基板处理方法和基板处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基板处理方法和基板处理装置，该基板处理装置能够防止上部电极消耗且能提高处理空间中的等离子体的密度分布的控制性。基板处理装置包括：基座，其与第1高频电源相连接且用于载置晶圆；上部电极板，其与该基座相对地配置；处理空间，其位于基座与上部电极板之间，该基板处理装置利用等离子体对晶圆实施等离子蚀刻处理，基板处理装置具有覆盖上部电极板中的与处理空间面对的部分的电介质板，上部电极板被分割成与晶圆的中央部相对的内侧电极和与晶圆的周缘部相对的外侧电极，内侧电极与外侧电极彼此电绝缘，自第2可变直流电源对内侧电极施加正的直流电压，并且使外侧电极接地。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种对基板实施等离子处理的基板处理装置和基板处理方法。
技术介绍
以往，在具备下部电极以及与该下部电极平行地配置的上部电极的基板处理装置中，在下部电极与上部电极间的处理空间产生等离子体，利用该等离子体对载置在下部电极上的基板、例如半导体器件用的晶圆(以下简称为“晶圆”。)实施期望的等离子处理。但是，处理空间中的等离子体的密度分布对实施于晶圆的等离子处理的均勻性的影响较大，因此提出了各种改良处理空间中的等离子体的密度分布的技术。例如，有人提出了这样一种技术，即，在将上部电极分成内侧电极和外侧电极而分别对内侧电极和外侧电极施加直流电压时，设定内侧电极的电位与外侧电极的电位之差 (例如参照专利文献1。)。当对由硅等半导体构成的上部电极施加负的直流电压时，正离子被引入到上部电极，该上部电极放出通过与正离子碰撞而产生的二次电子，流入到处理空间中的等离子体。另外，电流自直流电源流向上部电极，以填补所放出的二次电子。放出的二次电子改变等离子体的密度分布，但通过设定内侧电极的电位与外侧电极的电位之差， 调整分别被引入到内侧电极和外侧电极中的正离子的数量，进而调整所放出的二次电子的数量，能够改良等离子体的密度分布。专利文献1 日本特开2006-286814号公报但是，在专利文献1的技术中，存在下述问题，S卩，由于积极地引入正离子，因此内侧电极和外侧电极均被正离子溅射而消耗，而且上部电极被流入到等离子体中的电子产生的焦耳热加热，使上部电极被更加激烈地消耗。另外，与采用直流方式使上部电极、二次电子接地的部位的表面状态相对应，直流电流变得不稳定，等离子处理的特性的再现性下降。即，也存在等离子处理的性能不稳定这样的问题。另外，为了消除处理空间中的二次电子的过量状态，也需要在包括处理空间在内的处理室内设置采用直流方式使二次电子接地的部位、例如接地电极。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供能够防止上部电极的消耗、并且能够使等离子处理的性能稳定、此外还能提高处理空间中的等离子体的密度分布的控制性的基板处理装置和基板处理方法。为了达到上述目的，技术方案1所述的基板处理装置包括下部电极，其与高频电源相连接且用于载置基板；上部电极，其与该下部电极相对地配置；处理空间，其位于上述下部电极与上述上部电极之间，该基板处理装置利用在该处理空间中产生的等离子体对所载置的上述基板实施等离子处理，其特征在于，该基板处理装置具有对上述上部电极中的与上述处理空间面对的部分进行覆盖的电介质构件，上述上部电极被分割成与所载置的上述基板的中央部相对的内侧电极以及与所载置的上述基板的周缘部相对的外侧电极，上述内侧电极和上述外侧电极彼此电绝缘，对上述内侧电极施加直流电压，并且使上述外侧电极接地。在技术方案1所述的基板处理装置的基础上，技术方案2所述的基板处理装置的特征在于，可变直流电源与上述内侧电极相连接。在技术方案1所述的基板处理装置的基础上，技术方案3所述的基板处理装置的特征在于，上述外侧电极借助可变电容滤波器接地。在技术方案1所述的基板处理装置的基础上，技术方案4所述的基板处理装置的特征在于，也对上述外侧电极施加有其他直流电压。为了达到上述目的，在技术方案5所述的基板处理方法中，在基板处理装置中采用在上述处理空间中产生的等离子体对上述被载置的基板实施等离子处理，该基板处理装置包括下部电极，其与高频电源相连接且用于载置基板；上部电极，其与该下部电极相对地配置；处理空间，其位于上述下部电极与上述上部电极之间，上述上部电极被分割成与所载置的上述基板的中央部相对的内侧电极以及与所载置的上述基板的周缘部相对的外侧电极，上述内侧电极和上述外侧电极彼此电绝缘，该基板处理方法的特征在于，利用电介质构件覆盖上述上部电极中的与上述处理空间面对的部分，对上述内侧电极施加直流电压， 并且使上述外侧电极接地。在技术方案5所述的基板处理方法的基础上，技术方案6所述的基板处理方法的特征在于，依据上述等离子处理的处理条件，改变向上述内侧电极施加的直流电压的值。在技术方案6所述的基板处理方法的基础上，技术方案7所述的基板处理方法的特征在于，在上述等离子处理中，在所载置的上述基板的中央部的蚀刻率高于所载置的上述基板的周缘部的蚀刻率的情况下，向上述内侧电极施加正的直流电压。在技术方案6所述的基板处理方法的基础上，技术方案8所述的基板处理方法的特征在于，在上述等离子处理中，在所载置的上述基板的中央部的蚀刻率低于所载置的上述基板的周缘部的蚀刻率的情况下，向上述内侧电极施加负的直流电压。在技术方案5所述的基板处理方法的基础上，技术方案9所述的基板处理方法的特征在于，依据上述等离子处理的处理条件，将上述电介质构件更换为厚度、介电常数和表面积这三项中的至少1项改变了的其他电介质构件。在技术方案5所述的基板处理方法的基础上，技术方案10所述的基板处理方法的特征在于，上述外侧电极借助具有可变电容器的可变电容滤波器而接地，当依据上述等离子处理的处理条件而改变上述可变电容器的电容时，在包含上述可变电容滤波器的电压特性中的谐振点的范围内改变上述可变电容滤波器中的电位差。在技术方案5所述的基板处理方法的基础上，技术方案11所述的基板处理方法的特征在于，也对上述外侧电极施加其他直流电压，依据上述等离子处理的处理条件，对上述内侧电极的电位与上述外侧电极的电位之差进行调整。在技术方案11所述的基板处理方法的基础上，技术方案12所述的基板处理方法的特征在于，对上述外侧电极施加其他直流电压，以使上述外侧电极的电位为与上述内侧电极的电位相反的电位。采用本专利技术，由于利用电介质构件覆盖上部电极中的与处理空间面对的部分，因此上部电极不会被正离子溅射。另外，由于电介质构件能够阻止电子，因此电子不会流入到等离子体中。即，由于不会产生直流电流，因此能够防止由焦耳热引起的对上部电极的加热，从而能够防止上部电极的消耗。另外，由于电子不会向等离子体过量地流入，因此不会产生直流电流，结果能够使等离子处理的性能稳定，并且无需在处理空间内设置利用直流方式使电子接地的部位。此外，采用本专利技术，对上部电极的内侧电极施加直流电压，并且上部电极的外侧电极接地，因此能够使内侧电极与下部电极之间的电位差同外侧电极与下部电极之间的电位差这两者不同。当电位差改变时，等离子体的密度分布也改变，因此能够使内侧电极与下部电极之间的等离子体的密度同外侧电极与下部电极之间的等离子体的密度这两者不同。结果，能够提高处理空间内的等离子体的密度分布的控制性。附图说明图1是大概地表示本专利技术的第1实施方式的基板处理装置的结构的剖视图。图2是示意性地表示图1的基板处理装置中的等离子体产生用的高频电力的电路的图。图3是用于说明利用图1的基板处理装置提高蚀刻率的均勻性的一例的图。图4是用于说明利用图1的基板处理装置提高蚀刻率的均勻性的另一例的图。图5是大概地表示本专利技术的第2实施方式的基板处理装置的结构的剖视图。图6是示意性地表示图5的基板处理装置中的等离子体产生用的高频电力的电路的图。图7是表示图6中的可变电容滤波器的电压特性的图。图8是大概地表示本专利技术的第3实施方式的基板处理装置的结构的剖视图。图9是示意性地表示图8的基板处理装置中的等离子体产生用的高频电力的电路的图。具本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基板处理装置，其包括：下部电极，其与高频电源相连接且用于载置基板；上部电极，其与该下部电极相对地配置；处理空间，其位于上述下部电极与上述上部电极之间，该基板处理装置利用在该处理空间内产生的等离子体对所载置的上述基板实施等离子处理，其特征在于，该基板处理装置具有对上述上部电极中的与上述处理空间面对的部分进行覆盖的电介质构件；上述上部电极被分割成与所载置的上述基板的中央部相对的内侧电极以及与所载置的上述基板的周缘部相对的外侧电极；上述内侧电极和上述外侧电极彼此电绝缘；对上述内侧电极施加直流电压，并且上述外侧电极接地。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：和田畅弘，小林真，辻本宏，田村纯，直井护，
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