等離子體處理裝置以及等離子體處理方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具備供給可寬范圍并且高精度地控制的進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的高頻電力的高頻電源的等離子體處理裝置以及使用了所述等離子體處理裝置的等離子體處理方法。本發(fā)明提供一種等離子體處理裝置，具備：真空容器；第1高頻電源，用于在所述真空容器內(nèi)生成等離子體；試樣臺(tái)，配置于所述真空容器內(nèi)來(lái)載置試樣；以及第2高頻電源，對(duì)所述試樣臺(tái)供給高頻電力，所述等離子體處理裝置的特征在于：所述第1高頻電源或者所述第2高頻電源的至少某一個(gè)供給進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的高頻電力，控制所述時(shí)間調(diào)制的參數(shù)中的一個(gè)具有2個(gè)以上的不同的控制范圍，所述控制范圍中的一個(gè)是用于進(jìn)行高精度的控制的控制范圍。
【專利說(shuō)明】等離子體處理裝置以及等離子體處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及等離子體處理裝置以及等離子體處理方法，特別涉及適用于為了對(duì)半導(dǎo)體元件等的試樣進(jìn)行加工，使用等離子體來(lái)實(shí)施高精度的蝕刻處理的等離子體處理裝置以及等離子體處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，作為處理半導(dǎo)體元件的表面的方法，已知通過(guò)等離子體對(duì)半導(dǎo)體元件進(jìn)行蝕刻的裝置。此處，以電子回旋共振(Electron Cyclotron Resonance:ECR,以下簡(jiǎn)稱為ECR)方式的等離子體蝕刻裝置為例子來(lái)說(shuō)明以往技術(shù)。
[0003]在該ECR方式中，在從外部施加了磁場(chǎng)的真空容器中通過(guò)微波而發(fā)生等離子體。通過(guò)磁場(chǎng)，電子進(jìn)行回旋運(yùn)動(dòng)，通過(guò)使其頻率和微波的頻率共振，能夠高效地生成等離子體。為了對(duì)入射到半導(dǎo)體元件的離子加速，以概略正弦波按照連續(xù)波形對(duì)試樣施加了高頻電力。此處，以下,將對(duì)試樣施加的高頻電力稱為高頻偏置。
[0004]另外，在成為等離子體的氣體中，廣泛地使用氯、氟等鹵素氣體。通過(guò)由等離子體而發(fā)生的自由基、離子和被蝕刻材料反應(yīng)，蝕刻進(jìn)展。通過(guò)蝕刻而發(fā)生的反應(yīng)生成物引起向圖案的再附著，使蝕刻形狀成為錐形。因此，為了實(shí)現(xiàn)蝕刻加工的高精度，控制在蝕刻時(shí)發(fā)生的反應(yīng)生成物變得重要。
[0005]為了減少反應(yīng)生成物濃度，有縮短反應(yīng)生成物的滯留時(shí)間的方法。如果將等離子體處理室內(nèi)的氣體的滯留時(shí)間設(shè)為T，則對(duì)于I，在將P設(shè)為處理壓力、將V設(shè)為等離子體處理室的電容、將Q設(shè)為氣體流量的情況下，成為T =PV/Q的關(guān)系，在裝置結(jié)構(gòu)中對(duì)所述P、V、Q的限界進(jìn)行規(guī)定。
·[0006]根據(jù)該關(guān)系，能夠通過(guò)降低處理壓力、增加氣體流量來(lái)縮短成為氣體的反應(yīng)生成物的滯留時(shí)間，但增加氣體流量和降低處理壓力處于折衷的關(guān)系而難以改善。
[0007]另外，在專利文獻(xiàn)I中，作為控制反應(yīng)生成物而提高蝕刻加工精度的方法，公開(kāi)了等離子體、高頻偏置的時(shí)間調(diào)制。另外，在專利文獻(xiàn)2中，公開(kāi)了將高頻偏置分成2個(gè)以上而高精度地控制離子能量的時(shí)間進(jìn)行了調(diào)制的高頻偏置的控制方法。
[0008]【專利文獻(xiàn)I】日本特開(kāi)平8- 250479號(hào)公報(bào)
[0009]【專利文獻(xiàn)2】日本特開(kāi)2001- 85395號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]作為控制高頻偏置電源的時(shí)間調(diào)制的參數(shù)，有重復(fù)頻率以及重復(fù)頻率相對(duì)I周期的ON時(shí)間之比(以下，稱為占空比)。
[0011]在實(shí)施蝕刻時(shí)，通過(guò)輸入單元對(duì)控制部設(shè)定重復(fù)頻率和占空比以及蝕刻氣體、壓力等蝕刻條件。所設(shè)定的值在控制部?jī)?nèi)被處理為數(shù)字信號(hào)，但在控制部和高頻偏置電源通過(guò)模擬連接了的情況下，需要在通過(guò)控制部?jī)?nèi)的數(shù)字一模擬轉(zhuǎn)換器(以下，稱為D/A轉(zhuǎn)換器)變換為模擬信號(hào)之后發(fā)送。在發(fā)送模擬信號(hào)時(shí)，如果由于針對(duì)信號(hào)的噪聲等而產(chǎn)生誤差，則相對(duì)于設(shè)定值，輸出值不同。
[0012]例如，當(dāng)能夠在0?100%的范圍內(nèi)以0.5%單位輸入占空比的信號(hào)的情況下，在12比特的數(shù)字信號(hào)處理中，針對(duì)每I 二進(jìn)制位，成為約0.098%的分辨率。此處，二進(jìn)制位是指，二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)。
[0013]如圖11所示，在針對(duì)12比特的數(shù)字信號(hào)處理，以0?IOV使用模擬信號(hào)的情況下，每I 二進(jìn)制位的電壓是約4.9mV。在模擬信號(hào)由于噪聲等而偏移了 4.9mV以上的情況下，有可能在數(shù)字信號(hào)變換之后產(chǎn)生I個(gè)二進(jìn)制位以上的偏移。在該情況下，分辨率針對(duì)每I 二進(jìn)制位成為約0.098%，所以有可能產(chǎn)生占空比是約0.1%以上的誤差。
[0014]例如，在重復(fù)頻率是IOHz且占空比是2.0%時(shí)，高頻偏置的ON時(shí)間成為2.0ms。在重復(fù)頻率是IOHz且占空比是2.1%的情況下，ON時(shí)間成為2.1ms0在占空比的控制精度的誤差是0.1%的情況下，即使使占空比的設(shè)定值成為2.0%，作為結(jié)果，也有可能成為2.1%，該情況的ON時(shí)間的誤差成為0.1ms。
[0015]一般，在ON時(shí)間，蝕刻進(jìn)展。蝕刻進(jìn)展的時(shí)間的誤差對(duì)蝕刻速率、蝕刻的反應(yīng)生成物濃度造成影響。圖12示出確認(rèn)了占空比與蝕刻速率的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。對(duì)于蝕刻速率，使用HBr氣體、Ar氣體、以及O2氣體的混合氣體，以IOHz的重復(fù)頻率，改變占空比而測(cè)定了Poly - Si的蝕刻速率。
[0016]在該實(shí)驗(yàn)中，如果占空比改變0.1%，則成為蝕刻速率變化1.3nm/min的結(jié)果。另夕卜，在占空比是2%時(shí)，蝕刻速率是21.7nm/min，但在由于噪聲等而占空比偏移了 +1 二進(jìn)制位的情況下，占空比成為2.1%，蝕刻速率成為23.0nm/min。另外，在由于噪聲等而占空比偏移了一 I 二進(jìn)制位的情況下，占空比成為1.90%，蝕刻速率成為20.4nm/min。
[0017]這樣，即使占空比是2.0%設(shè)定，在有±1 二進(jìn)制位的誤差的情況下，蝕刻速率針對(duì)21.7nm/min，作為誤差率具有約12%程度的誤差，有可能發(fā)生約12%的蝕刻性能的偏差。該偏差成為引起蝕刻性能的再現(xiàn)性、裝置間差的原因。
[0018]雖然針對(duì)這樣的問(wèn)題通過(guò)減小相對(duì)所使用的模擬電壓值的占空比的使用區(qū)域能夠提高分辨率，但根據(jù)蝕刻氣體、被蝕刻對(duì)象構(gòu)造，最佳的占空比不同。因此，為了對(duì)應(yīng)于各種蝕刻氣體、各種被蝕刻對(duì)象構(gòu)造，需要盡可能寬的占空比區(qū)域。因此，必須同時(shí)實(shí)現(xiàn)占空比的可使用區(qū)域的廣域化和占空比分辨率提高。
[0019]另外，對(duì)于重復(fù)頻率，可以說(shuō)也與占空比同樣。根據(jù)蝕刻氣體、被蝕刻對(duì)象構(gòu)造，最佳的重復(fù)頻率不同，所以為了對(duì)應(yīng)于各種蝕刻氣體、各種被蝕刻對(duì)象構(gòu)造，需要盡可能寬的重復(fù)頻率區(qū)域。因此,對(duì)于重復(fù)頻率,也必須同時(shí)實(shí)現(xiàn)重復(fù)頻率的廣域化和高分辨率化。
[0020]進(jìn)而，對(duì)于作為控制等離子體的分離的方法而公知的脈沖等離子體，對(duì)為了生成脈沖等離子體而施加的高頻也進(jìn)行時(shí)間調(diào)制而脈沖化，所以有可能發(fā)生與上述占空比和重復(fù)頻率同樣的問(wèn)題。
[0021]因此，本發(fā)明是鑒于以上的課題而完成的，提供一種具備供給可寬范圍并且高精度地控制的進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的高頻電力的高頻電源的等離子體處理裝置以及使用了所述等離子體處理裝置的等離子體處理方法。
[0022]本發(fā)明提供一種等離子體處理裝置，具備:真空容器；第I高頻電源，用于在所述真空容器內(nèi)生成等離子體；試樣臺(tái)，配置于所述真空容器內(nèi)來(lái)載置試樣；以及第2高頻電源，對(duì)所述試樣臺(tái)供給高頻電力，所述等離子體處理裝置的特征在于:所述第I高頻電源或者所述第2高頻電源的至少某一個(gè)供給進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的高頻電力，控制所述時(shí)間調(diào)制的參數(shù)中的一個(gè)具有2個(gè)以上的不同的控制范圍，所述控制范圍中的一個(gè)是用于進(jìn)行高精度的控制的控制范圍。
[0023]另外，本發(fā)明提供一種等離子體處理方法，使用了等離子體處理裝置，該等離子體處理裝置具備:真空容器；第I高頻電源，用于在所述真空容器內(nèi)生成等離子體；試樣臺(tái)，配置于所述真空容器內(nèi)來(lái)載置試樣；以及第2高頻電源，對(duì)所述試樣臺(tái)供給高頻電力，所述等離子體處理方法特征在于:所述第I高頻電源或者所述第2高頻電源的至少某一個(gè)供給進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的高頻電力，通過(guò)具有2個(gè)以上的不同的控制范圍的參數(shù)來(lái)控制所述時(shí)間調(diào)制，所述控制范圍的一個(gè)是用于進(jìn)行高精度的控制的控制范圍。
[0024]另外，本發(fā)明提供一種等離子體處理方法，在對(duì)具有Poly - Si膜、SiO2膜、無(wú)定形碳膜、SiN膜以及BARC膜的試樣供給進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的高頻電力的同時(shí)進(jìn)行等離子體蝕亥IJ，其特征在于:重復(fù)頻率具有需要高精度的控制的第一控制范圍和無(wú)需高精度的控制的第二控制范圍，占空比具有需要高精度的控制的第三控制范圍和無(wú)需高精度的控制的第四控制范圍，在所述第一控制范圍以及所述第四控制范圍內(nèi)對(duì)所述SiN膜進(jìn)行蝕刻，在所述第二控制范圍以及所述第四控制范圍內(nèi)對(duì)所述無(wú)定形碳膜進(jìn)行蝕刻，在所述第一控制范圍以及所述第三控制范圍內(nèi)對(duì)所述SiO2膜進(jìn)行蝕刻，在所述第一控制范圍以及所述第三控制范圍內(nèi)對(duì)所述Poly - Si膜的一部分進(jìn)行蝕刻。
[0025]通過(guò)本發(fā)明，能夠提供可寬范圍并且高精度地控制的進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的高頻電力。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是本發(fā)明的實(shí)施例的微波ECR等離子體蝕刻裝置的縱剖面圖。
[0027]圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的控制部和高頻偏置電源的概略圖。
[0028]圖3A是示出實(shí)施例1中的模擬信號(hào)的發(fā)送的圖。
[0029]圖3B是示出實(shí)施例2中的模擬信號(hào)的發(fā)送的圖。
[0030]圖4A是實(shí)施例1中的A/D轉(zhuǎn)換器的概略圖。
[0031 ] 圖4B是實(shí)施例2中的A/D轉(zhuǎn)換器的概略圖。
[0032]圖5是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的控制部和高頻偏置電源的概略圖。
[0033]圖6A是示出實(shí)施例1中的通道的設(shè)定例的圖。
[0034]圖6B是示出實(shí)施例2中的通道的設(shè)定例的圖。
[0035]圖7是示出反應(yīng)生成物濃度的蝕刻處理時(shí)間依賴性的圖。
[0036]圖8A是示出實(shí)施例1中的相對(duì)占空比的SiO2選擇比的圖。
[0037]圖8B是示出實(shí)施例2中的針對(duì)重復(fù)頻率的蝕刻形狀的錐形角度依賴性的圖。
[0038]圖8C是示出實(shí)施例2中的針對(duì)進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻偏置電力的OFF時(shí)間的蝕刻形狀的錐形角度依賴性的圖。
[0039]圖9是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的控制部和高頻電源的概略圖。
[0040]圖10是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的控制部和高頻偏置電源的概略圖。
[0041]圖11是示出以往的模擬信號(hào)設(shè)定例的圖。
[0042]圖12是示出針對(duì)占空比的Poly — Si的蝕刻速率依賴性的圖。[0043]圖13是示出針對(duì)平均高頻電力的Poly — Si的蝕刻速率依賴性的圖。
[0044]圖14是實(shí)施例3中的A/D轉(zhuǎn)換器的概略圖。
[0045]圖15是示出本申請(qǐng)發(fā)明的概念的圖。
[0046]圖16是示出實(shí)施例4中的等離子體處理方法的圖。
[0047](符號(hào)說(shuō)明)
[0048]101:真空容器；102:噴板；103:電介體窗；104:處理室；105:氣體供給裝置；106:真空排氣裝置；107:波導(dǎo)管；108:脈沖發(fā)生器；109:電磁波發(fā)生用電源；110:磁場(chǎng)發(fā)生線圈；111:晶片載置用電極；112:晶片；113:匹配電路；114:聞?lì)l偏置電源；115:聞?lì)l濾波器；116:直流電源；117:排氣用開(kāi)閉閥；118:排氣速度可變閥；120:控制部；121:個(gè)人電腦；122:微型計(jì)算機(jī)；123:D/A轉(zhuǎn)換器；124:A/D轉(zhuǎn)換器；125:信號(hào)處理部；126:高頻偏置輸出部；127:第一高頻電源；128:第二高頻電源；129:第一脈沖發(fā)生器；130:第二脈沖發(fā)生器。
【具體實(shí)施方式】
[0049]作為對(duì)從用于生成等離子體的高頻電源和對(duì)試樣供給高頻電力的高頻電源的至少一個(gè)的高頻電源供給的高頻電力進(jìn)行時(shí)間調(diào)制的情況的控制用參數(shù)，有重復(fù)頻率、占空t匕、重復(fù)波形的振幅高的期間的時(shí)間(例如，ON時(shí)間)、重復(fù)波形的振幅低的期間的時(shí)間(例如，OFF時(shí)間)。
[0050]本發(fā)明的特征在于:將上述控制用參數(shù)的至少一個(gè)控制范圍分割為至少2個(gè)不同的區(qū)域，所述區(qū)域的I個(gè)是需要高精度的控制的區(qū)域。
[0051]例如，在對(duì)從將重復(fù)頻率和占空比作為控制用參數(shù)而對(duì)試樣供給高頻電力的高頻電源供給的高頻電力進(jìn)行時(shí)間調(diào)制的情況下，如圖15所示，可大致分類為4個(gè)區(qū)域。
[0052]區(qū)域A是低重復(fù)頻率(例如，I至IOOHz的重復(fù)頻率)并且是比低占空比(例如10%以下的占空比)高的占空比的區(qū)域，區(qū)域B是比低重復(fù)頻率高的重復(fù)頻率并且是比低占空比高的占空比的區(qū)域。另外，區(qū)域C是低重復(fù)頻率并且是低占空比的區(qū)域，區(qū)域D是比低重復(fù)頻率高的重復(fù)頻率并且是低占空比的區(qū)域。
[0053]進(jìn)而，上述低重復(fù)頻率和低占空比是高精度的控制所要求的范圍。因此，本發(fā)明的特征在于:在對(duì)從用于生成等離子體的高頻電源或者對(duì)試樣供給高頻電力的高頻電源的至少某一個(gè)的高頻電源供給的高頻電力進(jìn)行時(shí)間調(diào)制的情況下，所述高頻電力的時(shí)間調(diào)制的控制區(qū)域由不同的多個(gè)區(qū)域構(gòu)成，所述不同的多個(gè)區(qū)域的至少一個(gè)是區(qū)域A、區(qū)域C、以及區(qū)域D中的至少一個(gè)區(qū)域。
[0054]以下，首先，說(shuō)明在對(duì)從對(duì)試樣供給高頻電力的高頻電源供給的高頻電力進(jìn)行時(shí)間調(diào)制，并使占空比成為控制參數(shù)的情況下，將由區(qū)域C和區(qū)域D構(gòu)成的占空比區(qū)域1、以及由區(qū)域A和區(qū)域B構(gòu)成的占空比區(qū)域2作為控制區(qū)域的一個(gè)實(shí)施例。
[0055]【實(shí)施例1】
[0056]以下，參照附圖，說(shuō)明【具體實(shí)施方式】。圖1示出使用了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的微波的ECR等離子體蝕刻裝置的概略縱剖面圖。另外，同一符號(hào)表示同一構(gòu)成要素。
[0057]在上部被開(kāi)放的真空容器101的上部，設(shè)置用于向真空容器101內(nèi)導(dǎo)入蝕刻氣體的噴板102 (例如石英制)、和電介體窗103 (例如石英制)并密封，從而形成處理室104。對(duì)噴板102連接用于供給蝕刻氣體的氣體供給裝置105。
[0058]另外，對(duì)真空容器101，經(jīng)由排氣用開(kāi)閉閥117以及排氣速度可變閥118連接有真空排氣裝置106。在處理室104內(nèi)，打開(kāi)排氣用開(kāi)閉閥117，并驅(qū)動(dòng)真空排氣裝置106，從而被減壓而成為真空狀態(tài)。處理室104內(nèi)的壓力通過(guò)排氣速度可變閥118被調(diào)整為期望的壓力。蝕刻氣體從氣體供給裝置105經(jīng)由噴板102被導(dǎo)入處理室104內(nèi)，經(jīng)由排氣速度可變閥118通過(guò)真空排氣裝置106被排氣。另外，與噴板102對(duì)向地在真空容器101的下部設(shè)置作為試樣臺(tái)的試樣載置用電極111。
[0059]為了將用于生成等離子體的電力傳送到處理室104，在電介體窗103的上方設(shè)置傳送電磁波的波導(dǎo)管107。從電磁波發(fā)生用電源109振蕩向波導(dǎo)管107傳送的電磁波。另夕卜，本實(shí)施例的效果不特別限定于電磁波的頻率，但在本實(shí)施例中使用2.45GHz的微波。在處理室104的外部，設(shè)置有形成磁場(chǎng)的磁場(chǎng)發(fā)生線圈110，對(duì)于從電磁波發(fā)生用電源109振蕩出的電磁波,通過(guò)與由磁場(chǎng)發(fā)生線圈110形成的磁場(chǎng)的相互作用，在處理室104內(nèi)生成高密度等離子體，對(duì)在試樣載置用電極111上配置的作為試樣的晶片112實(shí)施蝕刻處理。
[0060]噴板102、試樣載置用電極111、磁場(chǎng)發(fā)生線圈110、排氣用開(kāi)閉閥117、排氣速度可變閥118以及晶片112相對(duì)處理室104的中心軸上被同軸配置，所以通過(guò)蝕刻氣體的流動(dòng)、等離子體生成的自由基以及離子、進(jìn)而通過(guò)蝕刻生成的反應(yīng)生成物相對(duì)晶片112被同軸地導(dǎo)入并排氣。該同軸配置具有使蝕刻速率、蝕刻形狀的晶片面內(nèi)均勻性接近軸對(duì)稱，使晶片處理均勻性提高的效果。
[0061]試樣載置用電極111的電極表面被熱噴涂膜(未圖示)包覆，經(jīng)由高頻濾波器115連接有直流電源116。進(jìn)而，對(duì)試樣載置用電極111，經(jīng)由匹配電路113連接高頻偏置電源114。高頻偏置電源114具備高頻偏置輸出部126和脈沖發(fā)生器108 (參照?qǐng)D2)，能夠選擇性地對(duì)試樣載置用電極111供給進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻電力或者連續(xù)的高頻電力。另外，通過(guò)針對(duì)每單位時(shí)間重復(fù)施加高頻偏置電力的期間(0N期間)和不施加的期間(OFF期間)的次數(shù)即重復(fù)頻率、和每I周期(重復(fù)頻率的倒數(shù))的ON期間即占空比，控制進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻偏置電力。
[0062]控制使用了上述ECR蝕刻裝置的蝕刻處理的控制部120具備:個(gè)人電腦121，進(jìn)行通過(guò)輸入單元(未圖示)輸入的重復(fù)頻率、占空比、實(shí)施蝕刻的氣體流量、處理壓力、微波電力、線圈電流等蝕刻參數(shù)的處理；微型計(jì)算機(jī)122，進(jìn)行信號(hào)處理；以及數(shù)字一模擬轉(zhuǎn)換器(以下稱為D/A轉(zhuǎn)換器123)，將數(shù)字信號(hào)變換為模擬信號(hào)(參照?qǐng)D2)。
[0063]另外，高頻偏置電源114具備:模擬一數(shù)字轉(zhuǎn)換器(以下稱為A/D轉(zhuǎn)換器124)，將模擬信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)；信號(hào)處理部125，處理從微型計(jì)算機(jī)122發(fā)送的信號(hào)和從A/D轉(zhuǎn)換器124發(fā)送的信號(hào)；脈沖發(fā)生器108，發(fā)生從信號(hào)處理部125指示的重復(fù)頻率和占空比的脈沖波形；以及高頻偏置輸出部126，輸出從信號(hào)處理部指示的高頻偏置(參照?qǐng)D2)。
[0064]以下，使用圖2，說(shuō)明從高頻偏置電源114對(duì)試樣載置用電極供給進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻電力的情況的控制部120的功能。
[0065]通過(guò)輸入單元(未圖示)輸入到個(gè)人電腦121的重復(fù)頻率和占空比，作為數(shù)字信號(hào)，由微型計(jì)算機(jī)122進(jìn)行處理，經(jīng)由D/A轉(zhuǎn)換器123，變換為模擬信號(hào)而發(fā)送到高頻偏置電源114。高頻偏置電源114接收到的模擬信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器124變換為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)信號(hào)處理部125處理而從高頻偏置輸出部126和脈沖發(fā)生器108分別輸出高頻偏置電力和脈沖波形。對(duì)所輸出的高頻偏置電力重疊所輸出的脈沖波形，從高頻偏置電源114對(duì)試樣載置用電極111供給進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻電力。
[0066]接下來(lái)，說(shuō)明對(duì)于高頻偏置電源114的占空比，以每0.5%的設(shè)定，使用0?100%的范圍，特別以高分辨率控制0?10%的占空比的區(qū)域的情況。
[0067]將0?10%的占空比的區(qū)域設(shè)為通道1，將10.5?100%的占空比的區(qū)域設(shè)為通道2。另外，使用12比特的D/A轉(zhuǎn)換器123以及A/D轉(zhuǎn)換器124，模擬信號(hào)的電壓值成為±10V的范圍。另外，在模擬信號(hào)是±10V的范圍的情況下，對(duì)于模擬信號(hào)，一般使用0?IOV。對(duì)于模擬電壓值的范圍，雖然能夠設(shè)定為任意的范圍，但在本實(shí)施例中使用一般使用的0?IOV0
[0068]例如，如果對(duì)個(gè)人電腦121輸入了 2%的占空比，則如圖3A所示，從微型計(jì)算機(jī)122經(jīng)由D/A轉(zhuǎn)換器123使通道I和通道2的信號(hào)這兩方的時(shí)間都偏移而周期性地發(fā)送到A/D轉(zhuǎn)換器124。信號(hào)處理部125通過(guò)根據(jù)從微型計(jì)算機(jī)122發(fā)送的用于選擇通道I的通道切換信號(hào)，使定時(shí)A (通道I)和信號(hào)接收同步，從從A/D轉(zhuǎn)換器124發(fā)送的通道I和通道2的信號(hào)，選擇通道I的信號(hào)。
[0069]選擇了通道I的信號(hào)的信號(hào)處理部125使脈沖發(fā)生器108發(fā)生2%的占空比的脈沖波形，使高頻偏置電源114輸出2%的占空比的進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻電力。
[0070]另外，作為信號(hào)處理部125的通道選擇的其他方法，也可以是如圖4A所示，在A/D轉(zhuǎn)換器124中有多個(gè)輸入輸出端子(以下稱為端口)的情況下，通過(guò)通道切換信號(hào)判斷選擇哪個(gè)通道，而取得特定的端口的信號(hào)的方法。例如，在2%的占空比的情況下，使信號(hào)處理部125判斷為選擇端口 I即可(圖4A)。
[0071]另外，也可以僅將使用的通道從微型計(jì)算機(jī)122經(jīng)由D/A轉(zhuǎn)換器123發(fā)送到A/D轉(zhuǎn)換器124。例如，在設(shè)定2%的占空比的情況下，僅發(fā)送通道I的信號(hào)，而不發(fā)送通道2的信號(hào)。在A/D轉(zhuǎn)換器124是如圖4A那樣的結(jié)構(gòu)的情況下，通過(guò)信號(hào)處理部125判定端口有無(wú)接收信號(hào)，如果是在端口 I中有信號(hào)，在端口 2中無(wú)信號(hào)的狀態(tài)，則信號(hào)處理部125能夠選擇端口 1、即通道I。在該情況下，無(wú)需通道切換信號(hào)，所以也可以是圖5的結(jié)構(gòu)。
[0072]但是，對(duì)于蝕刻處理，有時(shí)在多個(gè)步驟中連續(xù)地處理，在各步驟之間使用不同的占空比的區(qū)域(不同的通道)的情況下，在使發(fā)送的定時(shí)偏移了的狀態(tài)下始終周期性地發(fā)送了不同的通道的信號(hào)的狀態(tài)下，通過(guò)切換信號(hào)選擇通道的方法(圖4A)相比于不需要切換信號(hào)的方法，能夠更迅速地進(jìn)行通道的變更，所以優(yōu)選圖4A那樣的通道選擇方法。
[0073]接下來(lái)，說(shuō)明本實(shí)施例中的通道I和通道2的占空比以及分辨率。
[0074]通常，通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器123以及A/D轉(zhuǎn)換器124的處理能力和占空比的區(qū)域的范圍，決定占空比的分辨率。在12比特的D/A轉(zhuǎn)換器123以及A/D轉(zhuǎn)換器124的情況下，能夠處理4096 二進(jìn)制位的信號(hào)。二進(jìn)制位是指，二進(jìn)制數(shù)的位。在該情況下，模擬信號(hào)能夠在±10V的范圍內(nèi)處理4096種類的信號(hào)的值。模擬信號(hào)在本實(shí)施例中被處理為0?10V，能夠處理2048種類的信號(hào)的值。
[0075]在本實(shí)施例中，在0?10%針對(duì)每0.5%，設(shè)定通道I的占空比的使用范圍，所以成為約0.01%的分辨率。另外，通道2的占空比的使用范圍是10.5?100%，所以成為約0.09%的分辨率。另外，模擬信號(hào)的使用范圍是IOV且能夠處理2048 二進(jìn)制位的信號(hào)，所以I個(gè)二進(jìn)制位相當(dāng)于約4.9mV。即，如果模擬信號(hào)是約4.9mV，則在通道I的情況下，表示約0.01%的占空比，在通道2的情況下，表示約0.09%的占空比。因此，如果在模擬信號(hào)中發(fā)生4.9mV的誤差，則在通道I的情況下，產(chǎn)生約0.01%的誤差，在通道2的情況下，產(chǎn)生約0.09%的誤差。
[0076]例如，在占空比是2% (通道I)且重復(fù)頻率是IOHz的情況下，ON時(shí)間成為2.0ms0在模擬信號(hào)中發(fā)生了約0.05% (5mV)的噪聲的情況下，在占空比中產(chǎn)生約0.01%以上的誤差。在占空比是2.01%且重復(fù)頻率是IOHz的情況下，ON時(shí)間成為2.0lms,誤差僅為0.01ms。
[0077]另外，在占空比是90% (通道2)且重復(fù)頻率是IOHz的情況下，ON時(shí)間成為9.0ms0在由于噪聲而在模擬信號(hào)中發(fā)生了約0.09% (5mV)的噪聲的情況下，處理為約90.09%的信號(hào)，但ON時(shí)間是9.09ms且誤差成為0.09ms,僅為0.09ms的誤差。
[0078]因此，在本實(shí)施例中，通過(guò)如上所述將占空比的使用區(qū)域范圍分割為要求分辨率的精度的占空比的區(qū)域和不怎么要求分辨率的精度的占空比的區(qū)域，能夠在占空比的高范圍的使用區(qū)域中，高精度地控制占空比。
[0079]另外，在本實(shí)施例中，使占空比的設(shè)定單位成為0.5%，所以在選擇了通道I的占空比的區(qū)域的情況下，能夠以0.5%分配約102個(gè)二進(jìn)制位、即約500mV，能夠排除噪聲等所致
的誤差。
[0080]另外，通道I的分辨率是0.01%，所以能夠?qū)⑼ǖ繧的占空比的設(shè)定單位控制為0.5%以下。另外，在本實(shí)施例中，示出了將占空比的使用區(qū)域分割為2個(gè)的例子，但也可以分割為2個(gè)以上。分割數(shù)越多，能夠使各使用區(qū)域的分辨率越提高。
[0081]另外，在本實(shí)施例中，使模擬電壓值成為0?IOV的使用范圍，但在任意的使用范圍中分辨率提高效果都等同，所以即使模擬電壓值的使用范圍是任意的電壓范圍，都能夠應(yīng)用本發(fā)明，得到與本發(fā)明同樣的效果。
[0082]另外，在本實(shí)施例中，示出了將占空比的使用區(qū)域分割為2個(gè)的例子，但也可以如圖6A所示，通過(guò)組合2個(gè)以上的不同的占空比區(qū)域，來(lái)擴(kuò)大占空比的使用區(qū)域。通過(guò)這樣組合不同的占空比的區(qū)域，能夠擴(kuò)大占空比的使用區(qū)域，能夠提高各個(gè)占空比區(qū)域的控制精度。
[0083]另外，在進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻偏置電力的ON時(shí)間短的情況下，存在高頻偏置電力的匹配變得困難這樣的問(wèn)題。由占空比和重復(fù)頻率規(guī)定ON時(shí)間，但在重復(fù)頻率是2000Hz那樣的高的頻率的情況下，如果占空比小，則ON時(shí)間變得過(guò)短，所以對(duì)匹配性能造成影響，而有時(shí)無(wú)法對(duì)試樣載置用電極111施加高頻偏置電力。
[0084]因此，在使用通道I的占空比區(qū)域的占空比的情況下，一般優(yōu)選以200Hz以下程度使用重復(fù)頻率。另外，為了縮短ON時(shí)間而不對(duì)匹配造成影響，優(yōu)選具有預(yù)先設(shè)定可進(jìn)行良好的動(dòng)作的ON時(shí)間的最小值，判定是否為對(duì)匹配造成影響的ON時(shí)間的功能。
[0085]接下來(lái)，說(shuō)明使用本實(shí)施例的微波ECR等離子體蝕刻裝置，對(duì)晶片112實(shí)施蝕刻處理的等離子體處理方法。另外，說(shuō)明進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻偏置的占空比的使用范圍被分割為2個(gè)占空比的區(qū)域，由通道I (0?10%)和通道2 (10.5?100%)這2個(gè)占空比的區(qū)域構(gòu)成的情況的等離子體處理方法。
[0086]對(duì)于進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻偏置，用于控制反應(yīng)生成物濃度而控制蝕刻性能，但在OFF時(shí)間是與反應(yīng)生成物的滯留時(shí)間等同的程度時(shí)，得到特別大的效果。在進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻偏置的ON時(shí)間的期間，蝕刻進(jìn)展，持續(xù)發(fā)生反應(yīng)生成物。如果進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻偏置成為OFF，則蝕刻不再進(jìn)展，反應(yīng)生成物被排氣。在一般的等離子體蝕刻裝置的情況下，在處理壓力0.1Pa?IOPa下，反應(yīng)生成物的滯留時(shí)間是IOms ?1000ms。
[0087]作為一個(gè)例子，說(shuō)明反應(yīng)生成物的滯留時(shí)間是80ms的情況。在連續(xù)高頻偏置中，反應(yīng)生成物濃度從蝕刻開(kāi)始時(shí)起單調(diào)地增加。圖7 (a)示出使反應(yīng)生成物的滯留時(shí)間成為80ms、使進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻偏置的ON時(shí)間成為10ms、使OFF時(shí)間成為IOms的情況的反應(yīng)生成物濃度的蝕刻處理時(shí)間依賴性。在OFF時(shí)間比反應(yīng)生成物的滯留時(shí)間短的情況下，反應(yīng)生成物殘留，所以反應(yīng)生成物濃度隨著時(shí)間經(jīng)過(guò)而增加。接下來(lái)，圖7 (b)示出使反應(yīng)生成物的滯留時(shí)間成為80ms、使進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻偏置的ON時(shí)間成為10ms、使OFF時(shí)間成為80ms、使反應(yīng)生成物的滯留時(shí)間和OFF時(shí)間相等了時(shí)的反應(yīng)生成物濃度的蝕刻處理時(shí)間依賴性。
[0088]在ON時(shí)間內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)生成物在OFF時(shí)間被排氣，而不殘留，所以能夠制作反應(yīng)生成物濃度低的狀態(tài)。通過(guò)針對(duì)在ON時(shí)間生成的反應(yīng)生成物設(shè)置充分長(zhǎng)的OFF時(shí)間，能夠降低反應(yīng)生成物濃度。占空比是ON時(shí)間與OFF時(shí)間之比，所以延長(zhǎng)OFF時(shí)間相當(dāng)于降低占空比。通過(guò)降低占空比，能夠抑制反應(yīng)生成物的影響。
[0089]接下來(lái)，在圖8A中，示出將重復(fù)頻率固定為10Hz，并混合Ar氣體、SF6氣體、以及O2氣體，而對(duì)鎢的行線圖案進(jìn)行了蝕刻的情況的針對(duì)占空比的硬掩膜即SiO2膜的選擇比依賴性。
[0090]成為在占空比高于10%的情況下，選擇比的變化緩慢，但在占空比是10%以下的情況，選擇比急劇上升的結(jié)果。其原因?yàn)?，在占空比低時(shí)，ON時(shí)間短且OFF時(shí)間長(zhǎng)，所以反應(yīng)生成物濃度減少。通過(guò)SF6氣體對(duì)鎢進(jìn)行蝕刻時(shí)的反應(yīng)生成物一般是WFx (x=l?6)等，但這些反應(yīng)生成物通過(guò)再分離，發(fā)生F (氟)，向SiO2膜附著，作為SiF4等反應(yīng)，對(duì)SiO2進(jìn)行蝕刻，從而降低SiO2選擇比。
[0091]為了選擇比的高精度的控制，需要高精度地控制10%以下的占空比。為此，通過(guò)如圖8A所示，將占空比的通道分成10%以下和比10%高的情況這2個(gè)區(qū)域，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)寬范圍的控制和高精度的控制。
[0092]另外，以下，說(shuō)明上述之外的等離子體處理方法。通過(guò)高精度地控制進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻偏置，能夠高精度地控制蝕刻性能。有時(shí)蝕刻性能伴隨腔的經(jīng)時(shí)變化而變化。
[0093]例如，在每當(dāng)重疊處理張數(shù)時(shí)蝕刻速率降低那樣的情況下，如果處理時(shí)間的設(shè)定值相同，則作為結(jié)果總蝕刻量變少，而有可能引起不良。因此，相逆地每當(dāng)重疊處理張數(shù)時(shí)提高蝕刻速率，從而能夠使總蝕刻量成為恒定。通過(guò)高精度地控制進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻偏置的ON時(shí)間、OFF時(shí)間、頻率、占空比等，能夠進(jìn)行與經(jīng)時(shí)變化對(duì)應(yīng)的蝕刻性能控制。
[0094]圖13示出Poly — Si的蝕刻速率與平均高頻電力的關(guān)系。可知通過(guò)改變平均高頻電力，即使是小于20nm/min那樣的微小的蝕刻速率，也能夠控制。在圖13中，從圖12所不的占空比和聞?lì)l電力值換算為平均聞?lì)l電力。
[0095]通過(guò)如圖13所示，改變占空比，能夠控制平均高頻電力。因此，通過(guò)高精度地控制占空比，能夠高精度地控制蝕刻速率，所以適用于追隨經(jīng)時(shí)變化的蝕刻性能控制。[0096]另外，上述等離子體處理方法是進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻偏置的占空比的使用頻率范圍被分割為2個(gè)區(qū)域的例子，但即使在占空比的使用區(qū)域被分割為2個(gè)以上的情況下，也能夠得到與上述等離子體處理方法同樣的效果。
[0097]另外，即使在占空比、重復(fù)頻率、ON時(shí)間、OFF時(shí)間的使用區(qū)域由2個(gè)以上的不同的區(qū)域的組合構(gòu)成的情況下，也能夠得到與上述等離子體處理方法同樣的效果。
[0098]本發(fā)明具備上述結(jié)構(gòu)，所以能夠?qū)d置用電極供給通過(guò)以寬范圍的占空比高精度地控制的占空比進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇的高頻偏置電力，所以能夠在各種蝕刻工序中，進(jìn)行高精度的蝕刻加工。
[0099]另外，在本實(shí)施例中，在占空比的多個(gè)通道的切換中，使用了通道切換信號(hào)，但也可以是使用多個(gè)高頻偏置電源的方法。例如，如圖9所示，在將占空比的通道分成2個(gè)的情況下，分別設(shè)置2個(gè)輸出不同的控制范圍的占空比的進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻偏置電力的高頻電源，通過(guò)高頻電源選擇信號(hào)切換第一高頻電源127和第二高頻電源128，從而能夠?qū)d置用電極供給以寬范圍的占空比高精度地控制的占空比的進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻偏置電力。
[0100]另外，也可以如圖10所示，代替上述多個(gè)高頻電源，而在高頻偏置電源中設(shè)置分別發(fā)生不同的控制范圍的占空比的脈沖波形的多個(gè)脈沖發(fā)生器(第一脈沖發(fā)生器129、第二脈沖發(fā)生器130等)。
[0101]接下來(lái)，說(shuō)明在對(duì)從供給給試樣高頻電力的高頻電源供給的高頻電力進(jìn)行時(shí)間調(diào)制，并將重復(fù)頻率作為控制參數(shù)的情況下，將由區(qū)域A和區(qū)域C構(gòu)成的重復(fù)頻率區(qū)域1、以及由區(qū)域B和區(qū)域D構(gòu)成的重復(fù)頻率區(qū)域2作為 控制區(qū)域的一個(gè)實(shí)施例。
[0102]【實(shí)施例2】
[0103]以下，參照附圖，說(shuō)明【具體實(shí)施方式】。圖1示出使用了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的微波的ECR等離子體蝕刻裝置的概略縱剖面圖。另外，同一符號(hào)表示同一構(gòu)成要素。
[0104]在上部被開(kāi)放的真空容器101的上部，設(shè)置用于向真空容器101內(nèi)導(dǎo)入蝕刻氣體的噴板102 (例如石英制)、和電介體窗103 (例如石英制)并密封，從而形成處理室104。對(duì)噴板102連接用于供給蝕刻氣體的氣體供給裝置105。另外，對(duì)真空容器101經(jīng)由排氣用開(kāi)閉閥117以及排氣速度可變閥118連接了真空排氣裝置106。在處理室104內(nèi)，將排氣用開(kāi)閉閥117打開(kāi)，并驅(qū)動(dòng)真空排氣裝置106，從而被減壓而成為真空狀態(tài)。
[0105]處理室104內(nèi)的壓力通過(guò)排氣速度可變閥118被調(diào)整為期望的壓力。蝕刻氣體從氣體供給裝置105經(jīng)由噴板102被導(dǎo)入到處理室104內(nèi)，經(jīng)由排氣速度可變閥118通過(guò)真空排氣裝置106被排氣。另外，與噴板102對(duì)向地在真空容器101的下部設(shè)置作為試樣臺(tái)的試樣載置用電極111。
[0106]為了對(duì)處理室104傳送用于生成等離子體的電力，在電介體窗103的上方設(shè)置傳送電磁波的波導(dǎo)管107。從電磁波發(fā)生用電源109振蕩向波導(dǎo)管107傳送的電磁波。另外，本實(shí)施例的效果不特別限定于電磁波的頻率，但在本實(shí)施例中，使用2.45GHz的微波。在處理室104的外部，設(shè)置了形成磁場(chǎng)的磁場(chǎng)發(fā)生線圈110，從電磁波發(fā)生用電源109振蕩出的電磁波通過(guò)與由磁場(chǎng)發(fā)生線圈110形成的磁場(chǎng)的相互作用，在處理室104內(nèi)生成高密度等離子體，對(duì)在試樣載置用電極111上配置的作為試樣的晶片112實(shí)施蝕刻處理。
[0107]噴板102、試樣載置用電極111、磁場(chǎng)發(fā)生線圈110、排氣用開(kāi)閉閥117、排氣速度可變閥118以及晶片112相對(duì)處理室104的中心軸上被同軸配置，所以通過(guò)蝕刻氣體的流動(dòng)、等離子體生成的自由基以及離子、進(jìn)而通過(guò)蝕刻生成的反應(yīng)生成物相對(duì)晶片112被同軸地導(dǎo)入并排氣。該同軸配置具有使蝕刻速率、蝕刻形狀的晶片面內(nèi)均勻性接近軸對(duì)稱，而提高晶片處理均勻性的效果。
[0108]試樣載置用電極111的電極表面被熱噴涂膜(未圖示)包覆，經(jīng)由高頻濾波器115連接了直流電源116。進(jìn)而，對(duì)試樣載置用電極111，經(jīng)由匹配電路113連接高頻偏置電源114。高頻偏置電源114具備高頻偏置輸出部126和脈沖發(fā)生器108 (參照?qǐng)D2)，能夠選擇性地對(duì)試樣載置用電極111供給進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻電力或者連續(xù)的高頻電力。
[0109]另外，通過(guò)每單位時(shí)間重復(fù)施加高頻偏置電力的期間(0N期間)和不施加的期間(OFF期間)的次數(shù)即重復(fù)頻率、和每I周期(重復(fù)頻率的倒數(shù))的ON期間即占空比，控制進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻偏置電力。
[0110]控制使用了上述ECR蝕刻裝置的蝕刻處理的控制部120具備:個(gè)人電腦121，進(jìn)行通過(guò)輸入單元(未圖示)輸入的重復(fù)頻率、占空比、實(shí)施蝕刻的氣體流量、處理壓力、微波電力、線圈電流等蝕刻參數(shù)的處理；微型計(jì)算機(jī)122，進(jìn)行信號(hào)處理；以及數(shù)字一模擬轉(zhuǎn)換器(以下稱為D/A轉(zhuǎn)換器123)，將數(shù)字信號(hào)變換為模擬信號(hào)(參照?qǐng)D2)。
[0111]另外，高頻偏置電源114具備:模擬一數(shù)字轉(zhuǎn)換器(以下，稱為A/D轉(zhuǎn)換器124)，將模擬信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)；信號(hào)處理部125，處理從微型計(jì)算機(jī)122發(fā)送的信號(hào)和從A/D轉(zhuǎn)換器124發(fā)送的信號(hào)；脈沖發(fā)生器108，發(fā)生從信號(hào)處理部125指示的重復(fù)頻率和占空比的脈沖波形；以及高頻偏置輸出部126，輸出從信號(hào)處理部指示的高頻偏置(參照?qǐng)D2)。
[0112]以下，使用圖2，說(shuō)明從高頻偏置電源114對(duì)試樣載置用電極供給進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻電力的情況的控制部120的功能。
[0113]針對(duì)通過(guò)輸入單元(未圖示)輸入到個(gè)人電腦121的重復(fù)頻率和占空比，作為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)微型計(jì)算機(jī)122進(jìn)行處理，經(jīng)由D/A轉(zhuǎn)換器123，變換為模擬信號(hào)而發(fā)送到高頻偏置電源114。
[0114]針對(duì)高頻偏置電源114接收到的模擬信號(hào)，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器124變換為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)信號(hào)處理部125進(jìn)行處理而從高頻偏置輸出部126和脈沖發(fā)生器108分別輸出高頻偏置電力和脈沖波形。對(duì)所輸出的高頻偏置電力重疊所輸出的脈沖波形，從高頻偏置電源114對(duì)試樣載置用電極111供給進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻電力。
[0115]接下來(lái)，說(shuō)明對(duì)于高頻偏置電源114的重復(fù)頻率，以IHz單位使用I?2000Hz的范圍，特別以高分辨率控制I?119Hz的頻帶的情況。
[0116]將I?119Hz的頻帶設(shè)為通道1，將120?2000Hz的頻帶設(shè)為通道2。另外，使用12比特的D/A轉(zhuǎn)換器123以及A/D轉(zhuǎn)換器124，模擬信號(hào)的電壓值成為±10V的范圍。另夕卜，在模擬信號(hào)是±10V的范圍的情況下,對(duì)于模擬信號(hào),一般使用0?IOV。
[0117]例如，如果對(duì)個(gè)人電腦121輸入了 60Hz的重復(fù)頻率，則如圖3B所示，從微型計(jì)算機(jī)122經(jīng)由D/A轉(zhuǎn)換器123使通道I和通道2的信號(hào)這雙方的時(shí)間都偏移而周期性地發(fā)送至IJA/D轉(zhuǎn)換器124。
[0118]信號(hào)處理部125通過(guò)根據(jù)從微型計(jì)算機(jī)122發(fā)送的用于選擇通道I的通道切換信號(hào)，使定時(shí)A (通道I)和信號(hào)接收同步，從來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換器124發(fā)送的通道I和通道2的信號(hào)選擇通道I的信號(hào)。選擇了通道I的信號(hào)的信號(hào)處理部125使脈沖發(fā)生器108發(fā)生60Hz的脈沖波形，使高頻偏置電源114輸出60Hz的重復(fù)頻率的進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻電力。
[0119]另外，作為信號(hào)處理部125的通道選擇的其他方法，如圖4B所示，在A/D轉(zhuǎn)換器124中有多個(gè)輸入輸出端子(以下稱為端口)的情況下，也可以是通過(guò)通道切換信號(hào)判斷選擇哪個(gè)通道，而取得特定的端口的信號(hào)的方法。例如，在60Hz的重復(fù)頻率的情況下，使信號(hào)處理部125判斷為選擇端口 I即可(圖4B)。
[0120]另外，也可以從微型計(jì)算機(jī)122經(jīng)由D/A轉(zhuǎn)換器123向A/D轉(zhuǎn)換器124僅發(fā)送所使用的通道。例如，在設(shè)定IOHz的重復(fù)頻率的情況下，僅發(fā)送通道I的信號(hào)，而不發(fā)送通道2的信號(hào)。在A/D轉(zhuǎn)換器124是圖4B那樣的結(jié)構(gòu)的情況下，通過(guò)信號(hào)處理部125判定端口有無(wú)接收信號(hào)，如果是在端口 I中有信號(hào)，在端口 2中無(wú)信號(hào)的狀態(tài)，則信號(hào)處理部125能夠選擇端口 1、即通道I。在該情況下，無(wú)需通道切換信號(hào)，所以也可以是圖5的結(jié)構(gòu)。
[0121]但是，對(duì)于蝕刻處理，有時(shí)在多個(gè)步驟中連續(xù)地處理，在各步驟之間使用不同的頻帶的頻率(不同的通道)的情況下，在使發(fā)送的定時(shí)偏移了的狀態(tài)下始終周期性地發(fā)送了不同的通道的信號(hào)的狀態(tài)下，通過(guò)切換信號(hào)選擇通道的方法(圖4B)相比于不需要切換信號(hào)的方法，能夠更迅速地進(jìn)行通道的變更，所以優(yōu)選圖4B那樣的通道選擇方法。
[0122]接下來(lái)，說(shuō)明本實(shí)施例中的通道I和通道2的頻率分辨率。
[0123]通常，由D/A轉(zhuǎn)換器123以及A/D轉(zhuǎn)換器124的處理能力和頻帶的范圍決定頻率分辨率。在12比特的D/A轉(zhuǎn)換器123以及A/D轉(zhuǎn)換器124的情況下，能夠處理4096 二進(jìn)制位的信號(hào)。二進(jìn)制位是指二進(jìn)制數(shù)的位。在該情況下，在模擬信號(hào)是±10V的范圍內(nèi)能夠處理4096種類的信號(hào)的值。對(duì)于模擬信號(hào)，一般使用0?10V，所以能夠處理2048種類的信號(hào)的值。在本實(shí)施例中，通道I的重復(fù)頻率的使用范圍是I?119Hz，所以成為約0.058Hz的分辨率。另外，通道2的重復(fù)頻率的使用范圍是120?2000Hz，所以成為約0.92Hz的分辨率。
[0124]另外，模擬信號(hào)的使用范圍是IOV且能夠處理2048 二進(jìn)制位的信號(hào)，所以I個(gè)二進(jìn)制位相當(dāng)于約4.9mV。即，如果模擬信號(hào)是約4.9mV,則在通道I的情況下，表示約0.058Hz的重復(fù)頻率，在通道2的情況下，表示約0.92Hz的重復(fù)頻率。因此，如果在模擬信號(hào)中發(fā)生4.9mV的誤差，則在通道I的情況下，產(chǎn)生約0.058Hz的誤差，在通道2的情況下，產(chǎn)生約0.92Hz的誤差。
[0125]例如，在重復(fù)頻率是IOHz (通道I)且占空比是10%的情況下，OFF時(shí)間成為90ms。在模擬信號(hào)中發(fā)生了約0.05% (5mV)的噪聲的情況下，在重復(fù)頻率中產(chǎn)生約0.058Hz以上的誤差。在重復(fù)頻率是10.058Hz且占空比是10%的情況下，OFF時(shí)間成為89.5ms，誤差僅為0.56%。另外，在重復(fù)頻率是1000Hz (通道2)且占空比是10%的情況下，OFF時(shí)間成為0.9ms。在由于噪聲而在模擬信號(hào)中發(fā)生了約0.05% (5mV)的噪聲的情況下，處理為約IOOlHz的信號(hào)，但OFF時(shí)間成為0.899ms且誤差成為0.001ms，僅為0.1%的誤差。
[0126]因此，在本實(shí)施例中，通過(guò)如上所述，將重復(fù)頻率的使用頻率范圍分割為要求分辨率的精度的頻帶和不怎么要求分辨率的精度的頻帶，能夠在重復(fù)頻率的寬范圍的頻帶中，高精度地控制重復(fù)頻率。
[0127]另外，在本實(shí)施例中，使重復(fù)頻率的設(shè)定單位成為1Hz，所以在選擇了通道I的頻帶的情況下，能夠?qū)Hz分配約20個(gè)二進(jìn)制位，能夠排除噪聲等所致的誤差。
[0128]另外，通道I的分辨率是0.058Hz，所以能夠?qū)⑼ǖ繧的重復(fù)頻率的設(shè)定單位控制為IHz以下。
[0129]另外，在本實(shí)施例中，示出了將重復(fù)頻率的頻帶分割為2個(gè)的例子，但也可以分割為2個(gè)以上。分割數(shù)越多，能夠使各頻帶的分辨率越提高。
[0130]另外，在本實(shí)施例中，示出了將重復(fù)頻率的頻帶分割為2個(gè)的例子，但也可以通過(guò)如圖6B所示，組合2個(gè)以上的不同的頻帶，來(lái)擴(kuò)大重復(fù)頻率的使用頻率范圍。通過(guò)這樣組合不同的頻帶，擴(kuò)大重復(fù)頻率的使用頻率范圍，從而能夠提高各個(gè)頻帶的精度。
[0131]進(jìn)而,在本實(shí)施例中，使模擬電壓值成為0?IOV的使用范圍,但在任意的使用范圍中，分辨率提高效果都等同，所以在模擬電壓值的使用范圍是任意的電壓范圍內(nèi)，都能夠應(yīng)用本發(fā)明，得到與本發(fā)明同樣的效果。
[0132]另外，在進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻偏置電力的ON時(shí)間短的情況下，存在高頻偏置電力的匹配變得困難這樣的問(wèn)題。ON時(shí)間由占空比和重復(fù)頻率規(guī)定，但在占空比是20%以下那樣的低的占空比的情況下，對(duì)于通道2的高頻頻帶的重復(fù)頻率，ON時(shí)間變得過(guò)短，所以有時(shí)無(wú)法對(duì)試樣載置用電極111施加高頻偏置電力。因此，在使用通道2的頻帶的重復(fù)頻率的情況下，優(yōu)選以20%以上使用占空比。
[0133]接下來(lái)，說(shuō)明使用本實(shí)施例的微波ECR等離子體蝕刻裝置，對(duì)晶片112實(shí)施蝕刻處理的等離子體處理方法。
[0134]另外，說(shuō)明進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻偏置的重復(fù)頻率的使用頻率范圍被分割為2個(gè)頻帶，而由通道I (I?119Hz)和通道2 (120?2000Hz)這2個(gè)頻帶構(gòu)成的情況的等離子體處理方法。
[0135]對(duì)于進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻偏置，用于控制反應(yīng)生成物濃度而控制蝕刻性能，但在OFF時(shí)間是與反應(yīng)生成物的滯留時(shí)間等同的程度時(shí)，得到特別大的效果。在進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻偏置的ON時(shí)間的期間，蝕刻進(jìn)展，持續(xù)發(fā)生反應(yīng)生成物。如果進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻偏置成為0FF，則蝕刻不再進(jìn)展，反應(yīng)生成物被排氣。在一般的等離子體蝕刻裝置的情況下，在處理壓力0.1Pa?IOPa下反應(yīng)生成物的滯留時(shí)間是IOms ?1000ms。
[0136]作為一個(gè)例子，說(shuō)明反應(yīng)生成物的滯留時(shí)間是80ms的情況。在連續(xù)高頻偏置中，反應(yīng)生成物濃度從蝕刻開(kāi)始時(shí)起單調(diào)地增加。圖7 (a)示出使反應(yīng)生成物的滯留時(shí)間成為80ms、使進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻偏置的ON時(shí)間成為10ms、使OFF時(shí)間成為IOms的情況的反應(yīng)生成物濃度的蝕刻處理時(shí)間依賴性。在OFF時(shí)間比反應(yīng)生成物的滯留時(shí)間短的情況下，反應(yīng)生成物殘留，所以反應(yīng)生成物濃度隨著時(shí)間經(jīng)過(guò)而增加。
[0137]接下來(lái)，圖7 (b)示出使反應(yīng)生成物的滯留時(shí)間成為80ms、使進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻偏置的ON時(shí)間成為10ms、使OFF時(shí)間成為80ms、使反應(yīng)生成物的滯留時(shí)間和OFF時(shí)間相等了時(shí)的反應(yīng)生成物濃度的蝕刻處理時(shí)間依賴性。在ON時(shí)間內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)生成物在OFF時(shí)間內(nèi)被排氣而不殘留，所以能夠制作反應(yīng)生成物濃度低的狀態(tài)。通過(guò)使OFF時(shí)間成為反應(yīng)生成物的滯留時(shí)間以上，能夠降低反應(yīng)生成物濃度。
[0138]接下來(lái)，在圖SB中，示出將占空比固定為20%，對(duì)硅氮化膜的行線進(jìn)行了蝕刻的情況的針對(duì)重復(fù)頻率的行線的蝕刻形狀的錐形角度的依賴性。重復(fù)頻率越低，蝕刻形狀越接近垂直。其原因?yàn)椋m然由重復(fù)頻率和占空比規(guī)定OFF時(shí)間，但圖8B的結(jié)果，OFF時(shí)間變長(zhǎng)，從而反應(yīng)生成物濃度變低，反應(yīng)生成物的附著變少。
[0139]在圖8C中，將圖8B的針對(duì)重復(fù)頻率的錐形角度的依賴性改寫為針對(duì)OFF時(shí)間的錐形角度的依賴性，根據(jù)圖8C可知，通過(guò)延長(zhǎng)OFF時(shí)間，能夠抑制錐形角度。特別，能夠在OFF時(shí)間是10?IOOOms的范圍內(nèi)，得到垂直的蝕刻形狀。
[0140]通過(guò)這樣使OFF時(shí)間大于等于反應(yīng)生成物的滯留時(shí)間，能夠減少反應(yīng)生成物濃度。為了延長(zhǎng)OFF時(shí)間，需要降低重復(fù)頻率、并且降低占空比。例如，圖7 (b)是對(duì)試樣載置用電極111施加重復(fù)頻率為11.1Hz、占空比為11.1%的進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻偏置電力而對(duì)晶片112進(jìn)行了等離子體蝕刻的例子。
[0141]因此，在本實(shí)施例中，即使在能夠延長(zhǎng)OFF時(shí)間的低頻的重復(fù)頻帶中，也能夠進(jìn)行高精度的頻率控制，所以能夠高精度地控制反應(yīng)生成物濃度。因此，能夠高精度地控制蝕刻形狀。
[0142]另外，有時(shí)根據(jù)被蝕刻膜的種類、對(duì)象蝕刻工序、蝕刻條件等，需要使用高頻的重復(fù)頻帶。但是，在高頻的重復(fù)頻率的情況下，ON時(shí)間以及OFF時(shí)間非常短，所以即使頻率分辨率不怎么高于低頻也可的情況較多。
[0143]另外，蝕刻工序有各種種類，根據(jù)工序，有時(shí)需要錐形形狀而非垂直加工。作為一個(gè)例子，有元件分離部(Shallow Trench Isolation:STI,以下稱為STI)的蝕刻。在STI蝕刻之后，埋入，所以一般需要錐形形狀。在加工為錐形形狀時(shí)，在具有圖8B所示那樣的蝕刻特性的情況下，提高重復(fù)頻率即可。這樣，為了廣泛對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體制造的各種工序，優(yōu)選能夠在寬范圍內(nèi)使用重復(fù)頻率。
[0144]另外，上述等離子體處理方法是進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻偏置的重復(fù)頻率的使用頻率范圍被分割為2個(gè)頻帶的例子，但即使在重復(fù)頻率的使用頻率范圍被分割為2個(gè)以上的情況下，也能夠得到與上述等離子體處理方法同樣的效果。
[0145]另外，即使在重復(fù)頻率的使用頻率范圍由2個(gè)以上的不同的頻帶的組合構(gòu)成的情況下，也能夠得到與上述等離子體處理方法同樣的效果。
[0146]本發(fā)明具備上述結(jié)構(gòu)，所以能夠?qū)d置用電極供給在寬范圍的頻帶中高精度地控制的重復(fù)頻率的進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻偏置電力，所以能夠在各種蝕刻工序中，進(jìn)行高精度的蝕刻加工。
[0147]另外，在上述實(shí)施例中，在重復(fù)頻率的頻帶的多個(gè)通道的切換中，使用了通道切換信號(hào)，但也可以是使用多個(gè)高頻偏置電源的方法。例如，如圖9所示，在2個(gè)通道的情況下，分別設(shè)置2個(gè)輸出不同的頻帶的重復(fù)頻率的進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻偏置電力的高頻電源，通過(guò)高頻電源選擇信號(hào)切換第一高頻電源127和第二高頻電源128，從而能夠?qū)d置用電極供給在寬范圍的頻帶中高精度地控制的重復(fù)頻率的進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的間歇性的高頻偏置電力。
[0148]另外，也可以如圖10所示，代替上述多個(gè)高頻電源，而在高頻偏置電源中設(shè)置分別發(fā)生不同的頻帶的重復(fù)頻率的脈沖波形的多個(gè)脈沖發(fā)生器(第一脈沖發(fā)生器129、第二脈沖發(fā)生器130等)。
[0149]接下來(lái)，以下，說(shuō)明在重復(fù)頻率的寬范圍的頻帶中，高精度地控制重復(fù)頻率，與實(shí)施例2不同的實(shí)施例。[0150]【實(shí)施例3】
[0151]在圖8B中，在小的重復(fù)頻率下，錐形角度大幅變化，在大的重復(fù)頻率下，錐形角度的變化少。在這樣的情況下，在I~IOHz范圍內(nèi)每隔IHz進(jìn)行設(shè)定，在10~IOOHz范圍內(nèi)每隔IOHz進(jìn)行設(shè)定，在100~1000Hz范圍內(nèi)每隔IOOHz進(jìn)行設(shè)定，從而能夠限定可設(shè)定的數(shù)值，提高精度。在該方法中，可設(shè)定的頻率的數(shù)量越多，精度越降低，并且設(shè)定的自由度越少。
[0152]因此，開(kāi)發(fā)了使用了基本頻率的方法。以下說(shuō)明該實(shí)施例。在圖5所示那樣的結(jié)構(gòu)中，對(duì)控制終端122的個(gè)人電腦121輸入重復(fù)頻率。在個(gè)人電腦121內(nèi)，作為基本頻率和N倍值而計(jì)算該重復(fù)頻率，并發(fā)送到微型計(jì)算機(jī)122。在本實(shí)施例中，使基本頻率成為O~IOOHz，每隔IHz進(jìn)行設(shè)定。在本實(shí)施例中，使N倍值成為1、10、100。
[0153]在如上所述本實(shí)施例的12比特的D/A轉(zhuǎn)換器123以及A/D轉(zhuǎn)換器124的情況下，能夠處理4096 二進(jìn)制位的信號(hào)。模擬信號(hào)在本實(shí)施例中成為O~10V，能夠處理2048種類的信號(hào)的值。當(dāng)能夠在O~IOOHz中每隔IHz設(shè)定基本頻率的情況下，每I 二進(jìn)制位的基本頻率成為約0.05，針對(duì)每個(gè)基本頻率設(shè)定，所以能夠分配20個(gè)二進(jìn)制位。
[0154]I個(gè)二進(jìn)制位是4.9mV,所以在每隔IHz設(shè)定基本頻率的情況下，分配98mV。N倍值是1、10、100這3種，3分割即可，與模擬電壓、分配二進(jìn)制位一起，分辨率充分高。通過(guò)采用使基本頻率與N倍值之積成為重復(fù)頻率的方式，在本實(shí)施例中，重復(fù)頻率可對(duì)應(yīng)于O~10000Hz。
[0155]對(duì)于設(shè)定，在O~IOOHz的期間，設(shè)為每1Hz，在110~1000Hz的期間，設(shè)為每IOHz，在1100~10000Hz的期間，設(shè)為每IOOHz。其原因?yàn)?，在如上所述重?fù)頻率高的情況下的蝕刻性能的特性相對(duì)重復(fù)頻率的靈敏度低的情況下，隨著重復(fù)頻率變高，即使增大設(shè)定間距，影響也少。另外，在本實(shí)施例中，分辨率在O~IOOHz的期間成為0.05Hz，在110~1000的期間成為0.5Hz，在1100~10000Hz的期間成為5Hz，相比于設(shè)定間距充分小，所以模擬信號(hào)受到噪聲的影響的可能性少。
[0156]例如，在O~IOOHz的期間，按照IHz的設(shè)定間距，對(duì)IHz分配20個(gè)二進(jìn)制位，所以對(duì)IHz分配98mV。即，如果未由于噪聲而偏移98mV以上，則不會(huì)產(chǎn)生IHz的誤差。在以往方式中重復(fù)頻率對(duì)應(yīng)于O~10000Hz的情況下，I個(gè)二進(jìn)制位成為4.9Hz，噪聲是4.9mV而偏移4.9Hz。能夠通過(guò)本實(shí)施例的手法大幅減輕噪聲的影響。以下，說(shuō)明設(shè)定的具體的例子。
[0157]說(shuō)明作為重復(fù)頻率輸入了 1000Hz的情況。在對(duì)圖5的個(gè)人電腦121輸入了 1000Hz的情況下，基本頻率成為100Hz、N倍值成為10。在設(shè)定1000Hz時(shí)，還有使基本頻率成為10Hz、使N倍值成為100的方法，但基本頻率優(yōu)先。對(duì)于N倍值，能夠通過(guò)條件、硬件來(lái)設(shè)定變更設(shè)定值的間距、設(shè)定范圍，所以為了簡(jiǎn)化軟件的程序，優(yōu)選使基本頻率優(yōu)先。
[0158]另外，在僅需要I個(gè)N倍值的情況下，無(wú)需使用該信號(hào)線，而實(shí)現(xiàn)硬件的簡(jiǎn)化，但即使在該情況下也無(wú)需變更軟件而對(duì)應(yīng)，所以在使基本頻率優(yōu)先時(shí)，軟件的通用性也高。
[0159]將在個(gè)人電腦121內(nèi)計(jì)算出的基本頻率和N倍值經(jīng)由D/A轉(zhuǎn)換器123，如圖14那樣輸入到高頻電源114內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換器124。在高頻電源114內(nèi)的信號(hào)處理部中進(jìn)行將基本頻率和N倍值相乘的計(jì)算，決定重復(fù)頻率。
[0160]另外，作為圖2、圖10所示的通道切換信號(hào)，還能夠使用N倍值。在使基本頻率成為O~IOOHz，使N倍值成為1、100的情況下，通過(guò)預(yù)先對(duì)于通道I將N倍值設(shè)定為1，對(duì)于通道2將N倍值設(shè)定為100，能夠在信號(hào)處理部125中根據(jù)基本頻率和N倍值計(jì)算重復(fù)頻率。另外，N倍值的設(shè)定數(shù)可以是任意個(gè)。
[0161]如上所述，在N倍值是1、100這2個(gè)的情況下，通道切換信號(hào)成為2個(gè)種類，所以對(duì)于信號(hào)的ON狀態(tài)，能夠使N倍值成為1，對(duì)于OFF狀態(tài)，能夠使N倍值成為100。在該情況下，并非模擬信號(hào)，而能夠處理為數(shù)字信號(hào)，能夠大幅改善與N倍值相關(guān)的分辨率。
[0162]本實(shí)施例用于提高重復(fù)頻率的分辨率，但能夠?qū)φ伎毡?、ON時(shí)間、OFF時(shí)間應(yīng)用同樣的手段,而還能夠提高占空比、ON時(shí)間、OFF時(shí)間的分辨率。另外,本實(shí)施例中的基本頻率、N倍值也可以并非整數(shù)。
[0163]接下來(lái)，以下，說(shuō)明使用本發(fā)明的等離子體處理裝置而對(duì)多層膜進(jìn)行等離子體蝕刻的等離子體處理方法。
[0164]【實(shí)施例4】
[0165]參照?qǐng)D16來(lái)說(shuō)明本實(shí)施例。在對(duì)具有如圖16所示從下依次層疊了 Poly — Si膜、SiO2膜、無(wú)定形碳膜、SiN膜、BARC膜的多層膜、和在所述多層膜上配置并預(yù)先構(gòu)圖的抗蝕劑掩模的試樣進(jìn)行等離子體蝕刻的情況下，如以下那樣進(jìn)行。
[0166]最初，通過(guò)連續(xù)的高頻偏置電力(ContiniousWave Radio Frequency BiasPower:以下，稱為CW)對(duì)BARC膜進(jìn)行蝕刻，通過(guò)使用了區(qū)域A的進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的高頻偏置電力對(duì)SiN膜進(jìn)行蝕刻。
[0167]接下來(lái)，通過(guò)使用了區(qū)域B、區(qū)域C的進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的高頻偏置電力，分別對(duì)無(wú)定形碳膜和SiO2膜進(jìn)行蝕刻。最后,通過(guò)CW對(duì)Poly — Si膜進(jìn)行蝕刻,接下來(lái),通過(guò)依次使用了區(qū)域D、區(qū)域C的進(jìn)行·了時(shí)間調(diào)制的高頻偏置電力進(jìn)行蝕刻。
[0168]另外，如圖15所示，區(qū)域A成為低重復(fù)頻率(例如，I至IOOHz的重復(fù)頻率)并且比低占空比(例如10%以下的占空比)高的占空比的區(qū)域，區(qū)域B成為比低重復(fù)頻率高的重復(fù)頻率并且比低占空比高的占空比的區(qū)域。另外，區(qū)域C成為低重復(fù)頻率并且低占空比的區(qū)域，區(qū)域D成為比低重復(fù)頻率高的重復(fù)頻率并且低占空比的區(qū)域。
[0169]通過(guò)進(jìn)行這樣的等離子體處理，能夠針對(duì)具有從下依次層疊了 Poly - Si膜、SiO2膜、無(wú)定形碳膜、SiN膜、BARC膜的多層膜、和在所述多層膜上配置并預(yù)先構(gòu)圖的抗蝕劑掩模的試樣以期望的形狀進(jìn)行高精度的蝕刻。
[0170]以上，在實(shí)施例1至實(shí)施例4中作為控制參數(shù)使用占空比和重復(fù)頻率而進(jìn)行了說(shuō)明，但實(shí)施例1至實(shí)施例4的本發(fā)明還能夠應(yīng)用于ON時(shí)間和OFF時(shí)間。其原因?yàn)?，能夠使用ON時(shí)間和OFF時(shí)間來(lái)求出占空比和重復(fù)頻率。
[0171]例如，在控制ON時(shí)間而對(duì)高頻電力進(jìn)行時(shí)間調(diào)制的情況下，通過(guò)與占空比的情況同樣地、將控制區(qū)域分割為至少2個(gè)，對(duì)于I.0ms以下的ON時(shí)間，使比通道1、I.0ms長(zhǎng)的ON時(shí)間成為通道2，能夠進(jìn)行高精度的控制。另外，通過(guò)與ON時(shí)間同樣地，在OFF時(shí)間，也將控制區(qū)域分割為多個(gè)區(qū)域，能夠進(jìn)行高精度的控制。
[0172]另外，上述實(shí)施例1至實(shí)施例4的高頻偏置電源的結(jié)構(gòu)還能夠應(yīng)用于生成等離子體的高頻電源。因此，本發(fā)明是從生成等離子體的高頻電源或者高頻偏置電源的至少某一個(gè)電源供給可在寬范圍的重復(fù)頻帶中高精度地控制的進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的高頻電力的等離子體處理裝置。[0173]另外，在上述實(shí)施例1至實(shí)施例4中，將微波ECR等離子體作為一個(gè)實(shí)施例而進(jìn)行了說(shuō)明，但即使在電容結(jié)合型等離子體、感應(yīng)結(jié)合型等離子體等其他等離子體生成方式中的等離子體處理裝置中，也能夠得到與實(shí)施例1至實(shí)施例4同樣的效果。
【權(quán)利要求】
1.一種等離子體處理裝置，具備: 真空容器； 第I高頻電源，用于在所述真空容器內(nèi)生成等離子體； 試樣臺(tái)，配置于所述真空容器內(nèi)來(lái)載置試樣；以及 第2高頻電源，對(duì)所述試樣臺(tái)供給高頻電力， 所述等離子體處理裝置的特征在于: 所述第I高頻電源或者所述第2高頻電源的至少某一個(gè)供給進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的高頻電力，控制所述時(shí)間調(diào)制的參數(shù)中的一個(gè)具有2個(gè)以上的不同的控制范圍，所述控制范圍中的一個(gè)是用于進(jìn)行高精度的控制的控制范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于:所述參數(shù)是占空比、重復(fù)頻率、ON時(shí)間或者OFF時(shí)間中的至少某一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的等離子體處理裝置，其特征在于: 所述第I高頻電源或者所述第2高頻電源的至少某一個(gè)具備A/D轉(zhuǎn)換器和脈沖發(fā)生器， 所述A/D轉(zhuǎn)換器分別在不同的定時(shí)接收所述2個(gè)以上的不同的控制范圍， 所述脈沖發(fā)生器發(fā)生在通過(guò)控制范圍切換信號(hào)從所述A/D轉(zhuǎn)換器接收到的所述2個(gè)以上的不同的控制范圍的各個(gè)中選擇出的控制范圍內(nèi)控制的脈沖。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的等離子體處理裝置，其特征在于:所述第I高頻電源或者所述第2高頻電源的至少某一個(gè)是所述第2高頻電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的等離子體處理裝置，其特征在于:所述第I高頻電源或者所述第2高頻電源中的至少某一個(gè)具備與所述2個(gè)以上的不同的控制范圍的數(shù)量相同的數(shù)量的高頻電源。
6.一種等離子體處理方法，使用了等離子體處理裝置，該等離子體處理裝置具備: 真空容器； 第I高頻電源，用于在所述真空容器內(nèi)生成等離子體； 試樣臺(tái)，配置于所述真空容器內(nèi)來(lái)載置試樣；以及 第2高頻電源，對(duì)所述試樣臺(tái)供給高頻電力， 所述等離子體處理方法特征在于: 所述第I高頻電源或者所述第2高頻電源的至少某一個(gè)供給進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的高頻電力，通過(guò)具有2個(gè)以上的不同的控制范圍的參數(shù)來(lái)控制所述時(shí)間調(diào)制，所述控制范圍的一個(gè)是用于進(jìn)行高精度的控制的控制范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的等離子體處理方法，其特征在于:未施加所述進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的高頻電力的期間是10~1000ms。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的等離子體處理方法，其特征在于:未施加所述進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的高頻電力的期間大于等于反應(yīng)生成物的滯留時(shí)間。
9.一種等離子體處理方法，在對(duì)具有Poly - Si膜、SiO2膜、無(wú)定形碳膜、SiN膜以及BARC膜的試樣供給進(jìn)行了時(shí)間調(diào)制的高頻電力的同時(shí)進(jìn)行等離子體蝕刻，其特征在于: 重復(fù)頻率具有需要高精度的控制的第一控制范圍和無(wú)需高精度的控制的第二控制范圍，占空比具有需要高精度的控制的第三控制范圍和無(wú)需高精度的控制的第四控制范圍， 在所述第一控制范圍以及所述第四控制范圍內(nèi)對(duì)所述SiN膜進(jìn)行蝕刻， 在所述第二控制范圍以及所述第四控制范圍內(nèi)對(duì)所述無(wú)定形碳膜進(jìn)行蝕刻， 在所述第一控制范圍以及所述第三控制范圍內(nèi)對(duì)所述SiO2膜進(jìn)行蝕刻， 在所述第一控制范圍以及所述第三控制范圍內(nèi)對(duì)所述Poly - Si膜的一部分進(jìn)行蝕刻。
【文檔編號(hào)】H01J37/32GK103632914SQ201310018419
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月24日
【發(fā)明者】森本未知數(shù), 大越康雄, 大平原勇造, 小野哲郎 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立高新技術(shù)