处理具有掩模的被处理体的方法_2

文档序号:9728722阅读:来源:国知局
载置台ro。载置台ro被支承部14支承。
[0044]载置台ro在其上表面上保持晶圆W。载置台ro具有下部电极LE和静电卡盘ESC。下部电极LE包括第1板18a和第2板18b。第1板18a和第2板18b例如由铝这样的金属构成并形成为大致圆盘形状。第2板18b设置在第1板18a上并与第1板18a电连接。
[0045]在第2板18b上设有静电卡盘ESC。静电卡盘ESC具有将作为导电膜的电极配置在一对绝缘层或绝缘片之间而成的结构。在静电卡盘ESC的电极上,通过开关23与直流电源22电连接。该静电卡盘ESC利用由来自直流电源22的直流电压产生的库仑力等静电力来吸附晶圆W。由此,静电卡盘ESC能够保持晶圆W。
[0046]在第2板18b的周缘部上,以包围晶圆W的边缘和静电卡盘ESC的方式配置有聚焦环FR。聚焦环FR是为了改善蚀刻的均匀性而设置的。聚焦环FR由根据蚀刻对象的膜的材料适当地选择的材料构成,例如能够由石英构成。
[0047]在第2板18b的内部设有制冷剂流路24。制冷剂流路24构成了调温机构。从设于处理容器12的外部的冷却单元经由配管26a向制冷剂流路24供给制冷剂。使供给到制冷剂流路24的制冷剂经由配管26b返回冷却单元。这样,将制冷剂以循环的方式向制冷剂流路24供给。通过控制该制冷剂的温度,从而控制由静电卡盘ESC支承的晶圆W的温度。
[0048]另外,在等离子体处理装置10中设有气体供给线28。气体供给线28将来自传热气体供给机构的传热气体例如He气体供给到静电卡盘ESC的上表面与晶圆W的背面之间。
[0049]另外,在等离子体处理装置10中设有作为加热元件的加热器HT。加热器HT例如埋入第2板18b内。加热器HT与有加热器电源HP连接。通过从加热器电源HP向加热器HT供给电力,从而调整载置台ro的温度,调整载置在该载置台ro上的晶圆w的温度。另夕卜,加热器HT也可以内置于静电卡盘ESC中。
[0050]另外,等尚子体处理装置10具有上部电极30。上部电极30在载置台的上方与该载置台ro相对配置。下部电极LE和上部电极30相互大致平行设置。在这些上部电极30与下部电极LE之间提供有用于对晶圆W进行等离子体处理的处理空间S。
[0051]上部电极30通过绝缘性遮蔽构件32支承于处理容器12的上部。绝缘性遮蔽构件32由绝缘材料构成,例如,像石英那样能够含氧。上部电极30能够包括电极板34和电极支承体36。电极板34与处理空间S相面对,在该电极板34上设有多个气体喷出孔34a。该电极板34在一实施方式中由硅构成。另外,在另一实施方式中,电极板34能够由氧化硅构成。
[0052]电极支承体36用于对电极板34以装卸自如的方式进行支承,例如能够由铝这样的导电性材料构成。该电极支承体36能够具有水冷结构。在电极支承体36的内部设有气体扩散室36a。自该气体扩散室36a向下方延伸有与气体喷出孔34a连通的多个气体流通孔36b。另外,在电极支承体36上形成有用于向气体扩散室36a引导处理气体的气体导入口 36c,在该气体导入口 36c上连接有气体供给管38。
[0053]在气体供给管38上,通过阀组42和流量控制器组44与气体源组40连接。气体源组40具有多个气体源。多个气体源能够包括卤化硅气体的源、氧气的源、氮气的源、碳氟化合物气体的源以及稀有气体的源。作为卤化硅气体,能够使用例如SiCl4气体。另外,作为卤化硅气体,也可以使用SiBr4气体、SiF4气体或SiH2Cl2气体。另外,作为碳氟化合物气体,能够使用CF4气体、C 4F6气体、C 4FS气体这样的任意的碳氟化合物气体。另外,作为稀有气体,能够使用He气体、Ar气体这样的任意的稀有气体。
[0054]阀组42包括多个阀,流量控制器组44包括质量流量控制器这样的多个流量控制器。气体源组40的多个气体源分别通过阀组42的对应的阀和流量控制器组44的对应的流量控制器与气体供给管38连接。因而,等离子体处理装置10能够将来自从气体源组40的多个气体源中选择的一个以上气体源的气体以单独调整的流量供给到处理容器12内。
[0055]另外,在等离子体处理装置10中,沿着处理容器12的内壁以装卸自如的方式设有沉积物屏蔽件46。沉积物屏蔽件46也设于支承部14的外周。沉积物屏蔽件46用于防止蚀刻副产物(沉积物)附着于处理容器12,能够通过在铝材上覆盖Y203等陶瓷来构成。沉积物屏蔽件除了 Υ203以外,例如也能够由像石英那样含氧的材料构成。
[0056]在处理容器12的底部侧且在支承部14与处理容器12的侧壁之间设有排气板48。排气板48例如能够通过在铝材上覆盖Υ203等陶瓷来构成。在该排气板48的下方且在处理容器12上设有排气口 12e。在排气口 12e上,通过排气管52与排气装置50连接。排气装置50具有涡轮分子栗等真空栗,能够将处理容器12内的空间减压至期望的真空度。另外,在处理容器12的侧壁设有晶圆W的输入输出口 12g,该输入输出口 12g能够利用闸阀54进行开闭。
[0057]另外,等离子体处理装置10还包括第1高频电源62和第2高频电源64。第1高频电源62是用于产生等离子体生成用的第1高频电力的电源,产生27MHz?100MHz的频率的高频电力,在一个例子中产生40MHz的高频电力。第1高频电源62通过匹配器66与上部电极30连接。匹配器66是用于使第1高频电源62的输出阻抗与负荷侧(下部电极LE侧)的输入阻抗相匹配的电路。另外,第1高频电源62也可以通过匹配器66与下部电极LE连接。
[0058]第2高频电源64是产生用于向晶圆W引入离子的第2高频电力、即高频偏置电力的电源,产生400kHz?13.56MHz的范围内的频率的高频偏置电力,在一个例子中产生
3.2MHz的高频偏置电力。第2高频电源64通过匹配器68与下部电极LE连接。匹配器68是用于使第2高频电源64的输出阻抗与负荷侧(下部电极LE侧)的输入阻抗相匹配的电路。
[0059]另外,等离子体处理装置10还具有电源70。电源70与上部电极30连接。电源70对上部电极30施加用于将存在于处理空间S内的正离子引入电极板34的电压。在一个例子中,电源70是用于产生负的直流电压的直流电源。若这样的电压从电源70被施加于上部电极30,则存在于处理空间S的正离子撞击电极板34。由此,从电极板34发射二次电子和/或娃。
[0060]另外,在一实施方式中,等离子体处理装置10还能够具有控制部Cnt。该控制部Cnt是包括处理器、存储部、输入装置、显示装置等的计算机,控制等离子体处理装置10的各部分。具体地说,控制部Cnt连接于阀组42、流量控制器组44、排气装置50、第1高频电源62、匹配器66、第2高频电源64、匹配器68、电源70、加热器电源HP以及冷却单元。
[0061]控制部Cnt按照基于输入的制程的编程进行工作,并送出控制信号。根据来自控制部Cnt的控制信号,能够控制从气体源组供给的气体的选择和流量、排气装置50的排气、来自第1高频电源62和第2高频电源64的电力供给、来自电源70的电压施加、加热器电源HP的电力供给、来自冷却单元的制冷剂流量以及制冷剂温度。另外,本说明书中所公开的对被处理体进行处理的方法的各个工序,能够通过控制部Cnt的控制使等离子体处理装置10的各部分工作来执行。
[0062]再次参照图1,针对方法MT1详细地进行说明。以下,针对方法MT1的实施中使用的等离子体处理装置10的例子进行说明。另外,以下的说明中,参照图3、图4以及图5。图3和图4为示出实行图1所示方法的各工序后的被处理体的状态的剖面图。图5为用于说明氧化硅膜的形成原理的图。
[0063]图1所示的方法MT1中,首先在工序ST1中准备晶圆W。如图3的(a)所示,工序ST1中准备的晶圆W具有:基板SB、被蚀刻层EL、有机膜0L、防反射膜AL以及掩模MK1。被蚀刻层EL设置在基板SB上。被蚀刻层EL为由相对于有机膜0L选择性地被蚀刻的材料构成的层,可以使用绝缘膜。例如,被蚀刻层EL可以由氧化硅(Si02)构成。需要说明的是,被蚀刻层EL也可以由多晶硅之类的其它材料构成。有机膜0L被设置在被蚀刻层ELI。有机膜0L为包含碳的层,例如为S0H(旋转硬掩模)层。防反射膜AL为含硅防反射膜,被设置在有机膜0L上。
[0064]掩模MK1被设置在防反射膜AL上。掩模MK1为由抗蚀剂材料构成的抗蚀剂掩模,通过利用光刻技术将抗蚀剂层图案化来制作。掩模MK1部分地覆盖防反射膜AL。另外,掩模MK1形成有使防反射膜AL部分地露出的开口 0P1。掩模MK1的图案例如为线和空间(LineAnd Space)图案。需要说明的是,掩模MK1也可以具有俯视下呈现圆形开口的图案。或者,掩模MK1也可以具有在俯视下呈现椭圆形状开口的图案。
[0065]工序ST1中,准备图3的(a)所示的晶圆W,该晶圆W被容纳于等离子体处理装置?ο的处理容器12内且载置于载置台ro上。
[0066]—个实施方式的方法MT1中,接着实行工序ST2。工序ST2中,对晶圆W照射二次电子。具体而言,向处理容器12内供给氢气和稀有气体,由第1高频电源62供给高频电力,由此生成等离子体。另外,利用电源70对上部电极30施加负的直流电压。由此,处理空间S中的正尚子被引入上部电极30,该正尚子撞击上部电极30。通过正尚子撞击上部电极30而从上部电极30放出二次电子。通过放出的二次电子照射晶圆W来改性掩模MK1。需要说明的是,对上部电极30施加的负的直流电压的绝对值的水准高的情况下,由于正离子撞至电极板34,为该电极板34的构成材料的硅与二次电子一同被放出。被放出的硅、与由暴露于等离子体中的等离子体处理装置10的构成部件放出的氧键合。该氧从例如支持部14、绝缘性遮蔽构件32以及沉积物屏蔽件46之类的构件被放出。通过这样的硅与氧的键合生成氧化硅化合物,该氧化硅化合物在晶圆W上沉积而覆盖保护掩模MK1。根据这些改性和保护的效果,抑制由后续工序导致的掩模MK1的损伤。需要说明的是,工序ST2中,为了由二次电子的照射带来改性、保护膜的形成,也可以将第2高频电源64的偏置电力设为最小限度,从而抑制硅的放出。
[0067]接着,方法MT1中,实行一次以上排序SQ。排序SQ包括:工序ST3、工序ST4、工序ST5以及工序ST6。工序ST3中,在处理容器12内生成包含卤化硅气体的第一气体的等离子体。具体而言,由气体源组40的多个气体源中选择的气体源向处理容器12内供给卤化硅气体和稀有气体。另外,由第1高频电源62供给高频电力。进而,通过使排气装置50工作,将处理容器12内的空间的压力设定为规定的压力。由此,生成第一气体的等离子体。就第一气体而言,作为卤化硅气体包含例如SiCl4气体。另外,第一气体可以还包含Ar气体或He气体之类的稀有气体。需要
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