等離子體處理方法及等離子體處理裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術涉及等離子體處理方法及等離子體處理裝置。在陰極耦合方式中，盡可能防止在陽極側的電極上附加沉積膜而對后續(xù)工序造成影響，并盡量提高處理的均勻性。將被處理基板（Ｗ）載置在下部電極的基座（１６）上，并由高頻電源（３０）施加等離子體生成用的高頻。將在基座（１６）的上方與它平行相對配置的上部電極（３４）經由環(huán)狀的絕緣體（３５）在電氣浮起的狀態(tài)下安裝在腔室（１０內。在上部電極（３４）的上面和腔室（１０）的頂棚之間的空間（５０）中設置電容可變的可變電容器（８６）。根據(jù)處理條件由電容控制部（８５）改變可變電容器（８６）的電容，對上部電極（３４）的接地電容進行切換。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及對被處理基板實施等離子體處理的技術，尤其涉及電 容耦合型的等離子體處理裝置及等離子體處理方法。
技術介紹
在半導體器件或FPD (Flat Panel Display:平板顯示器)的制造工 藝中的蝕刻、沉積、氧化和濺射等的處理中，為了在處理氣體中以比 較低的溫度進行良好的反應經常利用等離子體。在現(xiàn)有技術中，在枚 頁式的等離子體處理裝置、尤其是等離子體蝕刻裝置中，電容耦合型 的等離子體處理裝置已成為主流。一般來說，電容耦合型的等離子體處理裝置在作為真空腔室來形 成的處理容器內平行地配置有上部電極和下部電極，在下部電極之上 載置被處理基板(半導體晶片、玻璃基板等)，在兩電極的任何一方施 加高頻電壓。憑借由該高頻電壓在兩電極之間形成的電場使電子加速， 由電子與處理氣體的碰撞電離產生等離子體，由等離子體中的自由基 和離子在基板表面上實施需要的微細加工(例如蝕刻加工)。這里，由 于施加了高頻率的一側電極經由匹配器內的隔離電容器(blocking capacitor)連接到高頻電源上，就作為陰極(cathode)(陰極)來工作。在支承基板的下部電極上施加高頻率來將它當作陰極的陰極耦合 方式，通過利用在下部電極上產生的自身偏置電壓來將等離子體中的 離子幾乎垂直地引入到基板上，有可能進行各向異性蝕刻。另外，陰 極耦合方式，在聚合物等的沉積物(堆積沉淀物、以下簡稱為沉積) 容易付著在上部電極上的工藝中，還有憑借入射到上部電極上的離子 的轟擊即濺射能夠除去沉積膜(附加有氧化膜的話也一樣)的優(yōu)點。專利文獻l日本特開平6-283474使用陰極耦合方式的現(xiàn)有電容耦合型等離子體處理裝置， 一般來 說將不施加高頻率電壓的陽極側的上部電極直流接地。通常，由于處 理容器由鋁或不銹鋼等的金屬組成并被安全接地，能夠通過處理容器 將上部電極作為接地電位，所以采用將上部電極直接附加在處理容器 的頂棚上來組成一體的結構或采用將處理容器的頂棚原封不動地作為 上部電極加以利用的結構。然而，隨著近年來半導體制造工藝中設計規(guī)則的微細化，要求在 低壓下的高密度的等離子體，在電容耦合型等離子體處理裝置中，高頻率電的頻率逐漸變高，最近，標準使用40MHz以上的頻率。然而， 頻率變高的話，它的高頻電流在電極的中心部分聚集，在兩電極之間 的處理空間中生成的等離子體的密度，在電極中心部側也比在電極邊 緣部側高，工藝的面內均勻性降低的問題加大。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術就是鑒于上述現(xiàn)有技術的問題點而提出的，其第一個目的 是提供在陰極耦合方式中，盡可能防止在陽極側的電極上附加沉積膜 而對后續(xù)工序造成影響，并盡量提高處理的均勻性的等離子體處理方 法及等離子體處理裝置。另外，本專利技術的第二個目的是提供一種等離子體處理方法及等離 子體處理裝置，該等離子體處理方法及等離子體處理裝置通過重復等 離子體處理的次數(shù)，即使在處理容器內的處理環(huán)境中產生隨時間的變 化也能夠穩(wěn)定地保證處理的均勻性。為了達到上述第一個目的，本專利技術的第一種等離子體處理方法，其特征在于在可真空的、接地的處理容器內，隔開規(guī)定的間隔平行 配置第一電極和第二電極，由第二電極支承被處理基板使其與上述第 一電極相對，對上述處理容器內進行真空排氣達到規(guī)定的壓力，向上 述第一電極、上述第二電極和上述處理容器的側壁之間的處理空間提 供所希望的處理氣體，并且在上述第二電極上施加第一高頻，由在上 述處理空間中生成的等離子體對上述基板實施所希望的處理，其中， 經由絕緣體或空間將上述第一 電極安裝在上述處理容器內，并且經由 靜電電容可變的靜電電容可變部電氣地連接到接地電位上，根據(jù)對上5200910173200.6述基板實施等離子體處理的處理條件，切換上述靜電電容可變部的靜另外，本專利技術的第一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括可真空排氣的、接地的處理容器；經由絕緣物或空間安裝在上述處理 容器內的第一電極；電氣地連接在上述第一 電極和接地電位之間的靜 電電容可變的靜電電容可變部；在上述處理容器內隔開規(guī)定的間隔與 上述第一電極平行配置，并與上述第一電極相對，支承被處理基板的 第二電極；向上述第一電極、上述第二電極和上述處理容器的側壁之 間的處理空間提供所希望的處理氣體的處理氣體供給部；為了在上述 處理空間生成上述處理氣體的等離子體，在上述第二電極上施加第一 高頻的第一高頻供電部；以及根據(jù)對上述基板實施的等離子體處理的 處理條件，切換上述靜電電容可變部的靜電電容的靜電電容控制部。在本專利技術所采用的電容耦合型的結構中，如果將來自高頻電源的 高頻施加在第二電極上，則由第二電極和第一電極之間的高頻放電及 第二電極與處理容器的側壁(內壁)之間的高頻放電，在處理空間內 生成處理氣體的等離子體，所生成的等離子體向四方尤其是向上方及 半徑方向外側擴散，等離子體中的電子電流通過第一電極或處理容器 側壁等流向大地。這里，通過根據(jù)該等離子體處理的處理條件，切換靜電電容可變 部的靜電電容，能夠從高電容(低阻抗)到低電容(高阻抗)任意地 切換第一電極的周圍的靜電電容或接地電容。尤其是，高電容(低阻 抗)接地的模式，使在等離子體的電子電流中、在第一電極和第二電 極之間流過的比例變大，能夠增強針對第一電極的離子的濺射效果， 所以對于聚合物等沉積膜容易付著在第二電極上的處理是有利的。另 外，低電容(高阻抗)接地的模式，使在等離子體的電子電流中、在 第一電極和處理容器的側壁之間流過的比例變大，能夠使等離子體密 度的空間分布向半徑方向外側擴展，所以適用于重視處理的均勻性的 處理和即使沉積膜付著在第二電極上也沒有問題的處理(例如最終工 序的處理)。另外，還可以在第二電極上施加比第一高頻的頻率低的第二高頻、 或在第一電極上施加所希望的直流電壓。為了達到上述第二個目的，本專利技術的第二種等離子體處理方法， 其特征在于在可真空的、接地的處理容器內，隔開規(guī)定的間隔平行 配置第一電極和第二電極，由第二電極支承被處理基板使其與上述第 一電極相對，對上述處理容器內進行真空排氣達到規(guī)定的壓力，向上 述第一電極、上述第二電極和上述處理容器的側壁之間的處理空間提 供所希望的處理氣體，并且在上述第二電極上施加第一高頻，由在上 述處理空間中生成的等離子體對上述基板實施所希望的處理，其中， 經由絕緣體或空間將上述第一電極安裝在上述處理容器內，并且經由 靜電電容可變的靜電電容可變部電氣地連接到接地電位上，根據(jù)實施 等離子體處理的上述基板的處理片數(shù)切換上述靜電電容可變部的靜電另外，本專利技術的第二種等離子體處理裝置，其特征在于，包括 可真空排氣的、接地的處理容器；經由絕緣物或空間安裝在上述處理 容器內的第一 電極；電氣地連接在上述第一 電極和接地電位之間的靜 電電容可變的靜電電容可變部；在上述處理容器內隔開規(guī)定的間隔與 上述第一電極平行配置，并與上述第一電極相對，支承被處理基板的 第二電極；向上述第一電極、上述第二電極和上述處理容器的側壁之 間的處理空間提供所希望的處理氣體的處理氣體供給部；為了在上述 處理空間生成上述處理氣體的等離子體，在上述第二電極上施加第一 高頻的第一高頻供電部；以及根據(jù)實施等離子體處理的上述基板的處 理片數(shù)切換上述靜電電容可變部的靜電電容的靜電電容控制部。在上述的第二種方法或裝本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括：　可真空排氣的、接地的處理容器；　經由絕緣物或空間安裝在所述處理容器內的第一電極；　靜電電容可變部，該靜電電容可變部電氣地連接在所述第一電極和接地電位之間，在設置于所述第一電極與所述處理容器的側 壁之間的環(huán)狀絕緣體中形成有環(huán)狀的液體收容室，經由配管從所述處理容器的外面向所述液體收容室導入具有規(guī)定的介電常數(shù)的液體或者從所述液體收容室向所述處理容器的外面導出具有規(guī)定的介電常數(shù)的液體，從而使靜電電容可變；　在所述處理容器內隔開規(guī)定的間隔 與所述第一電極平行配置，并與所述第一電極相對，支承被處理基板的第二電極；　向所述第一電極、所述第二電極和所述處理容器的側壁之間的處理空間提供所希望的處理氣體的處理氣體供給部；　為了在所述處理空間生成所述處理氣體的等離子體，在所述第二電極 上施加第一高頻的第一高頻供電部；以及　根據(jù)被實施等離子體處理的所述基板的等離子體處理的處理條件或者所述基板的處理片數(shù)切換所述靜電電容可變部的靜電電容的靜電電容控制部。

【技術特征摘要】
JP 2006-3-30 2006-0929391.一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括可真空排氣的、接地的處理容器；經由絕緣物或空間安裝在所述處理容器內的第一電極；靜電電容可變部，該靜電電容可變部電氣地連接在所述第一電極和接地電位之間，在設置于所述第一電極與所述處理容器的側壁之間的環(huán)狀絕緣體中形成有環(huán)狀的液體收容室，經由配管從所述處理容器的外面向所述液體收容室導入具有規(guī)定的介電常數(shù)的液體或者從所述液體收容室向所述處理容器的外面導出具有規(guī)定的介電常數(shù)的液體，從而使靜電電容可變；在所述處理容器內隔開規(guī)定的間隔與所述第一電極平行配置，并與所述第一電極相對，支承被處理基板的第二電極；向所述第一電極、所述第二電極和所述處理容器的側壁之間的處理空間提供所希望的處理氣體的處理氣體供給部；為了在所述處理空間生成所述處理氣體的等離子體，在所述第二電極上施加第一高頻的第一高頻供電部；以及根據(jù)被實施等離子體處理的所述基板的等離子體處理的處理條件或者所述基板的處理片數(shù)切換所述靜電電容可變部的靜電電容的靜電電容控...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：松本直樹，輿水地鹽，巖田學，田中諭志，
申請(專利權)人：東京毅力科創(chuàng)株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：JP[日本]