等离子处理装置的制作方法

本发明涉及一种等离子处理装置。

背景技术：

1、在半导体器件的制造工序中，不断要求对半导体装置中包含的组件的微细化、集成化的对策。例如，在集成电路、纳米机电系统中，进一步推进了构造物的纳米级化。

2、通常，在半导体器件的制造工序中，为了成形微细图案，使用了光刻技术。该技术是在抗蚀剂层上应用器件构造的图案，将通过抗蚀剂层的图案露出的基板选择性地蚀刻除去的技术。在之后的处理工序中，如果在蚀刻区域内使其他材料沉积，则能够形成集成电路。

3、因此，在半导体器件的制造中，等离子蚀刻处理装置是不可缺少的。在等离子蚀刻处理中，通过在真空容器内部形成的电场等，使被供给到减压到给定真空度的处理室内部的气体等离子化。此时，在等离子内产生的反应性高的离子或自由基与处理对象物即晶片的表面物理地、化学地发生反应，由此来进行蚀刻。

4、在等离子蚀刻处理中，对晶片的载置台施加高频电压被广泛进行。若对经由电容器而连接了高频电源的载置台施加高频电压，则对在等离子和载置台之间产生的护套(sheath)具有整流作用，因此，通过自偏置，载置台在进行时间平均时成为负电压。因此，正离子被加速，蚀刻快速地进行，并且能够实现用于增加垂直性的各向异性蚀刻。并且，通过调整对载置台施加的高频电压的振幅，能够控制蚀刻速度、垂直性。

5、一般地，作为对晶片的载置台施加的所述高频电压，使用正弦波，然而如专利文献1公开的那样，有时也使用矩形波来代替正弦波。从等离子流入载置台的离子的能量通过在等离子和载置台之间施加的电场来决定。若施加正弦波的高频电压，则所述电场缓慢变化，因而各种能量的离子流入到载置台。但是，若施加矩形波的高频电压，则离子能量被明确区分为到能量和低能量，因此，蚀刻的控制变得容易。

6、在先技术文献

7、专利文献

8、专利文献1：日本特开2012-216608号公报

技术实现思路

1、-发明要解决的课题-

2、在等离子蚀刻处理中，因带电粒子发生冲撞导致在晶片上成膜的电介质材料带电。在等离子蚀刻处理中，大多如图1所示那样在晶片上形成沟道形状，该情况下，一般期望沟道(trench)的侧壁相对于晶片表面而成为垂直。然而，若在沟道构造处施加高频电压，则有时会如图1所示那样沟道(trench)的侧壁带电。这是由于，通过基于高频电压的负的自偏置，正离子垂直地入射到沟道(trench)内，相比之下，电子或负离子的方向是随机的，因此负的带电粒子会更多地与侧壁冲撞。其结果，如图1所示那样，向沟道(trench)内飞来的离子(ion)轨道弯曲地与侧壁冲撞，侧壁被蚀刻，因此，导致沟道(trench)侧壁的垂直性劣化。

3、此外，为了工序的方便，在沟道内的一部分还存在不应该被蚀刻的金属层。例如当存在这样的金属层时，离子的轨道弯曲，离子会倾斜地入射到金属层。于是，与离子垂直地入射的情况相比，金属层容易被溅射，因此，金属层的损坏增加，有时无法进行所期望的蚀刻。根据以上，在晶片表面除去带电的带电粒子是在进行高精度的蚀刻处理方面的课题。

4、为了除去晶片表面的带电粒子，一个对策是：对晶片施加与带电粒子相反极性的电压，并在在晶片上成膜的电介质材料内部形成电场，由此，使基于带电粒子的持续的电流发生。然而，已知，带电粒子在电介质材料内部的移动速度小，因而将带电粒子从电介质材料除去需要花费毫秒级的时间。另一方面，专利文献1公开的那样的高频电压一般使用几百khz至几mhz的频率，以便能够在位于载置台和高频电源之间的电容器中经过。因此，专利文献1的技术并不适合于带电粒子的除去。

5、本发明的目的在于，提供一种等离子处理装置，其通过除去晶片表面的带电粒子，能够得到垂直性高的沟道形状，并且能够降低沟道内部的并非蚀刻对象的膜的损坏。

6、-用于解决课题的手段-

7、为了解决上述课题，代表性的本发明所涉及的等离子处理装置之一通过如下而构成。等离子处理装置具备：对试样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；载置所述试样的试样台；以及向所述试样台供给高频电力的第二高频电源，所述等离子处理装置还具备：直流电源，其将直流电压施加给所述试样台，所述直流电压通过周期性重复的波形而变化，一个周期的所述波形具有在给定时间变化给定量以上的振幅的期间。

8、-发明效果-

9、根据本发明，能够提供一种等离子处理装置，其通过除去晶片表面的带电粒子，能够得到垂直性高的沟道形状，并且能够降低沟道内部的并非蚀刻对象的膜的损坏。

10、上述以外的课题、结构以及效果，通过以下的实施方式的说明而变得明确。

技术特征：

1.一种等离子处理装置，其具备：对试样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；载置所述试样的试样台；以及向所述试样台供给高频电力的第二高频电源，所述等离子处理装置的特征在于，还具备：

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1所述的等离子处理装置，其特征在于，

4.根据权利要求1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3或7所述的等离子处理装置，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的等离子处理装置，其特征在于，

技术总结
提供一种等离子处理装置。等离子处理装置具备：对试样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；载置所述试样的试样台；以及向所述试样台供给高频电力的第二高频电源，等离子处理装置还具备：直流电源，其将直流电压施加给所述试样台，所述直流电压通过周期性重复的波形而变化，一个周期的所述波形具有在给定时间变化给定量以上的振幅的期间。由此，能够除去晶片表面的带电粒子而得到垂直性高的沟道形状，此外能够降低沟道内部的并非蚀刻对象的膜的损坏。

技术研发人员：森功,伊泽胜,安井尚辉,池田纪彦,山田一也
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