JPH1074598A - Ｒｆ発生装置及びこれを用いたパルスプラズマ形成方法 - Google Patents
Ｒｆ発生装置及びこれを用いたパルスプラズマ形成方法Info
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- JPH1074598A JPH1074598A JP9097255A JP9725597A JPH1074598A JP H1074598 A JPH1074598 A JP H1074598A JP 9097255 A JP9097255 A JP 9097255A JP 9725597 A JP9725597 A JP 9725597A JP H1074598 A JPH1074598 A JP H1074598A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＲＦ発生装置及びこれを用いたパルスプラズ
マ形成方法を提供する。 【解決手段】 時間変調されたＲＦパワーを印加して半
導体製造に用いられるパルスプラズマを形成するため
に、波形の上昇部のエッジと下降部のエッジでそれぞれ
次第に上昇／下降する時間変調されたＲＦパワーの波形
を有する関数によるパルス信号を発生し、前記パルス信
号を必要なレベルまで増幅し、前記増幅したパルス信号
をプラズマ反応装置に出力させる。これによって、パル
スプラズマを形成するために時間変調されたＲＦパワー
を印加するとき反射波が減り、よって設備及び工程の安
定性を確保し得る。
マ形成方法を提供する。 【解決手段】 時間変調されたＲＦパワーを印加して半
導体製造に用いられるパルスプラズマを形成するため
に、波形の上昇部のエッジと下降部のエッジでそれぞれ
次第に上昇／下降する時間変調されたＲＦパワーの波形
を有する関数によるパルス信号を発生し、前記パルス信
号を必要なレベルまで増幅し、前記増幅したパルス信号
をプラズマ反応装置に出力させる。これによって、パル
スプラズマを形成するために時間変調されたＲＦパワー
を印加するとき反射波が減り、よって設備及び工程の安
定性を確保し得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＲＦ（Radio Freque
ncy ）の発生装置及びこれを用いたパルスプラズマ形成
方法に係り、さらに詳細には反射波を減らし得る時間変
調されたＲＦパワーを発生するＲＦ発生装置及びこれを
用いたパルスプラズマ形成方法に関する。
ncy ）の発生装置及びこれを用いたパルスプラズマ形成
方法に係り、さらに詳細には反射波を減らし得る時間変
調されたＲＦパワーを発生するＲＦ発生装置及びこれを
用いたパルスプラズマ形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の高集積化に伴って特定のエ
ッチング選択比と高いアスペクト比を有するパターンが
求められている。これによって、半導体の食刻工程にお
いて、パルスプラズマ（又は時間変調されたプラズマ）
を用いた技術が盛んに開発されつつある。例えば、半導
体を製造するためのポリサイド層の形成時、パルスプラ
ズマ技術を用いてエッチングする方法が本出願人によっ
て提案されたことがある。この方法によれば、ＲＦパワ
ーを階段波形に時間変調してポリサイド層を形成するた
めのプラズマエッチングに用いることができ、よってノ
ッチング現象及びパターンのプロファイルの欠陥が取り
除ける。
ッチング選択比と高いアスペクト比を有するパターンが
求められている。これによって、半導体の食刻工程にお
いて、パルスプラズマ（又は時間変調されたプラズマ）
を用いた技術が盛んに開発されつつある。例えば、半導
体を製造するためのポリサイド層の形成時、パルスプラ
ズマ技術を用いてエッチングする方法が本出願人によっ
て提案されたことがある。この方法によれば、ＲＦパワ
ーを階段波形に時間変調してポリサイド層を形成するた
めのプラズマエッチングに用いることができ、よってノ
ッチング現象及びパターンのプロファイルの欠陥が取り
除ける。
【０００３】このように、時間変調されたＲＦパワー／
マイクロウェーブを用いるパルスプラズマによれば、動
作が簡単で、且つポリシリコン及びポリサイドのエッチ
ング時ノッチング及びサイドアタックを大幅に減らし得
る。一般に、ＲＦパワーを階段波形に変調するためにＲ
Ｆパワーのオン／オフ動作を繰り返し、これによってＲ
Ｆパワーを一定時間毎に繰り返し発生する。
マイクロウェーブを用いるパルスプラズマによれば、動
作が簡単で、且つポリシリコン及びポリサイドのエッチ
ング時ノッチング及びサイドアタックを大幅に減らし得
る。一般に、ＲＦパワーを階段波形に変調するためにＲ
Ｆパワーのオン／オフ動作を繰り返し、これによってＲ
Ｆパワーを一定時間毎に繰り返し発生する。
【０００４】図１はパルスプラズマを発生するために用
いる階段波形に変調されたＲＦパワーを発生する従来の
ＲＦ発生装置を概略的に示したものである。図１を参照
すれば、階段波形に変調されたＲＦパワーを発生するＲ
Ｆ発生装置１０はＲＦパワーを発生する振動子１２と、
発生したＲＦパワーを必要なレベルまで増幅するＲＦパ
ワー増幅器１４と、振動子１２と増幅器１４との間に設
けられて外部の変調関数を入力するミキサーとを含めて
なる。ミキサー１６に入力される変調関数は前述したよ
うに階段波形として与えられる。即ち、与えられた信号
がハイレベルの時にはＲＦパワーを発生し、ローレベル
の場合はＲＦパワーを発生しないことによって階段波形
を形成する。これによってＲＦパワー信号がパルスの形
態に変調してプラズマ反応装置２０に供給される。
いる階段波形に変調されたＲＦパワーを発生する従来の
ＲＦ発生装置を概略的に示したものである。図１を参照
すれば、階段波形に変調されたＲＦパワーを発生するＲ
Ｆ発生装置１０はＲＦパワーを発生する振動子１２と、
発生したＲＦパワーを必要なレベルまで増幅するＲＦパ
ワー増幅器１４と、振動子１２と増幅器１４との間に設
けられて外部の変調関数を入力するミキサーとを含めて
なる。ミキサー１６に入力される変調関数は前述したよ
うに階段波形として与えられる。即ち、与えられた信号
がハイレベルの時にはＲＦパワーを発生し、ローレベル
の場合はＲＦパワーを発生しないことによって階段波形
を形成する。これによってＲＦパワー信号がパルスの形
態に変調してプラズマ反応装置２０に供給される。
【０００５】図２はパルスプラズマを発生するために加
えられる時間変調されたＲＦパワーの一般の波形を示し
たものである。図２において関数Ｆ（ωｔ）は次の式１
の通りである。
えられる時間変調されたＲＦパワーの一般の波形を示し
たものである。図２において関数Ｆ（ωｔ）は次の式１
の通りである。
【０００６】 Ｆ（ωｔ）＝ｆ（ω0 ｔ）・ｇ（ωｔ）…（式１） 前記式１において、Ｆ（ωｔ）は変調されたＲＦパワー
を示す関数、ｆ（ω0ｔ）は発生し続けるＲＦパワーで
あってＦ（ω0 ｔ）＝Ａ sinω0tと示せる。ここで、Ａ
は振幅、ω0 は印加されるＲＦパワーの各周波数であ
る。そして、ｇ（ωｔ）は変調関数である。
を示す関数、ｆ（ω0ｔ）は発生し続けるＲＦパワーで
あってＦ（ω0 ｔ）＝Ａ sinω0tと示せる。ここで、Ａ
は振幅、ω0 は印加されるＲＦパワーの各周波数であ
る。そして、ｇ（ωｔ）は変調関数である。
【０００７】ＲＦパワーを階段形に変調する場合は、Ｒ
Ｆパワーを一定時間オンして発生し残った一定時間はオ
フするためにｇ（ωｔ）は次の式２のようになる。
Ｆパワーを一定時間オンして発生し残った一定時間はオ
フするためにｇ（ωｔ）は次の式２のようになる。
【０００８】ｇ（ωｔ）＝１（０＜ｔ＜Ｔ1 ）、又は ｇ（ωｔ）＝０（Ｔ1 ＜ｔ＜Ｔ） ｇ〔ω（ｔ＋Ｔ）〕＝ｇ（ωｔ） …（式２） 式中、Ｔは変調関数の周期であって、０＜Ｔ1 ＜Ｔであ
る。さらに、ωは変調関数の各周波数である。
る。さらに、ωは変調関数の各周波数である。
【０００９】図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれ前述したｆ
（ω0 ｔ）及びｇ（ωｔ）の波形を概略的に示したもの
である。変調された関数Ｆ（ωｔ）の振動数を分析する
ために、まず変調関数ｇ（ωｔ）の振動数を分析すれば
次の通りである。変調関数ｇ（ωｔ）のデューティサイ
クルの比を５０％と仮定すれば（即ち、Ｔ1 ＝Ｔ／
２）、ｇ（ωｔ）は以下のフーリエ級数で示す。
（ω0 ｔ）及びｇ（ωｔ）の波形を概略的に示したもの
である。変調された関数Ｆ（ωｔ）の振動数を分析する
ために、まず変調関数ｇ（ωｔ）の振動数を分析すれば
次の通りである。変調関数ｇ（ωｔ）のデューティサイ
クルの比を５０％と仮定すれば（即ち、Ｔ1 ＝Ｔ／
２）、ｇ（ωｔ）は以下のフーリエ級数で示す。
【００１０】 従って、ｆ（ω0 ｔ）＝Ａ sinω0 ｔの場合、時間変調
されたＲＦパワーの波形は次の変調関数Ｆ（ωｔ）で示
す。
されたＲＦパワーの波形は次の変調関数Ｆ（ωｔ）で示
す。
【００１１】Ｆ（ωｔ）＝Ａ sinω0 ｔ・ｇ（ωｔ） ＝（Ａ／２） sinω0 ｔ 前述したように、与えられたサイン波形のＲＦパワーを
階段波形の変調関数ｇ（ωｔ）に変調する場合、搬送周
波数の辺りで一連の側波帯が形成されることが判る。該
側波帯のそれぞれの振動数はω0 ±（2k−1 ）ωで、振
幅はＡ／π・１／（2k−1 ）である。
階段波形の変調関数ｇ（ωｔ）に変調する場合、搬送周
波数の辺りで一連の側波帯が形成されることが判る。該
側波帯のそれぞれの振動数はω0 ±（2k−1 ）ωで、振
幅はＡ／π・１／（2k−1 ）である。
【００１２】図４はそれぞれのモード数ｋに対して階段
波形に変調された関数Ｆ（ωｔ）の周波数スペクトル分
布を示したものである。図４から判るように、印加され
る搬送周波数ω0 の周辺に変調関数ｇ（ωｔ）の周波数
に当たる側波帯モードω0 ±（2k−1 ）ωが発生する。
波形に変調された関数Ｆ（ωｔ）の周波数スペクトル分
布を示したものである。図４から判るように、印加され
る搬送周波数ω0 の周辺に変調関数ｇ（ωｔ）の周波数
に当たる側波帯モードω0 ±（2k−1 ）ωが発生する。
【００１３】前述したように、一般のプラズマシステム
に変調されたＲＦパワーを印加する場合は与えられたＲ
Ｆパワーの周波数を中心に変調周波数間隔で広い帯域に
かけて複数の周波数を有する側波帯が形成されるため、
高い反射波の発生は避けられない。このような高い反射
波によりハードウエア、特にＲＦ発生装置などが損傷さ
れ、これによって工程の安定性及び再現性が劣化する。
に変調されたＲＦパワーを印加する場合は与えられたＲ
Ｆパワーの周波数を中心に変調周波数間隔で広い帯域に
かけて複数の周波数を有する側波帯が形成されるため、
高い反射波の発生は避けられない。このような高い反射
波によりハードウエア、特にＲＦ発生装置などが損傷さ
れ、これによって工程の安定性及び再現性が劣化する。
【００１４】前述したように、プラズマシステムにＲＦ
パワーを印加するとき発生する反射波を減らすために、
一般にマッチングネットワークを用いる。しかしなが
ら、マッチングネットワークによれば、与えられた周波
数に対して反射波が最小となり得るが、該周波数からあ
る程度離れた帯域では反射波が大きくなる。即ち、前記
図４に示したように広い帯域にかけた複数の周波数に対
しては反射波か同時に減らせない。従って、パルスプラ
ズマではこのような側波帯により反射されることによる
パワーが高くなり、ひどい場合には印加したＲＦパワー
の８０％以上が反射されることもある。
パワーを印加するとき発生する反射波を減らすために、
一般にマッチングネットワークを用いる。しかしなが
ら、マッチングネットワークによれば、与えられた周波
数に対して反射波が最小となり得るが、該周波数からあ
る程度離れた帯域では反射波が大きくなる。即ち、前記
図４に示したように広い帯域にかけた複数の周波数に対
しては反射波か同時に減らせない。従って、パルスプラ
ズマではこのような側波帯により反射されることによる
パワーが高くなり、ひどい場合には印加したＲＦパワー
の８０％以上が反射されることもある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
はパルスプラズマを形成することにおいて、反射波を減
らし得る時間変調されたＲＦパワーを発生するＲＦ発生
装置を提供することにある。
はパルスプラズマを形成することにおいて、反射波を減
らし得る時間変調されたＲＦパワーを発生するＲＦ発生
装置を提供することにある。
【００１６】本発明の他の目的はパルスプラズマを形成
するために時間変調されたＲＦパワーを印加するとき、
高い反射波を減らして設備及び工程の安定性を確保し得
るパルスプラズマ形成方法を提供することにある。
するために時間変調されたＲＦパワーを印加するとき、
高い反射波を減らして設備及び工程の安定性を確保し得
るパルスプラズマ形成方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】プラズマ反応装置に時間
変調されたＲＦパワーを供給してパルスプラズマを発生
するＲＦ発生装置において、波形の上昇部のエッジと下
降部のエッジでそれぞれ次第に上昇／下降する前記時間
変調されたＲＦパワーの波形を有する関数によるパルス
信号を出力し得る関数発生手段と、前記パルス信号を必
要なレベルまで増幅した後、増幅した信号をプラズマ反
応装置に出力する増幅器と、前記関数発生手段からパル
ス信号を受信して前記増幅器に入力する入力ポートとを
備える。好ましくは、前記関数の波形は半波形のサイン
波形である。さらに好ましくは、前記パルスプラズマは
ＥＣＲプラズマ、ＩＣＰ、ＴＣＰ、ヘリコン波プラズマ
及び表面波プラズマよりなる群から選択されたいずれか
一つである。
変調されたＲＦパワーを供給してパルスプラズマを発生
するＲＦ発生装置において、波形の上昇部のエッジと下
降部のエッジでそれぞれ次第に上昇／下降する前記時間
変調されたＲＦパワーの波形を有する関数によるパルス
信号を出力し得る関数発生手段と、前記パルス信号を必
要なレベルまで増幅した後、増幅した信号をプラズマ反
応装置に出力する増幅器と、前記関数発生手段からパル
ス信号を受信して前記増幅器に入力する入力ポートとを
備える。好ましくは、前記関数の波形は半波形のサイン
波形である。さらに好ましくは、前記パルスプラズマは
ＥＣＲプラズマ、ＩＣＰ、ＴＣＰ、ヘリコン波プラズマ
及び表面波プラズマよりなる群から選択されたいずれか
一つである。
【００１８】前記他の目的を達成するために本発明は、
波形の上昇部のエッジと下降部のエッジでそれぞれ次第
に上昇／下降する時間変調されたＲＦパワーの波形を有
する関数によるパルス信号を発生し、前記パルス信号を
必要なレベルまで増幅し、前記増幅したパルス信号をプ
ラズマ反応装置に出力する。好ましくは、前記関数の波
形は半波形のサイン波形である。
波形の上昇部のエッジと下降部のエッジでそれぞれ次第
に上昇／下降する時間変調されたＲＦパワーの波形を有
する関数によるパルス信号を発生し、前記パルス信号を
必要なレベルまで増幅し、前記増幅したパルス信号をプ
ラズマ反応装置に出力する。好ましくは、前記関数の波
形は半波形のサイン波形である。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施例を
添付した図面に基づいて詳細に説明する。
添付した図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
【実施例】図５に示したように本発明によるＲＦ発生装
置５０は、時間変調されたＲＦパワーの波形を示す関数
に応じたパルス信号を出力する関数発生手段５２と、受
信したパルス信号を必要なレベルまで増幅した後、増幅
した信号をプラズマ反応装置６０に出力する増幅器５４
と、前記関数発生手段５２からのパルス信号を受信して
前記増幅器５４に入力する入力ポート５６とを備える。
置５０は、時間変調されたＲＦパワーの波形を示す関数
に応じたパルス信号を出力する関数発生手段５２と、受
信したパルス信号を必要なレベルまで増幅した後、増幅
した信号をプラズマ反応装置６０に出力する増幅器５４
と、前記関数発生手段５２からのパルス信号を受信して
前記増幅器５４に入力する入力ポート５６とを備える。
【００２１】前記パルスプラズマはＥＣＲ（Electron C
yclotron Resonance）プラズマ、ＩＣＰ（Inductively
Coupled Plasma）、ＴＣＰ（Transformer Coupled Plas
ma）、ヘリコン波（helicon wave）プラズマ、表面波
（surface wave）プラズマなどの高密度のプラズマより
なる。
yclotron Resonance）プラズマ、ＩＣＰ（Inductively
Coupled Plasma）、ＴＣＰ（Transformer Coupled Plas
ma）、ヘリコン波（helicon wave）プラズマ、表面波
（surface wave）プラズマなどの高密度のプラズマより
なる。
【００２２】前記ＲＦ発生装置５０では前記関数発生手
段５２でＲＦパワーの変調された関数Ｆ（ωｔ）による
パルス信号を発生し、該パルス信号は前記入力ポート５
６を通じて前記増幅器５４に入力されて必要なレベルま
で増幅される。該増幅されたＲＦパワーパルス信号はプ
ラズマ反応装置６０に出力される。
段５２でＲＦパワーの変調された関数Ｆ（ωｔ）による
パルス信号を発生し、該パルス信号は前記入力ポート５
６を通じて前記増幅器５４に入力されて必要なレベルま
で増幅される。該増幅されたＲＦパワーパルス信号はプ
ラズマ反応装置６０に出力される。
【００２３】さらに、本発明の変調関数に応じてプラズ
マ反応装置６０に時間変調されたＲＦパワーを供給して
パルスプラズマを発生するためのＲＦ発生装置として前
記図１に示したような装置を用い、変調関数の波形とし
て半波形のサイン波形をミキサーに印加して変調された
関数を生成しても良い。
マ反応装置６０に時間変調されたＲＦパワーを供給して
パルスプラズマを発生するためのＲＦ発生装置として前
記図１に示したような装置を用い、変調関数の波形とし
て半波形のサイン波形をミキサーに印加して変調された
関数を生成しても良い。
【００２４】本発明において、前述したＲＦ発生装置を
用いて半導体製造に用いられるパルスプラズマを形成す
るために、時間変調されたＲＦパワーの変調関数として
波形の上昇部のエッジと下降部のエッジでそれぞれ次第
に上昇／下降する波形を有する関数を用いる。
用いて半導体製造に用いられるパルスプラズマを形成す
るために、時間変調されたＲＦパワーの変調関数として
波形の上昇部のエッジと下降部のエッジでそれぞれ次第
に上昇／下降する波形を有する関数を用いる。
【００２５】このような変調関数の波形として、例えば
半波形のサイン波形を用いれば変調関数ｇ（ωｔ）は次
の式３のような半波形のサイン波形と表示される。
半波形のサイン波形を用いれば変調関数ｇ（ωｔ）は次
の式３のような半波形のサイン波形と表示される。
【００２６】ｇ（ωｔ）＝sin ωｔ（０＜ｔ＜Ｔ／２）
又は、 ｇ（ωｔ）＝０ （Ｔ／２＜ｔ＜Ｔ） ｇ〔ω（ｔ＋Ｔ）〕＝ｇ（ωｔ） …（式３） 図６は前記式３のように定義した変調関数ｇ（ωｔ）の
波形を概略的に示したものである。前記図６に示したよ
うな変調関数ｇ（ωｔ）は次のフリーエ級数で示す。
又は、 ｇ（ωｔ）＝０ （Ｔ／２＜ｔ＜Ｔ） ｇ〔ω（ｔ＋Ｔ）〕＝ｇ（ωｔ） …（式３） 図６は前記式３のように定義した変調関数ｇ（ωｔ）の
波形を概略的に示したものである。前記図６に示したよ
うな変調関数ｇ（ωｔ）は次のフリーエ級数で示す。
【００２７】 従って、ｆ（ω0 ｔ）＝Ａ sinω0 ｔのとき、前記変調
関数ｇ（ωｔ）に応じて時間変調されたＲＦパワーの波
形は次の変調された関数Ｆ（ωｔ）で示す。
関数ｇ（ωｔ）に応じて時間変調されたＲＦパワーの波
形は次の変調された関数Ｆ（ωｔ）で示す。
【００２８】 図７は前述したように変調関数ｇ（ωｔ）によって変調
された関数Ｆ（ωｔ）の波形を概略的に示したものであ
る。
された関数Ｆ（ωｔ）の波形を概略的に示したものであ
る。
【００２９】図８はそれぞれのモード数ｋに対して変調
関数ｇ（ωｔ）に応じて半波形のサイン波形に変調され
た関数Ｆ（ωｔ）の周波数スペクトルの分布を示したも
のである。図８から判るように、中心振動数の搬送周波
数ω0 の周辺にはＲＦパワーを階段波形に変調したもの
と同様に側帯波が形成されるものの、変調関数が階段関
数である従来に比べて中心振動数が非常に大きく、モー
ド数ｋが増加するにつれて各モードの振幅が急激に縮ま
ることが判る。これによって、マッチングネットワーク
でマッチングさせるべき周波数帯域の範囲が縮まる。従
って、時間変調されたＲＦパワーの波形を半波形のサイ
ン波形に変調することによって反射波を減らし得る。
関数ｇ（ωｔ）に応じて半波形のサイン波形に変調され
た関数Ｆ（ωｔ）の周波数スペクトルの分布を示したも
のである。図８から判るように、中心振動数の搬送周波
数ω0 の周辺にはＲＦパワーを階段波形に変調したもの
と同様に側帯波が形成されるものの、変調関数が階段関
数である従来に比べて中心振動数が非常に大きく、モー
ド数ｋが増加するにつれて各モードの振幅が急激に縮ま
ることが判る。これによって、マッチングネットワーク
でマッチングさせるべき周波数帯域の範囲が縮まる。従
って、時間変調されたＲＦパワーの波形を半波形のサイ
ン波形に変調することによって反射波を減らし得る。
【００３０】図９Ａ及び図９Ｂはそれぞれの変調関数に
よって変調されたＲＦパワーの波形をデジタルオシロス
コープで分析した反射波形を示したものであって、図９
ＡはＲＦパワーを階段波形に変調した場合の入力波形
（ａ）及び反射波形（ｂ）を示し、図９ＢはＲＦパワー
を半波形のサイン波形に変調した場合の入力波形（ａ）
及び反射波形（ｂ）を示す。
よって変調されたＲＦパワーの波形をデジタルオシロス
コープで分析した反射波形を示したものであって、図９
ＡはＲＦパワーを階段波形に変調した場合の入力波形
（ａ）及び反射波形（ｂ）を示し、図９ＢはＲＦパワー
を半波形のサイン波形に変調した場合の入力波形（ａ）
及び反射波形（ｂ）を示す。
【００３１】前記図９Ａにおいて、入力波形の上昇時間
を０．５μｓ、下降時間を０．３μｓとしたとき、総反
射パワーが入力パワーの約１７％であった。さらに、反
射パワーの波形はＲＦパルスの初期５μｓの間は高く、
その後は入力パワーの１０％程度を保った。さらに、反
射パワーの最後の部分に鋭いピークが表れた。即ち、殆
どの反射パワーがパルスパワーの初めと終わりの部分で
発生し、中間領域では相対的に小さい反射波が発生す
る。これによって、変調されたＲＦパルスのそれぞれの
上昇及び下降エッジで多量の側波帯が発生し、中間領域
では連続ＲＦ波形に類似した反射パワーが発生して相対
的に少量の側波帯が発生することが予測できる。
を０．５μｓ、下降時間を０．３μｓとしたとき、総反
射パワーが入力パワーの約１７％であった。さらに、反
射パワーの波形はＲＦパルスの初期５μｓの間は高く、
その後は入力パワーの１０％程度を保った。さらに、反
射パワーの最後の部分に鋭いピークが表れた。即ち、殆
どの反射パワーがパルスパワーの初めと終わりの部分で
発生し、中間領域では相対的に小さい反射波が発生す
る。これによって、変調されたＲＦパルスのそれぞれの
上昇及び下降エッジで多量の側波帯が発生し、中間領域
では連続ＲＦ波形に類似した反射パワーが発生して相対
的に少量の側波帯が発生することが予測できる。
【００３２】これに対して、図９Ｂを参照すれば、入力
波形の上昇及び下降時間をいずれも約２．５μｓとした
とき、反射パワーが入力パワーの約１３％程度に過ぎな
い低い結果を示したが、これは階段波形に変調した場合
に比し著しく減少したものである。さらに、反射パワー
の波形でＲＦパルスの最後の部分に鋭いピークが表れな
かった。
波形の上昇及び下降時間をいずれも約２．５μｓとした
とき、反射パワーが入力パワーの約１３％程度に過ぎな
い低い結果を示したが、これは階段波形に変調した場合
に比し著しく減少したものである。さらに、反射パワー
の波形でＲＦパルスの最後の部分に鋭いピークが表れな
かった。
【００３３】従って、反射パワーの殆どは変調されたＲ
Ｆパワーの波形の上昇及び下降エッジに対応して発生す
る反射パワーの鋭いピークによるもので、また入力パワ
ーのピークの上昇及び下降エッジを徐徐に上昇及び下降
することによって反射パワーを効率よく抑制し得る。
Ｆパワーの波形の上昇及び下降エッジに対応して発生す
る反射パワーの鋭いピークによるもので、また入力パワ
ーのピークの上昇及び下降エッジを徐徐に上昇及び下降
することによって反射パワーを効率よく抑制し得る。
【００３４】
【発明の効果】この結果、ＲＦパワーを変調させる変調
関数として半波形のサイン波形の関数を用いて側波帯モ
ードを抑制することによって、ＲＦパワーを階段波形に
変調した場合に比し反射パワーが著しく減少する。従っ
て、このようなデータに基づいて、パルスプラズマの工
程中に側波帯モードを抑制して反射パワーを減らすこと
によって工程の再現性を改善し得る。
関数として半波形のサイン波形の関数を用いて側波帯モ
ードを抑制することによって、ＲＦパワーを階段波形に
変調した場合に比し反射パワーが著しく減少する。従っ
て、このようなデータに基づいて、パルスプラズマの工
程中に側波帯モードを抑制して反射パワーを減らすこと
によって工程の再現性を改善し得る。
【００３５】前記変調関数ｇ（ωｔ）は半波形のサイン
波形に限定したが、本発明はこれに限らず、変調関数ｇ
（ωｔ）の波形が上昇部のエッジと下降部のエッジでそ
れぞれ徐々に上昇／下降する波形であればいずれも可能
である。例えば、ＲＦパワーの変調関数として前述した
半波形のサイン波形の他に半波形のコサイン波形、ガウ
ス形パルスも適用し得る。
波形に限定したが、本発明はこれに限らず、変調関数ｇ
（ωｔ）の波形が上昇部のエッジと下降部のエッジでそ
れぞれ徐々に上昇／下降する波形であればいずれも可能
である。例えば、ＲＦパワーの変調関数として前述した
半波形のサイン波形の他に半波形のコサイン波形、ガウ
ス形パルスも適用し得る。
【００３６】以上、本発明を具体的な実施例によって詳
細に説明したが、本発明は前記実施例に限らず、本発明
の技術的な思想内で当業者によって多様な変形が可能で
ある。
細に説明したが、本発明は前記実施例に限らず、本発明
の技術的な思想内で当業者によって多様な変形が可能で
ある。
【図１】 従来のＲＦ発生装置を概略的に示した図であ
る。
る。
【図２】 パルスプラズマを発生するために印加する時
間変調されたＲＦパワーの一般の波形を示した図であ
る。
間変調されたＲＦパワーの一般の波形を示した図であ
る。
【図３】 Ａ及びＢは階段波形の変調のための関数ｆ
（ωo ｔ）及びｇ（ωｔ）の波形を概略的に示した図で
ある。
（ωo ｔ）及びｇ（ωｔ）の波形を概略的に示した図で
ある。
【図４】 それぞれのモード数に対して階段波形に変調
された図２の関数Ｆ（ωｔ）の周波数スペクトルの分布
を示した図である。
された図２の関数Ｆ（ωｔ）の周波数スペクトルの分布
を示した図である。
【図５】 本発明の変調関数に応じて時間変調されたＲ
Ｆパワーを供給してパルスプラズマを発生するためのＲ
Ｆ発生装置の構成を概略的に示した図である。
Ｆパワーを供給してパルスプラズマを発生するためのＲ
Ｆ発生装置の構成を概略的に示した図である。
【図６】 半波形のサイン波形に変調するための変調関
数の波形を概略的に示した図である。
数の波形を概略的に示した図である。
【図７】 半波形のサイン波形の変調関数に応じて変調
された関数の波形を概略的に示した図である。
された関数の波形を概略的に示した図である。
【図８】 それぞれのモード数に対して半波形のサイン
波形に変調した関数の周波数スペクトルの分布を示した
図である。
波形に変調した関数の周波数スペクトルの分布を示した
図である。
【図９】 Ａ及びＢはそれぞれの変調関数に応じて変調
されたＲＦパワーの波形をデジタルオシロスコープで分
析した反射波形を示した図である。
されたＲＦパワーの波形をデジタルオシロスコープで分
析した反射波形を示した図である。
５０…ＲＦ発生装置、 ５２…関数発生器、 ５４…増幅器、 ５６…入力ポート、 ６０…プラズマ反応装置。
Claims (5)
- 【請求項１】 プラズマ反応装置に時間変調されたＲＦ
パワーを供給してパルスプラズマを発生するＲＦ発生装
置において、 波形の上昇部のエッジと下降部のエッジにおいてそれぞ
れ次第に上昇／下降する前記時間変調されたＲＦパワー
の波形を有する関数によるパルス信号を出力し得る関数
発生手段と、 前記パルス信号を必要なレベルまで増幅した後、増幅し
た信号をプラズマ反応装置に出力する増幅器と、 前記関数発生手段からパルス信号を受信して前記増幅器
に入力する入力ポートとを備えることを特徴とするＲＦ
発生装置。 - 【請求項２】 前記関数の波形は半波形のサイン波形で
あることを特徴とする請求項１に記載のＲＦ発生装置。 - 【請求項３】 前記パルスプラズマはＥＣＲプラズマ、
ＩＣＰ、ＴＣＰ、ヘリコン波プラズマ及び表面波プラズ
マよりなる群から選択されたいずれか一つであることを
特徴とする請求項１に記載のＲＦ発生装置。 - 【請求項４】 波形の上昇部のエッジと下降部のエッジ
においてそれぞれ次第に上昇／下降する時間変調された
ＲＦパワーの波形を有する関数によるパルス信号を発生
し、 前記パルス信号を必要なレベルまで増幅し、 前記増幅したパルス信号をプラズマ反応装置に出力して
なることを特徴とするパルスプラズマ形成方法。 - 【請求項５】 前記関数の波形は半波形のサイン波形で
あることを特徴とする請求項４に記載のパルスプラズマ
形成方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR96P13913 | 1996-04-30 | ||
| KR1019960013913A KR0183844B1 (ko) | 1996-04-30 | 1996-04-30 | 알에프 발생 장치 및 이를 이용한 펄스 플라즈마 형성 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1074598A true JPH1074598A (ja) | 1998-03-17 |
Family
ID=19457396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9097255A Pending JPH1074598A (ja) | 1996-04-30 | 1997-04-15 | Ｒｆ発生装置及びこれを用いたパルスプラズマ形成方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5859501A (ja) |
| JP (1) | JPH1074598A (ja) |
| KR (1) | KR0183844B1 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014220059A (ja) * | 2013-05-07 | 2014-11-20 | 株式会社ダイヘン | 高周波電源 |
| JP2015043421A (ja) * | 2003-05-28 | 2015-03-05 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 振幅変調された高周波エネルギーを使用してゲート誘電体をプラズマ窒化するための方法及び装置 |
| CN104798303A (zh) * | 2012-10-30 | 2015-07-22 | Mks仪器有限公司 | Rf脉冲边沿整形 |
| CN107920412A (zh) * | 2016-10-05 | 2018-04-17 | 离子束应用股份有限公司 | 用于控制离子射束脉冲提取的方法和*** |
| CN111524781A (zh) * | 2019-02-05 | 2020-08-11 | 东京毅力科创株式会社 | 高频电源及等离子体处理装置 |
| JP2021508413A (ja) * | 2017-12-07 | 2021-03-04 | ラム リサーチ コーポレーションＬａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 半導体ｒｆプラズマ処理のためのパルス内のｒｆパルス |
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|---|---|---|---|---|
| US6043607A (en) * | 1997-12-16 | 2000-03-28 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for exciting a plasma in a semiconductor wafer processing system using a complex RF waveform |
| SE513192C2 (sv) * | 1998-09-29 | 2000-07-24 | Gems Pet Systems Ab | Förfarande och system för HF-styrning |
| US6472822B1 (en) * | 2000-04-28 | 2002-10-29 | Applied Materials, Inc. | Pulsed RF power delivery for plasma processing |
| US6459067B1 (en) * | 2001-04-06 | 2002-10-01 | Eni Technology, Inc. | Pulsing intelligent RF modulation controller |
| US7199328B2 (en) * | 2001-08-29 | 2007-04-03 | Tokyo Electron Limited | Apparatus and method for plasma processing |
| WO2005115384A2 (en) * | 2004-05-25 | 2005-12-08 | Metabolex, Inc. | Bicyclic, substituted triazoles as modulators of ppar and methods of their preparation |
| CN1997633A (zh) * | 2004-05-25 | 2007-07-11 | 麦它波莱克斯股份有限公司 | 作为ppar调节剂的取代的***及其制备方法 |
| US8073646B2 (en) * | 2007-03-30 | 2011-12-06 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus, radio frequency generator and correction method therefor |
| US7570028B2 (en) * | 2007-04-26 | 2009-08-04 | Advanced Energy Industries, Inc. | Method and apparatus for modifying interactions between an electrical generator and a nonlinear load |
| US8659335B2 (en) * | 2009-06-25 | 2014-02-25 | Mks Instruments, Inc. | Method and system for controlling radio frequency power |
| US8716984B2 (en) | 2009-06-29 | 2014-05-06 | Advanced Energy Industries, Inc. | Method and apparatus for modifying the sensitivity of an electrical generator to a nonlinear load |
| JP6009171B2 (ja) * | 2012-02-14 | 2016-10-19 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置 |
| US8773019B2 (en) | 2012-02-23 | 2014-07-08 | Mks Instruments, Inc. | Feedback control and coherency of multiple power supplies in radio frequency power delivery systems for pulsed mode schemes in thin film processing |
| US9401263B2 (en) * | 2013-09-19 | 2016-07-26 | Globalfoundries Inc. | Feature etching using varying supply of power pulses |
| CN105070627B (zh) * | 2015-07-15 | 2017-06-27 | 大连理工大学 | 一种减少基片材料受高能离子轰击损伤的方法 |
| KR20240020488A (ko) | 2022-08-08 | 2024-02-15 | 주식회사 써니웨이브텍 | 플라즈마 진공 챔버 내의 rf 전력을 회수하는 플라즈마 발생 장치 및 이를 이용한 플라즈마 균일도 측정 방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8516537D0 (en) * | 1985-06-29 | 1985-07-31 | Standard Telephones Cables Ltd | Pulsed plasma apparatus |
| US5273609A (en) * | 1990-09-12 | 1993-12-28 | Texas Instruments Incorporated | Method and apparatus for time-division plasma chopping in a multi-channel plasma processing equipment |
-
1996
- 1996-04-30 KR KR1019960013913A patent/KR0183844B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-03-14 US US08/818,256 patent/US5859501A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-04-15 JP JP9097255A patent/JPH1074598A/ja active Pending
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| CN107920412A (zh) * | 2016-10-05 | 2018-04-17 | 离子束应用股份有限公司 | 用于控制离子射束脉冲提取的方法和*** |
| CN107920412B (zh) * | 2016-10-05 | 2020-11-24 | 离子束应用股份有限公司 | 用于控制离子射束脉冲提取的方法和*** |
| JP2021508413A (ja) * | 2017-12-07 | 2021-03-04 | ラム リサーチ コーポレーションＬａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 半導体ｒｆプラズマ処理のためのパルス内のｒｆパルス |
| CN111524781A (zh) * | 2019-02-05 | 2020-08-11 | 东京毅力科创株式会社 | 高频电源及等离子体处理装置 |
| JP2020126776A (ja) * | 2019-02-05 | 2020-08-20 | 東京エレクトロン株式会社 | 高周波電源及びプラズマ処理装置 |
| CN111524781B (zh) * | 2019-02-05 | 2024-06-14 | 东京毅力科创株式会社 | 高频电源及等离子体处理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5859501A (en) | 1999-01-12 |
| KR0183844B1 (ko) | 1999-05-15 |
| KR970072640A (ko) | 1997-11-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040907 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050405 |