等離子體處理裝置和等離子體處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種等離子體處理裝置和等離子體處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]提出了一種對靶材施加直流電力來對靶材進(jìn)行濺射以形成膜的方法(例如參照專利文獻(xiàn)1、2)。例如，在專利文獻(xiàn)1中公開了一種通過對靶材施加脈沖狀的直流電力來對接觸孔、通孔、配線槽等的內(nèi)壁面形成膜的濺射成膜方法。
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本特開2009-280916號公報(bào)
[0004]專利文獻(xiàn)2:日本特開2004-266112號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

_5] 發(fā)明要解決的問題
[0006]然而，在專利文獻(xiàn)1、2中，對配置在腔室內(nèi)的靶材執(zhí)行濺射，因此難以對不具有適于預(yù)先配置在腔室內(nèi)的靶材的膜使用上述濺射成膜方法。
[0007]例如，期望通過濺射對如包含碳(C)和氟(F)的膜那樣的不具有適于預(yù)先配置在腔室內(nèi)的靶材的膜進(jìn)行成膜。
[0008]針對上述問題，在一個(gè)方面，本發(fā)明的目的在于在腔室內(nèi)的電極上形成作為靶材發(fā)揮功能的膜并對所形成的膜進(jìn)行濺射。
[0009]用于解決問題的方案
[0010]為了解決上述問題，根據(jù)一個(gè)方式，提供一種等離子體處理裝置，載置基板的第一電極與同上述第一電極相向地配置的第二電極以隔開規(guī)定的間隙的方式相向地配置，該等離子體處理裝置具有:第一高頻電源，其向上述第二電極供給第一高頻電力；直流電源，其向上述第二電極供給直流電力；以及氣體供給源，其向腔室內(nèi)供給氣體，其中，上述第二電極具有利用通過供給第一氣體和上述第一高頻電力而生成的等離子體形成的反應(yīng)產(chǎn)物的膜，上述第二電極成為利用通過供給第二氣體、上述第一高頻電力以及上述直流電力而生成的等離子體對上述反應(yīng)產(chǎn)物的膜進(jìn)行濺射的靶。
[0011]發(fā)明的效果
[0012]根據(jù)一個(gè)方式，能夠在腔室內(nèi)的電極上形成作為靶材發(fā)揮功能的膜并對所形成的膜進(jìn)行濺射。
【附圖說明】
[0013]圖1是表示一個(gè)實(shí)施方式所涉及的等離子體處理裝置的整體結(jié)構(gòu)的一例的圖。
[0014]圖2是表示一個(gè)實(shí)施方式所涉及的等離子體處理方法的一例的流程圖。
[0015]圖3是表示一個(gè)實(shí)施方式所涉及的等離子體處理方法的效果的一例的圖。
[0016]圖4是表示一個(gè)實(shí)施方式所涉及的直流電壓施加時(shí)間與掩膜的寬度之間的關(guān)系的圖。
[0017]附圖標(biāo)iP,說曰月
[0018]10:等離子體處理裝置；12:腔室；15:上部電極；16:電極支承體；18:高頻電力源；19:直流電源；20:載置臺(下部電極)；22:靜電卡盤；26:聚流環(huán)；28:高頻電力源；32:氣體供給源；110:ArF抗蝕膜;120:防反射膜；130:有機(jī)膜；200:控制部。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面，參照附圖來說明用于實(shí)施本發(fā)明的方式。此外，在本說明書和附圖中，對實(shí)質(zhì)上相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，由此省略重復(fù)的說明。
[0020][等離子體處理裝置的整體結(jié)構(gòu)]
[0021]首先，參照圖1來說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的等離子體處理裝置10的整體結(jié)構(gòu)。等離子體處理裝置10具有例如由鋁或者不銹鋼等金屬制成的圓筒型的腔室12。腔室12被接地。腔室12的上部敞開，在其開口處，經(jīng)由絕緣體14設(shè)置有上部電極15。由此，形成將腔室12的開口封閉的蓋部。
[0022]在腔室12內(nèi)設(shè)置有載置半導(dǎo)體晶圓W(以下稱作晶圓W)的載置臺20。載置臺20例如由鋁構(gòu)成，經(jīng)由未圖示的絕緣性的保持部被支承在腔室12中。在載置臺20的上表面設(shè)置有載置晶圓W的靜電卡盤22。靜電卡盤22利用通過對靜電卡盤22內(nèi)部的電極板22a施加直流電力而產(chǎn)生的庫侖力，將晶圓W靜電吸附并保持在載置臺20上。在晶圓W的周緣部設(shè)置有聚流環(huán)(日語才一力只y >夕' )26。聚流環(huán)26由硅、石英形成。
[0023]對于載置臺20，經(jīng)由未圖示的匹配器連接有高頻電力源28。高頻電力源28對載置臺20施加例如400kHz以上的偏置用的高頻電力RF(LF)。由此，載置臺20還作為下部電極發(fā)揮功能。
[0024]在腔室12的頂部設(shè)置有上部電極15和支承上部電極15的電極支承體16。上部電極15與載置臺20相向，在上部電極15的相向面上設(shè)置有多個(gè)氣孔15a。上部電極15例如包括S1、SiC、石英等構(gòu)件。電極支承體16支承上部電極15，該電極支承體16例如包括鋁等導(dǎo)電性構(gòu)件。
[0025]從氣體供給源32輸出的氣體經(jīng)過氣體擴(kuò)散室30后從多個(gè)氣孔15a以噴淋狀被供給到腔室12內(nèi)。由此，上部電極15還作為噴頭發(fā)揮功能。
[0026]從高頻電力源18經(jīng)由未圖示的匹配器對上部電極15施加例如60MHz的等離子體生成用的高頻電力RF(HF)。由此，來自高頻電力源18的高頻電力以電容方式施加于載置臺20與噴頭之間。高頻電力源18供給頻率高于高頻電力源28的頻率的高頻電力。
[0027]此外，下部電極(載置臺20)是載置晶圓W的第一電極的一例。另外，上部電極15是與下部電極相向地配置的第二電極的一例。另外，高頻電力源18是向上部電極15供給第一高頻電力的第一高頻電源的一例。另外，高頻電力源28是供給頻率低于第一高頻電力的頻率的第二高頻電力的第二高頻電源的一例。
[0028]對上部電極15施加從直流電源19供給的直流(DC)電力來執(zhí)行后述的濺射處理。在該情況下，優(yōu)選的是上部電極15由硅(Si)材料形成。另一方面，也可以對上部電極15施加例如400kHz左右的偏置用的高頻電力來執(zhí)行濺射處理。在該情況下，上部電極15未必需要由硅形成，也可以使用石英形成。此外，直流電源19是向上部電極15供給直流電力的直流電源的一例。
[0029]在載置臺20的側(cè)壁與腔室12的側(cè)壁之間形成有排氣路34。在排氣路34中設(shè)置有折流板36，以調(diào)整氣體的流動(dòng)。腔室12內(nèi)的氣體經(jīng)過排氣路34后通過未圖示的排氣裝置被排出到腔室12外，由此，將腔室12內(nèi)減壓到規(guī)定的真空度。
[0030]對等離子體處理裝置10設(shè)置有控制裝置整體的動(dòng)作的控制部200?？刂撇?00具有 CPU (Central Processing Unit:中央處理單元)205、R0M (Read Only Memory:只讀存儲器)210、RAM (Random Access Memory:隨機(jī)存取存儲器)215 以及 HDD (Hard Disk Drive:硬盤驅(qū)動(dòng)器)220。CPU 205按照各種制程來執(zhí)行后述的等離子體處理。在制程中記載有作為針對各處理的裝置的控制信息的處理時(shí)間、壓力(氣體的排氣)、高頻電力、電壓、各種處理氣體流量、腔室內(nèi)溫度(上部電極溫度、腔室的側(cè)壁溫度、ESC溫度等)等。此外，也可以將制程存儲在RAM 215,HDD 220、未圖示的半導(dǎo)體存儲器中。另外，還可以將制程保存在CD-ROM、DVD等便攜性的能夠由計(jì)算機(jī)讀取的存儲介質(zhì)中。
[0031]以上說明了本實(shí)施方式所涉及的等離子體處理裝置10的整體結(jié)構(gòu)。在具有所述結(jié)構(gòu)的等離子體處理裝置10中，首先，將晶圓W從設(shè)置于腔室12的閘閥40搬入并保持在靜電卡盤22上。在該狀態(tài)下供給氣體和高頻電力，利用所生成的等離子體在同一腔室12內(nèi)按順序執(zhí)行后述的如下處理:(1)對上部電極的成膜處理、(2)通過濺射進(jìn)行的對晶圓W的成膜處理、(3)蝕刻處理、(4)無晶圓干洗處理。
[0032](1)對上部電極的成膜處理
[0033]在本實(shí)施方式所涉及的對上部電極15的成膜處理中，等離子體處理裝置10向上部電極15供給成膜用的氣體(第一氣體)和高頻電力RF(HF)來生成等離子體。利用等離子體的作用，主要在上部電極15的下表面形成反應(yīng)產(chǎn)物的膜。
[0034]在本實(shí)施方式中，上部電極15與載置臺20之間的間隙被設(shè)定為80mm以上。通過這樣將間隙較大地設(shè)定為80mm以上，使得在腔室12內(nèi)為高壓狀態(tài)(例如13.3Pa以上)的情況下氣體密度增加而氣體分子的平均