JP4319514B2 - Plasma processing apparatus having high frequency power supply with sag compensation function - Google Patents
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Description
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。 The present invention relates to a plasma processing apparatus, and more particularly to a plasma processing apparatus suitable for performing an etching process on a sample such as a semiconductor element substrate by using plasma and applying a high frequency voltage to the sample.
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。
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。 An object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus suitable for high-speed and high-precision etching processing.
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。 In order to achieve the above object, a high-frequency applying means is used in which a high-frequency voltage waveform generated in a material to be processed is rectangular. A high-frequency power source that oscillates a rectangular wave is processed via a high-frequency voltage waveform control circuit (sag compensation circuit) that changes the absolute value of at least one of the positive and negative voltages of the rectangular high-frequency voltage over time. It connected to the electrode which mounts material. The high-frequency voltage waveform control circuit (sag compensation circuit) is automatically controlled with respect to the monitored amount so that a rectangular wave is applied to the material to be processed. Thereby, a rectangular high frequency voltage is applied to the material to be processed. Ions incident on the wafer, which is the material to be processed, are accelerated by electrolysis in an ion sheath formed on the wafer. Electric field in the ion sheath is related to the thickness of the potential difference and the ion sheath between the plasma potential and wafer potential on the ion sheath. When a rectangular high-frequency voltage is applied to the wafer, low energy ions are incident on the wafer during a period in which a positive voltage is applied, and high energy ions are incident on the wafer in a period in which a negative voltage is applied. Therefore, by changing the duty ratio of the rectangular high-frequency voltage, the ratio of high energy ions and low energy ions incident on the wafer can be changed. As a result, high-speed and high-precision etching can be performed.
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。
According to the present invention, the absolute value of the high frequency voltage increases with time, and a voltage waveform that switches between a positive voltage and a negative voltage is applied to the
以下、本発明の第1の実施例を図1〜図12により説明する。 A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
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。
FIG. 1 shows a magnetic field UHF etching apparatus which is an embodiment of the plasma processing apparatus of the present invention. After the pressure inside the
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。
The
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。
FIG. 2 shows a circuit configuration example of the matching
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。
FIG. 3 shows a high-frequency voltage waveform applied to the
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。
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
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。
As described above, the absolute value of the high-frequency voltage increases with time, and a voltage waveform that switches between a positive voltage and a negative voltage is applied to the
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。
FIG. 11 shows a voltage waveform on the
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。
In each of the above embodiments, the case where a high frequency voltage is applied to the
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。
In the above embodiment, the matching
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。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this figure, the same reference numerals as those in FIG. The difference between FIG. 1 and FIG. 1 will be described below. The rectangular high-
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。
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this figure, the same reference numerals as those in FIG. The difference between this figure and FIGS. 1 and 2 will be described below. The rectangular high
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
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。 FIG. 18 shows the sag amount dependency of the ion energy distribution. FIG. 18B shows a wafer voltage waveform in which sag compensation is performed and the sag amount ratio is changed from 0% to 13% at the wafer potential. FIG. 18A shows the measurement result of the ion energy distribution at each sag amount ratio. Shown in three dimensions. As the sag amount ratio increases, the high energy side peak ion amount PH decreases. FIG. 19 shows the dependence of the high energy peak ratio on the sag amount ratio. In order to achieve a high energy peak ratio of 80% or more and an ion energy distribution close to a single color, the sag amount ratio must be 10% or less.
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。
In the above embodiment, the frequency of the rectangular high
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。 In the above embodiment, the etching apparatus using the magnetic field UHF discharge has been described as an example. A dry etching apparatus using a coupled discharge has the same effect. In each of the above embodiments, the etching apparatus has been described. However, other plasma processing apparatuses that perform plasma processing, such as a plasma CVD apparatus, an ashing apparatus, and a surface modification apparatus, have similar operational effects.
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。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
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。 Plasma generating means for generating plasma in the processing chamber; means for applying a high-frequency voltage to the material to be processed; a processing chamber to which an evacuation device is connected and whose inside can be decompressed; a gas supply device to the processing chamber; In a plasma processing apparatus comprising a substrate electrode disposed in the vacuum processing chamber and having a surface coated with a dielectric to place a material to be processed, and a substrate bias power supply circuit for supplying a substrate bias voltage to the substrate electrode,
The substrate bias power supply circuit is configured as a rectangular high-frequency power supply that has a high-frequency power supply circuit and a high-frequency voltage waveform control circuit and outputs a rectangular high-frequency voltage of a substantially rectangular wave,
The high-frequency voltage waveform control circuit includes a series circuit of a diode and a variable capacitor connected between output terminals of the high-frequency power supply circuit, and a clip circuit including a semiconductor element connected in parallel to the variable capacitor, The diode, the variable capacitor, and the semiconductor element remove a voltage whose absolute value of the positive or negative voltage of the high-frequency voltage waveform output from the high-frequency power circuit is not less than an arbitrary DC voltage , and An operation for changing the DC voltage by changing the capacitance of the variable capacitor and causing the absolute value of the output voltage of the high-frequency voltage waveform control circuit to increase with time ,
A plasma processing apparatus, wherein a high-frequency voltage waveform generated in the material to be processed by the operation is controlled to be a voltage waveform that repeats a positive constant voltage and a negative constant voltage in a given cycle.
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。 Plasma generating means for generating plasma in the processing chamber; means for applying a high-frequency voltage to the material to be processed; a processing chamber to which an evacuation device is connected and whose inside can be decompressed; a gas supply device to the processing chamber; In a plasma processing apparatus comprising a substrate electrode disposed in the vacuum processing chamber and having a surface coated with a dielectric to place a material to be processed, and a substrate bias power supply circuit for supplying a substrate bias voltage to the substrate electrode,
The substrate bias power supply circuit is configured as a rectangular high-frequency power supply that has a high-frequency power supply circuit and a high-frequency voltage waveform control circuit and outputs a rectangular high-frequency voltage of a substantially rectangular wave,
The high frequency voltage waveform control circuit includes a series circuit of the high frequency power supply circuit connected to a diode and a variable capacitance capacitor between the output terminals of the clip circuit composed of semiconductor elements connected in parallel to said variable capacitor, The diode, the variable capacitor, and the semiconductor element remove a voltage whose absolute value of the positive or negative voltage of the high-frequency voltage waveform output from the high-frequency power circuit is not less than an arbitrary DC voltage , and varying the DC voltage by varying the capacitance of the variable capacitor and said <br/> be controlled so that rise to slope increases with time to the absolute value of the output voltage of the high frequency voltage waveform control circuit Plasma processing equipment.
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。 The plasma processing apparatus according to claim 1 or 2 ,
The plasma processing apparatus , wherein the high-frequency power supply circuit includes a rectangular wave high-frequency power supply or a DC power supply and a switching circuit (chopper circuit) .
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。 The plasma processing apparatus according to claim 3 , wherein
A plasma processing apparatus, wherein a switching element of the switching circuit (chopper circuit) is formed of any of a thyristor, a GTO (Gate Turn-Off thyristor), an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), a MOSFET, and a power transistor. .
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。 In the plasma processing apparatus according to claim 1 or 2 ,
The plasma processing apparatus , wherein the high frequency power supply circuit can vary a duty ratio of an output rectangular wave .
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。 The plasma processing apparatus according to claim 1 or 2 ,
The plasma processing apparatus , wherein the high-frequency power supply circuit comprises a sine wave output power supply .
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。 The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The plasma processing apparatus , wherein the high frequency power supply circuit has an output frequency of 10 kHz to 4 MHz .
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。 The plasma processing apparatus according to claim 1 or 2 ,
The high-frequency voltage waveform control circuit (sag compensation circuit) can monitor the current of the wafer mounting electrode, the voltage generated in the processing target material, the current flowing into the processing target material, the voltage of the wafer mounting electrode, At least one of the power applied to the processing material and the output power of the high-frequency power source is detected, and the absolute value of at least one of the positive and negative voltages of the rectangular high-frequency voltage is detected with respect to the monitoring amount. A plasma processing apparatus having a function of controlling the high-frequency voltage waveform generated in the material to be processed to be approximately rectangular, which increases with time .
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