專利名稱：基板處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使等離子體生成用的高頻電力和偏置(bias)用的高頻電力脈沖波狀地施加而生成等離子體，用該等離子體對基板實(shí)施規(guī)定的蝕刻處理的基板處理方法。
背景技術(shù)：
在對于以半導(dǎo)體晶片為主的基板中實(shí)施配線加工等時(shí)，需要對基板實(shí)施微細(xì)的加工處理，利用等離子體的基板處理方法被廣泛應(yīng)用。在這種基板處理方法中，應(yīng)用有應(yīng)該滿足反應(yīng)性離子蝕刻(Reaction Ion Etching)處理的加工形狀細(xì)致化等的要求的，使等離子體脈沖波狀地產(chǎn)生的技術(shù)。通過使等離子體脈沖波狀地產(chǎn)生，能夠適當(dāng)?shù)乜刂频入x子體生成氣體的離解，由此，能夠抑制過度蝕刻，實(shí)現(xiàn)微細(xì)加工。另外，近年來提出有組合如下兩種技術(shù)的同步脈沖控制將等離子體生成用的高頻電力(以下，稱作“源RF”)脈沖波狀地施加使等離子體脈沖波狀地生成的技術(shù)；和將偏置用的高頻電力(以下，稱作“偏置RF”)脈沖波狀地施加，將等離子體中的正離子的引入控制成脈沖波狀的技術(shù)。(例如參照專利文獻(xiàn)1)先行技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開2000-311890號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題在反應(yīng)離子蝕刻處理中，伴隨著等離子體中的正離子半導(dǎo)體晶片引入，如圖7所示，在形成于目標(biāo)膜70的孔71底部滯留有正離子72，由該滯留的正離子72而使后繼的正離子73到達(dá)孔71的底部受到電阻礙，在孔71中后繼的正離子73的前進(jìn)路線被改變，由此， 孔71發(fā)生形變，其結(jié)果是存在用正離子進(jìn)行的蝕刻效率下降的問題。另一方面，已知在同步脈沖控制方式的等離子體蝕刻中，將源RF的施加停止(斷開)后，經(jīng)過一小段時(shí)間，因等離子體中失去能量的失活電子附著于中性的分子和原子或原子團(tuán)等而生成負(fù)離子。于是，為了將滯留在孔71的底部的正離子電中和，利用負(fù)離子來提高蝕刻效率的方案得到討論。本發(fā)明的目在于，提供一種能夠不會(huì)使用正離子進(jìn)行的蝕刻效率下降地，有效利用負(fù)離子且提高整體蝕刻效率的基板處理方法。用于解決課題的方法為了達(dá)成上述目的，權(quán)利要求1所述的基板處理方法，是基板處理裝置的基板處理方法，該基板處理裝置具有在內(nèi)部產(chǎn)生等離子體的處理室、載置配置在該處理室內(nèi)的基板的載置臺(tái)和與該載置臺(tái)相對配置的電極，該基板處理方法在上述處理室內(nèi)施加等離子體生成用的高頻電力，在上述載置臺(tái)施加比上述等離子體生成用的高頻電力頻率低的偏置用的高頻電力，對上述基板實(shí)施等離子體蝕刻處理，該基板處理方法的特征在于分別作為脈沖波施加上述等離子體生成用的高頻電力和上述偏置用的高頻電力，并且包括一并施加上述等離子體生成用的高頻電力和上述偏置用的高頻電力，用上述等離子體中的正離子對上述基板實(shí)施蝕刻處理的正離子蝕刻步驟；一并停止上述等離子體生成用的高頻電力和上述偏置用的高頻電力的施加，在上述處理室內(nèi)產(chǎn)生負(fù)離子的負(fù)離子生成步驟；和停止上述等離子體生成用的高頻電力的施加，施加上述偏置用的高頻電力，將負(fù)離子引入到上述基板的負(fù)離子引入步驟，其中使上述偏置用的高頻電力的占空比大于上述等離子體生成用的高頻電力的占空比。權(quán)利要求2所述的基板處理方法，在權(quán)利要求1所述的基板處理方法的基礎(chǔ)上，特征在于上述偏置用的高頻電力的占空比為0. 7 0. 8，上述等離子體生成用的高頻電力的占空比為0. 5 0. 6。權(quán)利要求3所述的基板處理方法，在權(quán)利要求1或2所述的基板處理方法的基礎(chǔ)上，特征在于持續(xù)上述脈沖波的1/2周期以上進(jìn)行上述正離子蝕刻步驟。權(quán)利要求4所述的基板處理方法，在權(quán)利要求1 3中的任一項(xiàng)所述的基板處理方法的基礎(chǔ)上，特征在于持續(xù)上述脈沖波的1/4周期以上進(jìn)行上述負(fù)離子生成步驟。權(quán)利要求5所述的基板處理方法，在權(quán)利要求1 3中的任一項(xiàng)所述的基板處理方法的基礎(chǔ)上，特征在于持續(xù)10 30 μ sec的時(shí)間進(jìn)行上述負(fù)離子生成步驟。權(quán)利要求6所述的基板處理方法，在權(quán)利要求1 5中的任一項(xiàng)所述的基板處理方法的基礎(chǔ)上，特征在于依次反復(fù)進(jìn)行上述正離子蝕刻步驟、上述負(fù)離子生成步驟和上述負(fù)離子引入步驟。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，由于使偏置用的高頻電力的占空比大于等離子體生成用的高頻電力的占空比，所以在有充分的時(shí)間實(shí)行正離子蝕刻步驟的基礎(chǔ)上，還能夠?qū)嵭胸?fù)離子引入步驟。由此，能夠不會(huì)使用正離子進(jìn)行的蝕刻效率下降地，有效利用負(fù)離子且提高整體蝕刻效率。


圖1是表示應(yīng)用本發(fā)明的基板處理方法的基板處理裝置的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。圖2是表示應(yīng)用脈沖控制方式的基板處理方法的各種形態(tài)的控制工序的圖。圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的基板處理方法的控制工序的圖。圖4是表示生成負(fù)離子的機(jī)理的說明圖。圖5是表示負(fù)離子引入步驟的偏置電壓的變化的圖，是將該偏置電壓與正離子蝕刻步驟的偏置電壓進(jìn)行比較的圖。圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的負(fù)離子的作用的說明圖。圖7是表示現(xiàn)有的基板處理方法的正離子的遮蔽效應(yīng)(shading effect)的說明圖。附圖符號(hào)說明10基板處理裝置11處理室
12 基座30 噴頭60目標(biāo)膜61 孔62正離子63正離子64負(fù)離子
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1是表示應(yīng)用本發(fā)明的基板處理方法的基板處理裝置的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。該基板處理裝置是對基板實(shí)施規(guī)定的等離子體蝕刻處理的裝置。在圖1中，基板處理裝置10具有收納作為基板的半導(dǎo)體晶片W(以下，稱作“晶片”)的腔室11，在腔室11內(nèi)配置有載置晶片W的圓柱狀的基座12。由腔室11的內(nèi)側(cè)壁和基座12的側(cè)面形成側(cè)方排氣路13。在側(cè)方排氣路13的中間配置有排氣板14。排氣板14是具有多個(gè)貫通孔的板狀部件，作為將腔室11的內(nèi)部分隔為上部和下部的分隔板起作用。在被排氣板14分隔的腔室11內(nèi)部的上部(以下，稱作“處理室”)15 中，如后所述產(chǎn)生等離子體。另外，在腔室11內(nèi)部的下部(以下，稱作“排氣室(manifold， 歧管)”)16連接有將腔室11內(nèi)的氣體排出的排氣管17。排氣板14捕捉或反射產(chǎn)生于處理室15的等離子體，防止其向歧管16泄漏。在排氣管17 連接有 TMP (Turbo Molecular Pump 渦輪分子泵)和 DP (Dry Pump 干式泵)(都省略圖示)，這些泵將腔室11內(nèi)抽成真空使之減壓到規(guī)定壓力。另外，通過APC 閥(省略圖示)控制腔室11內(nèi)的壓力。在腔室11內(nèi)的基座12經(jīng)由第一匹配器19連接有第一高頻電源18，且經(jīng)由第二匹配器21連接有第二高頻電源20，第一高頻電源18將較低的頻率例如2MHz的偏置用高頻電力(以下，稱作“偏置RF”)施加到基座12，第二高頻電源20將較高的頻率例如60MHz的等離子體生成用高頻電力(以下，稱作“源RF”)施加到基座12。由此，基座12作為電極起作用。另外，第一匹配器19和第二匹配器21，減少來自基座12的高頻電力的反射，使高頻電力向基座12施加的效率最大。在基座12的上部配置有內(nèi)部具有靜電電極板22的靜電夾盤(ESC Electrostatic chuck) 23。靜電夾盤23具有段差，由陶瓷構(gòu)成。在靜電電極板22連接有直流電源M，當(dāng)施加正的直流電壓到靜電電極板22時(shí)，在晶片W的靜電夾盤23側(cè)的面(以下，稱作“背面”)上產(chǎn)生負(fù)電位使靜電電極板22和晶片 W的背面之間產(chǎn)生電位差，由起因于該電位差的庫侖力或約翰遜-拉別克力，晶片W被靜電夾盤23吸附保持。另外，在靜電夾盤23，以圍住被吸附保持的晶片W的方式，聚焦環(huán)25被載置于靜電夾盤23的段差的水平部。聚焦環(huán)25例如由Si或碳化硅(SiC)構(gòu)成。在基座12的內(nèi)部，例如設(shè)置有在圓周方向上延伸的環(huán)狀的制冷劑流路沈。在制冷劑流路沈，從制冷單元(省略圖示)經(jīng)由制冷劑用管27循環(huán)供給低溫的制冷劑，例如冷卻水或GALDEN(注冊商標(biāo))。被制冷劑冷卻的基板12經(jīng)由靜電夾盤23將晶片W和聚焦環(huán)25 冷卻。在靜電夾盤23的吸附保持晶片W的部分(以下，稱作“吸附面”)，多個(gè)傳熱氣體供給孔觀開口。傳熱氣體供給孔觀經(jīng)由傳熱氣體供給線四與傳熱氣體供給部(省略圖示)連接，傳熱氣體供給部經(jīng)由傳熱氣體供給孔觀，將作為傳熱氣體的He (氦)氣供給到吸附面與晶片W背面的間隙。被供給到吸附面與晶片W背面的間隙中的He氣，有效地將晶片 W的熱傳遞到靜電夾盤23。在腔室11的頂棚部中，以間隔處理室15的處理空間S與基座12相對的方式配置有噴頭30。噴頭30具有上部電極板31、可拆卸地吊著該上部電極板31的冷卻板32和覆蓋冷卻板32的蓋體33。上部電極板31，由具有在厚度方向貫通的多個(gè)氣孔34的圓板狀部件形成，由作為半導(dǎo)體的Si或SiC構(gòu)成。另外，在冷卻板32的內(nèi)部設(shè)置有緩沖室35，在緩沖室35連接有氣體導(dǎo)入管36。另外，在噴頭30的上部電極板31連接有直流電源37，向上部電極板31施加負(fù)的直流電壓。此時(shí)，上部電極板31放出二次電子，防止在處理室15內(nèi)部的晶片W上電子密度下降。被放出的二次電子，從晶片W上，向在側(cè)方排氣路13中以圍住基座12的側(cè)面的方式設(shè)置的由作為半導(dǎo)電體的碳化硅(SiC)或硅(Si)構(gòu)成的接地電極(接地環(huán))38流動(dòng)。在這種結(jié)構(gòu)的基板處理裝置10中，從處理氣體導(dǎo)入管36向緩沖室35供給的處理氣體，經(jīng)由上部電極板31的氣孔34向處理室15內(nèi)部導(dǎo)入，被導(dǎo)入的處理氣體，被從第二高頻電源20經(jīng)由基板12向處理室15內(nèi)部施加的源RF激發(fā)，成為等離子體。等離子體中的正離子，由第一高頻電源18施加到基板12的偏置RF而被向晶片W引入，在晶片W實(shí)施等離子體蝕刻處理。基板處理裝置10的各構(gòu)成部件的操作由基板處理裝置10所具備的控制部(省略圖示)的CPU根據(jù)與等離子體蝕刻處理對應(yīng)的程序來控制。作為使用這種基板處理裝置的脈沖控制方式的基板處理方法，可以考慮如下方法(1)源RF的脈沖波的相位與偏置RF的脈沖波的相位的相位差為零的同步脈沖控制； (2)使偏置RF的脈沖波的相位相對于源RF的脈沖波的相位向后方錯(cuò)開的脈沖控制；和(3) 使偏置RF的脈沖波的相位相對于源RF的脈沖波的相位向前方錯(cuò)開的脈沖控制。圖2是表示應(yīng)用脈沖控制方式的基板處理方法的各種形態(tài)的控制工序的圖。圖 2 (A)表示源RF的脈沖波的相位與偏置RF的脈沖波的相位的相位差為零的情況，圖2 (B)表示使偏置RF的脈沖波的相位相對于源RF的脈沖波的相位向后方錯(cuò)開1/4周期的情況，圖 2 (C)表示使偏置RF的脈沖波的相位相對于源RF的脈沖波的相位向前方錯(cuò)開1/4周期的情況。在圖2(A)中，源RF和偏置RF的脈沖波的相位同步，源RF和偏置RF同時(shí)導(dǎo)通 (ON)、斷開(OFF)。因此，當(dāng)源RF導(dǎo)通時(shí)，由偏置RF而將正離子引入到晶片W，實(shí)行用正離子進(jìn)行的高效率的蝕刻。在這種情況下，將源RF斷開后經(jīng)過一小段時(shí)間生成的負(fù)離子，由于偏置RF被斷開，所以只存在于等離子體中，不會(huì)被引入到晶片W。因此，不能將滯留在孔的底部的正離子電中和。在圖2(B)中，偏置RF的脈沖波的相位相對于源RF的脈沖波的相位向后方錯(cuò)開僅 1/4周期，將源RF導(dǎo)通后將偏置RF導(dǎo)通，接著，將源RF斷開后將偏置RF斷開，反復(fù)進(jìn)行這樣的控制。在這種情況下，在源RF和偏置RF都導(dǎo)通的狀態(tài)下，實(shí)行用正離子進(jìn)行的高效率的蝕刻；在源RF斷開而偏置RF導(dǎo)通的狀態(tài)下，實(shí)行用被偏置RF引入的正離子進(jìn)行的中等效率的蝕刻；在源RF導(dǎo)通而偏置RF斷開的狀態(tài)下，實(shí)行用被起因于源RF而產(chǎn)生于基座12 的自偏置電壓引入的正離子進(jìn)行的低效率的蝕刻。但是，在源RF被斷開并經(jīng)過一小段時(shí)間后的生成負(fù)離子時(shí)，由于偏置RF被斷開，所以負(fù)離子不會(huì)被引入到晶片W。因此，不能將滯留在孔的底部的正離子電中和。而且，由于與圖2(A)的情況相比用正離子進(jìn)行的高效率蝕刻的時(shí)段變短，所以蝕刻的效率比圖2(A)的情況低。其次，在圖2(C)中，偏置RF的脈沖波的相位相對于源RF的脈沖波的相位向前方錯(cuò)開僅1/4周期，將偏置RF導(dǎo)通后將等離子體生成用RF導(dǎo)通，接著，將偏置RF斷開后將源 RF斷開，反復(fù)進(jìn)行這樣的控制。在這種情況下，在源RF和偏置RF都導(dǎo)通的狀態(tài)下，實(shí)行用正離子進(jìn)行的高效率的蝕刻；在源RF導(dǎo)通而偏置RF斷開的狀態(tài)下，實(shí)行用被自偏置電壓引入的正離子進(jìn)行的低效率的蝕刻。另外，在源RF被斷開并經(jīng)過一小段時(shí)間后的生成負(fù)離子時(shí)，由于與下一個(gè)脈沖波對應(yīng)的偏置RF被導(dǎo)通，所以等離子體中的負(fù)離子由偏置RF而被引入到晶片。S卩，在圖2(C)中，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)用負(fù)離子進(jìn)行的正離子的電中和，但是由于用正離子進(jìn)行的高效率蝕刻的時(shí)段與圖2(A)的情況相比變短，所以整體的蝕刻效率比圖2(A) 的情況低。本發(fā)明者著眼于等離子體中生成的負(fù)離子，以有效利用該負(fù)離子提高整體的蝕刻效率為目的，對負(fù)離子的變動(dòng)和源RF及偏置RF的導(dǎo)通、斷開的時(shí)序等進(jìn)行銳意研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)如下事實(shí)，從而達(dá)到本發(fā)明通過分別脈沖波狀地施加等離子體生成用的高頻電力與偏置用的高頻電力，設(shè)置如下三個(gè)步驟一并施加等離子體生成用的高頻電力和偏置用的高頻電力的正離子蝕刻步驟；一并使等離子體用的高頻電力與偏置用的高頻電力的施加停止的負(fù)離子生成步驟；和僅施加偏置用的高頻電力將負(fù)離子引入到基板的負(fù)離子引入步驟，其中使偏置用的高頻電力的占空比大于等離子體生成用的高頻電力的占空比，能夠有效利用負(fù)離子并提高整體的蝕刻效率。圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的基板處理方法的控制工序的圖。在圖3中，分別脈沖波狀地施加源RF和偏置RF，在一并停止(斷開)源RF和偏置 RF的施加的負(fù)離子生成步驟3c的后續(xù)，設(shè)置有僅施加(導(dǎo)通)偏置RF的負(fù)離子引入步驟 3a。另外，在負(fù)離子引入的步驟3a的后續(xù)，設(shè)置有一并導(dǎo)通源RF和偏置RF的正離子蝕刻步驟北。依次反復(fù)進(jìn)行負(fù)離子生成步驟3c、負(fù)離子引入步驟3a和正離子蝕刻步驟北。首先，對負(fù)離子生成步驟3c的負(fù)離子的生成機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)說明。圖4是表示生成負(fù)離子的機(jī)理的說明圖。其中，在圖4的下方的圖中，實(shí)線表示電子溫度(Te)，虛線表示負(fù)離子的密度。在圖4中，當(dāng)將源RF從斷開切換到導(dǎo)通(從圖3的負(fù)離子引入步驟3a切換到正離子蝕刻步驟3b)時(shí)，產(chǎn)生等離子體，處理室內(nèi)的電子溫度(Te)上升，電子和正離子的密度變高，在該電子和正離子的密度高的狀態(tài)下實(shí)行用正離子進(jìn)行的高效率蝕刻。等離子體中，雖然主要存在從處理氣體生成的電子、正離子和原子團(tuán)，但是當(dāng)正離子蝕刻步驟北結(jié)束，源RF被斷開時(shí)，電子失去能量，電子溫度下降。然后，因電子溫度下降而失活，能量變小的電子，不能單獨(dú)地存在，附著于浮游在處理室15內(nèi)的中性分子和原子或原子團(tuán)上，由此，生成例如F_、CF-等負(fù)離子。此時(shí)，等離子體成為混合正離子和負(fù)離子的離子-離子等離子體(ion-ion plasma)。由于電子向分子或原子團(tuán)的附著，是通過電子撞擊分子或原子團(tuán)進(jìn)行的，所以負(fù)離子的生成速度慢，在源RF被斷開后，負(fù)離子慢慢地生成、增加。因此，源RF被斷開后，如果不經(jīng)過規(guī)定的時(shí)間例如10 30 μ sec,即使將偏置RF導(dǎo)通，能夠引入到晶片W的負(fù)離子的密度也較低，所以不能進(jìn)行正離子的電中和。于是，在本實(shí)施方式中，源RF被斷開后，經(jīng)過規(guī)定時(shí)間負(fù)離子的密度變高后將對應(yīng)下一個(gè)脈沖波的偏置RF導(dǎo)通。接著，對作為本實(shí)施方式的特征部分的負(fù)離子引入步驟3a進(jìn)行詳細(xì)說明。源RF和偏置RF被一并斷開的負(fù)離子生成步驟結(jié)束后，僅將對等離子體的生成不做貢獻(xiàn)的偏置RF導(dǎo)通，移至負(fù)離子引入步驟3a。在負(fù)離子引入步驟3a中，由于源RF被斷開，所以不產(chǎn)生由源RF產(chǎn)生的自偏置電壓。因此，引入負(fù)離子的偏置電壓，由偏置RF產(chǎn)生的偏置電壓處于支配性地位，其電位以士0線為中心向正側(cè)或負(fù)側(cè)反復(fù)擺動(dòng)。圖5是表示負(fù)離子引入步驟3a的偏置電壓的變化的圖，是將該偏置電壓與正離子蝕刻步驟北的偏置電壓進(jìn)行比較的圖。在圖5中，在施加源RF和偏置RF實(shí)行等離子體蝕刻處理的情況下(圖5中，下方的圖)，處理室內(nèi)的電子溫度變高，在處理室內(nèi)產(chǎn)生等離子體。因此，為了取得與產(chǎn)生的等離子體的平衡，在晶片W產(chǎn)生負(fù)電位的偏置電壓。該偏置電壓的電位在負(fù)的區(qū)域反復(fù)擺動(dòng)。與之相對地，在負(fù)離子引入步驟3a中，源RF被斷開，由于電子密度充分下降，等離子體變稀薄，所以偏置電壓的電位移動(dòng)到士0線為止，該電位以士0線為中心上下擺動(dòng)(圖 5中，上方的圖)。然后，偏置電壓的電位在正的區(qū)域擺動(dòng)時(shí)負(fù)離子被引入到晶片W的目標(biāo)膜，偏置電壓的電位在負(fù)的區(qū)域擺動(dòng)時(shí)正離子被引入到晶片W的目標(biāo)膜。在這里，對在負(fù)離子引入步驟3a中被引入到晶片W的目標(biāo)膜的負(fù)離子的作用進(jìn)行說明。圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的負(fù)離子的作用的說明圖。在圖6中，用正離子進(jìn)行的正離子蝕刻步驟北的蝕刻的結(jié)果是，正離子62滯留在形成于晶片W的目標(biāo)膜60的孔61的底部。在這種狀態(tài)下，如果進(jìn)一步持續(xù)用正離子進(jìn)行的蝕刻，由于應(yīng)該被引入到目標(biāo)膜60的正離子63與滯留在孔61的底部的正離子62排斥， 所以有蝕刻不能平穩(wěn)地進(jìn)行的風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，在正離子蝕刻步驟北的前段，設(shè)置僅將偏置RF導(dǎo)通的負(fù)離子引入步驟 3a,通過引入處理室內(nèi)的負(fù)離子64到晶片W的目標(biāo)膜60，將滯留在孔61的底部的正離子 62電中和。像這樣，通過利用負(fù)離子64將晶片W的目標(biāo)膜60的正電荷中和，使之后的正離子 63容易進(jìn)入孔61，所以正離子蝕刻步驟北的蝕刻平穩(wěn)地進(jìn)行。像這樣，在本實(shí)施方式中，在正離子蝕刻步驟北結(jié)束后，一并將源RF和偏置RF斷開，使等離子體的電子溫度(Te)充分降低，由此使負(fù)離子逐漸在處理室內(nèi)生成(負(fù)離子生成步驟3c)。接著，僅將偏置RF導(dǎo)通，將在處理室15內(nèi)生成的負(fù)離子引入到目標(biāo)膜60(負(fù)離子引入步驟3a)。接著，將源RF導(dǎo)通，實(shí)行用正離子進(jìn)行的高效率蝕刻(正離子蝕刻步驟 3b)，之后，依次反復(fù)進(jìn)行負(fù)離子生成步驟3c、負(fù)離子引入步驟3a和正離子蝕刻步驟北，對晶片W的目標(biāo)膜60實(shí)施規(guī)定的蝕刻處理。
根據(jù)本實(shí)施方式，將偏置RF的占空比設(shè)定為例如0. 7 0. 8，優(yōu)選為0. 75，將源RF 的占空比設(shè)定為例如0. 5 0. 6，優(yōu)選為0. 5。通過使偏置RF的占空比大于源RF的占空比，能夠在引入負(fù)離子將孔底部的正電荷中和后，充分地確保正離子蝕刻步驟的蝕刻時(shí)間， 由此能夠提高整體的蝕刻效率。在這種情況下，將源RF和偏置RF的脈沖波的頻率控制成相同，例如為IkHz 20kHz。在本實(shí)施方式中，優(yōu)選持續(xù)脈沖波的1/2周期以上進(jìn)行正離子蝕刻步驟北。由此， 能夠充分地確保正離子蝕刻步驟的時(shí)間，提高整體的蝕刻效率。在本實(shí)施方式中，負(fù)離子生成步驟3c，優(yōu)選持續(xù)脈沖波的1/4周期以上。由此，能夠確實(shí)地生成負(fù)離子，在接著的負(fù)離子引入步驟3a中，高效地引入負(fù)離子到晶片W的目標(biāo)膜。在本實(shí)施方式中，從處理室15內(nèi)的電子溫度充分下降，到充分生成負(fù)離子為止的時(shí)間，是在例如10 30 μ sec之間。因此，作為負(fù)離子生成步驟3c，優(yōu)選確保在10 30 μ sec之間。S卩，在一并斷開源RF與偏置RF，正離子蝕刻步驟北結(jié)束之后，優(yōu)選確保并持續(xù)10 30 μ sec間的負(fù)離子生成步驟3c，接著，將偏置RF導(dǎo)通移至負(fù)離子引入步驟3a。 由此，能夠充分地確保負(fù)離子的生成時(shí)間，在接著的負(fù)離子引入步驟3a中，能夠高效地將負(fù)離子引入到晶片W的目標(biāo)膜60的孔61內(nèi)，中和滯留的正離子62。在這種情況下，偏置RF的頻率，優(yōu)選為不生成等離子體的頻率，例如4MHz以下。 由此，能夠使負(fù)離子遵循偏置頻率的變動(dòng)，由此能夠提高負(fù)離子的引入效率。另外，負(fù)離子的生成步驟3c，在處理室內(nèi)的等離子體變稀薄電子溫度降低，自偏置電壓從負(fù)的區(qū)域移至士0線附近的程度為止，能夠考慮為正離子的量減少所需的時(shí)間。在本實(shí)施方式中，作為基板處理裝置使用下部RF2頻率的裝置，本發(fā)明并不限定于下部RF2頻率的裝置，在上下RF2頻率的裝置中也能夠?qū)嵭小Ｒ陨?，用?shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式。另外，在上述的實(shí)施方式中，實(shí)施等離子體處理的基板，并不限定于晶片，也可以是包括 LCD (Liquid Crystal Display 液晶顯示器)的 FPD (Flat Panel Display 平板顯示器)等所用的各種基板、光罩、CD基板、印刷基板等。另外，本發(fā)明的目的通過如下方式達(dá)成將存儲(chǔ)有實(shí)現(xiàn)上述各實(shí)施方式的功能的軟件的程序代碼的存儲(chǔ)介質(zhì)，供給到系統(tǒng)或裝置，該系統(tǒng)或裝置的計(jì)算機(jī)(或CPU、MPU等) 將儲(chǔ)存于存儲(chǔ)介質(zhì)的程序代碼讀取并實(shí)行。在這種情況下，從存儲(chǔ)介質(zhì)中讀取的程序代碼本身實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施方式的功能，該程序代碼和存儲(chǔ)該程序代碼的存儲(chǔ)介質(zhì)構(gòu)成本發(fā)明。另外，作為用于供給程序代碼的存儲(chǔ)介質(zhì)，能夠使用例如軟盤(Floppy Disk，注冊商標(biāo))、硬盤、光磁盤、CD-ROM、CD-R、CD-RM、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW 等光盤、磁帶、非易失性的存儲(chǔ)卡、ROM等。此外，也可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)下載程序代碼。另外，不僅通過實(shí)行計(jì)算機(jī)讀取的程序代碼來實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施方式的功能，還包括基于該程序代碼的指示，在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的OS(操作系統(tǒng))等進(jìn)行實(shí)際處理的一部分或全部，通過該處理實(shí)現(xiàn)上述的各實(shí)施方式的功能的情況。而且，還包括如下情況將從存儲(chǔ)介質(zhì)讀取的程序代碼，寫入到插入計(jì)算機(jī)的功能擴(kuò)展板或與計(jì)算機(jī)連接的功能擴(kuò)展單元所具備的存儲(chǔ)器之后，基于該程序代碼的指示，在擴(kuò)展板和擴(kuò)展單元等中具備該擴(kuò)展功能的CPU進(jìn)行實(shí)際處理的一部分或全部，通過該處理實(shí)現(xiàn)上述的各實(shí)施方式的功能。
權(quán)利要求
1.一種基板處理裝置的基板處理方法，該基板處理裝置具有在內(nèi)部產(chǎn)生等離子體的處理室、載置配置在該處理室內(nèi)的基板的載置臺(tái)和與該載置臺(tái)相對配置的電極，該基板處理方法在所述處理室內(nèi)施加等離子體生成用的高頻電力，在所述載置臺(tái)施加比所述等離子體生成用的高頻電力頻率低的偏置用的高頻電力，對所述基板實(shí)施等離子體蝕刻處理，該基板處理方法的特征在于分別作為脈沖波施加所述等離子體生成用的高頻電力和所述偏置用的高頻電力，并且包括一并施加所述等離子體生成用的高頻電力和所述偏置用的高頻電力，用所述等離子體中的正離子對所述基板實(shí)施蝕刻處理的正離子蝕刻步驟；一并停止所述等離子體生成用的高頻電力和所述偏置用的高頻電力的施加，在所述處理室內(nèi)產(chǎn)生負(fù)離子的負(fù)離子生成步驟；和停止所述等離子體生成用的高頻電力的施加，施加所述偏置用的高頻電力，將負(fù)離子引入到所述基板的負(fù)離子引入步驟，其中使所述偏置用的高頻電力的占空比大于所述等離子體生成用的高頻電力的占空比。
2.如權(quán)利要求1所述的基板處理方法，其特征在于所述偏置用的高頻電力的占空比為0. 7 0. 8，所述等離子體生成用的高頻電力的占空比為0. 5 0. 6。
3.如權(quán)利要求1所述的基板處理方法，其特征在于持續(xù)所述脈沖波的1/2周期以上進(jìn)行所述正離子蝕刻步驟。
4.如權(quán)利要求1所述的基板處理方法，其特征在于持續(xù)所述脈沖波的1/4周期以上進(jìn)行所述負(fù)離子生成步驟。
5.如權(quán)利要求1所述的基板處理方法，其特征在于持續(xù)10 30 μ sec的時(shí)間進(jìn)行所述負(fù)離子生成步驟。
6.如權(quán)利要求1 5中的任一項(xiàng)所述的基板處理方法，其特征在于依次反復(fù)進(jìn)行所述正離子蝕刻步驟、所述負(fù)離子生成步驟和所述負(fù)離子引入步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠不會(huì)使用正離子進(jìn)行的蝕刻效率下降地，有效利用負(fù)離子且提高整體蝕刻效率的基板處理方法。該基板處理方法的特征在于分別作為脈沖波施加等離子體RF和偏置RF，并依次反復(fù)進(jìn)行以下步驟一并施加等離子體RF和偏置RF，用等離子體中的正離子對基板實(shí)施蝕刻處理的正離子蝕刻步驟(3b)；一并停止等離子體RF和偏置RF的施加，在處理室內(nèi)產(chǎn)生負(fù)離子的負(fù)離子生成步驟(3c)；和停止等離子體RF的施加，施加偏置RF將負(fù)離子引入到基板的負(fù)離子引入步驟(3a)，其中，使偏置RF的占空比大于等離子體RF的占空比。
文檔編號(hào)H01L21/3065GK102299068SQ20111017670
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者八田浩一, 持木宏政 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社