專利名稱：等離子處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在硅基板表面上形成長寬比較大的孔或深槽的等離子處理方法， 更詳細地講，本發(fā)明涉及一種在蝕刻處理從開始到結(jié)束，能保持加工表面內(nèi)的均等分布狀 態(tài)的等離子處理方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，人們廣泛使用等離子蝕刻(干蝕刻)法對硅基板表面進行蝕刻加 工。在室溫環(huán)境下，由于呈原子(原子團)狀態(tài)的氟會自發(fā)地與硅產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而可獲 得較高的蝕刻速度，所以在蝕刻硅基板時，作為蝕刻氣體，人們較多使用SF6、NF3、COF2, XeF2 等含氟氣體。但是，由于使用含氟蝕刻氣體對硅基板進行干蝕刻處理時表現(xiàn)出各向同性，所以 也會對形成的蝕刻圖案(凹部)的側(cè)表面產(chǎn)生侵蝕。因此，采用該方法難以形成精度較高 的通孔或深槽等細微且長寬比較大的通道。對此，近年來有人提出一種硅基板深挖加工技術(shù)，其采用在蝕刻圖案側(cè)表面上邊 形成保護膜邊進行蝕刻處理的方法，該方法可以遏制蝕刻在橫向方向上的擴展，由此可保 持該圖案側(cè)表面的垂直狀態(tài)。例如，在專利文獻1公開有一種蝕刻處理方法，該方法通過反復(fù)交替進行蝕刻工 序和保護膜形成工序，一邊在蝕刻圖案的側(cè)表面上形成由聚合物層組成的保護膜，一邊進 行蝕刻處理。尤其是作為保護膜成膜方法之一，公開有一種對面向基板設(shè)置的靶材使用氬 氣的濺射法。由于在保護膜形成工序中形成在蝕刻圖案側(cè)表面上的聚合物層，與形成在蝕刻圖 案底部上的聚合物層相比，在蝕刻工序中前者被去除的量要少，所以能使形成在該圖案側(cè) 表面上的聚合物層具有保護膜的功能，從而可實現(xiàn)將蝕刻方向限制在圖案深度方向上的各 向異性蝕刻處理。專利文獻1W02006/003962號公報近年來，隨電子部件向小型化、精密化方向發(fā)展，人們要求精度較高的硅基板深挖 加工技術(shù)。一般情況下，作為深挖加工技術(shù)，存在與蝕刻圖案深度對應(yīng)的最佳蝕刻條件。另 外，對于基板表面的內(nèi)周側(cè)和外周側(cè)的最佳蝕刻條件不同。因此產(chǎn)生如下技術(shù)問題，即，在 蝕刻處理從開始到結(jié)束的過程中，如果蝕刻條件都不變，由于難以對基板表面進行加工表 面內(nèi)均等的蝕刻處理，所以難以獲得高精度蝕刻圖案。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況，本發(fā)明的目的在于提供一種等離子處理方法，其可優(yōu)化蝕刻條件， 從而蝕刻處理從開始到結(jié)束，能保持加工表面內(nèi)分布的均等性。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個實施方式中所述的等離子處理方法包括以下步 驟，即，沿形成在真空槽內(nèi)的環(huán)形磁中性線形成高頻電場，使導(dǎo)入上述真空槽內(nèi)的氣體等離
3子化的步驟。在上述真空槽內(nèi)，使用上述等離子對表面形成有掩膜圖案的基板進行蝕刻處 理的步驟。用上述等離子對設(shè)置在上述真空槽內(nèi)的靶材進行濺射加工，在形成在上述基板 上的蝕刻圖案的側(cè)表面上形成保護膜的步驟。在包括對上述基板所進行的蝕刻處理和形 成上述保護膜處理的等離子處理過程中，根據(jù)處理的進展程度改變上述磁中性線半徑的步驟。另外，本發(fā)明的另一實施方式中所述的等離子處理方法包括以下步驟，沿著形成 在真空槽內(nèi)的環(huán)形磁中性線形成高頻電場，使導(dǎo)入上述真空槽內(nèi)的氣體等離子化的步驟。 在上述真空槽內(nèi)，用上述等離子對表面形成有掩膜圖案的基板進行蝕刻處理的步驟。使用 上述等離子對設(shè)置在上述真空槽內(nèi)的靶材進行濺射加工，在形成在上述基板上的蝕刻圖案 的側(cè)表面上形成保護膜的步驟。在對上述基板所進行蝕刻處理過程中，根據(jù)處理的進展程 度改變上述磁中性線半徑的步驟。
具體實施例方式本發(fā)明的一個實施方式中所述的等離子處理方法包括以下步驟，沿形成在真空槽 內(nèi)的環(huán)形磁中性線形成高頻電場，從而使導(dǎo)入上述真空槽內(nèi)的氣體產(chǎn)生等離子的步驟。由 此在上述真空槽內(nèi)，使用上述等離子對表面形成有掩膜圖案的基板進行蝕刻處理的步驟。 使用上述等離子對設(shè)置在上述真空槽內(nèi)的靶材進行濺射加工，在形成在上述基板上的蝕刻 圖案的側(cè)表面上形成保護膜的步驟。在包括對上述基板所進行的蝕刻處理和形成上述保護 膜處理的等離子處理過程中，根據(jù)處理的進展程度改變上述磁中性線的半徑的步驟。上述等離子處理方法適用于磁中性線放電(NLD magnetic Neutral Loop Discharge)型等離子蝕刻方法。磁中性線放電技術(shù)用來對沿形成在真空槽內(nèi)的磁場強度為 0的環(huán)形磁中性線施加高頻電場，并由此形成等離子。例如，由設(shè)置在真空槽周圍的多個勵 磁線圈形成磁中性線，使大小不同的電流流經(jīng)這些勵磁線圈中，就能根據(jù)需要調(diào)整磁中性 線的半徑、位置等。在上述等離子處理方法中，在對基板所進行等離子處理過程中，根據(jù)等離子處理 的進展程度的不同，通過調(diào)整磁中性線的半徑，可以改變產(chǎn)生在真空槽內(nèi)的等離子的密度 分布狀態(tài)。所謂“根據(jù)等離子處理的進展程度的不同”，包含“根據(jù)蝕刻圖案的深度的不同”、 “是蝕刻工序還是濺射工序”等意思。另外，所謂的“根據(jù)蝕刻處理的進展程度的不同”，包 含“根據(jù)蝕刻圖案的深度的不同”、“是蝕刻工序還是濺射工序”等意思。這樣，在進行等離子處理過程中，可在根據(jù)等離子處理的進程中使蝕刻速度與加 工表面內(nèi)的分布狀態(tài)相對應(yīng)，所以，可從開始蝕刻處理到結(jié)束都能保持加工表面內(nèi)分布的 均等性。另外，在上述等離子處理方法中，可反復(fù)交替進行蝕刻上述基板的工序和形成上 述保護膜的工序。調(diào)整上述磁中性線半徑的工序，可在蝕刻處理從開始到結(jié)束的過程中分 階段地改變上述磁中性線的半徑。如上所述，將蝕刻處理從開始到結(jié)束的過程分為多個階段，來改變磁中性線的半 徑，以使其適合在各階段中預(yù)先評定的最合適的處理條件，由此可使蝕刻處理從開始到結(jié) 束具有良好的加工表面內(nèi)均等性。對分成的階段數(shù)量沒有特殊限定，但是階段數(shù)量越多，越 能進行高精度的蝕刻處理。
在上述等離子處理方法中，可在蝕刻上述基板的工序中進行改變上述磁中性線半 徑的工序。因此，可以對基板進行加工表面內(nèi)均等性良好的蝕刻處理。另外，在上述等離子處理方法中，可在形成保護膜的工序中進行改變上述磁中性 線半徑的工序。因此，可形成加工表面內(nèi)均等性良好的蝕刻保護膜。還有，在對基板進行等離子處理過程中，可改變導(dǎo)入上述真空槽內(nèi)的氣體的壓力。 例如，隨蝕刻圖案深度加深而降低壓力時，可提高圖案底部的蝕刻定向性效果，由此可以進 行朝向深度方向的正常蝕刻處理。該方法可同樣適用于保護膜形成工序。還有，在對基板進行等離子處理過程中，可改變導(dǎo)入上述真空槽內(nèi)的混合氣體的 混合比。由此可進行適于蝕刻圖案深度的蝕刻處理。該方法可同樣適用于保護膜形成工序。還有，在對基板進行等離子處理過程中，可改變上述高頻電場的強度。由此可控制 等離子密度，通過組合對磁中性線半徑的控制，有助于優(yōu)化等離子形成條件。下面，參照


本發(fā)明的實施方式。圖1是等離子蝕刻裝置20的大致結(jié)構(gòu)示意圖，在該等離子蝕刻裝置20中進行處 理時適用本發(fā)明實施方式中的等離子處理方法。圖示等離子蝕刻裝置20具有NLD (磁中性 線放電magnetic neutral loop discharge)型等離子蝕刻裝置的結(jié)構(gòu)，兼具對基板表面 進行蝕刻的功能和在基板表面的蝕刻圖案側(cè)表面上形成保護膜的功能。在圖1中，附圖標記21表示真空槽，內(nèi)部形成包括等離子形成空間21a在內(nèi)的真 空空腔(等離子空腔)，真空槽21上連接有渦輪分子泵(TMP =Turbo Molecular Pump)等 真空泵，由該真空泵排出真空槽21內(nèi)部的空氣，以使其達到規(guī)定的真空度。等離子形成空間21a的周圍被筒狀壁22所劃分，而筒狀壁22由石英等透明絕緣 材料制成并構(gòu)成真空槽21的一部分。在筒狀壁22的外周側(cè)分別設(shè)置有高頻線圈(天 線)23，其與第1高頻電源RFl相連并用來產(chǎn)生等離子；勵磁線圈組24，其由3個設(shè)置在上 述高頻線圈23的外周側(cè)的勵磁線圈24A、24B和24C組成。分別供給勵磁線圈24A和勵磁線圈24C的電流方向相同，而供給勵磁線圈24B的 電流方向和供給勵磁線圈24A、勵磁線圈24C的電流方向相反。這樣一來，在等離子形成空 間21a內(nèi)，會形成連續(xù)的磁場強度為0的環(huán)形磁中性線25。另外，由高頻線圈23沿著磁中 性線25形成感應(yīng)電場(高頻電場)，會通過放電而產(chǎn)生等離子。尤其是在NLD型等離子處理裝置中，可根據(jù)流經(jīng)勵磁線圈24A 24C的電流的大 小，調(diào)整磁中性線25的形成位置和大小(半徑)。即，流經(jīng)勵磁線圈24A、24B、24C的電流分 別為IA、IB、Ic,當(dāng)Ia > Ic時，磁中性線25的形成位置會下降并靠近勵磁線圈24C，反之，當(dāng) Ia < Ic時，磁中性線25的形成位置會上升并靠近勵磁線圈24A。另外，加大流經(jīng)位于中間 的勵磁線圈24B的電流Ib時，會減小磁中性線25的環(huán)徑，而減小電流Ib時，會增大磁中性 線25的環(huán)徑，還有，通過調(diào)整電流Ib的大小，可控制磁中性線25的磁場強度為0的位置上 的磁場梯度，Ib越大磁場梯度越平緩。Ib越小磁場梯度越陡。通過利用這些特性，可有助于 優(yōu)化等離子的密度分布狀態(tài)。另外，在真空槽21的內(nèi)部設(shè)置有臺架26，用來支承半導(dǎo)體晶圓(例如硅(Si)基 板)W。臺架26由導(dǎo)電材料制成，經(jīng)電容器27與第2高頻電源RF2相連。此外，臺架26中 內(nèi)置有加熱器等加熱源，其用來將基板W加熱到規(guī)定的溫度。在等離子形成空間21a上部設(shè)置有頂板29，其為對著臺架26的相對電極，經(jīng)電容器28與第3高頻電源RF3相連。在頂板29上的等離子形成空間21a —側(cè)的表面上安裝有 靶材(濺射靶材)30，其用來產(chǎn)生濺射而使基板上成膜。在本實施方式中，靶材30使用了聚 四氟乙烯(PTFE)等含氟樹脂，但也適用其他合成樹脂材料，或適用硅、碳、碳化硅、氧化硅 或氮化硅等材料。在頂板29的附近設(shè)置有用來向真空槽21的內(nèi)部導(dǎo)入處理氣體的氣體導(dǎo)入管31。 在本實施方式中，處理氣體包括蝕刻工序用氣體和濺射工序用氣體。作為蝕刻氣體，人們可使用SF6、NF3、SiF4、XeF2的至少其中之一或其與惰性氣體的 混合氣體。作為該混合氣體，可使用SF6/Ar、HBr/SF6/02等2種以上的氣體混合而成的混合 氣體。在本實施方式中，將SF6/Ar的混合氣體作為蝕刻氣體。另外，作為濺射用處理氣體，例如可使用Ar或N2等稀有氣體或惰性氣體。在本實 施方式中，將Ar作為濺射用處理氣體。在本實施方式的等離子蝕刻裝置20中，通過對安放在臺架26上的基板W反復(fù)交 替進行蝕刻工序和保護膜形成工序，能在基板W的表面上形成由具有較大長寬比的孔或深 槽等組成的通道。圖2是表示本實施方式中的等離子蝕刻裝置20的一個動作實例的時序波形圖。圖 2中A表示施加給高頻線圈23的第1高頻電源RFl的時序波形，圖2中B施加給臺架26的 第2高頻電源RF2的時序波形，圖2中C表示施加給頂板29的第3高頻電源RF3的時序波 形，而圖2中D表示真空槽21內(nèi)部的壓力變化情況。在該例中，將蝕刻工序中的處理壓力 (處理氣體的導(dǎo)入量)設(shè)定得比保護膜形成工序中的處理壓力高。在基板W的表面上，預(yù)先形成有掩膜圖案，該掩膜圖案使用有機抗蝕劑或金屬掩 膜等。在蝕刻工序和保護膜形成工序中，在等離子形成空間21a內(nèi)通過勵磁線圈組24形成 環(huán)形磁中性線25，由第1高頻電源RFl向高頻線圈23供電而沿磁中性線25形成電感耦合 等離子。在蝕刻工序中，被導(dǎo)入真空槽21內(nèi)部的蝕刻氣體(SFf^PAr的混合氣體)會在等 離子形成空間21a中被等離子化，由生成的離子和原子團對臺架26上的基板W進行蝕刻處 理。此時，由第2高頻電源RF2進行供電而使基板上形成偏壓，以使離子向臺架26 —側(cè)加 速運動，從而會濺射掉基板W上的原子團生成物而提高蝕刻效果。即，含氟原子團和硅產(chǎn)生 化學(xué)反應(yīng)而形成原子團生成物，再通過等離子中的離子的濺射作用去除上述生成物，以此 對基板W進行蝕刻處理。另外，經(jīng)過規(guī)定時間的蝕刻處理后，排出殘留在真空槽21內(nèi)部的蝕刻氣體。接著 將形成保護膜用處理氣體(Ar)導(dǎo)入真空槽21的內(nèi)部，并開始進行保護膜形成工序，被導(dǎo)入 的處理氣體在等離子形成空間21a內(nèi)會被等離子化。此時基板上無偏壓(RF2)，取而代之， 由第3高頻電源RF3進行供電而使頂板上形成偏壓，這樣一來，設(shè)置在頂板29上的靶材30 會因等離子中的離子而產(chǎn)生濺射，其濺射物會附著在基板W的表面上和上述蝕刻工序中形 成的蝕刻圖案上。通過該處理，會在蝕刻圖案的底部和側(cè)表面上形成起到保護膜作用的聚 合物層。在此，從靶材30中撞出的濺射粒子會穿過形成在等離子形成空間21a內(nèi)的NLD等 離子而到達基板，此時，濺射粒子在形成磁中性線25的高密度等離子區(qū)域內(nèi)分解并被再次 激活，從而以類似于化學(xué)蒸鍍法(CVD法)中的成膜形態(tài)，各向同性地入射到基板的表面中。
6因此，采用本實施方式獲得的蝕刻圖案的臺階鍍膜(保護膜)的覆蓋性較高，其加工表面內(nèi) 均等性也較為良好。作為保護膜形成工序用處理氣體，例如使用Ar和碳氟化合物系氣體(C4F8、CHF3 等)的混合氣體，處理氣體中的化學(xué)反應(yīng)的氣體在等離子形成空間21a內(nèi)被等離子化，其原 子團生成物則沉積在基板表面上，從而形成具有保護膜功能的聚合物層。還有，與只將Ar 當(dāng)作處理氣體的情況相比，將上述混合氣體當(dāng)作處理氣體時，可有助于提高濺射率。經(jīng)過規(guī)定時間的保護膜形成工序之后，再次進行上述蝕刻工序。在該蝕刻工序的 最初階段，主要目的是為了去除覆蓋蝕刻圖案底面的保護膜，之后對因保護膜被去除而露 出的蝕刻圖案底面再次進行蝕刻處理。此時，由于等離子中的離子，會因基板的偏壓作用而 垂直入射到基板中，所以到達覆蓋蝕刻圖案側(cè)表面的保護膜的離子數(shù)量，會比到達蝕刻圖 案底面的離子數(shù)量少，因此，在兩個蝕刻工序之間，用來覆蓋蝕刻圖案側(cè)表面的保護膜不會 被完全去除而會殘留下來，因而可避免蝕刻圖案的側(cè)表面接觸到含氟原子團，進而可以防 止蝕刻圖案的側(cè)表面因產(chǎn)生蝕刻而被侵蝕。之后，通過反復(fù)交替進行上述蝕刻工序和保護膜形成工序，就能實現(xiàn)沿著垂直方 向?qū)暹M行各向異性蝕刻處理，從而可在基板W的內(nèi)部制成較大長寬比的通道(接觸孔、 溝槽)。但是，在對基板表面進行蝕刻或濺射成膜處理時，通過這些等離子處理而確保對 基板表面的加工表面內(nèi)均等性是非常重要的事情。這在基板尺寸越大時越明顯。加工表面 內(nèi)均等性受形成在真空槽內(nèi)的等離子的位置、即密度分布的影響較大。由于采用磁中性線 放電(NLD)法時會在形成磁中性線的位置形成高密度等離子。因此，通過改變磁中性線的 半徑，就能夠調(diào)整產(chǎn)生在真空槽內(nèi)的等離子的密度分布。在本實施方式中，可通過調(diào)整流經(jīng) 位于勵磁線圈組24中間的勵磁線圈24B的電流的大小來調(diào)整磁中性線25的半徑。另外，根據(jù)濺射條件或蝕刻條件的不同，等離子形成位置會給加工表面內(nèi)均等性 帶來較大的影響。作為其一個例子，圖3表示等離子形成位置和基板加工表面內(nèi)均等性的 關(guān)系，該關(guān)系分別與濺射條件、被導(dǎo)入氣體的壓力、被導(dǎo)入氣體的混合比和高頻電源(RFl) 相關(guān)。在圖3中，橫軸所示“NL電流值”是供給勵磁線圈組24(圖1)的位于中間的勵磁 線圈24B的電流的大小。該電流值越大時磁中性線25的半徑越小，其越小時磁中性線25的 半徑越大。圖3中的“濺射條件”包括氣壓、氣體混合比、高頻電源(RFl)和頂板偏壓電源 (RF3)等各種參數(shù)。另外，圖3中的“濺射條件”、“氣壓”、“氣體混合比”和“高頻電源”分別 為固定數(shù)值，圖3表示相對于這些固定數(shù)值的NL電流值和加工表面內(nèi)均等性之間的關(guān)系。如圖3所示，濺射條件、氣壓、氣體混合比和高頻電源等與加工表面內(nèi)均等性有較 大的關(guān)聯(lián)性。雖然未進行圖示，其與蝕刻條件也有較大的關(guān)聯(lián)性。因此，當(dāng)進行濺射處理和 蝕刻處理時，為了確保具有理想的加工表面內(nèi)均等性，必須設(shè)定最佳等離子分布密度。因此，在本實施方式中，在對基板進行蝕刻處理(等離子處理)過程中，會改變磁 中性線25的半徑。例如，基板中央部的蝕刻速度比其周緣部的蝕刻速度高時，通過增大磁 中性線的半徑提高在加工表面內(nèi)的蝕刻速度的均等性。例如，如圖4中㈧ (C)所示，基板W上的一部分蝕刻圖案P2、P3的蝕刻速度比 其外周側(cè)蝕刻圖案Pl或內(nèi)周側(cè)蝕刻圖案P4的蝕刻速度快時，可在合適時刻改變磁中性線25的半徑。此時，通過縮小或增大磁中性線25的半徑，可使圖案P1、P4的蝕刻速度變得同 于圖案P2、P3蝕刻速度。另外，在圖4中，參照符號M表示形成在基板W的表面上的蝕刻用 掩膜圖案。也可采用如下蝕刻處理方法，S卩，將一個蝕刻工序分為多個階段而改變磁中性線 25的半徑并進行控制，或者采用如下蝕刻處理方法，即，每次從濺射工序切換為蝕刻工序 時，改變磁中性線25的半徑并進行控制。另外，磁中性線25的半徑的變化，并不局限于只 用預(yù)先設(shè)定的半徑大小而分為多個階段并對其進行改變的控制方法，也包括在預(yù)先設(shè)定的 半徑大小范圍內(nèi)對其進行連續(xù)改變的控制方法。作為在對基板進行蝕刻處理(等離子處理)過程中改變磁中性線25的半徑的其 他控制方法實例，可例舉在蝕刻工序和濺射工序中改變磁中性線的形成位置的控制方法。 這是由于在蝕刻工序和濺射工序中，有可產(chǎn)生能確保理想的加工表面內(nèi)均等性的等離子， 但該等離子的形成位置不同的情況。此時，分別預(yù)先獲取蝕刻工序和濺射工序中的磁中性 線半徑(NL電流值)的最佳數(shù)值，從而在切換蝕刻處理和濺射處理時，分別將磁中性線的半 徑改變?yōu)樽罴褦?shù)值。因此，可分別確保蝕刻處理和濺射處理時在加工表面內(nèi)具有理想的均 等性。根據(jù)蝕刻圖案的深度而改變在加工表面內(nèi)蝕刻速度的分布狀態(tài)時，可對應(yīng)于在加 工表面內(nèi)蝕刻速度的分布狀態(tài)而改變磁中性線的半徑。因此，可以提供對應(yīng)于蝕刻圖案深 度的具有良好加工表面內(nèi)均等性的最佳等離子分布密度。另外，也可根據(jù)需要改變磁中性 線的高度位置或磁場梯度。如上所述，將蝕刻處理從開始到結(jié)束的過程分為多個階段，來改變磁中性線的半 徑，使其適合各階段中預(yù)先評定的最合適的處理條件，由此可使蝕刻處理(等離子處理)從 開始到結(jié)束具有良好的加工表面內(nèi)均等性。對所分成的階段數(shù)量沒有特殊限定，但是階段 數(shù)量越多，越能進行高精度蝕刻處理。在上述磁中性線25的半徑控制方法的基礎(chǔ)上，通過進一步改變下述參數(shù)，可有助 于提高蝕刻表面內(nèi)的均等性。(氣壓)在蝕刻處理(等離子處理)從開始到結(jié)束的過程中，分階段地改變導(dǎo)入真空槽21 內(nèi)的氣體的壓力。例如，對其采用下述控制方法，即，在開始進行蝕刻處理時，將氣壓設(shè)定得 較高，隨后在進行蝕刻處理過程中降低氣壓。通常情況下，在用蝕刻處理方法對硅基板進行深挖加工時，由于隨蝕刻圖案的加 深，在圖案開口部也會產(chǎn)生蝕刻處理，所以難以保持圖案開口部的形狀精度。對此，通過采 用在進行蝕刻處理過程中降低氣壓的方法，可提高離子向圖案底部的定向性效果，由此可 提高朝向垂直于基板方向的蝕刻各向異性。因此，可實現(xiàn)具有良好圖案開口部形狀精度的 深挖加工。另外，可分別在蝕刻工序和濺射工序中進行上述氣壓控制。(氣體混合比)在蝕刻處理(等離子處理)從開始到結(jié)束的過程中，改變導(dǎo)入真空槽21內(nèi)的蝕刻 氣體(SF6Ar)的混合比。例如，在進行蝕刻處理過程中增加蝕刻氣體中Ar的含量。在用蝕刻處理方法對硅基板進行深挖加工時，由于可獲得較高的蝕刻速度，所以人們較多地采用SF6等含氟氣體作為蝕刻氣體。但是，由于用含氟進行蝕刻處理時，由于硅 的蝕刻各向同性較強，所以隨著圖案深度的增加，會降低圖案開口部的形狀精度，或者明顯 減少到達圖案底部的離子的數(shù)量。對此，通過采用在進行蝕刻處理過程中增加氣體中Ar的 含有量的方法，不僅可增加朝向圖案底部運動的離子的數(shù)量而確保具有理想的蝕刻速度， 也可有效防止圖案開口部的形狀精度的下降。(高頻電源)在蝕刻處理(等離子處理)從開始到結(jié)束的過程中，通過控制高頻電源而分階段 地改變沿著磁中性線25形成的等離子的強度。如上所述，加工表面內(nèi)均等性受等離子的密度分布的影響較大。等離子的密度分 布不僅與磁中性線25的半徑大小的關(guān)聯(lián)性較大，其與產(chǎn)生等離子的高頻電源、即施加給高 頻線圈23的高頻電(RFl)的強度的大小的關(guān)聯(lián)性也較大。因此，在對磁中性線25的半徑 進行控制的基礎(chǔ)上，通過適當(dāng)調(diào)整高頻電強度的大小，不僅可有助于提高加工表面內(nèi)分布 的均等性，還能容易地實現(xiàn)加工表面內(nèi)均等性的控制。由于高頻電強度和蝕刻種類的數(shù)量幾乎呈正比關(guān)系，所以當(dāng)固定高頻電強度時有 如下趨勢，即，隨著蝕刻處理的進行，圖案開口部的侵蝕也會變得明顯。對此，通過采用在進 行蝕刻處理過程中降低高頻電強度的方法，不僅有助于降低圖案開口部的蝕刻損傷，還能 保持對圖案底部的理想的蝕刻效果。另外，在進行蝕刻處理過程中，當(dāng)提高施加給臺架26 的偏壓電壓(RF2)時，由于能夠提高到達圖案底部的離子的數(shù)量，所以可防止蝕刻速度的 大幅下降。以上說明了本發(fā)明的實施方式，當(dāng)然本發(fā)明并不局限于上述實施方式，在不脫離 本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，可對其進行各種變型。例如，在進行蝕刻處理(等離子處理)過程中可分階段地改變的控制參數(shù)，不僅包 括上述高頻電強度或?qū)霘鈮骸怏w混合比，也可改變施加給臺架26的偏壓電壓(RF2)或 施加給頂板29的偏壓電壓(RF3)。如果是前者的情況下，在進行蝕刻處理過程中要增大偏 壓電壓(RF2)。因此，可提高朝向圖案底部運動的離子的吸入作用而確保具有較高的蝕刻速度。

圖1是表示本發(fā)明實施方式中使用的等離子蝕刻裝置的大致結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是表示圖1中等離子蝕刻裝置的動作實例的時序波形圖。圖3是表示相對于濺射條件等的等離子形成位置和基板加工表面內(nèi)均等性的關(guān) 系的一個例子的示意圖。圖4是模擬表示本發(fā)明中等離子蝕刻方法的動作的一個例子的主要部分剖面圖。附圖標記說明20，等離子蝕刻裝置；21，真空槽；23，高頻線圈(天線)；24，勵磁線圈組；25，磁中 性線；26，臺架；29，頂板；30，靶材；31，氣體導(dǎo)入管；W，基板
權(quán)利要求
一種等離子處理方法，其特征在于，包含以下步驟，沿形成在真空槽內(nèi)的環(huán)形磁中性線形成高頻電場，使導(dǎo)入所述真空槽內(nèi)的氣體等離子化的步驟，在所述真空槽內(nèi)，使用所述等離子對表面形成有掩膜圖案的基板進行蝕刻處理的步驟，使用所述等離子對設(shè)置在所述真空槽內(nèi)的靶材進行濺射加工，在形成在所述基板上的蝕刻圖案的側(cè)表面上形成保護膜的步驟，在包括對所述基板進行蝕刻處理和形成所述保護膜處理的等離子處理過程中，根據(jù)處理的進展程度改變所述磁中性線半徑的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子處理方法，其特征在于， 反復(fù)交替進行蝕刻所述基板的工序和形成所述保護膜的工序，改變所述磁中性線半徑的工序，在所述蝕刻處理從開始到結(jié)束的過程中分階段地改變 所述磁中性線的半徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的等離子處理方法，其特征在于， 在蝕刻所述基板的工序中進行改變所述磁中性線半徑的工序。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的等離子處理方法，其特征在于，在形成所述保護膜的工序中進行改變所述磁中性線半徑的工序。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子處理方法，其特征在于， 在對所述基板進行等離子處理過程中，改變所述氣體的壓力。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子處理方法，其特征在于， 所述氣體是2種以上氣體的混合氣體，在對所述基板進行等離子處理過程中，改變所述氣體的混合比。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子處理方法，其特征在于，在對所述基板進行等離子處理過程中，改變所述高頻電場的強度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種等離子處理方法，其可優(yōu)化蝕刻條件，從而可以保持開始蝕刻處理到結(jié)束時的加工表面內(nèi)分布的均等性。在本發(fā)明的等離子處理方法中，反復(fù)交替進行用形成在真空槽(21)中的等離子對表面形成有掩膜圖案的基板W進行蝕刻處理的工序，和用等離子對設(shè)置在真空槽(21)內(nèi)的靶材(30)進行濺射加工，并且在形成在基板W上的蝕刻圖案的側(cè)表面上形成保護膜的工序。在上述等離子處理方法中，在包括對基板W進行蝕刻處理和形成保護膜處理的等離子處理過程中，根據(jù)處理的進展程度改變磁中性線(25)的半徑。從而在等離子處理從開始到結(jié)束時可保持具有均等的加工表面內(nèi)分布狀態(tài)。
文檔編號H01L21/3065GK101960569SQ200980107160
公開日2011年1月26日 申請日期2009年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月7日
發(fā)明者村山貴英, 森川泰宏, 鄒弘綱 申請人:株式會社愛發(fā)科