等离子体处理装置和方法

专利名称：等离子体处理装置和方法
技术领域：
本发明涉及对半导体基板等被处理基板进行等离子体处理的等离子体处理装置、 等离子体处理方法和计算机可读取的存储介质。
背景技术：
例如，在半导体器件的制造过程中，为了在作为被处理基板的半导体晶片上形成的规定层上形成规定图案，大多采用以抗蚀剂作为掩模、利用等离子体进行蚀刻的等离子体蚀刻处理。作为用于进行这样的等离子体蚀刻的等离子体蚀刻装置，使用各种装置，其中，主流为电容耦合型平行平板等离子体处理装置。在电容耦合型平行平板等离子体蚀刻装置中，在腔室内配置一对平行平板电极 (上部和下部电极)，将处理气体导入腔室内，并且向一个电极施加高频，在电极间形成高频电场，利用该高频电场形成处理气体的等离子体，对半导体晶片的规定层进行等离子体蚀刻。具体地说，已知有向上部电极施加等离子体形成用的高频以形成等离子体、向下部电极施加离子引入用的高频，由此形成适当的等离子体状态的等离子体蚀刻装置，由此， 能够以高选择比进行再现性高的蚀刻处理(例如，特开2000-173993号公报(专利文献 1))。可是，与近年来的微细加工的要求对应，作为掩模使用的光致抗蚀剂的膜厚变薄， 使用的光致抗蚀剂也正从KrF光致抗蚀剂(即利用以KrF气体作为发光源的激光进行曝光的光致抗蚀剂)向能够形成约0. 13μπι以下的图案开口的ArF光致抗蚀剂(即利用以ArF 气体作为发光源的波长更短的激光进行曝光的光致抗蚀剂)转变。然而，由于ArF光致抗蚀剂耐等离子体性低，所以存在使用KrF抗蚀剂时几乎不会发生的蚀刻途中表面产生粗糙的问题。因此，会产生开口部的内壁面出现纵条纹 (striatic )、或开口部扩大(CD扩大)的问题，与光致抗蚀剂的膜厚较薄相结合，会产生不能以良好的蚀刻选择比形成蚀刻孔的不利情况。另一方面，在这种蚀刻装置中，在供给上部电极的等离子体生成用的高频电力的功率小的情况下，在蚀刻结束后，堆积物(Cbposit)会附着在上部电极上，有可能导致处理特性变化或产生颗粒。另外，在功率大的情况下，电极会产生削减，功率小的情况下，处理特性会变化。来自高频电源的功率由处理确定为适当的范围，因此希望无论在什么样的功率下，处理都不改变。另外，蚀刻时在腔室壁上产生堆积物，在连续蚀刻处理的情况等下，会产生前面的处理的影响残留、并对下一个处理带来不良影响的记忆效应(memory effect)，因此也要求消除堆积物在腔室壁上的附着。另外，在这样的平行平板型电容耦合型蚀刻装置中，在腔室内的压力高、并且使用的蚀刻气体为负性气体(例如(^^、02等)的情况下，腔室中心部的等离子体密度低，在这种情况下，难以控制等离子体密度。另一方面，在半导体器件中，随着配线的微细化和高速化的要求提高，出于减少配线寄生电容的目的，低介电常数的层间绝缘膜的利用向前发展。在这样的低介电常数膜 (Low-k膜)中，SiOC类膜特别引人注目。在对SiOC类膜等有机类Low-k膜进行等离子体蚀刻的情况下，重要的是充分地确保其与氮化硅等底膜和掩模层的选择比。通常，作为与底膜的选择性比较高的处理气体，使用碳氟化合物气体类的混合气体，但仅使用那些气体难以得到充分的选择比。于是，提出了如下的蚀刻方法在SiOC类膜的蚀刻中，以作为Cu配线的阻挡层的氮化硅膜作为底蚀刻停止层、对SiOC类层间绝缘膜进行等离子体蚀刻时，为了提高与底膜的选择比，使用C4F8Ar/ N2作为处理气体，并使Ar的流量比为80%以上，以提高与氮化硅膜的选择比(例如，特开 2002-270586号公报(专利文献2))。另外，提出了如下的蚀刻方法在与上述专利文献2同样，以氮化硅膜作为底蚀刻停止层、对SiOC类层间绝缘膜进行等离子体蚀刻时，进行使用CHF3Arz^2作为处理气体的第一阶段的蚀刻和使用C4F8Arz^2作为处理气体的第二阶段的蚀刻，以提高对掩模和氮化硅膜两者的选择比(例如，特开2004-87875号公报(专利文献3))。然而，如上所述作为Cu配线的阻挡层使用的氮化硅，虽然阻挡性好，但相对介电常数高达7. 0，因此，为了充分地利用SiOC类膜等Low-k膜的低介电常数特性，还要求阻挡层的介电常数低。作为其中之一，有相对介电常数为3. 5的碳化硅(SiC)。在将作为这样的低介电常数阻挡层的SiC作为底蚀刻停止层使用、对上层的作为被蚀刻层的Low-k膜进行蚀刻时，需要确保充分的蚀刻选择比。但是，使用上述专利文献2 和专利文献3中记载的碳氟化合物类处理气体的等离子体蚀刻，不能充分地确保Low-k膜与SiC层的蚀刻选择比。

发明内容
本发明鉴于上述情况而做出，其目的是提供能够将抗蚀剂层等有机掩模层的耐等离子体性维持较高从而以高选择比进行蚀刻、或者能够有效地消除堆积物在电极上的附着、或者能够进行高速的蚀刻、或者能够对被处理基板进行均勻的蚀刻的等离子体处理装置和等离子体处理方法。另外，本发明的目的还在于提供一种能够以对作为蚀刻停止层的底SiC层的高蚀刻选择比、进行Low-k膜的蚀刻的等离子体处理方法。本发明的第一方面提供一种等离子体处理装置，其特征在于，包括收容被处理基板，能够进行真空排气的处理容器；在处理容器内相对配置的第一电极和第二电极；向上述第一电极或第二电极供给等离子体形成用的第一高频电力的第一高频电力供给单元；和向上述处理容器内供给处理气体的处理气体供给单元，在上述第一电极和第二电极之间生成处理气体的等离子体，对被处理基板的规定层进行等离子体处理，该等离子体处理装置还包括向上述第一电极或第二电极施加直流电压或交流电压的电源，控制来自上述电源的
4施加电压、施加电流和施加电力中的任一个，使得施加电极表面的自偏压Vd。的绝对值增大至可得到对施加电极表面的规定的溅射效果的程度；或者使施加电极的等离子体鞘的厚度扩大，在上述施加电极的相对电极侧，形成被缩小的等离子体；或者使在施加电极附近生成的电子照射在上述被处理基板上；或者将等离子体电位控制为期望的值，或者使等离子体密度上升；或者使等离子体密度的分布均勻至可得到期望的蚀刻均勻性的程度。在这种情况下，优选上述直流电压或交流电压为脉冲状或调制后的电压。另外，可以形成还包括控制来自上述电源的施加电压、施加电流和施加电力中的任一个的控制装置的结构。另外，可以还包括对生成的等离子体的状态进行检测的检测器，根据该检测器的信息，上述控制装置控制来自上述电源的施加电压、施加电流和施加电力中的任一个。本发明的第二方面提供一种等离子体处理装置，其特征在于，包括收容被处理基板，能够进行真空排气的处理容器；在处理容器内相对配置的第一电极和第二电极；向上述第一电极或第二电极供给等离子体形成用的第一高频电力的第一高频电力供给单元；和向上述处理容器内供给处理气体的处理气体供给单元，在上述第一电极和第二电极之间生成处理气体的等离子体，对被处理基板的规定层进行等离子体处理，该等离子体处理装置还包括向上述第一电极或第二电极施加直流电压或交流电压的电源，上述电源的一个极与上述第一电极或第二电极连接，另一个极与上述处理容器内的规定部件连接，控制来自上述电源的施加电压、施加电流和施加电力中的任一个。在这种情况下，优选上述规定部件为埋设在存在于处理容器内的绝缘部件中的导体、或构成处理容器的壁部的部件、或被载置在上述第二电极上的被处理基板周边的校正环。另外，可以形成为如下结构还包括另一个直流电源，上述另一个直流电源的一个极与上述第一电极和第二电极中不与上述直流电源连接的电极连接，另一个极和上述规定部件或与上述规定部件绝缘的另一个规定部件连接。另外，优选与上述另一个直流电源连接的上述另一个规定部件为埋设在存在于处理容器内的绝缘部件中的导体、或构成处理容器的壁部的部件、或被载置在上述第二电极上的被处理基板周边的校正环。本发明的第三方面提供一种等离子体处理装置，其特征在于，包括收容被处理基板，能够进行真空排气的处理容器；在处理容器内相对配置的第一电极和第二电极；向上述第一电极或第二电极供给等离子体形成用的第一高频电力的第一高频电力供给单元；和向上述处理容器内供给处理气体的处理气体供给单元，在上述第一电极和第二电极之间生成处理气体的等离子体，对被处理基板的规定层进行等离子体处理，该等离子体处理装置还包括向上述处理容器内的规定部件施加直流电压或交流电压的电源。在这种情况下，上述直流电压或交流电压可以为脉冲状或调制后的电压。另外，优选上述规定部件为埋设在存在于处理容器内的绝缘部件中的导体、或构成处理容器的壁部的部件。另外，可以构成为将上述电源的极与上述规定部件连接，将另一个极与和上述处理容器内的上述规定部件绝缘的另一个规定部件连接。另外，优选上述规定部件和上述另一个规定部件为埋设在存在于处理容器内的绝缘部件中的导体、或构成处理容器的壁部的部件。在本发明的第三方面中，优选还包括另一个电源，上述另一个电源与和上述处理容器内的上述规定部件绝缘的另一个规定部件连接，并向其施加直流电压或交流电压。在这种情况下，向上述另一个规定部件施加的直流电压或交流电压可以为脉冲状或调制后的电压。在本发明的第三方面中，优选与上述电源连接的上述规定部件配置在上述第一电极附近，与上述另一个直流电源连接的上述另一个规定部件配置在上述第二电极附近。 在这种情况下，优选上述规定部件和上述另一个规定部件为埋设在存在于处理容器内的绝缘部件中的导体、或构成处理容器的壁部的部件。在本发明的第三方面中，可以构成为上述第一电极为上部电极，上述第二电极为载置被处理体的下部电极，包括设置在与上述第二电极上方的被处理基板的外周部的被处理基板相邻的位置的能够冷却的冷却环、和设置在其外侧或上侧的校正环，上述校正环作为被施加直流电压或交流电压的上述规定部件起作用。在这种情况下，优选通过在上述冷却环和上述第二电极之间配置散热性良好的部件、或者使传热气体在上述冷却环和上述第二电极之间流动，将上述冷却环冷却。另外，优选还包括测量上述冷却环的温度的温度测量机构、将上述冷却环冷却的冷却部、和控制冷却部对上述内侧环的冷却的冷却控制部。另外，可以构成为向上述第二电极供给高频电力，向上述校正环的供电通过上述第二电极进行，在上述冷却环和上述第二电极之间设置有电介质部件。在本发明的第三方面中，可以构成为上述第一电极为上部电极，上述第二电极为载置被处理体的下部电极，包括设置在与上述第二电极上方的被处理基板的外周部的被处理基板相邻位置的第一校正环、和设置在其外侧或上侧的第二校正环，上述第一校正环和第二校正环作为被施加直流电压或交流电压的上述规定部件起作用。在这种情况下，能够使向上述第一校正环和上述第二校正环施加的电压分别独立地变化。另外，可以构成为分别从不同的电源向上述第一校正环和上述第二校正环施加电压。另外，可以构成为将单一电源的一个极和另一个极分别与上述第一校正环和上述第二校正环连接。另外，上述第一校正环可以被冷却。本发明的第四方面提供一种等离子体处理装置，其特征在于，包括收容被处理基板，能够进行真空排气的处理容器；在处理容器内相对配置的第一电极和支承被处理基板的第二电极；向上述第二电极施加等离子体形成用的第一高频电力的第一高频电力施加单元；向上述第一电极施加直流电压的直流电源；和向上述处理容器内供给处理气体的处理气体供给单元。本发明的第五方面提供一种等离子体处理装置，其特征在于，包括收容被处理基板，能够进行真空排气的处理容器；在处理容器内相对配置的第一电极和支承被处理基板的第二电极；向上述第一电极施加等离子体形成用的高频电力的第一高频电力施加单元； 向上述第二电极施加第二高频电力的第二高频电力施加单元；向上述第二电极施加第三高频电力的第三高频电力施加单元；向上述第一电极施加直流电压的直流电源；和向上述处理容器内供给处理气体的处理气体供给单元。本发明的第六方面提供一种等离子体处理方法，其特征在于该等离子体处理方法使用一种等离子体处理装置，该等离子体处理装置包括收容被处理基板，能够进行真空排气的处理容器；在处理容器内相对配置的第一电极和第二电极；向上述第一电极或第二电极供给等离子体形成用的第一高频电力的第一高频电力供给单元；和向上述处理容器内供给处理气体的处理气体供给单元，在上述第一电极和第二电极之间生成处理气体的等离子体，对被处理基板的规定层进行等离子体处理，在形成等离子体时，向上述第一电极或第二电极施加直流电压或交流电压，此时，控制其施加电压、施加电流和施加电力中的任一个，使得施加电极表面的自偏压Vd。的绝对值增大至可得到对施加电极表面的规定的溅射效果的程度；或者使施加电极的等离子体鞘的厚度扩大，在上述施加电极的相对电极侧，形成被缩小的等离子体；或者使在施加电极附近生成的电子照射在上述被处理基板上；或者将等离子体电位控制为期望的值；或者使等离子体密度上升；或者使等离子体密度的分布均勻至可得到期望的蚀刻均勻性的程度。本发明的第七方面提供一种等离子体处理方法，其特征在于该等离子体处理方法使用一种等离子体处理装置，该等离子体处理装置包括收容被处理基板，能够进行真空排气的处理容器；在处理容器内相对配置的第一电极和第二电极；向上述第一电极或第二电极供给等离子体形成用的高频电力的高频电力供给单元；和向上述处理容器内供给处理气体的处理气体供给单元，在上述第一电极和第二电极之间生成处理气体的等离子体，对被处理基板的规定层进行等离子体处理，在形成等离子体时，向上述处理容器内的规定部件施加直流电压或交流电压。本发明的第八方面提供一种等离子体处理方法，其特征在于，在处理容器内，将第一电极和支承被处理基板的第二电极相对配置，一边向上述第二电极施加等离子体形成用的第一高频电力，一边向上述处理容器内供给处理气体，以生成该处理气体的等离子体，对被支承在上述第二电极上的被处理基板进行等离子体处理，该等离子体处理方法具有向上述第一电极施加直流电压的工序；和一边向上述第一电极施加直流电压，一边对上述被处理基板进行等离子体处理的工序。本发明的第九方面提供一种等离子体处理方法，其特征在于，在处理容器内，将第一电极和支承被处理基板的第二电极相对配置，一边向上述第一电极施加等离子体形成用的第一高频电力、并向上述第二电极施加第二高频电力和第三高频电力，一边向上述处理容器内供给处理气体，以生成该处理气体的等离子体，对被支承在上述第二电极上的被处理基板进行等离子体处理，该等离子体处理方法具有向上述第一电极施加直流电压的工序；和一边向上述第一电极施加直流电压，一边对上述被处理基板进行等离子体处理的工序。本发明的第十方面提供一种计算机可读取的存储介质，其存储有在计算机上运行的控制程序，其特征在于，上述控制程序在运行时，控制等离子体处理装置，进行上述第六方面的等离子体处理方法。本发明的第十一方面提供一种计算机可读取的存储介质，其存储有在计算机上运行的控制程序，其特征在于，上述控制程序在运行时，控制等离子体处理装置，进行上述第七方面的等离子体处理方法。本发明的第十二方面提供一种计算机可读取的存储介质，其存储有在计算机上运行的控制程序，其特征在于，上述控制程序在运行时，控制等离子体处理装置，进行上述第八方面的等离子体处理方法。本发明的第十三方面提供一种计算机可读取的存储介质，其存储有在计算机上运行的控制程序，其特征在于，上述控制程序在运行时，控制等离子体处理装置，进行上述第九方面的等离子体处理方法。本发明的第十四方面提供一种等离子体处理装置，其特征在于，包括收容被处理基板，能够进行真空排气的处理容器；在处理容器内相对配置的第一电极和支承被处理基板的第二电极；向上述第一电极施加频率相对较高的第一高频电力的第一高频电力施加单元；向上述第二电极施加频率相对较低的第二高频电力的第二高频电力施加单元；向上述第一电极施加直流电压的直流电源；向上述处理容器内供给处理气体的处理气体供给单元；和控制从上述直流电源向上述第一电极的施加电压、施加电流和施加电力中的任一个的控制装置。在这种情况下，可以构成为上述直流电源的施加电压、施加电流和施加电力中的任一个均可变。在这种情况下，可以构成为上述控制装置控制可否从上述直流电源向上述第一电极施加直流电压。另外，可以构成为还包括对生成的等离子体的状态进行检测的检测器，根据该检测器的信息，上述控制装置控制从上述直流电源向上述第一电极的施加电压、施加电流和施加电力中的任一个。在上述第十四方面的等离子体处理装置中，典型地，上述第一电极为上部电极，上述第二电极为下部电极。在这种情况下，优选向上述第一电极施加的第一高频电力的频率为13. 56MHz以上，更优选为40MHz以上。另外，优选向上述第二电极施加的第二高频电力的频率为13. 56MHz以下。另夕卜，在上述第十四方面的等离子体处理装置中，优选上述直流电源施加-2000 +1000V范围的电压。另外，优选从上述直流电源施加的直流电压的绝对值为 100V以，更优选为500V以上。另外，优选上述直流电压为绝对值大于由向上述第一电极施加的第一高频电力在该第一电极的表面产生的自偏压的负电压。另外，上述第一电极的与上述第二电极相对的面可以由含硅的物质形成。在上述第十四方面的等离子体处理装置中，为了使由向上述第一电极施加的来自上述直流电源的直流电压产生的电流通过等离子体放出，可以在上述处理容器内设置总是接地的导电性部件。在这种情况下，可以构成为上述第一电极为上部电极，上述第二电极为下部电极，上述导电性部件设置在上述第二电极的周围。另外，上述导电性部件可以配置在上述第一电极的附近。另外，上述导电性部件可以呈环状配置在上述第一电极的外侧。另外，可以构成为上述导电性部件具有用于防止等离子体处理时的飞溅物附着的凹部。在这样的结构中，优选该等离子体处理装置具有覆盖上述导电性部件的一部分的保护板，通过使上述保护板相对于上述导电性部件相对移动的驱动机构，上述导电性部件在等离子体中露出的部分发生变化。另外，优选上述导电性部件为一部分在等离子体中露出的圆柱形状，通过使上述导电性部件以圆柱的轴为中心转动的驱动机构，上述导电性部件在等离子体中露出的部分发生变化。另外，优选该等离子体处理装置包括覆盖上述导电性部件的一部分、并且具有用等离子体进行蚀刻而得到的材质的台阶形状的保护膜，通过蚀刻上述保护膜，上述导电性部件在等离子体中露出的部分发生变化。在上述第十四方面的等离子体处理装置中，为了使由向上述第一电极施加的来自上述直流电源的直流电压产生的电流通过等离子体放出，可以在上述处理容器内设置根据来自整体控制装置的指令而被接地的导电性部件。在这种情况下，可以构成为上述第一电极为上部电极，上述第二电极为下部电极，上述导电性部件设置在上述第二电极的周围。另外，上述导电性部件可以配置在上述第一电极的附近。另外，上述导电性部件可以呈环状配置在上述第一电极的外侧。另外，可以构成为上述导电性部件具有用于防止等离子体处理时的飞溅物附着的凹部。另外，可以构成为上述导电性部件在等离子体蚀刻时被接地。可以构成为能够向上述导电性部件施加直流电压或交流电压，根据来自整体控制装置的指令，施加直流电压或交流电压，由此对其表面进行溅射或蚀刻。在这种情况下， 优选上述导电性部件在清理时被施加直流电压或交流电压。另外，可以构成为该等离子体处理装置还包括将上述导电性部件的连接切换至上述直流电源侧或接地线路侧的切换机构，当利用上述切换机构将上述导电性部件与上述直流电源侧连接时，从上述直流电源向上述导电性部件施加直流电压或交流电压，由此对其表面进行溅射或蚀刻。在这样的结构中，优选能够向上述导电性部件施加负的直流电压。在能够这样施加负的直流电压的结构中，优选为了将在向上述导电性部件施加负的直流电压时流入上述处理容器内的直流电子电流排出，在上述处理容器内设置有接地的导电性辅助部件。在这种情况下，可以构成为上述第一电极为上部电极，上述第二电极为下部电极，上述导电性部件配置在上述第一电极的附近，上述导电性辅助部件设置在上述第二电极的周围。在上述第十四方面的等离子体处理装置中，可以构成为将处于第一状态和第二状态中的任一状态的导电性部件设置在上述处理容器内，上述第一状态是为了使向上述第一电极供给的来自上述直流电源的直流电流通过等离子体放出、根据来自整体控制装置的指令而被接地的状态，上述第二状态是从上述直流电源施加直流电压以对其表面进行溅射或蚀刻的状态，该等离子体处理装置还包括连接切换机构，该连接切换机构能够在上述直流电源的负极与上述第一电极连接、且上述导电性部件与接地线路连接的第一连接，和上述直流电源的正极与上述第一电极连接、上述直流电源的负极与上述导电性部件连接的第二连接之间进行切换，通过该切换，能够分别形成上述第一状态和上述第二状态。在这种情况下，优选上述第一状态在等离子体蚀刻时形成，上述第二状态在上述导电性部件的清理时形成。本发明的第十五方面提供一种等离子体处理装置，其特征在于，包括收容被处理基板，能够进行真空排气的处理容器；在处理容器内相对配置的第一电极和支承被处理基板的第二电极；向上述第一电极施加频率相对较高的第一高频电力的第一高频电力施加单元；向上述第二电极施加频率相对较低的第二高频电力的第二高频电力施加单元；向上述第一电极施加直流电压的直流电源；向上述处理容器内供给处理气体的处理气体供给单元；和控制从上述直流电源向上述第一电极的施加电压、施加电流和施加电力中的任一个的控制装置，上述第一电极被分割为内侧电极和外侧电极，上述第一高频电力被分配并施加于上述内侧电极和上述外侧电极，上述直流电源与其中的至少一方连接。在上述第十五方面的等离子体处理装置中，可以构成为上述直流电源能够使向上述内侧电极和上述外侧电极施加的直流电压分别独立地变化。在这种情况下，可以构成为分别从不同的直流电源向上述内侧电极和上述外侧电极施加直流电压。另外，可以构成为将上述电源的一个极与上述内侧电极连接，将另一个极与上述外侧电极连接。在这种情况下，可以构成为上述直流电源的施加电压、施加电流和施加电力中的任一个均可变。在这种情况下，可以构成为上述控制装置控制可否从上述直流电源向上述第一电极施加直流电压。另外，可以构成为该等离子体处理装置还包括对生成的等离子体的状态进行检测的检测器，根据该检测器的信息，上述控制装置控制从上述直流电源向上述第一电极的施加电压、施加电流和施加电力中的任一个。
在上述第十五方面的等离子体处理装置中，典型地，上述第一电极为上部电极，上述第二电极为下部电极。在这种情况，优选向上述第一电极施加的第一高频电力的频率为 13. 56MHz以上，更优选为40MHz以上。另外，优选向上述第二电极施加的第二高频电力的频率为13. 56MHz以下。另外，在上述第十五方面的等离子体处理装置中，优选上述直流电源能够施加-2000 +1000V范围的电压，另外，从上述直流电源施加的直流电压的绝对值为100V以上、更优选为500V以上。另外，优选上述直流电压为绝对值大于由向上述第一电极施加的第一高频电力在该第一电极的表面产生的自偏压的负电压。另外，上述第一电极的与上述第二电极相对的面可以由含硅的物质形成。在上述第十五方面的等离子体处理装置中，为了使由向上述第一电极施加的来自上述直流电源的直流电压产生的电流通过等离子体放出，可以在上述处理容器内设置总是接地的导电性部件。在这种情况下，可以构成为上述第一电极为上部电极，上述第二电极为下部电极，上述导电性部件设置在上述第二电极的周围。另外，上述导电性部件可以配置在上述第一电极的附近。另外，上述导电性部件可以呈环状配置在上述第一电极的外侧。另外，可以构成为上述导电性部件具有用于防止等离子体处理时的飞溅物附着的凹部。在这样的结构中，优选该等离子体处理装置具有覆盖上述导电性部件的一部分的保护板，通过使上述保护板相对于上述导电性部件相对移动的驱动机构，上述导电性部件在等离子体中露出的部分发生变化。另外，优选上述导电性部件为一部分在等离子体中露出的圆柱形状，通过使上述导电性部件以圆柱的轴为中心转动的驱动机构，上述导电性部件在等离子体中露出的部分发生变化。另外，优选该等离子体处理装置包括覆盖上述导电性部件的一部分、并且具有用等离子体进行蚀刻而得到的材质的台阶形状的保护膜，通过蚀刻上述保护膜，上述导电性部件在等离子体中露出的部分发生变化。在上述第十五方面的等离子体处理装置中，为了使由向上述第一电极施加的来自上述直流电源的直流电压产生的电流通过等离子体放出，可以在上述处理容器内设置根据来自整体控制装置的指令而被接地的导电性部件。在这种情况下，可以构成为上述第一电极为上部电极，上述第二电极为下部电极，上述导电性部件设置在上述第二电极的周围。另外，上述导电性部件可以配置在上述第一电极的附近。另外，上述导电性部件呈环状配置在上述第一电极的外侧。另外，可以构成为上述导电性部件具有用于防止等离子体处理时的飞溅物附着的凹部。另外，可以构成为上述导电性部件在等离子体蚀刻时被接地。可以构成为能够向上述导电性部件施加直流电压或交流电压，根据来自整体控制装置的指令，施加直流电压或交流电压，由此对其表面进行溅射或蚀刻。在这种情况下， 优选上述导电性部件在清理时被施加直流电压或交流电压。另外，可以构成为该等离子体处理装置还包括将上述导电性部件的连接切换至上述直流电源侧或接地线路侧的切换机构，当利用上述切换机构将上述导电性部件与上述直流电源侧连接时，从上述直流电源向上述导电性部件施加直流电压或交流电压，由此对其表面进行溅射或蚀刻。在这样的结构中，优选能够向上述导电性部件施加负的直流电压。在能够这样施加负的直流电压的结构中，优选为了将在向上述导电性部件施加负的直流电压时流入上述处理容器内的直流电子电流排出，在上述处理容器内设置有接地的导电性辅助部件。在这种情况下，可以构成为上述第一电极为上部电极，上述第二电极为下部电极，上述导电性部件配置在上述第一电极的附近，上述导电性辅助部件设置在上述第二电极的周围。在上述第十五方面的等离子体处理装置中，可以构成为将处于第一状态和第二状态中的任一状态的导电性部件设置在上述处理容器内，上述第一状态是为了使向上述第一电极供给的来自上述直流电源的直流电流通过等离子体放出、根据来自整体控制装置的指令而被接地的状态，上述第二状态是从上述直流电源施加直流电压以对其表面进行溅射或蚀刻的状态，该等离子体处理装置还包括连接切换机构，该连接切换机构能够在上述直流电源的负极与上述第一电极连接、且上述导电性部件与接地线路连接的第一连接，和上述直流电源的正极与上述第一电极连接、上述直流电源的负极与上述导电性部件连接的第二连接之间进行切换，通过该切换，能够分别形成上述第一状态和上述第二状态。在这种情况下，优选上述第一状态在等离子体蚀刻时形成，上述第二状态在上述导电性部件的清理时形成。本发明的第十六方面提供一种等离子体处理方法，其特征在于，在处理容器内，将第一电极和支承被处理基板的第二电极相对配置，一边向上述第一电极施加频率相对较高的第一高频电力、并向上述第二电极施加频率相对较低的第二高频电力，一边向上述处理容器内供给处理气体，以生成该处理气体的等离子体，对被支承在上述第二电极上的被处理基板进行等离子体处理，该等离子体处理方法具有向上述第一电极施加直流电压的工序；和一边向上述第一电极施加直流电压，一边对上述被处理基板进行等离子体处理的工序。在上述第十六方面的等离子体处理方法中，典型地，上述第一电极为上部电极，上述第二电极为下部电极。在这种情况下，优选上述直流电压为绝对值大于由向上述第一电极施加的第一高频电力在该第一电极的表面产生的自偏压的负电压。另外，优选向上述上部电极施加的第一高频电力的频率为13. 56 60MHz，向上述下部电极施加的第二高频电力的频率为300kHz 13. 56MHz以下。另外，优选上述处理气体为包含碳氟化合物的气体。 在这种情况下，更优选上述包含碳氟化合物的气体至少包含C4F8。在上述包含碳氟化合物的气体中还可以包含不活泼气体。另外，上述绝缘膜可以为有机类绝缘膜。在此，上述有机类绝缘膜可以为SiOC类膜，在这种情况下，优选上述SiOC类膜的底膜由碳化硅(SiC)形成。在上述第十六方面的等离子体处理方法中，优选上述直流电压的绝对值为1500V 以下。另外，优选处理压力为1.3 沈.7I^(10 200mTOrr)。另外，优选向上述上部电极施加的第一高频电力为3000W以下。另外，优选向上述下部电极施加的第二高频电力为 100 5000W。另外，优选上述处理气体为C4F8、N2和Ar的混合气体，其流量比为C4F8/N2/ Ar = 4 20/100 500/500 1500mL/min(sccm)。以上的等离子体处理方法可以应用于过蚀刻阶段。另外，在上述第十六方面的等离子体处理方法中，在对被支承在上述第二电极上的被处理基板的绝缘膜进行蚀刻时，为了增大上述绝缘膜与底膜的选择比，可以使用c5F8、 Ar、N2的组合作为上述处理气体。另外，在对被支承在上述第二电极上的被处理基板的绝缘膜进行蚀刻时，为了增大上述绝缘膜与掩模的选择比，可以使用CF4、或C4F8、CF4, Ar、N2, O2中的任一种组合作为上述处理气体。另外，在对被支承在上述第二电极上的被处理基板的绝缘膜进行蚀刻时，为了增大上述绝缘膜的蚀刻速度，可以使用C4F6、CF4, Ar、O2、或C4F6、C3F8、Ar、O2、或C4F6、CH2F2, Ar, O2中的任一种组合作为上述处理气体。本发明的第十七方面提供一种等离子体处理方法，其特征在于，在处理容器内，将第一电极和支承被处理基板的第二电极相对配置，一边向被分割为内侧电极和外侧电极的上述第一电极施加频率相对较高的第一高频电力、并向上述第二电极施加频率相对较低的第二高频电力，一边向上述处理容器内供给处理气体，以生成该处理气体的等离子体，对被支承在上述第二电极上的被处理基板进行等离子体处理，该等离子体处理方法具有向上述内侧电极和上述外侧电极中的至少一方施加直流电压的工序；和一边向上述第一电极施加直流电压，一边对上述被处理基板进行等离子体处理的工序。在上述第十七方面的等离子体处理方法中，在对被支承在上述第二电极上的被处理基板的绝缘膜进行蚀刻时，为了增大上述绝缘膜与底膜的选择比，可以使用C5F8、Ar、N2& 组合作为上述处理气体。另外，在对被支承在上述第二电极上的被处理基板的绝缘膜进行蚀刻时，为了增大上述绝缘膜与掩模的选择比，可以使用〔&、或C4F8、CF4, Ar、N2, O2中的任一种的组合作为上述处理气体。另外，在对被支承在上述第二电极上的被处理基板的绝缘膜进行蚀刻时，为了增大上述绝缘膜的蚀刻速度，使用C4F6、CF4, Ar、O2、或C4F6、C3F8, Ar、02、 或C4F6、CH2F2, Ar, O2中的任一种组合作为上述处理气体。另外，根据本发明的第十八方面，提供一种计算机可读取的存储介质，其存储有在计算机上运行的控制程序，其特征在于，上述控制程序在运行时，控制等离子体处理装置， 进行上述第十六方面的等离子体处理方法。另外，根据本发明的第十九方面，提供一种计算机可读取的存储介质，其存储有在计算机上运行的控制程序，其特征在于，上述控制程序在运行时，控制等离子体处理装置， 进行上述第十七方面的等离子体处理方法。本发明的第二十方面提供一种等离子体处理装置，其特征在于，包括收容被处理基板，能够进行真空排气的处理容器；在处理容器内相对配置的第一电极和支承被处理基板的第二电极；向上述第二电极施加频率相对较高的第一高频电力的第一高频电力施加单元；向上述第二电极施加频率相对较低的第二高频电力的第二高频电力施加单元；向上述第一电极施加直流电压的直流电源；和向上述处理容器内供给处理气体的处理气体供给单元。在这种情况下，可以构成为上述直流电源向上述第一电极的施加电压、施加电流和施加电力中的任一个均可变。另外，可以构成为该等离子体处理装置还包括控制从上述直流电源向上述第一电极的施加电压、施加电流和施加电力中的任一个的控制装置。在这种情况下，可以构成为上述控制装置控制可否从上述直流电源向上述第一电极施加直流电压。另外，可以构成为该等离子体处理装置还包括对生成的等离子体的状态进行检测的检测器，根据该检测器的信息，上述控制装置控制从上述直流电源向上述第一电极的施加电压、施加电流和施加电力中的任一个。在上述第二十方面的等离子体处理装置中，典型地，上述第一电极为上部电极，上述第二电极为下部电极。在这种情况下，优选向上述第二电极施加的第一高频电力的频率为27MHz以上、更优选为40MHz以上。另外，优选向上述第二电极施加的第二高频电力的频率为13. 56MHz以下。另外，在上述第二十方面的等离子体处理装置中，优选上述直流电源施加-2000 +1000V范围的电压。另外，上述第一电极的与上述第二电极相对的面可以由含硅的物质形成。另外，在上述第二十方面的等离子体处理装置中，优选上述第一电极相对于接地电位为直流浮动状态。在这种情况下，优选该等离子体处理装置具有能够将上述第一电极改变为浮动状态或接地状态的可变装置，根据来自整体控制装置的指令，当向上述第一电极施加直流电压时，上述可变装置使上述第一电极相对于接地电位成为浮动状态，当不向上述第一电极施加直流电压时，上述可变装置使上述第一电极相对于接地电位成为浮动状态或接地状态中的任一个。在上述第二十方面的等离子体处理装置中，为了使由向上述第一电极施加的来自上述直流电源的直流电压产生的电流通过等离子体放出，可以在上述处理容器内设置有总是接地的导电性部件。在这种情况下，可以构成为上述第一电极为上部电极，上述第二电极为下部电极，上述导电性部件设置在上述第二电极的周围。另外，上述导电性部件可以配置在上述第一电极的附近。另外，上述导电性部件可以呈环状配置在上述第一电极的外侧。 另外，可以构成为上述导电性部件具有用于防止等离子体处理时的飞溅物附着的凹部。在这样的结构中，优选该等离子体处理装置具有覆盖上述导电性部件的一部分的保护板，通过使上述保护板相对于上述导电性部件相对移动的驱动机构，上述导电性部件在等离子体中露出的部分发生变化。另外，优选上述导电性部件为一部分在等离子体中露出的圆柱形状，通过使上述导电性部件以圆柱的轴为中心转动的驱动机构，上述导电性部件在等离子体中露出的部分发生变化。另外，优选该等离子体处理装置包括覆盖上述导电性部件的一部分、并且具有用等离子体进行蚀刻而得到的材质的台阶形状的保护膜，通过蚀刻上述保护膜，上述导电性部件在等离子体中露出的部分发生变化。在上述第二十方面的等离子体处理装置中，为了使由向上述第一电极施加的来自上述直流电源的直流电压产生的电流通过等离子体放出，可以在上述处理容器内设置有根据来自整体控制装置的指令而被接地的导电性部件。在这种情况下，可以构成为上述第一电极为上部电极，上述第二电极为下部电极，上述导电性部件设置在上述第二电极的周围。 另外，上述导电性部件可以配置在上述第一电极的附近。另外，上述导电性部件可以呈环状配置在上述第一电极的外侧。另外，可以构成为上述导电性部件具有用于防止等离子体处理时的飞溅物附着的凹部。另外，可以构成为上述导电性部件在等离子体蚀刻时被接地。优选能够向上述导电性部件施加直流电压或交流电压，根据来自整体控制装置的指令，施加直流电压或交流电压，由此对其表面进行溅射或蚀刻。在这种情况下，优选上述导电性部件在清理时被施加直流电压或交流电压。另外，可以构成为该等离子体处理装置还包括将上述导电性部件的连接切换至上述直流电源侧或接地线路侧的切换机构，当利用上述切换机构将上述导电性部件与上述直流电源侧连接时，从上述直流电源向上述导电性部件施加直流电压或交流电压，由此对其表面进行溅射或蚀刻。在这样的结构中，优选能够向上述导电性部件施加负的直流电压。在能够这样施加负的直流电压的结构中，优选为了将在向上述导电性部件施加负的直流电压时流入上述处理容器内的直流电子电流排出， 在上述处理容器内设置有接地的导电性辅助部件。在这种情况下，可以构成为上述第一电极为上部电极，上述第二电极为下部电极，上述导电性部件配置在上述第一电极的附近，上述导电性辅助部件设置在上述第二电极的周围。
13
在上述第二十方面的等离子体处理装置中，可以构成为将处于第一状态和第二状态中的任一状态的导电性部件设置在上述处理容器内，上述第一状态是为了使向上述第一电极供给的来自上述直流电源的直流电流通过等离子体放出、根据来自整体控制装置的指令而被接地的状态，上述第二状态是从上述直流电源施加直流电压以对其表面进行溅射或蚀刻的状态，该等离子体处理装置还包括连接切换机构，该连接切换机构能够在上述直流电源的负极与上述第一电极连接、且上述导电性部件与接地线路连接的第一连接，和上述直流电源的正极与上述第一电极连接、上述直流电源的负极与上述导电性部件连接的第二连接之间进行切换，通过该切换，能够分别形成上述第一状态和上述第二状态。在这种情况下，优选上述第一状态在等离子体蚀刻时形成，上述第二状态在上述导电性部件的清理时形成。本发明的第二十一方面提供一种等离子体处理方法，其特征在于，在处理容器内， 将第一电极和支承被处理基板的第二电极相对配置，一边向上述第二电极施加频率相对较高的第一高频电力和频率相对较低的第二高频电力，一边向上述处理容器内供给处理气体，以生成该处理气体的等离子体，对被支承在上述第二电极上的被处理基板进行等离子体处理，该等离子体处理方法具有向上述第一电极施加直流电压的工序；和一边向上述第一电极施加直流电压，一边对上述被处理基板进行等离子体处理的工序。在这种情况下，可以使向上述第一电极的施加电压、施加电流和施加电力中的任一个均可变。另外，可以控制向上述第一电极的施加电压、施加电流和施加电力中的任一个。另外，可以控制可否向上述第一电极施加直流电压。另外，可以对生成的等离子体的状态进行检测，根据该检测信息，控制向上述第一电极的施加电压、施加电流和施加电力中的任一个。另外，在上述第二十一方面的等离子体处理方法中，优选上述第一电极相对于接地电位为直流浮动状态。在这种情况下，优选上述第一电极能够改变为浮动状态或接地状态，根据来自整体控制装置的指令，当向上述第一电极施加直流电压时，使上述第一电极相对于接地电位成为浮动状态，当不向上述第一电极施加直流电压时，使上述第一电极相对于接地电位成为浮动状态或接地状态中的任一个。另外，在上述第二十一方面的等离子体处理方法中，优选在上述处理容器内设置有总是接地的导电性部件，使由向上述第一电极施加的直流电压产生的电流通过等离子体放出。或者，优选在上述处理容器内设置有根据来自整体控制装置的指令而被接地的导电性部件，使由向上述第一电极施加的直流电压产生的电流通过等离子体放出。在这些结构中，优选上述导电性部件在等离子体蚀刻时被接地。另外，优选能够向上述导电性部件施加直流电压或交流电压，根据来自整体控制装置的指令，施加直流电压或交流电压，由此对其表面进行溅射或蚀刻。另外，优选上述导电性部件在清理时被施加直流电压或交流电压。另外，优选还包括将上述导电性部件的连接切换至施加直流电压的直流电源侧或接地线路侧的切换机构，当利用上述切换机构将上述导电性部件与上述直流电源侧连接时，从上述直流电流向上述导电性部件施加直流电压或交流电压，由此对其表面进行溅射或蚀刻。另外，优选能够向上述导电性部件施加负的直流电压。另外，优选为了将在向上述导电性部件施加负的直流电压时流入上述处理容器内的直流电子电流排出，在上述处理容器内设置有接地的导电性辅助部件。另外，在上述第二十一方面的等离子体处理方法中，在对被支承在上述第二电极
14上的被处理基板的绝缘膜进行蚀刻时，为了增大上述绝缘膜与底膜的选择比，可以使用 C5F8、Ar、N2、或 C4F8、Ar、N2、或 C4F8、Ar、N2、O2、或 C4F8、Ar、N2、CO 中的任一种组合作为上述处理气体。另外，在对被支承在上述第二电极上的被处理基板的绝缘膜进行蚀刻时，为了增大上述绝缘膜与掩模的选择比，可以使用〔&、或CF4、Ar、或N2、H2中的任一种组合作为上述处理气体。另外，在对被支承在上述第二电极上的被处理基板的绝缘膜上的有机反射防止膜进行蚀刻时，可以使用〔&、或CF4、C3F8、或CF4、C4F8、或CF4X4F6中的任一种组合作为上述处理气体。另外，对被支承在上述第二电极上的被处理基板的绝缘膜进行蚀刻时，为了增大上述绝缘膜的蚀刻速度，可以使用C4F6、CF4、Ar、O2、或C4F6、C3F8、Ar、O2、或C4F6、C4F8、Ar、O2、或 C4F6、C2F6、Ar、O2、或C4F8、Ar、O2、或C4F8、Ar、O2中的任一种组合作为上述处理气体。本发明的第二十二方面提供一种计算机可读取的存储介质，其存储有在计算机上运行的控制程序，其特征在于，上述控制程序在运行时，控制等离子体处理装置，进行上述第二十一方面的等离子体处理方法。根据本发明的第一、第二、第四 第六、第八 第十、第十二、第十三方面，能够得到以下效果中的至少一种(1)增大第一电极的自偏压的绝对值，向第一电极表面的溅射效果；( 使第一电极的等离子体鞘扩大，形成的等离子体被缩小的效果；C3)使在第一电极附近产生的电子照射在被处理基板上的效果；(4)控制等离子体电位的效果；( 使电子 (等离子体)密度上升的效果；(7)使中心部的等离子体密度上升的效果。利用上述(1)的效果，即使在由处理气体引起的聚合物和来自光致抗蚀剂的聚合物附着在第一电极的表面上时，也能够对聚合物进行溅射从而对电极表面进行清理。而且， 能够向基板供给最合适的聚合物，从而消除光致抗蚀剂膜的粗糙。另外，通过使电极本身溅射，能够将电极材料供给至基板上，从而将光致抗蚀剂膜等有机掩模强化。另外，利用上述O)的效果，被处理基板上的有效停留时间减少，并且等离子体集中在被处理基板上、扩散受到抑制、排气空间减少，因此，碳氟化合物类处理气体的离解受到抑制，光致抗蚀剂膜等有机掩模难以被蚀刻。另外，利用上述(3)的效果，能够将被处理基板上的掩模组成改性，从而消除光致抗蚀剂膜的粗糙。另外，因为高速的电子被照射在被处理基板上，所以，可抑制掩蔽效应 (shading effect)，被处理基板的微细加工性提高。另外，利用上述的效果，能够适当地控制等离子体电位，从而抑制蚀刻副产物在电极、或腔室壁(堆积物遮护板等)、处理容器内的绝缘材料等处理容器内部件上的附另外，利用上述(5)的效果，能够使对被处理基板的蚀刻速率(蚀刻速度)上升。另外，利用上述(6)的效果，即使处理容器内的压力高、并且使用的蚀刻气体为负性气体，也能够抑制处理容器内的中心部的等离子体密度比周边低(能够抑制负离子的生成)，从而能够控制等离子体密度，使得等离子体密度均勻。由此，能够将抗蚀剂层等有机掩模层的耐等离子体性维持较高从而以高选择比进行蚀刻。或者，能够有效地消除堆积物在电极上的附着。或者能够进行高速的蚀刻，或者能够对被处理基板进行均勻的蚀刻。根据本发明的第三、第七、第十一方面，能够达到控制等离子体电位的效果。由此， 适当地控制等离子体电位，能够抑制蚀刻副产物在电极、腔室壁(堆积物遮护板等)、处理
15容器内的绝缘材料等处理容器内部件上的附着。根据本发明的第十四方面，将施加频率相对较高的第一高频电力的第一高频电力施加单元与第一电极连接，将施加频率相对较低的第二高频电力的第二高频电力施加单元与支承被处理基板的第二电极连接，并且将施加直流电压的直流电源与上述第一电极连接，因此，在一边利用第一高频电力形成处理气体的等离子体、并且利用第二高频电力将离子引入被处理基板，一边进行等离子体处理时，通过向第一电极施加直流电压，能够得到以下效果中的至少一种(1)增大第一电极的自偏压的绝对值，向第一电极表面的溅射效果； (2)使第一电极的等离子体鞘扩大，形成的等离子体被缩小的效果；C3)使在第一电极附近产生的电子照射在被处理基板上的效果；(4)控制等离子体电位的效果；(5)使电子(等离子体)密度上升的效果；(7)使中心部的等离子体密度上升的效果。利用上述(1)的效果，即使在由处理气体引起的聚合物和来自光致抗蚀剂的聚合物附着在第一电极的表面上时，也能够对聚合物进行溅射从而对电极表面进行清理。而且， 能够向基板供给最合适的聚合物，从而消除光致抗蚀剂膜的粗糙。另外，通过使电极本身溅射，能够将电极材料供给至基板上，从而将光致抗蚀剂膜等有机掩模强化。另外，利用上述O)的效果，被处理基板上的有效停留时间减少，并且等离子体集中在被处理基板上、扩散受到抑制、排气空间减少，因此，碳氟化合物类处理气体的离解受到抑制，光致抗蚀剂膜等有机掩模难以被蚀刻。另外，利用上述(3)的效果，能够将被处理基板上的掩模组成改性，从而消除光致抗蚀剂膜的粗糙。另外，因为高速的电子被照射在被处理基板上，所以，可抑制掩蔽效应，被处理基板的微细加工性提高。另外，利用上述的效果，能够适当地控制等离子体电位，从而抑制蚀刻副产物在电极、或腔室壁(堆积物遮护板等)、处理容器内的绝缘材料等处理容器内部件上的附另外，利用上述(5)的效果，能够使对被处理基板的蚀刻速率(蚀刻速度)上升。另外，利用上述(6)的效果，即使处理容器内的压力高、并且使用的蚀刻气体为负性气体，也能够抑制处理容器内的中心部的等离子体密度比周边低(能够抑制负离子的生成)，从而能够控制等离子体密度，使得等离子体密度均勻。由此，能够将抗蚀剂层等有机掩模层的耐等离子体性维持较高从而以高选择比进行蚀刻。或者，能够有效地消除堆积物在电极上的附着。或者能够进行高速的蚀刻，或者能够对被处理基板进行均勻的蚀刻。根据本发明的第十五方面，第一电极被分割为内侧电极和外侧电极，上述第一高频电力被分配并施加于上述内侧电极和上述外侧电极，上述直流电源与其中的至少一方连接，因此，除了上述效果以外，能够改变上述内侧电极和上述外侧电极的电场强度，从而能够进一步提高径方向的等离子体密度的均勻性。根据本发明的第十六 第十九方面，通过一边向被施加第一高频电力的第一电极施加直流电压，一边进行蚀刻，能够充分地得到作为被蚀刻层的绝缘膜与底膜的选择比。例如，在绝缘膜为有机类绝缘膜SiOC类膜、其底膜由碳化硅形成的情况下，或绝缘膜为无机类绝缘膜SiO2、其底膜由氮化硅形成的情况下，能够一边尽可能地抑制底膜的蚀刻一边进行蚀刻。
另外，通过一边向第一电极施加直流电压，一边控制高频电力、压力、气体种类等蚀刻条件，能够一边如上所述维持高的选择比，一边提高对SiOC类膜等的蚀刻速率，此外， 还能够改善对抗蚀剂的选择比，特别是SiOC类膜等对ArF抗蚀剂的蚀刻选择比。另外，由于能够使蚀刻速率的提高和蚀刻图案的⑶(Critical Dimension 临界尺寸)控制两者兼得，因此，能够实现高速、高精度的蚀刻，从而能够提高半导体装置的可靠性。另外，在利用蚀刻在半导体晶片等被处理体表面上刻设线条和空间(line & space)的图案的情况下，能够降低线蚀刻粗糙度(LER)。根据本发明的第二十 第二十二方面，将施加频率相对较高的第一高频电力的第一高频电力施加单元和施加频率相对较低的第二高频电力的第二高频电力施加单元与支承被处理基板的第二电极连接，将施加直流电压的直流电源与第一电极连接，因此，在一边从第一和第二高频电力施加单元向第二电极施加频率不同的高频电力以形成处理气体的等离子体、并且将离子引入被处理基板，一边进行等离子体蚀刻时，通过向第一电极施加直流电压，能够得到以下效果中的至少一种(1)增大第一电极的自偏压的绝对值，向第一电极表面的溅射效果；( 使第一电极的等离子体鞘扩大，形成的等离子体被缩小的效果； (3)使在第一电极附近产生的电子照射在被处理基板上的效果；(4)控制等离子体电位的效果；( 使电子(等离子体)密度上升的效果；(6)使中心部的等离子体密度上升的效果。利用上述(1)的效果，即使在由处理气体引起的聚合物和来自光致抗蚀剂的聚合物附着在第一电极的表面上时，也能够对聚合物进行溅射从而对电极表面进行清理。而且， 能够向基板供给最合适的聚合物，从而消除光致抗蚀剂膜的粗糙。另外，通过使电极本身溅射，能够将电极材料供给至基板上，从而将光致抗蚀剂膜等有机掩模强化。另外，利用上述O)的效果，被处理基板上的有效停留时间减少，并且等离子体集中在被处理基板上、扩散受到抑制、排气空间减少，因此，碳氟化合物类处理气体的离解受到抑制，光致抗蚀剂膜等有机掩模难以被蚀刻。另外，利用上述(3)的效果，能够将被处理基板上的掩模组成改性，从而消除光致抗蚀剂膜的粗糙。另外，因为高速的电子被照射在被处理基板上，所以，可抑制掩蔽效应，被处理基板的微细加工性提高。另外，利用上述的效果，能够适当地控制等离子体电位，从而抑制蚀刻副产物在电极、或腔室壁(堆积物遮护板等)、处理容器内的绝缘材料等处理容器内部件上的附另外，利用上述(5)的效果，能够使对被处理基板的蚀刻速率(蚀刻速度)上升。另外，利用上述(6)的效果，即使处理容器内的压力高、并且使用的蚀刻气体为负性气体，也能够抑制处理容器内的中心部的等离子体密度比周边低(能够抑制负离子的生成)，从而能够控制等离子体密度，使得等离子体密度均勻。由此，能够将抗蚀剂层等有机掩模层的耐等离子体性维持较高从而以高选择比进行蚀刻。或者，能够有效地消除堆积物在电极上的附着。或者能够进行高速的蚀刻，或者能够对被处理基板进行均勻的蚀刻。


图1为表示本发明的第一实施方式的等离子体蚀刻装置的概略截面图。
图2为表示在图1的等离子体蚀刻装置中、与第一高频电源连接的匹配器的结构的图。图3为表示在图1的等离子体蚀刻装置中、向上部电极施加直流电压时的Vd。和等离子体鞘厚度的变化的图。图4A为表示对在图1的等离子体蚀刻装置中、向上部电极施加直流电压的情况和不施加的情况下的等离子体状态进行比较的图。图4B为表示对在图1的等离子体蚀刻装置中、向上部电极施加直流电压的情况和不施加的情况下的等离子体状态进行比较的图。图5为表示利用图1的等离子体蚀刻装置，改变向上部电极施加的直流电压而对 SiO2膜进行蚀刻时，光致抗蚀剂膜的蚀刻速率、SiO2膜的蚀刻速率和SiA膜对光致抗蚀剂膜的选择比的图。图6为表示应用连续蚀刻处理的多层膜的一个例子的图。图7为表示在图1的等离子体蚀刻装置中、向上部电极施加直流电压时的等离子体电位波形的变化的图。图8为表示在图1的等离子体蚀刻装置中、向上部电极施加的直流电压与最大等离子体电位的关系的图。图9为表示在图1的等离子体蚀刻装置中、改变施加的直流电压时的电子密度及其分布的变化的图。图IOA为示意性地表示在图9的蚀刻中、各直流电压下的中心和边缘的蚀刻状态的图。图IOB为示意性地表示在图9的蚀刻中、各直流电压下的中心和边缘的蚀刻状态的图。图IOC为示意性地表示在图9的蚀刻中、各直流电压下的中心和边缘的蚀刻状态的图。图11为表示上部电极表面的自偏压与施加的直流电压的关系的图。图12为表示在图1的等离子体蚀刻装置中设置有检测等离子体的检测器的状态的截面图。图13为表示在图1的等离子体蚀刻装置中、向上部电极施加直流电压时，用于抑制异常放电的波形的图。图14为表示GND块的另一个配置例的概略15为表示GND块的又一个配置例的概略图。图16A为用于说明防止GND块的附着物的例子的图。图16B为用于说明防止GND块的附着物的例子的图。图17为表示能够除去GND块的附着物的装置结构的一个例子的概略图。图18A为用于说明图17的装置的等离子体蚀刻时的状态和清理时的状态的概略图。图18B为用于说明图17的装置的等离子体蚀刻时的状态和清理时的状态的概略图。图19为表示图17的装置的等离子体蚀刻时的另一状态的概略图。
图20为表示能够除去GND块的附着物的装置结构的另一个例子的概略图。图21A为用于说明图20的装置的等离子体蚀刻时的状态和清理时的状态的概略图。图21B为用于说明图20的装置的等离子体蚀刻时的状态和清理时的状态的概略图。图22为表示具有防止不DC接地的功能的GND块的一个例子的示意图。图23为表示具有防止不DC接地的功能的GND块的另一个例子的示意图。图24A为表示具有防止不DC接地的功能的GND块的又一个例子的示意图。图24B为表示具有防止不DC接地的功能的GND块的又一个例子的示意图。图25为表示具有防止不DC接地的功能的GND块的又一个例子的示意图。图沈为表示具有防止不DC接地的功能的GND块的又一个例子的示意图。图27为表示具有防止不DC接地的功能的GND块的又一个例子的示意图。图28为表示RF等离子体和DC等离子体的电子温度分布的图。图四为表示仅在高频电力下形成等离子体的情况和也施加直流电压的情况下的电子温度分布的图。图30A为用于说明在偏置高频电力的频率为2MHz时和13. 56MHz时的离子追踪性的图。图30B为用于说明在偏置高频电力的频率为2MHz时和13. 56MHz时的离子追踪性的图。图31为表示偏置高频电力的频率为2MHz时和13. 56MHz时的离子能量分布的32A为表示利用图1的等离子体蚀刻装置进行蚀刻时能够作为蚀刻对象的晶片的截面结构的一个例子的示意图。图32B为表示利用图1的等离子体蚀刻装置进行蚀刻时能够作为蚀刻对象的晶片的截面结构的一个例子的示意图。图33A为表示利用图1的等离子体蚀刻装置进行蚀刻时能够作为蚀刻对象的晶片的截面结构的另一个例子的示意图。图3 为表示利用图1的等离子体蚀刻装置进行蚀刻时能够作为蚀刻对象的晶片的截面结构的另一个例子的示意图。图34为表示本发明的第二实施方式的等离子体蚀刻装置的概略截面图。图35为表示图34的等离子体蚀刻装置的主要部分的结构的概略截面图。图36为表示图34的等离子体蚀刻装置的等离子体生成单元的主要部分的等价电路的电路图。图37为表示图34的等离子体蚀刻装置的可变电容器的电容值与电场强度比率的关系的图。图38为表示向图34的等离子体蚀刻装置的上部电极施加直流电压的变形例的图。图39为表示向图34的等离子体蚀刻装置的上部电极施加直流电压的另一个变形例的图。图40为表示本发明的第三实施方式的等离子体蚀刻装置的概略截面图。
图41为表示本发明的第三实施方式的等离子体蚀刻装置的概略截面图。图42A-B为表示在图41的等离子体蚀刻装置中、向上部电极施加直流电压时的Vdc 和等离子体鞘厚度的变化的图。图42A-B为表示在图41的等离子体蚀刻装置中、向上部电极施加直流电压时的Vdc 和等离子体鞘厚度的变化的图。图43A为表示在图41的等离子体蚀刻装置中，使用HARC蚀刻条件、改变施加的直流电压时的电子密度变化的图。图4 为表示在图41的等离子体蚀刻装置中，使用HARC蚀刻条件、改变施加的直流电压时的电子密度变化的图。图43C为表示在图41的等离子体蚀刻装置中，使用HARC蚀刻条件、改变施加的直流电压时的电子密度变化的图。图43D为表示在图41的等离子体蚀刻装置中，使用HARC蚀刻条件、改变施加的直流电压时的电子密度变化的图。图44A为表示在图41的等离子体蚀刻装置中，使用Via (通孔)蚀刻条件、改变施加的直流电压时的电子密度变化的图。图44B为表示在图41的等离子体蚀刻装置中，使用Via蚀刻条件、改变施加的直流电压时的电子密度变化的图。图44C为表示在图41的等离子体蚀刻装置中，使用Via蚀刻条件、改变施加的直流电压时的电子密度变化的图。图44D为表示在图41的等离子体蚀刻装置中，使用Via蚀刻条件、改变施加的直流电压时的电子密度变化的图。图45为表示在上述HARC蚀刻中，使第一高频电力为3000W、使第二高频电力为 4000W时，晶片径方向的电子密度分布的图。图46为表示使用沟槽蚀刻(trench etching)的条件，在施加直流电压的情况和不施加的情况下，测定晶片径方向的电子密度分布的结果的图。图47为表示图41的等离子体蚀刻装置的上部电极的电气状态的图。图48为表示图41的等离子体蚀刻装置的上部电极的电气状态的图。图49为表示图41的等离子体蚀刻装置的上部电极的电气状态的图。图50为表示在图41的等离子体蚀刻装置中设置有检测等离子体的检测器的状态的截面图。图51为表示GND块的另一个配置例的概略图。图52为表示GND块的又一个配置例的概略图。图53为表示能够除去GND块的附着物的装置结构的一个例子的概略图。图54A为用于说明图53的装置的等离子体蚀刻时的状态和清理时的状态的概略图。图54B为用于说明图53的装置的等离子体蚀刻时的状态和清理时的状态的概略图。图55为表示图53的装置的等离子体蚀刻时的另一状态的概略图。图56为表示能够除去GND块的附着物的装置结构的另一个例子的概略图。
图57A为用于说明图56的装置的等离子体蚀刻时的状态和清理时的状态的概略图。图57B为用于说明图56的装置的等离子体蚀刻时的状态和清理时的状态的概略图。图58为简略表示本发明的实施方式4的等离子体蚀刻装置的主要部分的概略截面图。图59为简略表示本发明的实施方式5的等离子体蚀刻装置的主要部分的概略截面图。图60为简略表示本发明的实施方式6的等离子体蚀刻装置的主要部分的概略截面图。图61为简略表示本发明的实施方式7的等离子体蚀刻装置的主要部分的概略截面图。图62为简略表示本发明的实施方式8的等离子体蚀刻装置的主要部分的概略截面图。图63为简略表示本发明的实施方式9的等离子体蚀刻装置的主要部分的概略截面图。图64为简略表示本发明的实施方式10的等离子体蚀刻装置的主要部分的概略截面图。图65为简略表示本发明的实施方式11的等离子体蚀刻装置的主要部分的概略截面图。图66为简略表示本发明的实施方式12的等离子体蚀刻装置的主要部分的概略截面图。图67为简略表示本发明的实施方式13的等离子体蚀刻装置的主要部分的概略截面图。图68为简略表示为了与本发明的实施方式13的等离子体蚀刻装置对比的现有的等离子体蚀刻装置的主要部分的概略截面图。图69为简略表示本发明的实施方式13的等离子体蚀刻装置的变形例的主要部分的概略截面图。图70为简略表示本发明的实施方式13的等离子体蚀刻装置的另一个变形例的主要部分的概略截面图。图71为简略表示本发明的实施方式13的等离子体蚀刻装置的另一个变形例的主要部分的概略截面图。图72为简略表示本发明的实施方式13的等离子体蚀刻装置的又一个变形例的主要部分的概略截面图。图73为简略表示本发明的实施方式13的等离子体蚀刻装置的又一个变形例的主要部分的概略截面图。图74为简略表示本发明的实施方式14的等离子体蚀刻装置的主要部分的概略截面图。图75为简略表示本发明的实施方式14的等离子体蚀刻装置的变形例的主要部分的概略截面图。图76为简略表示本发明的实施方式15的等离子体蚀刻装置的主要部分的概略截面图。图77为简略表示本发明的实施方式15的等离子体蚀刻装置的变形例的主要部分的概略截面图。图78为简略表示本发明的实施方式15的等离子体蚀刻装置的另一个变形例的主要部分的概略截面图。图79为表示本发明的实施方式16的等离子体蚀刻装置的例子的截面图。图80为表示本发明的实施方式17的等离子体蚀刻装置的例子的截面图。图81为表示能够应用本发明的另一类型的等离子体蚀刻装置的例子的截面图。图82为表示能够应用本发明的又一类型的等离子体蚀刻装置的例子的截面图。
具体实施例方式以下，参照附图，具体地说明本发明的实施方式。〈实施方式1>首先，说明第一实施方式。图1为表示本发明的第一实施方式的等离子体蚀刻装置的概略截面图。该等离子体蚀刻装置构成为电容耦合型平行平板等离子体蚀刻装置，具有例如由表面被阳极氧化处理的铝制成的大致圆筒状的腔室(处理容器)10。该腔室10被安全接地。在腔室10的底部，隔着由陶瓷等制成的绝缘板12，配置有圆柱状的基座支承台 14，在该基座支承台14上设置有例如由铝制成的基座16。基座16构成下部电极，在其上载置作为被处理基板的半导体晶片W。在基座16的上面设置有利用静电力吸附保持半导体晶片W的静电吸盘18。该静电吸盘18具有用一对绝缘层或绝缘片夹住由导电膜构成的电极20的结构，直流电源22与电极20电气连接。于是，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，将半导体晶片W吸附保持在静电吸盘18上。在静电吸盘18 (半导体晶片W)的周围、在基座16的上面，配置有用于提高蚀刻的均勻性的例如由硅制成的导电性的聚焦环(校正环)24。在基座16和基座支承台14的侧面，设置有例如由石英制成的圆筒状的内壁部件26。在基座支承台14的内部，例如在圆周上设置有制冷剂室观。从设置在外部的未图示的冷却单元，通过配管30a、30b，向该制冷剂室循环供给规定温度的制冷剂、例如冷却水， 能够利用制冷剂的温度控制基座上的半导体晶片W的处理温度。另外，来自未图示的传热气体供给机构的传热气体、例如He气，通过气体供给管路32，被供给至静电吸盘18的上面与半导体晶片W的背面之间。在作为下部电极的基座16的上方，以与基座16相对的方式平行地设置有上部电极34。上部和下部电极34、16之间的空间成为等离子体生成空间。上部电极34形成与作为下部电极的基座16上的半导体晶片W相对并与等离子体生成空间接触的面、即相对面。该上部电极34通过绝缘性屏蔽部件42被支承在腔室10的上部，由电极板36和电极支承体38构成，电极板36构成与基座16的相对面并且具有多个吐出孔37，电极支承体38装卸自由地支承该电极板36并且是由导电性材料、例如表面被阳极氧化处理的铝制成的水冷结构。电极板36优选焦耳热少的低电阻的导电体或半导体，另外，如后所述，从使抗蚀剂强化的观点考虑，优选含硅的物质。从这样的观点考虑，电极板36优选由硅或SiC 构成。在电极支承体38的内部设置有气体扩散室40，与气体吐出孔37连通的多个气体通流孔41从该气体扩散室40向下方延伸。在电极支承体38中形成有向气体扩散室40导入处理气体的气体导入口 62，气体供给管64与该气体导入口 62连接，处理气体供给源66与气体供给管64连接。在气体供给管64中，从上游侧开始依次设置有质量流量控制器(MFC)68和开关阀70(也可以用FCN 代替MFC)。于是，作为用于蚀刻的处理气体，例如C4F8气体那样的碳氟化合物气体(CxFy), 从处理气体供给源66经过气体供给管64到达气体扩散室40，通过气体通流孔41和气体吐出孔37，呈喷淋状吐出至等离子体生成空间。即，上部电极34作为用于供给处理气体的喷头而起作用。第一高频电源48通过匹配器46和供电棒44，与上部电极；34电气连接。第一高频电源48输出频率为13. 56MHz以上、例如60MHz的高频电力。匹配器46使负荷阻抗与第一高频电源48的内部(或输出)阻抗匹配，所以，在腔室10内生成等离子体时，起到使第一高频电源48的输出阻抗与负荷阻抗表观上一致的作用。匹配器46的输出端子与供电棒 44的上端连接。另一方面，除了第一高频电源48以外，可变直流电源50也与上述上部电极34电气连接。可变直流电源50可以是双极电源。具体地说，该可变直流电源50通过上述匹配器46和供电棒44与上部电极34连接，能够利用通断开关52进行给电的接通和断开。可变直流电源50的极性和电流、电压以及通断开关52的接通和断开，由控制器(控制装置)51 进行控制。如图2所示，匹配器46具有从第一高频电源48的供电线路49分支设置的第一可变电容器M和设置在供电线路49的上述分支点下游侧的第二可变电容器56，通过它们发挥上述功能。另外，在匹配器46中设置有滤波器58，用于捕集来自第一高频电源48的高频 (例如60MHz)和来自后述的第二高频电源的高频(例如2MHz)，使得直流电压电流(以下简称为直流电压)能够有效地供给至上部电极34。即，来自可变直流电源50的直流电流通过滤波器58与供电线路49连接。该滤波器58由线圈59和电容器60构成，利用它们捕集来自第一高频电源48的高频和来自后述的第二高频电源的高频。以从腔室10的侧壁向上部电极34的高度位置的上方延伸的方式，设置有圆筒状的接地导体10a，该圆筒状接地导体IOa的顶壁部分通过筒状的绝缘部件44a，与上部供电棒44电气绝缘。第二高频电源90通过匹配器88，与作为下部电极的基座16电气连接。从该第二高频电源90向下部电极基座16供给高频电力，由此将离子引入半导体晶片W侧。第二高频电源90输出300kHz 13. 56MHz范围内的频率、例如2MHz的高频电力。匹配器88使负荷阻抗与第二高频电源90的内部(或输出)阻抗匹配，因此，在腔室10内生成等离子体时， 起到使第二高频电源90的内部阻抗与负荷阻抗表观上一致的作用。用于使来自第一高频电源48的高频(60MHz)不通过、并将来自第二高频电源90的高频QMHz)接地的低通滤波器(LPF)92与上部电极34电气连接。该低通滤波器(LPF)92 优选由LR滤波器或LC滤波器构成。另一方面，用于将来自第一高频电源48的高频(60MHz) 接地的高通滤波器(HPF)94与作为下部电极的基座16电气连接。在腔室10的底部设置有排气口 80，排气装置84通过排气管82与该排气口 80连接。排气装置84包括涡轮分子泵等真空泵，能够将腔室10内减压至期望的真空度。另外， 在腔室10的侧壁上设置有半导体晶片W的搬入搬出口 85，该搬入搬出口 85能够利用闸阀 86开关。另外，沿腔室10的内壁，装卸自由地设置有用于防止蚀刻副产物(堆积物)附着在腔室10上的堆积物遮护板(cbposit shield) 11。即，堆积物遮护板11构成腔室壁。另外，堆积物遮护板11也可以设置在内壁部件沈的外周。在腔室10底部的腔室壁侧的堆积物遮护板11和内壁部件26侧的堆积物遮护板11之间设置有排气板83。作为堆积物遮护板11和排气板83，可以优选使用将IO3等陶瓷覆盖在铝材料上而形成的材料。在堆积物遮护板11构成腔室内壁的部分的与晶片W大致相同高度部分上，设置有与地面DC连接的导电性部件(GND块)91，由此发挥后述的防止异常放电的效果。 等离子体蚀刻装置的各构成部形成与控制部(整体控制装置)95连接并受其控制的结构。另外，用户接口 96与控制部95连接，该用户接口 96由工序管理者为了管理等离子体蚀刻装置而进行指令的输入操作的键盘、将等离子体处理装置的运转状况可视化显示的显示器等构成。另外，存储部97与控制部95连接，该存储部97存储有用于通过控制部95的控制来实现由等离子体蚀刻装置运行的各种处理的控制程序；和用于根据处理条件，在等离子体蚀刻装置的各构成部中进行处理的程序、即方案。方案可以存储在硬盘或半导体存储器中，也可以在被收容在CDROM、DVD等移动性的计算机可读取的存储介质中的状态下，设置在存储部97的规定位置。于是，根据需要，按照来自用户接口 96的指示等，从存储部97调出任意的方案，由控制部95运行，在控制部95的控制下，在等离子体蚀刻装置中进行期望的处理。本发明的实施方式中所述的等离子体处理装置(等离子体蚀刻装置)包含该控制部95。在这样构成的等离子体蚀刻装置中，当进行蚀刻处理时，首先使闸阀86成为打开状态，通过搬入搬出口 85，将作为蚀刻对象的半导体晶片W搬入腔室10内、并载置在基座 16上。然后，从处理气体供给源66，以规定的流量，向气体扩散室40供给用于蚀刻的处理气体，通过气体通流孔41和气体吐出孔37向腔室10内供给，同时利用排气装置84对腔室 10内进行排气，使其中的压力成为例如0. 1 150Pa范围内的设定值。在此，作为处理气体，可以采用以往使用的各种气体，例如，可以优选使用以C4F8气体那样的碳氟化合物气体 (CxFy)为代表的含有卤素元素的气体。还可以包含Ar气、O2气等其它气体。在这样向腔室10内导入蚀刻气体的状态下，以规定功率从第一高频电源48向上部电极34施加等离子体生成用的高频电力，同时，以规定功率从第二高频电源90向作为下部电极的基座16施加离子引入用的高频。另外，从静电吸盘18用的直流电源22向静电吸盘18的电极20施加直流电压，从而将半导体晶片W固定在基座16上。从在上部电极34的电极板36上形成的气体吐出孔37吐出的处理气体，在上部电极34和作为下部电极的基座16之间的由高频电力产生的辉光放电中等离子体化，利用由该等离子体生成的自由基或离子对半导体晶片W的被处理面进行蚀刻。另外，这样向上部电极34供给等离子体形成用的第一高频电力以调节等离子体密度、向作为下部电极的基座16供给离子引入用的第二高频电力以进行电压调节，因此能够扩大等离子体的控制界限(margin)。在本实施方式中，在这样形成等离子体时，向上部电极34供给高的频率区域(例如IOMHz以上)的高频电力，因此，能够使等离子体在理想的状态下高密度化，即使在更低压力的条件下，也能够形成高密度等离子体。另外，在这样形成等离子体时，从可变直流电源50向上部电极34施加规定极性和大小的直流电压。此时，优选利用控制器51控制来自可变直流电源50的施加电压，使得施加电极表面的自偏压Vd。变深至、也就是使得上部电极34表面的Vd。的绝对值增大至可得到对作为施加电极的上部电极34的表面、即电极板36的表面的规定的(适度的)溅射效果的程度。在从第一高频电源48施加的高频的功率低的情况下，聚合物会附着在上部电极 34上，但通过从可变直流电源50施加适当的直流电压，能够使附着在上部电极34上的聚合物溅射，从而使上部电极34的表面清洁。与此同时，能够向半导体晶片W上供给最适量的聚合物，以消除光致抗蚀剂膜的表面粗糙。另外，调整来自可变直流电源50的电压，使上部电极34自身溅射，将电极材料本身供给至半导体晶片W的表面，由此，在光致抗蚀剂膜表面形成碳化物，将光致抗蚀剂膜强化，并且溅射的电极材料与碳氟化合物类处理气体中的F 反应而被排出，由此等离子体中的F比率减少，光致抗蚀剂膜难以被蚀刻。在电极板36为硅或SiC等含硅物质的情况下，在电极板36表面溅射的硅与聚合物反应，在光致抗蚀剂膜表面形成SiC，光致抗蚀剂膜变得极其强固，而且，因为Si容易与F反应，所以上述效果特别大。因此，作为电极板36的材料，优选含硅的物质。在这种情况下，可以代替控制来自可变直流电源50的施加电压，而控制施加电流或施加电力。在这样向上部电极34施加直流电压、自偏压Vic变深的情况下，如图3所示，在上部电极34侧形成的等离子体鞘的厚度变大。当等离子体鞘变厚时，等离子体缩小相应量。 例如，在不向上部电极34施加直流电压的情况下，上部电极侧的Vde为-300V，如图4A所示， 等离子体为具有薄的鞘厚Cltl的状态。但是，在向上部电极34施加-900V的直流电压时，上部电极侧的Vd。成为-900V，因为等离子体鞘的厚度与Vd。的绝对值的3/4成比例，所以，如图4B所示，形成更厚的等离子体鞘Cl1，等离子体缩小相应量。通过这样形成厚的等离子体鞘、将等离子体适当地缩小，半导体晶片W上的有效停留时间减少，并且等离子体集中在晶片W上，扩散受到抑制，离解空间减少。由此，可抑制碳氟化合物类处理气体的离解，光致抗蚀剂膜难以被蚀刻。因此，优选利用控制器51控制来自可变直流电源50的施加电压，使得上部电极34的等离子体鞘的厚度变厚至可形成期望的缩小的等离子体的程度。在这种情况下，可以代替控制来自可变直流电源50的施加电压，而控制施加电流或施加电力。另外，在形成等离子体时，在上部电极34附近生成电子。当从可变直流电源50向上部电极34施加直流电压时，利用施加的直流电压值与等离子体电位的电位差，使电子向处理空间的铅锤方向加速。通过使可变直流电源50的极性、电压值、电流值成为期望的值， 可将电子照射到半导体晶片W上。照射的电子使作为掩模的光致抗蚀剂膜的组成改性，从而使光致抗蚀剂膜强化。因此，通过利用可变直流电源50的施加电压值和施加电流值控制在上部电极34附近生成的电子的量和这些电子向晶片W的加速电压，能够实现对光致抗蚀剂膜的规定的强化。
特别是在半导体晶片W上的光致抗蚀剂膜为ArF受激准分子激光(波长193nm)用的光致抗蚀剂膜(以下记为ArF抗蚀剂膜)的情况下，ArF抗蚀剂膜的聚合物结构，经过以下的化学式(1)、⑵所示的反应后，照射电子，得到化学式(3)右边那样的结构。S卩，当照射电子时，如化学式(3)的d部所示，ArF抗蚀剂膜的组成发生改性(抗蚀剂的交联反应)。 因为该d部具有使耐蚀刻性(耐等离子体性)非常强的作用，所以，ArF抗蚀剂膜的耐蚀刻性飞跃性地增大。因此，能够抑制ArF抗蚀剂膜的表面粗糙，并能够提高蚀刻对象层对ArF 抗蚀剂膜的蚀刻选择比。
权利要求
1. 一种等离子体处理装置，其特征在于，包括收容被处理基板，能够进行真空排气的处理容器；在处理容器内相对配置的第一电极和支承被处理基板的第二电极；向所述第二电极施加频率相对较高的第一高频电力的第一高频电力施加单元；向所述第二电极施加频率相对较低的第二高频电力的第二高频电力施加单元；向所述第一电极施加直流电压的直流电源；和向所述处理容器内供给处理气体的处理气体供给单元，其中，为了使由向所述第一电极施加的来自所述直流电源的直流电压产生的电流通过等离子体放出，在所述处理容器内设置有接地的导电性部件。
全文摘要
本发明提供一种在上部电极(34)和下部电极(16)之间生成处理气体的等离子体、对晶片(W)进行等离子体蚀刻的等离子体蚀刻装置，该等离子体蚀刻装置还包括向上部电极(34)施加直流电压的可变直流电源(50)，其施加直流电压，使得上部电极(34)表面的自偏压Vdc的绝对值增大至可得到对该表面的适度的溅射效果的程度，并且使得上部电极(34)的等离子体鞘的厚度增厚至可形成期望的缩小的等离子体的程度。
文档编号H01L21/311GK102157372SQ20111009275
公开日2011年8月17日 申请日期2005年6月21日 优先权日2004年6月21日
发明者佐藤学, 吉备和雄, 大矢欣伸, 大谷龙二, 小林典之, 山崎广树, 山泽阳平, 岩田学, 日向邦彦, 杉本胜, 松本直树, 矢野大介, 舆水地盐, 舆石公, 花冈秀敏, 速水利泰, 齐藤昌司 申请人:东京毅力科创株式会社