JP7597463B2 - プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 - Google Patents
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Description
以下に、プラズマ処理システムの構成例について説明する。プラズマ処理システムは、容量結合型のプラズマ処理装置1及び制御部2を含む。プラズマ処理装置1は、真空排気可能なプラズマ処理チャンバ10、ガス供給部20、電源30及び排気システム40を含む。また、プラズマ処理装置1は、基板支持部11及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ10内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド13を含む。基板支持部11は、プラズマ処理チャンバ10内に配置される。シャワーヘッド13は、基板支持部11の上方に配置される。実施形態において、シャワーヘッド13は、プラズマ処理チャンバ10の天部(ceiling)の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ10の内部は、シャワーヘッド13、プラズマ処理チャンバ10の側壁10a及び基板支持部11により規定されたプラズマ処理空間10sを有する。プラズマ処理チャンバ10は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間10sに供給するための少なくとも1つのガス供給口13aと、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも1つのガス排出口10eとを有する。側壁10aは接地される。シャワーヘッド13及び基板支持部11は、プラズマ処理チャンバ10の筐体とは電気的に絶縁される。
図2は、従来のプラズマ処理方法の一例を示す図である。従来のプラズマ処理方法では、HF及びLFはパルス波である。HFパルスのDuty比は40%である。LFパルスのDuty比は25%である。図2の例では、HFとLFの位相は、HFをONする時間を基準として40%シフトされ、HFとLFのオン時間(供給時間、印加時間)は重ならない。HFをオフ(供給停止)するときにLFがオンされる。1サイクルのうちの40%はHFをオンし、25%はLFをオンし、35%はHF及びLFをオフし、合計100%となる。
実施形態に係るプラズマ処理方法について、図3及び図4を参照しながら説明する。図3は、実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示す図である。図4は、実施形態に係るプラズマ処理方法を説明するための図である。
(変形例1)
次に、HFパルスにインターバル期間を設けた変形例1について図5を参照して説明する。図5は、変形例1に係るプラズマ処理方法の一例を示す図である。変形例1では、8サイクル目~10サイクル目の間は、HFパルスがオフされ、HFパルスのインターバル期間となっている。また、変形例1では、LFパルスにインターバル期間は設けられていない。
次に、HFパルス及びLFパルスにインターバル期間を設けた変形例2について、図6を参照して説明する。図6は、変形例2に係るプラズマ処理方法の一例を示す図である。
次に、HFパルス及びLFパルスにインターバル期間を設けた変形例3について、図7を参照して説明する。図7は、変形例3に係るプラズマ処理方法を説明するための図である。変形例3では、変形例2に対してLFが-20%シフトしている点が異なり、他の構成は同じである。
次に、HFパルス及びLFパルスにインターバル期間を設けた変形例4について、図8を参照して説明する。図8は、変形例4に係るプラズマ処理方法を説明するための図である。図6の変形例2では、HFパルスのインターバル期間がLFパルスのインターバル期間よりも長いのに対して、変形例4では、HFパルスのインターバル期間がLFパルスのインターバル期間よりも短い点が異なる。
HFパルスのパルス周波数を示すパルス周波数F1は、1KHz以上かつ20KHz以下に設定されてもよい。
2 制御部
2a コンピュータ
2a1 処理部
2a2 記憶部
2a3 通信インターフェース
10 プラズマ処理チャンバ
11 基板支持部
13 シャワーヘッド
21 ガスソース
20 ガス供給部
30 電源
31 RF電源
31a 第1のRF生成部
31b 第2のRF生成部
32a 第1のDC生成部
32b 第2のDC生成部
40 排気システム
100 シリコン基板
101 エッチング対象膜
102 マスク
111 本体部
112 リングアセンブリ
Claims (13)
- 真空排気可能な処理容器と、
前記処理容器内に配置され、被処理基板を支持する第1電極と、
前記第1電極に対向して設けられた第2電極又はアンテナと、
前記第1電極、前記第2電極又は前記アンテナに接続され、前記第1電極、前記第2電極又は前記アンテナにプラズマ生成用の連続する複数の第1の高周波電力パルスを供給する第1の高周波電力供給部と、
前記第1電極に接続され、前記第1電極に前記第1の高周波電力パルスと同期し、バイアス用の連続する複数の第2の高周波電力パルスを供給する第2の高周波電力供給部と、
前記第1の高周波電力供給部及び前記第2の高周波電力供給部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記被処理基板が有するエッチング対象膜に対するエッチング工程において、
前記第1の高周波電力パルス又は前記第2の高周波電力パルスのいずれか一方にインターバル期間を設け、かつ、前記第1の高周波電力パルス又は前記第2の高周波電力パルスの他方には前記インターバル期間を設けず、
前記第1の高周波電力パルスの第1パルス周波数及び前記第2の高周波電力パルスの第2パルス周波数を前記インターバル期間の繰り返し周波数の5倍以上に設定し、
前記第1の高周波電力パルス及び前記第2の高周波電力パルスのDuty比を90%以下で出力し、
前記第1の高周波電力パルス及び前記第2の高周波電力パルスの出力に応じて、前記処理容器内に供給された処理ガスから生成されるプラズマにより前記被処理基板を処理するように制御する、
プラズマ処理装置。 - 前記インターバル期間のDuty比は、10%以上かつ90%以下である、
請求項1に記載のプラズマ処理装置。 - 前記インターバル期間のDuty比は、60%以上かつ80%以下である、
請求項2に記載のプラズマ処理装置。 - 真空排気可能な処理容器と、
前記処理容器内に配置され、被処理基板を支持する第1電極と、
前記第1電極に対向して設けられた第2電極又はアンテナと、
前記第1電極、前記第2電極又は前記アンテナに接続され、前記第1電極、前記第2電極又は前記アンテナにプラズマ生成用の連続する複数の第1の高周波電力パルスを供給する第1の高周波電力供給部と、
前記第1電極に接続され、前記第1電極に前記第1の高周波電力パルスと同期し、バイアス用の連続する複数の第2の高周波電力パルスを供給する第2の高周波電力供給部と、
前記第1の高周波電力供給部及び前記第2の高周波電力供給部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記被処理基板が有するエッチング対象膜に対するエッチング工程において、
前記第1の高周波電力パルスに第1のインターバル期間を設け、かつ、前記第2の高周波電力パルスに前記第1のインターバル期間と異なる第2のインターバル期間を設け、
前記第1の高周波電力パルスの第1パルス周波数及び前記第2の高周波電力パルスの第2パルス周波数を前記第1のインターバル期間及び前記第2のインターバル期間の繰り返し周波数の5倍以上に設定し、
前記第1の高周波電力パルス及び前記第2の高周波電力パルスのDuty比を90%以下で出力し、
前記第1の高周波電力パルス及び前記第2の高周波電力パルスの出力に応じて、前記処理容器内に供給された処理ガスから生成されるプラズマにより前記被処理基板を処理するように制御する、
プラズマ処理装置。 - 前記第1のインターバル期間及び前記第2のインターバル期間のそれぞれのDuty比は、10%以上かつ90%以下である、
請求項4に記載のプラズマ処理装置。 - 前記第1のインターバル期間及び前記第2のインターバル期間のそれぞれのDuty比は、60%以上かつ80%以下である、
請求項5に記載のプラズマ処理装置。 - 前記第1パルス周波数及び前記第2パルス周波数は前記繰り返し周波数の10倍以上である、
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。 - 前記第1の高周波電力パルス及び前記第2の高周波電力パルスのDuty比は、10%以上かつ90%以下である、
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。 - 前記繰り返し周波数は、0.1KHz以上かつ1KHz以下である、
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。 - 前記第1パルス周波数及び前記第2パルス周波数は、1KHz以上かつ20KHz以下である、
請求項1から請求項9のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。 - 前記第1の高周波電力パルスと前記第2の高周波電力パルスとは位相差を有する、
請求項1から請求項10のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。 - 真空排気可能な処理容器と、
前記処理容器内に配置され、被処理基板を支持する第1電極と、
前記第1電極に対向して設けられた第2電極又はアンテナと、
前記第1電極、前記第2電極又は前記アンテナに接続され、前記第1電極、前記第2電極又は前記アンテナにプラズマ生成用の連続する複数の第1の高周波電力パルスを供給する第1の高周波電力供給部と、
前記第1電極に接続され、前記第1電極に前記第1の高周波電力パルスと同期し、バイアス用の連続する複数の第2の高周波電力パルスを供給する第2の高周波電力供給部と、
を備えるプラズマ処理装置において実行するプラズマ処理方法であって、
前記被処理基板が有するエッチング対象膜に対するエッチング工程において、
前記第1の高周波電力パルス又は前記第2の高周波電力パルスのいずれか一方にインターバル期間を設け、かつ、前記第1の高周波電力パルス又は前記第2の高周波電力パルスの他方には前記インターバル期間を設けず、
前記第1の高周波電力パルスの第1パルス周波数及び前記第2の高周波電力パルスの第2パルス周波数を前記インターバル期間の繰り返し周波数の5倍以上に設定し、
前記第1の高周波電力パルス及び前記第2の高周波電力パルスのDuty比を90%以下で出力し、
前記第1の高周波電力パルス及び前記第2の高周波電力パルスの出力に応じて、前記処理容器内に供給された処理ガスから生成されるプラズマにより前記被処理基板を処理する、
プラズマ処理方法。 - 真空排気可能な処理容器と、
前記処理容器内に配置され、被処理基板を支持する第1電極と、
前記第1電極に対向して設けられた第2電極又はアンテナと、
前記第1電極、前記第2電極又は前記アンテナに接続され、前記第1電極、前記第2電極又は前記アンテナにプラズマ生成用の連続する複数の第1の高周波電力パルスを供給する第1の高周波電力供給部と、
前記第1電極に接続され、前記第1電極に前記第1の高周波電力パルスと同期し、バイアス用の連続する複数の第2の高周波電力パルスを供給する第2の高周波電力供給部と、
を備えるプラズマ処理装置において実行するプラズマ処理方法であって、
前記被処理基板が有するエッチング対象膜に対するエッチング工程において、
前記第1の高周波電力パルスに第1のインターバル期間を設け、かつ、前記第2の高周波電力パルスに前記第1のインターバル期間と異なる第2のインターバル期間を設け、
前記第1の高周波電力パルスの第1パルス周波数及び前記第2の高周波電力パルスの第2パルス周波数を前記第1のインターバル期間及び前記第2のインターバル期間の繰り返し周波数の5倍以上に設定し、
前記第1の高周波電力パルス及び前記第2の高周波電力パルスのDuty比を90%以下で出力し、
前記第1の高周波電力パルス及び前記第2の高周波電力パルスの出力に応じて、前記処理容器内に供給された処理ガスから生成されるプラズマにより前記被処理基板を処理する、
プラズマ処理方法。
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| JP2020004710A (ja) | 2018-06-22 | 2020-01-09 | 東京エレクトロン株式会社 | 制御方法及びプラズマ処理装置 |
| US20200168437A1 (en) | 2018-07-27 | 2020-05-28 | Eagle Harbor Technologies, Inc. | Precise plasma control system |
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