[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JPH09120957A - Plasma device and plasma treatment method - Google Patents

Plasma device and plasma treatment method

Info

Publication number
JPH09120957A
JPH09120957A JP8217569A JP21756996A JPH09120957A JP H09120957 A JPH09120957 A JP H09120957A JP 8217569 A JP8217569 A JP 8217569A JP 21756996 A JP21756996 A JP 21756996A JP H09120957 A JPH09120957 A JP H09120957A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
plasma
high frequency
chamber
frequency power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8217569A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Kamata
剛 鎌田
Hiroshi Arimoto
宏 有本
Masato Kosugi
眞人 小杉
Koichi Hashimoto
浩一 橋本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP8217569A priority Critical patent/JPH09120957A/en
Publication of JPH09120957A publication Critical patent/JPH09120957A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce electronic shading effects and restrain charge damages by supplying high frequency power to a second electrode arranged at a distance less than twice an average free distance of electron opposite the first electrode 2. SOLUTION: A semiconductor wafer 9 is mounted on a first electrode 2 inside a chamber 1, a second electrode 3 is arranged opposite to the first electrode 2 at a distance less than twice an average free distance of electrode from the first electrode 2 and gas is supplied inside the chamber 1 and plasma is produced by supplying high frequency power of 100kHz to 1MHz, for example to the first electrode 2. Furthermore, high frequency power of 10 to 40MHz, for example is supplied to the second electrode 3. Electron near the second electrode 3 is accelerated toward the first electrode 2 by plasma sheath field produced by the high frequency power. Thereby, velocity element of electron in plasma toward the first electrode 2 increases, electrode attains a bottom part of a resist opening part and positive charge is neutralized, and charge-up is restrained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、MOS半導体装置
の製造に使用されるプラズマ装置及びそのプラズマ装置
を使用してエッチング又は成膜を行なうプラズマ処理方
法に関し、特にプラズマ処理時にチャージアップに起因
して発生するゲート酸化膜等のダメージを回避できるプ
ラズマ装置及びプラズマ処理方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus used for manufacturing a MOS semiconductor device and a plasma processing method for performing etching or film formation using the plasma processing apparatus. The present invention relates to a plasma device and a plasma processing method capable of avoiding damage to a gate oxide film or the like that occurs.

【0002】[0002]

【従来の技術】図33は従来のプラズマ装置を示す断面
図である。チャンバ21は、チャンバ本体21aと、こ
のチャンバ本体21aに対し着脱自在のベルジャー21
bとにより構成されている。このチャンバ21内には基
板バイアス電極22が配置されており、この基板バイア
ス電極22には高周波電源24からフィルタ25及びブ
ロッキングキャパシタ26を介して高周波電力が供給さ
れる。半導体ウェハ9は、基板バイアス電極22上に搭
載される。
2. Description of the Related Art FIG. 33 is a sectional view showing a conventional plasma device. The chamber 21 includes a chamber body 21a and a bell jar 21 that is detachable from the chamber body 21a.
b. A substrate bias electrode 22 is disposed in the chamber 21, and high frequency power is supplied to the substrate bias electrode 22 from a high frequency power supply 24 via a filter 25 and a blocking capacitor 26. The semiconductor wafer 9 is mounted on the substrate bias electrode 22.

【0003】また、基板バイアス電極22の上方には対
向電極23が配設されており、この対向電極23は接地
電位に維持される。チャンバ21は、ガスボンベ及びマ
スフローコントローラ等から構成されるガス供給部27
に接続されており、このガス供給部27からチャンバ2
1内に所定のエッチングガス又は成膜用ガスが供給され
る。また、チャンバ21は、排気ポンプ28に接続され
ている。
A counter electrode 23 is provided above the substrate bias electrode 22, and the counter electrode 23 is maintained at a ground potential. The chamber 21 includes a gas supply unit 27 including a gas cylinder, a mass flow controller, and the like.
Is connected to the chamber 2 from the gas supply unit 27.
A predetermined etching gas or a film forming gas is supplied into 1. The chamber 21 is connected to an exhaust pump 28.

【0004】図34は、このように構成されたプラズマ
装置内でプラズマエッチング中の半導体ウェハの一部を
示す断面図である。半導体ウェハ31には例えばソース
及びドレインとなる一対の拡散領域31aが形成されて
おり、この一対の拡散領域31aの間の半導体ウェハ3
1上にはゲート酸化膜32を介してゲート電極33が形
成されている。このゲート電極33は絶縁膜38に被覆
されており、この絶縁膜38上には配線を形成するため
のアルミニウム膜35が形成されている。このアルミニ
ウム膜35は、コンタクトホール34を介してゲート電
極33に電気的に接続されている。また、アルミニウム
膜35上には、所定のパターンで開口された開口部36
aを有するレジスト36が形成されている。なお、符号
37は、半導体ウェハ31上に設けられたスクライブラ
インである。半導体ウェハ31は、後工程でこのスクラ
イブライン37に沿って切断され、複数の半導体チップ
に分離される。
FIG. 34 is a cross-sectional view showing a part of a semiconductor wafer being plasma-etched in the thus-configured plasma apparatus. The semiconductor wafer 31 is formed with a pair of diffusion regions 31a serving as, for example, a source and a drain, and the semiconductor wafer 3 between the pair of diffusion regions 31a.
A gate electrode 33 is formed on the gate electrode 1 via a gate oxide film 32. The gate electrode 33 is covered with an insulating film 38, and an aluminum film 35 for forming a wiring is formed on the insulating film 38. The aluminum film 35 is electrically connected to the gate electrode 33 via the contact hole 34. Further, on the aluminum film 35, openings 36 formed in a predetermined pattern are formed.
A resist 36 having a is formed. Reference numeral 37 denotes a scribe line provided on the semiconductor wafer 31. The semiconductor wafer 31 is cut along the scribe line 37 in a later step, and is separated into a plurality of semiconductor chips.

【0005】プラズマエッチング時には、排気ポンプ2
8によりチャンバ21内を排気した後、ガス供給部27
からチャンバ21内に、CF4 、SF6 又はCl2 等の
エッチングガスを供給し、高周波電源24からブロッキ
ングキャパシタ26を介して基板バイアス電極22に高
周波電力を供給する。そうすると、チャンバ21内のガ
スがプラズマ状態になり、プラズマ中の正イオンがレジ
スト開口部36aを通ってアルミニウム膜35に到達し
て、アルミニウム膜35がエッチングされる。
At the time of plasma etching, an exhaust pump 2
8, the gas supply unit 27
From the above, the etching gas such as CF 4 , SF 6 or Cl 2 is supplied into the chamber 21, and the high frequency power is supplied from the high frequency power supply 24 to the substrate bias electrode 22 through the blocking capacitor 26. Then, the gas in the chamber 21 becomes a plasma state, positive ions in the plasma reach the aluminum film 35 through the resist opening 36a, and the aluminum film 35 is etched.

【0006】ところで、このようなエッチングの際に
は、ゲート電極33と半導体ウェハ31との電位が異な
り、両者の電位差によりゲート酸化膜32にリーク電流
が流れ、その結果、ゲート酸化膜32の特性が劣化した
り、極端な場合にはゲート酸化膜32が絶縁破壊される
ことがある。このような現象をチャージダメージとい
う。
In such etching, the potential of the gate electrode 33 and the potential of the semiconductor wafer 31 are different from each other, and a leak current flows through the gate oxide film 32 due to the potential difference between the two. May be deteriorated, or in extreme cases, the gate oxide film 32 may be broken down. Such a phenomenon is called charge damage.

【0007】以下、チャージダメージについて更に詳し
く説明する。図35,36に示すように、エッチング中
にプラズマ中の電子eがレジスト36に衝突して、レジ
スト36に負の電荷が蓄積される。この負の電荷によ
り、プラズマ中の電子eが反発されてレジスト開口部3
6a内に進入しにくくなるいわゆる電子シェーディング
効果が発生する(Jpn. J. Appl. Phys. Vol.33(1994).
pp.6013-6018)。一方、質量が大きい正イオンIはレジ
スト開口部36aを通ってアルミニウム膜35に到達す
るので、アルミニウム膜35及びゲート電極33には正
の電荷が蓄積される。このとき、スクライブライン37
では、レジスト36に蓄積された負の電荷の影響を殆ど
受けないため、正イオンIと電子eとがほぼ同じ割合で
半導体ウェハ31に到達する。これにより、ゲート電極
33と半導体ウェハ31との間に大きな電位差が発生
し、F−N注入(Fowler-Nordheim tunnelling injecti
on)が生じて、ゲート酸化膜32を介してリーク電流L
が流れる。その結果、ゲート酸化膜32の劣化又は破壊
が発生する。
Hereinafter, the charge damage will be described in more detail. As shown in FIGS. 35 and 36, electrons e in the plasma collide with the resist 36 during etching, and negative charges are accumulated in the resist 36. Electrons e in the plasma are repelled by this negative charge and resist opening 3
A so-called electronic shading effect occurs that makes it difficult to enter the inside of 6a (Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 33 (1994).
pp.6013-6018). On the other hand, the positive ions I having a large mass reach the aluminum film 35 through the resist opening 36a, so that positive charges are accumulated in the aluminum film 35 and the gate electrode 33. At this time, the scribe line 37
Then, since the negative charges accumulated in the resist 36 are hardly affected, the positive ions I and the electrons e reach the semiconductor wafer 31 at almost the same ratio. As a result, a large potential difference is generated between the gate electrode 33 and the semiconductor wafer 31, and F-N injection (Fowler-Nordheim tunnelling injecti
on) and leak current L passes through the gate oxide film 32.
Flows. As a result, deterioration or destruction of the gate oxide film 32 occurs.

【0008】図37は横軸に半導体ウェハ(Si)に印
加する高周波バイアス電圧値(Vp-p )をとり、縦軸に
ホールパターンとオープンスペースパターンとの間のセ
ルフバイアス電圧をとって、アスペクト比が2、4.4
及び8のときの両者の関係を示す図である。ホールパタ
ーン又はオープンスペースのパターンはSiO2 膜を加
工して形成した。また、高周波(RF)電源の周波数は
400kHzである。この図37から明らかなように、
高周波電源の電圧が比較的高い場合は、電子シェーディ
ング効果により、アスペクト比が2の場合、ホールパタ
ーンとオープンスペースとは約95Vと比較的大きな電
圧差が発生する。なお、アスペクト比とは、レジスト開
口部の幅に対するレジスト開口部の高さの割合をいう。
In FIG. 37, the horizontal axis represents the high frequency bias voltage value (Vp-p) applied to the semiconductor wafer (Si), and the vertical axis represents the self bias voltage between the hole pattern and the open space pattern. The ratio is 2,4.4
It is a figure which shows the relationship of both at the time of and 8. The hole pattern or the open space pattern was formed by processing an SiO 2 film. The frequency of the high frequency (RF) power supply is 400 kHz. As is apparent from FIG.
When the voltage of the high-frequency power supply is relatively high, the electron shading effect causes a relatively large voltage difference of about 95 V between the hole pattern and the open space when the aspect ratio is 2. Note that the aspect ratio refers to the ratio of the height of the resist opening to the width of the resist opening.

【0009】レジストによる電子シェーディング効果
は、アスペクト比が大きくなるほど大きく作用する。従
って、半導体ウェハ上にアスペクト比が異なる複数のホ
ールパターンが設けられている場合にも、各ホールパタ
ーンの下方の導電膜等に蓄積される電荷量が相互に異な
り、この電荷量の差により半導体ウェハ表面の薄い絶縁
膜を介してリーク電流が流れ、その絶縁膜にダメージを
与えることもある。
The electron shading effect of the resist is more effective as the aspect ratio increases. Therefore, even when a plurality of hole patterns having different aspect ratios are provided on a semiconductor wafer, the amount of charge accumulated in a conductive film and the like below each hole pattern is different from each other. Leakage current flows through the thin insulating film on the wafer surface, which may damage the insulating film.

【0010】チャージダメージは、アスペクト比が大き
い開口部を形成する配線のエッチング工程、ビアホール
(Via Hole)のエッチング工程、ビアホールのプラズマ
クリーニング工程及びプラズマCVD工程等で発生しや
すい。また、絶縁膜の局所チャージアップにより、エッ
チングによるパターン形状の悪化や、アスペクト比によ
りエッチングレートが変化するなどの不具合が発生す
る。
[0010] Charge damage is likely to occur in a wiring etching process for forming an opening having a large aspect ratio, a via hole etching process, a via hole plasma cleaning process, a plasma CVD process, and the like. In addition, local charge-up of the insulating film causes problems such as deterioration of the pattern shape due to etching and change of the etching rate depending on the aspect ratio.

【0011】この図37から明らかなように、高周波バ
イアス電圧Vp-p が約200V以上になると、アスペク
ト比によりセルフバイアス電圧の値が異なり、その結
果、アスペクト比が異なるホールパターンの下の導電膜
の間でリーク電流が流れるおそれがある。なお、上述し
た電子シェーディング効果は、プラズマ中の電子温度
(electrontemperature)が高いほど大きくなる。これ
は、電子温度が大きくなるほどレジストに電子が蓄積さ
れやすく、レジスト側壁部の電位が高くなるからである
と考えられている。
As is apparent from FIG. 37, when the high frequency bias voltage Vp-p is about 200 V or more, the value of the self bias voltage varies depending on the aspect ratio, and as a result, the conductive film under the hole pattern having the different aspect ratio. Leak current may flow between them. Note that the above-described electron shading effect increases as the electron temperature in the plasma increases. It is considered that this is because the higher the electron temperature, the more electrons are accumulated in the resist, and the higher the potential of the resist side wall.

【0012】また、通常、プラズマプロセスにはC
4 、SF6 、Cl2 及びHBr等のガスが使用されて
いるが、これらのガスは分子に電子が付着することによ
り負イオンを生成しやすい気体であり、電気的負性ガス
といわれている。これらのガスを用いると、プラズマ密
度に対して電子密度の割合が低いので、電子温度が必然
的に高くなる。従って、これらのガスを用いたプラズマ
プロセスでは電子シェーディング効果によるチャージダ
メージが発生しやすい。
[0012] Usually, C is used in the plasma process.
Gases such as F 4 , SF 6 , Cl 2, and HBr are used, and these gases are gases that tend to generate negative ions by the attachment of electrons to molecules, and are called electrically negative gases. I have. When these gases are used, the ratio of the electron density to the plasma density is low, so that the electron temperature necessarily increases. Therefore, in a plasma process using these gases, charge damage due to the electron shading effect is likely to occur.

【0013】また、プラズマ装置では、基板バイアス電
極に供給する高周波電力の周波数又は電圧が高すぎる
と、プラズマ中の電子温度が上昇し、電子シェーディン
グ効果によるチャージダメージが起こりやすくなってし
まう。このため、従来は、チャージダメージを防止する
ために、プラズマに印加する高周波電源のパワーを下げ
て、プラズマ密度を減少させている。これにより、電子
シェーディング効果が減少し、チャージダメージを抑制
することができる。
Further, in the plasma apparatus, if the frequency or voltage of the high frequency power supplied to the substrate bias electrode is too high, the electron temperature in the plasma rises, and charge damage due to the electron shading effect easily occurs. For this reason, conventionally, in order to prevent charge damage, the power of a high-frequency power supply applied to plasma is reduced to reduce the plasma density. As a result, the electronic shading effect is reduced and charge damage can be suppressed.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プラズ
マに印加する高周波電源のパワーを下げると、チャージ
ダメージは回避できるものの、エッチングレートも減少
してしまうという問題点がある。なお、特開昭57−1
31374号には、半導体ウェハを載置するカソード電
極に高周波電圧を供給し、前記カソード電極に対向する
アノード電極に、カソード電極よりも高い周波数の高周
波電圧を供給するプラズマエッチング装置が開示されて
いる。しかし、この装置は、半導体ウェハに到達するイ
オンの電流密度と、半導体ウェハに入射するイオンのエ
ネルギーとを独立に制御することによりエッチングレー
トを上昇させたものであり、チャージダメージに対して
は考慮されていない。
However, if the power of the high frequency power source applied to the plasma is reduced, charge damage can be avoided, but the etching rate also decreases. Incidentally, JP-A-57-1
No. 31374 discloses a plasma etching apparatus that supplies a high frequency voltage to a cathode electrode on which a semiconductor wafer is mounted and supplies a high frequency voltage having a higher frequency than the cathode electrode to an anode electrode facing the cathode electrode. . However, this device increases the etching rate by independently controlling the current density of the ions reaching the semiconductor wafer and the energy of the ions entering the semiconductor wafer. It has not been.

【0015】特開平2−312231号には、半導体ウ
ェハを載せるカソード電極に高周波電力を供給し、カソ
ード電極に対向するアノード電極に、カソード電極より
も低い周波数の高周波電力を供給するプラズマエッチン
グ装置が開示されている。しかし、この装置では、アノ
ード電極のバイアス電源周波数がカソード電極に与えら
れる周波数よりも低く設定されている。また、この装置
は、基板の近傍で磁場をウェハに垂直に形成しているの
で、電子の実質的な平均自由行程が著しく低下してしま
う。従って、対向電極によるチャージアップ抑制効果が
殆ど期待できない。
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 2-312231 discloses a plasma etching apparatus that supplies high frequency power to a cathode electrode on which a semiconductor wafer is placed, and supplies high frequency power having a lower frequency than the cathode electrode to an anode electrode facing the cathode electrode. It is disclosed. However, in this device, the bias power supply frequency of the anode electrode is set lower than the frequency applied to the cathode electrode. Further, since this device forms a magnetic field perpendicular to the wafer in the vicinity of the substrate, the substantial mean free path of electrons is significantly reduced. Therefore, the charge-up suppressing effect of the counter electrode can hardly be expected.

【0016】特開平3−74844号にも、半導体ウェ
ハを載せるカソード電極に高周波電力を供給し、カソー
ド電極に対向するアノード電極に、カソード電極よりも
低い周波数の高周波電極を供給するプラズマエッチング
装置が開示されている。しかし、この装置では、二つの
電源を同時に使用していない。また、アノード電極のバ
イアス電源の周波数がカソード電極に与えられる周波数
よりも低くなっている。更に、動作圧力が1torrと高い
ので、対向電極によるチャージアップ抑制効果が殆ど期
待できない。
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 3-74844 also discloses a plasma etching apparatus for supplying high-frequency power to a cathode electrode on which a semiconductor wafer is placed and supplying a high-frequency electrode having a lower frequency than the cathode electrode to an anode electrode facing the cathode electrode. It is disclosed. However, this device does not use two power sources at the same time. Further, the frequency of the bias power supply for the anode electrode is lower than the frequency given to the cathode electrode. Further, since the operating pressure is as high as 1 torr, the effect of suppressing charge-up by the counter electrode can hardly be expected.

【0017】特開平5−62935号には、半導体ウェ
ハを載せるカソード電極にイオンを加速するための高周
波電力を供給し、カソード電極の周囲の電極にプラズマ
生成のための高周波電力を供給するプラズマエッチング
装置が開示されている。しかし、この装置では、カソー
ド電極に対向する電極に、電子を加速するための高周波
電力を供給していない。また、この装置は、基板の近傍
で磁場を形成しているので、電子の実質的な平均自由行
程が著しく低下してしまう。従って、対向電極によるチ
ャージアップ抑制効果が殆ど期待できない。
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 5-62935 discloses a plasma etching in which high frequency power for accelerating ions is supplied to a cathode electrode on which a semiconductor wafer is mounted, and high frequency power for plasma generation is supplied to electrodes around the cathode electrode. A device is disclosed. However, in this device, high frequency power for accelerating electrons is not supplied to the electrode facing the cathode electrode. Further, since this device forms a magnetic field in the vicinity of the substrate, the substantial mean free path of electrons is significantly reduced. Therefore, the charge-up suppressing effect of the counter electrode can hardly be expected.

【0018】本発明は、プラズマプロセス中の諸特性に
影響を与えることなく電子シェーディング効果を低減
し、チャージダメージを抑制できるプラズマ装置及びプ
ラズマ処理方法を提供することを目的とするものであ
る。
An object of the present invention is to provide a plasma apparatus and a plasma processing method capable of reducing the electron shading effect and suppressing charge damage without affecting various characteristics during the plasma process.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上記した課題は、図1に
例示するように、チャンバ1と、前記チャンバ1内に配
置されて半導体ウェハ9が搭載される第1の電極2と、
前記第1の電極2に対向し且つ前記第1の電極2から電
子の平均自由行程の2倍以下の距離をおいて配置された
第2の電極3と、前記第1の電極2に第1の周波数RF
1 の高周波電力を供給する第1の高周波電源4と、前記
第2の電極3に前記第1の周波数RF1よりも周波数が
高い第2の周波数RF2 の高周波電力を供給する第2の
高周波電源7と、前記チャンバ1内にガスを供給するガ
ス供給手段10と、前記チャンバ1内を排気する排気ポ
ンプ13とを有することを特徴とするプラズマ装置によ
り解決する。
SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned problems are, as illustrated in FIG. 1, a chamber 1 and a first electrode 2 arranged in the chamber 1 on which a semiconductor wafer 9 is mounted.
A second electrode 3 facing the first electrode 2 and arranged at a distance from the first electrode 2 not more than twice the mean free path of electrons, and a first electrode 2 Frequency RF
A first high frequency power source 4 for supplying a high frequency power of 1 and a second high frequency power for supplying a high frequency power of a second frequency RF 2 higher than the first frequency RF 1 to the second electrode 3. The plasma apparatus is characterized by having a power supply 7, a gas supply means 10 for supplying gas into the chamber 1, and an exhaust pump 13 for exhausting the inside of the chamber 1.

【0020】また、上記した課題は、図15に例示する
ように、チャンバ1と、前記チャンバ1内に配置されて
半導体ウェハ9が搭載される第1の電極2と、前記第1
の電極2に対向して配置された第2の電極3と、前記第
1の電極2に接続される第1の電源4と前記第2の電極
3に接続される第2の電源7と、前記チャンバ1内にガ
スを供給するガス供給手段10と、前記チャンバ1内を
排気する排気手段13と、前記ガスに前記第1及び第2
の電極2,3を介すことなくエネルギーを投入してプラ
ズマを生成するエネルギー投入手段11とを有し、前記
第1の電源4及び前記第2の電源7の少なくとも一方は
高周波電力を供給する高周波電源であることを特徴とす
るプラズマ装置により解決する。
The above-mentioned problems are, as illustrated in FIG. 15, a chamber 1, a first electrode 2 which is arranged in the chamber 1 and on which a semiconductor wafer 9 is mounted, and the first electrode 2.
A second electrode 3 arranged to face the electrode 2, a first power source 4 connected to the first electrode 2, and a second power source 7 connected to the second electrode 3. Gas supply means 10 for supplying a gas into the chamber 1, exhaust means 13 for exhausting the inside of the chamber 1, and the first and second gas for the gas.
And an energy input means 11 for generating plasma by inputting energy without passing through the electrodes 2 and 3, and at least one of the first power source 4 and the second power source 7 supplies high frequency power. This is solved by a plasma device characterized by being a high frequency power supply.

【0021】また、上記した課題は、図1に例示するよ
うに、チャンバ1内の第1の電極2上に半導体ウェハ9
を搭載し、該第1の電極2から電子の平均自由工程の2
倍以下の距離をおいて該第1の電極2に対向させて第2
の電極3を配置し、前記チャンバ1内にガスを供給し、
前記第1の電極1に第1の周波数RF1 の第1高周波電
力を供給するとともに、前記第1の周波数RF1 よりも
周波数が高い第2の周波数RF2 の第2高周波電力を前
記第2の電極3に供給して前記チャンバ1内にプラズマ
を発生させることを特徴とするプラズマ処理方法により
解決する。
Further, the above-mentioned problem is solved by forming a semiconductor wafer 9 on the first electrode 2 in the chamber 1 as illustrated in FIG.
Of the mean free path of electrons from the first electrode 2
The first electrode 2 and the second electrode
Electrode 3 is placed, and gas is supplied into the chamber 1,
The first high frequency power of the first frequency RF 1 is supplied to the first electrode 1, and the second high frequency power of the second frequency RF 2 higher than the first frequency RF 1 is supplied to the second electrode 2. The plasma processing method is characterized in that plasma is generated in the chamber 1 by supplying it to the electrode 3 of FIG.

【0022】また、上記した課題は、図15に例示する
ように、チャンバ1内の第1の電極2上に半導体ウェハ
9を搭載し、前記第1の電極2に第1の周波数RF1
第1高周波電力を供給し、前記第1の電極2に対向させ
て第2の電極3を配置し、前記チャンバ1内にガスを供
給し、前記第1及び第2の電極2,3を介すことなく前
記ガスにエネルギーを投入してプラズマを発生させるこ
とを特徴とするプラズマ処理方法により解決する。
As for the above-mentioned problems, as illustrated in FIG. 15, the semiconductor wafer 9 is mounted on the first electrode 2 in the chamber 1, and the first frequency RF 1 is applied to the first electrode 2. A first high-frequency power is supplied, a second electrode 3 is arranged to face the first electrode 2, a gas is supplied into the chamber 1, and the first and second electrodes 2 and 3 are interposed. This is solved by a plasma processing method, characterized in that energy is input to the gas to generate plasma without the need for heating.

【0023】また、上記した課題は、図28に例示する
ように、チャンバ内121の第1の電極上122に半導
体ウェハ9を搭載し、前記第1の電極122に対向させ
て第2の電極123を配置し、前記チャンバ121内に
ガスを供給し、前記ガスに前記第1及び第2の電極12
2,123を介すことなくエネルギーを投入してプラズ
マを発生させ、前記第2の電極123に第1の周波数の
第1高周波電力を供給することを特徴とするプラズマ処
理方法により解決する。
As for the above-mentioned problems, as illustrated in FIG. 28, the semiconductor wafer 9 is mounted on the first electrode 122 in the chamber 121, and the second electrode is provided so as to face the first electrode 122. 123 is disposed, gas is supplied into the chamber 121, and the first and second electrodes 12 are supplied to the gas.
This is solved by a plasma processing method, characterized in that energy is input to generate plasma without passing through 2, 123 and the first high frequency power of the first frequency is supplied to the second electrode 123.

【0024】次に、本発明の作用について説明する。本
発明においては、第1及び第2の電極を対向させて配置
し、第1の電極に例えば100kHz〜1MHzの高周
波電力を供給してチャンバ内にプラズマを発生させる。
また、第2の電極に例えば10MHz〜40MHzの高
周波電力を供給する。この第2の電極に供給する高周波
電力の周波数は高いほうが好ましく、10MHz〜10
0MHzの範囲で設定してもよい。この第2の電極に供
給される高周波電力により発生するプラズマシース電界
により、第2の電極の近傍の電子が第1の電極に向けて
加速される。これにより、プラズマ中の電子の第1の電
極に向かう速度成分が増加し、電子がレジスト開口部の
底部まで到達して正の電荷が中和され、チャージアップ
が抑制されるようになる。
Next, the operation of the present invention will be described. In the present invention, the first and second electrodes are arranged to face each other, and high frequency power of, for example, 100 kHz to 1 MHz is supplied to the first electrode to generate plasma in the chamber.
Further, high frequency power of, for example, 10 MHz to 40 MHz is supplied to the second electrode. It is preferable that the frequency of the high frequency power supplied to the second electrode is high, and 10 MHz to 10 MHz.
It may be set in the range of 0 MHz. Electrons near the second electrode are accelerated toward the first electrode by the plasma sheath electric field generated by the high-frequency power supplied to the second electrode. As a result, the velocity component of the electrons in the plasma toward the first electrode increases, the electrons reach the bottom of the resist opening, neutralize the positive charges, and suppress the charge-up.

【0025】この場合に、第2の電極に供給された高周
波電力により加速された電子は、第1の電極に向かう間
にガスと衝突し、第1の電極に向かう方向の速度成分が
減少する。そして、第1の電極と第2の電極との間隔が
電子の平均自由行程の2倍を超えると、第1の電極に向
かう方向の速度成分が著しく減少して、レジスト開口部
の底部まで到達する電子数が少なくなり、チャージアッ
プを防止する効果が十分に得られなくなる。このため、
第1及び第2の電極の距離は電子の平均自由行程の2倍
以下とする。なお、電子の平均自由行程はガスの種類と
圧力とに関係し、圧力が小さいほど平均自由行程は大き
くなる。ガスの圧力が約10mTorr 以下の場合、平均自
由行程は数10mmとなる。例えば、アルミニウム膜の
エッチングに使用するCl2 ガスの場合、ガスの圧力が
3mTorr であるとすると、電子の平均自由行程は約50
mmになる。従来の平行平板型プラズマ装置の場合、約
50mTorr が圧力の下限値であり、そのときの電子の平
均自由行程は約3mm以下である。
In this case, the electrons accelerated by the high frequency power supplied to the second electrode collide with the gas while moving toward the first electrode, and the velocity component in the direction toward the first electrode decreases. . When the distance between the first electrode and the second electrode exceeds twice the mean free path of electrons, the velocity component in the direction toward the first electrode significantly decreases and reaches the bottom of the resist opening. The number of electrons used is reduced, and the effect of preventing charge-up cannot be sufficiently obtained. For this reason,
The distance between the first and second electrodes is not more than twice the mean free path of electrons. The mean free path of electrons is related to the type of gas and the pressure, and the smaller the pressure, the larger the mean free path. When the gas pressure is about 10 mTorr or less, the mean free path is several tens of mm. For example, in the case of Cl 2 gas used for etching an aluminum film, if the gas pressure is 3 mTorr, the mean free path of electrons is about 50.
mm. In the case of the conventional parallel plate type plasma device, the lower limit of the pressure is about 50 mTorr, and the mean free path of electrons at that time is about 3 mm or less.

【0026】また、本願の他の発明においては、半導体
ウェハを搭載する第1の電極に第1の周波数の高周波電
力を供給し、前記第1の電極に対向する対向電極に前記
第1の周波数よりも高周波の第2の高周波電力を供給す
る。そして、コイルに第3の高周波電力を供給してチャ
ンバ内に高周波の磁界を発生させ、この磁界によりチャ
ンバ内にプラズマを発生させる。そうすると、プラズマ
中のイオンは第1の電極がカソードの期間に半導体ウェ
ハに到達し、電子は第1の電極がアノードであり、且つ
第2の電極が負の期間に半導体ウェハに到達する。これ
により、正の電荷が中和されてチャージダメージを回避
することができるようになる。
Further, in another invention of the present application, high-frequency power having a first frequency is supplied to a first electrode on which a semiconductor wafer is mounted, and the counter electrode facing the first electrode has the first frequency. A second high frequency power having a higher frequency than that is supplied. Then, a third high frequency power is supplied to the coil to generate a high frequency magnetic field in the chamber, and the magnetic field generates plasma in the chamber. Then, the ions in the plasma reach the semiconductor wafer while the first electrode is the cathode, and the electrons reach the semiconductor wafer when the first electrode is the anode and the second electrode is negative. As a result, the positive charge is neutralized and charge damage can be avoided.

【0027】なお、前記コイルに高周波電力を供給して
チャンバ内のガスをプラズマ状態にする替りに、チャン
バ内にマイクロ波を放出して、このマイクロ波によりチ
ャンバ内にプラズマを発生させてもよい。また、第2の
電極を一定の電位とし、第1の電極に第1の高周波電力
と第2の高周波電力とを同時に供給しても、上記と同様
の効果が得られる。但し、この場合は、プラズマとチャ
ンバ内側の側壁との電気的結合を低減するために、チャ
ンバ内側の側壁に絶縁膜を厚く形成しておくことが好ま
しい。
Instead of supplying high-frequency power to the coil to bring the gas in the chamber into a plasma state, microwaves may be emitted into the chamber to generate plasma in the chamber. . Further, even when the second electrode is set to a constant potential and the first high frequency power and the second high frequency power are simultaneously supplied to the first electrode, the same effect as described above can be obtained. However, in this case, in order to reduce the electric coupling between the plasma and the side wall inside the chamber, it is preferable to form a thick insulating film on the side wall inside the chamber.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付の図面を参照して説明する。 (第1の実施の形態)図1は本発明の第1の実施の形態
に係るプラズマ装置を示す断面図である。チャンバ1
は、チャンバ本体1aと、このチャンバ本体1aに着脱
自在に設けられたベルジャー1bとにより構成されてい
る。このチャンバ1内には基板バイアス電極2が設けら
れており、この基板バイアス電極2上に半導体ウェハ9
を載置する。この基板バイアス電極2には、高周波電源
4からフィルタ5及びブロッキングキャパシタ6を介し
て周波数RF1 の高周波電力が供給される。周波数RF
1 は100kHz〜1MHzの範囲で設定する。この基
板バイアス電極2の上方には、対向電極3が基板バイア
ス電極2に対向して配置されている。この対向電極3に
は、高周波電源7からフィルタ8を介して周波数RF2
の高周波電力が供給される。周波数RF2 は例えば10
MHz〜100MHzの範囲で設定する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a sectional view showing a plasma device according to a first embodiment of the present invention. Chamber 1
Is composed of a chamber body 1a and a bell jar 1b detachably provided on the chamber body 1a. A substrate bias electrode 2 is provided in the chamber 1, and a semiconductor wafer 9 is provided on the substrate bias electrode 2.
Is placed. The substrate bias electrode 2 is supplied with high frequency power of frequency RF 1 from a high frequency power supply 4 via a filter 5 and a blocking capacitor 6. Frequency RF
1 is set in the range of 100 kHz to 1 MHz. Above the substrate bias electrode 2, a counter electrode 3 is arranged to face the substrate bias electrode 2. A frequency RF 2 is applied to the counter electrode 3 from a high frequency power source 7 through a filter 8.
High frequency power is supplied. The frequency RF 2 is, for example, 10
Set in the range of MHz to 100 MHz.

【0029】チャンバ1は、ガスボンベ及びマスフロー
コントローラ等により構成されるガス供給部10に接続
されていて、このガス供給部10からチャンバ1内に所
定のエッチングガス又は成膜用ガスが設定された流量で
供給される。また、チャンバ1は、排気ポンプ13に接
続されている。本実施の形態においては、図2に示すよ
うに、基板バイアス電極2と対向電極3との間隔Lは、
電子eの平均自由行程Le の2倍以下(2Le ≧L)に
設定される。例えばエッチングガスとしてCl2 を使用
し、チャンバ1内のガス圧が3mTorr とすると、電子e
の平均自由行程Le は約50mmであるので、基板バイ
アス電極2と対向電極3との間隔を100mm以下に設
定する。
The chamber 1 is connected to a gas supply unit 10 composed of a gas cylinder, a mass flow controller and the like, and a predetermined flow rate of a predetermined etching gas or film forming gas is set in the chamber 1 from the gas supply unit 10. Supplied with. Further, the chamber 1 is connected to the exhaust pump 13. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the distance L between the substrate bias electrode 2 and the counter electrode 3 is
It is set to be equal to or less than twice the mean free path Le of the electron e (2Le ≧ L). For example, when Cl 2 is used as the etching gas and the gas pressure in the chamber 1 is 3 mTorr, the electron e
Since the mean free path Le of is about 50 mm, the distance between the substrate bias electrode 2 and the counter electrode 3 is set to 100 mm or less.

【0030】以下、本実施の形態のプラズマ装置の動作
について説明する前に、基板バイアス電極2と対向電極
3との間の距離を電子の平均自由行程の2倍以下とした
理由について説明する。本願発明者等は、プラズマプロ
セス中におけるチャージダメージと電子温度との関係を
調べるために、ECR(Electron Cyclotron Resonanc
e:電子サイクロトロン共鳴)プラズマエッチング装置
を使用して、CMOSのアルミニウム配線のエッチング
を行って、チャージダメージ箇所を調べると共に、ラン
グミュアプローブ(Langmuir Probe)法により半導体ウ
ェハ上部のプラズマの電子温度を測定し、両者の関係を
調べた。図7はラングミュアプローブ法によるプラズマ
の電子温度の測定方法を示す図である。
Before explaining the operation of the plasma device of the present embodiment, the reason why the distance between the substrate bias electrode 2 and the counter electrode 3 is set to twice the mean free path of electrons or less will be described below. The inventors of the present application have investigated the relationship between charge damage and electron temperature during a plasma process by using ECR (Electron Cyclotron Resonanc).
e: Electron cyclotron resonance) A plasma etching device is used to etch the aluminum wiring of the CMOS to examine the charge damage points and to measure the electron temperature of the plasma above the semiconductor wafer by the Langmuir probe method. , I investigated the relationship between the two. FIG. 7 is a diagram showing a method for measuring the electron temperature of plasma by the Langmuir probe method.

【0031】基板バイアス電極41上に半導体ウェハ4
2を載置し、この半導体ウェハ42の上方、すなわち電
極41から40mm上方にラングミュアプローブ43を
配置した。このラングミュアプローブ43は、半導体ウ
ェハ42の表面に平行に配置された針状のプローブ43
aと、半導体ウェハ42の表面に垂直に配置された針状
のプローブ43bとを有している。プローブ43aは半
導体ウェハ42の表面に平行な方向の電子温度を測定す
るものであり、プローブ43bは半導体ウェハ42の表
面に垂直な方向の電子温度を測定するものである。これ
らのプローブ43a,43bには電源45a,45bか
ら電流計44a,44bを介して所定の電圧を印加す
る。電流計44a,44bに流れる電流を測定すること
により、半導体ウェハ表面に平行な方向及び垂直な方向
のプラズマの電子温度を知ることができる。
The semiconductor wafer 4 is formed on the substrate bias electrode 41.
2 was placed, and the Langmuir probe 43 was arranged above the semiconductor wafer 42, that is, 40 mm above the electrode 41. The Langmuir probe 43 is a needle-shaped probe 43 arranged parallel to the surface of the semiconductor wafer 42.
a and a needle-shaped probe 43b arranged perpendicularly to the surface of the semiconductor wafer 42. The probe 43a measures the electron temperature in the direction parallel to the surface of the semiconductor wafer 42, and the probe 43b measures the electron temperature in the direction perpendicular to the surface of the semiconductor wafer 42. A predetermined voltage is applied to these probes 43a and 43b from power supplies 45a and 45b through ammeters 44a and 44b. By measuring the current flowing through the ammeters 44a and 44b, the electron temperature of plasma in the direction parallel to the surface of the semiconductor wafer and the direction perpendicular to the surface of the semiconductor wafer can be known.

【0032】半導体ウェハ42上には厚さが8nmのゲ
ート酸化膜を介して複数のゲート電極が配列されている
(図34参照)。各ゲート電極は、1辺が1μmの正方
形である。これらのゲート電極は絶縁膜に被覆されてお
り、この絶縁膜上には厚さが0.8μmのアルミニウム
膜が形成されている。このアルミニウム膜は、前記絶縁
膜に選択的に設けられたコンタクトホールを介して前記
ゲート電極に電気的に接続されている。なお、アンテナ
比、すなわちゲート電極の面積とアルミニウム膜の面積
との比は、104 〜106 オーダーである。また、アル
ミニウム膜の上には、厚さが1.6μmのフォトレジス
トパターンが形成されている。
A plurality of gate electrodes are arranged on the semiconductor wafer 42 through a gate oxide film having a thickness of 8 nm (see FIG. 34). Each gate electrode is a square with one side of 1 μm. These gate electrodes are covered with an insulating film, and an aluminum film having a thickness of 0.8 μm is formed on the insulating film. The aluminum film is electrically connected to the gate electrode through a contact hole selectively provided in the insulating film. The antenna ratio, that is, the ratio of the area of the gate electrode to the area of the aluminum film is on the order of 10 4 to 10 6 . Further, a photoresist pattern having a thickness of 1.6 μm is formed on the aluminum film.

【0033】そして、Cl2 とBCl3 との混合ガスを
使用し、圧力が4.5mTorr 、マイクロ波のパワーが8
00W、基板バイアス電極に供給する高周波電力のパワ
ーが150Wの条件でプラズマエッチングを行うと共
に、ラングミュアプローブ43を半導体ウェハ表面に対
し水平に移動させて、電子温度とダメージとの関係を調
べた。
A mixed gas of Cl 2 and BCl 3 is used, the pressure is 4.5 mTorr, and the microwave power is 8
Plasma etching was performed under the conditions of 00 W and the high frequency power supplied to the substrate bias electrode of 150 W, and the Langmuir probe 43 was moved horizontally with respect to the surface of the semiconductor wafer to examine the relationship between electron temperature and damage.

【0034】図8は、横軸に半導体ウェハ上の位置(相
対位置)をとり、縦軸に電子温度をとって、電子温度と
チャージダメージとの関係を調べた結果を示す図であ
る。この図8から、半導体ウェハに平行な方向の電子温
度が、半導体ウェハに垂直な方向の電子温度よりも高い
場所でダメージが大きくなっていることがわかる。半導
体ウェハ表面に平行な方向の電子温度が高いとパターン
側壁の電位が負に大きくなってしまうため、電子シェー
ディング効果が大きくなると考えられる。逆に、半導体
ウェハ表面に垂直な方向の電子温度が高いと、パターン
開口部の底部に入射する電子が増えるために、電子シェ
ーディング効果が小さくなると考えられる。
FIG. 8 is a diagram showing the results of examining the relationship between electron temperature and charge damage by plotting the position on the semiconductor wafer (relative position) on the horizontal axis and the electron temperature on the vertical axis. From FIG. 8, it can be seen that the damage is large at a place where the electron temperature in the direction parallel to the semiconductor wafer is higher than the electron temperature in the direction perpendicular to the semiconductor wafer. When the electron temperature in the direction parallel to the surface of the semiconductor wafer is high, the potential on the side wall of the pattern becomes large negatively, and it is considered that the electron shading effect becomes large. On the contrary, when the electron temperature in the direction perpendicular to the surface of the semiconductor wafer is high, it is considered that the electron shading effect is reduced because the number of electrons entering the bottom of the pattern opening increases.

【0035】これらの結果から、本願発明者らは、プラ
ズマ装置内部において、電子温度に異方性をもたせるこ
とが、電子シェーディング効果の低減に有効であるとの
知見を得た。即ち、図9(a)にその概念図を示すよう
に電子に等方的な速度分布を与えるのではなく、図9
(b)にその概念図を示すように電子に半導体ウェハに
向かう方向に大きな異方性をもたせることにより、相対
的にレジスト側壁のチャージアップを低減できる。本発
明は、このように半導体ウェハに向かう方向に大きな電
子温度の異方性を電子に付与することにより、チャージ
ダメージを抑制するものである。
From these results, the present inventors have found that it is effective to reduce the electron shading effect by making the electron temperature anisotropic within the plasma device. That is, instead of giving an isotropic velocity distribution to the electrons as shown in the conceptual diagram of FIG.
As shown in the conceptual diagram in (b), by giving electrons a large anisotropy in the direction toward the semiconductor wafer, the charge-up on the resist side wall can be relatively reduced. The present invention suppresses charge damage by imparting a large electron temperature anisotropy to electrons in the direction toward the semiconductor wafer as described above.

【0036】以下、第1及び第2の電極間の距離が電子
の平均自由行程の1〜4倍のときのチャージアップの低
減の程度を調べた結果について説明する。図10は実験
に使用したプラズマ装置を示す図である。但し、図10
においては、ガス供給部及び排気ポンプの図示を省略し
ている。チャンバ51は、円筒状のガラスからなるベル
ジャー51aを有し、その他の部分はアルミニウム又は
アルミニウム合金により形成されている。そして、この
チャンバ51の金属部分は接地に接続されている。な
お、ベルジャー51aの外形は500mm、肉厚は5m
m、高さは200mmである。
The results of examining the degree of charge-up reduction when the distance between the first and second electrodes is 1 to 4 times the mean free path of electrons will be described below. FIG. 10 is a diagram showing the plasma device used in the experiment. However, FIG.
In the figure, the illustration of the gas supply unit and the exhaust pump is omitted. The chamber 51 has a bell jar 51a made of cylindrical glass, and the other parts are made of aluminum or an aluminum alloy. The metal part of the chamber 51 is connected to the ground. The bell jar 51a has an outer shape of 500 mm and a wall thickness of 5 m.
m, the height is 200 mm.

【0037】チャンバ51内には第1の電極52が配置
されており、この第1の電極52上に後述するサンプル
59a,59bを搭載する。この第1の電極52には高
周波電源61からキャパシタ62を介して周波数が40
0kHzの高周波電力が供給される。第1の電極52の
上方には第2の電極53が配置されている。この第2の
電極53には、高周波電源63からキャパシタ64を介
して周波数が13.56HMzの高周波電力が供給され
る。また、ベルジャ51aの外周にはコイル56が巻か
れていて、このコイル56には高周波電源65から高周
波電力が供給される。このコイル56により、チャンバ
51内に高周波の磁界が発生し、この高周波の磁界によ
りチャンバ51内のガスが励起されてプラズマが発生す
る。
A first electrode 52 is arranged in the chamber 51, and samples 59a and 59b described later are mounted on the first electrode 52. A frequency of 40 is applied to the first electrode 52 from a high frequency power supply 61 via a capacitor 62.
High frequency power of 0 kHz is supplied. The second electrode 53 is arranged above the first electrode 52. A high frequency power having a frequency of 13.56 HMz is supplied to the second electrode 53 from a high frequency power supply 63 via a capacitor 64. A coil 56 is wound around the bell jar 51a, and a high frequency power supply 65 supplies high frequency power to the coil 56. A high frequency magnetic field is generated in the chamber 51 by the coil 56, and the gas in the chamber 51 is excited by the high frequency magnetic field to generate plasma.

【0038】サンプル59aとして、図11に示すよう
に、シリコン基板71上に厚さが約2μmのSiO2
72を形成し、このSiO2 膜72に直径が1μmの複
数の孔からなるホールパターン(Hole pattern)73を
形成したものを用意した。また、サンプル59bとし
て、ホールパターンに替えてSiO2 膜に十分大きな開
口部(open-space)を形成したものを用意した。これら
のサンプル59a,59bをAl2 3 製ホルダ74に
より第1の電極52上に固定した。そして、サンプル5
9aを電圧計76aに接続し、サンプル59bを電圧計
76bに接続した。
As a sample 59a, as shown in FIG. 11, a SiO 2 film 72 having a thickness of about 2 μm is formed on a silicon substrate 71, and a hole pattern composed of a plurality of holes each having a diameter of 1 μm is formed on the SiO 2 film 72. What formed (Hole pattern) 73 was prepared. Further, as the sample 59b, a sample having a sufficiently large opening (open-space) formed in the SiO 2 film instead of the hole pattern was prepared. These samples 59a and 59b were fixed on the first electrode 52 by an Al 2 O 3 holder 74. And sample 5
9a was connected to a voltmeter 76a and sample 59b was connected to a voltmeter 76b.

【0039】そして、チャンバ51内にAr(アルゴ
ン)ガスを導入し、チャンバ51内の圧力を2.5mTor
r 〜10mTorr まで変化させて電子の平均自由行程を変
え、電極52,53間の距離が電子の平均自由行程の1
〜4倍のときのサンプルのチャージング電圧を電圧計7
6a,76bで測定した。なお、その他の測定条件は、
プラズマ密度が2〜3×1010cm-3、第1の電極52
に印加した電圧Vp-p が400V、第2の電極53に印
加した電圧Vp-p が600Vである。
Then, Ar (argon) gas is introduced into the chamber 51, and the pressure in the chamber 51 is adjusted to 2.5 mTor.
The mean free path of the electron is changed by changing from r to 10 mTorr, and the distance between the electrodes 52 and 53 is 1 of the mean free path of the electron.
The voltmeter measures the charging voltage of the sample when it is ~ 4 times.
6a, 76b. Other measurement conditions are
Plasma density is 2 to 3 × 10 10 cm −3 , first electrode 52
The voltage Vp-p applied to the second electrode 53 is 400V, and the voltage Vp-p applied to the second electrode 53 is 600V.

【0040】図12(a)は、横軸に電極間の距離を電
子の平均自由行程に対する比率で現わした値をとり、縦
軸に低減した電圧をとって、両者の関係を示す図であ
る。但し、第2の電極53に高周波電力を供給しない場
合のチャージング電圧は100Vである。この図12
(a)から明らかなように、電極52,53間の距離が
電子の平均自由行程の4倍のときはチャージング電圧を
低減する効果が見られず、電極52,53間の距離が電
子の平均自由行程の2倍以下のときにチャージング電圧
は17V以上低減した。
FIG. 12 (a) is a diagram showing the relationship between the electrodes, where the horizontal axis represents the distance between the electrodes as a ratio to the electron mean free path, and the vertical axis represents the reduced voltage. is there. However, the charging voltage when the high frequency power is not supplied to the second electrode 53 is 100V. This FIG.
As is clear from (a), when the distance between the electrodes 52 and 53 is four times the mean free path of electrons, the effect of reducing the charging voltage is not seen, and the distance between the electrodes 52 and 53 is The charging voltage was reduced by 17 V or more when the average free path was twice or less.

【0041】これらの実験結果から、図1に示すプラズ
マ装置において、基板バイアス電極2と対向電極3との
間の距離は、電子の平均自由行程の2倍以下とした。図
1に示すプラズマ装置において、例えば図34に示すよ
うに配線用アルミニウム膜35及びレジスト36が形成
された半導体ウェハ9上のアルミニウム膜をエッチング
する場合、排気ポンプ13によりチャンバ1内を排気し
た後、ガス供給部10からチャンバ1内にエッチングガ
スとして例えばCl2 ガスを供給する。また、チャンバ
1内の圧力を約3mTorr に維持する。そして、基板バイ
アス電極2に高周波電源4から100kHz〜1MHz
の高周波電力を供給すると共に、対向電極3に高周波電
源7から10MHz〜100MHzの高周波電力を供給
する。そうすると、チャンバ1内にプラズマが発生し、
プラズマ中のイオンが半導体ウェハ9上のレジスト開口
部36aを通ってアルミニウム膜35に到達し、アルミ
ニウム膜35がエッチングされる。このとき、対向電極
3側では、対向電極3に供給された高周波電力によりプ
ラズマ中の電子が基板バイアス電極2側に向けて加速さ
れる。この電子は、半導体ウェハ9に到達するまでの間
にガスに衝突し、電子温度の異方性が減衰する。しか
し、本実施の形態においては、基板バイアス電極2と対
向電極3との間隔が電子の平均自由行程の2倍以下と狭
く設定されているので、図9(b)の概念図に示すよう
に、電子は充分な電子温度異方性を保持したまま、レジ
スト開口部を通って、レジスト開口部の底部にまで到達
する。これにより、アルミニウム膜35及びゲート電極
に蓄積された正の電荷が中和され、チャージダメージを
回避することができる。
From the results of these experiments, in the plasma device shown in FIG. 1, the distance between the substrate bias electrode 2 and the counter electrode 3 was set to twice the mean free path of electrons or less. In the plasma apparatus shown in FIG. 1, for example, when etching the aluminum film on the semiconductor wafer 9 on which the wiring aluminum film 35 and the resist 36 are formed as shown in FIG. 34, after exhausting the inside of the chamber 1 by the exhaust pump 13. For example, Cl 2 gas is supplied as an etching gas into the chamber 1 from the gas supply unit 10. Also, the pressure in the chamber 1 is maintained at about 3 mTorr. Then, from the high frequency power source 4 to the substrate bias electrode 2, 100 kHz to 1 MHz
The high frequency power of 10 MHz to 100 MHz is supplied from the high frequency power supply 7 to the counter electrode 3 while supplying the high frequency power of 1. Then, plasma is generated in the chamber 1,
Ions in the plasma reach the aluminum film 35 through the resist opening 36a on the semiconductor wafer 9, and the aluminum film 35 is etched. At this time, on the counter electrode 3 side, the electrons in the plasma are accelerated toward the substrate bias electrode 2 side by the high frequency power supplied to the counter electrode 3. The electrons collide with the gas before reaching the semiconductor wafer 9, and the anisotropy of the electron temperature is attenuated. However, in the present embodiment, the distance between the substrate bias electrode 2 and the counter electrode 3 is set to be narrower than twice the mean free path of electrons, and therefore, as shown in the conceptual diagram of FIG. The electrons reach the bottom of the resist opening through the resist opening while maintaining sufficient electron temperature anisotropy. As a result, the positive charges accumulated in the aluminum film 35 and the gate electrode are neutralized, and charge damage can be avoided.

【0042】以下、基板バイアス電極及び対向電極に印
加する電圧とチャージアップ抑制効果との関係を調べた
結果について説明する。実験には、図10に示すプラズ
マ装置を使用した。サンプル59aとして、シリコン基
板上に厚さが約2.0μmのSiO2 膜を形成し、この
SiO2 膜にアスペクト比が2の複数の孔からなるホー
ルパターンを形成したものを用意した。また、サンプル
59bとして、ホールパターンに替えてSiO2 膜に十
分大きな開口部(open-space)を形成したものを用意し
た。
The results of examining the relationship between the voltage applied to the substrate bias electrode and the counter electrode and the charge-up suppressing effect will be described below. The plasma apparatus shown in FIG. 10 was used for the experiment. A sample 59a was prepared by forming a SiO 2 film having a thickness of about 2.0 μm on a silicon substrate and forming a hole pattern composed of a plurality of holes having an aspect ratio of 2 on the SiO 2 film. Further, as the sample 59b, a sample having a sufficiently large opening (open-space) formed in the SiO 2 film instead of the hole pattern was prepared.

【0043】そして、チャンバ51内にAr(アルゴ
ン)ガスを導入し、チャンバ51内の圧力を2.5mTor
r とした。第1の電極52には周波数が400kHzの
高周波電力を供給した。また、第2の電極53には、プ
ラズマ内に高エネルギーの電子を発生させるために、1
3.56MHzの高周波電力を供給した。更に、コイル
56には、周波数が3.4MHzで1.5kWの電力を
供給した。これにより、チャンバ内にプラズマが発生し
た。プラズマの密度は、1×1011cm-3であり、電子
温度は4eVである。なお、第1の電極52と第2の電
極53との間の距離は160mmであり、この距離は電
子の平均自由行程とほぼ同じである。
Then, Ar (argon) gas is introduced into the chamber 51, and the pressure in the chamber 51 is adjusted to 2.5 mTor.
It was r. A high frequency power having a frequency of 400 kHz was supplied to the first electrode 52. In addition, in order to generate high-energy electrons in the plasma, the second electrode 53 is
A high frequency power of 3.56 MHz was supplied. Further, the coil 56 was supplied with 1.5 kW of power at a frequency of 3.4 MHz. As a result, plasma was generated in the chamber. The density of plasma is 1 × 10 11 cm −3 and the electron temperature is 4 eV. The distance between the first electrode 52 and the second electrode 53 is 160 mm, and this distance is almost the same as the mean free path of electrons.

【0044】第1の電極52に印加する高周波電圧Vp-
p を400Vとし、第2の電極53に印加する高周波電
圧Vp-p を0から1000Vに変化させて、アスペクト
比2のホールパターンを有するサンプル及びオープンス
ペースを有するサンプルの自己バイアス電位を調べた。
図13に対向バイアス印加電圧による自己バイアス電位
を示す。アスペクト比2のポールパターンでは、対向バ
イアス電圧を増加させていくと、ホールパターンの自己
バイアス電位が下がっていく。このとき、オープンスペ
ースパターンでは僅かに電位が上昇するだけである。図
14に対向バイアス印加電圧によるホールパターンとオ
ープンスペースの電位差を示す。対向バイアスにより自
己バイアス電位差は減少し、チャージアップが抑制され
ることがわかる。
High frequency voltage Vp- applied to the first electrode 52
The self-bias potential of the sample having the hole pattern with the aspect ratio of 2 and the sample having the open space was examined by setting p to 400 V and changing the high frequency voltage Vp-p applied to the second electrode 53 from 0 to 1000 V.
FIG. 13 shows the self-bias potential according to the counter bias applied voltage. In the pole pattern with an aspect ratio of 2, as the counter bias voltage is increased, the self-bias potential of the hole pattern decreases. At this time, the potential slightly increases in the open space pattern. FIG. 14 shows the potential difference between the hole pattern and the open space depending on the applied voltage of the counter bias. It can be seen that the opposing bias reduces the self-bias potential difference and suppresses the charge-up.

【0045】第2の電極53に印加する高周波電圧Vp-
p を、0V、476V及び840Vとし、第1の電極5
2に印加する高周波電圧Vp-p を、100〜900Vに
変化させて、ホールパターンを有するサンプル及びオー
プンスペースを有するサンプルの自己バイアス電圧を調
べた。図12(b)は、横軸に試料印加電圧(Substrat
e RF bias voltage )をとり、縦軸に自己バイアス電圧
をとって、両者の関係を示す図である。また、ホールパ
ターンを有するサンプルの場合、図12(b)から、サ
ンプルに印加する電圧が増加するのに伴って、チャージ
アップを抑制する効果が低減することがわかる。これ
は、サンプルに印加する電圧を増加させると電子シェー
ディング効果が大きくなるためである。また、第2の電
極53に印加する電圧を高くすると、サンプルに印加す
る電圧が高くてもチャージアップを抑制効果が見られ
る。これは、第2の電極53に印加する電圧が高いほ
ど、基板に向かう電子のエネルギーが高くなるためであ
る。この実験結果から、第1の電極52に印加する電圧
が高い場合には、第2の電極53に印加する電圧を高く
すればよいことがわかる。
High frequency voltage Vp- applied to the second electrode 53
p is 0V, 476V and 840V, and the first electrode 5
The high frequency voltage Vp-p applied to 2 was changed to 100 to 900 V, and the self-bias voltage of the sample having the hole pattern and the sample having the open space was examined. In FIG. 12B, the horizontal axis indicates the sample applied voltage (Substrat
e RF bias voltage) and the self-bias voltage on the vertical axis, showing the relationship between the two. Further, in the case of the sample having the hole pattern, it can be seen from FIG. 12B that the effect of suppressing the charge-up decreases as the voltage applied to the sample increases. This is because the electron shading effect increases as the voltage applied to the sample increases. Further, when the voltage applied to the second electrode 53 is increased, the effect of suppressing charge-up can be seen even if the voltage applied to the sample is high. This is because the higher the voltage applied to the second electrode 53, the higher the energy of the electrons toward the substrate. From this experimental result, it is understood that when the voltage applied to the first electrode 52 is high, the voltage applied to the second electrode 53 may be increased.

【0046】なお、対向電極3に供給する電圧の周波数
は、基板バイアス電極2に供給する電圧の周波数の整数
倍とすることが好ましい。これにより、基板バイアス電
極2及び対向電極3に印加される高周波電圧の同期をと
ることができる。また、対向電極2に供給する高周波電
力の位相は、基板バイアス電極2からの距離に応じて制
御できるようにすることが好ましい。これは、後述の第
4の実施の形態に示すように、基板バイアス電極2から
の距離に応じて対向電極3に供給する高周波電力の位相
を変更することによりチャージアップを抑制できるから
である。
The frequency of the voltage supplied to the counter electrode 3 is preferably an integral multiple of the frequency of the voltage supplied to the substrate bias electrode 2. Thereby, the high frequency voltage applied to the substrate bias electrode 2 and the counter electrode 3 can be synchronized. Further, it is preferable that the phase of the high frequency power supplied to the counter electrode 2 can be controlled according to the distance from the substrate bias electrode 2. This is because charge-up can be suppressed by changing the phase of the high frequency power supplied to the counter electrode 3 according to the distance from the substrate bias electrode 2 as shown in a fourth embodiment described later.

【0047】また、図3(a),(b)に波形図を示す
ように、基板バイアス電極2がアノードの期間、すなわ
ちプラズマ空間電位に対して正の期間に対向電極3に高
周波電力が与えられ、基板バイアス電極2がカソードの
期間、すなわちプラズマ空間電位に対し負の期間は対向
電極3に高周波電力が与えられないように、第2の高周
波電源7の出力を制御することが好ましい。電子は基板
バイアス電極2がアノードの期間のときにレジスト開口
部に進入するので、このように第2の高周波電源7の出
力を制御することにより、プラズマ中の電子温度の上昇
を抑えつつ、電子を有効にレジスト開口部に進入させる
ことができる。
Further, as shown in the waveform diagrams of FIGS. 3A and 3B, high frequency power is applied to the counter electrode 3 during the period when the substrate bias electrode 2 is the anode, that is, the period positive to the plasma space potential. Therefore, it is preferable to control the output of the second high-frequency power supply 7 so that the high-frequency power is not applied to the counter electrode 3 during the period when the substrate bias electrode 2 is the cathode, that is, during the period when the plasma space potential is negative. Since the electrons enter the resist opening when the substrate bias electrode 2 is in the anode period, controlling the output of the second high-frequency power source 7 in this manner suppresses an increase in the electron temperature in the plasma, Can effectively enter the resist opening.

【0048】図4は、第2の高周波電源の出力をオン−
オフする制御機構を設けたプラズマ装置を示す図であ
る。この図4において、図1と同一物には同一符号を付
して、その詳しい説明は省略する。また、図5は、図4
中のA点、B点及びC点の電圧波形を示す図である。高
周波発振器158は、図5のB点の波形に示すように正
弦波の高周波信号を出力する。この高周波信号は、オン
−オフ変調器157に入力される。オン−オフ変調器1
57は、パルス発振器159から出力される信号により
オン−オフする。パルス発振器159からは、図5のA
点の波形に示すように、波高値が5Vの矩形のパルスが
出力される。パルス発振器159の出力は高周波電源4
の出力に同期している。オン−オフ変調器157はパル
ス発振器159から出力される信号が“H”レベルのと
きは発振器158の出力をアンプ156に伝達し、
“L”レベルのときは発振器158の出力を遮断する。
これにより、アンプ156には図5のC点の波形として
示す信号が入力される。アンプ156は、この入力信号
を増幅して、マッチングボックス155を介して対向電
極3に高周波電力を断続的に供給する。このようにし
て、基板バイアス電極2がアノードの期間に対向電極3
に高周波電力を供給するプラズマ装置が実現される。
FIG. 4 shows that the output of the second high frequency power supply is turned on.
It is a figure which shows the plasma apparatus provided with the control mechanism which turns off. 4, the same components as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. FIG. 5 is similar to FIG.
It is a figure which shows the voltage waveform of A point, B point, and C point in the inside. The high frequency oscillator 158 outputs a sinusoidal high frequency signal as shown by the waveform at point B in FIG. This high frequency signal is input to the on-off modulator 157. On-off modulator 1
57 is turned on / off by a signal output from the pulse oscillator 159. From the pulse oscillator 159, see FIG.
As shown by the waveform of the dots, a rectangular pulse having a peak value of 5V is output. The output of the pulse oscillator 159 is the high frequency power source 4
Is synchronized with the output of. The on-off modulator 157 transmits the output of the oscillator 158 to the amplifier 156 when the signal output from the pulse oscillator 159 is at “H” level,
When it is at "L" level, the output of the oscillator 158 is cut off.
As a result, the signal shown as the waveform at point C in FIG. 5 is input to the amplifier 156. The amplifier 156 amplifies this input signal and intermittently supplies high frequency power to the counter electrode 3 via the matching box 155. In this way, the counter electrode 3 is formed while the substrate bias electrode 2 is the anode.
A plasma device that supplies high-frequency power to the device is realized.

【0049】また、図1に示す装置において、使用する
ガスの種類又は圧力に応じて、基板バイアス電極2又は
対向電極3の位置を上下方向に容易に変更できるように
してもよい。例えば図6は基板バイアス電極2の上下機
構を示す図である。ベース30はその中央部にモータ及
びギヤ等により構成される駆動部30aを有し、モータ
の正転及び逆転によりシャフト30cが上下方向に移動
する。また、ベース30の四隅にはガイド穴30bが形
成されている。一方、基板バイアス電極2の下側の四隅
にはロッド2aが設けられており、これらのロッド2a
がベース30のガイド穴30bに挿入される。また、基
板バイアス電極2は、下面中央部で駆動軸30cに連結
されている。
In the apparatus shown in FIG. 1, the position of the substrate bias electrode 2 or the counter electrode 3 may be easily changed vertically depending on the type or pressure of the gas used. For example, FIG. 6 is a diagram showing the vertical movement mechanism of the substrate bias electrode 2. The base 30 has a drive unit 30a including a motor and gears in the center thereof, and the shaft 30c moves in the vertical direction by the forward and reverse rotations of the motor. Further, guide holes 30b are formed at the four corners of the base 30. On the other hand, rods 2a are provided at the four lower corners of the substrate bias electrode 2.
Is inserted into the guide hole 30b of the base 30. The substrate bias electrode 2 is connected to the drive shaft 30c at the center of the lower surface.

【0050】例えば、ステップエッチングでは、同一チ
ャンバ内で複数のガス種及びガス圧でエッチングを行な
うが、ガス種及びガス圧が変化すると電子の平均自由行
程が変化する。この図6に示すような基板バイアス電極
2の上下機構を設けることにより、ステップエッチング
する場合であっても、ガスの種類及び圧力に応じて電極
2,3の間隔を調整することにより、チャージダメージ
を防止しつつ、ステップエッチングを行なうことができ
る。
For example, in step etching, etching is performed with a plurality of gas species and gas pressures in the same chamber, but when the gas species and gas pressures change, the mean free path of electrons changes. By providing the substrate bias electrode 2 up-and-down mechanism as shown in FIG. 6, even in the case of step etching, by adjusting the interval between the electrodes 2 and 3 according to the type of gas and the pressure, charge damage is prevented. It is possible to perform step etching while preventing this.

【0051】(第2の実施の形態)図15は本発明の第
2の実施の形態に係るプラズマ装置を示す模式図であ
る。なお、本実施の形態は、本発明を誘導結合型プラズ
マ(ICP:Inductively Coupled Plasma)装置に適用
したものである。また、図15において、図1と同一物
には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
(Second Embodiment) FIG. 15 is a schematic view showing a plasma device according to a second embodiment of the present invention. The present embodiment is an application of the present invention to an inductively coupled plasma (ICP) device. Further, in FIG. 15, the same components as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0052】本実施の形態においては、ベルジャー1b
の外周にコイル11が巻かれている。このコイル11に
は、高周波電源12から周波数RF3 が3.4MHzの
高周波電力が供給され、これによりチャンバ1内の電極
2,3間には上下方向の高周波の磁界が発生する。な
お、ベルジャ1bのコイル11が巻かれている部分はガ
ラスにより形成されている。また、チャンバ本体1aは
アルミニウムにより形成されており、接地に接続され
る。
In this embodiment, the bell jar 1b is used.
A coil 11 is wound around the outer circumference of the. The coil 11 is supplied with high-frequency power having a frequency RF 3 of 3.4 MHz from a high-frequency power source 12, whereby a vertical high-frequency magnetic field is generated between the electrodes 2 and 3 in the chamber 1. The portion of the bell jar 1b around which the coil 11 is wound is made of glass. The chamber body 1a is made of aluminum and is connected to the ground.

【0053】本実施の形態においては、第1の実施の形
態と同様の効果が得られるのに加えて、コイル11によ
り発生した高周波の磁界により発生した電界によりプラ
ズマを加熱するので、ガス圧が低くても高いプラズマ密
度が得られるという利点がある。この利点をより詳しく
説明する。第1の実施の形態の図1に示す装置のよう
に、電極を介した容量結合によってチャンバ内のガスに
エネルギーを投入する方式の装置の場合には、ガス圧が
低いとプラズマ密度が低くなり、ガス圧が低すぎると、
プラズマの形成及び維持ができなくなってしまう。これ
に対し、本実施の形態では、図15に示すように、電極
を介さずにエネルギーを投入するようにしたので、ガス
圧が低くても高いプラズマ密度が得られる。このため、
本実施の形態では、ガス圧を低くすることができ、結果
として、電子の平均自由行程が大きくなり、電極間隔の
制限がなくなるという利点があると共に、従来から知ら
れているように、エッチング特性が改善される等の利点
もある。
In addition to obtaining the same effect as in the first embodiment, the present embodiment heats the plasma by the electric field generated by the high frequency magnetic field generated by the coil 11, so that the gas pressure is Even if it is low, there is an advantage that a high plasma density can be obtained. This advantage will be described in more detail. In the case of an apparatus of the type in which energy is input to the gas in the chamber by capacitive coupling through the electrodes like the apparatus shown in FIG. 1 of the first embodiment, the plasma density becomes low when the gas pressure is low. , If the gas pressure is too low,
The plasma cannot be formed and maintained. On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 15, since the energy is input without passing through the electrodes, a high plasma density can be obtained even if the gas pressure is low. For this reason,
In the present embodiment, the gas pressure can be lowered, and as a result, the mean free path of electrons is increased, and there is an advantage that there is no limitation on the electrode interval. Is also improved.

【0054】以下、本実施の形態のプラズマ装置を使用
し、高周波電源の周波数とチャージダメージとの関係を
調べた結果について説明する。本願発明者らは、図15
に示す装置を使用し、基板バイアス電極2に印加した高
周波電力によるプラズマシース電界の電子の加速効果を
調べた。使用したガスはアルゴン(Ar)であり、ガス
流量は50sccm、圧力は10mTorr 、ICP入力パワ
ー、すなわちコイル11に入力する電力は500Wであ
る。基板バイアス電極2に供給した高周波電力の周波数
は、13.56MHz、1MHz、600kHz、40
0kHz、200kHz又は100kHzとした。な
お、このとき、対向電極3には高周波電力を供給してい
ない。
The results of investigating the relationship between the frequency of the high frequency power source and the charge damage using the plasma device of this embodiment will be described below. The inventors of the present application have shown in FIG.
The device shown in FIG. 2 was used to examine the electron acceleration effect of the plasma sheath electric field by the high frequency power applied to the substrate bias electrode 2. The gas used was argon (Ar), the gas flow rate was 50 sccm, the pressure was 10 mTorr, and the ICP input power, that is, the power input to the coil 11 was 500 W. The frequency of the high frequency power supplied to the substrate bias electrode 2 is 13.56 MHz, 1 MHz, 600 kHz, 40
It was set to 0 kHz, 200 kHz, or 100 kHz. At this time, high frequency power is not supplied to the counter electrode 3.

【0055】プラスマの電子温度は、図7に示すラング
ミュアプローブ法により、基板バイアス電極2の中央部
の上方20mmの位置で測定した。図16は、横軸に周
波数をとり、縦軸に電子温度をとって、その測定結果を
示す図である。この図16から明らかなように、プラズ
マシース電界による電子の加速の効果は、基板バイアス
電極に供給する高周波電力の周波数に関係し、周波数が
100kHzから1MHzの範囲では電子温度の上昇は
殆どない。一方、基板バイアス電極2に13.56MH
zの高周波電力を印加した場合には、電子温度が著しく
増加した。このことから、基板バイアス電極2に供給す
る高周波電力の周波数は、100kHz〜1MHzとす
ることが好ましいことがわかる。
The electron temperature of the plasma was measured at a position 20 mm above the center of the substrate bias electrode 2 by the Langmuir probe method shown in FIG. FIG. 16 is a diagram showing a measurement result in which the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents electron temperature. As is clear from FIG. 16, the effect of electron acceleration by the plasma sheath electric field is related to the frequency of the high frequency power supplied to the substrate bias electrode, and there is almost no increase in the electron temperature in the frequency range of 100 kHz to 1 MHz. On the other hand, the substrate bias electrode 2 has 13.56 MH
When the high frequency power of z was applied, the electron temperature significantly increased. From this, it is understood that the frequency of the high frequency power supplied to the substrate bias electrode 2 is preferably 100 kHz to 1 MHz.

【0056】次に、アルミニウム配線エッチング後の半
導体ウェハを除電プラズマに曝すことにより、本実施の
形態のプラズマ装置によるチャージダメージの低減効果
を調べた結果について説明する。プラズマ装置のチャン
バ1(ベルジャ)は、直径が500mm、高さが200
mm、厚さが5mmの石英又はガラス製であり、このチ
ャンバ1の周囲にはコイル11として、厚さが0.2m
m、幅が10mm、長さが10mの銅帯が5回巻きされ
ている。基板バイアス電極2と対向電極3との距離は5
cmである。
Next, the results of examining the effect of reducing the charge damage by the plasma device of the present embodiment by exposing the semiconductor wafer after aluminum wiring etching to static elimination plasma will be described. The chamber 1 (bell jar) of the plasma device has a diameter of 500 mm and a height of 200 mm.
mm and a thickness of 5 mm, which is made of quartz or glass, and has a coil 11 around the chamber 1 with a thickness of 0.2 m.
A copper strip having a length of m, a width of 10 mm, and a length of 10 m is wound five times. The distance between the substrate bias electrode 2 and the counter electrode 3 is 5
cm.

【0057】一方、サンプルである半導体ウェハ9上に
は厚さが8nmのゲート酸化膜を介して形成された複数
のゲート電極が配列されている。各ゲート電極は、1辺
が1μmの正方形である。これらのゲート電極は絶縁膜
に被覆されており、この絶縁膜上には厚さが0.8μm
のアルミニウム膜が形成されている。このアルミニウム
膜は前記絶縁膜に選択的に形成されたコンタクトホール
を介して前記ゲート電極に電気的に接続されている。な
お、アンテナ比が、104 、105 又は106オーダー
の3種類のサンプルを用意した。また、アルミニウム膜
の上には、厚さが1.6μmのフォトレジストパターン
が形成されている。
On the other hand, a plurality of gate electrodes formed with a gate oxide film having a thickness of 8 nm are arranged on the semiconductor wafer 9 as a sample. Each gate electrode is a square with one side of 1 μm. These gate electrodes are covered with an insulating film, and a thickness of 0.8 μm is formed on the insulating film.
Aluminum film is formed. The aluminum film is electrically connected to the gate electrode through a contact hole selectively formed in the insulating film. Three types of samples having an antenna ratio of 10 4 , 10 5 or 10 6 were prepared. Further, a photoresist pattern having a thickness of 1.6 μm is formed on the aluminum film.

【0058】先ず、Cl2 とBCl3 との混合ガス中で
ゲート電極にチャージダメージを与えないようにして半
導体ウェハ9上のアルミニウム膜をエッチングした。そ
の後、この半導体ウェハ9を除電プラズマに曝した。こ
のときの条件は、コイル11に周波数が3.4MHzの
高周波電力を供給し、対向電極3には周波数が13.5
6MHzの高周波電力を供給し、基板バイアス電極2に
は周波数が400kHzの高周波電力を供給した。ま
た、ガスはArであり、ガス流量は50sccm、圧力は1
0mTorr 、ICP入力パワーは1kWである。基板バイ
アス電極2に印加された高周波電力は50Wである。そ
して、対向電極3に印加する高周波電力のパワーを、5
0W、100W、150Wにして、チャージダメージに
よるゲート酸化膜の破壊率を調べた。その結果、高周波
電力のパワーが50Wのときのゲート酸化膜の破壊率は
34%、100Wのときのゲート酸化膜の破壊率は18
%、150Wときのゲート破壊率は4%であり、対向電
極に供給する高周波電力のパワーが大きいほど破壊率は
減少した。
First, the aluminum film on the semiconductor wafer 9 was etched in a mixed gas of Cl 2 and BCl 3 so as not to give charge damage to the gate electrode. Then, this semiconductor wafer 9 was exposed to static elimination plasma. The condition at this time is that the coil 11 is supplied with high-frequency power having a frequency of 3.4 MHz, and the counter electrode 3 has a frequency of 13.5.
A high frequency power of 6 MHz was supplied, and a high frequency power of 400 kHz was supplied to the substrate bias electrode 2. The gas is Ar, the gas flow rate is 50 sccm, and the pressure is 1.
0 mTorr, ICP input power is 1 kW. The high frequency power applied to the substrate bias electrode 2 is 50W. Then, the power of the high frequency power applied to the counter electrode 3 is set to 5
The destruction rate of the gate oxide film due to charge damage was examined at 0 W, 100 W and 150 W. As a result, the destruction rate of the gate oxide film when the high-frequency power is 50 W is 34%, and the destruction rate of the gate oxide film when it is 100 W is 18
%, The gate breakdown rate at 150 W was 4%, and the breakdown rate decreased as the high-frequency power supplied to the counter electrode increased.

【0059】なお、対向電極3に供給する高周波電力の
周波数は、基板バイアス電極2に供給する高周波電力の
周波数よりも高いことが好ましい。しかし、対向電極3
に供給する高周波電力の周波数が基板バイアス電極2に
供給する高周波電力の周波数よりも若干低い場合であっ
ても、投入電力の大きさにより、上述の効果を得ること
ができる。
The frequency of the high frequency power supplied to the counter electrode 3 is preferably higher than the frequency of the high frequency power supplied to the substrate bias electrode 2. However, the counter electrode 3
Even if the frequency of the high-frequency power supplied to the substrate bias electrode 2 is slightly lower than the frequency of the high-frequency power supplied to the substrate bias electrode 2, the above effect can be obtained depending on the magnitude of the input power.

【0060】(第3の実施の形態)図17は本発明の第
3の実施の形態に係るプラズマ装置を示す断面図であ
る。チャンバ101は、チャンバ本体103と、このチ
ャンバ本体103に対し着脱自在な石英又はガラス板か
らなる蓋部102とにより構成されている。このチャン
バ101内には、半導体ウェハ109が載置される基板
バイアス電極108が設けられている。この基板バイア
ス電極108には高周波電源114からマッチング回路
115及びフィルタ116を介して高周波電力が供給さ
れる。また、蓋部102の下面には、対向電極110が
取付けられている。この対向電極110は、例えば図1
8に平面図を示すように複数の矩形の開口部110aを
有している。この対向電極110には、高周波電源11
1からマッチング回路112及びフィルタ113を介し
て高周波電力が供給される。
(Third Embodiment) FIG. 17 is a sectional view showing a plasma device according to a third embodiment of the present invention. The chamber 101 is composed of a chamber body 103 and a lid portion 102 made of quartz or a glass plate that is detachable from the chamber body 103. A substrate bias electrode 108 on which a semiconductor wafer 109 is placed is provided inside the chamber 101. High frequency power is supplied from the high frequency power supply 114 to the substrate bias electrode 108 via the matching circuit 115 and the filter 116. Further, a counter electrode 110 is attached to the lower surface of the lid 102. This counter electrode 110 is, for example, as shown in FIG.
8 has a plurality of rectangular openings 110a as shown in a plan view. The counter electrode 110 has a high frequency power source 11
The high frequency power is supplied from 1 through the matching circuit 112 and the filter 113.

【0061】なお、基板バイアス電極108と対向電極
110との間隔は、電子の平均自由行程の2倍以下に設
定されている。また、対向電極110に設けられる開口
部110aの形状は、マイクロ波が通るものであればど
のような形状であってもよい。チャンバ101は、ガス
ボンベ及びマスフローコントローラ等により構成される
ガス供給部106に接続され、このガス供給部106か
ら所定のガスが供給される。また、チャンバ101は排
気ポンプ107に接続されている。
The interval between the substrate bias electrode 108 and the counter electrode 110 is set to be twice the mean free path of electrons or less. The shape of the opening 110a provided in the counter electrode 110 may be any shape as long as the microwave can pass through. The chamber 101 is connected to a gas supply unit 106 including a gas cylinder, a mass flow controller, and the like, and a predetermined gas is supplied from the gas supply unit 106. Further, the chamber 101 is connected to the exhaust pump 107.

【0062】また、チャンバ101の上方には誘電体板
153が配置されている。この誘電体板153は、導波
管152を介してマイクロ波発振器151に接続されて
いる。このように構成されたプラズマ装置を使用して、
半導体ウェハ109上のアルミニウム膜(図34参照)
をエッチングする場合について説明する。まず、排気ポ
ンプ107によりチャンバ101内を排気した後、ガス
供給部106からチャンバ101内に例えばエッチング
ガスとしてCl2 ガスを供給する。そして、チャンバ1
01内の圧力を約3mTorr に維持する。
A dielectric plate 153 is arranged above the chamber 101. The dielectric plate 153 is connected to the microwave oscillator 151 via the waveguide 152. Using the plasma device configured in this way,
Aluminum film on semiconductor wafer 109 (see FIG. 34)
The case of etching will be described. First, after exhausting the inside of the chamber 101 by the exhaust pump 107, Cl 2 gas, for example, as an etching gas is supplied from the gas supply unit 106 into the chamber 101. And chamber 1
Maintain the pressure in 01 at about 3 mTorr.

【0063】次に、マイクロ波発振器151を作動させ
る。そうすると、マイクロ波発振器151から出力され
たマイクロ波は導波管152を通り、誘電体板153に
到達して、この誘電体板153中に定在波が発生する。
この定在波は、蓋部102及び対向電極110の開口部
110aを通してチャンバ101内に浸透する。この状
態で基板バイアス電極108に高周波電源114から1
00kHz〜1MHzの高周波電力を供給し、対向電極
110に高周波電源111から10MHz〜100MH
zの高周波電力を供給する。この場合に、蓋部102を
介してチャンバ101内に浸透したマイクロ波によりプ
ラズマが加熱されるので、低圧でもプラズマ密度が高く
なる。
Next, the microwave oscillator 151 is operated. Then, the microwave output from the microwave oscillator 151 passes through the waveguide 152, reaches the dielectric plate 153, and a standing wave is generated in the dielectric plate 153.
This standing wave penetrates into the chamber 101 through the lid 102 and the opening 110a of the counter electrode 110. In this state, the high frequency power source 114
High frequency power of 00 kHz to 1 MHz is supplied to the counter electrode 110 from the high frequency power supply 111 to 10 MHz to 100 MH.
supply z high frequency power. In this case, the plasma is heated by the microwaves that have penetrated into the chamber 101 through the lid 102, so that the plasma density becomes high even at a low pressure.

【0064】このプラズマ中のイオンが半導体ウェハ1
09上のレジスト開口部を通りアルミニウム膜に到達し
て、アルミニウム膜がエッチングされる。このとき、対
向電極110側では、対向電極110に供給された高周
波電力によりプラズマ中の電子が基板バイアス電極10
8側に向けて加速される。この電子は半導体ウェハ10
9に到達するまでの間にプラズマ中の分子に衝突し、電
子温度の異方性が減衰する。しかし、本実施の形態にお
いては、基板バイアス電極108と対向電極110との
間隔が電子の平均自由行程の2倍以下に設定されている
ので、図9(b)の概念図に示すように、電子は十分な
電子温度異方性を保持したまま、レジスト開口部36a
の底部にまで到達する。これにより、レジスト開口部3
6aの底部に蓄積された正電荷が中和されて、チャージ
ダメージを回避することができる。
Ions in this plasma are the semiconductor wafer 1
The aluminum film is etched through the resist opening on 09 to reach the aluminum film. At this time, on the side of the counter electrode 110, the electrons in the plasma are excited by the high frequency power supplied to the counter electrode 110.
It is accelerated toward the 8th side. This electron is a semiconductor wafer 10
By the time it reaches 9, it collides with molecules in the plasma and the anisotropy of electron temperature is attenuated. However, in the present embodiment, since the distance between the substrate bias electrode 108 and the counter electrode 110 is set to twice the mean free path of electrons or less, as shown in the conceptual diagram of FIG. 9B, The electrons have sufficient electron temperature anisotropy and resist opening 36a.
To the bottom of. Thereby, the resist opening 3
The positive charge accumulated at the bottom of 6a is neutralized, and charge damage can be avoided.

【0065】なお、本実施の形態においても、図3
(a),(b)に示すように、基板バイアス電極108
がアノードの期間は対向電極110に与えられる高周波
電力がオンとなり、基板バイアス電極108がカソード
の期間は対向電極110に与えられる高周波電力がオフ
となるように、第2の高周波電源111の出力を制御す
ることが好ましい。これにより、電子温度の上昇を抑え
つつ、電子を有効にレジスト開口部に侵入させることが
できる。
In the present embodiment as well, FIG.
As shown in (a) and (b), the substrate bias electrode 108
The output of the second high frequency power supply 111 is set so that the high frequency power applied to the counter electrode 110 is turned on during the anode period and the high frequency power applied to the counter electrode 110 is turned off during the substrate bias electrode 108 is the cathode period. It is preferable to control. As a result, electrons can be effectively allowed to enter the resist opening while suppressing an increase in electron temperature.

【0066】また、本実施の形態においても、基板バイ
アス電極108と対向電極110との間隔を変更可能と
してもよい。更に、対向電極110は、図19に示すよ
うに、石英又はガラスからなる蓋部102に埋め込まれ
ていてもよい。図17に示す対向電極110では、エッ
チングにより発生したパーティクルが開口部110a内
に付着してマイクロ波がチャンバ101内に浸透するこ
とを阻害するおそれがある。しかし、図19に示す対向
電極110は蓋部102内に埋め込まれているため、対
向電極110の開口部110aの間にパーティクルが付
着することがない。また、蓋部102の表面に凹凸がな
いので、蓋部102に付着したパーティクルを容易に除
去することができる。
Also in this embodiment, the distance between the substrate bias electrode 108 and the counter electrode 110 may be variable. Further, the counter electrode 110 may be embedded in the lid portion 102 made of quartz or glass as shown in FIG. In the counter electrode 110 shown in FIG. 17, particles generated by etching may adhere to the inside of the opening 110 a and prevent microwaves from penetrating into the chamber 101. However, since the counter electrode 110 shown in FIG. 19 is embedded in the lid 102, particles do not adhere between the openings 110a of the counter electrode 110. Further, since there is no unevenness on the surface of the lid 102, the particles attached to the lid 102 can be easily removed.

【0067】(第4の実施の形態)図20は本発明の第
4の実施の形態のプラズマ装置を示す図である。但し、
この図20では、ガス供給部及び排気ポンプの図示を省
略している。チャンバ51内には第1の電極52、すな
わち基板バイアス電極が配置されており、この第1の電
極52上に半導体ウェハを搭載する。この第1の電極5
2の上方には第2の電極53、すなわち対向電極が配置
されている。また、チャンバ51の外周にはコイル56
が巻かれていて、このコイル56には高周波電源65か
ら高周波電力が供給される。
(Fourth Embodiment) FIG. 20 shows a plasma device according to a fourth embodiment of the present invention. However,
In FIG. 20, the gas supply unit and the exhaust pump are not shown. A first electrode 52, that is, a substrate bias electrode is arranged in the chamber 51, and a semiconductor wafer is mounted on the first electrode 52. This first electrode 5
A second electrode 53, that is, a counter electrode, is arranged above 2. A coil 56 is provided on the outer periphery of the chamber 51.
A high frequency power source 65 supplies high frequency power to the coil 56.

【0068】第1の電極52には高周波電源119aか
らキャパシタ62を介して高周波電力が供給される。こ
の高周波電源119aは、信号発生器117から出力さ
れる信号に同期した周波数の高周波電力を出力する。信
号発生器117は、例えば周波数が13.56HMzの
信号を出力する。また、第2の電極53には高周波電源
119bからキャパシタ64を介して高周波電力が供給
される。この高周波電力119bも信号発生器117か
ら出力される信号に同期した周波数の高周波電力を出力
する。但し、高周波電源119bと信号発生器117と
の間には位相シフタ118が接続されており、この位相
シフタ118により高周波電源119bに与えられる信
号の位相を制御することができる。
High frequency power is supplied to the first electrode 52 from the high frequency power supply 119a through the capacitor 62. The high frequency power supply 119a outputs high frequency power having a frequency synchronized with the signal output from the signal generator 117. The signal generator 117 outputs a signal having a frequency of 13.56 HMz, for example. Further, high frequency power is supplied to the second electrode 53 from the high frequency power supply 119b through the capacitor 64. The high frequency power 119b also outputs high frequency power having a frequency synchronized with the signal output from the signal generator 117. However, the phase shifter 118 is connected between the high frequency power supply 119b and the signal generator 117, and the phase of the signal given to the high frequency power supply 119b can be controlled by this phase shifter 118.

【0069】以下、このように構成されたプラズマ装置
において、チャージアップの低減の程度を調べた結果に
ついて説明する。前述した図10に示す実験に使用した
のと同様のサンプル59a,59bを第1の電極52上
に搭載した。第1の電極52と第2の電極53との間隔
は160mmである。そして、サンプル59aを電圧計
76aに接続し、サンプル59bを電圧計76bに接続
した。
The results of investigating the degree of charge-up reduction in the plasma device thus constructed will be described below. Samples 59a and 59b similar to those used in the experiment shown in FIG. 10 described above were mounted on the first electrode 52. The distance between the first electrode 52 and the second electrode 53 is 160 mm. Then, the sample 59a was connected to the voltmeter 76a, and the sample 59b was connected to the voltmeter 76b.

【0070】チャンバ51内にArガスを導入し、チャ
ンバ51内の圧力を2.5mTorr に維持した。また、第
1の電極52に電圧(Vp-p )が200Vで周波数が1
3.56MHzの高周波電力を供給し、第2の電極53
に電圧(Vp-p )が360Vで周波数が13.56MH
zの高周波電力を供給した。そして、位相シフタ118
により、高周波電源119bから出力される高周波電力
の位相を変化させて、サンプル59a,59bの電圧差
を調べた。
Ar gas was introduced into the chamber 51 to maintain the pressure in the chamber 51 at 2.5 mTorr. In addition, the voltage (Vp-p) is 200 V and the frequency is 1 at the first electrode 52.
The high frequency power of 3.56 MHz is supplied to the second electrode 53.
The voltage (Vp-p) is 360V and the frequency is 13.56MH
High frequency power of z was supplied. Then, the phase shifter 118
By changing the phase of the high frequency power output from the high frequency power supply 119b, the voltage difference between the samples 59a and 59b was examined.

【0071】図21は、横軸に第1の電極52に供給さ
れる高周波電力と第2の電極53に供給される高周波電
力との位相差をとり、縦軸にサンプル59a,59bの
電圧差(DC self-bias potential difference )をとっ
て、両者の関係を示す図である。但し、第2の電極53
に高周波電力を供給しない場合のチャージング電圧(wi
thout counter bias)は約44Vであった。この図21
から、第1の電極52と第2の電極53とに供給する高
周波電力の位相差を制御することにより、チャージアッ
プが低減されることがわかる。また、この図から、本
来、第2の電極53がアノードのときには高エネルギー
の電子が第1の電極52側に移動しないはずであるにも
かかわらずチャージアップの低減効果があることがわか
る。このことから、高周波電力の1周期の時間に対し、
電極間を電子が移動するのにかかる時間が無視できない
ことがわかる。つまり、電極間の距離に応じて、チャー
ジアップの低減に最適な位相差は変化する。
In FIG. 21, the horizontal axis represents the phase difference between the high frequency power supplied to the first electrode 52 and the high frequency power supplied to the second electrode 53, and the vertical axis represents the voltage difference between the samples 59a and 59b. (DC self-bias potential difference) It is a figure which shows the relationship between both. However, the second electrode 53
Charging voltage (wi
The thout counter bias) was about 44V. This FIG.
From this, it is understood that charge-up is reduced by controlling the phase difference of the high frequency power supplied to the first electrode 52 and the second electrode 53. Further, from this figure, it is understood that when the second electrode 53 is originally an anode, high-energy electrons should not move to the first electrode 52 side, but there is an effect of reducing charge-up. From this, for one cycle time of high frequency power,
It can be seen that the time taken for the electrons to move between the electrodes cannot be ignored. That is, the optimum phase difference for reducing the charge-up changes according to the distance between the electrodes.

【0072】(第5の実施の形態)図22は本発明の第
5の実施の形態に係るプラズマ装置を示す断面図、図2
3は同じくその上面図、図24は同じくその対向電極を
示す上面図である。本実施の形態は、本発明をTCP
(Transformer Coupled Plasma)装置に適用したもので
ある。
(Fifth Embodiment) FIG. 22 is a sectional view showing a plasma device according to a fifth embodiment of the present invention.
3 is a top view of the same, and FIG. 24 is a top view of the counter electrode. In this embodiment, the present invention is based on TCP.
(Transformer Coupled Plasma) applied to the device.

【0073】チャンバ121は、チャンバ本体121a
と、このチャンバ本体121aに対し着脱自在なベルジ
ャー121bとにより構成されている。また、ベルジャ
ー121bの上壁部121cは誘電体材料により形成さ
れている。このチャンバ121内には基板バイアス電極
122が設けられており、この基板バイアス電極122
上に半導体ウェハ9を搭載する。この基板バイアス電極
122には、高周波電源124からマッチング回路12
5及びキャパシタ126を介して周波数RF1の高周波
電力が供給される。周波数RF1 は100kHz〜1M
Hzの範囲に設定される。
The chamber 121 has a chamber body 121a.
And a bell jar 121b which is detachable from the chamber body 121a. The upper wall 121c of the bell jar 121b is made of a dielectric material. A substrate bias electrode 122 is provided in the chamber 121.
The semiconductor wafer 9 is mounted on top. The matching circuit 12 is connected to the substrate bias electrode 122 from the high frequency power supply 124.
High frequency power of frequency RF 1 is supplied via the capacitor 5 and the capacitor 126. Frequency RF 1 is 100kHz-1M
It is set in the range of Hz.

【0074】ベルジャー121bの上には円板状の対向
電極123が基板バイアス電極122に対向するように
して配置されている。この対向電極123は銅板からな
り、図24に示すように、放射状に多数のスリット12
3aが形成されている。この対向電極123には、高周
波電源127からマッチング回路128を介して周波数
RF2 の高周波電力が供給される。周波数RF2 は10
MHz〜100MHzの範囲に設定される。また、基板
バイアス電極122と対向電極123との距離は約50
mmに設定されている。
A disc-shaped counter electrode 123 is arranged on the bell jar 121b so as to face the substrate bias electrode 122. This counter electrode 123 is made of a copper plate, and as shown in FIG.
3a are formed. The counter electrode 123 is supplied with high frequency power of frequency RF 2 from a high frequency power supply 127 via a matching circuit 128. Frequency RF 2 is 10
It is set in the range of MHz to 100 MHz. The distance between the substrate bias electrode 122 and the counter electrode 123 is about 50.
mm.

【0075】対向電極123の上方には、渦巻状のコイ
ル131が配置されている。このコイル131は、対向
電極123から電気的に分離されており、高周波電源1
32からマッチング回路134を介して周波数RF3
高周波電力が供給される。周波数RF3 は1MHz〜2
7MHzの範囲に設定される。チャンバ121は、ガス
ボンベ及びマスフローコントローラ等により構成される
ガス供給部130に接続されていて、このガス供給部1
30から所定のガスが設定された流量で供給される。ま
た、チャンバ121は、排気ポンプ133に接続されて
いる。
A spiral coil 131 is arranged above the counter electrode 123. This coil 131 is electrically separated from the counter electrode 123, and the high frequency power source 1
High frequency power of frequency RF 3 is supplied from 32 through the matching circuit 134. Frequency RF 3 is 1 MHz to 2
It is set in the range of 7 MHz. The chamber 121 is connected to a gas supply unit 130 including a gas cylinder, a mass flow controller and the like, and the gas supply unit 1
A predetermined gas is supplied from 30 at a set flow rate. Further, the chamber 121 is connected to the exhaust pump 133.

【0076】このように構成されたプラズマ装置におい
て、ガス供給部130からチャンバ121内に例えばエ
ッチングガスとしてCl2 等のガスを供給し、排気ポン
プ133によりチャンバ121内を排気して、チャンバ
121内の圧力を1mTorr 〜30mTorr とする。ここで
は、チャンバ121内の圧力を5mTorr に維持するとす
る。
In the plasma apparatus configured as described above, gas such as Cl 2 is supplied from the gas supply unit 130 into the chamber 121, and the inside of the chamber 121 is exhausted by the exhaust pump 133 so that the inside of the chamber 121 is exhausted. The pressure is 1 mTorr to 30 mTorr. Here, it is assumed that the pressure inside the chamber 121 is maintained at 5 mTorr.

【0077】また、高周波電源132からコイル131
に周波数RF3 が1MHz〜27MHzの高周波電力を
供給する。また、高周波電源124から基板バイアス電
極122に周波数RF1 が100kHz〜1MHzの高
周波電力を供給するとともに、高周波電源127から対
向電極123に周波数RF2 が10MHZ〜100MH
zの高周波電力を供給する。
Further, the high frequency power source 132 to the coil 131
To supply high frequency power having a frequency RF 3 of 1 MHz to 27 MHz. Further, the high frequency power supply 124 supplies high frequency power having a frequency RF 1 of 100 kHz to 1 MHz to the substrate bias electrode 122, and the high frequency power supply 127 supplies a frequency RF 2 of 10 MHz to 100 MH to the counter electrode 123.
supply z high frequency power.

【0078】コイル131に供給された高周波電力によ
り、チャンバ121内に高周波の磁界が発生する。この
高周波の磁界により発生した電界によりプラズマが加熱
される。一方、基板バイアス電極121に供給された高
周波電力により半導体ウェハ9の電位がバイアスされ
て、プラズマ中のイオンが半導体ウェハ9に向かって加
速され、半導体ウェハ9上のアルミニウム膜等がエッチ
ングされる。
A high frequency magnetic field is generated in the chamber 121 by the high frequency power supplied to the coil 131. The electric field generated by this high frequency magnetic field heats the plasma. On the other hand, the potential of the semiconductor wafer 9 is biased by the high frequency power supplied to the substrate bias electrode 121, the ions in the plasma are accelerated toward the semiconductor wafer 9, and the aluminum film or the like on the semiconductor wafer 9 is etched.

【0079】また、対向電極123に供給された高周波
電力によって、上壁部121aとプラズマシースとの間
のシース幅が周波数RF3 で経時的に変動する。これに
より、プラズマ中の電子が半導体ウェハ9に向けて加速
される。チャンバ121内の圧力が3mTorr とすると電
子の平均自由行程は約50mmであり、5mTorr とする
電子の平均自由行程は約30mmであり、電極間の距離
はその2倍以内に設定されているので、加速された電子
の大部分が散乱されることなく半導体ウェハ9に到達す
る。これにより、チャージダメージやエッチング特性の
劣化を低減することができる。
Further, the high-frequency power supplied to the counter electrode 123 causes the sheath width between the upper wall portion 121a and the plasma sheath to fluctuate with time at the frequency RF 3 . Thereby, the electrons in the plasma are accelerated toward the semiconductor wafer 9. When the pressure in the chamber 121 is 3 mTorr, the mean free path of electrons is about 50 mm, the mean free path of electrons at 5 mTorr is about 30 mm, and the distance between the electrodes is set within twice that. Most of the accelerated electrons reach the semiconductor wafer 9 without being scattered. This can reduce charge damage and deterioration of etching characteristics.

【0080】本実施の形態においては、コイル131に
より発生した高周波の磁界が対向電極123を通過する
際に対向電極123にうず電流が発生するが、図24に
示すように対向電極123には放射状にスリット123
aが設けられているので、うず電流による損失が比較的
少ない。なお、対向電極123は、図25に示すよう
に、誘電体材料により構成される上壁部121cに埋め
込まれていてもよい。この場合も、上記と同様の効果が
得られる。
In this embodiment, an eddy current is generated in the counter electrode 123 when the high-frequency magnetic field generated by the coil 131 passes through the counter electrode 123. However, as shown in FIG. On the slit 123
Since a is provided, the loss due to the eddy current is relatively small. The counter electrode 123 may be embedded in the upper wall portion 121c made of a dielectric material, as shown in FIG. In this case, the same effect as above can be obtained.

【0081】(第6の実施の形態)図26は本発明の第
6の実施の形態に係るプラズマ装置を示す断面図であ
る。なお、本実施の形態において、図22と同一物とは
同一符号を付してその詳しい説明は省略する。チャンバ
121の上壁部121cは誘電体材料により形成されて
おり、対向電極123は上壁部121c内に埋め込まれ
ている。この対向電極123は、接地されている。
(Sixth Embodiment) FIG. 26 is a sectional view showing a plasma device according to a sixth embodiment of the present invention. In this embodiment, the same parts as those in FIG. 22 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The upper wall portion 121c of the chamber 121 is made of a dielectric material, and the counter electrode 123 is embedded in the upper wall portion 121c. The counter electrode 123 is grounded.

【0082】また、チャンバ121の内側には絶縁膜1
47が被覆されている。この絶縁膜147の厚さは、対
向電極123よりも下側に存在する上壁部121cの厚
さに比べて十分に厚く、例えば10倍程度に設定されて
いる。半導体ウェハ9が載置される基板バイアス電極1
22には、高周波電源124からマッチング回路125
及びキャパシタ126を介して周波数RF1 が100k
Hz〜1MHzの高周波電力が供給されるとともに、高
周波電源144からマッチング回路145及びキャパシ
タ146を介して周波数RF2 が10MHz〜100M
Hzの高周波電力が供給される。
The insulating film 1 is provided inside the chamber 121.
47 is coated. The thickness of the insulating film 147 is set sufficiently thicker than the thickness of the upper wall portion 121c existing below the counter electrode 123, for example, about 10 times. Substrate bias electrode 1 on which a semiconductor wafer 9 is placed
22 includes a high frequency power supply 124 and a matching circuit 125.
And the frequency RF 1 is 100k via the capacitor 126.
The high frequency power of 1 MHz to 1 MHz is supplied, and the frequency RF 2 is 10 MHz to 100 M from the high frequency power supply 144 via the matching circuit 145 and the capacitor 146.
High frequency power of Hz is supplied.

【0083】このように構成された本実施の形態のプラ
ズマ処理装置において、基板バイアス電極122上に半
導体ウェハ9を搭載し、チャンバ121内にエッチング
ガスとして例えばCl2 を導入し、排気ポンプ133を
作動させてチャンバ121内の圧力を例えば5mTorr に
維持する。そして、基板バイアス電極122に高周波電
源124,144から周波数RF1 ,RF2 の高周波電
力を供給すると共に、コイル131に高周波電源132
から周波数RF3 の高周波電力を供給する。そうする
と、コイル131により発生した高周波の磁界によりチ
ャンバ121内にプラズマが発生する。このプラズマの
電位は高周波電源144から供給される高周波電力によ
り変調され、接地電位に維持された対向電極123の近
傍の電子が基板バイアス電極122に向けて加速され
る。これにより、本実施の形態においても、第5の実施
の形態と同様の効果が得られる。
In the thus-configured plasma processing apparatus of this embodiment, the semiconductor wafer 9 is mounted on the substrate bias electrode 122, Cl 2 is introduced into the chamber 121 as an etching gas, and the exhaust pump 133 is turned on. It is operated to maintain the pressure in the chamber 121 at, for example, 5 mTorr. Then, the substrate bias electrode 122 is supplied with high frequency power of frequencies RF 1 and RF 2 from the high frequency power supplies 124 and 144, and the coil 131 is supplied with the high frequency power supply 132.
Supply high frequency power of frequency RF 3 . Then, plasma is generated in the chamber 121 due to the high-frequency magnetic field generated by the coil 131. The potential of this plasma is modulated by the high frequency power supplied from the high frequency power supply 144, and the electrons in the vicinity of the counter electrode 123 maintained at the ground potential are accelerated toward the substrate bias electrode 122. Thereby, also in the present embodiment, the same effect as that of the fifth embodiment can be obtained.

【0084】本実施の形態においては、チャンバ121
の内側に絶縁膜147が厚く形成されているので、プラ
ズマとチャンバ側壁との間の電気的結合を小さくするこ
とができる。また、本実施の形態において、図27
(a)に示すように、第1の高周波電源124の出力電
圧が正の期間に第2の高周波電源144の出力がオンと
なるように、第2の高周波電源144の出力を制御して
もよい。また、図27(b)に示すように、高周波電源
124による基板バイアス電圧がプラズマ空間電位に対
し正となる期間に高周波電源144の出力がオンとなる
ように、高周波電源144の出力を制御してもよい。こ
れにより、プラズマの加熱を抑制し、電子を有効に半導
体ウェハに到達させることができる。
In the present embodiment, the chamber 121
Since the insulating film 147 is thickly formed inside, the electric coupling between the plasma and the chamber side wall can be reduced. In addition, in this embodiment, FIG.
As shown in (a), even if the output of the second high-frequency power source 144 is controlled so that the output of the second high-frequency power source 144 is turned on during the positive period of the output voltage of the first high-frequency power source 124. Good. Further, as shown in FIG. 27B, the output of the high frequency power source 144 is controlled so that the output of the high frequency power source 144 is turned on during the period when the substrate bias voltage by the high frequency power source 124 is positive with respect to the plasma space potential. May be. As a result, plasma heating can be suppressed and electrons can effectively reach the semiconductor wafer.

【0085】(第7の実施の形態)図28は本発明の第
8の実施の形態に係るプラズマ装置を示す断面図であ
る。なお、図28において、図26と同一物には同一符
号を付してその詳しい説明は省略する。本実施の形態に
おいては、半導体ウェハ9が搭載される電極122を接
地に接地し、電極122に対向する電極123に、高周
波電源124からマッチング回路125aを介して周波
数が100kHz〜1MHzの高周波電力を供給すると
ともに、高周波電源144からマッチング回路145a
を介して周波数が10MHz〜100MHzの高周波電
力を供給する。
(Seventh Embodiment) FIG. 28 is a sectional view showing a plasma device according to an eighth embodiment of the present invention. 28, the same parts as those in FIG. 26 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In the present embodiment, the electrode 122 on which the semiconductor wafer 9 is mounted is grounded and the electrode 123 facing the electrode 122 is supplied with high frequency power of 100 kHz to 1 MHz from the high frequency power supply 124 via the matching circuit 125a. While supplying, the matching circuit 145a from the high frequency power supply 144
A high frequency power having a frequency of 10 MHz to 100 MHz is supplied via.

【0086】本実施の形態においても、第6の実施の形
態と同様の効果が得られる。 (第8の実施の形態)図29は本発明の第8の実施の形
態に係るプラズマ装置を示す断面図である。本実施の形
態において、図15と同一物には同一符号を付して、そ
の詳しい説明は省略する。
Also in the present embodiment, the same effect as that of the sixth embodiment can be obtained. (Eighth Embodiment) FIG. 29 is a sectional view showing a plasma device according to an eighth embodiment of the present invention. In this embodiment, the same parts as those in FIG. 15 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0087】本実施の形態においては、チャンバ1の外
周の例えば4箇所に、ヘリコン波プラズマ発生部160
が設けられている。このヘリコン波プラズマ発生部16
0は、チャンバ1に接続した筒部163と、この筒部1
63の周囲に配置されたアンテナ161と、筒部163
とチャンバ1との接続部の近傍に配置されて磁場を発生
させるコイル162とにより構成されている。このコイ
ル162には、電源(図示せず)から直流電流が供給さ
れる。そして、アンテナ161にはマッチングボックス
167を介して高周波電源168に接続されている。
In the present embodiment, the helicon wave plasma generator 160 is provided at, for example, four locations on the outer circumference of the chamber 1.
Is provided. This helicon wave plasma generator 16
0 is a cylindrical portion 163 connected to the chamber 1 and the cylindrical portion 1
The antenna 161 arranged around 63 and the cylindrical portion 163.
And a coil 162 arranged near the connecting portion with the chamber 1 to generate a magnetic field. A direct current is supplied to the coil 162 from a power source (not shown). The antenna 161 is connected to a high frequency power source 168 via a matching box 167.

【0088】本実施の形態のプラズマ装置において、ガ
ス供給部10からチャンバ1内に供給されたガスは、ヘ
リコン波プラズマ発生部160の筒部163内に進入す
る。一方、高周波電源168からマッチングボックス1
67を介してアンテナ161に高周波信号が供給され、
アンテナ161から筒部163の内側に電磁波が放出さ
れ、筒部163の内側でヘリコン波プラズマが発生す
る。このプラズマは、コイル162により発生した磁場
の作用によりチャンバ1内側の電極2,3間に流れ出
る。対向電極3には高周波電源7から高周波電力が供給
されているので、第2の実施の形態と同様に、半導体ウ
ェハ9のエッチング時におけるチャージアップを回避す
ることができる。
In the plasma device of this embodiment, the gas supplied from the gas supply unit 10 into the chamber 1 enters the cylindrical portion 163 of the helicon wave plasma generation unit 160. On the other hand, from the high frequency power supply 168 to the matching box 1
A high frequency signal is supplied to the antenna 161 via 67,
Electromagnetic waves are emitted from the antenna 161 to the inside of the cylinder 163, and helicon wave plasma is generated inside the cylinder 163. This plasma flows out between the electrodes 2 and 3 inside the chamber 1 by the action of the magnetic field generated by the coil 162. Since high-frequency power is supplied from the high-frequency power supply 7 to the counter electrode 3, charge-up at the time of etching the semiconductor wafer 9 can be avoided as in the second embodiment.

【0089】なお、チャンバ1内にガスを供給するガス
供給部10に替えて、又はガス供給部10と同時に、図
30に示すように、ヘリコン波プラズマ発生部106の
内側に直接ガスを供給する手段を設けてもよい。 (その他の実施の形態)上述の各実施の形態において
は、プラズマ生成手段としてICP、TCP、マイクロ
波、ヘリコン波によりプラズマを生成する場合について
説明したが、その他に、ECR、UHF(Ultra High F
requency)等によりがプラズマを生成するものであって
もよい。
Instead of the gas supply unit 10 for supplying the gas into the chamber 1 or simultaneously with the gas supply unit 10, as shown in FIG. 30, the gas is directly supplied to the inside of the helicon wave plasma generation unit 106. Means may be provided. (Other Embodiments) In each of the above-described embodiments, the case where plasma is generated by the ICP, TCP, microwave, and helicon wave as the plasma generation means has been described, but in addition, ECR, UHF (Ultra High F)
The plasma may be generated by requency or the like.

【0090】また、図15に示すように、チャンバ内に
磁界を発生させるためのコイル11aは、ベルジャー1
bの側部に巻かれていてもよく、図31(a),(b)
に示すように、ドーム状のベルジャー170,171の
上部の湾曲した部分に配置されていてもよい。更に、上
述の各実施の形態では、基板に高周波電力を供給するこ
とによりバイアス電圧を印加していたが、バイアスを必
要としないプラズマクリーニングなどのプロセスでは、
基板バイアス電圧を印加しなくても、対向電極へのバイ
アスで電子を基板に打ち込める作用効果は同様である。
As shown in FIG. 15, the coil 11a for generating a magnetic field in the chamber is a bell jar 1.
It may be wound around the side part of b, FIG. 31 (a), (b).
As shown in FIG. 5, the dome-shaped bell jars 170 and 171 may be arranged at the upper curved portion. Furthermore, in each of the above-described embodiments, the bias voltage is applied by supplying high-frequency power to the substrate, but in processes such as plasma cleaning that does not require bias,
Even if the substrate bias voltage is not applied, the same effect can be obtained in that electrons are injected into the substrate by the bias to the counter electrode.

【0091】更にまた、上述の各実施の形態においては
いずれもプラズマエッチングの場合について説明した
が、本発明はプラズマCVD法に適用することも可能で
ある。図32はプラズマCVD法によりTiN膜を形成
した半導体装置を示す図である。この半導体装置は、シ
リコン基板15上に絶縁膜16を介してアルミニウム
(Al)電極18を形成し、これらのアルミニウム電極
18を被覆するように絶縁膜17を形成した後、該絶縁
膜17に開口部17aを設け、その後プラズマCVD法
により全面にTiN膜19を形成したものである。この
TiN膜19を形成する際に、前述の各実施の形態のい
ずれかに示すプラズマ装置を使用する。これにより、T
iN膜19の形成時に絶縁膜16,17にチャージダメ
ージが発生することを防止できる。
Furthermore, in each of the above-described embodiments, the case of plasma etching has been described, but the present invention can also be applied to the plasma CVD method. FIG. 32 shows a semiconductor device having a TiN film formed by the plasma CVD method. In this semiconductor device, an aluminum (Al) electrode 18 is formed on a silicon substrate 15 via an insulating film 16, an insulating film 17 is formed so as to cover these aluminum electrodes 18, and then an opening is formed in the insulating film 17. The portion 17a is provided, and then the TiN film 19 is formed on the entire surface by the plasma CVD method. When forming the TiN film 19, the plasma device described in any of the above-described embodiments is used. This gives T
It is possible to prevent charge damage from occurring in the insulating films 16 and 17 when the iN film 19 is formed.

【0092】[0092]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第1及び第2の電極を対向させて配置し、第1の電極に
例えば100kHz〜1MHzの高周波電力を供給して
チャンバ内にプラズマを発生させる。また、第2の電極
に例えば10MHz〜100MHzの高周波電力を供給
する。この第2の電極に供給される高周波電力により発
生するプラズマシース電界により、第2の電極の近傍の
電子が第1の電極に向けて加速される。これにより、プ
ラズマ中の電子の第1の電極に向かう速度成分が増加
し、電子がレジスト開口部の底部まで到達して正の電荷
が中和され、チャージアップが抑制され、エッチングが
均一にできるという効果を奏する。
As described above, according to the present invention,
The first and second electrodes are arranged to face each other, and high frequency power of, for example, 100 kHz to 1 MHz is supplied to the first electrode to generate plasma in the chamber. Further, high frequency power of, for example, 10 MHz to 100 MHz is supplied to the second electrode. Electrons near the second electrode are accelerated toward the first electrode by the plasma sheath electric field generated by the high-frequency power supplied to the second electrode. As a result, the velocity component of the electrons in the plasma toward the first electrode increases, the electrons reach the bottom of the resist opening to neutralize the positive charges, suppress the charge-up, and make the etching uniform. Has the effect.

【0093】また、本願の他の発明によれば、半導体ウ
ェハを搭載する第1の電極に第1の周波数の高周波電力
を供給し、前記第1の電極に対向する対向電極に前記第
1の周波数よりも高周波の第2の高周波電力を供給す
る。そして、コイルに第3の高周波電力を供給してチャ
ンバ内に高周波の磁界を発生させ、この磁界によりチャ
ンバ内にプラズマを発生させる。そうすると、プラズマ
中のイオンは第1の電極がカソードの期間に半導体ウェ
ハに到達し、電子は第1の電極がアノードであり、且つ
第2の電極が負の期間に半導体ウェハに到達する。これ
により、正の電荷が中和されてチャージダメージを回避
され、エッチングが均一にできるという効果を奏する。
Further, according to another invention of the present application, high-frequency power having a first frequency is supplied to the first electrode on which the semiconductor wafer is mounted, and the first electrode is applied to the counter electrode facing the first electrode. A second high frequency power having a frequency higher than the frequency is supplied. Then, a third high frequency power is supplied to the coil to generate a high frequency magnetic field in the chamber, and the magnetic field generates plasma in the chamber. Then, the ions in the plasma reach the semiconductor wafer while the first electrode is the cathode, and the electrons reach the semiconductor wafer when the first electrode is the anode and the second electrode is negative. As a result, positive charges are neutralized, charge damage is avoided, and etching can be made uniform.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係るプラズマ装置
を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a plasma device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】基板バイアス電極と対向電極との距離と電子の
平均自由行程との関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a distance between a substrate bias electrode and a counter electrode and an average free path of electrons.

【図3】(a)は基板バイアス電極及び対向電極に供給
する高周波電力の波形の一例を示す図、(b)は基板バ
イアス電極及び対向電極に供給する高周波電力の波形の
他の例を示す図である。
FIG. 3A is a diagram showing an example of a waveform of high frequency power supplied to a substrate bias electrode and a counter electrode, and FIG. 3B is another example of a waveform of high frequency power supplied to a substrate bias electrode and a counter electrode. It is a figure.

【図4】対向電極に供給する高周波電力をオン−オフす
る制御機構を設けたプラズマ装置を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a plasma device provided with a control mechanism for turning on and off high-frequency power supplied to a counter electrode.

【図5】図4のA点、B点及びC点における波形を示す
図である。
5 is a diagram showing waveforms at points A, B, and C in FIG.

【図6】基板バイアス電極の上下機構を示す図である。FIG. 6 is a view showing an up / down mechanism of a substrate bias electrode.

【図7】ラングミュアプローブ法によるプラズマの電子
温度の測定方法を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a method of measuring an electron temperature of plasma by a Langmuir probe method.

【図8】電子温度とチャージダメージとの関係を示す図
である。
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between electron temperature and charge damage.

【図9】(a)は等方的な速度成分をもった電子を示す
概念図、(b)は半導体ウェハに向かう方向に大きな異
方性をもった電子を示す概念図である。
9A is a conceptual diagram showing electrons having an isotropic velocity component, and FIG. 9B is a conceptual diagram showing electrons having large anisotropy in a direction toward a semiconductor wafer.

【図10】電子の平均自由行程とチャージアップとの関
係を調べるのに使用したプラズマ装置を示す模式図であ
る。
FIG. 10 is a schematic diagram showing a plasma device used for investigating the relationship between the mean free path of electrons and charge-up.

【図11】電子の平均自由行程とチャージアップとの関
係を調べるのに使用したサンプルを示す断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a sample used for investigating the relationship between the mean free path of electrons and charge-up.

【図12】(a)は電極間の距離とチャージアップの低
減電圧との関係を示す図、(b)は試料印加電圧と自己
バイアス電圧との関係を示す図である。
12A is a diagram showing a relationship between a distance between electrodes and a charge-up reduction voltage, and FIG. 12B is a diagram showing a relationship between a sample applied voltage and a self-bias voltage.

【図13】アスペクト比が2のホールパターン及びオー
プンスペースのセルフバイアス電圧を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a hole pattern having an aspect ratio of 2 and a self-bias voltage of an open space.

【図14】アスペクト比が2のホールパターンとオープ
ンスペースとのセルフバイアス電圧の差を示す図であ
る。
FIG. 14 is a diagram showing a difference in self-bias voltage between a hole pattern having an aspect ratio of 2 and an open space.

【図15】本発明の第2の実施の形態に係るプラズマ装
置を示す模式図である。
FIG. 15 is a schematic diagram showing a plasma device according to a second embodiment of the present invention.

【図16】第1の電極に供給する高周波電力の周波数と
電子温度との関係を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the frequency of the high frequency power supplied to the first electrode and the electron temperature.

【図17】本発明の第3の実施の形態に係るプラズマ装
置を示す断面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a plasma device according to a third embodiment of the present invention.

【図18】第3の実施の形態に係るプラズマ装置の対向
電極を示す平面図である。
FIG. 18 is a plan view showing a counter electrode of a plasma device according to a third embodiment.

【図19】対向電極が埋め込まれた蓋部を示す断面図で
ある。
FIG. 19 is a cross-sectional view showing a lid in which a counter electrode is embedded.

【図20】本発明の第4の実施の形態に係るプラズマ装
置を示す断面図である。
FIG. 20 is a sectional view showing a plasma device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図21】第1及び第2の電極に供給される高周波電力
の位相差と電圧差との関係を示す図である。
FIG. 21 is a diagram showing the relationship between the phase difference and the voltage difference of the high frequency power supplied to the first and second electrodes.

【図22】本発明の第5の実施の形態に係るプラズマ装
置を示す断面図である。
FIG. 22 is a sectional view showing a plasma device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図23】同じくその上面図である。FIG. 23 is a top view of the same.

【図24】同じくその対向電極を示す上面図である。FIG. 24 is a top view showing the counter electrode of the same.

【図25】第5の実施の形態の変形例を示す模式図であ
る。
FIG. 25 is a schematic diagram showing a modified example of the fifth embodiment.

【図26】本発明の第6の実施の形態に係るプラズマ装
置を示す断面図である。
FIG. 26 is a sectional view showing a plasma device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図27】(a)は同じくその第1の高周波電源及び第
2の高周波電源の出力波形の一例を示す図であり、
(b)は同じくその第1の高周波電源及び第2の高周波
電源の出力波形の他の例を示す図である。
FIG. 27 (a) is a diagram showing an example of output waveforms of the first high frequency power supply and the second high frequency power supply,
(B) is a figure which shows the other example of the output waveform of the 1st high frequency power supply and the 2nd high frequency power supply similarly.

【図28】本発明の第7の実施の形態に係るプラズマ装
置を示す断面図である。
FIG. 28 is a sectional view showing a plasma device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図29】本発明の第8の実施の形態に係るプラズマ装
置を示す断面図である。
FIG. 29 is a sectional view showing a plasma device according to an eighth embodiment of the present invention.

【図30】第8の実施の形態の変形例のプラズマ装置を
示す断面図である。
FIG. 30 is a cross-sectional view showing a plasma device of a modified example of the eighth embodiment.

【図31】(a)はベルジャー上部の湾曲部にコイルが
配置されたプラズマ装置の一例を示す断面図、(b)は
ベルジャー上部の湾曲部にコイルが配置されたプラズマ
装置の他の例を示す断面図である。
FIG. 31 (a) is a cross-sectional view showing an example of a plasma device in which a coil is arranged in a curved portion above a bell jar, and FIG. 31 (b) is another example of a plasma device in which a coil is arranged in a curved portion above a bell jar. It is sectional drawing shown.

【図32】プラズマCVD法によりTiN膜を形成した
半導体装置を示す図である。
FIG. 32 is a diagram showing a semiconductor device having a TiN film formed by a plasma CVD method.

【図33】従来のプラズマ装置を示す断面図である。FIG. 33 is a cross-sectional view showing a conventional plasma device.

【図34】プラズマ装置内でプラズマエッチング中の半
導体ウェハの一部を示す断面図である。
FIG. 34 is a cross-sectional view showing a part of a semiconductor wafer during plasma etching in the plasma device.

【図35】電子シェーディング効果を示す模式図であ
る。
FIG. 35 is a schematic diagram showing an electronic shading effect.

【図36】チャージダメージの発生を示す模式図であ
る。
FIG. 36 is a schematic diagram showing the occurrence of charge damage.

【図37】アスペクト比が異なる部分でのセルフバイア
ス電圧の差を示す図である。
FIG. 37 is a diagram showing a difference in self-bias voltage in portions having different aspect ratios.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,21,51,101,121 チャンバ 2,22,41,52,108,122 基板バイアス
電極(第1の電極) 3,23,53,110,123 対向電極(第2の電
極) 4,7,12,24,61,63,65,111,11
4,124,127,132,144 高周波電源 5,8,25,113,116 フィルタ 6,26,62,64,126,146 キャパシタ 9,31,42,109 半導体ウェハ 10,27,106,130 ガス供給部 11,56,131 コイル 13,28,107,133 排気ポンプ 15,71 シリコン基板 16,17,147 絶縁膜 18 Al電極 19 TiN膜 32 ゲート酸化膜 33 ゲート電極 34 コンタクトホール 35 アルミニウム膜 36 レジスト 37 スクライブライン 72 SiO2 膜 112,115,125,128,134,145 マ
ッチング回路 117 信号発生器 118 位相変換器 151 マイクロ波発振器 152 導波管 153 誘導体板
1, 2, 51, 101, 121 chambers 2, 22, 41, 52, 108, 122 substrate bias electrodes (first electrodes) 3, 23, 53, 110, 123 counter electrodes (second electrodes) 4, 7 , 12, 24, 61, 63, 65, 111, 11
4,124,127,132,144 High frequency power source 5,8,25,113,116 Filter 6,26,62,64,126,146 Capacitor 9,31,42,109 Semiconductor wafer 10,27,106,130 Gas Supply unit 11, 56, 131 Coil 13, 28, 107, 133 Exhaust pump 15, 71 Silicon substrate 16, 17, 147 Insulating film 18 Al electrode 19 TiN film 32 Gate oxide film 33 Gate electrode 34 Contact hole 35 Aluminum film 36 Resist 37 Scribe Line 72 SiO 2 Film 112, 115, 125, 128, 134, 145 Matching Circuit 117 Signal Generator 118 Phase Converter 151 Microwave Oscillator 152 Waveguide 153 Derivative Plate

フロントページの続き (72)発明者 小杉 眞人 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富 士通株式会社内 (72)発明者 橋本 浩一 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富 士通株式会社内Front page continuation (72) Inventor Masato Kosugi 4-1-1 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Fujishitsu Co., Ltd. No. 1 Fujitsu Limited

Claims (47)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 チャンバと、 前記チャンバ内に配置されて半導体ウェハが搭載される
第1の電極と、 前記第1の電極に対向し且つ前記第1の電極から電子の
平均自由行程の2倍以下の距離をおいて配置された第2
の電極と、 前記第1の電極に第1の周波数の高周波電力を供給する
第1の高周波電源と、 前記第2の電極に前記第1の周波数よりも周波数が高い
第2の周波数の高周波電力を供給する第2の高周波電源
と、 前記チャンバ内にガスを供給するガス供給手段と、 前記チャンバ内を排気する排気ポンプとを有することを
特徴とするプラズマ装置。
1. A chamber, a first electrode disposed in the chamber for mounting a semiconductor wafer, and facing the first electrode and twice the mean free path of electrons from the first electrode. Second placed at the following distance
Electrode, a first high frequency power source for supplying high frequency power of a first frequency to the first electrode, and a high frequency power of a second frequency higher than the first frequency for the second electrode. A plasma device comprising: a second high-frequency power supply for supplying a gas, a gas supply means for supplying a gas into the chamber, and an exhaust pump for exhausting the inside of the chamber.
【請求項2】 前記第1の周波数は、100kHz乃至
1MHzであることを特徴とする請求項1に記載のプラ
ズマ装置。
2. The plasma device according to claim 1, wherein the first frequency is 100 kHz to 1 MHz.
【請求項3】 前記第2の周波数は、10MHz乃至4
0MHzであることを特徴とする請求項1に記載のプラ
ズマ装置。
3. The second frequency is 10 MHz to 4
It is 0 MHz, The plasma apparatus of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
【請求項4】 前記第2の周波数は、40MHz乃至1
00MHzであることを特徴とする請求項1に記載のプ
ラズマ装置。
4. The second frequency is 40 MHz to 1
It is 00 MHz, The plasma apparatus of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
【請求項5】 前記第2の周波数は、前記第1の周波数
の整数倍であることを特徴とする請求項1に記載のプラ
ズマ装置。
5. The plasma device according to claim 1, wherein the second frequency is an integral multiple of the first frequency.
【請求項6】 チャンバと、 前記チャンバ内に配置されて半導体ウェハが搭載される
第1の電極と、 前記第1の電極に対向して配置された第2の電極と、 前記第1の電極に接続される第1の電源と前記第2の電
極に接続される第2の電源と、 前記チャンバ内にガスを供給するガス供給手段と、 前記チャンバ内を排気する排気手段と、 前記ガスに前記第1及び第2の電極を介すことなくエネ
ルギーを投入してプラズマを生成するエネルギー投入手
段とを有し、前記第1の電源及び前記第2の電源の少な
くとも一方は高周波電力を供給する高周波電源であるこ
とを特徴とするプラズマ装置。
6. A chamber, a first electrode arranged in the chamber to mount a semiconductor wafer, a second electrode arranged so as to face the first electrode, and the first electrode. A first power supply connected to the second electrode, a second power supply connected to the second electrode, a gas supply means for supplying a gas into the chamber, an exhaust means for exhausting the inside of the chamber, Energy input means for inputting energy to generate plasma without passing through the first and second electrodes, and at least one of the first power source and the second power source supplies high frequency power. A plasma device characterized by being a high-frequency power source.
【請求項7】 前記第1の電源は、100kHz乃至1
MHzの高周波電力を供給する高周波電源であることを
特徴とする請求項6に記載のプラズマ装置。
7. The first power supply is 100 kHz to 1
7. The plasma device according to claim 6, wherein the plasma device is a high frequency power supply that supplies high frequency power of MHz.
【請求項8】 前記第2の電源は、10MHz乃至40
MHzの高周波電力を供給する高周波電源であることを
特徴とする請求項6に記載のプラズマ装置。
8. The second power supply is 10 MHz to 40 MHz.
7. The plasma device according to claim 6, wherein the plasma device is a high frequency power supply that supplies high frequency power of MHz.
【請求項9】 前記第2の電源は、40MHz乃至10
0MHzの高周波電力を供給する高周波電源であること
を特徴とする請求項6に記載のプラズマ装置。
9. The second power source is 40 MHz to 10 MHz.
The plasma device according to claim 6, which is a high-frequency power supply that supplies a high-frequency power of 0 MHz.
【請求項10】 前記第1の電源は、第1の周波数の高
周波電力を供給する高周波電源であり、前記第2の電源
は第2の周波数の高周波電力を供給する高周波電源であ
り、該第2の周波数は、該第1の周波数の整数倍である
ことを特徴とする請求項6に記載のプラズマ装置。
10. The first power source is a high frequency power source that supplies high frequency power of a first frequency, and the second power source is a high frequency power source that supplies high frequency power of a second frequency. 7. The plasma device according to claim 6, wherein the frequency of 2 is an integral multiple of the first frequency.
【請求項11】 前記第1及び第2の電極間の距離が電
子の平均自由行程の2倍以下に設定されていることを特
徴とする請求項6に記載のプラズマ装置。
11. The plasma device according to claim 6, wherein the distance between the first and second electrodes is set to be twice the mean free path of electrons or less.
【請求項12】 前記チャンバの上部は誘電体材料から
なり、前記第2の電極は前記チャンバの上部に埋め込ま
れていることを特徴とする請求項6に記載のプラズマ装
置。
12. The plasma device according to claim 6, wherein the upper portion of the chamber is made of a dielectric material, and the second electrode is embedded in the upper portion of the chamber.
【請求項13】 前記第1の電源は、第1の周波数の高
周波電力を供給する高周波電源であり、 前記第2の電源は、前記第1の電極がアノードの期間に
前記第2の電極に第2の周波数の高周波電力を供給する
高周波電源であることを特徴とする請求項6に記載のプ
ラズマ装置。
13. The first power source is a high frequency power source for supplying high frequency power of a first frequency, and the second power source supplies the second electrode to the second electrode while the first electrode is an anode. The plasma device according to claim 6, wherein the plasma device is a high-frequency power supply that supplies high-frequency power of the second frequency.
【請求項14】 前記エネルギー投入手段は、前記チャ
ンバ内にマイクロ波を放出するマイクロ波放出器である
ことを特徴とする請求項6に記載のプラズマ装置。
14. The plasma apparatus according to claim 6, wherein the energy inputting means is a microwave emitter that emits microwaves into the chamber.
【請求項15】 前記チャンバの上部は誘電体材料から
なり、 前記第2の電極はスリット又は孔が設けられていて前記
チャンバの上部に埋め込まれ、 前記マイクロ波放出器は前記チャンバの上部に接続され
ていることを特徴とする請求項14に記載のプラズマ装
置。
15. The upper part of the chamber is made of a dielectric material, the second electrode is provided with slits or holes and embedded in the upper part of the chamber, and the microwave emitter is connected to the upper part of the chamber. 15. The plasma device according to claim 14, wherein the plasma device is provided.
【請求項16】 前記エネルギー投入手段は、前記チャ
ンバ内に高周波の磁界を発生させる導電性コイルであ
り、 前記導電性コイルには、第3の周波数の高周波電力を供
給する第3の電源が接続されていることを特徴とする請
求項6に記載のプラズマ装置。
16. The energy inputting means is a conductive coil for generating a high frequency magnetic field in the chamber, and the conductive coil is connected to a third power supply for supplying high frequency power of a third frequency. The plasma device according to claim 6, wherein the plasma device is provided.
【請求項17】 前記導電性コイルは、前記チャンバの
周囲に巻かれていることを特徴とする請求項16に記載
のプラズマ装置。
17. The plasma device according to claim 16, wherein the conductive coil is wound around the chamber.
【請求項18】 前記導電性コイルは、前記チャンバの
上方と前記第2の電極の側方に配置されていることを特
徴とする請求項16に記載のプラズマ装置。
18. The plasma device according to claim 16, wherein the conductive coil is arranged above the chamber and laterally of the second electrode.
【請求項19】 前記導電性コイルは前記第2の電極の
上方に配置され、前記第2の電極には孔又はスリットが
設けられていることを特徴とする請求項16に記載のプ
ラズマ装置。
19. The plasma device according to claim 16, wherein the conductive coil is arranged above the second electrode, and the second electrode is provided with a hole or a slit.
【請求項20】 前記第1の電源は定電圧電源であり、 前記第2の電源は高周波電源であり、 前記第2の電極にはさらに第4の周波数の高周波電力を
供給する第4の電極が接続されていることを特徴とする
請求項16に記載のプラズマ装置。
20. The first power supply is a constant voltage power supply, the second power supply is a high frequency power supply, and the second electrode further supplies a high frequency power of a fourth frequency to a fourth electrode. The plasma device according to claim 16, wherein the plasma device is connected to the plasma device.
【請求項21】 前記第2の電源は定電圧電源であり、 前記第1の電源は高周波電源であり、 前記第1の電極にはさらに第4の周波数の高周波電力を
供給する第4の電源が接続されていることを特徴とする
請求項16に記載のプラズマ装置。
21. The second power supply is a constant voltage power supply, the first power supply is a high frequency power supply, and the first power supply further supplies a high frequency power of a fourth frequency to the first electrode. The plasma device according to claim 16, wherein the plasma device is connected to the plasma device.
【請求項22】 前記チャンバの内壁面のうち少なくと
も前記第1及び第2の電極の間の側方の内壁面を覆う絶
縁膜を有することを特徴とする請求項20又は21に記
載のプラズマ装置。
22. The plasma device according to claim 20, further comprising an insulating film that covers at least a side inner wall surface between the first and second electrodes of the inner wall surface of the chamber. .
【請求項23】 前記プラズマ投入手段は、前記第1及
び第2の電極間の側方に設けられた電磁波発生器である
ことを特徴とする請求項6に記載のプラズマ装置。
23. The plasma device according to claim 6, wherein the plasma charging means is an electromagnetic wave generator provided laterally between the first and second electrodes.
【請求項24】 チャンバ内の第1の電極上に半導体ウ
ェハを搭載し、該第1の電極から電子の平均自由工程の
2倍以下の距離をおいて該第1の電極に対向させて第2
の電極を配置し、 前記チャンバ内にガスを供給し、前記第1の電極に第1
の周波数の第1高周波電力を供給するとともに、前記第
1の周波数よりも周波数が高い第2の周波数の第2高周
波電力を前記第2の電極に供給して前記チャンバ内にプ
ラズマを発生させることを特徴とするプラズマ処理方
法。
24. A semiconductor wafer is mounted on a first electrode in a chamber, and a semiconductor wafer is placed facing the first electrode at a distance of not more than twice the mean free path of electrons from the first electrode. Two
Electrode is disposed, gas is supplied into the chamber, and the first electrode is connected to the first electrode.
Supplying a first high frequency power having a frequency of 2 to a second frequency and supplying a second high frequency power having a second frequency higher than the first frequency to the second electrode to generate plasma in the chamber. And a plasma processing method.
【請求項25】 前記第1の周波数は、100kHz乃
至1MHzであることを特徴とする請求項24に記載の
プラズマ処理方法。
25. The plasma processing method according to claim 24, wherein the first frequency is 100 kHz to 1 MHz.
【請求項26】 前記第2の周波数は、10MHz乃至
40MHzであることを特徴とする請求項24に記載の
プラズマ処理方法。
26. The plasma processing method according to claim 24, wherein the second frequency is 10 MHz to 40 MHz.
【請求項27】 前記第2の周波数は、40MHz乃至
100MHzであることを特徴とする請求項24に記載
のプラズマ処理方法。
27. The plasma processing method according to claim 24, wherein the second frequency is 40 MHz to 100 MHz.
【請求項28】 前記第2高周波電力は、前記第1の電
極がアノードの期間に供給されることを特徴とする請求
項24に記載のプラズマ処理方法。
28. The plasma processing method of claim 24, wherein the second high frequency power is supplied during a period when the first electrode is an anode.
【請求項29】 チャンバ内の第1の電極上に半導体ウ
ェハを搭載し、 前記第1の電極に第1の周波数の第1高周波電力を供給
し、 前記第1の電極に対向させて第2の電極を配置し、 前記チャンバ内にガスを供給し、 前記第1及び第2の電極を介すことなく前記ガスにエネ
ルギーを投入してプラズマを発生させることを特徴とす
るプラズマ処理方法。
29. A semiconductor wafer is mounted on a first electrode in a chamber, a first high frequency power having a first frequency is supplied to the first electrode, and a second high frequency power is provided so as to face the first electrode. Electrode is arranged, gas is supplied into the chamber, and energy is input to the gas to generate plasma without passing through the first and second electrodes.
【請求項30】 前記第1の周波数は、100kHz乃
至1MHzであることを特徴とする請求項29に記載の
プラズマ処理方法。
30. The plasma processing method according to claim 29, wherein the first frequency is 100 kHz to 1 MHz.
【請求項31】 前記第2の電極には第2の周波数の第
2高周波電力を供給することを特徴とする請求項29に
記載のプラズマ処理方法。
31. The plasma processing method of claim 29, wherein the second electrode is supplied with a second high frequency power having a second frequency.
【請求項32】 前記第2の周波数は、10MHz乃至
40MHzであることを特徴とする請求項31に記載の
プラズマ処理方法。
32. The plasma processing method according to claim 31, wherein the second frequency is 10 MHz to 40 MHz.
【請求項33】 前記第2の周波数は、40MHz乃至
100MHzであることを特徴とする請求項31に記載
のプラズマ処理方法。
33. The plasma processing method according to claim 31, wherein the second frequency is 40 MHz to 100 MHz.
【請求項34】 前記第2の周波数は、前記第1の周波
数の整数倍であることを特徴とする請求項31に記載の
プラズマ処理方法。
34. The plasma processing method according to claim 31, wherein the second frequency is an integral multiple of the first frequency.
【請求項35】 前記第2の周波数は、前記第1の周波
数よりも高いことを特徴とする請求項31記載のプラズ
マ処理方法。
35. The plasma processing method according to claim 31, wherein the second frequency is higher than the first frequency.
【請求項36】 前記第2高周波電力は、前記第1の電
極がアノードの期間に供給することを特徴とする請求項
31に記載のプラズマ処理方法。
36. The plasma processing method according to claim 31, wherein the second high frequency power is supplied during a period in which the first electrode is an anode.
【請求項37】 前記エネルギーの投入は、前記チャン
バ内に高周波の磁界を発生させることであり、 前記第2の電極に第2の周波数の第2高周波電力を供給
することを特徴とする請求項29に記載のプラズマ処理
方法。
37. The input of energy is to generate a high frequency magnetic field in the chamber, and the second high frequency power of a second frequency is supplied to the second electrode. 29. The plasma processing method according to 29.
【請求項38】 前記エネルギーの投入は、前記チャン
バ内に高周波の磁界を発生させることであり、 前記第2の電極を一定の電位に保持し、 前記第1の電極にさらに第2の周波数の第2高周波電力
を供給することを特徴とする請求項29に記載のプラズ
マ処理方法。
38. The input of energy is to generate a high-frequency magnetic field in the chamber, hold the second electrode at a constant potential, and apply a second frequency to the first electrode. 30. The plasma processing method according to claim 29, wherein the second high frequency power is supplied.
【請求項39】 前記第2の電極を接地電位に保持する
ことを特徴とする請求項38に記載のプラズマ処理方
法。
39. The plasma processing method according to claim 38, wherein the second electrode is held at a ground potential.
【請求項40】 チャンバ内の第1の電極上に半導体ウ
ェハを搭載し、 前記第1の電極に対向させて第2の電極を配置し、 前記チャンバ内にガスを供給し、前記ガスに前記第1及
び第2の電極を介すことなくエネルギーを投入してプラ
ズマを発生させ、 前記第2の電極に第1の周波数の第1高周波電力を供給
することを特徴とするプラズマ処理方法。
40. A semiconductor wafer is mounted on a first electrode in a chamber, a second electrode is arranged so as to face the first electrode, a gas is supplied into the chamber, and a gas is supplied to the gas. A plasma processing method, characterized in that energy is input to generate plasma without passing through the first and second electrodes, and first high-frequency power of a first frequency is supplied to the second electrode.
【請求項41】 前記第1の周波数は、10MHz乃至
40MHzであることを特徴とする請求項40に記載の
プラズマ処理方法。
41. The plasma processing method of claim 40, wherein the first frequency is 10 MHz to 40 MHz.
【請求項42】 前記第1の周波数は、40MHz乃至
100MHzであることを特徴とする請求項40に記載
のプラズマ処理方法。
42. The plasma processing method according to claim 40, wherein the first frequency is 40 MHz to 100 MHz.
【請求項43】 前記エネルギーの投入は、前記チャン
バ内へのマイクロ波の導入であることを特徴とする請求
項40に記載のプラズマ処理方法。
43. The plasma processing method according to claim 40, wherein the input of energy is introduction of microwaves into the chamber.
【請求項44】 前記エネルギーの投入は、前記チャン
バ内に高周波の磁界を発生させることであり、 前記第1の電極を一定の電位に保持し、 前記第2の電極にさらに第2の周波数の第2高周波電力
を供給することを特徴とする請求項40に記載のプラズ
マ処理方法。
44. The input of energy is to generate a high-frequency magnetic field in the chamber, hold the first electrode at a constant potential, and apply a second frequency to the second electrode. The plasma processing method of claim 40, wherein the second high frequency power is supplied.
【請求項45】 前記第1の電極を接地電位に保持する
ことを特徴とする請求項44に記載のプラズマ処理方
法。
45. The plasma processing method according to claim 44, wherein the first electrode is held at a ground potential.
【請求項46】 前記第1及び第2の電極間の距離を電
子の平均自由行程の2倍以下に設定することを特徴とす
る請求項29又は40に記載のプラズマ処理方法。
46. The plasma processing method according to claim 29, wherein the distance between the first and second electrodes is set to be equal to or less than twice the mean free path of electrons.
【請求項47】 前記エネルギーの投入は、前記第1の
電極と前記第2の電極の側方の領域で行われ、該領域で
生成されたプラズマを前記第1の電極と前記第2の電極
の間に導入することを特徴とする請求項29又は40に
記載のプラズマ処理方法。
47. The energy input is performed in a region lateral to the first electrode and the second electrode, and plasma generated in the region is applied to the first electrode and the second electrode. The plasma processing method according to claim 29 or 40, wherein the plasma processing method is introduced during the period.
JP8217569A 1995-08-23 1996-08-19 Plasma device and plasma treatment method Pending JPH09120957A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8217569A JPH09120957A (en) 1995-08-23 1996-08-19 Plasma device and plasma treatment method

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21453895 1995-08-23
JP7-214538 1995-08-23
JP8217569A JPH09120957A (en) 1995-08-23 1996-08-19 Plasma device and plasma treatment method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09120957A true JPH09120957A (en) 1997-05-06

Family

ID=26520377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8217569A Pending JPH09120957A (en) 1995-08-23 1996-08-19 Plasma device and plasma treatment method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09120957A (en)

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000138207A (en) * 1998-10-30 2000-05-16 Nec Corp Method and system for dry etching
EP1143497A1 (en) * 1998-11-27 2001-10-10 Tokyo Electron Limited Plasma etching apparatus
KR100531164B1 (en) * 1998-08-28 2005-11-28 미크론 테크놀로지,인코포레이티드 Plasma reactor with electrode arrangement for providing a grounding path for the plasma, and method of manufacturing the same
JP2007501530A (en) * 2003-05-06 2007-01-25 ラム リサーチ コーポレーション RF pulsing technology for narrow gap capacitively coupled reactors
WO2008121655A1 (en) * 2007-03-30 2008-10-09 Lam Research Corporation Method and apparatus for dc voltage control on rf-powered electrode
JP2009124192A (en) * 2007-11-09 2009-06-04 Sony Corp Communication apparatus, communication method and communication system
WO2010038729A1 (en) * 2008-09-30 2010-04-08 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing apparatus
JP2011187789A (en) * 2010-03-10 2011-09-22 Seiko Epson Corp Method for manufacturing piezoelectric actuator
KR101113316B1 (en) * 2007-08-16 2012-02-29 가부시키가이샤 알박 Ashing apparatus
JP2012522330A (en) * 2009-03-27 2012-09-20 エコール ポリテクニック Induction plasma applicator
TWI398923B (en) * 2007-08-16 2013-06-11 Ulvac Inc Ashing apparatus
JP2013222627A (en) * 2012-04-17 2013-10-28 Ulvac Japan Ltd Plasma processing device
KR20150002546A (en) * 2013-06-28 2015-01-07 램 리써치 코포레이션 Controlling ion energy within a plasma chamber
JP2017157560A (en) * 2016-03-01 2017-09-07 エスピーティーエス テクノロジーズ リミティド Plasma processing apparatus
CN110235248A (en) * 2017-04-27 2019-09-13 应用材料公司 Low dielectric constant oxide and low resistance OP stacks for 3D NAND applications
KR20200096459A (en) * 2018-12-31 2020-08-12 인투코어테크놀로지 주식회사 Atmospheric Pressure Plasma Generation Apparatus
JP2021039877A (en) * 2019-09-02 2021-03-11 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing device and processing method
WO2022191053A1 (en) * 2021-03-09 2022-09-15 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing method and plasma processing device

Cited By (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100531164B1 (en) * 1998-08-28 2005-11-28 미크론 테크놀로지,인코포레이티드 Plasma reactor with electrode arrangement for providing a grounding path for the plasma, and method of manufacturing the same
JP2000138207A (en) * 1998-10-30 2000-05-16 Nec Corp Method and system for dry etching
EP1143497A1 (en) * 1998-11-27 2001-10-10 Tokyo Electron Limited Plasma etching apparatus
EP1143497A4 (en) * 1998-11-27 2007-05-02 Tokyo Electron Ltd Plasma etching apparatus
US7976673B2 (en) 2003-05-06 2011-07-12 Lam Research Corporation RF pulsing of a narrow gap capacitively coupled reactor
JP2007501530A (en) * 2003-05-06 2007-01-25 ラム リサーチ コーポレーション RF pulsing technology for narrow gap capacitively coupled reactors
JP4794449B2 (en) * 2003-05-06 2011-10-19 ラム リサーチ コーポレーション RF pulsing technology for narrow gap capacitively coupled reactors
KR101303969B1 (en) * 2003-05-06 2013-09-03 램 리써치 코포레이션 Rf pulsing of a narrow gap capacitively coupled reactor
US9536711B2 (en) 2007-03-30 2017-01-03 Lam Research Corporation Method and apparatus for DC voltage control on RF-powered electrode
WO2008121655A1 (en) * 2007-03-30 2008-10-09 Lam Research Corporation Method and apparatus for dc voltage control on rf-powered electrode
KR101113316B1 (en) * 2007-08-16 2012-02-29 가부시키가이샤 알박 Ashing apparatus
US9059105B2 (en) 2007-08-16 2015-06-16 Ulvac, Inc. Ashing apparatus
TWI398923B (en) * 2007-08-16 2013-06-11 Ulvac Inc Ashing apparatus
JP2009124192A (en) * 2007-11-09 2009-06-04 Sony Corp Communication apparatus, communication method and communication system
US8240562B2 (en) 2007-11-09 2012-08-14 Sony Corporation Communication apparatus, communication method, antenna module and communication system
WO2010038729A1 (en) * 2008-09-30 2010-04-08 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing apparatus
US8882962B2 (en) 2008-09-30 2014-11-11 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
JP2012522330A (en) * 2009-03-27 2012-09-20 エコール ポリテクニック Induction plasma applicator
JP2011187789A (en) * 2010-03-10 2011-09-22 Seiko Epson Corp Method for manufacturing piezoelectric actuator
JP2013222627A (en) * 2012-04-17 2013-10-28 Ulvac Japan Ltd Plasma processing device
KR20150002546A (en) * 2013-06-28 2015-01-07 램 리써치 코포레이션 Controlling ion energy within a plasma chamber
TWI784944B (en) * 2016-03-01 2022-12-01 英商Spts科技公司 Plasma processing apparatus and methods of plasma processing a substrate
JP2017157560A (en) * 2016-03-01 2017-09-07 エスピーティーエス テクノロジーズ リミティド Plasma processing apparatus
CN110235248A (en) * 2017-04-27 2019-09-13 应用材料公司 Low dielectric constant oxide and low resistance OP stacks for 3D NAND applications
JP2020518136A (en) * 2017-04-27 2020-06-18 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated Low dielectric constant oxide and low resistance OP stack for 3D NAND applications
CN110235248B (en) * 2017-04-27 2024-03-26 应用材料公司 Low dielectric constant oxide and low resistance OP stack for 3D NAND applications
KR20200096459A (en) * 2018-12-31 2020-08-12 인투코어테크놀로지 주식회사 Atmospheric Pressure Plasma Generation Apparatus
JP2021039877A (en) * 2019-09-02 2021-03-11 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing device and processing method
WO2022191053A1 (en) * 2021-03-09 2022-09-15 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing method and plasma processing device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100226366B1 (en) Plasma equipment and plasma processing method
US6767838B1 (en) Method and apparatus for treating surface of semiconductor
JPH09120957A (en) Plasma device and plasma treatment method
US6201208B1 (en) Method and apparatus for plasma processing with control of ion energy distribution at the substrates
EP0145015B1 (en) Dry etching method and apparatus
US6806201B2 (en) Plasma processing apparatus and method using active matching
KR100370989B1 (en) Apparatus for fabricating a semiconductor device and method of doing the same
US20030232513A1 (en) Plasma method and apparatus for processing a substrate
JPS6214429A (en) Bias impression etching and device thereof
EP1119033A1 (en) Plasma processing method
JPH11224796A (en) Apparatus and method for plasma treatment
JPH0883776A (en) Surface-treating device
JPH0992645A (en) Method and device for manufacturing semiconductor device
JPH08255782A (en) Plasma surface treating apparatus
JPH11297679A (en) Method and equipment for surface processing of sample
JP3973283B2 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
JP3417328B2 (en) Plasma processing method and apparatus
JP3563054B2 (en) Plasma processing apparatus and method
JPH1167725A (en) Plasma etching device
JP2003077904A (en) Apparatus and method for plasma processing
JP3599670B2 (en) Plasma processing method and apparatus
KR100553757B1 (en) Inductively coupled plasma processing apparatus
JP2004140391A (en) Plasma processing apparatus and method
JP4061691B2 (en) Surface processing method
JP3704423B2 (en) Surface treatment equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040127

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040329

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20041214

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050214

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050329