[發(fā)明專利]基板的等離子處理裝置以及等離子處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810090518.3
• 申請(qǐng)日: 2008-03-26
• 公開（公告）號(hào): CN101277580A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宇井明生;市川尚志;玉置直樹;林久貴;小島章弘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社東芝
• 主分類號(hào): H05H1/46
• 分類號(hào): H05H1/46;H01J37/32;H01L21/00
• 代理公司: 上海市華誠律師事務(wù)所
• 代理人: 徐申民;張惠萍

1.一種基板的等離子處理裝置，其特征在于，具有：

內(nèi)部可保持真空的室；

配置于所述室內(nèi)，并構(gòu)成為在主面上保持要處理的基板的RF電極；

在所述室內(nèi)與所述RF電極相對(duì)配置的對(duì)置電極；

用于對(duì)所述RF電極外加規(guī)定頻率的RF電壓的RF電壓外加裝置；以及

用于對(duì)所述RF電極外加規(guī)定的脈沖電壓以便所述脈沖電壓與所述RF電壓疊加的脈沖電壓外加裝置，

所述脈沖電壓外加裝置具有調(diào)整所述脈沖電壓的所述外加的定時(shí)、并設(shè)定不外加所述脈沖電壓的停止時(shí)間的控制機(jī)構(gòu)。

2.如權(quán)利要求1所述的基板的等離子處理裝置，其特征在于，

由所述脈沖電壓外加裝置外加到所述RF電極上的所述脈沖電壓為負(fù)脈沖電壓。

3.如權(quán)利要求1或2所述的基板的等離子處理裝置，其特征在于，

由所述RF電壓外加裝置加到所述RF電極上的所述RF電壓的頻率(ωrf/2π)大于等于50MHz，

所述脈沖電壓外加裝置的所述控制機(jī)構(gòu)至少控制所述脈沖電壓的脈沖寬度t1(s)和脈沖電壓值Vpulse(V)，由該控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制使得所述脈沖寬度t1成立t1≥2π/(ωp/5)(ωp為等離子角頻率，ωp＝(e²No/εoMi)^1/2，e：電子單位電量，εo：真空介電常數(shù)，Mi：離子質(zhì)量(kg)，No：等離子密度(個(gè)/m³))，脈沖電壓值Vpulse為|Vp-p|＜|Vpulse|(Vp-p為所述RF電壓的電壓值)。

4.如權(quán)利要求1或2所述的基板的等離子處理裝置，其特征在于，

由所述RF電壓外加裝置加到所述RF電極上的所述RF電壓的頻率(ωrf/2π)大于等于50MHz，

所述脈沖電壓外加裝置的所述控制機(jī)構(gòu)至少控制所述脈沖電壓的脈沖寬度t1(s)和重復(fù)時(shí)間t2(s)，由該控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制使得所述脈沖寬度t1和所述重復(fù)時(shí)間t2成立2π/ωrf＜t1＜t2＜2π/(ωp/5)(ωp為等離子角頻率，ωp＝(e²No/εoMi)^1/2，e：電子單位電量，εo：真空介電常數(shù)，Mi：離子質(zhì)量(kg)，No：等離子密度(個(gè)/m³))。

5.如權(quán)利要求1或2所述的基板的等離子處理裝置，其特征在于，

由所述脈沖電壓外加裝置的所述控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制使得所述脈沖電壓的連續(xù)外加脈沖數(shù)n1成立n1＜εoεs/(ZeNivbt1)x(Vmax/d)(εo為真空介電常數(shù)，εs為加工的溝槽底部的介電常數(shù)，Z為離子價(jià)數(shù)，vb為離子束速度vb＝(kTi/Mi)^1/2，t1為脈沖外加時(shí)間(s)，d為底部絕緣體膜厚，Vmax/d為絕緣耐壓)。

6.如權(quán)利要求1或2所述的基板的等離子處理裝置，其特征在于，

由所述脈沖電壓外加裝置的所述控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制使得所述脈沖電壓的外加時(shí)間t1成立t1＜εoεs/(ZeNivb)x(Vmax/d)(εo為真空介電常數(shù)，εs為加工的溝槽底部的介電常數(shù)，Z為離子價(jià)數(shù)，vb為離子束速度vb＝(kTi/Mi)^1/2，d為底部絕緣體膜厚，Vmax/d為絕緣耐壓)。

7.如權(quán)利要求1或2所述的基板的等離子處理裝置，其特征在于，

由所述脈沖電壓外加裝置的所述控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制使得所述脈沖電壓的電壓值Vpulse(V)成立(vtherm/vdc)^1/2≤0.5L1/L2(離子的熱速度vtherm為vtherm＝(8kTi/πMi)/2，vdc＝(2eZxVpulse/Mi)^1/2，L1為加工的溝槽寬度，L2為溝槽深度)。

8.如權(quán)利要求5所述的基板的等離子處理裝置，其特征在于，

由所述脈沖電壓外加裝置的所述控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制使得所述脈沖連續(xù)外加后的停止時(shí)間t3成立

n1×t1≤t3。

9.如權(quán)利要求1或2所述的基板的等離子處理裝置，其特征在于，

具有蝕刻終點(diǎn)檢測(cè)裝置和襯底變化檢測(cè)裝置中至少一個(gè)，

由所述檢測(cè)裝置改變脈沖外加時(shí)間t1、脈沖停止時(shí)間t3、以及脈沖電壓Vpulse中至少一個(gè)。

10.一種基板的等離子處理方法，其特征在于，包括：

在內(nèi)部保持真空的室內(nèi)RF電極和與所述RF電極相對(duì)的對(duì)置電極之間將要處理的基板保持于所述RF電極的主面上的工序；

對(duì)所述RF電極外加規(guī)定頻率的RF電壓的工序；

對(duì)所述RF電極外加規(guī)定的脈沖電壓以便所述脈沖電壓與所述RF電壓疊加的工序；以及

調(diào)整所述脈沖電壓的外加的定時(shí)，并設(shè)定不外加所述脈沖電壓的停止時(shí)間的工序。