專利名稱：等離子體處理裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對半導體基板等被處理基板進行等離子體處理的等離子體處理裝置、等離子體處理方法和計算機可讀取的存儲介質(zhì)。
背景技術：
例如，在半導體器件的制造過程中，為了在作為被處理基板的半導體晶片上形成的規(guī)定層上形成規(guī)定圖案，大多采用以抗蝕劑作為掩模、利用等離子體進行蝕刻的等離子體蝕刻處理。
作為用于進行這樣的等離子體蝕刻的等離子體蝕刻裝置，使用各種裝置，其中，主流為電容耦合型平行平板等離子體處理裝置。
在電容耦合型平行平板等離子體蝕刻裝置中，在腔室內(nèi)配置一對平行平板電極(上部和下部電極)，將處理氣體導入腔室內(nèi)，并且向一個電極施加高頻，在電極間形成高頻電場，利用該高頻電場形成處理氣體的等離子體，對半導體晶片的規(guī)定層進行等離子體蝕刻。
具體地說，已知有向上部電極施加等離子體形成用的高頻以形成等離子體、向下部電極施加離子引入用的高頻，由此形成適當?shù)牡入x子體狀態(tài)的等離子體蝕刻裝置，由此，能夠以高選擇比進行再現(xiàn)性高的蝕刻處理(例如，特開2000-173993號公報(專利文獻1))。
可是，與近年來的微細加工的要求對應，作為掩模使用的光致抗蝕劑的膜厚變薄，使用的光致抗蝕劑也正從KrF光致抗蝕劑(即利用以KrF氣體作為發(fā)光源的激光進行曝光的光致抗蝕劑)向能夠形成約0.13μm以下的圖案開口的ArF光致抗蝕劑(即利用以ArF氣體作為發(fā)光源的波長更短的激光進行曝光的光致抗蝕劑)轉(zhuǎn)變。
然而，由于ArF光致抗蝕劑耐等離子體性低，所以存在使用KrF抗蝕劑時幾乎不會發(fā)生的蝕刻途中表面產(chǎn)生粗糙的問題。因此，會產(chǎn)生開口部的內(nèi)壁面出現(xiàn)縱條紋(striation)、或開口部擴大(CD擴大)的問題，與光致抗蝕劑的膜厚較薄相結(jié)合，會產(chǎn)生不能以良好的蝕刻選擇比形成蝕刻孔的不利情況。
另一方面，在這種蝕刻裝置中，在供給上部電極的等離子體生成用的高頻電力的功率小的情況下，在蝕刻結(jié)束后，堆積物(deposit)會附著在上部電極上，有可能導致處理特性變化或產(chǎn)生顆粒。另外，在功率大的情況下，電極會產(chǎn)生削減，功率小的情況下，處理特性會變化。來自高頻電源的功率由處理確定為適當?shù)姆秶?，因此希望無論在什么樣的功率下，處理都不改變。另外，蝕刻時在腔室壁上產(chǎn)生堆積物，在連續(xù)蝕刻處理的情況等下，會產(chǎn)生前面的處理的影響殘留、并對下一個處理帶來不良影響的記憶效應(memory effect)，因此也要求消除堆積物在腔室壁上的附著。
另外，在這樣的平行平板型電容耦合型蝕刻裝置中，在腔室內(nèi)的壓力高、并且使用的蝕刻氣體為負性氣體(例如CxFy、O2等)的情況下，腔室中心部的等離子體密度低，在這種情況下，難以控制等離子體密度。
另一方面，在半導體器件中，隨著配線的微細化和高速化的要求提高，出于減少配線寄生電容的目的，低介電常數(shù)的層間絕緣膜的利用向前發(fā)展。在這樣的低介電常數(shù)膜(Low-k膜)中，SiOC類膜特別引人注目。
在對SiOC類膜等有機類Low-k膜進行等離子體蝕刻的情況下，重要的是充分地確保其與氮化硅等底膜和掩模層的選擇比。通常，作為與底膜的選擇性比較高的處理氣體，使用碳氟化合物氣體類的混合氣體，但僅使用那些氣體難以得到充分的選擇比。于是，提出了如下的蝕刻方法在SiOC類膜的蝕刻中，以作為Cu配線的阻擋層的氮化硅膜作為底蝕刻停止層、對SiOC類層間絕緣膜進行等離子體蝕刻時，為了提高與底膜的選擇比，使用C4F8/Ar/N2作為處理氣體，并使Ar的流量比為80％以上，以提高與氮化硅膜的選擇比(例如，特開2002-270586號公報(專利文獻2))。
另外，提出了如下的蝕刻方法在與上述專利文獻2同樣，以氮化硅膜作為底蝕刻停止層、對SiOC類層間絕緣膜進行等離子體蝕刻時，進行使用CHF3/Ar/N2作為處理氣體的第一階段的蝕刻和使用C4F8/Ar/N2作為處理氣體的第二階段的蝕刻，以提高對掩模和氮化硅膜兩者的選擇比(例如，特開2004-87875號公報(專利文獻3))。
然而，如上所述作為Cu配線的阻擋層使用的氮化硅，雖然阻擋性好，但相對介電常數(shù)高達7.0，因此，為了充分地利用SiOC類膜等Low-k膜的低介電常數(shù)特性，還要求阻擋層的介電常數(shù)低。作為其中之一，有相對介電常數(shù)為3.5的碳化硅(SiC)。
在將作為這樣的低介電常數(shù)阻擋層的SiC作為底蝕刻停止層使用、對上層的作為被蝕刻層的Low-k膜進行蝕刻時，需要確保充分的蝕刻選擇比。但是，使用上述專利文獻2和專利文獻3中記載的碳氟化合物類處理氣體的等離子體蝕刻，不能充分地確保Low-k膜與SiC層的蝕刻選擇比。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述情況而做出，其目的是提供能夠?qū)⒖刮g劑層等有機掩模層的耐等離子體性維持較高從而以高選擇比進行蝕刻、或者能夠有效地消除堆積物在電極上的附著、或者能夠進行高速的蝕刻、或者能夠?qū)Ρ惶幚砘暹M行均勻的蝕刻的等離子體處理裝置和等離子體處理方法。
另外，本發(fā)明的目的還在于提供一種能夠以對作為蝕刻停止層的底SiC層的高蝕刻選擇比、進行Low-k膜的蝕刻的等離子體處理方法。
本發(fā)明的第一方面提供一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括收容被處理基板，能夠進行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對配置的第一電極和第二電極；向上述第一電極或第二電極供給等離子體形成用的第一高頻電力的第一高頻電力供給單元；和向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元，在上述第一電極和第二電極之間生成處理氣體的等離子體，對被處理基板的規(guī)定層進行等離子體處理，該等離子體處理裝置還包括向上述第一電極或第二電極施加直流電壓或交流電壓的電源，控制來自上述電源的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個，使得施加電極表面的自偏壓Vdc的絕對值增大至可得到對施加電極表面的規(guī)定的濺射效果的程度；或者使施加電極的等離子體鞘的厚度擴大，在上述施加電極的相對電極側(cè)，形成被縮小的等離子體；或者使在施加電極附近生成的電子照射在上述被處理基板上；或者將等離子體電位控制為期望的值，或者使等離子體密度上升；或者使等離子體密度的分布均勻至可得到期望的蝕刻均勻性的程度。
在這種情況下，優(yōu)選上述直流電壓或交流電壓為脈沖狀或調(diào)制后的電壓。另外，可以形成還包括控制來自上述電源的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個的控制裝置的結(jié)構(gòu)。另外，可以還包括對生成的等離子體的狀態(tài)進行檢測的檢測器，根據(jù)該檢測器的信息，上述控制裝置控制來自上述電源的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個。
本發(fā)明的第二方面提供一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括收容被處理基板，能夠進行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對配置的第一電極和第二電極；向上述第一電極或第二電極供給等離子體形成用的第一高頻電力的第一高頻電力供給單元；和向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元，在上述第一電極和第二電極之間生成處理氣體的等離子體，對被處理基板的規(guī)定層進行等離子體處理，該等離子體處理裝置還包括向上述第一電極或第二電極施加直流電壓或交流電壓的電源，上述電源的一個極與上述第一電極或第二電極連接，另一個極與上述處理容器內(nèi)的規(guī)定部件連接，控制來自上述電源的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個。
在這種情況下，優(yōu)選上述規(guī)定部件為埋設在存在于處理容器內(nèi)的絕緣部件中的導體、或構(gòu)成處理容器的壁部的部件、或被載置在上述第二電極上的被處理基板周邊的校正環(huán)。另外，可以形成為如下結(jié)構(gòu)還包括另一個直流電源，上述另一個直流電源的一個極與上述第一電極和第二電極中不與上述直流電源連接的電極連接，另一個極和上述規(guī)定部件或與上述規(guī)定部件絕緣的另一個規(guī)定部件連接。另外，優(yōu)選與上述另一個直流電源連接的上述另一個規(guī)定部件為埋設在存在于處理容器內(nèi)的絕緣部件中的導體、或構(gòu)成處理容器的壁部的部件、或被載置在上述第二電極上的被處理基板周邊的校正環(huán)。
本發(fā)明的第三方面提供一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括收容被處理基板，能夠進行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對配置的第一電極和第二電極；向上述第一電極或第二電極供給等離子體形成用的第一高頻電力的第一高頻電力供給單元；和向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元，在上述第一電極和第二電極之間生成處理氣體的等離子體，對被處理基板的規(guī)定層進行等離子體處理，該等離子體處理裝置還包括向上述處理容器內(nèi)的規(guī)定部件施加直流電壓或交流電壓的電源。
在這種情況下，上述直流電壓或交流電壓可以為脈沖狀或調(diào)制后的電壓。另外，優(yōu)選上述規(guī)定部件為埋設在存在于處理容器內(nèi)的絕緣部件中的導體、或構(gòu)成處理容器的壁部的部件。另外，可以構(gòu)成為將上述電源的極與上述規(guī)定部件連接，將另一個極與和上述處理容器內(nèi)的上述規(guī)定部件絕緣的另一個規(guī)定部件連接。另外，優(yōu)選上述規(guī)定部件和上述另一個規(guī)定部件為埋設在存在于處理容器內(nèi)的絕緣部件中的導體、或構(gòu)成處理容器的壁部的部件。
在本發(fā)明的第三方面中，優(yōu)選還包括另一個電源，上述另一個電源與和上述處理容器內(nèi)的上述規(guī)定部件絕緣的另一個規(guī)定部件連接，并向其施加直流電壓或交流電壓。在這種情況下，向上述另一個規(guī)定部件施加的直流電壓或交流電壓可以為脈沖狀或調(diào)制后的電壓。
在本發(fā)明的第三方面中，優(yōu)選與上述電源連接的上述規(guī)定部件配置在上述第一電極附近，與上述另一個直流電源連接的上述另一個規(guī)定部件配置在上述第二電極附近。在這種情況下，優(yōu)選上述規(guī)定部件和上述另一個規(guī)定部件為埋設在存在于處理容器內(nèi)的絕緣部件中的導體、或構(gòu)成處理容器的壁部的部件。
在本發(fā)明的第三方面中，可以構(gòu)成為上述第一電極為上部電極，上述第二電極為載置被處理體的下部電極，包括設置在與上述第二電極上方的被處理基板的外周部的被處理基板相鄰的位置的能夠冷卻的冷卻環(huán)、和設置在其外側(cè)或上側(cè)的校正環(huán)，上述校正環(huán)作為被施加直流電壓或交流電壓的上述規(guī)定部件起作用。在這種情況下，優(yōu)選通過在上述冷卻環(huán)和上述第二電極之間配置散熱性良好的部件、或者使傳熱氣體在上述冷卻環(huán)和上述第二電極之間流動，將上述冷卻環(huán)冷卻。另外，優(yōu)選還包括測量上述冷卻環(huán)的溫度的溫度測量機構(gòu)、將上述冷卻環(huán)冷卻的冷卻部、和控制冷卻部對上述內(nèi)側(cè)環(huán)的冷卻的冷卻控制部。另外，可以構(gòu)成為向上述第二電極供給高頻電力，向上述校正環(huán)的供電通過上述第二電極進行，在上述冷卻環(huán)和上述第二電極之間設置有電介質(zhì)部件。
在本發(fā)明的第三方面中，可以構(gòu)成為上述第一電極為上部電極，上述第二電極為載置被處理體的下部電極，包括設置在與上述第二電極上方的被處理基板的外周部的被處理基板相鄰位置的第一校正環(huán)、和設置在其外側(cè)或上側(cè)的第二校正環(huán)，上述第一校正環(huán)和第二校正環(huán)作為被施加直流電壓或交流電壓的上述規(guī)定部件起作用。在這種情況下，能夠使向上述第一校正環(huán)和上述第二校正環(huán)施加的電壓分別獨立地變化。另外，可以構(gòu)成為分別從不同的電源向上述第一校正環(huán)和上述第二校正環(huán)施加電壓。另外，可以構(gòu)成為將單一電源的一個極和另一個極分別與上述第一校正環(huán)和上述第二校正環(huán)連接。另外，上述第一校正環(huán)可以被冷卻。
本發(fā)明的第四方面提供一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括收容被處理基板，能夠進行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對配置的第一電極和支承被處理基板的第二電極；向上述第二電極施加等離子體形成用的第一高頻電力的第一高頻電力施加單元；向上述第一電極施加直流電壓的直流電源；和向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元。
本發(fā)明的第五方面提供一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括收容被處理基板，能夠進行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對配置的第一電極和支承被處理基板的第二電極；向上述第一電極施加等離子體形成用的高頻電力的第一高頻電力施加單元；向上述第二電極施加第二高頻電力的第二高頻電力施加單元；向上述第二電極施加第三高頻電力的第三高頻電力施加單元；向上述第一電極施加直流電壓的直流電源；和向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元。
本發(fā)明的第六方面提供一種等離子體處理方法，其特征在于該等離子體處理方法使用一種等離子體處理裝置，該等離子體處理裝置包括收容被處理基板，能夠進行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對配置的第一電極和第二電極；向上述第一電極或第二電極供給等離子體形成用的第一高頻電力的第一高頻電力供給單元；和向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元，在上述第一電極和第二電極之間生成處理氣體的等離子體，對被處理基板的規(guī)定層進行等離子體處理，在形成等離子體時，向上述第一電極或第二電極施加直流電壓或交流電壓，此時，控制其施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個，使得施加電極表面的自偏壓Vdc的絕對值增大至可得到對施加電極表面的規(guī)定的濺射效果的程度；或者使施加電極的等離子體鞘的厚度擴大，在上述施加電極的相對電極側(cè)，形成被縮小的等離子體；或者使在施加電極附近生成的電子照射在上述被處理基板上；或者將等離子體電位控制為期望的值；或者使等離子體密度上升；或者使等離子體密度的分布均勻至可得到期望的蝕刻均勻性的程度。
本發(fā)明的第七方面提供一種等離子體處理方法，其特征在于該等離子體處理方法使用一種等離子體處理裝置，該等離子體處理裝置包括收容被處理基板，能夠進行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對配置的第一電極和第二電極；向上述第一電極或第二電極供給等離子體形成用的高頻電力的高頻電力供給單元；和向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元，在上述第一電極和第二電極之間生成處理氣體的等離子體，對被處理基板的規(guī)定層進行等離子體處理，在形成等離子體時，向上述處理容器內(nèi)的規(guī)定部件施加直流電壓或交流電壓。
本發(fā)明的第八方面提供一種等離子體處理方法，其特征在于，在處理容器內(nèi)，將第一電極和支承被處理基板的第二電極相對配置，一邊向上述第二電極施加等離子體形成用的第一高頻電力，一邊向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體，以生成該處理氣體的等離子體，對被支承在上述第二電極上的被處理基板進行等離子體處理，該等離子體處理方法具有向上述第一電極施加直流電壓的工序；和一邊向上述第一電極施加直流電壓，一邊對上述被處理基板進行等離子體處理的工序。
本發(fā)明的第九方面提供一種等離子體處理方法，其特征在于，在處理容器內(nèi)，將第一電極和支承被處理基板的第二電極相對配置，一邊向上述第一電極施加等離子體形成用的第一高頻電力、并向上述第二電極施加第二高頻電力和第三高頻電力，一邊向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體，以生成該處理氣體的等離子體，對被支承在上述第二電極上的被處理基板進行等離子體處理，該等離子體處理方法具有向上述第一電極施加直流電壓的工序；和一邊向上述第一電極施加直流電壓，一邊對上述被處理基板進行等離子體處理的工序。
本發(fā)明的第十方面提供一種計算機可讀取的存儲介質(zhì)，其存儲有在計算機上運行的控制程序，其特征在于，上述控制程序在運行時，控制等離子體處理裝置，進行上述第六方面的等離子體處理方法。
本發(fā)明的第十一方面提供一種計算機可讀取的存儲介質(zhì)，其存儲有在計算機上運行的控制程序，其特征在于，上述控制程序在運行時，控制等離子體處理裝置，進行上述第七方面的等離子體處理方法。
本發(fā)明的第十二方面提供一種計算機可讀取的存儲介質(zhì)，其存儲有在計算機上運行的控制程序，其特征在于，上述控制程序在運行時，控制等離子體處理裝置，進行上述第八方面的等離子體處理方法。
本發(fā)明的第十三方面提供一種計算機可讀取的存儲介質(zhì)，其存儲有在計算機上運行的控制程序，其特征在于，上述控制程序在運行時，控制等離子體處理裝置，進行上述第九方面的等離子體處理方法。
本發(fā)明的第十四方面提供一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括收容被處理基板，能夠進行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對配置的第一電極和支承被處理基板的第二電極；向上述第一電極施加頻率相對較高的第一高頻電力的第一高頻電力施加單元；向上述第二電極施加頻率相對較低的第二高頻電力的第二高頻電力施加單元；向上述第一電極施加直流電壓的直流電源；向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元；和控制從上述直流電源向上述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個的控制裝置。
在這種情況下，可以構(gòu)成為上述直流電源的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個均可變。在這種情況下，可以構(gòu)成為上述控制裝置控制可否從上述直流電源向上述第一電極施加直流電壓。另外，可以構(gòu)成為還包括對生成的等離子體的狀態(tài)進行檢測的檢測器，根據(jù)該檢測器的信息，上述控制裝置控制從上述直流電源向上述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個。
在上述第十四方面的等離子體處理裝置中，典型地，上述第一電極為上部電極，上述第二電極為下部電極。在這種情況下，優(yōu)選向上述第一電極施加的第一高頻電力的頻率為13.56MHz以上，更優(yōu)選為40MHz以上。另外，優(yōu)選向上述第二電極施加的第二高頻電力的頻率為13.56MHz以下。
另外，在上述第十四方面的等離子體處理裝置中，優(yōu)選上述直流電源施加-2000～+1000V范圍的電壓。另外，優(yōu)選從上述直流電源施加的直流電壓的絕對值為100V以，更優(yōu)選為500V以上。另外，優(yōu)選上述直流電壓為絕對值大于由向上述第一電極施加的第一高頻電力在該第一電極的表面產(chǎn)生的自偏壓的負電壓。另外，上述第一電極的與上述第二電極相對的面可以由含硅的物質(zhì)形成。
在上述第十四方面的等離子體處理裝置中，為了使由向上述第一電極施加的來自上述直流電源的直流電壓產(chǎn)生的電流通過等離子體放出，可以在上述處理容器內(nèi)設置總是接地的導電性部件。在這種情況下，可以構(gòu)成為上述第一電極為上部電極，上述第二電極為下部電極，上述導電性部件設置在上述第二電極的周圍。另外，上述導電性部件可以配置在上述第一電極的附近。另外，上述導電性部件可以呈環(huán)狀配置在上述第一電極的外側(cè)。另外，可以構(gòu)成為上述導電性部件具有用于防止等離子體處理時的飛濺物附著的凹部。
在這樣的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選該等離子體處理裝置具有覆蓋上述導電性部件的一部分的保護板，通過使上述保護板相對于上述導電性部件相對移動的驅(qū)動機構(gòu)，上述導電性部件在等離子體中露出的部分發(fā)生變化。另外，優(yōu)選上述導電性部件為一部分在等離子體中露出的圓柱形狀，通過使上述導電性部件以圓柱的軸為中心轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機構(gòu)，上述導電性部件在等離子體中露出的部分發(fā)生變化。另外，優(yōu)選該等離子體處理裝置包括覆蓋上述導電性部件的一部分、并且具有用等離子體進行蝕刻而得到的材質(zhì)的臺階形狀的保護膜，通過蝕刻上述保護膜，上述導電性部件在等離子體中露出的部分發(fā)生變化。
在上述第十四方面的等離子體處理裝置中，為了使由向上述第一電極施加的來自上述直流電源的直流電壓產(chǎn)生的電流通過等離子體放出，可以在上述處理容器內(nèi)設置根據(jù)來自整體控制裝置的指令而被接地的導電性部件。在這種情況下，可以構(gòu)成為上述第一電極為上部電極，上述第二電極為下部電極，上述導電性部件設置在上述第二電極的周圍。另外，上述導電性部件可以配置在上述第一電極的附近。另外，上述導電性部件可以呈環(huán)狀配置在上述第一電極的外側(cè)。另外，可以構(gòu)成為上述導電性部件具有用于防止等離子體處理時的飛濺物附著的凹部。另外，可以構(gòu)成為上述導電性部件在等離子體蝕刻時被接地。
可以構(gòu)成為能夠向上述導電性部件施加直流電壓或交流電壓，根據(jù)來自整體控制裝置的指令，施加直流電壓或交流電壓，由此對其表面進行濺射或蝕刻。在這種情況下，優(yōu)選上述導電性部件在清理時被施加直流電壓或交流電壓。另外，可以構(gòu)成為該等離子體處理裝置還包括將上述導電性部件的連接切換至上述直流電源側(cè)或接地線路側(cè)的切換機構(gòu)，當利用上述切換機構(gòu)將上述導電性部件與上述直流電源側(cè)連接時，從上述直流電源向上述導電性部件施加直流電壓或交流電壓，由此對其表面進行濺射或蝕刻。在這樣的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選能夠向上述導電性部件施加負的直流電壓。在能夠這樣施加負的直流電壓的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選為了將在向上述導電性部件施加負的直流電壓時流入上述處理容器內(nèi)的直流電子電流排出，在上述處理容器內(nèi)設置有接地的導電性輔助部件。在這種情況下，可以構(gòu)成為上述第一電極為上部電極，上述第二電極為下部電極，上述導電性部件配置在上述第一電極的附近，上述導電性輔助部件設置在上述第二電極的周圍。
在上述第十四方面的等離子體處理裝置中，可以構(gòu)成為將處于第一狀態(tài)和第二狀態(tài)中的任一狀態(tài)的導電性部件設置在上述處理容器內(nèi)，上述第一狀態(tài)是為了使向上述第一電極供給的來自上述直流電源的直流電流通過等離子體放出、根據(jù)來自整體控制裝置的指令而被接地的狀態(tài)，上述第二狀態(tài)是從上述直流電源施加直流電壓以對其表面進行濺射或蝕刻的狀態(tài)，該等離子體處理裝置還包括連接切換機構(gòu)，該連接切換機構(gòu)能夠在上述直流電源的負極與上述第一電極連接、且上述導電性部件與接地線路連接的第一連接，和上述直流電源的正極與上述第一電極連接、上述直流電源的負極與上述導電性部件連接的第二連接之間進行切換，通過該切換，能夠分別形成上述第一狀態(tài)和上述第二狀態(tài)。在這種情況下，優(yōu)選上述第一狀態(tài)在等離子體蝕刻時形成，上述第二狀態(tài)在上述導電性部件的清理時形成。
本發(fā)明的第十五方面提供一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括收容被處理基板，能夠進行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對配置的第一電極和支承被處理基板的第二電極；向上述第一電極施加頻率相對較高的第一高頻電力的第一高頻電力施加單元；向上述第二電極施加頻率相對較低的第二高頻電力的第二高頻電力施加單元；向上述第一電極施加直流電壓的直流電源；向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元；和控制從上述直流電源向上述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個的控制裝置，上述第一電極被分割為內(nèi)側(cè)電極和外側(cè)電極，上述第一高頻電力被分配并施加于上述內(nèi)側(cè)電極和上述外側(cè)電極，上述直流電源與其中的至少一方連接。
在上述第十五方面的等離子體處理裝置中，可以構(gòu)成為上述直流電源能夠使向上述內(nèi)側(cè)電極和上述外側(cè)電極施加的直流電壓分別獨立地變化。在這種情況下，可以構(gòu)成為分別從不同的直流電源向上述內(nèi)側(cè)電極和上述外側(cè)電極施加直流電壓。另外，可以構(gòu)成為將上述電源的一個極與上述內(nèi)側(cè)電極連接，將另一個極與上述外側(cè)電極連接。在這種情況下，可以構(gòu)成為上述直流電源的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個均可變。
在這種情況下，可以構(gòu)成為上述控制裝置控制可否從上述直流電源向上述第一電極施加直流電壓。另外，可以構(gòu)成為該等離子體處理裝置還包括對生成的等離子體的狀態(tài)進行檢測的檢測器，根據(jù)該檢測器的信息，上述控制裝置控制從上述直流電源向上述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個。
在上述第十五方面的等離子體處理裝置中，典型地，上述第一電極為上部電極，上述第二電極為下部電極。在這種情況，優(yōu)選向上述第一電極施加的第一高頻電力的頻率為13.56MHz以上，更優(yōu)選為40MHz以上。另外，優(yōu)選向上述第二電極施加的第二高頻電力的頻率為13.56MHz以下。
另外，在上述第十五方面的等離子體處理裝置中，優(yōu)選上述直流電源能夠施加-2000～+1000V范圍的電壓，另外，從上述直流電源施加的直流電壓的絕對值為100V以上、更優(yōu)選為500V以上。另外，優(yōu)選上述直流電壓為絕對值大于由向上述第一電極施加的第一高頻電力在該第一電極的表面產(chǎn)生的自偏壓的負電壓。另外，上述第一電極的與上述第二電極相對的面可以由含硅的物質(zhì)形成。
在上述第十五方面的等離子體處理裝置中，為了使由向上述第一電極施加的來自上述直流電源的直流電壓產(chǎn)生的電流通過等離子體放出，可以在上述處理容器內(nèi)設置總是接地的導電性部件。
在這種情況下，可以構(gòu)成為上述第一電極為上部電極，上述第二電極為下部電極，上述導電性部件設置在上述第二電極的周圍。另外，上述導電性部件可以配置在上述第一電極的附近。另外，上述導電性部件可以呈環(huán)狀配置在上述第一電極的外側(cè)。另外，可以構(gòu)成為上述導電性部件具有用于防止等離子體處理時的飛濺物附著的凹部。
在這樣的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選該等離子體處理裝置具有覆蓋上述導電性部件的一部分的保護板，通過使上述保護板相對于上述導電性部件相對移動的驅(qū)動機構(gòu)，上述導電性部件在等離子體中露出的部分發(fā)生變化。另外，優(yōu)選上述導電性部件為一部分在等離子體中露出的圓柱形狀，通過使上述導電性部件以圓柱的軸為中心轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機構(gòu)，上述導電性部件在等離子體中露出的部分發(fā)生變化。另外，優(yōu)選該等離子體處理裝置包括覆蓋上述導電性部件的一部分、并且具有用等離子體進行蝕刻而得到的材質(zhì)的臺階形狀的保護膜，通過蝕刻上述保護膜，上述導電性部件在等離子體中露出的部分發(fā)生變化。
在上述第十五方面的等離子體處理裝置中，為了使由向上述第一電極施加的來自上述直流電源的直流電壓產(chǎn)生的電流通過等離子體放出，可以在上述處理容器內(nèi)設置根據(jù)來自整體控制裝置的指令而被接地的導電性部件。在這種情況下，可以構(gòu)成為上述第一電極為上部電極，上述第二電極為下部電極，上述導電性部件設置在上述第二電極的周圍。另外，上述導電性部件可以配置在上述第一電極的附近。另外，上述導電性部件呈環(huán)狀配置在上述第一電極的外側(cè)。另外，可以構(gòu)成為上述導電性部件具有用于防止等離子體處理時的飛濺物附著的凹部。另外，可以構(gòu)成為上述導電性部件在等離子體蝕刻時被接地。
可以構(gòu)成為能夠向上述導電性部件施加直流電壓或交流電壓，根據(jù)來自整體控制裝置的指令，施加直流電壓或交流電壓，由此對其表面進行濺射或蝕刻。在這種情況下，優(yōu)選上述導電性部件在清理時被施加直流電壓或交流電壓。另外，可以構(gòu)成為該等離子體處理裝置還包括將上述導電性部件的連接切換至上述直流電源側(cè)或接地線路側(cè)的切換機構(gòu)，當利用上述切換機構(gòu)將上述導電性部件與上述直流電源側(cè)連接時，從上述直流電源向上述導電性部件施加直流電壓或交流電壓，由此對其表面進行濺射或蝕刻。在這樣的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選能夠向上述導電性部件施加負的直流電壓。在能夠這樣施加負的直流電壓的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選為了將在向上述導電性部件施加負的直流電壓時流入上述處理容器內(nèi)的直流電子電流排出，在上述處理容器內(nèi)設置有接地的導電性輔助部件。在這種情況下，可以構(gòu)成為上述第一電極為上部電極，上述第二電極為下部電極，上述導電性部件配置在上述第一電極的附近，上述導電性輔助部件設置在上述第二電極的周圍。
在上述第十五方面的等離子體處理裝置中，可以構(gòu)成為將處于第一狀態(tài)和第二狀態(tài)中的任一狀態(tài)的導電性部件設置在上述處理容器內(nèi)，上述第一狀態(tài)是為了使向上述第一電極供給的來自上述直流電源的直流電流通過等離子體放出、根據(jù)來自整體控制裝置的指令而被接地的狀態(tài)，上述第二狀態(tài)是從上述直流電源施加直流電壓以對其表面進行濺射或蝕刻的狀態(tài)，該等離子體處理裝置還包括連接切換機構(gòu)，該連接切換機構(gòu)能夠在上述直流電源的負極與上述第一電極連接、且上述導電性部件與接地線路連接的第一連接，和上述直流電源的正極與上述第一電極連接、上述直流電源的負極與上述導電性部件連接的第二連接之間進行切換，通過該切換，能夠分別形成上述第一狀態(tài)和上述第二狀態(tài)。在這種情況下，優(yōu)選上述第一狀態(tài)在等離子體蝕刻時形成，上述第二狀態(tài)在上述導電性部件的清理時形成。
本發(fā)明的第十六方面提供一種等離子體處理方法，其特征在于，在處理容器內(nèi)，將第一電極和支承被處理基板的第二電極相對配置，一邊向上述第一電極施加頻率相對較高的第一高頻電力、并向上述第二電極施加頻率相對較低的第二高頻電力，一邊向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體，以生成該處理氣體的等離子體，對被支承在上述第二電極上的被處理基板進行等離子體處理，該等離子體處理方法具有向上述第一電極施加直流電壓的工序；和一邊向上述第一電極施加直流電壓，一邊對上述被處理基板進行等離子體處理的工序。
在上述第十六方面的等離子體處理方法中，典型地，上述第一電極為上部電極，上述第二電極為下部電極。在這種情況下，優(yōu)選上述直流電壓為絕對值大于由向上述第一電極施加的第一高頻電力在該第一電極的表面產(chǎn)生的自偏壓的負電壓。另外，優(yōu)選向上述上部電極施加的第一高頻電力的頻率為13.56～60MHz，向上述下部電極施加的第二高頻電力的頻率為300kHz～13.56MHz以下。另外，優(yōu)選上述處理氣體為包含碳氟化合物的氣體。在這種情況下，更優(yōu)選上述包含碳氟化合物的氣體至少包含C4F8。在上述包含碳氟化合物的氣體中還可以包含不活潑氣體。另外，上述絕緣膜可以為有機類絕緣膜。在此，上述有機類絕緣膜可以為SiOC類膜，在這種情況下，優(yōu)選上述SiOC類膜的底膜由碳化硅(SiC)形成。
在上述第十六方面的等離子體處理方法中，優(yōu)選上述直流電壓的絕對值為1500V以下。另外，優(yōu)選處理壓力為1.3～26.7Pa(10～200mTorr)。另外，優(yōu)選向上述上部電極施加的第一高頻電力為3000W以下。另外，優(yōu)選向上述下部電極施加的第二高頻電力為100～5000W。另外，優(yōu)選上述處理氣體為C4F8、N2和Ar的混合氣體，其流量比為C4F8/N2/Ar＝4～20/100～500/500～1500mL/min(sccm)。以上的等離子體處理方法可以應用于過蝕刻階段。
另外，在上述第十六方面的等離子體處理方法中，在對被支承在上述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進行蝕刻時，為了增大上述絕緣膜與底膜的選擇比，可以使用C5F8、Ar、N2的組合作為上述處理氣體。另外，在對被支承在上述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進行蝕刻時，為了增大上述絕緣膜與掩模的選擇比，可以使用CF4、或C4F8、CF4、Ar、N2、O2中的任一種組合作為上述處理氣體。另外，在對被支承在上述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進行蝕刻時，為了增大上述絕緣膜的蝕刻速度，可以使用C4F6、CF4、Ar、O2、或C4F6、C3F8、Ar、O2、或C4F6、CH2F2、Ar、O2中的任一種組合作為上述處理氣體。
本發(fā)明的第十七方面提供一種等離子體處理方法，其特征在于，在處理容器內(nèi)，將第一電極和支承被處理基板的第二電極相對配置，一邊向被分割為內(nèi)側(cè)電極和外側(cè)電極的上述第一電極施加頻率相對較高的第一高頻電力、并向上述第二電極施加頻率相對較低的第二高頻電力，一邊向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體，以生成該處理氣體的等離子體，對被支承在上述第二電極上的被處理基板進行等離子體處理，該等離子體處理方法具有向上述內(nèi)側(cè)電極和上述外側(cè)電極中的至少一方施加直流電壓的工序；和一邊向上述第一電極施加直流電壓，一邊對上述被處理基板進行等離子體處理的工序。
在上述第十七方面的等離子體處理方法中，在對被支承在上述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進行蝕刻時，為了增大上述絕緣膜與底膜的選擇比，可以使用C5F8、Ar、N2的組合作為上述處理氣體。另外，在對被支承在上述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進行蝕刻時，為了增大上述絕緣膜與掩模的選擇比，可以使用CF4、或C4F8、CF4、Ar、N2、O2中的任一種的組合作為上述處理氣體。另外，在對被支承在上述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進行蝕刻時，為了增大上述絕緣膜的蝕刻速度，使用C4F6、CF4、Ar、O2、或C4F6、C3F8、Ar、O2、或C4F6、CH2F2、Ar、O2中的任一種組合作為上述處理氣體。
另外，根據(jù)本發(fā)明的第十八方面，提供一種計算機可讀取的存儲介質(zhì)，其存儲有在計算機上運行的控制程序，其特征在于，上述控制程序在運行時，控制等離子體處理裝置，進行上述第十六方面的等離子體處理方法。
另外，根據(jù)本發(fā)明的第十九方面，提供一種計算機可讀取的存儲介質(zhì)，其存儲有在計算機上運行的控制程序，其特征在于，上述控制程序在運行時，控制等離子體處理裝置，進行上述第十七方面的等離子體處理方法。
本發(fā)明的第二十方面提供一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括收容被處理基板，能夠進行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對配置的第一電極和支承被處理基板的第二電極；向上述第二電極施加頻率相對較高的第一高頻電力的第一高頻電力施加單元；向上述第二電極施加頻率相對較低的第二高頻電力的第二高頻電力施加單元；向上述第一電極施加直流電壓的直流電源；和向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元。
在這種情況下，可以構(gòu)成為上述直流電源向上述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個均可變。另外，可以構(gòu)成為該等離子體處理裝置還包括控制從上述直流電源向上述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個的控制裝置。在這種情況下，可以構(gòu)成為上述控制裝置控制可否從上述直流電源向上述第一電極施加直流電壓。另外，可以構(gòu)成為該等離子體處理裝置還包括對生成的等離子體的狀態(tài)進行檢測的檢測器，根據(jù)該檢測器的信息，上述控制裝置控制從上述直流電源向上述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個。
在上述第二十方面的等離子體處理裝置中，典型地，上述第一電極為上部電極，上述第二電極為下部電極。在這種情況下，優(yōu)選向上述第二電極施加的第一高頻電力的頻率為27MHz以上、更優(yōu)選為40MHz以上。另外，優(yōu)選向上述第二電極施加的第二高頻電力的頻率為13.56MHz以下。
另外，在上述第二十方面的等離子體處理裝置中，優(yōu)選上述直流電源施加-2000～+1000V范圍的電壓。另外，上述第一電極的與上述第二電極相對的面可以由含硅的物質(zhì)形成。
另外，在上述第二十方面的等離子體處理裝置中，優(yōu)選上述第一電極相對于接地電位為直流浮動狀態(tài)。在這種情況下，優(yōu)選該等離子體處理裝置具有能夠?qū)⑸鲜龅谝浑姌O改變?yōu)楦訝顟B(tài)或接地狀態(tài)的可變裝置，根據(jù)來自整體控制裝置的指令，當向上述第一電極施加直流電壓時，上述可變裝置使上述第一電極相對于接地電位成為浮動狀態(tài)，當不向上述第一電極施加直流電壓時，上述可變裝置使上述第一電極相對于接地電位成為浮動狀態(tài)或接地狀態(tài)中的任一個。
在上述第二十方面的等離子體處理裝置中，為了使由向上述第一電極施加的來自上述直流電源的直流電壓產(chǎn)生的電流通過等離子體放出，可以在上述處理容器內(nèi)設置有總是接地的導電性部件。在這種情況下，可以構(gòu)成為上述第一電極為上部電極，上述第二電極為下部電極，上述導電性部件設置在上述第二電極的周圍。另外，上述導電性部件可以配置在上述第一電極的附近。另外，上述導電性部件可以呈環(huán)狀配置在上述第一電極的外側(cè)。另外，可以構(gòu)成為上述導電性部件具有用于防止等離子體處理時的飛濺物附著的凹部。
在這樣的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選該等離子體處理裝置具有覆蓋上述導電性部件的一部分的保護板，通過使上述保護板相對于上述導電性部件相對移動的驅(qū)動機構(gòu)，上述導電性部件在等離子體中露出的部分發(fā)生變化。另外，優(yōu)選上述導電性部件為一部分在等離子體中露出的圓柱形狀，通過使上述導電性部件以圓柱的軸為中心轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機構(gòu)，上述導電性部件在等離子體中露出的部分發(fā)生變化。另外，優(yōu)選該等離子體處理裝置包括覆蓋上述導電性部件的一部分、并且具有用等離子體進行蝕刻而得到的材質(zhì)的臺階形狀的保護膜，通過蝕刻上述保護膜，上述導電性部件在等離子體中露出的部分發(fā)生變化。
在上述第二十方面的等離子體處理裝置中，為了使由向上述第一電極施加的來自上述直流電源的直流電壓產(chǎn)生的電流通過等離子體放出，可以在上述處理容器內(nèi)設置有根據(jù)來自整體控制裝置的指令而被接地的導電性部件。在這種情況下，可以構(gòu)成為上述第一電極為上部電極，上述第二電極為下部電極，上述導電性部件設置在上述第二電極的周圍。另外，上述導電性部件可以配置在上述第一電極的附近。另外，上述導電性部件可以呈環(huán)狀配置在上述第一電極的外側(cè)。另外，可以構(gòu)成為上述導電性部件具有用于防止等離子體處理時的飛濺物附著的凹部。另外，可以構(gòu)成為上述導電性部件在等離子體蝕刻時被接地。
優(yōu)選能夠向上述導電性部件施加直流電壓或交流電壓，根據(jù)來自整體控制裝置的指令，施加直流電壓或交流電壓，由此對其表面進行濺射或蝕刻。在這種情況下，優(yōu)選上述導電性部件在清理時被施加直流電壓或交流電壓。另外，可以構(gòu)成為該等離子體處理裝置還包括將上述導電性部件的連接切換至上述直流電源側(cè)或接地線路側(cè)的切換機構(gòu)，當利用上述切換機構(gòu)將上述導電性部件與上述直流電源側(cè)連接時，從上述直流電源向上述導電性部件施加直流電壓或交流電壓，由此對其表面進行濺射或蝕刻。在這樣的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選能夠向上述導電性部件施加負的直流電壓。在能夠這樣施加負的直流電壓的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選為了將在向上述導電性部件施加負的直流電壓時流入上述處理容器內(nèi)的直流電子電流排出，在上述處理容器內(nèi)設置有接地的導電性輔助部件。在這種情況下，可以構(gòu)成為上述第一電極為上部電極，上述第二電極為下部電極，上述導電性部件配置在上述第一電極的附近，上述導電性輔助部件設置在上述第二電極的周圍。
在上述第二十方面的等離子體處理裝置中，可以構(gòu)成為將處于第一狀態(tài)和第二狀態(tài)中的任一狀態(tài)的導電性部件設置在上述處理容器內(nèi)，上述第一狀態(tài)是為了使向上述第一電極供給的來自上述直流電源的直流電流通過等離子體放出、根據(jù)來自整體控制裝置的指令而被接地的狀態(tài)，上述第二狀態(tài)是從上述直流電源施加直流電壓以對其表面進行濺射或蝕刻的狀態(tài)，該等離子體處理裝置還包括連接切換機構(gòu)，該連接切換機構(gòu)能夠在上述直流電源的負極與上述第一電極連接、且上述導電性部件與接地線路連接的第一連接，和上述直流電源的正極與上述第一電極連接、上述直流電源的負極與上述導電性部件連接的第二連接之間進行切換，通過該切換，能夠分別形成上述第一狀態(tài)和上述第二狀態(tài)。在這種情況下，優(yōu)選上述第一狀態(tài)在等離子體蝕刻時形成，上述第二狀態(tài)在上述導電性部件的清理時形成。
本發(fā)明的第二十一方面提供一種等離子體處理方法，其特征在于，在處理容器內(nèi)，將第一電極和支承被處理基板的第二電極相對配置，一邊向上述第二電極施加頻率相對較高的第一高頻電力和頻率相對較低的第二高頻電力，一邊向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體，以生成該處理氣體的等離子體，對被支承在上述第二電極上的被處理基板進行等離子體處理，該等離子體處理方法具有向上述第一電極施加直流電壓的工序；和一邊向上述第一電極施加直流電壓，一邊對上述被處理基板進行等離子體處理的工序。
在這種情況下，可以使向上述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個均可變。另外，可以控制向上述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個。另外，可以控制可否向上述第一電極施加直流電壓。另外，可以對生成的等離子體的狀態(tài)進行檢測，根據(jù)該檢測信息，控制向上述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個。另外，在上述第二十一方面的等離子體處理方法中，優(yōu)選上述第一電極相對于接地電位為直流浮動狀態(tài)。在這種情況下，優(yōu)選上述第一電極能夠改變?yōu)楦訝顟B(tài)或接地狀態(tài)，根據(jù)來自整體控制裝置的指令，當向上述第一電極施加直流電壓時，使上述第一電極相對于接地電位成為浮動狀態(tài)，當不向上述第一電極施加直流電壓時，使上述第一電極相對于接地電位成為浮動狀態(tài)或接地狀態(tài)中的任一個。
另外，在上述第二十一方面的等離子體處理方法中，優(yōu)選在上述處理容器內(nèi)設置有總是接地的導電性部件，使由向上述第一電極施加的直流電壓產(chǎn)生的電流通過等離子體放出。或者，優(yōu)選在上述處理容器內(nèi)設置有根據(jù)來自整體控制裝置的指令而被接地的導電性部件，使由向上述第一電極施加的直流電壓產(chǎn)生的電流通過等離子體放出。
在這些結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選上述導電性部件在等離子體蝕刻時被接地。另外，優(yōu)選能夠向上述導電性部件施加直流電壓或交流電壓，根據(jù)來自整體控制裝置的指令，施加直流電壓或交流電壓，由此對其表面進行濺射或蝕刻。另外，優(yōu)選上述導電性部件在清理時被施加直流電壓或交流電壓。另外，優(yōu)選還包括將上述導電性部件的連接切換至施加直流電壓的直流電源側(cè)或接地線路側(cè)的切換機構(gòu)，當利用上述切換機構(gòu)將上述導電性部件與上述直流電源側(cè)連接時，從上述直流電流向上述導電性部件施加直流電壓或交流電壓，由此對其表面進行濺射或蝕刻。另外，優(yōu)選能夠向上述導電性部件施加負的直流電壓。另外，優(yōu)選為了將在向上述導電性部件施加負的直流電壓時流入上述處理容器內(nèi)的直流電子電流排出，在上述處理容器內(nèi)設置有接地的導電性輔助部件。
另外，在上述第二十一方面的等離子體處理方法中，在對被支承在上述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進行蝕刻時，為了增大上述絕緣膜與底膜的選擇比，可以使用C5F8、Ar、N2、或C4F8、Ar、N2、或C4F8、Ar、N2、O2、或C4F8、Ar、N2、CO中的任一種組合作為上述處理氣體。另外，在對被支承在上述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進行蝕刻時，為了增大上述絕緣膜與掩模的選擇比，可以使用CF4、或CF4、Ar、或N2、H2中的任一種組合作為上述處理氣體。另外，在對被支承在上述第二電極上的被處理基板的絕緣膜上的有機反射防止膜進行蝕刻時，可以使用CF4、或CF4、C3F8、或CF4、C4F8、或CF4、C4F6中的任一種組合作為上述處理氣體。另外，對被支承在上述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進行蝕刻時，為了增大上述絕緣膜的蝕刻速度，可以使用C4F6、CF4、Ar、O2、或C4F6、C3F8、Ar、O2、或C4F6、C4F8、Ar、O2、或C4F6、C2F6、Ar、O2、或C4F8、Ar、O2、或C4F8、Ar、O2中的任一種組合作為上述處理氣體。
本發(fā)明的第二十二方面提供一種計算機可讀取的存儲介質(zhì)，其存儲有在計算機上運行的控制程序，其特征在于，上述控制程序在運行時，控制等離子體處理裝置，進行上述第二十一方面的等離子體處理方法。
根據(jù)本發(fā)明的第一、第二、第四～第六、第八～第十、第十二、第十三方面，能夠得到以下效果中的至少一種(1)增大第一電極的自偏壓的絕對值，向第一電極表面的濺射效果；(2)使第一電極的等離子體鞘擴大，形成的等離子體被縮小的效果；(3)使在第一電極附近產(chǎn)生的電子照射在被處理基板上的效果；(4)控制等離子體電位的效果；(5)使電子(等離子體)密度上升的效果；(7)使中心部的等離子體密度上升的效果。
利用上述(1)的效果，即使在由處理氣體引起的聚合物和來自光致抗蝕劑的聚合物附著在第一電極的表面上時，也能夠?qū)酆衔镞M行濺射從而對電極表面進行清理。而且，能夠向基板供給最合適的聚合物，從而消除光致抗蝕劑膜的粗糙。另外，通過使電極本身濺射，能夠?qū)㈦姌O材料供給至基板上，從而將光致抗蝕劑膜等有機掩模強化。
另外，利用上述(2)的效果，被處理基板上的有效停留時間減少，并且等離子體集中在被處理基板上、擴散受到抑制、排氣空間減少，因此，碳氟化合物類處理氣體的離解受到抑制，光致抗蝕劑膜等有機掩模難以被蝕刻。
另外，利用上述(3)的效果，能夠?qū)⒈惶幚砘迳系难谀＝M成改性，從而消除光致抗蝕劑膜的粗糙。另外，因為高速的電子被照射在被處理基板上，所以，可抑制掩蔽效應(shading effect)，被處理基板的微細加工性提高。
另外，利用上述(4)的效果，能夠適當?shù)乜刂频入x子體電位，從而抑制蝕刻副產(chǎn)物在電極、或腔室壁(堆積物遮護板等)、處理容器內(nèi)的絕緣材料等處理容器內(nèi)部件上的附著。
另外，利用上述(5)的效果，能夠使對被處理基板的蝕刻速率(蝕刻速度)上升。
另外，利用上述(6)的效果，即使處理容器內(nèi)的壓力高、并且使用的蝕刻氣體為負性氣體，也能夠抑制處理容器內(nèi)的中心部的等離子體密度比周邊低(能夠抑制負離子的生成)，從而能夠控制等離子體密度，使得等離子體密度均勻。
由此，能夠?qū)⒖刮g劑層等有機掩模層的耐等離子體性維持較高從而以高選擇比進行蝕刻?；蛘?，能夠有效地消除堆積物在電極上的附著。或者能夠進行高速的蝕刻，或者能夠?qū)Ρ惶幚砘暹M行均勻的蝕刻。
根據(jù)本發(fā)明的第三、第七、第十一方面，能夠達到控制等離子體電位的效果。由此，適當?shù)乜刂频入x子體電位，能夠抑制蝕刻副產(chǎn)物在電極、腔室壁(堆積物遮護板等)、處理容器內(nèi)的絕緣材料等處理容器內(nèi)部件上的附著。
根據(jù)本發(fā)明的第十四方面，將施加頻率相對較高的第一高頻電力的第一高頻電力施加單元與第一電極連接，將施加頻率相對較低的第二高頻電力的第二高頻電力施加單元與支承被處理基板的第二電極連接，并且將施加直流電壓的直流電源與上述第一電極連接，因此，在一邊利用第一高頻電力形成處理氣體的等離子體、并且利用第二高頻電力將離子引入被處理基板，一邊進行等離子體處理時，通過向第一電極施加直流電壓，能夠得到以下效果中的至少一種(1)增大第一電極的自偏壓的絕對值，向第一電極表面的濺射效果；(2)使第一電極的等離子體鞘擴大，形成的等離子體被縮小的效果；(3)使在第一電極附近產(chǎn)生的電子照射在被處理基板上的效果；(4)控制等離子體電位的效果；(5)使電子(等離子體)密度上升的效果；(7)使中心部的等離子體密度上升的效果。
利用上述(1)的效果，即使在由處理氣體引起的聚合物和來自光致抗蝕劑的聚合物附著在第一電極的表面上時，也能夠?qū)酆衔镞M行濺射從而對電極表面進行清理。而且，能夠向基板供給最合適的聚合物，從而消除光致抗蝕劑膜的粗糙。另外，通過使電極本身濺射，能夠?qū)㈦姌O材料供給至基板上，從而將光致抗蝕劑膜等有機掩模強化。
另外，利用上述(2)的效果，被處理基板上的有效停留時間減少，并且等離子體集中在被處理基板上、擴散受到抑制、排氣空間減少，因此，碳氟化合物類處理氣體的離解受到抑制，光致抗蝕劑膜等有機掩模難以被蝕刻。
另外，利用上述(3)的效果，能夠?qū)⒈惶幚砘迳系难谀＝M成改性，從而消除光致抗蝕劑膜的粗糙。另外，因為高速的電子被照射在被處理基板上，所以，可抑制掩蔽效應，被處理基板的微細加工性提高。
另外，利用上述(4)的效果，能夠適當?shù)乜刂频入x子體電位，從而抑制蝕刻副產(chǎn)物在電極、或腔室壁(堆積物遮護板等)、處理容器內(nèi)的絕緣材料等處理容器內(nèi)部件上的附著。
另外，利用上述(5)的效果，能夠使對被處理基板的蝕刻速率(蝕刻速度)上升。
另外，利用上述(6)的效果，即使處理容器內(nèi)的壓力高、并且使用的蝕刻氣體為負性氣體，也能夠抑制處理容器內(nèi)的中心部的等離子體密度比周邊低(能夠抑制負離子的生成)，從而能夠控制等離子體密度，使得等離子體密度均勻。
由此，能夠?qū)⒖刮g劑層等有機掩模層的耐等離子體性維持較高從而以高選擇比進行蝕刻?；蛘撸軌蛴行У叵逊e物在電極上的附著?；蛘吣軌蜻M行高速的蝕刻，或者能夠?qū)Ρ惶幚砘暹M行均勻的蝕刻。
根據(jù)本發(fā)明的第十五方面，第一電極被分割為內(nèi)側(cè)電極和外側(cè)電極，上述第一高頻電力被分配并施加于上述內(nèi)側(cè)電極和上述外側(cè)電極，上述直流電源與其中的至少一方連接，因此，除了上述效果以外，能夠改變上述內(nèi)側(cè)電極和上述外側(cè)電極的電場強度，從而能夠進一步提高徑方向的等離子體密度的均勻性。
根據(jù)本發(fā)明的第十六～第十九方面，通過一邊向被施加第一高頻電力的第一電極施加直流電壓，一邊進行蝕刻，能夠充分地得到作為被蝕刻層的絕緣膜與底膜的選擇比。例如，在絕緣膜為有機類絕緣膜SiOC類膜、其底膜由碳化硅形成的情況下，或絕緣膜為無機類絕緣膜SiO2、其底膜由氮化硅形成的情況下，能夠一邊盡可能地抑制底膜的蝕刻一邊進行蝕刻。
另外，通過一邊向第一電極施加直流電壓，一邊控制高頻電力、壓力、氣體種類等蝕刻條件，能夠一邊如上所述維持高的選擇比，一邊提高對SiOC類膜等的蝕刻速率，此外，還能夠改善對抗蝕劑的選擇比，特別是SiOC類膜等對ArF抗蝕劑的蝕刻選擇比。另外，由于能夠使蝕刻速率的提高和蝕刻圖案的CD(Critical Dimension臨界尺寸)控制兩者兼得，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)高速、高精度的蝕刻，從而能夠提高半導體裝置的可靠性。另外，在利用蝕刻在半導體晶片等被處理體表面上刻設線條和空間(line&space)的圖案的情況下，能夠降低線蝕刻粗糙度(LER)。
根據(jù)本發(fā)明的第二十～第二十二方面，將施加頻率相對較高的第一高頻電力的第一高頻電力施加單元和施加頻率相對較低的第二高頻電力的第二高頻電力施加單元與支承被處理基板的第二電極連接，將施加直流電壓的直流電源與第一電極連接，因此，在一邊從第一和第二高頻電力施加單元向第二電極施加頻率不同的高頻電力以形成處理氣體的等離子體、并且將離子引入被處理基板，一邊進行等離子體蝕刻時，通過向第一電極施加直流電壓，能夠得到以下效果中的至少一種(1)增大第一電極的自偏壓的絕對值，向第一電極表面的濺射效果；(2)使第一電極的等離子體鞘擴大，形成的等離子體被縮小的效果；(3)使在第一電極附近產(chǎn)生的電子照射在被處理基板上的效果；(4)控制等離子體電位的效果；(5)使電子(等離子體)密度上升的效果；(6)使中心部的等離子體密度上升的效果。
利用上述(1)的效果，即使在由處理氣體引起的聚合物和來自光致抗蝕劑的聚合物附著在第一電極的表面上時，也能夠?qū)酆衔镞M行濺射從而對電極表面進行清理。而且，能夠向基板供給最合適的聚合物，從而消除光致抗蝕劑膜的粗糙。另外，通過使電極本身濺射，能夠?qū)㈦姌O材料供給至基板上，從而將光致抗蝕劑膜等有機掩模強化。
另外，利用上述(2)的效果，被處理基板上的有效停留時間減少，并且等離子體集中在被處理基板上、擴散受到抑制、排氣空間減少，因此，碳氟化合物類處理氣體的離解受到抑制，光致抗蝕劑膜等有機掩模難以被蝕刻。
另外，利用上述(3)的效果，能夠?qū)⒈惶幚砘迳系难谀＝M成改性，從而消除光致抗蝕劑膜的粗糙。另外，因為高速的電子被照射在被處理基板上，所以，可抑制掩蔽效應，被處理基板的微細加工性提高。
另外，利用上述(4)的效果，能夠適當?shù)乜刂频入x子體電位，從而抑制蝕刻副產(chǎn)物在電極、或腔室壁(堆積物遮護板等)、處理容器內(nèi)的絕緣材料等處理容器內(nèi)部件上的附著。
另外，利用上述(5)的效果，能夠使對被處理基板的蝕刻速率(蝕刻速度)上升。
另外，利用上述(6)的效果，即使處理容器內(nèi)的壓力高、并且使用的蝕刻氣體為負性氣體，也能夠抑制處理容器內(nèi)的中心部的等離子體密度比周邊低(能夠抑制負離子的生成)，從而能夠控制等離子體密度，使得等離子體密度均勻。
由此，能夠?qū)⒖刮g劑層等有機掩模層的耐等離子體性維持較高從而以高選擇比進行蝕刻?；蛘?，能夠有效地消除堆積物在電極上的附著?；蛘吣軌蜻M行高速的蝕刻，或者能夠?qū)Ρ惶幚砘暹M行均勻的蝕刻。


圖1為表示本發(fā)明的第一實施方式的等離子體蝕刻裝置的概略截面圖。
圖2為表示在圖1的等離子體蝕刻裝置中、與第一高頻電源連接的匹配器的結(jié)構(gòu)的圖。
圖3為表示在圖1的等離子體蝕刻裝置中、向上部電極施加直流電壓時的Vdc和等離子體鞘厚度的變化的圖。
圖4A為表示對在圖1的等離子體蝕刻裝置中、向上部電極施加直流電壓的情況和不施加的情況下的等離子體狀態(tài)進行比較的圖。
圖4B為表示對在圖1的等離子體蝕刻裝置中、向上部電極施加直流電壓的情況和不施加的情況下的等離子體狀態(tài)進行比較的圖。
圖5為表示利用圖1的等離子體蝕刻裝置，改變向上部電極施加的直流電壓而對SiO2膜進行蝕刻時，光致抗蝕劑膜的蝕刻速率、SiO2膜的蝕刻速率和SiO2膜對光致抗蝕劑膜的選擇比的圖。
圖6為表示應用連續(xù)蝕刻處理的多層膜的一個例子的圖。
圖7為表示在圖1的等離子體蝕刻裝置中、向上部電極施加直流電壓時的等離子體電位波形的變化的圖。
圖8為表示在圖1的等離子體蝕刻裝置中、向上部電極施加的直流電壓與最大等離子體電位的關系的圖。
圖9為表示在圖1的等離子體蝕刻裝置中、改變施加的直流電壓時的電子密度及其分布的變化的圖。
圖10A為示意性地表示在圖9的蝕刻中、各直流電壓下的中心和邊緣的蝕刻狀態(tài)的圖。
圖10B為示意性地表示在圖9的蝕刻中、各直流電壓下的中心和邊緣的蝕刻狀態(tài)的圖。
圖10C為示意性地表示在圖9的蝕刻中、各直流電壓下的中心和邊緣的蝕刻狀態(tài)的圖。
圖11為表示上部電極表面的自偏壓與施加的直流電壓的關系的圖。
圖12為表示在圖1的等離子體蝕刻裝置中設置有檢測等離子體的檢測器的狀態(tài)的截面圖。
圖13為表示在圖1的等離子體蝕刻裝置中、向上部電極施加直流電壓時，用于抑制異常放電的波形的圖。
圖14為表示GND塊的另一個配置例的概略15為表示GND塊的又一個配置例的概略圖。
圖16A為用于說明防止GND塊的附著物的例子的圖。
圖16B為用于說明防止GND塊的附著物的例子的圖。
圖17為表示能夠除去GND塊的附著物的裝置結(jié)構(gòu)的一個例子的概略圖。
圖18A為用于說明圖17的裝置的等離子體蝕刻時的狀態(tài)和清理時的狀態(tài)的概略圖。
圖18B為用于說明圖17的裝置的等離子體蝕刻時的狀態(tài)和清理時的狀態(tài)的概略圖。
圖19為表示圖17的裝置的等離子體蝕刻時的另一狀態(tài)的概略圖。
圖20為表示能夠除去GND塊的附著物的裝置結(jié)構(gòu)的另一個例子的概略圖。
圖21A為用于說明圖20的裝置的等離子體蝕刻時的狀態(tài)和清理時的狀態(tài)的概略圖。
圖21B為用于說明圖20的裝置的等離子體蝕刻時的狀態(tài)和清理時的狀態(tài)的概略圖。
圖22為表示具有防止不DC接地的功能的GND塊的一個例子的示意圖。
圖23為表示具有防止不DC接地的功能的GND塊的另一個例子的示意圖。
圖24A為表示具有防止不DC接地的功能的GND塊的又一個例子的示意圖。
圖24B為表示具有防止不DC接地的功能的GND塊的又一個例子的示意圖。
圖25為表示具有防止不DC接地的功能的GND塊的又一個例子的示意圖。
圖26為表示具有防止不DC接地的功能的GND塊的又一個例子的示意圖。
圖27為表示具有防止不DC接地的功能的GND塊的又一個例子的示意圖。
圖28為表示RF等離子體和DC等離子體的電子溫度分布的圖。
圖29為表示僅在高頻電力下形成等離子體的情況和也施加直流電壓的情況下的電子溫度分布的圖。
圖30A為用于說明在偏置高頻電力的頻率為2MHz時和13.56MHz時的離子追蹤性的圖。
圖30B為用于說明在偏置高頻電力的頻率為2MHz時和13.56MHz時的離子追蹤性的圖。
圖31為表示偏置高頻電力的頻率為2MHz時和13.56MHz時的離子能量分布的32A為表示利用圖1的等離子體蝕刻裝置進行蝕刻時能夠作為蝕刻對象的晶片的截面結(jié)構(gòu)的一個例子的示意圖。
圖32B為表示利用圖1的等離子體蝕刻裝置進行蝕刻時能夠作為蝕刻對象的晶片的截面結(jié)構(gòu)的一個例子的示意圖。
圖33A為表示利用圖1的等離子體蝕刻裝置進行蝕刻時能夠作為蝕刻對象的晶片的截面結(jié)構(gòu)的另一個例子的示意圖。
圖33B為表示利用圖1的等離子體蝕刻裝置進行蝕刻時能夠作為蝕刻對象的晶片的截面結(jié)構(gòu)的另一個例子的示意圖。
圖34為表示本發(fā)明的第二實施方式的等離子體蝕刻裝置的概略截面圖。
圖35為表示圖34的等離子體蝕刻裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)的概略截面圖。
圖36為表示圖34的等離子體蝕刻裝置的等離子體生成單元的主要部分的等價電路的電路圖。
圖37為表示圖34的等離子體蝕刻裝置的可變電容器的電容值與電場強度比率的關系的圖。
圖38為表示向圖34的等離子體蝕刻裝置的上部電極施加直流電壓的變形例的圖。
圖39為表示向圖34的等離子體蝕刻裝置的上部電極施加直流電壓的另一個變形例的圖。
圖40為表示本發(fā)明的第三實施方式的等離子體蝕刻裝置的概略截面圖。
圖41為表示本發(fā)明的第三實施方式的等離子體蝕刻裝置的概略截面圖。
圖42A-B為表示在圖41的等離子體蝕刻裝置中、向上部電極施加直流電壓時的Vdc和等離子體鞘厚度的變化的圖。
圖42A-B為表示在圖41的等離子體蝕刻裝置中、向上部電極施加直流電壓時的Vdc和等離子體鞘厚度的變化的圖。
圖43A為表示在圖41的等離子體蝕刻裝置中，使用HARC蝕刻條件、改變施加的直流電壓時的電子密度變化的圖。
圖43B為表示在圖41的等離子體蝕刻裝置中，使用HARC蝕刻條件、改變施加的直流電壓時的電子密度變化的圖。
圖43C為表示在圖41的等離子體蝕刻裝置中，使用HARC蝕刻條件、改變施加的直流電壓時的電子密度變化的圖。
圖43D為表示在圖41的等離子體蝕刻裝置中，使用HARC蝕刻條件、改變施加的直流電壓時的電子密度變化的圖。
圖44A為表示在圖41的等離子體蝕刻裝置中，使用Via(通孔)蝕刻條件、改變施加的直流電壓時的電子密度變化的圖。
圖44B為表示在圖41的等離子體蝕刻裝置中，使用Via蝕刻條件、改變施加的直流電壓時的電子密度變化的圖。
圖44C為表示在圖41的等離子體蝕刻裝置中，使用Via蝕刻條件、改變施加的直流電壓時的電子密度變化的圖。
圖44D為表示在圖41的等離子體蝕刻裝置中，使用Via蝕刻條件、改變施加的直流電壓時的電子密度變化的圖。
圖45為表示在上述HARC蝕刻中，使第一高頻電力為3000W、使第二高頻電力為4000W時，晶片徑方向的電子密度分布的圖。
圖46為表示使用溝槽蝕刻(trench etching)的條件，在施加直流電壓的情況和不施加的情況下，測定晶片徑方向的電子密度分布的結(jié)果的圖。
圖47為表示圖41的等離子體蝕刻裝置的上部電極的電氣狀態(tài)的圖。
圖48為表示圖41的等離子體蝕刻裝置的上部電極的電氣狀態(tài)的圖。
圖49為表示圖41的等離子體蝕刻裝置的上部電極的電氣狀態(tài)的圖。
圖50為表示在圖41的等離子體蝕刻裝置中設置有檢測等離子體的檢測器的狀態(tài)的截面圖。
圖51為表示GND塊的另一個配置例的概略圖。
圖52為表示GND塊的又一個配置例的概略圖。
圖53為表示能夠除去GND塊的附著物的裝置結(jié)構(gòu)的一個例子的概略圖。
圖54A為用于說明圖53的裝置的等離子體蝕刻時的狀態(tài)和清理時的狀態(tài)的概略圖。
圖54B為用于說明圖53的裝置的等離子體蝕刻時的狀態(tài)和清理時的狀態(tài)的概略圖。
圖55為表示圖53的裝置的等離子體蝕刻時的另一狀態(tài)的概略圖。
圖56為表示能夠除去GND塊的附著物的裝置結(jié)構(gòu)的另一個例子的概略圖。
圖57A為用于說明圖56的裝置的等離子體蝕刻時的狀態(tài)和清理時的狀態(tài)的概略圖。
圖57B為用于說明圖56的裝置的等離子體蝕刻時的狀態(tài)和清理時的狀態(tài)的概略圖。
圖58為簡略表示本發(fā)明的實施方式4的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。
圖59為簡略表示本發(fā)明的實施方式5的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。
圖60為簡略表示本發(fā)明的實施方式6的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。
圖61為簡略表示本發(fā)明的實施方式7的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。
圖62為簡略表示本發(fā)明的實施方式8的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。
圖63為簡略表示本發(fā)明的實施方式9的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。
圖64為簡略表示本發(fā)明的實施方式10的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。
圖65為簡略表示本發(fā)明的實施方式11的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。
圖66為簡略表示本發(fā)明的實施方式12的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。
圖67為簡略表示本發(fā)明的實施方式13的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。
圖68為簡略表示為了與本發(fā)明的實施方式13的等離子體蝕刻裝置對比的現(xiàn)有的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。
圖69為簡略表示本發(fā)明的實施方式13的等離子體蝕刻裝置的變形例的主要部分的概略截面圖。
圖70為簡略表示本發(fā)明的實施方式13的等離子體蝕刻裝置的另一個變形例的主要部分的概略截面圖。
圖71為簡略表示本發(fā)明的實施方式13的等離子體蝕刻裝置的另一個變形例的主要部分的概略截面圖。
圖72為簡略表示本發(fā)明的實施方式13的等離子體蝕刻裝置的又一個變形例的主要部分的概略截面圖。
圖73為簡略表示本發(fā)明的實施方式13的等離子體蝕刻裝置的又一個變形例的主要部分的概略截面圖。
圖74為簡略表示本發(fā)明的實施方式14的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。
圖75為簡略表示本發(fā)明的實施方式14的等離子體蝕刻裝置的變形例的主要部分的概略截面圖。
圖76為簡略表示本發(fā)明的實施方式15的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。
圖77為簡略表示本發(fā)明的實施方式15的等離子體蝕刻裝置的變形例的主要部分的概略截面圖。
圖78為簡略表示本發(fā)明的實施方式15的等離子體蝕刻裝置的另一個變形例的主要部分的概略截面圖。
圖79為表示本發(fā)明的實施方式16的等離子體蝕刻裝置的例子的截面圖。
圖80為表示本發(fā)明的實施方式17的等離子體蝕刻裝置的例子的截面圖。
圖81為表示能夠應用本發(fā)明的另一類型的等離子體蝕刻裝置的例子的截面圖。
圖82為表示能夠應用本發(fā)明的又一類型的等離子體蝕刻裝置的例子的截面圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖，具體地說明本發(fā)明的實施方式。
<實施方式1>
首先，說明第一實施方式。圖1為表示本發(fā)明的第一實施方式的等離子體蝕刻裝置的概略截面圖。
該等離子體蝕刻裝置構(gòu)成為電容耦合型平行平板等離子體蝕刻裝置，具有例如由表面被陽極氧化處理的鋁制成的大致圓筒狀的腔室(處理容器)10。該腔室10被安全接地。
在腔室10的底部，隔著由陶瓷等制成的絕緣板12，配置有圓柱狀的基座支承臺14，在該基座支承臺14上設置有例如由鋁制成的基座16?；?6構(gòu)成下部電極，在其上載置作為被處理基板的半導體晶片W。
在基座16的上面設置有利用靜電力吸附保持半導體晶片W的靜電吸盤18。該靜電吸盤18具有用一對絕緣層或絕緣片夾住由導電膜構(gòu)成的電極20的結(jié)構(gòu)，直流電源22與電極20電氣連接。于是，利用由來自直流電源22的直流電壓產(chǎn)生的庫侖力等靜電力，將半導體晶片W吸附保持在靜電吸盤18上。
在靜電吸盤18(半導體晶片W)的周圍、在基座16的上面，配置有用于提高蝕刻的均勻性的例如由硅制成的導電性的聚焦環(huán)(校正環(huán))24。在基座16和基座支承臺14的側(cè)面，設置有例如由石英制成的圓筒狀的內(nèi)壁部件26。
在基座支承臺14的內(nèi)部，例如在圓周上設置有制冷劑室28。從設置在外部的未圖示的冷卻單元，通過配管30a、30b，向該制冷劑室循環(huán)供給規(guī)定溫度的制冷劑、例如冷卻水，能夠利用制冷劑的溫度控制基座上的半導體晶片W的處理溫度。
另外，來自未圖示的傳熱氣體供給機構(gòu)的傳熱氣體、例如He氣，通過氣體供給管路32，被供給至靜電吸盤18的上面與半導體晶片W的背面之間。
在作為下部電極的基座16的上方，以與基座16相對的方式平行地設置有上部電極34。上部和下部電極34、16之間的空間成為等離子體生成空間。上部電極34形成與作為下部電極的基座16上的半導體晶片W相對并與等離子體生成空間接觸的面、即相對面。
該上部電極34通過絕緣性屏蔽部件42被支承在腔室10的上部，由電極板36和電極支承體38構(gòu)成，電極板36構(gòu)成與基座16的相對面并且具有多個吐出孔37，電極支承體38裝卸自由地支承該電極板36并且是由導電性材料、例如表面被陽極氧化處理的鋁制成的水冷結(jié)構(gòu)。電極板36優(yōu)選焦耳熱少的低電阻的導電體或半導體，另外，如后所述，從使抗蝕劑強化的觀點考慮，優(yōu)選含硅的物質(zhì)。從這樣的觀點考慮，電極板36優(yōu)選由硅或SiC構(gòu)成。在電極支承體38的內(nèi)部設置有氣體擴散室40，與氣體吐出孔37連通的多個氣體通流孔41從該氣體擴散室40向下方延伸。
在電極支承體38中形成有向氣體擴散室40導入處理氣體的氣體導入口62，氣體供給管64與該氣體導入口62連接，處理氣體供給源66與氣體供給管64連接。在氣體供給管64中，從上游側(cè)開始依次設置有質(zhì)量流量控制器(MFC)68和開關閥70(也可以用FCN代替MFC)。于是，作為用于蝕刻的處理氣體，例如C4F8氣體那樣的碳氟化合物氣體(CxFy)，從處理氣體供給源66經(jīng)過氣體供給管64到達氣體擴散室40，通過氣體通流孔41和氣體吐出孔37，呈噴淋狀吐出至等離子體生成空間。即，上部電極34作為用于供給處理氣體的噴頭而起作用。
第一高頻電源48通過匹配器46和供電棒44，與上部電極34電氣連接。第一高頻電源48輸出頻率為13.56MHz以上、例如60MHz的高頻電力。匹配器46使負荷阻抗與第一高頻電源48的內(nèi)部(或輸出)阻抗匹配，所以，在腔室10內(nèi)生成等離子體時，起到使第一高頻電源48的輸出阻抗與負荷阻抗表觀上一致的作用。匹配器46的輸出端子與供電棒44的上端連接。
另一方面，除了第一高頻電源48以外，可變直流電源50也與上述上部電極34電氣連接?？勺冎绷麟娫?0可以是雙極電源。具體地說，該可變直流電源50通過上述匹配器46和供電棒44與上部電極34連接，能夠利用通斷開關52進行給電的接通和斷開?？勺冎绷麟娫?0的極性和電流、電壓以及通斷開關52的接通和斷開，由控制器(控制裝置)51進行控制。
如圖2所示，匹配器46具有從第一高頻電源48的供電線路49分支設置的第一可變電容器54和設置在供電線路49的上述分支點下游側(cè)的第二可變電容器56，通過它們發(fā)揮上述功能。另外，在匹配器46中設置有濾波器58，用于捕集來自第一高頻電源48的高頻(例如60MHz)和來自后述的第二高頻電源的高頻(例如2MHz)，使得直流電壓電流(以下簡稱為直流電壓)能夠有效地供給至上部電極34。即，來自可變直流電源50的直流電流通過濾波器58與供電線路49連接。該濾波器58由線圈59和電容器60構(gòu)成，利用它們捕集來自第一高頻電源48的高頻和來自后述的第二高頻電源的高頻。
以從腔室10的側(cè)壁向上部電極34的高度位置的上方延伸的方式，設置有圓筒狀的接地導體10a，該圓筒狀接地導體10a的頂壁部分通過筒狀的絕緣部件44a，與上部供電棒44電氣絕緣。
第二高頻電源90通過匹配器88，與作為下部電極的基座16電氣連接。從該第二高頻電源90向下部電極基座16供給高頻電力，由此將離子引入半導體晶片W側(cè)。第二高頻電源90輸出300kHz～13.56MHz范圍內(nèi)的頻率、例如2MHz的高頻電力。匹配器88使負荷阻抗與第二高頻電源90的內(nèi)部(或輸出)阻抗匹配，因此，在腔室10內(nèi)生成等離子體時，起到使第二高頻電源90的內(nèi)部阻抗與負荷阻抗表觀上一致的作用。
用于使來自第一高頻電源48的高頻(60MHz)不通過、并將來自第二高頻電源90的高頻(2MHz)接地的低通濾波器(LPF)92與上部電極34電氣連接。該低通濾波器(LPF)92優(yōu)選由LR濾波器或LC濾波器構(gòu)成。另一方面，用于將來自第一高頻電源48的高頻(60MHz)接地的高通濾波器(HPF)94與作為下部電極的基座16電氣連接。
在腔室10的底部設置有排氣口80，排氣裝置84通過排氣管82與該排氣口80連接。排氣裝置84包括渦輪分子泵等真空泵，能夠?qū)⑶皇?0內(nèi)減壓至期望的真空度。另外，在腔室10的側(cè)壁上設置有半導體晶片W的搬入搬出口85，該搬入搬出口85能夠利用閘閥86開關。另外，沿腔室10的內(nèi)壁，裝卸自由地設置有用于防止蝕刻副產(chǎn)物(堆積物)附著在腔室10上的堆積物遮護板(deposit shield)11。即，堆積物遮護板11構(gòu)成腔室壁。另外，堆積物遮護板11也可以設置在內(nèi)壁部件26的外周。在腔室10底部的腔室壁側(cè)的堆積物遮護板11和內(nèi)壁部件26側(cè)的堆積物遮護板11之間設置有排氣板83。作為堆積物遮護板11和排氣板83，可以優(yōu)選使用將Y2O3等陶瓷覆蓋在鋁材料上而形成的材料。
在堆積物遮護板11構(gòu)成腔室內(nèi)壁的部分的與晶片W大致相同高度部分上，設置有與地面DC連接的導電性部件(GND塊)91，由此發(fā)揮后述的防止異常放電的效果。
等離子體蝕刻裝置的各構(gòu)成部形成與控制部(整體控制裝置)95連接并受其控制的結(jié)構(gòu)。另外，用戶接口96與控制部95連接，該用戶接口96由工序管理者為了管理等離子體蝕刻裝置而進行指令的輸入操作的鍵盤、將等離子體處理裝置的運轉(zhuǎn)狀況可視化顯示的顯示器等構(gòu)成。
另外，存儲部97與控制部95連接，該存儲部97存儲有用于通過控制部95的控制來實現(xiàn)由等離子體蝕刻裝置運行的各種處理的控制程序；和用于根據(jù)處理條件，在等離子體蝕刻裝置的各構(gòu)成部中進行處理的程序、即方案。方案可以存儲在硬盤或半導體存儲器中，也可以在被收容在CDROM、DVD等移動性的計算機可讀取的存儲介質(zhì)中的狀態(tài)下，設置在存儲部97的規(guī)定位置。
于是，根據(jù)需要，按照來自用戶接口96的指示等，從存儲部97調(diào)出任意的方案，由控制部95運行，在控制部95的控制下，在等離子體蝕刻裝置中進行期望的處理。本發(fā)明的實施方式中所述的等離子體處理裝置(等離子體蝕刻裝置)包含該控制部95。
在這樣構(gòu)成的等離子體蝕刻裝置中，當進行蝕刻處理時，首先使閘閥86成為打開狀態(tài)，通過搬入搬出口85，將作為蝕刻對象的半導體晶片W搬入腔室10內(nèi)、并載置在基座16上。然后，從處理氣體供給源66，以規(guī)定的流量，向氣體擴散室40供給用于蝕刻的處理氣體，通過氣體通流孔41和氣體吐出孔37向腔室10內(nèi)供給，同時利用排氣裝置84對腔室10內(nèi)進行排氣，使其中的壓力成為例如0.1～150Pa范圍內(nèi)的設定值。在此，作為處理氣體，可以采用以往使用的各種氣體，例如，可以優(yōu)選使用以C4F8氣體那樣的碳氟化合物氣體(CxFy)為代表的含有鹵素元素的氣體。還可以包含Ar氣、O2氣等其它氣體。
在這樣向腔室10內(nèi)導入蝕刻氣體的狀態(tài)下，以規(guī)定功率從第一高頻電源48向上部電極34施加等離子體生成用的高頻電力，同時，以規(guī)定功率從第二高頻電源90向作為下部電極的基座16施加離子引入用的高頻。另外，從靜電吸盤18用的直流電源22向靜電吸盤18的電極20施加直流電壓，從而將半導體晶片W固定在基座16上。
從在上部電極34的電極板36上形成的氣體吐出孔37吐出的處理氣體，在上部電極34和作為下部電極的基座16之間的由高頻電力產(chǎn)生的輝光放電中等離子體化，利用由該等離子體生成的自由基或離子對半導體晶片W的被處理面進行蝕刻。另外，這樣向上部電極34供給等離子體形成用的第一高頻電力以調(diào)節(jié)等離子體密度、向作為下部電極的基座16供給離子引入用的第二高頻電力以進行電壓調(diào)節(jié)，因此能夠擴大等離子體的控制界限(margin)。
在本實施方式中，在這樣形成等離子體時，向上部電極34供給高的頻率區(qū)域(例如10MHz以上)的高頻電力，因此，能夠使等離子體在理想的狀態(tài)下高密度化，即使在更低壓力的條件下，也能夠形成高密度等離子體。
另外，在這樣形成等離子體時，從可變直流電源50向上部電極34施加規(guī)定極性和大小的直流電壓。此時，優(yōu)選利用控制器51控制來自可變直流電源50的施加電壓，使得施加電極表面的自偏壓Vdc變深至、也就是使得上部電極34表面的Vdc的絕對值增大至可得到對作為施加電極的上部電極34的表面、即電極板36的表面的規(guī)定的(適度的)濺射效果的程度。在從第一高頻電源48施加的高頻的功率低的情況下，聚合物會附著在上部電極34上，但通過從可變直流電源50施加適當?shù)闹绷麟妷?，能夠使附著在上部電極34上的聚合物濺射，從而使上部電極34的表面清潔。與此同時，能夠向半導體晶片W上供給最適量的聚合物，以消除光致抗蝕劑膜的表面粗糙。另外，調(diào)整來自可變直流電源50的電壓，使上部電極34自身濺射，將電極材料本身供給至半導體晶片W的表面，由此，在光致抗蝕劑膜表面形成碳化物，將光致抗蝕劑膜強化，并且濺射的電極材料與碳氟化合物類處理氣體中的F反應而被排出，由此等離子體中的F比率減少，光致抗蝕劑膜難以被蝕刻。在電極板36為硅或SiC等含硅物質(zhì)的情況下，在電極板36表面濺射的硅與聚合物反應，在光致抗蝕劑膜表面形成SiC，光致抗蝕劑膜變得極其強固，而且，因為Si容易與F反應，所以上述效果特別大。因此，作為電極板36的材料，優(yōu)選含硅的物質(zhì)。在這種情況下，可以代替控制來自可變直流電源50的施加電壓，而控制施加電流或施加電力。
在這樣向上部電極34施加直流電壓、自偏壓Vdc變深的情況下，如圖3所示，在上部電極34側(cè)形成的等離子體鞘的厚度變大。當?shù)入x子體鞘變厚時，等離子體縮小相應量。例如，在不向上部電極34施加直流電壓的情況下，上部電極側(cè)的Vdc為-300V，如圖4A所示，等離子體為具有薄的鞘厚d0的狀態(tài)。但是，在向上部電極34施加-900V的直流電壓時，上部電極側(cè)的Vdc成為-900V，因為等離子體鞘的厚度與Vdc的絕對值的3/4成比例，所以，如圖4B所示，形成更厚的等離子體鞘d1，等離子體縮小相應量。通過這樣形成厚的等離子體鞘、將等離子體適當?shù)乜s小，半導體晶片W上的有效停留時間減少，并且等離子體集中在晶片W上，擴散受到抑制，離解空間減少。由此，可抑制碳氟化合物類處理氣體的離解，光致抗蝕劑膜難以被蝕刻。因此，優(yōu)選利用控制器51控制來自可變直流電源50的施加電壓，使得上部電極34的等離子體鞘的厚度變厚至可形成期望的縮小的等離子體的程度。在這種情況下，可以代替控制來自可變直流電源50的施加電壓，而控制施加電流或施加電力。
另外，在形成等離子體時，在上部電極34附近生成電子。當從可變直流電源50向上部電極34施加直流電壓時，利用施加的直流電壓值與等離子體電位的電位差，使電子向處理空間的鉛錘方向加速。通過使可變直流電源50的極性、電壓值、電流值成為期望的值，可將電子照射到半導體晶片W上。照射的電子使作為掩模的光致抗蝕劑膜的組成改性，從而使光致抗蝕劑膜強化。因此，通過利用可變直流電源50的施加電壓值和施加電流值控制在上部電極34附近生成的電子的量和這些電子向晶片W的加速電壓，能夠?qū)崿F(xiàn)對光致抗蝕劑膜的規(guī)定的強化。
特別是在半導體晶片W上的光致抗蝕劑膜為ArF受激準分子激光(波長193nm)用的光致抗蝕劑膜(以下記為ArF抗蝕劑膜)的情況下，ArF抗蝕劑膜的聚合物結(jié)構(gòu)，經(jīng)過以下的化學式(1)、(2)所示的反應后，照射電子，得到化學式(3)右邊那樣的結(jié)構(gòu)。即，當照射電子時，如化學式(3)的d部所示，ArF抗蝕劑膜的組成發(fā)生改性(抗蝕劑的交聯(lián)反應)。因為該d部具有使耐蝕刻性(耐等離子體性)非常強的作用，所以，ArF抗蝕劑膜的耐蝕刻性飛躍性地增大。因此，能夠抑制ArF抗蝕劑膜的表面粗糙，并能夠提高蝕刻對象層對ArF抗蝕劑膜的蝕刻選擇比。
因此，優(yōu)選利用控制器51控制來自可變直流電源50的施加電壓值和電流值，使得通過電子照射，光致抗蝕劑膜(特別是ArF抗蝕劑膜)的耐蝕刻性增強。
另外，當如上所述向上部電極34施加直流電壓時，使形成等離子體時在上部電極34附近生成的電子向處理空間的鉛錘方向加速，通過使可變直流電源50的極性、電壓值、和電流值為期望的值，可以使電子到達半導體晶片W的孔內(nèi)，從而可以抑制掩蔽效應而得到?jīng)]有彎曲的良好的加工形狀，可以使加工形狀的均勻性良好。
作為控制加速電壓而得到的電子入射到晶片W上的電子量，優(yōu)選在使用由直流電壓產(chǎn)生的電子電流量IDC的情況下，設從等離子體入射到晶片上的離子電流量為Iion時，滿足IDC＞(1/2)Iion。Iion＝Zρvione(式中，Z電荷數(shù)，ρ流速密度，vion離子速度，e電子電荷量1.6×10-19C)。
因為ρ與電子密度Ne成比例，所以Iion與Ne成比例。
這樣，控制向上部電極34施加的直流電壓，可發(fā)揮上述上部電極34的濺射功能或縮小等離子體的功能、以及將在上述上部電極34中生成的大量電子向半導體晶片W供給的功能，由此，可以強化光致抗蝕劑膜、供給最適的聚合物、抑制處理氣體的離解等，能夠抑制光致抗蝕劑的表面粗糙等，能夠提高蝕刻對象層對光致抗蝕劑膜的蝕刻選擇比。與此同時，能夠抑制光致抗蝕劑的開口部的CD擴大，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更高精度的圖案形成。特別地，控制直流電壓，使得濺射功能、縮小等離子體的功能和供給電子的功能這三種功能適當?shù)匕l(fā)揮，由此能夠進一步提高這樣的效果。
上述各功能中哪一個占優(yōu)勢因處理條件等而不同，優(yōu)選利用控制器51控制從可變直流電源50施加的電壓，使得可發(fā)揮這些功能中的一個以上，從而有效地達到上述效果。
對利用這樣的功能、對作為蝕刻對象膜的SiO2膜對光致抗蝕劑膜的選擇比進行改善的結(jié)果進行說明。在此，使用硅作為上部電極34的電極板36，以頻率60MHz從第一高頻電源48向上部電極34供給100～3000W的高頻電力，以頻率2MHz從第二高頻電源90向作為下部電極的基座16供給4500W的高頻電力，使用C4F6/Ar/O2作為蝕刻氣體，掌握在改變來自可變直流電源50的施加電壓的情況下，光致抗蝕劑膜和SiO2膜的蝕刻速率的變化以及SiO2膜對光致抗蝕劑膜的選擇比的變化。將其結(jié)果示于圖5。如該圖所示，可知向上部電極34施加負的直流電壓，隨著其絕對值上升，SiO2膜對光致抗蝕劑膜的選擇比上升，超過-600V時，其絕對值增大時，選擇比顯著上升。即，確認如果向上部電極34施加比-600V絕對值高的負的直流電壓，則能夠大幅改善SiO2膜對光致抗蝕劑膜的選擇比。
另外，通過調(diào)整向上部電極34施加的直流電壓，能夠控制等離子體電位。由此，具有抑制蝕刻副產(chǎn)物在上部電極34或構(gòu)成腔室壁的堆積物遮護板11、內(nèi)壁部件26、絕緣性屏蔽部件42上附著的功能。
當蝕刻副產(chǎn)物附著在上部電極34或構(gòu)成腔室壁的堆積物遮護板11等上時，有可能導致處理特性變化或產(chǎn)生顆粒。特別是在連續(xù)對多層膜進行蝕刻的情況下，例如在連續(xù)對圖6所示的在半導體晶片W上依次疊層有Si類有機膜(SiOC)101、SiN膜102、SiO2膜103、和光致抗蝕劑104的多層膜進行蝕刻的情況下，由于蝕刻條件因各膜的不同而不同，所以，會產(chǎn)生前面的處理的影響殘留、并對下一個處理帶來不良影響的記憶效應。
這樣的蝕刻副產(chǎn)物的附著受等離子體電位與上部電極34或腔室壁等之間的電位差的影響，因此，如果能夠控制等離子體電位，則能夠抑制這樣的蝕刻生成物的附著。
圖7為表示向上部電極34施加直流電壓時的等離子體電位波形的變化的圖，圖8為表示供給上部電極的直流電壓的值與等離子體電位的最大值的關系的圖。如這些圖所示，當向上部電極34施加負的直流電壓時，其絕對值越大，等離子體電位的最大值越低。即，可知可以利用向上部電極34施加的直流電壓來控制等離子體電位。這是因為通過向上部電極34施加絕對值比向上部電極34施加的高頻電力的自偏壓(Vdc)的絕對值高的直流電壓，Vdc的絕對值變大，等離子體電位降低。更詳細地說明，等離子體電位的值由上部電極對等離子體電位的提升決定。但是，當向上部電極施加絕對值高的負電壓時，上部電極的電壓振幅全部在負電位下進行，所以，等離子體電位由壁的電位決定。因此，等離子體電位降低。
這樣，通過控制從可變直流電源50向上部電極34施加的電壓，能夠使等離子體電位降低，從而能夠抑制蝕刻副產(chǎn)物在上部電極34或構(gòu)成腔室壁的堆積物遮護板11、以及腔室10內(nèi)的絕緣材料(部件26、42)上附著。作為等離子體電位Vp的值，優(yōu)選為80V≤Vp≤200V的范圍。
另外，通過控制向上部電極34施加的直流電壓，能夠有效地發(fā)揮這樣的等離子體電位控制功能與上述的上部電極34的濺射功能、縮小等離子體的功能和供給電子的功能。
另外，作為由向上部電極34施加的直流電壓產(chǎn)生的其它效果，可舉出通過利用施加的直流電壓形成等離子體，可提高等離子體密度，從而使蝕刻速率上升。
這是因為當向上部電極施加負的直流電壓時，電子難以進入上部電極，電子的消滅被抑制，當離子被加速并進入上部電極時，電子可以從電極中放出，該電子利用等離子體電位與施加電壓值的差而被加速至高速，使中性氣體電離(等離子體化)，由此電子密度(等離子體密度)增加。
另外，在形成等離子體的情況下，當從可變直流電源50向上部電極34施加直流電壓時，由于等離子體擴散，可以使比較中心部的等離子體密度上升。在腔室10內(nèi)的壓力高、并且使用的蝕刻氣體為負性氣體的情況下，腔室10內(nèi)的中心部的等離子體密度處于降低的趨勢，但這樣向上部電極34施加直流電壓，可以使中心部的等離子體密度上升，從而可以控制等離子體密度，使得能夠進行均勻的蝕刻。但是，因為蝕刻特性不只是由等離子體密度規(guī)定，所以，不一定等離子體密度越均勻、蝕刻就越均勻。
通過實驗說明這一點。
在圖1的裝置中，將半導體晶片裝入腔室內(nèi)、并載置在基座上，進行BARC(有機反射防止膜)和蝕刻對象膜的蝕刻。在進行BARC的蝕刻時，使第一高頻電力為2500W、第二高頻電力為2000W，使用CH2F2、CHF3、Ar和O2作為處理氣體。另外，在進行蝕刻對象膜的蝕刻時，使第一高頻電力為1500W、第二高頻電力為4500W，使用CH4F6、CF4、Ar和O2作為處理氣體，進行孔的蝕刻。此時，使向上部電極施加的直流電壓變化為-800V、-1000V和-1200V。將此時的電子密度(等離子體密度)的徑方向的分布示于圖9。如該圖所示，從-800V到-1200V，直流電壓的絕對值越增加，中心的電子密度越上升，等離子體密度有越均勻的趨勢。將此時的中心和邊緣的蝕刻形狀示意性地示于圖10A-C。從這些圖可看出，通過使直流電壓從-800V變?yōu)?1000V，蝕刻的均勻性增加。另一方面，通過使直流電壓從-1000V變?yōu)?1200V，電子密度的均勻性增加，但在中心，蝕刻性變得過高，蝕刻均勻性反而降低。由此確認，-1000V的蝕刻均勻性最好?？傊?，可知通過調(diào)整直流電壓，能夠進行均勻的蝕刻。
通過如以上那樣控制向上部電極34施加的直流電壓，能夠有效地發(fā)揮上述的上部電極34的濺射功能、縮小等離子體的功能、供給電子的功能、等離子體電位控制功能、電子密度(等離子體密度)上升功能、和等離子體密度控制功能中的至少一種功能。
作為可變直流電源50，可以應用能夠施加-2000～+1000V范圍的電壓的可變直流電源。為了有效地發(fā)揮以上的各種功能，優(yōu)選來自可變直流電源50的直流電壓的絕對值為500V以上。
另外，優(yōu)選施加的直流電壓為絕對值比由向上部電極34施加的第一高頻電力在上部電極的表面產(chǎn)生的自偏壓的絕對值大的負電壓。
對確認這一點的實驗進行說明。圖11為表示在改變等離子體生成用高頻電力(60MHz)的功率而從第一高頻電源48向上部電極34施加的情況下，在上部電極34的表面產(chǎn)生的自偏壓Vdc與向上部電極34施加的直流電壓的關系的圖。在此，在下述條件下生成等離子體、并測定上部電極34表面的自偏壓Vdc腔室內(nèi)壓力＝2.7Pa，向上部電極34施加650W、1100W或2200W的高頻電力，向作為下部電極的基座16施加2100W的高頻電力，處理氣體流量C4F6/Ar/O2＝25/700/26mL/min，上下部電極間距離＝25mm，背壓(中心部/邊緣部)＝1333/4666Pa，上部電極34的溫度＝60℃，腔室10側(cè)壁的溫度＝50℃，基座16的溫度＝0℃。
從圖11可看出，在施加的直流電壓比上部電極34的自偏壓Vdc大的情況下，表現(xiàn)出其效果，并且，供給上部電極34的高頻電力越大，產(chǎn)生的負的自偏壓Vdc越大。因此，在施加直流電壓的情況下，需要施加絕對值比高頻電力的自偏壓Vdc的絕對值大的負電壓。由此確認，優(yōu)選將向上部電極34施加的直流電壓的絕對值設定為比在上部電極上產(chǎn)生的自偏壓Vdc稍大。
另外，如圖12所示，例如設置從等離子體檢測窗10a檢測等離子體的狀態(tài)的檢測器55，控制器51根據(jù)其檢測信號，控制可變直流電源50，由此，能夠自動地向上部電極34施加有效地發(fā)揮上述功能的直流電壓。另外，也可以設置檢測鞘厚的檢測器或檢測電子密度的檢測器，控制器51根據(jù)其檢測信號，控制可變直流電源50。
在此，在本實施方式的等離子體蝕刻裝置中，對在晶片W上形成的絕緣膜(例如Low-k膜)進行蝕刻時，作為處理氣體使用的特別優(yōu)選的氣體組合例示如下。
在通孔蝕刻條件下的過蝕刻時，作為使用的優(yōu)選的處理氣體的組合，可舉出C5F8、Ar、N2。由此，能夠增大絕緣膜對底膜(SiC、SiN等)的選擇比。
另外，在溝槽蝕刻的條件下，作為使用的優(yōu)選的處理氣體的組合，可舉出CF4或(C4F8、CF4、Ar、N2、O2)。由此，能夠增大絕緣膜對掩模的選擇比。
另外，在HARC蝕刻的條件下，作為使用的優(yōu)選的處理氣體的組合，可舉出(C4F6、CF4、Ar、O2)或(C4F6、C3F8、Ar、O2)或(C4F6、CH2F2、Ar、O2)。由此，能夠增大絕緣膜的蝕刻速度。
此外，不限于上述，可以使用(CxHyFz的氣體/N2、O2等添加氣體/稀釋氣體的組合)。
可是，當向上部電極34施加直流電壓時，在上部電極34中會積存電子，在與腔室10的內(nèi)壁之間等有可能產(chǎn)生異常放電。為了抑制這樣的異常放電，在本實施方式中，在腔室壁側(cè)的堆積物遮護板11上設置有作為DC接地的部件的GND塊(導電性部件)91。該GND塊91在等離子體面露出，與堆積物遮護板11內(nèi)部的導電部電氣連接，從可變直流電源50向上部電極34施加的直流電壓電流，經(jīng)過處理空間，到達GND塊91，通過堆積物遮護板11而被接地。GND塊91為導電體，優(yōu)選為Si、SiC等含硅的物質(zhì)。也可以優(yōu)選使用C。利用該GND塊91，能夠使在上述上部電極34中積存的電子放出，從而能夠防止異常放電。優(yōu)選GND塊91的突出長度為10mm以上。
另外，為了防止異常放電，下述的方法也有效在向上部電極34施加直流電壓時，利用適當?shù)难b置，與直流電壓重疊、周期性地提供圖13所示的極短的反極性的脈沖，將電子中和。
上述GND塊91只要設置在等離子體形成區(qū)域中，其位置不限于圖1的位置，例如，可以如圖14所示設置在基座16的周圍等設置在基座16側(cè)，另外，也可以如圖15所示呈環(huán)狀設置在上部電極34的外側(cè)等設置在上部電極34附近。但是，在形成等離子體時，在堆積物遮護板11等中覆蓋的Y2O3、聚合物會飛濺，當其附著在GND塊91上時，不能DC接地，難以發(fā)揮防止異常放電的效果，因此，使它們難以附著是重要的。為此，優(yōu)選GND塊91在遠離由Y2O3等覆蓋的部件的位置，作為相鄰的部件，優(yōu)選為Si或石英(SiO2)等含Si物質(zhì)。例如，如圖16A所示，優(yōu)選在GND塊91的周圍設置含Si部件93。在這種情況下，優(yōu)選含Si部件93在GND塊91以下的部分的長度L為GND塊91的突出長度M以上。另外，為了抑制由Y2O3、聚合物的附著引起的功能下降，如圖16B所示，作為GND塊91，設置飛濺物難以附著的凹部91a是有效的。另外，增大GND塊91的表面積、使其難以被Y2O3、聚合物覆蓋也是有效的。再者，為了抑制附著物，溫度高是有效的，向上部電極34供給等離子體形成用的高頻電力，其附近的溫度上升，所以，從使溫度上升以使附著物不附著的觀點考慮，優(yōu)選如上述圖15那樣設置在上部電極34的附近。在這種情況下，特別是如上述圖15那樣，更優(yōu)選呈環(huán)狀設置在上部電極34的外側(cè)。
為了更有效地排除與堆積物遮護板11等中覆蓋的Y2O3或聚合物的飛濺相伴的、附著物對GND塊91的影響，如圖17所示，能夠向GND塊91施加負的直流電壓是有效的。即，通過向GND塊91施加負的直流電壓，附著在其上的附著物被濺射或蝕刻，可以對GND塊91的表面進行清理。在圖17的結(jié)構(gòu)中，設置有將GND塊91的連接切換至可變直流電源50側(cè)或接地線路側(cè)的切換機構(gòu)53，使得能夠從可變直流電源50向GND塊91施加電壓，另外，還設置有使向GND塊91施加負的直流電壓時產(chǎn)生的直流電子電流流入的、被接地的導電性輔助部件91b。切換機構(gòu)53包括將可變直流電源50的連接在匹配器46側(cè)和GND塊91側(cè)之間切換的第一開關53a；和將GND塊91與接地線路的連接接通和斷開的第二開關53b。在圖17的例子中，GND塊91呈環(huán)狀設置在上部電極34的外側(cè)，導電性輔助部件91a設置在基座16的外周上，優(yōu)選這種配置，但可以不必是這樣的配置。
在圖17的結(jié)構(gòu)的裝置中，在等離子體蝕刻時，通常如圖18A所示，成為切換機構(gòu)53的第一開關53a與上部電極34側(cè)連接、從而可變直流電源50與上部電極34側(cè)連接的狀態(tài)，并且將第二開關53b接通、將GND塊91與接地線路側(cè)連接。在該狀態(tài)下，從第一高頻電源48和可變直流電源50向上部電極34供電，形成等離子體，直流電子電流通過等離子體，從上部電極34流入被接地的GND塊91和導電性輔助部件91b(正離子電流的流動方向相反)。此時，GND塊91的表面被上述的Y2O3、聚合物等附著物覆蓋。
因此，要對這樣的附著物進行清理。在這樣的清理時，如圖18B所示，將切換機構(gòu)53的第一開關53a切換至GND塊91側(cè)，將第二開關53b斷開。在該狀態(tài)下，從第一高頻電源48向上部電極34供電，形成清理等離子體，從可變直流電源50向GND塊91施加負的直流電壓。由此，直流電子電流從GND塊91流入導電性輔助部件91b。相反，正離子流入GND塊91。因此，通過調(diào)整直流電壓以控制正離子向GND塊91的入射能量，能夠?qū)ND塊91的表面進行離子濺射，由此，可以除去GND塊91表面的附著物。
另外，在等離子體蝕刻時的一部分期間中，也可以如圖19所示，斷開第二開關53b，使GND塊91成為浮動狀態(tài)。此時，直流電子電流通過等離子體，從上部電極34流入導電性輔助部件91a(正離子電流的流動方向相反)。此時，GND塊91受到自偏壓，具有對應的能量的正離子入射，能夠在等離子體蝕刻時對GND塊91進行清理。
在上述清理時，施加的直流電壓小也可以，此時的直流電子電流小。因此，在圖17的結(jié)構(gòu)中，在可以通過泄漏電流使電荷不積存在GND塊91中的情況下，不一定需要導電性輔助部件91b。
在上述圖17的例子中，在清理時，將可變直流電源50的連接從上部電極34側(cè)切換至GND電極91側(cè)，施加直流電壓時的直流電子電流從GND塊91流向?qū)щ娦暂o助部件91b，但也可以將可變直流電源50的正極與上部電極34連接、負極與GND塊91連接，從而使施加直流電壓時的直流電子電流從GND塊91流向上部電極34。在這種情況下，不需要導電性輔助部件。將這樣的結(jié)構(gòu)示于圖20。在圖20的結(jié)構(gòu)中，設置有對連接進行切換的連接切換機構(gòu)57，使得在等離子體蝕刻時，將可變直流電源50的負極與上部電極34連接，并且將GND塊91與接地線路連接；在清理時，將可變直流電源50的正極與上部電極34連接、負極與GND塊91連接。該連接切換機構(gòu)57包括將可變直流電源50與上部電極34的連接在正極和負極之間切換的第一開關57a；將可變直流電源50與GND塊91的連接在正極和負極之間切換的第二開關57b；和用于將可變直流電源50的正極或負極接地的第三開關57c。第一開關57a和第二開關57b構(gòu)成以如下方式連動的連動開關當?shù)谝婚_關57a與可變直流電源50的正極連接時，第二開關57b與直流電源的負極連接；當?shù)谝婚_關57a與可變直流電源50的負極連接時，第二開關57b斷開。
在圖20的結(jié)構(gòu)的裝置中，在等離子體蝕刻時，如圖21A所示，成為連接切換機構(gòu)57的第一開關57a與可變直流電源50的負極側(cè)連接、可變直流電源50的負極與上部電極34側(cè)連接的狀態(tài)，并且將第二開關57b與可變直流電源50的正極側(cè)連接、將第三開關57c與可變直流電源50的正極側(cè)連接(將可變直流電源50的正極接地)、將GND塊91與接地線路側(cè)連接。在該狀態(tài)下，從第一高頻電源48和可變直流電源50向上部電極34供電，形成等離子體，直流電子電流通過等離子體，從上部電極34流入被接地的GND塊91(正離子電流的流動方向相反)。此時，GND塊91的表面被上述的Y2O3、聚合物等附著物覆蓋。
另一方面，在清理時，如圖21B所示，將連接切換機構(gòu)57的第一開關57a切換至可變直流電源50的正極側(cè)，將第二開關57b切換至可變直流電源50的負極側(cè)，另外，使第三開關57c成為未連接狀態(tài)。在該狀態(tài)下，從第一高頻電源48向上部電極34供電，形成清理等離子體，從可變直流電源50的負極向GND塊91施加直流電壓，從可變直流電源50的正極向上部電極34施加直流電壓，利用它們之間的電位差，直流電子電流從GND塊91流入上部電極34，相反，正離子流入GND塊91。因此，通過調(diào)整直流電壓以控制正離子向GND塊91的入射能量，能夠?qū)ND塊91的表面進行離子濺射，由此，能夠除去GND塊91表面的附著物。此外，在該情況下，可變直流電壓源50表觀上為浮動狀態(tài)，但通常在電源中設置有框架接地線路，所以是安全的。
另外，在上述的例子中，使第三開關57c成為未連接狀態(tài)，但也可以使其保持與可變直流電源50的正極側(cè)連接的原樣(將可變直流電源50的正極接地)。在該狀態(tài)下，從第一高頻電源48向上部電極34供電，形成清理等離子體，從可變直流電源50的負極向GND塊91施加直流電壓，直流電子電流通過等離子體，從GND塊91流入上部電極34，相反，正離子流入GND塊91。在這種情況下，通過調(diào)整直流電壓以控制正離子向GND塊91的入射能量，能夠?qū)ND塊91表面進行離子濺射，由此能夠除去GND塊91表面的附著物。
在圖17和圖20的例子中，在清理時，向GND塊91施加了直流電壓，但也可以施加交流電壓。另外，在圖17的例子中，利用用于向上部電極施加直流電壓的可變直流電源50向GND塊91施加電壓，但也可以從其它電源施加電壓。另外，在圖17和圖20的例子中，對在等離子體蝕刻時使GND塊91接地、在清理時向GND塊91施加負的直流電壓的方式進行了說明，但不限于此。例如，也可以在等離子體蝕刻時，向GND塊91施加負的直流電壓。另外，也可以將上述清理時替換為灰化時。另外，在使用雙極電源作為可變直流電源50的情況下，不需要上述連接切換機構(gòu)57的復雜的切換動作。
圖17的例子中的切換機構(gòu)53和圖20的例子中的連接切換機構(gòu)57的切換動作，根據(jù)來自控制部95的指令進行。
在形成等離子體時，從簡易地防止由于Y2O3、聚合物附著在GND塊91上而不能DC接地的觀點考慮，利用其它部件覆蓋GND塊91的一部分，使它們產(chǎn)生相對移動，由此使GND塊91的新的面露出，是有效的。具體地說，可舉出如圖22所示，使GND塊91具有比較大的面積，利用能夠在箭頭方向上移動的掩模材料111覆蓋GND塊91與等離子體接觸的表面的一部分，通過使該保護板111移動，能夠改變GND塊91表面暴露于等離子體中的部分。在這種情況下，若將驅(qū)動機構(gòu)設置在腔室10內(nèi)，則有可能引起顆粒的產(chǎn)生，但由于其頻度小至一百小時一次左右即可，所以不會產(chǎn)生大的問題。另外，如圖23所示，能夠轉(zhuǎn)動地設置例如圓柱狀的GND塊191，用掩模材料112覆蓋，使得僅GND塊191外周面的一部分能夠露出，通過使GND塊191轉(zhuǎn)動，改變暴露于等離子體中的部分，也是有效的。在這種情況下，可以將驅(qū)動機構(gòu)設置在腔室10外。作為掩模材料111、112，可以使用耐等離子體性高的材料，例如噴鍍有Y2O3等陶瓷的鋁板。
另外，同樣，作為用于簡易地防止GND塊91由于附著物而不能被DC接地的另一個方法，下述方法是有效的利用其它部件覆蓋GND塊91的一部分，作為該其它部件，使用可由等離子體緩慢地蝕刻的部件，總是使GND塊91未失去導電性的面露出。例如，如圖24A所示，利用帶臺階的保護膜113覆蓋GND塊91表面的一部分，使初始露出面91c具有接地功能。當在該狀態(tài)下進行例如200小時的等離子體處理時，如圖24B所示，GND塊91的初始露出面91c失去導電性，但此時，帶臺階的保護膜113的薄的部分被蝕刻，GND塊91的新露出面91d出現(xiàn)。由此，新露出面91d發(fā)揮接地功能。這樣的保護膜113具有防止壁面材料附著在GND塊91上的效果、和減少離子向GND塊91的流入從而防止污染的效果。
在實際應用中，如圖25所示，優(yōu)選使用將薄的層114疊層多個、并將各層稍微錯開的保護膜113a。在這種情況下，在將一個層114由于等離子體的蝕刻而消失的時間記為Te、將GND塊91的露出的表面被污染直至消失導電性的時間記為Tp時，設定層114的厚度，使得必須滿足Te＜Tp，由此，在GND塊91中，總是能夠確保保持導電性的表面。作為層114的數(shù)目，優(yōu)選選擇為使得GND塊91的壽命比維修的周期長。另外，為了提高維修性，如圖所示，可以預先設置一層與其它層具有不同顏色的層114a，例如在該膜114a為一定面積以上的時刻進行更換，以掌握更換時間。
作為保護膜113、113a，優(yōu)選可由等離子體適度蝕刻的膜，例如可以優(yōu)選使用光致抗蝕劑膜。
作為用于簡易地防止GND塊91由于附著物而不能被DC接地的又一個方法，可以舉出設置多個GND塊91，將其中具有接地功能的塊依次切換。例如，如圖26所示，設置三個GND塊91，設置切換開關115，使得只使它們中的一個接地。另外，在共用的接地線路116中，預先設置有電流傳感器117，監(jiān)測在其中流動的直流電流。利用電流傳感器117監(jiān)測接地的GND塊91的電流，在該電流值低于規(guī)定值的時刻，起不到接地功能，切換至另一個GND塊91。GND塊91的數(shù)目可以在3～10個左右的范圍內(nèi)選擇適當?shù)臄?shù)。
在以上的例子中，未被接地的GND塊處于電氣浮動的狀態(tài)，從保護未使用的GND塊的觀點考慮，可以施加保護用的電位、代替設置切換開關115。將該例子示于圖27。在圖27中，在分別與各GND塊91連接的接地線路118中分別設置可變直流電源119。由此，對于應當發(fā)揮接地功能的GND塊91，控制與其對應的可變直流電源119的電壓，使得該塊的電壓成為0V，對于其它的GND塊91，控制與其對應的可變直流電源119的電壓，使得該其它塊的電壓成為電流不流動的電壓、例如100V。在與應當發(fā)揮接地功能的GND塊91連接的接地線路118中設置的電流傳感器117的電流值低于規(guī)定值的時刻，判斷為不起接地功能，將與另一GND塊91對應的可變直流電源119的電壓值控制為該GND塊起接地功能的值。
通過這樣使來自直流電源119的施加電壓為-1kV左右的負值，可以使與其連接的GND塊91作為用于向等離子體施加直流電壓的電極起作用。但是，該值過大，對等離子體有不利影響。另外，通過控制向GND塊91施加的電壓，可以達到對GND塊91進行清理的效果。
接著，對如本實施方式那樣使上部電極34的高頻電力和直流電壓重疊時的等離子體更詳細地進行說明。
圖28以電子溫度為橫軸、以其強度為縱軸，是表示等離子體的電子溫度分布的圖。在要得到高密度等離子體的情況下，如上所述，使用13.56MHz以上的離子不跟隨的比較高的高頻電力是有效的，施加高頻電力的情況下的等離子體(RF等離子體)的電子溫度分布，如圖28的曲線A(情況A)所示，在電子溫度低的激發(fā)區(qū)域中，有強度的峰，當要得到更高的等離子體密度而提高功率時，電子溫度為中間水平的離解區(qū)域的強度變高，因此，作為用于蝕刻的處理氣體的C4F8氣體那樣的碳氟化合物氣體(CxFy)的離解增加，蝕刻特性降低。
與此相對，圖28的曲線B(情況B)是通過施加直流電壓而生成的等離子體(DC等離子體)的情況，是與曲線A(情況A)相等的等離子體密度，但在該情況下，在電子溫度高的電離區(qū)域中存在強度的峰，幾乎不存在激發(fā)區(qū)域和離解區(qū)域。因此，通過使直流電壓與13.56MHz以上的高頻電力重疊，可以不提高高頻電力的功率而得到高等離子體密度。而且，這樣形成的等離子體是電子溫度在激發(fā)區(qū)域和電離區(qū)域中具有強度峰的兩極化的等離子體，即使是相同的等離子體密度，也能夠形成處理氣體的離解少的理想的等離子體。
參照圖29進一步具體地說明這一點。圖29是表示將僅施加高頻電力的情況和重疊有直流電壓的情況下的等離子體的電子溫度分布進行比較的圖。圖29的曲線C為向上部電極34供給頻率60MHz的高頻電力、向作為下部電極的基座16供給離子引入用的頻率2MHz的高頻電力的情況，向上部電極34供給的高頻功率為2400W、向作為下部電極的基座16供給的高頻功率為1000W。曲線D為同樣地分別向上部電極34和基座16施加60MHz和2MHz的高頻電力、并且向上部電極34施加直流電壓的情況，設定高頻功率和直流電壓的值，使得等離子體密度與曲線C的情況相同，使供給上部電極34的高頻功率降低至300W，使直流電壓為-900V。如圖29所示，通過重疊直流電壓，在相同的等離子體密度下，可以形成電子溫度幾乎不存在離解區(qū)域的兩極化的高密度等離子體。在這種情況下，通過改變供給上部電極34的高頻電力的頻率和功率、以及直流電壓的值，能夠控制電子溫度分布，從而能夠得到更適合的等離子體狀態(tài)。
如上所述，向上部電極34施加的高頻電力的頻率越小，等離子體能量越高，Vdc也越高，進一步促進處理氣體的離解，由施加直流電壓而產(chǎn)生的控制界限窄，在向上部電極34施加的高頻電力的頻率為40MHz以上、例如60MHz的情況下，等離子體的能量低，因此，由施加直流電壓而產(chǎn)生的控制界限寬。因此，向上部電極34施加的高頻電力的頻率優(yōu)選為40MHz以上。
接著，對向作為下部電極的基座16供給的離子引入用的偏置高頻電力進行說明。來自供給至基座16的第二高頻電源90的高頻電力為用于離子引入的偏置高頻電力，其頻率(RF施加頻率)為大約小于10MHz或10MHz以上，其作用不同。即，在RF施加頻率的頻率小于10MHz、例如為2MHz的情況下，通常離子能夠跟隨該RF施加頻率，因此，如圖30A所示，入射到晶片上的離子能量與根據(jù)高頻電力電壓的波形而變化的晶片電位對應。另一方面，在偏置高頻的頻率為10MHz以上、例如13.56MHz的情況下，通常離子不能跟隨該RF施加頻率，因此，如圖30B所示，入射到晶片上的離子能量與晶片電位無關，依賴于Vdc。在圖30A的離子跟隨的頻率(例如2MHz)的情況下，離子的最大能量與Vpp對應，另外，在等離子體電位與晶片電位的差小的部分，離子能量變小，所以，如圖31的離子能量分布圖的曲線E所示，晶片上的離子能量成為兩極分化的寬闊的分布。另一方面，在圖30B的離子不跟隨的頻率(例如13.56MHz)的情況下，與晶片電位沒有關系，離子能量與Vdc對應，如圖31所示，晶片上的離子能量在與Vdc對應的部分附近顯示出最大值，幾乎不存在能量比Vdc高的離子。
因此，小于10MHz的離子能夠跟隨的頻率，適用于要利用大的離子能量提高生產(chǎn)率的情況，10MHz以上的離子不能跟隨的頻率，適用于掩摸的表面粗糙為臨界的情況等要求離子能量低的情況。因此，偏置用的高頻電力的頻率優(yōu)選根據(jù)用途適當選擇。
以上，對為了發(fā)揮上述上部電極34的濺射功能、縮小等離子體的功能、和供給電子的功能等而施加直流電壓的例子進行了說明，施加交流電壓下也能夠得到同樣的效果。但是，其頻率比用于生成等離子體的高頻率電力的頻率小。另外，在施加直流電壓和交流電壓的任一種的情況下，可以使電壓為脈沖狀，也可以是AM調(diào)制或FM調(diào)制等調(diào)制后的電壓。
可是，存在使用作為低介電常數(shù)阻擋層的SiC作為底蝕刻停止層，對上層的作為被蝕刻層的Low-k膜進行蝕刻的情況，以往，在此時難以確保充分的蝕刻選擇比。與此相對，使用本實施方式的等離子體蝕刻裝置，一邊將直流電壓與第一高頻電力重疊并施加于上部電極34，一邊進行蝕刻，有效地發(fā)揮上述功能，由此，能夠以對于作為蝕刻停止層的底膜的高蝕刻選擇比，對作為絕緣膜的SiOC膜等Low-k膜進行蝕刻。
圖32A-B表示作為進行這樣的蝕刻時典型的蝕刻對象的晶片W的截面結(jié)構(gòu)。如圖32A所示，該晶片W從下面開始依次疊層有作為底膜的SiC層201、作為絕緣膜的SiOC類膜202、SiO2膜203、和作為反射防止膜的BARC204，在其上層進一步形成有作為圖案化為規(guī)定形狀的蝕刻掩模的ArF抗蝕劑205。SiOC類膜202是構(gòu)成成分中含有Si、O、C和H的Low-k膜，例如可舉出SiLK(商品名，道化學公司生產(chǎn))、SOD-SiOCH的MSQ(methylsilsesquioxane甲基倍半硅氧烷)、CVD-SiOCH的CORAL(商品名，Novellus Systems公司生產(chǎn))、BlackDiamond(商品名，Applied Materials公司生產(chǎn))等。另外，可以代替SiOC類膜202，而以其它的Low-k膜，例如PAE類膜、HSQ膜、PCB類膜、CF類膜等有機Low-k膜或SiOF類膜等無機Low-k膜作為對象。
另外，作為底膜的SiC層101，可以舉出BLOk(商品名，AppliedMaterials公司生產(chǎn))。
如圖32B所示，通過利用碳氟化合物(CF類)氣體的等離子體對該晶片W進行蝕刻，形成與ArF抗蝕劑105的掩模圖案對應的凹部(槽或孔)211。在該等離子體蝕刻中，通過向上部電極34重疊直流電壓，能夠充分地確保作為襯底的SiC層201與作為被蝕刻層的SiOC類膜202的選擇比。在該情況下，優(yōu)選從可變直流電源50向上部電極34施加的直流電壓為0～-1500V，作為蝕刻條件，例如腔室內(nèi)壓力＝1.3～26.7Pa，高頻電力(上部電極/下部電極)＝0～3000W/100～5000W，使用C4F8、N2和Ar的混合氣體作為處理氣體，使其流量比為C4F8/N2/Ar＝4～20/100～500/500～1500mL/min。
接著，制備與圖6同樣的疊層結(jié)構(gòu)的樣品，實際利用圖1的裝置進行蝕刻。以形成有通孔(孔)圖案的ArF抗蝕劑205作為掩模，對SiOC類膜202進行蝕刻，直至底膜的SiC層201露出，形成通孔。蝕刻在以下所示的蝕刻條件1、2下進行，對于向上部電極34施加-900V的直流電壓的情況(實施例1、2)和不施加直流電壓的情況(比較例1、2)，進行了蝕刻特性的比較。將其結(jié)果示于表1。
<蝕刻條件1>
腔室內(nèi)壓力＝6.7Pa；高頻電力(上部電極/下部電極)＝400W/1500W；處理氣體流量C4F8/Ar/N2＝6/1000/180mL/min；上下部電極間距離＝35mm；處理時間＝25～35秒；背壓(氦氣中心部/邊緣部)＝2000/5332Pa；上部電極34的溫度＝60℃；腔室10側(cè)壁的溫度＝60℃；基座16的溫度＝0℃<蝕刻條件2>
除了將高頻電力(上部電極/下部電極)改變?yōu)?00W/2500W以外，與蝕刻條件1相同。
表1

從表1可看出，在蝕刻條件1和蝕刻條件2的任一種條件下，向上部電極施加-900V的直流電壓的實施例1、2，與在相同條件下不施加直流電壓的比較例1、2相比，對SiC的選擇比和對抗蝕劑的選擇比都大幅提高。
另外，確認可以抑制通孔頂部的CD(Critical Dimension臨界尺寸)的擴大，同時大大改善蝕刻速率。蝕刻速率的提高和CD的控制(CD擴大的抑制)，在現(xiàn)有的蝕刻技術中難以兼得，但在本發(fā)明中已表明通過施加直流電壓，能夠使兩者兼得。
另外，從表1中的條件1和條件2的比較可判明，高頻電力(上部電極/下部電極)小的一方，可更顯著地得到由向上部電極34重疊直流電壓而產(chǎn)生的對SiC的選擇比提高的效果。
接著，以上述蝕刻條件1或蝕刻條件2為基準，對改變其中某個條件時的蝕刻特性進行比較。
表2是以蝕刻條件1為基準、改變供給上部電極34的高頻電力時的蝕刻特性。從表2中可看出，當增大供給上部電極34的高頻電力時，蝕刻速率提高，但對SiC的選擇比有減小的趨勢。另一方面，在該條件下，供給上部電極34的高頻電力的變化對CD的影響小，另外，對抗蝕劑的選擇比在高頻功率為400W時突出地優(yōu)異。從以上結(jié)果可看出，作為供給上部電極34的高頻功率，優(yōu)選大約200～800W的范圍。
表2

表3是以蝕刻條件2為基準、改變向作為下部電極的基座16供給的高頻電力時的蝕刻特性。從表3可看出，通過增大供給下部電極(基座16)的高頻電力，蝕刻速率大幅提高，但對SiC的選擇比的改善效果有減小的趨勢。另一方面，在該條件下，供給下部電極的高頻電力的變化對CD的影響小，另外，對抗蝕劑的選擇比隨著高頻功率的增大而提高。因此，作為供給下部電極的高頻功率，優(yōu)選大約1500～3800W范圍。
表3

表4是以蝕刻條件2為基準、改變處理壓力時的蝕刻特性。從表4可看出，在高頻電力(上部電極/下部電極)為比較大的800/2500W的蝕刻條件2下，當將處理壓力設定為高至必要以上時，蝕刻速率降低，產(chǎn)生蝕刻停止。因此，作為處理壓力，優(yōu)選為4Pa以上且小于20Pa。
另外，考慮表4的結(jié)果與上述表2和表3的結(jié)果時，認為重疊直流電壓時的蝕刻速率、和對SiC的選擇比的控制，優(yōu)選通過改變高頻電力來控制。
表4

表5是以蝕刻條件2為基準、改變Ar流量時的蝕刻特性。從表5可看出，在高頻電力(上部電極/下部電極)為比較大的800/2500W的蝕刻條件2下，由Ar流量比的變化產(chǎn)生的影響不明確，但添加一定量的Ar時，對SiC的選擇比提高，優(yōu)選至少以1000mL/min以下的流量添加Ar。
表5

接著，制備與圖6同樣的疊層結(jié)構(gòu)的樣品，以形成有線條和空間的槽圖案的ArF抗蝕劑205作為掩模，對SiOC類膜202進行蝕刻，直至底SiC層201露出，形成槽。蝕刻為主蝕刻和過蝕刻的兩階段蝕刻，在以下所示的蝕刻條件下，對于向上部電極34施加-900V的直流電壓的情況(實施例3)和不施加直流電壓的情況(比較例3)進行蝕刻，對蝕刻特性進行比較。將其結(jié)果示于表6。
<主蝕刻條件>
腔室內(nèi)壓力＝26.7Pa；高頻電力(上部電極/下部電極)＝300W/1000W；處理氣體流量CF4/N2/Ar/CHF3＝180/100/180/50mL/min；上下部電極間距離＝35mm；處理時間＝10秒；背壓(中心部/邊緣部)＝2000/5332Pa；上部電極34的溫度＝60℃；腔室10側(cè)壁的溫度＝60℃；基座16的溫度＝20℃<過蝕刻條件>
腔室內(nèi)壓力＝4.0Pa；高頻電力(上部電極/下部電極)＝1000W/1000W；
處理氣體流量C4F8/N2/Ar＝6/260/1000mL/min；過蝕刻量30％；上下部電極間距離＝35mm※其它條件與上述主蝕刻條件相同。
表6

(注)SiOC蝕刻速率和對抗蝕劑的選擇比僅從主蝕刻階段求出。
從表6可看出，在向上部電極34施加-900V的直流電壓的實施例3中，對SiC的選擇比為15，與不施加電壓的比較例3中的對SiC的選擇比11.7相比，大大提高。
另外，在上述蝕刻條件下，通過向上部電極34施加-900V的直流電壓，如表6所示，不但對SiC的選擇比得到改善，而且對抗蝕劑的選擇比也得到改善。另外，能夠進行控制、使相當于槽寬度的CD不增大，同時大幅提高SiOC類膜102的蝕刻速率。而且，能夠使構(gòu)成蝕刻后的槽的線的粗糙度(線蝕刻粗糙度LER)大幅降低。
以上，舉出以SiC層101作為襯底、對其上的SiOC類膜102進行蝕刻的例子進行了說明，但不限于此，對其它的蝕刻對象，也能夠得到同樣的效果。例如，如圖33A所示，在硅基板206上形成有氮化硅膜(SiN)207、以TEOS(tetraethyl orthosilicate原硅酸四乙酯)為原料利用CVD法成膜的SiO2膜108、和反射防止膜(BARC)209，并具有圖案化的ArF等抗蝕劑掩模210的截面結(jié)構(gòu)中，如圖33B所示，在以氮化硅膜207作為襯底、對SiO2膜108進行蝕刻的情況下，通過如上所述向上部電極34施加直流電壓，能夠得到同樣的效果。
另外，在上述例子中，以SiOC類膜202的蝕刻(主蝕刻、或主蝕刻和過蝕刻)為對象，但在此，因為利用了由于施加直流電壓而產(chǎn)生的與襯底的選擇比提高的效果，所以，在利用通常條件下的主蝕刻使凹部到達襯底附近后的階段進行過蝕刻的兩階段處理中，可以僅在過蝕刻中施加直流電壓。
<實施方式2>
接著，說明本發(fā)明的第二實施方式。
圖34為表示本發(fā)明的第二實施方式的等離子體蝕刻裝置的概略截面圖。在圖34中，與圖1相同的部件標注相同的符號，省略說明。
在本實施方式中，設置有具有以下結(jié)構(gòu)的上部電極34’，代替第一實施方式的上部電極34。上部電極34’由與基座16隔開規(guī)定間隔相對配置的環(huán)狀的外側(cè)上部電極34a、和在絕緣的狀態(tài)下配置在該外側(cè)上部電極34a的半徑方向內(nèi)側(cè)的圓板狀的內(nèi)側(cè)上部電極34b構(gòu)成。它們涉及等離子體的生成，具有外側(cè)上部電極34a為主、內(nèi)側(cè)上部電極34b為輔的關系。
如在圖35中將該等離子體蝕刻裝置的主要部分放大后所示，在外側(cè)上部電極34a和內(nèi)側(cè)上部電極34b之間形成有例如0.25～2.0mm的環(huán)狀間隙，在該間隙中設置有例如由石英制成的電介質(zhì)72。在該間隙中還設置有陶瓷部件73。陶瓷部件73可以省略。夾住該電介質(zhì)72、在兩電極34a和34b之間形成電容器。該電容器的電容C72，根據(jù)間隙的尺寸和電介質(zhì)72的介電常數(shù)，被選定或調(diào)整為期望的值。在外側(cè)上部電極34a和腔室10的側(cè)壁之間，氣密地安裝有例如由氧化鋁(Al2O3)構(gòu)成的環(huán)形的絕緣性屏蔽部件42。
外側(cè)上部電極34a包括電極板36a，和能夠裝卸地支承該電極板36a的由導電材料、例如表面經(jīng)過陽極氧化處理的鋁制成的電極支承體38a。電極板36a優(yōu)選由焦耳少的低電阻的導電體或半導體、例如硅或SiC構(gòu)成。與實施方式1同樣的第一高頻電源48，通過與實施方式1同樣的匹配器46、上部供電棒74、連接器98和供電筒100，與外側(cè)上部電極34a電氣連接。匹配器46的輸出端子與上部供電棒74的上端連接。
供電筒100由圓筒狀或圓錐狀或與其接近的形狀的導電板、例如鋁板或銅板制成，其下端在周邊方向連續(xù)地與外側(cè)上部電極34a連接，其上端通過連接器98與上部供電棒74的下端電氣連接。在供電筒100的外側(cè)，腔室10的側(cè)壁從上部電極34’的高度位置向上方延伸，構(gòu)成圓筒狀的接地導體10a。該圓筒狀接地導體10a的上端部，利用筒狀的絕緣部件74a，與上部供電棒74電氣絕緣。在該結(jié)構(gòu)中，在從連接器98看的負荷電路中，由供電筒100、外側(cè)上部電極34a和圓筒狀接地導體10a形成以供電筒100和外側(cè)上部電極34a為波導路的同軸線路。
如圖34所示，內(nèi)側(cè)上部電極34b包括具有多個氣體吐出孔37b的電極板36b，和能夠裝卸地支承該電極板36b的由導電材料、例如表面經(jīng)過陽極氧化處理的鋁構(gòu)成的電極支承體38b。在電極支承體38b的內(nèi)部設置有利用例如由O形圈構(gòu)成的環(huán)狀隔壁部件43分割而成的中心氣體擴散室40a和周邊氣體擴散室40b。與氣體吐出孔37b連通的多個氣體通流孔41b，從中心氣體擴散室40a和周邊氣體擴散室40b向下方延伸。由中心氣體擴散室40a和設置在其下面的多個氣體通流孔41b以及與它們連通的多個氣體吐出孔37b構(gòu)成中心噴頭，由周邊氣體擴散室40b和設置在其下面的多個氣體通流孔41b以及與它們連通的多個氣體吐出孔37b構(gòu)成周邊噴頭。
從共用的處理氣體供給源66以期望的流量比向兩個氣體擴散室40a、40b供給處理氣體。即，來自處理氣體供給源66的氣體供給管64在途中分支為兩個分支管64a、64b，與在電極支承體38b上形成的氣體導入口62a、62b連接，處理氣體從氣體導入口62a、62b到達氣體導入室40a、40b。在各分支管64a、64b上分別設置有流量控制閥71a、71b，從處理氣體供給源66至氣體擴散室40a、40b的流路的流導(conductance)相等，所以可以利用流量控制閥71a、71b任意調(diào)整供給至中心氣體導入室40a和周邊氣體導入室40b的處理氣體的流量比。在氣體供給管64中設置有與實施方式1同樣的質(zhì)量流量控制器(MFC)68和開關閥70。這樣，通過調(diào)整導入中心氣體擴散室40a和周邊氣體擴散室40b的處理氣體的流量比，可以任意調(diào)整從中心噴頭吐出的氣體的流量FC和從周邊噴頭吐出的氣體的流量FE的比率(FC/FE)。此外，也可以使從中心噴頭和周邊噴頭分別吐出的處理氣體的每單位面積的流量不同。另外，也可以獨立或個別地選定從中心噴頭和周邊噴頭分別吐出的處理氣體的氣體種類或氣體混合比。
與實施方式1同樣的第一高頻電源90，通過匹配器46、上部供電棒74、連接器98和下部供電棒76，與內(nèi)側(cè)上部電極34b的電極支承體38b電氣連接。在下部供電棒76的中間設置有可改變電容的可變電容器78。如后所述，該可變電容器78具有調(diào)整外側(cè)電場強度和內(nèi)側(cè)電場強度的平衡的作用。
另一方面，與實施方式1同樣，可變直流電源50與上述上部電極34’連接。具體地說，可變直流電源50通過濾波器58與外側(cè)上部電極34a和內(nèi)側(cè)上部電極34b連接，可變直流電源50的極性、電壓、電流以及通斷開關52的接通和斷開與實施方式1同樣，由控制器51控制。在實施方式1中，濾波器78被內(nèi)置在匹配器46中，而在本實施方式中，與匹配器46分開設置。
在這樣構(gòu)成的等離子體蝕刻裝置中，當進行蝕刻處理時，與實施例1同樣，首先，將作為蝕刻對象的半導體晶片W搬入腔室10內(nèi)、并載置在基座16上。然后，從處理氣體供給源66，以規(guī)定的流量和流量比，將蝕刻用的處理氣體供給中心氣體擴散室40a和周邊氣體擴散室40b，通過氣體吐出孔37b吐出至腔室10內(nèi)，并且，與實施方式1同樣，利用排氣裝置84對腔室10內(nèi)進行排氣，以維持在設定壓力。
在這樣向腔室10內(nèi)導入蝕刻氣體的狀態(tài)下，從第一高頻電源48以規(guī)定的功率向上部電極34施加等離子體生成用的高頻電力(60MHz)，并且，從第二高頻電源90以規(guī)定的功率向作為下部電極的基座16施加離子引入用的高頻(2MHz)。從可變直流電源50向外側(cè)上部電極34a和內(nèi)側(cè)上部電極34b施加規(guī)定的電壓。另外，從直流電源22向靜電吸盤18的電極20施加直流電壓，將半導體晶片W固定在基座16上。
從內(nèi)側(cè)上部電極34b的氣體吐出孔37b吐出的蝕刻氣體，在上部電極34和作為下部電極的基座16之間的由高頻電力產(chǎn)生的輝光放電中等離子體化，利用由該等離子體生成的自由基或離子，蝕刻半導體晶片W的被處理面。
在該等離子體蝕刻裝置中，向上部電極34’供給高頻率區(qū)域(離子不會移動的5～10MHz以上)的高頻電力，因此，與實施方式1同樣，能夠在理想的離解狀態(tài)下高密度化，即使在更低壓力的條件下，也能夠形成高密度的等離子體。
另外，在上部電極34’中，將與半導體晶片W直接相對的內(nèi)側(cè)上部電極34b兼用作噴頭，可以任意調(diào)整中心噴頭和周邊噴頭中氣體吐出流量的比率，因此，能夠在徑方向上控制氣體分子或自由基的密度的空間分布，從而能夠任意控制由自由基(radical base)引起的蝕刻特性的空間分布特性。
另一方面，在上部電極34’中，如后所述，作為用于等離子體生成的高頻電極，以外側(cè)上部電極34a為主，以內(nèi)側(cè)上部電極34b為副，能夠利用這些電極34a、34b調(diào)整向它們正下方的電子施加的電場強度的比率，因此，能夠在徑方向上控制等離子體密度的空間分布，從而能夠任意并且精細地控制反應性離子蝕刻的空間特性。
在此，在外側(cè)上部電極34a和內(nèi)側(cè)上部電極34b之間，通過使電場強度或投入電力的比率可變而進行的等離子體密度空間分布的控制，對在中心噴頭和周邊噴頭之間，通過使處理氣體的流量、氣體密度或氣體混合比的比率可變而進行的自由基密度空間分布的控制，實質(zhì)上沒有影響。即，從中心噴頭和周邊噴頭噴出的處理氣體的離解，在內(nèi)側(cè)上部電極34b正下方的區(qū)域內(nèi)進行，因此，即使在內(nèi)側(cè)上部電極34b和外側(cè)上部電極34a之間改變電場強度的平衡，因為中心噴頭和周邊噴頭位于內(nèi)側(cè)上部電極34b內(nèi)的同一區(qū)域內(nèi)，所以對它們之間的自由基生成量或密度的平衡不怎么有影響。因此，實質(zhì)上可以獨立地控制等離子體密度的空間分布和自由基密度的空間分布。
另外，本實施方式的等離子體蝕刻裝置中，外側(cè)上部電極34a為上，在其正下方生成等離子體的大部分乃至過半，并使其向內(nèi)側(cè)上部電極34b的正下方擴散。因此，在兼作噴頭的內(nèi)側(cè)上部電極34b中，受等離子體的離子的攻擊少，所以，可以有效地抑制作為更換部件的電極板36b的氣體吐出口37b的濺射發(fā)展，從而可以大幅延長電極板36b的壽命。另一方面，生成等離子體的大部分乃至過半的外側(cè)上部電極34a沒有電場集中的氣體吐出口，因此離子的攻擊少，壽命也不會短。
接著，參照圖35和圖36，進一步詳細地說明在外側(cè)上部電極34a和內(nèi)側(cè)上部電極34b之間，通過使電場強度或投入電力可變而進行的等離子體密度空間分布的控制。如上所述，圖35表示本實施方式的等離子體蝕刻裝置的主要部分、特別是構(gòu)成等離子體生成單元的主要部分的結(jié)構(gòu)，圖36表示等離子體生成單元的主要部分的等價電路。在圖35中省略了噴頭部的結(jié)構(gòu)，在圖36中省略了各部的電阻。
如上所述，在從連接器98看的負荷電路中，由外側(cè)上部電極34a和供電筒100與圓筒狀接地導體10a形成以外側(cè)上部電極34a和供電筒100作為波導路Jo的同軸線路。在此，設供電筒100的半徑(外徑)為ao、圓筒狀接地導體10a的半徑為b時，該同軸線路的特性阻抗或電感Lo可以用以下的(1)式近似。
Lo＝K·ln(b/ao)……(1)式中，K為由波導路的遷移率和介電常數(shù)決定的常數(shù)。
另一方面，在從連接器98看的負荷電路中，在下部供電棒76和圓筒狀接地導體10a之間形成以下部供電棒76為波導路Ji的同軸線路。內(nèi)側(cè)上部電極34b位于下部供電棒76的延長線上，但直徑非常不同，因此下部供電棒76的阻抗成為支配性的。在此，設下部供電棒76的半徑(外徑)為ai時，該同軸線路的特性阻抗或電感Li可以用以下的(2)式近似。
Li＝K·ln(b/ai)……(2)從上述(1)、(2)式可理解，向內(nèi)側(cè)上部電極34b傳入高頻的內(nèi)側(cè)波導路Ji可提供與現(xiàn)有的一般的高頻系統(tǒng)同樣的電感Li，而向外側(cè)上部電極34a傳入高頻的外側(cè)波導路Jo，直徑大，可提供顯著小的電感Lo。由此，從匹配器46看，在連接器98前的負荷電路中，在低阻抗的外側(cè)波導路Jo中，高頻容易傳播(電壓降小)，向外側(cè)上部電極34a供給相對大的高頻電力Po，在外側(cè)上部電極36的下面(等離子體接觸面)上，可得到強的電場強度Eo。另一方面，在高阻抗的內(nèi)側(cè)波導路Ji中，高頻難以傳播(電壓降大)，向內(nèi)側(cè)上部電極34b供給比向外側(cè)上部電極34a供給的高頻電力Po小的高頻電力Pi，可使在內(nèi)側(cè)上部電極34b的下面(等離子體接觸面)得到的電場強度Ei比外側(cè)上部電極34a側(cè)的電場強度Eo小。
這樣，在上部電極34’中，在外側(cè)上部電極34a的正下方，以相對較強的電場Eo使電子加速，同時，在內(nèi)側(cè)上部電極34b的正下方，以相對較弱的電場Ei使電子加速，由此，在外側(cè)上部電極34a的正下方生成等離子體P的大部分乃至過半，在內(nèi)側(cè)上部電極3b的正下方，輔助地生成等離子體P的一部分。在外側(cè)上部電極34a的正下方生成的高密度等離子體向徑方向的內(nèi)側(cè)和外側(cè)擴散，由此，在上部電極34’和基座16之間的等離子體處理空間中，可以使等離子體密度在徑方向均勻。
由外側(cè)上部電極34a和供電筒100與圓筒狀接地導體10a形成的同軸線路的最大傳送電力Pmax，依賴于供電筒100的半徑ao和圓筒狀接地導體10a的半徑b，可由以下的(3)式給出。
Pmax/Eomax2＝ao2[ln(b/ao)]2/2Zo……(3)式中，Zo為從匹配器46看的該同軸線路的輸入阻抗，Eomax為傳送系統(tǒng)的最大電場強度。
在上述(3)式中，最大傳送電力Pmax在b/ao1.65時為極大值。因此，為了提高外側(cè)波導路Jo的電力傳送效率，最優(yōu)選構(gòu)成為圓筒狀接地導體10a的半徑尺寸與供電筒50的半徑尺寸的比(b/ao)大約為1.65，優(yōu)選構(gòu)成為至少進入1.2～2.0范圍內(nèi)，更優(yōu)選為1.5～1.7的范圍。
為了任意并且精細地控制等離子體密度的空間分布，優(yōu)選調(diào)整外側(cè)上部電極34a正下方的外側(cè)電場強度Eo(或向外側(cè)上部電場34a的投入電力Po)與內(nèi)側(cè)上部電極34b正下方的內(nèi)側(cè)電場強度Ei(或向內(nèi)側(cè)上部電極34b的投入電力Pi)的比率、即平衡，作為調(diào)整的方法，可在下部供電棒76的中間插入可變電容器78。該可變電容器78的電容C78與向內(nèi)側(cè)上部電極34b的投入電力Pi相對于全體投入電力的比率的關系如圖37所示。從該圖可看出，通過改變可變電容器78的電容C78，可以使內(nèi)側(cè)波導路Ji的阻抗或電抗增減，從而改變外側(cè)波導路Jo的電壓降與內(nèi)側(cè)波導路Ji的電壓降的相對比率，進而可以調(diào)整外側(cè)電場強度Eo(外側(cè)投入電力Po)與內(nèi)側(cè)電場強度Ei(內(nèi)側(cè)投入電力Pi)的比率。
使等離子體具有電位降的離子鞘的阻抗通常是電容性的。在圖36的等價電路中，假設外側(cè)上部電極34a正下方的鞘阻抗的電容為CPo、內(nèi)側(cè)上部電極34b正下方的鞘阻抗的電容為CPi。另外，在外側(cè)上部電極34a和內(nèi)側(cè)上部電極34b之間形成的電容器的電容C72，與可變電容器78的電容C78組合，決定上述的外側(cè)電場強度Eo(外側(cè)投入電力Po)和內(nèi)側(cè)電場強度Ei(內(nèi)側(cè)投入電力Pi)的平衡，優(yōu)選選定或調(diào)整為能夠使可變電容器78的電場強度(投入電力)平衡調(diào)整功能最優(yōu)化的值。
另一方面，來自與第一實施方式同樣的可變直流電源50的直流電壓，經(jīng)過濾波器58后，施加在外側(cè)上部電極34a和內(nèi)側(cè)上部電極34b上。由此，在進行以上的等離子體密度空間分布控制的同時，可發(fā)揮與第一實施方式同樣的由Vdc變深產(chǎn)生的濺射功能、由等離子體鞘厚變厚產(chǎn)生的等離子體縮小功能、向晶片W供給電子的功能、調(diào)整等離子體電位的功能、和等離子體密度上升功能，可得到與第一實施方式同樣的效果。
這樣，通過將使用分割為外側(cè)上部電極34a和內(nèi)側(cè)上部電極34b的上部電極34’的效果、以及向上部電極34’施加規(guī)定的直流電壓的效果合起來，能夠?qū)崿F(xiàn)更理想的等離子體控制。
在圖34的例子中，向外側(cè)上部電極34a和內(nèi)側(cè)上部電極34b兩者施加直流電壓，但也可以向任一方施加。
另外，在圖34的例子中，從一個可變直流電源50向外側(cè)上部電極34a和內(nèi)側(cè)上部電極34b施加直流電壓，但也可以如圖38所示，設置兩個可變直流電源50a、50b，從它們分別通過開關52a、52b和濾波器58a、58b向外側(cè)上部電極34a和內(nèi)側(cè)上部電極34b施加直流電壓。在這種情況下，可以分別地控制向外側(cè)上部電極34a和內(nèi)側(cè)上部電極34b施加的直流電壓，因此可以進行更好的等離子體控制。
另外，如圖39所示，在外側(cè)上部電極34a和內(nèi)側(cè)上部電極34b之間插入有可變直流電源50’，將其一個極與外側(cè)上部電極34a連接、將其另一個極與內(nèi)側(cè)上部電極34b連接，由此，除了上述效果以外，還可增加能夠進一步詳細地設定由內(nèi)側(cè)上部電極34b和外側(cè)上部電極34a生成的等離子體密度比、從而提高晶片面內(nèi)的蝕刻特性的控制的效果。符號52’為通斷開關，58a’、58b’為濾波器。
在此，在第二實施方式的等離子體蝕刻裝置中，當對在晶片W上形成的絕緣膜(例如Low-k膜)進行蝕刻時，作為處理氣體使用的特別優(yōu)選的氣體組合例示如下。
在通孔蝕刻條件下的過蝕刻時，作為使用的優(yōu)選的處理氣體組合，可舉出C5F8、Ar、N2。由此，能夠增大絕緣膜對底膜(SiC、SiN等)的選擇比。
另外，在溝槽蝕刻的條件下，作為使用的優(yōu)選的處理氣體組合，可舉出CF4或(C4F8、CF4、Ar、N2、O2)。由此，能夠增大絕緣膜對掩模的選擇比。
另外，在HARC蝕刻的條件下，作為使用的優(yōu)選的處理氣體組合，可舉出(C4F6、CF4、Ar、O2)或(C4F6、C3F8、Ar、O2)或(C4F6、CH2F2、Ar、O2)。由此，能夠增大絕緣膜的蝕刻速度。
此外，不限于上述，可以使用(CxHyFz的氣體/N2、O2等添加氣體/稀釋氣體的組合)。
另外，舉例說明在上述第一實施方式和第二實施方式中，上述第一高頻電力和第二高頻電力能采用的頻率，作為第一高頻電力，可以舉出13.56MHz、27MHz、40MHz、60MHz、80MHz、100MHz、160MHz，作為第二高頻電力，可以舉出380kHz、800kHz、1MHz、2MHz、3.2MHz、13.56MHz，可以根據(jù)處理使用適當?shù)慕M合。
以上，以等離子體蝕刻裝置為例進行了說明，但也能應用于其它的使用等離子體對半導體基板進行處理的裝置。例如，可舉出等離子體成膜裝置。
<實施方式3>
接著，說明本發(fā)明的第三實施方式。
在第三實施方式中，與第一、第二實施方式共同的部件，用相同的符號表示。
圖40為表示本發(fā)明的第三實施方式的等離子體蝕刻裝置的概略截面圖。
即，其為從第一高頻電源88向作為下部電極的基座16施加等離子體生成用的例如40MHz的高頻(RF)電力、并且從第二高頻電源90向作為下部電極的基座16施加離子引入用的例如2MHz的高頻(RF)電力的下部RF雙頻率施加型的等離子體蝕刻裝置，如圖所示，其為將可變直流電源50與上部電極34連接以向其施加規(guī)定的直流(DC)電壓的等離子體蝕刻裝置。使用圖41詳細說明該等離子體蝕刻裝置。
該等離子體蝕刻裝置構(gòu)成為電容耦合型平行平板等離子體蝕刻裝置，具有例如由表面被陽極氧化處理的鋁制成的大致圓筒狀的腔室(處理容器)10。該腔室10被安全接地。
在腔室10的底部，隔著由陶瓷等制成的絕緣板12，配置有圓柱狀的基座支承臺14，在該基座支承臺14上設置有例如由鋁制成的基座16。基座16構(gòu)成下部電極，在其上載置作為被處理基板的半導體晶片W。
在基座16的上面設置有利用靜電力吸附保持半導體晶片W的靜電吸盤18。該靜電吸盤18具有用一對絕緣層或絕緣片夾住由導電膜構(gòu)成的電極20的結(jié)構(gòu)，直流電源22與電極20電氣連接。于是，利用由來自直流電源22的直流電壓產(chǎn)生的庫侖力等靜電力，將半導體晶片W吸附保持在靜電吸盤18上。
在靜電吸盤18(半導體晶片W)的周圍、在基座16的上面，配置有用于提高蝕刻的均勻性的例如由硅制成的導電性的聚焦環(huán)(校正環(huán))24。在基座16和基座支承臺14的側(cè)面，設置有例如由石英制成的圓筒狀的內(nèi)壁部件26。
在基座支承臺14的內(nèi)部，例如在圓周上設置有制冷劑室28。從設置在外部的未圖示的冷卻單元，通過配管30a、30b，向該制冷劑室循環(huán)供給規(guī)定溫度的制冷劑、例如冷卻水，能夠利用制冷劑的溫度控制基座上的半導體晶片W的處理溫度。
另外，來自未圖示的傳熱氣體供給機構(gòu)的傳熱氣體、例如He氣，通過氣體供給管路32，被供給至靜電吸盤18的上面與半導體晶片W的背面之間。
在作為下部電極的基座16的上方，以與基座16相對的方式平行地設置有上部電極34。上部和下部電極34、16之間的空間成為等離子體生成空間。上部電極34形成與作為下部電極的基座16上的半導體晶片W相對并與等離子體生成空間接觸的面、即相對面。
該上部電極34通過絕緣性屏蔽部件42被支承在腔室10的上部，由電極板36和電極支承體38構(gòu)成，電極板36構(gòu)成與基座16的相對面并且具有多個吐出孔37，電極支承體38裝卸自由地支承該電極板36并且是由導電性材料、例如表面被陽極氧化處理的鋁制成的水冷結(jié)構(gòu)。電極板36優(yōu)選焦耳熱少的低電阻的導電體或半導體，另外，如后所述，從使抗蝕劑強化的觀點考慮，優(yōu)選含硅的物質(zhì)。從這樣的觀點考慮，電極板36優(yōu)選由硅或SiC構(gòu)成。在電極支承體38的內(nèi)部設置有氣體擴散室40，與氣體吐出孔37連通的多個氣體通流孔41從該氣體擴散室40向下方延伸。
在電極支承體38中形成有向氣體擴散室40導入處理氣體的氣體導入口62，氣體供給管64與該氣體導入口62連接，處理氣體供給源66與氣體供給管64連接。在氣體供給管64中，從上游側(cè)開始依次設置有質(zhì)量流量控制器(MFC)68和開關閥70。于是，作為用于蝕刻的處理氣體，例如C4F8氣體那樣的碳氟化合物氣體(CxFy)，從處理氣體供給源66經(jīng)過氣體供給管64到達氣體擴散室40，通過氣體通流孔41和氣體吐出孔37，呈噴淋狀吐出至等離子體生成空間。即，上部電極34作為用于供給處理氣體的噴頭而起作用。
可變直流電源50通過低通濾波器(LPF)48，與上部電極34電氣連接?？勺冎绷麟娫?0可以是雙極電源。該可變直流電源50可通過通斷開關52進行供電的接通和斷開?？勺冎绷麟娫?0的極性和電流、電壓以及通斷開關52的接通和斷開，由控制器(控制裝置)51進行控制。
低通濾波器(LPF)48用于捕集來自后述的第一和第二高頻電源的高頻，優(yōu)選由LR濾波器或LC濾波器構(gòu)成。
以從腔室10的側(cè)壁向上部電極34的高度位置的上方延伸的方式，設置有圓筒狀的接地導體10a。該圓筒狀接地導體10a在其上部具有頂壁。
第一高頻電源88通過匹配器87與作為下部電極的基座16電氣連接，另外，第二高頻電源90通過匹配器89與作為下部電極的基座16連接。第一高頻電源88輸出27MHz以上的頻率、例如40MHz的高頻電力。第二高頻電源90輸出13.56MHz以下頻率、例如2MHz的高頻電力。
匹配器87、89分別用于使負荷阻抗與第一和第二高頻電源88、90的內(nèi)部(或輸出)阻抗匹配，因此，當在腔室10內(nèi)生成等離子體時，起到使第一和第二高頻電源88、90的內(nèi)部阻抗和負荷阻抗表觀上一致的作用。
在腔室10的底部設置有排氣口80，排氣裝置84通過排氣管82與該排氣口80連接。排氣裝置84包括渦輪分子泵等真空泵，能夠?qū)⑶皇?0內(nèi)減壓至期望的真空度。另外，在腔室10的側(cè)壁上設置有半導體晶片W的搬入搬出口85，該搬入搬出口85能夠利用閘閥86開關。另外，沿腔室10的內(nèi)壁，裝卸自由地設置有用于防止蝕刻副產(chǎn)物(堆積物)附著在腔室10上的堆積物遮護板11。即，堆積物遮護板11構(gòu)成腔室壁。另外，堆積物遮護板11也可以設置在內(nèi)壁部件26的外周。在腔室10底部的腔室壁側(cè)的堆積物遮護板11和內(nèi)壁部件26側(cè)的堆積物遮護板11之間設置有排氣板83。作為堆積物遮護板11和排氣板83，可以優(yōu)選使用將Y2O3等陶瓷覆蓋在鋁材料上而形成的材料。
在堆積物遮護板11構(gòu)成腔室內(nèi)壁的部分的與晶片W大致相同高度部分上，設置有與地面DC連接的導電性部件(GND塊)91，由此發(fā)揮后述的防止異常放電的效果。
等離子體蝕刻裝置的各構(gòu)成部形成與控制部(整體控制裝置)95連接并受其控制的結(jié)構(gòu)。另外，用戶接口96與控制部95連接，該用戶接口96由工序管理者為了管理等離子體蝕刻裝置而進行指令的輸入操作的鍵盤、將等離子體處理裝置的運轉(zhuǎn)狀況可視化顯示的顯示器等構(gòu)成。
另外，存儲部97與控制部95連接，該存儲部97存儲有用于通過控制部95的控制來實現(xiàn)由等離子體蝕刻裝置運行的各種處理的控制程序；和用于根據(jù)處理條件，在等離子體蝕刻裝置的各構(gòu)成部中進行處理的程序、即方案。方案可以存儲在硬盤或半導體存儲器中，也可以在被收容在CDROM、DVD等移動性的計算機可讀取的存儲介質(zhì)中的狀態(tài)下，設置在存儲部97的規(guī)定位置。
于是，根據(jù)需要，按照來自用戶接口96的指示等，從存儲部97調(diào)出任意的方案，由控制部95運行，在控制部95的控制下，在等離子體蝕刻裝置中進行期望的處理。本發(fā)明的實施方式中所述的等離子體處理裝置(等離子體蝕刻裝置)包含該控制部95。
在這樣構(gòu)成的等離子體蝕刻裝置中，當進行蝕刻處理時，首先使閘閥86成為打開狀態(tài)，通過搬入搬出口85，將作為蝕刻對象的半導體晶片W搬入腔室10內(nèi)、并載置在基座16上。然后，從處理氣體供給源66，以規(guī)定的流量，向氣體擴散室40供給用于蝕刻的處理氣體，通過氣體通流孔41和氣體吐出孔37向腔室10內(nèi)供給，同時利用排氣裝置84對腔室10內(nèi)進行排氣，使其中的壓力成為例如0.1～150Pa范圍內(nèi)的設定值。在此，作為處理氣體，可以采用以往使用的各種氣體，例如，可以優(yōu)選使用以C4F8氣體那樣的碳氟化合物氣體(CxFy)為代表的含有鹵素元素的氣體。還可以包含Ar氣、O2氣等其它氣體。
在這樣向腔室10內(nèi)導入蝕刻氣體的狀態(tài)下，以規(guī)定功率從第一高頻電源88向作為下部電極的基座16施加等離子體生成用的高頻電力，同時，以規(guī)定功率從第二高頻電源90向作為下部電極的基座16施加離子引入用的高頻電力。從可變直流電源50向上部電極34施加規(guī)定的直流電壓。另外，從靜電吸盤18用的直流電源22向靜電吸盤18的電極20施加直流電壓，從而將半導體晶片W固定在基座16上。
從在上部電極34的電極板36上形成的氣體吐出孔37吐出的處理氣體，在上部電極34和作為下部電極的基座16之間的由高頻電力產(chǎn)生的輝光放電中等離子體化，利用由該等離子體生成的自由基或離子對半導體晶片W的被處理面進行蝕刻。
在該等離子體蝕刻裝置中，從第一高頻電源向作為下部電極的基座16供給高的頻率區(qū)域(例如10MHz以上)的高頻電力，因此，能夠使等離子體在理想的狀態(tài)下高密度化，即使在更低壓力的條件下，也能夠形成高密度等離子體。
在本實施方式中，在這樣形成等離子體時，從可變直流電源50向上部電極34施加規(guī)定極性和大小的直流電壓。此時，優(yōu)選利用控制器51控制來自可變直流電源50的施加電壓，使得施加電極表面的自偏壓Vdc變深至、也就是使得上部電極34表面的Vdc的絕對值增大至可得到對作為施加電極的上部電極34的表面、即電極板36的表面的規(guī)定的(適度的)濺射效果的程度。在從第一高頻電源88施加高頻以生成等離子體的情況下，聚合物有時會附著在上部電極34上，但通過從可變直流電源50施加適當?shù)闹绷麟妷?，能夠使附著在上部電極34上的聚合物濺射，從而使上部電極34的表面清潔。與此同時，能夠向半導體晶片W上供給最適量的聚合物，以消除光致抗蝕劑膜的表面粗糙。另外，調(diào)整來自可變直流電源50的電壓，使上部電極34自身濺射，將電極材料本身供給至半導體晶片W的表面，由此，在光致抗蝕劑膜表面形成碳化物，將光致抗蝕劑膜強化，并且濺射的電極材料與碳氟化合物類處理氣體中的F反應而被排出，由此等離子體中的F比率減少，光致抗蝕劑膜難以被蝕刻。在電極板36為硅或SiC等含硅物質(zhì)的情況下，在電極板36表面濺射的硅與聚合物反應，在光致抗蝕劑膜表面形成SiC，光致抗蝕劑膜變得極其強固，而且，因為Si容易與F反應，所以上述效果特別大。因此，作為電極板36的材料，優(yōu)選含硅的物質(zhì)。在這種情況下，可以代替控制來自可變直流電源50的施加電壓，而控制施加電流或施加電力。
在這樣向上部電極34施加直流電壓、自偏壓Vdc變深的情況下，如圖42A-B所示，在上部電極34側(cè)形成的等離子體鞘的厚度變大。當?shù)入x子體鞘變厚時，等離子體縮小相應量。例如，在不向上部電極34施加直流電壓的情況下，上部電極側(cè)的Vdc為例如-100V，如圖42A所示，等離子體為具有薄的鞘厚d0的狀態(tài)。但是，在向上部電極34施加-900V的直流電壓時，上部電極側(cè)的Vdc成為-900V，因為等離子體鞘的厚度與Vdc的絕對值的3/4成比例，所以，如圖42B所示，形成更厚的等離子體鞘d1，等離子體縮小相應量。通過這樣形成厚的等離子體鞘、將等離子體適當?shù)乜s小，半導體晶片W上的有效停留時間減少，并且等離子體集中在晶片W上，擴散受到抑制，離解空間減少。由此，可抑制碳氟化合物類處理氣體的離解，難以蝕刻光致抗蝕劑膜。因此，優(yōu)選利用控制器51控制來自可變直流電源50的施加電壓，使得上部電極34的等離子體鞘的厚度變厚至可形成期望的縮小的等離子體的程度。在這種情況下，可以代替控制來自可變直流電源50的施加電壓，而控制施加電流或施加電力。
另外，在形成等離子體時，在上部電極34附近生成電子。當從可變直流電源50向上部電極34施加直流電壓時，利用施加的直流電壓值與等離子體電位的電位差，使電子向處理空間的鉛錘方向加速。通過使可變直流電源50的極性、電壓值、電流值成為期望的值，可將電子照射到半導體晶片W上。照射的電子使作為掩模的光致抗蝕劑膜的組成改性，從而使光致抗蝕劑膜強化。因此，通過利用可變直流電源50的施加電壓值和施加電流值控制在上部電極34附近生成的電子的量和這些電子向晶片W的加速電壓，能夠?qū)崿F(xiàn)對光致抗蝕劑膜的規(guī)定的強化。
特別是在半導體晶片W上的光致抗蝕劑膜為ArF受激準分子激光(波長193nm)用的光致抗蝕劑膜(以下記為ArF抗蝕劑膜)的情況下，ArF抗蝕劑膜的聚合物結(jié)構(gòu)，經(jīng)過在第一實施方式中說明的化學式(1)、(2)所示的反應后，照射電子，成為化學式(3)右邊那樣的結(jié)構(gòu)。即，當照射電子時，如化學式(3)的d部所示，ArF抗蝕劑膜的組成發(fā)生改性(抗蝕劑的交聯(lián)反應)。因為該d部具有使耐蝕刻性(耐等離子體性)非常強的作用，所以，ArF抗蝕劑膜的耐蝕刻性飛躍性地增大。因此，能夠抑制ArF抗蝕劑膜的表面粗糙，并能夠提高蝕刻對象層對ArF抗蝕劑膜的蝕刻選擇比。
因此，優(yōu)選利用控制器51控制來自可變直流電源50的施加電壓值和電流值，使得通過電子照射，光致抗蝕劑膜(特別是ArF抗蝕劑膜)的耐蝕刻性增強。
另外，當如上所述向上部電極34施加直流電壓時，使形成等離子體時在上部電極34附近生成的電子向處理空間的鉛錘方向加速，通過使可變直流電源50的極性、電壓值、和電流值為期望的值，可以使電子到達半導體晶片W的孔內(nèi)，從而可以抑制掩蔽效應而得到?jīng)]有彎曲的良好的加工形狀，可以使加工形狀的均勻性良好。
作為控制加速電壓而得到的電子入射到晶片W上的電子量，優(yōu)選在使用由直流電壓產(chǎn)生的電子電流量IDC的情況下，設從等離子體入射到晶片上的離子電流量為Iion時，滿足IDC＞(1/2)Iion。Iion＝Zρvione(式中，Z電荷數(shù)，ρ流速密度，vion離子速度，e電子電荷量1.6×10-19C)。因為ρ與電子密度Ne成比例，所以Iion與Ne成比例。
這樣，控制向上部電極34施加的直流電壓，可發(fā)揮上述上部電極34的濺射功能或縮小等離子體的功能、以及將在上述上部電極34中生成的大量電子向半導體晶片W供給的功能，由此，可以強化光致抗蝕劑膜、供給最適的聚合物、抑制處理氣體的離解等，能夠抑制光致抗蝕劑的表面粗糙等，能夠提高蝕刻對象層對光致抗蝕劑膜的蝕刻選擇比。與此同時，能夠抑制光致抗蝕劑的開口部的CD擴大，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更高精度的圖案形成。特別地，控制直流電壓，使得濺射功能、縮小等離子體的功能和供給電子的功能這三種功能適當?shù)匕l(fā)揮，由此能夠進一步提高這樣的效果。
上述各功能中哪一個占優(yōu)勢因處理條件等而不同，優(yōu)選利用控制器51控制從可變直流電源50施加的電壓，使得可發(fā)揮這些功能中的一個以上，從而有效地達到上述效果。
另外，通過調(diào)整向上部電極34施加的直流電壓，能夠控制等離子體電位。由此，具有抑制蝕刻副產(chǎn)物在上部電極34或構(gòu)成腔室壁的堆積物遮護板11、內(nèi)壁部件26、絕緣性屏蔽部件42上附著的功能。
當蝕刻副產(chǎn)物附著在上部電極34或構(gòu)成腔室壁的堆積物遮護板11等上時，有可能導致處理特性變化或產(chǎn)生顆粒。特別是在連續(xù)對多層膜進行蝕刻的情況下，例如在連續(xù)對在半導體晶片W上依次疊層有Si類有機膜(SiOC)、SiN膜、SiO2膜、和光致抗蝕劑的多層膜進行蝕刻的情況下，由于蝕刻條件因各膜的不同而不同，所以，會產(chǎn)生前面的處理的影響殘留、并對下一個處理帶來不良影響的記憶效應。
這樣的蝕刻副產(chǎn)物的附著受等離子體電位與上部電極34或腔室壁等之間的電位差的影響，因此，如果能夠控制等離子體電位，則能夠抑制這樣的蝕刻生成物的附著。
以上，通過控制從可變直流電源50向上部電極34施加的電壓，能夠使等離子體電位降低，從而能夠抑制蝕刻副產(chǎn)物在上部電極34或構(gòu)成腔室壁的堆積物遮護板11、以及腔室10內(nèi)的絕緣材料(部件26、42)上附著。作為等離子體電位Vp的值，優(yōu)選為80V≤Vp≤200V的范圍。
另外，作為由向上部電極34施加的直流電壓而產(chǎn)生的其它效果，可舉出通過利用施加的直流電壓形成等離子體，可提高等離子體密度，從而使蝕刻速率上升。
這是因為當向上部電極施加負的直流電壓時，電子難以進入上部電極，電子的消滅被抑制，當離子被加速并進入上部電極時，電子可以從電極中放出，該電子利用等離子體電位與施加電壓值的差而被加速至高速，使中性氣體電離(等離子體化)，由此電子密度(等離子體密度)增加。
根據(jù)實驗結(jié)果來說明這一點。
圖43A-D是表示在向作為下部電極的基座16施加的第一高頻電力的頻率為40MHz、第二高頻電力的頻率為3.2MHz、壓力為4Pa的HARC蝕刻條件下，使向上部電極施加的負的直流電壓的絕對值改變?yōu)?V、300V、600V、和900V時，各高頻電力的輸出與電子密度分布的關系的圖。圖44A-D是表示在施加同樣頻率的兩個高頻電力、壓力為6.7Pa的Via蝕刻條件下，同樣使向上部電極施加的負的直流電壓的絕對值改變?yōu)?V、300V、600V、和900V時，各高頻電力的輸出與電子密度分布的關系的圖。如這些圖所示，可知隨著施加的直流電壓的絕對值的增大，電子密度(等離子體密度)上升。圖45是表示在上述HARC蝕刻中，使第一高頻電力為3000W、第二高頻電力為4000W時，晶片徑方向的電子密度分布的圖。如該圖所示，可知施加的直流電壓的絕對值越大，電子密度越高。
另外，在形成有等離子體的情況下，通過從可變直流電源50向上部電極34施加直流電壓，在溝槽蝕刻時尤其能夠使中心部的等離子體密度上升。在溝槽蝕刻時的條件那樣、腔室10內(nèi)的壓力高并且使用的蝕刻氣體為負性氣體的情況下，腔室10內(nèi)的中心部的等離子體密度處于降低的趨勢，但通過這樣向上部電極34施加直流電壓以使中心部的等離子體密度上升，能夠控制等離子體密度，使得等離子體密度均勻。
通過實驗結(jié)果來說明這一點。
在圖41的裝置中，將半導體晶片裝入腔室內(nèi)并載置在基座上，將CF4氣體、CHF3氣體、Ar氣體、和N2氣體導入腔室內(nèi)作為處理氣體，使腔室內(nèi)的壓力為26.6Pa，向作為下部電極的基座施加40MHz、300W的第一高頻電力和3.3MHz、1000W的第二高頻電力，在這樣的溝槽蝕刻的條件下，在不向上部電極施加直流電壓和施加-600W的直流電壓的情況下，測定晶片徑方向的電子密度(等離子體密度)分布。將其結(jié)果表示在圖46中。如該圖所示，確認在不施加直流電壓的情況下，晶片中心部的電子密度比其它部分低，而通過施加直流電壓，使晶片中心部的電子密度上升，電子密度變得均勻。另外，通過施加直流電壓，電子密度整體上升。
通過如以上那樣控制向上部電極34施加的直流電壓，能夠有效地發(fā)揮上述的上部電極34的濺射功能、縮小等離子體的功能、供給電子的功能、等離子體電位控制功能、電子密度(等離子體密度)上升功能、和等離子體密度控制功能中的至少一種功能。
以上，對向上部電極34施加直流(DC)電壓時的作用效果進行了說明。
在本實施方式中，作為向上部電極施加直流電壓的等離子體蝕刻裝置，使用向下部電極施加等離子體形成用的第一高頻(RF)電力和離子引入用的第二高頻(RF)電力的下部RF雙頻率施加型的等離子體蝕刻裝置進行了說明，作為下部RF雙頻率施加型的等離子體蝕刻裝置相對于其它的電容耦合型等離子體蝕刻裝置的優(yōu)點，列舉如下。
首先，通過如本實施方式那樣向下部電極施加等離子體形成用的高頻電力，能夠在晶片附近的地方形成等離子體，而且等離子體不會向廣闊區(qū)域擴散，能夠抑制處理氣體的離解，因此，即使在處理容器內(nèi)的壓力高、等離子體密度低的條件下，也能夠使對晶片的蝕刻速率提高。另外，即使在等離子體形成用的高頻電力的頻率高的情況下，也能夠確保比較大的離子能量，因此效率高。與此相對，在向上部電極施加等離子體形成用的高頻電力的類型的裝置中，在上部電極附近生成等離子體，因此，在處理容器內(nèi)的壓力高、等離子體密度低的條件下，難以使對晶片的蝕刻速率提高。
另外，通過如本實施方式那樣分別向下部電極施加等離子體形成用的高頻電力和離子引入用的高頻電力，能夠獨立地控制等離子體蝕刻所需要的等離子體形成功能和離子引入功能。與此相對，在向下部電極施加一個頻率的高頻電力的類型的裝置中，不可能獨立地控制等離子體形成的功能和離子引入的功能，難以滿足要求高的微細加工性的蝕刻條件。
如以上所述，在能夠在晶片附近的地方形成等離子體、能夠使等離子體不向廣闊的區(qū)域擴散、并且能夠獨立地控制等離子體形成功能和離子引入功能的下部RF雙頻率施加型的等離子體蝕刻裝置中，通過向上部電極施加直流電壓，還能夠同時具有上部電極的濺射功能、縮小等離子體的功能、向晶片供給電子的功能、等離子體電位控制功能、等離子體密度上升功能、和等離子體密度控制功能中至少一種功能，因此，可以提供具有適合于近年的蝕刻微細加工的更高性能的等離子體蝕刻裝置。
向上部電極34施加直流電壓也可以是選擇性的?？梢栽谛枰蛏喜侩姌O34施加直流電壓的蝕刻條件下，將可變直流電源50和圖41所示的繼電器開關52接通；在不特別需要向上部電極34施加直流電壓的蝕刻條件下，將可變直流電源50和繼電器開關52斷開。
另外，向上部電極34施加直流電壓時，在上部電極34被接地時，施加直流電壓不起作用，因此，上部電極34需要DC浮動。作為示意圖，如圖47所示。在圖47中，在電氣上形成電容器501、502、503的地方，實際上放入有電介質(zhì)，上部電極34通過電介質(zhì)，相對于處理容器10和接地導體10a成為DC浮動狀態(tài)。從高頻電源88、89向下部電極16施加的高頻電力，通過處理空間，到達上部電極34，通過電容器501、502、503到達被接地的處理容器10和接地導體10a。
在將可變直流電源50和繼電器開關52斷開、不向上部電極34施加直流電壓的情況下，可以使上部電極34變?yōu)榻拥貭顟B(tài)或DC浮動狀態(tài)中的任一個。在圖48的例子中，在不向上部電極34施加直流電壓的情況下，利用開關(可變裝置)504使接地導體10a和上部電極34短路，使上部電極34成為接地狀態(tài)，但也可以將開關(可變裝置)504斷開，使上部電極34成為DC浮動狀態(tài)。
另外，也可以如圖49那樣構(gòu)成為能夠使形成電性的電容器501的地方，電容可變。由此，能夠使上部電極的電位可變。
另外，如圖50所示，例如設置從等離子體檢測窗10a檢測等離子體的狀態(tài)的檢測器55，控制器51根據(jù)其檢測信號，控制可變直流電源50，由此，能夠自動地向上部電極34施加有效地發(fā)揮上述功能的直流電壓。另外，也可以設置檢測鞘厚的檢測器或檢測電子密度的檢測器，控制器51根據(jù)其檢測信號，控制可變直流電源50。
在此，在下部RF雙頻率施加型的向上部電極施加直流電壓的等離子體蝕刻裝置中，對在晶片W上形成的絕緣膜(例如Low-k膜)進行蝕刻時，作為處理氣體使用的特別優(yōu)選的氣體組合例示如下。
在通孔蝕刻條件下的過蝕刻時，作為使用的優(yōu)選的處理氣體的組合，可舉出(C5F8、Ar、N2)或(C4F8、Ar、N2)或(C4F8、Ar、N2、O2)或(C4F8、Ar、N2、CO)。由此，能夠增大絕緣膜對底膜(SiC、SiN等)的選擇比。
另外，在溝槽蝕刻的條件下，作為使用的優(yōu)選的處理氣體的組合，可舉出CF4或(CF4、Ar)或(N2、H2)。由此，能夠增大絕緣膜對掩模的選擇比。
另外，在對絕緣膜上的有機反射防止膜進行蝕刻的條件下，作為使用的優(yōu)選的處理氣體的組合，可舉出CF4或(CF4、C3F8)或(CF4、C4F8)或(CF4、C4F6)。
另外，在HARC蝕刻的條件下，作為使用的優(yōu)選的處理氣體的組合，可舉出(C4F6、CF4、Ar、O2)或(C4F6、C3F8、Ar、O2)或(C4F6、C4F8、Ar、O2)或(C4F6、C2F6、Ar、O2)或(C4F8、Ar、O2)或(C4F8、Ar、O2)。由此，能夠增大絕緣膜的蝕刻速度。
此外，不限于上述，可以使用(CxHyFz的氣體/N2、O2等添加氣體/稀釋氣體的組合)。
可是，當向上部電極34施加直流電壓時，在上部電極34中會積存電子，在與腔室10的內(nèi)壁之間等有可能產(chǎn)生異常放電。為了抑制這樣的異常放電，在本實施方式中，在腔室壁側(cè)的堆積物遮護板11上設置有作為DC接地的部件的GND塊(導電性部件)91。該GND塊91在等離子體面露出，與堆積物遮護板11內(nèi)部的導電部電氣連接，從可變直流電源50向上部電極34施加的直流電壓電流，經(jīng)過處理空間，到達GND塊91，通過堆積物遮護板11而被接地。GND塊91為導電體，優(yōu)選為Si、SiC等含硅的物質(zhì)。也可以優(yōu)選使用C。利用該GND塊91，能夠使在上述上部電極34中積存的電子放出，從而能夠防止異常放電。優(yōu)選GND塊91的突出長度為10mm以上。
另外，為了防止異常放電，下述的方法也有效在向上部電極34施加直流電壓時，利用適當?shù)难b置，與直流電壓重疊、周期性地提供第一實施方式的圖13所示的極短的反極性的脈沖，將電子中和。
上述GND塊91只要設置在等離子體形成區(qū)域中，其位置不限于圖1的位置，例如，可以如圖51所示設置在基座16的周圍等設置在基座16側(cè)，另外，也可以如圖52所示呈環(huán)狀設置在上部電極34的外側(cè)等設置在上部電極34附近。但是，在形成等離子體時，在堆積物遮護板11等中覆蓋的Y2O3、聚合物會飛濺，當其附著在GND塊91上時，不能DC接地，難以發(fā)揮防止異常放電的效果，因此，使它們難以附著是重要的。為此，優(yōu)選GND塊91在遠離由Y2O3等覆蓋的部件的位置，作為相鄰的部件，優(yōu)選為Si或石英(SiO2)等含Si物質(zhì)。例如，如圖第一實施方式的圖15A所示，優(yōu)選在GND塊91的周圍設置含Si部件93。在這種情況下，優(yōu)選含Si部件93在GND塊91以下的部分的長度L為GND塊91的突出長度M以上。另外，為了抑制由Y2O3、聚合物的附著引起的功能下降，如圖15B所示，作為GND塊91，設置飛濺物難以附著的凹部91a是有效的。另外，增大GND塊91的表面積、使其難以被Y2O3、聚合物覆蓋也是有效的。再者，為了抑制附著物，溫度高是有效的，向上部電極34供給等離子體形成用的高頻電力，其附近的溫度上升，所以，從使溫度上升以使附著物不附著的觀點考慮，優(yōu)選如上述圖52那樣設置在上部電極34的附近。在這種情況下，特別是如上述圖52那樣，更優(yōu)選呈環(huán)狀設置在上部電極34的外側(cè)。
為了更有效地排除與堆積物遮護板11等中覆蓋的Y2O3或聚合物的飛濺相伴的、附著物對GND塊91的影響，如圖53所示，能夠向GND塊91施加負的直流電壓是有效的。即，通過向GND塊91施加負的直流電壓，附著在其上的附著物被濺射或蝕刻，可以對GND塊91的表面進行清理。在圖53的結(jié)構(gòu)中，設置有將GND塊91的連接切換至可變直流電源50側(cè)或接地線路側(cè)的切換機構(gòu)53，使得能夠從可變直流電源50向GND塊91施加電壓，另外，還設置有使向GND塊91施加負的直流電壓時產(chǎn)生的直流電子電流流入的、被接地的導電性輔助部件91b。切換機構(gòu)53包括將可變直流電源50的連接在匹配器46側(cè)和GND塊91側(cè)之間切換的第一開關53a；和將GND塊91與接地線路的連接接通和斷開的第二開關53b。在圖53的例子中，GND塊91呈環(huán)狀設置在上部電極34的外側(cè)，導電性輔助部件91b設置在基座16的外周上，優(yōu)選這種配置，但可以不必是這樣的配置。
在圖53的結(jié)構(gòu)的裝置中，在等離子體蝕刻時，通常如圖54A所示，成為切換機構(gòu)53的第一開關53a與上部電極34側(cè)連接、從而可變直流電源50與上部電極34側(cè)連接的狀態(tài)，并且將第二開關53b接通、將GND塊91與接地線路側(cè)連接。在該狀態(tài)下，從第一高頻電源48和可變直流電源50向上部電極34供電，形成等離子體，直流電子電流通過等離子體，從上部電極34流入被接地的GND塊91和導電性輔助部件91b(正離子電流的流動方向相反)。此時，GND塊91的表面被上述的Y2O3、聚合物等附著物覆蓋。
因此，要對這樣的附著物進行清理。在這樣的清理時，如圖54B所示，將切換機構(gòu)53的第一開關53a切換至GND塊91側(cè)，將第二開關53b斷開。在該狀態(tài)下，從第一高頻電源48向上部電極34供電，形成清理等離子體，從可變直流電源50向GND塊91施加負的直流電壓。由此，直流電子電流從GND塊91流入導電性輔助部件91b。相反，正離子流入GND塊91。因此，通過調(diào)整直流電壓以控制正離子向GND塊91的入射能量，能夠?qū)ND塊91表面進行離子濺射，由此，可以除去GND塊91表面的附著物。
另外，在等離子體蝕刻時的一部分期間中，也可以如圖55所示，斷開第二開關53b，使GND塊91成為浮動狀態(tài)。此時，直流電子電流通過等離子體，從上部電極34流入導電性輔助部件91b(正離子電流的流動方向相反)。此時，GND塊91受到自偏壓，具有相應的能量的正離子入射，能夠在等離子體蝕刻時對GND塊91進行清理。
在上述清理時，施加的直流電壓小也可以，此時的直流電子電流小。因此，在圖53的結(jié)構(gòu)中，在可以通過泄漏電流使電荷不積存在GND塊91中的情況下，不一定需要導電性輔助部件91b。
在上述圖53的例子中，在清理時，將可變直流電源50的連接從上部電極34側(cè)切換至GND電極91側(cè)，施加直流電壓時的直流電子電流從GND塊91流向?qū)щ娦暂o助部件91a，但也可以將可變直流電源50的正極與上部電極34連接、負極與GND塊91連接，從而使施加直流電壓時的直流電子電流從GND塊91流向上部電極34。在這種情況下，不需要導電性輔助部件。將這樣的結(jié)構(gòu)示于圖56。在圖56的結(jié)構(gòu)中，設置有對連接進行切換的連接切換機構(gòu)57，使得在等離子體蝕刻時，將可變直流電源50的負極與上部電極34連接，并且將GND塊91與接地線路連接；在清理時，將可變直流電源50的正極與上部電極34連接、負極與GND塊91連接。該連接切換機構(gòu)57包括將可變直流電源50與上部電極34的連接在正極和負極之間切換的第一開關57a；將可變直流電源50與GND塊91的連接在正極和負極之間切換的第二開關57b；和用于將可變直流電源50的正極或負極接地的第三開關57c。第一開關57a和第二開關57b構(gòu)成以如下方式連動的連動開關當?shù)谝婚_關57a與可變直流電源50的正極連接時，第二開關57b與直流電源的負極連接；當?shù)谝婚_關57a與可變直流電源50的負極連接時，第二開關57b斷開。
在圖56的結(jié)構(gòu)的裝置中，在等離子體蝕刻時，如圖57A所示，成為連接切換機構(gòu)57的第一開關57a與可變直流電源50的負極側(cè)連接、可變直流電源50的負極與上部電極34側(cè)連接的狀態(tài)，并且將第二開關57b與可變直流電源50的正極側(cè)連接、將第三開關57c與可變直流電源50的正極側(cè)連接(將可變直流電源50的正極接地)、將GND塊91與接地線路側(cè)連接。在該狀態(tài)下，從第一高頻電源48和可變直流電源50向上部電極34供電，形成等離子體，直流電子電流通過等離子體，從上部電極34流入被接地的GND塊91(正離子電流的流動方向相反)。此時，GND塊91的表面被上述的Y2O3、聚合物等附著物覆蓋。
另一方面，在清理時，如圖57B所示，將連接切換機構(gòu)57的第一開關57a切換至可變直流電源50的正極側(cè)，將第二開關57b切換至可變直流電源50的負極側(cè)，另外，使第三開關57c成為未連接狀態(tài)。在該狀態(tài)下，從第一高頻電源48向上部電極34供電，形成清理等離子體，從可變直流電源50的負極向GND塊91施加直流電壓，從可變直流電源50的正極向上部電極34施加直流電壓，利用它們之間的電位差，直流電子電流從GND塊91流入上部電極34，相反，正離子流入GND塊91。因此，通過調(diào)整直流電壓以控制正離子向GND塊91的入射能量，能夠?qū)ND塊91的表面進行離子濺射，由此，能夠除去GND塊91表面的附著物。此外，在該情況下，可變直流電壓源50表觀上為浮動狀態(tài)，但通常在電源中設置有框架接地線路，所以是安全的。
另外，在上述的例子中，使第三開關57c成為未連接狀態(tài)，但也可以使其保持與可變直流電源50的正極側(cè)連接的原樣(將可變直流電源50的正極接地)。在該狀態(tài)下，從第一高頻電源48向上部電極34供電，形成清理等離子體，從可變直流電源50的負極向GND塊91施加直流電壓，直流電子電流通過等離子體，從GND塊91流入上部電極34，相反，正離子流入GND塊91。在這種情況下，通過調(diào)整直流電壓以控制正離子向GND塊91的入射能量，能夠?qū)ND塊91表面進行離子濺射，由此能夠除去GND塊91表面的附著物。
在圖53和圖56的例子中，在清理時，向GND塊91施加了直流電壓，但也可以施加交流電壓。另外，在圖53的例子中，利用用于向上部電極施加直流電壓的可變直流電源50向GND塊91施加電壓，但也可以從其它電源施加電壓。另外，在圖53和圖56的例子中，對在等離子體蝕刻時使GND塊91接地、在清理時向GND塊91施加負的直流電壓的方式進行了說明，但不限于此。例如，也可以在等離子體蝕刻時，向GND塊91施加負的直流電壓。另外，也可以將上述清理時替換為灰化時。另外，在使用雙極電源作為可變直流電源50的情況下，不需要上述連接切換機構(gòu)57的復雜的切換動作。
圖53的例子中的切換機構(gòu)53和圖56的例子中的連接切換機構(gòu)57的切換動作，根據(jù)來自控制部95的指令進行。
在形成等離子體時，從簡易地防止由于Y2O3、聚合物附著在GND塊91上而不能DC接地的觀點考慮，利用其它部件覆蓋GND塊91的一部分，使它們產(chǎn)生相對移動，由此使GND塊91的新的面露出，是有效的。具體地說，可舉出如第一實施方式中說明的圖21A-B所示，使GND塊91具有比較大的面積，利用能夠在箭頭方向上移動的掩模材料111覆蓋GND塊91與等離子體接觸的表面的一部分，通過使該保護板111移動，能夠改變GND塊91表面暴露于等離子體中的部分。在這種情況下，若將驅(qū)動機構(gòu)設置在腔室10內(nèi)，則有可能引起顆粒的產(chǎn)生，但由于其頻度小至一百小時一次左右即可，所以不會產(chǎn)生大的問題。另外，如第一實施方式中說明的圖22所示，能夠轉(zhuǎn)動地設置例如圓柱狀的GND塊191，用掩模材料112覆蓋，使得僅GND塊191外周面的一部分能夠露出，通過使GND塊191轉(zhuǎn)動，改變暴露于等離子體中的部分，也是有效的。在這種情況下，可以將驅(qū)動機構(gòu)設置在腔室10外。作為掩模材料111、112，可以使用耐等離子體性高的材料，例如噴鍍有Y2O3等陶瓷的鋁板。
另外，同樣，作為用于簡易地防止GND塊91由于附著物而不能被DC接地的另一個方法，下述方法是有效的利用其它部件覆蓋GND塊91的一部分，作為該其它部件，使用可由等離子體緩慢地蝕刻的部件，總是使GND塊91未失去導電性的面露出。例如，如第一實施方式中說明的圖23A所示，利用帶臺階的保護膜113覆蓋GND塊91表面的一部分，使初始露出面91c具有接地功能。當在該狀態(tài)下進行例如200小時的等離子體處理時，如第一實施方式中說明的圖23B所示，GND塊91的初始露出面91c失去導電性，但此時，帶臺階的保護膜113的薄的部分被蝕刻，GND塊91的新露出面91d出現(xiàn)。由此，新露出面91d發(fā)揮接地功能。這樣的保護膜113具有防止壁面材料附著在GND塊91上的效果、和減少離子向GND塊91的流入從而防止污染的效果。
在實際應用中，如第一實施方式中說明的圖24A-B所示，優(yōu)選使用將薄的層114疊層多個、并將各層稍微錯開的保護膜113a。在這種情況下，在將一個層114由于等離子體的蝕刻而消失的時間記為Te、將GND塊91的露出的表面被污染直至消失導電性的時間記為Tp時，設定層114的厚度，使得必須滿足Te＜Tp，由此，在GND塊91中，總是能夠確保保持導電性的表面。作為層114的數(shù)目，優(yōu)選選擇為使得GND塊91的壽命比維修的周期長。另外，為了提高維修性，如圖所示，可以預先設置一層與其它層具有不同顏色的層114a，例如在該膜114a為一定面積以上的時刻進行更換，以掌握更換時間。
作為保護膜113、113a，優(yōu)選可由等離子體適度蝕刻的膜，例如可以優(yōu)選使用光致抗蝕劑膜。
作為用于簡易地防止GND塊91由于附著物而不能被DC接地的又一個方法，可以舉出設置多個GND塊91，將其中具有接地功能的塊依次切換。例如，如第一實施方式中說明的圖25所示，設置三個GND塊91，設置切換開關115，使得只使它們中的一個接地。另外，在共用的接地線路116中，預先設置有電流傳感器117，監(jiān)測在其中流動的直流電流。利用電流傳感器117監(jiān)測接地的GND塊91的電流，在該電流值低于規(guī)定值的時刻，起不到接地功能，切換至另一個GND塊91。GND塊91的數(shù)目可以在3～10個左右的范圍內(nèi)選擇適當?shù)臄?shù)。
在以上的例子中，未被接地的GND塊處于電氣浮動的狀態(tài)，從保護未使用的GND塊的觀點考慮，可以施加保護用的電位、代替設置切換開關115。將該例子示于第一實施方式中說明的圖26。在圖26中，在分別與各GND塊91連接的接地線路118中分別設置可變直流電源119。由此，對于應當發(fā)揮接地功能的GND塊91，控制與其對應的可變直流電源119的電壓，使得該塊的電壓成為0V，對于其它的GND塊91，控制與其對應的可變直流電源119的電壓，使得該其它塊的電壓成為電流不流動的電壓、例如100V。在與應當發(fā)揮接地功能的GND塊91連接的接地線路118中設置的電流傳感器117的電流值低于規(guī)定值的時刻，判斷為不起接地功能，將與另一GND塊91對應的可變直流電源119的電壓值控制為該GND塊起接地功能的值。
通過這樣使來自直流電源119的施加電壓為-1kV左石的負值，可以使與其連接的GND塊119作為用于向等離子體施加直流電壓的電極起作用。但是，該值過大，對等離子體有不利影響。另外，通過控制向GND塊119施加的電壓，可以達到對GND塊119進行清理的效果。
此外，舉例說明上述第一高頻電力和第二高頻電力能采用的頻率，作為第一高頻電力，可以舉出13.56MHz、27MHz、40MHz、60MHz、80MHz、100MHz、160MHz，作為第二高頻電力，可以舉出380kHz、800kHz、1MHz、2MHz、3.2MHz、13.56MHz，可以根據(jù)處理使用適當?shù)慕M合。
以上，以等離子體蝕刻裝置為例進行了說明，但也能應用于其它的使用等離子體對半導體基板進行處理的裝置。例如，可舉出等離子體成膜裝置。
<實施方式4>
接著，說明本發(fā)明的實施方式4。
圖58為簡略表示本發(fā)明的實施方式4的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。在圖58中，與圖1相同的部件用相同的符號表示，省略其說明。
在本實施方式中，將可變直流電源110與上部電極34和腔室10的壁(接地電位)連接，將可變直流電源114與基座16和腔室10的壁連接。即，將可變直流電源110的一個極與上部電極34連接、另一個極與腔室10的壁連接，將可變直流電源114的一個極與基座16連接、另一個極與腔室10的壁連接。這些可變直流電源110、114分別能夠由通斷開關112、116接通和斷開。
這些可變直流電源110、114和通斷開關112、116由未圖示的控制器控制。另外，在匹配器88中內(nèi)置有與匹配器46的濾波器58同樣的濾波器，可變直流電源114通過該濾波器與基座16連接。
在這樣構(gòu)成的等離子體蝕刻裝置中，與實施方式1同樣地形成等離子體時，分別從可變直流電源110向上部電極34施加規(guī)定的直流電壓、從可變直流電源114向基座16施加規(guī)定的直流電壓。在這種情況下，因為向上部電極34施加直流電壓，所以能夠得到實施方式1的施加直流電壓的效果，同時，通過向基座16施加直流電壓，等離子體電位與晶片的電位差擴大，離子能量增大，因此可得到高蝕刻速率。另外，使晶片外部的聚焦環(huán)24與基座16DC導通，使向基座16施加的DC的量最優(yōu)化，由此能夠修正晶片邊緣的蝕刻速率的下降、從而在晶片面內(nèi)進行均勻性良好的蝕刻，能夠使可從一片晶片得到的芯片數(shù)目增加。
此外，在本實施方式中，可變直流電源110、114的極性可以相反，可以施加交流電壓代替直流電壓。另外，電壓可以為脈沖狀，也可以是AM調(diào)制或FM調(diào)制等調(diào)制后的電壓。
<實施方式5>
接著，說明本發(fā)明的實施方式5。
圖59為簡略表示本發(fā)明的實施方式5的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。在圖59中，與圖1相同的部件用相同的符號表示，省略其說明。
在本實施方式中，分別通過匹配器46和88內(nèi)的濾波器，將可變直流電源118與上部電極34和作為下部電極的基座16連接。即，將可變直流電源118的一個極與上部電極34連接、另一極與作為下部電極的基座16連接。該可變直流電源118能夠由通斷開關120接通和斷開?？勺冎绷麟娫?18和通斷開關120由未圖示的控制器控制。
在這樣構(gòu)成的等離子體蝕刻裝置中，與實施方式1同樣地形成等離子體時，從直流電源118向上部電極34和基座16施加規(guī)定的直流電壓。在這種情況下，因為向上部電極34施加直流電壓，所以能夠得到實施方式1的施加直流電壓的效果，同時，由于從上部電極34直到晶片W的直線地產(chǎn)生電場，所以能夠使電極上的電子高效率地向晶片加速。另外，因為兩個電極相對于腔室壁均為DC浮動，所以，即使使電極間具有電位差，也不會對等離子體電位有直接影響。因此，在腔室壁等上不會發(fā)生異常放電。另外，不需要在腔室壁上設置GND塊。
此外，在本實施方式中，可變直流電源118的極性可以相反，可以施加交流電壓代替直流電壓。另外，電壓可以為脈沖狀，也可以是AM調(diào)制或FM調(diào)制等調(diào)制后的電壓。
<實施方式6>
接著，說明本發(fā)明的實施方式6。
圖60為簡略表示本發(fā)明的實施方式6的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。在圖60中，與圖1相同的部件用相同的符號表示，省略其說明。
在本實施方式中，在絕緣性屏蔽部件42中埋入導體42a，將可變直流電源122與上部電極34和導體42a連接。另外，在作為絕緣體的內(nèi)壁部件26中埋入導體26a，將可變直流電源126與基座16和導體26a連接。即，將可變直流電源122的一個極與上部電極34連接、另一個極與導體42a連接，將可變直流電源126的一個極與基座16連接、另一個極與導體26a連接。這些可變直流電源122、126分別能夠由通斷開關124、128接通和斷開。
這些可變直流電源122、126和通斷開關124、128由未圖示的控制器控制。另外，與實施方式4同樣，直流電源126通過內(nèi)置在匹配器88中的濾波器，與基座16連接。
在這樣構(gòu)成的等離子體蝕刻裝置中，與實施方式1同樣地形成等離子體時，從直流電源122向上部電極34和導體42a施加規(guī)定的直流電壓，從直流電源126向基座16和導體26a施加規(guī)定的直流電壓。在這種情況下，因為向上部電極34施加直流電壓，所以能夠得到實施方式1的施加直流電壓的效果，同時，將施加電壓最優(yōu)化，利用在絕緣性屏蔽部件42和內(nèi)壁部件26上產(chǎn)生的(染み出した)電位與等離子體電位的差，離子產(chǎn)生加速，能夠抑制堆積物附著在絕緣性屏蔽部件42和作為絕緣體的內(nèi)壁部件26上。
此外，在本實施方式中，可變直流電源122、126的極性可以相反，可以施加交流電壓代替直流電壓。另外，電壓可以為脈沖狀，也可以是AM調(diào)制或FM調(diào)制等調(diào)制后的電壓。
<實施方式7>
接著，說明本發(fā)明的實施方式7。
圖61為簡略表示本發(fā)明的實施方式7的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。在圖61中，與圖1和圖60相同的部件用相同的符號表示，省略其說明。
在本實施方式中，與實施方式6同樣，在絕緣性屏蔽部件42中埋入導體42a，在內(nèi)壁部件26中埋入導體26a。將可變直流電源130與導體42a和腔室10的壁(接地電位)連接，將可變直流電源134與導體26a和腔室10的壁(接地電位)連接。即，將可變直流電源130的一個極與導體42a連接、另一個極與腔室10的壁連接，將可變直流電源134的一個極與導體26a連接、另一個極與腔室10的壁連接。這些可變直流電源130、134分別能夠由通斷開關132、136接通和斷開。這些可變直流電源130、134和通斷開關132、136由未圖示的控制器控制。
在這樣構(gòu)成的等離子體蝕刻裝置中，與實施方式1同樣地形成等離子體時，從可變直流電源130向?qū)w42a施加規(guī)定的直流電壓，從可變直流電源134向?qū)w26a施加規(guī)定的直流電壓。此時，通過將施加電壓最優(yōu)化，能夠改變在絕緣性屏蔽部件42和內(nèi)壁部件26的表面產(chǎn)生的(染み出した)電位。由此，產(chǎn)生由與等離子體電位的電位差引起的離子加速電壓，能夠利用向絕緣性屏蔽部件42和內(nèi)壁部件26入射的離子能量，抑制堆積物在絕緣性屏蔽部件42和作為絕緣體的內(nèi)壁部件26上的附著。
此外，在本實施方式中，可變直流電源132、134的極性可以相反，可以施加交流電壓代替直流電壓。另外，電壓可以為脈沖狀，也可以是AM調(diào)制或FM調(diào)制等調(diào)制后的電壓。
<實施方式8>
接著，說明本發(fā)明的實施方式8。
圖62為簡略表示本發(fā)明的實施方式8的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。在圖62中，與圖1和圖60相同的部件用相同的符號表示，省略其說明。
在本實施方式中，與實施方式7同樣，在絕緣性屏蔽部件42中埋入導體42a，在內(nèi)壁部件26中埋入導體26a。將可變直流電源138與導體42a和導體26a連接。即，將可變直流電源138的一個極與導體42a連接、另一個極與導體26a連接。該可變直流電源138能夠由通斷開關140接通和斷開?？勺冎绷麟娫?38和通斷開關140由未圖示的控制器控制。
在這樣構(gòu)成的等離子體蝕刻裝置中，與實施方式1同樣地形成等離子體時，從可變直流電源138向?qū)w42a和導體26a施加規(guī)定的直流電壓。此時，將施加電壓最優(yōu)化，改變絕緣性屏蔽部件42和內(nèi)壁部件26表面的電位，利用由于該電位與等離子體電位的電位差而被加速的離子，能夠抑制堆積物在絕緣性屏蔽部件42和作為絕緣體的內(nèi)壁部件26上的附著。另外，通過分別由相反的極對絕緣性屏蔽部件42和內(nèi)壁部件26施加，能夠?qū)㈦娮雍碗x子向電極方向加速，因此，能夠限制等離子體。
此外，在本實施方式中，可變直流電源138的極性可以相反，可以施加交流電壓代替直流電壓。另外，電壓可以為脈沖狀，也可以是AM調(diào)制或FM調(diào)制等調(diào)制后的電壓。
<實施方式9>
接著，說明本發(fā)明的實施方式9。
圖63為簡略表示本發(fā)明的實施方式9的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。在圖63中，與圖1相同的部件用相同的符號表示，省略其說明。
在本實施方式中，使作為浮動壁的堆積物遮護板11成為具有相互絕緣的堆積物遮護板11a和堆積物遮護板11b的結(jié)構(gòu)，將可變直流電源142與上部電極34和堆積物遮護板11a連接，將可變直流電源146與作為下部電極的基座16和堆積物遮護板11b連接。即，將可變直流電源142的一個極與上部電板34連接、另一個極與堆積物遮護板11a連接，將可變直流電源146的一個極與基座16連接、另一個極與堆積物遮護板11b連接。這些可變直流電源142、146分別能夠由通斷開關144、148接通和斷開。
這些可變直流電源142、146和通斷開關144、148由未圖示的控制器控制。另外，與實施方式4同樣，直流電源148通過內(nèi)置在匹配器88中的濾波器，與基座16連接。
在這樣構(gòu)成的等離子體蝕刻裝置中，與實施方式1同樣地形成等離子體時，從可變直流電源142向上部電極34和堆積物遮護板11a施加規(guī)定的直流電壓，從可變直流電源146向基座16和堆積物遮護板11b施加規(guī)定的直流電壓。在這種情況下，因為向上部電極34施加直流電壓，所以能夠得到實施方式1的施加直流電壓的效果。另外，堆積物遮護板11與上部電極34和作為下部電極的基座16從地面浮起，因此，堆積物遮護板11與上部電極34、以及堆積物遮護板11與基座16各自的電位差，由施加電壓值自然地決定。因此，不將地面露出于等離子體，可得到防止電弧的效果，除此以外，利用兩者的電位差使離子加速，能夠抑制堆積物在堆積物遮護板11上附著。另外，利用電位方向或電壓的最優(yōu)化，在排氣空間制造出電位差，由此能夠得到等離子體封閉作用。
此外，在本實施方式中，可變直流電源142、146的極性可以相反，可以施加交流電壓代替直流電壓。另外，電壓可以為脈沖狀，也可以是AM調(diào)制或FM調(diào)制等調(diào)制后的電壓。
<實施方式10>
接著，說明本發(fā)明的實施方式10。
圖64為簡略表示本發(fā)明的實施方式10的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。在圖64中，與圖1和圖63相同的部件，用相同的符號表示，省略其說明。
在本實施方式中，與實施方式9同樣，使作為浮動壁的堆積物遮護板11成為具有相互絕緣的堆積物遮護板11a和堆積物遮護板11b的結(jié)構(gòu)，將可變直流電源150與堆積物遮護板11a和腔室10的壁連接，將可變直流電源154與堆積物遮護板11b和腔室10的壁連接。即，將可變直流電源150的一個極與堆積物遮護板11a連接、另一個極與腔室10的壁連接，將可變直流電源154的一個極與堆積物遮護板11b連接、另一個極與腔室10的壁連接。這些可變直流電源150、154分別能夠由通斷開關152、156接通和斷開。這些可變直流電源150、154和通斷開關152、156由未圖示的控制器控制。
在這樣構(gòu)成的等離子體蝕刻裝置中，與實施方式1同樣地形成等離子體時，從可變直流電源150向作為浮動壁的堆積物遮護板11a和作為接地壁的腔室10的壁施加規(guī)定的直流電壓，從可變直流電源154向作為浮動壁的堆積物遮護板11b和作為接地壁的腔室10的壁施加規(guī)定的直流電壓。在這種情況下，使堆積物遮護板的電位最優(yōu)，得到離子的加速電壓，由此，能夠抑制堆積物在堆積物遮護板11上附著。另外，將外側(cè)的堆積物遮護板11a和內(nèi)側(cè)的堆積物遮護板11b的電壓最優(yōu)化、防止電子進一步擴展，由此能夠得到等離子體封閉作用。圖64是為了使等離子體不向下擴展而提供橫方向的電場的例子。
此外，在本實施方式中，可變直流電源150、154的極性可以相反，可以施加交流電壓代替直流電壓。另外，電壓可以為脈沖狀，也可以是AM調(diào)制或FM調(diào)制等調(diào)制后的電壓。
<實施方式11>
接著，說明本發(fā)明的實施方式11。
圖65為簡略表示本發(fā)明的實施方式11的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。在圖65中，與圖1和圖63相同的部件，用相同的符號表示，省略其說明。
在本實施方式中，與實施方式9同樣，使作為浮動壁的堆積物遮護板11成為具有相互絕緣的堆積物遮護板11a和堆積物遮護板11b的結(jié)構(gòu)，將可變直流電源158與堆積物遮護板11a和堆積物遮護板11b連接。即，將可變直流電源158的一個極與堆積物遮護板11a連接、另一個極與堆積物遮護板11b連接。該可變直流電源158能夠由通斷開關160接通和斷開?？勺冎绷麟娫?58和通斷開關160由未圖示的控制器控制。
在這樣構(gòu)成的等離子體蝕刻裝置中，與實施方式1同樣地形成等離子體時，從可變直流電源158向堆積物遮護板11a和堆積物遮護板11b施加規(guī)定的直流電壓。此時，使兩處以上的堆積物遮護板具有電位差，以使離子加速，由此能夠抑制堆積物在絕緣性屏蔽部件42和作為絕緣體的內(nèi)壁部件26上附著。另外，通過與排氣方向垂直地施加電場，能夠使離子或電子與堆積物遮護板碰撞而消滅。即，能夠得到等離子體封閉作用。
此外，在本實施方式中，可變直流電源158的極性可以相反，可以施加交流電壓代替直流電壓。另外，電壓可以為脈沖狀，也可以是AM調(diào)制或FM調(diào)制等調(diào)制后的電壓。
<實施方式12>
接著，說明本發(fā)明的實施方式12。
圖66為簡略表示本發(fā)明的實施方式12的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。在圖66中，與圖1相同的部件，用相同的符號表示，省略其說明。
在本實施方式中，將可變直流電源162與上部電極34和導電性的聚焦環(huán)(校正環(huán))24連接。即，將可變直流電源162的一個極與上部電極34連接、另一個極與被載置在作為下部電極的基座16的上方的聚焦環(huán)24連接。該可變直流電源162能夠由通斷開關164接通和斷開?？勺冎绷麟娫?62和通斷開關164由未圖示的控制器控制。導電性的聚焦環(huán)24電氣接地。
在這樣構(gòu)成的等離子體蝕刻裝置中，與實施方式1同樣地形成等離子體時，從可變直流電源162向上部電極34和聚焦環(huán)24施加規(guī)定的直流電壓。在這種情況下，因為向上部電極34施加直流電壓，所以能夠得到實施方式1的施加直流電壓的效果，并且，通過施加規(guī)定的電壓，能夠在晶片面內(nèi)進行均勻性良好的蝕刻。
此外，在本實施方式中，可變直流電源162的極性可以相反，可以施加交流電壓代替直流電壓。另外，電壓可以為脈沖狀，也可以是AM調(diào)制或FM調(diào)制等調(diào)制后的電壓。
<實施方式13>
接著，說明本發(fā)明的實施方式13。
圖67為簡略表示本發(fā)明的實施方式13的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。在圖67中，與圖1相同的部件，用相同的符號表示，省略其說明。
在本實施方式中，在作為校正環(huán)的聚焦環(huán)24與靜電吸盤18之間的與晶片W相鄰的位置，設置有能夠冷卻的冷卻環(huán)166，并且將可變直流電源167與聚焦環(huán)24和腔室10的壁連接。即，將可變直流電源167的一個極與聚焦環(huán)24連接、另一個極與腔室10的壁連接。在從電源167至聚焦環(huán)24的供電線上，設置有低通濾波器(LPF)169。另外，開關168與可變直流電源167并聯(lián)設置。冷卻環(huán)166能夠由冷卻機構(gòu)170冷卻。冷卻環(huán)166和聚焦環(huán)24的溫度由溫度測量系統(tǒng)171測量。溫度控制部172輸入來自溫度測量系統(tǒng)171的信號，并向冷卻機構(gòu)170、可變直流電源167和開關168輸出控制信號，由此能夠控制冷卻環(huán)166和聚焦環(huán)24的溫度。作為冷卻機構(gòu)，例如可以舉出向冷卻環(huán)166和基座之間供給He氣等傳熱氣體的冷卻機構(gòu)。在這種情況下，通過改變傳熱氣體的供給壓力，能夠改變在基座16內(nèi)循環(huán)的制冷劑的冷熱的傳遞程度，從而控制冷卻環(huán)的溫度。
在這樣構(gòu)成的等離子體蝕刻裝置中，與實施方式1同樣地形成等離子體時，通過利用冷卻環(huán)166將晶片W的邊緣部冷卻，能夠防止堆積物附著在晶片W的邊緣部上，同時，通過向聚焦環(huán)24施加直流電壓，能夠防止由溫度降低引起的蝕刻特性惡化。
以下，詳細地說明。
在等離子體處理裝置中，通常，如圖68所示，與晶片W的外周相鄰地設置有聚焦環(huán)24，但在等離子體處理中，聚焦環(huán)24的溫度上升，因此，堆積物173會附著在晶片W的邊緣部和背面上。為了防止堆積物的附著而將聚焦環(huán)24冷卻時，這樣的堆積物附著減少，但晶片W的邊緣部的蝕刻特性(特別是抗蝕劑的蝕刻速率等)惡化，堆積物附著與蝕刻特性成為此消彼長(trade-off)的關系。
與此相對，在本實施方式中，通過將冷卻環(huán)166冷卻至比晶片W的邊緣部低的溫度，堆積物不會附著在晶片W的邊緣部，而使堆積物附著在冷卻環(huán)166上，因此，能夠防止堆積物附著在晶片W的邊緣部和背面上。另一方面，通過向聚焦環(huán)24施加直流電壓以使溫度上升，能夠防止冷卻環(huán)166使晶片邊緣附近空間的溫度降低，從而不降低蝕刻特性。
在本實施方式中，不一定需要進行溫度控制，只要冷卻環(huán)166的溫度比晶片W的邊緣部的溫度低即可。另外，也可以只對聚焦環(huán)24進行測量以進行控制。因此，如圖69所示，可以在冷卻環(huán)166和基座16之間插入熱的良導體、例如硅橡膠174，只要使冷卻環(huán)166更容易冷卻即可。如果可能，如圖70所示，優(yōu)選構(gòu)成為用硅橡膠174等從上下夾住由難以傳導高頻電力而只容易傳熱的電介質(zhì)、例如AlN構(gòu)成的部件174a。由此，能夠盡可能防止冷卻環(huán)166被高頻電力加熱，從而能夠進一步提高冷卻的程度。
另外，如圖71所示，如果用絕緣部件175使聚焦環(huán)24與基座16絕緣，則能夠向聚焦環(huán)24施加直流電壓，而不受高頻電力的影響。在這種情況下，不需要低通濾波器(LPF)169。
另外，如圖72所示，也可以通過基座16向聚焦環(huán)24施加直流電壓。在這種情況下，預先用接觸銷176等將聚焦環(huán)24和基座16電氣連接，通過高頻電源90的供電線，向基座16施加直流電壓。在由通過基座16供給的高頻電力引起的溫度上升不能忽視的情況下，如圖所示，通過在冷卻環(huán)166與基座16之間插入電介質(zhì)部件17，能夠遮斷通向冷卻環(huán)166的高頻電力，從而抑制溫度上升。
另外，如圖73所示，也可以將聚焦環(huán)24配置在冷卻環(huán)166之上。
此外，在本實施方式中，向聚焦環(huán)24施加的直流電壓的極性可以相反，可以施加交流電壓代替直流電壓。另外，電壓可以為脈沖狀，也可以是AM調(diào)制或FM調(diào)制等調(diào)制后的電壓。另外，在蝕刻特性劣化不成為問題的情況下，不向聚焦環(huán)24施加電壓，只設置冷卻環(huán)166也有效果。
<實施方式14>
接著，說明本發(fā)明的實施方式14。
圖74為簡略表示本發(fā)明的實施方式14的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。在圖74中，與圖1相同的部件，用相同的符號表示，省略其說明。
在本實施方式中，使作為校正環(huán)的聚焦環(huán)形成分離為與靜電吸盤18相鄰的內(nèi)側(cè)的第一聚焦環(huán)24a和其外側(cè)的第二聚焦環(huán)24b的結(jié)構(gòu)，將可變直流電源178與第一聚焦環(huán)24a和第二聚焦環(huán)24b連接。即，將可變直流電源178的一個極與第一聚焦環(huán)24a連接、另一個極與第二聚焦環(huán)24b連接。在電源178的供電線上，設置有低通濾波器(LPF)180。另外，開關182與可變直流電源178并聯(lián)設置。
在這樣構(gòu)成的等離子體蝕刻裝置中，與實施方式1同樣地形成等離子體時，從可變直流電源178向內(nèi)側(cè)的第一聚焦環(huán)24a和外側(cè)的第二聚焦環(huán)24b施加直流電壓。此時，能夠使向內(nèi)側(cè)的第一聚焦環(huán)24a和外側(cè)的第二聚焦環(huán)24b施加的電壓(電壓的方向)不同，也能夠使其值變化，因此，能夠控制晶片W外周的等離子體，從而能夠減少晶片W邊緣部的處理特性的惡化。例如，能夠減少晶片W邊緣的蝕刻速率的降低、晶片W邊緣的蝕刻形狀的彎曲等。
在本實施方式的等離子體蝕刻裝置中，通過設置與實施方式13同樣的冷卻機構(gòu)以冷卻第一聚焦環(huán)24a，如果使第一聚焦環(huán)24a作為冷卻環(huán)起作用，則也能夠防止堆積物在晶片W的邊緣部和背面上附著。另外，可以與實施方式13同樣地測量第一和第二聚焦環(huán)24a、24b的溫度，與實施方式13同樣，利用溫度控制部控制可變直流電源的電壓或極性，使得它們的溫度成為規(guī)定值。在設置有冷卻機構(gòu)的情況下，可以控制第一聚焦環(huán)24a的冷卻。
另外，如圖75所示，也可以將第一聚焦環(huán)24a和第二聚焦環(huán)24b在晶片W的邊緣附近上下配置。由此，也能夠得到同樣的效果。
此外，在本實施方式中，向第一和第二聚焦環(huán)24a、24b施加的直流電壓的極性可以相反，可以施加交流電壓代替直流電壓。另外，電壓可以為脈沖狀，也可以是AM調(diào)制或FM調(diào)制等調(diào)制后的電壓。
<實施方式15>
接著，說明本發(fā)明的實施方式15。
圖76為簡略表示本發(fā)明的實施方式15的等離子體蝕刻裝置的主要部分的概略截面圖。在圖76中，與圖1和圖74相同的部件，用相同的符號表示，省略其說明。
在本實施方式中，與實施方式14同樣，使作為校正環(huán)的聚焦環(huán)形成分離為與靜電吸盤18相鄰的內(nèi)側(cè)的第一聚焦環(huán)24a和其外側(cè)的第二聚焦環(huán)24b的結(jié)構(gòu)，分別將分開的第一可變直流電源184和第二可變直流電源186與第一聚焦環(huán)24a和第二聚焦環(huán)24b連接。即，將第可變直流電源184的一個極與第一聚焦環(huán)24a連接，將第二可變直流電源186的一個極與第二聚焦環(huán)24b連接，將第一和第二可變直流電源184、186的另一個極均與腔室10的壁連接。在第一和第二可變直流電源184、186的供電線上，分別設置有第一低通濾波器(LPF)188和第二低通濾波器(LPF)190。開關185、187分別與第一可變直流電源184和第二可變直流電源186并聯(lián)設置。
在這樣構(gòu)成的等離子體蝕刻裝置中，與實施方式1同樣地形成等離子體時，分別從第一可變直流電源184和第二可變直流電源186獨立地向內(nèi)側(cè)的第一聚焦環(huán)24a和外側(cè)的第二聚焦環(huán)24b施加直流電壓。此時，能夠使向兩者施加的電壓(電壓的方向)不同，也能夠使它們的值獨立自由地變化，因此，與實施方式14的情況相比，能夠以高精度控制晶片W外周的等離子體，在晶片W的邊緣部，能夠更有效地減少上述的晶片W邊緣的蝕刻速率降低、晶片W邊緣的蝕刻形狀彎曲等處理特性的惡化。
在本實施方式的等離子體蝕刻裝置中，通過設置與實施方式13同樣的冷卻機構(gòu)以冷卻第一聚焦環(huán)24a，如果使第一聚焦環(huán)24a作為冷卻環(huán)起作用，則也能夠防止堆積物在晶片W的邊緣部和背面上附著。另外，可以與實施方式13同樣地測量第一和第二聚焦環(huán)24a、24b的溫度，與實施方式13同樣，利用溫度控制部控制可變直流電源的電壓或極性，使得它們的溫度成為規(guī)定值。在設置有冷卻機構(gòu)的情況下，可以控制第一聚焦環(huán)24a的冷卻。
另外，如圖77所示，可以通過低通濾波器(LPF)192、將第一可變電源184和第二可變電源186的上述另一個極與上部電極34連接。另外，如圖78所示，也可以將第一聚焦環(huán)24a和第二聚焦環(huán)24b在晶片W的邊緣附近上下配置。由此，也能夠得到同樣的效果。
此外，在本實施方式中，向第一和第二聚焦環(huán)24a、24b施加的直流電壓的極性可以相反，可以施加交流電壓代替直流電壓。另外，電壓可以為脈沖狀，也可以是AM調(diào)制或FM調(diào)制等調(diào)制后的電壓。
<實施方式16>
接著，說明本發(fā)明的實施方式16。
圖79為簡略表示本發(fā)明的實施方式16的等離子體蝕刻裝置的概略截面圖。
即，其為從第一高頻電源200向作為下部電極的基座16施加等離子體生成用的例如13.56MHz的高頻(RF)電力的下部RF單頻率施加型的等離子體蝕刻裝置，如圖所示，其為將可變直流電源204與上部電極234’連接以施加規(guī)定的直流(DC)電壓的等離子體蝕刻裝置。圖79為省略詳細結(jié)構(gòu)的圖，本實施方式的等離子體蝕刻裝置，除了只向下部施加一個頻率的高頻電力這點以外，與實施方式3的下部RF雙頻率施加型的等離子體蝕刻裝置相同。
本實施方式的等離子體蝕刻裝置，通過從可變直流電源204向上部電極234’施加直流電壓，能夠得到與實施方式3的等離子體蝕刻裝置同樣的效果。即，能夠得到以下效果中的至少一種(1)增大第一電極的自偏壓的絕對值，向第一電極表面的濺射效果；(2)使第一電極的等離子體鞘擴大，形成的等離子體被縮小的效果；(3)使在第一電極附近產(chǎn)生的電子照射在被處理基板上的效果；(4)控制等離子體電位的效果；(5)使電子(等離子體)密度上升的效果；(6)使中心部的等離子體密度上升的效果。
另外，可以將在上述實施方式1～3中說明的、與向上部電極施加直流電壓相關的裝置結(jié)構(gòu)和方法，應用于本實施方式的等離子體蝕刻裝置。例如，在本實施方式的等離子體蝕刻裝置中，當然可以應用上述實施方式3的導電性部件、上述實施方式3的圖47～圖49中說明的開關、處理氣體的組合等。
另外，可以將上述實施方式4～15中說明的、與向上部電極或上部電極以外的部件施加直流電壓相關的裝置結(jié)構(gòu)和方法，應用于本實施方式的等離子體蝕刻裝置。
<實施方式17>
接著，說明本發(fā)明的實施方式17。
圖80為簡略表示本發(fā)明的實施方式17的等離子體蝕刻裝置的概略截面圖。
即，其為從第一高頻電源48’向作為下部電極的基座16施加第一高頻(RF)電力、并且從第二高頻電源90向作為下部電極的基座16施加第二高頻(RF)電力、以及從第三高頻電源224向上部電極34施加第三高頻電力的上部RF單頻率、下部RF雙頻率型的等離子體蝕刻裝置，如圖所示，其為將可變直流電源50與上部電極34連接以施加規(guī)定的直流(DC)電壓的等離子體蝕刻裝置。在該等離子體蝕刻裝置中，優(yōu)選輸出等離子體形成用高頻電力的高頻電源為第三高頻電源，輸出離子引入用高頻電力的高頻電源為第一高頻電源和第二高頻電源。
本實施方式的等離子體蝕刻裝置，通過從可變直流電源50向上部電極34施加直流電壓，能夠得到與實施方式3的等離子體蝕刻裝置同樣的效果。即，能夠得到以下效果中的至少一種(1)增大第一電極的自偏壓的絕對值，向第一電極表面的濺射效果；(2)使第一電極的等離子體鞘擴大，形成的等離子體被縮小的效果；(3)使在第一電極附近產(chǎn)生的電子照射在被處理基板上的效果；(4)控制等離子體電位的效果；(5)使電子(等離子體)密度上升的效果；(6)使中心部的等離子體密度上升的效果。
另外，可以將在上述實施方式1～3中說明的、與向上部電極施加直流電壓相關的裝置結(jié)構(gòu)和方法，應用于本實施方式的等離子體蝕刻裝置。例如，在本實施方式的等離子體蝕刻裝置中，當然可以應用上述實施方式1的導電性部件、處理氣體的組合等。
另外，可以將上述實施方式4～15中說明的、與向上部電極或上部電極以外的部件施加直流電壓相關的裝置結(jié)構(gòu)和方法，應用于本實施方式的等離子體蝕刻裝置。
另外，如已圖示的那樣，能夠利用切換開關226切換為將上部電極34與第三高頻電源224和可變直流電源50連接、或?qū)⑵浣拥亍⒄辗?27為低通濾波器，228為高通濾波器。
以上，對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但不限定于上述實施方式的內(nèi)容，可以是各種裝置結(jié)構(gòu)或方法的組合、變形。
例如，也可以將上述實施方式4～15中說明的、與向上部電極或上部電極以外的部件施加直流電壓相關的裝置結(jié)構(gòu)和方法，應用于實施方式2、3的等離子體蝕刻裝置。
另外，如圖81所示，也可以從第一高頻電源48’向作為下部電極的基座16施加等離子體生成用的例如60MHz的高頻電力，并且，從第二高頻電源90’向作為下部電極的基座16施加離子引入用的例如2MHz的高頻電力，另外，向作為下部電極的基座16施加直流電源198。另外，如圖82所示，也可以設置與下部電極連接的可變直流電源202代替圖79的與上部電極連接的可變直流電源204。上述實施方式1～15中說明的施加直流電壓的方法，也能夠應用于上述圖81、圖82類型的裝置。
另外，以上以等離子體蝕刻裝置為例進行了說明，但也能應用于其它的使用等離子體對半導體基板進行處理的裝置。例如，可舉出等離子體成膜裝置。
權(quán)利要求
1.一種等離子體處理裝置，其特征在于包括收容被處理基板，能夠進行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對配置的第一電極和第二電極；向所述第一電極或第二電極供給等離子體形成用的第一高頻電力的第一高頻電力供給單元；和向所述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元，在所述第一電極和第二電極之間生成處理氣體的等離子體，對被處理基板的規(guī)定層進行等離子體處理，還包括向所述第一電極或第二電極施加直流電壓或交流電壓的電源，控制來自所述電源的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個，使得施加電極表面的自偏壓Vdc的絕對值增大至可得到對施加電極表面的規(guī)定的濺射效果的程度，或者使施加電極的等離子體鞘的厚度擴大，在所述施加電極的相對電極側(cè)，形成被縮小的等離子體，或者使在施加電極附近生成的電子照射在所述被處理基板上，或者將等離子體電位控制為期望的值，或者使等離子體密度上升，或者使等離子體密度的分布均勻至可得到期望的蝕刻均勻性的程度。
2.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述直流電壓或交流電壓為脈沖狀或調(diào)制后的電壓。
3.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于，還包括控制來自所述電源的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個的控制裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的等離子體處理裝置，其特征在于，還包括對生成的等離子體的狀態(tài)進行檢測的檢測器，根據(jù)該檢測器的信息，所述控制裝置控制來自所述電源的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個。
5.一種等離子體處理裝置，其特征在于包括收容被處理基板，能夠進行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對配置的第一電極和第二電極；向所述第一電極或第二電極供給等離子體形成用的第一高頻電力的第一高頻電力供給單元；和向所述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元，在所述第一電極和第二電極之間生成處理氣體的等離子體，對被處理基板的規(guī)定層進行等離子體處理，還包括向所述第一電極或第二電極施加直流電壓或交流電壓的電源，所述電源的一個極與所述第一電極或第二電極連接，另一個極與所述處理容器內(nèi)的規(guī)定部件連接，控制來自所述電源的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個。
6.如權(quán)利要求5所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述規(guī)定部件為埋設在存在于處理容器內(nèi)的絕緣部件中的導體、或構(gòu)成處理容器的壁部的部件、或被載置在所述第二電極上的被處理基板周邊的校正環(huán)。
7.如權(quán)利要求5所述的等離子體處理裝置，其特征在于，還包括另一個直流電源，所述另一個直流電源的一個極與所述第一電極和第二電極中不與所述直流電源連接的電極連接，另一個極和所述規(guī)定部件或與所述規(guī)定部件絕緣的另一個規(guī)定部件連接。
8.如權(quán)利要求7所述的等離子體處理裝置，其特征在于，與所述另一個直流電源連接的所述另一個規(guī)定部件為埋設在存在于處理容器內(nèi)的絕緣部件中的導體、或構(gòu)成處理容器的壁部的部件、或被載置在所述第二電極上的被處理基板周邊的校正環(huán)。
9.一種等離子體處理裝置，其特征在于包括收容被處理基板，能夠進行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對配置的第一電極和第二電極；向所述第一電極或第二電極供給等離子體形成用的第一高頻電力的第一高頻電力供給單元；和向所述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元，在所述第一電極和第二電極之間生成處理氣體的等離子體，對被處理基板的規(guī)定層進行等離子體處理，還包括向所述處理容器內(nèi)的規(guī)定部件施加直流電壓或交流電壓的電源。
10.如權(quán)利要求9所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述直流電壓或交流電壓為脈沖狀或調(diào)制后的電壓。
11.如權(quán)利要求9所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述規(guī)定部件為埋設在存在于處理容器內(nèi)的絕緣部件中的導體、或構(gòu)成處理容器的壁部的部件。
12.如權(quán)利要求9所述的等離子體處理裝置，其特征在于，將所述電源的極與所述規(guī)定部件連接，將另一個極與和所述處理容器內(nèi)的所述規(guī)定部件絕緣的另一個規(guī)定部件連接。
13.如權(quán)利要求12所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述規(guī)定部件和所述另一個規(guī)定部件為埋設在存在于處理容器內(nèi)的絕緣部件中的導體、或構(gòu)成處理容器的壁部的部件。
14.如權(quán)利要求9所述的等離子體處理裝置，其特征在于，還包括另一個電源，所述另一個電源與和所述處理容器內(nèi)的所述規(guī)定部件絕緣的另一個規(guī)定部件連接，并向其施加直流電壓或交流電壓。
15.如權(quán)利要求14所述的等離子體處理裝置，其特征在于，向所述另一個規(guī)定部件施加的直流電壓或交流電壓為脈沖狀或調(diào)制后的電壓。
16.如權(quán)利要求14所述的等離子體處理裝置，其特征在于，與所述電源連接的所述規(guī)定部件配置在所述第一電極附近，與所述另一個直流電源連接的所述另一個規(guī)定部件配置在所述第二電極附近。
17.如權(quán)利要求16所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述規(guī)定部件和所述另一個規(guī)定部件為埋設在存在于處理容器內(nèi)的絕緣部件中的導體、或構(gòu)成處理容器的壁部的部件。
18.如權(quán)利要求9所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述第一電極為上部電極，所述第二電極為載置被處理體的下部電極，包括設置在與所述第二電極上方的被處理基板的外周部的被處理基板相鄰的位置的能夠冷卻的冷卻環(huán)、和設置在其外側(cè)或上側(cè)的校正環(huán)，所述校正環(huán)作為被施加直流電壓或交流電壓的所述規(guī)定部件起作用。
19.如權(quán)利要求18所述的等離子體處理裝置，其特征在于，通過在所述冷卻環(huán)和所述第二電極之間配置散熱性良好的部件、或者使傳熱氣體在所述冷卻環(huán)和所述第二電極之間流動，將所述冷卻環(huán)冷卻。
20.如權(quán)利要求18所述的等離子體處理裝置，其特征在于，還包括測量所述冷卻環(huán)的溫度的溫度測量機構(gòu)、將所述冷卻環(huán)冷卻的冷卻部、和控制冷卻部對所述內(nèi)側(cè)環(huán)的冷卻的冷卻控制部。
21.如權(quán)利要求18所述的等離子體處理裝置，其特征在于，向所述第二電極供給高頻電力，向所述校正環(huán)的供電通過所述第二電極進行，在所述冷卻環(huán)和所述第二電極之間設置有電介質(zhì)部件。
22.如權(quán)利要求9所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述第一電極為上部電極，所述第二電極為載置被處理體的下部電極，包括設置在與所述第二電極上方的被處理基板的外周部的被處理基板相鄰位置的第一校正環(huán)、和設置在其外側(cè)或上側(cè)的第二校正環(huán)，所述第一校正環(huán)和第二校正環(huán)作為被施加直流電壓或交流電壓的所述規(guī)定部件起作用。
23.如權(quán)利要求22所述的等離子體處理裝置，其特征在于，能夠使向所述第一校正環(huán)和所述第二校正環(huán)施加的電壓分別獨立地變化。
24.如權(quán)利要求22所述的等離子體處理裝置，其特征在于，分別從不同的電源向所述第一校正環(huán)和所述第二校正環(huán)施加電壓。
25.如權(quán)利要求22所述的等離子體處理裝置，其特征在于，將單一電源的一個極和另一個極分別與所述第一校正環(huán)和所述第二校正環(huán)連接。
26.如權(quán)利要求22所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述第一校正環(huán)被冷卻。
27.一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括收容被處理基板，能夠進行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對配置的第一電極和支承被處理基板的第二電極；向所述第二電極施加等離子體形成用的第一高頻電力的第一高頻電力施加單元；向所述第一電極施加直流電壓的直流電源；和向所述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元。
28.一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括收容被處理基板，能夠進行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對配置的第一電極和支承被處理基板的第二電極；向所述第一電極施加等離子體形成用的高頻電力的第一高頻電力施加單元；向所述第二電極施加第二高頻電力的第二高頻電力施加單元；向所述第二電極施加第三高頻電力的第三高頻電力施加單元；向所述第一電極施加直流電壓的直流電源；和向所述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元。
29.一種等離子體處理方法，其特征在于該等離子體處理方法使用一種等離子體處理裝置，該等離子體處理裝置包括收容被處理基板，能夠進行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對配置的第一電極和第二電極；向所述第一電極或第二電極供給等離子體形成用的第一高頻電力的第一高頻電力供給單元；和向所述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元，在所述第一電極和第二電極之間生成處理氣體的等離子體，對被處理基板的規(guī)定層進行等離子體處理，在形成等離子體時，向所述第一電極或第二電極施加直流電壓或交流電壓，此時，控制其施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個，使得施加電極表面的自偏壓Vdc的絕對值增大至可得到對施加電極表面的規(guī)定的濺射效果的程度，或者使施加電極的等離子體鞘的厚度擴大，在所述施加電極的相對電極側(cè)，形成被縮小的等離子體，或者使在施加電極附近生成的電子照射在所述被處理基板上，或者將等離子體電位控制為期望的值，或者使等離子體密度上升，或者使等離子體密度的分布均勻至可得到期望的蝕刻均勻性的程度。
30.一種等離子體處理方法，其特征在于該等離子體處理方法使用一種等離子體處理裝置，該等離子體處理裝置包括收容被處理基板，能夠進行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對配置的第一電極和第二電極；向所述第一電極或第二電極供給等離子體形成用的高頻電力的高頻電力供給單元；和向所述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元，在所述第一電極和第二電極之間生成處理氣體的等離子體，對被處理基板的規(guī)定層進行等離子體處理，在形成等離子體時，向所述處理容器內(nèi)的規(guī)定部件施加直流電壓或交流電壓。
31.一種等離子體處理方法，其特征在于在處理容器內(nèi)，將第一電極和支承被處理基板的第二電極相對配置，一邊向所述第二電極施加等離子體形成用的第一高頻電力，一邊向所述處理容器內(nèi)供給處理氣體，以生成該處理氣體的等離子體，對被支承在所述第二電極上的被處理基板進行等離子體處理，其具有向所述第一電極施加直流電壓的工序；和一邊向所述第一電極施加直流電壓，一邊對所述被處理基板進行等離子體處理的工序。
32.一種等離子體處理方法，其特征在于在處理容器內(nèi)，將第一電極和支承被處理基板的第二電極相對配置，一邊向所述第一電極施加等離子體形成用的第一高頻電力、并向所述第二電極施加第二高頻電力和第三高頻電力，一邊向所述處理容器內(nèi)供給處理氣體，以生成該處理氣體的等離子體，對被支承在所述第二電極上的被處理基板進行等離子體處理，其具有向所述第一電極施加直流電壓的工序；和一邊向所述第一電極施加直流電壓，一邊對所述被處理基板進行等離子體處理的工序。
33.一種計算機可讀取的存儲介質(zhì)，存儲有在計算機上運行的控制程序，其特征在于，所述控制程序在運行時，控制等離子體處理裝置，進行權(quán)利要求29所述的等離子體處理方法。
34.一種計算機可讀取的存儲介質(zhì)，存儲有在計算機上運行的控制程序，其特征在于，所述控制程序在運行時，控制等離子體處理裝置，進行權(quán)利要求30所述的等離子體處理方法。
35.一種計算機可讀取的存儲介質(zhì)，存儲有在計算機上運行的控制程序，其特征在于，所述控制程序在運行時，控制等離子體處理裝置，進行權(quán)利要求31所述的等離子體處理方法。
36.一種計算機可讀取的存儲介質(zhì)，存儲有在計算機上運行的控制程序，其特征在于，所述控制程序在運行時，控制等離子體處理裝置，進行權(quán)利要求32所述的等離子體處理方法。
37.一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括收容被處理基板，能夠進行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對配置的第一電極和支承被處理基板的第二電極；向所述第一電極施加頻率相對較高的第一高頻電力的第一高頻電力施加單元；向所述第二電極施加頻率相對較低的第二高頻電力的第二高頻電力施加單元；向所述第一電極施加直流電壓的直流電源；向所述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元；和控制從所述直流電源向所述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個的控制裝置。
38.如權(quán)利要求37所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述直流電源向所述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個均可變。
39.如權(quán)利要求37所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述控制裝置控制可否從所述直流電源向所述第一電極施加直流電壓。
40.如權(quán)利要求37所述的等離子體處理裝置，其特征在于，還包括對生成的等離子體的狀態(tài)進行檢測的檢測器，根據(jù)該檢測器的信息，所述控制裝置控制從所述直流電源向所述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個。
41.如權(quán)利要求37所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述第一電極為上部電極，所述第二電極為下部電極。
42.如權(quán)利要求41所述的等離子體處理裝置，其特征在于，向所述第一電極施加的第一高頻電力的頻率為13.56MHz以上。
43.如權(quán)利要求42所述的等離子體處理裝置，其特征在于，向所述第一電極施加的第一高頻電力的頻率為40MHz以上。
44.如權(quán)利要求41所述的等離子體處理裝置，其特征在于，向所述第二電極施加的第二高頻電力的頻率為13.56MHz以下。
45.如權(quán)利要求37所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述直流電源施加-2000～+1000V范圍的電壓。
46.如權(quán)利要求37所述的等離子體處理裝置，其特征在于，從所述直流電源施加的直流電壓的絕對值為500V以上。
47.如權(quán)利要求37所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述直流電壓為絕對值大于由向所述第一電極施加的第一高頻電力在該第一電極的表面產(chǎn)生的自偏壓的負電壓。
48.如權(quán)利要求37所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述第一電極的與所述第二電極相對的面由含硅的物質(zhì)形成。
49.如權(quán)利要求37所述的等離子體處理裝置，其特征在于，為了使由向所述第一電極施加的來自所述直流電源的直流電壓產(chǎn)生的電流通過等離子體放出，在所述處理容器內(nèi)設置有總是接地的導電性部件。
50.如權(quán)利要求49所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述第一電極為上部電極，所述第二電極為下部電極，所述導電性部件設置在所述第二電極的周圍。
51.如權(quán)利要求49所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述第一電極為上部電極，所述第二電極為下部電極，所述導電性部件配置在所述第一電極的附近。
52.如權(quán)利要求51所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述導電性部件呈環(huán)狀配置在所述第一電極的外側(cè)。
53.如權(quán)利要求49所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述導電性部件具有用于防止等離子體處理時的飛濺物附著的凹部。
54.如權(quán)利要求49所述的等離子體處理裝置，其特征在于，具有覆蓋所述導電性部件的一部分的保護板，通過使所述保護板相對于所述導電性部件相對移動的驅(qū)動機構(gòu)，所述導電性部件在等離子體中露出的部分發(fā)生變化。
55.如權(quán)利要求49所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述導電性部件為一部分在等離子體中露出的圓柱形狀，通過使所述導電性部件以圓柱的軸為中心轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機構(gòu)，所述導電性部件在等離子體中露出的部分發(fā)生變化。
56.如權(quán)利要求49所述的等離子體處理裝置，其特征在于，包括覆蓋所述導電性部件的一部分、并且具有用等離子體進行蝕刻而得到的材質(zhì)的臺階形狀的保護膜，通過蝕刻所述保護膜，所述導電性部件在等離子體中露出的部分發(fā)生變化。
57.如權(quán)利要求37所述的等離子體處理裝置，其特征在于，為了使由向所述第一電極施加的來自所述直流電源的直流電壓產(chǎn)生的電流通過等離子體放出，在所述處理容器內(nèi)設置有根據(jù)來自整體控制裝置的指令而被接地的導電性部件。
58.如權(quán)利要求57所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述第一電極為上部電極，所述第二電極為下部電極，所述導電性部件設置在所述第二電極的周圍。
59.如權(quán)利要求57所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述第一電極為上部電極，所述第二電極為下部電極，所述導電性部件配置在所述第一電極的附近。
60.如權(quán)利要求59所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述導電性部件呈環(huán)狀配置在所述第一電極的外側(cè)。
61.如權(quán)利要求57所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述導電性部件具有用于防止等離子體處理時的飛濺物附著的凹部。
62.如權(quán)利要求57所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述導電性部件在等離子體蝕刻時被接地。
63.如權(quán)利要求57所述的等離子體處理裝置，其特征在于，能夠向所述導電性部件施加直流電壓或交流電壓，根據(jù)來自整體控制裝置的指令，施加直流電壓或交流電壓，由此對其表面進行濺射或蝕刻。
64.如權(quán)利要求63所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述導電性部件在清理時被施加直流電壓或交流電壓。
65.如權(quán)利要求63所述的等離子體處理裝置，其特征在于，還包括將所述導電性部件的連接切換至所述直流電源側(cè)或接地線路側(cè)的切換機構(gòu)，當利用所述切換機構(gòu)將所述導電性部件與所述直流電源側(cè)連接時，從所述直流電源向所述導電性部件施加直流電壓或交流電壓，由此對其表面進行濺射或蝕刻。
66.如權(quán)利要求63所述的等離子體處理裝置，其特征在于，能夠向所述導電性部件施加負的直流電壓。
67.如權(quán)利要求66所述的等離子體處理裝置，其特征在于，為了將在向所述導電性部件施加負的直流電壓時流入所述處理容器內(nèi)的直流電子電流排出，在所述處理容器內(nèi)設置有接地的導電性輔助部件。
68.如權(quán)利要求67所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述第一電極為上部電極，所述第二電極為下部電極，所述導電性部件配置在所述第一電極的附近，所述導電性輔助部件設置在所述第二電極的周圍。
69.如權(quán)利要求37所述的等離子體處理裝置，其特征在于，將處于第一狀態(tài)和第二狀態(tài)中的任一狀態(tài)的導電性部件設置在所述處理容器內(nèi)，所述第一狀態(tài)是為了使向所述第一電極供給的來自所述直流電源的直流電流通過等離子體放出、根據(jù)來自整體控制裝置的指令而被接地的狀態(tài)，所述第二狀態(tài)是從所述直流電源施加直流電壓以對其表面進行濺射或蝕刻的狀態(tài)，還包括連接切換機構(gòu)，該連接切換機構(gòu)能夠在所述直流電源的負極與所述第一電極連接、且所述導電性部件與接地線路連接的第一連接，和所述直流電源的正極與所述第一電極連接、所述直流電源的負極與所述導電性部件連接的第二連接之間進行切換，通過該切換，能夠分別形成所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)。
70.如權(quán)利要求69所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述第一狀態(tài)在等離子體蝕刻時形成，所述第二狀態(tài)在所述導電性部件的清理時形成。
71.一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括收容被處理基板，能夠進行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對配置的第一電極和支承被處理基板的第二電極；向所述第一電極施加頻率相對較高的第一高頻電力的第一高頻電力施加單元；向所述第二電極施加頻率相對較低的第二高頻電力的第二高頻電力施加單元；向所述第一電極施加直流電壓的直流電源；向所述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元；和控制從所述直流電源向所述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個的控制裝置，所述第一電極被分割為內(nèi)側(cè)電極和外側(cè)電極，所述第一高頻電力被分配并施加于所述內(nèi)側(cè)電極和所述外側(cè)電極，所述直流電源與其中的至少一方連接。
72.如權(quán)利要求71所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述直流電源能夠使向所述內(nèi)側(cè)電極和所述外側(cè)電極施加的直流電壓分別獨立地變化。
73.如權(quán)利要求72所述的等離子體處理裝置，其特征在于，分別從不同的直流電源向所述內(nèi)側(cè)電極和所述外側(cè)電極施加直流電壓。
74.如權(quán)利要求71所述的等離子體處理裝置，其特征在于，將所述電源的一個極與所述內(nèi)側(cè)電極連接，將另一個極與所述外側(cè)電極連接。
75.如權(quán)利要求71所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述直流電源向所述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個均可變。
76.如權(quán)利要求71所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述控制裝置控制可否從所述直流電源向所述第一電極施加直流電壓。
77.如權(quán)利要求71所述的等離子體處理裝置，其特征在于，還包括對生成的等離子體的狀態(tài)進行檢測的檢測器，根據(jù)該檢測器的信息，所述控制裝置控制從所述直流電源向所述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個。
78.如權(quán)利要求71所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述第一電極為上部電極，所述第二電極為下部電極。
79.如權(quán)利要求78所述的等離子體處理裝置，其特征在于，向所述第一電極施加的第一高頻電力的頻率為13.56MHz以上。
80.如權(quán)利要求79所述的等離子體處理裝置，其特征在于，向所述第一電極施加的第一高頻電力的頻率為40MHz以上。
81.如權(quán)利要求78所述的等離子體處理裝置，其特征在于，向所述第二電極施加的第二高頻電力的頻率為13.56MHz以下。
82.如權(quán)利要求71所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述直流電源施加-2000～+1000V范圍的電壓。
83.如權(quán)利要求71所述的等離子體處理裝置，其特征在于，從所述直流電源施加的直流電壓的絕對值為500V以上。
84.如權(quán)利要求71所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述直流電壓為絕對值大于由向所述第一電極施加的第一高頻電力在該第一電極的表面產(chǎn)生的自偏壓的負電壓。
85.如權(quán)利要求71所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述第一電極的與所述第二電極相對的面由含硅的物質(zhì)形成。
86.如權(quán)利要求71所述的等離子體處理裝置，其特征在于，為了使由向所述第一電極施加的來自所述直流電源的直流電壓產(chǎn)生的電流通過等離子體放出，在所述處理容器內(nèi)設置有總是接地的導電性部件。
87.如權(quán)利要求86所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述第一電極為上部電極，所述第二電極為下部電極，所述導電性部件設置在所述第二電極的周圍。
88.如權(quán)利要求86所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述第一電極為上部電極，所述第二電極為下部電極，所述導電性部件配置在所述第一電極的附近。
89.如權(quán)利要求88所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述導電性部件呈環(huán)狀配置在所述第一電極的外側(cè)。
90.如權(quán)利要求86所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述導電性部件具有用于防止等離子體處理時的飛濺物附著的凹部。
91.如權(quán)利要求86所述的等離子體處理裝置，其特征在于，具有覆蓋所述導電性部件的一部分的保護板，通過使所述保護板相對于所述導電性部件相對移動的驅(qū)動機構(gòu)，所述導電性部件在等離子體中露出的部分發(fā)生變化。
92.如權(quán)利要求86所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述導電性部件為一部分在等離子體中露出的圓柱形狀，通過使所述導電性部件以圓柱的軸為中心轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機構(gòu)，所述導電性部件在等離子體中露出的部分發(fā)生變化。
93.如權(quán)利要求86所述的等離子體處理裝置，其特征在于，包括覆蓋所述導電性部件的一部分、并且具有用等離子體進行蝕刻而得到的材質(zhì)的臺階形狀的保護膜，通過蝕刻所述保護膜，所述導電性部件在等離子體中露出的部分發(fā)生變化。
94.如權(quán)利要求71所述的等離子體處理裝置，其特征在于，為了使由向所述第一電極施加的來自所述直流電源的直流電壓產(chǎn)生的電流通過等離子體放出，在所述處理容器內(nèi)設置有根據(jù)來自整體控制裝置的指令而被接地的導電性部件。
95.如權(quán)利要求94所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述第一電極為上部電極，所述第二電極為下部電極，所述導電性部件設置在所述第二電極的周圍。
96.如權(quán)利要求94所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述第一電極為上部電極，所述第二電極為下部電極，所述導電性部件配置在所述第一電極的附近。
97.如權(quán)利要求96所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述導電性部件呈環(huán)狀配置在所述第一電極的外側(cè)。
98.如權(quán)利要求94所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述導電性部件具有用于防止等離子體處理時的飛濺物附著的凹部。
99.如權(quán)利要求94所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述導電性部件在等離子體蝕刻時被接地。
100.如權(quán)利要求94所述的等離子體處理裝置，其特征在于，能夠向所述導電性部件施加直流電壓或交流電壓，根據(jù)來自整體控制裝置的指令，施加直流電壓或交流電壓，由此對其表面進行濺射或蝕刻。
101.如權(quán)利要求100所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述導電性部件在清理時被施加直流電壓或交流電壓。
102.如權(quán)利要求100所述的等離子體處理裝置，其特征在于，還包括將所述導電性部件的連接切換至所述直流電源側(cè)或接地線路側(cè)的切換機構(gòu)，當利用所述切換機構(gòu)將所述導電性部件與所述直流電源側(cè)連接時，從所述直流電源向所述導電性部件施加直流電壓或交流電壓，由此對其表面進行濺射或蝕刻。
103.如權(quán)利要求100所述的等離子體處理裝置，其特征在于，能夠向所述導電性部件施加負的直流電壓。
104.如權(quán)利要求103所述的等離子體處理裝置，其特征在于，為了將在向所述導電性部件施加負的直流電壓時流入所述處理容器內(nèi)的直流電子電流排出，在所述處理容器內(nèi)設置有接地的導電性輔助部件。
105.如權(quán)利要求104所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述第一電極為上部電極，所述第二電極為下部電極，所述導電性部件配置在所述第一電極的附近，所述導電性輔助部件設置在所述第二電極的周圍。
106.如權(quán)利要求71所述的等離子體處理裝置，其特征在于，將處于第一狀態(tài)和第二狀態(tài)中的任一狀態(tài)的導電性部件設置在所述處理容器內(nèi)，所述第一狀態(tài)是為了使向所述第一電極供給的來自所述直流電源的直流電流通過等離子體放出、根據(jù)來自整體控制裝置的指令而被接地的狀態(tài)，所述第二狀態(tài)是從所述直流電源施加直流電壓以對其表面進行濺射或蝕刻的狀態(tài)，還包括連接切換機構(gòu)，該連接切換機構(gòu)能夠在所述直流電源的負極與所述第一電極連接、且所述導電性部件與接地線路連接的第一連接，和所述直流電源的正極與所述第一電極連接、所述直流電源的負極與所述導電性部件連接的第二連接之間進行切換，通過該切換，能夠分別形成所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)。
107.如權(quán)利要求106所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述第一狀態(tài)在等離子體蝕刻時形成，所述第二狀態(tài)在所述導電性部件的清理時形成。
108.一種等離子體處理方法，其特征在于在處理容器內(nèi)，將第一電極和支承被處理基板的第二電極相對配置，一邊向所述第一電極施加頻率相對較高的第一高頻電力、并向所述第二電極施加頻率相對較低的第二高頻電力，一邊向所述處理容器內(nèi)供給處理氣體，以生成該處理氣體的等離子體，對被支承在所述第二電極上的被處理基板進行等離子體處理，其具有向所述第一電極施加直流電壓的工序；和一邊向所述第一電極施加直流電壓，一邊對所述被處理基板進行等離子體處理的工序。
109.如權(quán)利要求108所述的等離子體處理方法，其特征在于，所述第一電極為上部電極，所述第二電極為下部電極。
110.如權(quán)利要求108所述的等離子體處理方法，其特征在于，所述直流電壓為絕對值大于由向所述第一電極施加的第一高頻電力在該第一電極的表面產(chǎn)生的自偏壓的負電壓。
111.如權(quán)利要求108所述的等離子體處理方法，其特征在于，向所述第一電極施加的第一高頻電力的頻率為13.56～60MHz，向所述下部電極施加的第二高頻電力的頻率為300kHz～13.56MHz以下。
112.如權(quán)利要求108所述的等離子體處理方法，其特征在于，所述處理氣體為包含碳氟化合物的氣體。
113.如權(quán)利要求112所述的等離子體處理方法，其特征在于，所述包含碳氟化合物的氣體至少包含C4F8。
114.如權(quán)利要求113所述的等離子體處理方法，其特征在于，在所述包含碳氟化合物的氣體中還包含不活潑氣體。
115.如權(quán)利要求108所述的等離子體處理方法，其特征在于，在對被支承在所述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進行蝕刻時，所述絕緣膜為有機類絕緣膜。
116.如權(quán)利要求115所述的等離子體處理方法，其特征在于，所述有機類絕緣膜為SiOC類膜。
117.如權(quán)利要求116所述的等離子體處理方法，其特征在于，所述SiOC類膜的底膜由碳化硅(SiC)形成。
118.如權(quán)利要求108所述的等離子體處理方法，其特征在于，所述直流電壓的絕對值為1500V以下。
119.如權(quán)利要求108所述的等離子體處理方法，其特征在于，處理壓力為1.3～26.7Pa。
120.如權(quán)利要求108所述的等離子體處理方法，其特征在于，向所述第一電極施加的第一高頻電力為3000W以下。
121.如權(quán)利要求108所述的等離子體處理方法，其特征在于，向所述第二電極施加的第二高頻電力為100～5000W。
122.如權(quán)利要求108所述的等離子體處理方法，其特征在于，對被支承在所述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進行蝕刻時，所述處理氣體為C4F8、N2和Ar的混合氣體，其流量比為C4F8/N2/Ar＝4～20/100～500/500～1500mL/min。
123.如權(quán)利要求108所述的等離子體處理方法，其特征在于，在對被支承在所述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進行蝕刻時，應用于過蝕刻階段。
124.如權(quán)利要求108所述的等離子體處理方法，其特征在于，在對被支承在所述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進行蝕刻時，為了增大所述絕緣膜與底膜的選擇比，使用C5F8、Ar、N2的組合作為所述處理氣體。
125.如權(quán)利要求108所述的等離子體處理方法，其特征在于，在對被支承在所述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進行蝕刻時，為了增大所述絕緣膜與掩模的選擇比，使用CF4、或C4F8、CF4、Ar、N2、O2中的任一種組合作為所述處理氣體。
126.如權(quán)利要求108所述的等離子體處理方法，其特征在于，在對被支承在所述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進行蝕刻時，為了增大所述絕緣膜的蝕刻速度，使用C4F6、CF4、Ar、O2、或C4F6、C3F8、Ar、O2、或C4F6、CH2F2、Ar、O2中的任一種組合作為所述處理氣體。
127.一種等離子體處理方法，其特征在于在處理容器內(nèi)，將第一電極和支承被處理基板的第二電極相對配置，一邊向被分割為內(nèi)側(cè)電極和外側(cè)電極的所述第一電極施加頻率相對較高的第一高頻電力、并向所述第二電極施加頻率相對較低的第二高頻電力，一邊向所述處理容器內(nèi)供給處理氣體，以生成該處理氣體的等離子體，對被支承在所述第二電極上的被處理基板進行等離子體處理，其具有向所述內(nèi)側(cè)電極和所述外側(cè)電極中的至少一方施加直流電壓的工序；和一邊向所述第一電極施加直流電壓，一邊對所述被處理基板進行等離子體處理的工序。
128.如權(quán)利要求127所述的等離子體處理方法，其特征在于，在對被支承在所述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進行蝕刻時，為了增大所述絕緣膜與底膜的選擇比，使用C5F8、Ar、N2的組合作為所述處理氣體。
129.如權(quán)利要求127所述的等離子體處理方法，其特征在于，在對被支承在所述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進行蝕刻時，為了增大所述絕緣膜與掩模的選擇比，使用CF4、或C4F8、CF4、Ar、N2、O2中的任一種的組合作為所述處理氣體。
130.如權(quán)利要求127所述的等離子體處理方法，其特征在于，在對被支承在所述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進行蝕刻時，為了增大所述絕緣膜的蝕刻速度，使用C4F6、CF4、Ar、O2、或C4F6、C3F8、Ar、O2、或C4F6、CH2F2、Ar、O2中的任一種組合作為所述處理氣體。
131.一種計算機可讀取的存儲介質(zhì)，存儲有在計算機上運行的控制程序，其特征在于，所述控制程序在運行時，控制等離子體處理裝置，進行權(quán)利要求108～126中任一項所述的等離子體處理方法。
132.一種計算機可讀取的存儲介質(zhì)，存儲有在計算機上運行的控制程序，其特征在于，所述控制程序在運行時，控制等離子體處理裝置，進行權(quán)利要求127～130中任一項所述的等離子體處理方法。
133.一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括收容被處理基板，能夠進行真空排氣的處理容器；在處理容器內(nèi)相對配置的第一電極和支承被處理基板的第二電極；向所述第二電極施加頻率相對較高的第一高頻電力的第一高頻電力施加單元；向所述第二電極施加頻率相對較低的第二高頻電力的第二高頻電力施加單元；向所述第一電極施加直流電壓的直流電源；和向所述處理容器內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元。
134.如權(quán)利要求133所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述直流電源向所述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個均可變。
135.如權(quán)利要求134所述的等離子體處理裝置，其特征在于，還包括控制從所述直流電源向所述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個的控制裝置。
136.如權(quán)利要求135所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述控制裝置控制可否從所述直流電源向所述第一電極施加直流電壓。
137.如權(quán)利要求135所述的等離子體處理裝置，其特征在于，還包括對生成的等離子體的狀態(tài)進行檢測的檢測器，根據(jù)該檢測器的信息，所述控制裝置控制從所述直流電源向所述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個。
138.如權(quán)利要求133所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述第一電極為上部電極，所述第二電極為下部電極。
139.如權(quán)利要求138所述的等離子體處理裝置，其特征在于，向所述第二電極施加的第一高頻電力的頻率為27MHz以上。
140.如權(quán)利要求139所述的等離子體處理裝置，其特征在于，向所述第二電極施加的第一高頻電力的頻率為40MHz以上。
141.如權(quán)利要求138所述的等離子體處理裝置，其特征在于，向所述第二電極施加的第二高頻電力的頻率為13.56MHz以下。
142.如權(quán)利要求133所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述直流電源施加-2000～+1000V范圍的電壓。
143.如權(quán)利要求133所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述第一電極的與所述第二電極相對的面由含硅的物質(zhì)形成。
144.如權(quán)利要求133所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述第一電極相對于接地電位為直流浮動狀態(tài)。
145.如權(quán)利要求144所述的等離子體處理裝置，其特征在于，具有能夠?qū)⑺龅谝浑姌O改變?yōu)楦訝顟B(tài)或接地狀態(tài)的可變裝置，根據(jù)來自整體控制裝置的指令，當向所述第一電極施加直流電壓時，所述可變裝置使所述第一電極相對于接地電位成為浮動狀態(tài)，當不向所述第一電極施加直流電壓時，所述可變裝置使所述第一電極相對于接地電位成為浮動狀態(tài)或接地狀態(tài)中的任一個。
146.如權(quán)利要求133所述的等離子體處理裝置，其特征在于，為了使由向所述第一電極施加的來自所述直流電源的直流電壓產(chǎn)生的電流通過等離子體放出，在所述處理容器內(nèi)設置有總是接地的導電性部件。
147.如權(quán)利要求146所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述第一電極為上部電極，所述第二電極為下部電極，所述導電性部件設置在所述第二電極的周圍。
148.如權(quán)利要求146所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述第一電極為上部電極，所述第二電極為下部電極，所述導電性部件配置在所述第一電極的附近。
149.如權(quán)利要求148所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述導電性部件呈環(huán)狀配置在所述第一電極的外側(cè)。
150.如權(quán)利要求146所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述導電性部件具有用于防止等離子體處理時的飛濺物附著的凹部。
151.如權(quán)利要求146所述的等離子體處理裝置，其特征在于，具有覆蓋所述導電性部件的一部分的保護板，通過使所述保護板相對于所述導電性部件相對移動的驅(qū)動機構(gòu)，所述導電性部件在等離子體中露出的部分發(fā)生變化。
152.如權(quán)利要求146所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述導電性部件為一部分在等離子體中露出的圓柱形狀，通過使所述導電性部件以圓柱的軸為中心轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機構(gòu)，所述導電性部件在等離子體中露出的部分發(fā)生變化。
153.如權(quán)利要求146所述的等離子體處理裝置，其特征在于，包括覆蓋所述導電性部件的一部分、并且具有用等離子體進行蝕刻而得到的材質(zhì)的臺階形狀的保護膜，通過蝕刻所述保護膜，所述導電性部件在等離子體中露出的部分發(fā)生變化。
154.如權(quán)利要求133所述的等離子體處理裝置，其特征在于，為了使由向所述第一電極施加的來自所述直流電源的直流電壓產(chǎn)生的電流通過等離子體放出，在所述處理容器內(nèi)設置有根據(jù)來自整體控制裝置的指令而被接地的導電性部件。
155.如權(quán)利要求154所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述第一電極為上部電極，所述第二電極為下部電極，所述導電性部件設置在所述第二電極的周圍。
156.如權(quán)利要求154所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述第一電極為上部電極，所述第二電極為下部電極，所述導電性部件配置在所述第一電極的附近。
157.如權(quán)利要求156所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述導電性部件呈環(huán)狀配置在所述第一電極的外側(cè)。
158.如權(quán)利要求154所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述導電性部件具有用于防止等離子體處理時的飛濺物附著的凹部。
159.如權(quán)利要求154所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述導電性部件在等離子體蝕刻時被接地。
160.如權(quán)利要求154所述的等離子體處理裝置，其特征在于，能夠向所述導電性部件施加直流電壓或交流電壓，根據(jù)來自整體控制裝置的指令，施加直流電壓或交流電壓，由此對其表面進行濺射或蝕刻。
161.如權(quán)利要求160所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述導電性部件在清理時被施加直流電壓或交流電壓。
162.如權(quán)利要求160所述的等離子體處理裝置，其特征在于，還包括將所述導電性部件的連接切換至所述直流電源側(cè)或接地線路側(cè)的切換機構(gòu)，當利用所述切換機構(gòu)將所述導電性部件與所述直流電源側(cè)連接時，從所述直流電源向所述導電性部件施加直流電壓或交流電壓，由此對其表面進行濺射或蝕刻。
163.如權(quán)利要求160所述的等離子體處理裝置，其特征在于，能夠向所述導電性部件施加負的直流電壓。
164.如權(quán)利要求163所述的等離子體處理裝置，其特征在于，為了將在向所述導電性部件施加負的直流電壓時流入所述處理容器內(nèi)的直流電子電流排出，在所述處理容器內(nèi)設置有接地的導電性輔助部件。
165.如權(quán)利要求164所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述第一電極為上部電極，所述第二電極為下部電極，所述導電性部件配置在所述第一電極的附近，所述導電性輔助部件設置在所述第二電極的周圍。
166.如權(quán)利要求133所述的等離子體處理裝置，其特征在于，將處于第一狀態(tài)和第二狀態(tài)中的任一狀態(tài)的導電性部件設置在所述處理容器內(nèi)，所述第一狀態(tài)是為了使向所述第一電極供給的來自所述直流電源的直流電流通過等離子體放出、根據(jù)來自整體控制裝置的指令而被接地的狀態(tài)，所述第二狀態(tài)是從所述直流電源施加直流電壓以對其表面進行濺射或蝕刻的狀態(tài)，還包括連接切換機構(gòu)，該連接切換機構(gòu)能夠在所述直流電源的負極與所述第一電極連接、且所述導電性部件與接地線路連接的第一連接，和所述直流電源的正極與所述第一電極連接、所述直流電源的負極與所述導電性部件連接的第二連接之間進行切換，通過該切換，能夠分別形成所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)。
167.如權(quán)利要求166所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述第一狀態(tài)在等離子體蝕刻時形成，所述第二狀態(tài)在所述導電性部件的清理時形成。
168.一種等離子體處理方法，其特征在于在處理容器內(nèi)，將第一電極和支承被處理基板的第二電極相對配置，一邊向所述第二電極施加頻率相對較高的第一高頻電力和頻率相對較低的第二高頻電力，一邊向所述處理容器內(nèi)供給處理氣體，以生成該處理氣體的等離子體，對被支承在所述第二電極上的被處理基板進行等離子體處理，其具有向所述第一電極施加直流電壓的工序；和一邊向所述第一電極施加直流電壓，一邊對所述被處理基板進行等離子體處理的工序。
169.如權(quán)利要求168所述的等離子體處理方法，其特征在于，向所述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個均可變。
170.如權(quán)利要求169所述的等離子體處理方法，其特征在于，控制向所述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個。
171.如權(quán)利要求170所述的等離子體處理方法，其特征在于，控制可否向所述第一電極施加直流電壓。
172.如權(quán)利要求170所述的等離子體處理方法，其特征在于，對生成的等離子體的狀態(tài)進行檢測，根據(jù)該檢測信息，控制向所述第一電極的施加電壓、施加電流和施加電力中的任一個。
173.如權(quán)利要求168所述的等離子體處理方法，其特征在于，所述第一電極相對于接地電位為直流浮動狀態(tài)。
174.如權(quán)利要求173所述的等離子體處理方法，其特征在于，所述第一電極能夠改變?yōu)楦訝顟B(tài)或接地狀態(tài)，根據(jù)來自整體控制裝置的指令，當向所述第一電極施加直流電壓時，使所述第一電極相對于接地電位成為浮動狀態(tài)，當不向所述第一電極施加直流電壓時，使所述第一電極相對于接地電位成為浮動狀態(tài)或接地狀態(tài)中的任一個。
175.如權(quán)利要求168所述的等離子體處理方法，其特征在于，在所述處理容器內(nèi)設置有總是接地的導電性部件，使由向所述第一電極施加的直流電壓產(chǎn)生的電流通過等離子體放出。
176.如權(quán)利要求168所述的等離子體處理方法，其特征在于，在所述處理容器內(nèi)設置有根據(jù)來自整體控制裝置的指令而被接地的導電性部件，使由向所述第一電極施加的直流電壓產(chǎn)生的電流通過等離子體放出。
177.如權(quán)利要求176所述的等離子體處理方法，其特征在于，所述導電性部件在等離子體蝕刻時被接地。
178.如權(quán)利要求176所述的等離子體處理方法，其特征在于，能夠向所述導電性部件施加直流電壓或交流電壓，根據(jù)來自整體控制裝置的指令，施加直流電壓或交流電壓，由此對其表面進行濺射或蝕刻。
179.如權(quán)利要求178所述的等離子體處理方法，其特征在于，所述導電性部件在清理時被施加直流電壓或交流電壓。
180.如權(quán)利要求178所述的等離子體處理方法，其特征在于，還包括將所述導電性部件的連接切換至施加直流電壓的直流電源側(cè)或接地線路側(cè)的切換機構(gòu)，當利用所述切換機構(gòu)將所述導電性部件與所述直流電源側(cè)連接時，從所述直流電流向所述導電性部件施加直流電壓或交流電壓，由此對其表面進行濺射或蝕刻。
181.如權(quán)利要求178所述的等離子體處理方法，其特征在于，能夠向所述導電性部件施加負的直流電壓。
182.如權(quán)利要求181所述的等離子體處理方法，其特征在于，為了將在向所述導電性部件施加負的直流電壓時流入所述處理容器內(nèi)的直流電子電流排出，在所述處理容器內(nèi)設置有接地的導電性輔助部件。
183.如權(quán)利要求168所述的等離子體處理方法，其特征在于，在對被支承在所述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進行蝕刻時，為了增大所述絕緣膜與底膜的選擇比，使用C5F8、Ar、N2、或C4F8、Ar、N2、或C4F8、Ar、N2、O2、或C4F8、Ar、N2、CO中的任一種組合作為所述處理氣體。
184.如權(quán)利要求168所述的等離子體處理方法，其特征在于，在對被支承在所述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進行蝕刻時，為了增大所述絕緣膜與掩模的選擇比，使用CF4、或CF4、Ar、或N2、H2中的任一種組合作為所述處理氣體。
185.如權(quán)利要求168所述的等離子體處理方法，其特征在于，在對被支承在所述第二電極上的被處理基板的絕緣膜上的有機反射防止膜進行蝕刻時，使用CF4、或CF4、C3F8、或CF4、C4F8、或CF4、C4F6中的任一種組合作為所述處理氣體。
186.如權(quán)利要求168所述的等離子體處理方法，其特征在于，在對被支承在所述第二電極上的被處理基板的絕緣膜進行蝕刻時，為了增大所述絕緣膜的蝕刻速度，使用C4F6、CF4、Ar、O2、或C4F6、C3F8、Ar、O2、或C4F6、C4F8、Ar、O2、或C4F6、C2F6、Ar、O2、或C4F8、Ar、O2、或C4F8、Ar、O2中的任一種組合作為所述處理氣體。
187.一種計算機可讀取的存儲介質(zhì)，存儲有在計算機上運行的控制程序，其特征在于，所述控制程序在運行時，控制等離子體處理裝置，進行權(quán)利要求168～186中任一項所述的等離子體處理方法。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在上部電極(34)和下部電極(16)之間生成處理氣體的等離子體、對晶片(W)進行等離子體蝕刻的等離子體蝕刻裝置，該等離子體蝕刻裝置還包括向上部電極(34)施加直流電壓的可變直流電源(50)，其施加直流電壓，使得上部電極(34)表面的自偏壓V
文檔編號H01L21/3065GK1973363SQ200580020518
公開日2007年5月30日 申請日期2005年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月21日
發(fā)明者輿石公, 杉本勝, 日向邦彥, 小林典之, 輿水地鹽, 大谷龍二, 吉備和雄, 齊藤昌司, 松本直樹, 大矢欣伸, 巖田學, 矢野大介, 山澤陽平, 花岡秀敏, 速水利泰, 山崎廣樹, 佐藤學 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社