[发明专利]等离子体处理装置和等离子体处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造所采用的等离子体处理装置和等离子体处理方法。

背景技术

以往，在半导体器件的制造领域中，采用使用等离子体来实施蚀刻、成膜等处理的方法。作为其中之一，公知有一种自形成在径向线缝隙(radial line slot)板的缝隙将微波传播到处理容器内而生成等离子体的RLSA(Ra dial Line Slot Antenna)型的等离子体处理装置(例如参照专利文献1)。该RLSA型的等离子体处理装置具有能够均匀地形成高密度且低电子温度的等离子体、从而能够均匀且高速地对大型的半导体晶圆进行等离子体处理这样的优点。而且，作为等离子体处理的一例子，公知有一种使用HBr气体来蚀刻基板表面的工艺。另外，作为另一种等离子体处理的一例子，公知有使用包括CF₄气体和CHF₃气体的处理气体来蚀刻被形成在基板表面的SiN膜的工艺。

在RLSA型的等离子体处理装置中，通过配置在处理容器的顶面的电介质向处理容器的内部传播微波。然后，被导入到处理容器中的处理气体利用微波的能量而等离子化，对基板表面进行处理。通常，用于向处理容器中导入处理气体的导入部例如配置在处理容器的侧面。最近，除配置在处理容器的侧面的导入部之外，还在处理容器的顶面设有处理气体的导入部(例如参照专利文献2)。

另外，在专利文献3中公开有一种平行平板型等离子体处理装置。在该平行平板型的等离子体蚀刻装置中，在处理容器内设置一对平行的上部电极和下部电极，对下部电极施加高频电、并在该下部电极上放置基板来进行蚀刻。为了提高被蚀刻的基板的面内的均匀性，上部电极被划分为向基板中央供给处理气体的中央区域和向基板周边供给处理气体的周边区域。而且，对该中央区域和周边区域的处理气体的导入量之比进行控制(Radical Distribution Control：RDC)。

专利文献1：日本特开2009-99807号公报

专利文献2：日本特开2008-251660号公报

专利文献3：日本特开2009-117477号公报

在此，在专利文献2所述的RLSA型的等离子体处理装置中，通过使来自侧面的导入部和顶面的导入部的处理气体的导入量之比最佳化，谋求提高基板表面的等离子体处理的均匀性。而且，处理过程中维持该最佳化的导入量之比地进行等离子体处理。但是，即便使处理气体的导入量之比最佳化，基板的中心部和周边部的蚀刻速率等也有所不同，难以使基板表面的等离子体处理均匀。

另一方面，最近为了形成超微细图案，要求正确地控制蚀刻的CD(Critical Dimension：临界尺寸)。因此，在掩模开口部、隔离件、栅极(gate)等需要严格的CD控制的工艺中，使用光学式检查装置测量蚀刻后的CD值，对有助于CD值的各种原因进行了研究。但是，能够容易地控制蚀刻的CD的方法还尚未充分确立。

另外，在专利文献3所述的平行平板型的等离子体处理装置中，利用在隔开40mm以内的短距离的上部电极和下部电极之间生成的等离子体，等离子体的电子温度在从上部电极到下部电极的区间内都维持得较高。此外，共用气体和添加气体均被导入到上部电极，因此，存在无法以多种方式控制共用气体和添加气体的离解这样的课题。

发明内容

采用本发明，提供一种等离子体处理装置，其用于使被导入到处理容器中的处理气体等离子化来处理基板，其中，该等离子体处理装置包括：中央导入部，其用于向收纳在上述处理容器中的基板的中心部导入处理气体；周边导入部，其用于向收纳在上述处理容器中的基板的周边部导入处理气体；分流器，其用于以向上述中央导入部和上述周边导入部供给的处理气体的流量比可变的方式调节向上述中央导入部和上述周边导入部供给的处理气体的流量比；控制部，其用于控制上述分流器，上述控制部在等离子体处理过程中控制上述分流器，使得来自上述中央导入部的处理气体的导入量与来自上述周边导入部的处理气体的导入量之比发生变化。

另外，采用本发明，提供一种等离子体处理方法，其用于使被导入到处理容器中的处理气体等离子化来处理基板，其中，被导入到收纳在上述处理容器中的基板的中心部的处理气体的导入量与被导入到收纳在上述处理容器中的基板的周边部的处理气体的导入量之比在等离子体处理过程中发生变化。