等离子体处理装置和等离子体处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种等离子体处理装置和等离子体处理方法。
【背景技术】
[0002]提出了一种对靶材施加直流电力来对靶材进行溅射以形成膜的方法(例如参照专利文献1、2)。例如，在专利文献1中公开了一种通过对靶材施加脉冲状的直流电力来对接触孔、通孔、配线槽等的内壁面形成膜的溅射成膜方法。
[0003]专利文献1:日本特开2009-280916号公报
[0004]专利文献2:日本特开2004-266112号公报
【发明内容】
_5] 发明要解决的问题
[0006]然而，在专利文献1、2中，对配置在腔室内的靶材执行溅射，因此难以对不具有适于预先配置在腔室内的靶材的膜使用上述溅射成膜方法。
[0007]例如，期望通过溅射对如包含碳(C)和氟(F)的膜那样的不具有适于预先配置在腔室内的靶材的膜进行成膜。
[0008]针对上述问题，在一个方面，本发明的目的在于在腔室内的电极上形成作为靶材发挥功能的膜并对所形成的膜进行溅射。
[0009]用于解决问题的方案
[0010]为了解决上述问题，根据一个方式，提供一种等离子体处理装置，载置基板的第一电极与同上述第一电极相向地配置的第二电极以隔开规定的间隙的方式相向地配置，该等离子体处理装置具有:第一高频电源，其向上述第二电极供给第一高频电力；直流电源，其向上述第二电极供给直流电力；以及气体供给源，其向腔室内供给气体，其中，上述第二电极具有利用通过供给第一气体和上述第一高频电力而生成的等离子体形成的反应产物的膜，上述第二电极成为利用通过供给第二气体、上述第一高频电力以及上述直流电力而生成的等离子体对上述反应产物的膜进行溅射的靶。
[0011]发明的效果
[0012]根据一个方式，能够在腔室内的电极上形成作为靶材发挥功能的膜并对所形成的膜进行溅射。
【附图说明】
[0013]图1是表示一个实施方式所涉及的等离子体处理装置的整体结构的一例的图。
[0014]图2是表示一个实施方式所涉及的等离子体处理方法的一例的流程图。
[0015]图3是表示一个实施方式所涉及的等离子体处理方法的效果的一例的图。
[0016]图4是表示一个实施方式所涉及的直流电压施加时间与掩膜的宽度之间的关系的图。
[0017]附图标iP,说曰月
[0018]10:等离子体处理装置；12:腔室；15:上部电极；16:电极支承体；18:高频电力源；19:直流电源；20:载置台(下部电极)；22:静电卡盘；26:聚流环；28:高频电力源；32:气体供给源；110:ArF抗蚀膜;120:防反射膜；130:有机膜；200:控制部。
【具体实施方式】
[0019]下面，参照附图来说明用于实施本发明的方式。此外，在本说明书和附图中，对实质上相同的结构标注相同的附图标记，由此省略重复的说明。
[0020][等离子体处理装置的整体结构]
[0021]首先，参照图1来说明本发明的一个实施方式所涉及的等离子体处理装置10的整体结构。等离子体处理装置10具有例如由铝或者不锈钢等金属制成的圆筒型的腔室12。腔室12被接地。腔室12的上部敞开，在其开口处，经由绝缘体14设置有上部电极15。由此，形成将腔室12的开口封闭的盖部。
[0022]在腔室12内设置有载置半导体晶圆W(以下称作晶圆W)的载置台20。载置台20例如由铝构成，经由未图示的绝缘性的保持部被支承在腔室12中。在载置台20的上表面设置有载置晶圆W的静电卡盘22。静电卡盘22利用通过对静电卡盘22内部的电极板22a施加直流电力而产生的库仑力，将晶圆W静电吸附并保持在载置台20上。在晶圆W的周缘部设置有聚流环(日语才一力只y >夕' )26。聚流环26由硅、石英形成。
[0023]对于载置台20，经由未图示的匹配器连接有高频电力源28。高频电力源28对载置台20施加例如400kHz以上的偏置用的高频电力RF(LF)。由此，载置台20还作为下部电极发挥功能。
[0024]在腔室12的顶部设置有上部电极15和支承上部电极15的电极支承体16。上部电极15与载置台20相向，在上部电极15的相向面上设置有多个气孔15a。上部电极15例如包括S1、SiC、石英等构件。电极支承体16支承上部电极15，该电极支承体16例如包括铝等导电性构件。
[0025]从气体供给源32输出的气体经过气体扩散室30后从多个气孔15a以喷淋状被供给到腔室12内。由此，上部电极15还作为喷头发挥功能。
[0026]从高频电力源18经由未图示的匹配器对上部电极15施加例如60MHz的等离子体生成用的高频电力RF(HF)。由此，来自高频电力源18的高频电力以电容方式施加于载置台20与喷头之间。高频电力源18供给频率高于高频电力源28的频率的高频电力。
[0027]此外，下部电极(载置台20)是载置晶圆W的第一电极的一例。另外，上部电极15是与下部电极相向地配置的第二电极的一例。另外，高频电力源18是向上部电极15供给第一高频电力的第一高频电源的一例。另外，高频电力源28是供给频率低于第一高频电力的频率的第二高频电力的第二高频电源的一例。
[0028]对上部电极15施加从直流电源19供给的直流(DC)电力来执行后述的溅射处理。在该情况下，优选的是上部电极15由硅(Si)材料形成。另一方面，也可以对上部电极15施加例如400kHz左右的偏置用的高频电力来执行溅射处理。在该情况下，上部电极15未必需要由硅形成，也可以使用石英形成。此外，直流电源19是向上部电极15供给直流电力的直流电源的一例。
[0029]在载置台20的侧壁与腔室12的侧壁之间形成有排气路34。在排气路34中设置有折流板36，以调整气体的流动。腔室12内的气体经过排气路34后通过未图示的排气装置被排出到腔室12外，由此，将腔室12内减压到规定的真空度。
[0030]对等离子体处理装置10设置有控制装置整体的动作的控制部200。控制部200具有 CPU (Central Processing Unit:中央处理单元)205、R0M (Read Only Memory:只读存储器)210、RAM (Random Access Memory:随机存取存储器)215 以及 HDD (Hard Disk Drive:硬盘驱动器)220。CPU 205按照各种制程来执行后述的等离子体处理。在制程中记载有作为针对各处理的装置的控制信息的处理时间、压力(气体的排气)、高频电力、电压、各种处理气体流量、腔室内温度(上部电极温度、腔室的侧壁温度、ESC温度等)等。此外，也可以将制程存储在RAM 215,HDD 220、未图示的半导体存储器中。另外，还可以将制程保存在CD-ROM、DVD等便携性的能够由计算机读取的存储介质中。
[0031]以上说明了本实施方式所涉及的等离子体处理装置10的整体结构。在具有所述结构的等离子体处理装置10中，首先，将晶圆W从设置于腔室12的闸阀40搬入并保持在静电卡盘22上。在该状态下供给气体和高频电力，利用所生成的等离子体在同一腔室12内按顺序执行后述的如下处理:(1)对上部电极的成膜处理、(2)通过溅射进行的对晶圆W的成膜处理、(3)蚀刻处理、(4)无晶圆干洗处理。
[0032](1)对上部电极的成膜处理
[0033]在本实施方式所涉及的对上部电极15的成膜处理中，等离子体处理装置10向上部电极15供给成膜用的气体(第一气体)和高频电力RF(HF)来生成等离子体。利用等离子体的作用，主要在上部电极15的下表面形成反应产物的膜。
[0034]在本实施方式中，上部电极15与载置台20之间的间隙被设定为80mm以上。通过这样将间隙较大地设定为80mm以上，使得在腔室12内为高压状态(例如13.3Pa以上)的情况下气体密度增加而气体分子的平均