[发明专利]等离子体处理方法及等离子体处理装置

说明书

本案是申请日为2007年3月30日、申请号为200710091348.6、发明名称为等离子体处理方法及等离子体处理装置的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及对被处理基板实施等离子体处理的技术，尤其涉及电容耦合型的等离子体处理装置及等离子体处理方法。

背景技术

在半导体器件或FPD(Flat Panel Display：平板显示器)的制造工艺中的蚀刻、沉积、氧化和溅射等的处理中，为了在处理气体中以比较低的温度进行良好的反应经常利用等离子体。在现有技术中，在枚页式的等离子体处理装置、尤其是等离子体蚀刻装置中，电容耦合型的等离子体处理装置已成为主流。

一般来说，电容耦合型的等离子体处理装置在作为真空腔室来形成的处理容器内平行地配置有上部电极和下部电极，在下部电极之上载置被处理基板(半导体晶片、玻璃基板等)，在两电极的任何一方施加高频电压。凭借由该高频电压在两电极之间形成的电场使电子加速，由电子与处理气体的碰撞电离产生等离子体，由等离子体中的自由基和离子在基板表面上实施需要的微细加工(例如蚀刻加工)。这里，由于施加了高频率的一侧电极经由匹配器内的隔离电容器(blockingcapacitor)连接到高频电源上，就作为阴极(cathode)(阴极)来工作。

在支承基板的下部电极上施加高频率来将它当作阴极的阴极耦合方式，通过利用在下部电极上产生的自身偏置电压来将等离子体中的离子几乎垂直地引入到基板上，有可能进行各向异性蚀刻。另外，阴极耦合方式，在聚合物等的沉积物(堆积沉淀物、以下简称为“沉积”)容易付着在上部电极上的工艺中，还有凭借入射到上部电极上的离子的轰击即溅射能够除去沉积膜(附加有氧化膜的话也一样)的优点。

专利文献1日本特开平6-283474

使用阴极耦合方式的现有电容耦合型等离子体处理装置，一般来说将不施加高频率电压的阳极侧的上部电极直流接地。通常，由于处理容器由铝或不锈钢等的金属组成并被安全接地，能够通过处理容器将上部电极作为接地电位，所以采用将上部电极直接附加在处理容器的顶棚上来组成一体的结构或采用将处理容器的顶棚原封不动地作为上部电极加以利用的结构。

然而，随着近年来半导体制造工艺中设计规则的微细化，要求在低压下的高密度的等离子体，在电容耦合型等离子体处理装置中，高频率电的频率逐渐变高，最近，标准使用40MHz以上的频率。然而，频率变高的话，它的高频电流在电极的中心部分聚集，在两电极之间的处理空间中生成的等离子体的密度，在电极中心部侧也比在电极边缘部侧高，工艺的面内均匀性降低的问题加大。

发明内容

本发明就是鉴于上述现有技术的问题点而提出的，其第一个目的是提供在阴极耦合方式中，尽可能防止在阳极侧的电极上附加沉积膜而对后续工序造成影响，并尽量提高处理的均匀性的等离子体处理方法及等离子体处理装置。

另外，本发明的第二个目的是提供一种等离子体处理方法及等离子体处理装置，该等离子体处理方法及等离子体处理装置通过重复等离子体处理的次数，即使在处理容器内的处理环境中产生随时间的变化也能够稳定地保证处理的均匀性。

为了达到上述第一个目的，本发明的第一种等离子体处理方法，其特征在于：在可真空的、接地的处理容器内，隔开规定的间隔平行配置第一电极和第二电极，由第二电极支承被处理基板使其与上述第一电极相对，对上述处理容器内进行真空排气达到规定的压力，向上述第一电极、上述第二电极和上述处理容器的侧壁之间的处理空间提供所希望的处理气体，并且在上述第二电极上施加第一高频，由在上述处理空间中生成的等离子体对上述基板实施所希望的处理，其中，经由绝缘体或空间将上述第一电极安装在上述处理容器内，并且经由静电电容可变的静电电容可变部电气地连接到接地电位上，根据对上述基板实施等离子体处理的处理条件，切换上述静电电容可变部的静电电容。