[發明專利]等離子體處理方法和等離子體處理裝置

有效

• 申請號: 200910145581.7
• 申請日: 2005-04-08
• 公開（公告）號: CN101572208A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: 巖崎征英;請井智聰
• 申請（專利權）人: 東京毅力科創株式會社
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32;H05H1/46
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 龍 淳;劉春成

本案是申請日為2005年4月8日、申請號為200510063523.1的、發明名稱為“等離子體處理方法和等離子體處理裝置”的專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及在被處理基板上施以等離子體處理的技術，尤其是涉及利用高頻放電生成等離子體的單片式等離子體處理方法及裝置。

背景技術

在半導體器件或FPD(平板顯示器)制造工藝中的蝕刻、堆積、氧化、濺射等處理，為了對處理氣體在較低溫度下進行良好反應，多利用等離子體。通常，在等離子體處理裝置，生成等離子體的方式大體分為利用輝光放電或高頻放電的方式和利用微波的方式。

通常，在利用高頻放電的單片式等離子體裝置，在可減壓的腔室內設置兼作電極的載置臺或基座，在該基座上載置被處理基板(半導體晶片，玻璃基板等)。而且，從使腔室內減壓到規定的真空度開始導入處理氣體，在室內氣體壓力成為設定值的時刻，在電極上加高頻。這樣一來，處理氣體開始放電，產生氣體等離子體。在該等離子體下對基板表面或被處理面施以膜的微細加工處理(干蝕刻等)或成膜處理(化學氣相生長)等。

在高頻放電方式的等離子體處理裝置，一旦氣體壓力低，由于氣體分子的密度低，使放電開始(等離子體著火)或維持變難。尤其是在平行平板型的等離子體處理裝置，不僅其傾向顯著，而且無論使電極間隔變狹或者使電極間所加的RF電壓變低，電子從電場得到的能量，進而使氣體分子或原子電離的能量也變少，存在放電變得不穩定的傾向。因而，在等離子體處理中也有取低氣體壓力、狹電極間隔或加低RF電壓作為所希望的處理條件的。例如，在各向異性蝕刻下，為了得到良好的垂直蝕刻形狀，低氣體壓力有利，要求在低壓領域下穩定的放電開始特性及放電維持特性。

歷來，在眾知適于放電的特別的高壓條件下開始放電(例如參照專利文獻1)或者在不同種類的氣體條件或加高RF條件下開始放電，從放電穩定開始，轉換為原來的處理條件的方法(ignition?plasma點火等離子體方式)。此外，眾知通過微波或UV光助等離子體生成的方法也有效果。

[專利文獻1]特開2003-124198號公報。

因而，由于點火等離子體方式在一定時間使用與原來的處理條件不同的條件，所以存在對工藝過程影響或生產率低下的缺點。此外，用微波或UV光的方法不僅擔心對工藝過程影響，而且存在所謂裝置復雜化，增大裝置成本的難點。其結果，只有利用ECR(ElectronCyclotron?Resonance電子回旋諧振)等的微波等離子體方式。

發明內容

本發明鑒于上述所示的現有技術的問題問而作的，其目的是提供簡易且低價，高頻放電的開始容易，穩定地維持放電的等離子體處理方法及等離子體處理裝置。

本發明另外的目的是提供有效地高密度封閉被處理基板上的等離子體，使等離子體處理的反應速度或面內的均勻性提高的等離子體處理方法及等離子體處理裝置。

為了達到上述目的，本發明的等離子體處理方法是在向可減壓的腔室內流入處理氣體并形成高頻電場，生成前述處理氣體的等離子體，在大體水平地配置在前述腔室內的規定位置處的被處理基板上在前述等離子體下施以所希望的等離子體處理的等離子體處理方法，在前述腔室內的等離子體生成空間內，在比前述基板外周端還位于半徑方向內側的主等離子體區域上作成實質上無磁場狀態，在比前述基板外周端還位于半徑方向外側的周邊等離子體區域，磁力線通過該區域內，而且前述磁力線的始點及終點的至少一方比前述腔室側壁還位于半徑方向內側地形成磁場。

此外，本發明的等離子體處理裝置具有：可減壓的腔室；在前述腔室內大體水平地載置被處理基板的下部電極；向設定在前述下部電極上方及周圍的等離子體生成空間供給處理氣體的處理氣體供給部；在前述等離子體生成空間形成高頻電場的高頻電場形成機構；和形成磁場的磁場形成機構，其中，在前述腔室內的等離子體生成空間中在比前述基板外周端還位于半徑方向內側的主等離子體區域實質上構成無磁場狀態，在比前述基板外周端還位于半徑方向外側的周邊等離子體區域上磁力線在該區域內通過，而且前述磁力線的始點及終點的至少一方比前述腔室的側壁還位于半徑方向內側。