[发明专利]等离子体蚀刻处理装置及其方法和半导体元件制造方法

权利要求书

1.一种等离子体蚀刻处理装置，通过所产生的等离子体对被处理基板进行蚀刻处理，所述等离子体蚀刻处理装置的特征在于，包括：

在内部对被处理基板进行等离子体处理的处理容器；

向所述处理容器内供给等离子体处理用的气体的气体供给部；

支承台，所述支承台配置在所述处理容器内，在该支承台上支承所述被处理基板；

产生等离子体激励用的微波的微波发生器；

等离子体发生单元，其使用由所述微波发生器产生的微波，在所述处理容器内产生等离子体；

调整所述处理容器内的压力的压力调整单元；

对所述支承台供给交流偏置电力的偏置电力供给单元；和

控制单元，以交替反复地进行停止和供给的方式控制所述偏置电力供给单元的交流偏置电力。

2.根据权利要求1所述的等离子体蚀刻处理装置，其特征在于：

所述控制单元，以使占空比高于0.5低于1.0的方式，控制由所述偏置电力供给单元进行的偏置电力的供给，所述占空比是所述偏置电力供给单元的交流偏置电力的供给时间(a)相对于将所述供给时间(a)与停止时间相加所得到的时间(b)的比(a/b)。

3.根据权利要求1所述的等离子体蚀刻处理装置，其特征在于：

所述等离子体处理用的气体包括含有氧原子的气体，

所述气体供给部，以使所述含有氧原子的气体相对于所述等离子体处理用的全部气体的浓度为0.05％以上5％以下的方式，供给所述等离子体处理用的气体。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的等离子体蚀刻处理装置，其特征在于：

由所述偏置电力供给单元供给的偏置电力的频率为10Hz以上30Hz以下。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的等离子体蚀刻处理装置，其特征在于：

由所述偏置电力供给单元供给的偏置电力的能量为200eV以下。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的等离子体蚀刻处理装置，其特征在于：

所述压力调整单元将所述处理容器内的压力调整为10mTorr以上200mTorr以下。

7.根据权利要求1～3中任一项所述的等离子体蚀刻处理装置，其特征在于：

所述等离子体发生单元包括：使微波向所述处理容器内透过的电介质板；和缝隙天线板，所述缝隙天线板设置有多个缝隙孔，配置在所述电介质板的上方侧，将微波向所述电介质板发射。

8.根据权利要求1所述的等离子体蚀刻处理装置，其特征在于：

所述控制单元，以使占空比高于0.18低于0.75的方式，控制由所述偏置电力供给单元进行的偏置电力的供给，所述占空比是所述偏置电力供给单元的交流偏置电力的供给时间(a)相对于将所述供给时间(a)与停止时间相加所得到的时间(b)的比(a/b)。

9.一种等离子体蚀刻处理方法，其特征在于：使用等离子体蚀刻处理装置，通过所产生的等离子体对被处理基板进行蚀刻处理，所述等离子体蚀刻处理装置包括：在内部对被处理基板进行等离子体处理的处理容器；向所述处理容器内供给等离子体处理用的气体的气体供给部；支承台，所述支承台配置在所述处理容器内，在该支承台上支承所述被处理基板；产生等离子体激励用的微波的微波发生器；等离子体发生单元，其使用由所述微波发生器产生的微波，在所述处理容器内产生等离子体；和调整所述处理容器内的压力的压力调整单元，

以交替反复地进行停止和供给的方式控制所述偏置电力供给单元的交流偏置电力，将交流偏置电力供给到所述支承台，对所述被处理基板进行蚀刻处理。

10.一种半导体元件制造方法，所述半导体元件通过将在被支承于支承台上的硅基板上设置的氮化硅作为掩模进行等离子体蚀刻来制造，所述半导体元件制造方法的特征在于，包括：

在对所述硅基板进行蚀刻时，以使含有氧原子的气体相对于等离子体处理用的全部气体的浓度为0.05％以上5％以下的方式，供给所述等离子体处理用的气体的工序；和

以使占空比高于0.5低于1.0的方式，控制向所述支承台供给的偏置电力的工序，所述占空比为交流偏置电力的供给时间(a)相对于将所述供给时间(a)与停止时间相加所得到的时间(b)的比(a/b)。

11.一种等离子体蚀刻方法，对于被支承在支承台上的被处理基板，通过所产生的等离子体对被处理基板进行等离子体蚀刻处理，所述等离子体蚀刻方法的特征在于，包括：

向处理容器内供给蚀刻气体和具有将反应副生成物自由基氧化并改性的作用的气体，来生成等离子体的工序；

通过蚀刻切削所述被处理基板的工序；

将堆积的反应副生成物自由基氧化并改性的工序；和

通过调整被施加于支承所述被处理基板的支承台的偏置电力中的占空比和所述偏置电力的频率，来控制所述反应副生成物的堆积量的工序，所述占空比为交流偏置电力的供给时间(a)相对于将所述供给时间(a)与停止时间相加所得到的时间(b)的比(a/b)。