JPH05291155A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
- Publication number
- JPH05291155A JPH05291155A JP4114161A JP11416192A JPH05291155A JP H05291155 A JPH05291155 A JP H05291155A JP 4114161 A JP4114161 A JP 4114161A JP 11416192 A JP11416192 A JP 11416192A JP H05291155 A JPH05291155 A JP H05291155A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- plasma processing
- phase difference
- electrodes
- processing apparatus
- Prior art date
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- Pending
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- Plasma Technology (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】プラズマ処理装置に於いてプラズマ処理の均一
性を向上させる。 【構成】相対峙させて電極１，２を配設し、該一対の電
極にそれぞれ高周波電力を印加してプラズマを発生さ
せ、該プラズマを利用していずれか一方の電極に設けた
被処理物４を処理するプラズマ処理装置に於いて、前記
両電極に同一周波数の電力を印加すると共に、両印加電
力の位相差を制御可能とし、該位相差の制御で、処理性
能、イオンエネルギを制御し、プラズマ処理均一性制
御、処理状態の制御し、プラズマ処理均一性を向上す
る。
性を向上させる。 【構成】相対峙させて電極１，２を配設し、該一対の電
極にそれぞれ高周波電力を印加してプラズマを発生さ
せ、該プラズマを利用していずれか一方の電極に設けた
被処理物４を処理するプラズマ処理装置に於いて、前記
両電極に同一周波数の電力を印加すると共に、両印加電
力の位相差を制御可能とし、該位相差の制御で、処理性
能、イオンエネルギを制御し、プラズマ処理均一性制
御、処理状態の制御し、プラズマ処理均一性を向上す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体製造装置のプラズ
マＣＶＤ装置、プラズマエッチング装置等、プラズマを
利用し、ウェーハ等の被処理物を処理するプラズマ処理
装置に関するものである。
マＣＶＤ装置、プラズマエッチング装置等、プラズマを
利用し、ウェーハ等の被処理物を処理するプラズマ処理
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造工程の１つに、ガスを高周波
電力でプラズマ化し、イオン及びラジカル（ｒａｄｉｃ
ａｌ、遊離基）によってウェーハ表面に生成した薄膜を
エッチングするプラズマエッチングがあり、又プラズマ
を発生させウェーハに薄膜を生成するプラズマＣＶＤ処
理がある。
電力でプラズマ化し、イオン及びラジカル（ｒａｄｉｃ
ａｌ、遊離基）によってウェーハ表面に生成した薄膜を
エッチングするプラズマエッチングがあり、又プラズマ
を発生させウェーハに薄膜を生成するプラズマＣＶＤ処
理がある。
【０００３】図５に於いて、従来のプラズマ処理装置の
概略を説明する。
概略を説明する。
【０００４】プラズマ発生用の電極１，２が真空容器５
内に相対向して設けられ、それぞれの電極１，２には高
周波電源３，４が接続されている。前記電極１，２間に
高周波電力が印加されることで、両電極１，２間にプラ
ズマが発生し、前記一方の電極２に載置されたウェーハ
１７が処理される。
内に相対向して設けられ、それぞれの電極１，２には高
周波電源３，４が接続されている。前記電極１，２間に
高周波電力が印加されることで、両電極１，２間にプラ
ズマが発生し、前記一方の電極２に載置されたウェーハ
１７が処理される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】斯かるプラズマ利用の
ウェーハ処理装置に於いて、プラズマ強度、プラズマ密
度、プラズマの均一性等は、処理効率、処理精度に大き
く影響する。従って、プラズマ処理装置のプラズマの均
一性改善について種々の提案が成されており、本発明は
斯かるプラズマ処理の均一性を向上させたプラズマ処理
装置を提供しようとするものである。
ウェーハ処理装置に於いて、プラズマ強度、プラズマ密
度、プラズマの均一性等は、処理効率、処理精度に大き
く影響する。従って、プラズマ処理装置のプラズマの均
一性改善について種々の提案が成されており、本発明は
斯かるプラズマ処理の均一性を向上させたプラズマ処理
装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、相対峙させて
電極を配設し、該一対の電極にそれぞれ高周波電力を印
加してプラズマを発生させ、該プラズマを利用していず
れか一方の電極に設けた被処理物を処理するプラズマ処
理装置に於いて、前記両電極に同一周波数の電力を印加
すると共に、両印加電力の位相差を制御可能としたこと
を特徴とするものである。
電極を配設し、該一対の電極にそれぞれ高周波電力を印
加してプラズマを発生させ、該プラズマを利用していず
れか一方の電極に設けた被処理物を処理するプラズマ処
理装置に於いて、前記両電極に同一周波数の電力を印加
すると共に、両印加電力の位相差を制御可能としたこと
を特徴とするものである。
【０００７】
【作用】両電極の印加電力の位相差を制御することで、
処理性能、イオンエネルギが制御でき、プラズマ処理均
一性、処理状態の制御が可能となり、プラズマ発生領域
に磁界を印加した状態で両電極の印加電力の位相差を制
御することでプラズマ濃淡部の移動が可能で、このプラ
ズマ濃淡部の移動を制御することでプラズマ処理の均一
性を向上させ得る。
処理性能、イオンエネルギが制御でき、プラズマ処理均
一性、処理状態の制御が可能となり、プラズマ発生領域
に磁界を印加した状態で両電極の印加電力の位相差を制
御することでプラズマ濃淡部の移動が可能で、このプラ
ズマ濃淡部の移動を制御することでプラズマ処理の均一
性を向上させ得る。
【０００８】
【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例を
説明する。
説明する。
【０００９】図１中、図５中で示したものと同一のもの
には同符号を付してある。
には同符号を付してある。
【００１０】前記プラズマは磁力線が横切ることでプラ
ズマの励起効率が増大することが知られており、本実施
例に係るプラズマ処理装置は、前記真空容器５の周囲に
リング状の増強磁石６をプラズマ発生領域を囲繞する様
に配し、プラズマ発生空間に前記上電極１、下電極２と
平行な磁界を発生させる。
ズマの励起効率が増大することが知られており、本実施
例に係るプラズマ処理装置は、前記真空容器５の周囲に
リング状の増強磁石６をプラズマ発生領域を囲繞する様
に配し、プラズマ発生空間に前記上電極１、下電極２と
平行な磁界を発生させる。
【００１１】図２に本実施例に於ける電力制御系を示
す。
す。
【００１２】高周波発信器７からの高周波を電力増幅器
８で増幅し、更にインピーダンス９を介して前記上電極
１に印加する様にし、前記高周波発信器７からの高周波
を移相器１０を介して電力増幅器１１に入力し、該電力
増幅器１１で増幅した後、インピーダンス１２を介して
前記下電極２に印加する。
８で増幅し、更にインピーダンス９を介して前記上電極
１に印加する様にし、前記高周波発信器７からの高周波
を移相器１０を介して電力増幅器１１に入力し、該電力
増幅器１１で増幅した後、インピーダンス１２を介して
前記下電極２に印加する。
【００１３】前記上電極１、下電極２に印加される高周
波電力の位相は、それぞれ位相検出器１３に入力され、
両者の位相差が比較器１４に入力される。又、該比較器
１４には位相差設定器１５が接続されており、該位相差
設定器１５に設定入力した位相差１６が前記比較器１４
に入力され、該比較器１４は前記位相検出器１３から入
力される検出位相差との偏差を前記移相器１０に入力す
る様になっている。
波電力の位相は、それぞれ位相検出器１３に入力され、
両者の位相差が比較器１４に入力される。又、該比較器
１４には位相差設定器１５が接続されており、該位相差
設定器１５に設定入力した位相差１６が前記比較器１４
に入力され、該比較器１４は前記位相検出器１３から入
力される検出位相差との偏差を前記移相器１０に入力す
る様になっている。
【００１４】以下作動を説明する。
【００１５】上記した様に、前記位相検出器１３によっ
て両電極に印加される高周波電力の位相差が検出され、
更に検出位相差は、前記設定位相差１６と比較器１４と
で比較され、両者の偏差が前記移相器１０に入力され
る。該移相器１０では偏差が零になる様に、即ち両電極
に印加される高周波電力の位相差が設定位相差１６にな
る様、位相を制御する。而して、上電極１、下電極２に
印加される高周波電力は設定位相差１６の位相差に合致
する様に制御される。
て両電極に印加される高周波電力の位相差が検出され、
更に検出位相差は、前記設定位相差１６と比較器１４と
で比較され、両者の偏差が前記移相器１０に入力され
る。該移相器１０では偏差が零になる様に、即ち両電極
に印加される高周波電力の位相差が設定位相差１６にな
る様、位相を制御する。而して、上電極１、下電極２に
印加される高周波電力は設定位相差１６の位相差に合致
する様に制御される。
【００１６】ところで、前記上電極１、下電極２に印加
される高周波電力の位相を変化させることでウェーハ処
理の均一性が変化することを本発明者等は確認してお
り、両電極間の位相差と均一性との関係を図３に示す。
される高周波電力の位相を変化させることでウェーハ処
理の均一性が変化することを本発明者等は確認してお
り、両電極間の位相差と均一性との関係を図３に示す。
【００１７】位相を−１８０°から１８０°迄変化させ
ることで、ウェーハ処理の均一性が略５％から２３％迄
変動する。而して、ウェーハ処理の均一性を制御するパ
ラメータとして、両電極間の位相差を選択し、位相差を
制御、調整し、ウェーハ処理性能の均一性を向上させ
る。
ることで、ウェーハ処理の均一性が略５％から２３％迄
変動する。而して、ウェーハ処理の均一性を制御するパ
ラメータとして、両電極間の位相差を選択し、位相差を
制御、調整し、ウェーハ処理性能の均一性を向上させ
る。
【００１８】又、前記上電極１、下電極２に印加される
高周波電力の位相を変化させることでＶdc（セルフバイ
アス電圧）が変動することも本発明者等は確認してい
る。
高周波電力の位相を変化させることでＶdc（セルフバイ
アス電圧）が変動することも本発明者等は確認してい
る。
【００１９】このＶdcは、プラズマのイオンエネルギに
関係があり、又、イオンエネルギはウェーハエッチング
処理する場合に、エッチングの異方性と選択性に関係が
ある。而して、前記上電極１、下電極２に印加される高
周波電力の位相を変化させることで、イオンエネルギの
制御を可能にし、種々の異なる材料のプラズマ処理に於
ける異方性と、選択性を変化させ、ウェーハ処理を静的
な状態に制御することができる。
関係があり、又、イオンエネルギはウェーハエッチング
処理する場合に、エッチングの異方性と選択性に関係が
ある。而して、前記上電極１、下電極２に印加される高
周波電力の位相を変化させることで、イオンエネルギの
制御を可能にし、種々の異なる材料のプラズマ処理に於
ける異方性と、選択性を変化させ、ウェーハ処理を静的
な状態に制御することができる。
【００２０】上記した様に、プラズマ発生領域に磁界を
印加することで。プラズマの励起効率を高めることがで
きるが、前記上電極１、下電極２に印加される高周波電
力の位相を変化すると、プラズマの濃淡部が移動する。
又、図１に於いて、前記増強磁石６を機械的に移動、即
ち上下方向に移動、或は水平面内を回転させる等して、
更に増強磁石６を電磁石とし、該増強磁石６に通電する
電流の印加状態を変動させる等し、磁界を移動させるこ
とでもプラズマの濃淡部が移動する。
印加することで。プラズマの励起効率を高めることがで
きるが、前記上電極１、下電極２に印加される高周波電
力の位相を変化すると、プラズマの濃淡部が移動する。
又、図１に於いて、前記増強磁石６を機械的に移動、即
ち上下方向に移動、或は水平面内を回転させる等して、
更に増強磁石６を電磁石とし、該増強磁石６に通電する
電流の印加状態を変動させる等し、磁界を移動させるこ
とでもプラズマの濃淡部が移動する。
【００２１】而して、プラズマ処理中に前記上電極１、
下電極２に印加される高周波電力の位相を、０°から３
６０°迄の任意の回数スキャンさせることで、或は前記
した様に増強磁石６による磁界の移動によって、プラズ
マの濃淡部を回転させることで、プラズマ処理を平均化
させ、真空容器５内のの広範囲に亘る高均一なプラズマ
処理が可能となる。
下電極２に印加される高周波電力の位相を、０°から３
６０°迄の任意の回数スキャンさせることで、或は前記
した様に増強磁石６による磁界の移動によって、プラズ
マの濃淡部を回転させることで、プラズマ処理を平均化
させ、真空容器５内のの広範囲に亘る高均一なプラズマ
処理が可能となる。
【００２２】更に、プラズマの濃淡部が移動することを
利用して、真空容器５内のセルフクリーニングを行うこ
とも可能である。
利用して、真空容器５内のセルフクリーニングを行うこ
とも可能である。
【００２３】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、大面積
広範囲に亘りウェーハの高均一なプラズマ処理が可能と
なり、プラズマ処理に於ける処理性能の向上、高品質化
を促進することができるという優れた効果を発揮する。
広範囲に亘りウェーハの高均一なプラズマ処理が可能と
なり、プラズマ処理に於ける処理性能の向上、高品質化
を促進することができるという優れた効果を発揮する。
【図１】本発明の一実施例を示す説明図である。
【図２】該実施例に於ける電力制御系を示すブロック図
である。
である。
【図３】上下電極の高周波電力位相差とプラズマ処理の
均一性を示す線図である。
均一性を示す線図である。
【図４】上下電極の高周波電力位相差とセルフバイアス
電圧との関係を示す線図である。
電圧との関係を示す線図である。
【図５】従来例のプラズマ処理装置を示す説明図であ
る。
る。
１ 電極 ２ 電極 ３ 高周波電源 ４ 高周波電源 ５ 真空容器 ６ 増強磁石 ７ 高周波発信器 １０ 移相器 １３ 位相検出器 １４ 比較器 １５ 位相差設定器 １６ 位相差 １７ ウェーハ
Claims (6)
- 【請求項１】 相対峙させて電極を配設し、該一対の電
極にそれぞれ高周波電力を印加してプラズマを発生さ
せ、該プラズマを利用していずれか一方の電極に設けた
被処理物を処理するプラズマ処理装置に於いて、前記両
電極に同一周波数の電力を印加すると共に、両印加電力
の位相差を制御可能としたことを特徴とするプラズマ処
理装置。 - 【請求項２】 両印加電力の位相差の調整によりプラズ
マ処理の均一性の制御を行う様構成した請求項１のプラ
ズマ処理装置。 - 【請求項３】 両印加電力の位相差の調整によりプラズ
マイオンエネルギの制御を行う様構成した請求項１のプ
ラズマ処理装置。 - 【請求項４】 プラズマ発生領域に磁界を印加する様構
成した請求項１のプラズマ処理装置。 - 【請求項５】 両印加電力の位相差を０°から３６０°
迄任意回数スキャンさせプラズマの濃淡部を回転させる
様構成した請求項４のプラズマ処理装置。 - 【請求項６】 プラズマの濃淡部の回転により真空容器
内のセルフクリーニングを行う様構成した請求項５のプ
ラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4114161A JPH05291155A (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4114161A JPH05291155A (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05291155A true JPH05291155A (ja) | 1993-11-05 |
Family
ID=14630694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4114161A Pending JPH05291155A (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05291155A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08311665A (ja) * | 1995-05-10 | 1996-11-26 | Haruhisa Kinoshita | プラズマプロセス装置の反応室のクリーニング方法 |
| JP2001274099A (ja) * | 2000-03-24 | 2001-10-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 放電電極への給電方法、高周波プラズマ発生方法および半導体製造方法 |
| JP2003264152A (ja) * | 2002-03-11 | 2003-09-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | シリコン堆積膜除去方法 |
| WO2004032213A1 (ja) * | 2002-10-01 | 2004-04-15 | Mitsubishi Heavy Industries | 高周波プラズマ発生装置および高周波プラズマ発生方法 |
-
1992
- 1992-04-07 JP JP4114161A patent/JPH05291155A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08311665A (ja) * | 1995-05-10 | 1996-11-26 | Haruhisa Kinoshita | プラズマプロセス装置の反応室のクリーニング方法 |
| JP2001274099A (ja) * | 2000-03-24 | 2001-10-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 放電電極への給電方法、高周波プラズマ発生方法および半導体製造方法 |
| JP2003264152A (ja) * | 2002-03-11 | 2003-09-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | シリコン堆積膜除去方法 |
| WO2004032213A1 (ja) * | 2002-10-01 | 2004-04-15 | Mitsubishi Heavy Industries | 高周波プラズマ発生装置および高周波プラズマ発生方法 |
| US7141516B2 (en) | 2002-10-01 | 2006-11-28 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | High frequency plasma generator and high frequency plasma generating method |
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