JPH0570930B2 - - Google Patents
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- JPH0570930B2 JPH0570930B2 JP58194311A JP19431183A JPH0570930B2 JP H0570930 B2 JPH0570930 B2 JP H0570930B2 JP 58194311 A JP58194311 A JP 58194311A JP 19431183 A JP19431183 A JP 19431183A JP H0570930 B2 JPH0570930 B2 JP H0570930B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、半導体装置の製造に好適なプラズマ
処理方法、およびその装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a plasma processing method and apparatus suitable for manufacturing semiconductor devices.
プラズマ処理は真空に排気した処理室に、処理
ガスを導入し、処理室内に設けた平行平板電極に
高周波電圧を印加してプラズマを発生させ、処理
を行うものである。処理内容としてはプラズマに
より発生した処理用ガスのイオンやラジカルによ
り、レジストで形成したパターン通りに膜をエツ
チングするドライエツチング、プラズマにより処
理ガスを分解し膜を形成するプラズマCVD、プ
ラズマにより処理ガスの重合反応を起し、膜の形
成を行うプラズマ重合などである。
Plasma processing involves introducing a processing gas into a vacuum-evacuated processing chamber, applying a high frequency voltage to parallel plate electrodes provided in the processing chamber to generate plasma, and performing processing. The processing includes dry etching, which uses ions and radicals from the processing gas generated by plasma to etch the film according to the pattern formed in the resist, plasma CVD, which uses plasma to decompose the processing gas and form a film, and plasma CVD, which uses plasma to decompose the processing gas and form a film. This includes plasma polymerization, which causes a polymerization reaction to form a film.
近年これらプラズマ処理が半導体装置の高集積
化や太陽電池の低コスト化に伴い急速に生産に用
いられるようになつてきた。そこで生産歩留の向
上を図るため、より高度な処理特性が求められて
いる。例えばドライエツチングでは生産性を高め
るためにエツチングレートを上げること、歩留り
の向上を図るために目的とする膜と、下地材との
エツチングレート比、すなわち選択比を大きくす
ることや微細なパターンが高精度でエツチングで
きることが要求されている。 In recent years, these plasma treatments have rapidly come to be used in production as semiconductor devices become more highly integrated and solar cells become less expensive. Therefore, in order to improve production yield, more advanced processing characteristics are required. For example, in dry etching, it is necessary to increase the etching rate to increase productivity, to increase the etching rate ratio between the target film and the underlying material, that is, to increase the etching selectivity, and to increase the etching rate of fine patterns. It is required to be able to perform etching with precision.
プラズマ処理では従来、エツチングや成膜の特
性コントロールをガスの種類、ガス圧力、ガス流
量、高周波電力のコントロール等により行つてき
た。 Conventionally, in plasma processing, the characteristics of etching and film formation have been controlled by controlling the type of gas, gas pressure, gas flow rate, high frequency power, etc.
しかしながら従来のコントロール要因では、ド
ライエツチングを例にとつてみると次のような問
題があり、十分な特性を得ることができなかつ
た。 However, with conventional control factors, taking dry etching as an example, there are the following problems, and sufficient characteristics cannot be obtained.
第1にガス圧力を高くすると選択比はよくなる
が、エツチング精度は悪くなるという問題点があ
つた。 First, there was a problem in that increasing the gas pressure improved the selectivity, but the etching accuracy deteriorated.
第2に高周波電力を高するとエツチングレート
は高くなるが選択比が悪くなるという問題点があ
つた。 Second, there was a problem in that when the high frequency power was increased, the etching rate increased, but the selection ratio deteriorated.
本発明の目的は従来技術の問題点に鑑み、成膜
速度と膜質やエツチングレート、選択比とエツチ
ング精度など相反するプラズマ処理特性を共に向
上させるプラズマ処理方法およびその装置を提供
することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the problems of the prior art, it is an object of the present invention to provide a plasma processing method and an apparatus for the same, which improve both contradictory plasma processing characteristics such as film formation rate, film quality, etching rate, selectivity and etching accuracy.
本発明は、プラズマ処理室内に処理用ガスを導
入して放電プラズマを発生させ、高周波電圧を周
期的に変調させてイオンエネルギー分布又は電子
温度分布を制御してプラズマ処理できるようにし
たのもである。
In the present invention, a processing gas is introduced into a plasma processing chamber to generate discharge plasma, and a high frequency voltage is periodically modulated to control the ion energy distribution or electron temperature distribution to perform plasma processing. be.
本発明による実施例として、以下にいくつかの
プラズマ処理方法および装置について説明する。
As examples according to the present invention, several plasma processing methods and apparatuses will be described below.
従来の平行平板電極に5〜20MHz程度
(13.56MHz)の高周波電圧を印加するドライエツ
チング方法では、イオンエネルギ分布および、電
子温度分布はガス圧力、高周波電力で決る分布と
なる。したがつてアルミ膜などをエツチングする
場合、アルミ自身のエツチングには高いエネルギ
のイオンは不用であり、下地材である酸化膜やシ
リコン膜のエツチングにはイオンのエネルギが必
要である。したがつてイオンエネルギを小さい条
件にすると選択比を向上させることができる。 In the conventional dry etching method in which a high frequency voltage of approximately 5 to 20 MHz (13.56 MHz) is applied to parallel plate electrodes, the ion energy distribution and electron temperature distribution are determined by gas pressure and high frequency power. Therefore, when etching an aluminum film or the like, high-energy ions are not necessary for etching the aluminum itself, but ion energy is required for etching the underlying oxide film or silicon film. Therefore, the selection ratio can be improved by reducing the ion energy.
しかしアルミ表面の酸化膜除去、および高精度
エツチングのためには、レジスト面をイオンでた
たき出てきたガスによるサイドエツチング防止用
のサイドウオール形成が必要であり、高いエネル
ギのイオンが不可欠である。 However, in order to remove the oxide film on the aluminum surface and perform high-precision etching, it is necessary to form a sidewall to prevent side etching by the gas released by striking the resist surface with ions, and high-energy ions are essential.
そこで従来方法によるイオンエネルギー分布を
第1図に模式的に示す。 Therefore, the ion energy distribution according to the conventional method is schematically shown in FIG.
A部のイオンエネルギは不可欠であるため、下
地材をエツチングするB部のイオンが存在し、選
択比を十分大きくすることができない。 Since the ion energy of part A is essential, there are ions of part B that etch the underlying material, making it impossible to make the selection ratio sufficiently large.
そこで第2図に示す従来の高周波印加電圧に対
し本発明による第3図に示すAM変調した高周波
電圧印加によるエツチング方法について説明す
る。 Therefore, an etching method by applying an AM modulated high frequency voltage shown in FIG. 3 according to the present invention in contrast to the conventional high frequency applied voltage shown in FIG. 2 will be explained.
従来の処理条件に比べガス圧を高く設定する。 Gas pressure is set higher than conventional processing conditions.
t1の部分では従来のV1より低いV2の高周波電
圧を印加する。この時ガス圧が高いために、t1の
部分では入射するイオンエネルギは低くなるが放
電電流は増加する。このため、電極からプラズマ
に流れる電子のエネルギは低下するが数が増加
し、エツチングに寄与するラジカルの生成が増加
する。 In the t1 portion, a high frequency voltage of V2 , which is lower than the conventional V1 , is applied. At this time, since the gas pressure is high, the incident ion energy decreases in the t 1 portion, but the discharge current increases. Therefore, the energy of electrons flowing from the electrode to the plasma decreases, but the number increases, and the generation of radicals contributing to etching increases.
t2の部分では高い圧力下でもV1より高いV3の
高周波電圧を印加するようにする。そのため酸化
膜除去やサイドウオール形成に十分なイオンエネ
ルギを得ることがきる。この時のイオンエネルギ
分布を第4図に模式的に示す。 In the t 2 part, a high frequency voltage of V 3 higher than V 1 is applied even under high pressure. Therefore, sufficient ion energy can be obtained for removing the oxide film and forming the sidewall. The ion energy distribution at this time is schematically shown in FIG.
t1部分の放電ではDに示すような低エネルギの
イオンやラジカルの量が増加するため、エツチン
グレートを高めることができる。 During the discharge in the t1 portion, the amount of low-energy ions and radicals as shown in D increases, so that the etching rate can be increased.
t2部分の放電ではCに示す高エネルギのイオン
が生成され、そのイオン量とエネルギはt1とt2の
時間比率と印加電圧V3によりコントロールでき
る。 In the discharge during the t 2 portion, high-energy ions shown in C are generated, and the amount and energy of the ions can be controlled by the time ratio between t 1 and t 2 and the applied voltage V 3 .
そのためC部分は必要最少限のイエンエネルギ
とイオン量にコントロールでき、下地のエツチン
グ速度を最少限にすることができる。 Therefore, the C portion can be controlled to the minimum necessary yen energy and ion amount, and the etching rate of the underlying layer can be minimized.
以上AM変調をかけた場合について説明したが
第5図に示すFM変調でも同様の効果を得ること
ができる。t4部分ではt3部分の13.56MHzに対し
1MHzと周波数を低くしすることにより放電電圧
が高くなり、入射イオンエネルギが高くなる。 Although the case where AM modulation is applied has been described above, the same effect can be obtained with FM modulation shown in FIG. In the t 4 part, compared to 13.56MHz in the t 3 part
By lowering the frequency to 1MHz, the discharge voltage becomes higher and the incident ion energy becomes higher.
本発明の第3図の変調方法によるエツチング特
性と、従来のエツチング特性を第6図に示す。 FIG. 6 shows the etching characteristics according to the modulation method of FIG. 3 of the present invention and the conventional etching characteristics.
次にもう一つのエツチング例として半導体ウエ
ハのシリコン酸化膜をエツチングする場合につい
て説明する。シリコン酸化膜の下にはシリコン面
があり、酸化膜のエツチングが完了した後、シリ
コン面のエツチングが進まないようシリコン酸化
膜のエツチング速度とシリコンのエツチング速度
の差ができるだけ大きい方がよい。この時シリコ
ンは酸化膜に比べ低いイオンエネルギーでエツチ
ングされるため、酸化膜とシリコンの選択比を大
きくするにはイオンエネルギの分布が、酸化膜の
エツチングに必要なレベルより高くなければなら
ない。このイオンエネルギを高くするためにはガ
ス圧力を低くするか、高周波電力を大きくしなけ
ればならない。 Next, as another example of etching, a case where a silicon oxide film of a semiconductor wafer is etched will be described. There is a silicon surface under the silicon oxide film, and the difference between the etching speed of the silicon oxide film and the etching speed of silicon should be as large as possible so that the etching of the silicon surface does not proceed after etching of the oxide film is completed. At this time, silicon is etched with lower ion energy than the oxide film, so in order to increase the selectivity between the oxide film and silicon, the ion energy distribution must be higher than the level required for etching the oxide film. In order to increase this ion energy, it is necessary to lower the gas pressure or increase the high frequency power.
しかしガス圧力の低い条件ではイオンエネルギ
ーは高くなるがイオン化率が低下し、エツチング
速度が低くなる。また高周波電力を大きくする条
件ではイオンエネルギーの増加に伴い、発生する
熱量も増加し、ウエハの温度も高くなる。 However, under conditions of low gas pressure, although the ion energy increases, the ionization rate decreases and the etching rate decreases. Furthermore, under conditions where the high frequency power is increased, the amount of heat generated increases as the ion energy increases, and the temperature of the wafer also increases.
半導体製品を作るウエハはウエハ面上にパター
ンを形成するため、エツチング前にレジストのパ
ターンが形成されている。このレジストはウエハ
温度が約120℃を越えると軟化し、パターン形状
がくずれ、高精度なエツチングができなくなり、
場合によつてはレジストが変質し、エツチング後
完全に除去することができない、などの問題を生
じる。 In order to form a pattern on the wafer surface of a wafer used to make semiconductor products, a resist pattern is formed before etching. This resist softens when the wafer temperature exceeds approximately 120°C, distorting the pattern shape, and making it impossible to perform high-precision etching.
In some cases, the resist deteriorates and cannot be completely removed after etching, resulting in problems.
本発明では第7図に示すように従来より高い高
周波電圧V4をt5秒間印加した後、t6秒間は印加電
圧を小さくするという周期的に変調した高周波電
圧を印加する。この印加された高周波電力はt5、
t6の部分を平均化すると従来の高周波電力と同じ
にしている。 In the present invention, as shown in FIG. 7, a high frequency voltage V 4 higher than the conventional voltage is applied for t 5 seconds, and then the applied voltage is reduced for t 6 seconds, thereby applying a periodically modulated high frequency voltage. This applied high frequency power is t 5 ,
When the t 6 part is averaged, it becomes the same as the conventional high frequency power.
さきほど述べたようにSiO2のエツチングでは
Siなどに比べ高いエネルギーのイオンが必要であ
り、エツチング速度、選択比を大きくするために
は、イオンエネルギーがSiO2エツチングに必要
なレベルより高い方に分布していなければならな
い。 As mentioned earlier, etching of SiO 2
It requires ions with higher energy than Si, etc., and in order to increase the etching rate and selectivity, the ion energy must be distributed higher than the level required for SiO 2 etching.
しかるに本発明による放電ではt5の部分ではV4
を大きくし、ウエハに高いエネルギーのイオンが
入射し、t6の部分ではSiをエツチングするエネル
ギーもない低い電力で放電する。 However, in the discharge according to the present invention, V 4 at t 5
is increased, high-energy ions are incident on the wafer, and at t 6 the discharge is performed at a low power that does not have enough energy to etch the Si.
以上より供給される高周波電力は従来と同等で
あるため、ウエハの表面に形成されたレジストが
軟化することもなく、イオンエネルギーの分布だ
けを高くし、エツチングレートを2.5倍に選択比
を1.8倍にすることができた。 Since the high-frequency power supplied is the same as conventional ones, the resist formed on the wafer surface does not soften, and only the ion energy distribution is increased, increasing the etching rate by 2.5 times and the selectivity by 1.8 times. I was able to do it.
以上エツチング方法について述べたが、プラズ
マ重合やプラズマCVDでも同様の効果を得るこ
とができる。生成した膜の特性はプラズマ内の電
子温度や、入射イオンエネルギー、シース付近に
生成されるイオンやラジカルに関係する。 Although the etching method has been described above, similar effects can be obtained by plasma polymerization or plasma CVD. The properties of the produced film are related to the electron temperature within the plasma, the incident ion energy, and the ions and radicals produced near the sheath.
また電子温度をはじめこれらイオンやラジカル
はさきにエツチングで説明した変調を行うことに
より、分布、イオンやラジカルの種類、比率をコ
ントロールできる。したがつてよりよい膜特性を
得る条件が明らかになれば、それに合せて本発明
による方法で放電プラズマをコントロールし、処
理特性を向上させることができることは明らかで
ある。 In addition, by modulating the electron temperature and these ions and radicals as explained earlier in the etching process, the distribution, types, and ratios of ions and radicals can be controlled. Therefore, it is clear that once conditions for obtaining better film characteristics are clarified, discharge plasma can be controlled using the method of the present invention to improve processing characteristics.
なお以上の実施例では高周波印加電圧の周波数
として13.56MHzを使用しているが、基本的には
放電を発生させ、持続させる周波数であればよ
い。 In the above embodiments, 13.56 MHz is used as the frequency of the high-frequency applied voltage, but basically any frequency that generates and sustains discharge may be used.
変調周波数は現在のプラズマ処理時間1分〜数
十分に対し十分小さな値、すなわち任意の時間で
プラズマ処理を停止しても処理条件に差が生じな
い程度であればよい。以上より高周波印加電圧の
周波数は102Hz以上、変調周波数はそれより一桁
小さい10Hz以上の周波数であればよい。 The modulation frequency may be a sufficiently small value for the current plasma processing time of 1 minute to several tens of minutes, that is, to the extent that no difference occurs in the processing conditions even if the plasma processing is stopped at an arbitrary time. From the above, it is sufficient that the frequency of the high-frequency applied voltage is 10 2 Hz or more, and the modulation frequency is one order of magnitude smaller than that, 10 Hz or more.
また本実施例では平行平板電極によるエツチン
グやCVD、プラズマ重合について説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、外部容
量形およびインダクタンス形電極によるプラズマ
処理、マイクロ波や電子サイクロトロン共鳴によ
るプラズマ発生を用いたプラズマ処理にも応用で
きることは明らかである。これらの放電は処理室
内に電極はないが印加する高周波やマイクロ波に
変調をかけることによりプラズマ内の電子温度分
布や発生するイオン、ラジカルの種類や量をコン
トロールでき、プラズマ処理特性をコントロール
できる。 In addition, in this example, etching using parallel plate electrodes, CVD, and plasma polymerization were explained.
It is clear that the present invention is not limited to this, but can also be applied to plasma processing using external capacitance type and inductance type electrodes, and plasma generation using microwaves or electron cyclotron resonance. These discharges do not have electrodes in the processing chamber, but by modulating the applied high frequency or microwave, it is possible to control the electron temperature distribution within the plasma and the types and amounts of generated ions and radicals, making it possible to control plasma processing characteristics.
さらに本実施例では矩形波による変調を行つて
いるが、変調波形はこれに限定されるものでない
ことは明らかである。つまりイオンエネルギ分布
電子温度分布、イオン、ラジカルの量、種類の最
適分布や比率が明らかな場合、変調波はそれに対
応する形で決るものである。 Furthermore, although modulation is performed using a rectangular wave in this embodiment, it is clear that the modulation waveform is not limited to this. In other words, when the optimal distribution and ratio of ion energy distribution, electron temperature distribution, amount and type of ions and radicals are known, the modulated wave is determined in a manner corresponding to them.
次に今まで述べたプラズマ処理方法を実現する
プラズマ処理装置の実施例について示す。 Next, an embodiment of a plasma processing apparatus that implements the plasma processing method described so far will be described.
第8図は先に述べたアルミ膜やシリコン酸化膜
をAM変調放電でエツチングするのに用いるカソ
ードカツプリング形のプラズマ処理装置である。 FIG. 8 shows a cathode coupling type plasma processing apparatus used for etching the aluminum film and silicon oxide film mentioned above by AM modulated discharge.
処理室10には処理用ガス供給口11、排気口
12が設けてある。また処理室内には接地された
アース電極13と高周波電極14があり、高周波
電極は絶縁プツシユ15を介して処理室に固定
し、周囲には処理室内壁との放電を防止するシー
ルドケース16が設けてある。また高周波電極1
4にはマツチングボツクス18を介して高周波パ
ワーアンプ19が接続してある。13.56MHzの標
準信号発生器21の信号は、変調信号発生器22
からの信号に従い、AM変調器20でAM変調さ
れ、高周波パワーアンプ19に供給される。 The processing chamber 10 is provided with a processing gas supply port 11 and an exhaust port 12 . Furthermore, there are a grounded earth electrode 13 and a high-frequency electrode 14 inside the processing chamber, and the high-frequency electrode is fixed to the processing chamber via an insulating pusher 15, and a shield case 16 is provided around the processing chamber to prevent electrical discharge with the inner wall of the processing chamber. There is. Also, high frequency electrode 1
4 is connected to a high frequency power amplifier 19 via a matching box 18. The signal from the 13.56MHz standard signal generator 21 is transmitted to the modulation signal generator 22.
According to the signal from , the AM modulator 20 performs AM modulation and supplies the signal to the high frequency power amplifier 19 .
変調信号発生器22は周期、振幅を変えた矩形
波や正弦波など任意の波形を発生することができ
る。 The modulation signal generator 22 can generate arbitrary waveforms such as rectangular waves and sine waves with different periods and amplitudes.
変調信号発生器22でプラズマ処理対象に合せ
た第3図や第7図に示す波形に変調する変調信号
を発生し、13.56MHzの標準信号発生器21の信
号を変調して高周波パワーアンプ19に入力す
る。 The modulation signal generator 22 generates a modulation signal that modulates the waveform shown in FIG. 3 or FIG. input.
高周波パワーアンプ19からは第3図や第7図
に示すような波形が出力され、マツチングポツク
ス18を通つて高周波電極14に印加される。
AM変調の場合、周波数は同じであるため、
13.56MHz用のマツチングボツクスでマツチング
を取ることができる。 The high frequency power amplifier 19 outputs waveforms as shown in FIGS. 3 and 7, and is applied to the high frequency electrode 14 through the matching box 18.
For AM modulation, the frequencies are the same, so
Matching can be performed using a matching box for 13.56MHz.
以上によりプラズマ処理方法で述べた放電プラ
ズマを発生し、プラズマ処理を行うことができ
る。 As described above, the discharge plasma described in the plasma processing method can be generated and plasma processing can be performed.
プラズマエツチングやプラズマCVDなどに用
いるアノードカツプリング形のプラズマ処理装置
は本実施例のアース電極13と高周波電極14の
位置を交換することで実現できる。 An anode coupling type plasma processing apparatus used for plasma etching, plasma CVD, etc. can be realized by exchanging the positions of the ground electrode 13 and the high frequency electrode 14 of this embodiment.
第9図にFM変調方式によるアノードカツプリ
ング電極のプラズマ処理装置を示す。 Figure 9 shows a plasma processing apparatus for anode coupling electrodes using the FM modulation method.
処理室25には処理用ガス供給口26、排気口
27があり、上部には絶縁ブツシユ30、シール
ドケース31を設けた高周波電極28があり、下
部にはアース電極29がある。 The processing chamber 25 has a processing gas supply port 26 and an exhaust port 27, a high frequency electrode 28 provided with an insulating bush 30 and a shield case 31 at the top, and a ground electrode 29 at the bottom.
ウエハ32はアース電極29に載せ、高周波電
極28には並列に設けられた13.56MHz用マツチ
ングボツクス33と1MHz用マツチングボツクス
34を介して高周波パワーアンプ35に接続して
ある。 The wafer 32 is placed on a ground electrode 29, and the high frequency electrode 28 is connected to a high frequency power amplifier 35 via a 13.56 MHz matching box 33 and a 1 MHz matching box 34 provided in parallel.
13.56MHzの標準信号発生器37の信号は変調
信号発生器38からの信号に従い、FM変調器3
6で13.56MHzの部分と、1MHzの部分に変調され
る。 The signal from the 13.56MHz standard signal generator 37 follows the signal from the modulation signal generator 38, and the signal is sent to the FM modulator 3.
6, it is modulated into a 13.56MHz part and a 1MHz part.
13.56MHzと1MHzの比率は変調信号により任意
に設定できる。変調された信号は、高周波パワー
アンプ35により増幅され、13.56MHzの周波数
部分は13.56MHz用マツチングボツクス33を通
り、1MHzの部分は1MHz用マツチングボツクス3
4を通つて高周波電極28に伝達される。これに
より電極間に変調された高周波の放電が発生し、
プラズマ処理を行うことができる。 The ratio between 13.56MHz and 1MHz can be set arbitrarily by the modulation signal. The modulated signal is amplified by the high frequency power amplifier 35, the 13.56MHz frequency part passes through the 13.56MHz matching box 33, and the 1MHz part passes through the 1MHz matching box 3.
4 and is transmitted to the high frequency electrode 28. This generates a modulated high-frequency discharge between the electrodes,
Plasma treatment can be performed.
上記実施例では変調信号の発生を変調器で行つ
ているがこれに限定されるものではなく第10図
に示す実施例で行うこともできる。 In the above embodiment, the modulation signal is generated by a modulator, but the present invention is not limited to this, and the embodiment shown in FIG. 10 can also be used.
標準信号発生器40の信号をそれぞれ異なる分
周器41に入れ、各分周器からの出力はアツテネ
ータ42により個別に変えられるようになつてい
る。 The signals from the standard signal generator 40 are input to different frequency dividers 41, and the output from each frequency divider can be changed individually by an attenuator 42.
各アツテネータからの出力は加算器43で加算
される。この装置では分周器41の数にもよるが
アツテネータ42をそれぞれ設定することにより
変調波形と同等の信号を得ることができる。 The outputs from each attenuator are added by an adder 43. In this device, although it depends on the number of frequency dividers 41, a signal equivalent to the modulation waveform can be obtained by setting each attenuator 42.
第11図に電子サイクロトロン共鳴方式のプラ
ズマ処理装置の実施例を示す。 FIG. 11 shows an embodiment of an electron cyclotron resonance type plasma processing apparatus.
2.45GHzの標準信号発生器44の信号は変調信
号発生器46の信号に従いAM変調器45で変調
されパワーアンプ47で増幅されて導波管48に
入る。 The signal from the 2.45 GHz standard signal generator 44 is modulated by the AM modulator 45 according to the signal from the modulation signal generator 46, amplified by the power amplifier 47, and enters the waveguide 48.
変調されたマイクロ波は導波管48に導びか
れ、石英製の処理室50に入る。この処理室50
の周囲には磁場を発生させるコイル49と51が
設けられており、磁場とマイクロ波による電子の
共鳴でプラズマが発生する。この時の電子のエネ
ルギは入力マイクロ波の強度に関係するため、変
調により電子温度分布が制御でき、それに伴い発
生するイオンラジカルの種類、量をコントロール
できる。 The modulated microwave is guided into a waveguide 48 and enters a processing chamber 50 made of quartz. This processing chamber 50
Coils 49 and 51 that generate a magnetic field are provided around the , and plasma is generated by the resonance of electrons caused by the magnetic field and microwaves. Since the energy of the electrons at this time is related to the intensity of the input microwave, the electron temperature distribution can be controlled by modulation, and the type and amount of ion radicals generated accordingly can be controlled.
したがつて電子サイクロトロン共鳴方式のエツ
チング装置やCVD装置のエツチング特性や膜質
をコントロールすることができる。 Therefore, the etching characteristics and film quality of electron cyclotron resonance type etching equipment and CVD equipment can be controlled.
なお54は処理用ガス導入管、55は排気管、
52はステージ、53は基板である。 Note that 54 is a processing gas introduction pipe, 55 is an exhaust pipe,
52 is a stage, and 53 is a substrate.
以上プラズマ処理方法、およびプラズマ処理装
置の実施例について述べたが、これからも明らか
なように本発明はプラズマを応用するすべての処
理方法、処理装置に適用できることは本実施例の
説明から容易に類推できるものである。 The embodiments of the plasma processing method and plasma processing apparatus have been described above, but as will be clear from the description of this embodiment, it can be easily inferred from the description of this embodiment that the present invention can be applied to all processing methods and processing apparatuses that apply plasma. It is possible.
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、プラズマ
中の電子温度分布、イオン、ラジカルの種類と
量、イオンエネルギ分布をコントロールすること
ができ、プラズマ処理の性能、すなわち、エツチ
ング処理におけるエツチングレート、選択比、エ
ツチング精度、成膜における成膜速度、膜質を向
上させる効果がある。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, it is possible to control the electron temperature distribution, the types and amounts of ions and radicals, and the ion energy distribution in plasma, thereby improving the performance of plasma processing, that is, etching processing. This has the effect of improving the etching rate, selectivity, etching accuracy, film formation speed, and film quality in the process.
第1図は従来の平行平板プラズマ処理における
イオンエネルギ分布を示す図、第2図は従来のプ
ラズマ処理における印加電圧を示す図、第3図は
本発明によるAM変調による印加電圧の実施例を
示す図、第4図は第3図に示す印加電圧の場合の
イオンエネルギ分布を示す図、第5図は本発明に
よるFM変調による印加電圧の一実施例を示す
図、第6図は本発明によるエツチング特性と従来
のエツチング特性の比較図、第7図は本発明によ
るシリコン酸化膜エツチング時の一実施例を示す
図、第8図は本発明によるAM変調方式装置の一
実施例を示す図、第9図は本発明によるFM変調
装置の一実施例を示す図、第10図は変調波発生
の一実施例を示す図、第11図は電子サイクロト
ロン共鳴式プラズマ処理装置に適用した実施例を
示す図である。
10……処理室、14……高周波電極、19…
…高周波パワーアンプ、20……AM変調器、3
6……FM変調器。
Fig. 1 shows the ion energy distribution in conventional parallel plate plasma processing, Fig. 2 shows the applied voltage in conventional plasma processing, and Fig. 3 shows an example of the applied voltage by AM modulation according to the present invention. 4 shows the ion energy distribution in the case of the applied voltage shown in FIG. 3, FIG. 5 shows an example of the applied voltage by FM modulation according to the present invention, and FIG. 6 shows the ion energy distribution according to the present invention. A comparison diagram of etching characteristics and conventional etching characteristics, FIG. 7 is a diagram showing an embodiment of the silicon oxide film etching according to the present invention, FIG. 8 is a diagram showing an embodiment of the AM modulation type device according to the present invention, Fig. 9 is a diagram showing an embodiment of the FM modulation device according to the present invention, Fig. 10 is a diagram showing an embodiment of modulated wave generation, and Fig. 11 is a diagram showing an embodiment applied to an electron cyclotron resonance type plasma processing apparatus. FIG. 10... Processing chamber, 14... High frequency electrode, 19...
...High frequency power amplifier, 20...AM modulator, 3
6...FM modulator.
Claims (1)
用ガスを導入し高周波電力を印加して放電プラズ
マを発生させ、かつ前記高周波電力を周期的に変
調させてイオンエネルギー分布又は電子温度分布
を制御することにより前記被処理物をプラズマ処
理することを特徴とするプラズマ処理方法。 2 前記高周波電力を、処理時間に比べて十分小
さな周期で変調することを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載のプラズマ処理方法。 3 プラズマ処理室内に処理用ガスを導入するガ
ス導入手段と、高周波電源部と電力供給部とを有
し前記高周波電源部から前記電力供給部を介して
前記プラズマ処理装置内に高周波電力を供給する
ことにより前記プラズマ処理装置内にプラズマを
発生させるプラズマ発生手段と、前記高周波電源
部と接続して前記高周波電力を周期的に変調させ
る変調部を有し前記プラズマ中のイオンエネルギ
ー分布又は電子温度分布を制御するプラズマ制御
手段とを備えたことを特徴とするプラズマ処理装
置。 4 前記プラズマ制御手段の変調部による前記高
周波電力の周期的な変調が、AM変調あるいは
FM変調であることを特徴とする特許請求の範囲
第3項記載のプラズマ処理装置。 5 前記プラズマ発生手段の前記電力供給部を平
行平板電極で構成したことを特徴とする特許請求
の範囲第3項記載のプラズマ処理装置。 6 前記プラズマ発生手段の前記高周波電力供給
部から供給される前記高周波電力がマイクロ波電
力であり、該マイクロ波電力を前起電力供給部か
ら前記プラズマ処理室内に導入することにより前
記プラズマ処理室内にプラズマを発生させること
を特徴とする特許請求の範囲第3項記載のプラズ
マ処理装置。[Scope of Claims] 1. Processing gas is introduced into a plasma processing chamber containing a workpiece, high frequency power is applied to generate discharge plasma, and the high frequency power is periodically modulated to change the ion energy distribution or A plasma processing method characterized in that the object to be processed is subjected to plasma processing by controlling electron temperature distribution. 2. The plasma processing method according to claim 1, characterized in that the high frequency power is modulated at a cycle sufficiently smaller than the processing time. 3 A gas introducing means for introducing a processing gas into a plasma processing chamber, a high frequency power supply section, and a power supply section, and high frequency power is supplied from the high frequency power supply section to the inside of the plasma processing apparatus via the power supply section. The plasma processing apparatus preferably includes a plasma generation means for generating plasma, and a modulation section connected to the high frequency power supply section to periodically modulate the high frequency power, and ion energy distribution or electron temperature distribution in the plasma. 1. A plasma processing apparatus comprising: plasma control means for controlling. 4 The periodic modulation of the high frequency power by the modulation section of the plasma control means may be AM modulation or
4. The plasma processing apparatus according to claim 3, wherein the plasma processing apparatus is FM modulated. 5. The plasma processing apparatus according to claim 3, wherein the power supply section of the plasma generating means is constituted by parallel plate electrodes. 6. The high-frequency power supplied from the high-frequency power supply section of the plasma generation means is microwave power, and the microwave power is introduced into the plasma processing chamber from the pre-electromotive force supply section to generate electricity in the plasma processing chamber. 4. The plasma processing apparatus according to claim 3, wherein the plasma processing apparatus generates plasma.
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Cited By (1)
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Families Citing this family (4)
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-
1983
- 1983-10-19 JP JP58194311A patent/JPS6086831A/en active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001274099A (en) * | 2000-03-24 | 2001-10-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Power supply method to discharge electrode, high- frequency plasma generation method, and semiconductor- manufacturing method |
Also Published As
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| JPS6086831A (en) | 1985-05-16 |
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