(57)【要約】【課題】本発明はプラズマ処理方法を提供する。【解決手段】本発明のプラズマ処理方法によれば、一つの工程チャンバに互いに異なっている種類の複数のプラズマソースを提供し、工程進行の時、用いられるプラズマソースを変化させて工程を進行する。本発明によれば、プラズマソースの種類を工程変数として使用することができるので、工程効率をさらに向上させることができる。【選択図】図３
2007103944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を支持する支持部材及び工程ガスを供給するガス供給部材を有する工程チャンバと、
前記工程ガスからプラズマを生成するプラズマソースが互いに異なる種類で複数個提供される、プラズマ発生部材とを具備することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記プラズマ発生部材は、工程進行中に、前記複数個のプラズマソースのうちから選択されたプラズマソースのみが使用されるように前記プラズマソースを制御する制御器をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記プラズマ発生部材は工程進行中に用いられるプラズマソースが変化するように前記プラズマソースを制御する制御器をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記プラズマソースは容量性結合プラズマ（ＣＣＰ）、誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）、反応イオンプラズマ（ＲＩＥ）、磁気強化反応イオンプラズマ（ＭＥＲＩＥ）、電子共鳴プラズマ（ＥＣＲ）、プラズマタイプ、リモートプラズマのうちより選択されることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記プラズマソースは誘導結合型プラズマと容量性結合プラズマタイプであることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記プラズマ処理装置はエッチング工程を実行する装置であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
半導体製造設備において、
移送ロボットが提供されたトランスファチャンバと、
前記トランスファチャンバのまわりに配置されたプラズマ処理装置とを含み、
それぞれの前記プラズマ処理装置には一つのプラズマソースが提供され、前記プラズマ処理装置の間に提供されたプラズマソースは互いに異なっていることを特徴とする半導体製造設備。
【請求項８】
前記半導体製造設備は、
前記トランスファチャンバのまわりに配置されており、アッシング工程を実行する装置と、
前記トランスファチャンバのまわりに配置されており、ウェットストリップ工程を実行する装置とをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の半導体製造設備。
【請求項９】
プラズマ処理方法において、
一つの工程チャンバに互いに異なっている種類の複数のプラズマソースを提供し、工程進行の時用いられるプラズマソースを変化させて工程を進行することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項１０】
前記プラズマソースは、容量性結合プラズマ（ＣＣＰ）、誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）、反応イオンプラズマ（ＲＩＥ）、磁気強化反応イオンプラズマ（ＭＥＲＩＥ）、電子共鳴プラズマ（ＥＣＲ）、プラズマタイプ、リモートプラズマのうちより選択されることを特徴とする請求項９に記載のプラズマ処理方法。
【請求項１１】
前記工程はエッチング工程であることを特徴とする請求項９に記載のプラズマ処理方法。
【請求項１２】
工程進行の時、後期に用いられるプラズマソースは初期に用いられるプラズマソースよりエッチング率が低い種類であることを特徴とする請求項１１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項１３】
前記工程に用いられるプラズマソースは容量性結合プラズマと誘導結合型プラズマであることを特徴とする請求項１１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項１４】
エッチング工程進行の時、初期には誘導結合型プラズマを使用して工程を進行し、後期には容量性結合プラズマを使用して工程を進行することを特徴とする請求項１３に記載のプラズマ処理方法。
【請求項１５】
エッチングされる膜は複数の膜であり、エッチングされる膜が変化される時に用いられる前記プラズマソースを変化することを特徴とする請求項１１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項１６】
基板上に形成された単一膜をエッチングする工程進行の時に用いられるプラズマソースの種類を変化しながらエッチング工程を実行することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項１７】
前記工程は、互いに異なっている種類のプラズマソースが複数個提供された一つの工程チャンバ内で行われることを特徴とする請求項１６に記載のプラズマ処理方法。
【請求項１８】
前記工程は、
互いに隣接して配置されており、それぞれには一つのプラズマソースが提供されており、互いに異なっている種類のプラズマソースが提供された複数のプラズマ処理装置の間に基板が移動しながら行われることを特徴とする請求項１６に記載のプラズマ処理方法。
【請求項１９】
後期に用いられるプラズマソースは初期に用いられるプラズマソースよりエッチング率が低い種類であることを特徴とする請求項１７に記載のプラズマ処理方法。
【請求項２０】
工程進行の時に用いられるプラズマソースは容量性結合プラズマと誘導結合型プラズマであり、
初期には誘導結合型プラズマを使用してエッチング工程を実行し、後期には容量性結合プラズマを使用してエッチング工程を実行することを特徴とする請求項１６に記載のプラズマ処理方法。
【請求項２１】
前記プラズマソースは、容量性結合プラズマ（ＣＣＰ）、誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）、反応イオンプラズマ（ＲＩＥ）、磁気強化反応イオンプラズマ（ＭＥＲＩＥ）、電子共鳴プラズマ（ＥＣＲ）、プラズマタイプ、リモートプラズマのうちより選択されることを特徴とする請求項１７に記載のプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板を処理する装置及び方法に係り、より詳細にはプラズマを利用して基板を処理する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子を製造するためには多様な工程が要求される。これら工程のうち蒸着、エッチング、及び洗浄などのような多数の工程は工程ガスからプラズマを生成し、これをウェーハのような半導体基板上に供給することで行われる。このようなプラズマ処理工程を実行する装置は、工程ガスからプラズマを発生するプラズマソースを具備している。
【０００３】
例えば、プラズマエッチング装置で用いられるプラズマソースでは容量性結合プラズマ（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ；ＣＣＰ）、誘導結合型プラズマ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ；ＩＣＰ）、反応イオンプラズマ（ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ  Ｐｌａｓｍａ；ＲＩＥ）または磁気強化反応イオンプラズマ（Ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈ  Ｐｌａｓｍａ；ＭＥＲＩＥ）、電子共鳴プラズマ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ；ＥＣＲ）、プラズマタイプ（Ｐｌａｓｍａ  ｅｔｃｈｉｎｇ）、及びリモートプラズマ（Ｒｅｍｏｔｅ  Ｐｌａｓｍａ）などがある。
【０００４】
図１Ａ乃至図１Ｇはそれぞれプラズマソースとして容量性結合プラズマ、誘導結合型プラズマ、反応イオンプラズマ、磁気化反応イオンプラズマ、プラズマタイプ、リモートプラズマ、及び電子共鳴プラズマを有するプラズマ処理装置の例を概略的に示す図である。図１Ａ乃至図１Ｇにおいて符号１０、１２、１４、１６はそれぞれ工程チャンバ、上部電極、下部電極、及び高周波発生器である。上述したそれぞれのプラズマソースの構造を概略的に説明すれば、次のとおりである。図１Ａを参照すれば、容量性結合プラズマは上部電極１２及び下部電極１４のそれぞれに高周波を印加する構造を有している。図１Ｂを参照すれば、誘導結合型プラズマは工程チャンバ１０の外側に配置されたコイル１８に高周波を電力を印加する構造を有している。図１Ｃを参照すれば、反応イオンプラズマは下部電極１４に高周波を印加し、上部電極１２を接地する構造を有している。図１Ｄを参照すれば、磁気強化誘導結合型プラズマは誘導結合型プラズマの構造において工程チャンバ１０の外側に磁石２０がさらに提供される構造を有している。図１Ｅを参照すれば、プラズマタイプは上部電極１２に高周波を印加し、下部電極１４を接地する構造を有している。図１Ｇを参照すれば、リモートプラズマ２２は工程チャンバ１０の外部でプラズマを生成させた後、工程チャンバ１０内に供給する構造を有している。電子共鳴プラズマはマイクロ波発生装置２４ａと電磁石２４ｂが提供された構造を有している。それぞれのプラズマソースは当業界で広く知られているので、詳細な説明は略する。
【０００５】
一般的に用いられているプラズマ処理装置は、上述したプラズマソースのうちのいずれか一つのプラズマソースのみを具備している。プラズマ処理装置においてエッチング工程実行の時、エッチング効率に影響を及ぼす変数（ｖａｒｉａｂｌｅｓ）は工程圧力、工程温度、工程ガスの量、工程ガスの種類、高周波印加時間、及び高周波電力の大きさなどがあり、エッチング効率の向上のために上述した変数を調節しながら工程を進行している。しかし、上述した変数のみを変化して工程を実行する場合、エッチング効率の向上には限界がある。
【０００６】
また、一般的なプラズマ処理装置はプラズマソースに適する工程のみを実行するので、適用可能な工程数が大きく制限される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はプラズマ処理効率を向上させるプラズマ処理装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は多様な種類の工程に適用可能なプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明はプラズマ処理装置を提供する。前記プラズマ処理装置は工程チャンバとプラズマ発生部材とを有する。前記工程チャンバは基板を支持する支持部材及び基板上に工程ガスを供給するガス供給部材を有する。前記プラズマ発生部材は前記工程ガスからプラズマを生成するプラズマソースを有する。前記プラズマソースは互いに異なっている種類で複数個提供される。
【００１０】
前記プラズマ発生部材には工程進行の中、前記プラズマソースのうちより選択されたプラズマソースのみが使用されるように前記プラズマソースを制御する制御器が提供されることができる。前記制御器は工程進行の中に用いられるプラズマソースが変わるように前記プラズマソースを制御することができる。
【００１１】
一例によれば、前記プラズマソースは容量性結合プラズマ（ＣａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ；ＣＣＰ）、誘導結合型プラズマ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ；ＩＣＰ）、反応イオンプラズマ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ  Ｐｌａｓｍａ；ＲＩＥ）、磁気強化反応イオンプラズマ（Ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈ  Ｐｌａｓｍａ；ＭＥＲＩＥ）、電子共鳴プラズマ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ；ＥＣＲ）、プラズマタイプ（Ｐｌａｓｍａ  ｔｙｐｅ）、リモートプラズマ（Ｒｅｍｏｔｅ  Ｐｌａｓｍａ）のうちより選択されることができる。
【００１２】
また、本発明は半導体製造設備を提供する。前記半導体製造設備は移送ロボットが提供されたトランスファチャンバと前記トランスファチャンバのまわりに配置されたプラズマ処理装置を含む。それぞれの前記プラズマ処理装置には一つのプラズマソースが提供され、前記プラズマ処理装置の間に提供されたプラズマソースは互いに異なっている。
【００１３】
また、前記半導体製造設備には前記トランスファチャンバのまわりに配置され、アッシング工程を実行する装置と、前記トランスファチャンバのまわりに配置され、ウェットストリップ工程を実行する装置がさらに提供されることができる。
【００１４】
また、本発明はプラズマ処理方法を提供する。前記プラズマ処理方法は一つの工程チャンバに互いに異なっている種類の複数のプラズマソースを提供し、工程進行の時に用いられるプラズマソースを変化させて工程を進行する。
【００１５】
工程進行の時、後期に用いられるプラズマソースは初期に用いられるプラズマソースよりエッチング率が低い種類であることが望ましい。
【００１６】
一例によれば、前記工程に用いられるプラズマソースは容量性結合プラズマと誘導結合型プラズマであり、エッチング工程進行の時、初期には誘導結合型プラズマを使用して工程を進行し、後期には容量性結合プラズマを使用して工程を進行する。また、エッチングされる膜が複数の膜である場合、エッチングされる膜が変わる時、前記プラズマソースが変わることができる。
【００１７】
また、本発明のプラズマ処理方法によれば、基板上に形成された単一膜をエッチングする工程進行の時に用いられるプラズマソースの種類を変えながらエッチング工程を実行する。
【００１８】
一例によれば、前記工程は互いに異なっている種類のプラズマソースが複数個提供された一つの工程チャンバ内で行われる。
【００１９】
他の例によれば、半導体製造設備は互いに隣接して配置され、それぞれには一つのプラズマソースが提供され、各々異なっている種類のプラズマソースが提供された複数のプラズマ処理装置を有し、前記工程は前記プラズマ処理装置間の基板が移動しながら行われる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、一つのプラズマ処理装置に互いに異なっている種類のプラズマソースが提供されているので、プラズマ処理装置を多様な工程に使用することができる。
【００２１】
また、本発明によれば、プラズマソースを変化しながら工程実行が可能なので、工程効率をさらに向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付の図２乃至図９を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明の実施形態は様々な形態に変形可能であり、本発明の範囲が下述する実施形態によって限定されず、本実施形態は当業界における平均的な知識を持つ者に本発明をより完全に説明するために提供されたものである。したがって、図面の要素の形状はより明確な説明のために誇張され得る。
【００２３】
本実施形態ではプラズマ処理装置としてエッチング装置を例としてあげて説明する。しかし、本発明の技術的思想はエッチング装置の以外に洗浄装置または蒸着装置などのようにプラズマを利用して工程を実行する他の種類の装置にも適用可能である。また、本実施形態において基板はウェーハの場合を例としてあげて説明するが、この他に基板は硝子基板などのように他の種類でありうる。
【００２４】
図２は本発明のプラズマ処理装置１の一例を概略的に示す図である。図２を参照すれば、プラズマ処理装置１は工程チャンバ１００とプラズマ発生部材２００とを有している。
【００２５】
工程チャンバ１００は工程が実行される空間を提供しており、ウェーハＷを支持する支持部材（図３の１２０）と工程ガスを供給するガス供給部材（図３の１４０）を有している。プラズマ発生部材２００は工程チャンバ１００に供給される工程ガスからプラズマを生成する。プラズマ発生部材２００はプラズマソース２２０とこれらを制御する制御器２４０とを有している。
【００２６】
プラズマソース２２０は互いに異なっている種類に少なくとも２つ以上提供される。例えば、プラズマソース２２０は容量性結合プラズマ（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ；ＣＣＰ）、誘導結合型プラズマ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ；ＩＣＰ）、反応イオンプラズマ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ  Ｐｌａｓｍａ；ＲＩＥ）、磁気強化反応イオンプラズマ（Ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈ  Ｐｌａｓｍａ；ＭＥＲＩＥ）、電子共鳴プラズマ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ；ＥＣＲ）、プラズマタイプ（Ｐｌａｓｍａ  ｅｔｃｈｉｎｇ）、リモートプラズマ（Ｒｅｍｏｔｅ  Ｐｌａｓｍａ）のうちより選択されることができる。また、プラズマソース２２０は上述したプラズマソース２２０の以外の他の種類であるか、これらから変形された種類でありうる。それぞれのプラズマソース２２０の構造の一例は図１Ａ乃至図１Ｇと同様であり、これら構造は当業者に広く知られているので、詳細な説明は略する。
【００２７】
制御器２４０はプラズマソース２２０のうち工程に用いられるプラズマソースを選択する。工程に用いられるプラズマソース２２０は一つであるか、複数個でありうる。複数個のプラズマソース２２０が用いられる場合、工程進行の中に用いられるプラズマソースは変化する。
【００２８】
ウェーハＷ上の膜を効果的にエッチングするために工程変数を調節しながら工程を進行する。本発明のプラズマ処理装置１の使用の時、工程変数には工程圧力、工程温度、工程ガスの量、工程ガスの種類、高周波電力の大きさ及び印加時間などのように一般的に知られた変数の以外にプラズマソース２２０が提供される。それぞれの工程変数は工程進行中において固定、または変化することができる。工程変数としてプラズマソース２２０の追加は調節可能な変数の増加によってエッチング効率をさらに向上させることができる。
【００２９】
図３は本発明のプラズマ処理装置１ａの一実施形態を示す。図３を参照すれば、プラズマ処理装置１ａは工程チャンバ１００とプラズマ発生部材２００とを有している。工程チャンバ１００は処理室１００ａと排気室１００ｂとを有している。処理室１００ａは工程が実行される空間を提供しており、排気室１００ｂは処理室１００ａから排気される反応副産物などを流入する空間を提供している。処理室１００ａは排気室１００ｂの上部に位置している。処理室１００ａの中央にはウェーハＷが置かれている支持部材１２０が配置されている。支持部材１２０の下端のまわりには処理室１００ａの空間と排気室１００ｂの空間を分ける排気板１６０が設けられている。排気板１６０は略リング形状を有している。排気板１６０の内側面は支持部材１２０に接しており、外側面は工程チャンバ１００の内壁に接している。排気板１６０には上下方向に貫通された複数の排気ホール１６０ａが形成されている。処理室１００ａ内の反応副産物は排気ホール１６０ａを通じて排気室１００ｂに排気される。排気室１００ｂには工程チャンバ１００の内部を工程圧力で維持するように（図示しない）が結合しており、反応副産物を外部に排出する排気管１７０が連結されている。
【００３０】
ガス供給部材１４０はシャワーヘッド１４２とガス供給管１４６、１４８とを有している。シャワーヘッド１４２は処理室１００ａ内で支持部材１２０と対向するように配置されている。シャワーヘッド１４２は処理室１００ａの上部壁から離隔されて配置される噴射板１４２ａと噴射板１４２ａの外側端から延長されて処理室１００ａの上部壁に結合される側壁１４２ｂを有している。噴射板１４２ａはウェーハＷと類似の直径を有しており、上下方向に貫通された複数のホールが形成されている。上述した構造によって、処理室１００ａの上部壁及びシャワーヘッド１４２の間には工程ガスが導入する空間１４３が提供されている。ガス供給管１４６、１４８は外部のガス貯蔵部(図示しない)から工程ガスを上述した空間１４３内に供給している。ガス供給管１４６、１４８は複数個が提供されており、それぞれのガス供給管１４６、１４８は互いに異なっている種類の工程ガスを供給している。それぞれのガス供給管１４６、１４８にはその内部を開閉する開閉バルブ１４６ａ、１４８ａと、供給される工程ガスの流量を調節する流量調節機１４６ｂ、１４８ｂが設けられることができる。
【００３１】
プラズマ発生部材２００はプラズマソース２２０とこれらを制御する制御器２４０とを有している。プラズマソース２２０では容量性結合プラズマ２２０ａと誘導結合型プラズマ２２０ｂが提供されている。容量性結合プラズマ２２０ａは上部電極１４２’に連結されており、高周波を印加する高周波発生器２２２ａが設けられた第１高周波ライン２２３ａと下部電極１２０’に連結されており、高周波を印加する高周波発生器２２４ａが設けられた第２高周波ライン２２５ａを有している。支持部材１２０内には下部電極１２０’が提供されており、シャワーヘッド１４２は金属材質からなって上部電極１４２’として機能している。誘導結合型プラズマ２２０ｂは工程チャンバ１００の外側に設けられるコイル２２６ｂを有している。コイル２２６ｂの一端にはコイル２２６ｂに高周波を印加する高周波発生器２２２ｂが設けられた高周波ライン２２３ｂが連結されており、他端には接地ライン２２８ｂが連結されている。
【００３２】
制御器２４０は工程進行の時に選択されたプラズマソース２２０のみが使用されるようにプラズマソース２２０ａ、２２０ｂを制御している。制御器２４０は工程進行のうち容量性結合プラズマ２２０ａと誘導結合型プラズマ２２０ｂのうちより選択されたいずれか一つのプラズマソースが使用されており、一定の時間が経過されれば、他の一つのプラズマソースが使用されるようにプラズマソース２２０を制御している。選択的に工程進行のうちいずれか一つのプラズマソースのみが続いて用いられることができる。
【００３３】
図４乃至図６はそれぞれプラズマ処理装置１ｂ、１ｃ、１ｄの他の例を示す。図４乃至図６では図面の簡略化のために上部電極１４２’及び下部電極１２０’を有する工程チャンバ１００は概略的に示していた。下ではプラズマ発生部材２００の構造を中心として簡略に説明する。
【００３４】
図４はプラズマソース２２０として、容量性結合プラズマ２２０ａとプラズマタイプ２２０ｃを有するプラズマ処理装置１ｂの構造を概略的に示す。容量性結合プラズマ２２０ａは上部電極１４２’に連結されており、高周波を印加する高周波発生器２２２ａが設けられた第１高周波ライン２２３ａと下部電極１２０’に連結されており、高周波を印加する高周波発生器２２４ａが設けられた第２高周波ライン２２５ａを有している。プラズマタイプ２２０ｃは上部電極１４２’に連結されており、高周波を印加する高周波発生器２２２ｃが設けられた高周波ライン２２３ｃと下部電極１２０’に連結されており、接地される接地ライン２２５ｃを有している。接地ライン２２５ｃにはオン/オフ（ｏｎ／ｏｆｆ）スイッチ２２４ｃが設けられている。
【００３５】
制御器２４０は工程進行の時選択されたプラズマソースが使用されるようにプラズマソース２２０ａ、２２０ｃを制御している。容量性結合プラズマ２２０ａによって工程ガスからプラズマが生成される場合、接地ライン２２５ｃでスイッチ２２４ｃはオフされ、プラズマタイプ２２０ｃによって工程ガスからプラズマが生成される場合、スイッチ２２４ｃはオンされる。
【００３６】
図５はプラズマソース２２０としてプラズマタイプ２２０ｃと反応イオンプラズマ２２０ｄとを有するプラズマ処理装置１ｃの構造を概略的に示す。プラズマタイプ２２０ｃは上部電極１４２’に連結されており、高周波を印加する高周波発生器２２２ｃが設けられた高周波ライン２２３ｃと下部電極１２０’に連結されており、接地される接地ライン２２５ｃを有している。接地ライン２２５ｃにはオン／オフ（ｏｎ／ｏｆｆ）スイッチ２２４ｃが設けられている。反応イオンプラズマ２２０ｄは下部電極１２０’に連結されており、高周波を印加する高周波発生器２２４ｄが設けられた高周波ライン２２５ｄと上部電極１４２’に連結されており、接地される接地ライン２２２ｄを有している。接地ライン２２２ｄにはオン／オフスイッチ２２５ｄが設けられている。制御器２４０は工程進行の時選択されたプラズマソース２２０のみが使用されるようにプラズマソース２２０ｃ、２２０ｄを制御している。
【００３７】
図６はプラズマソース２２０としてリモートプラズマ２２０ｅと磁気強化反応イオンプラズマ２２０ｆを有するプラズマ処理装置１ｄの構造を概略的に示す。リモートプラズマ２２０ｅは工程チャンバ１００の外部に提供されて工程ガスが工程チャンバ１００に流入される前に工程ガスからプラズマを生成する。磁気強化反応イオンプラズマ１ｄは下部電極１２０’に連結されており、高周波を印加する高周波発生器２２５ｆが設けられた高周波ライン２２４ｆと上部電極１４２’に連結されており、接地される接地ライン２２２ｆを有している。接地ライン２２２ｆにはオン／オフスイッチ２２３ｆが設けられている。工程チャンバ１００の外側には磁石２２６ｆが提供されている。
【００３８】
上述した図３乃至図６では２つのプラズマソース２２０を有するプラズマ処理装置１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの例を一部示した。しかし、上述した例の以外に本発明においてプラズマ処理装置１に提供されるプラズマソース２２０の組み合わせは非常に多様に変化されることができる。また、プラズマ処理装置１には３つ以上のプラズマソース２２０が提供されることができる。
【００３９】
本発明によれば、一つのプラズマ処理装置１に複数のプラズマソース２２０が提供されているので、本発明のプラズマ処理装置１は多様な工程に使用することができる。例えば、図３のプラズマ処理装置１ａの使用の時、プラズマソース２２０として容量性結合プラズマ２２０ａが適する工程だけでなく、誘導結合型プラズマ２２０ｂが適する工程で使用可能である。
【００４０】
また、本発明によれば、工程進行の時、プラズマソース２２０の変化が可能なので、工程ガスの種類、工程圧力、工程温度などとともにプラズマソース２２０の種類も工程変数として作用する。したがって、選択可能な変数の増加によって工程効率をさらに向上させることができる。
【００４１】
次にはプラズマ処理装置１を利用してエッチング工程を実行する方法の一例を説明する。エッチング工程はウェーハＷ上に蒸着された膜にホールパターンまたはラインパターンを形成する。工程に影響がない時点ではエッチング率が高いプラズマソースを使用してエッチング工程を実行し、工程に大きく影響を及ぼす時点ではエッチング率が低いプラズマソースを使用してエッチング工程を実行する。また、ウェーハＷに蒸着された膜にディープコンタクトホール（ｄｅｅｐ  ｃｏｎｔａｃｔ  ｈｏｌｅ）を形成する場合、初めには工程にかかる時間を短縮するようにエッチング率が高いプラズマソースを使用してエッチング工程を実行し、以後には微細チューニング（ｆｉｎｅ  ｔｕｎｎｉｎｇ）ができるようにエッチング率が低いプラズマソースを使用してエッチング工程を実行する。これはエッチングされる膜が単一膜の場合だけでなく、複数の膜をエッチングする場合にも適用される。
【００４２】
図７は図３のプラズマ処理装置１ａを使用してウェーハＷに蒸着された酸化膜２２にディープコンタクトホール２３を形成する場合、工程時点に応じて用いられるプラズマソース２２０の例を示す。図７に示したように、初めにはエッチング率が高い誘導結合型プラズマ２２０ｂをプラズマソース２２０として使用する。以後にはエッチング率が低い容量性結合プラズマ２２０ａをプラズマソース２２０として使用する。工程進行の中、上述したプラズマソース２２０の変化とともに、工程圧力、工程温度、工程ガス、高周波印加時間、高周波電力の大きさなど工程に影響を及ぼす他の変数も変化されることができる。
【００４３】
また、エッチングされる膜が複数の膜の場合、エッチングされる膜の種類に応じてプラズマソース２２０を変化して工程を進行することができる。例えば、図３のプラズマ処理装置１ａを使用してウェーハＷに蒸着された酸化膜２２とポリ膜２４にコンタクトホール２３を形成する場合、図８に示したように、ポリ膜２４エッチングの時には誘導結合型プラズマ２２０ｂを使用して工程を実行し、酸化膜２２エッチングの時には容量性結合プラズマ２２０ａを使用して工程を実行することができる。工程進行の中、上述したプラズマソース２２０の変化とともに、工程圧力、工程温度、工程ガスなど工程に影響を及ぼす他の変数も変化されることができる。例えば、ポリ膜２４をエッチングする場合、工程ガスにアルゴン（Ａr）、ヘリウム（Ｈｅ）、またはＣＦ４などが使用され、酸化膜２２をエッチングする場合、工程ガスとして塩素（Ｃl２）、ＳＦ６、酸素（Ｏ２）、またはヘリウム（Ｈｅ）などが用いられることができる。
【００４４】
上述した例は工程を実行する方法の一例を示す。用いられるプラズマソース２２０の順序または種類などはプラズマソース２２０の以外の工程変数に応じて多様に変化されることができる。
【００４５】
図９は本発明の他の実施形態においてプラズマ処理装置３６０を有する半導体製造設備３００を概略的に示す図である。図９を参照すれば、半導体製造設備３００はトランスファチャンバ３２０、ロードロックチャンバ３４０、及び複数のプラズマ処理装置３６０を有している。トランスファチャンバ３２０は中央に配置されており、その内部にはウェーハＷを移送するロボット３２２が設けられている。トランスファチャンバ３２０のまわりにはロードロックチャンバ３４０とプラズマ処理装置３６０が提供されている。この外に、ウェーハＷに一連の工程を続いて実行するように他の工程を実行する装置がさらに提供されることができる。例えば、半導体製造設備３００がエッチング工程を実行する設備の場合、プラズマ処理装置３６０の以外にアッシング（ａｓｈｉｎｇ）工程を実行する装置３８０、またはウェットストリップ（ｗｅｔ  ｓｔｒｉｐ）工程を実行する装置３９０などがさらに提供されることができる。また、トランスファチャンバ３２０のまわりには現像工程を実行する装置（図示しない）がさらに提供されることができる。
【００４６】
プラズマ処理装置３６０のそれぞれには一つのプラズマソースが提供されており、プラズマ処理装置３６０の間には異なっている種類のプラズマソースが提供されている。一例によれば、半導体製造設備３００には第１プラズマ処理装置３６０ａ、第２プラズマ処理装置３６０ｂ、アッシング装置３８０、及びウェットストリップ装置３９０が時計方向に順次にトランスファチャンバ３２０のまわりに提供されている。半導体製造設備３００はウェーハＷに蒸着された膜にホールパターンまたはラインパターンなどを形成するためにエッチング工程を実行する。第１プラズマ処理装置３６０ａはプラズマソースとして誘導結合型プラズマを有しており、第２プラズマ処理装置３６０ｂはプラズマソースとして容量性結合プラズマを有している。ウェーハＷはロードロックチャンバ３４０ａを通じて設備内に流入される。トランスファチャンバ３２０内の移送ロボット３２２によってウェーハＷは第１プラズマ処理装置３６０ａ、第２プラズマ処理装置３６０ｂ、アッシング装置３８０、及びウェットストリップ装置３９０を順次に移動し、工程が完了すれば、ロードロックチャンバ３４０ｂを通じて設備外部に流出される。
【００４７】
コンタクトホールを形成しようとする膜が単一膜（例えば、酸化膜）の場合、初期にはウェーハＷを第１プラズマ処理装置３２０ａに移送する。第１プラズマ処理装置３６０ａにおいてウェーハＷはエッチング率が高い誘導結合型プラズマをプラズマソースとしてエッチングされる。一定の時間が経過すれば、ウェーハＷを第２プラズマ処理装置３６０ｂに移送する。第２プラズマ処理装置３６０ｂにおいてウェーハＷはエッチング率が低い容量性結合プラズマをプラズマソースとしてエッチングされる。コンタクトホールを形成しようとする膜が複数の膜の場合でも上述と同様に適用されることができる。
【００４８】
選択的に複数の膜にコンタクトホールを形成しようとする場合、エッチングされる膜の種類に応じて異なっているプラズマ処理装置でエッチング工程が実行されることができる。例えば、エッチングしようとする膜がポリ膜と酸化膜の場合、第１プラズマ処理装置３６０ａでポリ膜のエッチングが行われ、以後第２プラズマ処理装置３６０ｂで酸化膜のエッチングが行われることができる。
【００４９】
上述した図９の実施形態では２つのプラズマ処理装置が提供された場合を例としてあげて説明した。しかし、これと異なり、プラズマ処理装置は３つ以上が提供されることができ、プラズマソースも上述した例と異なり、多様に変化されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１Ａ】一般的に用いられているプラズマ処理装置の多様な例を示す図である。
【図１Ｂ】一般的に用いられているプラズマ処理装置の多様な例を示す図である。
【図１Ｃ】一般的に用いられているプラズマ処理装置の多様な例を示す図である。
【図１Ｄ】一般的に用いられているプラズマ処理装置の多様な例を示す図である。
【図１Ｅ】一般的に用いられているプラズマ処理装置の多様な例を示す図である。
【図１Ｆ】一般的に用いられているプラズマ処理装置の多様な例を示す図である。
【図１Ｇ】一般的に用いられているプラズマ処理装置の多様な例を示す図である。
【図２】本発明のプラズマ処理装置の一実施形態を概略的に示す図である。
【図３】図２のプラズマ処理装置の一例を示す図である。
【図４】図２のプラズマ処理装置の他の例を示す図である。
【図５】図２のプラズマ処理装置の他の例を示す図である。
【図６】図２のプラズマ処理装置の他の例を示す図である。
【図７】酸化膜をエッチングする場合に用いられるプラズマソースの一例を示す図である。
【図８】ポリ膜と酸化膜をエッチングする場合に用いられるプラズマソースの一例を示す図である。
【図９】プラズマ処理装置を有する半導体製造設備の一例を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１００  工程チャンバ
１２０，１２０’  支持部材（下部電極）
１４２，１４２’  シャワーヘッド（上部電極）
２００  プラズマ発生部材
２２０  プラズマソース
３００  半導体製造設備
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
2007103944.tif 000004
【図１Ｃ】
2007103944.tif 000005
【図１Ｄ】
2007103944.tif 000006
【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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