等离子体处理方法和等离子体处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种等离子体处理方法和等离子体处理装置，能够在通过电负性气体进行等离子体处理时，控制等离子体中的离子密度，比现有技术进一步提高等离子体处理的面内均匀性。将作为电负性气体的处理气体从处理气体源（１７０）导入到处理室（１０２）内，并且将与该处理气体相比电子附着系数大的电负性气体作为添加气体从添加气体源（１８０）导入来形成等离子体，此时，通过调整添加气体相对于处理气体的流量来控制所述等离子体中的离子密度。

【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用于对被处理基板实施规定的等离子体处理的等离子体处理方 法和等离子体处理装置。
技术介绍
通常，在半导体装置的制造工序中，对半导体晶片(以下，也简称为“晶片”)、玻璃 基板等被处理基板，反复进行成膜处理、蚀刻处理、热处理、改质处理、结晶化处理等各种处 理，由此形成期望的半导体集成电路。在上述的各种处理中的例如蚀刻处理工序中，多使用等离子体蚀刻处理方法(例 如参照专利文献1)，即，将规定的蚀刻气体作为处理气体从设置于处理室的上部的喷淋头 导入到处理室内，通过高频电力等将该蚀刻气体等离子体化，使该等离子体作用于被处理 基板，蚀刻形成于被处理基板的表面的膜。具体而言，例如在对形成于硅(Si)晶片上的氧化硅(Si02)膜等氧化膜进行等离 子体蚀刻的情况下，能够选择性地获得优良的微细形状的CF4气体等碳氟化合物类气体作 为蚀刻气体被广泛地使用。使这样的碳氟化合物类气体等离子体化时，在等离子体中产生 多个离子(例如CF3+)，通过该离子，选择地对被处理基板上的氧化硅进行蚀刻。然而，近年来随着半导体器件的微细化和高集成化，对提高被处理基板的处理的 面内均勻性的要求也日益增加，对此，正在进行各种尝试。例如，通过将上述喷淋头分割为 中央区域和周边区域，从处理室的不同部位导入处理气体。由此，能够在中央区域和周边区 域之间，改变处理气体的流量、浓度将其导入处理室内，因此能够提高等离子体处理的面内 均勻性。专利文献1 日本特开平6-196452号公报然而，在使用上述的碳氟化合物类气体这样的电负性气体作为处理气体的情况 下，已知无论从处理室内的哪个部位导入，等离子体中的离子密度都有产生部分偏向的倾 向，该倾向成为进一步提高面内均勻性的目标的一个妨碍。S卩，在使用电负性气体作为处理气体的情况下，仅通过从处理室的不同部位改变 流量、浓度来导入处理气体，不能控制该处理气体的等离子体中的离子密度，因此，在实现 进一步提高面内均勻性的方面是有限度的。
技术实现思路
因此，本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种等离子体处理方法 和等离子体处理装置，能够在通过电负性气体进行等离子体处理时控制等离子体中的离子 密度，由此能够使等离子体处理的面内均勻性比现有技术进一步提高。本专利技术人反复进行各种实验得到以下结果在处理气体是电负性气体的情况下， 通过进一步微量地添加电子附着系数大的电负性气体，能够控制等离子体中的离子密度。 即，本专利技术人着眼于以下事实在处理气体是电负性气体的情况下，在该处理气体中附着能3量低的电子而大量地产生的负离子与正离子的面内分布大致相同，因此，添加与上述处理 气体相比电子附着系数大的电负性气体使负离子的量增加、并调整该添加气体的流量，能 够控制负离子的面内分布，由此能够控制正离子的面内分布。根据以上所述，通过调整添加 的电负性气体的流量，能够控制等离子体中的离子密度。本专利技术是基于该点而完成的。 为解决上述问题，根据本专利技术的观点，提供一种等离子体处理方法，将作为电负性 气体的处理气体导入到处理室内形成等离子体对被处理基板实施规定的等离子体处理，其 特征在于将与上述处理气体相比电子附着系数大的电负性气体作为添加气体与该处理气 体一起导入到上述处理室内形成等离子体，此时通过调整上述添加气体相对于上述处理气 体的流量来控制上述等离子体中的离子密度。为了解决上述问题，根据本专利技术的另一个观点，提供一种等离子体处理装置，将作 为电负性气体的处理气体导入处理室内形成等离子体对被处理基板实施规定的等离子体 处理，其特征在于，包括处理气体供给系统，将上述处理气体供给至上述处理室内；添加 气体供给系统，将与上述处理气体相比电子附着系数大的电负性气体作为添加气体供给至 上述处理室内；和从上述处理气体供给系统向上述处理室内供给处理气体，并且从上述添 加气体供给系统供给上述添加气体形成等离子体，此时通过调整上述添加气体相对于上述 处理气体的流量来控制上述等离子体中的离子密度的控制部。根据上述的本专利技术的方法和装置，将与处理气体相比电子附着系数大的电负性气 体作为添加气体与作为电负性气体的该处理气体一起导入到处理室内形成等离子体，由此 能够使等离子体中的负离子增加。此时，通过调整添加气体相对于处理气体的流量而能够 控制等离子体中的负离子的面内分布，控制随着该分布的正离子的面内分布。由此，能够控 制等离子体中的离子密度，因此能够遍及被处理基板整体使离子均等地作用于其上，能够 使等离子体处理的面内均勻性比现有技术进一步提高。此外，供给至上述处理室内的上述添加气体的流量，优选为上述处理气体的流量 的1/10以下。仅通过相对于处理气体微量地添加添加气体而能够控制等离子体中的离子 密度，进而通过在处理气体的流量的1/10以下的范围内调整添加气体的流量，能够使等离 子体处理的面内均勻性比现有技术进一步提高。此外，上述处理气体例如是碳氟化合物(fluorocarbon)类气体。在该情况下，通 过添加上述添加气体例如NF3气体、SF6气体、F2气体中的任一种，能够控制等离子体中的负 离子的面内分布。另外，本说明书中，设定lmTorr 为(1(T3X 101325/760)Pa，lTorr 为(101325/760) Pa，lsccm 为(l(T6/60)m7sec。根据本专利技术，能够使等离子体中的负离子的密度分布均勻，使被处理基板的面内 的蚀刻率的均勻性比现有技术进一步提高。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式的等离子体处理装置的结构例的纵截面图。图2是表示通过图1的等离子体处理装置仅利用处理气体形成等离子体对晶片上 的氧化硅膜进行蚀刻时的蚀刻率的晶片面内分布的曲线图。图3是用于说明处理气体的等离子体中的负离子的分布的图。气体的流量而形成等离子体的情 气体的流量而形成等离子体的情 气体的流量而形成等离子体的情 气体的流量而形成等离子体的情符号说明100等离子体处理装置102处理室104下部电极108聚焦环110高压直流电源112静电卡盘114电极116温度调整机构118热传导介质通路120绝缘板122屏蔽环124门阀126密封部件130排气装置132排气口140控制部150第一高频电源152匹配器154高通滤波器160第二高频电源162匹配器164低通滤波器170处理气体源172处理气体供给管174阀176质量流量控制器180添加气体源182添加气体供给管184阀186质量流量控制器 图4是表示相对在改变添加在CF4气体中的NF3 况下的氧化硅膜的蚀刻率的晶片面内分布的曲线图。图5是表示相对在改变添加在CF4气体中的NF3 况下的抗蚀剂膜的蚀刻率的晶片面内分布的曲线图。图6是表示相对在改变添加在CF4气体中的SF6 况下的氧化硅膜的蚀刻率的晶片面内分布的曲线图。图7是表示相对在改变添加在CF4气体中的SF6 况下的抗蚀剂膜的蚀刻率的晶片面内分布的曲线图。190上部电极192气体导入口194扩散室196气体供给孔W 晶片具体实施例方式以下，参照附图，对本专利技术的优选实施方式详细地进行说明。另外，在本说明书以 及附图中，对实质上具有相同的功能结构的结构部件标注相同的符号，省略重复说明。(等离子体处理装置的结构例)首先，对本专利技术的实施方式的等离子体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体处理方法，将作为电负性气体的处理气体导入到处理室内形成等离子体来对被处理基板实施规定的等离子体处理，其特征在于：将与所述处理气体相比电子附着系数大的电负性气体作为添加气体与所述处理气体一起导入到所述处理室内形成等离子体，此时通过调整所述添加气体相对于所述处理气体的流量来控制所述等离子体中的离子密度。

【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：川上雅人，永关澄江，伊藤融，
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]