JPH0652996A - プラズマ生成方法 - Google Patents
プラズマ生成方法Info
- Publication number
- JPH0652996A JPH0652996A JP4203435A JP20343592A JPH0652996A JP H0652996 A JPH0652996 A JP H0652996A JP 4203435 A JP4203435 A JP 4203435A JP 20343592 A JP20343592 A JP 20343592A JP H0652996 A JPH0652996 A JP H0652996A
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- Japan
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- plasma
- generation method
- processing
- voltage
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Abstract
(57)【要約】
【目的】微細加工性に優れた再現性の高いプラズマ生成
方法を提供すること。 【構成】マイクロ波を磁界中に導入してプラズマを生成
し、ウエハ１４にＲＦ電源１３からＲＦバイアスを印加
して処理するプラズマ生成方法において、ＲＦ電源１３
の電圧を一定に保つようにプラズマ操作因子を制御する
ようにしたプラズマ生成方法。 【効果】反応生成物の付着等によるプラズマ密度の変化
をなくし、微細加工性に優れた再現性の高い加工が可能
となる。
方法を提供すること。 【構成】マイクロ波を磁界中に導入してプラズマを生成
し、ウエハ１４にＲＦ電源１３からＲＦバイアスを印加
して処理するプラズマ生成方法において、ＲＦ電源１３
の電圧を一定に保つようにプラズマ操作因子を制御する
ようにしたプラズマ生成方法。 【効果】反応生成物の付着等によるプラズマ密度の変化
をなくし、微細加工性に優れた再現性の高い加工が可能
となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波のプラズマ
生成方法に係り、特に半導体基板等の基板の処理の再現
性を高めるに好適なプラズマ生成方法に関するものであ
る。
生成方法に係り、特に半導体基板等の基板の処理の再現
性を高めるに好適なプラズマ生成方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来のマイクロ波生成技術は、例えば、
半導体プラズマプロセス技術（菅野著、産業図書発行、
ｐ１３９）に記載のように、マイクロ波を伝播する導波
管内に石英製の放電管を有し、外部磁場とマイクロ波電
界の作用により放電管内でプラズマを生成させるように
なっている。そして、該プラズマを利用して半導体ウェ
ハは処理される。
半導体プラズマプロセス技術（菅野著、産業図書発行、
ｐ１３９）に記載のように、マイクロ波を伝播する導波
管内に石英製の放電管を有し、外部磁場とマイクロ波電
界の作用により放電管内でプラズマを生成させるように
なっている。そして、該プラズマを利用して半導体ウェ
ハは処理される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、プ
ラズマ処理中あるいは処理を重ねていく間に処理材料の
変化（エッチングのオーバーエッチング）や処理室への
反応生成物等の付着によりプラズマ密度が変化してしま
う場合がある。段差の大きいパターンをエッチングする
際には、このようなプラズマ密度変化によるエッチング
速度の変化が生じると側壁保護膜生成とのバランスがく
ずれ、微細な形状制御がしづらくなるという問題があ
る。
ラズマ処理中あるいは処理を重ねていく間に処理材料の
変化（エッチングのオーバーエッチング）や処理室への
反応生成物等の付着によりプラズマ密度が変化してしま
う場合がある。段差の大きいパターンをエッチングする
際には、このようなプラズマ密度変化によるエッチング
速度の変化が生じると側壁保護膜生成とのバランスがく
ずれ、微細な形状制御がしづらくなるという問題があ
る。
【０００４】本発明の目的は、このような形状制御をす
るに当り微細加工性に優れた再現性の良いプラズマ生成
方法を提供することにある。
るに当り微細加工性に優れた再現性の良いプラズマ生成
方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、基板に印加するＲＦの電圧を検出しこれを一定に保
つようにプラズマ操作因子を制御するようにしたもので
ある。
に、基板に印加するＲＦの電圧を検出しこれを一定に保
つようにプラズマ操作因子を制御するようにしたもので
ある。
【０００６】
【作用】ＲＦの電圧（例えばＶｐｐ）は基板とＲＦ印加
のアース電極との間のプラズマ密度により決まるもので
ある。従って、このＶｐｐを一定に制御すれば基板に入
射するイオン電流も一定値に制御できるし、基板付近の
プラズマ密度が一定であることは、もともと電磁界によ
りプラズマ中にマイクロ波が吸収され、磁界により電
子，イオンが拡散して処理室全体のプラズマが生成され
ることを考えると、この処理室全体のプラズマ密度分布
も再現性のあるものとなる。
のアース電極との間のプラズマ密度により決まるもので
ある。従って、このＶｐｐを一定に制御すれば基板に入
射するイオン電流も一定値に制御できるし、基板付近の
プラズマ密度が一定であることは、もともと電磁界によ
りプラズマ中にマイクロ波が吸収され、磁界により電
子，イオンが拡散して処理室全体のプラズマが生成され
ることを考えると、この処理室全体のプラズマ密度分布
も再現性のあるものとなる。
【０００７】従って、処理室の壁面に反応生成物が付着
してマイクロ波のプラズマへの入射量が変化したり、エ
ッチング材料が変化してプラズマ中のガス組成が変化し
たりしてプラズマ密度が変化するのに対応して、マイク
ロ波電力や磁場を生成するソレノイドコイルへの電流等
を制御してＶppを一定に保つようにし、それにより微細
加工性を保ったままで処理の再現性が得られることにな
る。
してマイクロ波のプラズマへの入射量が変化したり、エ
ッチング材料が変化してプラズマ中のガス組成が変化し
たりしてプラズマ密度が変化するのに対応して、マイク
ロ波電力や磁場を生成するソレノイドコイルへの電流等
を制御してＶppを一定に保つようにし、それにより微細
加工性を保ったままで処理の再現性が得られることにな
る。
【０００８】
【実施例】本発明の一実施例を図１，２の有磁場型のマ
イクロ波プラズマ処理装置によって説明する。１はマグ
ネトロンであり、マイクロ波の発振源である。３〜６
は、導波管である。ここで、３は、矩形導波管、４は円
矩形導波管、５は円形導波管、６はテーパ管である。処
理室７は、例えば、純度の高いＡｌ等で作られており、
導波管の役目もしている。８は真空室である。９は放電
室７にマイクロ波を供給するための石英板である。１
０，１１はソレノイドコイルであり、処理室７内に磁場
を与える。１２は半導体素子基板（以下、ウェハと略）
１４を載置する試料台であり、バイアス用電源であるＲ
Ｆ電源１３が接続されている。１５は放電室７内にエッ
チングや成膜等の処理を行うガスを供給するガス供給系
である。１６は処理室７内及び真空室８内を減圧排気す
るための真空ポンプ系である。
イクロ波プラズマ処理装置によって説明する。１はマグ
ネトロンであり、マイクロ波の発振源である。３〜６
は、導波管である。ここで、３は、矩形導波管、４は円
矩形導波管、５は円形導波管、６はテーパ管である。処
理室７は、例えば、純度の高いＡｌ等で作られており、
導波管の役目もしている。８は真空室である。９は放電
室７にマイクロ波を供給するための石英板である。１
０，１１はソレノイドコイルであり、処理室７内に磁場
を与える。１２は半導体素子基板（以下、ウェハと略）
１４を載置する試料台であり、バイアス用電源であるＲ
Ｆ電源１３が接続されている。１５は放電室７内にエッ
チングや成膜等の処理を行うガスを供給するガス供給系
である。１６は処理室７内及び真空室８内を減圧排気す
るための真空ポンプ系である。
【０００９】尚、図１で、円形導波管５，テーパ管６，
石英板９，試料台１２の試料設置面は略同軸の中心軸を
有している。また、試料台１２の試料設置面でのウェハ
１４の設置は、例えば、機械的押付け力や静電吸着力等
を利用して実施される。さらに、試料台１２は、温度制
御手段（図示省略）を備え、該手段により試料台１２の
試料設置面に設置されたウェハ１４の温度は所定温度に
調節される。
石英板９，試料台１２の試料設置面は略同軸の中心軸を
有している。また、試料台１２の試料設置面でのウェハ
１４の設置は、例えば、機械的押付け力や静電吸着力等
を利用して実施される。さらに、試料台１２は、温度制
御手段（図示省略）を備え、該手段により試料台１２の
試料設置面に設置されたウェハ１４の温度は所定温度に
調節される。
【００１０】ここで、１３ａはＲＦ電圧検出器である。
１３ｂはコントローラであり、一般には装置全体を制御
しているコンピュータで、ＲＦ電圧検出器１３ａの出力
を入力して、マグネトロン１やソレノイドコイル１０，
１１の電力や電流を制御器１３ｃで制御できるようにな
っている。図２にコントローラ１３ｂと制御器１３ｃを
有する制御装置１３ｄの一例を示す。
１３ｂはコントローラであり、一般には装置全体を制御
しているコンピュータで、ＲＦ電圧検出器１３ａの出力
を入力して、マグネトロン１やソレノイドコイル１０，
１１の電力や電流を制御器１３ｃで制御できるようにな
っている。図２にコントローラ１３ｂと制御器１３ｃを
有する制御装置１３ｄの一例を示す。
【００１１】従って、処理室７の石英板９の壁面に反応
生成物が付着してマイクロ波のプラズマ中への入射量が
変化したりして処理室７のプラズマ密度が変化するとＶ
ppが目標値よりずれてくるので、これを検出し、マグネ
トロン１の電力を変化させてＶppを一定に保つことがで
きる。すなわち、このような制御により１枚のウエハ１
４の処理中あるいは連続処理中におけるプラズマ密度を
一定に保つことにより処理速度を一定に保つことがで
き、微細加工性を保ったままで処理の再現性を高めるこ
とができる。
生成物が付着してマイクロ波のプラズマ中への入射量が
変化したりして処理室７のプラズマ密度が変化するとＶ
ppが目標値よりずれてくるので、これを検出し、マグネ
トロン１の電力を変化させてＶppを一定に保つことがで
きる。すなわち、このような制御により１枚のウエハ１
４の処理中あるいは連続処理中におけるプラズマ密度を
一定に保つことにより処理速度を一定に保つことがで
き、微細加工性を保ったままで処理の再現性を高めるこ
とができる。
【００１２】また、いくつかの装置をデバイスの量産に
用いる場合、同一のレシピ設定でも得られるプラズマが
若干異なる場合がある。このような場合にも本発明の処
理方法を用いれば、目的にあったプラズマ密度に制御す
ることができるので、装置の初期チューニングが容易と
なるという効果も合わせ有している。
用いる場合、同一のレシピ設定でも得られるプラズマが
若干異なる場合がある。このような場合にも本発明の処
理方法を用いれば、目的にあったプラズマ密度に制御す
ることができるので、装置の初期チューニングが容易と
なるという効果も合わせ有している。
【００１３】本実施例において、ＲＦ電力の検出量とし
ては、図３に示すセルフバイアス電圧Ｖdc、実質的なイ
オン入射電圧に担当するＶm、あるいはこれらの電圧と
相関を持ち、よりプラズマ密度と関係するＶppのどれを
選んでも良い。
ては、図３に示すセルフバイアス電圧Ｖdc、実質的なイ
オン入射電圧に担当するＶm、あるいはこれらの電圧と
相関を持ち、よりプラズマ密度と関係するＶppのどれを
選んでも良い。
【００１４】図４はウエハを静電吸着して温度制御する
場合の試料台を示し、この場合、試料台１２′に静電吸
着膜１７を設けるためにＶdcやＶmの測定はできなくな
る。この場合はＶppの検出が有力である。
場合の試料台を示し、この場合、試料台１２′に静電吸
着膜１７を設けるためにＶdcやＶmの測定はできなくな
る。この場合はＶppの検出が有力である。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればウ
エハ処理中のプラズマ密度を処理特性の優れた適正値に
常に制御することができるので、微細加工性に優れた再
現性の高いプラズマ生成方法を提供することができる効
果がある。
エハ処理中のプラズマ密度を処理特性の優れた適正値に
常に制御することができるので、微細加工性に優れた再
現性の高いプラズマ生成方法を提供することができる効
果がある。
【図１】本発明を適用する有磁場型マイクロ波プラズマ
処理装置の構成図である。
処理装置の構成図である。
【図２】ＲＦ電圧を一定に保つ制御回路の一例を示す図
である。
である。
【図３】ＲＦの電位を示す図である。
【図４】本発明の他の実施例を示す試料台の構造図であ
る。
る。
１…マグネトロン、７…処理室、９…石英板、１０，１
１…ソレノイドコイル、１２，１２′…試料台、１３…
ＲＦ電源、１３ａ…ＲＦ電圧検出器、１３ｂ…コンピュ
ータ、１３ｃ…制御器、１３ｄ…制御装置、１４…ウエ
ハ、Ｖpp…ＲＦのピーク・ツー・ピーク電圧、Ｖdc…Ｒ
Ｆのセルフバイアス電圧、Ｖm…ＲＦのイオン入射相当
電圧。
１…ソレノイドコイル、１２，１２′…試料台、１３…
ＲＦ電源、１３ａ…ＲＦ電圧検出器、１３ｂ…コンピュ
ータ、１３ｃ…制御器、１３ｄ…制御装置、１４…ウエ
ハ、Ｖpp…ＲＦのピーク・ツー・ピーク電圧、Ｖdc…Ｒ
Ｆのセルフバイアス電圧、Ｖm…ＲＦのイオン入射相当
電圧。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加治 哲徳 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内
Claims (3)
- 【請求項１】マイクロ波を磁界中に導入してプラズマを
生成し、基板にＲＦバイアスを印加して基板を処理する
プラズマ生成方法において、ＲＦ電圧を一定に保つよう
にプラズマ操作因子を制御することを特徴とするプラズ
マ生成方法。 - 【請求項２】前記ＲＦ電圧がＲＦのピーク・ツー・ピー
ク電圧（Ｖpp）であることを特徴とする請求項１記載の
プラズマ生成方法。 - 【請求項３】前記プラズマ操作因子としてマイクロ波入
射量を制御することを特徴とする請求項１記載のプラズ
マ生成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04203435A JP3084944B2 (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | プラズマ生成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04203435A JP3084944B2 (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | プラズマ生成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0652996A true JPH0652996A (ja) | 1994-02-25 |
| JP3084944B2 JP3084944B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=16474051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04203435A Expired - Lifetime JP3084944B2 (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | プラズマ生成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3084944B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6815369B2 (en) | 2000-10-06 | 2004-11-09 | Kawasaki Microelectronics Inc. | Method for monitoring deposition reaction during processing the surface of a semiconductor substrate |
-
1992
- 1992-07-30 JP JP04203435A patent/JP3084944B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6815369B2 (en) | 2000-10-06 | 2004-11-09 | Kawasaki Microelectronics Inc. | Method for monitoring deposition reaction during processing the surface of a semiconductor substrate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3084944B2 (ja) | 2000-09-04 |
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Legal Events
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