專利名稱：等離子體處理裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)半導(dǎo)體基板等被處理基板進(jìn)行等離子體處理的等離子體處理裝置、 等離子體處理方法和計(jì)算機(jī)可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)。
背景技術(shù)：
例如，在半導(dǎo)體器件的制造過(guò)程中，為了在作為被處理基板的半導(dǎo)體晶片上形成的規(guī)定層上形成規(guī)定圖案，大多采用以抗蝕劑作為掩模、利用等離子體進(jìn)行蝕刻的等離子體蝕刻處理。作為用于進(jìn)行這樣的等離子體蝕刻的等離子體蝕刻裝置，使用各種裝置，其中，主流為電容耦合型平行平板等離子體處理裝置。在電容耦合型平行平板等離子體蝕刻裝置中，在腔室內(nèi)配置一對(duì)平行平板電極 (上部和下部電極)，將處理氣體導(dǎo)入腔室內(nèi)，并且向一個(gè)電極施加高頻，在電極間形成高頻電場(chǎng)，利用該高頻電場(chǎng)形成處理氣體的等離子體，對(duì)半導(dǎo)體晶片的規(guī)定層進(jìn)行等離子體蝕刻。具體地說(shuō)，已知有向上部電極施加等離子體形成用的高頻以形成等離子體、向下部電極施加離子引入用的高頻，由此形成適當(dāng)?shù)牡入x子體狀態(tài)的等離子體蝕刻裝置，由此， 能夠以高選擇比進(jìn)行再現(xiàn)性高的蝕刻處理(例如，特開2000-173993號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn) 1))?？墒?，與近年來(lái)的微細(xì)加工的要求對(duì)應(yīng)，作為掩模使用的光致抗蝕劑的膜厚變薄， 使用的光致抗蝕劑也正從KrF光致抗蝕劑(即利用以KrF氣體作為發(fā)光源的激光進(jìn)行曝光的光致抗蝕劑)向能夠形成約0. 13μπι以下的圖案開口的ArF光致抗蝕劑(即利用以ArF 氣體作為發(fā)光源的波長(zhǎng)更短的激光進(jìn)行曝光的光致抗蝕劑)轉(zhuǎn)變。然而，由于ArF光致抗蝕劑耐等離子體性低，所以存在使用KrF抗蝕劑時(shí)幾乎不會(huì)發(fā)生的蝕刻途中表面產(chǎn)生粗糙的問(wèn)題。因此，會(huì)產(chǎn)生開口部的內(nèi)壁面出現(xiàn)縱條紋 (striatic )、或開口部擴(kuò)大(CD擴(kuò)大)的問(wèn)題，與光致抗蝕劑的膜厚較薄相結(jié)合，會(huì)產(chǎn)生不能以良好的蝕刻選擇比形成蝕刻孔的不利情況。另一方面，在這種蝕刻裝置中，在供給上部電極的等離子體生成用的高頻電力的功率小的情況下，在蝕刻結(jié)束后，堆積物(Cbposit)會(huì)附著在上部電極上，有可能導(dǎo)致處理特性變化或產(chǎn)生顆粒。另外，在功率大的情況下，電極會(huì)產(chǎn)生削減，功率小的情況下，處理特性會(huì)變化。來(lái)自高頻電源的功率由處理確定為適當(dāng)?shù)姆秶?，因此希望無(wú)論在什么樣的功率下，處理都不改變。另外，蝕刻時(shí)在腔室壁上產(chǎn)生堆積物，在連續(xù)蝕刻處理的情況等下，會(huì)產(chǎn)生前面的處理的影響殘留、并對(duì)下一個(gè)處理帶來(lái)不良影響的記憶效應(yīng)(memory effect)，因此也要求消除堆積物在腔室壁上的附著。
另外，在這樣的平行平板型電容耦合型蝕刻裝置中，在腔室內(nèi)的壓力高、并且使用的蝕刻氣體為負(fù)性氣體(例如(^^、02等)的情況下，腔室中心部的等離子體密度低，在這種情況下，難以控制等離子體密度。另一方面，在半導(dǎo)體器件中，隨著配線的微細(xì)化和高速化的要求提高，出于減少配線寄生電容的目的，低介電常數(shù)的層間絕緣膜的利用向前發(fā)展。在這樣的低介電常數(shù)膜 (Low-k膜)中，SiOC類膜特別引人注目。在對(duì)SiOC類膜等有機(jī)類Low-k膜進(jìn)行等離子體蝕刻的情況下，重要的是充分地確保其與氮化硅等底膜和掩模層的選擇比。通常，作為與底膜的選擇性比較高的處理氣體，使用碳氟化合物氣體類的混合氣體，但僅使用那些氣體難以得到充分的選擇比。于是，提出了如下的蝕刻方法在SiOC類膜的蝕刻中，以作為Cu配線的阻擋層的氮化硅膜作為底蝕刻停止層、對(duì)SiOC類層間絕緣膜進(jìn)行等離子體蝕刻時(shí)，為了提高與底膜的選擇比，使用C4F8Ar/ N2作為處理氣體，并使Ar的流量比為80%以上，以提高與氮化硅膜的選擇比(例如，特開 2002-270586號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2))。另外，提出了如下的蝕刻方法在與上述專利文獻(xiàn)2同樣，以氮化硅膜作為底蝕刻停止層、對(duì)SiOC類層間絕緣膜進(jìn)行等離子體蝕刻時(shí)，進(jìn)行使用CHF3Arz^2作為處理氣體的第一階段的蝕刻和使用C4F8Arz^2作為處理氣體的第二階段的蝕刻，以提高對(duì)掩模和氮化硅膜兩者的選擇比(例如，特開2004-87875號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)3))。然而，如上所述作為Cu配線的阻擋層使用的氮化硅，雖然阻擋性好，但相對(duì)介電常數(shù)高達(dá)7. 0，因此，為了充分地利用SiOC類膜等Low-k膜的低介電常數(shù)特性，還要求阻擋層的介電常數(shù)低。作為其中之一，有相對(duì)介電常數(shù)為3. 5的碳化硅(SiC)。在將作為這樣的低介電常數(shù)阻擋層的SiC作為底蝕刻停止層使用、對(duì)上層的作為被蝕刻層的Low-k膜進(jìn)行蝕刻時(shí)，需要確保充分的蝕刻選擇比。但是，使用上述專利文獻(xiàn)2 和專利文獻(xiàn)3中記載的碳氟化合物類處理氣體的等離子體蝕刻，不能充分地確保Low-k膜與SiC層的蝕刻選擇比。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述情況而做出，其目的是提供能夠?qū)⒖刮g劑層等有機(jī)掩模層的耐等離子體性維持較高從而以高選擇比進(jìn)行蝕刻、或者能夠有效地消除堆積物在電極上的附著、或者能夠進(jìn)行高速的蝕刻、或者能夠?qū)Ρ惶幚砘暹M(jìn)行均勻的蝕刻的等離子體處理裝置和等離子體處理方法。另外，本發(fā)明的目的還在于提供一種能夠以對(duì)作為蝕刻停止層的底SiC層的高蝕刻選擇比、進(jìn)行Low-k膜的蝕刻的等離子體處理方法。本發(fā)明的第一方面提供一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括收容被處理基板，能夠進(jìn)行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對(duì)配置的第一電極和第二電極；向上述第一電極或第二電極供給等離子體形成用的第一高頻電力的第一高頻電力供給單元；和向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元，在上述第一電極和第二電極之間生成處理氣體的等離子體，對(duì)被處理基板的規(guī)定層進(jìn)行等離子體處理，該等離子體處理裝置還包括向上述第一電極或第二電極施加直流電壓或交流電壓的電源，控制來(lái)自上述電源的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個(gè)，使得施加電極表面的自偏壓Vd。的絕對(duì)值增大至可得到對(duì)施加電極表面的規(guī)定的濺射效果的程度；或者使施加電極的等離子體鞘的厚度擴(kuò)大，在上述施加電極的相對(duì)電極側(cè)，形成被縮小的等離子體；或者使在施加電極附近生成的電子照射在上述被處理基板上；或者將等離子體電位控制為期望的值，或者使等離子體密度上升；或者使等離子體密度的分布均勻至可得到期望的蝕刻均勻性的程度。在這種情況下，優(yōu)選上述直流電壓或交流電壓為脈沖狀或調(diào)制后的電壓。另外，可以形成還包括控制來(lái)自上述電源的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個(gè)的控制裝置的結(jié)構(gòu)。另外，可以還包括對(duì)生成的等離子體的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)器，根據(jù)該檢測(cè)器的信息，上述控制裝置控制來(lái)自上述電源的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個(gè)。本發(fā)明的第二方面提供一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括收容被處理基板，能夠進(jìn)行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對(duì)配置的第一電極和第二電極；向上述第一電極或第二電極供給等離子體形成用的第一高頻電力的第一高頻電力供給單元；和向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元，在上述第一電極和第二電極之間生成處理氣體的等離子體，對(duì)被處理基板的規(guī)定層進(jìn)行等離子體處理，該等離子體處理裝置還包括向上述第一電極或第二電極施加直流電壓或交流電壓的電源，上述電源的一個(gè)極與上述第一電極或第二電極連接，另一個(gè)極與上述處理容器內(nèi)的規(guī)定部件連接，控制來(lái)自上述電源的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個(gè)。在這種情況下，優(yōu)選上述規(guī)定部件為埋設(shè)在存在于處理容器內(nèi)的絕緣部件中的導(dǎo)體、或構(gòu)成處理容器的壁部的部件、或被載置在上述第二電極上的被處理基板周邊的校正環(huán)。另外，可以形成為如下結(jié)構(gòu)還包括另一個(gè)直流電源，上述另一個(gè)直流電源的一個(gè)極與上述第一電極和第二電極中不與上述直流電源連接的電極連接，另一個(gè)極和上述規(guī)定部件或與上述規(guī)定部件絕緣的另一個(gè)規(guī)定部件連接。另外，優(yōu)選與上述另一個(gè)直流電源連接的上述另一個(gè)規(guī)定部件為埋設(shè)在存在于處理容器內(nèi)的絕緣部件中的導(dǎo)體、或構(gòu)成處理容器的壁部的部件、或被載置在上述第二電極上的被處理基板周邊的校正環(huán)。本發(fā)明的第三方面提供一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括收容被處理基板，能夠進(jìn)行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對(duì)配置的第一電極和第二電極；向上述第一電極或第二電極供給等離子體形成用的第一高頻電力的第一高頻電力供給單元；和向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元，在上述第一電極和第二電極之間生成處理氣體的等離子體，對(duì)被處理基板的規(guī)定層進(jìn)行等離子體處理，該等離子體處理裝置還包括向上述處理容器內(nèi)的規(guī)定部件施加直流電壓或交流電壓的電源。在這種情況下，上述直流電壓或交流電壓可以為脈沖狀或調(diào)制后的電壓。另外，優(yōu)選上述規(guī)定部件為埋設(shè)在存在于處理容器內(nèi)的絕緣部件中的導(dǎo)體、或構(gòu)成處理容器的壁部的部件。另外，可以構(gòu)成為將上述電源的極與上述規(guī)定部件連接，將另一個(gè)極與和上述處理容器內(nèi)的上述規(guī)定部件絕緣的另一個(gè)規(guī)定部件連接。另外，優(yōu)選上述規(guī)定部件和上述另一個(gè)規(guī)定部件為埋設(shè)在存在于處理容器內(nèi)的絕緣部件中的導(dǎo)體、或構(gòu)成處理容器的壁部的部件。在本發(fā)明的第三方面中，優(yōu)選還包括另一個(gè)電源，上述另一個(gè)電源與和上述處理容器內(nèi)的上述規(guī)定部件絕緣的另一個(gè)規(guī)定部件連接，并向其施加直流電壓或交流電壓。在這種情況下，向上述另一個(gè)規(guī)定部件施加的直流電壓或交流電壓可以為脈沖狀或調(diào)制后的電壓。
在本發(fā)明的第三方面中，優(yōu)選與上述電源連接的上述規(guī)定部件配置在上述第一電極附近，與上述另一個(gè)直流電源連接的上述另一個(gè)規(guī)定部件配置在上述第二電極附近。 在這種情況下，優(yōu)選上述規(guī)定部件和上述另一個(gè)規(guī)定部件為埋設(shè)在存在于處理容器內(nèi)的絕緣部件中的導(dǎo)體、或構(gòu)成處理容器的壁部的部件。在本發(fā)明的第三方面中，可以構(gòu)成為上述第一電極為上部電極，上述第二電極為載置被處理體的下部電極，包括設(shè)置在與上述第二電極上方的被處理基板的外周部的被處理基板相鄰的位置的能夠冷卻的冷卻環(huán)、和設(shè)置在其外側(cè)或上側(cè)的校正環(huán)，上述校正環(huán)作為被施加直流電壓或交流電壓的上述規(guī)定部件起作用。在這種情況下，優(yōu)選通過(guò)在上述冷卻環(huán)和上述第二電極之間配置散熱性良好的部件、或者使傳熱氣體在上述冷卻環(huán)和上述第二電極之間流動(dòng)，將上述冷卻環(huán)冷卻。另外，優(yōu)選還包括測(cè)量上述冷卻環(huán)的溫度的溫度測(cè)量機(jī)構(gòu)、將上述冷卻環(huán)冷卻的冷卻部、和控制冷卻部對(duì)上述內(nèi)側(cè)環(huán)的冷卻的冷卻控制部。另外，可以構(gòu)成為向上述第二電極供給高頻電力，向上述校正環(huán)的供電通過(guò)上述第二電極進(jìn)行，在上述冷卻環(huán)和上述第二電極之間設(shè)置有電介質(zhì)部件。在本發(fā)明的第三方面中，可以構(gòu)成為上述第一電極為上部電極，上述第二電極為載置被處理體的下部電極，包括設(shè)置在與上述第二電極上方的被處理基板的外周部的被處理基板相鄰位置的第一校正環(huán)、和設(shè)置在其外側(cè)或上側(cè)的第二校正環(huán)，上述第一校正環(huán)和第二校正環(huán)作為被施加直流電壓或交流電壓的上述規(guī)定部件起作用。在這種情況下，能夠使向上述第一校正環(huán)和上述第二校正環(huán)施加的電壓分別獨(dú)立地變化。另外，可以構(gòu)成為分別從不同的電源向上述第一校正環(huán)和上述第二校正環(huán)施加電壓。另外，可以構(gòu)成為將單一電源的一個(gè)極和另一個(gè)極分別與上述第一校正環(huán)和上述第二校正環(huán)連接。另外，上述第一校正環(huán)可以被冷卻。本發(fā)明的第四方面提供一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括收容被處理基板，能夠進(jìn)行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對(duì)配置的第一電極和支承被處理基板的第二電極；向上述第二電極施加等離子體形成用的第一高頻電力的第一高頻電力施加單元；向上述第一電極施加直流電壓的直流電源；和向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元。本發(fā)明的第五方面提供一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括收容被處理基板，能夠進(jìn)行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對(duì)配置的第一電極和支承被處理基板的第二電極；向上述第一電極施加等離子體形成用的高頻電力的第一高頻電力施加單元； 向上述第二電極施加第二高頻電力的第二高頻電力施加單元；向上述第二電極施加第三高頻電力的第三高頻電力施加單元；向上述第一電極施加直流電壓的直流電源；和向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元。本發(fā)明的第六方面提供一種等離子體處理方法，其特征在于該等離子體處理方法使用一種等離子體處理裝置，該等離子體處理裝置包括收容被處理基板，能夠進(jìn)行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對(duì)配置的第一電極和第二電極；向上述第一電極或第二電極供給等離子體形成用的第一高頻電力的第一高頻電力供給單元；和向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元，在上述第一電極和第二電極之間生成處理氣體的等離子體，對(duì)被處理基板的規(guī)定層進(jìn)行等離子體處理，在形成等離子體時(shí)，向上述第一電極或第二電極施加直流電壓或交流電壓，此時(shí)，控制其施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個(gè)，使得施加電極表面的自偏壓Vd。的絕對(duì)值增大至可得到對(duì)施加電極表面的規(guī)定的濺射效果的程度；或者使施加電極的等離子體鞘的厚度擴(kuò)大，在上述施加電極的相對(duì)電極側(cè)，形成被縮小的等離子體；或者使在施加電極附近生成的電子照射在上述被處理基板上；或者將等離子體電位控制為期望的值；或者使等離子體密度上升；或者使等離子體密度的分布均勻至可得到期望的蝕刻均勻性的程度。本發(fā)明的第七方面提供一種等離子體處理方法，其特征在于該等離子體處理方法使用一種等離子體處理裝置，該等離子體處理裝置包括收容被處理基板，能夠進(jìn)行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對(duì)配置的第一電極和第二電極；向上述第一電極或第二電極供給等離子體形成用的高頻電力的高頻電力供給單元；和向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元，在上述第一電極和第二電極之間生成處理氣體的等離子體，對(duì)被處理基板的規(guī)定層進(jìn)行等離子體處理，在形成等離子體時(shí)，向上述處理容器內(nèi)的規(guī)定部件施加直流電壓或交流電壓。本發(fā)明的第八方面提供一種等離子體處理方法，其特征在于，在處理容器內(nèi)，將第一電極和支承被處理基板的第二電極相對(duì)配置，一邊向上述第二電極施加等離子體形成用的第一高頻電力，一邊向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體，以生成該處理氣體的等離子體，對(duì)被支承在上述第二電極上的被處理基板進(jìn)行等離子體處理，該等離子體處理方法具有向上述第一電極施加直流電壓的工序；和一邊向上述第一電極施加直流電壓，一邊對(duì)上述被處理基板進(jìn)行等離子體處理的工序。本發(fā)明的第九方面提供一種等離子體處理方法，其特征在于，在處理容器內(nèi)，將第一電極和支承被處理基板的第二電極相對(duì)配置，一邊向上述第一電極施加等離子體形成用的第一高頻電力、并向上述第二電極施加第二高頻電力和第三高頻電力，一邊向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體，以生成該處理氣體的等離子體，對(duì)被支承在上述第二電極上的被處理基板進(jìn)行等離子體處理，該等離子體處理方法具有向上述第一電極施加直流電壓的工序；和一邊向上述第一電極施加直流電壓，一邊對(duì)上述被處理基板進(jìn)行等離子體處理的工序。本發(fā)明的第十方面提供一種計(jì)算機(jī)可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)，其存儲(chǔ)有在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的控制程序，其特征在于，上述控制程序在運(yùn)行時(shí)，控制等離子體處理裝置，進(jìn)行上述第六方面的等離子體處理方法。本發(fā)明的第十一方面提供一種計(jì)算機(jī)可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)，其存儲(chǔ)有在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的控制程序，其特征在于，上述控制程序在運(yùn)行時(shí)，控制等離子體處理裝置，進(jìn)行上述第七方面的等離子體處理方法。本發(fā)明的第十二方面提供一種計(jì)算機(jī)可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)，其存儲(chǔ)有在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的控制程序，其特征在于，上述控制程序在運(yùn)行時(shí)，控制等離子體處理裝置，進(jìn)行上述第八方面的等離子體處理方法。本發(fā)明的第十三方面提供一種計(jì)算機(jī)可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)，其存儲(chǔ)有在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的控制程序，其特征在于，上述控制程序在運(yùn)行時(shí)，控制等離子體處理裝置，進(jìn)行上述第九方面的等離子體處理方法。本發(fā)明的第十四方面提供一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括收容被處理基板，能夠進(jìn)行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對(duì)配置的第一電極和支承被處理基板的第二電極；向上述第一電極施加頻率相對(duì)較高的第一高頻電力的第一高頻電力施加單元；向上述第二電極施加頻率相對(duì)較低的第二高頻電力的第二高頻電力施加單元；向上述第一電極施加直流電壓的直流電源；向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元；和控制從上述直流電源向上述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個(gè)的控制裝置。在這種情況下，可以構(gòu)成為上述直流電源的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個(gè)均可變。在這種情況下，可以構(gòu)成為上述控制裝置控制可否從上述直流電源向上述第一電極施加直流電壓。另外，可以構(gòu)成為還包括對(duì)生成的等離子體的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)器，根據(jù)該檢測(cè)器的信息，上述控制裝置控制從上述直流電源向上述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個(gè)。在上述第十四方面的等離子體處理裝置中，典型地，上述第一電極為上部電極，上述第二電極為下部電極。在這種情況下，優(yōu)選向上述第一電極施加的第一高頻電力的頻率為13. 56MHz以上，更優(yōu)選為40MHz以上。另外，優(yōu)選向上述第二電極施加的第二高頻電力的頻率為13. 56MHz以下。另夕卜，在上述第十四方面的等離子體處理裝置中，優(yōu)選上述直流電源施加-2000 +1000V范圍的電壓。另外，優(yōu)選從上述直流電源施加的直流電壓的絕對(duì)值為 100V以，更優(yōu)選為500V以上。另外，優(yōu)選上述直流電壓為絕對(duì)值大于由向上述第一電極施加的第一高頻電力在該第一電極的表面產(chǎn)生的自偏壓的負(fù)電壓。另外，上述第一電極的與上述第二電極相對(duì)的面可以由含硅的物質(zhì)形成。在上述第十四方面的等離子體處理裝置中，為了使由向上述第一電極施加的來(lái)自上述直流電源的直流電壓產(chǎn)生的電流通過(guò)等離子體放出，可以在上述處理容器內(nèi)設(shè)置總是接地的導(dǎo)電性部件。在這種情況下，可以構(gòu)成為上述第一電極為上部電極，上述第二電極為下部電極，上述導(dǎo)電性部件設(shè)置在上述第二電極的周圍。另外，上述導(dǎo)電性部件可以配置在上述第一電極的附近。另外，上述導(dǎo)電性部件可以呈環(huán)狀配置在上述第一電極的外側(cè)。另外，可以構(gòu)成為上述導(dǎo)電性部件具有用于防止等離子體處理時(shí)的飛濺物附著的凹部。在這樣的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選該等離子體處理裝置具有覆蓋上述導(dǎo)電性部件的一部分的保護(hù)板，通過(guò)使上述保護(hù)板相對(duì)于上述導(dǎo)電性部件相對(duì)移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，上述導(dǎo)電性部件在等離子體中露出的部分發(fā)生變化。另外，優(yōu)選上述導(dǎo)電性部件為一部分在等離子體中露出的圓柱形狀，通過(guò)使上述導(dǎo)電性部件以圓柱的軸為中心轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，上述導(dǎo)電性部件在等離子體中露出的部分發(fā)生變化。另外，優(yōu)選該等離子體處理裝置包括覆蓋上述導(dǎo)電性部件的一部分、并且具有用等離子體進(jìn)行蝕刻而得到的材質(zhì)的臺(tái)階形狀的保護(hù)膜，通過(guò)蝕刻上述保護(hù)膜，上述導(dǎo)電性部件在等離子體中露出的部分發(fā)生變化。在上述第十四方面的等離子體處理裝置中，為了使由向上述第一電極施加的來(lái)自上述直流電源的直流電壓產(chǎn)生的電流通過(guò)等離子體放出，可以在上述處理容器內(nèi)設(shè)置根據(jù)來(lái)自整體控制裝置的指令而被接地的導(dǎo)電性部件。在這種情況下，可以構(gòu)成為上述第一電極為上部電極，上述第二電極為下部電極，上述導(dǎo)電性部件設(shè)置在上述第二電極的周圍。另外，上述導(dǎo)電性部件可以配置在上述第一電極的附近。另外，上述導(dǎo)電性部件可以呈環(huán)狀配置在上述第一電極的外側(cè)。另外，可以構(gòu)成為上述導(dǎo)電性部件具有用于防止等離子體處理時(shí)的飛濺物附著的凹部。另外，可以構(gòu)成為上述導(dǎo)電性部件在等離子體蝕刻時(shí)被接地。
可以構(gòu)成為能夠向上述導(dǎo)電性部件施加直流電壓或交流電壓，根據(jù)來(lái)自整體控制裝置的指令，施加直流電壓或交流電壓，由此對(duì)其表面進(jìn)行濺射或蝕刻。在這種情況下， 優(yōu)選上述導(dǎo)電性部件在清理時(shí)被施加直流電壓或交流電壓。另外，可以構(gòu)成為該等離子體處理裝置還包括將上述導(dǎo)電性部件的連接切換至上述直流電源側(cè)或接地線路側(cè)的切換機(jī)構(gòu)，當(dāng)利用上述切換機(jī)構(gòu)將上述導(dǎo)電性部件與上述直流電源側(cè)連接時(shí)，從上述直流電源向上述導(dǎo)電性部件施加直流電壓或交流電壓，由此對(duì)其表面進(jìn)行濺射或蝕刻。在這樣的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選能夠向上述導(dǎo)電性部件施加負(fù)的直流電壓。在能夠這樣施加負(fù)的直流電壓的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選為了將在向上述導(dǎo)電性部件施加負(fù)的直流電壓時(shí)流入上述處理容器內(nèi)的直流電子電流排出，在上述處理容器內(nèi)設(shè)置有接地的導(dǎo)電性輔助部件。在這種情況下，可以構(gòu)成為上述第一電極為上部電極，上述第二電極為下部電極，上述導(dǎo)電性部件配置在上述第一電極的附近，上述導(dǎo)電性輔助部件設(shè)置在上述第二電極的周圍。在上述第十四方面的等離子體處理裝置中，可以構(gòu)成為將處于第一狀態(tài)和第二狀態(tài)中的任一狀態(tài)的導(dǎo)電性部件設(shè)置在上述處理容器內(nèi)，上述第一狀態(tài)是為了使向上述第一電極供給的來(lái)自上述直流電源的直流電流通過(guò)等離子體放出、根據(jù)來(lái)自整體控制裝置的指令而被接地的狀態(tài)，上述第二狀態(tài)是從上述直流電源施加直流電壓以對(duì)其表面進(jìn)行濺射或蝕刻的狀態(tài)，該等離子體處理裝置還包括連接切換機(jī)構(gòu)，該連接切換機(jī)構(gòu)能夠在上述直流電源的負(fù)極與上述第一電極連接、且上述導(dǎo)電性部件與接地線路連接的第一連接，和上述直流電源的正極與上述第一電極連接、上述直流電源的負(fù)極與上述導(dǎo)電性部件連接的第二連接之間進(jìn)行切換，通過(guò)該切換，能夠分別形成上述第一狀態(tài)和上述第二狀態(tài)。在這種情況下，優(yōu)選上述第一狀態(tài)在等離子體蝕刻時(shí)形成，上述第二狀態(tài)在上述導(dǎo)電性部件的清理時(shí)形成。本發(fā)明的第十五方面提供一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括收容被處理基板，能夠進(jìn)行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對(duì)配置的第一電極和支承被處理基板的第二電極；向上述第一電極施加頻率相對(duì)較高的第一高頻電力的第一高頻電力施加單元；向上述第二電極施加頻率相對(duì)較低的第二高頻電力的第二高頻電力施加單元；向上述第一電極施加直流電壓的直流電源；向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元；和控制從上述直流電源向上述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個(gè)的控制裝置，上述第一電極被分割為內(nèi)側(cè)電極和外側(cè)電極，上述第一高頻電力被分配并施加于上述內(nèi)側(cè)電極和上述外側(cè)電極，上述直流電源與其中的至少一方連接。在上述第十五方面的等離子體處理裝置中，可以構(gòu)成為上述直流電源能夠使向上述內(nèi)側(cè)電極和上述外側(cè)電極施加的直流電壓分別獨(dú)立地變化。在這種情況下，可以構(gòu)成為分別從不同的直流電源向上述內(nèi)側(cè)電極和上述外側(cè)電極施加直流電壓。另外，可以構(gòu)成為將上述電源的一個(gè)極與上述內(nèi)側(cè)電極連接，將另一個(gè)極與上述外側(cè)電極連接。在這種情況下，可以構(gòu)成為上述直流電源的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個(gè)均可變。在這種情況下，可以構(gòu)成為上述控制裝置控制可否從上述直流電源向上述第一電極施加直流電壓。另外，可以構(gòu)成為該等離子體處理裝置還包括對(duì)生成的等離子體的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)器，根據(jù)該檢測(cè)器的信息，上述控制裝置控制從上述直流電源向上述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個(gè)。在上述第十五方面的等離子體處理裝置中，典型地，上述第一電極為上部電極，上述第二電極為下部電極。在這種情況，優(yōu)選向上述第一電極施加的第一高頻電力的頻率為 13. 56MHz以上，更優(yōu)選為40MHz以上。另外，優(yōu)選向上述第二電極施加的第二高頻電力的頻率為13. 56MHz以下。另外，在上述第十五方面的等離子體處理裝置中，優(yōu)選上述直流電源能夠施加-2000 +1000V范圍的電壓，另外，從上述直流電源施加的直流電壓的絕對(duì)值為100V以上、更優(yōu)選為500V以上。另外，優(yōu)選上述直流電壓為絕對(duì)值大于由向上述第一電極施加的第一高頻電力在該第一電極的表面產(chǎn)生的自偏壓的負(fù)電壓。另外，上述第一電極的與上述第二電極相對(duì)的面可以由含硅的物質(zhì)形成。在上述第十五方面的等離子體處理裝置中，為了使由向上述第一電極施加的來(lái)自上述直流電源的直流電壓產(chǎn)生的電流通過(guò)等離子體放出，可以在上述處理容器內(nèi)設(shè)置總是接地的導(dǎo)電性部件。在這種情況下，可以構(gòu)成為上述第一電極為上部電極，上述第二電極為下部電極，上述導(dǎo)電性部件設(shè)置在上述第二電極的周圍。另外，上述導(dǎo)電性部件可以配置在上述第一電極的附近。另外，上述導(dǎo)電性部件可以呈環(huán)狀配置在上述第一電極的外側(cè)。另外，可以構(gòu)成為上述導(dǎo)電性部件具有用于防止等離子體處理時(shí)的飛濺物附著的凹部。在這樣的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選該等離子體處理裝置具有覆蓋上述導(dǎo)電性部件的一部分的保護(hù)板，通過(guò)使上述保護(hù)板相對(duì)于上述導(dǎo)電性部件相對(duì)移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，上述導(dǎo)性部件在等離子體中露出的部分發(fā)生變化。另外，優(yōu)選上述導(dǎo)電性部件為一部分在等離子體中露出的圓柱形狀，通過(guò)使上述導(dǎo)電性部件以圓柱的軸為中心轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，上述導(dǎo)電性部件在等離子體中露出的部分發(fā)生變化。另外，優(yōu)選該等離子體處理裝置包括覆蓋上述導(dǎo)電性部件的一部分、并且具有用等離子體進(jìn)行蝕刻而得到的材質(zhì)的臺(tái)階形狀的保護(hù)膜，通過(guò)蝕刻上述保護(hù)膜，上述導(dǎo)電性部件在等離子體中露出的部分發(fā)生變化。在上述第十五方面的等離子體處理裝置中，為了使由向上述第一電極施加的來(lái)自上述直流電源的直流電壓產(chǎn)生的電流通過(guò)等離子體放出，可以在上述處理容器內(nèi)設(shè)置根據(jù)來(lái)自整體控制裝置的指令而被接地的導(dǎo)電性部件。在這種情況下，可以構(gòu)成為上述第一電極為上部電極，上述第二電極為下部電極，上述導(dǎo)電性部件設(shè)置在上述第二電極的周圍。另外，上述導(dǎo)電性部件可以配置在上述第一電極的附近。另外，上述導(dǎo)電性部件呈環(huán)狀配置在上述第一電極的外側(cè)。另外，可以構(gòu)成為上述導(dǎo)電性部件具有用于防止等離子體處理時(shí)的飛濺物附著的凹部。另外，可以構(gòu)成為上述導(dǎo)電性部件在等離子體蝕刻時(shí)被接地?？梢詷?gòu)成為能夠向上述導(dǎo)電性部件施加直流電壓或交流電壓，根據(jù)來(lái)自整體控制裝置的指令，施加直流電壓或交流電壓，由此對(duì)其表面進(jìn)行濺射或蝕刻。在這種情況下， 優(yōu)選上述導(dǎo)電性部件在清理時(shí)被施加直流電壓或交流電壓。另外，可以構(gòu)成為該等離子體處理裝置還包括將上述導(dǎo)電性部件的連接切換至上述直流電源側(cè)或接地線路側(cè)的切換機(jī)構(gòu)，當(dāng)利用上述切換機(jī)構(gòu)將上述導(dǎo)電性部件與上述直流電源側(cè)連接時(shí)，從上述直流電源向上述導(dǎo)電性部件施加直流電壓或交流電壓，由此對(duì)其表面進(jìn)行濺射或蝕刻。在這樣的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選能夠向上述導(dǎo)電性部件施加負(fù)的直流電壓。在能夠這樣施加負(fù)的直流電壓的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選為了將在向上述導(dǎo)電性部件施加負(fù)的直流電壓時(shí)流入上述處理容器內(nèi)的直流電子電流排出，在上述處理容器內(nèi)設(shè)置有接地的導(dǎo)電性輔助部件。在這種情況下，可以構(gòu)成為上述第一電極為上部電極，上述第二電極為下部電極，上述導(dǎo)電性部件配置在上述第一電極的附近，上述導(dǎo)電性輔助部件設(shè)置在上述第二電極的周圍。在上述第十五方面的等離子體處理裝置中，可以構(gòu)成為將處于第一狀態(tài)和第二狀態(tài)中的任一狀態(tài)的導(dǎo)電性部件設(shè)置在上述處理容器內(nèi)，上述第一狀態(tài)是為了使向上述第一電極供給的來(lái)自上述直流電源的直流電流通過(guò)等離子體放出、根據(jù)來(lái)自整體控制裝置的指令而被接地的狀態(tài)，上述第二狀態(tài)是從上述直流電源施加直流電壓以對(duì)其表面進(jìn)行濺射或蝕刻的狀態(tài)，該等離子體處理裝置還包括連接切換機(jī)構(gòu)，該連接切換機(jī)構(gòu)能夠在上述直流電源的負(fù)極與上述第一電極連接、且上述導(dǎo)電性部件與接地線路連接的第一連接，和上述直流電源的正極與上述第一電極連接、上述直流電源的負(fù)極與上述導(dǎo)電性部件連接的第二連接之間進(jìn)行切換，通過(guò)該切換，能夠分別形成上述第一狀態(tài)和上述第二狀態(tài)。在這種情況下，優(yōu)選上述第一狀態(tài)在等離子體蝕刻時(shí)形成，上述第二狀態(tài)在上述導(dǎo)電性部件的清理時(shí)形成。本發(fā)明的第十六方面提供一種等離子體處理方法，其特征在于，在處理容器內(nèi)，將第一電極和支承被處理基板的第二電極相對(duì)配置，一邊向上述第一電極施加頻率相對(duì)較高的第一高頻電力、并向上述第二電極施加頻率相對(duì)較低的第二高頻電力，一邊向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體，以生成該處理氣體的等離子體，對(duì)被支承在上述第二電極上的被處理基板進(jìn)行等離子體處理，該等離子體處理方法具有向上述第一電極施加直流電壓的工序；和一邊向上述第一電極施加直流電壓，一邊對(duì)上述被處理基板進(jìn)行等離子體處理的工序。在上述第十六方面的等離子體處理方法中，典型地，上述第一電極為上部電極，上述第二電極為下部電極。在這種情況下，優(yōu)選上述直流電壓為絕對(duì)值大于由向上述第一電極施加的第一高頻電力在該第一電極的表面產(chǎn)生的自偏壓的負(fù)電壓。另外，優(yōu)選向上述上部電極施加的第一高頻電力的頻率為13. 56 60MHz，向上述下部電極施加的第二高頻電力的頻率為300kHz 13. 56MHz以下。另外，優(yōu)選上述處理氣體為包含碳氟化合物的氣體。 在這種情況下，更優(yōu)選上述包含碳氟化合物的氣體至少包含C4F8。在上述包含碳氟化合物的氣體中還可以包含不活潑氣體。另外，上述絕緣膜可以為有機(jī)類絕緣膜。在此，上述有機(jī)類絕緣膜可以為SiOC類膜，在這種情況下，優(yōu)選上述SiOC類膜的底膜由碳化硅(SiC)形成。在上述第十六方面的等離子體處理方法中，優(yōu)選上述直流電壓的絕對(duì)值為1500V 以下。另外，優(yōu)選處理壓力為1.3 沈.7I^(10 200mTOrr)。另外，優(yōu)選向上述上部電極施加的第一高頻電力為3000W以下。另外，優(yōu)選向上述下部電極施加的第二高頻電力為 100 5000W。另外，優(yōu)選上述處理氣體為C4F8、N2和Ar的混合氣體，其流量比為C4F8/N2/ Ar = 4 20/100 500/500 1500mL/min(sccm)。以上的等離子體處理方法可以應(yīng)用于過(guò)蝕刻階段。另外，在上述第十六方面的等離子體處理方法中，在對(duì)被支承在上述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進(jìn)行蝕刻時(shí)，為了增大上述絕緣膜與底膜的選擇比，可以使用c5F8、 Ar、N2的組合作為上述處理氣體。另外，在對(duì)被支承在上述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進(jìn)行蝕刻時(shí)，為了增大上述絕緣膜與掩模的選擇比，可以使用CF4、或C4F8、CF4, Ar、N2, O2中的任一種組合作為上述處理氣體。另外，在對(duì)被支承在上述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進(jìn)行蝕刻時(shí)，為了增大上述絕緣膜的蝕刻速度，可以使用C4F6、CF4, Ar、O2、或C4F6、 C3F8、Ar、O2、或C4F6、CH2F2, Ar, O2中的任一種組合作為上述處理氣體。
本發(fā)明的第十七方面提供一種等離子體處理方法，其特征在于，在處理容器內(nèi)，將第一電極和支承被處理基板的第二電極相對(duì)配置，一邊向被分割為內(nèi)側(cè)電極和外側(cè)電極的上述第一電極施加頻率相對(duì)較高的第一高頻電力、并向上述第二電極施加頻率相對(duì)較低的第二高頻電力，一邊向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體，以生成該處理氣體的等離子體，對(duì)被支承在上述第二電極上的被處理基板進(jìn)行等離子體處理，該等離子體處理方法具有向上述內(nèi)側(cè)電極和上述外側(cè)電極中的至少一方施加直流電壓的工序；和一邊向上述第一電極施加直流電壓，一邊對(duì)上述被處理基板進(jìn)行等離子體處理的工序。在上述第十七方面的等離子體處理方法中，在對(duì)被支承在上述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進(jìn)行蝕刻時(shí)，為了增大上述絕緣膜與底膜的選擇比，可以使用C5F8、Ar、N2& 組合作為上述處理氣體。另外，在對(duì)被支承在上述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進(jìn)行蝕刻時(shí)，為了增大上述絕緣膜與掩模的選擇比，可以使用〔&、或(/8、0&、41~、隊(duì)、仏中的任一種的組合作為上述處理氣體。另外，在對(duì)被支承在上述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進(jìn)行蝕刻時(shí)，為了增大上述絕緣膜的蝕刻速度，使用C4F6、CF4, Ar、O2、或C4F6、C3F8, Ar、02、 或C4F6、CH2F2, Ar, O2中的任一種組合作為上述處理氣體。另外，根據(jù)本發(fā)明的第十八方面，提供一種計(jì)算機(jī)可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)，其存儲(chǔ)有在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的控制程序，其特征在于，上述控制程序在運(yùn)行時(shí)，控制等離子體處理裝置， 進(jìn)行上述第十六方面的等離子體處理方法。另外，根據(jù)本發(fā)明的第十九方面，提供一種計(jì)算機(jī)可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)，其存儲(chǔ)有在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的控制程序，其特征在于，上述控制程序在運(yùn)行時(shí)，控制等離子體處理裝置， 進(jìn)行上述第十七方面的等離子體處理方法。本發(fā)明的第二十方面提供一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括收容被處理基板，能夠進(jìn)行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對(duì)配置的第一電極和支承被處理基板的第二電極；向上述第二電極施加頻率相對(duì)較高的第一高頻電力的第一高頻電力施加單元；向上述第二電極施加頻率相對(duì)較低的第二高頻電力的第二高頻電力施加單元；向上述第一電極施加直流電壓的直流電源；和向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單兀。在這種情況下，可以構(gòu)成為上述直流電源向上述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個(gè)均可變。另外，可以構(gòu)成為該等離子體處理裝置還包括控制從上述直流電源向上述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個(gè)的控制裝置。在這種情況下，可以構(gòu)成為上述控制裝置控制可否從上述直流電源向上述第一電極施加直流電壓。另外，可以構(gòu)成為該等離子體處理裝置還包括對(duì)生成的等離子體的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)器，根據(jù)該檢測(cè)器的信息，上述控制裝置控制從上述直流電源向上述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個(gè)。在上述第二十方面的等離子體處理裝置中，典型地，上述第一電極為上部電極，上述第二電極為下部電極。在這種情況下，優(yōu)選向上述第二電極施加的第一高頻電力的頻率為27MHz以上、更優(yōu)選為40MHz以上。另外，優(yōu)選向上述第二電極施加的第二高頻電力的頻率為13. 56MHz以下。另夕卜，在上述第二十方面的等離子體處理裝置中，優(yōu)選上述直流電源施加-2000 +1000V范圍的電壓。另外，上述第一電極的與上述第二電極相對(duì)的面可以由含硅的物質(zhì)形成。另外，在上述第二十方面的等離子體處理裝置中，優(yōu)選上述第一電極相對(duì)于接地電位為直流浮動(dòng)狀態(tài)。在這種情況下，優(yōu)選該等離子體處理裝置具有能夠?qū)⑸鲜龅谝浑姌O改變?yōu)楦?dòng)狀態(tài)或接地狀態(tài)的可變裝置，根據(jù)來(lái)自整體控制裝置的指令，當(dāng)向上述第一電極施加直流電壓時(shí)，上述可變裝置使上述第一電極相對(duì)于接地電位成為浮動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)不向上述第一電極施加直流電壓時(shí)，上述可變裝置使上述第一電極相對(duì)于接地電位成為浮動(dòng)狀態(tài)或接地狀態(tài)中的任一個(gè)。在上述第二十方面的等離子體處理裝置中，為了使由向上述第一電極施加的來(lái)自上述直流電源的直流電壓產(chǎn)生的電流通過(guò)等離子體放出，可以在上述處理容器內(nèi)設(shè)置有總是接地的導(dǎo)電性部件。在這種情況下，可以構(gòu)成為上述第一電極為上部電極，上述第二電極為下部電極，上述導(dǎo)電性部件設(shè)置在上述第二電極的周圍。另外，上述導(dǎo)電性部件可以配置在上述第一電極的附近。另外，上述導(dǎo)電性部件可以呈環(huán)狀配置在上述第一電極的外側(cè)。 另外，可以構(gòu)成為上述導(dǎo)電性部件具有用于防止等離子體處理時(shí)的飛濺物附著的凹部。在這樣的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選該等離子體處理裝置具有覆蓋上述導(dǎo)電性部件的一部分的保護(hù)板，通過(guò)使上述保護(hù)板相對(duì)于上述導(dǎo)電性部件相對(duì)移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，上述導(dǎo)電性部件在等離子體中露出的部分發(fā)生變化。另外，優(yōu)選上述導(dǎo)電性部件為一部分在等離子體中露出的圓柱形狀，通過(guò)使上述導(dǎo)電性部件以圓柱的軸為中心轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，上述導(dǎo)電性部件在等離子體中露出的部分發(fā)生變化。另外，優(yōu)選該等離子體處理裝置包括覆蓋上述導(dǎo)電性部件的一部分、并且具有用等離子體進(jìn)行蝕刻而得到的材質(zhì)的臺(tái)階形狀的保護(hù)膜，通過(guò)蝕刻上述保護(hù)膜，上述導(dǎo)電性部件在等離子體中露出的部分發(fā)生變化。在上述第二十方面的等離子體處理裝置中，為了使由向上述第一電極施加的來(lái)自上述直流電源的直流電壓產(chǎn)生的電流通過(guò)等離子體放出，可以在上述處理容器內(nèi)設(shè)置有根據(jù)來(lái)自整體控制裝置的指令而被接地的導(dǎo)電性部件。在這種情況下，可以構(gòu)成為上述第一電極為上部電極，上述第二電極為下部電極，上述導(dǎo)電性部件設(shè)置在上述第二電極的周圍。 另外，上述導(dǎo)電性部件可以配置在上述第一電極的附近。另外，上述導(dǎo)電性部件可以呈環(huán)狀配置在上述第一電極的外側(cè)。另外，可以構(gòu)成為上述導(dǎo)電性部件具有用于防止等離子體處理時(shí)的飛濺物附著的凹部。另外，可以構(gòu)成為上述導(dǎo)電性部件在等離子體蝕刻時(shí)被接地。優(yōu)選能夠向上述導(dǎo)電性部件施加直流電壓或交流電壓，根據(jù)來(lái)自整體控制裝置的指令，施加直流電壓或交流電壓，由此對(duì)其表面進(jìn)行濺射或蝕刻。在這種情況下，優(yōu)選上述導(dǎo)電性部件在清理時(shí)被施加直流電壓或交流電壓。另外，可以構(gòu)成為該等離子體處理裝置還包括將上述導(dǎo)電性部件的連接切換至上述直流電源側(cè)或接地線路側(cè)的切換機(jī)構(gòu)，當(dāng)利用上述切換機(jī)構(gòu)將上述導(dǎo)電性部件與上述直流電源側(cè)連接時(shí)，從上述直流電源向上述導(dǎo)電性部件施加直流電壓或交流電壓，由此對(duì)其表面進(jìn)行濺射或蝕刻。在這樣的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選能夠向上述導(dǎo)電性部件施加負(fù)的直流電壓。在能夠這樣施加負(fù)的直流電壓的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選為了將在向上述導(dǎo)電性部件施加負(fù)的直流電壓時(shí)流入上述處理容器內(nèi)的直流電子電流排出， 在上述處理容器內(nèi)設(shè)置有接地的導(dǎo)電性輔助部件。在這種情況下，可以構(gòu)成為上述第一電極為上部電極，上述第二電極為下部電極，上述導(dǎo)電性部件配置在上述第一電極的附近，上述導(dǎo)電性輔助部件設(shè)置在上述第二電極的周圍。在上述第二十方面的等離子體處理裝置中，可以構(gòu)成為將處于第一狀態(tài)和第二狀態(tài)中的任一狀態(tài)的導(dǎo)電性部件設(shè)置在上述處理容器內(nèi)，上述第一狀態(tài)是為了使向上述第一電極供給的來(lái)自上述直流電源的直流電流通過(guò)等離子體放出、根據(jù)來(lái)自整體控制裝置的指令而被接地的狀態(tài)，上述第二狀態(tài)是從上述直流電源施加直流電壓以對(duì)其表面進(jìn)行濺射或蝕刻的狀態(tài)，該等離子體處理裝置還包括連接切換機(jī)構(gòu)，該連接切換機(jī)構(gòu)能夠在上述直流電源的負(fù)極與上述第一電極連接、且上述導(dǎo)電性部件與接地線路連接的第一連接，和上述直流電源的正極與上述第一電極連接、上述直流電源的負(fù)極與上述導(dǎo)電性部件連接的第二連接之間進(jìn)行切換，通過(guò)該切換，能夠分別形成上述第一狀態(tài)和上述第二狀態(tài)。在這種情況下，優(yōu)選上述第一狀態(tài)在等離子體蝕刻時(shí)形成，上述第二狀態(tài)在上述導(dǎo)電性部件的清理時(shí)形成。本發(fā)明的第二十一方面提供一種等離子體處理方法，其特征在于，在處理容器內(nèi)， 將第一電極和支承被處理基板的第二電極相對(duì)配置，一邊向上述第二電極施加頻率相對(duì)較高的第一高頻電力和頻率相對(duì)較低的第二高頻電力，一邊向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體，以生成該處理氣體的等離子體，對(duì)被支承在上述第二電極上的被處理基板進(jìn)行等離子體處理，該等離子體處理方法具有向上述第一電極施加直流電壓的工序；和一邊向上述第一電極施加直流電壓，一邊對(duì)上述被處理基板進(jìn)行等離子體處理的工序。在這種情況下，可以使向上述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個(gè)均可變。另外，可以控制向上述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個(gè)。另外，可以控制可否向上述第一電極施加直流電壓。另外，可以對(duì)生成的等離子體的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)該檢測(cè)信息，控制向上述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個(gè)。另外，在上述第二十一方面的等離子體處理方法中，優(yōu)選上述第一電極相對(duì)于接地電位為直流浮動(dòng)狀態(tài)。在這種情況下，優(yōu)選上述第一電極能夠改變?yōu)楦?dòng)狀態(tài)或接地狀態(tài)，根據(jù)來(lái)自整體控制裝置的指令，當(dāng)向上述第一電極施加直流電壓時(shí)，使上述第一電極相對(duì)于接地電位成為浮動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)不向上述第一電極施加直流電壓時(shí)，使上述第一電極相對(duì)于接地電位成為浮動(dòng)狀態(tài)或接地狀態(tài)中的任一個(gè)。另外，在上述第二十一方面的等離子體處理方法中，優(yōu)選在上述處理容器內(nèi)設(shè)置有總是接地的導(dǎo)電性部件，使由向上述第一電極施加的直流電壓產(chǎn)生的電流通過(guò)等離子體放出。或者，優(yōu)選在上述處理容器內(nèi)設(shè)置有根據(jù)來(lái)自整體控制裝置的指令而被接地的導(dǎo)電性部件，使由向上述第一電極施加的直流電壓產(chǎn)生的電流通過(guò)等離子體放出。在這些結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選上述導(dǎo)電性部件在等離子體蝕刻時(shí)被接地。另外，優(yōu)選能夠向上述導(dǎo)電性部件施加直流電壓或交流電壓，根據(jù)來(lái)自整體控制裝置的指令，施加直流電壓或交流電壓，由此對(duì)其表面進(jìn)行濺射或蝕刻。另外，優(yōu)選上述導(dǎo)電性部件在清理時(shí)被施加直流電壓或交流電壓。另外，優(yōu)選還包括將上述導(dǎo)電性部件的連接切換至施加直流電壓的直流電源側(cè)或接地線路側(cè)的切換機(jī)構(gòu)，當(dāng)利用上述切換機(jī)構(gòu)將上述導(dǎo)電性部件與上述直流電源側(cè)連接時(shí)，從上述直流電流向上述導(dǎo)電性部件施加直流電壓或交流電壓，由此對(duì)其表面進(jìn)行濺射或蝕刻。另外，優(yōu)選能夠向上述導(dǎo)電性部件施加負(fù)的直流電壓。另外，優(yōu)選為了將在向上述導(dǎo)電性部件施加負(fù)的直流電壓時(shí)流入上述處理容器內(nèi)的直流電子電流排出，在上述處理容器內(nèi)設(shè)置有接地的導(dǎo)電性輔助部件。另外，在上述第二十一方面的等離子體處理方法中，在對(duì)被支承在上述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進(jìn)行蝕刻時(shí)，為了增大上述絕緣膜與底膜的選擇比，可以使用C5F8、Ar、N2、或 C4F8、Ar、N2、或 C4F8、Ar、N2、O2、或 C4F8、Ar、N2、CO 中的任一種組合作為上述處理氣體。另外，在對(duì)被支承在上述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進(jìn)行蝕刻時(shí)，為了增大上述絕緣膜與掩模的選擇比，可以使用〔&、或CF4、Ar、或N2、H2中的任一種組合作為上述處理氣體。另外，在對(duì)被支承在上述第二電極上的被處理基板的絕緣膜上的有機(jī)反射防止膜進(jìn)行蝕刻時(shí)，可以使用〔&、或CF4、C3F8、或CF4、C4F8、或CF4X4F6中的任一種組合作為上述處理氣體。另外，對(duì)被支承在上述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進(jìn)行蝕刻時(shí)，為了增大上述絕緣膜的蝕刻速度，可以使用C4F6、CF4、Ar、O2、或C4F6、C3F8、Ar、O2、或C4F6、C4F8、Ar、O2、或 C4F6、C2F6、Ar、O2、或C4F8、Ar、O2、或C4F8、Ar、O2中的任一種組合作為上述處理氣體。本發(fā)明的第二十二方面提供一種計(jì)算機(jī)可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)，其存儲(chǔ)有在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的控制程序，其特征在于，上述控制程序在運(yùn)行時(shí)，控制等離子體處理裝置，進(jìn)行上述第二十一方面的等離子體處理方法。根據(jù)本發(fā)明的第一、第二、第四 第六、第八 第十、第十二、第十三方面，能夠得到以下效果中的至少一種(1)增大第一電極的自偏壓的絕對(duì)值，向第一電極表面的濺射效果；( 使第一電極的等離子體鞘擴(kuò)大，形成的等離子體被縮小的效果；C3)使在第一電極附近產(chǎn)生的電子照射在被處理基板上的效果；(4)控制等離子體電位的效果；( 使電子 (等離子體)密度上升的效果；(7)使中心部的等離子體密度上升的效果。利用上述(1)的效果，即使在由處理氣體引起的聚合物和來(lái)自光致抗蝕劑的聚合物附著在第一電極的表面上時(shí)，也能夠?qū)酆衔镞M(jìn)行濺射從而對(duì)電極表面進(jìn)行清理。而且， 能夠向基板供給最合適的聚合物，從而消除光致抗蝕劑膜的粗糙。另外，通過(guò)使電極本身濺射，能夠?qū)㈦姌O材料供給至基板上，從而將光致抗蝕劑膜等有機(jī)掩模強(qiáng)化。另外，利用上述O)的效果，被處理基板上的有效停留時(shí)間減少，并且等離子體集中在被處理基板上、擴(kuò)散受到抑制、排氣空間減少，因此，碳氟化合物類處理氣體的離解受到抑制，光致抗蝕劑膜等有機(jī)掩模難以被蝕刻。另外，利用上述(3)的效果，能夠?qū)⒈惶幚砘迳系难谀＝M成改性，從而消除光致抗蝕劑膜的粗糙。另外，因?yàn)楦咚俚碾娮颖徽丈湓诒惶幚砘迳?，所以，可抑制掩蔽效?yīng) (shading effect)，被處理基板的微細(xì)加工性提高。另外，利用上述的效果，能夠適當(dāng)?shù)乜刂频入x子體電位，從而抑制蝕刻副產(chǎn)物在電極、或腔室壁(堆積物遮護(hù)板等)、處理容器內(nèi)的絕緣材料等處理容器內(nèi)部件上的附另外，利用上述(5)的效果，能夠使對(duì)被處理基板的蝕刻速率(蝕刻速度)上升。另外，利用上述(6)的效果，即使處理容器內(nèi)的壓力高、并且使用的蝕刻氣體為負(fù)性氣體，也能夠抑制處理容器內(nèi)的中心部的等離子體密度比周邊低(能夠抑制負(fù)離子的生成)，從而能夠控制等離子體密度，使得等離子體密度均勻。由此，能夠?qū)⒖刮g劑層等有機(jī)掩模層的耐等離子體性維持較高從而以高選擇比進(jìn)行蝕刻?；蛘?，能夠有效地消除堆積物在電極上的附著。或者能夠進(jìn)行高速的蝕刻，或者能夠?qū)Ρ惶幚砘暹M(jìn)行均勻的蝕刻。根據(jù)本發(fā)明的第三、第七、第十一方面，能夠達(dá)到控制等離子體電位的效果。由此， 適當(dāng)?shù)乜刂频入x子體電位，能夠抑制蝕刻副產(chǎn)物在電極、腔室壁(堆積物遮護(hù)板等)、處理容器內(nèi)的絕緣材料等處理容器內(nèi)部件上的附著。
根據(jù)本發(fā)明的第十四方面，將施加頻率相對(duì)較高的第一高頻電力的第一高頻電力施加單元與第一電極連接，將施加頻率相對(duì)較低的第二高頻電力的第二高頻電力施加單元與支承被處理基板的第二電極連接，并且將施加直流電壓的直流電源與上述第一電極連接，因此，在一邊利用第一高頻電力形成處理氣體的等離子體、并且利用第二高頻電力將離子引入被處理基板，一邊進(jìn)行等離子體處理時(shí)，通過(guò)向第一電極施加直流電壓，能夠得到以下效果中的至少一種(1)增大第一電極的自偏壓的絕對(duì)值，向第一電極表面的濺射效果； (2)使第一電極的等離子體鞘擴(kuò)大，形成的等離子體被縮小的效果；C3)使在第一電極附近產(chǎn)生的電子照射在被處理基板上的效果；(4)控制等離子體電位的效果；(5)使電子(等離子體)密度上升的效果；(7)使中心部的等離子體密度上升的效果。利用上述(1)的效果，即使在由處理氣體引起的聚合物和來(lái)自光致抗蝕劑的聚合物附著在第一電極的表面上時(shí)，也能夠?qū)酆衔镞M(jìn)行濺射從而對(duì)電極表面進(jìn)行清理。而且， 能夠向基板供給最合適的聚合物，從而消除光致抗蝕劑膜的粗糙。另外，通過(guò)使電極本身濺射，能夠?qū)㈦姌O材料供給至基板上，從而將光致抗蝕劑膜等有機(jī)掩模強(qiáng)化。另外，利用上述O)的效果，被處理基板上的有效停留時(shí)間減少，并且等離子體集中在被處理基板上、擴(kuò)散受到抑制、排氣空間減少，因此，碳氟化合物類處理氣體的離解受到抑制，光致抗蝕劑膜等有機(jī)掩模難以被蝕刻。另外，利用上述(3)的效果，能夠?qū)⒈惶幚砘迳系难谀＝M成改性，從而消除光致抗蝕劑膜的粗糙。另外，因?yàn)楦咚俚碾娮颖徽丈湓诒惶幚砘迳?，所以，可抑制掩蔽效?yīng)，被處理基板的微細(xì)加工性提高。另外，利用上述的效果，能夠適當(dāng)?shù)乜刂频入x子體電位，從而抑制蝕刻副產(chǎn)物在電極、或腔室壁(堆積物遮護(hù)板等)、處理容器內(nèi)的絕緣材料等處理容器內(nèi)部件上的附另外，利用上述(5)的效果，能夠使對(duì)被處理基板的蝕刻速率(蝕刻速度)上升。另外，利用上述(6)的效果，即使處理容器內(nèi)的壓力高、并且使用的蝕刻氣體為負(fù)性氣體，也能夠抑制處理容器內(nèi)的中心部的等離子體密度比周邊低(能夠抑制負(fù)離子的生成)，從而能夠控制等離子體密度，使得等離子體密度均勻。由此，能夠?qū)⒖刮g劑層等有機(jī)掩模層的耐等離子體性維持較高從而以高選擇比進(jìn)行蝕刻?；蛘?，能夠有效地消除堆積物在電極上的附著?；蛘吣軌蜻M(jìn)行高速的蝕刻，或者能夠?qū)Ρ惶幚砘暹M(jìn)行均勻的蝕刻。根據(jù)本發(fā)明的第十五方面，第一電極被分割為內(nèi)側(cè)電極和外側(cè)電極，上述第一高頻電力被分配并施加于上述內(nèi)側(cè)電極和上述外側(cè)電極，上述直流電源與其中的至少一方連接，因此，除了上述效果以外，能夠改變上述內(nèi)側(cè)電極和上述外側(cè)電極的電場(chǎng)強(qiáng)度，從而能夠進(jìn)一步提高徑方向的等離子體密度的均勻性。根據(jù)本發(fā)明的第十六 第十九方面，通過(guò)一邊向被施加第一高頻電力的第一電極施加直流電壓，一邊進(jìn)行蝕刻，能夠充分地得到作為被蝕刻層的絕緣膜與底膜的選擇比。例如，在絕緣膜為有機(jī)類絕緣膜SiOC類膜、其底膜由碳化硅形成的情況下，或絕緣膜為無(wú)機(jī)類絕緣膜SiO2、其底膜由氮化硅形成的情況下，能夠一邊盡可能地抑制底膜的蝕刻一邊進(jìn)行蝕刻。另外，通過(guò)一邊向第一電極施加直流電壓，一邊控制高頻電力、壓力、氣體種類等蝕刻條件，能夠一邊如上所述維持高的選擇比，一邊提高對(duì)SiOC類膜等的蝕刻速率，此外， 還能夠改善對(duì)抗蝕劑的選擇比，特別是SiOC類膜等對(duì)ArF抗蝕劑的蝕刻選擇比。另外，由于能夠使蝕刻速率的提高和蝕刻圖案的⑶(Critical Dimension 臨界尺寸)控制兩者兼得，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)高速、高精度的蝕刻，從而能夠提高半導(dǎo)體裝置的可靠性。另外，在利用蝕刻在半導(dǎo)體晶片等被處理體表面上刻設(shè)線條和空間(line & space)的圖案的情況下，能夠降低線蝕刻粗糙度(LER)。根據(jù)本發(fā)明的第二十 第二十二方面，將施加頻率相對(duì)較高的第一高頻電力的第一高頻電力施加單元和施加頻率相對(duì)較低的第二高頻電力的第二高頻電力施加單元與支承被處理基板的第二電極連接，將施加直流電壓的直流電源與第一電極連接，因此，在一邊從第一和第二高頻電力施加單元向第二電極施加頻率不同的高頻電力以形成處理氣體的等離子體、并且將離子引入被處理基板，一邊進(jìn)行等離子體蝕刻時(shí)，通過(guò)向第一電極施加直流電壓，能夠得到以下效果中的至少一種(1)增大第一電極的自偏壓的絕對(duì)值，向第一電極表面的濺射效果；( 使第一電極的等離子體鞘擴(kuò)大，形成的等離子體被縮小的效果； (3)使在第一電極附近產(chǎn)生的電子照射在被處理基板上的效果；(4)控制等離子體電位的效果；( 使電子(等離子體)密度上升的效果；(6)使中心部的等離子體密度上升的效果。利用上述(1)的效果，即使在由處理氣體引起的聚合物和來(lái)自光致抗蝕劑的聚合物附著在第一電極的表面上時(shí)，也能夠?qū)酆衔镞M(jìn)行濺射從而對(duì)電極表面進(jìn)行清理。而且， 能夠向基板供給最合適的聚合物，從而消除光致抗蝕劑膜的粗糙。另外，通過(guò)使電極本身濺射，能夠?qū)㈦姌O材料供給至基板上，從而將光致抗蝕劑膜等有機(jī)掩模強(qiáng)化。另外，利用上述O)的效果，被處理基板上的有效停留時(shí)間減少，并且等離子體集中在被處理基板上、擴(kuò)散受到抑制、排氣空間減少，因此，碳氟化合物類處理氣體的離解受到抑制，光致抗蝕劑膜等有機(jī)掩模難以被蝕刻。另外，利用上述(3)的效果，能夠?qū)⒈惶幚砘迳系难谀＝M成改性，從而消除光致抗蝕劑膜的粗糙。另外，因?yàn)楦咚俚碾娮颖徽丈湓诒惶幚砘迳希?，可抑制掩蔽效?yīng)，被處理基板的微細(xì)加工性提高。另外，利用上述的效果，能夠適當(dāng)?shù)乜刂频入x子體電位，從而抑制蝕刻副產(chǎn)物在電極、或腔室壁(堆積物遮護(hù)板等)、處理容器內(nèi)的絕緣材料等處理容器內(nèi)部件上的附另外，利用上述(5)的效果，能夠使對(duì)被處理基板的蝕刻速率(蝕刻速度)上升。另外，利用上述(6)的效果，即使處理容器內(nèi)的壓力高、并且使用的蝕刻氣體為負(fù)性氣體，也能夠抑制處理容器內(nèi)的中心部的等離子體密度比周邊低(能夠抑制負(fù)離子的生成)，從而能夠控制等離子體密度，使得等離子體密度均勻。由此，能夠?qū)⒖刮g劑層等有機(jī)掩模層的耐等離子體性維持較高從而以高選擇比進(jìn)行蝕刻。或者，能夠有效地消除堆積物在電極上的附著。或者能夠進(jìn)行高速的蝕刻，或者能夠?qū)Ρ惶幚砘暹M(jìn)行均勻的蝕刻。


圖1為表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的等離子體蝕刻裝置的概略截面圖。
圖2為表示在圖1的等離子體蝕刻裝置中、與第一高頻電源連接的匹配器的結(jié)構(gòu)的圖。圖3為表示在圖1的等離子體蝕刻裝置中、向上部電極施加直流電壓時(shí)的Vd。和等離子體鞘厚度的變化的圖。圖4A為表示對(duì)在圖1的等離子體蝕刻裝置中、向上部電極施加直流電壓的情況和不施加的情況下的等離子體狀態(tài)進(jìn)行比較的圖。圖4B為表示對(duì)在圖1的等離子體蝕刻裝置中、向上部電極施加直流電壓的情況和不施加的情況下的等離子體狀態(tài)進(jìn)行比較的圖。圖5為表示利用圖1的等離子體蝕刻裝置，改變向上部電極施加的直流電壓而對(duì) SiO2膜進(jìn)行蝕刻時(shí)，光致抗蝕劑膜的蝕刻速率、SiO2膜的蝕刻速率和S^2膜對(duì)光致抗蝕劑膜的選擇比的圖。圖6為表示應(yīng)用連續(xù)蝕刻處理的多層膜的一個(gè)例子的圖。圖7為表示在圖1的等離子體蝕刻裝置中、向上部電極施加直流電壓時(shí)的等離子體電位波形的變化的圖。圖8為表示在圖1的等離子體蝕刻裝置中、向上部電極施加的直流電壓與最大等離子體電位的關(guān)系的圖。圖9為表示在圖1的等離子體蝕刻裝置中、改變施加的直流電壓時(shí)的電子密度及其分布的變化的圖。圖IOA為示意性地表示在圖9的蝕刻中、各直流電壓下的中心和邊緣的蝕刻狀態(tài)的圖。圖IOB為示意性地表示在圖9的蝕刻中、各直流電壓下的中心和邊緣的蝕刻狀態(tài)的圖。圖IOC為示意性地表示在圖9的蝕刻中、各直流電壓下的中心和邊緣的蝕刻狀態(tài)的圖。圖11為表示上部電極表面的自偏壓與施加的直流電壓的關(guān)系的圖。圖12為表示在圖1的等離子體蝕刻裝置中設(shè)置有檢測(cè)等離子體的檢測(cè)器的狀態(tài)的截面圖。圖13為表示在圖1的等離子體蝕刻裝置中、向上部電極施加直流電壓時(shí)，用于抑制異常放電的波形的圖。圖14為表示GND塊的另一個(gè)配置例的概略15為表示GND塊的又一個(gè)配置例的概略圖。圖16A為用于說(shuō)明防止GND塊的附著物的例子的圖。圖16B為用于說(shuō)明防止GND塊的附著物的例子的圖。圖17為表示能夠除去GND塊的附著物的裝置結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的概略圖。圖18A為用于說(shuō)明圖17的裝置的等離子體蝕刻時(shí)的狀態(tài)和清理時(shí)的狀態(tài)的概略圖。圖18B為用于說(shuō)明圖17的裝置的等離子體蝕刻時(shí)的狀態(tài)和清理時(shí)的狀態(tài)的概略圖。圖19為表示圖17的裝置的等離子體蝕刻時(shí)的另一狀態(tài)的概略圖。
圖20為表示能夠除去GND塊的附著物的裝置結(jié)構(gòu)的另一個(gè)例子的概略圖。圖21A為用于說(shuō)明圖20的裝置的等離子體蝕刻時(shí)的狀態(tài)和清理時(shí)的狀態(tài)的概略圖。圖21B為用于說(shuō)明圖20的裝置的等離子體蝕刻時(shí)的狀態(tài)和清理時(shí)的狀態(tài)的概略圖。圖22為表示具有防止不DC接地的功能的GND塊的一個(gè)例子的示意圖。圖23為表示具有防止不DC接地的功能的GND塊的另一個(gè)例子的示意圖。圖24A為表示具有防止不DC接地的功能的GND塊的又一個(gè)例子的示意圖。圖24B為表示具有防止不DC接地的功能的GND塊的又一個(gè)例子的示意圖。圖25為表示具有防止不DC接地的功能的GND塊的又一個(gè)例子的示意圖。圖沈?yàn)楸硎揪哂蟹乐共籇C接地的功能的GND塊的又一個(gè)例子的示意圖。圖27為表示具有防止不DC接地的功能的GND塊的又一個(gè)例子的示意圖。圖28為表示RF等離子體和DC等離子體的電子溫度分布的圖。圖四為表示僅在高頻電力下形成等離子體的情況和也施加直流電壓的情況下的電子溫度分布的圖。圖30A為用于說(shuō)明在偏置高頻電力的頻率為2MHz時(shí)和13. 56MHz時(shí)的離子追蹤性的圖。圖30B為用于說(shuō)明在偏置高頻電力的頻率為2MHz時(shí)和13. 56MHz時(shí)的離子追蹤性的圖。圖31為表示偏置高頻電力的頻率為2MHz時(shí)和13. 56MHz時(shí)的離子能量分布的32A為表示利用圖1的等離子體蝕刻裝置進(jìn)行蝕刻時(shí)能夠作為蝕刻對(duì)象的晶片的截面結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的示意圖。圖32B為表示利用圖1的等離子體蝕刻裝置進(jìn)行蝕刻時(shí)能夠作為蝕刻對(duì)象的晶片的截面結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的示意圖。圖33A為表示利用圖1的等離子體蝕刻裝置進(jìn)行蝕刻時(shí)能夠作為蝕刻對(duì)象的晶片的截面結(jié)構(gòu)的另一個(gè)例子的示意圖。圖3 為表示利用圖1的等離子體蝕刻裝置進(jìn)行蝕刻時(shí)能夠作為蝕刻對(duì)象的晶片的截面結(jié)構(gòu)的另一個(gè)例子的示意圖。圖34為表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的等離子體蝕刻裝置的概略截面圖。圖35為表示圖34的等離子體蝕刻裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)的概略截面圖。圖36為表示圖34的等離子體蝕刻裝置的等離子體生成單元的主要部分的等價(jià)電路的電路圖。圖37為表示圖34的等離子體蝕刻裝置的可變電容器的電容值與電場(chǎng)強(qiáng)度比率的關(guān)系的圖。圖38為表示向圖34的等離子體蝕刻裝置的上部電極施加直流電壓的變形例的圖。圖39為表示向圖34的等離子體蝕刻裝置的上部電極施加直流電壓的另一個(gè)變形例的圖。圖40為表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的等離子體蝕刻裝置的概略截面圖。
圖41為表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的等離子體蝕刻裝置的概略截面圖。圖42A-B為表示在圖41的等離子體蝕刻裝置中、向上部電極施加直流電壓時(shí)的Vdc 和等離子體鞘厚度的變化的圖。圖42A-B為表示在圖41的等離子體蝕刻裝置中、向上部電極施加直流電壓時(shí)的Vdc 和等離子體鞘厚度的變化的圖。圖43A為表示在圖41的等離子體蝕刻裝置中，使用HARC蝕刻條件、改變施加的直流電壓時(shí)的電子密度變化的圖。圖4 為表示在圖41的等離子體蝕刻裝置中，使用HARC蝕刻條件、改變施加的直流電壓時(shí)的電子密度變化的圖。圖43C為表示在圖41的等離子體蝕刻裝置中，使用HARC蝕刻條件、改變施加的直流電壓時(shí)的電子密度變化的圖。圖43D為表示在圖41的等離子體蝕刻裝置中，使用HARC蝕刻條件、改變施加的直流電壓時(shí)的電子密度變化的圖。圖44A為表示在圖41的等離子體蝕刻裝置中，使用Via (通孔)蝕刻條件、改變施加的直流電壓時(shí)的電子密度變化的圖。圖44B為表示在圖41的等離子體蝕刻裝置中，使用Via蝕刻條件、改變施加的直流電壓時(shí)的電子密度變化的圖。圖44C為表示在圖41的等離子體蝕刻裝置中，使用Via蝕刻條件、改變施加的直流電壓時(shí)的電子密度變化的圖。圖44D為表示在圖41的等離子體蝕刻裝置中，使用Via蝕刻條件、改變施加的直流電壓時(shí)的電子密度變化的圖。圖45為表示在上述HARC蝕刻中，使第一高頻電力為3000W、使第二高頻電力為 4000W時(shí)，晶片徑方向的電子密度分布的圖。圖46為表示使用溝槽蝕刻(trench etching)的條件，在施加直流電壓的情況和不施加的情況下，測(cè)定晶片徑方向的電子密度分布的結(jié)果的圖。圖47為表示圖41的等離子體蝕刻裝置的上部電極的電氣狀態(tài)的圖。圖48為表示圖41的等離子體蝕刻裝置的上部電極的電氣狀態(tài)的圖。圖49為表示圖41的等離子體蝕刻裝置的上部電極的電氣狀態(tài)的圖。圖50為表示在圖41的等離子體蝕刻裝置中設(shè)置有檢測(cè)等離子體的檢測(cè)器的狀態(tài)的截面圖。圖51為表示GND塊的另一個(gè)配置例的概略圖。圖52為表示GND塊的又一個(gè)配置例的概略圖。圖53為表示能夠除去GND塊的附著物的裝置結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的概略圖。圖54A為用于說(shuō)明圖53的裝置的等離子體蝕刻時(shí)的狀態(tài)和清理時(shí)的狀態(tài)的概略圖。圖MB為用于說(shuō)明圖53的裝置的等離子體蝕刻時(shí)的狀態(tài)和清理時(shí)的狀態(tài)的概略圖。圖55為表示圖53的裝置的等離子體蝕刻時(shí)的另一狀態(tài)的概略圖。圖56為表示能夠除去GND塊的附著物的裝置結(jié)構(gòu)的另一個(gè)例子的概略圖。
圖57A為用于說(shuō)明圖56的裝置的等離子體蝕刻時(shí)的狀態(tài)和清理時(shí)的狀態(tài)的概略圖。圖57B為用于說(shuō)明圖56的裝置的等離子體蝕刻時(shí)的狀態(tài)和清理時(shí)的狀態(tài)的概略圖。圖58為簡(jiǎn)略表示本發(fā)明的實(shí)施方式4的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。圖59為簡(jiǎn)略表示本發(fā)明的實(shí)施方式5的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。圖60為簡(jiǎn)略表示本發(fā)明的實(shí)施方式6的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。圖61為簡(jiǎn)略表示本發(fā)明的實(shí)施方式7的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。圖62為簡(jiǎn)略表示本發(fā)明的實(shí)施方式8的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。圖63為簡(jiǎn)略表示本發(fā)明的實(shí)施方式9的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。圖64為簡(jiǎn)略表示本發(fā)明的實(shí)施方式10的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。圖65為簡(jiǎn)略表示本發(fā)明的實(shí)施方式11的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。圖66為簡(jiǎn)略表示本發(fā)明的實(shí)施方式12的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。圖67為簡(jiǎn)略表示本發(fā)明的實(shí)施方式13的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。圖68為簡(jiǎn)略表示為了與本發(fā)明的實(shí)施方式13的等離子體蝕刻裝置對(duì)比的現(xiàn)有的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。圖69為簡(jiǎn)略表示本發(fā)明的實(shí)施方式13的等離子體蝕刻裝置的變形例的主要部分的概略截面圖。圖70為簡(jiǎn)略表示本發(fā)明的實(shí)施方式13的等離子體蝕刻裝置的另一個(gè)變形例的主要部分的概略截面圖。圖71為簡(jiǎn)略表示本發(fā)明的實(shí)施方式13的等離子體蝕刻裝置的另一個(gè)變形例的主要部分的概略截面圖。圖72為簡(jiǎn)略表示本發(fā)明的實(shí)施方式13的等離子體蝕刻裝置的又一個(gè)變形例的主要部分的概略截面圖。圖73為簡(jiǎn)略表示本發(fā)明的實(shí)施方式13的等離子體蝕刻裝置的又一個(gè)變形例的主要部分的概略截面圖。圖74為簡(jiǎn)略表示本發(fā)明的實(shí)施方式14的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。圖75為簡(jiǎn)略表示本發(fā)明的實(shí)施方式14的等離子體蝕刻裝置的變形例的主要部分的概略截面圖。圖76為簡(jiǎn)略表示本發(fā)明的實(shí)施方式15的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。圖77為簡(jiǎn)略表示本發(fā)明的實(shí)施方式15的等離子體蝕刻裝置的變形例的主要部分的概略截面圖。圖78為簡(jiǎn)略表示本發(fā)明的實(shí)施方式15的等離子體蝕刻裝置的另一個(gè)變形例的主要部分的概略截面圖。圖79為表示本發(fā)明的實(shí)施方式16的等離子體蝕刻裝置的例子的截面圖。圖80為表示本發(fā)明的實(shí)施方式17的等離子體蝕刻裝置的例子的截面圖。圖81為表示能夠應(yīng)用本發(fā)明的另一類型的等離子體蝕刻裝置的例子的截面圖。圖82為表示能夠應(yīng)用本發(fā)明的又一類型的等離子體蝕刻裝置的例子的截面圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖，具體地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式?！磳?shí)施方式1>首先，說(shuō)明第一實(shí)施方式。圖1為表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的等離子體蝕刻裝置的概略截面圖。該等離子體蝕刻裝置構(gòu)成為電容耦合型平行平板等離子體蝕刻裝置，具有例如由表面被陽(yáng)極氧化處理的鋁制成的大致圓筒狀的腔室(處理容器)10。該腔室10被安全接地。在腔室10的底部，隔著由陶瓷等制成的絕緣板12，配置有圓柱狀的基座支承臺(tái) 14，在該基座支承臺(tái)14上設(shè)置有例如由鋁制成的基座16?；?6構(gòu)成下部電極，在其上載置作為被處理基板的半導(dǎo)體晶片W。在基座16的上面設(shè)置有利用靜電力吸附保持半導(dǎo)體晶片W的靜電吸盤18。該靜電吸盤18具有用一對(duì)絕緣層或絕緣片夾住由導(dǎo)電膜構(gòu)成的電極20的結(jié)構(gòu)，直流電源22與電極20電氣連接。于是，利用由來(lái)自直流電源22的直流電壓產(chǎn)生的庫(kù)侖力等靜電力，將半導(dǎo)體晶片W吸附保持在靜電吸盤18上。在靜電吸盤18 (半導(dǎo)體晶片W)的周圍、在基座16的上面，配置有用于提高蝕刻的均勻性的例如由硅制成的導(dǎo)電性的聚焦環(huán)(校正環(huán))24。在基座16和基座支承臺(tái)14的側(cè)面，設(shè)置有例如由石英制成的圓筒狀的內(nèi)壁部件26。在基座支承臺(tái)14的內(nèi)部，例如在圓周上設(shè)置有制冷劑室觀。從設(shè)置在外部的未圖示的冷卻單元，通過(guò)配管30a、30b，向該制冷劑室循環(huán)供給規(guī)定溫度的制冷劑、例如冷卻水， 能夠利用制冷劑的溫度控制基座上的半導(dǎo)體晶片W的處理溫度。另外，來(lái)自未圖示的傳熱氣體供給機(jī)構(gòu)的傳熱氣體、例如He氣，通過(guò)氣體供給管路32，被供給至靜電吸盤18的上面與半導(dǎo)體晶片W的背面之間。在作為下部電極的基座16的上方，以與基座16相對(duì)的方式平行地設(shè)置有上部電極34。上部和下部電極34、16之間的空間成為等離子體生成空間。上部電極34形成與作為下部電極的基座16上的半導(dǎo)體晶片W相對(duì)并與等離子體生成空間接觸的面、即相對(duì)面。該上部電極34通過(guò)絕緣性屏蔽部件42被支承在腔室10的上部，由電極板36和電極支承體38構(gòu)成，電極板36構(gòu)成與基座16的相對(duì)面并且具有多個(gè)吐出孔37，電極支承體38裝卸自由地支承該電極板36并且是由導(dǎo)電性材料、例如表面被陽(yáng)極氧化處理的鋁制成的水冷結(jié)構(gòu)。電極板36優(yōu)選焦耳熱少的低電阻的導(dǎo)電體或半導(dǎo)體，另外，如后所述，從使抗蝕劑強(qiáng)化的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選含硅的物質(zhì)。從這樣的觀點(diǎn)考慮，電極板36優(yōu)選由硅或SiC 構(gòu)成。在電極支承體38的內(nèi)部設(shè)置有氣體擴(kuò)散室40，與氣體吐出孔37連通的多個(gè)氣體通流孔41從該氣體擴(kuò)散室40向下方延伸。在電極支承體38中形成有向氣體擴(kuò)散室40導(dǎo)入處理氣體的氣體導(dǎo)入口 62，氣體供給管64與該氣體導(dǎo)入口 62連接，處理氣體供給源66與氣體供給管64連接。在氣體供給管64中，從上游側(cè)開始依次設(shè)置有質(zhì)量流量控制器(MFC)68和開關(guān)閥70(也可以用FCN 代替MFC)。于是，作為用于蝕刻的處理氣體，例如C4F8氣體那樣的碳氟化合物氣體(CxFy), 從處理氣體供給源66經(jīng)過(guò)氣體供給管64到達(dá)氣體擴(kuò)散室40，通過(guò)氣體通流孔41和氣體吐出孔37，呈噴淋狀吐出至等離子體生成空間。即，上部電極34作為用于供給處理氣體的噴頭而起作用。第一高頻電源48通過(guò)匹配器46和供電棒44，與上部電極；34電氣連接。第一高頻電源48輸出頻率為13. 56MHz以上、例如60MHz的高頻電力。匹配器46使負(fù)荷阻抗與第一高頻電源48的內(nèi)部(或輸出)阻抗匹配，所以，在腔室10內(nèi)生成等離子體時(shí)，起到使第一高頻電源48的輸出阻抗與負(fù)荷阻抗表觀上一致的作用。匹配器46的輸出端子與供電棒 44的上端連接。另一方面，除了第一高頻電源48以外，可變直流電源50也與上述上部電極34電氣連接。可變直流電源50可以是雙極電源。具體地說(shuō)，該可變直流電源50通過(guò)上述匹配器46和供電棒44與上部電極34連接，能夠利用通斷開關(guān)52進(jìn)行給電的接通和斷開?？勺冎绷麟娫?0的極性和電流、電壓以及通斷開關(guān)52的接通和斷開，由控制器(控制裝置)51 進(jìn)行控制。如圖2所示，匹配器46具有從第一高頻電源48的供電線路49分支設(shè)置的第一可變電容器M和設(shè)置在供電線路49的上述分支點(diǎn)下游側(cè)的第二可變電容器56，通過(guò)它們發(fā)揮上述功能。另外，在匹配器46中設(shè)置有濾波器58，用于捕集來(lái)自第一高頻電源48的高頻 (例如60MHz)和來(lái)自后述的第二高頻電源的高頻(例如2MHz)，使得直流電壓電流(以下簡(jiǎn)稱為直流電壓)能夠有效地供給至上部電極34。即，來(lái)自可變直流電源50的直流電流通過(guò)濾波器58與供電線路49連接。該濾波器58由線圈59和電容器60構(gòu)成，利用它們捕集來(lái)自第一高頻電源48的高頻和來(lái)自后述的第二高頻電源的高頻。以從腔室10的側(cè)壁向上部電極34的高度位置的上方延伸的方式，設(shè)置有圓筒狀的接地導(dǎo)體10a，該圓筒狀接地導(dǎo)體IOa的頂壁部分通過(guò)筒狀的絕緣部件44a，與上部供電棒44電氣絕緣。第二高頻電源90通過(guò)匹配器88，與作為下部電極的基座16電氣連接。從該第二高頻電源90向下部電極基座16供給高頻電力，由此將離子引入半導(dǎo)體晶片W側(cè)。第二高頻電源90輸出300kHz 13. 56MHz范圍內(nèi)的頻率、例如2MHz的高頻電力。匹配器88使負(fù)荷阻抗與第二高頻電源90的內(nèi)部(或輸出)阻抗匹配，因此，在腔室10內(nèi)生成等離子體時(shí)， 起到使第二高頻電源90的內(nèi)部阻抗與負(fù)荷阻抗表觀上一致的作用。用于使來(lái)自第一高頻電源48的高頻(60MHz)不通過(guò)、并將來(lái)自第二高頻電源90的高頻QMHz)接地的低通濾波器(LPF)92與上部電極34電氣連接。該低通濾波器(LPF)92 優(yōu)選由LR濾波器或LC濾波器構(gòu)成。另一方面，用于將來(lái)自第一高頻電源48的高頻(60MHz) 接地的高通濾波器(HPF)94與作為下部電極的基座16電氣連接。在腔室10的底部設(shè)置有排氣口 80，排氣裝置84通過(guò)排氣管82與該排氣口 80連接。排氣裝置84包括渦輪分子泵等真空泵，能夠?qū)⑶皇?0內(nèi)減壓至期望的真空度。另外， 在腔室10的側(cè)壁上設(shè)置有半導(dǎo)體晶片W的搬入搬出口 85，該搬入搬出口 85能夠利用閘閥 86開關(guān)。另外，沿腔室10的內(nèi)壁，裝卸自由地設(shè)置有用于防止蝕刻副產(chǎn)物(堆積物)附著在腔室10上的堆積物遮護(hù)板(cbposit shield) 11。即，堆積物遮護(hù)板11構(gòu)成腔室壁。另外，堆積物遮護(hù)板11也可以設(shè)置在內(nèi)壁部件沈的外周。在腔室10底部的腔室壁側(cè)的堆積物遮護(hù)板11和內(nèi)壁部件26側(cè)的堆積物遮護(hù)板11之間設(shè)置有排氣板83。作為堆積物遮護(hù)板11和排氣板83，可以優(yōu)選使用將IO3等陶瓷覆蓋在鋁材料上而形成的材料。在堆積物遮護(hù)板11構(gòu)成腔室內(nèi)壁的部分的與晶片W大致相同高度部分上，設(shè)置有與地面DC連接的導(dǎo)電性部件(GND塊)91，由此發(fā)揮后述的防止異常放電的效果。等離子體蝕刻裝置的各構(gòu)成部形成與控制部(整體控制裝置)95連接并受其控制的結(jié)構(gòu)。另外，用戶接口 96與控制部95連接，該用戶接口 96由工序管理者為了管理等離子體蝕刻裝置而進(jìn)行指令的輸入操作的鍵盤、將等離子體處理裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況可視化顯示的顯示器等構(gòu)成。另外，存儲(chǔ)部97與控制部95連接，該存儲(chǔ)部97存儲(chǔ)有用于通過(guò)控制部95的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)由等離子體蝕刻裝置運(yùn)行的各種處理的控制程序；和用于根據(jù)處理?xiàng)l件，在等離子體蝕刻裝置的各構(gòu)成部中進(jìn)行處理的程序、即方案。方案可以存儲(chǔ)在硬盤或半導(dǎo)體存儲(chǔ)器中，也可以在被收容在CDROM、DVD等移動(dòng)性的計(jì)算機(jī)可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)中的狀態(tài)下，設(shè)置在存儲(chǔ)部97的規(guī)定位置。于是，根據(jù)需要，按照來(lái)自用戶接口 96的指示等，從存儲(chǔ)部97調(diào)出任意的方案，由控制部95運(yùn)行，在控制部95的控制下，在等離子體蝕刻裝置中進(jìn)行期望的處理。本發(fā)明的實(shí)施方式中所述的等離子體處理裝置(等離子體蝕刻裝置)包含該控制部95。在這樣構(gòu)成的等離子體蝕刻裝置中，當(dāng)進(jìn)行蝕刻處理時(shí)，首先使閘閥86成為打開狀態(tài)，通過(guò)搬入搬出口 85，將作為蝕刻對(duì)象的半導(dǎo)體晶片W搬入腔室10內(nèi)、并載置在基座 16上。然后，從處理氣體供給源66，以規(guī)定的流量，向氣體擴(kuò)散室40供給用于蝕刻的處理氣體，通過(guò)氣體通流孔41和氣體吐出孔37向腔室10內(nèi)供給，同時(shí)利用排氣裝置84對(duì)腔室 10內(nèi)進(jìn)行排氣，使其中的壓力成為例如0. 1 150Pa范圍內(nèi)的設(shè)定值。在此，作為處理氣體，可以采用以往使用的各種氣體，例如，可以優(yōu)選使用以C4F8氣體那樣的碳氟化合物氣體 (CxFy)為代表的含有鹵素元素的氣體。還可以包含Ar氣、O2氣等其它氣體。在這樣向腔室10內(nèi)導(dǎo)入蝕刻氣體的狀態(tài)下，以規(guī)定功率從第一高頻電源48向上部電極34施加等離子體生成用的高頻電力，同時(shí)，以規(guī)定功率從第二高頻電源90向作為下部電極的基座16施加離子引入用的高頻。另外，從靜電吸盤18用的直流電源22向靜電吸盤18的電極20施加直流電壓，從而將半導(dǎo)體晶片W固定在基座16上。從在上部電極34的電極板36上形成的氣體吐出孔37吐出的處理氣體，在上部電極34和作為下部電極的基座16之間的由高頻電力產(chǎn)生的輝光放電中等離子體化，利用由該等離子體生成的自由基或離子對(duì)半導(dǎo)體晶片W的被處理面進(jìn)行蝕刻。另外，這樣向上部電極34供給等離子體形成用的第一高頻電力以調(diào)節(jié)等離子體密度、向作為下部電極的基座16供給離子引入用的第二高頻電力以進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)，因此能夠擴(kuò)大等離子體的控制界限(margin)。在本實(shí)施方式中，在這樣形成等離子體時(shí)，向上部電極34供給高的頻率區(qū)域(例如IOMHz以上)的高頻電力，因此，能夠使等離子體在理想的狀態(tài)下高密度化，即使在更低壓力的條件下，也能夠形成高密度等離子體。另外，在這樣形成等離子體時(shí)，從可變直流電源50向上部電極34施加規(guī)定極性和大小的直流電壓。此時(shí)，優(yōu)選利用控制器51控制來(lái)自可變直流電源50的施加電壓，使得施加電極表面的自偏壓Vd。變深至、也就是使得上部電極34表面的Vd。的絕對(duì)值增大至可得到對(duì)作為施加電極的上部電極34的表面、即電極板36的表面的規(guī)定的(適度的)濺射效果的程度。在從第一高頻電源48施加的高頻的功率低的情況下，聚合物會(huì)附著在上部電極 34上，但通過(guò)從可變直流電源50施加適當(dāng)?shù)闹绷麟妷?，能夠使附著在上部電極34上的聚合物濺射，從而使上部電極34的表面清潔。與此同時(shí)，能夠向半導(dǎo)體晶片W上供給最適量的聚合物，以消除光致抗蝕劑膜的表面粗糙。另外，調(diào)整來(lái)自可變直流電源50的電壓，使上部電極34自身濺射，將電極材料本身供給至半導(dǎo)體晶片W的表面，由此，在光致抗蝕劑膜表面形成碳化物，將光致抗蝕劑膜強(qiáng)化，并且濺射的電極材料與碳氟化合物類處理氣體中的F 反應(yīng)而被排出，由此等離子體中的F比率減少，光致抗蝕劑膜難以被蝕刻。在電極板36為硅或SiC等含硅物質(zhì)的情況下，在電極板36表面濺射的硅與聚合物反應(yīng)，在光致抗蝕劑膜表面形成SiC，光致抗蝕劑膜變得極其強(qiáng)固，而且，因?yàn)镾i容易與F反應(yīng)，所以上述效果特別大。因此，作為電極板36的材料，優(yōu)選含硅的物質(zhì)。在這種情況下，可以代替控制來(lái)自可變直流電源50的施加電壓，而控制施加電流或施加電力。在這樣向上部電極34施加直流電壓、自偏壓Vic變深的情況下，如圖3所示，在上部電極34側(cè)形成的等離子體鞘的厚度變大。當(dāng)?shù)入x子體鞘變厚時(shí)，等離子體縮小相應(yīng)量。 例如，在不向上部電極34施加直流電壓的情況下，上部電極側(cè)的Vde為-300V，如圖4A所示， 等離子體為具有薄的鞘厚Cltl的狀態(tài)。但是，在向上部電極34施加-900V的直流電壓時(shí)，上部電極側(cè)的Vd。成為-900V，因?yàn)榈入x子體鞘的厚度與Vd。的絕對(duì)值的3/4成比例，所以，如圖4B所示，形成更厚的等離子體鞘Cl1，等離子體縮小相應(yīng)量。通過(guò)這樣形成厚的等離子體鞘、將等離子體適當(dāng)?shù)乜s小，半導(dǎo)體晶片W上的有效停留時(shí)間減少，并且等離子體集中在晶片W上，擴(kuò)散受到抑制，離解空間減少。由此，可抑制碳氟化合物類處理氣體的離解，光致抗蝕劑膜難以被蝕刻。因此，優(yōu)選利用控制器51控制來(lái)自可變直流電源50的施加電壓，使得上部電極34的等離子體鞘的厚度變厚至可形成期望的縮小的等離子體的程度。在這種情況下，可以代替控制來(lái)自可變直流電源50的施加電壓，而控制施加電流或施加電力。另外，在形成等離子體時(shí)，在上部電極34附近生成電子。當(dāng)從可變直流電源50向上部電極34施加直流電壓時(shí)，利用施加的直流電壓值與等離子體電位的電位差，使電子向處理空間的鉛錘方向加速。通過(guò)使可變直流電源50的極性、電壓值、電流值成為期望的值， 可將電子照射到半導(dǎo)體晶片W上。照射的電子使作為掩模的光致抗蝕劑膜的組成改性，從而使光致抗蝕劑膜強(qiáng)化。因此，通過(guò)利用可變直流電源50的施加電壓值和施加電流值控制在上部電極34附近生成的電子的量和這些電子向晶片W的加速電壓，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)光致抗蝕劑膜的規(guī)定的強(qiáng)化。
特別是在半導(dǎo)體晶片W上的光致抗蝕劑膜為ArF受激準(zhǔn)分子激光(波長(zhǎng)193nm)用的光致抗蝕劑膜(以下記為ArF抗蝕劑膜)的情況下，ArF抗蝕劑膜的聚合物結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)以下的化學(xué)式(1)、⑵所示的反應(yīng)后，照射電子，得到化學(xué)式(3)右邊那樣的結(jié)構(gòu)。S卩，當(dāng)照射電子時(shí)，如化學(xué)式(3)的d部所示，ArF抗蝕劑膜的組成發(fā)生改性(抗蝕劑的交聯(lián)反應(yīng))。 因?yàn)樵揹部具有使耐蝕刻性(耐等離子體性)非常強(qiáng)的作用，所以，ArF抗蝕劑膜的耐蝕刻性飛躍性地增大。因此，能夠抑制ArF抗蝕劑膜的表面粗糙，并能夠提高蝕刻對(duì)象層對(duì)ArF 抗蝕劑膜的蝕刻選擇比。
權(quán)利要求
1.一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括 收容被處理基板，能夠進(jìn)行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對(duì)配置的第一電極和支承被處理基板的第二電極； 向所述第二電極施加等離子體形成用的高頻電力的高頻電力施加單元； 向所述第一電極施加直流電壓的直流電源；和向所述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元，為了使由向所述第一電極施加的來(lái)自所述直流電源的直流電壓產(chǎn)生的電流通過(guò)等離子體放出，在所述處理容器內(nèi)設(shè)置有接地的導(dǎo)電性部件。
2.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述直流電源向所述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個(gè)均可變。
3.如權(quán)利要求2所述的等離子體處理裝置，其特征在于還包括控制從所述直流電源向所述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個(gè)的控制裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述控制裝置控制可否從所述直流電源向所述第一電極施加直流電壓。
5.如權(quán)利要求3所述的等離子體處理裝置，其特征在于還包括對(duì)生成的等離子體的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)器，根據(jù)該檢測(cè)器的信息，所述控制裝置控制從所述直流電源向所述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個(gè)。
6.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于 所述第一電極為上部電極，所述第二電極為下部電極。
7.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于 所述直流電源施加-2000 +1000V范圍的電壓。
8.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于 所述第一電極的與所述第二電極相對(duì)的面由含硅的物質(zhì)形成。
9.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于 所述第一電極相對(duì)于接地電位為直流浮動(dòng)狀態(tài)。
10.如權(quán)利要求9所述的等離子體處理裝置，其特征在于具有能夠?qū)⑺龅谝浑姌O改變?yōu)楦?dòng)狀態(tài)或接地狀態(tài)的可變裝置，根據(jù)來(lái)自整體控制裝置的指令，當(dāng)向所述第一電極施加直流電壓時(shí)，所述可變裝置使所述第一電極相對(duì)于接地電位成為浮動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)不向所述第一電極施加直流電壓時(shí)，所述可變裝置使所述第一電極相對(duì)于接地電位成為浮動(dòng)狀態(tài)或接地狀態(tài)中的任一個(gè)。
11.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述第一電極為上部電極，所述第二電極為下部電極，所述導(dǎo)電性部件配置在所述第一電極的附近。
12.如權(quán)利要求11所述的等離子體處理裝置，其特征在于 所述導(dǎo)電性部件呈環(huán)狀配置在所述第一電極的外側(cè)。
13.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述導(dǎo)電性部件具有用于防止等離子體處理時(shí)的飛濺物附著的凹部。
14.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于具有覆蓋所述導(dǎo)電性部件的一部分的保護(hù)板，通過(guò)使所述保護(hù)板相對(duì)于所述導(dǎo)電性部件相對(duì)移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述導(dǎo)電性部件在等離子體中露出的部分發(fā)生變化。
15.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述導(dǎo)電性部件為一部分在等離子體中露出的圓柱形狀，通過(guò)使所述導(dǎo)電性部件以圓柱的軸為中心轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述導(dǎo)電性部件在等離子體中露出的部分發(fā)生變化。
16.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于包括覆蓋所述導(dǎo)電性部件的一部分、并且具有用等離子體進(jìn)行蝕刻而得到的材質(zhì)的臺(tái)階形狀的保護(hù)膜，通過(guò)蝕刻所述保護(hù)膜，所述導(dǎo)電性部件在等離子體中露出的部分發(fā)生變化。
17.如權(quán)利要求1 10和權(quán)利要求13 16中任一項(xiàng)所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述第一電極為上部電極，所述第二電極為下部電極，所述導(dǎo)電性部件設(shè)置在所述第二電極的周圍。
18.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于為了使由向所述第一電極施加的來(lái)自所述直流電源的直流電壓產(chǎn)生的電流通過(guò)等離子體放出，在所述處理容器內(nèi)設(shè)置有根據(jù)來(lái)自整體控制裝置的指令而被接地的導(dǎo)電性部件。
19.如權(quán)利要求18所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述第一電極為上部電極，所述第二電極為下部電極，所述導(dǎo)電性部件設(shè)置在所述第二電極的周圍。
20.如權(quán)利要求18所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述第一電極為上部電極，所述第二電極為下部電極，所述導(dǎo)電性部件配置在所述第一電極的附近。
21.如權(quán)利要求20所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述導(dǎo)電性部件呈環(huán)狀配置在所述第一電極的外側(cè)。
22.如權(quán)利要求18所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述導(dǎo)電性部件具有用于防止等離子體處理時(shí)的飛濺物附著的凹部。
23.如權(quán)利要求18所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述導(dǎo)電性部件在等離子體蝕刻時(shí)被接地。
24.如權(quán)利要求18所述的等離子體處理裝置，其特征在于能夠向所述導(dǎo)電性部件施加直流電壓或交流電壓，根據(jù)來(lái)自整體控制裝置的指令，施加直流電壓或交流電壓，由此對(duì)其表面進(jìn)行濺射或蝕刻。
25.如權(quán)利要求M所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述導(dǎo)電性部件在清理時(shí)被施加直流電壓或交流電壓。
26.如權(quán)利要求M所述的等離子體處理裝置，其特征在于還包括將所述導(dǎo)電性部件的連接切換至所述直流電源側(cè)或接地線路側(cè)的切換機(jī)構(gòu)，當(dāng)利用所述切換機(jī)構(gòu)將所述導(dǎo)電性部件與所述直流電源側(cè)連接時(shí)，從所述直流電源向所述導(dǎo)電性部件施加直流電壓或交流電壓，由此對(duì)其表面進(jìn)行濺射或蝕刻。
27.如權(quán)利要求M所述的等離子體處理裝置，其特征在于能夠向所述導(dǎo)電性部件施加負(fù)的直流電壓。
28.如權(quán)利要求27所述的等離子體處理裝置，其特征在于為了將在向所述導(dǎo)電性部件施加負(fù)的直流電壓時(shí)流入所述處理容器內(nèi)的直流電子電流排出，在所述處理容器內(nèi)設(shè)置有接地的導(dǎo)電性輔助部件。
29.如權(quán)利要求觀所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述第一電極為上部電極，所述第二電極為下部電極，所述導(dǎo)電性部件配置在所述第一電極的附近，所述導(dǎo)電性輔助部件設(shè)置在所述第二電極的周圍。
30.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于將處于第一狀態(tài)和第二狀態(tài)中的任一狀態(tài)的導(dǎo)電性部件設(shè)置在所述處理容器內(nèi)，所述第一狀態(tài)是為了使向所述第一電極供給的來(lái)自所述直流電源的直流電流通過(guò)等離子體放出、根據(jù)來(lái)自整體控制裝置的指令而被接地的狀態(tài)，所述第二狀態(tài)是從所述直流電源施加直流電壓以對(duì)其表面進(jìn)行濺射或蝕刻的狀態(tài)，還包括連接切換機(jī)構(gòu)，該連接切換機(jī)構(gòu)能夠在所述直流電源的負(fù)極與所述第一電極連接、且所述導(dǎo)電性部件與接地線路連接的第一連接，和所述直流電源的正極與所述第一電極連接、所述直流電源的負(fù)極與所述導(dǎo)電性部件連接的第二連接之間進(jìn)行切換，通過(guò)該切換，能夠分別形成所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)。
31.如權(quán)利要求30所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述第一狀態(tài)在等離子體蝕刻時(shí)形成，所述第二狀態(tài)在所述導(dǎo)電性部件的清理時(shí)形成。
32.—種等離子體處理方法，其特征在于在處理容器內(nèi)，將第一電極和支承被處理基板的第二電極相對(duì)配置，一邊向所述第二電極施加等離子體形成用的高頻電力，一邊向所述處理容器內(nèi)供給處理氣體，以生成該處理氣體的等離子體，對(duì)被支承在所述第二電極上的被處理基板進(jìn)行等離子體處理，該等離子體處理方法具有向所述第一電極施加直流電壓的工序；和一邊向所述第一電極施加直流電壓，一邊對(duì)所述被處理基板進(jìn)行等離子體處理的工序，在所述處理容器內(nèi)設(shè)置有接地的導(dǎo)電性部件，使由向所述第一電極施加的直流電壓產(chǎn)生的電流通過(guò)等離子體放出。
33.如權(quán)利要求32所述的等離子體處理方法，其特征在于向所述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個(gè)均可變。
34.如權(quán)利要求33所述的等離子體處理方法，其特征在于控制向所述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個(gè)。
35.如權(quán)利要求34所述的等離子體處理方法，其特征在于控制可否向所述第一電極施加直流電壓。
36.如權(quán)利要求34所述的等離子體處理方法，其特征在于對(duì)生成的等離子體的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)該檢測(cè)信息，控制向所述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個(gè)。
37.如權(quán)利要求32所述的等離子體處理方法，其特征在于所述第一電極相對(duì)于接地電位為直流浮動(dòng)狀態(tài)。
38.如權(quán)利要求37所述的等離子體處理方法，其特征在于所述第一電極能夠改變?yōu)楦?dòng)狀態(tài)或接地狀態(tài)，根據(jù)來(lái)自整體控制裝置的指令，當(dāng)向所述第一電極施加直流電壓時(shí)，使所述第一電極相對(duì)于接地電位成為浮動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)不向所述第一電極施加直流電壓時(shí)，使所述第一電極相對(duì)于接地電位成為浮動(dòng)狀態(tài)或接地狀態(tài)中的任一個(gè)。
39.如權(quán)利要求32所述的等離子體處理方法，其特征在于在所述處理容器內(nèi)設(shè)置有根據(jù)來(lái)自整體控制裝置的指令而被接地的導(dǎo)電性部件，使由向所述第一電極施加的直流電壓產(chǎn)生的電流通過(guò)等離子體放出。
40.如權(quán)利要求39所述的等離子體處理方法，其特征在于所述導(dǎo)電性部件在等離子體蝕刻時(shí)被接地。
41.如權(quán)利要求39所述的等離子體處理方法，其特征在于能夠向所述導(dǎo)電性部件施加直流電壓或交流電壓，根據(jù)來(lái)自整體控制裝置的指令，施加直流電壓或交流電壓，由此對(duì)其表面進(jìn)行濺射或蝕刻。
42.如權(quán)利要求41所述的等離子體處理方法，其特征在于所述導(dǎo)電性部件在清理時(shí)被施加直流電壓或交流電壓。
43.如權(quán)利要求41所述的等離子體處理方法，其特征在于還包括將所述導(dǎo)電性部件的連接切換至施加直流電壓的直流電源側(cè)或接地線路側(cè)的切換機(jī)構(gòu)，當(dāng)利用所述切換機(jī)構(gòu)將所述導(dǎo)電性部件與所述直流電源側(cè)連接時(shí)，從所述直流電流向所述導(dǎo)電性部件施加直流電壓或交流電壓，由此對(duì)其表面進(jìn)行濺射或蝕刻。
44.如權(quán)利要求41所述的等離子體處理方法，其特征在于能夠向所述導(dǎo)電性部件施加負(fù)的直流電壓。
45.如權(quán)利要求44所述的等離子體處理方法，其特征在于為了將在向所述導(dǎo)電性部件施加負(fù)的直流電壓時(shí)流入所述處理容器內(nèi)的直流電子電流排出，在所述處理容器內(nèi)設(shè)置有接地的導(dǎo)電性輔助部件。
46.如權(quán)利要求32所述的等離子體處理方法，其特征在于在對(duì)被支承在所述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進(jìn)行蝕刻時(shí)，為了增大所述絕緣膜與底膜的選擇比，使用 C5F8、Ar、N2、或 C4F8、Ar、N2、或 C4F8、Ar、N2、O2、或 C4F8、Ar、隊(duì)、CO 中的任一種組合作為所述處理氣體。
47.如權(quán)利要求32所述的等離子體處理方法，其特征在于在對(duì)被支承在所述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進(jìn)行蝕刻時(shí)，為了增大所述絕緣膜與掩模的選擇比，使用CF4、或0&、41~、或隊(duì)、!12中的任一種組合作為所述處理氣體。
48.如權(quán)利要求32所述的等離子體處理方法，其特征在于在對(duì)被支承在所述第二電極上的被處理基板的絕緣膜上的有機(jī)反射防止膜進(jìn)行蝕刻時(shí)，使用CF4、或CF4、C3F8、或CF4、C4F8、或CF4、C4F6中的任一種組合作為所述處理氣體。
49.如權(quán)利要求32所述的等離子體處理方法，其特征在于在對(duì)被支承在所述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進(jìn)行蝕刻時(shí)，為了增大所述絕緣膜的蝕刻速度，使用 C4F6, CF4, Ar、O2、或 C4F6, C3F8, Ar、O2、或 C4F6, C4F8, Ar、O2、或 C4F6, C2F6, Ar、O2、或C4F8、Ar、O2、或C4F8、Ar、O2中的任一種組合作為所述處理氣體。
50.如權(quán)利要求32 37和權(quán)利要求46 49中任一項(xiàng)所述的等離子體處理方法，其特征在于所述第一電極為上部電極，所述第二電極為下部電極，所述導(dǎo)電性部件設(shè)置在所述第二電極的周圍。
全文摘要
本發(fā)明提供等離子體處理裝置和方法。本發(fā)明的等離子體處理裝置包括收容被處理基板，能夠進(jìn)行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對(duì)配置的第一電極和支承被處理基板的第二電極；向所述第二電極施加等離子體形成用的高頻電力的高頻電力施加單元；向所述第一電極施加直流電壓的直流電源；和向所述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元，為了使由向所述第一電極施加的來(lái)自所述直流電源的直流電壓產(chǎn)生的電流通過(guò)等離子體放出，在所述處理容器內(nèi)設(shè)置有接地的導(dǎo)電性部件。
文檔編號(hào)H01L21/3065GK102256432SQ20111020622
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2005年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月21日
發(fā)明者佐藤學(xué), 吉備和雄, 大矢欣伸, 大谷龍二, 小林典之, 山崎廣樹, 山澤陽(yáng)平, 巖田學(xué), 日向邦彥, 杉本勝, 松本直樹, 矢野大介, 輿水地鹽, 輿石公, 花岡秀敏, 速水利泰, 齊藤昌司 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社