[发明专利]等离子处理装置和等离子处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及等离子处理装置和等离子处理方法。

背景技术

以往，在半导体装置的制造领域等中，公知有这样的等离子处理装置：在能够密闭的处理室内产生等离子体，对半导体晶圆等被处理基板进行处理。作为这种等离子处理装置之一，公知有等离子蚀刻装置。

作为上述等离子蚀刻装置之一，使用这样的所谓电容耦合型的等离子蚀刻装置：对载置半导体晶圆等被处理基板的载置台(下部电极)和与载置台相对地设置在该载置台的上方的簇射头(下部电极)之间施加高频电力，产生等离子体。

在上述电容耦合型的等离子蚀刻装置中，由于每单位体积的激励蚀刻气体所对应的被蚀刻面积在半导体晶圆的中心附近大，在周边部小，因此，蚀刻处理速度不同：蚀刻速度在半导体晶圆的中心附近较慢，蚀刻速度在周边部较快，存在处理的面内均匀性降低的情况。因此，提出这样的方案：将上部电极或下部电极中的至少一个以同心状分割为多个，改变对这些电极施加的高频电力而使面内的处理速度均匀化(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开昭63-24623号公报

如上所述，在以往的技术中，将被施加有用于进行等离子处理的等离子体产生用高频电力的上部电极或下部电极分割，调节对这些分割而成的各电极施加的等离子体产生用高频电力，从而提高处理的面内均匀性。但是，在该技术中，必须将施加有较大电力的上部电极或下部电极分割，存在装置的制造成本大幅增加这样的问题。另外，由于调节等离子体产生用高频电力，因此，等离子体的状态容易变得不稳定，存在难于对处理状态进行细微控制这样的问题。

另外，近年来，例如施加频率在几十MHz以上、例如100MHz的等离子体产生用第1高频电力和频率比该第1高频电力低的离子牵引用第2高频电力(频率例如为3MHz～13.56MHz左右)，利用高密度的等离子体实施低损伤的等离子蚀刻。然而，在采用如此高频率的高频电力的技术中，存在如下倾向：在半导体晶圆的周缘部DC偏压(Vdc)的绝对值变低，周缘部的蚀刻速率降低，因此，存在蚀刻处理的面内均匀性降低这样的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述以往的情况而做成的，其目的在于提供能够抑制装置制造成本的增加、并且能够对等离子处理状态进行细微控制、从而能够提高等离子处理的面内均匀性的等离子处理装置和等离子处理方法。

本发明的等离子处理装置的特征在于，具有：处理室，其内部能够收容基板；下部电极，其配置在上述处理室内，兼用作载置上述基板的载置台；上部电极，其与上述下部电极相对地配置在上述处理室内；第1高频电源，其用于对上述下部电极或上述上部电极施加等离子体产生用的第1频率的高频电力；第2高频电源，其用于对上述下部电极施加频率比上述第1频率低的离子牵引用的第2频率的高频电力；偏压分布控制用电极，其在与上述下部电极电绝缘的状态下，设置在该下部电极上的至少周缘部；偏压分布控制用电源，其用于向上述偏压分布控制用电极施加频率比上述第2频率低的第3频率的交流电压或矩形波电压。

本发明的等离子处理方法采用等离子处理装置，该等离子处理装置具有：处理室，其内部收容基板；下部电极，其配置在上述处理室内，兼用作载置上述基板的载置台；上部电极，其与上述下部电极相对地配置在上述处理室内；第1高频电源，其用于对上述下部电极或上述上部电极施加等离子体产生用的第1频率的高频电力；第2高频电源，其用于对上述下部电极施加频率比上述第1频率低的离子牵引用的第2频率的高频电力；该等离子处理方法其特征在于，在该下部电极上的至少周缘部设有与上述下部电极电绝缘状态的偏压分布控制用电极，从偏压分布控制用电源对上述偏压分布控制用电极施加频率比上述第2频率低的第3频率的交流电压或矩形波电压来控制上述下部电极上的偏压分布。

采用本发明，能够抑制装置制造成本的增加，并且能够对等离子处理状态进行细微控制，从而能够提高等离子处理的面内均匀性。

附图说明

图1是示意性地表示本发明一实施方式的等离子蚀刻装置的结构的图。

图2是将图1的等离子蚀刻装置的主要部分结构放大而示意性地表示的图。

图3是将另一实施方式的等离子蚀刻装置的主要部分结构放大而示意性地表示的图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式。图1是示意性地表示作为本发明一实施方式的等离子处理装置的等离子蚀刻装置的截面概略结构的图。