專利名稱：聚焦環(huán)、等離子體蝕刻裝置及等離子體蝕刻方法
技術領域：
本發(fā)明涉及，例如利用等離子體對半導體晶片等基板進行蝕刻，例如在基板表面上形成溝槽的等離子體蝕刻裝置中使用的聚焦環(huán)、等離子體蝕刻裝置以及等離子體蝕刻方法。
背景技術：
向數字TV、DVD記錄器、數字照相機等數字家電的邏輯裝置中混載DRAM開始在商業(yè)上具有很重要的意義，形成半導體產業(yè)上主要的形式。就邏輯裝置的情況也已出現利用0.18μm技術，將1000萬門規(guī)模的裝置集成在1個LSI上，以CPU為首的各種LSI搭載在1個硅晶片上的System·on·chip(SOC)。為實現SOC所需要的混載技術，是最大限度引出各個LST各自的性能，且以最小限度的工藝步驟數實現的技術。
DRAM的存儲單元，配置在縱橫格子狀的字線和位線(數字線)的交叉點上。該存儲單元由1個選擇晶體管(NMOS晶體管)和與它直列配置的電容器(容量元件)形成。即，DRAM的存儲單元是累積電荷(數據)的電容器和控制數據輸入輸出、起開關作用的1個晶體管二個元件構成。具有這種DRAM單元構造的特征的容量元件大致有2種類型。1種是棧存容量單元，將累積容量配置在晶體管上，增大電極面積。另1種是溝槽容量單元，在硅基板內部形成累積容量。
溝槽容量單元，表面平坦性良好，由于形成容量膜的氧化等高溫熱處理，是在形成晶體管之前進行，所以與邏輯裝置工藝的匹配性非常好。溝槽單元的情況，是在形成溝槽工序結束后，才開始形成OSFET工藝，所以形成MOSFET工藝受形成溝槽容量單元工藝的影響很小。此點是DRAM混載技術中溝槽單元的優(yōu)點。而缺點是，由于高介電率膜不能用作容量絕緣膜使用，所以為了增大累積容量值，必須形成更深的溝槽。此外，單元晶體管的源極、漏極與累積電極難以形成細微連接，自0.18μm世代以后的加工變得非常難，所以要求挖掘更深的溝槽。這種技術稱作DT(Deep Trench深溝)技術。
以前在硅基板表面上形成的內置電源MOSFET中，只使用基板表面的極狹小區(qū)域，從控制高電壓的必要性看，縮小電極間距受到限制，成為低on阻抗化的障礙。在該DT技術中，在硅基板上立體的形成形成有溝槽(溝)的MOSFET，在深度方向設置高電壓控制必要的電極間距，可用耐壓數+V的元件縮小裝置間距。
該DT(溝或穴)的加工，特別是在縱橫比(溝或穴的縱橫比)和斷面形狀方面存在問題。此時，縱橫比優(yōu)選在10以上，此外，理想的斷面形狀是具有由平滑平面形成的側壁部，該側壁部的傾斜角約為0度(垂直)，而且底部呈半圓形的塌陷形狀(底部弧形)。這樣，在DT中，可獲得更高度，且準確的異向性蝕刻。優(yōu)選底部呈弧形的理由是為了使后續(xù)的絕緣膜埋入工序中的處理變得容易。在絕緣膜埋入工序中，堆積膜的覆蓋區(qū)有可能損壞，所以為了容易處理，側壁部的傾斜角有時使用錐形角。
對于此類硅晶片，一種溝槽加工法是利用等離子體蝕刻的方法，在該工藝中，對于單結晶硅層，例如將氮化硅膜作為掩膜，進行異向性等離子體蝕刻。此時，可在含有鹵素的蝕刻氣體氯氣(Cl2)和溴化氫(HBr)氣體中，添加微量的氧氣(O2)，利用Cl2和HBr獲得蝕刻作用，通過供給O2氧化蝕刻反應生成物SiClx、SiBrx，形成SiO2，而堆積在蝕刻部位的側壁上，也能獲得對蝕刻的保護作用。
然而，單結晶硅層由于沒有制止蝕刻的底層，所以晶片中心附近和晶片外邊緣處蝕刻速率不同，溝槽的深度在晶片面內的均勻性變差。尤其是晶片外邊緣處堆積了很多的反應生成物，深度方向的蝕刻速率伴隨著蝕刻時間的延長，不可避免地會降低。這是因為隨著溝槽變深，位于被蝕刻部位的底部，自由基的入射角度范圍變狹，自由基的密度降低。
另一方面，為對硅晶片進行等離子體蝕刻，如圖6所示，以圍繞載置臺11上載置的硅晶片12周圍的方式設置稱為聚焦環(huán)等的環(huán)形部件13。該聚焦環(huán)13，例如由石英等絕緣材料形成，具有調整硅晶片周邊附近等離子體形狀的作用。聚焦環(huán)13表面進行同樣的鏡面精加工。就其原因，是因為當聚焦環(huán)13表面粗糙時，堆積反應生成物，該堆積物向上飛舞而附著在晶片W的背面和側面。因此，本發(fā)明人認為在晶片外邊緣部分堆積了過多反應生成物后，溝槽深度的面內均勻性變壞的原因，與聚焦環(huán)的鏡面加工有關。
作為使用等離子體加工溝槽的技術，已知有專利文獻1。該專利文獻1中記載了將HBr(溴化氫)氣作為主成分，向其中加入SF6(六氟化硫)氣體、SiF4(四氟化硅)氣體，進而添加He(氦)氣體、O2(氧)氣體，形成混合氣，將該混合氣作為處理氣體使用，將硅氧化膜作為掩膜，對硅進行溝槽加工，但未能解決上述課題。
(參考文獻1)日本特開平11-135489號公報發(fā)明內容本發(fā)明就是基于上述情況而進行的，其目的是提供一種利用等離子體對基板進行蝕刻，形成凹部、例如溝槽，恰好調整反應生成物的附著程度，能進行良好蝕刻的聚焦環(huán)，使用該聚焦環(huán)的等離子體蝕刻裝置和等離子體蝕刻方法。
本發(fā)明，在利用等離子體蝕刻，對硅晶片表面進行溝槽加工時，著眼點是將聚焦環(huán)更換成新的后，根據使用時間的長短，蝕刻速度在面內的均勻性存在若干差異，特別是開始使用的初期硅晶片外邊緣部深度方向的蝕刻速率(蝕刻速度)明顯慢于中央部分，基于對聚焦環(huán)表面的研究結果而進行的。即，通過使用，靠近該聚焦環(huán)表面的內側處，幾乎沒有消耗，與其相反，靠近外側處，消耗的程度遠遠大于內側。雖然認為聚焦環(huán)如已述，當表面粗糙時會附著反應生成物，由于該附著物的脫離會在硅晶片側面和背面上附著顆粒，因此必須著眼于表面的各個部位。即，關于靠近聚焦環(huán)外側處，消耗程度很大，在此狀態(tài)下，硅晶片中央部分和外邊緣部之間的蝕刻速率差很小的事實是附著在靠近聚焦環(huán)內側表面上的附著物使得在硅晶片側面和背面附著顆粒，靠近聚焦環(huán)外側表面中，形成粗糙表面，以捕捉反應生成物的方法，比通過此捕捉更能抑制反應生成物堆積在硅晶片的外邊緣部，并能抑制該外邊緣部蝕刻速率降低。本發(fā)明就是基于這種見解而進行的。
本發(fā)明的第一觀點提供一種聚焦環(huán)，具體來說，本發(fā)明的聚焦環(huán)是在利用等離子體對載置在氣密性的處理容器內的載置臺上的基板表面進行蝕刻的等離子體蝕刻裝置中使用的、以圍繞在上述基板周圍的方式設置的環(huán)狀部件，其中在靠近表面的內側處，具有對該區(qū)域進行精加工，使其平均表面粗糙度Ra小到蝕刻處理時不捕捉反應生成物的程度，在上述第一區(qū)域的外側，具有對該區(qū)域進行精加工，使其平均表面粗糙度Ra大到能捕捉上述反應生成物的程度。
本發(fā)明的第二觀點提供的聚焦環(huán)，其特征在于是在利用等離子體對載置在氣密的處理容器內載置臺上的基板表面進行蝕刻的等離子體蝕刻裝置中使用的、以圍繞在上述基板周圍的方式設置的環(huán)形部件，其中，靠近其表面的內部處，具有第一平均表面粗糙度的第一區(qū)域，在該第一區(qū)域的外側具有比上述第一平均表面粗糙度大的第二平均表面粗糙度的第二區(qū)域。
第一區(qū)域所謂“精加工，使其平均表面粗糙度Ra小到蝕刻處理時不能捕捉反應生成物的程度”，意思是例如，進行鏡面加工，使平均表面粗糙度Ra達到0.1以下的平坦性極好的狀態(tài)。但無論如何，即使平坦性很好，不可能實現絕對的平坦化，因此，若從微觀上看都可以看到反應生成物的粒子，例如分子水平程度的附著，但平坦性越好，其堆積程度越小，即使堆積物被剝離，飛舞返回并附著到基板的背面和側面上，作為顆粒也不會引起任何問題。第一區(qū)域必須是這種狀態(tài)，本發(fā)明人通過試驗得出結論，只要第一區(qū)域的平均表面粗糙度Ra在0.1以下，隨后使用，即使被等離子體消耗蝕刻處理時，不能捕捉反應生成物程度的狀態(tài)也能維持相當長的時間。
第二區(qū)域，所謂“精加工，使其平均表面粗糙度Ra大到能捕捉反應生成物的程度”，是指如下狀態(tài)；當將第一區(qū)域外側的整個區(qū)域形成和第一區(qū)域相同的平滑度時，不會捕捉反應生成物，因此，在基板的外邊緣部堆積大量的反應生成物，得到的結果是蝕刻保護作用過剩，凹部，例如溝槽的蝕刻速率變緩，在基板中央部和外邊緣部之間，凹部的深度變得不均勻。然而，形成第二區(qū)域，該部位的平滑度變差時，在該處捕捉反應生成物的結果，凹部的蝕刻變緩的速率減小，在基板中央部和外邊緣部之間，提高了凹部深度的均勻性。因此，第二區(qū)域加工到表面呈粗糙狀態(tài)，達到獲得這種效果的程度，例如，通過砂磨加工等，加工到平均表面粗糙度Ra在3.2以下的狀態(tài)。即，靠近聚焦環(huán)的內側，例如進行研磨，進行鏡面加工，使平均表面粗糙度Ra很小，在外側是將平均表面粗糙度Ra加工到大于該平均表面粗糙度Ra的狀態(tài)，可以說相當于本發(fā)明的聚焦環(huán)。
這樣，在使用聚焦環(huán)時，通過曝露于等離子體中，雖然進行消耗，但表面中的消耗程度，外側區(qū)域大于內側區(qū)域。為此，將聚焦環(huán)組裝在裝置中，曝露于等離子體中時，優(yōu)選將消耗程度變化的部位設定為第一區(qū)域和第二區(qū)域的界限。
本發(fā)明的另一側面的聚焦環(huán)，其特征在于利用等離子體對載置在氣密性的處理容器內的載置臺上的基板表面進行蝕刻的等離子體蝕刻裝置中，以圍繞在上述基板的周圍的方式設置。利用含鹵素的蝕刻氣體和氧氣的混合氣體，對硅層進行蝕刻時，由蝕刻生成的鹵化硅與氧反應，生成二氧化硅，該反應生成物堆積在凹部內起到了蝕刻的保護作用，因此，本發(fā)明在這類的工序中適用。
根據本發(fā)明，不是將整個聚焦環(huán)表面形成很高的平滑性，而是在靠近表面的內側，形成平均表面粗糙度Ra很小的區(qū)域，抑制堆積反應生成物，由此降低顆粒向基板的背面和側面附著，另一方面，在靠近外側處形成平均表面粗糙度Ra很大的區(qū)域，來捕捉堆積的反應生成物，由此抑制反應生成物堆積在基板外邊緣部，而且能抑制該外邊緣部蝕刻速率的降低。因此，可抑制顆粒對基板的污染，提高在基板的中央部分和外邊緣部之間蝕刻速率的均勻性，例如，對于由蝕刻形成的凹部深度，可進行面內均勻性高的處理。


參照附圖并利用以下詳細的說明，進一步說明本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點。
圖1是本發(fā)明實施方式的等離子體蝕刻裝置縱剖側面圖。
圖2是上述等離子體蝕刻裝置的載置臺周邊部和聚焦環(huán)縱剖側面圖。
圖3是利用上述等離子體蝕刻裝置，蝕刻前的基板表面和形成溝槽的基板表面的說明圖。
圖4是本發(fā)明的聚焦環(huán)和現有的聚焦環(huán)中堆積物的附著和脫離作為圖像的說明圖。
圖5是為確認本發(fā)明效果，而進行實施例的聚焦環(huán)表面凹凸狀態(tài)的測定結果的說明圖。
圖6是現有的等離子體蝕刻裝置中載置臺和聚焦環(huán)的縱剖面圖。
具體實施例方式
以下作為使用了本發(fā)明聚焦環(huán)的等離子體蝕刻裝置的實施方式，以磁控管方式的反應性離子蝕刻裝置為例進行說明。圖中2是由如鋁等導電性部件構成的氣密性處理容器，該處理容器2接地。該處理容器2中對向設置有上部電極3和載置臺4，其中，上部電極3是導入進行蝕刻的處理氣體的氣體供給部分并兼作氣體噴淋頭，載置臺4載置基板，如硅晶片(以下稱為晶片)W，兼作下部電極。
處理容器2的底部連接有排氣管21，該排氣管21與真空排氣裝置，例如渦輪分子泵和干式泵等真空泵22連接。在處理容器2的側壁上，具有開關自由的門閥23，并設有搬入搬出晶片W的開口部23a。
在上述上部電極3的下面，貫通設置有通過氣體供給管路31，例如配管和緩沖室31a連通的多個氣體擴散孔32，構成為可以向載置在上述載置臺4上的晶片W，噴射規(guī)定的處理氣體。上述氣體供給管路31，其基端與氣體供給系統(tǒng)33連接，該氣體供給系統(tǒng)33具有處理氣體，例如HBr氣、NF3(三氟化氮)氣體和氧氣體的供給源、閥和流量調節(jié)部等供給控制設備等。上部電極3通過匹配器34與供給高頻電的高頻電源部35連接。上部電極3通過絕緣部件36與處理容器2的側壁部絕緣。
上述載置臺4具有由導電性部件，例如鋁等構成的本體部分40和設在本體部分上的靜電吸盤41。在該靜電吸盤41的內部，設置有例如箔狀電極41a，該電極41a通過開關42連接直流電源43，通過施加直流電壓(吸盤電壓)，由靜電力將晶片W靜電吸附在靜電吸盤41表面上。在本體部分40內設有未圖示的調溫用調溫裝置，通過該調溫裝置的調溫作用和來自等離子體的熱量，將晶片W保持在預先設定的溫度。
在靜電吸盤41的表面上，貫通設有多個噴射口44，向晶片W的背面噴射提高載置臺4和晶片W之間形成細微間隙的傳熱效率的傳熱用氣體，例如氦氣(He)，并從中央部分向外擴散傳熱用氣體。這些噴射口44通過貫通載置臺4內的傳熱用氣體供給管路45與傳熱用氣體供給部46連通。上述載置臺4通過匹配器47連接施加偏置用電的高頻電源部48。在載置臺4的內部，設有可以對未圖示的傳送臂進行晶片W傳遞的未圖示的升降銷。
在靜電吸盤41的周圍，以圍繞吸附保持在該靜電吸盤41周圍的晶片W的方式，設有由絕緣材料，如石英形成的，例如環(huán)寬L約為64mm的聚焦環(huán)5。載置臺4的本體部分40的上部，設有為保護組裝體的螺釘等的絕緣性的保護環(huán)49，聚焦環(huán)5跨越該保護環(huán)49和本體部分40，設在它們之上，同時，在內邊緣形成段部，伸入到向靜電吸盤41外側突出的晶片周邊部位的下側。
由此，該聚焦環(huán)5，從內邊緣起，在徑向外側上，例如將32mm遠處的點P，作為邊界，由此將內側區(qū)域和外側區(qū)域分別取為第一區(qū)域f1和第二區(qū)域f2，按以下精加工表面。第一區(qū)域f1，對其表面精加工，使其平均表面粗糙度Ra小到不能捕捉蝕刻處理時的反應生成物，例如硅和氧的化合物的程度，而第二區(qū)域f2，對其表面精加工，使得平均表面粗糙度Ra大到能捕捉干反應生成物的程度。它們的意思與“發(fā)明內容”的項目中詳細講述的一樣，具體是第一區(qū)域f1，例如，利用拋光技術加工到平均表面粗糙度Ra為0.1，第二區(qū)域f2，例如用砂磨加工，加工到平均表面粗糙度Ra在3.2以下，如1.6。正如上述，只要第一區(qū)域f1的平均表面粗糙度Ra在0.1以下，即使以后使用由等離子體消耗，在蝕刻處理時，也能相當長的時間內保持不捕捉反應生成物的狀態(tài)。對于第二區(qū)域f2，平均表面粗糙度Ra過大時，會附著相當大的粒子，存儲附著(反應生成物的附著)過多，導致均勻性變差，所以優(yōu)選不超過3.2。
如已述，本發(fā)明，使用將整個表面加工成鏡面的聚焦環(huán)5，進行長時間等離子體蝕刻，以研究表面時，從內側起，由距離某部位開始，平均表面粗糙度Ra突然增大，在此狀態(tài)下，因為著眼于落入晶片W外邊緣部的蝕刻速率下降幅度很小的事實，所以，將平均表面粗糙度Ra急劇增大的點作為第一區(qū)域f1和第二區(qū)域f2的邊界，所以優(yōu)選一開始就制作出這樣的表面狀態(tài)。
回到圖1，記載的有關其他的部位，在處理容器2的內壁上，為防止反應生成物附著在該內壁面上，設置有被稱為密封倉庫(depotsealed)等的例如由石英形成的保護筒61，在載置臺4的側面設有防止反應生成物附著的墊圈體62。63是調節(jié)阻板(baffle)，是使真空排氣均勻化的裝置。進而，在處理容器2的外周側，為了在處理氣體環(huán)境中形成規(guī)定的磁場，例如在上下設置由多個環(huán)狀永久磁鐵配列形成的磁鐵部64、65。
接著，說明使用上述等離子體處理裝置，對基板，例如晶片W表面進行等離子體處理的順序。首先，打開門閥23，利用未圖示的傳送臂，將作為基板的晶片W送入處理容器2內，利用未圖示的升降銷將晶片W載置在載置臺4表面上，同時關閉門閥23，一邊保持規(guī)定的壓力，一邊從作為上部電極3的氣體噴淋頭向處理容器2內供給蝕刻氣體，例如HBr氣和NF3氣和微量的O2氣。這時，供入到處理容器2內的蝕刻氣體，沿著晶片W的表面，向徑向的外方流動，并從載置臺4的周圍排出。
接著，施加吸盤電壓，將晶片W靜電吸附在靜電吸盤41上后，向晶片W的背面?zhèn)裙┙o傳熱用的He氣體。然后，打開高頻電源部分35，向上部電極3和作為載置臺的下部電極4之間施加高頻電壓，使蝕刻氣體等離子體化，同時打開高頻電源部分48，向晶片W施加偏置用電力，使等離子體中的活性種子以很高的垂直性撞擊晶片W。這樣利用聚焦環(huán)5的作用抑制等離子體擴展，而不會減小晶片W外邊緣部的活性種子濃度。
圖3A是成為處理對象的基板晶片W的表面部分，在單結晶的硅層71上，依次層疊為阻止后工序的CMP(化學機械研磨)工序的氮化硅膜(Si3N4膜)72和蝕刻時作為掩膜(硬掩膜)的BSG膜(摻硼的非結晶氧化硅膜)73。將該表面部分曝露于等離子體中，硅層71被蝕刻。晶片W從等離子體吸收熱量，利用未圖示的冷卻裝置冷卻載置臺4，利用這種平衡，可維持設定溫度，這樣，硅層71的蝕刻是利用HBr氣和NF3氣進行切削，同時，其反應生成物SiClx、SiBrX被O2氧化，形成SiO2等氧化物，并附著在被蝕刻部位的凹部內，由此，保護了側壁面，既抑制橫向的蝕刻，又能向深度方向進行蝕刻。圖3B表示硅層71被蝕刻形成溝槽74的狀態(tài)，溝槽74，例如深度為7.5μm，縱橫比為4.0。
列舉一例處理條件，處理容器2內的壓力設定為2.66Pa(200mTorr)、高頻電源部35的功率設定為2100W、高頻電源部48的功率設定為900W、晶片W的溫度設定為80℃、HBr氣、NF3氣和O2氣的流量設定為300/32/18sccm。
因此，通過蝕刻生成物的反應生成物，從晶片W的表面向上飛舞，并流向外部，聚焦環(huán)5的第二區(qū)域f2，由于表面粗糙，所以反應生成物的一部分被捕捉，堆積在該區(qū)域f2上。圖4A示出了這種狀態(tài)的圖像，對反應生成物的粒子100做了夸張描繪。并認為晶片W的外邊緣部和聚焦環(huán)5的表面附近，反應生成物飛舞，反應生成物的一部分在兩者間往來飛舞。由此，通過利用聚焦環(huán)5捕捉反應生成物，簡單來說，只有這一部分附著在晶片W外邊緣部被蝕刻部位的反應生成物很少。
與其相反，圖4B示出了將整個聚焦環(huán)5表面加工成鏡面，形成很高平滑性的情況，表面不捕捉飛來的反應生成物，其向上飛舞，其中一部分飛舞返回到晶片W的外邊緣部上。晶片W的外邊緣部中，原本就附著大量的反應生成物，蝕刻的保護作用過強，所以在該實施方式中，利用聚焦環(huán)5的捕捉作用緩和了該保護作用，其結果，抑制了蝕刻速率的降低，并緩和了晶片W中央部分和外邊緣部之間的溝槽深度不均勻性，由此提高了面內均勻性。處理容器2的內部，定期清洗、除去堆積在聚焦環(huán)5上的反應生成物，利用堆積物的剝離防止產生顆粒。
進而，聚焦環(huán)5的內側的第一區(qū)域f1，由于平滑度高，所以實際上不附著反應生成物，由此，反應生成物堆積在晶片W的外緣附近，從而抑制住它飛舞返還，附著在晶片W背面和側面形成顆粒污染的現象。
根據上述實施方式，聚焦環(huán)5的表面中，靠近內側的第一區(qū)域f1，具有很高的平坦性，所以不會堆積反應生成物，其外側的第二區(qū)域f2很粗糙，所以能捕捉堆積反應生成物，如上述，能抑制顆粒對晶片W的顆粒污染，而且能抑制晶片W外邊緣部蝕刻速率的降低，蝕刻處理可獲得很高的面內均勻性。
本發(fā)明中，作為蝕刻對象，不限于在硅層上形成溝槽的處理，也適用于為在絕緣膜中形成配線層而形成凹部的情況。此時，晶片W的外邊緣部，由于反應生成物的堆積減少，所以抑制住反應生成物形成的過剩保護作用，并能抑制蝕刻形狀的惡化。作為聚焦環(huán)的材質，并不限于絕緣材料，為了擴展等離子體，也可以使用導電體或半導體。作為蝕刻氣體，并不限于上述氣體，即使不添加氧氣，也能適用于產生反應生成物的蝕刻。
實施例接著，為確認本發(fā)明的效果，說明進行的實施例。對于上述實施方式中敘述的聚焦環(huán)5，將整個表面加工成鏡面，平均表面粗糙度Ra取為0.05，將其安裝在圖1的等離子體蝕刻裝置中，在上述實施方式的處理條件下處理1800枚具有圖3A所示表面部分的晶片W，各自形成溝槽，總計蝕刻處理時間達到30小時，取出聚焦環(huán)5，研究其表面，其結果，從聚焦環(huán)5的內緣，到徑向外側5mm的區(qū)域S0內，平均表面粗糙度Ra為0.8，從聚焦環(huán)5的上述區(qū)域S0到外側32mm的區(qū)域S1，平均表面粗糙度Ra為0.15，從聚焦環(huán)5的上述區(qū)域S1到外側64mm的區(qū)域S2，平均表面粗糙度Ra為0.36。
圖5A～C是測定各區(qū)域S0、S1、S2表面高度的數據。聚焦環(huán)5的內緣附近，由于等離子體密度(活性種子的密度)很高，不可避免激烈消耗，但距內緣稍近的區(qū)域S1中，平均表面粗糙度Ra為0.15，可知幾乎沒有消耗?？拷劢弓h(huán)5外側的區(qū)域S2，消耗程度再次增大。與靠近內側的區(qū)域S1相比，認為靠近外側的區(qū)域S2消耗程度大的理由，是等離子體流速很快，新鮮的活性種子很多的緣故。
另一方面，當檢查蝕刻狀態(tài)時，關于初期時刻的晶片W，與中央部分比較，外邊緣部的蝕刻速率很小，只有39.5nm/分鐘，但經過30小時后的晶片W，與中央部分比較外邊緣部的蝕刻速率變得更小，只有35.6nm/分鐘，從而提高了蝕刻速度的均勻性。上述區(qū)域S1的平均表面粗糙度Ra為0.15，該狀態(tài)的平滑性相當高，不可能捕捉堆積反應生成物，靠近其外側區(qū)域S2的平均表面粗糙度Ra為0.36，該狀態(tài)下，可捕獲堆積反應生成物。
因此，聚焦環(huán)5的表面中，靠近內側處，形成平均表面粗糙度Ra很小的區(qū)域，靠近外側處，形成平均表面粗糙度Ra很大的區(qū)域，可以理解這種狀況很有效。例如，在制造聚焦環(huán)5時，只要將靠近內側區(qū)域S0和S1的平均表面粗糙度Ra，例如取為0.1以下，例如，即使對裝置使用400小時，堆積反應生成物，也能保持抑制飛舞返回晶片W側的狀態(tài)?？拷鈧葏^(qū)域S2的平均表面粗糙度Ra，例如，只要加工到0.36，從使用開始時，就能獲得捕捉堆積反應生成物的作用，其結果，能進行面內均勻性良好的處理。
本發(fā)明并不僅限于上述實施例，在權利要求范圍內公開的本發(fā)明技術思想和范疇內，該技術領域人員可作多種變更。
權利要求
1.一種聚焦環(huán)，是在利用等離子體對載置在氣密性處理容器內的載置臺上的基板表面進行蝕刻的等離子體蝕刻裝置中使用、以圍繞所述基板周圍的方式設置的環(huán)狀部件，其中靠近表面的內側處，具有對該區(qū)域進行精加工，使其平均表面粗糙度Ra小到蝕刻處理時不捕捉反應生成物的程度的第一區(qū)域，在所述第一區(qū)域的外側處，具有對該區(qū)域進行精加工，使其平均表面粗糙度Ra大到能捕捉所述反應生成物的第二區(qū)域。
2.如權利要求1所述的聚焦環(huán)，其特征在于所述第一區(qū)域的平均表面粗糙度Ra在0.1以下。
3.如權利要求1所述的聚焦環(huán)，其特征在于所述第二區(qū)域的平均表面粗糙度Ra在0.36以下。
4.如權利要求1所述的聚焦環(huán)，其特征在于所述第一區(qū)域和第二區(qū)域的界限是將聚焦環(huán)組裝到等離子體蝕刻裝置中，利用等離子體對基板進行蝕刻時，消耗程度大幅度變動的部位。
5.如權利要求2所述的聚焦環(huán)，其特征在于所述第一區(qū)域和第二區(qū)域的界限是將聚焦環(huán)組裝到等離子體蝕刻裝置中，利用等離子體對基板進行蝕刻時，消耗程度大幅度變動的部位。
6.一種等離子體蝕刻裝置，其特征在于在利用等離子體對載置在氣密性的處理容器內的載置臺上的基板表面進行蝕刻的等離子體蝕刻裝置中，以圍繞在所述基板周圍的方式設置有權利要求1所述的聚焦環(huán)。
7.一種使用權利要求6所述的等離子體蝕刻裝置，對基板進行蝕刻的等離子體蝕刻方法。
8.如權利要求7所述的等離子體蝕刻方法，其特征在于所述蝕刻是利用含鹵素的蝕刻氣體和氧氣的混合氣體，對硅層進行的。
9.一種聚焦環(huán)，是在利用等離子體對載置在氣密性的處理容器內的載置臺上的基板表面進行蝕刻的等離子體蝕刻裝置中使用、以圍繞所述基板周圍的方式設置的環(huán)狀部件，其中在靠近其表面的內部，具有第一平均表面粗糙度的第一區(qū)域，在所述第一區(qū)域的外側，具有大于所述第一平均表面粗糙度的第二平均表面粗糙度的第二區(qū)域。
10.如權利要求9所述的聚焦環(huán)，其特征在于所述第一區(qū)域的平均表面粗糙度在0.1以下。
11.如權利要求9所述的聚焦環(huán)，其特征在于所述第二區(qū)域的平均表面粗糙度Ra在0.36以下。
12.如權利要求9所述的聚焦環(huán)，其特征在于所述第一區(qū)域和第二區(qū)域的界限，是將聚焦環(huán)組裝到等離子體蝕刻裝置中，利用等離子體對基板進行蝕刻時，消耗程度相對其他部位大幅度變動的部位。
13.如權利要求10所述的聚焦環(huán)，其特征在于所述第一區(qū)域和第二區(qū)域的界限，是將聚焦環(huán)組裝到等離子體蝕刻裝置中，利用等離子體對基板進行蝕刻時，消耗程度相對其他部位大幅度變動的部位。
14.如權利要求9所述的聚焦環(huán)，其特征在于所述第一區(qū)域和第二區(qū)域的界限大致在所述聚焦環(huán)寬度的1/2點處。
15.一種等離子體蝕刻方法，其特征在于，包括將權利要求1的聚焦環(huán)設置在所述氣密性的處理容器內的載置臺上的工序；將所述基板載置在所述載置臺上的工序；和對所述基板進行蝕刻的工序。
16.如權利要求15所述的等離子體蝕刻方法，其特征在于所述蝕刻是利用含鹵素的蝕刻氣體和氧氣的混合氣對硅層進行的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種聚焦環(huán)，是在利用等離子體對載置在氣密性處理容器內的載置臺上的基板表面進行蝕刻的等離子體蝕刻裝置中使用、以圍繞所述基板周圍的方式設置的聚焦環(huán)。聚焦環(huán)中，在靠近其表面的內側處，具有對該區(qū)域進行精加工，使其平均表面粗糙度Ra小到蝕刻處理時不捕捉反應生成物的程度的第一區(qū)域，在所述第一區(qū)域的外側，具有對該區(qū)域進行a精加工，使其平均表面粗糙度R大到能捕捉所述反應生成物的第二區(qū)域。第一區(qū)域和第二區(qū)域的界限，是將聚焦環(huán)組裝到等離子體蝕刻裝置中，利用等離子體對基板進行蝕刻時，消耗程度相對于其他部位大幅度變化的部位。
文檔編號C23F4/00GK1776889SQ200510123269
公開日2006年5月24日 申請日期2005年11月15日 優(yōu)先權日2004年11月15日
發(fā)明者佐藤大樹, 小林秀行, 堀口將人 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社