等离子体处理装置以及等离子体处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够在步骤切换后使等离子体迅速地稳定从而能够进行适当的等离子体处理的等离子处理装置以及等离子处理方法。控制装置(16)在第一步骤中以第一能量条件来驱动高频波产生源(1)，在第二步骤中以第二能量条件来驱动高频波产生源(1)。在第一步骤与第二步骤的切换时刻之前切换从气体提供供给系统(11)向处理容器(8)内提供供给的气体的种类，将刚切换后的初始期间内的气体流量设定成比经过初始期间后的稳定期间内的气体流量大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的方式涉及一种。
技术介绍
以往，作为对半导体晶圆实施成膜处理、蚀刻处理等等离子体处理的装置，公知一种DRM(Dipole Ring Magnet:偶极环形磁体)型等离子体处理装置。该DRM型等离子体处理装置具备:处理容器，其收容半导体晶圆；以及多个圆筒型磁体，该多个圆筒型磁体环状地配置在处理容器的周围，并且以点对称的方式成对并分别竖立设置，该多个圆筒型磁体以能够同步旋转的方式与旋转驱动机构连结。各圆筒形磁体(扇形磁体)在旋转180度时磁化方向旋转一次(反转)。而且，DRM型等离子体处理装置使多个圆筒型磁体同步旋转来对处理容器内施加水平方向的磁场，对在处理容器内的载置台上水平配置的半导体晶圆实施等离子体处理(例如参照专利文献1、专利文献2)。在这样的DRM型等离子体处理装置中，按时间序列进行多种等离子体处理。在切换各等离子体处理的情况下，切换处理气体的种类和RF高频波产生源的设定值。这是因为，例如在蚀刻含有Si的防反射膜(S1-ARC)的等离子体处理工序和蚀刻非晶碳的等离子体处理工序中，各自要求的气体种类和RF高频波产生源的设定值(频率和电力)是不同的。换言之，在以往的等离子体处理装置中，在第一步骤结束时等离子体灭火，因此微粒堆积在基板上，可能会发生器件不良。器件生产商近年来实施如下一种技术:通过连续地产生等离子体来维持基板上的等离子体鞘层，抑制因微粒堆积导致的器件不良。例如，作为一个实施方式，具备处理容器、向处理容器内供给气体的气体供给系统、向处理容器内导入等离子体产生用的高频波的高频波产生源以及控制气体供给系统和高频波产生源的控制装置，其中，控制装置在第一步骤中以第一能量条件来驱动高频波产生源，在第二步骤中以第二能量条件来驱动高频波产生源。此外，已知无论在切换条件之前和之后都连续地产生等离子体的装置。专利文献1:日本特开平7-130495号公报专利文献2:日本特开2006-24775号公报
技术实现思路
_7] 专利技术要解决的问题然而，存在如下问题:在从第一步骤切换到第二步骤的情况下，进入等离子体的稳定期间需要花费时间。在等离子体不稳定的情况下，无法进行适当的处理。本专利技术是鉴于这样的问题而完成的，目的在于提供一种在步骤切换后使等离子体迅速地稳定从而能够进行适当的等离子体处理的。用于解决问题的方案为了解决上述问题，本专利技术的方式所涉及的第一等离子体处理装置的特征在于，具备:处理容器；气体供给系统，其向上述处理容器内供给气体；高频波产生源，其向上述处理容器内导入等离子体产生用的高频波；以及控制装置，其控制上述气体供给系统和上述高频波产生源，其中，上述控制装置在第一处理中以第一能量条件来驱动上述高频波产生源，在第二处理中以第二能量条件来驱动上述高频波产生源，在上述第一处理与上述第二处理的切换时刻之前切换从上述气体供给系统向上述处理容器内供给的气体的种类，将刚切换气体的种类后的初始期间内的气体流量设定成比经过上述初始期间后的稳定期间内的气体流量大。在该等离子体处理装置中，在切换高频波产生源的能量条件的切换时刻之前切换气体的种类，并且通过加大该气体的流量来迅速地排出处理容器内的第一处理的气体，使处理容器内的气体的均匀性得到改善，使压力稳定，从而能够迅速地进入等离子体稳定的稳定期间。本专利技术的方式所涉及的第二等离子体处理装置的特征在于，还具备调整上述处理容器内的气体的排气效率的排气效率调整单元，上述控制装置控制上述排气效率调整单元，以使上述初始期间内的上述处理容器内的气体的排气效率比上述稳定期间内的气体的排气效率高。在如上述那样在切换能量条件之前使气体流量大幅增加的情况下，内部的压力有时会无规律地变动，但通过提高排气效率来能够抑制所述压力的变动。本专利技术的方式所涉及的第一等离子体处理方法的特征在于，使用等离子体处理装置，该等离子体处理装置具备:处理容器；气体供给系统，其向上述处理容器内供给气体；高频波产生源，其向上述处理容器内导入等离子体产生用的高频波；以及控制装置，其控制上述气体供给系统和上述高频波产生源，该等离子体处理方法具备:以第一能量条件来驱动上述高频波产生源的第一步骤；以及以第二能量条件来驱动上述高频波产生源的第二步骤，在上述第一步骤与上述第二步骤的切换时刻之前切换从上述气体供给系统向上述处理容器内供给的气体的种类，将刚切换气体的种类后的初始期间内的气体流量设定成比经过上述初始期间后的稳定期间内的气体流量大。在该等离子体处理方法中，与上述的装置的情况同样地，在切换高频波产生源的能量条件的切换时刻之前切换气体的种类，并且通过加大该气体的流量来迅速地排出处理容器内的第一步骤的气体，使处理容器内的气体的均匀性得到改善，使压力稳定，从而能够迅速地进入等离子体稳定的稳定期间。本专利技术的方式所涉及的第二等离子体处理方法的特征在于，使上述初始期间内的上述处理容器内的气体的排气效率比上述稳定期间内的气体的排气效率高。在该等离子体处理方法中，与上述的装置的情况同样地，在切换能量条件之前使气体流量大幅增加的情况下，内部的压力有时会无规律地变动，但通过提高排气效率来能够抑制所述压力的变动。另外，本专利技术的方式所涉及的等离子体处理装置具备:处理容器；气体供给系统，其向处理容器内供给气体；高频波产生源，其向处理容器内导入等离子体产生用的高频波；排气效率调整单元，其调整处理容器内的气体的排气效率；以及控制装置，其控制气体供给系统和排气效率调整单元，在处理容器内执行的第一处理和第二处理中的上述处理容器内的设定压力不同的情况下，控制装置基于第二处理中的处理容器内的设定压力和从气体供给系统供给的气体的设定流量来设定与该设定压力及该设定流量的值具有相关关系的排气效率调整单元的排气效率的目标值，控制排气效率调整单元使得实际的排气效率成为排气效率的上述目标值。由于基于与排气效率的目标值具有相关关系的设定压力及设定流量来预先求出排气效率的目标值，因此能够使处理容器内的压力迅速地与目标值一致，从而使处理容器内压力和等离子体状态稳定。专利技术的效果根据本专利技术，能够缩短在从第一处理的等离子体转变为第二处理的等离子体时一定会产生的气体转变状态时间，由此还能够缩短等离子体达到稳定状态的时间。也就是说，改善了等离子体转变状态使其缩短，其结果，即使在为了减少微粒而进行的连续放电处理(连续等离子体，continuous plasma)中，也能够更加接近断续放电处理的等离子体处理结果。并且，通过对器件中的等离子体蚀刻膜提供考虑到因硬件引起的气体延迟并改善了该延迟的等离子体处理，能够对器件进行更适当的等离子体处理。因而，根据本专利技术，能够迅速地进入等离子体稳定的稳定期间，因此能够进行适当的等离子体处理。【附图说明】图1是表示等离子体处理装置的构造的图。图2是各种参数的设计上的时序图。图3是各种参数的实际的时序图。图4是各种参数的实际的时序图。图5是各种参数的实际的时序图。图6是各种参数的实际的时序图。图7是压力的时序图。图8是等离子体处理装置中的压力控制系统的框图。图9的(A)是表示电导(sccm/mTorr)与APC打开角度(° )之间的关系的曲线图，图9的(B)是表示与压力(mTorr)和流量(sccm)相应的APC打开角度(° )的图表，图9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体处理装置，其特征在于，具备：处理容器；气体供给系统，其向上述处理容器内供给气体；高频波产生源，其向上述处理容器内导入等离子体产生用的高频波；以及控制装置，其控制上述气体供给系统和上述高频波产生源，其中，上述控制装置在第一处理中以第一能量条件来驱动上述高频波产生源，在第二处理中以第二能量条件来驱动上述高频波产生源，在上述第一处理与上述第二处理的切换时刻之前切换从上述气体供给系统向上述处理容器内供给的气体的种类，将刚切换气体的种类后的初始期间内的气体流量设定成比经过上述初始期间后的稳定期间内的气体流量大。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：舟久保隆男，芳贺博文，狐塚慎一，小澤亘，坂本晃浩，谷口直树，辻本宏，大野久美子，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP