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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- 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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