[发明专利]等离子处理装置以及等离子处理方法

说明书

等离子处理装置具备：在内部具备载置被处理基板的电极的等离子处理室；对等离子处理室提供等离子产生用的电力的电力提供部；和控制从该电力提供部对等离子处理室提供的电力的控制部，控制部执行：保温放电，在未将被处理基板载置于处理室的内部的电极的状态下，在第1条件下控制电力提供部，来使等离子处理室的内部产生第1等离子，以将等离子处理室的内壁面加热到第1温度；急速温度调节放电，接下来在第2条件下控制电力提供部，来使等离子处理室的内部产生第2等离子，以将等离子处理室的内壁面加热到比第1温度高的第2温度；和产品处理，在将被处理基板载置于电极的状态下，在第3条件下控制电力提供部来使等离子处理室的内部产生第3等离子，以对被处理基板进行处理。

技术领域

本发明涉及等离子处理装置以及等离子处理方法。

背景技术

在半导体制造工序中，一般进行利用等离子的干式蚀刻。用于进行干式蚀刻的等离子处理装置使用种种方式。

一般，等离子处理装置包含真空处理室、与其连接的气体提供装置、将真空处理室内的压力维持在所期望的值的真空排气系统、载置被处理基板的电极、用于使真空处理室内产生等离子的等离子产生单元等。

通过由上述等离子产生单元使从簇射板等对真空处理室内提供的处理气体成为等离子状态，来进行保持于被处理基板的载置用电极的被处理基板的蚀刻处理。

被处理基板的蚀刻通过与从等离子或反应器壁放出的离子、原子团的物理性的溅射、化学反应而进展。因此，被处理基板的蚀刻量当然受等离子状态影响，还受从反应器壁面放出或吸附于反应器壁面的原子团量影响。

这里，作为决定反应器壁面中的原子团的放出或吸附量的主要因素之一，能举出反应器壁面温度。一般，反应器壁面温度除了通过电热器以外，还通过等离子热输入被加热。反应器壁面在等离子放电中处于通过该热输入而升温的状态，但在等离子放电结束后装置成为处理待机状态(以下称作空闲状态)的情况下，伴随该处理待机时间(以下称作空闲时间)的经过而反应器壁面温度慢慢下降。

因此，例如，即使是将多个被处理基板在相同蚀刻条件下连续进行处理的情况，在第1片处理前长时间处于空闲状态的情况下，在处理刚开始后的反应器壁面温度和处理时间持续后的反应器壁面温度中产生显著的偏离。因此，在第1片被处理基板和后半处理的被处理基板中，有时会在蚀刻量中产生差异。

伴随近年的半导体器件的结构的微细化以及复杂化，上述那样的被处理基板间的蚀刻量的差异即使微小，给器件制造的成品率带来直接影响的可能性也高，出于量产稳定性的观点，反应器壁面温度的控制也是不能忽略的重要的课题之一。

在等离子蚀刻装置中，为了解决上述那样的课题而使用如下那样的反应器壁面的温度控制技术。在专利文献1中示出通过在基板的处理前在预先设定的条件下实施等离子放电来将反应器壁面温度升温的技术。另外，在专利文献2中示出通过在装置的空闲时间中实施间歇放电来将反应器壁面温度升温的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2006-210948号公报

专利文献2：JP特开2010.219198号公报

发明内容

发明要解决的课题

专利文献1所示的技术虽然通过在基板处理前实施等离子放电来谋求反应器的升温，但在装置的空闲状态达到例如数小时等的长时间后进行该升温处理的情况下，为了进行充分的升温而需要长时间的放电。这会招致产量的降低，从性价比的观点来看是问题。

另外，专利文献2所示的技术在装置的空闲时间中实施间歇放电来使反应器壁面温度升温。在此，在空闲状态结束而实际实施了多片的基板处理的情况下，由于最终到达的反应器壁面温度(以下称作饱和温度)一般根据投入的平均高频电力而决定，因此根据基板处理条件而合适的反应器壁面温度不同。