[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: 201810939779.1
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN109411322B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 永海幸一;藤原一延;大下辰郎;道菅隆;丸山幸兒;永關一也;檜森慎司
• 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;H01L21/67
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

本發明提供一種等離子體處理方法和等離子體處理裝置，其能夠抑制基片的蝕刻速率下降并且降低照射至腔室主體的內壁的離子的能量。一個實施方式的等離子體處理裝置包括產生直流電壓的直流電源，該直流電壓具有負極性且用于被施加至工作臺的下部電極。在利用該等離子體處理裝置的等離子體處理中，供給高頻以使腔室內的氣體激勵而生成等離子體。另外，來自直流電源的負極性的直流電壓被周期性地施加至下部電極，以將來自等離子體的離子引入到工作臺上的基片。在各個周期內直流電壓被施加至下部電極的期間所占的比率被設定為40％以下。

技術領域

本發明的實施方式涉及等離子體處理方法和等離子體處理裝置。

背景技術

在電子器件的制造中，使用等離子體處理裝置。一般來說，等離子體處理裝置包括腔室主體、工作臺和高頻電源。腔室主體提供其內部空間作為腔室。腔室主體接地。工作臺設置在腔室內，被配置成支承載置在其上的基片。工作臺包括下部電極。高頻電源供給高頻以激勵腔室內的氣體。在該等離子體處理裝置中，利用下部電極的電位與等離子體的電位的電位差加速離子，被加速了的離子被向基片照射。

在等離子體處理裝置中，腔室主體與等離子體之間也產生電位差。腔室主體與等離子體之間的電位差大時，照射到腔室主體的內壁的離子的能量變高，從腔室主體放出顆粒。從腔室主體放出的顆粒會污染載置在工作臺上的基片。為了防止產生這樣的顆粒產生，在專利文獻1中提出了利用調整腔室的接地電容的調整機構的技術。專利文獻1中記載的調整機構以調整面對腔室的陽極和陰極的面積比率、即調整A/C比的方式構成。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2011-228694號公報

發明內容

發明要解決的技術問題

作為一種等離子體處理裝置，利用被配置成將偏置用的高頻供給至下部電極的等離子體處理裝置。偏置用的高頻被供給至下部電極，以提高照射至基片的離子的能量從而提高基片的蝕刻速率。在這樣的等離子體處理裝置中，等離子體的電位變高時，等離子體和腔室主體的電位差變大，照射至腔室主體的內壁的離子的能量變高。從這種背景出發，要求抑制基片的蝕刻速率下降并且降低照射至腔室主體的內壁的離子的能量。

用于解決技術問題的技術方案

在一個方式中，提供一種在等離子體處理裝置中執行的等離子體處理方法。等離子體處理裝置包括腔室主體、工作臺、高頻電源和一個以上的直流電源。腔室主體提供其內部空間作為腔室。工作臺設置在腔室主體內。工作臺包括下部電極。工作臺以能夠支承載置在其上的基片的方式設置。高頻電源供給高頻，該高頻用于激勵供給到腔室中的氣體。產生直流電壓的一個以上的直流電源，該直流電壓具有負極性并用于被施加至下部電極。一個實施方式的等離子體處理方法包括：(i)從高頻電源供給高頻以生成被供給至腔室的氣體的等離子體的步驟；和(ii)從一個以上的直流電源對下部電極施加具有負極性的直流電壓以將等離子體中的離子引入到基片的步驟。在施加直流電壓的步驟中，直流電壓被周期性地施加至下部電極，在各個周期內直流電壓被施加至下部電極的期間所占的比率被設定為40％以下。

基片的蝕刻速率相對于占空比的依賴性較少，該占空比是在各個周期內負極性的直流電壓被施加到下部電極的期間所占的比率。另一方面，占空比較小時，特別是占空比為40％以下時，腔室主體的蝕刻速率大幅下降。即，照射到腔室主體的內壁的離子的能量變小。因此，根據一個實施方式的等離子體處理方法，能夠抑制基片的蝕刻速率下降并且降低照射至腔室主體的內壁的離子的能量。

在一個實施方式中，上述比率，即占空比被設定為35％以下。根據該實施方式，能夠進一步降低照射到腔室主體的內壁的離子的能量。

在一個實施方式中，等離子體處理裝置中，作為一個以上的直流電源包括多個直流電源。在各個周期內，施加至下部電極的直流電壓由從多個直流電源依次輸出的多個直流電壓形成。根據該實施方式，能夠減輕多個直流電源各自的負載。