JPH08316212A - プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置Info
- Publication number
- JPH08316212A JPH08316212A JP12334895A JP12334895A JPH08316212A JP H08316212 A JPH08316212 A JP H08316212A JP 12334895 A JP12334895 A JP 12334895A JP 12334895 A JP12334895 A JP 12334895A JP H08316212 A JPH08316212 A JP H08316212A
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- JP
- Japan
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- electrode
- wafer
- wafer mounting
- plasma processing
- outer peripheral
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Abstract
(57)【要約】
【構成】プラズマ処理装置において、ウエハ載置部の電
極9面を電気的に絶縁された複数の領域に分割し、その
各々の領域にインピーダンス整合用素子を接続するよう
構成した。あるいは、ウエハ載置部の電極9面に凹部を
設け、電極の中央部と外周部で、ウエハと電極間のイン
ピーダンスが異なるように構成した。 【効果】ウエハ面上で供給される高周波電力の割合を変
更することができるので、ウエハに入射するイオンのエ
ネルギーをウエハ面内で均一にすることができ、その結
果より均一なプラズマ処理をすることができるという効
果がある。
極9面を電気的に絶縁された複数の領域に分割し、その
各々の領域にインピーダンス整合用素子を接続するよう
構成した。あるいは、ウエハ載置部の電極9面に凹部を
設け、電極の中央部と外周部で、ウエハと電極間のイン
ピーダンスが異なるように構成した。 【効果】ウエハ面上で供給される高周波電力の割合を変
更することができるので、ウエハに入射するイオンのエ
ネルギーをウエハ面内で均一にすることができ、その結
果より均一なプラズマ処理をすることができるという効
果がある。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ処理装置に係
り、特に半導体素子基板等の試料をプラズマを利用して
エッチング処理、成膜処理するのに好適なプラズマ処理
方法及びプラズマ処理装置に関するものである。
り、特に半導体素子基板等の試料をプラズマを利用して
エッチング処理、成膜処理するのに好適なプラズマ処理
方法及びプラズマ処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のプラズマ処理装置は、例えば、特
開平4−079219号公報に記載のように、ウエハ載
置用電極は、単に整合器を介して高周波電源が接続され
ていた。また、ウエハ載置用電極は、電極面が電気的に
絶縁された複数の領域に分割されることなく、単一の電
極面で構成されており、また電極面も全面に渡ってほぼ
平坦な構成をしており、ウエハと電極間のインピーダン
スは、電極の中央部と外周部でほぼ等しくなるように構
成されていた。
開平4−079219号公報に記載のように、ウエハ載
置用電極は、単に整合器を介して高周波電源が接続され
ていた。また、ウエハ載置用電極は、電極面が電気的に
絶縁された複数の領域に分割されることなく、単一の電
極面で構成されており、また電極面も全面に渡ってほぼ
平坦な構成をしており、ウエハと電極間のインピーダン
スは、電極の中央部と外周部でほぼ等しくなるように構
成されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、ウエ
ハに入射するイオンのエネルギーがウエハの中央部と外
周部で異なる点については考慮されていなかった。一様
な電極面に整合器を介して高周波電源を接続した場合、
ウエハ中央部に比較して、ウエハ中央部より外周部に入
射するイオンの方が高エネルギーを有しており、その結
果、均一なプラズマを生成しても、プラズマ処理速度は
ウエハ中央部と外周部で異なるという問題点があった。
ハに入射するイオンのエネルギーがウエハの中央部と外
周部で異なる点については考慮されていなかった。一様
な電極面に整合器を介して高周波電源を接続した場合、
ウエハ中央部に比較して、ウエハ中央部より外周部に入
射するイオンの方が高エネルギーを有しており、その結
果、均一なプラズマを生成しても、プラズマ処理速度は
ウエハ中央部と外周部で異なるという問題点があった。
【0004】本発明は、ウエハを均一にプラズマ処理す
ることが可能なプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
を提供することを目的とする。
ることが可能なプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
を提供することを目的とする。
【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、ウエハ載置部の電極面を電気的に絶縁された複数の
領域に分割し、その各々の領域にインピーダンス整合用
素子を接続したものである。あるいは、ウエハ載置部の
電極面に凹部を設け、電極の中央部と外周部で、ウエハ
と電極間のインピーダンスが異なるように構成したもの
である。
に、ウエハ載置部の電極面を電気的に絶縁された複数の
領域に分割し、その各々の領域にインピーダンス整合用
素子を接続したものである。あるいは、ウエハ載置部の
電極面に凹部を設け、電極の中央部と外周部で、ウエハ
と電極間のインピーダンスが異なるように構成したもの
である。
【0006】
【作用】ウエハ載置部の電極面を電気的に絶縁された複
数の領域に分割し、その各々の領域にインピーダンス整
合用素子を接続することにより、電気的に絶縁された複
数の領域の各々に投入する高周波電力の割合を変更する
ことができる。このため、ウエハに入射するイオンのエ
ネルギーをウエハ面内で均一にすることができるので、
より均一なプラズマ処理をすることが可能である。
数の領域に分割し、その各々の領域にインピーダンス整
合用素子を接続することにより、電気的に絶縁された複
数の領域の各々に投入する高周波電力の割合を変更する
ことができる。このため、ウエハに入射するイオンのエ
ネルギーをウエハ面内で均一にすることができるので、
より均一なプラズマ処理をすることが可能である。
【0007】また、ウエハ載置部の電極面に凹部を設
け、電極の中央部と外周部で、ウエハと電極間のインピ
ーダンスが異なるように構成することにより、中央部と
外周部に投入する高周波電力の割合を変更することがで
きる。このため、前述と同様に、ウエハに入射するイオ
ンのエネルギーをウエハ面内で均一にすることができる
ので、より均一なプラズマ処理をすることが可能であ
る。
け、電極の中央部と外周部で、ウエハと電極間のインピ
ーダンスが異なるように構成することにより、中央部と
外周部に投入する高周波電力の割合を変更することがで
きる。このため、前述と同様に、ウエハに入射するイオ
ンのエネルギーをウエハ面内で均一にすることができる
ので、より均一なプラズマ処理をすることが可能であ
る。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1乃至図3によ
り説明する。図1は、本発明を適用する有磁場マイクロ
波ドライエッチング装置を示すが、ウエハ載置用電極は
従来タイプのものを示している。図2は、本発明の一実
施例であるウエハ載置用電極の電極面を上部より見た図
であり、図3は、図2のウエハ載置用電極の縦断面図で
ある。まず図1により、有磁場マイクロ波エッチング装
置の構成とその作用について述べる。図1において、容
器1a、放電管1bおよび石英窓2で区画された処理室
1の内部を真空排気装置(図示省略)により減圧した
後、ガス供給装置(図示省略)によりエッチングガスを
処理室1内に導入し、所望の圧力に調整する。また処理
室1は、コイル3により生成される磁場領域内にある。
マグネトロン4より発した、この場合、2.45GHz
のマイクロ波は、導波管5a、5b内を伝播し、共振器
6内に導入される。共振器6の底面にはスロットアンテ
ナ7が設けられている。スロットアンテナ7より放射さ
れたマイクロ波は、導波管8内を伝播し、石英窓2を透
過して処理室1内に入射される。このマイクロ波によっ
て生成されたプラズマにより、ウエハ載置用電極9に載
置されたウエハ10がエッチング処理される。またウエ
ハ10のエッチング形状を制御するため、ウエハ載置用
電極9の電極9aには整合器11を介して高周波電源1
2が接続され、高周波電圧が印加されている。図2は、
本発明の第1の実施例であるウエハ載置用電極の電極面
を上図より見た図であり、図2において、電極9aは、
中央部と外周部に2分割されている。図3は、本発明の
第1の実施例であるウエハ載置用電極の縦断面図であ
る。高周波電圧が印加される電極9aは絶縁材9bを介
して、接地されている電極台9c上に設けられている。
中央部と外周部に2分割された電極9aの各々は、可変
コンデンサ13(容量C1、C2)が接続され、整合器1
1を介して高周波電源12に接続されている。この2つ
の可変コンデンサ13の容量C1と容量C2の比を変更す
ることにより、中央部と外周部の電極9aに供給される
高周波電力の比を変更することができる。このため、ウ
エハに入射するイオンのエネルギーをウエハ面内で均一
にすることができるので、より均一なプラズマ処理をす
ることが可能であるという効果がある。本実施例では電
極9aに可変コンデンサ13を接続したが、可変コンデ
ンサ13のかわりに、コンデンサ、コイル、抵抗等の回
路から成るインピーダンス整合用素子を用いてもよい。
本実施例の場合は、中央部と外周部の面積が等しくなる
よう電極9aを2分割したが、分割の比率は、均一なプ
ラズマ処理が可能となるよう任意に決めてよい。また電
極9aの分割数も3以上複数にしてもよい。
り説明する。図1は、本発明を適用する有磁場マイクロ
波ドライエッチング装置を示すが、ウエハ載置用電極は
従来タイプのものを示している。図2は、本発明の一実
施例であるウエハ載置用電極の電極面を上部より見た図
であり、図3は、図2のウエハ載置用電極の縦断面図で
ある。まず図1により、有磁場マイクロ波エッチング装
置の構成とその作用について述べる。図1において、容
器1a、放電管1bおよび石英窓2で区画された処理室
1の内部を真空排気装置(図示省略)により減圧した
後、ガス供給装置(図示省略)によりエッチングガスを
処理室1内に導入し、所望の圧力に調整する。また処理
室1は、コイル3により生成される磁場領域内にある。
マグネトロン4より発した、この場合、2.45GHz
のマイクロ波は、導波管5a、5b内を伝播し、共振器
6内に導入される。共振器6の底面にはスロットアンテ
ナ7が設けられている。スロットアンテナ7より放射さ
れたマイクロ波は、導波管8内を伝播し、石英窓2を透
過して処理室1内に入射される。このマイクロ波によっ
て生成されたプラズマにより、ウエハ載置用電極9に載
置されたウエハ10がエッチング処理される。またウエ
ハ10のエッチング形状を制御するため、ウエハ載置用
電極9の電極9aには整合器11を介して高周波電源1
2が接続され、高周波電圧が印加されている。図2は、
本発明の第1の実施例であるウエハ載置用電極の電極面
を上図より見た図であり、図2において、電極9aは、
中央部と外周部に2分割されている。図3は、本発明の
第1の実施例であるウエハ載置用電極の縦断面図であ
る。高周波電圧が印加される電極9aは絶縁材9bを介
して、接地されている電極台9c上に設けられている。
中央部と外周部に2分割された電極9aの各々は、可変
コンデンサ13(容量C1、C2)が接続され、整合器1
1を介して高周波電源12に接続されている。この2つ
の可変コンデンサ13の容量C1と容量C2の比を変更す
ることにより、中央部と外周部の電極9aに供給される
高周波電力の比を変更することができる。このため、ウ
エハに入射するイオンのエネルギーをウエハ面内で均一
にすることができるので、より均一なプラズマ処理をす
ることが可能であるという効果がある。本実施例では電
極9aに可変コンデンサ13を接続したが、可変コンデ
ンサ13のかわりに、コンデンサ、コイル、抵抗等の回
路から成るインピーダンス整合用素子を用いてもよい。
本実施例の場合は、中央部と外周部の面積が等しくなる
よう電極9aを2分割したが、分割の比率は、均一なプ
ラズマ処理が可能となるよう任意に決めてよい。また電
極9aの分割数も3以上複数にしてもよい。
【0009】以上本実施例によれば、ウエハ載置部の電
極面を電気的に絶縁された複数の領域に分割し、その各
々の領域にインピーダンス整合用素子を接続したことに
より、分割された電極面に供給される高周波電力の比を
変更でき、その結果ウエハに入射するイオンのエネルギ
ーをウエハ面内で均一にすることができるので、より均
一なプラズマ処理をすることが可能であるという効果が
ある。
極面を電気的に絶縁された複数の領域に分割し、その各
々の領域にインピーダンス整合用素子を接続したことに
より、分割された電極面に供給される高周波電力の比を
変更でき、その結果ウエハに入射するイオンのエネルギ
ーをウエハ面内で均一にすることができるので、より均
一なプラズマ処理をすることが可能であるという効果が
ある。
【0010】次に、本発明の第2の実施例を図4を用い
て説明する。本実施例では、中央部と外周部に分割され
た電極9aの各々に1つずつ整合器11が接続され、そ
して、その2つの整合器11に高周波電源12が1つ接
続されている。本実施例においても、中央部と外周部に
分割された各々の電極9aに供給される高周波電力の比
率を2つの整合器11によって変更できるので、第1の
実施例と同様の効果がある。
て説明する。本実施例では、中央部と外周部に分割され
た電極9aの各々に1つずつ整合器11が接続され、そ
して、その2つの整合器11に高周波電源12が1つ接
続されている。本実施例においても、中央部と外周部に
分割された各々の電極9aに供給される高周波電力の比
率を2つの整合器11によって変更できるので、第1の
実施例と同様の効果がある。
【0011】次に、本発明の第3の実施例を図5を用い
て説明する。本実施例では、電極9aは1つで構成され
ているが、ウエハ載置部の電極面の凹部を設け、電極9
aの中央部と外周部で、ウエハ10と電極9a間のイン
ピーダンスが異なるよう構成されている。つまり、図5
に示すように、電極9aの中央部に比較して外周部の方
が凹部の面積の割合が大きくなるよう構成されている。
ウエハ10と電極9a間の容量 と電極9aとの距離である。凹部の面積比率により平均
的な距離dが決まる。一方、インピーダンスは容量成分
のみを考えた場合1/ωcで決まる。ここでωは高周波
電源の角周波数である。したがって、本実施例のように
電極9aの中央部に比較して外周部の方が凹部の面積の
割合が大きくなるよう構成した場合、外周部の方が容量
が小さく、そのため、インピーダンスは小さくなる。
て説明する。本実施例では、電極9aは1つで構成され
ているが、ウエハ載置部の電極面の凹部を設け、電極9
aの中央部と外周部で、ウエハ10と電極9a間のイン
ピーダンスが異なるよう構成されている。つまり、図5
に示すように、電極9aの中央部に比較して外周部の方
が凹部の面積の割合が大きくなるよう構成されている。
ウエハ10と電極9a間の容量 と電極9aとの距離である。凹部の面積比率により平均
的な距離dが決まる。一方、インピーダンスは容量成分
のみを考えた場合1/ωcで決まる。ここでωは高周波
電源の角周波数である。したがって、本実施例のように
電極9aの中央部に比較して外周部の方が凹部の面積の
割合が大きくなるよう構成した場合、外周部の方が容量
が小さく、そのため、インピーダンスは小さくなる。
【0012】以上本実施例によれば、ウエハ載置部の電
極面に凹部を設け、電極の中央部と外周部で、ウエハと
電極間のインピーダンスを異なるようにできるので、電
極の中央部と外周部で供給される高周波電力の比を変更
でき、その結果第1の実施例と同様の効果がある。
極面に凹部を設け、電極の中央部と外周部で、ウエハと
電極間のインピーダンスを異なるようにできるので、電
極の中央部と外周部で供給される高周波電力の比を変更
でき、その結果第1の実施例と同様の効果がある。
【0013】次に、本発明の第4の実施例を図6を用い
て説明する。本実施例では、ウエハ載置部の電極面に設
けられた凹部の深さを、電極9aの中央部と外周部で異
なるよう構成している。このため、電極9aの中央部と
外周部で、前述と同様に平均的な距離dが異なるため、
容量が異なり、その結果インピーダンスが異なる。以上
本実施例によれば、電極の中央部と外周部で、ウエハ1
0と電極間のインピーダンスを異なるようにできるの
で、電極9aの中央部と外周部で供給される高周波電力
の比を変更でき、その結果第1の実施例と同様の効果が
ある。
て説明する。本実施例では、ウエハ載置部の電極面に設
けられた凹部の深さを、電極9aの中央部と外周部で異
なるよう構成している。このため、電極9aの中央部と
外周部で、前述と同様に平均的な距離dが異なるため、
容量が異なり、その結果インピーダンスが異なる。以上
本実施例によれば、電極の中央部と外周部で、ウエハ1
0と電極間のインピーダンスを異なるようにできるの
で、電極9aの中央部と外周部で供給される高周波電力
の比を変更でき、その結果第1の実施例と同様の効果が
ある。
【0014】次に、本発明の第5の実施例を図7を用い
て説明する。本実施例では、図5に示す第3の実施例の
電極面上に誘電体14を設けたものである。誘電体14
を設けることにより、ウエハ10と電極9a間の容量を
大きくすることができる。したがって、本実施例によれ
ば、第5の実施例の効果に加えて、電極面に構成する凹
部の深さを小さくしても、インピーダンスを変更するこ
とができるという効果がある。
て説明する。本実施例では、図5に示す第3の実施例の
電極面上に誘電体14を設けたものである。誘電体14
を設けることにより、ウエハ10と電極9a間の容量を
大きくすることができる。したがって、本実施例によれ
ば、第5の実施例の効果に加えて、電極面に構成する凹
部の深さを小さくしても、インピーダンスを変更するこ
とができるという効果がある。
【0015】また上記各実施例では、有磁場マイクロ波
ドライエッチング装置について述べたが、その他のマイ
クロ波を利用したドライエッチング装置、プラズマCV
D装置、アッシング装置等のプラズマ処理装置について
も、同様の作用効果が得られる。
ドライエッチング装置について述べたが、その他のマイ
クロ波を利用したドライエッチング装置、プラズマCV
D装置、アッシング装置等のプラズマ処理装置について
も、同様の作用効果が得られる。
【0016】
【発明の効果】以上本発明によれば、ウエハ載置部の電
極面を電気的に絶縁された複数の領域に分割し、その各
々の領域にインピーダンス整合用素子を接続することに
より、電気的に絶縁された複数の領域の各々に投入する
高周波電力の割合を変更することができる。このため、
ウエハに入射するイオンのエネルギーをウエハ面内で均
一にすることができるので、より均一なプラズマ処理を
することができるという効果がある。
極面を電気的に絶縁された複数の領域に分割し、その各
々の領域にインピーダンス整合用素子を接続することに
より、電気的に絶縁された複数の領域の各々に投入する
高周波電力の割合を変更することができる。このため、
ウエハに入射するイオンのエネルギーをウエハ面内で均
一にすることができるので、より均一なプラズマ処理を
することができるという効果がある。
【0017】また、ウエハ載置部の電極面に凹部を設
け、電極の中央部と外周部で、ウエハと電極間のインピ
ーダンスが異なるよう構成にすることにより、中央部と
外周部に投入する高周波電力の割合を変更することがで
きる。このため、前述と同様に、ウエハに入射するイオ
ンのエネルギーをウエハ面内で均一にすることができる
ので、より均一なプラズマ処理をすることができるとい
う効果がある。
け、電極の中央部と外周部で、ウエハと電極間のインピ
ーダンスが異なるよう構成にすることにより、中央部と
外周部に投入する高周波電力の割合を変更することがで
きる。このため、前述と同様に、ウエハに入射するイオ
ンのエネルギーをウエハ面内で均一にすることができる
ので、より均一なプラズマ処理をすることができるとい
う効果がある。
【図1】有磁場マイクロ波エッチング装置の処理室部の
縦断面図である。
縦断面図である。
【図2】本発明の第1の実施例のウエハ載置用電極を上
部よりみた説明図である。
部よりみた説明図である。
【図3】本発明の第1の実施例のウエハ載置用電極の縦
断面図である。
断面図である。
【図4】本発明の第2の実施例のウエハ載置用電極の縦
断面図である。
断面図である。
【図5】本発明の第3の実施例のウエハ載置用電極の縦
断面図である。
断面図である。
【図6】本発明の第4の実施例のウエハ載置用電極の縦
断面図である。
断面図である。
【図7】本発明の第5の実施例のウエハ載置用電極の縦
断面図である。
断面図である。
1…処理室、2…石英窓、3…コイル、4…マグネトロ
ン、5…導波管、6…共振器、7…スロットアンテナ、
8…導波管、9…ウエハ載置用電極、10…ウエハ、1
1…整合器、12…高周波電源、13…可変コンデン
サ、14…誘電体。
ン、5…導波管、6…共振器、7…スロットアンテナ、
8…導波管、9…ウエハ載置用電極、10…ウエハ、1
1…整合器、12…高周波電源、13…可変コンデン
サ、14…誘電体。
Claims (3)
- 【請求項1】プラズマ発生装置と、減圧可能な処理室
と、ガス供給装置と、真空排気装置と、ウエハ載置用電
極と、より成るプラズマ処理装置により、ウエハを処理
するプラズマ処理装置であって、前記ウエハ載置部の電
極面を電気的に絶縁された複数の領域に分割し、その各
々の領域のインピーダンスを制御することを特徴とする
プラズマ処理方法。 - 【請求項2】プラズマ発生装置と、減圧可能な処理室
と、ガス供給装置と、真空排気装置と、ウエハ載置用電
極と、より成るプラズマ処理装置において、前記ウエハ
載置部の電極面を電気的に絶縁された複数の領域に分割
し、その各々の領域にインピーダンス整合用素子を接続
したことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項3】プラズマ発生装置と、減圧可能な処理室
と、ガス供給装置と、真空排気装置と、ウエハ載置用電
極と、より成るプラズマ処理装置において、前記ウエハ
載置部の電極に凹部を設け、電極の中央部と外周部と
で、ウエハと電極間とにインピーダンスが異なるように
構成したことを特徴とするプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12334895A JPH08316212A (ja) | 1995-05-23 | 1995-05-23 | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12334895A JPH08316212A (ja) | 1995-05-23 | 1995-05-23 | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08316212A true JPH08316212A (ja) | 1996-11-29 |
Family
ID=14858348
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12334895A Pending JPH08316212A (ja) | 1995-05-23 | 1995-05-23 | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08316212A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6649021B2 (en) | 2000-08-25 | 2003-11-18 | Hitachi, Ltd. | Apparatus and method for plasma processing high-speed semiconductor circuits with increased yield |
JP2007103622A (ja) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | Hitachi High-Technologies Corp | プラズマ処理方法および装置 |
US7288166B2 (en) | 2000-03-01 | 2007-10-30 | Hitachi, Ltd. | Plasma processing apparatus |
JP2013055165A (ja) * | 2011-09-01 | 2013-03-21 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置及び半導体装置の製造方法 |
WO2014149259A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for tuning a plasma profile using a tuning ring in a processing chamber |
US10032608B2 (en) | 2013-03-27 | 2018-07-24 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for tuning electrode impedance for high frequency radio frequency and terminating low frequency radio frequency to ground |
-
1995
- 1995-05-23 JP JP12334895A patent/JPH08316212A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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