JP3350973B2 - プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置Info
- Publication number
- JP3350973B2 JP3350973B2 JP27257692A JP27257692A JP3350973B2 JP 3350973 B2 JP3350973 B2 JP 3350973B2 JP 27257692 A JP27257692 A JP 27257692A JP 27257692 A JP27257692 A JP 27257692A JP 3350973 B2 JP3350973 B2 JP 3350973B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- electrode
- processed
- frequency
- chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/32137—Radio frequency generated discharge controlling of the discharge by modulation of energy
- H01J37/32155—Frequency modulation
- H01J37/32165—Plural frequencies
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ処理方法およ
びプラズマ装置に関するものであり、特に、高速化と低
ダメージ化の相反する要求を両立させる技術に関するも
のである。
びプラズマ装置に関するものであり、特に、高速化と低
ダメージ化の相反する要求を両立させる技術に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路の作製や液晶デバイスの
作製に代表される高精度な微細加工技術にはプラズマを
用いたエッチングや膜生成が必須の技術となっている。
現在の主流となっているプラズマ処理装置を図２に示
す。図中、１はＲＦ電源、２はチャンバー、３はカソー
ド、４はアノード、５はガス導入口、６はプラズマ、７
は排気ポンプ、８は被処理物、９は絶縁体である。
作製に代表される高精度な微細加工技術にはプラズマを
用いたエッチングや膜生成が必須の技術となっている。
現在の主流となっているプラズマ処理装置を図２に示
す。図中、１はＲＦ電源、２はチャンバー、３はカソー
ド、４はアノード、５はガス導入口、６はプラズマ、７
は排気ポンプ、８は被処理物、９は絶縁体である。
【０００３】真空中に保持された平行な２枚の電極であ
るカソード３とアノード４上の一方の電極のカソード３
上に被処理物８を設置し、活性ガスを導入してＲＦ電圧
を印加してプラズマ６を発生させる。このプラズマ６中
のラディカルもしくはイオンを活性種としてエッチング
もしくは成膜を行う。２枚の電極の一方をグランド（接
地）し、他方に高周波（ＲＦ）電圧を印加する。プラズ
マ６によって発生する自己バイアス電圧を利用して、異
方性を得たり、処理速度を早めることができる。ＲＦ印
加電極側に被処理物８が設置される（通常カソードカッ
プルと呼ばれる）。この自己バイアス電圧は、ＲＦの印
加電圧、ガスの圧力、ガスの種類など各種のパラメータ
ーによって、各々独立に変化する。処理速度や処理特性
は自己バイアス電圧に大きく依存するため、自己バイア
ス電圧を制御することが、プラズマ加工にとって重要な
技術となっている。
るカソード３とアノード４上の一方の電極のカソード３
上に被処理物８を設置し、活性ガスを導入してＲＦ電圧
を印加してプラズマ６を発生させる。このプラズマ６中
のラディカルもしくはイオンを活性種としてエッチング
もしくは成膜を行う。２枚の電極の一方をグランド（接
地）し、他方に高周波（ＲＦ）電圧を印加する。プラズ
マ６によって発生する自己バイアス電圧を利用して、異
方性を得たり、処理速度を早めることができる。ＲＦ印
加電極側に被処理物８が設置される（通常カソードカッ
プルと呼ばれる）。この自己バイアス電圧は、ＲＦの印
加電圧、ガスの圧力、ガスの種類など各種のパラメータ
ーによって、各々独立に変化する。処理速度や処理特性
は自己バイアス電圧に大きく依存するため、自己バイア
ス電圧を制御することが、プラズマ加工にとって重要な
技術となっている。
【０００４】自己バイアス電圧が大きく変化するパラメ
ータとして、ＲＦ周波数がある。プラズマ６の発生密度
はＲＦ周波数に依存し、周波数が高いほどプラズマ密度
が上昇し、自己バイアス電圧が低くなる。カソードカッ
プルでは、通常１３.５６ＭＨｚの周波数が用いられ
る。一方、ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）で
は、２.４５ＧＨｚが用いられ、自己バイアス電圧の値
がＲＦ周波数の場合の１０倍以上の電圧差になる。カソ
ードカップルで特にイオン衝撃反応を利用する必要があ
る場合、周波数を１３.５６ＭＨｚではなく、３００ｋ
Ｈｚから１ＭＨｚ程度の周波数を用いて自己バイアス電
圧を高くして用いることも行われている。
ータとして、ＲＦ周波数がある。プラズマ６の発生密度
はＲＦ周波数に依存し、周波数が高いほどプラズマ密度
が上昇し、自己バイアス電圧が低くなる。カソードカッ
プルでは、通常１３.５６ＭＨｚの周波数が用いられ
る。一方、ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）で
は、２.４５ＧＨｚが用いられ、自己バイアス電圧の値
がＲＦ周波数の場合の１０倍以上の電圧差になる。カソ
ードカップルで特にイオン衝撃反応を利用する必要があ
る場合、周波数を１３.５６ＭＨｚではなく、３００ｋ
Ｈｚから１ＭＨｚ程度の周波数を用いて自己バイアス電
圧を高くして用いることも行われている。
【０００５】この場合、自己バイアス電圧は、１３.５
６ＭＨｚに比べて２〜５倍以上の電圧が得られるので、
異方性が強くなり、また、反応速度も同様に上昇する。
６ＭＨｚに比べて２〜５倍以上の電圧が得られるので、
異方性が強くなり、また、反応速度も同様に上昇する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のカ
ソードカップル型のプラズマ処理装置を用いる場合、異
方性を高くし、かつ反応速度を早める目的で、ＲＦ周波
数を低くすると、イオン衝撃により被処理物がダメージ
を受ける。また、自己バイアス電圧が高いために、被処
理物と電極もしくはプラズマ６との間に生じる高電圧で
静電破壊によるダメージが生じる。
ソードカップル型のプラズマ処理装置を用いる場合、異
方性を高くし、かつ反応速度を早める目的で、ＲＦ周波
数を低くすると、イオン衝撃により被処理物がダメージ
を受ける。また、自己バイアス電圧が高いために、被処
理物と電極もしくはプラズマ６との間に生じる高電圧で
静電破壊によるダメージが生じる。
【０００７】上記問題を避けるために、処理条件が限定
されたり、被処理物８が限定され、低周波数の利点の有
効活用が制限されるなどの不都合が生じている。
されたり、被処理物８が限定され、低周波数の利点の有
効活用が制限されるなどの不都合が生じている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のプラズマ処理方法は、基体上に被処理層を設
けて、前記基体をチャンバー内の第１の電極上に設置
し、前記チャンバー内に所定ガスを導入し、前記第１の
電極と対向する第２の電極との間に第１の高周波電源を
接続して，前記チャンバー内に第１のプラズマを発生さ
せ、前記第１のプラズマで前記被処理層を大半エッチン
グし且つ前記第１のプラズマが前記基体の表面にダメー
ジを与えない膜厚に前記被処理層の残膜を形成する工
程、その後、前記第１の電極と前記第２の電極との間
に，前記第１の高周波電源より高い周波数の第２の高周
波電源を接続して第２のプラズマを発生させ、前記第２
のプラズマで前記被処理層の残膜をエッチングする工程
をそなえたものである。
に本発明のプラズマ処理方法は、基体上に被処理層を設
けて、前記基体をチャンバー内の第１の電極上に設置
し、前記チャンバー内に所定ガスを導入し、前記第１の
電極と対向する第２の電極との間に第１の高周波電源を
接続して，前記チャンバー内に第１のプラズマを発生さ
せ、前記第１のプラズマで前記被処理層を大半エッチン
グし且つ前記第１のプラズマが前記基体の表面にダメー
ジを与えない膜厚に前記被処理層の残膜を形成する工
程、その後、前記第１の電極と前記第２の電極との間
に，前記第１の高周波電源より高い周波数の第２の高周
波電源を接続して第２のプラズマを発生させ、前記第２
のプラズマで前記被処理層の残膜をエッチングする工程
をそなえたものである。
【０００９】また、前記第１、２の電源を印加する処理
で、前記チャンバー内の真空度を前記第１、２の電源の
周波数の内低い周波数での真空度で処理する。
で、前記チャンバー内の真空度を前記第１、２の電源の
周波数の内低い周波数での真空度で処理する。
【００１０】また、半導体基板上に酸化膜が形成された
被処理物をチャンバー内の第１の電極上に接地し、前記
チャンバー内に所定のガスを導入し、前記第１の電極に
第１の電源を印加し、前記第１の電極と第２の電極間に
プラズマを発生させ、前記酸化膜の膜厚が３０ｎｍより
厚い状態で、前記第１の電極と前記第１の電源間に設け
られたスイッチで前記第１の電極と第２の電源とを接続
する。
被処理物をチャンバー内の第１の電極上に接地し、前記
チャンバー内に所定のガスを導入し、前記第１の電極に
第１の電源を印加し、前記第１の電極と第２の電極間に
プラズマを発生させ、前記酸化膜の膜厚が３０ｎｍより
厚い状態で、前記第１の電極と前記第１の電源間に設け
られたスイッチで前記第１の電極と第２の電源とを接続
する。
【００１１】上記課題を解決するために本発明のプラズ
マ処理装置は、基体上に被処理層を設けた，前記基体を
チャンバー内の第１の電極上に設置し、前記チャンバー
内に所定ガスを導入し、前記第１の電極と対向する第２
の電極との間に第１の高周波電源を接続して，前記チャ
ンバー内に第１のプラズマを発生させ、前記第１のプラ
ズマで前記被処理層を大半エッチングし且つ前記第１の
プラズマが前記基体の表面にダメージを与えない膜厚に
前記被処理層の残膜を形成し、ついで、複数の電源を切
り替えるスイッチにより、前記第１の電極と前記第２の
電極との間に，前記第１の高周波電源より高い周波数の
第２の高周波電源を接続して第２のプラズマを発生さ
せ、前記第２のプラズマで前記被処理層の残膜をエッチ
ングする手段を備えたものである。
マ処理装置は、基体上に被処理層を設けた，前記基体を
チャンバー内の第１の電極上に設置し、前記チャンバー
内に所定ガスを導入し、前記第１の電極と対向する第２
の電極との間に第１の高周波電源を接続して，前記チャ
ンバー内に第１のプラズマを発生させ、前記第１のプラ
ズマで前記被処理層を大半エッチングし且つ前記第１の
プラズマが前記基体の表面にダメージを与えない膜厚に
前記被処理層の残膜を形成し、ついで、複数の電源を切
り替えるスイッチにより、前記第１の電極と前記第２の
電極との間に，前記第１の高周波電源より高い周波数の
第２の高周波電源を接続して第２のプラズマを発生さ
せ、前記第２のプラズマで前記被処理層の残膜をエッチ
ングする手段を備えたものである。
【００１２】
【作用】本発明によれば、プラズマを用いて加工する場
合、ダメージが生じるのは、処理開始時か処理終了時に
生じる。安定的なプラズマ状態より、プラズマ印加開始
時および終了時は過渡的にプラズマが不安定になり、イ
オン衝撃や静電破壊が瞬間的に強くなる。どちらが被処
理物に致命的なダメージを与えるのかは、加工方法、被
処理物の状態によって変化する。本発明では、プラズマ
印加開始時もしくは終了時に低ダメージの条件である高
周波数の状態にプラズマをすることによって、被処理物
に与えるダメージを最小限度に抑制する。
合、ダメージが生じるのは、処理開始時か処理終了時に
生じる。安定的なプラズマ状態より、プラズマ印加開始
時および終了時は過渡的にプラズマが不安定になり、イ
オン衝撃や静電破壊が瞬間的に強くなる。どちらが被処
理物に致命的なダメージを与えるのかは、加工方法、被
処理物の状態によって変化する。本発明では、プラズマ
印加開始時もしくは終了時に低ダメージの条件である高
周波数の状態にプラズマをすることによって、被処理物
に与えるダメージを最小限度に抑制する。
【００１３】
【実施例】図１は本発明によるプラズマ処理装置の構造
の概念図である。図１において、１１，１２は周波数の
異なるＲＦ電源であり、１３はＲＦ電源１１、１２を切
り換えるためのスイッチである。ＲＦ電源１１，１２と
スイッチ１３とを組み合わせて一つにした２周波電源を
用いれば、さらに構造が簡単化される。ＲＦ電源１１の
ＲＦ周波数に１３.５６ＭＨｚを用い、ＲＦ電源１２に
は４００ｋＨｚを用いた。この周波数は、上記値に限定
されるものではなく、所望のプラズマ処理の種類に応じ
て、他の周波数も使用可能である。使用範囲は、現状の
カソードカップルのプラズマ発生技術では１００ｋＨｚ
から５０ＭＨｚ程度である。
の概念図である。図１において、１１，１２は周波数の
異なるＲＦ電源であり、１３はＲＦ電源１１、１２を切
り換えるためのスイッチである。ＲＦ電源１１，１２と
スイッチ１３とを組み合わせて一つにした２周波電源を
用いれば、さらに構造が簡単化される。ＲＦ電源１１の
ＲＦ周波数に１３.５６ＭＨｚを用い、ＲＦ電源１２に
は４００ｋＨｚを用いた。この周波数は、上記値に限定
されるものではなく、所望のプラズマ処理の種類に応じ
て、他の周波数も使用可能である。使用範囲は、現状の
カソードカップルのプラズマ発生技術では１００ｋＨｚ
から５０ＭＨｚ程度である。
【００１４】このプラズマ処理装置に半導体集積回路の
シリコン酸化膜をエッチング工程に利用した例について
詳細に述べる。シリコン酸化膜のエッチングは、気密保
持されたチャンバー１４にＣＨＦ3とＯ2との混合ガスを
ガス導入口１７から導入し、真空ポンプ１９で排気し
て、圧力を一定に保つ。このガスに対して、カソード１
５とアノード１６との間にＲＦを印加する。チャンバー
１４とカソード１５との間は、絶縁体２１で電気的に絶
縁されている。ＲＦ電力はＲＦ電源１１からカソード１
５に供給される。従来例では、ＲＦの周波数は１３.５
６ＭＨｚであるが、本実施例では二つの異なる周波数の
ＲＦ電源１１，１２を切り替えスイッチ１３を介してカ
ソード１５に接続している。周波数の切り替えは、装置
のコントローラーからの指示によって行われる。
シリコン酸化膜をエッチング工程に利用した例について
詳細に述べる。シリコン酸化膜のエッチングは、気密保
持されたチャンバー１４にＣＨＦ3とＯ2との混合ガスを
ガス導入口１７から導入し、真空ポンプ１９で排気し
て、圧力を一定に保つ。このガスに対して、カソード１
５とアノード１６との間にＲＦを印加する。チャンバー
１４とカソード１５との間は、絶縁体２１で電気的に絶
縁されている。ＲＦ電力はＲＦ電源１１からカソード１
５に供給される。従来例では、ＲＦの周波数は１３.５
６ＭＨｚであるが、本実施例では二つの異なる周波数の
ＲＦ電源１１，１２を切り替えスイッチ１３を介してカ
ソード１５に接続している。周波数の切り替えは、装置
のコントローラーからの指示によって行われる。
【００１５】カソード１５とアノード１６の間に印加さ
れたＲＦ電界によって、両電極１５，１６間にプラズマ
１８が発生する。このプラズマ１８とカソード１５との
間に、ＣＦ3 +，ＣＦ2 +、Ｆ+などのイオンと電子の易動
度の差で電位差が生じる。これは、陰極降下電圧と呼ば
れる。この陰極降下電圧によってＣＦ3 +，ＣＦ2 +、Ｆ +
などのイオンがカソード１５に入射する。カソード１５
上に設置された被処理物２０であるシリコン基板に上記
イオンが反応して、シリコン酸化膜がエッチングされ
る。
れたＲＦ電界によって、両電極１５，１６間にプラズマ
１８が発生する。このプラズマ１８とカソード１５との
間に、ＣＦ3 +，ＣＦ2 +、Ｆ+などのイオンと電子の易動
度の差で電位差が生じる。これは、陰極降下電圧と呼ば
れる。この陰極降下電圧によってＣＦ3 +，ＣＦ2 +、Ｆ +
などのイオンがカソード１５に入射する。カソード１５
上に設置された被処理物２０であるシリコン基板に上記
イオンが反応して、シリコン酸化膜がエッチングされ
る。
【００１６】シリコン酸化膜のエッチングはカソードカ
ップルの装置を用いてフッ素系のガスプラズマで行われ
る。フッ素とシリコン酸化膜との反応を促進するために
は、イオン衝撃が必要である。イオンのエネルギーを図
る目安となる陰極降下電圧は１００Ｖ以上必要である。
１３.５６ＭＨｚのＲＦ周波数を用いて、１００Ｖ以上
の陰極降下電圧を得るためには、真空度を１３Ｐａ以下
にするか、５Ｗ／ｃｍ 2以上の高パワーが必要になる。
真空度を下げると反応種であるフッ素イオンの絶対数が
減少し、反応速度が低下する。ＲＦパワーが大きいとプ
ラズマ消費電力が大きいので温度が上昇し、エッチング
マスクであるレジストが焼け付く。したがって、真空度
を１０Ｐａで用い、ＲＦパワーを３Ｗ／ｃｍ2で用いな
ければならない。このためには、エッチング速度が２０
０ｎｍ／分と遅く、処理速度が他の工程と比較して数分
の１以下になっていることが必要である。
ップルの装置を用いてフッ素系のガスプラズマで行われ
る。フッ素とシリコン酸化膜との反応を促進するために
は、イオン衝撃が必要である。イオンのエネルギーを図
る目安となる陰極降下電圧は１００Ｖ以上必要である。
１３.５６ＭＨｚのＲＦ周波数を用いて、１００Ｖ以上
の陰極降下電圧を得るためには、真空度を１３Ｐａ以下
にするか、５Ｗ／ｃｍ 2以上の高パワーが必要になる。
真空度を下げると反応種であるフッ素イオンの絶対数が
減少し、反応速度が低下する。ＲＦパワーが大きいとプ
ラズマ消費電力が大きいので温度が上昇し、エッチング
マスクであるレジストが焼け付く。したがって、真空度
を１０Ｐａで用い、ＲＦパワーを３Ｗ／ｃｍ2で用いな
ければならない。このためには、エッチング速度が２０
０ｎｍ／分と遅く、処理速度が他の工程と比較して数分
の１以下になっていることが必要である。
【００１７】一方、４００ｋＨｚのＲＦ周波数を用いる
と、真空度は３０Ｐａ、ＲＦパワーも３Ｗ／ｃｍ2でエ
ッチング速度は５００ｎｍ／分が得られる。しかし、エ
ッチング領域にプラズマガス中に含まれるフッ素や炭素
原子がたたき込まれて、表面が劣化し、配線金属とのオ
ーム接触が得られず、実用に耐えない。
と、真空度は３０Ｐａ、ＲＦパワーも３Ｗ／ｃｍ2でエ
ッチング速度は５００ｎｍ／分が得られる。しかし、エ
ッチング領域にプラズマガス中に含まれるフッ素や炭素
原子がたたき込まれて、表面が劣化し、配線金属とのオ
ーム接触が得られず、実用に耐えない。
【００１８】本実施例では、ＲＦ周波数を１３.５６Ｍ
Ｈｚと４００ｋＨｚの二つの異なる周波数の電源を用い
ている。シリコン酸化膜のエッチングの初期には４００
ｋＨｚで行い、シリコン酸化膜の残膜が５０ｎｍになっ
た時点でＲＦ周波数を１３.５６ＭＨｚに切り替えて、
エッチングを継続する。残膜が５０ｎｍ以上であれば、
４００ｋＨｚでたたき込まれる不純物の深さが３０ｎｍ
程度であるので、不純物がシリコン基板中にたたき込ま
れない。その後、１３.５６ＭＨｚでエッチングを行う
ので、ダメージは発生しない。４００ｋＨｚに比べて１
３.５６ＭＨｚの周波数では、エッチング速度は２.５分
の１に低下するが、大部分のシリコン酸化膜のエッチン
グは４００ｋＨｚでの高速エッチングであるので、実質
の処理時間は、１３.５６ＭＨｚの単周波数で行ってい
た従来に比べて約４割短くなる。
Ｈｚと４００ｋＨｚの二つの異なる周波数の電源を用い
ている。シリコン酸化膜のエッチングの初期には４００
ｋＨｚで行い、シリコン酸化膜の残膜が５０ｎｍになっ
た時点でＲＦ周波数を１３.５６ＭＨｚに切り替えて、
エッチングを継続する。残膜が５０ｎｍ以上であれば、
４００ｋＨｚでたたき込まれる不純物の深さが３０ｎｍ
程度であるので、不純物がシリコン基板中にたたき込ま
れない。その後、１３.５６ＭＨｚでエッチングを行う
ので、ダメージは発生しない。４００ｋＨｚに比べて１
３.５６ＭＨｚの周波数では、エッチング速度は２.５分
の１に低下するが、大部分のシリコン酸化膜のエッチン
グは４００ｋＨｚでの高速エッチングであるので、実質
の処理時間は、１３.５６ＭＨｚの単周波数で行ってい
た従来に比べて約４割短くなる。
【００１９】このときのダメージについては、１３.５
６ＭＨｚ単周波数で行っていた従来と同様に問題なく、
レジスト焼けもない。本実施例では、１３.５６ＭＨｚ
と４００ｋＨｚの２周波を用いているが、この周波数に
限定されるものではなく、高周波数は１ＭＨｚから５０
ＭＨｚ程度まで使用でき、周波数の下限については、１
００ｋＨｚから１ＭＨｚまで実用可能である。
６ＭＨｚ単周波数で行っていた従来と同様に問題なく、
レジスト焼けもない。本実施例では、１３.５６ＭＨｚ
と４００ｋＨｚの２周波を用いているが、この周波数に
限定されるものではなく、高周波数は１ＭＨｚから５０
ＭＨｚ程度まで使用でき、周波数の下限については、１
００ｋＨｚから１ＭＨｚまで実用可能である。
【００２０】また、本実施例は２周波を用いているが、
３種類以上の周波数を用いて、さらに高性能のプラズマ
加工を行うことも可能である。
３種類以上の周波数を用いて、さらに高性能のプラズマ
加工を行うことも可能である。
【００２１】本発明の実施例では周波数以外の条件は変
更していないが、ガスの種類、圧力、ＲＦパワーなど他
の条件を周波数の変更と同時に行ってもよい。
更していないが、ガスの種類、圧力、ＲＦパワーなど他
の条件を周波数の変更と同時に行ってもよい。
【００２２】プラズマ成膜の場合は、下地基板へのダメ
ージを低減する目的で１３.５６ＭＨｚの高周波で成長
し、下地全面に１００〜３００ｎｍの膜が成長した時点
で８００ｋＨｚの低周波数で成膜を行う。８００ｋＨｚ
の低周波数により、異方性の成膜ができるので、アスペ
クト比が２以上の大きい下地段差部にも均一で平坦な膜
が成長でき、なおかつ、すでに下地に１００〜３００ｎ
ｍの厚さの膜が形成されているので、ダメージも受けな
い。本実施例では、１３.５６ＭＨｚと８００ｋＨｚの
２周波を用いているが、この周波数に限定されるもので
はなく、高周波数は１ＭＨｚから５０ＭＨｚ程度まで使
用でき、低周波数は、１００ｋＨｚから１ＭＨｚまで
は、実用可能である。
ージを低減する目的で１３.５６ＭＨｚの高周波で成長
し、下地全面に１００〜３００ｎｍの膜が成長した時点
で８００ｋＨｚの低周波数で成膜を行う。８００ｋＨｚ
の低周波数により、異方性の成膜ができるので、アスペ
クト比が２以上の大きい下地段差部にも均一で平坦な膜
が成長でき、なおかつ、すでに下地に１００〜３００ｎ
ｍの厚さの膜が形成されているので、ダメージも受けな
い。本実施例では、１３.５６ＭＨｚと８００ｋＨｚの
２周波を用いているが、この周波数に限定されるもので
はなく、高周波数は１ＭＨｚから５０ＭＨｚ程度まで使
用でき、低周波数は、１００ｋＨｚから１ＭＨｚまで
は、実用可能である。
【００２３】また、本実施例は２周波を用いているが、
３種類以上の周波数を用いて、さらに高性能のプラズマ
加工を行うことも可能である。
３種類以上の周波数を用いて、さらに高性能のプラズマ
加工を行うことも可能である。
【００２４】低周波数でプラズマ処理を終了する場合、
その条件によっては被処理物表面に蓄積された電荷が瞬
時に放電し、被処理物が絶縁破壊を起こす場合がある。
この問題を避けるため、プラズマ処理終了直前に周波数
を高周波に戻し、被処理物表面に蓄積した電荷を徐々に
プラズマ中に放電させて、絶縁破壊を逃れることができ
る。
その条件によっては被処理物表面に蓄積された電荷が瞬
時に放電し、被処理物が絶縁破壊を起こす場合がある。
この問題を避けるため、プラズマ処理終了直前に周波数
を高周波に戻し、被処理物表面に蓄積した電荷を徐々に
プラズマ中に放電させて、絶縁破壊を逃れることができ
る。
【００２５】本発明の実施例では周波数以外の条件は変
更していないが、ガスの種類、圧力、ＲＦパワーなど他
の条件を周波数の変更と同時に行ってもよい。
更していないが、ガスの種類、圧力、ＲＦパワーなど他
の条件を周波数の変更と同時に行ってもよい。
【００２６】本実施例では、周波数の切り替えを連続で
行っているが、低周波数と高周波数の切り替えを断続し
てもその効果は失われない。
行っているが、低周波数と高周波数の切り替えを断続し
てもその効果は失われない。
【００２７】
【発明の効果】本発明により、低ダメージと高速処理、
および異方性の相反する特性の長所のみを利用可能にな
り、高性能なプラズマ処理が可能になった。
および異方性の相反する特性の長所のみを利用可能にな
り、高性能なプラズマ処理が可能になった。
【図１】本発明の一実施例であるプラズマ処理装置の概
略図
略図
【図２】従来のプラズマ処理装置の概略図
１１，１２ ＲＦ電源 １３ スイッチ １４ チャンバー １５ カソード １６ アノード １７ ガス導入口 １８ プラズマ １９ 排気ポンプ ２０ 被処理物 ２１ 絶縁体
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23F 4/00 H01L 21/3065
Claims (5)
- 【請求項１】 基体上に被処理層を設けて、前記基体を
チャンバー内の第１の電極上に設置し、前記チャンバー
内に所定ガスを導入し、前記第１の電極と対向する第２
の電極との間に第１の高周波電源を接続して，前記チャ
ンバー内に第１のプラズマを発生させ、前記第１のプラ
ズマで前記被処理層を大半エッチングし且つ前記第１の
プラズマが前記基体の表面にダメージを与えない膜厚に
前記被処理層の残膜を形成する工程、その後、前記第１
の電極と前記第２の電極との間に，前記第１の高周波電
源より高い周波数の第２の高周波電源を接続して第２の
プラズマを発生させ、前記第２のプラズマで前記被処理
層の残膜をエッチングする工程をそなえたプラズマ処理
方法。 - 【請求項２】 前記第１、２のプラズマ発生中の，前記
チャンバー内の真空度を、前記第１のプラズマ発生中の
真空度に保持することを特徴とする請求項１に記載のプ
ラズマ処理方法。 - 【請求項３】 半導体基板上に酸化膜が形成された被処
理物をチャンバー内の第１の電極上に設置し、前記チャ
ンバー内に所定のガスを導入し、前記第１の電極と対向
する第２の電極との間に第１の高周波電源を接続して，
前記チャンバー内に第１のプラズマを発生させ、前記第
１のプラズマで前記酸化膜を大半エッチングし且つ前記
第１のプラズマが前記基体の表面にダメージを与えない
膜厚に前記被処理層の残膜を形成する工程、その後、前
記第１の電極と前記第２の電極との間に，前記第１の高
周波電源より高い周波数の第２の高周波電源を接続して
第２のプラズマを発生させ、前記第２のプラズマで前記
被処理層の残膜をエッチングする工程をそなえたプラズ
マ処理方法。 - 【請求項４】 前記第１の高周波電源の周波数が１００
ｋＨｚ〜１ＭＨｚで、前記第２の高周波電源の周波数が
１ＭＨｚ〜５０ＭＨｚであって、前記残膜の初期の膜厚
が３０ｎｍより厚い状態であることを特徴とする請求項
３に記載のプラズマ処理方法。 - 【請求項５】 被処理の設けられた基体をチャンバー内
の第１の電極上に設置し、前記チャンバー内に所定ガス
を導入し、前記第１の電極と対向する第２の電極との間
に第１の高周波電源を接続して，前記チャンバー内に第
１のプラズマを 発生させ、前記第１のプラズマで前記被
処理層を大半エッチングし且つ前記第１のプラズマが前
記基体の表面にダメージを与えない膜厚に前記被処理層
の残膜を形成し、ついで、複数の電源を切り替えるスイ
ッチにより、前記第１の電極と前記第２の電極との間
に，前記第１の高周波電源より高い周波数の第２の高周
波電源を接続して第２のプラズマを発生させ、前記第２
のプラズマで前記被処理層の残膜をエッチングする手段
を備えたプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27257692A JP3350973B2 (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27257692A JP3350973B2 (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06122983A JPH06122983A (ja) | 1994-05-06 |
| JP3350973B2 true JP3350973B2 (ja) | 2002-11-25 |
Family
ID=17515844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27257692A Expired - Fee Related JP3350973B2 (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3350973B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101153162B1 (ko) * | 2005-12-05 | 2012-06-18 | 주성엔지니어링(주) | 저압 플라즈마 발생장치 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0950992A (ja) * | 1995-08-04 | 1997-02-18 | Sharp Corp | 成膜装置 |
| US6174450B1 (en) * | 1997-04-16 | 2001-01-16 | Lam Research Corporation | Methods and apparatus for controlling ion energy and plasma density in a plasma processing system |
| JP5082338B2 (ja) * | 2006-08-25 | 2012-11-28 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング方法及びエッチング装置 |
| JP5172928B2 (ja) * | 2010-09-30 | 2013-03-27 | 株式会社東芝 | 基板処理方法および基板処理装置 |
| KR101241049B1 (ko) | 2011-08-01 | 2013-03-15 | 주식회사 플라즈마트 | 플라즈마 발생 장치 및 플라즈마 발생 방법 |
| KR101246191B1 (ko) | 2011-10-13 | 2013-03-21 | 주식회사 윈텔 | 플라즈마 장치 및 기판 처리 장치 |
| KR101427732B1 (ko) * | 2012-01-20 | 2014-08-07 | 한국과학기술원 | 플라즈마 발생 장치 및 기판 처리 장치 |
| KR101332337B1 (ko) | 2012-06-29 | 2013-11-22 | 태원전기산업 (주) | 초고주파 발광 램프 장치 |
| US10991550B2 (en) * | 2018-09-04 | 2021-04-27 | Lam Research Corporation | Modular recipe controlled calibration (MRCC) apparatus used to balance plasma in multiple station system |
| US20240038494A1 (en) * | 2020-09-01 | 2024-02-01 | Tokyo Electron Limited | Etching method and etching apparatus |
-
1992
- 1992-10-12 JP JP27257692A patent/JP3350973B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101153162B1 (ko) * | 2005-12-05 | 2012-06-18 | 주성엔지니어링(주) | 저압 플라즈마 발생장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06122983A (ja) | 1994-05-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI756234B (zh) | 使用材料變性及rf脈衝的選擇性蝕刻 | |
| US8337713B2 (en) | Methods for RF pulsing of a narrow gap capacitively coupled reactor | |
| US5607542A (en) | Inductively enhanced reactive ion etching | |
| CN1992164B (zh) | 等离子体蚀刻方法 | |
| KR100319664B1 (ko) | 플라즈마처리장치 | |
| KR100465947B1 (ko) | 불화 가스 및 산소를 함유한 가스 혼합물을 사용하는텅스텐의 플라즈마 공정 | |
| US6062237A (en) | Polymer removal from top surfaces and sidewalls of a semiconductor wafer | |
| JP2603217B2 (ja) | 表面処理方法及び表面処理装置 | |
| JP2008147659A (ja) | 弾道電子ビーム促進プラズマ処理システムにおける均一性制御方法及びシステム | |
| KR20000062605A (ko) | 플라즈마 처리방법 및 장치 | |
| KR20080006457A (ko) | 플라즈마 에칭 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체 | |
| JP2000294540A (ja) | 半導体装置の製造方法と製造装置 | |
| JPH11195641A (ja) | プラズマ処理方法 | |
| JPH06122983A (ja) | プラズマ処理方法およびプラズマ装置 | |
| WO2003056617A1 (en) | Etching method and plasma etching device | |
| JPH0613196A (ja) | プラズマ発生方法および発生装置 | |
| JP2001160551A (ja) | 滑らかな表面を有するようにポリシリコンをエッチングする方法 | |
| KR100603099B1 (ko) | 플라즈마 처리 방법 및 장치 | |
| WO2022244638A1 (ja) | プラズマ処理装置及びｒｆシステム | |
| JPS597212B2 (ja) | プラズマ・エッチング方法 | |
| JPH1027780A (ja) | プラズマ処理方法 | |
| JP3535276B2 (ja) | エッチング方法 | |
| JP2851765B2 (ja) | プラズマ発生方法およびその装置 | |
| JPH1167725A (ja) | プラズマエッチング装置 | |
| US5110410A (en) | Zinc sulfide planarization |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |