等离子处理方法技术

本发明专利技术提供一种等离子处理方法，其可优化蚀刻条件，从而可以保持开始蚀刻处理到结束时的加工表面内分布的均等性。在本发明专利技术的等离子处理方法中，反复交替进行用形成在真空槽（２１）中的等离子对表面形成有掩膜图案的基板Ｗ进行蚀刻处理的工序，和用等离子对设置在真空槽（２１）内的靶材（３０）进行溅射加工，并且在形成在基板Ｗ上的蚀刻图案的侧表面上形成保护膜的工序。在上述等离子处理方法中，在包括对基板Ｗ进行蚀刻处理和形成保护膜处理的等离子处理过程中，根据处理的进展程度改变磁中性线（２５）的半径。从而在等离子处理从开始到结束时可保持具有均等的加工表面内分布状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在硅基板表面上形成长宽比较大的孔或深槽的， 更详细地讲，本专利技术涉及一种在蚀刻处理从开始到结束，能保持加工表面内的均等分布状 态的。
技术介绍
在现有技术中，人们广泛使用等离子蚀刻(干蚀刻)法对硅基板表面进行蚀刻加 工。在室温环境下，由于呈原子(原子团)状态的氟会自发地与硅产生化学反应，从而可获 得较高的蚀刻速度，所以在蚀刻硅基板时，作为蚀刻气体，人们较多使用SF6、NF3、COF2, XeF2 等含氟气体。但是，由于使用含氟蚀刻气体对硅基板进行干蚀刻处理时表现出各向同性，所以 也会对形成的蚀刻图案(凹部)的侧表面产生侵蚀。因此，采用该方法难以形成精度较高 的通孔或深槽等细微且长宽比较大的通道。对此，近年来有人提出一种硅基板深挖加工技术，其采用在蚀刻图案侧表面上边 形成保护膜边进行蚀刻处理的方法，该方法可以遏制蚀刻在横向方向上的扩展，由此可保 持该图案侧表面的垂直状态。例如，在专利文献1公开有一种蚀刻处理方法，该方法通过反复交替进行蚀刻工 序和保护膜形成工序，一边在蚀刻图案的侧表面上形成由聚合物层组成的保护膜，一边进 行蚀刻处理。尤其是作为保护膜成膜方法之一，公开有一种对面向基板设置的靶材使用氩 气的溅射法。由于在保护膜形成工序中形成在蚀刻图案侧表面上的聚合物层，与形成在蚀刻图 案底部上的聚合物层相比，在蚀刻工序中前者被去除的量要少，所以能使形成在该图案侧 表面上的聚合物层具有保护膜的功能，从而可实现将蚀刻方向限制在图案深度方向上的各 向异性蚀刻处理。专利文献1W02006/003962号公报近年来，随电子部件向小型化、精密化方向发展，人们要求精度较高的硅基板深挖 加工技术。一般情况下，作为深挖加工技术，存在与蚀刻图案深度对应的最佳蚀刻条件。另 外，对于基板表面的内周侧和外周侧的最佳蚀刻条件不同。因此产生如下技术问题，即，在 蚀刻处理从开始到结束的过程中，如果蚀刻条件都不变，由于难以对基板表面进行加工表 面内均等的蚀刻处理，所以难以获得高精度蚀刻图案。
技术实现思路
鉴于上述情况，本专利技术的目的在于提供一种，其可优化蚀刻条件， 从而蚀刻处理从开始到结束，能保持加工表面内分布的均等性。为了实现上述目的，本专利技术的一个实施方式中所述的包括以下步 骤，即，沿形成在真空槽内的环形磁中性线形成高频电场，使导入上述真空槽内的气体等离3子化的步骤。在上述真空槽内，使用上述等离子对表面形成有掩膜图案的基板进行蚀刻处 理的步骤。用上述等离子对设置在上述真空槽内的靶材进行溅射加工，在形成在上述基板 上的蚀刻图案的侧表面上形成保护膜的步骤。在包括对上述基板所进行的蚀刻处理和形 成上述保护膜处理的等离子处理过程中，根据处理的进展程度改变上述磁中性线半径的步骤。另外，本专利技术的另一实施方式中所述的包括以下步骤，沿着形成 在真空槽内的环形磁中性线形成高频电场，使导入上述真空槽内的气体等离子化的步骤。 在上述真空槽内，用上述等离子对表面形成有掩膜图案的基板进行蚀刻处理的步骤。使用 上述等离子对设置在上述真空槽内的靶材进行溅射加工，在形成在上述基板上的蚀刻图案 的侧表面上形成保护膜的步骤。在对上述基板所进行蚀刻处理过程中，根据处理的进展程 度改变上述磁中性线半径的步骤。具体实施例方式本专利技术的一个实施方式中所述的包括以下步骤，沿形成在真空槽 内的环形磁中性线形成高频电场，从而使导入上述真空槽内的气体产生等离子的步骤。由 此在上述真空槽内，使用上述等离子对表面形成有掩膜图案的基板进行蚀刻处理的步骤。 使用上述等离子对设置在上述真空槽内的靶材进行溅射加工，在形成在上述基板上的蚀刻 图案的侧表面上形成保护膜的步骤。在包括对上述基板所进行的蚀刻处理和形成上述保护 膜处理的等离子处理过程中，根据处理的进展程度改变上述磁中性线的半径的步骤。上述适用于磁中性线放电(NLD magnetic Neutral Loop Discharge)型等离子蚀刻方法。磁中性线放电技术用来对沿形成在真空槽内的磁场强度为 0的环形磁中性线施加高频电场，并由此形成等离子。例如，由设置在真空槽周围的多个励 磁线圈形成磁中性线，使大小不同的电流流经这些励磁线圈中，就能根据需要调整磁中性 线的半径、位置等。在上述中，在对基板所进行等离子处理过程中，根据等离子处理 的进展程度的不同，通过调整磁中性线的半径，可以改变产生在真空槽内的等离子的密度 分布状态。所谓“根据等离子处理的进展程度的不同”，包含“根据蚀刻图案的深度的不同”、 “是蚀刻工序还是溅射工序”等意思。另外，所谓的“根据蚀刻处理的进展程度的不同”，包 含“根据蚀刻图案的深度的不同”、“是蚀刻工序还是溅射工序”等意思。这样，在进行等离子处理过程中，可在根据等离子处理的进程中使蚀刻速度与加 工表面内的分布状态相对应，所以，可从开始蚀刻处理到结束都能保持加工表面内分布的 均等性。另外，在上述中，可反复交替进行蚀刻上述基板的工序和形成上 述保护膜的工序。调整上述磁中性线半径的工序，可在蚀刻处理从开始到结束的过程中分 阶段地改变上述磁中性线的半径。如上所述，将蚀刻处理从开始到结束的过程分为多个阶段，来改变磁中性线的半 径，以使其适合在各阶段中预先评定的最合适的处理条件，由此可使蚀刻处理从开始到结 束具有良好的加工表面内均等性。对分成的阶段数量没有特殊限定，但是阶段数量越多，越 能进行高精度的蚀刻处理。在上述中，可在蚀刻上述基板的工序中进行改变上述磁中性线半 径的工序。因此，可以对基板进行加工表面内均等性良好的蚀刻处理。另外，在上述中，可在形成保护膜的工序中进行改变上述磁中性 线半径的工序。因此，可形成加工表面内均等性良好的蚀刻保护膜。还有，在对基板进行等离子处理过程中，可改变导入上述真空槽内的气体的压力。 例如，随蚀刻图案深度加深而降低压力时，可提高图案底部的蚀刻定向性效果，由此可以进 行朝向深度方向的正常蚀刻处理。该方法可同样适用于保护膜形成工序。还有，在对基板进行等离子处理过程中，可改变导入上述真空槽内的混合气体的 混合比。由此可进行适于蚀刻图案深度的蚀刻处理。该方法可同样适用于保护膜形成工序。还有，在对基板进行等离子处理过程中，可改变上述高频电场的强度。由此可控制 等离子密度，通过组合对磁中性线半径的控制，有助于优化等离子形成条件。下面，参照附图说明本专利技术的实施方式。图1是等离子蚀刻装置20的大致结构示意图，在该等离子蚀刻装置20中进行处 理时适用本专利技术实施方式中的。图示等离子蚀刻装置20具有NLD (磁中性 线放电magnetic neutral loop discharge)型等离子蚀刻装置的结构，兼具对基板表面 进行蚀刻的功能和在基板表面的蚀刻图案侧表面上形成保护膜的功能。在图1中，附图标记21表示真空槽，内部形成包括等离子形成空间21a在内的真 空空腔(等离子空腔)，真空槽21上连接有涡轮分子泵(TMP =Turbo Molecular Pump)等 真空泵，由该真空泵排出真空槽21内部的空气，以使其达到规定的真空度。等离子形成空间21a的周围被筒状壁22所划分，而筒状壁22由石英等透明绝缘 材料制成并构成真空槽21的一部分。在筒状壁22的外周侧分别设置有高频线圈(天 线)23，其与第1高频电源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子处理方法，其特征在于，包含以下步骤，沿形成在真空槽内的环形磁中性线形成高频电场，使导入所述真空槽内的气体等离子化的步骤，在所述真空槽内，使用所述等离子对表面形成有掩膜图案的基板进行蚀刻处理的步骤，使用所述等离子对设置在所述真空槽内的靶材进行溅射加工，在形成在所述基板上的蚀刻图案的侧表面上形成保护膜的步骤，在包括对所述基板进行蚀刻处理和形成所述保护膜处理的等离子处理过程中，根据处理的进展程度改变所述磁中性线半径的步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：森川泰宏，邹弘纲，村山贵英，
申请(专利权)人：株式会社爱发科，
类型：发明
国别省市：JP[日本]