等离子体处理装置和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等离子体发生装置，可以抑制由产生等离子体引起的对被处理体的损坏，进行适当的等离子体处理。该等离子体处理装置至少包含：对被处理体进行等离子体处理的等离子体处理室；将所述被处理体配置在所述等离子体处理室内的被处理体保持机构；和在该等离子体处理室内产生等离子体的等离子体发生机构，其中等离子体发生机构使用可供给间断的能量的装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及为制造电子器件等，在对被处理体进行各种等离子体处理时使用的。
技术介绍
本专利技术的等离子体处理装置一般可在以制造半导体和半导体器件、液晶器件等电子器件的材料代表的等离子体处理中广泛使用，因此这里为方便说明，以半导体件的
技术介绍
为例进行说明。一般，在半导体器件的制造工序中，对作为被处理体的半导体器件用的基底材料(晶片)进行CVD(化学气相堆积)处理、蚀刻处理、飞溅处理等各种处理。在现有技术中，为进行这样的各种处理，使用等离子体处理装置的情况很多。这是因为，在使用等离子体处理装置的情况下，通过使用非平衡的低温等离子体，有可在低温下进行现有的只有在高温下才产生的化学反应的优点。近年来，伴随半导体装置的微细化，强烈希望器件结构更薄膜化。例如，在作为半导体器件的结构，最通用的MOS型半导体器件的结构中，根据所谓的定标规则(scaling rule)，对极薄的(例如2nm以下)而且品质优良的栅极绝缘膜的需求极高。现有技术对这种栅极绝缘膜的形成和处理(氧化处理，氮化处理等)主要使用等离子体(例如感应结合等离子体(ICP)，微波等离子体等)来进行。然而，伴随上述器件结构的薄膜化，现在没有作为实质问题的一定程度的损坏，特别是由等离子体产生的电子、离子和/或基于紫外光的被处理体的损坏成为问题的情况增多。在产生这种被处理体损坏的情况下，容易产生栅极绝缘膜耐电压不佳，泄漏电流增加，晶体管驱动电流降低等新的问题。本专利技术的目的在于提供消除上述现有技术的缺点的。本专利技术的另一个目的是提供可抑制因产生等离子体引起的对被处理体的损坏，可以进行适当的等离子体处理的。
技术实现思路
本专利技术者精心研究的结果发现，为了达到上述目的，不是如现有技术那样基于连续地(和以连续波)供给的能量，将等离子体给与被处理体，而是基于间断地(即在规定的间隔中)供给的能量，将等离子体给与被处理体，极其有效。本专利技术的等离子体处理装置基于上述认知提出，更详细地说，本专利技术的等离子体处理装置的特征在于，至少包含对被处理体进行等离子体处理的等离子体处理室，将上述被处理体配置在上述等离子体处理室内的被处理体保持机构，和在该等离子体处理室内产生等离子体的等离子体发生机构，其中，上述等离子体发生机构是可以基于供给间断的能量产生等离子体的装置。另外，本专利技术的等离子体处理被处理体的等离子体处理方法，使用至少包含以下装置的等离子体处理装置对被处理体进行等离子体氮化和/或等离子体氧化处理的等离子体处理室，将上述被处理体配置在上述等离子体处理室内的被处理体保持机构，和在该等离子体处理室内产生等离子体用的等离子体发生装置的等离子体处理机构，对被处理体进行等离子体处理，将被处理体保持在上述被处理体保持机构上，基于供给间断的能量产生等离子体，对上述被处理体进行等离子体处理。在具有上述结构的本专利技术中，通过基于上述等离子体发生装置供给间断的能量(微波、RF等)产生等离子体，将高效率地产生的原子团供给到被处理体，因此不实质降低等离子体处理的效率，可以实质降低等离子体处理的电子温度。此外，在本专利技术中，由于离子冲击的减少、充电损坏(charge updamage)的减少的原因，能够实质减少基于供给间断的能量的等离子体发出的离子和/或紫外光引起的被处理体的损坏。因此，根据本专利技术，可以不降低等离子体处理的效率，进行规定的等离子体处理(例如，等离子体氮化和/或等离子体氧化处理)。与此相对，在现有的等离子体处理中，即使在使用电子温度比较低的等离子体(例如ECR等离子体)的情况下，由于该等离子体的电子温度为2～4eV左右，因此基于连续的能量供给，将等离子体给与被处理体的情况下，该被处理体上产生损坏的可能性高。因此，采用本专利技术可以比现有技术减少对被处理体的损坏。如上所述，根据本专利技术，能够提供可抑制由产生等离子体引起的被处理体的损坏，同时可进行优选的等离子体处理的。因此例如在绝缘膜成膜处理中应用情况下，可以抑制由损坏引起的绝缘膜的耐电压不佳，泄漏电流增加，晶体管驱动电流降低等问题的发生。附图说明图1为表示本专利技术的等离子体处理装置的一个优选形式的示意截面图。图2为表示图1的等离子体处理装置的详细结构的一例的示意截面图。图3为表示由脉冲引起的电子温度降低的图形等的数据。图4为表示由脉冲引起的电子温度降低的图形等的数据。图5为表示由脉冲引起的电子温度降低的图形等的数据。符号说明100等离子体处理装置，101等离子体处理室，102放置台，104绝缘板，105平面天线部件，105a槽，106滞波部件，107同轴波导管，108微波发生装置，120控制装置，121调制装置具体实施方式以下，根据需要，参照附图更具体地说明本专利技术。在以下的说明中，表示量比的“部”和“％”，只要不特别说明都是以质量为基准。(等离子体处理装置)本专利技术的等离子体处理装置至少包含对被处理体进行等离子体处理用的等离子体处理室；将上述被处理体配置在上述等离子体处理室内用的被处理保持机构；和在该等离子体处理室内产生等离子体用的等离子体发生机构。在该等离子体处理装置中，上述等离子体发生机构可以基于供给间断的能量产生等离子体。(供给间断的能量)在本专利技术中，所谓“供给间断的能量”是指在规定的时间范围内(例如1ms)，供用于产生等离子体用的能量供给为零的瞬间至少为1次。在本专利技术中，只要产生“供给间断的能量”，其“间断的”形式就没有特别的限制。即，能量供给的波形为矩形波形，三角波形，曲线波(例如正弦曲线)形等公知的波形均可。“供给间断的能量”优选为矩形波和高频波组合的形式产生。在本专利技术中，从等离子体产生的效率和减少被处理体的损坏的平衡的观点出发，在1000ms中，供发生等离子体用的能量供给为零的时间优选合计为20～200μs，更优选为50～100μs。(调制)在本专利技术中，根据需要，上述“供给间断的能量”也可以用时间调制(time-modulation)形式给出。(等离子体处理装置的一种形式)图1为表示本专利技术的等离子体处理装置的另一例的示意截面图。在该形式中，说明在等离子体CVD(化学气相堆积，Chemical VaporDeposition)处理中使用等离子体处理装置的情况。在其他等离子体处理(例如等离子体氧化和/或等离子体氮化处理)中使用图1的形式的装置的情况下，例如也可以不从后述的处理气体供给用的喷嘴103供给处理气体。其中，在图1的形式中，使用平面天线部件105作为天线部件。如图1所示，该等离子体处理装置100的例如侧壁101a或底部101b由铝等导体构成，整体具有呈筒体状的等离子体处理室101，等离子体处理室101的内部构成密闭的处理空间S。在该等离子体处理室101内容纳将被处理体(例如半导体晶片W)放置在上面的放置台102。该放置台102由例如氧化铝膜处理的铝等形成凸状的平坦的大致圆柱形。上述放置台102的上表面设置有用于保持晶片W的静电夹头或夹紧机构(未图示)。此外，该放置台102经由给电线(未图示)，与匹配盒(matching box)(未图示)和偏压用高频电源(例如13.56MHz用，未图示)连接。在CVD情况下(即不施加偏压的情况)，也可以不设置该偏压用高频电源。另一方面，在上述等离子体处理室101的侧壁上，作为气体供给机构，设置有将上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体处理装置，至少包含：　　　　对被处理体进行等离子体氮化和／或等离子体氧化处理的等离子体处理室；　　　　将所述被处理体配置在所述等离子体处理室内的被处理体保持机构；和　　　　在该等离子体处理室内产生等离子体的等离子体发生机构；　　　　其中，通过所述等离子体发生机构，可以基于供给间断的能量产生等离子体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-5-29 152808/20031.一种等离子体处理装置，至少包含对被处理体进行等离子体氮化和/或等离子体氧化处理的等离子体处理室；将所述被处理体配置在所述等离子体处理室内的被处理体保持机构；和在该等离子体处理室内产生等离子体的等离子体发生机构；其中，通过所述等离子体发生机构，可以基于供给间断的能量产生等离子体。2.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，以脉冲形式供给所述间断的能量。3.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，以时间调制(time-modulation)形式供给所述间断的能量。4.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，以脉冲带...

【专利技术属性】
技术研发人员：野泽俊久，石桥清隆，中西敏雄，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]