等離子處理方法技術

本發明專利技術提供一種能夠在使用堆積性氣體的等離子處理中，抑制被處理體的處理枚數的增加所產生的異物的等離子處理方法。本發明專利技術提供一種等離子處理方法，從被導入到處理室內的堆積性氣體生成等離子體，通過使載置于該處理室內所設置的試料臺上的被處理體以施加了高頻電力的狀態暴露于上述等離子體中來進行上述被處理體的蝕刻，該等離子處理方法的特征在于：通過重復將上述被處理體暴露于上述等離子體中的第一期間和將上述被處理體暴露于上述等離子體中且針對上述被處理體的蝕刻速率低于該第一期間的第二期間，在向上述處理室內壁面的堆積膜成為非結晶的蝕刻條件下蝕刻上述被處理體。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及使用等離子處理裝置的，特別涉及抑制異物的。
技術介紹
為了制造高精細化、復雜化的半導體器件，就需要對作為被蝕刻材料的膜高選擇性地且垂直地進行等離子蝕刻的技術。作為其一，相對于基底及作為掩模材料使用的氧化硅膜(SiO2)高選擇性地且垂直地等離子蝕刻氮化硅膜(Si3N4)就成為重要課題。作為解決此課題的技術，在專利文獻I中公開了使用CH3或CH2F2等由C、H、F組成且F對H之比小于等于2的這種氣體，相對于氧化硅膜以高選擇比蝕刻氮化硅膜這一方法。另外，在專利文獻2中公開了在氮化硅蝕刻中使晶片偏壓功率值上下變動以提高選擇性這 一技術。現有技術文獻專利文獻專利文獻I日本專利公開特開昭60-115232號公報專利文獻2日本專利公開特開平6-267895號公報雖然在上述的現有技術中，兼顧高選擇性和垂直性較高的形狀，但由于使用CH3氣體或CH2F2氣體的等離子體，所以使包含堆積性較強的碳的反應生成物發生許多。因此，在等離子處理室的內壁就會堆積許多碳系的反應生成物，若處理一定程度的枚數(片數)堆積膜就會剝落并作為異物落到晶片上。蝕刻加工的不良就會因在此晶片上落下的納米至微米級大小的異物而發生。另外，上述課題并不限于使用CH3氣體或CH2F2氣體的等離子體的蝕刻，在使用堆積性氣體的等離子蝕刻中也是共同的課題。
技術實現思路
因此，本專利技術提供一種能夠在使用堆積性氣體的等離子處理中，抑制被處理體的處理枚數的增加而產生的異物的。本專利技術提供一種，從被導入到處理室內的堆積性氣體生成等離子體，通過使載置于該處理室內所設置的試料臺上的被處理體以施加了高頻電力的狀態暴露于上述等離子體中來進行上述被處理體的蝕刻，該的特征在于通過重復將上述被處理體暴露于上述等離子體中的第一期間和將上述被處理體暴露于上述等離子體中且針對上述被處理體的蝕刻速率低于該第一期間的第二期間，在向上述處理室內壁面的堆積膜成為非結晶的蝕刻條件下蝕刻上述被處理體。另外，本專利技術提供一種，從被導入到處理室內的堆積性氣體生成等離子體，在通過使載置于該處理室內所設置的試料臺上的被處理體以施加了高頻電力的狀態暴露于上述等離子體中來進行上述被處理體的蝕刻的期間抑制向上述處理室內壁面的堆積，該的特征在于對上述高頻電力進行時間調制并間歇地施加于上述被處理體。根據本專利技術的，就能夠在使用堆積性氣體的等離子處理中，抑制被處理體的處理枚數的增加所產生的異物。附圖說明圖I是實施本專利技術的等離子蝕刻裝置之概略截面圖。圖2是表示本專利技術的等離子處理的流程圖。圖3是表示基于差異而產生的反應生成物之堆積狀態的圖。圖4是表示實施例中所用的晶片(wafer)的膜構造的圖。 圖5是表示氮化硅膜的蝕刻速度的處理枚數依賴性的圖。圖6圖示與任意第一期間的高頻偏壓功率相對的處理枚數增加所造成的異物可以抑制的占空比的范圍。附圖標記說明I試料臺、2處理室、3臺架、4頂棚、5波導管、6磁控管、7電磁線圈、8直流電源、9高頻電源、10晶片、11搬入口、12排氣口、13等離子體、14在第一期間所生成的反應生成物、15在第二期間所生成的反應生成物、16娃基板、17氧化娃膜、18氮化娃膜、19掩模。具體實施例方式首先就用于實施本專利技術的的等離子蝕刻裝置之一例進行說明。圖I是本實施例中所使用的等離子蝕刻裝置之概略截面圖。本實施例的等離子蝕刻裝置是一種使用了微波的ECR(Electron Cyclotron Resonance)等離子蝕刻裝置,其具備載置作為被處理體的晶片10的試料臺I ;將試料臺I設在內部的處理室2 ;支承處理室2的臺架3 ；對著試料臺I振蕩微波的磁控管6 ;使從磁控管6所振蕩的微波傳播到處理室2的波導管5;使在波導管5傳播的微波進行透過的電介體的頂棚4 ;設置于處理室2的外側使靜磁場發生的電磁線圈7 ;對試料臺I施加高頻電力的高頻電源9 ;將處理室2內控制成規定壓力的排氣部件(未圖不)。聞頻電源9能夠將連續的聞頻電力或者時間調制后的間歇的聞頻電力中的某一種高頻電力施加于試料臺I。另外,通過由直流電源8對試料臺I施加直流電壓,而借助于靜電吸附使晶片10吸附于試料臺I的載置面。接著，就使用了本等離子蝕刻裝置的晶片10的等離子處理進行說明。通過搬送部件(未圖示)經由搬入口 11將晶片10載置于試料臺I。將從磁控管6所振蕩的微波經由波導管5以及頂棚4而供給到處理室2內。一邊將通過氣體供給部件(未圖示)而供給到處理室2內的氣體經由排氣口 12通過排氣部件(未圖示)進行排氣，一邊將處理室內2的壓力控制成規定壓力，并通過處理室內所供給的微波和由電磁線圈7所發生的靜磁場的相互作用，使處理室2內發生高密度的等離子體13。使用此等離子體13對試料臺I上所載置的晶片10進行等離子處理。另外，由高頻電源9對試料臺I施加高頻電力將等離子體13中的離子引入到晶片10，進行離子輔助蝕刻。接著等離子處理后的晶片10通過搬送部件(未圖示)經由搬入口 11從處理室2搬出。接著，就使用了上述等離子蝕刻裝置的本專利技術的進行說明。如圖2所示首先作為步驟1，一邊使用吸附系數高的氣體即堆積性氣體重復第一期間和第二期間一邊對晶片10進行等離子處理。這里，第二期間是指生成與第一期間所生成的反應生成物的組成不同的反應生成物的期間。另外，第一期間和第二期間以在第一期間所生成的反應生成物堆積于處理室2內壁的厚度和在第二期間所生成的反應生成物堆積于處理室2內壁的厚度分別小于等于Inm這樣的頻率進行重復。接著作為步驟2，進行處理室2內的等離子體清洗。不論在試料臺I上載置了晶片10的狀態下還是沒有載置的狀態下都可以進行此等離子體清洗。另外，在晶片10被載置于試料臺I的狀態下實施等離子體清洗時，步驟I和步驟2的晶片10不論相同與否均可。以上，就是進行步驟I和步驟2的，本專利技術通過進行步驟I和步驟2，能夠抑制伴隨于作為被處理體的晶片10的處理枚數的增加而發生的異物。此效果被認為源于以下作用。 圖3是說明異物的發生和抑制的圖。圖3所示的黑圓圈表示在第一期間所生成的反應生成物14，白圓圈15表示在第二期間所生成的反應生成物15。圖3(a)是第一期間和第二期間以在第一期間所生成的反應生成物堆積于處理室2內壁的厚度和在第二期間所生成的反應生成物堆積于處理室2內壁的厚度中的某一個大于Inm這樣的頻率進行重復時，堆積于處理室2內壁的反應生成物的截面示意圖。在此情況下，由于在第一期間和第二期間具有反應生成物充分地堆積于處理室2內壁的時間，所以能夠形成堆積層，堆積膜為層疊型結構。層疊型的堆積膜因黑圓圈層或者白圓圈層的同一層內的分子間的結合能強于離子的等離子位勢(plasma potential)、且相對于原子團持有耐性，故難以揮發，較之于堆積膜被入射到處理室2內壁的離子或原子團被除掉的速率，反應生成物向處理室2內壁的堆積速率更快一些，故反應生成物所造成的堆積膜的厚度將增加。而且，因黑圓圈層和白圓圈層的層間的結合較弱、還持有易于剝離的性質，故例如若層斷面有剝露的地方就會從那里剝離開，并在晶片10上落下而成為異物。圖3 (b)是第一期間和第二期間以在第一期間所生成的反應生成物堆積于處理室2內壁的厚度和在第二期間所生成的反應生成物堆積于處理室2內壁的厚度分別小于等于Inm這樣的頻率進行重復本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種等離子處理方法，從被導入到處理室內的堆積性氣體生成等離子體，通過使載置于該處理室內所設置的試料臺上的被處理體以施加了高頻電力的狀態暴露于上述等離子體中來進行上述被處理體的蝕刻，該等離子處理方法的特征在于：通過重復將上述被處理體暴露于上述等離子體中的第一期間和將上述被處理體暴露于上述等離子體中且針對上述被處理體的蝕刻速率低于該第一期間的第二期間，在向上述處理室內壁面的堆積膜成為非結晶的蝕刻條件下蝕刻上述被處理體。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：井上喜晴，森本未知數，松本剛，小野哲郎，金清任光，藥師寺守，宮地正和，
申請(專利權)人：株式會社日立高新技術，
類型：發明
國別省市：