KR20210141901A - 플라즈마 처리 장치 - Google Patents
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Abstract
[과제] 플라즈마 에칭의 처리 성능을 향상시킨다.
[해결수단] 플라즈마 처리 장치는, 플라즈마 처리 챔버와, 기판 지지부와, 소스 RF 생성부와, 바이어스 RF 생성부를 구비한다. 기판 지지부는, 플라즈마 처리 챔버 내에 배치된다. 소스 RF 생성부는, 소스 RF 신호를 생성하도록 구성된다. 소스 RF 신호는, 복수의 소스 사이클을 포함하고, 각 소스 사이클은, 소스 온 상태 및 소스 오프 상태를 포함한다. 소스 온 상태는, 적어도 2개의 소스 파워 레벨을 갖는다. 바이어스 RF 생성부는, 기판 지지부에 결합되어, 바이어스 RF 신호를 생성하도록 구성된다. 바이어스 RF 신호는, 복수의 소스 사이클에 각각 대응하는 복수의 바이어스 사이클을 포함한다. 각 바이어스 사이클은, 바이어스 온 상태 및 바이어스 오프 상태를 포함한다. 바이어스 온 상태는, 적어도 2개의 바이어스 파워 레벨을 갖는다.
[해결수단] 플라즈마 처리 장치는, 플라즈마 처리 챔버와, 기판 지지부와, 소스 RF 생성부와, 바이어스 RF 생성부를 구비한다. 기판 지지부는, 플라즈마 처리 챔버 내에 배치된다. 소스 RF 생성부는, 소스 RF 신호를 생성하도록 구성된다. 소스 RF 신호는, 복수의 소스 사이클을 포함하고, 각 소스 사이클은, 소스 온 상태 및 소스 오프 상태를 포함한다. 소스 온 상태는, 적어도 2개의 소스 파워 레벨을 갖는다. 바이어스 RF 생성부는, 기판 지지부에 결합되어, 바이어스 RF 신호를 생성하도록 구성된다. 바이어스 RF 신호는, 복수의 소스 사이클에 각각 대응하는 복수의 바이어스 사이클을 포함한다. 각 바이어스 사이클은, 바이어스 온 상태 및 바이어스 오프 상태를 포함한다. 바이어스 온 상태는, 적어도 2개의 바이어스 파워 레벨을 갖는다.
Description
이하의 개시는 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1은 유도 결합형 플라즈마[Inductively Coupled Plasma: ICP, 트랜스 결합형 플라즈마(Transformer Coupled Plasma: TCP)라고도 부름]를 이용한 장치에 있어서 RF(Radio Frequency) 신호를 펄스화하는 기술이 개시되어 있다. 이 특허문헌 1은 예컨대, 코일에 공급하는 소스 RF 신호와 척에 공급하는 바이어스 RF 신호를 펄스 시퀀스가 반대가 되도록 동기시키는 것을 개시하고 있다.
본 개시는 플라즈마 에칭의 처리 성능을 향상시킬 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 일양태에 따른 플라즈마 처리 장치는, 플라즈마 처리 챔버와, 기판 지지부와, 소스 RF 생성부와, 바이어스 RF 생성부를 구비한다. 기판 지지부는, 플라즈마 처리 챔버 내에 배치된다. 소스 RF 생성부는, 플라즈마 처리 챔버에 결합되어, 소스 RF 신호를 생성하도록 구성된다. 소스 RF 신호는, 복수의 소스 사이클을 포함하고, 각 소스 사이클은, 소스 온 상태 및 소스 오프 상태를 포함한다. 소스 온 상태는, 적어도 2개의 소스 파워 레벨을 갖는다. 바이어스 RF 생성부는, 바이어스 RF 신호를 하부 전극에 공급하도록 구성된다. 바이어스 RF 신호는, 복수의 소스 사이클에 각각 대응하는 복수의 바이어스 사이클을 포함한다. 각 바이어스 사이클은, 바이어스 온 상태 및 바이어스 오프 상태를 포함한다. 바이어스 온 상태는, 적어도 2개의 바이어스 파워 레벨을 갖는다. 제1 바이어스 사이클에 있어서의 바이어스 온 상태로의 천이 타이밍은, 제1 바이어스 사이클에 대응하는 제1 소스 사이클에 있어서의 소스 온 상태로의 천이 타이밍에 대하여 어긋난다.
본 개시에 따르면, 플라즈마 에칭의 처리 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 구성의 개념도이다.
도 2는 도 1의 플라즈마 처리 장치의 구성의 일례를 나타내는 개략 종단면도이다.
도 3은 실시형태에 따른 플라즈마 처리의 흐름의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 실시형태에 따른 플라즈마 처리에 따라 처리되는 기판의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 실시형태에 따른 플라즈마 처리에 이용하는 RF 신호의 3레벨 파형의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 소스 전력 및 바이어스 전력의 값과 플라즈마의 상태를 나타내는 물리량의 관계에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 실시형태에 따른 플라즈마 처리에 이용하는 RF 신호의 3레벨 파형의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 실시형태에 따른 플라즈마 처리에 이용하는 RF 신호의 4레벨 파형의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 9a는 실시형태에 따른 플라즈마 처리에 이용하는 RF 신호의 지연에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 9b는 실시형태에 따른 플라즈마 처리에 이용하는 RF 신호의 지연에 대해서 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 9c는 실시형태에 따른 플라즈마 처리에 이용하는 RF 신호의 지연에 대해서 설명하기 위한 또 다른 도면이다.
도 9d는 실시형태에 따른 플라즈마 처리에 이용하는 RF 신호의 지연에 대해서 설명하기 위한 또 다른 도면이다.
도 10은 실시형태에 따른 플라즈마 처리의 RF 전력 공급에 있어서의 파워 레벨의 조합 시퀀스에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 실시형태에 따른 플라즈마 처리의 RF 전력 공급의 흐름이 예를 나타내는 흐름도이다.
도 12는 에칭에 있어서 발생하는 형상 이상의 예에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 플라즈마 처리 장치의 구성의 일례를 나타내는 개략 종단면도이다.
도 3은 실시형태에 따른 플라즈마 처리의 흐름의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 실시형태에 따른 플라즈마 처리에 따라 처리되는 기판의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 실시형태에 따른 플라즈마 처리에 이용하는 RF 신호의 3레벨 파형의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 소스 전력 및 바이어스 전력의 값과 플라즈마의 상태를 나타내는 물리량의 관계에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 실시형태에 따른 플라즈마 처리에 이용하는 RF 신호의 3레벨 파형의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 실시형태에 따른 플라즈마 처리에 이용하는 RF 신호의 4레벨 파형의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 9a는 실시형태에 따른 플라즈마 처리에 이용하는 RF 신호의 지연에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 9b는 실시형태에 따른 플라즈마 처리에 이용하는 RF 신호의 지연에 대해서 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 9c는 실시형태에 따른 플라즈마 처리에 이용하는 RF 신호의 지연에 대해서 설명하기 위한 또 다른 도면이다.
도 9d는 실시형태에 따른 플라즈마 처리에 이용하는 RF 신호의 지연에 대해서 설명하기 위한 또 다른 도면이다.
도 10은 실시형태에 따른 플라즈마 처리의 RF 전력 공급에 있어서의 파워 레벨의 조합 시퀀스에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 실시형태에 따른 플라즈마 처리의 RF 전력 공급의 흐름이 예를 나타내는 흐름도이다.
도 12는 에칭에 있어서 발생하는 형상 이상의 예에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
이하에, 본 개시에 따른 플라즈마 처리 장치를 실시하기 위한 형태(이하, 「실시형태」라고 기재함)에 대해서 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시형태에 의해 본 개시가 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 실시형태는, 처리 내용을 모순시키지 않는 범위에서 적절하게 조합하는 것이 가능하다. 또한, 이하의 각 실시형태에 있어서 동일한 부위에는 동일한 부호를 붙고, 중복하는 설명은 생략된다.
(에칭에 있어서 발생하는 형상 이상의 예)
먼저, 실시형태에 대해서 설명하기 전에 실리콘막의 에칭에 있어서 발생하는 형상 이상의 예에 대해서 설명한다. 도 12는 실리콘막의 에칭에 있어서 발생하는 형상 이상의 예에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
최근, 반도체 제조 기술에 있어서, 애스펙트비가 높은 구멍을 가공하는 기술이 주목되고 있다. 일례로서 고애스펙트비 컨택트(High Aspect Ratio Contact: HARC)가 있다. HARC는, DRAM(Dynamic Random Access Memory)이나 3차원 NAND에 이용된다. DRAM에 이용하는 HARC의 애스펙트비는 예컨대 45이고, 3차원 NAND에 이용하는 HARC의 애스펙트비는 65를 넘는다.
형성하는 구멍의 애스펙트비가 높아짐에 따라, 수직 방향으로 똑바로 구멍을 형성하는 것이 어려워진다. 예컨대, 도 12의 (a)에 나타내는 바와 같이, 구멍의 바닥부 부근에 근접함에 따라 가늘어지는 현상이 발생한다. 이 현상의 원인으로서는 예컨대, 플라즈마 중의 이온의 입사 방향이 구멍의 깊이 방향에 대하여 비스듬해져, 이온이 구멍의 바닥부까지 수송되기 어려운 것이 생각된다. 또한, 이온이 구멍 속에 체류하여, 계속되는 이온의 진로를 저해하는 것 등이 생각된다.
또한, 도 12의 (b)에 나타내는 바와 같이, 기판에 에칭에 의해 깎인 물질이나, 플라즈마에 의해 생긴 반응 생성물이 퇴적하는 경우도 있다. 구멍의 개구 부근에 이러한 물질이 퇴적하면 구멍의 개구가 폐색하여, 에칭이 진행되지 않게 된다. 또한, 개구가 완전히 폐색되지 않아도 구멍의 내부에 에칭에 의해 생긴 생성물이 체류하는 경우가 있다. 구멍의 내부에 생성물이 체류하면 이온이 구멍의 내부에 도달하기 어려워져, 구멍의 형상이 변형되거나 에칭이 진행되지 않게 되거나 한다.
또한, 에칭에 의해 마스크의 개구의 가장자리 부분이 깎이는 경우가 있다. 이 경우, 도 12의 (c)에 나타내는 바와 같이, 이온의 구멍에 대한 입사 방향이 변형되어, 구멍의 측벽에 닿아 구멍의 형태가 배럴형으로 변형되는 보잉이라고 불리는 현상이 발생하는 경우가 있다.
이와 같이, 고애스펙트비의 플라즈마 처리는, 플라즈마 중에서 생성되는 라디칼이나 이온, 플라즈마 처리에 의해 발생하는 반응 생성물에 의해 처리 성능이 좌우된다. 이 때문에, 플라즈마 처리의 진행 정도에 따라, 생성되는 반응종, 라디칼, 부생성물 등을 개별로 제어할 수 있는 기술이 요구된다.
(실시형태)
이하에 설명하는 실시형태에 있어서는, 플라즈마 생성 시에 이용하는 RF(고주파) 전력을 펄스형으로 인가함으로써, 플라즈마 처리의 파라미터인 각 물리량을 제어한다. 제어하는 물리량은 예컨대, 이온 에너지, 이온 입사각, 라디칼 플럭스, 이온 플럭스, 부생성물의 양 등이다.
이하에 설명하는 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치는 ICP 장치이다. 실시형태의 플라즈마 처리 장치의 제어부는, 코일(안테나)에 공급되는 RF 전력(소스 RF 신호, 소스 전력)을 제어 신호에 따라 제어한다. 일실시형태에 있어서, 소스 RF 신호의 공급에 의해, 고밀도의 플라즈마가 생성된다. 또한, RF 전력의 공급은 다양한 양태로 실현할 수 있다. 예컨대, 미리 준비한 프로그램에 기초하여, 플라즈마 처리 장치의 제어부가 복수의 소스 RF 생성부로부터의 전력 공급 경로를 전환하여, 다른 파워 레벨의 소스 전력을 순차 펄스형으로 공급하여도 좋다.
코일에 RF 전력이 공급되는 기간을 온 기간, 코일에의 RF 전력 공급이 정지되는 기간을 오프 기간이라고 부른다. 소스 RF 신호는, 온 기간에 대응하는 제1 상태 예컨대 온 상태(소스 온 상태)와, 오프 기간에 대응하는 제2 상태 예턴대 오프 상태(소스 오프 상태)를 갖는다. 소스 RF 신호는, 제1 상태의 온 기간과 그에 이어지는 제2 상태의 오프 기간으로 1주기(소스 사이클)를 이루는 펄스 신호이다. 소스 RF 신호의 주파수는 예컨대, 약 0.1 ㎑∼약 10 ㎑여도 좋다.
또한, 실시형태의 소스 RF 신호는, 제1 상태 중, 2 이상의 레벨(예컨대, 제1 소스 파워 레벨, 제2 소스 파워 레벨)로 천이하여도 좋다. 예컨대, 소스 RF 신호는, 제1 상태 중, 4레벨 간을 천이하여도 좋다. 예컨대, 소스 RF 신호의 제1 상태는, 미리 정해진 값의 RF 전력이 코일에 공급되는 제1 레벨과, 제1 레벨보다 낮은 값의 RF 전력이 코일에 공급되는 제2 레벨과, 제2 레벨보다 낮은 값의 RF 전력이 코일에 공급되는 제3 레벨을 가져도 좋다. 예컨대, 소스 RF 신호는, 코일에 27 ㎒, 약 1300 와트의 RF 전력이 공급되는 제1 레벨과, 코일에 약 400 와트의 RF 전력이 공급되는 제2 레벨과, 코일에 약 50 와트의 RF 전력이 공급되는 제3 레벨을 가져도 좋다. 또한, 제1 레벨의 소스 전력은 예컨대, 약 300 와트∼약 500 와트여도 좋다. 제2 레벨의 소스 전력은, 잔류 라디칼 상태에 따라 임의로 설정 가능하다. 또한 이하의 기재 중, 제1 상태 중, 제1∼제3 레벨을 각각, 하이 레벨, 미들 레벨, 로우 레벨이라고도 부른다. 또한, 하나의 파형 중에 온 상태의 레벨이 2개밖에 포함되지 않는 경우, 실제의 값에 상관없이, 하이 레벨, 로우 레벨이라고 부른다. 또한, 이하의 설명 중, 하이 레벨, 미들 레벨, 로우 레벨의 소스 전력(PS)을 각각, PSH, PSM, PSL로도 표기한다. 또한, 소스 RF 신호가 오프 상태일 때의 소스 전력(PS)의 값을 PSOFF로도 표기한다.
제어부는 또한, 플라즈마 처리 장치의 하부 전극에 공급하는 RF 전력(바이어스 RF 신호, 바이어스 전력)을 제어 신호에 따라 제어한다. 일실시형태에 있어서, 바이어스 RF 신호의 공급에 의해, 하부 전극 상에 배치되는 기판에 있어서 이온 결합이 생겨, 반응종 및 라디칼이 생성된다. 또한, RF 전력의 공급은 다양한 양태로 실현된다. 예컨대, 미리 준비한 프로그램에 기초하여, 플라즈마 처리 장치의 제어부가 복수의 바이어스 RF 생성부로부터의 전력 공급 경로를 전환하여, 다른 파워 레벨의 바이어스 전력을 순차 펄스형으로 공급하여도 좋다.
하부 전극에 RF 전력이 공급되는 기간을 온 기간, 하부 전극에의 RF 전력 공급이 정지되는 기간을 오프 기간이라고 부른다. 바이어스 RF 신호는, 온 기간에 대응하는 제1 상태 예컨대 온 상태(바이어스 온 상태)와, 오프 기간에 대응하는 제2 상태 예컨대 오프 상태(바이어스 오프 상태)를 갖는다. 바이어스 RF 신호는, 제1 상태의 온 기간과 그에 이어지는 제2 상태의 오프 기간으로 1주기(바이어스 사이클)를 이루는 펄스 신호이다. 바이어스 RF 신호의 주파수는 예컨대, 약 0.1 ㎑∼약 10 ㎑여도 좋다.
또한, 실시형태의 바이어스 RF 신호는, 제1 상태 중, 2 이상의 레벨(예컨대, 제1 바이어스 파워 레벨, 제2 바이어스 파워 레벨)로 천이하여도 좋다. 예컨대, 바이어스 RF 신호는, 제1 상태 중, 4레벨 간을 천이하여도 좋다. 예컨대, 바이어스 RF 신호의 제1 상태는, 미리 정해진 값의 RF 전력이 하부 전극에 공급되는 제1 레벨과, 제1 레벨보다 낮은 값의 RF 전력이 하부 전극에 공급되는 제2 레벨과, 제2 레벨보다 낮은 값의 RF 전력이 하부 전극에 공급되는 제3 레벨을 가져도 좋다. 예컨대, 바이어스 RF 신호는, 하부 전극에 13 ㎒, 약 900 와트의 RF 전력이 공급되는 제1 레벨과, 하부 전극에 약 270 와트의 RF 전력이 공급되는 제2 레벨과, 하부 전극에 약 180 와트의 RF 전력이 공급되는 제3 레벨을 가져도 좋다. 또한, 제1 레벨의 바이어스 전력은 예컨대, 약 300 와트∼약 500 와트여도 좋다. 또한, 제2 레벨의 바이어스 전력은, 잔류 라디칼 상태에 따라 임의로 설정 가능하다. 또한 이하의 기재 중, 제1 상태 중, 제1∼제3 레벨을 각각, 하이 레벨, 미들 레벨, 로우 레벨이라고도 부른다. 또한, 하나의 파형 중에 온 상태의 레벨이 2개밖에 포함되지 않는 경우, 실제의 값에 상관없이, 하이 레벨, 로우 레벨이라고 부른다. 또한, 이하의 설명 중, 하이 레벨, 미들 레벨, 로우 레벨의 바이어스 전력(PB)을 각각, PBH, PBM, PBL로도 표기한다. 또한, 바이어스 RF 신호가 오프 상태일 때의 바이어스 전력(PB)의 값을 PBOFF로도 표기한다.
이하에 먼저, 플라즈마 처리를 실행하는 플라즈마 처리 장치의 구성예에 대해서 설명한다.
(실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 구성예)
도 1은 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 구성의 개념도이다. 도 2는 도 1의 플라즈마 처리 장치의 구성의 일례를 나타내는 개략 종단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하여, 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)에 대해서 설명한다. 또한, 도 2에 나타내는 플라즈마 처리 장치(1)는, 소위 유도 결합형 플라즈마(Inductively-coupled plasma: ICP) 장치이며, 유도 결합형 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마원을 갖는다.
플라즈마 처리 장치(1)는, 플라즈마 처리 챔버(10), 가스 공급부(20), 전력 공급부(30) 및 배기 시스템(40)을 포함한다. 플라즈마 처리 챔버(10)는, 유전체창(10a) 및 측벽(10b)을 포함한다. 유전체창(10a) 및 측벽(10b)은, 플라즈마 처리 챔버(10) 내의 플라즈마 처리 공간(10s)을 규정한다. 또한, 플라즈마 처리 장치(1)는, 플라즈마 처리 공간(10s) 내에 배치된 지지부(11), 엣지링(12), 가스 도입부(13) 및 안테나(14)를 포함한다. 지지부(11)는, 기판 지지부(11a) 및 엣지링 지지부(11b)를 포함한다. 엣지링 지지부(11b)는, 기판 지지부(11a)의 외주면을 둘러싸도록 배치된다. 안테나(14)는, 플라즈마 처리 챔버(10)[유전체창(10a)]의 상부 또는 상방에 배치된다.
기판 지지부(11a)는, 기판 지지 영역을 가지고, 기판 지지 영역 상에서 기판을 지지하도록 구성된다. 일실시형태에 있어서, 기판 지지부(11a)는, 정전 척 및 하부 전극을 포함한다. 하부 전극은, 정전 척의 아래에 배치된다. 정전 척은, 기판 지지 영역으로서 기능한다. 또한, 도시는 생략하지만, 일실시형태에 있어서, 기판 지지부(11a)는, 정전 척 및 기판 중 적어도 하나를 타겟 온도로 조절하도록 구성되는 온도 조절 모듈을 포함하여도 좋다. 온도 조절 모듈은, 히터, 유로, 또는 이들의 조합을 포함하여도 좋다. 유로에는, 냉매, 전열 가스와 같은 온도 조절 유체가 흐른다.
엣지링(12)은, 하부 전극의 둘레 가장자리부 상면에 있어서 기판(W)을 둘러싸도록 배치된다. 엣지링 지지부(11b)는, 엣지링 지지 영역을 가지고, 엣지링 지지 영역 상에서 엣지링(12)을 지지하도록 구성된다.
가스 도입부(13)는, 가스 공급부(20)로부터의 적어도 하나의 처리 가스를 플라즈마 처리 공간(10s)에 공급하도록 구성된다. 일실시형태에 있어서, 가스 도입부(13)는, 중앙 가스 주입부(13a) 및/또는 측벽 가스 주입부(13b)를 포함한다. 중앙 가스 주입부(13a)는, 기판 지지부(11a)의 상방에 배치되어, 유전체창(10c)에 형성된 중앙 개구부에 부착된다. 측벽 가스 주입부(13b)는, 플라즈마 처리 챔버(10)의 측벽에 형성된 복수의 측벽 개구부에 부착된다.
가스 공급부(20)는, 적어도 하나의 가스 소스(21) 및 적어도 하나의 유량 제어기(22)를 포함하여도 좋다. 일실시형태에 있어서, 가스 공급부(20)는, 1 또는 그 이상의 처리 가스를, 각각에 대응하는 가스 소스(21)로부터 각각에 대응하는 유량 제어기(22)를 통해 가스 도입부에 공급하도록 구성된다. 각 유량 제어기(22)는, 예컨대 매스 플로우 컨트롤러 또는 압력 제어식의 유량 제어기를 포함하여도 좋다. 또한, 가스 공급부(20)는, 1 또는 그 이상의 처리 가스의 유량을 변조 또는 펄스화하는 1 또는 그 이상의 유량 변조 디바이스를 포함하여도 좋다.
전력 공급부(30)는, 플라즈마 처리 챔버(10)에 결합되는 RF 전력 공급부(31)를 포함한다. RF 전력 공급부(31)는, RF 신호(RF 전력, 예컨대 소스 RF 신호 및 바이어스 RF 신호)를, 하부 전극 및 안테나(14)에 공급하도록 구성된다. 이에 의해, 플라즈마 처리 공간(10s)에 공급된 적어도 하나의 처리 가스로부터 플라즈마가 생성된다. 일실시형태에 있어서, RF 신호는, 펄스화된다. 이에 의해, 펄스 RF 신호, 펄스 RF 전력, 펄스 소스 RF 신호 및 펄스 바이어스 RF 신호가 생성된다.
일실시형태에 있어서, RF 전력 공급부(31)는, 소스 RF 생성부(31a) 및 바이어스 RF 생성부(31b)를 포함한다. 소스 RF 생성부(31a) 및 바이어스 RF 생성부(31b)는, 플라즈마 처리 챔버(10)에 결합된다. 일실시형태에 있어서, 소스 RF 생성부(31a)는, 안테나(14)에 결합되고, 바이어스 RF 생성부(31b)는, 기판 지지부(11a) 내의 하부 전극에 결합된다. 소스 RF 생성부(31a)는, 적어도 하나의 소스 RF 신호를 생성하도록 구성된다. 일실시형태에 있어서, 소스 RF 신호는, 27 ㎒∼100 ㎒의 범위 내의 주파수를 갖는다. 생성된 소스 RF 신호는, 안테나(14)에 공급된다. 바이어스 RF 생성부(31b)는, 적어도 하나의 바이어스 RF 신호를 생성하도록 구성된다. 바이어스 RF 신호는, 소스 RF 신호보다 낮은 주파수를 갖는다. 일실시형태에 있어서, 바이어스 RF 신호는, 400 ㎑∼13.56 ㎒의 범위 내의 주파수를 갖는다. 생성된 바이어스 RF 신호는, 하부 전극에 공급된다. 또한, 여러 가지의 실시형태에 있어서, 소스 RF 신호 및 바이어스 RF 신호 중 적어도 하나의 RF 신호의 진폭이 펄스화 또는 변조되어도 좋다. 진폭 변조는, 온 상태와 오프 상태 사이, 또는, 2 또는 그 이상의 다른 온 상태 사이에서 RF 신호 진폭을 펄스화하는 것을 포함하여도 좋다.
또한, 전력 공급부(30)는, DC 전력 공급부(32)를 포함하여도 좋다. 일실시형태에 있어서, DC 전력 공급부(32)는, 적어도 하나의 DC 전압을 하부 전극에 인가하도록 구성된다. 일실시형태에 있어서, 적어도 하나의 DC 전압이, 정전 척 내의 전극과 같은 다른 전극에 인가되어도 좋다. 일실시형태에 있어서, DC 신호는, 펄스화되어도 좋다. 또한, DC 전력 공급부(32)는, RF 전력 공급부(31)에 더하여 마련되어도 좋고, 바이어스 RF 생성부(31b) 대신에 마련되어도 좋다.
안테나(14)는, 1 또는 복수의 코일(ICP 코일)을 포함한다. 일실시형태에 있어서, 안테나(14)는, 동축 상에 배치된 외측 코일 및 내측 코일을 포함하여도 좋다. 이 경우, RF 전력 공급부(31)는, 외측 코일 및 내측 코일의 쌍방에 결합되어도 좋고, 외측 코일 및 내측 코일 중 어느 한쪽에 결합되어도 좋다. 전자의 경우, 동일한 RF 생성부가 외측 코일 및 내측 코일의 쌍방에 결합되어도 좋고, 별개의 RF 생성부가 외측 코일 및 내측 코일에 따로따로 결합되어도 좋다.
배기 시스템(40)은, 예컨대 플라즈마 처리 챔버(10)의 바닥부에 마련된 배기구(가스 출구)에 접속될 수 있다. 배기 시스템(40)은, 압력 밸브 및 진공 펌프를 포함하여도 좋다. 진공 펌프는, 터보 분자 펌프, 러핑 펌프 또는 이들의 조합을 포함하여도 좋다.
일실시형태에 있어서, 제어부[도 2의 제어 장치(50)에 대응]는, 본 개시에 있어서 서술되는 여러 가지의 공정을 플라즈마 처리 장치(1)에 실행시키는 컴퓨터 실행 가능한 명령을 처리한다. 제어부는, 여기서 서술되는 여러 가지의 공정을 실행하도록 플라즈마 처리 장치(1)의 각 요소를 제어하도록 구성될 수 있다. 일실시형태에 있어서, 제어부의 일부 또는 전부가 플라즈마 처리 장치(1)에 포함되어도 좋다. 제어부는, 예컨대 컴퓨터를 포함하여도 좋다. 컴퓨터는, 예컨대, 처리부(CPU: Central Processing Unit), 기억부 및 통신 인터페이스를 포함하여도 좋다. 처리부는, 기억부에 저장된 프로그램에 기초하여 여러 가지의 제어 동작을 행하도록 구성될 수 있다. 기억부는, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive), 또는 이들의 조합을 포함하여도 좋다. 통신 인터페이스는, LAN(Local Area Network) 등의 통신 회선을 통해 플라즈마 처리 장치(1)와의 사이에서 통신하여도 좋다.
(실시형태에 따른 플라즈마 처리의 흐름)
도 3은 실시형태에 따른 플라즈마 처리의 흐름의 일례를 나타내는 흐름도이다. 도 3에 나타내는 플라즈마 처리는, 도 1, 2의 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서 실시할 수 있다. 도 4는 실시형태에 따른 플라즈마 처리에 의해 처리되는 기판의 일례를 나타내는 도면이다.
먼저, 플라즈마 처리 챔버(10) 내에 기판(W)을 제공한다(단계 S31). 기판(W)은 예컨대 도 4에 나타내는 바와 같이, 실리콘의 기판 상에 순서대로 형성된 하지층(L1), 에칭 대상층(예컨대 Si층)(L2), 마스크(MK)를 포함한다. 기판(W)에는 미리 오목부(OP)가 형성되어 있다[도 4의 (a) 참조]. 또한, 플라즈마 처리 장치(1) 내에서 오목부(OP)의 형성을 행하여도 좋다. 다음에, 제어부에 의해 플라즈마 처리 장치(1)를 제어하여, 가스 공급부(20)로부터 에칭을 위한 가스를 플라즈마 처리 챔버(10) 내에 공급한다. 또한, 제어부에 의해 플라즈마 처리 장치(1)를 제어하여, RF 전력 공급부(31)[소스 RF 생성부(31a) 및 바이어스 RF 생성부(31b)]로부터 안테나(14)(코일) 및 하부 전극에 RF 전력을 공급한다. 이때, RF 전력 공급부(31)는, RF 신호의 파형에 따른 레벨의 RF 전력을 하부 전극 및 안테나(14)에 공급한다. RF 신호의 파형에 대해서는 후술한다. RF 전력이 공급됨으로써, 플라즈마 처리 챔버(10) 내에 공급된 가스의 플라즈마가 생성되고, 플라즈마 에칭이 실행된다(단계 S32). 플라즈마 에칭에 의해, 기판(W)의 마스크(MK)에 형성된 오목부(OP)의 바닥부가 깎여, 오목부(OP)가 서서히 깊어진다[도 4의 (b) 참조]. 그리고, 플라즈마 처리 장치(1)의 제어부는, 미리 정해진 처리 시간이 경과하였는지의 여부를 판정한다(단계 S33). 미리 정해진 처리 시간이 경과하면, 오목부(OP)의 바닥부가 하지층(L1)에 도달하여, 도 4의 (c)에 나타내는 형상이 된다. 처리 시간이 경과하지 않았다고 판정한 경우(단계 S33, No), 제어부는 단계 S32로 되돌아가서 플라즈마 에칭을 계속한다. 한편, 처리 시간이 경과하였다고 판정한 경우(단계 S33, Yes), 제어부는 처리를 종료한다.
본 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)는, 단계 S32의 플라즈마 에칭에 있어서, 소스 RF 생성부(31a) 및 바이어스 RF 생성부(31b) 각각으로부터 소스 RF 신호와 바이어스 RF 신호를 공급한다. 플라즈마 처리 장치(1)는, 소스 RF 신호와 바이어스 RF 신호의 파형에 따라 플라즈마 중의 이온 및 라디칼, 플라즈마 에칭에 의해 발생하는 부생성물의 양 등을 제어한다. 또한, 본 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)는, 소스 RF 신호의 파형과, 바이어스 RF 신호의 파형을 각각 별개로 제어한다. 예컨대 플라즈마 처리 장치(1)는, 소스 RF 신호가 오프 상태일 때에 바이어스 RF 신호를 온 상태로 할 수 있다. 또한, 플라즈마 처리 장치(1)는, 소스 RF 신호가 온 상태일 때에 바이어스 RF 신호를 오프 상태로 할 수 있다. 또한, 플라즈마 처리 장치(1)는, 소스 RF 신호 및 바이어스 RF 신호가 온 상태일 때의 파워 레벨을 별개로 제어할 수 있다. 다음에, 소스 RF 신호와 바이어스 RF 신호의 파형에 대해서 설명한다.
(RF 신호의 파형예)
도 5는 실시형태에 따른 플라즈마 처리에 있어서 RF 전력 공급에 이용하는 RF 신호의 파형의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5에 나타내는 타이밍도(300)는, 소스 전력(소스 RF 신호)(PS)과 바이어스 전력(바이어스 RF 신호)(PB)을 나타낸다. 소스 전력(PS)이란, 소스 RF 생성부(31a)로부터 안테나(코일)(14)에 공급되는 RF 전력이다. 또한, 바이어스 전력(PB)이란, 바이어스 RF 생성부(31b)로부터 기판 지지부(11a) 중의 하부 전극에 공급되는 RF 전력이다. 소스 RF 생성부(31a)는, 예컨대, 제어부로부터 공급되는 제어 신호에 따라 소스 전력(PS)을 생성한다. 생성된 소스 전력(PS)은, 코일에 공급된다. 바이어스 RF 생성부(31b)는, 예컨대, 제어부로부터 공급되는 제어 신호에 따라 바이어스 전력(PB)을 생성한다. 생성된 바이어스 전력(PB)은, 하부 전극에 공급된다.
도 5 중, 주기(100)는, 소스 RF 신호의 1주기를 나타낸다. 이하, 각 주기(1001, 1002, …)를 구별할 필요가 없는 경우, 합쳐서 주기(100)라고 부른다. 주기(200)는, 바이어스 RF 신호의 1주기를 나타낸다. 이하, 각 주기(2001, 2002, …)를 구별할 필요가 없는 경우, 합쳐서 주기(200)라고 부른다. 1주기는 펄스 신호의 상승으로부터 다음 상승까지의 기간, 즉, 온 기간과 오프 기간을 합계한 기간을 가리킨다. 소스 RF 신호 및 바이어스 RF 신호는, 동일 주파수의 펄스 신호이다.
소스 RF 신호는, 코일에 RF 전력이 공급되는 상태인 소스 온 상태(제1 상태: 도 5의 Phase 1∼Phase 3을 참조)와, 코일에 RF 전력이 공급되지 않는 상태인 소스 오프 상태(제2 상태: 도 5의 Phase 4를 참조)를 반복한다. 소스 RF 신호가 소스 온 상태일 때, 소스 전력(PS)이 코일에 공급된다. 소스 RF 신호가 소스 오프 상태일 때, 코일에는 전력은 공급되지 않는다, 즉, 코일에의 RF 전력의 공급은 정지된다. 각 소스 온 상태는, 적어도 2개의 소스 파워 레벨(High/Low)을 갖는다. 도 5에 나타내는 예에서는, 소스 온 상태는, 제1 소스 기간(Phase 1) 동안의 제1 소스 파워 레벨(High)과, 상기 제1 소스 기간(Phase 1) 후의 제2 소스 기간(Phase 2, 3) 동안의 제2 소스 파워 레벨(Low)을 갖는다. 즉, 도 5의 예에 있어서는, 제1 소스 파워 레벨(High)은, 제2 소스 파워 레벨(Low)보다 크다.
바이어스 RF 신호는, 하부 전극에 RF 전력이 공급되는 상태인 바이어스 온 상태[제1 상태: 도 5에 있어서의 기간(D2)을 제외한 Phase 2∼Phase 3을 참조]와, 하부 전극에 RF 전력이 공급되지 않는 상태인 오프 상태(제2 상태; 도 5의 Phase 4 참조)를 반복한다. 도 5의 예에서는, 바이어스 RF 신호가 온 상태일 때, 바이어스 전력(PB)이 하부 전극에 공급된다. 바이어스 RF 신호가 오프 상태일 때, 하부 전극에는 전력은 공급되지 않는다, 즉, 하부 전극에의 RF 전력의 공급은 정지된다. 각 바이어스 온 상태는, 적어도 2개의 바이어스 파워 레벨(High/Low)을 갖는다. 도 5에 나타내는 예에서는, 바이어스 온 상태는, 제1 바이어스 기간[기간(D2)을 제외한 Phase 2] 동안의 제1 바이어스 파워 레벨(High)과, 상기 제1 바이어스 기간[기간(D2)을 제외한 Phase 2] 후의 제2 바이어스 기간(Phase 3) 동안의 제2 바이어스 파워 레벨(Low)을 갖는다. 즉, 도 5의 예에 있어서는, 제1 바이어스 파워 레벨(High)은, 제2 바이어스 파워 레벨(Low)보다 크다.
도 5에 있어서, 바이어스 RF 신호의 상승[타이밍(tB1)]은, 소스 RF 신호의 상승[타이밍(tS1)]에 대하여 기간(D1)만큼 지연되고 있다. 즉, 소스 RF 신호의 주기(100)와 바이어스 RF 신호의 주기(200)는, 기간(D1)만큼 어긋나 있다. 소스 RF 신호가 온 상태의 하이 레벨(도 5 중, H)로부터 로우 레벨(도 5 중, L)로 천이[타이밍(tS2)]하고 나서 기간(D2) 후에 바이어스 RF 신호가 상승한다. 도 5의 예에서는, 앞선 바이어스 사이클의 바이어스 오프 상태로부터 제1 바이어스 사이클(2001)에 있어서의 바이어스 온 상태(High)로의 천이 타이밍(tB1)은, 제1 바이어스 사이클(tB1)에 대응하는 제1 소스 사이클(tS1)에 있어서의 소스 온 상태(High)로의 천이 타이밍(tS1)에 대하여 어긋나 있다(지연되고 있다). 또한, 바이어스 RF 신호는, 제1 소스 기간(Phase 1) 동안에 바이어스 오프 기간을 갖는다.
다음에, 소스 RF 신호가 로우 레벨을 유지하고 있는 동안에, 바이어스 RF 신호는 하이 레벨로부터 로우 레벨로 천이한다[타이밍(tB2)]. 따라서, 제1 바이어스 기간[기간(D2)을 제외한 Phase 2] 및 제2 바이어스 기간(Phase 3)은, 제2 소스 기간(Phase 2, 3)과 부분적으로 중복하고 있다. 또한, 바이어스 RF 신호는, 제2 소스 기간(Phase 2, 3) 동안에 제1 바이어스 파워 레벨(High)로부터 제2 바이어스 파워 레벨(Low)로 천이된다, 그리고, 소스 RF 신호가 로우 레벨로부터 오프 상태로 천이하는 타이밍[타이밍(tS3)]과 동시에, 바이어스 RF 신호는 오프 상태로 천이한다[타이밍(tB3)]. 따라서, 도 5의 Phase 4에 있어서, 소스 오프 상태의 기간은, 바이어스 오프 상태의 기간과 중복하고 있다.
소스 RF 신호는 오프 상태로 천이한 후, 타이밍(tS4)에 온 상태로 천이하여, 다음 주기(1002)가 개시된다. 한편, 바이어스 RF 신호는, 타이밍(tS4)에는 오프 상태를 유지한다. 그리고, 소스 RF 신호의 상승으로부터 기간(D1)만큼 지연된 타이밍(tB4)에 있어서, 바이어스 RF 신호는 오프 상태로부터 온 상태로 천이한다.
이와 같이, 소스 RF 신호가 상태 천이하는 타이밍과, 바이어스 RF 신호가 상태 천이하는 타이밍은 어긋나 있다. 도 5의 예에서는, 소스 RF 신호가 하이 레벨로부터 로우 레벨로 천이하는 타이밍과, 바이어스 RF 신호가 오프 상태로부터 온 상태로 천이하는 타이밍은, 기간(D2)만큼 어긋나 있다. 또한, 소스 RF 신호의 상태와 바이어스 RF 신호의 상태는 비대칭으로 천이한다.
또한, 소스 RF 신호의 온 기간[타이밍(tS1에서 tS3까지)] 및 오프 기간[타이밍(tS3에서 tS4까지)] 각각의 길이는, 바이어스 RF 신호의 온 기간[타이밍(tB1에서 tB3까지)] 및 오프 기간[타이밍(tB3에서 tB4까지)] 각각의 길이와 다르다. 도 5의 예에서는, 소스 RF 신호의 듀티비(1주기에 대한 온 기간의 길이의 비율)는, 약 75%이다. 또한, 바이어스 RF 신호의 듀티비는 약 40%이다. 단, 소스 RF 신호와 바이어스 RF 신호가 동일한 듀티비를 가져도 좋다. 또한, 소스 RF 신호와 바이어스 RF 신호의 듀티비는, 약 3% 내지 약 90%의 범위 내에서 각각 별개로 설정 가능하다. 소스 RF 신호 및 바이어스 RF 신호의 듀티비에 대해서는 또한 후술한다.
소스 전력(PS)과 바이어스 전력(PB)의 공급 양태는, 이하의 4개의 페이즈를 추이한다.
(1) 제1 페이즈(도 5 중 도면 부호 110, 성막 모드):
제1 페이즈(110)는, 파라미터 셋트 {PS1, PB1, t1}에 의해 정의된다. 여기서, PS1은, 제1 페이즈(110) 중에 공급되는 소스 전력(PS)의 값이다. PB1은, 제1 페이즈(110) 중에 공급되는 바이어스 전력(PB)의 값이다. t1은, 제1 페이즈(110)의 기간의 길이를 나타낸다. 여기서, 이하의 관계가 성립한다.
PS1>0
PB1=0
t1>0
제1 페이즈(110) 중은, 소스 전력(PS)은 하이 레벨로 코일에 공급되지만, 바이어스 전력(PB)은 하부 전극에 공급되지 않는다. 제1 페이즈(110) 중은, 플라즈마 처리 장치(1)의 상부에만 RF 전력이 공급되어 플라즈마가 생성되고, 플라즈마 중에 이온 및 라디칼이 생성된다. 바이어스 전력(PB)도 중첩하여 공급되는 경우와 비교하면 생성되는 라디칼이나 이온은 적지만, 바이어스 전력(PB)에 의한 인입력이 없기 때문에, 기판 상에서는 주로 성막이 진행된다.
(2) 제2 페이즈(도 5 중 도면 부호 120, 고선택성 에칭 모드):
제2 페이즈(120)는, 파라미터 셋트 {PS2, PB2, t2} 및 {PS3, PB3, t3}에 의해 정의된다. 여기서, PS2는, 제2 페이즈(120) 중, 기간(D2) 동안에 공급되는 소스 전력(PS)의 값이다. PB2는, 제2 페이즈(120) 중, 기간(D2) 동안에 공급되는 바이어스 전력(PB)의 값이다. t2는, 제2 페이즈(120) 중, 기간(D2)의 길이를 나타낸다. D2는, 제2 페이즈(120) 개시로부터 바이어스 전력(PB)의 공급이 개시하기까지의 지연 기간의 길이를 나타낸다. 여기서, 이하의 관계가 성립한다.
PS1>PS2>0
PB2=0
t2=D2>0
또한, PS3은, 제2 페이즈(120) 중, 기간(D2)을 제외한 기간 동안에 공급되는 소스 전력(PS)의 값이다. PB3은, 제2 페이즈(120) 중, 기간(D2)을 제외한 기간 동안에 공급되는 바이어스 전력(PB)의 값이다. 또한, t3은, 제2 페이즈(120) 중, 기간(D2)을 제외한 기간의 길이를 나타낸다. 여기서, 이하의 관계가 성립한다.
PS3=PS2>0
PB3>0
t3>0
제2 페이즈(120) 개시 시[타이밍(tS2)]에 소스 전력(PS)의 레벨이 하이 레벨로부터 로우 레벨로 전환된다. 또한, 제2 페이즈(120)가 개시되고 나서 기간(D2) 경과 후[타이밍(tB1)]에, 바이어스 전력(PB)이 온 상태(하이 레벨)로 천이한다. 기간(D2)은, 에칭 생성물의 배기 시간에 대응한다. 제2 페이즈(120) 중은, 바이어스 전력(PB)이 공급됨으로써, 하부 전극에의 이온의 인입력(이온 에너지)이 생긴다. 또한, 소스 전력(PS)의 공급은 로우 레벨로 이행되지만 계속된다. 이 때문에, 높은 선택성에서의 에칭이 진행된다.
(3) 제3 페이즈(도 5 중 도면 부호 130, 마일드 에칭 모드):
제3 페이즈(130)는, 파라미터 셋트 {PS4, PB4, t4}에 의해 정의된다. 여기서, PS4는, 제3 페이즈(130) 중에 공급되는 소스 전력(PS)의 값이다. PB4는, 제3 페이즈(130) 중에 공급되는 바이어스 전력(PB)의 값이다. t4는, 제3 페이즈(130)의 기간의 길이를 나타낸다. 여기서 이하의 관계가 성립한다.
PS2=PS3=PS4
PB3>PB4>0
t4>0
제3 페이즈(130) 개시 시[타이밍(tB2)]에, 바이어스 전력(PB)은 하이 레벨로부터 로우 레벨로 전환된다. 한편, 소스 전력(PS)은 로우 레벨인 채로 유지된다. 이 때문에, 플라즈마 처리 공간(10s) 중의 라디칼 및 이온의 양은 크게 감소하지 않지만, 기판에의 이온의 인입력(이온 에너지)이 감소한다. 이 때문에, 오목부(OP)의 바닥부에서는 에칭이 억제되고, 오목부(OP)의 바닥부보다 꼭대기부 부근이 에칭되어, 퇴적물에 의한 개구 폐색이 방지된다.
(4) 제4 페이즈(도 5 중 도면 부호 140, 배기 모드):
제4 페이즈(140)는, 파라미터 셋트 {PS5, PB5, t5}에 의해 정의된다. 여기서, PS5는, 제4 페이즈(140) 중에 공급되는 소스 전력(PS)의 값이다. PB5는, 제4 페이즈(140) 중에 공급되는 바이어스 전력(PB)의 값이다. t5는, 제4 페이즈(140)의 기간의 길이를 나타낸다. 여기서 이하의 관계가 성립한다.
PS5=PB5=0
t5>0
제4 페이즈(140) 개시 시[타이밍(tS3, tB3)]에, 소스 전력(PS) 및 바이어스 전력(PB)은 함께 오프 상태로 천이한다. 이 때문에, 플라즈마 처리 공간(10s) 내에서의 플라즈마의 생성이 정지되고, 라디칼 밀도, 이온 밀도, 이온 에너지가 모두 감소해 간다. 이때, 배기 시스템(40)은 동작을 계속하고 있기 때문에, 플라즈마 처리 공간(10s) 내로부터 라디칼이나 부생성물이 서서히 배기되어 간다.
제4 페이즈 후, 재차 제1 페이즈로 되돌아가서, 소스 전력(PS)이 인가된다. 소스 전력(PS)의 인가에 의해, 재차 플라즈마가 생성된다.
이와 같이 실시형태에 따른 플라즈마 처리에서는, 소스 전력(PS)과 바이어스 전력(PB)을 다른 타이밍에 상태 천이시킨다. 또한, 소스 전력(PS)과 바이어스 전력(PB)은 비대칭의 상태로 천이한다. 이 때문에, 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)는, 플라즈마 처리 공간(10s) 내의 플라즈마의 상태를, 원하는 플라즈마 처리에 알맞은 상태로 제어할 수 있다. 이 때문에, 플라즈마 처리 장치(1)는, 효율적으로 기판 상에 원하는 형상의 패턴을 형성할 수 있다. 플라즈마 처리 장치(1)는, 예컨대 도 5의 펄스 파형을 갖는 소스 RF 신호 및 바이어스 RF 신호를 이용함으로써, 플라즈마 처리 공간(10s) 내의 이온, 라디칼 및 부생성물의 상태를 제어하면서 수직 방향의 에칭을 실현할 수 있다. 이 때문에, 플라즈마 처리 장치(1)는, 에칭에 의해 발생하는 형상 이상을 억제하여 플라즈마 에칭의 처리 성능을 향상시킬 수 있다.
도 5의 예에 있어서는, 이하의 관계가 성립한다.
PS1>PS2=PS3=PS4>0
PB3>PB4>0
PB1=PB2=PB5=PS5=0
t1>0
t2=D2>0
t3>0
t4>0
t5>0
단, 본 실시형태는 상기 관계가 성립하는 경우뿐만 아니라, 다른 관계에 있어서도 적용할 수 있다. 다른 관계에 대해서는 변형예로서 후술한다.
도 6은 소스 전력(PS) 및 바이어스 전력(PB)의 값과 플라즈마의 상태를 나타내는 물리량의 관계에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 6의 (a)에 나타내는 파형예는, 실험용으로 설정한 파형예이다. 도 6의 파형예에 대해서, 기간 1∼4로 나누어 설명한다. 기간 1, 2, 3에 대응하여, 소스 전력(PS)의 값은, 하이 레벨, 미들 레벨, 로우 레벨의 순서로 천이한다. 기간 3과 기간 4 동안은 소스 전력(PS)의 값은 변하지 않는다. 기간 1∼4에 대응하여, 바이어스 전력(PB)의 값은, 하이 레벨, 미들 레벨, 하이 레벨, 로우 레벨의 순서로 천이한다.
도 6의 (b), (c), (d), (e)는 각각, (a)의 전력값의 변화에 대응한다, 플라즈마 처리 공간(10s) 내의 이온 밀도(Γi), 라디칼 밀도(Γr), 이온 에너지(εi) 및 부생성물 밀도(Γbp)의 변화를 나타낸다.
유도 결합형, 파여기형, ECR형의 경우, 반응종의 생성량은 소스 전력(PS)과 상관 관계에 있다고 하여도 좋다. 이 때문에, 플라즈마 처리의 개시 시에 먼저 반응종을 생성하는 단계에서, 소스 전력(PS)을 높은 레벨로 설정하고 있다. 또한, 이온 밀도(Γi)나 라디칼 밀도(Γr)도, 소스 전력(PS)의 공급량이 많은 기간 1에 있어서 증가하고 있다. 이 때문에, 기간 1과 같이, 소스 전력(PS)을 높은 레벨로 공급하는 것이, 효율적인 성막이나 에칭에 효과적이라고 할 수 있다.
그러나, 소스 전력(PS)을 높은 레벨로 계속해서 공급하면, 부생성물 밀도(Γbp)도 증가해 간다. Γbp는, 소스 전력(PS) 및 바이어스 전력(PB)을 함께 하이 레벨로부터 미들 레벨로 내린 기간 2에 있어서 증가하고 있다. 이것은, 바이어스 전력(PB)이 상대적으로 높아짐으로써, 증가한 이온 에너지에 의해 에칭의 효과가 강해져, 에칭에 의해 생기는 부생성물이 증가하였다고 생각된다. 이온 에너지는, 바이어스 전력(PB)을 하이 레벨로 되돌린 기간 3에 있어서 스파이크형으로 증가하고 있다. 기간 3에서는, 소스 전력(PS)은 로우 레벨로 되어 있지만 라디칼 밀도(Γr)는 대폭적인 감소는 보이지 않는다. 이온 밀도(Γi)는 서서히 감소하고 있다. 그리고, 소스 전력(PS) 및 바이어스 전력(PB)이 함께 로우 레벨이 되는 기간 4에서는, 라디칼 밀도(Γr) 이외의 3개의 물리량은 모두 감소하여, 0에 근접한다. 특히, 이온 에너지(εi)와 부생성물 밀도(Γbp)는 대폭으로 감소한다.
기간 1과 같이, 소스 전력(PS) 및 바이어스 전력(PB)을 동시에 고레벨로 공급함으로써, 라디칼 및 이온의 양을 신속하게 증가시킬 수 있다. 이 때문에, 플라즈마 처리 개시 시에는 소스 전력(PS) 및 바이어스 전력(PB)을 고레벨로 공급하는 것이 바람직하다고 생각된다.
다음에 기간 2와 같이, 소스 전력(PS)의 레벨을 내리면, 이온은 감소하여도 라디칼의 양은 그다지 변화하지 않는다. 한편, 바이어스 전력(PB)이 상대적으로 높은 레벨로 유지되면, 이온 에너지를 증가시킬 수 있다. 이 때문에, 바이어스 전력(PB)의 레벨 제어에 의해, 이온 입사각을 조정하여 수직 방향의 에칭을 효과적으로 실현할 수 있다. 또한, 기간 1 중에 바이어스 전력(PB)의 레벨을 먼저 낮게 하고, 일정 지연 후에 소스 전력(PS)의 레벨을 내리고 있는 것은, 이온 에너지나 부생성물의 양에 영향을 끼치고 있다고 생각된다. 이 때문에, 소스 전력(PS)의 레벨의 전환 타이밍을 조정함으로써, 부생성물의 양이나 이온 에너지의 변동을 제어할 수 있다고 생각된다. 또한, 바이어스 전력(PB)의 레벨을 조정함으로써 이온 에너지를 제어할 수 있어, 이온과 라디칼의 비율을 조정할 수 있다고 할 수 있다. 이 때문에, 바이어스 전력(PB)의 레벨 조정에 의해, 더욱 에칭 각도를 조정하여 효과적으로 패턴을 에칭하는 것이 가능하다.
또한, 기간 3과 같이, 바이어스 전력(PB)을 하이 레벨로 되돌렸을 때에 스파이크형으로 이온 에너지가 증가하는 것은, 에칭 시의 이온 입사각을 기판 표면에 대하여 수직으로 근접시킨다. 이 때문에, 바이어스 전력(PB)의 레벨 조정은, 패턴 바닥부의 에칭을 효과적으로 실현하기 위해서도 유용하다고 할 수 있다. 도 6의 파형예로부터는, 상대적으로 소스 전력(PS)을 로우 레벨로 하고, 바이어스 전력(PB)을 하이 레벨로 하는 것이, 수직으로 패턴 측벽을 에칭하기 위해 유용하다고 생각된다. 기간 3에 있어서의 스파이크형의 이온 에너지의 증가는, 기판 상의 오목부(OP) 바닥부의 코너의 에칭에 효과적이라고 할 수 있다.
또한, 기간 4와 같이, 소스 전력(PS) 및 바이어스 전력(PB)을 함께 낮은 레벨로 설정하면, 부생성물을 고속으로 배기할 수 있다고 생각된다.
또한, 도 6의 파형 중, 기간 2, 4의 소스 전력(PS)의 레벨, 기간 2∼4의 바이어스 전력(PB)의 레벨을 조정하면, 더욱 패턴 중 에칭이 진행되는 위치나 각도를 조정할 수 있다고 생각된다.
도 5의 파형예에서는, 제1 페이즈(110)에 있어서 소스 전력(PS)을 하이 레벨로 공급하여 반응종을 생성한 후에, 제2 페이즈(120)에서 소스 전력(PS)을 로우 레벨로 내린다. 그 단계에서 바이어스 전력(PB)을 하이 레벨로 공급함으로써 이온 에너지를 올려 상대적으로 기판에의 인입(바이어스)력을 강하게 하여 에칭을 진행시킨다. 그 후, 제3 페이즈에서 바이어스 전력(PB)을 로우 레벨로 전환하여, 인입력을 약하게 하여 패턴 꼭대기부측을 에칭하여 폐색을 막는다. 그 후, 소스 전력(PS) 및 바이어스 전력(PB)의 양방을 오프 상태로 이행시켜 개구 등에 체류하고 있는 부생성물을 배기한다.
이와 같이, 소스 전력(PS)과 바이어스 전력(PB) 각각의 레벨을, 형성하는 패턴의 형상에 맞추어 조합하여 시퀀스화함으로써, 다양한 패턴 형성에 알맞은 RF 전력의 공급을 실현할 수 있다.
도 7은 실시형태에 따른 플라즈마 처리에 이용하는 RF 신호의 3레벨 파형의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 7의 파형예에서는, 소스 전력(PS) 및 바이어스 전력(PB)의 레벨을 각각, 로우 레벨, 하이 레벨, 오프 상태의 순서로 천이시킨다. 소스 전력(PS) 및 바이어스 전력(PB)이 오프 상태로부터 온 상태로 천이하는 타이밍은 동일하다. 또한, 소스 전력(PS)이 로우 레벨로부터 하이 레벨로 천이하는 타이밍은, 바이어스 전력(PB)이 로우 레벨로부터 하이 레벨로 천이하는 타이밍으로부터 기간(D3)만큼 지연된다. 또한, 바이어스 전력(PB)이 하이 레벨로부터 오프 상태로 천이하는 타이밍은, 소스 전력(PS)이 하이 레벨로부터 오프 상태로 천이하는 타이밍으로부터 기간(D4)만큼 지연된다.
도 7의 파형예는, 도 5의 파형예와 같이 제1 페이즈부터 제4 페이즈까지의 4개의 페이즈를 포함한다.
제1 페이즈(110)에 있어서는, 소스 전력(PS) 및 바이어스 전력(PB)이 함께 로우 레벨로 공급된다. 이 때문에, 반응종이 생성되고, 또한, 이온 에너지가 생성되어 인입력이 생긴다. 바이어스 전력(PB)은 로우 레벨로 공급되기 때문에, 패턴 꼭대기부 부근이 서서히 에칭된다. 이 때문에, 급속한 에칭에 의해 생성물이 개구를 폐색하는 등의 이상이 억제된다.
바이어스 전력(PB)은, 제1 페이즈(110)가 종료하기 전에 로우 레벨로부터 하이 레벨로 천이한다. 이 때문에, 제2 페이즈(120)의 개시 전에 이온 에너지가 상승한다. 그리고, 제2 페이즈(120)에 들어가면, 소스 전력(PS) 및 바이어스 전력(PB)이 함께 하이 레벨이 되어, 에칭이 진행된다.
다음에, 제3 페이즈(130)가 개시되면 먼저, 소스 전력(PS)이 오프 상태로 천이한다. 이 때문에, 바이어스 전력(PB)만이 하이 레벨로 인가되는 상태가 되어, 패턴 바닥부가 에칭되어 수직 방향으로 패턴 형상이 보정된다.
다음에, 제4 페이즈(140)는, 소스 전력(PS) 및 바이어스 전력(PB)이 함께 오프 상태가 된다. 이 때문에, 플라즈마 처리 공간(10s) 내의 부생성물 등의 배기가 진행된다. 그리고, 다음 주기(1002)가 개시될 때까지, 에칭 효과의 방해가 되는 부생성물이 배기된다.
도 7의 예에 있어서는, 각 페이즈의 파라미터 셋트의 관계는 이하와 같이 된다. 제1 페이즈(110)는, 파라미터 셋트 {PS1, PB1, t1} 및 {PS2, PB2, t2}에 의해 정의된다. 제2 페이즈(120)는, 파라미터 셋트 {PS3, PB3, t3}에 의해 정의된다. 제3 페이즈(130)는, 파라미터 셋트 {PS4, PB4, t4} 및 {PS5, PB5, t5}에 의해 정의된다. 제4 페이즈(140)는, 파라미터 셋트 {PS6, PB6, t6}에 의해 정의된다.
파라미터 셋트는 각 페이즈 중, 소스 전력(PS) 및 바이어스 전력(PB)이 일정값의 기간마다 규정된다. 도 7의 예에서는, 6개의 파라미터 셋트가 규정된다.
제1 파라미터 셋트 {PS1, PB1, t1}는, 제1 페이즈 중, 소스 전력(PS)이 로우 레벨, 바이어스 전력(PB)이 로우 레벨인 기간에 대응한다. 따라서, 이하의 관계가 성립한다.
PS1=PSL
PB1=PBL
t1>0
제2 파라미터 셋트 {PS2, PB2, t2}는, 제1 페이즈 중, 소스 전력(PS)이 로우 레벨, 바이어스 전력(PB)이 하이 레벨인 기간에 대응한다. 따라서, 이하의 관계가 성립한다.
PS2=PSL
PB2=PBH
t2=D3>0
제3 파라미터 셋트 {PS3, PB3, t3}는, 제2 페이즈의 소스 전력(PS)이 하이 레벨, 바이어스 전력(PB)이 하이 레벨의 기간에 대응한다. 따라서, 이하의 관계가 성립한다.
PS3=PSH
PB3=PBH
t3>0
제4 파라미터 셋트 {PS4, PB4, t4}는, 제3 페이즈 중, 소스 전력(PS)이 오프 상태, 바이어스 전력(PB)이 하이 레벨의 기간에 대응한다. 따라서, 이하의 관계가 성립한다.
PS4=PSOFF
PB4=PBH
t4=D4>0
제5 파라미터 셋트 {PS5, PB5, t5}는, 제3 페이즈 중, 소스 전력(PS)이 오프 상태, 바이어스 전력(PB)이 오프 상태의 기간에 대응한다. 따라서, 이하의 관계가 성립한다.
PS5=PSOFF
PB5=PBOFF
t5>0
제6 파라미터 셋트 {PS6, PB6, t6}는, 제4 페이즈 중, 소스 전력(PS)이 오프 상태, 바이어스 전력(PB)이 오프 상태의 기간에 대응한다. 따라서, 이하의 관계가 성립한다.
PS6=PSOFF
PB6=PBOFF
t6>0
정리하면, 이하의 관계가 성립한다.
PS3>PS1=PS2>0=PS4=PS5=PS6
PB2=PB3=PB4>PB1>0=PB5=PB6
이와 같이, 도 7의 예에서는, 제1 바이어스 사이클(2001)에 있어서의 바이어스 오프 상태로의 천이 타이밍(tB1)은, 제1 바이어스 사이클(2001)에 대응하는 제1 소스 사이클(1001)에 있어서의 소스 오프 상태로의 천이 타이밍(tS1)에 대하여 어긋난다(지연된다).
도 8은 실시형태에 따른 플라즈마 처리에 이용하는 RF 신호의 4레벨 파형의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 8의 파형예는, 도 5 및 도 7의 파형예와는 다르게, 소스 전력(PS) 및 바이어스 전력(PB)이 각각, 4개의 레벨로 천이한다. 4개의 레벨은, 오프 상태와, 3개의 온 상태 즉 하이 레벨, 미들 레벨 및 로우 레벨을 포함한다. 소스 전력(PS)은 1주기(100) 중, 하이 레벨, 미들 레벨, 로우 레벨, 오프 상태의 순서로 천이한다. 한편, 바이어스 전력(PB)은 1주기(200) 중, 미들 레벨, 로우 레벨, 하이 레벨, 오프 상태의 순서로 천이한다. 도 8에 나타내는 예에서는, 소스 온 상태(110, 120, 130)는, 제1 소스 기간(110) 동안의 제1 소스 파워 레벨(High)과, 제2 소스 기간(120) 동안의 제2 소스 파워 레벨(Middle)과, 제3 소스 기간(130) 동안의 제3 소스 파워 레벨(Low)을 갖는다. 제1 소스 파워 레벨(High)은, 제3 소스 파워 레벨(Low)보다 크고, 제2 소스 파워 레벨(Middle)은, 제1 소스 파워 레벨(High)과 제3 소스 파워 레벨(Low) 사이의 크기이다. 바이어스 온 상태(150, 160, 170, 180)는, 제1 바이어스 기간(150, 160) 동안의 제1 바이어스 파워 레벨(Middle)과, 제2 바이어스 기간(170) 동안의 제2 바이어스 파워 레벨(Low)과, 제3 바이어스 기간(180) 동안의 제3 바이어스 파워 레벨(High)을 갖는다. 제3 바이어스 파워 레벨(High)은, 제2 바이어스 파워 레벨(Low)보다 크고, 제1 소스 파워 레벨(Middle)은, 제2 소스 파워 레벨(Low)과 제3 소스 파워 레벨(High) 사이의 크기이다.
또한, 도 8의 예에서는, 소스 RF 신호의 1주기(100)는 소스 전력(PS)과 바이어스 전력(PB)의 레벨이 조합에 따라, 제1 페이즈(110), 제2 페이즈(120), 제3 페이즈(130), 제4 페이즈(140) 및 제5 페이즈(150)의 5개의 기간으로 나뉜다.
도 8의 예에서는, 소스 전력(PS)이 오프 상태로부터 온 상태로 천이하는 타이밍은, 바이어스 전력(PB)이 오프 상태로부터 온 상태로 천이하는 타이밍에 대하여, 기간(D5)만큼 지연된다. 반대로 말하면, 바이어스 RF 신호의 상승은, 소스 RF 신호의 상승에 대하여 기간(D6)만큼 지연된다. 그 외의 상태 천이의 타이밍은, 소스 전력(PS)과 바이어스 전력(PB)에서 일치하고 있다.
제1 페이즈(110)에서는, 소스 전력(PS)이 오프 상태로부터 하이 레벨로 천이한다. 바이어스 전력(PB)은 미들 레벨로 공급된다. 제2 페이즈(120)에 들어가면, 소스 전력(PS)은 하이 레벨로부터 미들 레벨로 천이한다. 한편, 바이어스 전력(PB)은, 미들 레벨로부터 로우 레벨로 천이한다. 다음의 제3 페이즈(130)에 들어가면, 소스 전력(PS)은 미들 레벨로부터 로우 레벨로 천이한다. 한편, 바이어스 전력(PB)은, 로우 레벨로부터 하이 레벨로 천이한다. 그리고, 제4 페이즈(140)에서는, 소스 전력(PS) 및 바이어스 전력(PB)이 함께 오프 상태로 천이한다. 다음 제5 페이즈(150)에서는, 바이어스 전력(PB)만이 오프 상태로부터 미들 레벨로 천이하고, 소스 전력(PS)은 오프 상태를 유지한다.
제1 페이즈(110)에서는, 소스 전력(PS) 및 바이어스 전력(PB)이 함께 공급되어 플라즈마 처리 공간(10s) 중에 반응종이 생성된다. 이 때문에 에칭이 진행된다.
제2 페이즈(120)에서는, 소스 전력(PS) 및 바이어스 전력(PB)이 함께 상대적으로 낮은 레벨로 전환된다. 이 때문에, 생성되는 반응종의 양이 감소하고, 그에 따라 생성되는 부생성물의 양이 감소한다.
제3 페이즈(130)에서는, 소스 전력(PS)은 저감되는 데 대하여, 바이어스 전력(PB)이 하이 레벨로 전환된다. 이 때문에, 도 6의 기간 3과 마찬가지로, 이온 에너지가 스파이크형으로 증가하여, 패턴 바닥부의 코너가 에칭된다. 이 때문에, 제3 페이즈는 패턴 측벽을 수직으로 하는 역할을 달성한다.
제4 페이즈(140)에서는, 소스 전력(PS) 및 바이어스 전력(PB)이 함께 오프 상태로 천이한다. 이 때문에, 플라즈마 처리 공간(10s) 내의 부생성물이나 라디칼이 배기된다.
제5 페이즈(150)에서는, 바이어스 전력(PB)만이 미들 레벨로 공급된다. 이 시점에서는, 플라즈마 처리 공간(10s) 내에 라디칼이 잔존하고 있기 때문에, 이온 에너지의 인입력에 의해 에칭이 느릿하게 진행되어 개구 폐색이 방지된다.
이와 같이, 도 8의 파형예에 의해서도, 도 12에 나타낸 것과 같은 패턴의 형상 이상을 억제하면서 에칭을 실현할 수 있다.
도 8의 예에 있어서는, 각 페이즈의 파라미터 셋트의 관계는 이하와 같이 된다. 제1 페이즈(110)는, 파라미터 셋트 {PS1, PB1, t1}에 의해 정의된다. 제2 페이즈(120)는, 파라미터 셋트 {PS2, PB2, t2}에 의해 정의된다. 제3 페이즈(130)는, 파라미터 셋트 {PS3, PB3, t3}에 의해 정의된다. 제4 페이즈(140)는, 파라미터 셋트 {PS4, PB4, t4}에 의해 정의된다. 제5 페이즈(150)는, 파라미터 셋트 {PS5, PB5, t5}에 의해 정의된다.
여기서, 이하의 관계가 성립한다.
PS1>PS2>PS3>0
PS4=PS5=0
PB3>PB1=PB5>PB2>0
PB4=0
t1>0
t2>0
t3>0
t4>0
t5=D5>0
(듀티비)
그런데, 소스 RF 신호 및 바이어스 RF 신호의 온 상태의 듀티비는, 약 3% 내지 90%의 범위에서 별개로 설정 가능한 취지를 설명하였다.
예컨대 3레벨 파형의 경우, 소스 RF 신호의 하이 레벨에서의 온 상태의 듀티비는, 약 5% 내지 약 50%의 범위 내에서 설정 가능하다. 또한, 소스 RF 신호의 로우 레벨에서의 온 상태의 듀티비는, 0% 내지 약 45%의 범위 내에서 설정 가능하다. 또한, 소스 RF 신호의 오프 상태의 듀티비는, 약 5% 내지 약 90%의 범위 내에서 설정 가능하다.
또한, 바이어스 RF 신호의 하이 레벨에서의 온 상태의 듀티비는, 약 5% 내지 약 50%의 범위 내에서 설정 가능하다. 또한, 바이어스 RF 신호의 로우 레벨에서의 온 상태의 듀티비는, 0% 내지 약 45%의 범위 내에서 설정 가능하다. 또한, 바이어스 RF 신호의 오프 상태의 듀티비는, 약 5% 내지 약 90%의 범위 내에서 설정 가능하다.
또한, 소스 RF 신호와 바이어스 RF 신호가 동시에 오프 상태가 되는 기간의 길이는, 듀티비 약 5% 내지 약 90%의 범위에서 설정 가능하다. 이 기간은 예컨대, 약 0 마이크로초 내지 약 500 마이크로초의 범위 내, 더욱 바람직하게는, 약 10 마이크로초 내지 약 50 밀리초의 범위 내에서 설정 가능하다. 또한, 이 기간은, 소스 RF 신호 및 바이어스 RF 신호의 듀티비로 약 10% 내지 약 50%의 범위 내로 설정하여도 좋다.
(소스 RF 신호와 바이어스 RF 신호 사이의 지연)
도 5와 도 8의 파형예에서는, 소스 RF 신호의 상승과 바이어스 RF 신호의 상승 사이에 지연을 마련하였다. 지연은 예컨대, 1주기에 대하여 -100%부터 +100%까지의 범위 내에서 임의로 설정 가능하다. 여기서, -100% 내지 +100%는, 소스 RF 신호의 하강부터 바이어스 RF 신호의 상승까지를 기준으로서 설정한다. 도 9a∼도 9d는 실시형태의 RF 신호에 있어서의 지연에 대해서 설명하기 위한 도면이다. 도 9a∼도 9d는 도 5의 파형예에 있어서의 지연의 설정예이다.
도 9a는 소스 RF 신호의 하강과 바이어스 RF 신호의 상승이 일치하고 있는 경우이다. 여기서는, 이러한 경우를 지연 0%로 정의한다.
도 9b는 소스 RF 신호의 하강과 바이어스 RF 신호의 상승이, 소스 RF 신호의 온 상태분만큼 소스 신호의 상승보다 이전에 어긋나 있는 경우이다. 소스 RF 신호의 온 상태의 듀티비를 A%로 하면, 이 경우의 지연은 -A%이다.
도 9c는 도 9b와 마찬가지로, 소스 RF 신호의 하강과 바이어스 RF 신호의 상승이, 소스 RF 신호의 온 상태분만큼 어긋나 있는 경우이다. 단, 도 9c에서는 소스 RF 신호의 하강이 먼저이고, 바이어스 RF 신호의 상승이 나중이다. 이 경우의 지연은 +A%이다.
도 9d는 소스 RF 신호의 하강과 바이어스 RF 신호의 상승이, +100% 지연되어 있는 경우이다. 즉, 소스 RF 신호의 1주기분만큼, 바이어스 RF 신호의 상승이 소스 RF 신호의 하강보다 나중으로 되어 있다.
이들의 예로부터 알 수 있듯이, 소스 RF 신호와 바이어스 RF 신호를 중첩시키는 양태는 특별히 한정되지 않는다.
(RF 전력 공급의 흐름)
도 10은 실시형태에 따른 플라즈마 처리의 RF 전력 공급에 있어서의 파워 레벨의 조합 시퀀스에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 5, 도 7 및 도 8의 파형예에 있어서의 파워 레벨의 조합 시퀀스를 정리하고 있다. 도 10 중, 하이 레벨, 미들 레벨, 로우 레벨, 오프 상태를 각각, H, M, L, OFF로 표시한다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 도 5의 3레벨 파형의 경우, {PS, PB}는, {H, OFF}, {L, H}, {L, L}, {OFF, OFF}의 순서로 추이한다. 도 7의 3레벨 파형의 경우, {PS, PB}는, {L, L}, {L, H}, {H, H}, {OFF, H}, {OFF, OFF}의 순서로 추이한다. 또한, 도 8의 4레벨 파형의 경우, {PS, PB}는, {H, M}, {M, L}, {L, H}, {OFF, OFF}, {OFF, M}의 순서로 추이한다.
각 파형에 공통하는 점은 이하와 같다.
(1) 소스 전력(PS) 및 바이어스 전력(PB)의 쌍방이 오프 상태인 기간이 있다.
(2) 소스 전력(PS) 및 바이어스 전력(PB)이 함께 온 상태이고, 또한 레벨이 다른 기간이 있다.
(3) 소스 전력(PS) 및 바이어스 전력(PB) 중 어느 한쪽이 오프 상태이고, 다른쪽이 온 상태인 기간이 있다.
이와 같이, 본 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법은, 소스 전력(PS)과 바이어스 전력(PB)의 공급 양태, 예컨대, 각각의 레벨의 조합을 복수 패턴 마련하고 있다. 이 때문에, 본 실시형태에 따르면 플라즈마 처리의 진행 정도에 따라 플라즈마 처리 공간(10s) 내의 플라즈마의 상태를 미세하게 제어하여 플라즈마 처리를 실행할 수 있다. 이 때문에, 본 실시형태에 따르면, 기판 상의 패턴 형상의 이상을 방지하면서 플라즈마 에칭을 실현할 수 있다.
도 11은 실시형태에 따른 플라즈마 처리의 RF 전력 공급의 흐름의 예를 나타내는 흐름도이다. 도 11에 나타내는 흐름(1100)은 예컨대, 도 3의 단계 S32에 있어서 실행된다.
먼저, 제어부의 제어 하에서, RF 전력 공급부(31)는 제1 파라미터 셋트 {PS1, PB1, t1}로 규정되는 RF 전력 공급을 실행한다(단계 S1110).
다음에, 제어부의 제어 하에서, RF 전력 공급부(31)는 제2 파라미터 셋트 {PS2, PB2, t2}에 의해 규정되는 RF 전력 공급을 실행한다(단계 S1120).
다음에, 제어부의 제어 하에서, RF 전력 공급부(31)는 제3 파라미터 셋트 {PS3, PB3, t3}에 의해 규정되는 RF 전력 공급을 실행한다(단계 S1130).
다음에, 제어부의 제어 하에서, RF 전력 공급부(31)는 제4 파라미터 셋트 {PS4, PB4, t4}에 의해 규정되는 RF 전력 공급을 실행한다(단계 S1140).
다음에, 제어부의 제어 하에서, RF 전력 공급부(31)는 제5 파라미터 셋트 {PS5, PB5, t5}에 의해 규정되는 RF 전력 공급을 실행한다(단계 S1150).
단계 S1110∼S1150은 1사이클로서 실행된다. 단계 S1150 후에 계속해서 단계 S1110으로 되돌아가서 사이클이 재차 실행되어도 좋다.
또한, 상기 제1∼제5 파라미터 셋트 중, 어느 2개가 동일하여도 좋다. 이 경우, 도 5의 3레벨 파형에 기초한 RF 전력 공급을 실행할 수 있다.
또한, 상기 제1∼제5 파라미터 셋트 중, 적어도 하나의 파라미터 셋트에 있어서, {PSX, PBX}(단 X는 1 내지 5의 임의의 정수)는 {PSOFF, PBOFF}여도 좋다. 이 경우, 도 5, 7, 8의 파형예와 같이, 어느 하나의 페이즈에 있어서 소스 전력(PS) 및 바이어스 전력(PB)의 공급을 함께 정지할 수 있다.
또한, 상기 제1∼제5 파라미터 셋트 중, 적어도 하나의 파라미터 셋트에 있어서, {PSY, PBY}(단, Y≠X, 또한, Y는 1 내지 5의 정수)는 {PSα, PBβ}여도 좋다. 단, α≠β, 또한, α 및 β는, H, L, M 중 어느 하나이다. 이 경우, 도 5, 7, 8의 파형예와 같이, 어느 하나의 페이즈에 있어서, 소스 전력(PS)과 바이어스 전력(PB)을 다른 레벨로 공급할 수 있다.
또한, 상기 제1∼제5 파라미터 셋트 중, 적어도 하나의 파라미터 셋트에 있어서, {PSZ, PBZ}(단, Z≠X, Z≠Y, 또한, Z는 1 내지 5의 정수)는 {PSγ, PBδ}(단 {γ, δ}≠{α, β})여도 좋다. 단, γ 및 δ 중 한쪽이 OFF, 다른쪽이 H, L, M 중 어느 하나이다. 이 경우, 도 5, 7, 8의 파형예와 같이, 어느 하나의 페이즈에 있어서, 소스 전력(PS) 및 바이어스 전력(PB)의 한쪽의 공급을 정지하고 다른쪽의 공급을 실행할 수 있다.
또한, 상기 실시형태 및 변형예의 일부는 적절하게 변경하여도 좋다. 이하에 생각되는 변형 양태를 기재한다.
(다른 실시형태)
소스 전력(PS)은, 교류(AC) 전력이어도 좋다. 또한, 소스 전력(PS)은, RF 전력이어도, VHF(Very High Frequency) 전력이어도 좋다. 소스 전력(PS)은 예컨대, 약 60 ㎒ 내지 약 200 ㎒의 범위 내의 RF 전력이어도 좋다. 또한, 소스 전력(PS)은 예컨대, 약 25 ㎒ 내지 약 60 ㎒의 범위 내의 RF 전력이어도 좋다. 소스 전력(PS)은 예컨대, 27 ㎒여도 좋다. 본 실시형태에 있어서, 소스 전력(PS)은, 유도 결합형 플라즈마(ICP)를 생성한다. 소스 전력(PS)은 예컨대, 헬리컬 안테나와 결합하여 플라즈마를 생성한다.
바이어스 전력(PB)은, 교류(AC) 전력이어도 좋다. 또한, 바이어스 전력(PB)은, 직류(DC) 펄스 전력이어도 좋다. 바이어스 전력(PB)은, RF 전력, HF(High Frequency) 전력, MF(Medium Frequency) 전력 중 어느 하나여도 좋다. 바이어스 전력(PB)은 예컨대, 약 200 ㎑ 내지 약 600 ㎑의 범위 내의 주파수의 전력이어도 좋다. 바이어스 전력(PB)은 예컨대 400 ㎑여도 좋다. 또한, 바이어스 전력(PB)은 예컨대, 약 600 ㎑ 내지 약 13 ㎒의 범위 내의 전력이어도 좋다.
소스 전력(PS) 및 바이어스 전력(PB)은 각각, 각 주기에 있어서, 단일 펄스로서, 또는 연속 펄스로서 인가되어도 좋다. 예컨대, 제1 페이즈에 있어서, 기간(t1)에 인가되는 소스 전력(PS1)은 단일 펄스여도 좋고, 연속 펄스여도 좋다. 마찬가지로, 기간(t3)에 인가되는 바이어스 전력(PB3)은 단일 펄스여도 좋고, 연속 펄스여도 좋다.
플라즈마 처리 챔버(10)에는, 미리 정해진 플라즈마 처리에 따라 선택되는 유량으로, 가스가 공급된다. 1주기 중, 실질적으로 동일한 유량으로 가스가 플라즈마 처리 챔버(10)에 공급된다. 공급되는 가스는 예컨대, 브롬화수소(HBr)를 포함한다. 또한, 공급되는 가스는 예컨대, 헬륨(He)이나 아르곤(Ar) 등의 희가스를 포함한다. 또한, 공급되는 가스는 예컨대, 산소(O2), 테트라플루오로메탄(CF4), 삼불화질소(NF3), 육불화유황(SF6), 염소(Cl2), 테트라클로로메탄(CCl4) 등을 포함하여도 좋다.
실시형태에 따른 플라즈마 처리 중에 생성되는 부생성물은, 플라즈마 처리 챔버(10) 내의 가스 및 기판의 조성물에 포함되는 1 이상의 종의 원소를 포함하는 화합물이어도 좋다. 예컨대, 실리콘 기판과 HBr 가스를 이용하는 경우는, SiBrx를 함유하는 부생성물이 형성될 수 있다. 그 외에 불화실리콘(SiFx), 염화실리콘(SiClx) 등의 실리콘 함유 잔사나, (포토레지스트, 유기막, 프리커서를 이용한 처리의 경우에는)플루오로카본(CFx), 하이드로플루오로카본(CHxFy) 등의 탄소 함유 잔사 등도 부생성물로서 형성될 수 있다.
실시형태에 있어서 에칭의 대상으로 하는 막 및 에칭에 이용하는 마스크의 재료는 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 하지층(L1)(도 4 참조)은 실리콘 웨이퍼여도 좋다. 에칭 대상층(L2)은, 유전체막 예컨대 실리콘 함유 유전체막이어도 좋다. 에칭 대상층(L2)은 복수 종류의 막을 적층하여 형성되어도 좋다. 예컨대, 에칭 대상층(L2)은, 실리콘 산화막과 실리콘 질화막이 순차 적층된 층이어도 좋다. 에칭 대상층(L2)은, 실리콘 산화막과 폴리실리콘막이 순차 적층된 층이어도 좋다. 마스크(ML)는, 카본 함유막이어도 좋다. 카본 함유막은 비정질 카본층(ACL), 스핀온 카본막(SOC)으로 형성되어도 좋다. 또는 마스크(MK)는 금속막으로 형성되어도 좋다. 또한, 도 4에는 도시하지 않지만, 마스크(MK) 위에 마스크(MK)와 동일한 개구 패턴이 형성된 실리콘 산질화막(SiON)이나 이면 반사 방지막(BARC)이 존재하여도 좋다.
실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법에 있어서, 에칭 대상층(L2)이 실리콘 함유 유전체막인 경우는, 마스크(MK)는 ACL, SOC 등의 카본 함유막이어도 좋다. 또한, 에칭 대상층(L2)이 폴리실리콘막인 경우는 마스크(MK)는 TEOS(테트라에톡시실란)를 이용하여 형성한 실리콘 산화막 등이어도 좋다.
실시형태에 있어서, 소스 RF 생성부(31a) 및 바이어스 RF 생성부(31b)는 각각 복수개 배치되어도 좋다. 이 경우, 각 소스 RF 생성부(31a)는 미리 정해진 타이밍에 미리 정해진 일정량의 파워를 코일에 공급하여도 좋다. 마찬가지로, 각 바이어스 RF 생성부(31b)는 미리 정해진 타이밍에 미리 정해진 일정량의 파워를 하부 전극에 공급하여도 좋다.
실시형태에 따른 RF 신호의 펄스 시퀀스는, 기판 상에 형성하는 패턴 형상에 따라 사용자가 자유롭게 플라즈마 처리 장치(1) 상에 설정하여 실행시킬 수 있다. 예컨대, 사용자는, 기억부에 저장된 복수 패턴 중 하나를 선택하여 실행시키거나, 기억부에 새로운 시퀀스의 패턴을 기억시키거나 할 수 있다.
(실시형태의 효과)
상기한 바와 같이 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치는, 플라즈마 처리 챔버와, 적어도 하나의 코일과, 기판 지지부와, 소스 RF 생성부와, 바이어스 RF 생성부를 구비한다. 적어도 하나의 코일은, 플라즈마 처리 챔버의 상방에 배치된다. 기판 지지부는, 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되며, 하부 전극을 갖는다. 소스 RF 생성부는, 소스 RF 신호를 적어도 하나의 코일에 공급하도록 구성된다. 소스 RF 신호는, 복수의 소스 사이클을 포함하고, 각 소스 사이클은, 소스 온 상태 및 소스 오프 상태를 포함한다. 소스 온 상태는, 적어도 2개의 소스 파워 레벨을 갖는다. 바이어스 RF 생성부는, 바이어스 RF 신호를 하부 전극에 공급하도록 구성된다. 바이어스 RF 신호는, 복수의 소스 사이클에 각각 대응하는 복수의 바이어스 사이클을 포함한다. 각 바이어스 사이클은, 바이어스 온 상태 및 바이어스 오프 상태를 포함한다. 바이어스 온 상태는, 적어도 2개의 바이어스 파워 레벨을 갖는다. 제1 바이어스 사이클에 있어서의 바이어스 온 상태로의 천이 타이밍은, 제1 바이어스 사이클에 대응하는 제1 소스 사이클에 있어서의 소스 온 상태로의 천이 타이밍에 대하여 어긋난다. 이와 같이, 플라즈마 처리 장치는, 코일 및 하부 전극에 공급하는 RF 전력을 다른 타이밍으로 변화시킬 수 있다. 또한, 플라즈마 처리 장치는, 코일 및 하부 전극에 공급하는 RF 전력을 다른 상태로 천이시킬 수 있다. 이 때문에, 플라즈마 처리에 의해 형성하는 패턴의 형상에 따라, 플라즈마 처리 챔버 내에 생성되는 플라즈마의 상태를 미세하게 제어할 수 있다. 이 때문에, 플라즈마 처리 장치는, 플라즈마 에칭의 처리 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치에 있어서, 바이어스 온 상태로의 천이 타이밍은, 소스 온 상태로의 천이 타이밍에 대하여 지연되어도 좋다.
또한, 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치에 있어서, 제1 바이어스 사이클에 있어서의 바이어스 오프 상태로의 천이 타이밍은, 제1 소스 사이클에 있어서의 소스 오프 상태로의 천이 타이밍과 실질적으로 동일하여도 좋다.
또한, 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치는, 플라즈마 처리 챔버와, 적어도 하나의 코일과, 기판 지지부와, 소스 RF 생성부와, 바이어스 RF 생성부를 구비하여도 좋다. 적어도 하나의 코일은, 플라즈마 처리 챔버의 상방에 배치된다. 기판 지지부는, 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되며, 하부 전극을 갖는다. 소스 RF 생성부는, 소스 RF 신호를 상기 적어도 하나의 코일에 공급하도록 구성된다. 소스 RF 신호는, 복수의 소스 사이클을 포함한다. 각 소스 사이클은, 소스 온 상태 및 소스 오프 상태를 포함한다. 소스 온 상태는, 적어도 2개의 소스 파워 레벨을 갖는다. 바이어스 RF 생성부는, 바이어스 RF 신호를 하부 전극에 공급하도록 구성된다. 바이어스 RF 신호는, 복수의 소스 사이클에 각각 대응하는 복수의 바이어스 사이클을 포함한다. 바이어스 사이클은, 바이어스 온 상태 및 바이어스 오프 상태를 포함한다. 바이어스 온 상태는, 적어도 2개의 바이어스 파워 레벨을 갖는다. 제1 바이어스 사이클에 있어서의 바이어스 오프 상태로의 천이 타이밍은, 제1 바이어스 사이클에 대응하는 제1 소스 사이클에 있어서의 소스 오프 상태로의 천이 타이밍에 대하여 어긋난다.
또한, 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치에 있어서, 바이어스 오프 상태로의 천이 타이밍은, 소스 오프 상태로의 천이 타이밍에 대하여 지연되어도 좋다.
또한, 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치에 있어서, 제1 바이어스 사이클에 있어서의 바이어스 온 상태로의 천이 타이밍은, 제1 소스 사이클에 있어서의 소스 온 상태로의 천이 타이밍과 실질적으로 동일하여도 좋다.
또한, 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 소스 오프 상태의 기간은, 상기 바이어스 오프 상태의 기간과 부분적으로 중복하여도 좋다.
또한, 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치에 있어서, 소스 온 상태는, 제1 소스 기간 동안의 제1 소스 파워 레벨과, 제1 소스 기간 후의 제2 소스 기간 동안의 제2 소스 파워 레벨을 가져도 좋다. 또한, 제1 소스 파워 레벨은, 제2 소스 파워 레벨보다 커도 좋다.
또한, 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치에 있어서, 바이어스 온 상태는, 제1 바이어스 기간 동안의 제1 바이어스 파워 레벨과, 제1 바이어스 기간 후의 제2 바이어스 기간 동안의 제2 바이어스 파워 레벨을 가져도 좋다. 또한, 제1 바이어스 파워 레벨은, 상기 제2 바이어스 파워 레벨보다 커도 좋다.
또한, 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치에 있어서, 바이어스 RF 신호는, 제1 소스 기간 사이에 바이어스 오프 기간을 가져도 좋다.
또한, 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치에 있어서, 제1 바이어스 기간 및 제2 바이어스 기간은, 제2 소스 기간과 부분적으로 중복하여도 좋다. 또한, 바이어스 RF 신호는, 제2 소스 기간 동안에 제1 바이어스 파워 레벨로부터 제2 바이어스 파워 레벨로 천이되어도 좋다.
또한, 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치에 있어서, 소스 온 상태는, 제1 소스 기간 동안의 제1 소스 파워 레벨과, 제1 소스 기간 후의 제2 소스 기간 동안의 제2 소스 파워 레벨을 가져도 좋다. 또한, 제2 소스 파워 레벨은, 제1 소스 파워 레벨보다 커도 좋다.
또한, 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치에 있어서, 바이어스 온 상태는, 제1 바이어스 기간 동안의 제1 바이어스 파워 레벨과, 제1 바이어스 기간 후의 제2 바이어스 기간 동안의 제2 바이어스 파워 레벨을 가져도 좋다. 또한, 제2 바이어스 파워 레벨은, 제1 바이어스 파워 레벨보다 커도 좋다.
또한, 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치에 있어서, 소스 온 상태는, 제1 소스 기간 동안의 제1 소스 파워 레벨과, 제1 소스 기간 후의 제2 소스 기간 동안의 제2 소스 파워 레벨과, 제2 소스 기간 후의 제3 소스 기간 동안의 제3 소스 파워 레벨을 가져도 좋다. 제1 소스 파워 레벨은, 제3 소스 파워 레벨보다 커도 좋다. 또한, 제2 소스 파워 레벨은, 제1 소스 파워 레벨과 제3 소스 파워 레벨 사이의 크기여도 좋다. 바이어스 온 상태는, 제1 바이어스 기간 동안의 제1 바이어스 파워 레벨과, 제1 바이어스 기간 후의 제2 바이어스 기간 동안의 제2 바이어스 파워 레벨과, 제2 바이어스 기간 후의 제3 바이어스 기간 동안의 제3 바이어스 파워 레벨을 가져도 좋다. 제3 바이어스 파워 레벨은, 제2 바이어스 파워 레벨보다 커도 좋다. 제1 소스 파워 레벨은, 제2 소스 파워 레벨과 제3 소스 파워 레벨 사이의 크기여도 좋다.
이번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 상기 실시형태는, 첨부된 청구범위 및 그 취지를 일탈하는 일없이, 여러 가지 형태로 생략, 치환, 변경되어도 좋다.
예컨대, 상기 실시형태에서는, 유도 결합형 플라즈마 장치를 예로 설명하였지만, 이에 한정되는 것이 아니며, 다른 플라즈마 장치에 적용되어도 좋다. 예컨대, 유도 결합형 플라즈마 장치 대신에, 용량 결합형 플라즈마(Capacitively-coupled plasma: CCP) 장치가 이용되어도 좋다. 이 경우, 용량 결합형 플라즈마 장치는, 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되는 2개의 대향하는 전극을 포함한다. 일실시형태에 있어서, 한쪽의 전극은, 기판 지지부 내에 배치되고, 다른쪽의 전극은, 기판 지지부의 상방에 배치된다. 이 경우, 한쪽의 전극은 하부 전극으로서 기능하고, 다른쪽의 전극은 상부 전극으로서 기능한다. 그리고, 소스 RF 생성부(31a) 및 바이어스 RF 생성부(31b)는, 2개의 대향하는 전극 중 적어도 하나에 결합된다. 일실시형태에 있어서, 소스 RF 생성부(31a)는, 상부 전극에 결합되고, 바이어스 RF 생성부(31b)는, 하부 전극에 결합된다. 또한, 소스 RF 생성부(31a) 및 바이어스 RF 생성부(31b)가 하부 전극에 결합되어도 좋다.
Claims (14)
- 플라즈마 처리 장치에 있어서,
플라즈마 처리 챔버와,
상기 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되는 기판 지지부와,
상기 플라즈마 처리 챔버에 결합되어, 소스 RF 신호를 생성하도록 구성되는 소스 RF 생성부로서, 상기 소스 RF 신호는 복수의 소스 사이클을 포함하고, 각 소스 사이클은 소스 온 상태 및 소스 오프 상태를 포함하고, 상기 소스 온 상태는 적어도 2개의 소스 파워 레벨을 갖는, 상기 소스 RF 생성부와,
상기 기판 지지부에 결합되어, 바이어스 RF 신호를 생성하도록 구성되는 바이어스 RF 생성부로서, 상기 바이어스 RF 신호는 상기 복수의 소스 사이클에 각각 대응하는 복수의 바이어스 사이클을 포함하고, 각 바이어스 사이클은 바이어스 온 상태 및 바이어스 오프 상태를 포함하고, 상기 바이어스 온 상태는 적어도 2개의 바이어스 파워 레벨을 가지고, 제1 바이어스 사이클에 있어서의 바이어스 온 상태로의 천이 타이밍은, 상기 제1 바이어스 사이클에 대응하는 제1 소스 사이클에 있어서의 소스 온 상태로의 천이 타이밍에 대하여 어긋나는, 상기 바이어스 RF 생성부
를 구비하는, 플라즈마 처리 장치. - 제1항에 있어서, 상기 바이어스 온 상태로의 천이 타이밍은 상기 소스 온 상태로의 천이 타이밍에 대하여 지연되는 것인, 플라즈마 처리 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 바이어스 사이클에 있어서의 바이어스 오프 상태로의 천이 타이밍은, 상기 제1 소스 사이클에 있어서의 소스 오프 상태로의 천이 타이밍과 실질적으로 동일한 것인, 플라즈마 처리 장치.
- 플라즈마 처리 장치에 있어서,
플라즈마 처리 챔버와,
상기 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되는 기판 지지부와,
상기 플라즈마 처리 챔버에 결합되어, 소스 RF 신호를 생성하도록 구성되는 소스 RF 생성부로서, 상기 소스 RF 신호는 복수의 소스 사이클을 포함하고, 각 소스 사이클은 소스 온 상태 및 소스 오프 상태를 포함하고, 상기 소스 온 상태는 적어도 2개의 소스 파워 레벨을 갖는, 상기 소스 RF 생성부와,
상기 기판 지지부에 결합되어, 바이어스 RF 신호를 생성하도록 구성되는 바이어스 RF 생성부로서, 상기 바이어스 RF 신호는 상기 복수의 소스 사이클에 각각 대응하는 복수의 바이어스 사이클을 포함하고, 각 바이어스 사이클은 바이어스 온 상태 및 바이어스 오프 상태를 포함하고, 상기 바이어스 온 상태는 적어도 2개의 바이어스 파워 레벨을 가지고, 제1 바이어스 사이클에 있어서의 바이어스 오프 상태로의 천이 타이밍은, 상기 제1 바이어스 사이클에 대응하는 제1 소스 사이클에 있어서의 소스 오프 상태로의 천이 타이밍에 대하여 어긋나는, 상기 바이어스 RF 생성부
를 구비하는, 플라즈마 처리 장치. - 제4항에 있어서, 상기 바이어스 오프 상태로의 천이 타이밍은, 상기 소스 오프 상태로의 천이 타이밍에 대하여 지연되는 것인, 플라즈마 처리 장치.
- 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 제1 바이어스 사이클에 있어서의 바이어스 온 상태로의 천이 타이밍은, 상기 제1 소스 사이클에 있어서의 소스 온 상태로의 천이 타이밍과 실질적으로 동일한 것인, 플라즈마 처리 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소스 오프 상태의 기간은 상기 바이어스 오프 상태의 기간과 부분적으로 중복되는 것인, 플라즈마 처리 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소스 온 상태는, 제1 소스 기간 동안의 제1 소스 파워 레벨과, 상기 제1 소스 기간 후의 제2 소스 기간 동안의 제2 소스 파워 레벨을 가지고, 상기 제1 소스 파워 레벨은 상기 제2 소스 파워 레벨보다 큰 것인, 플라즈마 처리 장치.
- 제8항에 있어서, 상기 바이어스 온 상태는, 제1 바이어스 기간 동안의 제1 바이어스 파워 레벨과, 상기 제1 바이어스 기간 후의 제2 바이어스 기간 동안의 제2 바이어스 파워 레벨을 가지고, 상기 제1 바이어스 파워 레벨은 상기 제2 바이어스 파워 레벨보다 큰 것인, 플라즈마 처리 장치.
- 제9항에 있어서, 상기 바이어스 RF 신호는 상기 제1 소스 기간 동안에 바이어스 오프 기간을 갖는 것인, 플라즈마 처리 장치.
- 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 제1 바이어스 기간 및 상기 제2 바이어스 기간은 상기 제2 소스 기간과 부분적으로 중복되고, 상기 바이어스 RF 신호는 상기 제2 소스 기간 동안에 상기 제1 바이어스 파워 레벨로부터 상기 제2 바이어스 파워 레벨로 천이되는 것인, 플라즈마 처리 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소스 온 상태는, 제1 소스 기간 동안의 제1 소스 파워 레벨과, 상기 제1 소스 기간 후의 제2 소스 기간 동안의 제2 소스 파워 레벨을 가지고, 상기 제2 소스 파워 레벨은 상기 제1 소스 파워 레벨보다 큰 것인, 플라즈마 처리 장치.
- 제12항에 있어서, 상기 바이어스 온 상태는, 제1 바이어스 기간 동안의 제1 바이어스 파워 레벨과, 상기 제1 바이어스 기간 후의 제2 바이어스 기간 동안의 제2 바이어스 파워 레벨을 가지고, 상기 제2 바이어스 파워 레벨은 상기 제1 바이어스 파워 레벨보다 큰 것인, 플라즈마 처리 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소스 온 상태는, 제1 소스 기간 동안의 제1 소스 파워 레벨과, 상기 제1 소스 기간 후의 제2 소스 기간 동안의 제2 소스 파워 레벨과, 상기 제2 소스 기간 후의 제3 소스 기간 동안의 제3 소스 파워 레벨을 가지고, 상기 제1 소스 파워 레벨은 상기 제3 소스 파워 레벨보다 크고, 상기 제2 소스 파워 레벨은 상기 제1 소스 파워 레벨과 상기 제3 소스 파워 레벨 사이의 크기이고,
상기 바이어스 온 상태는, 제1 바이어스 기간 동안의 제1 바이어스 파워 레벨과, 상기 제1 바이어스 기간 후의 제2 바이어스 기간 동안의 제2 바이어스 파워 레벨과, 상기 제2 바이어스 기간 후의 제3 바이어스 기간 동안의 제3 바이어스 파워 레벨을 가지고, 상기 제3 바이어스 파워 레벨은 상기 제2 바이어스 파워 레벨보다 크고, 상기 제1 소스 파워 레벨은 상기 제2 소스 파워 레벨과 상기 제3 소스 파워 레벨 사이의 크기인 것인, 플라즈마 처리 장치.
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US20170040174A1 (en) | 2015-08-05 | 2017-02-09 | Lam Research Corporation | Systems And Methods For Reverse Pulsing |
-
2021
- 2021-01-29 JP JP2021012816A patent/JP2021182620A/ja active Pending
- 2021-05-03 KR KR1020210057303A patent/KR20210141901A/ko unknown
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US20170040174A1 (en) | 2015-08-05 | 2017-02-09 | Lam Research Corporation | Systems And Methods For Reverse Pulsing |
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JP2021182620A (ja) | 2021-11-25 |
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