 챔버 내에 마련되어 있다. 제2 고주파 전력이, 제1 기간 내의 제1 부분 기간 내에서 그리고 제2 기간 내의 제2 부분 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 제2 고주파 전력은 제1 주파수보다도 높은 제2 주파수를 갖는 플라즈마 생성용의 고주파 전력이다. 제1 부분 기간은 제1 고주파 전력의 각 주기 내의 일부의 기간이다. 제2 부분 기간은 제1 고주파 전력의 각 주기 내의 일부의 기간이며, 제1 부분 기간과는 다른 기간이다. 혹은 제2 고주파 전력은, 제1 기간 내의 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 펄스형의 고주파 전력 및 연속적인 고주파 전력 중 한쪽의 고주파 전력으로서 공급되고, 제2 기간 내의 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 다른 쪽의 고주파 전력으로서 공급된다. 혹은 제2 고주파 전력은, 제1 기간 내의 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급되고, 제2 기간 내에서는 공급되지 않는다.
하나의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법에 의하면, 기판 지지대로 향하는 이온의 에너지를 고속으로 변화시킬 수 있다.
도 1은 하나의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법의 흐름도이다.
도 2는 하나의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 3은 별도의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 4(a)는 일례의 기판을 일부 확대하여 도시하는 단면도이고, 도 4(b) 및 도 4(c)는 방법 MT1의 복수의 공정 각각을 실행한 후의 상태에서의 일례의 기판을 일부 확대하여 도시하는 단면도이다.
도 5는 방법 MT1에 관련된 일례의 타이밍 차트이다.
도 6은 연속적인 고주파 전력으로서의 제2 고주파 전력의 일례를 도시하는 타이밍 차트이다.
도 7은 별도의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법의 흐름도이다.
도 8(a)은 일례의 기판을 일부 확대하여 도시하는 단면도이고, 도 8(b)∼도 8(e)은 방법 MT2의 복수의 공정 각각을 실행한 후의 상태에서의 일례의 기판을 일부 확대하여 도시하는 단면도이다.
도 9는 또 별도의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법의 흐름도이다.
도 10(a)은 일례의 기판을 일부 확대하여 도시하는 단면도이고, 도 10(b)은 도 9에 도시하는 방법 MT3의 공정 ST31을 실행한 후의 상태에서의 일례의 기판을 일부 확대하여 도시하는 단면도이다.
도 11은 또 별도의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법의 흐름도이다.
도 12(a)는 일례의 기판을 일부 확대하여 도시하는 단면도이고, 도 12(b)∼도 12(d)는 도 11에 도시하는 방법 MT4의 복수의 공정 각각을 실행한 후의 상태에서의 일례의 기판을 일부 확대하여 도시하는 단면도이다.
도 13은 또 별도의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법의 흐름도이다.
도 14(a)는 일례의 기판을 일부 확대하여 도시하는 단면도이고, 도 14(b)∼도 14(d)는 도 13에 도시하는 방법 MT5의 복수의 공정 각각을 실행한 후의 상태에서의 일례의 기판을 일부 확대하여 도시하는 단면도이다.
도 15는 또 별도의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법의 흐름도이다.
도 16(a)은 일례의 기판을 일부 확대하여 도시하는 단면도이고, 도 16(b) 및 도 16(c)은 도 15에 도시하는 방법 MT6의 복수의 공정 각각을 실행한 후의 상태에서의 일례의 기판을 일부 확대하여 도시하는 단면도이다.
도 17은 방법 MT6에 관련된 일례의 타이밍 차트이다.
도 18은 또 별도의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법의 흐름도이다.
도 19는 도 18에 도시하는 방법 MT7에 관련된 일례의 타이밍 차트이다.
도 20(a)은 일례의 기판을 일부 확대하여 도시하는 단면도이고, 도 20(b) 내지 도 20(e)은 방법 MT7의 복수의 공정 각각을 실행한 후에 있어서의 일례의 기판을 일부 확대하여 도시하는 단면도이다.
도 21은 또 별도의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법의 흐름도이다.
도 22는 도 21에 도시하는 방법 MT8에 관련된 일례의 타이밍 차트이다.
이하, 다양한 예시적 실시형태에 관해서 설명한다.
하나의 예시적 실시형태에 의하면 플라즈마 처리 방법이 제공된다. 플라즈마 처리 방법은, 제1 기간에 있어서 챔버 내에서 제1 플라즈마 처리를 실행하는 공정과, 제1 기간 후의 또는 제1 기간에 이어지는 제2 기간에 있어서 챔버 내에서 제2 플라즈마 처리를 실행하는 공정을 포함한다. 제1 고주파 전력이, 제1 플라즈마 처리를 실행하는 공정 및 제2 플라즈마 처리를 실행하는 공정에 있어서, 기판 지지대의 하부 전극에 연속적으로 공급된다. 제1 고주파 전력은 제1 주파수를 갖는다. 기판 지지대는 챔버 내에 마련되어 있다. 제2 고주파 전력이, 제1 기간 내의 제1 부분 기간 내에서 그리고 제2 기간 내의 제2 부분 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 제2 고주파 전력은 제1 주파수보다도 높은 제2 주파수를 갖는 플라즈마 생성용의 고주파 전력이다. 제1 부분 기간은 제1 고주파 전력의 각 주기 내의 일부의 기간이다. 제2 부분 기간은 제1 고주파 전력의 각 주기 내의 일부의 기간이며, 제1 부분 기간과는 다른 기간이다. 혹은 제2 고주파 전력은, 제1 기간 내의 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 펄스형의 고주파 전력 및 연속적인 고주파 전력 중 한쪽의 고주파 전력으로서 공급되고, 제2 기간 내의 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 다른 쪽의 고주파 전력으로서 공급된다. 혹은 제2 고주파 전력은, 제1 기간 내의 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급되고, 제2 기간 내에서는 공급되지 않는다.
기판 지지대로 향하는 이온의 에너지는 제2 고주파 전력의 모드에 따라서 다르다. 구체적으로는, 기판 지지대로 향하는 이온의 에너지는 제2 고주파 전력이 공급되는지 여부에 따라서 다르다. 기판 지지대로 향하는 이온의 에너지는, 제2 고주파 전력이 펄스형의 고주파 전력으로서 공급되는지 연속적인 고주파 전력으로서 공급되는지 여부에 따라서 다르다. 기판 지지대로 향하는 이온의 에너지는, 제2 고주파 전력이 제1 고주파 전력의 각 주기 내에 있어서 펄스형의 고주파 전력이 공급되는 기간에 따라서 변화된다. 예컨대 기판 지지대로 향하는 이온의 에너지는, 제1 고주파 전원부로부터 출력되는 제1 고주파 전력이 양의 전위를 갖는 기간 내에서 제2 고주파 전력이 펄스형의 고주파 전력으로서 공급되는 경우에는 낮다. 또한, 기판 지지대로 향하는 이온의 에너지는, 제1 고주파 전원부로부터 출력되는 제1 고주파 전력이 음의 전위를 갖는 기간 내에서 제2 고주파 전력이 펄스형의 고주파 전력으로서 공급되는 경우에는 높다. 제1의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법에서는, 상술한 모드가 유지되는 최소의 시간 길이가 제1 고주파 전력의 1주기의 시간 길이로 설정될 수 있다. 따라서, 기판 지지대로 향하는 이온의 에너지를 고속으로 변화시키는 것이 가능하게 된다.
제1의 예시적 실시형태에 기초한 제2의 예시적 실시형태에 있어서, 제2 고주파 전력은, 제1 기간 내의 제1 부분 기간 내에서 그리고 제2 기간 내의 제2 부분 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 제1 부분 기간은, 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 제1 고주파 전원부로부터 출력되는 제1 고주파 전력이 음의 전위를 갖는 기간 내에 포함된다. 제2 부분 기간은, 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 제1 고주파 전원부로부터 출력되는 제1 고주파 전력이 양의 전압을 갖는 기간 내에 포함된다. 제2의 예시적 실시형태에서는, 기판 지지대로 향하는 이온의 에너지는, 제1 기간 내에서는 높게, 제2 기간 내에서는 낮게 된다.
제1의 예시적 실시형태에 기초한 제3의 예시적 실시형태에 있어서, 제2 고주파 전력은, 제1 기간 내의 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 제1 고주파 전원부로부터 출력되는 제1 고주파 전력이 음의 전위를 갖는 기간에 있어서, 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 제2 고주파 전력은, 제2 기간 내의 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 연속적인 고주파 전력으로서 공급된다. 제3의 예시적 실시형태에서는, 기판 지지대로 향하는 이온의 에너지는, 제1 기간 내에서는 높게, 제2 기간 내에서는 낮게 된다.
제1의 예시적 실시형태에 기초한 제4의 예시적 실시형태에 있어서, 제2 고주파 전력은, 제1 기간 내의 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 연속적인 고주파 전력으로서 공급된다. 제2 고주파 전력은, 제2 기간 내의 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 제1 고주파 전원부로부터 출력되는 제1 고주파 전력이 양의 전압을 갖는 기간에 있어서, 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 제4의 예시적 실시형태에서는, 기판 지지대로 향하는 이온의 에너지는, 제1 기간 내에서는 높게, 제2 기간 내에서는 낮게 된다.
제2∼제4의 예시적 실시형태의 어느 하나에 기초한 제5의 예시적 실시형태에 있어서, 제1 기간 및 제2 기간에 걸쳐 기판이 챔버 내에 배치된다. 기판은 하지 영역 및 이 하지 영역 상에 형성된 막을 갖는다. 제1 플라즈마 처리를 실행하는 공정에 있어서, 하지 영역을 노출시키도록 처리 가스의 플라즈마를 이용하여 막이 에칭된다. 제2 플라즈마 처리를 실행하는 공정에 있어서, 처리 가스의 플라즈마를 이용하여 막이 또 에칭된다. 제5의 예시적 실시형태에 의하면, 막의 오버에칭 시에 이온의 에너지가 저감된다. 따라서, 하지 영역의 손상이 억제된다.
제2∼제4의 예시적 실시형태의 어느 하나에 기초한 제6의 예시적 실시형태에 있어서, 제1 기간 및 제2 기간에 걸쳐 기판이 챔버 내에 배치된다. 기판은 제1 막 및 제2 막을 갖는다. 제1 막은 제2 막 상에 마련되어 있다. 제1 플라즈마 처리를 실행하는 공정에 있어서, 처리 가스의 플라즈마를 이용하여 제1 막이 에칭된다. 제2 플라즈마 처리를 실행하는 공정에 있어서, 처리 가스의 플라즈마를 이용하여 제2 막이 에칭된다. 제6의 예시적 실시형태에 의하면, 그 에칭에 비교적 높은 에너지가 필요한 막을 제1 막으로서 가지고, 비교적 낮은 에너지로 에칭될 수 있는 막을 제2 막으로서 갖는 다층막의 에칭이 가능하게 된다.
제2∼제4의 예시적 실시형태에 기초한 제7의 예시적 실시형태에 있어서, 제1 기간에 있어서 기판이 챔버 내에 배치된다. 제1 플라즈마 처리를 실행하는 공정에 있어서, 처리 가스의 플라즈마를 이용하여 기판의 막이 에칭된다. 제2 기간에 있어서 기판은 챔버 내에 배치되지 않는다. 챔버의 내벽면에 부착된 퇴적물이, 제2 플라즈마 처리를 실행하는 공정에 있어서 처리 가스의 플라즈마를 이용하여 제거된다. 제2 기간에 있어서는, 기판 지지대로 향하는 이온의 에너지가 낮아지고, 상대적으로 챔버의 내벽면으로 향하는 이온의 에너지가 높아진다. 그 결과, 챔버의 내벽면에 부착된 퇴적물이 효율적으로 제거된다.
제2의 예시적 실시형태에 기초한 제8의 예시적 실시형태에 있어서, 제1 기간 및 제2 기간에 걸쳐 기판이 챔버 내에 배치된다. 제1 플라즈마 처리를 실행하는 공정에 있어서, 처리 가스의 플라즈마를 이용하여 기판의 막이 측벽면을 제공하도록 에칭된다. 제2 플라즈마 처리를 실행하는 공정에 있어서, 제1 플라즈마 처리를 실행하는 공정에서 그 막이 에칭된 기판의 표면 상에, 처리 가스의 플라즈마로부터의 화학종 또는 별도의 처리 가스의 플라즈마로부터의 화학종을 포함하는 퇴적물이 형성된다. 제1 플라즈마 처리를 실행하는 공정과 제2 플라즈마 처리를 실행하는 공정은 교대로 반복된다. 제8의 예시적 실시형태에서는 퇴적물의 형성과 막의 에칭이 교대로 행해진다. 막의 에칭 실행 중에는 막의 측벽면이 퇴적물에 의해서 보호된다.
제2의 예시적 실시형태에 기초한 제9의 예시적 실시형태에 있어서, 제1 기간 및 제2 기간에 걸쳐 기판이 챔버 내에 배치된다. 제1 플라즈마 처리를 실행하는 공정에 있어서, 처리 가스의 플라즈마를 이용하여 기판의 막이 측벽면을 제공하도록 에칭된다. 제2 플라즈마 처리를 실행하는 공정에 있어서, 제1 플라즈마 처리를 실행하는 공정에서 에칭된 막의 표면을, 처리 가스의 플라즈마 또는 별도의 처리 가스의 플라즈마를 이용하여 변질시킨다. 제1 플라즈마 처리를 실행하는 공정과 제2 플라즈마 처리를 실행하는 공정이 교대로 반복된다. 제9의 예시적 실시형태에서는 막의 변질 처리와 막의 에칭이 교대로 행해진다. 막의 측벽면이 변질되고 있기 때문에, 막의 에칭 실행 중에 그 측벽면의 에칭이 억제된다.
제1의 예시적 실시형태에 기초한 제10의 예시적 실시형태에 있어서, 제2 고주파 전력은, 제1 기간 내의 제1 부분 기간 내에서 그리고 제2 기간 내의 제2 부분 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 제1 부분 기간은, 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 제1 고주파 전원부로부터 출력되는 제1 고주파 전력이 양의 전압을 갖는 기간 내에 포함된다. 제2 부분 기간은, 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 제1 고주파 전원부로부터 출력되는 제1 고주파 전력이 음의 전위를 갖는 기간 내에 포함된다. 제10의 예시적 실시형태에서는, 기판 지지대로 향하는 이온의 에너지는, 제1 기간 내에서는 낮게, 제2 기간 내에서는 높게 된다.
제1의 예시적 실시형태에 기초한 제11의 예시적 실시형태에 있어서, 제2 고주파 전력은, 제1 기간 내의 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 제1 고주파 전원부로부터 출력되는 제1 고주파 전력이 양의 전압을 갖는 기간에 있어서, 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 제2 고주파 전력은, 제2 기간 내의 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 연속적인 고주파 전력으로서 공급된다. 제11의 예시적 실시형태에서는, 기판 지지대로 향하는 이온의 에너지는, 제1 기간 내에서는 낮게, 제2 기간 내에서는 높게 된다.
제1의 예시적 실시형태에 기초한 제12의 예시적 실시형태에 있어서, 제2 고주파 전력은 제1 기간 내의 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 연속적인 고주파 전력으로서 공급된다. 제2 고주파 전력은, 제2 기간 내의 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 제1 고주파 전원부로부터 출력되는 제1 고주파 전력이 음의 전위를 갖는 기간에 있어서, 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 제12의 예시적 실시형태에서는, 기판 지지대로 향하는 이온의 에너지는, 제1 기간 내에서는 낮게, 제2 기간 내에서는 높게 된다.
제10∼제12의 예시적 실시형태의 어느 하나에 기초한 제13의 예시적 실시형태에 있어서, 제1 기간 및 제2 기간에 걸쳐 기판이 챔버 내에 배치된다. 기판은 제1 막 및 제2 막을 가지며, 제1 막은 제2 막 상에 마련되어 있다. 제1 플라즈마 처리를 실행하는 공정에 있어서, 처리 가스의 플라즈마를 이용하여 제1 막이 에칭된다. 제2 플라즈마 처리를 실행하는 공정에 있어서, 처리 가스의 플라즈마를 이용하여 제2 막이 에칭된다. 제13의 예시적 실시형태에 의하면, 비교적 낮은 에너지로 에칭될 수 있는 막을 제1 막으로서 가지고, 그 에칭에 비교적 높은 에너지가 필요한 막을 제2 막으로서 갖는 다층막의 에칭이 가능하게 된다.
제1의 예시적 실시형태에 기초한 제14의 예시적 실시형태에서는, 제1 기간 및 제2 기간 각각은 제1 고주파 전력의 1주기의 시간 길이와 동일한 시간 길이를 갖는다. 제2 고주파 전력은, 제1 기간 내에서 제1 고주파 전원부로부터 출력되는 제1 고주파 전력이 음의 전위를 갖는 기간에 있어서, 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 제2 고주파 전력은 제2 기간 내에서는 공급되지 않는다. 챔버 내에 배치된 기판의 막을 에칭하도록 제1 플라즈마 처리를 실행하는 공정 및 제2 플라즈마 처리를 실행하는 공정이 교대로 반복된다. 제14의 예시적 실시형태에 의하면, 제1 기간에 있어서 생성된 이온이 제2 기간에 있어서 높은 에너지로 기판에 충돌한다.
제1의 예시적 실시형태에 기초한 제15의 예시적 실시형태에서는, 제1 기간 및 제2 기간 각각은 제1 고주파 전력의 1주기의 시간 길이와 동일한 시간 길이를 갖는다. 제2 고주파 전력은, 제1 기간 내에서 제1 고주파 전원부로부터 출력되는 제1 고주파 전력이 양의 전압을 갖는 기간에 있어서, 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 제2 고주파 전력은 제2 기간 내에서는 공급되지 않는다. 챔버 내에 배치된 기판의 막을 에칭하도록 제1 플라즈마 처리를 실행하는 공정 및 제2 플라즈마 처리를 실행하는 공정이 교대로 반복된다. 제15의 예시적 실시형태에 의하면, 제1 기간에 있어서 생성된 이온이 제2 기간에 있어서 높은 에너지로 기판에 충돌한다.
별도의 예시적 실시형태에서는 플라즈마 처리 장치가 제공된다. 플라즈마 처리 장치는 챔버, 기판 지지대, 제1 고주파 전원부, 제2 고주파 전원부 및 제어부를 구비한다. 기판 지지대는 하부 전극을 포함하며, 챔버 내에 마련되어 있다. 제1 고주파 전원부는 제1 주파수를 갖는 제1 고주파 전력을 하부 전극에 공급하도록 구성되어 있다. 제2 고주파 전원부는, 플라즈마를 생성하기 위해서 제1 주파수보다도 높은 제2 주파수를 갖는 제2 고주파 전력을 공급하도록 구성되어 있다. 제어부는 제1 고주파 전원부 및 제2 고주파 전원부를 제어하도록 구성되어 있다. 제어부는, 제1 기간 및 제1 기간 후의 또는 제1 기간에 이어지는 제2 기간에 있어서, 제1 고주파 전력을 연속적으로 하부 전극에 공급하도록 제1 고주파 전원부를 제어한다. 제어부는, 제1 기간 내의 제1 부분 기간 내에서 제2 고주파 전력을 펄스형의 고주파 전력으로서 공급하고, 제2 기간 내의 제2 부분 기간 내에서 제2 고주파 전력을 펄스형의 고주파 전력으로서 공급하도록 제2 고주파 전원부를 제어한다. 제1 부분 기간은 제1 고주파 전력의 각 주기 내의 일부의 기간이다. 제2 부분 기간은 제1 고주파 전력의 각 주기 내의 일부의 기간이며, 제1 부분 기간과는 다른 기간이다. 혹은 제어부는, 제1 기간 내의 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 제2 고주파 전력을 펄스형의 고주파 전력 및 연속적인 고주파 전력 중 한쪽의 고주파 전력으로서 공급하도록 제2 고주파 전원부를 제어한다. 또한 제어부는, 제2 기간 내의 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 제2 고주파 전력을 다른 쪽의 고주파 전력으로서 공급하도록 제2 고주파 전원부를 제어한다. 혹은 제어부는, 제1 기간 내의 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 제2 고주파 전력을 펄스형의 고주파 전력으로서 공급하고, 제2 기간 내에서는 제2 고주파 전력을 공급하지 않도록 제2 고주파 전원부를 제어한다.
이하, 도면을 참조하여 다양한 예시적 실시형태에 관해서 상세히 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일하거나 또는 상당하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하기로 한다.
도 1은 하나의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법의 흐름도이다. 도 1에 도시하는 플라즈마 처리 방법(이하, 「방법 MT1」이라고 한다)은 플라즈마 처리 장치를 이용하여 실행된다. 도 2는 하나의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다. 본 개시에 있어서의 다양한 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법의 실행에는 도 2에 도시하는 플라즈마 처리 장치가 이용될 수 있다.
도 2에 도시하는 플라즈마 처리 장치(1A)는 용량 결합형의 플라즈마 처리 장치이다. 플라즈마 처리 장치(1A)는 챔버(10)를 구비하고 있다. 챔버(10)는 그 안에 내부 공간(10s)을 제공하고 있다.
챔버(10)는 챔버 본체(12)를 포함하고 있다. 챔버 본체(12)는 대략 원통 형상을 갖고 있다. 내부 공간(10s)은 챔버 본체(12)의 내측에 제공되어 있다. 챔버 본체(12)는 예컨대 알루미늄으로 형성되어 있다. 챔버 본체(12)의 내벽면 상에는 내부식성을 갖는 막이 형성되어 있다. 내부식성을 갖는 막은 산화알루미늄, 산화이트륨과 같은 세라믹으로 형성된 막일 수 있다.
챔버 본체(12)의 측벽에는 통로(12p)가 형성되어 있다. 기판(W)은 내부 공간(10s)과 챔버(10) 외부의 사이에서 반송될 때에 통로(12p)를 통과한다. 통로(12p)는 게이트 밸브(12g)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다. 게이트 밸브(12g)는 챔버 본체(12)의 측벽을 따라 마련되어 있다.
챔버 본체(12)의 바닥부 상에는 지지부(13)가 마련되어 있다. 지지부(13)는 절연 재료로 형성되어 있다. 지지부(13)는 대략 원통 형상을 갖고 있다. 지지부(13)는 내부 공간(10s) 내에서 챔버 본체(12)의 바닥부에서 위쪽으로 연장되어 있다. 지지부(13)는 기판 지지대, 즉 지지대(14)를 지지하고 있다. 지지대(14)는 내부 공간(10s) 내에 마련되어 있다. 지지대(14)는 챔버(10) 내, 즉 내부 공간(10s) 내에서 기판(W)을 지지하도록 구성되어 있다.
지지대(14)는 하부 전극(18) 및 정전 척(20)을 갖고 있다. 지지대(14)는 전극 플레이트(16)를 추가로 가질 수 있다. 전극 플레이트(16)는 예컨대 알루미늄과 같은 도체로 형성되어 있으며, 대략 원반 형상을 갖고 있다. 하부 전극(18)은 전극 플레이트(16) 상에 마련되어 있다. 하부 전극(18)은 예컨대 알루미늄과 같은 도체로 형성되어 있으며, 대략 원반 형상을 갖고 있다. 하부 전극(18)은 전극 플레이트(16)에 전기적으로 접속되어 있다.
정전 척(20)은 하부 전극(18) 상에 마련되어 있다. 정전 척(20)의 상면 위에는 기판(W)이 배치된다. 정전 척(20)은 본체 및 전극을 갖는다. 정전 척(20)의 본체는 대략 원반 형상을 가지며, 유전체로 형성되어 있다. 정전 척(20)의 전극은 막형의 전극이며, 정전 척(20)의 본체 내에 마련되어 있다. 정전 척(20)의 전극은 스위치(20s)를 통해 직류 전원(20p)에 접속되어 있다. 정전 척(20)의 전극에 직류 전원(20p)으로부터의 전압이 인가되면, 정전 척(20)과 기판(W) 사이에서 정전인력이 발생한다. 발생한 정전인력에 의해, 기판(W)은 정전 척(20)에 당겨지고, 정전 척(20)에 의해서 유지된다.
하부 전극(18)의 주연부 상에는 기판(W)의 엣지를 둘러싸도록 포커스 링(FR)이 배치된다. 포커스 링(FR)은, 기판(W)에 대한 플라즈마 처리의 면내 균일성을 향상시키기 위해서 마련되어 있다. 포커스 링(FR)은 한정되는 것은 아니지만, 실리콘, 탄화실리콘 또는 석영으로 형성될 수 있다.
하부 전극(18)의 내부에는 유로(18f)가 마련되어 있다. 유로(18f)에는, 챔버(10)의 외부에 마련되어 있는 칠러 유닛(22)으로부터 배관(22a)을 통해 열교환 매체(예컨대 냉매)가 공급된다. 유로(18f)에 공급된 열교환 매체는 배관(22b)을 통해 칠러 유닛(22)으로 되돌려진다. 플라즈마 처리 장치(1A)에서는, 정전 척(20) 상에 배치된 기판(W)의 온도가 열교환 매체와 하부 전극(18)의 열교환에 의해 조정된다.
플라즈마 처리 장치(1A)에는 가스 공급 라인(24)이 마련되어 있다. 가스 공급 라인(24)은, 전열 가스 공급 기구로부터의 전열 가스(예컨대 He 가스)를, 정전 척(20)의 상면과 기판(W)의 이면 사이에 공급한다.
플라즈마 처리 장치(1A)는 상부 전극(30)을 추가로 구비하고 있다. 상부 전극(30)은 지지대(14)의 위쪽에 마련되어 있다. 상부 전극(30)은 부재(32)를 통해 챔버 본체(12)의 상부에 지지되어 있다. 부재(32)는 절연성을 갖는 재료로 형성되어 있다. 상부 전극(30)과 부재(32)는 챔버 본체(12)의 상부 개구를 닫고 있다.
상부 전극(30)은 상부판(34) 및 지지체(36)를 포함할 수 있다. 상부판(34)의 하면은 내부 공간(10s) 측의 하면이며, 내부 공간(10s)을 정의하고 있다. 상부판(34)은 주울열이 적은 저저항의 도전체 또는 반도체로 형성될 수 있다. 상부판(34)에는 복수의 가스 토출 구멍(34a)이 형성되어 있다. 복수의 가스 토출 구멍(34a)은 상부판(34)을 그 판 두께 방향으로 관통하고 있다.
지지체(36)는 상부판(34)을 착탈이 자유롭게 지지한다. 지지체(36)는 알루미늄과 같은 도전성 재료로 형성된다. 지지체(36)의 내부에는 가스 확산실(36a)이 마련되어 있다. 지지체(36)에는 복수의 가스 구멍(36b)이 형성되어 있다. 복수의 가스 구멍(36b)은 가스 확산실(36a)에서 아래쪽으로 연장되어 있다. 복수의 가스 구멍(36b)은 복수의 가스 토출 구멍(34a)에 각각 연통되어 있다. 지지체(36)에는 가스 도입구(36c)가 형성되어 있다. 가스 도입구(36c)는 가스 확산실(36a)에 접속되어 있다. 가스 도입구(36c)에는 가스 공급관(38)이 접속되어 있다.
플라즈마 처리 장치(1A)는 가스 공급부(GS)를 추가로 구비하고 있다. 가스 공급부(GS)는, 가스소스군(40), 밸브군(41), 유량제어기군(42) 및 밸브군(43)을 포함한다. 가스소스군(40)은 밸브군(41), 유량제어기군(42) 및 밸브군(43)을 통해 가스 공급관(38)에 접속되어 있다. 가스소스군(40)은 복수의 가스 소스를 포함하고 있다. 복수의 가스 소스는 다양한 실시형태 각각에서 이용되는 복수의 가스의 소스를 포함한다. 밸브군(41) 및 밸브군(43) 각각은 복수의 개폐 밸브를 포함하고 있다. 유량제어기군(42)은 복수의 유량 제어기를 포함하고 있다. 유량제어기군(42)의 복수의 유량 제어기 각각은 매스 플로우 컨트롤러 또는 압력 제어식의 유량 제어기이다. 가스소스군(40)의 복수의 가스 소스 각각은, 밸브군(41) 대응의 개폐 밸브, 유량제어기군(42) 대응의 유량 제어기 및 밸브군(43) 대응의 개폐 밸브를 통해 가스 공급관(38)에 접속되어 있다.
플라즈마 처리 장치(1A)에서는, 챔버 본체(12)의 내벽면을 따라 실드(46)가 착탈이 자유롭게 마련되어 있다. 실드(46)는 지지부(13)의 외주에도 마련되어 있다. 실드(46)는 챔버 본체(12)에 에칭 부생물이 부착되는 것을 방지한다. 실드(46)는, 예컨대 알루미늄으로 형성된 부재의 표면에 내부식성을 갖는 막을 형성함으로써 구성된다. 내부식성을 갖는 막은 산화이트륨과 같은 세라믹으로 형성된 막일 수 있다.
지지부(13)와 챔버 본체(12)의 측벽 사이에는 배플 플레이트(48)가 마련되어 있다. 배플 플레이트(48)는, 예컨대 알루미늄으로 형성된 부재의 표면에 내부식성을 갖는 막을 형성함으로써 구성된다. 내부식성을 갖는 막은 산화이트륨과 같은 세라믹으로 형성된 막일 수 있다. 배플 플레이트(48)에는 복수의 관통 구멍이 형성되어 있다. 배플 플레이트(48)의 아래쪽, 또한 챔버 본체(12)의 바닥부에는 배기구(12e)가 형성되어 있다. 배기구(12e)에는 배기관(52)을 통해 배기 장치(50)가 접속되어 있다. 배기 장치(50)는 압력 조정 밸브 및 터보 분자 펌프와 같은 진공 펌프를 갖고 있다.
플라즈마 처리 장치(1A)는 발광 분석기(54)를 추가로 구비할 수 있다. 발광 분석기(54)는 챔버(10)의 외측에 마련되어 있다. 발광 분석기(54)는, 챔버(10)에 형성된 광학적으로 투명한 창 부재를 통해 플라즈마로부터의 빛을 받는다. 발광 분석기(54)는 플라즈마의 하나 이상의 파장의 발광 강도를 취득한다. 후술하는 제어부(80)는, 발광 분석기(54)에 의해서 취득된 발광 강도에 기초하여 공정을 종료시킬 수 있다.
플라즈마 처리 장치(1A)는 제1 고주파 전원부(61)를 추가로 구비하고 있다. 제1 고주파 전원부(61)는 제1 고주파 전력(LF)을 출력하도록 구성되어 있다. 제1 고주파 전력(LF)은 주로 이온을 기판(W)에 끌어넣기에 적합한 주파수를 갖는다. 제1 고주파 전력(LF)의 기본 주파수인 제1 주파수는 예컨대 50 kHz∼13.56 MHz 범위 내의 주파수이다.
제1 고주파 전원부(61)는 정합기(63)를 통해 하부 전극(18)에 전기적으로 접속되어 있다. 정합기(63)는 정합 회로를 갖고 있다. 정합기(63)의 정합 회로는, 제1 고주파 전원부(61)의 부하 측(하부 전극 측)의 임피던스를 제1 고주파 전원부(61)의 출력 임피던스에 정합시키도록 구성되어 있다.
일 실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치(1A)는 방향성 결합기(65)를 추가로 구비할 수 있다. 방향성 결합기(65)는 제1 고주파 전원부(61)와 정합기(63) 사이에 마련되어 있다. 플라즈마 처리 장치(1A)에서는, 방향성 결합기(65)는 제1 고주파 전원부(61)와 동기 신호 발생기(70) 사이에 마련되어 있다. 방향성 결합기(65)는 제1 고주파 전력(LF)을 분기시켜 동기 신호 발생기(70)에 공급한다. 방향성 결합기(65)에 공급된 제1 고주파 전력(LF)의 대부분은 정합기(63)에 공급된다. 예컨대 방향성 결합기(65)의 결합도는 60 dB이다.
동기 신호 발생기(70)는 제1 고주파 전력(LF)으로부터 동기 신호(SS)를 발생하도록 구성되어 있다. 구체적으로, 동기 신호 발생기(70)는 방향성 결합기(65)로부터 제1 고주파 전력(LF)의 분기 전력을 받는다. 동기 신호 발생기(70)는 제1 고주파 전력(LF)의 분기 전력의 전압으로부터 동기 신호(SS)를 생성한다. 동기 신호(SS)는 제1 고주파 전력의 각 주기의 시작 시점을 규정하는 동기 펄스를 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 동기 신호 발생기(70)는 제1 고주파 전력(LF)의 분기 전력의 전압을 증폭기에 의해서 증폭하여 증폭 신호를 출력한다. 증폭기로부터 출력된 증폭 신호는 컴퍼레이터에 입력된다. 동기 신호 발생기(70)의 컴퍼레이터는 증폭 신호로부터 동기 클록 신호를 생성한다. 동기 신호 발생기(70)는 동기 클록 신호의 라이징 에지에 있어서 동기 펄스를 포함하는 동기 신호를 생성한다.
플라즈마 처리 장치(1A)는 제2 고주파 전원부(62)를 추가로 구비하고 있다. 제2 고주파 전원부(62)는, 챔버(10) 내에서 가스로부터 플라즈마를 생성하기 위해서 제2 고주파 전력(HF)을 출력하도록 구성되어 있다. 제2 고주파 전력(HF)의 기본 주파수인 제2 주파수는 제1 주파수보다도 높다. 제2 주파수는 예컨대 27 MHz∼300 MHz 범위 내의 주파수이다.
제2 고주파 전원부(62)는 정합기(64)를 통해 하부 전극(18)에 전기적으로 접속되어 있다. 정합기(64)는 정합 회로를 갖고 있다. 정합기(64)의 정합 회로는, 제2 고주파 전원부(62)의 부하 측(하부 전극 측)의 임피던스를 제2 고주파 전원부(62)의 출력 임피던스에 정합시키도록 구성되어 있다. 플라즈마 처리 장치(1A)는 방향성 결합기(66)를 추가로 구비하고 있어도 좋다. 방향성 결합기(66)는 제2 고주파 전원부(62)와 정합기(64) 사이에 마련되어 있다. 별도의 실시형태에서는, 제2 고주파 전원부(62)는 정합기(64)를 통해 상부 전극(30)에 전기적으로 접속되어 있어도 좋다.
플라즈마 처리 장치(1A)는 제어부(80)를 추가로 구비할 수 있다. 제어부(80)는, 프로세서, 메모리와 같은 기억부, 입력 장치, 표시 장치, 신호의 입출력 인터페이스 등을 갖춘 컴퓨터일 수 있다. 제어부(80)는 플라즈마 처리 장치(1A)의 각 부를 제어한다. 제어부(80)에서는, 입력장치를 이용하여, 오퍼레이터가 플라즈마 처리 장치(1A)를 관리하기 위해서 커맨드의 입력 조작 등을 행할 수 있다. 또한, 제어부(80)에서는, 표시 장치에 의해 플라즈마 처리 장치(1A)의 가동 상황을 가시화하여 표시할 수 있다. 더욱이, 제어부(80)의 기억부에는 제어 프로그램 및 레시피 데이터가 저장되어 있다. 제어 프로그램은 플라즈마 처리 장치(1A)에서 각종 처리를 실행하기 위해서 제어부(80)의 프로세서에 의해 실행된다. 제어부(80)의 프로세서가 제어 프로그램을 실행하여, 레시피 데이터에 따라서 플라즈마 처리 장치(1A)의 각 부를 제어함으로써, 다양한 실시형태의 각각의 플라즈마 처리 방법이 플라즈마 처리 장치(1A)에서 실행된다.
제2 고주파 전원부(62)는, 제어부(80)로부터의 제어 신호 및 동기 신호 발생기(70)로부터의 동기 신호(SS)에 따라서 제1 고주파 전력(LF)의 각 주기 내에서 제2 고주파 전력(HF)을 생성하거나, 제2 고주파 전력(HF)의 출력을 정지한다. 제1 고주파 전력(LF)의 각 주기는 동기 신호(SS)로부터 특정된다. 제2 고주파 전원부(62)는, 제2 고주파 전력(HF)을 펄스형의 고주파 전력 또는 연속적인 고주파 전력으로서 생성하도록 구성되어 있다. 펄스형의 고주파 전력은 어느 기간 내의 특정 기간 내에서 그 전력 레벨이 증가된 고주파 전력이다. 예컨대 펄스형의 고주파 전력의 전력 레벨은, 어느 기간 내의 특정 기간에 있어서 제로보다도 크고, 상기 특정 기간 전후의 기간에서는 제로이다. 제1 고주파 전력(LF)의 각 주기 내에서 제2 고주파 전력(HF)이 펄스형의 고주파 전력으로서 출력되는 기간은, 제어부(80)로부터의 제어 신호에 의해서 지정된다.
플라즈마 처리 장치(1A)의 제2 고주파 전원부(62)는 고주파 신호 발생기(62f) 및 증폭기(62a)를 갖는다. 고주파 신호 발생기(62f)는, 제어부(80)로부터의 제어 신호 및 동기 신호 발생기(70)로부터의 동기 신호(SS)에 따라서, 제1 고주파 전력(LF)의 각 주기 내에서 고주파 신호를 생성하거나, 고주파 신호의 출력을 정지한다. 제1 고주파 전력(LF)의 각 주기는 동기 신호(SS)로부터 특정된다. 고주파 신호 발생기(62f)에 의해서 생성되는 고주파 신호는 제2 주파수를 갖는다. 고주파 신호 발생기(62f)는, 고주파 신호를 펄스형의 고주파 신호 또는 연속적인 고주파 신호로서 생성한다. 제1 고주파 전력(LF)의 각 주기 내에서 고주파 신호가 펄스형의 고주파 신호로서 출력되는 기간은, 제어부(80)로부터의 제어 신호에 의해서 지정된다. 고주파 신호 발생기(62f)는 예컨대 함수 발생기(function generator)이다. 고주파 신호 발생기(62f)에 의해서 생성된 고주파 신호는 증폭기(62a)에 입력된다. 플라즈마 처리 장치(1A)의 제2 고주파 전원부(62)에서는, 제2 고주파 전력(HF)은 증폭기(62a)에 의해서 고주파 신호가 증폭됨으로써 생성된다.
다양한 실시형태의 각각의 플라즈마 처리 방법은, 도 3에 도시하는 플라즈마 처리 장치를 이용하여 실행되어도 좋다. 도 3은 별도의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다. 이하, 플라즈마 처리 장치(1A)와 도 3에 도시하는 플라즈마 처리 장치(1B)의 상이점에 관해서 플라즈마 처리 장치(1B)를 설명한다. 플라즈마 처리 장치(1B)에서는, 제1 고주파 전원부(61)는 고주파 신호 발생기(60f) 및 증폭기(61a)를 갖는다. 고주파 신호 발생기(60f)는 연속적인 고주파 신호로서 제1 고주파 신호를 생성한다. 제1 고주파 신호는 제1 주파수를 갖는다. 고주파 신호 발생기(60f)는 예컨대 함수 발생기이다. 제1 고주파 신호는 증폭기(61a)에 입력된다. 플라즈마 처리 장치(1B)에서는, 제1 고주파 전력(LF)은 증폭기(61a)에 의해서 제1 고주파 신호가 증폭됨으로써 생성된다.
플라즈마 처리 장치(1B)에서는, 제2 고주파 전원부(62)는 고주파 신호 발생기(60f) 및 증폭기(62a)를 갖는다. 즉, 제2 고주파 전원부(62)는 고주파 신호 발생기(60f)를 제1 고주파 전원부(61)와 공유하고 있다. 따라서, 제1 고주파 전원부(61)와 제2 고주파 전원부(62) 사이에서는 동기가 잡혀 있다. 고주파 신호 발생기(60f)는 제1 고주파 신호에 더하여 제2 고주파 신호를 발생한다. 고주파 신호 발생기(60f)에 의해서 생성되는 제2 고주파 신호는 제2 주파수를 갖는다.
고주파 신호 발생기(60f)는, 제어부(80)로부터의 제어 신호에 따라서 제1 고주파 전력(LF)의 각 주기 내에서 제2 고주파 신호를 생성하거나, 제2 고주파 신호의 출력을 정지한다. 고주파 신호 발생기(60f)는, 제1 고주파 신호의 각 주기에 대하여 제2 고주파 신호의 출력 타이밍 제어를 행할 수 있다. 고주파 신호 발생기(60f) 자체가 제1 고주파 신호를 생성하고 있기 때문에, 제1 고주파 전력(LF)의 각 주기의 특정을 위해서 별도의 동기 신호 발생기는 불필요하다.
고주파 신호 발생기(60f)는, 제2 고주파 신호를 펄스형의 고주파 신호 또는 연속적인 고주파 신호로서 생성한다. 제1 고주파 전력(LF)의 각 주기 내에서 제2 고주파 신호가 펄스형의 고주파 신호로서 출력되는 기간은, 제어부(80)로부터의 제어 신호에 의해서 지정된다. 고주파 신호 발생기(60f)에 의해서 생성된 제2 고주파 신호는 증폭기(62a)에 입력된다. 플라즈마 처리 장치(1B)의 제2 고주파 전원부(62)에서는, 제2 고주파 전력(HF)은 증폭기(62a)에 의해서 제2 고주파 신호가 증폭됨으로써 생성된다.
이하, 플라즈마 처리 장치(1A) 및 플라즈마 처리 장치(1B) 중 어느 하나가 이용되는 경우를 예로 들어 다양한 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법에 관해서 상세히 설명한다. 이하의 설명에서는, 도 1과 함께 도 4(a), 도 4(b), 도 4(c) 및 도 5를 참조한다. 도 4(a)는 일례의 기판을 일부 확대하여 도시하는 단면도이고, 도 4(b) 및 도 4(c)는 방법 MT1의 복수의 공정 각각을 실행한 후의 상태에서의 일례의 기판을 일부 확대하여 도시하는 단면도이다. 도 5는 방법 MT1에 관련된 일례의 타이밍 차트이다. 도 5에 있어서 종축은 제1 고주파 전력(LF), 동기 신호(SS) 및 제2 고주파 전력(HF)을 나타내고 있다.
방법 MT1은 공정 ST11 및 공정 ST12를 포함한다. 공정 ST11은 제1 기간(P1)에 있어서 실행된다. 제1 기간(P1)의 시간 길이는 제1 고주파 전력(LF)의 1주기의 시간 길이의 m배일 수 있다. m은 자연수이다. 공정 ST11에서는 제1 플라즈마 처리가 실행된다. 공정 ST12는 제2 기간(P2)에 있어서 실행된다. 제2 기간(P2)은 제1 기간(P1)에 이어지는 기간이다. 공정 ST12에서는 제2 플라즈마 처리가 실행된다. 제2 기간(P2)의 시간 길이는 제1 고주파 전력(LF)의 1주기의 시간 길이의 n배일 수 있다. n은 자연수이다.
공정 ST11 및 공정 ST12에서는 챔버(10) 내에 처리 가스가 공급된다. 공정 ST11 및 공정 ST12에서는, 가스 공급부(GS)가 처리 가스를 공급하기 위해서 제어부(80)에 의해 제어된다. 공정 ST11 및 공정 ST12에서는, 배기 장치(50)가 챔버(10) 내의 압력을 지정된 압력으로 설정하도록 제어부(80)에 의해 제어된다. 챔버(10) 내의 압력은 예컨대 수 mTorr∼1000 mTorr 범위 내의 압력으로 설정된다.
공정 ST11 및 공정 ST12에 있어서, 제1 고주파 전력(LF)은 하부 전극(18)에 연속적으로 공급된다. 즉, 방법 MT1에서는, 제1 고주파 전력(LF)은 제1 기간(P1) 및 제2 기간(P2)에 걸쳐 하부 전극(18)에 연속적으로 공급된다. 공정 ST11 및 공정 ST12에 있어서, 제1 고주파 전원부(61)는 제1 고주파 전력(LF)을 하부 전극(18)에 공급하기 위해서 제어부(80)에 의해 제어된다.
제2 고주파 전력(HF)은, 펄스형의 고주파 전력으로서, 제1 기간(P1) 내의 제1 부분 기간(SP1) 내에서 그리고 제2 기간(P2) 내의 제2 부분 기간(SP2) 내에서 하부 전극(18)(또는 상부 전극(30))에 공급된다. 즉, 제2 고주파 전력(HF)은, 공정 ST11에서는 제1 부분 기간(SP1) 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 또한, 제2 고주파 전력(HF)은, 공정 ST12에서는 제2 부분 기간(SP2) 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 공정 ST11 및 공정 ST12에 있어서, 제2 고주파 전원부(62)는 제2 고주파 전력(HF)을 공급하기 위해서 제어부(80)에 의해 제어된다.
제1 부분 기간(SP1)은 제1 고주파 전력(LF)의 각 주기(PLF) 내의 일부의 기간이다. 제2 부분 기간(SP2)은 제1 고주파 전력(LF)의 각 주기(PLF) 내의 일부의 기간이며, 제1 부분 기간과는 다른 기간이다. 방법 MT1에서는, 제1 부분 기간(SP1)은, 제1 고주파 전력(LF)의 각 주기(PLF) 내에서, 제1 고주파 전원부(61)로부터 출력되는 제1 고주파 전력(LF)이 음의 전위를 갖는 기간(이하, 「음전압 출력 기간」이라고 한다) 내에 포함된다. 방법 MT1에서는, 제2 부분 기간(SP2)은 제1 고주파 전력(LF)의 각 주기(PLF) 내에서 제1 고주파 전원부(61)로부터 출력되는 제1 고주파 전력(LF)이 양의 전압을 갖는 기간(이하, 「양전압 출력 기간」이라고 한다) 내에 포함된다.
또한, 제2 고주파 전원부(62)는, 동기 신호(SS)로부터 특정되는 각 주기(PLF)에 있어서, 제어부(80)로부터의 지령에 의해, 펄스형의 고주파 전력을 적절한 타이밍에 공급할 수 있다. 따라서, 복수의 제1 부분 기간(SP1) 각각에서는, 펄스형의 고주파 전력이, 제1 고주파 전력(LF)의 주기에 대하여 상대적으로 동일한 위상으로 공급될 수 있다. 또한, 복수의 제2 부분 기간(SP2) 각각에서는, 펄스형의 고주파 전력이, 제1 고주파 전력(LF)의 주기에 대하여 상대적으로 동일한 위상으로 공급될 수 있다.
다양한 실시형태에 있어서, 음전압 출력 기간 내에 설정되는 부분 기간(제1 부분 기간(SP1) 또는 제2 부분 기간(SP2))은, 제1 고주파 전력(LF)의 각 주기(PLF) 내에서 제1 고주파 전력(LF)이 최소의 전위를 갖는 시점을 포함할 수 있다. 양전압 출력 기간 내에 설정되는 부분 기간(제1 부분 기간(SP1) 또는 제2 부분 기간(SP2))은, 제1 고주파 전력(LF)의 각 주기(PLF) 내에서 제1 고주파 전력(LF)이 최대의 전위를 갖는 시점을 포함할 수 있다.
공정 ST11 및 공정 ST12에서는, 챔버(10) 내에서 처리 가스로부터 플라즈마가 형성된다. 공정 ST11에서는, 제2 고주파 전력(HF)은 음전압 출력 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 따라서, 공정 ST11에서는, 지지대(14) 상의 기판의 Vpp(전압의 파고치)가 높아지고, 플라즈마로부터 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지가 비교적 높아진다.
한편, 공정 ST12에서는, 제2 고주파 전력(HF)은 양전압 출력 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 따라서, 공정 ST12에서는, 지지대(14) 상의 기판의 Vpp가 낮아지고, 플라즈마로부터 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지가 비교적 낮아진다.
도 4(a)에 도시하는 것과 같이, 방법 MT1이 적용될 수 있는 기판(WA)은 하지 영역(URA) 및 막(FA)을 갖는다. 막(FA)은 하지 영역(URA) 상에 마련되어 있다. 기판(WA)은 마스크(MKA)를 추가로 가질 수 있다. 마스크(MKA)는 막(FA) 상에 마련되어 있다. 마스크(MKA)는 막(FA)을 부분적으로 노출시키도록 패터닝되어 있다. 일례에서, 하지 영역(URA)은 실리콘으로 형성되어 있고, 막(FA)은 산화실리콘으로 형성되어 있고, 마스크(MKA)는 포토레지스트막 및 반사방지막을 포함하는 다층 구조를 갖는다. 마스크(MKA)의 반사방지막은 막(FA) 상에 마련되어 있다. 마스크(MKA)의 반사방지막은 실리콘을 함유한다. 마스크(MKA)의 포토레지스트막은 마스크(MKA)의 반사방지막 상에 마련되어 있다.
방법 MT1에서는, 기판(WA)은 제1 기간(P1) 및 제2 기간(P2)에 걸쳐 챔버(10) 내에 배치된다. 기판(WA)은 챔버(10) 내에서는 지지대(14) 상에 배치된다. 공정 ST11 및 공정 ST12에서 이용되는 처리 가스는, C4F8 가스와 같은 플루오로카본 가스를 포함할 수 있다. 공정 ST11 및 공정 ST12에서 이용되는 처리 가스는, O2 가스와 같은 산소 함유 가스 및/또는 아르곤 가스와 같은 희가스를 추가로 포함하고 있어도 좋다.
도 4(b)에 도시하는 것과 같이, 공정 ST11에서는, 하지 영역(URA)을 노출시키도록 플라즈마로부터의 이온에 의해서 막(FA)이 에칭된다. 공정 ST11은, 발광 분석기(54)에 의해서 취득되는 발광 강도로부터 막(FA)의 에칭량이 감소했다고 판단되는 경우에 종료된다. 예컨대 발광 분석기(54)에 의해서 취득되는 CO의 발광 강도가 소정치 이하라고 판정되는 경우에 공정 ST11이 종료된다. 혹은 공정 ST11은 소정 시간 경과 후에 종료된다. 공정 ST11에서는 기판(WA)에 대하여 높은 에너지의 이온이 공급되기 때문에, 막(FA)은 고속으로 에칭된다.
이어지는 공정 ST12에서는, 도 4(c)에 도시하는 것과 같이 막(FA)의 오버에칭이 이루어진다. 공정 ST12에서는 기판(WA)에 대하여 낮은 에너지의 이온이 공급되기 때문에, 하지 영역(URA)의 손상을 억제하면서 막(FA)의 오버에칭을 행할 수 있다.
도 6을 참조한다. 도 6은 연속적인 고주파 전력으로서의 제2 고주파 전력의 일례를 도시하는 타이밍 차트이다. 방법 MT1에 있어서, 제2 고주파 전력(HF)은, 제1 기간(P1) 내의 각 주기(PLF)에서는 펄스형의 고주파 전력 및 연속적인 고주파 전력 중 한쪽의 고주파 전력으로서 공급되고, 제2 기간(P2) 내의 각 주기(PLF)에서는 다른 쪽의 고주파 전력으로서 공급되어도 좋다. 구체적으로, 방법 MT1에 있어서 제2 고주파 전력(HF)은, 제1 기간(P1) 내에서는 음전압 출력 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급되고, 제2 기간(P2) 내에서는 연속적인 고주파 전력으로서 공급되어도 좋다. 이 경우에도, 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지는, 제1 기간(P1) 내에서는 비교적 높게, 제2 기간(P2) 내에서는 비교적 낮게 된다.
혹은 방법 MT1에 있어서, 제2 고주파 전력(HF)은, 제1 기간(P1) 내에서는 연속적인 고주파 전력으로서 공급되고, 제2 기간(P2) 내에서는 양전압 출력 기간에 펄스형의 고주파 전력으로서 공급되어도 좋다. 이 경우에도, 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지는, 제1 기간(P1) 내에서는 비교적 높게, 제2 기간(P2) 내에서는 비교적 낮게 된다.
이어서, 도 7, 도 8(a), 도 8(b), 도 8(c), 도 8(d) 및 도 8(e)을 참조한다. 도 7은 별도의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법의 흐름도이다. 도 8(a)은 일례의 기판을 일부 확대하여 도시하는 단면도이다. 도 8(b)∼도 8(e)은 도 7에 도시하는 방법 MT2의 복수의 공정 각각을 실행한 후의 상태에서의 일례의 기판을 일부 확대하여 도시하는 단면도이다.
도 7에 도시하는 방법 MT2는 공정 ST21 및 공정 ST22를 포함한다. 공정 ST21은 방법 MT1의 공정 ST11과 마찬가지로 제1 기간(P1)에 있어서 실행된다. 공정 ST21에서는 제1 플라즈마 처리가 실행된다. 공정 ST22는 방법 MT1의 공정 ST12와 마찬가지로 제2 기간(P2)에 있어서 실행된다. 제2 기간(P2)은 제1 기간(P1)에 이어지는 기간이다. 공정 ST22에서는 제2 플라즈마 처리가 실행된다.
방법 MT2는 공정 ST23 및 공정 ST24를 추가로 포함할 수 있다. 공정 ST23은 제3 기간에 있어서 실행된다. 제3 기간은 제2 기간(P2)에 이어지는 기간이다. 제3 기간의 시간 길이는 제1 고주파 전력(LF)의 1주기의 시간 길이의 p배일 수 있다. p는 자연수이다. 공정 ST23에서는 제3 플라즈마 처리가 실행된다. 공정 ST24는 제4 기간에 있어서 실행된다. 제4 기간은 제3 기간에 이어지는 기간이다. 제4 기간의 시간 길이는 제1 고주파 전력(LF)의 1주기의 시간 길이의 q배일 수 있다. q는 자연수이다. 공정 ST24에서는 제4 플라즈마 처리가 실행된다.
공정 ST21, 공정 ST22, 공정 ST23 및 공정 ST24에서는 챔버(10) 내에 처리 가스가 공급된다. 공정 ST21, 공정 ST22, 공정 ST23 및 공정 ST24에서는, 가스 공급부(GS)가 처리 가스를 공급하기 위해서 제어부(80)에 의해 제어된다. 공정 ST21, 공정 ST22, 공정 ST23 및 공정 ST24에서는, 배기 장치(50)가 챔버(10) 내의 압력을 지정된 압력으로 설정하도록 제어부(80)에 의해 제어된다. 챔버(10) 내의 압력은 예컨대 수 mTorr∼1000 mTorr 범위 내의 압력으로 설정된다.
공정 ST21, 공정 ST22, 공정 ST23 및 공정 ST24에 있어서, 제1 고주파 전력(LF)은 하부 전극(18)에 연속적으로 공급된다. 즉, 방법 MT2에서는, 제1 고주파 전력(LF)은 제1 기간∼제4 기간에 걸쳐 하부 전극(18)에 연속적으로 공급된다. 공정 ST21, 공정 ST22, 공정 ST23 및 공정 ST24에 있어서, 제1 고주파 전원부(61)는 제1 고주파 전력(LF)을 하부 전극(18)에 공급하기 위해서 제어부(80)에 의해 제어된다.
방법 MT2에서는, 제2 고주파 전력(HF)은, 펄스형의 고주파 전력으로서, 제1 기간(P1) 및 제3 기간 각각에 있어서의 제1 부분 기간(SP1) 내에서 공급된다. 또한, 방법 MT2에서는, 제2 고주파 전력(HF)은, 제2 기간(P2) 및 제4 기간 각각에 있어서의 제2 부분 기간(SP2) 내에서, 하부 전극(18)(또는 상부 전극(30))에 공급된다. 즉, 제2 고주파 전력(HF)은, 공정 ST21 및 공정 ST23 각각에서는 제1 부분 기간(SP1) 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 또한, 제2 고주파 전력(HF)은, 공정 ST22 및 공정 ST24 각각에서는 제2 부분 기간(SP2) 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 공정 ST21, 공정 ST22, 공정 ST23 및 공정 ST24에 있어서, 제2 고주파 전원부(62)는 제2 고주파 전력(HF)을 공급하기 위해서 제어부(80)에 의해 제어된다.
방법 MT2에서는, 제1 부분 기간(SP1)은 제1 고주파 전력(LF)의 각 주기(PLF) 내의 음전압 출력 기간 내에 포함된다. 방법 MT2에서는, 제2 부분 기간(SP2)은 제1 고주파 전력(LF)의 각 주기(PLF) 내의 양전압 출력 기간 내에 포함된다.
공정 ST21, 공정 ST22, 공정 ST23 및 공정 ST24에서는, 챔버(10) 내에서 처리 가스로부터 플라즈마가 형성된다. 공정 ST21 및 공정 ST23에서는, 제2 고주파 전력(HF)은 음전압 출력 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 따라서, 공정 ST21 및 공정 ST23에서는, 지지대(14) 상의 기판의 Vpp가 높아지고, 플라즈마로부터 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지가 비교적 높아진다.
한편, 공정 ST22 및 공정 ST24에서는, 제2 고주파 전력(HF)은 양전압 출력 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 따라서, 공정 ST22 및 공정 ST24에서는, 지지대(14) 상의 기판의 Vpp가 낮아지고, 플라즈마로부터 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지가 비교적 낮아진다.
도 8(a)에 도시하는 것과 같이, 방법 MT2가 적용될 수 있는 기판(WB)은 제1 막(FB1) 및 제2 막(FB2)을 갖는다. 제1 막(FB1)은 제2 막(FB2) 상에 마련되어 있다. 기판(WB)은 하지 영역(URB), 제3 막(FB3) 및 마스크(MKB)를 추가로 가질 수 있다. 제3 막(FB3)은 하지 영역(URB) 상에 마련되어 있다. 제2 막(FB2)은 제3 막(FB3) 상에 마련되어 있다. 마스크(MKB)는 제1 막(FB1) 상에 마련되어 있다. 마스크(MKB)는 제1 막(FB1)을 부분적으로 노출시키도록 패터닝되어 있다. 일례에서, 하지 영역(URB)은 실리콘으로 형성되어 있다. 제1 막(FB1) 및 제3 막(FB3)은 산화실리콘으로 형성되어 있다. 제2 막(FB2)은 질화실리콘으로 형성되어 있다. 마스크(MKB)는 포토레지스트막으로 형성되어 있다.
방법 MT2에서는, 기판(WB)은 제1 기간∼제4 기간에 걸쳐 챔버(10) 내에 배치된다. 기판(WB)은 챔버(10) 내에서는 지지대(14) 상에 배치된다. 공정 ST21, 공정 ST22, 공정 ST23 및 공정 ST24에서 이용되는 처리 가스는, C4F8 가스와 같은 플루오로카본 가스를 포함할 수 있다. 공정 ST21, 공정 ST22, 공정 ST23 및 공정 ST24에서 이용되는 처리 가스는, O2 가스와 같은 산소 함유 가스 및/또는 아르곤 가스와 같은 희가스를 추가로 포함하고 있어도 좋다.
도 8(b)에 도시하는 것과 같이, 공정 ST21에서는, 플라즈마로부터의 이온이 제1 막(FB1)에 조사되어, 케미컬 이온 에칭에 의해서 제2 막(FB2)을 노출시키도록 제1 막(FB1)이 에칭된다. 공정 ST21은, 발광 분석기(54)에 의해서 취득되는 발광 강도로부터 제1 막(FB1)의 에칭량이 감소했다고 판단되는 경우에 종료된다. 예컨대 공정 ST21은, 발광 분석기(54)에 의해서 취득되는 CO의 발광 강도가 소정치 이하라고 판정되는 경우에, 혹은 발광 분석기(54)에 의해서 취득되는 CN의 발광 강도가 별도의 소정치 이상이라고 판정되는 경우에 종료된다. 혹은 공정 ST21은 소정 시간 경과 후에 종료된다.
도 8(c)에 도시하는 것과 같이, 공정 ST22에서는, 플라즈마로부터의 이온이 제2 막(FB2)에 조사되어, 케미컬 이온 에칭에 의해서 제3 막(FB3)을 노출시키도록 제2 막(FB2)이 에칭된다. 공정 ST22는, 발광 분석기(54)에 의해서 취득되는 발광 강도로부터 제2 막(FB2)의 에칭량이 감소했다고 판단되는 경우에 종료된다. 예컨대 공정 ST22는, 발광 분석기(54)에 의해서 취득되는 CN의 발광 강도가 소정치 이하라고 판정되는 경우에, 혹은 발광 분석기(54)에 의해서 취득되는 CO의 발광 강도가 별도의 소정치 이상이라고 판정되는 경우에 종료된다. 혹은 공정 ST22는 소정 시간 경과 후에 종료된다.
도 8(d)에 도시하는 것과 같이, 공정 ST23에서는, 플라즈마로부터의 이온이 제3 막(FB3)에 조사되어, 케미컬 이온 에칭에 의해서 하지 영역(URB)을 노출시키도록 제3 막(FB3)이 에칭된다. 공정 ST23은, 발광 분석기(54)에 의해서 취득되는 발광 강도로부터 제3 막(FB3)의 에칭량이 감소했다고 판단되는 경우에 종료된다. 예컨대 공정 ST23은, 발광 분석기(54)에 의해서 취득되는 CO의 발광 강도가 소정치 이하라고 판정되는 경우에 종료된다. 혹은 공정 ST23은 소정 시간 경과 후에 종료된다.
이어지는 공정 ST24에서는, 도 8(e)에 도시하는 것과 같이 제3 막(FB3)의 오버에칭이 이루어진다. 공정 ST24에서는, 기판(WB)에 대하여 낮은 에너지의 이온이 공급되기 때문에, 하지 영역(URB)의 손상을 억제하면서 제3 막(FB3)의 오버에칭을 행할 수 있다.
이 방법 MT2에 의하면, 그 에칭에 비교적 높은 에너지가 필요한 막을 제1 막(FB1)으로서 가지고, 비교적 낮은 에너지로 에칭될 수 있는 막을 제2 막(FB2)으로서 갖는 다층막의 에칭이 가능하게 된다. 또한, 제2 막(FB2)과 하지 영역(URB) 사이에, 그 에칭에 비교적 높은 에너지가 필요한 막을 제3 막(FB3)으로서 추가로 갖는 다층막의 에칭이 가능하게 된다.
또한, 방법 MT2에 있어서, 제2 고주파 전력(HF)은, 제1 기간(P1) 내의 각 주기(PLF)에서는 펄스형의 고주파 전력 및 연속적인 고주파 전력 중 한쪽의 고주파 전력으로서 공급되고, 제2 기간(P2) 내의 각 주기(PLF)에서는 다른 쪽의 고주파 전력으로서 공급되어도 좋다. 또한, 방법 MT2에 있어서, 제2 고주파 전력(HF)은, 제3 기간 내의 각 주기(PLF)에서는 펄스형의 고주파 전력 및 연속적인 고주파 전력 중 한쪽의 고주파 전력으로서 공급되고, 제4 기간 내의 각 주기(PLF)에서는 다른 쪽의 고주파 전력으로서 공급되어도 좋다.
구체적으로, 방법 MT2에 있어서 제2 고주파 전력(HF)은, 제1 기간 및 제3 기간 내에서는 음전압 출력 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급되고, 제2 기간 및 제4 기간 내에서는 연속적인 고주파 전력으로서 공급되어도 좋다. 이 경우에도, 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지는, 제1 기간 및 제3 기간 내에서는 비교적 높게, 제2 기간 및 제4 기간 내에서는 비교적 낮게 된다.
혹은 방법 MT2에 있어서, 제2 고주파 전력(HF)은, 제1 기간 및 제3 기간 내에서는 연속적인 고주파 전력으로서 공급되고, 제2 기간 및 제4 기간 내에서는, 양전압 출력 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급되어도 좋다. 이 경우에도, 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지는, 제1 기간 및 제3 기간 내에서는 비교적 높게, 제2 기간 및 제4 기간 내에서는 비교적 낮게 된다.
이어서, 도 9, 도 10(a) 및 도 10(b)를 참조한다. 도 9는 또 별도의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법의 흐름도이다. 도 10(a)은 일례의 기판을 일부 확대하여 도시하는 단면도이다. 도 10(b)은 도 9에 도시하는 방법 MT3의 공정 ST31을 실행한 후의 상태에서의 일례의 기판을 일부 확대하여 도시하는 단면도이다.
도 9에 도시하는 방법 MT3은 공정 ST31 및 공정 ST32를 포함한다. 공정 ST31은 방법 MT1의 공정 ST11과 마찬가지로 제1 기간(P1)에 있어서 실행된다. 공정 ST31에서는 제1 플라즈마 처리가 실행된다. 공정 ST32는, 방법 MT1의 공정 ST12와 마찬가지로 제2 기간(P2)에 있어서 실행된다. 제2 기간(P2)은 제1 기간(P1) 후의 또는 제1 기간(P1)에 이어지는 기간이다. 공정 ST32에서는 제2 플라즈마 처리가 실행된다.
공정 ST31 및 공정 ST32에서는 챔버(10) 내에 처리 가스가 공급된다. 공정 ST31 및 공정 ST32에서는, 가스 공급부(GS)가 처리 가스를 공급하기 위해서 제어부(80)에 의해 제어된다. 공정 ST31 및 공정 ST32에서는, 배기 장치(50)가 챔버(10) 내의 압력을 지정된 압력으로 설정하도록 제어부(80)에 의해 제어된다.
공정 ST31 및 공정 ST32에 있어서, 제1 고주파 전력(LF)은 하부 전극(18)에 연속적으로 공급된다. 즉, 방법 MT3에서는, 제1 고주파 전력(LF)은 제1 기간(P1) 및 제2 기간(P2)에 걸쳐 하부 전극(18)에 연속적으로 공급된다. 공정 ST31 및 공정 ST32에 있어서, 제1 고주파 전원부(61)는 제1 고주파 전력(LF)을 하부 전극(18)에 공급하기 위해서 제어부(80)에 의해 제어된다.
제2 고주파 전력(HF)은, 펄스형의 고주파 전력으로서, 제1 기간(P1) 내의 제1 부분 기간(SP1) 내에서 그리고 제2 기간(P2) 내의 제2 부분 기간(SP2) 내에서 하부 전극(18)(또는 상부 전극(30))에 공급된다. 즉, 제2 고주파 전력(HF)은, 공정 ST31에서는 제1 부분 기간(SP1) 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 또한, 제2 고주파 전력(HF)은, 공정 ST32에서는 제2 부분 기간(SP2) 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 공정 ST31 및 공정 ST32에 있어서, 제2 고주파 전원부(62)는 제2 고주파 전력(HF)을 공급하기 위해서 제어부(80)에 의해 제어된다.
방법 MT3에서는, 제1 부분 기간(SP1)은 제1 고주파 전력(LF)의 각 주기(PLF) 내의 음전압 출력 기간 내에 포함된다. 방법 MT3에서는, 제2 부분 기간(SP2)은 제1 고주파 전력(LF)의 각 주기(PLF) 내의 양전압 출력 기간 내에 포함된다.
공정 ST31 및 공정 ST32에서는, 챔버(10) 내에서 처리 가스로부터 플라즈마가 형성된다. 공정 ST31에서는, 제2 고주파 전력(HF)은 음전압 출력 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 따라서, 공정 ST31에서는, 지지대(14) 상의 기판의 Vpp가 높아지고, 플라즈마로부터 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지가 비교적 높아진다.
한편, 공정 ST32에서는, 제2 고주파 전력(HF)은 양전압 출력 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 따라서, 공정 ST32에서는, 지지대(14) 상의 기판의 Vpp가 낮아지고, 플라즈마로부터 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지가 비교적 낮아진다. 여기서, 공정 ST32에서는 라디칼을 주체로 하는 에칭이 이루어진다. 또한, 공정 ST32에서는, 챔버(10)의 내벽면, 즉, 내부 공간(10s)을 정의하는 내벽면으로 향하는 이온의 에너지가 상대적으로 높아진다.
도 10(a)에 도시하는 것과 같이, 방법 MT3이 적용될 수 있는 기판(WC)은 하지 영역(URC) 및 막(FC)을 갖는다. 막(FC)은 하지 영역(URC) 상에 마련되어 있다. 기판(WC)은 마스크(MKC)를 추가로 가질 수 있다. 마스크(MKC)는 막(FC) 상에 마련되어 있다. 마스크(MKC)는 막(FC)의 표면을 부분적으로 노출시키도록 패터닝되어 있다. 일례에서, 하지 영역(URC)은 TaN으로 형성되어 있고, 막(FC)은 몇 개인가의 자성층을 포함하는 다층막이고, 마스크(MKC)는 산화실리콘으로 형성되어 있다. 막(FC)의 다층막은, 예컨대 MRAM 소자부를 구성하는 다층막이며, MTJ(Magnetic Tunnel Junction) 구조를 포함한다.
방법 MT1에서는, 기판(WC)은 제1 기간(P1)에 있어서 챔버(10) 내에 배치된다. 기판(WC)은 챔버(10) 내에서는 지지대(14) 상에 배치된다. 공정 ST31 및 공정 ST32에서 이용되는 처리 가스는, Cl2 가스와 아르곤 가스와 같은 희가스를 포함하는 혼합 가스, 또는 CO 가스와 NH3 가스를 포함하는 혼합 가스일 수 있다.
도 10(b)에 도시하는 것과 같이, 공정 ST31에서는, 플라즈마로부터의 이온이 막(FC)에 조사되어, 케미컬 이온 에칭 및/또는 스퍼터링에 의해서 하지 영역(URC)을 노출시키도록 막(FC)이 에칭된다. 공정 ST31은, 발광 분석기(54)에 의해서 취득되는 발광 강도로부터 막(FC)의 에칭량이 감소했다고 판단되는 경우에 종료된다. 혹은 공정 ST31은 소정 시간 경과 후에 종료된다. 공정 ST31에서는, 기판(WC) 에 대하여 높은 에너지의 이온이 공급되기 때문에, 난에칭 재료로 형성된 막(FC)의 에칭이 가능하게 된다.
방법 MT3은 공정 ST3a를 추가로 포함하고 있어도 좋다. 공정 ST3a은 공정 ST31과 공정 ST32 사이에서 실행된다. 공정 ST3a에서는, 기판(WC)이 챔버(10)의 내부 공간(10s)으로부터 반출된다. 따라서, 공정 ST32는 기판(WC)이 챔버(10) 내에 배치되어 있지 않은 상태에서 실시될 수 있다. 방법 MT3은 공정 ST3b를 추가로 포함하고 있어도 좋다. 공정 ST3b는 공정 ST3a와 공정 ST32 사이에서 실행된다. 공정 ST3b에서는 더미 기판이 챔버(10) 내에 반입된다. 더미 기판은 지지대(14) 상에 배치된다. 따라서, 공정 ST32는 더미 기판이 지지대(14) 상에 배치되어 있는 상태에서 실행되어도 좋다.
공정 ST31에서는 챔버(10)의 내벽면에 퇴적물이 부착된다. 퇴적물은 에칭 부생성물일 수 있다. 공정 ST32에서는, 챔버(10)의 내벽면에 부착된 퇴적물이 플라즈마로부터의 이온 및/또는 라디칼과 같은 화학종에 의해서 제거된다. 공정 ST32가 실행되는 제2 기간(P2)에 있어서는, 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지가 낮게 되고, 상대적으로 챔버(10)의 내벽면으로 향하는 이온의 에너지가 높게 된다. 그 결과, 챔버(10)의 내벽면에 부착된 퇴적물이 효율적으로 제거된다.
또한, 방법 MT3에 있어서, 제2 고주파 전력(HF)은, 제1 기간(P1) 내의 각 주기(PLF)에서는 펄스형의 고주파 전력 및 연속적인 고주파 전력 중 한쪽의 고주파 전력으로서 공급되고, 제2 기간(P2) 내의 각 주기(PLF)에서는 다른 쪽의 고주파 전력으로서 공급되어도 좋다. 구체적으로, 방법 MT3에 있어서 제2 고주파 전력(HF)은, 제1 기간(P1) 내에서는 음전압 출력 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급되고, 제2 기간(P2) 내에서는 연속적인 고주파 전력으로서 공급되어도 좋다. 이 경우에도, 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지는, 제1 기간 내에서는 비교적 높게, 제2 기간 내에서는 비교적 낮게 된다.
혹은 방법 MT3에 있어서, 제2 고주파 전력(HF)은, 제1 기간(P1) 내에서는 연속적인 고주파 전력으로서 공급되고, 제2 기간(P2) 내에서는 양전압 출력 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급되어도 좋다. 이 경우에도, 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지는, 제1 기간 내에서는 비교적 높게, 제2 기간 내에서는 비교적 낮게 된다.
이어서, 도 11, 도 12(a), 도 12(b), 도 12(c) 및 도 12(d)를 참조한다. 도 11은 또 별도의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법의 흐름도이다. 도 12(a)는 일례의 기판을 일부 확대하여 도시하는 단면도이다. 도 12(b)∼도 12(d)는 도 11에 도시하는 방법 MT4의 복수의 공정 각각을 실행한 후의 상태에서의 일례의 기판을 일부 확대하여 도시하는 단면도이다.
도 11에 도시하는 방법 MT4는 공정 ST41 및 공정 ST42를 포함한다. 공정 ST41은 방법 MT1의 공정 ST11과 마찬가지로 제1 기간(P1)에 있어서 실행된다. 제1 기간(P1)은 단일 주기(PLF)의 시간 길이와 동일한 시간 길이를 갖는 기간이라도 좋다. 공정 ST41에서는 제1 플라즈마 처리가 실행된다. 공정 ST42는 방법 MT1의 공정 ST12와 마찬가지로 제2 기간(P2)에 있어서 실행된다. 제2 기간(P2)은 제1 기간(P1)에 이어지는 기간이다. 제2 기간(P2)은 단일 주기(PLF)의 시간 길이와 동일한 시간 길이를 갖는 기간이라도 좋다. 공정 ST42에서는 제2 플라즈마 처리가 실행된다.
공정 ST41에서는 챔버(10) 내에 처리 가스가 공급된다. 공정 ST42에서는, 공정 ST41에서 이용되는 처리 가스와 동일한 처리 가스 또는 별도의 처리 가스가 챔버(10) 내에 공급된다. 공정 ST41 및 공정 ST42에서는 가스 공급부(GS)가 제어부(80)에 의해 제어된다. 공정 ST41 및 공정 ST42에서는, 배기 장치(50)가 챔버(10) 내의 압력을 지정된 압력으로 설정하도록 제어부(80)에 의해 제어된다. 챔버(10) 내의 압력은 예컨대 수 mmTorr∼1000 mTorr 범위 내의 압력으로 설정된다.
공정 ST41 및 공정 ST42에 있어서, 제1 고주파 전력(LF)은 하부 전극(18)에 연속적으로 공급된다. 즉, 방법 MT4에서는, 제1 고주파 전력(LF)은 제1 기간(P1) 및 제2 기간(P2)에 걸쳐 하부 전극(18)에 연속적으로 공급된다. 공정 ST41 및 공정 ST42에 있어서, 제1 고주파 전원부(61)는 제1 고주파 전력(LF)을 하부 전극(18)에 공급하기 위해서 제어부(80)에 의해 제어된다.
제2 고주파 전력(HF)은, 펄스형의 고주파 전력으로서, 제1 기간(P1) 내의 제1 부분 기간(SP1) 내에서 그리고 제2 기간(P2) 내의 제2 부분 기간(SP2) 내에서 하부 전극(18)(또는 상부 전극(30))에 공급된다. 즉, 제2 고주파 전력(HF)은, 공정 ST41에서는 제1 부분 기간(SP1) 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 또한, 제2 고주파 전력(HF)은, 공정 ST42에서는 제2 부분 기간(SP2) 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 공정 ST41 및 공정 ST42에 있어서, 제2 고주파 전원부(62)는 제2 고주파 전력(HF)을 공급하기 위해서 제어부(80)에 의해 제어된다.
방법 MT4에서는, 제1 부분 기간(SP1)은 제1 고주파 전력(LF)의 각 주기(PLF) 내의 음전압 출력 기간 내에 포함된다. 방법 MT4에서는, 제2 부분 기간(SP2)은 제1 고주파 전력(LF)의 각 주기(PLF) 내의 양전압 출력 기간 내에 포함된다.
공정 ST41 및 공정 ST42에서는 챔버(10) 내에서 플라즈마가 형성된다. 공정 ST41에서는, 제2 고주파 전력(HF)은 음전압 출력 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 따라서, 공정 ST41에서는, 지지대(14) 상의 기판의 Vpp가 높아지고, 플라즈마로부터 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지가 비교적 높아진다.
한편, 공정 ST42에서는, 제2 고주파 전력(HF)은 양전압 출력 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 따라서, 공정 ST42에서는, 지지대(14) 상의 기판의 Vpp가 낮아지고, 플라즈마로부터 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지가 비교적 낮아진다.
방법 MT4에서는, 기판은 제1 기간(P1) 및 제2 기간(P2)에 걸쳐 챔버(10) 내에 배치된다. 기판은 챔버(10) 내에서는 지지대(14) 상에 배치된다. 방법 MT4가 적용될 수 있는 기판(WD)은, 도 12(a)에 도시하는 것과 같이, 하지 영역(URD) 및 막(FD)을 갖는다. 막(FD)은 하지 영역(URD) 상에 마련되어 있다. 기판(WD)은 마스크(MKD)를 추가로 가질 수 있다. 마스크(MKD)는 막(FD) 상에 마련되어 있다. 마스크(MKD)는 막(FD)의 표면을 부분적으로 노출시키도록 패터닝되어 있다. 일례에서, 하지 영역(URD)은 산화실리콘으로 형성되어 있고, 막(FD)는 유기막 또는 실리콘산화막이고, 마스크(MKD)는 포토레지스트막 및 반사방지막을 포함하는 다층 구조를 갖는다. 마스크(MKD)의 반사방지막은 막(FD) 상에 마련되어 있다. 마스크(MKD)의 반사방지막은 실리콘을 함유한다. 마스크(MKD)의 포토레지스트막은 마스크(MKD)의 반사방지막 상에 마련되어 있다.
공정 ST41에서 이용되는 처리 가스는, 막(FD)이 유기막인 경우에는, O2 가스와 같은 산소 함유 가스를 포함할 수 있다. 공정 ST41에서 이용되는 처리 가스는, 막(FD)이 유기막인 경우에는, 아르곤 가스와 같은 희가스를 추가로 포함하고 있어도 좋다. 공정 ST41에서 이용되는 처리 가스는, 막(FD)이 실리콘산화막인 경우에는, C4F8 가스와 같은 플루오로카본 가스를 포함할 수 있다. 공정 ST41에서 이용되는 처리 가스는, 막(FD)이 유기막 또는 실리콘산화막의 어느 것이라도, C4F8 가스와 같은 플루오로카본 가스, O2 가스와 같은 산소 함유 가스 및 아르곤 가스와 같은 희가스를 포함하는 혼합 가스라도 좋다.
공정 ST42에서 이용되는 처리 가스는, 막(FD)이 유기막 또는 실리콘산화막의 어느 것이라도 C4F8 가스와 같은 플루오로카본 가스를 포함할 수 있다. 공정 ST42에서 이용되는 처리 가스는, O2 가스와 같은 산소 함유 가스 및 아르곤 가스와 같은 희가스를 추가로 포함하고 있어도 좋다.
공정 ST41에서는 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지가 비교적 높다. 따라서, 공정 ST41에서는, 플라즈마로부터의 이온이 막(FD)에 조사되어, 케미컬 이온 에칭에 의해서 막(FD)이 에칭된다. 도 12(b)에 도시하는 것과 같이, 공정 ST41에 있어서 막(FD)은 측벽면을 제공하도록 에칭된다. 공정 ST42에서는 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지가 비교적 낮다. 공정 ST42에서는, 도 12(c)에 도시하는 것과 같이, 플라즈마로부터의 화학종이 기판(WD)의 표면 상에 퇴적물(DP)의 막을 형성한다. 퇴적물(DP)의 막은 탄소 및/또는 플루오로카본의 화학종으로 형성된다.
이어지는 공정 ST43에서는 정지 조건을 만족하는지 여부가 판정된다. 공정 ST43에 있어서, 정지 조건은, 공정 ST41과 공정 ST42를 포함하는 시퀀스의 실행 횟수가 소정 횟수에 달한 경우에 만족되었다고 판정된다. 혹은 공정 ST43에 있어서, 정지 조건은, 발광 분석기(54)에 의해서 취득되는 소정 파장의 발광 강도에 기초하여 판정되어도 좋고, 공정 ST41 및 공정 ST42를 포함하는 시퀀스 또는 이 시퀀스의 반복 실행 시간 길이에 기초하여 판정되어도 좋다. 공정 ST43에 있어서 정지 조건을 만족하지 않았다고 판정되는 경우에는, 공정 ST41과 공정 ST42를 포함하는 시퀀스가 다시 실행된다. 공정 ST41의 에칭은 이방성을 갖는다. 따라서, 공정 ST41에서는, 도 12(d)에 도시하는 것과 같이, 기판(WD)의 측벽면 상에서 연장되어 있는 퇴적물(DP)은 남겨진다. 한편, 공정 ST41에서는, 기판(W)의 다른 표면(수평면) 상에서 연장되어 있는 퇴적물(DP)이 제거되고, 막(FD)이 또 에칭된다. 공정 ST43에 있어서 정지 조건을 만족했다고 판정되면, 방법 MT4는 종료된다.
방법 MT4에서는 공정 ST41과 공정 ST42가 교대로 반복된다. 즉, 방법 MT4에서는, 퇴적물(DP)의 형성(공정 ST42)과 막(FD)의 에칭(공정 ST41)이 교대로 행해진다. 방법 MT4에 의하면, 막(FD)의 에칭 실행 중에는 막(FD)의 측벽면이 퇴적물(DP)에 의해서 보호된다.
이어서, 도 13, 도 14(a), 도 14(b), 도 14(c) 및 도 14(d)를 참조한다. 도 13은 또 별도의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법의 흐름도이다. 도 14(a)는 일례의 기판을 일부 확대하여 도시하는 단면도이다. 도 14(b)∼도 14(d)는 도 13에 도시하는 방법 MT5의 복수의 공정 각각을 실행한 후의 상태에서의 일례의 기판을 일부 확대하여 도시하는 단면도이다.
도 13에 도시하는 방법 MT5는 공정 ST51 및 공정 ST52를 포함한다. 공정 ST51은 방법 MT1의 공정 ST51과 마찬가지로 제1 기간(P1)에 있어서 실행된다. 제1 기간(P1)은 단일 주기(PLF)의 시간 길이와 동일한 시간 길이를 갖는 기간이라도 좋다. 공정 ST51에서는 제1 플라즈마 처리가 실행된다. 공정 ST52는 방법 MT1의 공정 ST12와 마찬가지로 제2 기간(P2)에 있어서 실행된다. 제2 기간(P2)은 제1 기간(P1)에 이어지는 기간이다. 제2 기간(P2)은 단일 주기(PLF)의 시간 길이와 동일한 시간 길이를 갖는 기간이라도 좋다. 공정 ST52에서는 제2 플라즈마 처리가 실행된다.
공정 ST51에서는 챔버(10) 내에 처리 가스가 공급된다. 공정 ST52에서는, 공정 ST51에서 이용되는 처리 가스와 동일한 처리 가스 또는 별도의 처리 가스가 챔버(10) 내에 공급된다. 공정 ST51 및 공정 ST52에서는 가스 공급부(GS)가 제어부(80)에 의해 제어된다. 공정 ST51 및 공정 ST52에서는, 배기 장치(50)가 챔버(10) 내의 압력을 지정된 압력으로 설정하도록 제어부(80)에 의해 제어된다. 챔버(10) 내의 압력은 예컨대 수 mTorr∼1000 mTorr 범위 내의 압력으로 설정된다.
공정 ST51 및 공정 ST52에 있어서, 제1 고주파 전력(LF)은 하부 전극(18)에 연속적으로 공급된다. 즉, 방법 MT5에서는, 제1 고주파 전력(LF)은 제1 기간(P1) 및 제2 기간(P2)에 걸쳐 하부 전극(18)에 연속적으로 공급된다. 공정 ST51 및 공정 ST52에 있어서, 제1 고주파 전원부(61)는 제1 고주파 전력(LF)을 하부 전극(18)에 공급하기 위해서 제어부(80)에 의해 제어된다.
제2 고주파 전력(HF)은, 펄스형의 고주파 전력으로서, 제1 기간(P1) 내의 제1 부분 기간(SP1) 내에서 그리고 제2 기간(P2) 내의 제2 부분 기간(SP2) 내에서 하부 전극(18)(또는 상부 전극(30))에 공급된다. 즉, 제2 고주파 전력(HF)은, 공정 ST51에서는 제1 부분 기간(SP1) 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 또한, 제2 고주파 전력(HF)은, 공정 ST52에서는 제2 부분 기간(SP2) 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 공정 ST51 및 공정 ST52에 있어서, 제2 고주파 전원부(62)는 제2 고주파 전력(HF)을 공급하기 위해서 제어부(80)에 의해 제어된다.
방법 MT5에서는, 제1 부분 기간(SP1)은 제1 고주파 전력(LF)의 각 주기(PLF) 내의 음전압 출력 기간 내에 포함된다. 방법 MT5에서는, 제2 부분 기간(SP2)은 제1 고주파 전력(LF)의 각 주기(PLF) 내의 양전압 출력 기간 내에 포함된다.
공정 ST51 및 공정 ST52에서는 챔버(10) 내에서 플라즈마가 형성된다. 공정 ST51에서는, 제2 고주파 전력(HF)은 음전압 출력 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 따라서, 공정 ST51에서는, 지지대(14) 상의 기판의 Vpp가 높아지고, 플라즈마로부터 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지가 비교적 높아진다.
한편, 공정 ST52에서는, 제2 고주파 전력(HF)은 양전압 출력 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 따라서, 공정 ST52에서는, 지지대(14) 상의 기판의 Vpp(전압의 파고치)가 낮아지고, 플라즈마로부터 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지가 비교적 낮아진다.
방법 MT5에서는, 기판은 제1 기간(P1) 및 제2 기간(P2)에 걸쳐 챔버(10) 내에 배치된다. 기판은 챔버(10) 내에서는 지지대(14) 상에 배치된다. 방법 MT5가 적용될 수 있는 기판(WE)은, 도 14(a)에 도시하는 것과 같이 하지 영역(URE) 및 막(FE)을 갖는다. 막(FE)은 하지 영역(URE) 상에 마련되어 있다. 기판(WE)은 마스크(MKE)를 추가로 가질 수 있다. 마스크(MKE)는 막(FE) 상에 마련되어 있다. 마스크(MKE)는 막(FE)의 표면을 부분적으로 노출시키도록 패터닝되어 있다. 일례에서, 하지 영역(URE)은 산화실리콘으로 형성되어 있고, 막(FE)은 다결정 실리콘으로 형성되어 있고, 마스크(MKE)는 산화실리콘으로 형성되어 있다.
공정 ST51에서 이용되는 처리 가스는, Cl2 가스, HBr 가스, SF6 가스와 같은 할로겐 함유 가스를 포함할 수 있다. 공정 ST51에서 이용되는 처리 가스는, O2 가스와 같은 산소 함유 가스를 추가로 포함하고 있어도 좋다. 공정 ST52에서 이용되는 처리 가스는, 공정 ST51에서 이용되는 처리 가스와 다른 경우에는, O2 가스와 같은 산소 함유 가스를 포함할 수 있다. 공정 ST52에서 이용되는 처리 가스는, 아르곤 가스와 같은 희가스를 추가로 포함하고 있어도 좋다.
공정 ST51에서는 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지가 비교적 높다. 따라서, 공정 ST51에서는, 플라즈마로부터의 이온이 막(FE)에 조사되어, 케미컬 이온 에칭에 의해서 막(FE)이 에칭된다. 도 14(b)에 도시하는 것과 같이, 공정 ST51에 있어서, 막(FE)은 측벽면을 제공하도록 에칭된다. 공정 ST52에서는 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지가 비교적 낮다. 공정 ST52에서는, 도 14(c)에 도시하는 것과 같이, 막(FE)의 에칭이 억제되고, 막(FE)의 표면을 포함하는 영역이 변질되어, 변질 영역(MR)을 형성한다. 예컨대 변질 영역(MR)은, 막(FE)의 표면을 포함하는 영역에 있어서의 실리콘 산화에 의해서 형성된다.
이어지는 공정 ST53에서는, 정지 조건을 만족하는지 여부가 판정된다. 공정 ST53에 있어서, 정지 조건은, 공정 ST51과 공정 ST52를 포함하는 시퀀스의 실행 횟수가 소정 횟수에 달한 경우에 만족되었다고 판정된다. 혹은 공정 ST53에 있어서, 정지 조건은, 발광 분석기(54)에 의해서 취득되는 소정 파장의 발광 강도에 기초하여 판정되어도 좋고, 공정 ST51 및 공정 ST52를 포함하는 시퀀스 또는 이 시퀀스의 반복 실행 시간 길이에 기초하여 판정되어도 좋다. 공정 ST53에 있어서 정지 조건을 만족하지 않았다고 판정되는 경우에는, 공정 ST51과 공정 ST52를 포함하는 시퀀스가 다시 실행된다. 공정 ST53에 있어서 정지 조건을 만족했다고 판정하면, 방법 MT5는 종료된다.
방법 MT5에서는 공정 ST51과 공정 ST52가 교대로 반복된다. 즉, 방법 MT5에 의하면, 막(FE)의 변질 처리(공정 ST52)와 막(FE)의 에칭(공정 ST51)이 교대로 행해진다. 방법 MT5에서는 막(FE)의 측벽면이 변질되고 있기 때문에, 도 14(d)에 도시하는 것과 같이, 공정 ST51에 있어서의 측벽면의 에칭이 억제된다.
이어서, 도 15, 도 16(a), 도 16(b), 도 16(c) 및 도 17을 참조한다. 도 15는 또 별도의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법의 흐름도이다. 도 16(a)은 일례의 기판을 일부 확대하여 도시하는 단면도이다. 도 16(b) 및 도 16(c)은 도 15에 도시하는 방법 MT6의 복수의 공정 각각을 실행한 후의 상태에서의 일례의 기판을 일부 확대하여 도시하는 단면도이다. 도 17은 방법 MT6에 관련된 일례의 타이밍 차트이다. 도 17에 있어서, 종축은 제1 고주파 전력(LF), 동기 신호(SS) 및 제2 고주파 전력(HF)을 나타내고 있다.
도 15에 도시하는 방법 MT6은 공정 ST61 및 공정 ST62를 포함한다. 공정 ST61은 방법 MT1의 공정 ST11과 마찬가지로 제1 기간(P1)에 있어서 실행된다. 공정 ST61에서는 제1 플라즈마 처리가 실행된다. 공정 ST62는 방법 MT1의 공정 ST12와 마찬가지로 제2 기간(P2)에 있어서 실행된다. 제2 기간(P2)은 제1 기간(P1)에 이어지는 기간이다. 공정 ST62에서는 제2 플라즈마 처리가 실행된다.
공정 ST61 및 공정 ST62에서는 챔버(10) 내에 처리 가스가 공급된다. 공정 ST61 및 공정 ST62에서는, 가스 공급부(GS)가 처리 가스를 공급하기 위해서 제어부(80)에 의해 제어된다. 공정 ST61 및 공정 ST62에서는, 배기 장치(50)가 챔버(10) 내의 압력을 지정된 압력으로 설정하도록 제어부(80)에 의해 제어된다. 챔버(10) 내의 압력은 예컨대 수 mTorr∼1000 mTorr 범위 내의 압력으로 설정된다.
공정 ST61 및 공정 ST62에 있어서, 제1 고주파 전력(LF)은 하부 전극(18)에 연속적으로 공급된다. 즉, 방법 MT2에서는, 제1 고주파 전력(LF)은 제1 기간(P1)과 제2 기간(P2)에 걸쳐 하부 전극(18)에 연속적으로 공급된다. 공정 ST61 및 공정 ST62에 있어서, 제1 고주파 전원부(61)는 제1 고주파 전력(LF)을 하부 전극(18)에 공급하기 위해서 제어부(80)에 의해 제어된다.
방법 MT6에서는, 제2 고주파 전력(HF)은, 펄스형의 고주파 전력으로서, 제1 기간(P1)에 있어서의 제1 부분 기간(SP1) 내, 그리고 제2 기간(P2)에 있어서의 제2 부분 기간(SP2) 내에서, 하부 전극(18)(또는 상부 전극(30))에 공급된다. 즉, 제2 고주파 전력(HF)은, 공정 ST61에서는 제1 부분 기간(SP1) 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 또한, 제2 고주파 전력(HF)은, 공정 ST62에서는 제2 부분 기간(SP2) 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 공정 ST61 및 공정 ST62에 있어서, 제2 고주파 전원부(62)는 제2 고주파 전력(HF)을 공급하기 위해서 제어부(80)에 의해 제어된다.
방법 MT6에서는, 제1 부분 기간(SP1)은 제1 고주파 전력(LF)의 각 주기(PLF) 내의 양전압 출력 기간 내에 포함된다. 방법 MT6에서는, 제2 부분 기간(SP2)은 제1 고주파 전력(LF)의 각 주기(PLF) 내의 음전압 출력 기간 내에 포함된다.
공정 ST61 및 공정 ST62에서는, 챔버(10) 내에서 처리 가스로부터 플라즈마가 형성된다. 공정 ST61에서는, 도 17에 도시하는 것과 같이, 제2 고주파 전력(HF)은 양전압 출력 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 따라서, 공정 ST61에서는, 지지대(14) 상의 기판의 Vpp가 낮아지고, 플라즈마로부터 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지가 비교적 낮아진다.
한편, 공정 ST62에서는, 제2 고주파 전력(HF)은 음전압 출력 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 따라서, 공정 ST62에서는, 지지대(14) 상의 기판의 Vpp가 높아지고, 플라즈마로부터 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지가 비교적 높아진다.
도 16(a)에 도시하는 것과 같이, 방법 MT6이 적용될 수 있는 기판(WF)은 제1 막(FF1) 및 제2 막(FF2)을 갖는다. 제1 막(FF1)은 제2 막(FF2) 상에 마련되어 있다. 기판(WF)은 하지 영역(URF) 및 마스크(MKF)를 추가로 가질 수 있다. 제2 막(FF2)은 하지 영역(URF) 상에 마련되어 있다. 마스크(MKF)는 제1 막(FF1) 상에 마련되어 있다. 마스크(MKF)는 제1 막(FF1)을 부분적으로 노출시키도록 패터닝되어 있다. 일례에서, 하지 영역(URF)은 실리콘으로 형성되어 있다. 제1 막(FF1)은 실리콘을 함유하는 반사방지막이다. 제2 막(FF2)은 산화실리콘으로 형성되어 있다. 마스크(MKF)는 포토레지스트막으로 형성되어 있다.
방법 MT6에서는, 기판(WF)은 제1 기간(P1)과 제2 기간(P2)에 걸쳐 챔버(10) 내에 배치된다. 기판(WF)은 챔버(10) 내에서는 지지대(14) 상에 배치된다. 공정 ST61 및 공정 ST62에서 이용되는 처리 가스는 CF4 가스와 같은 플루오로카본 가스를 포함한다. 공정 ST61 및 공정 ST62에서 이용되는 처리 가스는 아르곤 가스와 같은 희가스를 추가로 포함하고 있어도 좋다.
도 16(b)에 도시하는 것과 같이, 공정 ST61에서는, 제2 막(FF2)을 노출시키도록 플라즈마로부터의 이온이 제1 막(FF1)에 조사되어, 케미컬 이온 에칭에 의해서 제1 막(FF1)이 에칭된다. 공정 ST61은, 발광 분석기(54)에 의해서 취득되는 발광 강도로부터 제1 막(FF1)의 에칭량이 감소했다고 판단되는 경우에 종료된다. 혹은 공정 ST61은 소정 시간 경과 후에 종료된다.
도 16(c)에 도시하는 것과 같이, 공정 ST62에서는, 하지 영역(URF)을 노출시키도록 플라즈마로부터의 이온이 제2 막(FF2)에 조사되어, 케미컬 이온 에칭에 의해서 제2 막(FF2)이 에칭된다. 공정 ST62는, 발광 분석기(54)에 의해서 취득되는 발광 강도로부터 제2 막(FB2)의 에칭량이 감소했다고 판단되는 경우에 종료된다. 예컨대 발광 분석기(54)에 의해서 취득되는 CO의 발광 강도가 소정치 이하라고 판정되는 경우에, 공정 ST62가 종료된다. 혹은 공정 ST62는 소정 시간 경과 후에 종료된다.
이 방법 MT6에 의하면, 비교적 낮은 에너지로 에칭될 수 있는 막을 제1 막(FF1)으로서 가지고, 그 에칭에 비교적 높은 에너지가 필요한 막을 제2 막(FB2)으로서 갖는 다층막의 에칭이 가능하게 된다.
또한, 방법 MT6에 있어서, 제2 고주파 전력(HF)은, 제1 기간(P1) 내의 각 주기(PLF)에서는 펄스형의 고주파 전력 및 연속적인 고주파 전력 중 한쪽의 고주파 전력으로서 공급되고, 제2 기간(P2) 내의 각 주기(PLF)에서는 다른 쪽의 고주파 전력으로서 공급되어도 좋다. 구체적으로, 방법 MT6에 있어서 제2 고주파 전력(HF)은, 제1 기간(P1) 내에서는 양전압 출력 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급되고, 제2 기간(P2) 내에서는 연속적인 고주파 전력으로서 공급되어도 좋다. 이 경우에도, 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지는, 제1 기간(P1)에서는 비교적 낮게, 제2 기간(P2)에서는 비교적 높게 된다.
혹은 방법 MT6에 있어서, 제2 고주파 전력(HF)은, 제1 기간(P1) 내에서는 연속적인 고주파 전력으로서 공급되고, 제2 기간(P2) 내에서는 음전압 출력 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급되어도 좋다. 이 경우에도, 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지는, 제1 기간(P1) 내에서는 비교적 낮게, 제2 기간(P2) 내에서는 비교적 높게 된다.
이어서, 도 18, 도 19, 도 20(a), 도 20(b), 도 20(c), 도 20(d)을 참조한다. 도 18은 또 별도의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법의 흐름도이다. 도 19는 도 18에 도시하는 방법 MT7에 관련된 일례의 타이밍 차트이다. 도 20(a)은 일례의 기판을 일부 확대하여 도시하는 단면도이다. 도 20(b)∼도 20(e)은 방법 MT7의 복수의 공정을 각각 실행한 후에 있어서의 일례의 기판을 일부 확대하여 도시하는 단면도이다.
도 18에 도시하는 방법 MT7은 공정 ST71 및 공정 ST72를 포함한다. 공정 ST71은 방법 MT1의 공정 ST71과 마찬가지로 제1 기간(P1)에 있어서 실행된다. 제1 기간(P1)은 단일 주기(PLF)의 시간 길이와 동일한 시간 길이를 갖는 기간이다. 제1 기간(P1)의 시작 시점은 대응하는 주기(PLF)의 시작 시점과 일치하고 있다. 공정 ST71에서는 제1 플라즈마 처리가 실행된다. 공정 ST72는 방법 MT1의 공정 ST12와 마찬가지로 제2 기간(P2)에 있어서 실행된다. 제2 기간(P2)은 제1 기간(P1)에 이어지는 기간이다. 제2 기간(P2)은 단일 주기(PLF)의 시간 길이와 동일한 시간 길이를 갖는 기간이다. 제2 기간(P2)의 시작 시점은 대응하는 주기(PLF)의 시작 시점과 일치하고 있다. 공정 ST72에서는 제2 플라즈마 처리가 실행된다. 방법 MT7에서는 공정 ST71과 공정 ST72가 교대로 반복된다.
방법 MT7은 공정 ST73을 추가로 포함할 수 있다. 공정 ST73에서는 제3 플라즈마 처리가 실행된다. 공정 ST73은 제3 기간(P3)에 있어서 실행된다. 제3 기간(P3)은 공정 ST71과 공정 ST72가 교대로 반복되는 기간에 이어지는 기간이다.
공정 ST71, 공정 ST72 및 공정 ST73에서는 챔버(10) 내에 처리 가스가 공급된다. 공정 ST71, 공정 ST72 및 공정 ST73에서는, 가스 공급부(GS)가 챔버(10) 내에 처리 가스를 공급하기 위해서 제어부(80)에 의해 제어된다. 공정 ST71, 공정 ST72 및 공정 ST73에서는, 배기 장치(50)가 챔버(10) 내의 압력을 지정된 압력으로 설정하도록 제어부(80)에 의해 제어된다. 챔버(10) 내의 압력은 예컨대 수 mTorr∼1000 mTorr 범위 내의 압력으로 설정된다.
공정 ST71, 공정 ST72 및 공정 ST73에 있어서, 제1 고주파 전력(LF)은 하부 전극(18)에 연속적으로 공급된다. 즉, 방법 MT7에서는, 제1 고주파 전력(LF)은 제1 기간(P1) 및 제2 기간(P2)에 걸쳐 하부 전극(18)에 연속적으로 공급된다. 또한, 방법 MT7에서는, 제1 고주파 전력(LF)은 제3 기간(P3)에 있어서도 연속적으로 공급된다. 공정 ST71, 공정 ST72 및 공정 ST73에 있어서, 제1 고주파 전원부(61)는 제1 고주파 전력(LF)을 하부 전극(18)에 공급하기 위해서 제어부(80)에 의해 제어된다.
공정 ST71에서는, 제2 고주파 전력(HF)은 펄스형의 고주파 전력으로서 하부 전극(18)(또는 상부 전극(30))에 공급된다. 즉, 방법 MT7에서는, 제2 고주파 전력(HF)은 제1 기간(P1) 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 하부 전극(18)(또는 상부 전극(30))에 공급된다. 구체적으로 방법 MT7에서는, 도 19에 도시하는 것과 같이, 제2 고주파 전력(HF)은 제1 기간(P1) 내의 양전압 출력 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 하부 전극(18)(또는 상부 전극(30))에 공급된다. 공정 ST72에서는 제2 고주파 전력(HF)은 공급되지 않는다. 즉, 제2 고주파 전력(HF)은 제2 기간(P2) 내에서는 공급되지 않는다. 공정 ST73에서는, 제2 고주파 전력(HF)은 각 주기(PLF) 내의 양전압 출력 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 하부 전극(18)(또는 상부 전극(30))에 공급된다. 공정 ST71, 공정 ST72 및 공정 ST73에 있어서, 제2 고주파 전원부(62)는 제2 고주파 전력(HF)의 공급 및 공급 정지를 위해서 제어부(80)에 의해 제어된다.
공정 ST71에서는, 챔버(10) 내에서 처리 가스로부터 플라즈마가 생성된다. 공정 ST72에 있어서의 지지대(14) 상의 기판의 Vpp는, 공정 ST71에 있어서의 지지대(14) 상의 기판의 Vpp보다도 높아진다. 따라서, 제1 기간(P1)에 있어서 생성된 플라즈마로부터의 이온은, 제2 기간(P2)에 있어서 지지대(14) 상의 기판에 높은 에너지로 충돌한다.
공정 ST73에서는, 제2 고주파 전력(HF)이 양전압 출력 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급된다. 따라서, 공정 ST73에서는, 지지대(14) 상의 기판의 Vpp가 낮아지고, 플라즈마로부터 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지가 비교적 낮아진다.
방법 MT7에 있어서, 기판은 제1 기간(P1) 및 제2 기간(P2)의 반복으로 이루어지는 기간과 제3 기간(P3)에 걸쳐 챔버(10) 내에 배치된다. 기판은 챔버(10) 내에서는 지지대(14) 상에 배치된다. 방법 MT7이 적용될 수 있는 기판(WG)은, 도 20(a)에 도시하는 것과 같이 하지 영역(URG) 및 막(FG)을 갖는다. 막(FG)은 하지 영역(URG) 상에 마련되어 있다. 기판(WG)은 마스크(MKG)를 추가로 가질 수 있다. 마스크(MKG)는 막(FG) 상에 마련되어 있다. 마스크(MKG)는 막(FG)의 표면을 부분적으로 노출시키도록 패터닝되어 있다. 일례에서, 하지 영역(URG)은 실리콘으로 형성되어 있고, 막(FG)은 산화실리콘으로 형성되어 있고, 마스크(MKG)는 포토레지스트막및 반사방지막을 포함하는 다층 구조를 갖는다. 마스크(MKG)의 반사방지막은 막(FG) 상에 마련되어 있다. 마스크(MKG)의 반사방지막은 실리콘을 함유한다. 마스크(MKG)의 포토레지스트막은 마스크(MKG)의 반사방지막상에 마련되어 있다.
방법 MT7에서 이용되는 처리 가스는, C4F8 가스와 같은 플루오로카본 가스를 포함할 수 있다. 방법 MT7에서 이용되는 처리 가스는, O2 가스와 같은 산소 함유 가스 및 아르곤 가스와 같은 희가스를 추가로 포함하고 있어도 좋다.
공정 ST71에 있어서의 기판(WD)의 Vpp는 공정 ST72에 있어서의 기판(WD)의 Vpp보다도 낮다. 공정 ST71에서는, 막(FG)은 비교적 낮은 에칭 레이트로 에칭되기 때문에, 도 20(b)에 도시하는 것과 같이 막(FG)의 에칭량은 적다. 공정 ST72에서는, 막(FG)이 높은 에칭 레이트로 에칭되기 때문에, 도 20(c)에 도시하는 것과 같이 막(FG)의 에칭량은 많다.
공정 ST72에 이어지는 공정 ST7a에서는 정지 조건을 만족하는지 여부가 판정된다. 공정 ST7a에 있어서, 정지 조건은, 공정 ST71과 공정 ST72를 포함하는 시퀀스의 실행 횟수가 소정 횟수에 달한 경우에 만족했다고 판정된다. 공정 ST7a에 있어서 정지 조건을 만족하지 않았다고 판정되는 경우에는, 공정 ST71과 공정 ST72를 포함하는 시퀀스가 다시 실행된다. 공정 ST7a에 있어서 정지 조건을 만족했다고 판정하면, 공정 ST71과 공정 ST72가 교대로 반복되는 것이 종료된다. 혹은 공정 ST7a에 있어서, 정지 조건은, 발광 분석기(54)에 의해서 취득되는 소정 파장의 발광 강도에 기초하여 판정되어도 좋고, 공정 ST71 및 공정 ST72를 포함하는 시퀀스의 반복 실행 시간 길이에 기초하여 판정되어도 좋다. 공정 ST71과 공정 ST72가 교대로 반복됨으로써 막(FG)이 에칭되면, 도 20(d)에 도시하는 것과 같이 하지 영역(URG)이 노출된다.
이어서 실행되는 공정 ST73에서는, 도 20(e)에 도시하는 것과 같이, 막(FG)의 오버에칭이 이루어진다. 공정 ST73에서는, 기판(WG)에 대하여 낮은 에너지의 이온이 공급되기 때문에, 하지 영역(URG)의 손상을 억제하면서 막(FG)의 오버에칭을 행할 수 있다.
이어서, 도 21 및 도 22를 참조한다. 도 21은 또 별도의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법의 흐름도이다. 도 22는 도 21에 도시하는 방법 MT8에 관련된 일례의 타이밍 차트이다.
도 21에 도시하는 방법 MT8은 공정 ST81 및 공정 ST82를 포함한다. 공정 ST81과 공정 ST82는 교대로 반복된다. 공정 ST82는 공정 ST72와 동일한 공정이다. 방법 MT8은 공정 ST8a 및 공정 ST83을 추가로 포함할 수 있다. 공정 ST8a는 공정 ST7a와 같은 식의 공정이다. 공정 ST8a에서는 정지 조건을 만족하는지 여부가 판정된다. 공정 ST8a에 있어서, 정지 조건은, 공정 ST81과 공정 82를 포함하는 시퀀스의 실행 횟수가 소정 횟수에 달한 경우에 만족했다고 판정된다. 혹은 공정 ST8a에 있어서, 정지 조건은, 발광 분석기(54)에 의해서 취득되는 소정 파장의 발광 강도에 기초하여 판정되어도 좋고, 공정 ST81 및 공정 ST82를 포함하는 시퀀스의 반복 실행 시간 길이에 기초하여 판정되어도 좋다. 공정 ST8a에 있어서 정지 조건을 만족하지 않았다고 판정되는 경우에는, 공정 ST81 및 공정 ST82를 포함하는 시퀀스가 다시 실행된다. 한편, 공정 ST8a에 있어서 정지 조건을 만족했다고 판정되는 경우에는 공정 ST83이 실행된다. 공정 ST83은 공정 ST73과 동일한 공정이다.
이하, 공정 ST81과 공정 ST71의 상이점에 관해서 설명한다. 공정 ST81에서는, 제2 고주파 전력(HF)은 도 22에 도시하는 것과 같이, 제1 기간(P1) 내의 음전압 출력 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 하부 전극(18)(또는 상부 전극(30))에 공급된다. 공정 ST81의 처리는 그 밖의 점에서는 공정 ST71의 처리와 동일하다.
공정 ST81에 있어서 기판에 충돌하는 이온의 에너지는, 공정 ST71에 있어서 지지대(14) 상의 기판에 충돌하는 이온의 에너지와 비교하여 높게 된다. 따라서, 방법 MT8의 공정 ST81에 있어서의 막의 에칭 레이트는, 공정 ST71에 있어서의 동일한 막의 에칭 레이트보다도 높게 된다. 또한, 공정 ST82에 있어서의 지지대(14) 상의 기판의 Vpp는, 공정 ST81에 있어서의 지지대(14) 상의 기판의 Vpp보다도 높게 된다. 따라서, 방법 MT8에서는, 제1 기간(P1)에 있어서 생성된 플라즈마로부터의 이온이, 제2 기간(P2)에 있어서 지지대(14) 상의 기판에 높은 에너지로 충돌한다. 이 방법 MT8은, 기판(WG)의 막(FG)의 에칭 및 오버에칭을 행하기 위해서, 방법 MT7에서 이용되는 처리 가스와 동일한 처리 가스를 이용하여 실행될 수 있다.
이상 설명한 다양한 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법에서는, 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지가 제2 고주파 전력(HF)의 모드에 따라서 조정된다. 구체적으로, 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지는, 제2 고주파 전력(HF)이 공급되는지 여부에 따라서 다르다. 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지는, 제2 고주파 전력(HF)이 펄스형의 고주파 전력으로서 공급되는지 연속적인 고주파 전력으로서 공급되는지 여부에 따라서 다르다. 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지는, 제2 고주파 전력(HF)이 제1 고주파 전력(LF)의 각 주기(PLF) 내에 있어서 펄스형의 고주파 전력이 공급되는 기간에 따라서 변화된다. 예컨대 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지는, 양전압 출력 기간 내에서 제2 고주파 전력(HF)이 펄스형의 고주파 전력으로서 공급되는 경우에는 낮다. 또한, 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지는, 음전압 출력 기간 내에서 제2 고주파 전력(HF)이 펄스형의 고주파 전력으로서 공급되는 경우에는 높다. 다양한 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법에서는, 상술한 모드가 유지되는 최소의 시간 길이가 제1 고주파 전력(LF)의 1주기의 시간 길이로 설정될 수 있다. 따라서, 지지대(14)로 향하는 이온의 에너지를 고속으로 변화시키는 것이 가능하게 된다.
이상, 다양한 예시적 실시형태에 관해서 설명해 왔지만, 상술한 예시적 실시형태에 한정되는 일 없이 다양한 생략, 치환 및 변경이 이루어지더라도 좋다. 또한, 상이한 실시형태에서의 요소를 조합하여 다른 실시형태를 형성하는 것이 가능하다.
예컨대 다양한 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법은 유도 결합형의 플라즈마 처리 장치를 이용하여 실행되어도 좋다. 유도 결합형의 플라즈마 처리 장치에서는, 제2 고주파 전력은 챔버(10) 내에 유도 자장을 형성하기 위해서 안테나에 공급된다.
이상의 설명으로부터, 본 개시의 다양한 실시형태는 설명을 목적으로 하여 본 명세서에서 설명되어 있으며, 본 개시의 범위 및 주지로부터 일탈하는 일 없이 다양한 변경을 할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시한 다양한 실시형태는 한정하는 것을 의도하고 있지 않으며, 참된 범위와 주지는 첨부된 청구범위에 의해서 나타내어진다.
10: 챔버, 14: 지지대, 18: 하부 전극, LF: 제1 고주파 전력, HF: 제2 고주파 전력, P1: 제1 기간, P2: 제2 기간, PLF: 주기.

Claims (16)

  1. 제1 기간에 있어서 챔버 내에서 제1 플라즈마 처리를 실행하는 공정과,
    상기 제1 기간 후의 또는 상기 제1 기간에 이어지는 제2 기간에 있어서 상기 챔버 내에서 제2 플라즈마 처리를 실행하는 공정
    을 포함하고,
    제1 주파수를 갖는 제1 고주파 전력이, 제1 플라즈마 처리를 실행하는 상기 공정 및 제2 플라즈마 처리를 실행하는 상기 공정에 있어서, 상기 챔버 내에 마련된 기판 지지대의 하부 전극에 연속적으로 공급되고,
    상기 제1 주파수보다도 높은 제2 주파수를 갖는 플라즈마 생성용의 제2 고주파 전력이,
    상기 제1 기간 내의 상기 제1 고주파 전력의 각 주기 내의 제1 부분 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급되고, 상기 제2 기간 내의 상기 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 상기 제1 부분 기간과는 다른 기간인 제2 부분 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급되거나, 혹은
    상기 제1 기간 내의 상기 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 펄스형의 고주파 전력 및 연속적인 고주파 전력 중 한쪽으로서 공급되고, 상기 제2 기간 내의 상기 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 펄스형의 고주파 전력 및 연속적인 고주파 전력 중 다른 쪽으로서 공급되거나, 혹은
    상기 제1 기간 내의 상기 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급되고, 상기 제2 기간 내에서는 공급되지 않는 것인 플라즈마 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 고주파 전력은, 상기 제1 기간 내의 상기 제1 부분 기간 내에서 그리고 상기 제2 기간 내의 상기 제2 부분 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급되고,
    상기 제1 부분 기간은, 상기 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 제1 고주파 전원부로부터 출력되는 상기 제1 고주파 전력이 음의 전위를 갖는 기간 내에 포함되고,
    상기 제2 부분 기간은, 상기 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 상기 제1 고주파 전원부로부터 출력되는 상기 제1 고주파 전력이 양의 전압을 갖는 기간 내에 포함되는 것인 플라즈마 처리 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 고주파 전력은, 상기 제1 기간 내의 상기 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 제1 고주파 전원부로부터 출력되는 상기 제1 고주파 전력이 음의 전위를 갖는 기간에 있어서, 펄스형의 고주파 전력으로서 공급되고,
    상기 제2 고주파 전력은, 상기 제2 기간 내의 상기 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 연속적인 고주파 전력으로서 공급되는 것인 플라즈마 처리 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 고주파 전력은, 상기 제1 기간 내의 상기 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 연속적인 고주파 전력으로서 공급되고,
    상기 제2 기간 내의 상기 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 제1 고주파 전원부로부터 출력되는 상기 제1 고주파 전력이 양의 전압을 갖는 기간에 있어서, 상기 제2 고주파 전력이 펄스형의 고주파 전력으로서 공급되는 것인 플라즈마 처리 방법.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 기간 및 상기 제2 기간에 걸쳐 기판이 상기 챔버 내에 배치되고,
    상기 기판은 하지 영역 및 이 하지 영역 상에 마련된 막을 가지고,
    제1 플라즈마 처리를 실행하는 상기 공정에 있어서, 상기 하지 영역을 노출시키도록 처리 가스의 플라즈마를 이용하여 상기 막이 에칭되고,
    제2 플라즈마 처리를 실행하는 상기 공정에 있어서, 상기 처리 가스의 플라즈마를 이용하여 상기 막이 추가로 에칭되는 것인 플라즈마 처리 방법.
  6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 기간 및 상기 제2 기간에 걸쳐 기판이 상기 챔버 내에 배치되고,
    상기 기판은 제1 막 및 제2 막을 가지며, 상기 제1 막은 상기 제2 막 상에 마련되어 있고,
    제1 플라즈마 처리를 실행하는 상기 공정에 있어서, 처리 가스의 플라즈마를 이용하여 상기 제1 막이 에칭되고,
    제2 플라즈마 처리를 실행하는 상기 공정에 있어서, 상기 처리 가스의 플라즈마를 이용하여 제2 막이 에칭되는 것인 플라즈마 처리 방법.
  7. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 기간에 있어서 기판이 상기 챔버 내에 배치되고,
    제1 플라즈마 처리를 실행하는 상기 공정에 있어서, 처리 가스의 플라즈마를 이용하여 상기 기판의 막이 에칭되고,
    상기 제2 기간에 있어서 상기 기판은 상기 챔버 내에 배치되어 있지 않고,
    상기 챔버의 내벽면에 부착된 퇴적물이, 제2 플라즈마 처리를 실행하는 상기 공정에 있어서 상기 처리 가스의 플라즈마를 이용하여 제거되는 것인 플라즈마 처리 방법.
  8. 제2항에 있어서, 상기 제1 기간 및 상기 제2 기간에 걸쳐 기판이 상기 챔버 내에 배치되고,
    제1 플라즈마 처리를 실행하는 상기 공정에 있어서, 처리 가스의 플라즈마를 이용하여 상기 기판의 막이 측벽면을 제공하도록 에칭되고,
    제2 플라즈마 처리를 실행하는 상기 공정에 있어서, 제1 플라즈마 처리를 실행하는 상기 공정에서 상기 막이 에칭된 상기 기판의 표면 상에, 상기 처리 가스의 플라즈마로부터의 화학종 또는 별도의 처리 가스의 플라즈마로부터의 화학종을 포함하는 퇴적물이 형성되고,
    제1 플라즈마 처리를 실행하는 상기 공정과 제2 플라즈마 처리를 실행하는 상기 공정이 교대로 반복되는 것인 플라즈마 처리 방법.
  9. 제2항에 있어서, 상기 제1 기간 및 상기 제2 기간에 걸쳐 기판이 상기 챔버 내에 배치되고,
    제1 플라즈마 처리를 실행하는 상기 공정에 있어서, 처리 가스의 플라즈마를 이용하여 상기 기판의 막이 측벽면을 제공하도록 에칭되고,
    제2 플라즈마 처리를 실행하는 상기 공정에 있어서, 제1 플라즈마 처리를 실행하는 상기 공정에서 에칭된 상기 막의 표면을, 상기 처리 가스의 플라즈마 또는 별도의 처리 가스의 플라즈마를 이용하여 변질시키고,
    제1 플라즈마 처리를 실행하는 상기 공정과 제2 플라즈마 처리를 실행하는 상기 공정이 교대로 반복되는 것인 플라즈마 처리 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제2 고주파 전력은, 상기 제1 기간 내의 상기 제1 부분 기간 내에서 그리고 상기 제2 기간 내의 상기 제2 부분 기간 내에서 펄스형의 고주파 전력으로서 공급되고,
    상기 제1 부분 기간은, 상기 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 제1 고주파 전원부로부터 출력되는 상기 제1 고주파 전력이 양의 전압을 갖는 기간 내에 포함되고,
    상기 제2 부분 기간은, 상기 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 상기 제1 고주파 전원부로부터 출력되는 상기 제1 고주파 전력이 음의 전위를 갖는 기간 내에 포함되는 것인 플라즈마 처리 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제2 고주파 전력은, 상기 제1 기간 내의 상기 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 제1 고주파 전원부로부터 출력되는 상기 제1 고주파 전력이 양의 전압을 갖는 기간에 있어서, 펄스형의 고주파 전력으로서 공급되고,
    상기 제2 고주파 전력은, 상기 제2 기간 내의 상기 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 연속적인 고주파 전력으로서 공급되는 것인 플라즈마 처리 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제2 고주파 전력은, 상기 제1 기간 내의 상기 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 연속적인 고주파 전력으로서 공급되고,
    상기 제2 고주파 전력은, 상기 제2 기간 내의 상기 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 제1 고주파 전원부로부터 출력되는 상기 제1 고주파 전력이 음의 전위를 갖는 기간에 있어서, 펄스형의 고주파 전력으로서 공급되는 것인 플라즈마 처리 방법.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 기간 및 상기 제2 기간에 걸쳐 기판이 상기 챔버 내에 배치되고,
    상기 기판은 제1 막 및 제2 막을 가지며, 상기 제1 막은 상기 제2 막 상에 마련되어 있고,
    제1 플라즈마 처리를 실행하는 상기 공정에 있어서, 처리 가스의 플라즈마를 이용하여 상기 제1 막이 에칭되고,
    제2 플라즈마 처리를 실행하는 상기 공정에 있어서, 상기 처리 가스의 플라즈마를 이용하여 제2 막이 에칭되는 것인 플라즈마 처리 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 제1 기간 및 상기 제2 기간 각각은, 상기 제1 고주파 전력의 1주기의 시간 길이와 동일한 시간 길이를 가지고,
    상기 제2 고주파 전력은, 상기 제1 기간 내에서 제1 고주파 전원부로부터 출력되는 상기 제1 고주파 전력이 음의 전위를 갖는 기간에 있어서, 펄스형의 고주파 전력으로서 공급되며, 상기 제2 기간 내에서는 공급되지 않고,
    상기 챔버 내에 배치된 기판의 막을 에칭하도록 제1 플라즈마 처리를 실행하는 상기 공정 및 제2 플라즈마 처리를 실행하는 상기 공정이 교대로 반복되는 것인 플라즈마 처리 방법.
  15. 제1항에 있어서, 상기 제1 기간 및 상기 제2 기간 각각은, 상기 제1 고주파 전력의 1주기의 시간 길이와 동일한 시간 길이를 가지고,
    상기 제2 고주파 전력은, 상기 제1 기간 내의 상기 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 제1 고주파 전원부로부터 출력되는 상기 제1 고주파 전력이 양의 전압을 갖는 기간에 있어서, 펄스형의 고주파 전력으로서 공급되며, 상기 제2 기간 내에서는 공급되지 않고,
    상기 챔버 내에 배치된 기판의 막을 에칭하도록 제1 플라즈마 처리를 실행하는 상기 공정 및 제2 플라즈마 처리를 실행하는 상기 공정이 교대로 반복되는 것인 플라즈마 처리 방법.
  16. 챔버와,
    하부 전극을 포함하며, 상기 챔버 내에 마련된 기판 지지대와,
    제1 주파수를 갖는 제1 고주파 전력을 상기 하부 전극에 공급하도록 구성된 제1 고주파 전원부와,
    플라즈마를 생성하기 위해서 상기 제1 주파수보다도 높은 제2 주파수를 갖는 제2 고주파 전력을 공급하도록 구성된 제2 고주파 전원부와,
    상기 제1 고주파 전원부 및 상기 제2 고주파 전원부를 제어하도록 구성된 제어부
    를 구비하고,
    상기 제어부는,
    제1 기간 및 이 제1 기간 후의 또는 상기 제1 기간에 이어지는 제2 기간에 있어서, 상기 제1 고주파 전력을 연속적으로 상기 하부 전극에 공급하도록 상기 제1 고주파 전원부를 제어하고,
    상기 제2 고주파 전원부를,
    상기 제1 기간 내의 상기 제1 고주파 전력의 각 주기 내의 제1 부분 기간 내에서, 상기 제2 고주파 전력을 펄스형의 고주파 전력으로서 공급하고, 상기 제2 기간 내의 상기 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서 상기 제1 부분 기간과는 다른 기간인 제2 부분 기간 내에서, 상기 제2 고주파 전력을 펄스형의 고주파 전력으로서 공급하거나, 혹은
    상기 제1 기간 내의 상기 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서, 상기 제2 고주파 전력을 펄스형의 고주파 전력 및 연속적인 고주파 전력 중 한쪽으로서 공급하고, 상기 제2 기간 내의 상기 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서, 상기 제2 고주파 전력을 펄스형의 고주파 전력 및 연속적인 고주파 전력 중 다른 쪽으로서 공급하거나, 혹은
    상기 제1 기간 내의 상기 제1 고주파 전력의 각 주기 내에서, 상기 제2 고주파 전력을 펄스형의 고주파 전력으로서 공급하고, 상기 제2 기간 내에서는 상기 제2 고주파 전력을 공급하지 않도록
    제어하는 것인 플라즈마 처리 장치.
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10555412B2 (en) 2018-05-10 2020-02-04 Applied Materials, Inc. Method of controlling ion energy distribution using a pulse generator with a current-return output stage
JP6846387B2 (ja) * 2018-06-22 2021-03-24 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
US11476145B2 (en) 2018-11-20 2022-10-18 Applied Materials, Inc. Automatic ESC bias compensation when using pulsed DC bias
JP7250663B2 (ja) * 2018-12-19 2023-04-03 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びインピーダンスの整合方法
CN113169026B (zh) 2019-01-22 2024-04-26 应用材料公司 用于控制脉冲电压波形的反馈回路
US11508554B2 (en) 2019-01-24 2022-11-22 Applied Materials, Inc. High voltage filter assembly
US11848176B2 (en) 2020-07-31 2023-12-19 Applied Materials, Inc. Plasma processing using pulsed-voltage and radio-frequency power
US11798790B2 (en) 2020-11-16 2023-10-24 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for controlling ion energy distribution
US11901157B2 (en) 2020-11-16 2024-02-13 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for controlling ion energy distribution
US11495470B1 (en) 2021-04-16 2022-11-08 Applied Materials, Inc. Method of enhancing etching selectivity using a pulsed plasma
US11948780B2 (en) 2021-05-12 2024-04-02 Applied Materials, Inc. Automatic electrostatic chuck bias compensation during plasma processing
US11791138B2 (en) 2021-05-12 2023-10-17 Applied Materials, Inc. Automatic electrostatic chuck bias compensation during plasma processing
US11967483B2 (en) 2021-06-02 2024-04-23 Applied Materials, Inc. Plasma excitation with ion energy control
US11984306B2 (en) 2021-06-09 2024-05-14 Applied Materials, Inc. Plasma chamber and chamber component cleaning methods
US11810760B2 (en) 2021-06-16 2023-11-07 Applied Materials, Inc. Apparatus and method of ion current compensation
US11569066B2 (en) 2021-06-23 2023-01-31 Applied Materials, Inc. Pulsed voltage source for plasma processing applications
US11776788B2 (en) 2021-06-28 2023-10-03 Applied Materials, Inc. Pulsed voltage boost for substrate processing
US11476090B1 (en) 2021-08-24 2022-10-18 Applied Materials, Inc. Voltage pulse time-domain multiplexing
WO2023081703A1 (en) * 2021-11-03 2023-05-11 Lam Research Corporation Modification of metal-containing surfaces in high aspect ratio plasma etching
US11972924B2 (en) 2022-06-08 2024-04-30 Applied Materials, Inc. Pulsed voltage source for plasma processing applications
US20230402286A1 (en) * 2022-06-10 2023-12-14 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for etching a semiconductor substrate in a plasma etch chamber

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06267895A (ja) 1993-03-12 1994-09-22 Hitachi Ltd エッチング方法、エッチング装置および半導体集積回路装置の製造方法

Family Cites Families (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5352324A (en) * 1992-11-05 1994-10-04 Hitachi, Ltd. Etching method and etching apparatus therefor
US5614060A (en) * 1995-03-23 1997-03-25 Applied Materials, Inc. Process and apparatus for etching metal in integrated circuit structure with high selectivity to photoresist and good metal etch residue removal
JP3612158B2 (ja) * 1996-11-18 2005-01-19 スピードファム株式会社 プラズマエッチング方法及びその装置
KR100521120B1 (ko) * 1998-02-13 2005-10-12 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 반도체소자의 표면처리방법 및 장치
US6660647B1 (en) * 1998-03-12 2003-12-09 Hitachi, Ltd. Method for processing surface of sample
US7212078B2 (en) * 2003-02-25 2007-05-01 Tokyo Electron Limited Method and assembly for providing impedance matching network and network assembly
US9997338B2 (en) * 2005-03-24 2018-06-12 Oerlikon Surface Solutions Ag, Pfäffikon Method for operating a pulsed arc source
JP5491648B2 (ja) * 2006-10-06 2014-05-14 東京エレクトロン株式会社 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
JP5192209B2 (ja) * 2006-10-06 2013-05-08 東京エレクトロン株式会社 プラズマエッチング装置、プラズマエッチング方法およびコンピュータ読取可能な記憶媒体
JP5514413B2 (ja) * 2007-08-17 2014-06-04 東京エレクトロン株式会社 プラズマエッチング方法
JP4607930B2 (ja) * 2007-09-14 2011-01-05 株式会社東芝 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
US20090139963A1 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Theodoros Panagopoulos Multiple frequency pulsing of multiple coil source to control plasma ion density radial distribution
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
JP2010108997A (ja) * 2008-10-28 2010-05-13 Tokyo Electron Ltd プラズマエッチング方法、プラズマエッチング装置及びコンピュータ記憶媒体
EP2236641B1 (de) * 2009-03-30 2011-10-05 Oerlikon Trading AG, Trübbach Verfahren zur Vorbehandlung von Substraten fuer PVD Verfahren
JP5466480B2 (ja) * 2009-02-20 2014-04-09 東京エレクトロン株式会社 プラズマエッチング方法、プラズマエッチング装置および記憶媒体
JP5662079B2 (ja) * 2010-02-24 2015-01-28 東京エレクトロン株式会社 エッチング処理方法
JP5486383B2 (ja) * 2010-04-13 2014-05-07 富士フイルム株式会社 ドライエッチング方法及び装置
US9295148B2 (en) * 2012-12-14 2016-03-22 Lam Research Corporation Computation of statistics for statistical data decimation
US10157729B2 (en) * 2012-02-22 2018-12-18 Lam Research Corporation Soft pulsing
US9043525B2 (en) * 2012-12-14 2015-05-26 Lam Research Corporation Optimizing a rate of transfer of data between an RF generator and a host system within a plasma tool
WO2014164300A1 (en) * 2013-03-13 2014-10-09 Applied Materials, Inc Pulsed pc plasma etching process and apparatus
CN103295870B (zh) * 2013-06-05 2016-05-04 中微半导体设备(上海)有限公司 等离子体刻蚀设备及刻蚀方法
JP6180824B2 (ja) * 2013-07-02 2017-08-16 東京エレクトロン株式会社 プラズマエッチング方法及びプラズマエッチング装置
US9318304B2 (en) * 2013-11-11 2016-04-19 Applied Materials, Inc. Frequency tuning for dual level radio frequency (RF) pulsing
JP6295119B2 (ja) * 2014-03-25 2018-03-14 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置
JP6327970B2 (ja) * 2014-06-19 2018-05-23 東京エレクトロン株式会社 絶縁膜をエッチングする方法
KR102247560B1 (ko) * 2014-07-14 2021-05-03 삼성전자 주식회사 Rps에서의 플라즈마 생성방법, 및 그 플라즈마 생성방법을 포함한 반도체 소자 제조방법
JP6512962B2 (ja) * 2014-09-17 2019-05-15 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
KR102404469B1 (ko) * 2014-12-12 2022-06-02 가부시키가이샤 다이헨 무선주파수 전원
US9779919B2 (en) * 2015-01-09 2017-10-03 Hitachi High-Technologies Corporation Plasma processing apparatus and plasma processing method
JP6396822B2 (ja) * 2015-02-16 2018-09-26 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置のサセプタの電位を制御する方法
JP6479562B2 (ja) * 2015-05-07 2019-03-06 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置の処理条件生成方法及びプラズマ処理装置
WO2017014210A1 (ja) * 2015-07-21 2017-01-26 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
US9947514B2 (en) * 2015-09-01 2018-04-17 Mks Instruments, Inc. Plasma RF bias cancellation system
JP6670692B2 (ja) * 2015-09-29 2020-03-25 株式会社日立ハイテク プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
US9788405B2 (en) * 2015-10-03 2017-10-10 Applied Materials, Inc. RF power delivery with approximated saw tooth wave pulsing
KR102124407B1 (ko) * 2016-01-18 2020-06-18 주식회사 히타치하이테크 플라스마 처리 방법 및 플라스마 처리 장치
US9577516B1 (en) * 2016-02-18 2017-02-21 Advanced Energy Industries, Inc. Apparatus for controlled overshoot in a RF generator
US10229816B2 (en) * 2016-05-24 2019-03-12 Mks Instruments, Inc. Solid-state impedance matching systems including a hybrid tuning network with a switchable coarse tuning network and a varactor fine tuning network
JP6770868B2 (ja) * 2016-10-26 2020-10-21 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置のインピーダンス整合のための方法
JP6697372B2 (ja) * 2016-11-21 2020-05-20 キオクシア株式会社 ドライエッチング方法及び半導体装置の製造方法
JP6820775B2 (ja) * 2017-03-17 2021-01-27 株式会社日立ハイテク エッチング方法及びプラズマ処理装置
KR102475069B1 (ko) * 2017-06-30 2022-12-06 삼성전자주식회사 반도체 제조 장치, 이의 동작 방법
KR102435263B1 (ko) * 2017-07-25 2022-08-23 삼성전자주식회사 플라즈마 처리 장치 및 방법, 및 이를 이용한 반도체 장치의 제조 방법
JP7045152B2 (ja) * 2017-08-18 2022-03-31 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
JP6937644B2 (ja) * 2017-09-26 2021-09-22 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
TWI767088B (zh) * 2017-11-17 2022-06-11 新加坡商Ａｅｓ全球公司 電漿處理系統，用於調變其中的電源的控制方法及相關的電漿處理控制系統
EP3711080B1 (en) * 2017-11-17 2023-06-21 AES Global Holdings, Pte. Ltd. Synchronized pulsing of plasma processing source and substrate bias
JP2019186099A (ja) * 2018-04-12 2019-10-24 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US10555412B2 (en) * 2018-05-10 2020-02-04 Applied Materials, Inc. Method of controlling ion energy distribution using a pulse generator with a current-return output stage
JP6846387B2 (ja) * 2018-06-22 2021-03-24 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
JP7175239B2 (ja) * 2018-06-22 2022-11-18 東京エレクトロン株式会社 制御方法、プラズマ処理装置、プログラム及び記憶媒体
JP7101096B2 (ja) * 2018-10-12 2022-07-14 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
US11017985B2 (en) * 2018-12-19 2021-05-25 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus, impedance matching method, and plasma processing method
CN111524782B (zh) * 2019-02-05 2023-07-25 东京毅力科创株式会社 等离子体处理装置
JP7122268B2 (ja) * 2019-02-05 2022-08-19 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US11177115B2 (en) * 2019-06-03 2021-11-16 Applied Materials, Inc. Dual-level pulse tuning
US11232931B2 (en) * 2019-10-21 2022-01-25 Mks Instruments, Inc. Intermodulation distortion mitigation using electronic variable capacitor

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06267895A (ja) 1993-03-12 1994-09-22 Hitachi Ltd エッチング方法、エッチング装置および半導体集積回路装置の製造方法

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