JP3227949B2 - Plasma processing method and apparatus - Google Patents
Plasma processing method and apparatusInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は薄膜トランジスタ、半導
体利用の各種センサのような半導体を利用したデバイス
や太陽電池その他を製造するにあたり、基板上に成膜す
るプラズマＣＶＤや、配線パターン等を得るために、形
成した膜を所定パターンに従ってエッチングするプラズ
マエッチングのようなプラズマ処理に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a device using a semiconductor such as a thin film transistor and various sensors utilizing a semiconductor, a solar cell, and the like. In addition, the present invention relates to plasma processing such as plasma etching for etching a formed film according to a predetermined pattern.
【０００２】[0002]
【従来の技術】プラズマＣＶＤ装置は各種タイプのもの
が知られている。その代表例として、図５に示す平行平
板型のプラズマＣＶＤ装置について説明すると、この装
置は真空容器１を有し、その中に被成膜基板Ｓ１を設置
する基板ホルダを兼ねる電極２及びこの電極に対向する
電極３が設けられている。2. Description of the Related Art Various types of plasma CVD apparatuses are known. As a representative example, a parallel plate type plasma CVD apparatus shown in FIG. 5 will be described. This apparatus has a vacuum vessel 1 in which an electrode 2 also serving as a substrate holder for installing a film-forming substrate S1 and an electrode 2 Are provided.
【０００３】電極２は、通常、接地電極とされ、また、
この上に設置される基板Ｓ１を成膜温度に加熱するヒー
タ２１を付設してある。なお、輻射熱で基板Ｓ１を加熱
するときは、ヒータ２１は電極２から分離される。電極
３は、電極２との間に導入される成膜用ガスに高周波電
力や直流電力を印加してプラズマ化させるための電力印
加電極で、図示の例ではマッチングボックス３１を介し
て高周波電源３２に接続されている。[0003] The electrode 2 is usually a ground electrode.
A heater 21 for heating the substrate S1 mounted thereon to a film forming temperature is additionally provided. When the substrate S1 is heated by radiant heat, the heater 21 is separated from the electrode 2. The electrode 3 is a power application electrode for applying high-frequency power or DC power to the film-forming gas introduced between the electrode 3 and the plasma to generate plasma, and in the illustrated example, a high-frequency power source 32 through a matching box 31. It is connected to the.
【０００４】また、図示の例では、電極３は、電極の一
部を構成するガスノズル３３の開口部に多孔電極板３４
を設けたもので、電極板３４には、直径０．５ｍｍ程度
のガス供給孔を多数形成してあり、ガスノズル３３から
供給されるガスが各孔から両電極間に全体的に放出され
るようにしてある。このような構成は広面積基板上に成
膜するのに適している。In the illustrated example, the electrode 3 is provided with a porous electrode plate 34 at an opening of a gas nozzle 33 constituting a part of the electrode.
In the electrode plate 34, a number of gas supply holes having a diameter of about 0.5 mm are formed, so that the gas supplied from the gas nozzle 33 is discharged from each hole between the electrodes as a whole. It is. Such a configuration is suitable for forming a film on a wide-area substrate.
【０００５】真空容器１には、さらに、開閉弁５１を介
して排気ポンプ５２を配管接続してあるとともに、前記
ガスノズル３３にはガス供給部４を配管接続してある。
ガス供給部４には、１又は２以上のマスフローコントロ
ーラ４２１、４２２・・・・及び開閉弁４３１、４３２
・・・・を介して、所定量の成膜用ガスを供給するガス
源４４１、４４２・・・・が含まれている。An exhaust pump 52 is connected to the vacuum vessel 1 via an on-off valve 51, and a gas supply unit 4 is connected to the gas nozzle 33.
The gas supply unit 4 includes one or more mass flow controllers 421, 422,... And on-off valves 431, 432.
Include gas sources 441, 442,... For supplying a predetermined amount of film forming gas via.
【０００６】この平行平板型プラズマＣＶＤ装置による
と、成膜対象基板Ｓ１が真空容器１内の電極２上に設置
され、該容器１内が弁５１の操作と排気ポンプ５２の運
転にて所定真空度とされ、ガス供給部４からノズル３３
及び電極板３４のガス供給孔を介して成膜用ガスが導入
される。また、高周波電極３に電源３２から高周波電力
が印加され、それによって導入されたガスがプラズマ化
され、このプラズマの下で基板Ｓ１表面に所望の膜が形
成される。According to this parallel plate type plasma CVD apparatus, the substrate S1 to be formed is set on the electrode 2 in the vacuum vessel 1, and the inside of the vessel 1 is operated to a predetermined vacuum by operating the valve 51 and operating the exhaust pump 52. From the gas supply unit 4 to the nozzle 33
Further, a film forming gas is introduced through a gas supply hole of the electrode plate 34. Further, high-frequency power is applied to the high-frequency electrode 3 from the power supply 32, and the introduced gas is turned into plasma, and a desired film is formed on the surface of the substrate S1 under this plasma.
【０００７】また、プラズマエッチング装置も各種タイ
プのものが知られている。その代表例として図６に示す
平行平板型のエッチング装置について説明すると、この
装置も真空容器１０を備え、その中には、エッチング対
象膜を形成した基板Ｓ２を設置する基板ホルダを兼ねる
電極２０及び電極２０に対向配置された電極３０を備え
ている。[0007] Various types of plasma etching apparatuses are also known. A parallel plate type etching apparatus shown in FIG. 6 will be described as a typical example. This apparatus also includes a vacuum vessel 10, in which an electrode 20 also serving as a substrate holder for installing a substrate S2 on which a film to be etched is formed, and An electrode 30 is provided opposite to the electrode 20.
【０００８】電極２０は、電極３０との間に導入される
エッチング用ガスに高周波電力や直流電力を印加してプ
ラズマ化させるための電力印加電極として使用され、図
示の例ではマッチングボックス２０１を介して高周波電
源２０２に接続されている。電極３０は接地電極であ
り、電極の一部を構成するガスノズル３０１の開口部に
多孔電極板３０２を設けたもので、電極板３０２には直
径０．５ｍｍ程度のガス供給孔を多数形成してあり、ガ
スノズル３０１から供給されるガスが該孔から両電極間
に全体的に放出されるようになっている。The electrode 20 is used as a power application electrode for applying a high frequency power or a DC power to the etching gas introduced between the electrode 30 and the plasma to form a plasma. Connected to the high frequency power supply 202. The electrode 30 is a ground electrode, in which a porous electrode plate 302 is provided at an opening of a gas nozzle 301 constituting a part of the electrode. The electrode plate 302 has a large number of gas supply holes having a diameter of about 0.5 mm. In addition, the gas supplied from the gas nozzle 301 is entirely discharged from the hole between the two electrodes.
【０００９】真空容器１０には、さらに、開閉弁７１を
介して排気ポンプ７２を配管接続してあるとともに、前
記ガスノズル３０１にはガス供給部６を配管接続してあ
る。ガス供給部６には、１又は２以上のマスフローコン
トローラ６２１、６２２・・・・及び開閉弁６３１、６
３２・・・・を介して所定量のエッチング用ガスを供給
するガス源６４１、６４２・・・・が含まれている。An exhaust pump 72 is connected to the vacuum vessel 10 via an on-off valve 71, and a gas supply section 6 is connected to the gas nozzle 301. One or more mass flow controllers 621, 622,... And on-off valves 631, 6
32. Gas sources 641, 642,... For supplying a predetermined amount of etching gas via 32.
【００１０】このエッチング装置によると、エッチング
対象基板Ｓ２が容器１０内の高周波電極２０上に設置さ
れ、該容器１０内が弁７１の操作と排気ポンプ７２の運
転にて所定真空度とされ、ガス供給部６からエッチング
用ガスがノズル３０１及び電極板３０２のガス供給孔を
介して導入される。また、電極２０に高周波電源２０２
から高周波電力が印加され、それによって導入されたガ
スがプラズマ化され、このプラズマの下に基板Ｓ２上の
膜がエッチングされる。なお、電極２０は、必要に応
じ、水冷装置２００等で冷却されることもある。According to this etching apparatus, the substrate S2 to be etched is set on the high-frequency electrode 20 in the container 10, and the inside of the container 10 is set to a predetermined vacuum by operating the valve 71 and the exhaust pump 72, An etching gas is introduced from the supply unit 6 through the gas supply holes of the nozzle 301 and the electrode plate 302. Also, a high frequency power supply 202 is connected to the electrode 20.
, A high-frequency power is applied from the substrate, and the introduced gas is turned into plasma, and the film on the substrate S2 is etched under the plasma. The electrode 20 may be cooled by a water cooling device 200 or the like as necessary.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなプラズマＣＶＤ処理では、プラズマ中の気相反応に
より発生する微粒子が基板表面に形成される膜に付着し
たり、その中に混入したりして膜質を悪化させるという
問題があり、また、発生した微粒子が真空容器内各部に
付着してそれを汚染するという問題がある。真空容器内
各部に付着する微粒子については、これがやがて剥落し
て、処理対象基板に付着する恐れがあるので、除去清掃
しなければならず、手間を要する。However, in such a plasma CVD process, fine particles generated by a gas phase reaction in plasma adhere to a film formed on the substrate surface or are mixed in the film. There is a problem that the film quality is deteriorated, and there is a problem that the generated fine particles adhere to and contaminate each part in the vacuum vessel. Fine particles adhering to various parts in the vacuum vessel may eventually peel off and adhere to the substrate to be processed.
【００１２】特に、気相反応により微粒子が形成され、
それが大きく成長する可能性の高い成膜、例えば、シラ
ン（ＳｉＨ4 ）と水素（Ｈ2 ）からアモルファスシリコ
ン（ａ−Ｓｉ）膜を、シランとアンモニア（ＮＨ3 ）か
らアモルファスシリコンナイトライド（ａ−ＳｉＮ）膜
を、シランと一酸化二窒素（亜酸化窒素）（Ｎ2 Ｏ）か
らアモルファスシリコンオキサイド（ａ−ＳｉＯ2 ）膜
を形成するような成膜では、基板表面に形成される膜に
付着したり、その中に混入したりする微粒子のサイズが
形成される膜の膜厚に対し大きく、その結果、その膜が
絶縁膜である場合において成膜後洗浄処理すると、その
微粒子の部分がピンホールとなって絶縁不良が生じた
り、その膜が半導体膜であると、半導体特性が悪化する
といった問題がある。In particular, fine particles are formed by a gas phase reaction,
It is highly likely that the film will grow greatly, for example, an amorphous silicon (a-Si) film made of silane (SiH 4 ) and hydrogen (H 2 ), and an amorphous silicon nitride (a) made of silane and ammonia (NH 3 ). In the case where an amorphous silicon oxide (a-SiO 2 ) film is formed from silane and dinitrogen monoxide (nitrous oxide) (N 2 O), a film formed on the surface of the substrate is used. When the size of the fine particles adhering to or mixed into the film is larger than the thickness of the film to be formed, as a result, when the film is an insulating film, when the cleaning process is performed after the film formation, the fine particle portion is removed. If the film becomes a pinhole and insulation failure occurs, or if the film is a semiconductor film, there is a problem that the semiconductor characteristics are deteriorated.
【００１３】また、プラズマエッチング処理において
も、同様に気相反応により微粒子が形成され、これが被
エッチング面に付着したり、真空容器内各部に付着する
等の問題がある。例えば、エッチングにより配線パター
ンを形成する場合において、かかる微粒子はパターンニ
ングの精度の悪化をもたらし、細線形成においては断線
を招くことがある。[0013] In the plasma etching process, similarly, there is a problem that fine particles are formed by a gas phase reaction and adhere to a surface to be etched or adhere to various parts in a vacuum vessel. For example, in the case where a wiring pattern is formed by etching, such fine particles cause deterioration in patterning accuracy, and may cause disconnection in the formation of fine lines.
【００１４】また、このようなプラズマ処理における問
題は微粒子発生が多くなる高速成膜や高速エッチングの
妨げとなっている。このような問題を解決する手法とし
て、特開平５−５１７５３号公報、特開平５−１５６４
５１号公報等は、プラズマＣＶＤにおいて、所定周波数
の高周波電力をパルス変調した電力をプラズマ生成用電
力として印加することを教えている。これは、膜質を悪
化させる、ダストやパーティクルと呼ばれる微粒子を発
生させると考えられる反応種の寿命が、成膜に寄与する
と考えられる反応種の寿命より短いことを利用して、印
加する高周波電力をパルス変調してオンオフすること
で、成膜に寄与する反応種を確保しながらダスト発生の
原因となる反応種の発生を抑制して微粒子発生を抑制し
ようとするものである。[0014] Such a problem in the plasma processing hinders high-speed film formation and high-speed etching, in which generation of fine particles increases. As a method for solving such a problem, JP-A-5-51753 and JP-A-5-1564 are known.
No. 51 teaches that in plasma CVD, high-frequency power of a predetermined frequency is pulse-modulated and applied as plasma-generating power. This is based on the fact that the lifetime of a reactive species that is considered to generate fine particles called dust and particles that deteriorates the film quality is shorter than the lifetime of a reactive species that is considered to contribute to film formation. By turning on and off with pulse modulation, it is intended to suppress the generation of fine particles by suppressing the generation of the reactive species causing dust while securing the reactive species contributing to the film formation.
【００１５】この手法はそれなりに微粒子抑制効果が認
められるものであるが、実際のパルス変調は、通常、所
定高周波電力に係る基本周波数に高調波を掛け合わせて
行われる。そのため、変調後の電力には基本周波数であ
るメインバンドに対し、それから外れた複雑な周波数成
分が入り込んでくる。図３の図（Ａ）及び（Ｂ）はこの
状態の１例を示している。図（Ａ）は基本周波数１３．
５６ＭＨｚの高周波電力をパルス変調したあとの高周波
電力波形を示し、図（Ｂ）はこれをスペクトルアナライ
ザーで測定した結果を示している。図（Ｂ）に示すよう
に、メインバンドｍ（１３．５６ＭＨｚ）に対し、複雑
なサイドバンドｓが入り込んでいる。これら他の周波数
成分のエネルギーはマッチングボックスで熱として、或
いは反射されて失われ、プラズマ生成に寄与せず、その
分電力が浪費されるし、成膜速度の向上の妨げとなる。Although this method has a fine particle suppression effect, the actual pulse modulation is usually performed by multiplying a fundamental frequency related to a predetermined high-frequency power by a harmonic. For this reason, complicated frequency components deviating from the main band, which is the fundamental frequency, enter the modulated power. FIGS. 3A and 3B show an example of this state. FIG.
A high-frequency power waveform after pulse modulation of a 56-MHz high-frequency power is shown, and FIG. (B) shows a result of measuring this with a spectrum analyzer. As shown in FIG. 7B, a complicated side band s enters the main band m (13.56 MHz). The energy of these other frequency components is lost as heat or reflected by the matching box, and does not contribute to plasma generation, which wastes power and hinders an improvement in the film forming rate.
【００１６】サイドバンドによるエネルギー浪費は、プ
ラズマエッチングにおいてエッチング用ガスをプラズマ
化させるにあたり、エッチングに悪影響を与える微粒子
の発生を抑制しようとして、所定周波数の高周波電力に
パルス変調を行った電力をプラズマ生成用電力として印
加する場合にも発生する。そこで本発明は、真空容器内
に設けた対向する電極間に所定真空下に処理用ガスを導
入し、電力印加してプラズマ化させ、該プラズマのもと
で該真空容器内の処理対象基板にプラズマＣＶＤ法によ
るプラズマ処理又はプラズマエッチング法によるプラズ
マ処理を行うプラズマ処理方法及び装置であって、プラ
ズマ処理に好ましくない微粒子の発生を抑制しつつプラ
ズマ処理速度を従来より向上させることができるプラズ
マ処理方法及び装置を提供することを課題とする。Energy wasted due to sidebands is generated when plasma for etching gas is turned into plasma in plasma etching. In order to suppress the generation of fine particles that have an adverse effect on etching, power generated by performing pulse modulation on high frequency power of a predetermined frequency is generated by plasma generation. It also occurs when it is applied as power for use. Therefore, the present invention introduces a processing gas under a predetermined vacuum between opposing electrodes provided in a vacuum vessel, applies electric power to generate plasma, and applies a plasma to a substrate to be processed in the vacuum vessel under the plasma. a plasma processing method and apparatus for plasma treatment with plasma treatment or plasma etching method using a plasma CVD method, a plasma treatment can be improved compared with the conventional plasma processing rate while suppressing the occurrence of undesirable particulates into the plasma treatment It is an object to provide a method and an apparatus.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明者は前記課題を解
決するため研究を重ねたところ、処理用ガスをプラズマ
化させるために高周波電力を印加するにあたり、所定周
波数の高周波電力をサイン波による振幅変調（ＡＭ変
調）を行った状態として印加すれば、変調電力には基本
周波数であるメインバンドに対し、それから外れた他の
周波数成分が無視できる程度にしか入り込まないことに
着目した。図３の図（Ｃ）及び（Ｄ）はこの状態の１例
を示している。図（Ｃ）は基本周波数１３．５６ＭＨｚ
の高周波電力をサイン波による振幅変調を行ったあとの
高周波電力波形を示し、図（Ｄ）はこれをスペクトルア
ナライザーで測定した結果を示している。図（Ｄ）に示
すように、メインバンドｍ（１３．５６ＭＨｚ）に対
し、サイドバンドｓはごく僅かしか入り込んでいない。
本発明はこの知見に基づくものである。Means for Solving the Problems The inventor of the present invention has conducted various researches to solve the above-mentioned problems. As a result, when applying high-frequency power to convert the processing gas into plasma, a high-frequency power of a predetermined frequency is converted into a sine wave. When amplitude modulation (AM modulation) is applied, the attention is paid to the fact that other frequency components outside the main band, which is the fundamental frequency, enter the modulation power to a negligible extent. FIGS. 3C and 3D show an example of this state. Figure (C) shows a fundamental frequency of 13.56 MHz.
Shows a high-frequency power waveform after amplitude modulation of the high-frequency power by a sine wave, and FIG. (D) shows a result obtained by measuring this with a spectrum analyzer. As shown in FIG. 3D, the side band s is very small in the main band m (13.56 MHz).
The present invention is based on this finding.
【００１８】すなわち、前記課題を解決する本発明のプ
ラズマ処理方法では、前記印加するプラズマ生成用電力
を、所定周波数の高周波電力にサイン波を基本とする振
幅変調を行った状態の振幅変調高周波電力であって、サ
イン波振幅変調による基本変調波に該基本変調周波数の
整数倍の変調周波数の高調波を重ねた状態の電力とする
ことを特徴としている。また、前記課題を解決する本発
明のプラズマ処理装置は、前記プラズマ生成用電力を印
加する手段が、所定周波数の高周波電力にサイン波を基
本とする振幅変調を行った状態の振幅変調高周波電力で
あって、サイン波振幅変調による基本変調波に該基本変
調周波数の整数倍の変調周波数の高調波を重ねた状態の
電力を印加するものであることを特徴としている。That is, in the plasma processing method according to the present invention for solving the above-mentioned problems, the amplitude-modulated high-frequency power in a state where the applied plasma generation power is subjected to amplitude modulation based on a sine wave to high-frequency power of a predetermined frequency. And
The basic modulation frequency is changed to the basic modulation wave by the in-wave amplitude modulation.
It is characterized in that the power is a state in which harmonics of an integral multiple of the modulation frequency are superimposed . Further, in the plasma processing apparatus according to the present invention for solving the above-mentioned problem, the means for applying the plasma generation power uses amplitude modulated high-frequency power in a state where amplitude modulation based on a sine wave is performed on high-frequency power of a predetermined frequency.
The fundamental modulation wave by the sine wave amplitude modulation.
Of harmonics with a modulation frequency that is an integral multiple of the
It is characterized by applying electric power .
【００１９】本発明方法において、前記「所定周波数の
高周波電力にサイン波を基本とする振幅変調を行った状
態の電力」は、所定周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）
の基本高周波電力を準備し、これにサイン波を基本とす
る振幅変調を行って得たものでもよいし、当初からその
ような状態の電力であってもよい。前者電力の場合、本
発明装置における電力印加手段としては、所定周波数の
基本高周波電力を提供する電源手段、及びこれによって
提供される高周波電力に振幅変調を行う振幅モジュレー
タを含むものを例示できる。また、後者電力の場合、本
発明装置における電力印加手段としては、サイン波を基
本とする振幅変調された状態の変調波を発生する波形合
成器、及び該波形合成器により提供される振幅変調波を
増幅する増幅器を含むものを例示できる。In the method of the present invention, the “power in a state where amplitude modulation based on a sine wave is performed on high-frequency power of a predetermined frequency” is a predetermined frequency (for example, 13.56 MHz).
May be obtained by preparing the basic high-frequency power and performing amplitude modulation based on a sine wave, or the power in such a state from the beginning. In the case of the former power, examples of the power application means in the device of the present invention include a power supply means for providing a basic high-frequency power of a predetermined frequency, and an amplitude modulator for performing amplitude modulation on the high-frequency power provided by the power supply means. In the case of the latter power, the power applying means in the present invention includes a waveform synthesizer for generating a modulated wave in an amplitude-modulated state based on a sine wave, and an amplitude-modulated wave provided by the waveform synthesizer. Can be exemplified.
【００２０】そして、前記サイン波を基本とする振幅変
調は、図３の図（Ｃ）に示すようなサイン波振幅変調に
よる変調波を基本変調波として該基本変調周波数の２
倍、３倍というような整数倍の変調周波数の高調波を重
ね合わせた状態とする。図４の図（Ａ）は２倍高調波を
重ね合わせた状態の変調波の例を、同図（Ｂ）は３倍高
調波を重ね合わせた状態の変調波の例を示している。[0020] Then, the amplitude and the fundamental the sine wave modulation, 2 of the basic modulation frequency the modulated wave by sine wave amplitude modulation as shown in FIG. Shown in FIG. 3 (C) as a fundamental modulation wave
It is assumed that harmonics of an integral multiple of the modulation frequency such as double and triple are superimposed . FIG. 4A shows an example of a modulated wave in which double harmonics are superimposed, and FIG. 4B shows an example of a modulated wave in which third harmonics are superimposed.
【００２１】図３の図（Ｃ）に示すようなサイン波振幅
変調による変調波電力としては、それには限定されない
が、代表例として１３．５６ＭＨｚの高周波電力に変調
周波数１００Ｈｚから１ＭＨｚの範囲のサイン波振幅変
調を行った状態の電力を挙げることができる。この場
合、変調周波数は、プラズマ処理において好ましくない
微粒子発生の原因となるラジカル種の発生を効果的に抑
制し、また、プラズマ生成のための電力の導入を容易に
して安定的にプラズマを維持するために、前述のとおり
１００Ｈｚ〜１ＭＨｚが望ましい。The modulated wave power obtained by the sine wave amplitude modulation as shown in FIG. 3 (C) is not limited thereto, but as a typical example, a sine wave having a modulation frequency in the range of 100 Hz to 1 MHz is applied to a high frequency power of 13.56 MHz. The power in a state where the wave amplitude modulation is performed can be given. In this case, the modulation frequency effectively suppresses the generation of radical species that cause undesired fine particles in plasma processing, and facilitates the introduction of power for plasma generation to stably maintain plasma. Therefore, 100 Hz to 1 MHz is desirable as described above.
【００２２】図４の図（Ａ）や図（Ｂ）に示すような高
調波を重ねた変調波電力としては、それには限定されな
いが、代表例として１３．５６ＭＨｚの高周波電力に変
調周波数１００Ｈｚから１ＭＨｚの範囲のサイン波振幅
変調を行った基本変調波に該基本変調周波数の整数倍の
変調周波数の高調波を重ねた状態の電力を挙げることが
できる。この場合も、基本変調波の変調周波数は、プラ
ズマ処理において好ましくない微粒子発生の原因となる
ラジカル種の発生を効果的に抑制し、また、プラズマ生
成のための電力の導入を容易にして安定的にプラズマを
維持するために、前述のとおり１００Ｈｚ〜１ＭＨｚが
望ましい。The modulated wave power obtained by superimposing harmonics as shown in FIG. 4A and FIG. 4B is not limited thereto, but as a representative example, a high frequency power of 13.56 MHz and a modulation frequency of 100 Hz are used. An example is power in a state where a harmonic having a modulation frequency that is an integral multiple of the basic modulation frequency is superimposed on a basic modulation wave that has undergone sine wave amplitude modulation in a range of 1 MHz. In this case as well, the modulation frequency of the fundamental modulation wave effectively suppresses the generation of radical species that cause undesired generation of fine particles in plasma processing, and facilitates the introduction of power for plasma generation to achieve stable operation. In order to maintain the plasma at 100 Hz, 100 Hz to 1 MHz is desirable as described above.
【００２３】また、プラズマ処理を実行できる高周波電
力の印加と、高周波電力の印加停止又は低下によるプラ
ズマの停止が繰り返された場合、微粒子の挙動がそれだ
け激しくなり、処理対象基板に付着し易くなるし、プラ
ズマが止まってしまうと、それまで電極又はその近傍に
トラップされていた微粒子が処理対象基板へも拡散し、
また、プラズマの誘電率が極端に変化する。そこで、本
発明の方法及び装置においては、微粒子の挙動を緩やか
にし、また、微粒子トラップ状態を維持し、或いはさら
に真空容器内からの排気にともなって該トラップ状態か
ら容器外へ輸送を可能とするために、また、プラズマの
誘電率を極端に変化させないために、印加する振幅変調
高周波電力を、最低振幅のときでも前記プラズマを維持
できる電力とすることが考えられる。この場合、電力印
加手段はそのような電力を印加できるものとする。Further, when the application of high-frequency power capable of executing the plasma processing and the stop of the plasma due to the stop or decrease of the application of the high-frequency power are repeated, the behavior of the fine particles becomes so severe that the particles tend to adhere to the substrate to be processed. When the plasma stops, the fine particles trapped in the electrode or in the vicinity thereof diffuse to the substrate to be processed,
Also, the dielectric constant of the plasma changes extremely. Therefore, in the method and the device of the present invention, the behavior of the fine particles is moderated, and the fine particle trap state is maintained, or the fine particle can be transported from the trap state to the outside of the container with the evacuation from the inside of the vacuum container. Therefore, in order to prevent the dielectric constant of the plasma from being extremely changed, it is conceivable that the amplitude-modulated high-frequency power to be applied is a power that can maintain the plasma even at the minimum amplitude. In this case, the power applying means can apply such power.
【００２４】[0024]
【作用】本発明のプラズマ処理方法及び装置によると、
処理対象基板が真空容器内の所定位置に設置され、該容
器内が真空排気されて所定真空状態とされ、処理用ガス
が導入される。そして電力が印加されることで該ガスが
プラズマ化され、このプラズマのもとで前記基板に目的
とする処理がなされる。According to the plasma processing method and apparatus of the present invention,
A substrate to be processed is set at a predetermined position in a vacuum vessel, the inside of the vessel is evacuated to a predetermined vacuum state, and a processing gas is introduced. Then, when the electric power is applied, the gas is turned into plasma, and the target processing is performed on the substrate under the plasma.
【００２５】前記電力の印加は所定周波数の高周波電力
にサイン波を基本とする振幅変調をかけた状態であっ
て、サイン波振幅変調による変調波を基本変調波とし、
該基本変調波に基本変調周波数の整数倍の変調周波数の
高調波を重ねた状態で行われる。このように振幅変調電
力が印加されることでプラズマ処理に悪影響を与える微
粒子の発生が抑制され、また、サイン波を基本とする振
幅変調を行った状態の電力を採用する故に所望の基本周
波数であるメインバンドに対するサイドバンド（他の複
雑な周波数成分）が殆どなく、従って、電力が浪費少な
く円滑にプラズマ生成のために投入され、それだけ高速
でプラズマ処理を行える。The power is applied in a state where high-frequency power of a predetermined frequency is subjected to amplitude modulation based on a sine wave.
Therefore, the modulation wave by the sine wave amplitude modulation is used as the basic modulation wave,
The fundamental modulation wave has a modulation frequency that is an integral multiple of the basic modulation frequency.
This is performed with the harmonics superimposed. By applying the amplitude modulation power in this manner, the generation of fine particles that adversely affect the plasma processing is suppressed, and since the power in a state where the amplitude modulation based on the sine wave is performed is employed, the desired fundamental frequency is used. There is almost no side band (other complicated frequency components) for a certain main band, and therefore, power is wasted and power is supplied smoothly for plasma generation, and plasma processing can be performed at a higher speed.
【００２６】また、振幅変調高周波電力を最低振幅のと
きでもプラズマを維持できるものとするときは、プラズ
マの誘電率が安定化し、それだけ円滑にプラズマ処理が
実施されるし、それだけ微粒子の挙動が緩やかになると
ともに電極又はその近傍にトラップされる微粒子が被処
理基板へ拡散せず、或いはさらに真空容器内からの排気
にともなって該トラップ状態から容器外へ輸送される。In order to maintain the plasma even when the amplitude-modulated high-frequency power is at the minimum amplitude, the dielectric constant of the plasma is stabilized, the plasma processing is performed more smoothly, and the behavior of the fine particles is more moderate. At the same time, the fine particles trapped in the electrode or in the vicinity thereof are not diffused to the substrate to be processed, or are further transported from the trapped state to the outside of the container with the exhaust from the vacuum container.
【００２７】また、振幅変調高周波電力が、基本変調波
に該基本変調周波数の整数倍の変調周波数の高調波を重
ねたものであるので、それによってプラズマＣＶＤによ
る成膜における膜の均一性や膜質等について、また、プ
ラズマエッチングにおけるエッチングの均一性等につい
て、プラズマ処理を様々に制御できる。Further, since the amplitude-modulated high-frequency power is obtained by superimposing a harmonic having a modulation frequency that is an integral multiple of the basic modulation frequency on the basic modulation wave, the amplitude modulation high-frequency power is thereby reduced by plasma CVD.
That the uniformity and film quality of the film in the film formation, also flop
The plasma processing can be variously controlled with respect to the etching uniformity in the plasma etching.
【００２８】[0028]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１の図（Ａ）は本発明に係るプラズマＣＶＤ装
置例の基本となる装置を示している。このプラズマＣＶ
Ｄ装置は、図５に示す従来装置において高周波電源３２
に代えて振幅モジュレータ３２２を接続した所定周波数
（代表的には１３．５６ＭＨｚ）の高周波電源３２１を
採用し、これをマッチングボックス３１に接続した点を
除けば図５の装置と同様の構成である。図５の装置にお
ける部品と同じ部品については同じ参照符号を付してあ
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1A shows a plasma CVD apparatus according to the present invention .
Fig . 2 shows a basic device of the example. This plasma CV
The D device is a high-frequency power source 32 in the conventional device shown in FIG.
Instead of using a high frequency power supply 321 of a predetermined frequency (typically 13.56 MHz) to which an amplitude modulator 322 is connected, the configuration is the same as that of the apparatus of FIG. . Parts that are the same as the parts in the apparatus of FIG. 5 are given the same reference numerals.
【００２９】このプラズマＣＶＤ装置によると、成膜対
象基板Ｓ１が電極２に設置され、あとは、図５の装置に
ついて説明したと同様の手順で該基板表面に目的とする
成膜がなされる。但しこの装置では、プラズマ生成のた
めに印加される電力は、電源３２１により得られる所定
周波数の高周波電力に対し、モジュレータ３２２により
サイン波を基本とする振幅変調（ＡＭ変調）を行ったも
のである。According to this plasma CVD apparatus, the substrate S1 to be formed is set on the electrode 2, and thereafter, the target film is formed on the surface of the substrate by the same procedure as described for the apparatus in FIG. However, in this apparatus, the power applied for plasma generation is obtained by performing amplitude modulation (AM modulation) based on a sine wave by a modulator 322 on high-frequency power of a predetermined frequency obtained from a power supply 321. .
【００３０】振幅変調後の電圧波形は図１の図（Ｂ）に
示すとおりであり、最低振幅のときでもプラズマを維持
できるように変調されている。このように振幅変調を行
った高周波電力を印加するので、成膜に悪影響を及ぼす
微粒子発生原因となる寿命の短い反応種は、図１の図
（Ｃ）に示すように、発生しても消滅し易く、その結
果、微粒子発生が抑制される一方、成膜に寄与する比較
的寿命の長い反応種は、図１の図（Ｄ）に示すように一
定の水準に維持され、そのため円滑に速く成膜される。
また、最低振幅のときでもプラズマが維持されるので、
この点でも円滑に速く成膜される。また、プラズマが維
持されるので、微粒子の挙動は緩やかとなり、電極又は
その近傍にトラップされる微粒子が被処理基板Ｓ１へ拡
散せず、或いはさらに真空容器１内からの排気にともな
って該トラップ状態から容器外へ輸送される。The voltage waveform after the amplitude modulation is as shown in FIG. 1B, and is modulated so that the plasma can be maintained even at the minimum amplitude. Since the high-frequency power subjected to the amplitude modulation is applied as described above, the short-lived reactive species that cause the generation of fine particles that adversely affect the film formation disappear as shown in FIG. As a result, while the generation of fine particles is suppressed, the reactive species having a relatively long life and contributing to the film formation are maintained at a constant level as shown in FIG. A film is formed.
Also, since the plasma is maintained even at the lowest amplitude,
In this respect, the film is formed smoothly and quickly. In addition, since the plasma is maintained, the behavior of the fine particles becomes gentle, and the fine particles trapped in the electrode or the vicinity thereof do not diffuse into the substrate S1 to be processed, or furthermore, the trapped state is evacuated due to the exhaust from the vacuum chamber 1. Is transported out of the container.
【００３１】かくして全体として微粒子によるプラズマ
の不安定化が抑制されるとともに処理対象基板Ｓ１への
微粒子の付着や混入が抑制され、高速成膜が可能である
とともに膜質が向上し、延いては最終製品デバイスの特
性の悪化や歩留りの低下が抑えられ、また、真空容器１
内壁等への微粒子の付着も抑制されるので装置メインテ
ナンスの点で省力化できる。Thus, as a whole, the instability of the plasma due to the fine particles is suppressed, and the adhesion and mixing of the fine particles to the substrate to be processed S1 are suppressed, so that high-speed film formation is possible and the film quality is improved. Deterioration of the characteristics of the product device and reduction of the yield are suppressed, and the vacuum vessel 1
Since the adhesion of the fine particles to the inner wall and the like is also suppressed, labor can be saved in terms of device maintenance.
【００３２】なお、前記電源３２１及びモジュレータ３
２２に代えて、図１の図（Ｅ）に示すように、波形合成
器〔本例では任意波形発生器（ファンクションジェネレ
ータ）〕３２３及びこれに接続されたＲＦアンプ３２４
を採用し、これをマッチングボックス３１に接続するこ
と等も考えられる。これによっても所定周波数の高周波
電力にサイン波を基本とする振幅変調を行った状態の電
力を印加することができる。The power supply 321 and the modulator 3
1, a waveform synthesizer [arbitrary waveform generator (function generator) 323] 323 and an RF amplifier 324 connected thereto, as shown in FIG.
And connecting it to the matching box 31 is also conceivable. In this way, it is also possible to apply power in a state where amplitude modulation based on a sine wave is performed on high-frequency power of a predetermined frequency.
【００３３】以上説明した図１の図（Ａ）の装置によ
り、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜を形成した例を説明する。 成膜条件 基板 ： ５インチシリコンウェハ ガス ： ＳｉＨ4 １００ｓｃｃｍ Ｈ2 ４００ｓｃｃｍ 成膜温度 ： ２３０℃ 成膜ガス圧 ： ０．４Ｔｏｒｒ 高周波電力 ： １３．５６ＭＨｚ、１５０Ｗの高周波
電力を変調周波数９００Ｈｚで５０〜３５０ＷにＡＭ変
調した電力（５０Ｗは最低振幅時、３５０Ｗは最大振幅
時） 電極サイズ ： ３６０ｍｍ×３６０ｍｍ□ 電極間隔 ： ４５ｍｍ（電極３−基板Ｓ１表面間距
離） この成膜では、形成されたａ−Ｓｉ：Ｈ膜における付着
微粒子数は、０．３μｍ以上の大きさのもので５個以
下、成膜速度 ２００Å／ｍｉｎ、真空容器等のメイン
テナンス必要回数 ５０バッチ（合計５０μｍ成膜）毎
であった。An example in which an a-Si: H film is formed by the apparatus shown in FIG. 1A described above will be described. Film forming conditions Substrate: 5 inch silicon wafer Gas: SiH 4 100 sccm H 2 400 sccm Film forming temperature: 230 ° C. Film forming gas pressure: 0.4 Torr High frequency power: 13.56 MHz, 150 W high frequency power at modulation frequency of 900 Hz to 50 to 350 W (50 W at the minimum amplitude, 350 W at the maximum amplitude) Electrode size: 360 mm × 360 mm □ Electrode interval: 45 mm (distance between electrode 3 and substrate S1 surface) In this film formation, a-Si formed : The number of the attached fine particles in the H film was 0.3 μm or more and 5 or less, the film formation rate was 200 ° / min, and the required number of maintenance of the vacuum vessel and the like was 50 batches (total 50 μm film formation).
【００３４】なお、図５の従来装置によると、印加電力
を１３．５６ＭＨｚ、１５０Ｗの高周波電力とする点を
除いて他は同じ成膜条件として、付着微粒子数は約５０
個、成膜速度 １００Å／ｍｉｎ、真空容器等のメイン
テナンス必要回数 １０バッチ（合計１０μｍ成膜）毎
であった。本発明に係るプラズマＣＶＤ装置の１例で
は、前記振幅変調高周波電力を、図４の（Ａ）、（Ｂ）
に例示するように、基本サイン波変調波に該基本変調周
波数の整数倍の変調周波数の高調波を重ねて該サイン波
を歪ませた状態とし、それによって成膜における膜の均
一性や膜質等について制御する。 According to the conventional apparatus shown in FIG. 5, except that the applied power is 13.56 MHz and the high-frequency power of 150 W, the number of adhered fine particles is about 50 under the same film forming conditions.
The number was 10 batches (total film thickness of 10 μm). In one example of the plasma CVD apparatus according to the present invention,
Is the amplitude modulated high-frequency power, in FIG. 4 (A), (B)
As shown in the example, the sine wave is distorted by superimposing a harmonic of a modulation frequency that is an integral multiple of the basic sine wave modulation wave on the basic sine wave modulation wave, thereby distorting the sine wave. Control .
【００３５】次に、本発明に係るプラズマエッチング装
置例の基本となる装置を図２を参照して説明する。この
装置は、図６に示す従来装置において電源２０２に代
え、所定周波数（代表的には１３．５６ＭＨｚ）の高周
波電源２０３に振幅モジュレータ２０４を接続したもの
を採用し、これをマッチングボックス２０１に接続した
点を除けば図６の装置と同様の構成である。図６の装置
における部品と同じ部品については同じ参照符号を付し
てある。Next, the plasma etching apparatus according to the present invention will be described.
An apparatus serving as a basis of the example will be described with reference to FIG. This apparatus employs a conventional apparatus shown in FIG. 6 in which an amplitude modulator 204 is connected to a high frequency power supply 203 having a predetermined frequency (typically 13.56 MHz) instead of the power supply 202, and this is connected to the matching box 201. Except for this point, the configuration is the same as that of the apparatus shown in FIG. Parts that are the same as the parts in the apparatus of FIG. 6 are given the same reference numerals.
【００３６】このプラズマエッチング装置によると、エ
ッチング対象基板Ｓ２が高周波電極２０に設置され、あ
とは、図６の装置について説明したと同様の手順で該基
板表面の膜がエッチング処理される。但しこの装置で
は、導入されるエッチング用ガスをプラズマ化させる電
力として、電源２０３により得られる高周波電力をモジ
ュレータ２０４にてサイン波を基本とするＡＭ変調を行
ったものが投入される。そして該振幅変調高周波電力は
最低振幅でもプラズマを維持できるものとされる。According to this plasma etching apparatus, the substrate S2 to be etched is placed on the high-frequency electrode 20, and thereafter, the film on the substrate surface is subjected to the etching process in the same procedure as described for the apparatus in FIG. However, in this apparatus, high-frequency power obtained from the power supply 203 and subjected to AM modulation based on a sine wave by the modulator 204 are supplied as power for converting the introduced etching gas into plasma. The amplitude-modulated high-frequency power can maintain the plasma even at the minimum amplitude.
【００３７】このように振幅変調を行った高周波電力を
印加するので、エッチングに悪影響を及ぼす微粒子発生
が抑制されつつ円滑にエッチングが行われる。また、印
加される変調電力は最低振幅のときでもプラズマが維持
されるものであるため、この点でも円滑に速くエッチン
グされる。また、プラズマが維持されるので、微粒子の
挙動は緩やかとなり、電極又はその近傍にトラップされ
る微粒子が被処理基板Ｓ２へ拡散せず、或いはさらに真
空容器１内からの排気にともなって該トラップ状態から
容器外へ輸送される。Since the high-frequency power subjected to the amplitude modulation is applied as described above, the etching can be performed smoothly while suppressing the generation of fine particles that adversely affect the etching. In addition, since the plasma is maintained even when the applied modulation power has the minimum amplitude, etching is performed smoothly and quickly also in this regard. In addition, since the plasma is maintained, the behavior of the fine particles becomes gentle, and the fine particles trapped in the electrode or in the vicinity thereof do not diffuse into the substrate S2 to be processed, or furthermore, the trapped state is caused by the exhaust from the vacuum chamber 1. Is transported out of the container.
【００３８】かくして全体として微粒子によるプラズマ
の不安定化が抑制されるとともに処理対象基板Ｓ２への
微粒子の付着や混入が抑制され、高速エッチングが可能
であるとともにエッチングの均一性等が向上し、延いて
は最終製品デバイスの特性の悪化や歩留りの低下が抑え
られ、また、真空容器１内壁等への微粒子の付着も抑制
されるので装置メインテナンスの点で省力化できる。Thus, as a whole, the instability of the plasma due to the fine particles is suppressed, and the adhesion and mixing of the fine particles to the substrate S2 to be processed are suppressed, so that high-speed etching is possible and the etching uniformity is improved. In addition, the deterioration of the characteristics of the final product device and the decrease in the yield are suppressed, and the adhesion of the fine particles to the inner wall of the vacuum vessel 1 is also suppressed, so that the labor can be saved in terms of the maintenance of the apparatus.
【００３９】なお、このエッチング装置においても、前
記電源２０３及びモジュレータ２０４に代えて、波形合
成器及びこれに接続されたＲＦアンプを採用し、これを
マッチングボックス２０１に接続すること等も考えられ
る。これによっても所定周波数の高周波電力にサイン波
を基本とする振幅変調を行った状態の電力を印加するこ
とができる。In this etching apparatus, a waveform synthesizer and an RF amplifier connected thereto may be adopted instead of the power supply 203 and the modulator 204 and connected to the matching box 201. In this way, it is also possible to apply power in a state where amplitude modulation based on a sine wave is performed on high-frequency power of a predetermined frequency.
【００４０】以上説明した図２の装置により、ａ−Ｓｉ
膜をエッチングする例を説明する。 エッチング条件 基板 ： ４インチシリコンウェハにａ−Ｓｉ膜を
形成した基板 ガス ： ＳＦ6 ４０ｓｃｃｍ ＣＨＣｌ3 7.5 ｓｃｃｍ エッチング温度： ７０℃ ガス圧 ： ８０ｍＴｏｒｒ 高周波電力 ：１３．５６ＭＨｚ、１５０Ｗの高周波電
力を変調周波数１００ｋＨｚで５０〜２００ＷにＡＭ変
調した電力（５０Ｗは最低振幅時、２００Ｗは最大振幅
時） 電極サイズ ：２００ｍｍ×２００ｍｍ□ 電極間隔 ：５０ｍｍ（電極３０−基板Ｓ２表面間距
離） このエッチングでは、基板への付着微粒子数は、０．３
μｍ以上の大きさのもので１０個以下、エッチング速度
２４００Å／ｍｉｎ、エッチング均一性３％であった。With the apparatus of FIG. 2 described above, a-Si
An example of etching a film will be described. Etching conditions Substrate: Substrate having an a-Si film formed on a 4-inch silicon wafer Gas: SF 6 40 sccm CHCl 3 7.5 sccm Etching temperature: 70 ° C. Gas pressure: 80 mTorr High frequency power: 13.56 MHz, modulating high frequency power of 150 W at 100 kHz AM-modulated power of 50 to 200 W (50 W is at the minimum amplitude, 200 W is at the maximum amplitude) Electrode size: 200 mm × 200 mm □ Electrode interval: 50 mm (distance between electrode 30 and surface of substrate S 2) The number of attached fine particles is 0.3
The size was 10 μm or more, the etching rate was 2400 ° / min, and the etching uniformity was 3%.
【００４１】なお、図６の従来装置によると、印加電圧
（１３．５６ＭＨｚ、１５０Ｗ高周波電力）の点を除い
て他は同じエッチング条件として、付着微粒子数は約８
０個、エッチング速度１５００Å／ｍｉｎ、エッチング
均一性７％であった。そして本発明に係るプラズマエッ
チング装置の一例では、前記振幅変調高調波電力を、図
４の（Ａ）、（Ｂ）に例示するように、基本サイン波変
調に該基本変調周波数の整数倍の変調周波数の高調波を
重ねて該サイン波を歪ませた状態とし、それによってプ
ラズマエッチングにおけるエッチング均一性等について
制御する。According to the conventional apparatus shown in FIG. 6, except for the applied voltage (13.56 MHz, 150 W high frequency power), the etching conditions were the same except that the number of adhered particles was about 8
0 pieces, the etching rate was 1500 ° / min, and the etching uniformity was 7%. And the plasma edge according to the present invention is
In one example of the quenching apparatus, the amplitude modulated harmonic power, FIG.
4 (A), a state obtained by distorting the sine wave superimposed harmonics as illustrated, an integral multiple of the modulation frequency of the basic modulation frequency the fundamental sine wave modulation (B), the thus-flop
It controls the etching uniformity in plasma etching.
【００４２】[0042]
【発明の効果】以上説明したように本発明のプラズマ処
理方法及び装置によると、真空容器内に設けた対向する
電極間に所定真空下に処理用ガスを導入し、電力印加し
てプラズマ化させ、該プラズマのもとで該真空容器内の
処理対象基板にプラズマＣＶＤ法によるプラズマ処理又
はプラズマエッチング法によるプラズマ処理を行うプラ
ズマ処理方法及び装置であって、プラズマ処理に好まし
くない微粒子の発生を抑制しつつプラズマ処理速度を従
来より向上させることができる。As described above, according to the plasma processing method and apparatus of the present invention, a processing gas is introduced under a predetermined vacuum between opposing electrodes provided in a vacuum vessel, and power is applied to generate plasma. the plasma treatment also by a plasma CVD process in the processing target substrate in the vacuum vessel under the plasma
Can is a plasma processing method and apparatus for plasma treatment by the plasma etching method, to improve the conventional plasma processing rate while suppressing the occurrence of undesirable particulates into the plasma treatment.
【００４３】処理用ガスのプラズマ化のために所定周波
数の高周波電力にサイン波を基本とする振幅変調を行っ
た状態の電力であって、サイン波振幅変調による変調波
を基本変調波とし、該基本変調周波数の整数倍の変調周
波数の高周波を重ねた状態の電力を印加するにあたり、
該振幅変調高周波電力を最低振幅のときでもプラズマを
維持できるものとするときは、プラズマの誘電率が安定
化し、それだけ円滑にプラズマ処理が実施されるし、そ
れだけ微粒子の挙動が緩やかになるとともに電極又はそ
の近傍にトラップされる微粒子が被処理基板へ拡散せ
ず、或いはさらに真空容器内から排気にともなって該ト
ラップ状態から容器外へ輸送される。[0043] subjected to amplitude modulation which is based on sine wave to the high-frequency power having a predetermined frequency for plasma processing gas
Power in a sine wave amplitude modulation
Is the basic modulation wave, and the modulation frequency is an integral multiple of the basic modulation frequency.
In applying the power in the state where the high frequency of the wave number is superimposed ,
In order to maintain the plasma even when the amplitude-modulated high-frequency power has the minimum amplitude, the dielectric constant of the plasma is stabilized, the plasma processing is performed more smoothly, the behavior of the fine particles becomes more moderate, and the electrode becomes smaller. Alternatively, the fine particles trapped in the vicinity thereof do not diffuse to the substrate to be processed, or are further transported from the trapped state to the outside of the vacuum container with evacuation.
【００４４】また、振幅変調高周波電力が、基本変調波
に該基本変調周波数の整数倍の変調周波数の高調波を重
ねた状態のものであるので、それによってプラズマＣＶ
Ｄによる成膜における膜の均一性や膜質等について、ま
た、プラズマエッチングにおけるエッチングの均一性等
について、プラズマ処理を様々に制御できる。Since the amplitude-modulated high-frequency power is in a state where a harmonic having a modulation frequency that is an integral multiple of the basic modulation frequency is superimposed on the basic modulation wave, the plasma CV
The plasma processing can be variously controlled with respect to film uniformity and film quality in film formation by D , and etching uniformity in plasma etching.
【図１】図（Ａ）は本発明の１実施例であるプラズマＣ
ＶＤ装置の基本となる装置例の概略構成を示す図であ
り、図（Ｂ）は該装置において採用されるプラズマ生成
用電力波形例を示し、図（Ｃ）は該電力下における微粒
子発生原因反応種の変動状態を示し、図（Ｄ）は同電力
下における成膜寄与反応種の変動状態を示している。図
（Ｅ）は振幅変調電源の他の例を示している。FIG. 1A shows a plasma C according to an embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the schematic structure of the example of an apparatus which is a basic of a VD apparatus, FIG. (B) shows the example of the electric power waveform for plasma generation employ | adopted in this apparatus, FIG. FIG. 4D shows the fluctuation state of the film formation contributing reactive species under the same electric power. FIG. (E) shows another example of the amplitude modulation power supply.
【図２】本発明の他の実施例であるプラズマエッチング
装置の基本となる装置例の概略構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of an example of a basic apparatus of a plasma etching apparatus according to another embodiment of the present invention.
【図３】図（Ａ）はパルス変調された高周波電力の一例
を示し、図（Ｂ）は該高周波電力における周波数バンド
の測定結果を示し、図（Ｃ）はサイン波による振幅変調
高周波電力の１例を示し、図（Ｄ）は該電力下における
周波数バンドの測定結果を示している。FIG. 3A shows an example of a pulse-modulated high-frequency power, FIG. 3B shows a measurement result of a frequency band in the high-frequency power, and FIG. 3C shows an amplitude-modulated high-frequency power by a sine wave. One example is shown, and FIG. (D) shows the measurement result of the frequency band under the power.
【図４】図（Ａ）は基本変調波に２倍高調波を重ねた高
周波電力波形を示し、図（Ｂ）は基本変調波に３倍高調
波を重ねた高周波電力波形を示している。FIG. 4A shows a high-frequency power waveform in which a second harmonic is superimposed on a basic modulation wave, and FIG. 4B shows a high-frequency power waveform in which a third harmonic is superimposed on the basic modulation wave.
【図５】従来のプラズマＣＶＤ装置例の概略構成図であ
る。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an example of a conventional plasma CVD apparatus.
【図６】従来のプラズマエッチング装置例の概略構成図
である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an example of a conventional plasma etching apparatus.
１、１０ 真空容器 ２、３０ 接地電極 ３、２０ 高周波電極 ３１、２０１ マッチングボックス ３２１、２０３ 高周波電源 ３２２、２０４ 振幅モジュレータ ３２３ 波形合成器 ３２４ ＲＦアンプ ３３、３０１ ガスノズル ３４、３０２ ガス供給孔付き板体 ２１ ヒータ ５１、７１ 開閉弁 ５２、７２ 排気ポンプ ４、６ ガス供給部 Ｓ１ 成膜対象基板 Ｓ２ エッチング対象基板 1, 10 Vacuum container 2, 30 Ground electrode 3, 20 High frequency electrode 31, 201 Matching box 321, 203 High frequency power supply 322, 204 Amplitude modulator 323 Waveform synthesizer 324 RF amplifier 33, 301 Gas nozzle 34, 302 Plate with gas supply hole 21 Heater 51, 71 Open / close valve 52, 72 Exhaust pump 4, 6 Gas supply unit S1 Film formation target substrate S2 Etching target substrate
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−195273（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−149965（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−206072（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−156451（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205 C23C 16/50 C23F 4/00 H01L 21/3065 H05H 1/46 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-1-195273 (JP, A) JP-A-1-149965 (JP, A) JP-A-5-206072 (JP, A) JP-A-5-205 156451 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/205 C23C 16/50 C23F 4/00 H01L 21/3065 H05H 1/46
Claims (6)
定真空下に処理用ガスを導入し、電力印加してプラズマ
化させ、該プラズマのもとで該真空容器内の処理対象基
板にプラズマＣＶＤ法によるプラズマ処理又はプラズマ
エッチング法によるプラズマ処理を行うプラズマ処理方
法において、前記印加するプラズマ生成用電力を、所定
周波数の高周波電力にサイン波を基本とする振幅変調を
行った状態の振幅変調高周波電力とし、該電力はサイン
波振幅変調による基本変調波に該基本変調周波数の整数
倍の変調周波数の高調波を重ねた状態の電力とすること
を特徴とするプラズマ処理方法。 1. A process gas is introduced under a predetermined vacuum between opposed electrodes provided in a vacuum vessel, a power is applied to generate a plasma, and a plasma is applied to a substrate to be processed in the vacuum vessel under the plasma. Plasma treatment by plasma CVD or plasma
In the plasma processing method for performing plasma processing by an etching method, the applied plasma generation power is amplitude-modulated high-frequency power obtained by performing amplitude modulation based on a sine wave on high-frequency power of a predetermined frequency , and the power is a sine.
Integer of the fundamental modulation frequency in the fundamental modulation wave by wave amplitude modulation
Power with double harmonics superimposed
A plasma processing method characterized by the above-mentioned.
きでも前記プラズマを維持できるものとする請求項１記
載のプラズマ処理方法。2. The plasma processing method according to claim 1, wherein said plasma can be maintained even when said amplitude-modulated high-frequency power has a minimum amplitude.
Ｈｚの高周波電力に少なくとも変調周波数１００Ｈｚか
ら１ＭＨｚの範囲のサイン波を基本とする振幅変調を行
った状態の電力とする請求項１又は２記載のプラズマ処
理方法。3. An amplitude-modulated high-frequency power of 13.56 M.
Hz high frequency power at least 100Hz modulation frequency
Performs amplitude modulation based on a sine wave in the range of
The plasma processing method according to claim 1 or 2 , wherein the power is in a state of being in a state of being changed .
定真空下に処理用ガスを導入し、電力印加してプラズマ
化させ、該プラズマのもとで該真空容器内の処理対象基
板にプラズマＣＶＤ法によるプラズマ処理又はプラズマ
エッチング法によるプラズマ処理を行うプラズマ処理装
置において、前記プラズマ生成用電力を印加する手段
が、所定周波数の高周波電力にサイン波を基本とする振
幅変調を行った状態の振幅変調高周波電力であってサイ
ン波振幅変調による基本変調波に該基本変調周波数の整
数倍の変調周波数の高調波を重ねた状態の電力を印加す
るものであることを特徴とするプラズマ処理装置。4. A process gas is introduced under a predetermined vacuum between opposed electrodes provided in a vacuum vessel, and a power is applied to generate a plasma, and a plasma is applied to a substrate to be processed in the vacuum vessel under the plasma. In a plasma processing apparatus for performing a plasma process by a plasma CVD method or a plasma process by a plasma etching method, the means for applying the plasma generation power may be a state in which amplitude modulation based on a sine wave is performed on high frequency power of a predetermined frequency. A plasma processing apparatus characterized by applying a power of amplitude modulated high-frequency power in which a harmonic having a modulation frequency that is an integral multiple of the basic modulation frequency is superimposed on a basic modulation wave obtained by sine wave amplitude modulation.
変調高周波電力を最低振幅のときでも前記プラズマを維
持できる電力とするものである請求項４記載のプラズマ
処理装置。 5. The apparatus according to claim 5, wherein said power applying means is adapted to apply said amplitude
The plasma is maintained even when the modulated RF power is at the lowest amplitude.
The plasma processing apparatus according to claim 4, wherein the power is a power that can be held .
変調高周波電力を１３．５６ＭＨｚの高周波電力に少な
くとも変調周波数１００Ｈｚから１ＭＨｚの範囲のサイ
ン波を基本とする振幅変調を行った状態の電力とするも
のである請求項４又は５記載のプラズマ処理装置。 6. The power supply device according to claim 1 , wherein
The modulated high frequency power is reduced to 13.56 MHz high frequency power.
At least the modulation frequency range of 100 Hz to 1 MHz
Power in a state where amplitude modulation based on
The plasma processing apparatus according to claim 4, wherein:
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