(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室内部にプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、被処理材に高周波電圧を印加する手段と、真空排気装置が接続され内部を減圧可能な処理室と、前記処理室内へのガス供給装置と、前記真空処理室内に配置され被処理材を載置するため表面を誘電体で被覆された基板電極と、前記基板電極に基板バイアス電圧を供給する基板バイアス電源回路とから成るプラズマ処理装置において、
前記基板バイアス電源回路が、高周波電源回路と高周波電圧波形制御回路を有し概略矩形波の矩形高周波電圧を出力する矩形高周波電源として構成され、
前記高周波電圧波形制御回路は、前記高周波電源回路の出力端子間に接続されたダイオードと可変容量コンデンサの直列回路と、該可変容量コンデンサに並列に接続された半導体素子からなるクリップ回路を有し、前記ダイオードと前記可変容量コンデンサと前記半導体素子により、前記高周波電源回路から出力された高周波電圧波形の正側あるいは負側の電圧の絶対値がそれぞれ任意のＤＣ電圧以上の電圧を除去するとともに、前記可変容量コンデンサの容量を可変することにより前記ＤＣ電圧を変化させて高周波電圧波形制御回路の出力電圧の絶対値に時間とともに増加する傾きを生じさせる操作を行い、
前記操作により前記被処理材に発生する高周波電圧波形が与えられた周期で正の一定電圧と負の一定電圧を繰り返すような電圧波形となるように制御する
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
処理室内部にプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、被処理材に高周波電圧を印加する手段と、真空排気装置が接続され内部を減圧可能な処理室と、前記処理室内へのガス供給装置と、前記真空処理室内に配置され被処理材を載置するため表面を誘電体で被覆された基板電極と、前記基板電極に基板バイアス電圧を供給する基板バイアス電源回路とから成るプラズマ処理装置において、
前記基板バイアス電源回路が、高周波電源回路と高周波電圧波形制御回路を有し概略矩形波の矩形高周波電圧を出力する矩形高周波電源として構成され、
前記高周波電圧波形制御回路は、前記高周波電源回路の出力端子間に接続されたダイオードと可変容量コンデンサの直列回路と、該可変容量コンデンサに並列に接続された半導体素子からなるクリップ回路を有し、前記ダイオードと前記可変容量コンデンサと前記半導体素子により、前記高周波電源回路から出力された高周波電圧波形の正側あるいは負側の電圧の絶対値がそれぞれ任意のＤＣ電圧以上の電圧を除去するとともに、前記可変容量コンデンサの容量を可変することにより前記ＤＣ電圧を変化させて高周波電圧波形制御回路の出力電圧の絶対値に時間とともに増加する傾きを生じるように制御する
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のプラズマ処理装置において、
前記高周波電源回路が、矩形波高周波電源またはＤＣ電源とスイッチング回路（チョッパ回路）から構成される
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項３記載のプラズマ処理装置において、
前記スイッチング回路（チョッパ回路）のスイッチ素子が、サイリスタ、ＧＴＯ（Gate Turn-Off thyristor）、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＭＯＳＦＥＴ、パワートランジスタのいずれかにより構成される
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載のプラズマ処理装置において、
前記高周波電源回路が、出力される矩形波のデューティ比を可変できる
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項６】
請求項１または請求項２記載のプラズマ処理装置において、
前記高周波電源回路が、正弦波出力電源から構成される
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置において、
前記高周波電源回路は、出力周波数が１０ｋＨｚ〜４ＭＨｚである
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項８】
請求項１または請求項２記載のプラズマ処理装置において、
高周波電圧波形制御回路（サグ補償回路）が、モニター量として、ウェハ載置用電極の電流、あるいは被処理材に発生する電圧、被処理材に流入する電流、ウェハ載置用電極の電圧、被処理材に印加する電力、高周波電源の出力電力の少なくともいずれか１つを検出し、該モニター量に対して、前記矩形高周波電圧の正側あるいは負側の少なくともいずれか一方の電圧の絶対値を時間とともに増加させ、被処理材に発生する高周波電圧波形が概略矩形となるように制御する機能を有する
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラズマ処理装置に係り、特に半導体素子基板等の試料を、プラズマを用いかつ試料に高周波電圧を印加して、エッチング処理を施すのに好適なプラズマ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のエッチング用プラズマ処理装置は、例えば下記特許文献１に記載のように、被処理材であるウェハを載置する電極には正弦波形の高周波電圧が印加されていた。この場合、ウェハに入射するイオンのエネルギー分布は、図１２に示すように、高エネルギー側と低エネルギー側に２つのピ−クを有するサドルピーク形状となる。高エネルギーピークのイオンはエッチングに寄与するが、低エネルギーピークのイオンはエッチングにほとんど寄与しない。正弦波形の高周波電圧を印加した場合、高エネルギー側と低エネルギー側のイオン量の比は、ほぼ１：１である。高周波電圧を変化させても、この高／低エネルギーイオン比率はほとんど変化せず、エッチング効率が良くないという問題があった。
【特許文献１】特開平５−１７４９９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、高速で高精度のエッチング処理に好適なプラズマ処理装置に提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、被処理材に発生する高周波電圧波形が矩形となる高周波印加手段を有するようにしたものである。矩形波を発振する高周波電源を、矩形高周波電圧の正側あるいは負側の少なくともいずれか一方の電圧の絶対値を、時間とともに変化させる高周波電圧波形制御回路（サグ補償回路）を介して、被処理材を載置する電極に接続した。被処理材に矩形波が印加されるように高周波電圧波形制御回路（サグ補償回路）は、モニター量に対して自動制御される。これにより被処理材には矩形高周波電圧が印加される。被処理材であるウェハに入射するイオンは、ウェハ上に形成されるイオンシース中の電解により加速される。このイオンシース中の電界は、イオンシース上のプラズマ電位とウェハ電位との電位差とイオンシースの厚さに関係している。ウェハに矩形高周波電圧を印加した場合、正電圧を印加した期間に低エネルギーイオンがウェハに入射され、負電圧を印加した期間に高エネルギーイオンがウェハに入射される。したがって、矩形高周波電圧のデューティ比を変化させることにより、ウェハに入射する高エネルギーイオンと低エネルギーイオンの比率を変化させることができる。これにより高速で高精度のエッチング処理を行うことが可能である。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、高周波電圧の絶対値が時間とともに増加し、正電圧と負電圧にスイッチングする電圧波形をウェハ載置用電極９に印加し、その結果ウェハ１０に矩形高周波電圧を発生させることにより、高効率で高精度のエッチング加工が可能となり、材料選択比が向上するという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の第１の実施例を図１〜図１２により説明する。
【実施例１】
【０００７】
図１は、本発明のプラズマ処理装置の一実施例である有磁場ＵＨＦエッチング装置を示す。容器１ａ、放電管１ｂ及び石英窓２で区画された処理室１の内部を真空排気装置（図示省略）により減圧した後、ガス供給装置（図示省略）によりエッチングガスを処理室１内に導入し、所望の圧力に調整する。また処理室１は、コイル３とヨーク４により生成される磁場領域内にある。高周波電源５から発振された、この場合４５０ＭＨｚのＵＨＦ波は、整合器６を経由して同軸導波管（ケ−ブル）７内を伝播し、アンテナ８から石英窓２を透過して処理室１内に入射される。ＵＨＦ波は磁場との相互作用により、処理室１内にプラズマを生成する。このＵＨＦ波によって生成されたプラズマより、ウェハ載置用電極９に配置されたウェハ１０がエッチング処理される。またウェハ１０のエッチング形状を制御するため、ウェハ載置用電極９には整合器１１、高周波電圧波形制御回路（サグ補償回路）１２を介して矩形高周波電源１３が接続され、高周波電圧を印加することが可能になっている。ウェハ載置用電極の高周波電圧印加部には、電極電流モニター１５が接続され、電極に発生する電流波形を測定できる。また、測定した電極電流は、高周波電圧波形制御回路（サグ補償回路）１２の制御用信号として使用している。
【０００８】
ウェハ載置用電極９は、電極表面が溶射膜（図示省略）で被覆されており、直流電源１４が接続されている。これによりウェハ１０は、溶射膜を介してウェハ載置用電極に静電吸着により固定される。また石英窓２の直下には石英製のシャワープレート２ａが設けられており、エッチングガスは石英窓２とシャワープレート２ａの間を流れ、シャワープレート２ａの中央部に設けられたガス導入口より、処理室１内に導入される。ウェハ１０直上よりエッチングガスが供給されるため、高均一のエッチング処理が可能である。また処理室１内部には、汚染防止のため石英カバー１２が設けられている。
【０００９】
図２に、ウェハ載置用電極９に接続される整合器１１、高周波電圧波形制御回路（サグ補償回路）１２および直流電源１４の回路構成例を示す。整合器１１は、インダクタおよびコンデンサで構成されているが、矩形高周波電源１３から入力される矩形電圧波形を維持するために、広帯域の周波数特性が必要である。例えば、高周波トランスによってインピーダンスを変換してもよい。高周波電圧波形制御回路（サグ補償回路）１２は、ダイオードおよびＦＥＴ等の半導体素子とコンデンサで構成されている。基本的には、正電圧および負電圧の任意の電圧で入力波形をクリップできる機能を有している。高周波電圧波形制御回路（サグ補償回路）１２には、ダイオードＤ１，Ｄ２と直列に可変容量コンデンサＶＣ１，ＶＣ２がある。ＶＣ１，ＶＣ２のコンデンサ容量によりフラットにクリップした波形から、電圧の絶対値が時間ともに増加する波形に変化できる。高周波電圧波形制御回路（サグ補償回路）１２は、図２に示す回路に限らず、例えば積分回路や位相制御回路といった、高周波電圧の絶対値が時間とともに増加するように波形整形できる回路であれば良い。また、モニター量に応じてコンデンサ容量を可変できる自動制御回路１６が、ＶＣ１，ＶＣ２に接続されている。図１では、モニター量を電極に設置した電極電流モニター１５から得られる電流としたが、例えば、モニター量を、被処理材に発生する電圧、被処理材に流入する電流、ウェハ載置用電極の電圧、処理材に印加する電力、高周波電源の出力電力のうち少なくとも１つとすれば良い。図１、図２では、電極電流波形が矩形波に最も近くなる様にＶＣ１，ＶＣ２を制御している。波形整形された高周波電圧は、直流電圧をブロッキングするコンデンサＣ２を介して、ウェハ載置用電極９に印加される。直流電源１４はインダクタＬ３を介し、ウェハ載置用電極９に接続されている。このインダクタＬ３は、直流電源１４への高周波電圧の流入を防止している。
【００１０】
図３にウェハ載置用電極９に印加される高周波電圧波形を、図４にウェハ１０での高周波電圧波形を示す。この場合、高周波電圧の周波数は４００ｋＨｚである。また図５に、矩形高周波電圧のデューティ比を変化させた場合におけるウェハ上に入射するイオンのエネルギー分布を示す。ここでデューティ比は、図４に示すように、高周波電圧波形における正電圧の印加時間Ｔ１／周期Ｔとした。デューティ比５０％の場合は、図９に示す正弦波高周波電圧を印加した場合と同じように、高エネルギー側と低エネルギー側のイオン量の比は、ほぼ１：１であるが、ディーティ比を減少させると高エネルギー側のイオン量の比率が増加し、逆にディーティ比を増加させると低エネルギー側のイオン量の比率が増加する。イオンのエネルギーが増加するほど、エッチングの反応効率（化学スパッタ率）が増加するため、高エネルギー側のイオン量が増加するほどエッチレートが増加する。また言い換えるとイオンエネルギー分布が単色化されるため、エッチング形状が垂直で高精度の加工ができる。例えばゲートエッチングにおける垂直、高精度加工である。更に被エッチング材料により、イオンエネルギーと化学スパッタ率との関係が異なるため、最適なイオンエネルギーを選択することにより、複数の被エッチング材のエッチング選択比を向上させることができる。例えば、低誘電率（Ｌｏｗ−ｋ）絶縁膜エッチングにおけるハードマスク選択比向上やゲートエッチングにおける下地の極薄酸化膜との選択比向上である。低誘電率（Ｌｏｗ−ｋ）絶縁膜エッチングにおいては、高周波電源の周波数は８００ｋＨｚとした。
【００１１】
図６に示すような矩形高周波電圧をウェハ載置用電極９に印加した場合、ウェハ１０での高周波電圧は図７に示すような波形となる。つまり高周波電圧の絶対値が時間とともに減少する（以下サグと呼ぶ）。ここでサグを図８に示すように定義する。矩形波電圧波形の振幅をＶ０（Ｖ）、サグ量をＶＳ（Ｖ）とし、サグ量比率（％）を次式で定義する。
【数１】
0004319514.tif 000002
【００１２】
図９にサグ量比率のＵＨＦ出力依存性を示す。ＵＨＦ出力を増加しプラズマ密度が増加するとサグ量比率が大きくなる。また図１０にサグ量比率の静電チャック用溶射膜等で形成されるコンデンサ容量依存性を示す。コンデンサ容量を増加させるとサグ量比率が小さくなる。以上よりサグが発生する原因は、ウェハ載置用電極９の表面に設けられた静電チャック用溶射膜等のコンデンサ容量と生成されるプラズマのプラズマ抵抗により、実効的な微分回路を構成するためといえる。微分回路におけるサグＶｓは、抵抗ＲとコンデンサＣにより一般的に
【数２】
0004319514.tif 000003
で与えられる。プラズマ抵抗を一定とした場合のサグ量比率のコンデンサ容量依存性の計算結果を図１０に示しておく。ウェハ１０での高周波電圧は図７に示すようなサグ量比率の高い波形の場合、エネルギー分布は、高エネルギーピ−ク、低エネルギーピ−クにおけるエネルギー幅が増加し、ピークでのイオン量が減少したブロードな分布となる。このため、エッチングレート、加工精度および材料選択比が減少する。このような高周波電圧の絶対値が時間とともに減少する、いわゆるサグを補償するために、高周波電圧波形制御回路（サグ補償回路）１２により高周波電圧の絶対値が時間とともに増加するように波形整形し、ウェハ載置用電極９に高周波電圧を印加することが必要である。また、エッチング処理の条件によってプラズマ抵抗は異なるため、サグ量も異なる。エッチング処理の条件によらず、ウェハ１０に図４のような矩形高周波電圧を発生させるため、高周波電圧波形制御回路（サグ補償回路）１２を自動制御しなければならない。本方式では、ウェハに発生するサグ量と相関のあるパラメータをモニター量とし、高周波電圧波形制御回路（サグ補償回路）１２を自動制御している。また、モニター量を演算処理した値を用いて高周波電圧波形制御回路（サグ補償回路）１２を自動制御しても良い。
【００１３】
以上のように、高周波電圧の絶対値が時間とともに増加し、正電圧と負電圧にスイッチングする電圧波形をウェハ載置用電極９に印加し、その結果ウェハ１０に矩形高周波電圧を発生させることにより、高効率で高精度のエッチング加工が可能となり、材料選択比が向上するという効果がある。
【００１４】
図１１に、矩形波のデューティ比Ｔ１／Ｔを５０％以上に増加させた場合のウェハ１０での電圧波形を示す。デューティ比が増加するほど、高周波電圧の直流電圧成分の絶対値Ｖｄｃが増加する。つまり正電圧が減少する。一般にプラズマ電位は正電圧となり、ウェハ１０が正電圧の時のプラズマ電位は、ウェハ１０電位＋約２０Ｖであり、負電圧の時のプラズマ電位は約２０Ｖである。処理室１は接地されているので、処理室１内面の実効的なアース部近傍にはイオンシースが形成され、イオンシースにはプラズマ電位に相当する高周波電圧が印加される。このイオンシースの電界により加速されたイオンが処理室内壁面をスパッタするために、ウェハ１０が金属汚染され、最終的にはデバイスの電気特性が劣化するという問題を生じる。また一般に、高周波電圧が印加されるウェハ１０面積／実効的ア−ス面積の比が小さいほど、高周波電圧の印加効率の指標となるＶｄｃ／Ｖｐｐ比（ここでＶｐｐは図４に示すように、高周波電圧のピーク・トウ・ピーク電圧）は大きい。ウェハ１０の直径がφ２００ｍｍからφ３００ｍｍと大口径化されることにより、ウェハ１０面積／実効的ア−ス面積の比が大きくなり、プラズマ電位が増加するため、金属汚染対策が重要となった。本実施例の場合、デューティ比が増加するほどプラズマ電位を減少できるので、金属汚染を抑制できるという効果がある。
【００１５】
また上記各実施例では、ウェハ１０に高周波電圧を印加する場合について述べたが、処理室内部に高周波電圧を印加する場合ならば、特に制限はない。例えば絶縁膜エッチング装置の場合には、ウェハ１０に対向する位置にシリコンプレートを設置し、高周波電圧を印加することにより、フロン系ガスにより生成されたプラズマ中の過剰のフッ素ラジカルを除去し、マスク選択比を向上させる。このような装置の場合には、シリコンプレートの電圧が矩形の高周波電圧波形となるようにしても同様の作用効果がある。またウェハ１０とシリコンプレートともに電圧が矩形の高周波電圧波形となるようにしても同様の効果があるし、両者の高周波電圧の周波数を同じとし、両者の電圧の位相差を制御する（特に位相差を１８０度付近とする）ことにより、より大きな効果（特にプラズマ電位の抑制効果）が得られる。特に絶縁膜エッチング装置の場合は、高出力の高周波電圧をウェハ１０に印加するので、プラズマ電位が大きくなり、処理室１側壁がスパッタされ、また処理室１下部へのプラズマ拡散するため、異物の発生等が問題となる。本実施例の場合、プラズマ電位を抑制することができるので、異物低減に効果があり、装置稼働率の向上やデバイスの歩留まりを向上させることができるという効果がある。
【００１６】
また以上の実施例では整合器１１を用いたが、プラズマ負荷との整合がある程度とれるならば、簡略化のため、整合器１１を高周波トランスとする、または整合器１１を除外しても良い。また簡略化のために、任意信号発生器と高周波パワーアンプにより、図３に示すような高周波電圧の絶対値が時間とともに増加する電圧波形をウェハ載置用電極９に印加しても同様の作用効果が得られる。上記実施例では、理想的な場合として矩形波を用いて説明したが、台形波や周波数特性のために多少の波形が乱れた類似の波形を用いてもほぼ同様の作用効果が得られる。
【実施例２】
【００１７】
本発明の第２の実施例を図１３を用いて説明する。本図において図１と同符号は同一部材を示し説明を省略する。本図が図１と異なる点を以下に説明する。矩形高周波電源１３は、ＤＣ電源１７とスイッチング回路１８（チョッパ回路）から構成される。ＤＣ電源からのＤＣ電圧出力をスイッチング素子によって高速でオン・オフを繰り返すことでパルス波形を出力できる。これより、実施例１と同様の作用効果を得ることができ、かつ矩形高周波電源の構成を簡便にできる。またスイッチング回路（チョッパ回路）１８に用いるスイッチ素子は、サイリスタ、ＧＴＯ（Ｇａｔｅ  Ｔｕｒｎ−Ｏｆｆ  ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ），ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ），ＭＯＳＦＥＴ，パワートランジスタ等を用いることができる。またこれらスイッチング素子を直列、並列化することでスイッチング周波数、耐電圧、耐電流を増加させることができ、ウェハに印加できる矩形波の周波数を数ＭＨｚ程度まで増加できる。また、スイッチング素子のオン・オフ信号を制御することにより、図３に示すような高周波電圧の絶対値が時間とともに増加する電圧波形を発生させ、ウェハ載置用電極９に印加しても実施例１と同様の作用効果が得られる。この場合、高周波電圧波形制御回路（サグ補償回路）１２は省略でき、モニター量として例えば電極電流モニター１５からの信号を使用し、スイッチング回路１８（チョッパ回路）の自動制御を行う。
【実施例３】
【００１８】
本発明の第３の実施例を図１４〜図１９を用いて説明する。本図において図１と同符号は同一部材を示し説明を省略する。本図が図１，２と異なる点を以下に説明する。矩形高周波電源１３は、正弦波出力電源１９により構成される。正弦波電源１９から出力された正弦波電圧波形を高周波電圧波形制御回路（サグ補償回路）１２でクリップし、クリップ部において電圧の絶対値が時間とともに増加する電圧波形を発生させる。これによりウェハに矩形高周波電圧波形に近い波形を印加することが可能となる。これにより、実施例１と同様の作用効果を得ることができ、かつ矩形高周波電源の構成を簡便にできる。
【００１９】
図１５（ｂ）に、実際に正弦波電圧波形をクリップしウェハにてサグ量比率０％を達成した電圧波形を示す。Ｖｐｐ７００Ｖの正弦波電圧波形に対してクリップ電圧を−４００Ｖ、−２００Ｖと変化させ、サグ補償することでウェハ電位にてサグ量比率０％となるように制御した。図１５（ａ）に各ウェハ電圧波形におけるイオンエネルギー分布の測定結果を三次元的に示す。Ｖｐｐ７００Ｖの正弦波電圧波形では高エネルギーピークと低エネルギーピークのイオン量の割合は５０％程度であるが、クリップ電圧をー４００Ｖ、−２００Ｖと設定しクリップ部のフラットな時間を長くすることで高エネルギーピークのイオン量が増加する。言い換えれば単色に近いイオンエネルギー分布とすることができる。ここで、図１６に示すように低エネルギー側のピークイオン量をＰＬ、高エネルギー側のピークイオン量をＰＨとして、高エネルギーピーク比率を
【数３】
0004319514.tif 000004
と定義する。図１７に高エネルギーピーク比率のＶｐｐ依存性を示す。理想の単色のイオンエネルギー分布は高エネルギーピーク比率が１００％であるのに対して、従来の正弦波バイアスでは高エネルギーピーク比率が５０％程度となる。図１５で示したサグ量比率０％の正弦波クリップ電圧波形では高エネルギーピーク比率を約８５％まで増加できる。
【００２０】
また、図１８にイオンエネルギー分布のサグ量比率依存性を示しておく。図１８（ｂ）にサグ補償しウェハ電位にてサグ量比率を０％から１３％まで変化させたウェハ電圧波形を示し、図１８（ａ）に各サグ量比率におけるイオンエネルギー分布の測定結果を三次元的に示す。サグ量比率が高くなると、高エネルギー側ピークイオン量ＰＨが減少している。図１９に高エネルギーピーク比率のサグ量比率依存性を示す。高エネルギーピーク比率を８０％以上とし単色に近いイオンエネルギー分布を達成するにはサグ量比率が１０％以下でなければならない。
【００２１】
以上の実施例では、矩形高周波電源１３の周波数を４００ｋＨｚ，８００ｋＨｚとしたが、交番電界へのイオンの追従性を考慮すると１０ｋＨｚから４ＭＨｚ程度が好ましく、特にイオンのウェハへの入射効率を考慮すると１００ｋＨｚから２ＭＨｚ程度が好ましい。
【００２２】
以上の実施例では有磁場ＵＨＦ放電を利用したエッチング装置を例に説明したが、他の放電（有磁場マイクロ波放電、容量結合型放電、誘導結合型放電、マグネトロン放電、表面波励起放電、トランスファー・カップルド放電）を利用したドライエッチング装置においても同様の作用効果がある。また上記各実施例では、エッチング装置について述べたが、プラズマ処理を行うその他のプラズマ処理装置、例えばプラズマＣＶＤ装置、アッシング装置、表面改質装置等についても同様の作用効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のプラズマ処理装置の一実施例である有磁場ＵＨＦエッチング装置の縦断面図。
【図２】本発明の一実施例におけるウェハ載置用電極９に接続される整合器１１、高周波電圧波形制御回路（サグ補償回路）１２および直流電源１４の回路構成説明図。
【図３】本発明の一実施例におけるウェハ載置用電極９に印加される高周波電圧波形図。
【図４】本発明の一実施例におけるウェハ１０での高周波電圧波形図。
【図５】本発明の一実施例における矩形高周波電圧のデューティ比を変化させた場合のウェハ上に入射するイオンのエネルギー分布図。
【図６】比較例としてのウェハ載置用電極９に印加する矩形高周波電圧波形図。
【図７】比較例としてのウェハ載置用電極９に矩形高周波電圧を印加した場合のウェハ１０での高周波電圧波形図。
【図８】本発明の一実施例における矩形波のサグ量の定義説明図。
【図９】本発明の一実施例におけるウェハ１０電圧波形でのサグ量比率とＵＨＦ出力の関係を示すグラフ図。
【図１０】本発明の一実施例におけるウェハ１０電圧波形でのサグ量比率とコンデンサ容量を示すグラフ図。
【図１１】本発明の一実施例における矩形波のデューティ比Ｔ１／Ｔを５０％以上に増加させた場合のウェハ１０での電圧波形図。
【図１２】従来方式における正弦波形の高周波電圧をウェハ載置用電極に印加する場合のウェハに入射するイオンのエネルギー分布説明図。
【図１３】本発明のプラズマ処理装置の一実施例である有磁場ＵＨＦエッチング装置の縦断面図。
【図１４】本発明のプラズマ処理装置の一実施例である有磁場ＵＨＦエッチング装置の縦断面図。
【図１５】正弦波電圧波形をサグ補償しクリップしたウェハ１０電圧波形と各電圧波形でのウェハ１０に入射するイオンのエネルギー分布図。
【図１６】本発明の一実施例における高エネルギーイオン比率を説明する図。
【図１７】本発明の一実施例における高エネルギーピーク比率のＶｐｐ依存性を示す図。
【図１８】正弦波電圧波形のサグ量比率を制御したウェハ１０電圧波形と各電圧波形でのウェハ１０に入射するイオンのエネルギー分布図。
【図１９】本発明の一実施例における高エネルギーピーク比率のサグ量比率の依存性を示す図。
【符号の説明】
【００２４】
１…処理室、１ａ…容器、１ｂ…放電管、２…石英窓、２ａ…シャワープレート、３…コイル、４…ヨーク、５…高周波電源、６…整合器、７…同軸導波管（ケーブル）、８…アンテナ、９…ウェハ載置用電極、１０…ウェハ、１１…整合器、１２…高周波電圧波形制御回路（サグ補償回路）、１３…矩形高周波電源、１４…直流電源、１５…電極電流モニター、１６…自動制御回路、１７…直流電源、１８…スイッチング回路（チョッパ回路）、１９…正弦波出力電源。
【図１】
0004319514.tif 000005
【図２】
0004319514.tif 000006
【図３】
0004319514.tif 000007
【図４】
0004319514.tif 000008
【図５】
0004319514.tif 000009
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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