等离子处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供等离子处理装置，能够在同一腔室内进行减少了离子向样品的流出的各向同性蚀刻和将离子向样品入射的各向异性蚀刻中的任一者。因此，本发明专利技术具备：处理室，对样品进行等离子处理；高频电源，经由配置在所述处理室的上方的电介质的第一构件供给用于生成等离子的高频电力；磁场形成机构，在所述处理室内形成磁场；样品台，载置所述样品；以及第二构件，配置在所述第一构件与所述样品台之间且形成有贯通孔，所述贯通孔形成在距所述第二构件的中心为给定的距离以上的位置，从所述第一构件至所述第二构件的距离是使得在所述第一构件与所述第二构件之间生成的等离子的密度为截止密度以上的距离。的密度为截止密度以上的距离。的密度为截止密度以上的距离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】等离子处理装置


[0001]本专利技术涉及等离子处理装置。

技术介绍

[0002]近年，伴随半导体器件加工的高精度化，在干式蚀刻装置中，正逐步需要照射离子和自由基双方来进行加工的功能和仅照射自由基来进行加工的功能这两种功能。
[0003]例如，在专利文献1中，记载了“一种等离子处理装置，具备：对样品进行等离子处理的处理室；在所述处理室内供给用于生成等离子的高频电力的高频电源；以及载置所述样品的样品台，且进一步具备：遮蔽由所述等离子生成的离子向所述样品台入射且配置在所述样品台的上方的遮蔽板；以及有选择地进行在所述遮蔽板的上方生成等离子的一个控制或者在所述遮蔽板的下方生成等离子的另一个控制的控制装置”(专利文献1的权利要求1)。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：国际公开第2016/190036号

技术实现思路

[0007]专利技术要解决的课题
[0008]在专利文献1记载的等离子处理装置中，没有考虑设置遮蔽板的上下方向位置，因此在希望仅在遮蔽板的上方生成等离子的情况下，从高频电源振荡的微波有可能透过遮蔽板而在遮蔽板的下方也产生等离子。因此，例如在希望仅照射自由基来进行加工的情况下，有可能也从在遮蔽板的下方产生的等离子向样品照射离子。
[0009]本专利技术的目的在于提供等离子处理装置，能够在同一腔室内进行减少了离子向样品的流出的各向同性蚀刻和将离子向样品入射的各向异性蚀刻中的任一者。
[0010]用于解决课题的方案
[0011]为了解决上述课题，本专利技术具备：处理室，对样品进行等离子处理；高频电源，经由配置在所述处理室的上方的电介质的第一构件供给用于生成等离子的高频电力；磁场形成机构，在所述处理室内形成磁场；样品台，载置所述样品；以及第二构件，配置在所述第一构件与所述样品台之间且形成有贯通孔，所述贯通孔形成在距所述第二构件的中心为给定的距离以上的位置，从所述第一构件至所述第二构件的距离是在所述第一构件与所述第二构件之间生成的等离子的密度为截止密度以上的距离。
[0012]专利技术效果
[0013]能提供等离子处理装置，由于在进行各向同性蚀刻时，抑制了由电磁波供给装置供给的电磁波向离子遮蔽板的下方透过，抑制了在离子遮蔽板的下方产生等离子，因此能够在同一腔室内进行减少了离子向样品的流出的各向同性蚀刻和将离子向样品入射的各向异性蚀刻中的任一者。
附图说明
[0014]图1是表示本实施方式所涉及的等离子处理装置的概略结构的截面图。
[0015]图2是本实施方式的离子遮蔽板的截面图。
[0016]图3是表示离子遮蔽板的变形例之一的截面图。
[0017]图4是表示针对样品的面内方向测定离子电流的结果的分布图。
[0018]图5是改变电介质窗与离子遮蔽板的距离来测定离子电流时的分布图。
具体实施方式
[0019]以下，使用附图说明本专利技术的实施方式。
[0020]图1是表示本实施方式所涉及的等离子处理装置的概略结构的截面图。本实施方式所涉及的等离子处理装置具备：对样品进行等离子处理的处理室15；向处理室15内供给电磁波的电磁波供给装置；在处理室15内形成磁场的磁场形成机构；以及向处理室15内供给工艺气体的气体供给器14。
[0021]在此，处理室15是在上部具有开口部的圆筒状的容器，在其内部设置有电介质窗21(第一构件)、离子遮蔽板22(第二构件)以及样品台24等。此外，电磁波供给装置包括：经由电介质窗21供给用于生成等离子的微波的高频电力的第1高频电源即磁控管10；以及与处理室15的开口部连结的波导管11。进一步地，磁场形成机构包括配置在处理室15的外周的多个螺线管线圈13和进而包围该螺线管线圈13的外周而配置的磁轭12来构成。
[0022]此外，在处理室15内的上方设置有由电介质形成的圆板状的窗部即电介质窗21，在透过电磁波的同时将处理室15内气密密封。在此，处理室15经由阀16与泵17连接，通过调整该阀16的开度，从而在比电介质窗21更下方的空间形成减压处理室23。
[0023]并且，在处理室15内的下部水平设置有载置处理对象的样品25的样品台24。在该样品台24经由匹配器18连接作为第2高频电源的高频电源19。另外，除了该高频电源19以外，作为第1高频电源的磁控管10、气体供给器14以及泵17等也与控制装置20连接，该控制装置20对应于所执行的处理工序来控制它们。
[0024]进一步地，在电介质窗21与样品台24之间，与电介质窗21以及样品台24相对地设置圆板状的由电介质形成的离子遮蔽板22。该离子遮蔽板22将减压处理室23分割成上下2个区域，即，由电介质窗21和离子遮蔽板22划分的上部区域23A和自离子遮蔽板22起下方的下部区域23B。并且，气体供给器14的气体供给管的一端与上部区域23A连通，向该上部区域23A供给工艺气体。此外，在该离子遮蔽板22形成有用于将工艺气体向下部区域23B导入的多个贯通孔22a。
[0025]接下来，说明在上述的等离子处理装置中进行蚀刻处理的动作。首先，将由构成电磁波供给装置的磁控管10振荡的微波经由波导管11向处理室15内的减压处理室23传送。此时，在该减压处理室23内，由磁场形成机构来形成磁场，并且，由气体供给器14导入工艺气体。因而，在减压处理室23内，通过基于电磁波和磁场的相互作用的电子回旋共振(ECR：Electron Cyclotron Resonance)，将工艺气体等离子化。另外，作为电磁波，使用频率为例如2.45GHz程度的微波。此外，在本实施方式这样的ECR等离子处理装置中，在被称为ECR面的磁场强度为875Gauss的面附近生成等离子。
[0026]并且，在本实施方式的等离子处理装置中，通过由控制装置20来控制磁场形成机
构，从而对在上部区域23A生成等离子的各向同性自由基蚀刻模式和在下部区域生成等离子的反应性离子蚀刻(RIE)模式进行切换。另外，在本实施方式中，说明仅将自由基照射到样品的各向同性蚀刻，但是也可以是仅将中性气体照射到样品的各向同性蚀刻。
[0027]例如，在各向同性自由基蚀刻模式的情况下，控制磁场形成机构，以使得ECR面位于上部区域23A，在上部区域23A生成等离子。此时，在等离子中，存在自由基、离子等，离子也与自由基一起通过离子遮蔽板22的贯通孔22a。但是，本实施方式的离子遮蔽板22如图1所示，仅在距该中心O的距离比给定的距离R大的位置形成贯通孔22a，因此能够大幅减少到达样品的离子。因此，在各向同性自由基蚀刻模式中，在上部区域23A生成的等离子当中，基本仅有自由基到达样品25来进行蚀刻。
[0028]图2是本实施方式的离子遮蔽板22的截面图。如图2所示，本实施方式的离子遮蔽板22在距中心O为给定的距离R以上的区域形成贯通孔22a。另外，如后所述，对比给定的距离R更靠内径侧进行遮蔽这一点很重要，关于设置在给定的距离R以上的位置的贯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种等离子处理装置，其特征在于，具备：处理室，对样品进行等离子处理；高频电源，经由配置在所述处理室的上方的电介质的第一构件供给用于生成等离子的高频电力；磁场形成机构，在所述处理室内形成磁场；样品台，载置所述样品；以及第二构件，配置在所述第一构件与所述样品台之间且形成有贯通孔，所述贯通孔形成在距所述第二构件的中心为给定的距离以上的位置，从所述第一构件至所述第二构件的距离是使得在所述第一构件与所述第二构件之间生成的等离子的密度为截止密度以上的距离。2.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于，所述给定的距离是基于离子的拉莫尔半径规定的距离。3.根据权利要求2所述的等离子处理装置，其特征在于，从所述第一构件至所述第二构件的距离是55mm以上。4.根据权利要求2所述的等离子处理装置，其特征在于，所述给定的距离的值是所述离子的拉莫尔半径与所述贯通孔的半径之和。5.根据权利要求3所述的等离子处理装置，其特征在于，所述给定的距离的值是所述离子的拉莫尔半径与所述贯通孔的半径之和。6.根据权利要求5所述的等离子处理装置，其特征在于，所述高频电力是微...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩濑拓，小藤直行，园田靖，中谷侑亮，田中基裕，
申请(专利权)人：株式会社日立高新技术，
类型：发明
国别省市：