[发明专利]等离子处理方法及等离子处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对半导体元件、搭载半导体芯片的基板、布线基板、平板型显示装置基板等电子装置的基板或被处理物实施等离子处理的方法及其处理装置、利用该等离子处理制造电子装置的制造方法。

背景技术

以往，在利用等离子对硅半导体等被处理物表面进行氧化、氮化、氧氮化，或在被处理物表面上形成氧化膜、氮化膜、氧氮化膜、聚硅膜、有机EL膜等，或蚀刻被处理表面之际的等离子处理中，利用单一的稀有气体产生等离子。作为稀有气体，为了减小对被处理物的等离子损伤，从而采用与电子的碰撞截面积大、等离子的电子温度低的氪(Kr)气和氙(Xe)气(例如，参照专利文献1)。

专利文献1中揭示了采用Kr作为等离子激励气体以形成氧化膜及氮化膜的装置。该装置采用的构成是在作为处理室的真空容器上部从外侧依次设有同轴导波管、径向线路隙缝天线、微波导入窗，在真空容器内部设有簇射板，在其下部配置用来放置被处理物的带加热机构的工作台。作为等离子处理方法，是将真空容器内排气成真空，从簇射板导入Ar气，接下来从Ar气切换成Kr气，使压力为133Pa。接下来，将实施了稀氟酸清洗的硅基板(被处理物)导入到处理室内，放置在工作台上，加热被处理物使被处理物保持在400℃。从同轴导波管向径向线路隙缝天线供给微波，例如供给1分钟，将微波经由介电体板(微波导入窗及簇射板)导入到处理室内。这样一来，通过在处理室内生成的高密度Kr等离子照射硅基板表面，从而去除表面终端氢。接下来，保持处理室内的压力为133Pa左右，从簇射板导入预定分压比的Kr/O₂混合气体，在硅基板表面形成纳米单位厚度的硅氧化膜。接下来，暂时停止微波供给，停止O₂气导入，用Kr净化了处理室内后，从簇射板导入K₂/NH₃混合气体，设定处理室内的压力为133Pa左右，再次供给微波，在处理室内生成高密度等离子，在硅氧化膜表面形成钠米单位厚度的硅氮化膜。再有，形成了硅氮化膜后，停止微波动力的导入，结束等离子激励，再有，将Kr/NH₃混合气体置换成Ar气，结束氧化氮化工序。像这样可以利用上述装置进行半导体集成电路装置的制造。

不过，Kr气、Xe气与通常用于等离子处理的Ar气相比，在自然界的存在量少而高价，在工业中应用很困难。

专利文献1：特开2002-261091号公报

发明内容

本发明的目的在于能够尽量抑制高价氪气、氙气的消耗量，同时降低等离子处理时对被处理物的损伤。

为了实现上述目的，本发明的等离子处理方法及等离子处理装置中，等离子中的电子温度按照与电子的碰撞截面积大的稀有气体定义，气体的稀释用比它廉价的稀有气体进行，由这2种以上的稀有气体构成等离子中的气体。

即，根据本发明，获得一种等离子处理方法，利用稀有气体产生等离子并利用该等离子进行被处理物的处理，所述等离子处理方法的特征在于，作为所述稀有气体采用2种以上的不同的稀有气体。

另外，根据本发明，获得一种等离子处理方法，其特征在于，所述等离子处理方法中，所述不同的稀有气体是与电子的碰撞截面积相互不同的稀有气体。

另外，根据本发明，获得一种等离子处理方法，其特征在于，所述任意一项等离子处理方法中，作为所述2种以上的不同的稀有气体中的一种采用氩气，作为其以外的气体采用与电子的碰撞截面积大于氩气的气体。

另外，根据本发明，获得一种等离子处理方法，其特征在于，所述任意一项等离子处理方法中，作为所述2种以上的不同的稀有气体中的一种采用氩气，作为其以外的气体采用氪及氙的一种或两种。

另外，根据本发明，获得一种等离子处理方法，其特征在于，所述任意一项等离子处理方法中，通过微波激励产生所述等离子。

另外，根据本发明，获得一种等离子处理方法，其特征在于，所述任意一项等离子处理方法中，所述处理是所述基板表面的至少一部分的氧化、氮化或氧氮化，向所述基板表面的至少一部分成膜或者所述基板表面的至少一部分的蚀刻。

另外，根据本发明，获得一种等离子处理方法，其特征在于，所述任意一项等离子处理方法中，为了利用所述等离子将所述基板表面的至少一部分氧化、氮化或氧氮化，将氮化性气体或氧化性气体导入所述等离子中。

另外，根据本发明，获得一种等离子处理方法，其特征在于，所述任意一项等离子处理方法中，为了在所述基板表面的至少一部分上进行成膜，将成膜所需的气体导入所述等离子中。