JP7038593B2 - 処理装置及び処理装置の制御方法 - Google Patents
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Description
半導体の微細化に伴い、エッチング処理等を行う処理装置の装置間の差やパーツの消耗によるプロセス特性の変動が、エッチング処理等のプロセスの結果に与える影響はより大きくなっている。これに対して、ウェハの載置台の温度を多ゾーンで制御することでプロセス特性の変動を小さくすることが行われている。しかし、温度のみの制御では、エッチングレートやCD(Critial Dimension)を合致させる制御を行っても、形状のテーパー角等にバラツキが生じることがあり、プロセス特性を均一にするには不十分である。そこで、一実施形態では、シンプルかつ安価な構成でプラズマ密度の面内分布を制御することが可能な、処理装置及び処理装置の制御方法を提供する。
まず、本開示の一実施形態に係るプラズマ処理装置1の全体構成について、図1を参照しながら説明する。図1は、一実施形態に係るプラズマ処理装置1の全体構成を示す縦断面図である。プラズマ処理装置1は、処理容器10内にて載置台11上のウェハWを処理する処理装置の一例である。
次に、一実施形態に係る調節機構50の内部構成の一例について、図3を参照しながら説明する。図3は、一実施形態に係る調節機構50の一例を示す図である。図3では、コイル42、43及びこれらのコイルに接続された調節機構50(スイッチ52,53)を図示し、その他のコイル40及び調節機構50の内部構成の図示を省略している。ただし、他のコイル40も同様にスイッチに一対一に接続されている。
図5は、一実施形態に係るスイッチ回路のオン・オフに対する電界強度及びエッチングレートの実験結果の一例を示す図である。本実験のエッチング対象膜はSiO2膜とSiN膜とした。
(変形例1)
次に、一実施形態に係る調節機構50の変形例と、変形例に係る調節機構50を用いたプラズマ処理装置1の制御方法について説明する。まず、一実施形態に係る調節機構50の変形例1について、図6を参照して説明する。図6は、一実施形態の変形例1に係る調節機構50の一例を示す図である。
次に、一実施形態に係る調節機構50の変形例2について、図7を参照して説明する。図7は、一実施形態の変形例2に係る調節機構50の一例を示す図である。図7(a)及び(b)に示すように、変形例2では、調節機構50は、上下駆動機構50cを有する。上下駆動機構50cは、複数のコイル40のそれぞれを高さ方向に上下動させることが可能である。上下駆動機構50cは、複数のコイル40のそれぞれとガスシャワーヘッド12の裏面12aとの距離を調整する第1駆動機構の一例である。
次に、一実施形態に係る調節機構50の変形例3について、図8を参照して説明する。図8は、一実施形態の変形例3に係る調節機構50の一例を示す図である。図8に示すように、変形例3では、調節機構50は、回転駆動機構50dを有する。回転駆動機構50dは、複数のコイル40のそれぞれをガスシャワーヘッド12の裏面の鉛直方向に回転させることが可能である。回転駆動機構50dは、複数のコイル40のそれぞれの角度を調整する第2駆動機構の一例である。
次に、一実施形態に係る調節機構50の変形例4について、図9を参照して説明する。図9は、一実施形態の変形例4に係る調節機構50の一例を示す図である。変形例4では、調節機構50は、伸縮調節機構50eを有する。伸縮調節機構50eは、複数のコイル40のそれぞれを伸縮させることが可能である。伸縮調節機構50eは、複数のコイル40のそれぞれの長さを調整する第3駆動機構の一例である。
次に、一実施形態に係る調節機構50の変形例5について、図10を参照して説明する。図10は、一実施形態の変形例5に係る調節機構50の一例を示す図である。変形例5では、調節機構50は、ヨーク駆動機構50fを有する。変形例5では、複数のコイル40のそれぞれの内側に磁性体の棒状部材(以下、「ヨーク46」ともいう。)が設けられる。ヨーク46は、ヨーク駆動機構50fに接続されている。
次に、一実施形態の変形例に係るコイルの配列について、図11を参照して説明する。図11は、一実施形態の変形例に係るコイルの配列の一例を示す図である。複数のコイル40は、図2に示した同心円状の他、図11(a)の格子状、図11(b)の三角状、図11(c)のハニカム状のいずれかの形状に配列されてもよい。
11 載置台(下部電極)
12 ガスシャワーヘッド(上部電極)
17 ガス供給源
21 高周波電源
24 高周波電源
40、41~45 コイル
46 ヨーク
50 調節機構
50a スイッチ回路
50b インピーダンス調整回路
50c 上下駆動機構
50d 回転駆動機構
50e 伸縮調節機構
50f ヨーク駆動機構
100 制御部
L 給電ライン
Claims (20)
- 処理容器内にて基板を処理する処理装置であって、
前記処理容器内に配置され、基板を載置する第1電極と、
前記第1電極に対向して配置される第2電極と、
前記第1電極又は前記第2電極に高周波電力を印加する電力供給部と、
前記第1電極及び前記第2電極が対向する面の反対の面であって、該第1電極又は該第2電極のいずれかの電極の面側に配置され、一端が前記電極に接続され、他端がグラウンドに接続されるコイルと、
前記コイルから前記電極を通過する磁界の強度を制御する調節機構と、
を有する処理装置。 - 前記第1電極は、載置台であり、
前記第2電極は、シャワーヘッドである、
請求項1に記載の処理装置。 - 前記コイルの一端は、前記電力供給部の給電ラインを介して前記電極に接続される、
請求項1又は2に記載の処理装置。 - 前記コイルは、複数であり、
前記複数のコイルは、同心円状、格子状、三角状及びハニカム状のいずれかに配列されている、
請求項1~3のいずれか一項に記載の処理装置。 - 前記調節機構は、前記電極と前記複数のコイルとの間又は該複数のコイルとグラウンドとの間に設けられている、
請求項4に記載の処理装置。 - 前記調節機構は、前記複数のコイルのそれぞれの導通と絶縁とを切り替えるスイッチ回路を有する、
請求項4又は5に記載の処理装置。 - 前記調節機構は、前記複数のコイルのそれぞれのインピーダンスを調整するインピーダンス調整回路を有する、
請求項4~6のいずれか一項に記載の処理装置。 - 前記調節機構は、前記複数のコイルのそれぞれを高さ方向に移動可能であり、前記複数のコイルのそれぞれと前記電極との距離を調整する第1駆動機構を有する、
請求項4~7のいずれか一項に記載の処理装置。 - 前記調節機構は、前記複数のコイルのそれぞれを前記処理容器の天井部に対して鉛直方向に回転可能であり、前記複数のコイルのそれぞれの角度を調整する第2駆動機構を有する、
請求項4~8のいずれか一項に記載の処理装置。 - 前記調節機構は、前記複数のコイルのそれぞれを伸縮可能であり、前記複数のコイルのそれぞれの長さを調整する第3駆動機構を有する、
請求項4~9のいずれか一項に記載の処理装置。 - 前記複数のコイルのそれぞれの内側に磁性体の棒状部材を設ける、
請求項4~10のいずれか一項に記載の処理装置。 - 前記調節機構は、前記棒状部材の移動が可能であり、前記複数のコイルのそれぞれに対する前記棒状部材の差し込み及び引き出しを調整する第4駆動機構を有する、
請求項11に記載の処理装置。 - 前記電力供給部は、前記第2電極に高周波電力を印加する、
請求項1に記載の処理装置。 - 処理容器内にて基板を処理する処理装置であって、
前記処理容器内に配置され、基板を載置する第1電極と、
前記第1電極に対向して配置される第2電極と、
前記第1電極又は前記第2電極に高周波電力を印加する電力供給部と、
前記第1電極及び前記第2電極が対向する面の反対の面であって、該第1電極又は該第2電極のいずれかの電極の面側に配置され、一端が前記電極に接続され、他端がグラウンドに接続される複数のコイルと、
前記複数のコイルから前記電極を通過する磁界の強度を制御する調節機構と、を有する処理装置の制御方法であって、
前記調節機構を使用して前記複数のコイルの位置、角度、長さ及びインピーダンスの少なくともいずれかを制御する工程を有する、制御方法。 - 前記調節機構は、前記複数のコイルのそれぞれの導通と絶縁とを切り替えるスイッチ回路を有し、
前記工程は、前記スイッチ回路を使用して前記複数のコイルのそれぞれの導通及び絶縁を制御する、
請求項14に記載の制御方法。 - 前記調節機構は、前記複数のコイルのそれぞれのインピーダンスを調整するインピーダンス調整回路を有し、
前記工程は、前記インピーダンス調整回路を使用して前記複数のコイルのそれぞれのインピーダンスを制御する、
請求項14又は15に記載の制御方法。 - 前記調節機構は、前記複数のコイルのそれぞれを高さ方向に移動可能であり、前記複数のコイルのそれぞれと前記電極との距離を調整する第1駆動機構を有し、
前記工程は、前記第1駆動機構を使用して前記複数のコイルのそれぞれの位置を制御する、
請求項14~16のいずれか一項に記載の制御方法。 - 前記調節機構は、前記複数のコイルのそれぞれを鉛直方向に回転可能であり、前記複数のコイルのそれぞれの角度を調整する第2駆動機構を有し、
前記工程は、前記第2駆動機構を使用して前記複数のコイルのそれぞれの角度を制御する、
請求項14~17のいずれか一項に記載の制御方法。 - 前記調節機構は、前記複数のコイルのそれぞれを伸縮可能であり、前記複数のコイルのそれぞれの長さを調整する第3駆動機構を有し、
前記工程は、前記第3駆動機構を使用して前記複数のコイルのそれぞれの長さを制御する、
請求項14~18のいずれか一項に記載の制御方法。 - 前記複数のコイルのそれぞれの内側に磁性体の棒状部材を設け、
前記調節機構は、前記棒状部材の移動が可能であり、前記複数のコイルのそれぞれに対する前記棒状部材の差し込み及び引き出しを調整する第4駆動機構を有し、
前記工程は、前記第4駆動機構を使用して前記複数のコイルのそれぞれに対する前記棒状部材の移動を制御する、
請求項14~19のいずれか一項に記載の制御方法。
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