等离子处理装置以及等离子处理方法与流程

本发明涉及等离子处理装置以及等离子处理方法。

背景技术：

1、半导体器件的制造工序主要分为成膜、光刻、蚀刻。在成膜工序中，在晶片上形成所制作的构造物的材料的膜。代表性的成膜方法有化学气相生长法。在光刻工序中，对成膜的材料上所涂布的抗蚀剂的一部分通过曝光装置照射紫外线。被照射紫外线的场所对应于形成的图案来决定。接着，通过进行显影来除去一部分抗蚀剂，呈现成膜的材料露出的场所。在蚀刻工序中，通过除去该露出的材料来制作目的构造物。在该工序中使用等离子蚀刻处理装置。这是通过使形成于装置内部的等离子与露出的材料反应来除去该材料的装置。通过重复这些工序来完成集成电路。

2、等离子蚀刻处理装置如上述那样，是承担半导体器件的主要制造工序的一部分的重要的装置。在此说明其详细的动作。在等离子蚀刻处理装置中存在被减压至给定的真空度的处理室，对处理室内部供给气体。气体通过在处理室内部形成的电场而成为等离子。等离子中包含反应性高的离子、自由基，通过它们与作为处理对象物的晶片表面物理/化学地进行反应，蚀刻发生进展。

3、在等离子蚀刻处理装置中，为了控制离子与晶片表面的反应，一般与等离子产生用的高频电压分开地对晶片的载置台施加高频电压。若对载置台施加高频电压，晶片电压的时间平均就成为负的。其被称作自偏压，由于2个要因而产生。1个要因在于，存在于高频电源与载置台之间的电容器将直流电流阻断，另1个要因在于，对在等离子与载置台之间产生的鞘存在整流作用。自偏压由于将等离子中的正离子加速，因此促进蚀刻。此外，由于正离子的轨道与晶片垂直，因此能实现在材料形成沟槽构造的各向异性蚀刻。

4、在各向异性蚀刻中，理想的是沟槽的侧壁与晶片表面垂直。但随着由于半导体器件的微细化而沟槽的纵横比变高，会产生使侧壁的垂直性变差的电子遮掩效应。即，正离子垂直地入射到沟槽，与此相对，电子各向同性地入射到沟槽。因此，沟槽的侧壁带电为负，此外，底部带电为正。结果，正离子变为入射到侧壁，侧壁被蚀刻。

5、在抑制电子遮掩效应导致的损害的技术中，如专利文献1公开的那样，有如下那样的技术：通过在等离子处理中，在自偏压用高频电压叠加低频的直线三角波电压或曲线三角波电压，来除去晶片表面的带电粒子。

6、现有技术文献

7、专利文献

8、专利文献1：国际公开第2020/100357号说明书

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、在晶片的表面被基于抗蚀剂等电介质的图案覆盖的状态下，蓄积于晶片表面的电荷难以在电介质的表面移动。针对此，在专利文献1中，公开了如下结构：为了有效果地除去电荷，在使等离子产生的状态下，对载置晶片的载置台施加三角波电压。在这样的结构中，为了提高蓄积于晶片表面的电荷的移动度来使晶片表面的带电消除，需要使对载置台施加的三角波电压的振幅变大来使在晶片内部产生的电场变大。

3、另一方面，通过使三角波电压的振幅变大，在高频电源与载置台之间的电容器中积蓄的电荷也增加。在形成于晶片表面的沟槽内存在带电粒子的过程中，这些粒子成为积蓄于电容器的电荷的增加的量。但若带电粒子完全被除去，就会从晶片内的其他原子夺取电荷并积蓄在电容器中。结果，晶片会带电，会给蚀刻带来不良影响。

4、本申请的发明鉴于相关的现有技术的课题而提出，目的在于，提供等离子处理装置以及等离子处理方法，通过维持从晶片表面除去的电荷量并有效率地进行除去，能进行高精度的等离子处理。

5、用于解决课题的手段

6、为了解决上述的课题，在本发明中，等离子处理装置构成为具备：对样品进行等离子处理的处理室；供给用于生成等离子的高频电力的第一高频电源；载置样品的样品台；对样品台供给高频电力的第二高频电源；对样品台施加电压的电源；和控制电源的控制装置，电压的波形的一周期具有：电压上升的上升沿期间；电压下降的下降沿期间；和控制单位时间内除去样品的带电粒子的量的除去量控制期间。

7、此外，为了解决上述的课题，在本发明中，在对样品进行等离子处理的等离子处理方法中，具有：在对载置样品的样品台施加电压以及高频电压的同时对样品进行等离子处理的工序，电压的波形的一周期具有：电压上升的上升沿期间；电压下降的下降沿期间；和控制单位时间内除去样品的带电粒子的量的除去量控制期间。

8、发明的效果

9、根据本发明，能在维持从晶片表面除去的电荷量的同时，有效率地进行除去。其结果，能提供能进行高精度的等离子处理的等离子处理装置以及等离子处理方法。

技术特征：

1.一种等离子处理装置，其特征在于，具备：

2.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的等离子处理装置，其特征在于，

4.根据权利要求2所述的等离子处理装置，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于，

10.根据权利要求2所述的等离子处理装置，其特征在于，

11.一种等离子处理方法，对样品进行等离子处理，

12.根据权利要求11所述的等离子处理方法，其特征在于，

13.根据权利要求11所述的等离子处理方法，

14.根据权利要求12所述的等离子处理方法，其特征在于，

技术总结
为了能通过维持从晶片表面除去的电荷量并有效率地进行除去来进行高精度的等离子处理，等离子处理装置具备：对样品进行等离子处理的处理室；供给用于生成等离子的高频电力的第一高频电源；载置样品的样品台；对样品台供给高频电力的第二高频电源；对样品台施加电压的电源；和控制电源的控制装置，在该等离子处理装置中，电压的波形的一周期构成为具有电压上升的上升沿期间、电压下降的下降沿期间和控制单位时间内除去样品的带电粒子的量的除去量控制期间。

技术研发人员：森功,落合亮辅
受保护的技术使用者：株式会社日立高新技术
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15