基板处理方法技术

本发明专利技术提供一种能够不会使用正离子进行的蚀刻效率下降地，有效利用负离子且提高整体蚀刻效率的基板处理方法。该基板处理方法的特征在于：分别作为脉冲波施加等离子体RF和偏置RF，并依次反复进行以下步骤：一并施加等离子体RF和偏置RF，用等离子体中的正离子对基板实施蚀刻处理的正离子蚀刻步骤(3b)；一并停止等离子体RF和偏置RF的施加，在处理室内产生负离子的负离子生成步骤(3c)；和停止等离子体RF的施加，施加偏置RF将负离子引入到基板的负离子引入步骤(3a)，其中，使偏置RF的占空比大于等离子体RF的占空比。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使等离子体生成用的高频电力和偏置(bias)用的高频电力脉冲波状地施加而生成等离子体，用该等离子体对基板实施规定的蚀刻处理的。
技术介绍
在对于以半导体晶片为主的基板中实施配线加工等时，需要对基板实施微细的加工处理，利用等离子体的被广泛应用。在这种中，应用有应该满足反应性离子蚀刻(Reaction Ion Etching)处理的加工形状细致化等的要求的，使等离子体脉冲波状地产生的技术。通过使等离子体脉冲波状地产生，能够适当地控制等离子体生成气体的离解，由此，能够抑制过度蚀刻，实现微细加工。另外，近年来提出有组合如下两种技术的同步脉冲控制将等离子体生成用的高频电力(以下，称作“源RF”)脉冲波状地施加使等离子体脉冲波状地生成的技术；和将偏置用的高频电力(以下，称作“偏置RF”)脉冲波状地施加，将等离子体中的正离子的引入控制成脉冲波状的技术。(例如参照专利文献1)先行技术文献专利文献专利文献1 日本特开2000-311890号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在反应离子蚀刻处理中，伴随着等离子体中的正离子半导体晶片引入，如图7所示，在形成于目标膜70的孔71底部滞留有正离子72，由该滞留的正离子72而使后继的正离子73到达孔71的底部受到电阻碍，在孔71中后继的正离子73的前进路线被改变，由此， 孔71发生形变，其结果是存在用正离子进行的蚀刻效率下降的问题。另一方面，已知在同步脉冲控制方式的等离子体蚀刻中，将源RF的施加停止(断开)后，经过一小段时间，因等离子体中失去能量的失活电子附着于中性的分子和原子或原子团等而生成负离子。于是，为了将滞留在孔71的底部的正离子电中和，利用负离子来提高蚀刻效率的方案得到讨论。本专利技术的目在于，提供一种能够不会使用正离子进行的蚀刻效率下降地，有效利用负离子且提高整体蚀刻效率的。用于解决课题的方法为了达成上述目的，权利要求1所述的，是基板处理装置的，该基板处理装置具有在内部产生等离子体的处理室、载置配置在该处理室内的基板的载置台和与该载置台相对配置的电极，该在上述处理室内施加等离子体生成用的高频电力，在上述载置台施加比上述等离子体生成用的高频电力频率低的偏置用的高频电力，对上述基板实施等离子体蚀刻处理，该的特征在于分别作为脉冲波施加上述等离子体生成用的高频电力和上述偏置用的高频电力，并且包括一并施加上述等离子体生成用的高频电力和上述偏置用的高频电力，用上述等离子体中的正离子对上述基板实施蚀刻处理的正离子蚀刻步骤；一并停止上述等离子体生成用的高频电力和上述偏置用的高频电力的施加，在上述处理室内产生负离子的负离子生成步骤；和停止上述等离子体生成用的高频电力的施加，施加上述偏置用的高频电力，将负离子引入到上述基板的负离子引入步骤，其中使上述偏置用的高频电力的占空比大于上述等离子体生成用的高频电力的占空比。权利要求2所述的，在权利要求1所述的的基础上，特征在于上述偏置用的高频电力的占空比为0. 7 0. 8，上述等离子体生成用的高频电力的占空比为0. 5 0. 6。权利要求3所述的，在权利要求1或2所述的的基础上，特征在于持续上述脉冲波的1/2周期以上进行上述正离子蚀刻步骤。权利要求4所述的，在权利要求1 3中的任一项所述的的基础上，特征在于持续上述脉冲波的1/4周期以上进行上述负离子生成步骤。权利要求5所述的，在权利要求1 3中的任一项所述的的基础上，特征在于持续10 30 μ sec的时间进行上述负离子生成步骤。权利要求6所述的，在权利要求1 5中的任一项所述的的基础上，特征在于依次反复进行上述正离子蚀刻步骤、上述负离子生成步骤和上述负离子引入步骤。专利技术效果根据本专利技术，由于使偏置用的高频电力的占空比大于等离子体生成用的高频电力的占空比，所以在有充分的时间实行正离子蚀刻步骤的基础上，还能够实行负离子引入步骤。由此，能够不会使用正离子进行的蚀刻效率下降地，有效利用负离子且提高整体蚀刻效率。附图说明图1是表示应用本专利技术的的基板处理装置的概略结构的截面图。图2是表示应用脉冲控制方式的的各种形态的控制工序的图。图3是表示本专利技术的实施方式的的控制工序的图。图4是表示生成负离子的机理的说明图。图5是表示负离子引入步骤的偏置电压的变化的图，是将该偏置电压与正离子蚀刻步骤的偏置电压进行比较的图。图6是表示本专利技术的实施方式的负离子的作用的说明图。图7是表示现有的的正离子的遮蔽效应(shading effect)的说明图。附图符号说明10基板处理装置11处理室12 基座30 喷头60目标膜61 孔62正离子63正离子64负离子具体实施例方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行详细说明。图1是表示应用本专利技术的的基板处理装置的概略结构的截面图。该基板处理装置是对基板实施规定的等离子体蚀刻处理的装置。在图1中，基板处理装置10具有收纳作为基板的半导体晶片W(以下，称作“晶片”)的腔室11，在腔室11内配置有载置晶片W的圆柱状的基座12。由腔室11的内侧壁和基座12的侧面形成侧方排气路13。在侧方排气路13的中间配置有排气板14。排气板14是具有多个贯通孔的板状部件，作为将腔室11的内部分隔为上部和下部的分隔板起作用。在被排气板14分隔的腔室11内部的上部(以下，称作“处理室”)15 中，如后所述产生等离子体。另外，在腔室11内部的下部(以下，称作“排气室(manifold， 歧管)”)16连接有将腔室11内的气体排出的排气管17。排气板14捕捉或反射产生于处理室15的等离子体，防止其向歧管16泄漏。在排气管17 连接有 TMP (Turbo Molecular Pump 涡轮分子泵)和 DP (Dry Pump 干式泵)(都省略图示)，这些泵将腔室11内抽成真空使之减压到规定压力。另外，通过APC 阀(省略图示)控制腔室11内的压力。在腔室11内的基座12经由第一匹配器19连接有第一高频电源18，且经由第二匹配器21连接有第二高频电源20，第一高频电源18将较低的频率例如2MHz的偏置用高频电力(以下，称作“偏置RF”)施加到基座12，第二高频电源20将较高的频率例如60MHz的等离子体生成用高频电力(以下，称作“源RF”)施加到基座12。由此，基座12作为电极起作用。另外，第一匹配器19和第二匹配器21，减少来自基座12的高频电力的反射，使高频电力向基座12施加的效率最大。在基座12的上部配置有内部具有静电电极板22的静电夹盘(ESC Electrostatic chuck) 23。静电夹盘23具有段差，由陶瓷构成。在静电电极板22连接有直流电源M，当施加正的直流电压到静电电极板22时，在晶片W的静电夹盘23侧的面(以下，称作“背面”)上产生负电位使静电电极板22和晶片 W的背面之间产生电位差，由起因于该电位差的库仑力或约翰逊-拉别克力，晶片W被静电夹盘23吸附保持。另外，在静电夹盘23，以围住被吸附保持的晶片W的方式，聚焦环25被载置于静电夹盘23的段差的水平部。聚焦环25例如由Si或碳化硅(SiC)构成。在基座12的内部，例如设置有在圆周方向上延伸的环状的制冷剂流路沈。在制冷剂流路沈，从制冷单元(省略图示)经由制冷剂用管27循环供给低温的制冷剂，例如冷却水或GALDEN(注册本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基板处理装置的基板处理方法，该基板处理装置具有：在内部产生等离子体的处理室、载置配置在该处理室内的基板的载置台和与该载置台相对配置的电极，该基板处理方法在所述处理室内施加等离子体生成用的高频电力，在所述载置台施加比所述等离子体生成用的高频电力频率低的偏置用的高频电力，对所述基板实施等离子体蚀刻处理，该基板处理方法的特征在于：分别作为脉冲波施加所述等离子体生成用的高频电力和所述偏置用的高频电力，并且包括：一并施加所述等离子体生成用的高频电力和所述偏置用的高频电力，用所述等离子体中的正离子对所述基板实施蚀刻处理的正离子蚀刻步骤；一并停止所述等离子体生成用的高频电力和所述偏置用的高频电力的施加，在所述处理室内产生负离子的负离子生成步骤；和停止所述等离子体生成用的高频电力的施加，施加所述偏置用的高频电力，将负离子引入到所述基板的负离子引入步骤，其中使所述偏置用的高频电力的占空比大于所述等离子体生成用的高频电力的占空比。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：八田浩一，持木宏政，
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