TW201843732A - 電漿處理裝置及電漿處理方法 - Google Patents

Abstract

本發明的課題，係提供提升處理的良率的電漿處理裝置或電漿處理方法。 　　本發明的解決手段是一種電漿處理裝置或方法，係對配置於真空容器內部的處理室內，透過氣體供給單元供給所定流量的處理用氣體，並利用包含使用以各種不同條件供給之前述處理用氣體，於處理室內形成電漿之複數處理步驟的工程，來對被配置於前述處理室內的試料台上所載置之晶圓進行處理，其中，前述工程，係具備在前述前後兩個處理步驟之間對前述處理室內供給稀有氣體的轉移步驟；該轉移步驟，係包含前述稀有氣體以其壓力成為與前述前處理步驟中所用之前述處理用氣體的條件相等之方式被調節且供給的第1轉移步驟，與在該第1轉移步驟之後，前述稀有氣體以其壓力與流量成為與前述後處理步驟中所用之前述處理用氣體的條件相等之方式被調節且供給的第2轉移步驟。

Description

電漿處理裝置及電漿處理方法

[0001] 本發明係關於配置於真空容器內部的處理室內之半導體晶圓等的基板狀的試料，藉由形成於處理室內的電漿進行處理的電漿處理裝置及電漿處理方法，又關於使用切換具有不同組成之複數種類的處理用氣體，並供給至處理室內所形成的電漿，來處理試料的電漿處理裝置及電漿處理方法。

[0002] 近年來的半導體元件因為細微化，蝕刻的精度從nm級逐漸轉移成Å級。該Å級之蝕刻處理的控制是重要的課題。 　　[0003] 對於一般於蝕刻工程中為了提升蝕刻的控制性來說，需要藉由縮短有助於連續放電時的蝕刻之步驟時間，謀求控制性的提升。作為本來之連續放電時的課題，再現性及機器差異成為問題。 　　[0004] 先前的電漿處理裝置，係為了抑制該等連續放電時的課題即再現性及機器差異，對於不同步驟間的放電持續之步驟轉移時，不同蝕刻氣體混合存在所致之影響，採用使用惰性氣體的轉移步驟來加以抑制。作為此種先前技術，公知日本特開2007-287924號公報(專利文獻1)所記載者。 　　[0005] 本先前技術，係揭示使用於真空處理室內形成電漿來進行的複數處理步驟，對配置於該處理室內的試料進行處理者，在個別之壓力及處理用氣體的種類等條件不同的處理步驟之間，配置供給電漿的放電可持續的惰性氣體，例如Ar氣體的轉移步驟的技術。進而，在本先前技術，揭示於轉移步驟中，將當初真空處理室內的壓力調整成前處理步驟者之後，讓後處理步驟的壓力順利地變化。 　　又，如日本特開2008-91651號公報(專利文獻2)所記載般，公知有具備連接於被供給至處理室之處理用氣體的供給用的氣體線，並分歧而排氣至處理室用的排氣泵的氣體線，藉由閥的動作，切換對該等氣體線知處理用氣體的流通，調節對處理室內之處理用氣體的供給者。 [先前技術文獻] [專利文獻] 　　[0006] 　　[專利文獻1] 日本特開2007-287924號公報 　　[專利文獻2] 日本特開2008-91651號公報

[發明所欲解決之課題] 　　[0007] 前述先前技術，因關於以下觀點考慮不夠充分，故產生了問題。 　　[0008] 亦即，前述的專利文獻1係在使用惰性氣體的轉移步驟的開始時，進行利用1個流量控制器以調整成前處理步驟之壓力之方式調節惰性氣體的流量之後，利用該流量控制器進行流量變更，以調整成下個步驟的壓力條件。此時利用1個流量控制器進行流量變更，故根據其流量變更與之後的配管內部的壓力制定時間需要時間，轉移步驟的短時間化是一個課題。 　　[0009] 又，即使於實際製程步驟中，將同流量、同氣體種類的流量控制器利用於流量變更時，有切換時間被流量變更時間限制速率的課題。此外，對於為了進行切換來說，需要準備兩個同流量、同氣體種類的流量控制器，也有其狀況導致製作成本提升與其流量控制器的安裝空間的確保的課題。 　　[0010] 又，先前技術係具有讓氣體流量及氣體壓力有高再現性，高速且順暢地用以將氣體排氣至處理室導入用的氣體線與乾式泵的氣體線，並進行利用閥切換其之處理用氣體的高速控制，但是，此係在氣體供給單元內，為了進行切換而使用複數氣體種類時，從在一度為了排氣至乾式泵的氣體線中混合氣體之狀態切換至處理室導入用的氣體線時，會再次混合氣體，故此時會生壓力變動而有其制定需要時間的課題。 　　[0011] 又，為了抑制閥開閉時的回應性偏差0.1s，有先關閉利用乾式泵排氣之側的氣體線閥的方法，但是，閥的開閉速度係依存於連結電磁閥與閥之氣管的長度與粗細度，在實際的裝置安裝條件中為較久者，也有需要接近0.2s者，在先前技術中，並未考慮到閥開閉時間裝置的通訊時間，該通訊時間有0.1s~0.2s程度的指示延遲偏差。因此，考慮該程度的餘裕的話，必須在0.5s以上之前關閉閥，而引起在此時的積體區塊內的壓力上升的壓力變動成為課題。 　　[0012] 又，在0.5s以上之前關閉閥之狀況中，事先需要下次流通之氣體的流量控制器的上升時間1s與其氣體線的壓力制定時間1s程度。因此，需要在切換前的2.5s以上之前開始流通氣體，用以實現2s以下的短時間切換成為課題。 　　[0013] 又，為了解決閥的開閉時間的問題，使用將電磁閥直接安裝於閥之類型的高速切換用的閥的話，可在15ms程度時間中切換，但是，除了將電磁閥直接安裝於閥之部分的氣體供給單元內的佔有空間變大之外，伴隨此之每個閥單位的成本提高成為課題。 　　[0014] 又，於先前技術中，為了從氣體供給單元到反應室為止之處理室導入用氣體線的配管內的流量成為恆常狀態為止的回應性提升，需要縮短其配管長度。雖然藉由使其氣體供給單元本體接近反應室來進行，但是，使裝置中體積也比較大的氣體供給單元本體接近反應室來說，有空間上的限制大，為了安裝而需要1m程度的配管長度的課題。 　　[0015] 又，作為先前技術，進行處理用氣體的高速控制時，利用切換氣體來高速控制的處理用氣體流量與附隨於其之反應室壓力以外的控制參數的再現性及機器差異成為問題。作為此種控制的參數，有電漿產生用的微波電力的匹配、線圈電流、晶圓偏壓的匹配。又，於步驟時間內，有各控制參數的瞬間回應時間，因為該部分無法控制，故成為產生再現性的惡化及機器差異的要因。 　　[0016] 微波電力的整合時間，在先前技術中，最大為0.2s，線圈電流的穩定時間最大為2s，晶圓偏壓的匹配為0.5s。另一方面，藉由處理用氣體的高速控制，短時間化步驟時間的話，其瞬間回應時間所佔整體的比例會增大。在該瞬間回應時間的處理波及處理結果的影響難以調節，結果，會有處理的良率降低的問題。進而，有此種在瞬間回應的期間之處理的再現性低，各裝置的差(機器差異)變大的問題。針對此種問題，在前述先前技術中並未考慮。 　　[0017] 本發明的目的，係提供提升處理的良率的電漿處理裝置或電漿處理方法。 [用以解決課題之手段] 　　[0018] 前述目的，係藉由一種電漿處理裝置或方法來達成，該電漿處理裝置或方法，係對配置於真空容器內部的處理室內，透過氣體供給單元供給所定流量的處理用氣體，並利用包含使用以各種不同條件供給之前述處理用氣體，於處理室內形成電漿之複數處理步驟的工程，來對被配置於前述處理室內的試料台上所載置之晶圓進行處理，其中，前述工程，係具備在前述前後兩個處理步驟之間對前述處理室內供給稀有氣體的轉移步驟；該轉移步驟，係包含前述稀有氣體以其壓力成為與前述前處理步驟中所用之前述處理用氣體的條件相等之方式被調節且供給的第1轉移步驟，與在該第1轉移步驟之後，前述稀有氣體以其壓力與流量成為與前述後處理步驟中所用之前述處理用氣體的條件相等之方式被調節且供給的第2轉移步驟。 [發明的效果] 　　[0019] 依據本發明，可減低短時間步驟時之課題即製程性能的再現性惡化及機器差異，可實現短時間步驟。

[0021] 以下，針對本發明的實施形態，使用圖面來進行說明。 　　[0022] 於以下的實施例中，揭示具有連接真空排氣裝置，藉由可對內部減壓的介電體窗與真空容器密閉的處理室、可載置被處理材的基板電極、對向於基板電極所具備的噴淋板、對處理室內供給處理用氣體的氣體供給單元、用以從該介電體窗導入用於產生電漿之電磁波的高頻導入手段、及形成用以產生該電漿之磁場的手段的電漿處理裝置，其中，於從氣體供給單元經由噴淋板，對減壓處理室供給處理用氣體的第1氣體供給線上，具備與氣體供給單元不同的氣體切換機構的電漿處理裝置與其所致之處理工程。 　　[0023] 本實施例的氣體切換機構，係藉由連接於兩個連結氣體導入線與粗抽排氣線的兩個廢棄氣體線、用以切換該等的9個閥、反應室導入線、測定壓力的壓力計、用以測定兩個廢棄氣體線之壓力的兩個壓力計、將反應室導入線與廢棄氣體線的壓力控制成相同的兩個壓力控制器所構築。使用該機構，在各條件開始以前，一邊於廢棄氣體線事先流通氣體，並使其成為恆定流，一邊將廢棄氣體線的壓力以成為與反應室導入氣體線的壓力相同之方式進行調節，藉此可無變動地順利聯繫切換。 　　[0024] 又，藉由除氣體供給單元外另具備氣體切換機構，可不被氣體供給單元內的空間束縛，可使用將電磁閥安裝於閥之高速切換用的閥。又，藉由使用高速切換用的閥，不需要考慮閥的回應延遲，而錯開開閉的切換時機，可實現切換步驟的短時間化。 　　[0025] 又，利用高速切換時使用惰性氣體的轉移步驟及轉移步驟用之追加的流量控制器，一定可進行氣體切換，所以，即使在處理步驟中使用同氣體種類同氣體流量之狀況中，也不需要進行流量變更的對應，可實現處理步驟的短時間化，或者於氣體供給單元內不需要具備兩個同氣體種類、同流量的流量控制器，所以，可抑制產品成本。 　　[0026] 此外，因為氣體供給單元內為如先前般的動作，不需要將氣體供給單元內的閥置換成昂貴之高速切換用的閥，又，僅氣體切換機構部使用高速切換用閥即可，所以，可抑制產品成本。 　　[0027] 又，藉由也於氣體供給單元的下游側配置氣體切換單元，即使於使用複數氣體種類之狀況中，也可在混合複數氣體之狀態下成為恆定流之後，進行氣體切換，故不需要如先前技術般，在氣體切換時再次混合氣體，可抑制在此時發生於處理用氣體配管內的壓力變動。 　　[0028] 作為實際之處理步驟的運用，在處理步驟A與處理步驟B之間使用轉移步驟。將該轉移步驟分成前半與後半，在前半的轉移步驟1中，維持前處理步驟條件A的微波電力、線圈電流、處理室壓力，晶圓偏壓電力成為OFF，將氣體流量切換成相當於同流量的氬或惰性氣體。接著，在後半的轉移步驟2中，一邊將晶圓偏壓電力維持為OFF，一邊切換成下個處理步驟條件B的微波電力、線圈電量、處理壓力條件，並且切換成相當於與處理步驟條件B之氣體同流量的Ar或惰性氣體。藉由在轉移步驟內切換微波電力、線圈電流、處理室壓力、氣體流量，可減低微波電力的匹配時間、線圈電流的制定時間、該等瞬間回應時間所導致之再現性及機器差異的影響。又，藉由針對晶圓偏壓用匹配電路的匹配值，在OFF狀態時事先調整成下個處理步驟的匹配值，來抑制瞬間回應。 　　[0029] 可減先前技術之課題即製程性能的再現性惡化及機器差異，可實現短時間步驟。 [實施例1] 　　[0030] 以下，針對本發明的實施例，使用圖1來進行說明。圖1係揭示關於本發明的實施例之電漿處理裝置的圖，尤其在本實施例中，是進行微波ECR(Electron Cyclotron Resonance)蝕刻的電漿處理裝置。 　　[0031] 圖1係揭示關於本發明的實施例之電漿處理裝置的構造概略的縱剖面圖。於此圖中，本發明的實施例之電漿處理裝置，係具備於內部具備配置有載置保持基板狀之處理對象的試料即晶圓11的試料台10，形成電漿而對晶圓11進行處理之處理室4的真空容器1、配置於其下方，具備對處理室4內部進行排氣之渦輪分子泵20的排氣裝置部、及在真空容器1外部包圍處理室4的上方及其周圍所配置，產生被供給至處理室4內之電漿形成用的電場或磁場的電漿形成部，且進行對晶圓11進行蝕刻處理，製造半導體裝置的工程的半導體製造裝置。 　　[0032] 本實施例之電漿處理裝置的真空容器1，係具備具有圓筒形或可當作圓筒形之近似程度形狀的該圓筒形的側壁，與可開閉地配置於其上方的蓋子構件，且具有圓板形狀，可透射電場或磁場的介電體所構成的介電體窗3(例如石英製)。介電體窗3與側壁的上端部，係在該等之間挾持O環等的密封構件所連接，在連接介電體窗3之狀態下，氣密地封止且保持真空容器1內部的處理室4內外，真空容器1構成為介電體窗3作為構成其上部的一構件。 　　[0033] 於介電體窗3的下方，配置有構成該真空容器1內部之處理室4的天板面，配置複數個之用以對處理室4內從上方供給處理用氣體的貫通孔之具有圓板形狀的介電體製(例如，包含石英、或氧化釔等的陶瓷的材料製)之板構件的噴淋板2。在噴淋板2與介電體窗3之間，配置有供給從貫通孔被供給至處理室4內的處理用氣體，擴散、分散而充滿的緩衝用空間。 　　[0034] 該緩衝用的空間的內部係與對電漿處理裝置供給處理用氣體的氣體供給單元16連結，從該氣體供給單元16供給之蝕刻處理用的氣體，透過包含連接於真空容器1之氣體供給管的蝕刻氣體供給線22，流通於內部。又，在從氣體供給單元16經由噴淋板2對減壓處理室供給處理用氣體的蝕刻氣體供給線22與反應室導入氣體線25之間，具備有氣體切換單元100。於真空容器1的下方，配置有可變導流閥18與渦輪分子泵20與乾式泵19，透過配置於真空容器1內之處理室4的底面的真空排氣口5，連通於處理室4。 　　[0035] 為了用以產生電漿的電力傳輸至處理室4，於介電體窗3的上方，作為放射電磁波的高頻導入手段，配置導波管6(或天線)。 　　[0036] 導波管6係於延伸存在於其上下方向之導波管6的圓筒形之管狀部分，與於上端部中延伸於水平方向之剖面矩形狀的管狀部分的一端部連結而改變朝向，進而，於剖面矩形狀的管狀部分的另一端側，配置有用以振盪並形成被傳輸至導波管6內的電磁波的電磁波產生用電源8。該電磁波的頻率雖未特別限定，在本實施例中，使用2.45GHz的微波。 　　[0037] 於處理室4的外周部，且為介電體窗3的上方及真空容器1之圓筒狀部分的側壁的外周側，配置形成磁場的磁場產生線圈9，從電磁波產生用電源8振盪，透過導波管6及空腔共振器7、介電體窗3、噴淋板2，導入至處理室4內的電場，係藉由與供給直流電流，利用磁場產生線圈9形成，被導入至處理室4內的磁場的相互作用，激發蝕刻氣體的粒子，於處理室4內之噴淋板2的下方的空間，產生電漿。又，在本實施例中，於處理室4內的下部，且為噴淋板2的下方，配置有與其下面對向配置的試料台10。 　　[0038] 試料台10係在本實施例中，構成為具有大略圓筒形狀，於其上面，且為載置處理對象的晶圓11之面，配置有藉由熱熔射所形成的介電體製的膜(省略圖示)，於配置於其介電體的膜內部之膜狀的至少一個電極，透過高頻濾波器14，連接直流電源15，可供給直流電力。進而，於試料台10的內部，配置圓板形狀之導體製的基材，透過匹配電路12連接高頻電源13。 　　[0039] 再者，本實施例的電漿處理裝置，係具備可與前述真空容器1、排氣裝置部、構成電漿形成部的部分、氣體切換單元100、匹配電路12、高頻電源13等的部分進行訊號的發送接收地連接之未圖示的控制部。在本實施例的電漿處理裝置中，於以下所說明之對晶圓11進行蝕刻處理的工程中，讀取出被記錄於控制部內的硬碟或CD-ROM、RAM又或ROM等之記憶裝置內的軟體，依據記載於其的運算規則，藉由半導體製的微處理器等之運算器的動作所計算出的指令訊號，被發送至各部分，並調節該等動作，實施晶圓11的蝕刻處理。控制部係可通訊地連接用以與此種記憶裝置、運算器進行發送接收的介面的單元，由1或複數裝置構成亦可。 　　[0040] 於此種電漿處理裝置中，層積了包含使用樹脂材之遮罩層的複數膜層的膜構造，預先形成於上面的晶圓11，係在未處理在該膜構造的處理對象的膜層之未處理的狀態下，被搬送至處理室4內部，且被保持於試料台10上面上，使用形成於該處理室4內的電漿，對處理對象的膜層進行蝕刻處理。更詳細來說，未處理的晶圓11係被搬送於未圖示之與真空容器1的側壁連結且被減壓之搬送室的內部，配置機械臂等的搬送手段之真空搬送容器的該搬送室，通過配置於真空容器1側壁之貫通孔即閘內部，被搬入至處理室4內。 　　[0041] 被保持於搬送手段上之未處理的晶圓11，係被載置於試料台10內所配置之突出於試料台10上面上方的複數銷上端上而進行交付。在機械臂等的搬送手段從處理室4搬出，未圖示的閘閥氣密關閉閘之狀態下，銷降下並收納於試料台10內部，被交付至試料台10上面的晶圓11，利用從直流電源15施加之直流電壓的靜電力，被吸附於試料台10上的面上。 　　[0042] 接著，所定處理用氣體即蝕刻氣體從氣體供給單元16被供給至處理室4內，對利用壓力計17檢測出處理室4內部的壓力之結果進行反饋，調節可變導流閥18的動作，處理室4內部被調節成適合處理的壓力。在該狀態下，電場及磁場被供給至處理室4內，被供給至試料台10及噴淋板2之間的處理室4內的空間之處理用氣體的原子或分子解離、游離，於處理室4內形成電漿。在形成電漿之狀態下，對試料台10從高頻電源13施加所定頻率的高頻電力，於晶圓11上方形成偏壓電位，因應該偏壓電位與電漿的電位之間的電位差，電漿中的荷電粒子被引誘至晶圓11表面，與晶圓11表面上的膜構造衝突，對處理對象的膜進行蝕刻處理。 　　[0043] 在本實施例的蝕刻處理中，伴隨處理的開始後之時間的經過，切換實施對晶圓11上面上的膜構造之至少1個處理對象的膜層，以不同處理的條件進行蝕刻處理的複數工程。進而，在本例中，在時間的經過上之前述的兩個工程(處理步驟)個別之間，實施至少具有1個處理的條件從前工程的處理者變更成後工程的處理者之轉移用的工程(轉移步驟)之處理的工程。 　　[0044] 此種膜構造的處理進行所定時間，檢測出處理的終點時，停止來自偏壓電位形成用之高頻電源的高頻電力對試料台10內部之圓板形狀的電極的供給，則蝕刻處理停止。之後，靜電力所致之吸附被除電解除。之後，驅動被收納於試料台10內部的複數銷，移動至上方，被載置於複數銷的上端上的晶圓11，從試料台11上面游離且保持於其上方。在該狀態下，閘閥動作，已處理的晶圓11被交付給通過開放的閘再次進入至處理室4內之搬送裝置上面上方，搬送裝置退出至處理室4外而晶圓11被搬出至外部，再次關閉閘。 　　[0045] 接著，針對具有本實施例的電漿處理裝置所具備之氣體切換機構的氣體切換單元100進行說明。 　　[0046] 於本實施例的氣體切換單元100，具備連接氣體供給單元16與真空容器1之間的第1氣體供給線即蝕刻氣體供給線22，與該蝕刻氣體供給線22上所具備之第1閥101及第1閥101。進而，具備從蝕刻氣體供給線22分歧，連接與連接處理室4之排氣用的渦輪分子泵20與配置於自該排氣口之流向的下游側的粗抽用的乾式泵19之間的排氣線21之間的第1廢棄氣體線23、連接第1閥101及氣體供給單元16之間的蝕刻氣體供給線22與第1廢棄氣體線23之間的第1分流線104、及該第1分流線上所具備的第2閥102。 　　[0047] 又進而，配置有從蝕刻氣體供給線22分歧，連接與排氣線21之間所配置的第2廢棄氣體線24、連接第1閥101及氣體供給單元16之間的蝕刻氣體供給線22與第2廢棄氣體線24之間的第2分流線105、及第2分流線105上所具備的第3閥103。第1廢棄氣體線23、第2廢棄氣體線24，係用以將流通於蝕刻氣體供給線22上的處理用氣體，透過乾式泵19，排出至電漿處理裝置外部的線。 　　[0048] 又，氣體切換單元100係具備於轉移步驟中對處理室4內供給氬等的稀有氣體或惰性氣體的第1轉移步驟氣體供給源117、從該第1轉移步驟氣體供給源117供給的第1轉移步驟氣體流通於內部，連接第1轉移步驟氣體供給源117與蝕刻氣體供給線22之間的第2氣體供給線110、及配置於第2氣體供給線110上，調節第1轉移步驟氣體的流量或速度的第1轉移步驟氣體用流量控制器116。第2氣體供給線110係在第1閥101與反應室導入氣體線25之間，連接於蝕刻氣體供給線22。 　　[0049] 進而，具備第2氣體供給線110上所具備的第4閥111、為了將從第2氣體供給線110所供給的第1轉移步驟用氣體排氣至乾式泵19，連接第2氣體供給線110與第1廢棄氣體線23之間的第3分流線114、及該第3分流線114上所具備的第5閥112。更具備為了將從第1轉移步驟氣體供給源117所供給的第1轉移步驟氣體排氣至乾式泵19，連接第2氣體供給線110與第2廢棄氣體線24之間的第4分流線115、及該第4分流線115上所具備的第6閥113。 　　[0050] 又，具備於轉移步驟中對處理室4內供給氬等的稀有氣體或惰性氣體的第2轉移步驟氣體供給源127、從該第2轉移步驟氣體供給源127供給的第2轉移步驟氣體流通於內部，連接第2轉移步驟氣體供給源127與蝕刻氣體供給線22之間的第3氣體供給線120、及配置於第3氣體供給線120上，調節第2轉移步驟氣體的流量或速度的第2轉移步驟氣體用流量控制器126。第3氣體供給線120係在第1閥101與反應室導入氣體線25之間，連接於蝕刻氣體供給線22。 　　[0051] 進而，具備第3氣體供給線120上所具備的第7閥121、為了將從第3氣體供給線120所供給的第2轉移步驟用氣體排氣至乾式泵19，連接第3氣體供給線120與第1廢棄氣體線23之間的第5分流線124、及該第5分流線124上所具備的第8閥122。更具備為了將從第2轉移步驟氣體供給源127所供給的第2轉移步驟氣體排氣至乾式泵19，連接第3氣體供給線120與第2廢棄氣體線24之間的第6分流線125、及該第6分流線125上所具備的第9閥123。 　　[0052] 又，於氣體切換單元100，在前述的氣體線個別上配置有壓力計，於反應室導入氣體線25上配置有反應室導入氣體線用壓力計106，於第1廢棄氣體線23配置有第1廢棄氣體線用壓力計131，於第2廢棄氣體線24配置有第2廢棄氣體線用壓力計141。 　　[0053] 又，於第1廢棄氣體線23上配置有可變導流閥132，於第2廢棄氣體線24上配置有可變導流閥142。該等可變導流閥132、142個別以第1廢棄氣體線用壓力計131、第2廢棄氣體線用壓力計141分別檢測出之值成為與反應室導入氣體線用壓力計106檢測出之值相同值之方式，增減構成其閥的開度所致之線的配管內的流通路徑剖面積及流通路徑之形狀等的流導，進行調節流量及其速度的動作。再者，供給至第1廢棄氣體線23、第2廢棄氣體線24個別的氣體，通過排氣線21而藉由乾式泵19被排出至電漿處理裝置外部。 　　[0054] 接著，針對本實施例的電漿處理裝置所具備的匹配電路12，使用圖2來進行說明。圖2係模式揭示圖1所示實施例具備之匹配電路的構造概略的區塊圖。 　　[0055] 如該圖，本例的匹配電路12係配置於連接高頻電源13與內藏於試料台10之導體製的電極之間的供電路徑上，以接近高頻電源13的順序，電性連接阻抗控制器26、第1匹配用可變元件27、第2匹配用可變元件28所構成。又，匹配電路12係透過阻抗外部指示器29與開關連接。 　　[0056] 該開關係遮斷、連接第1匹配用可變元件27與第2匹配用可變元件28個別與阻抗外部指示器29之間的電性連接。進而，於匹配電路12內也具備在阻抗控制器26與阻抗外部指示器29之間遮斷、連接該等的電性連接的開關。藉由該等開關所致之切換，可切換阻抗控制器26與阻抗外部指示器29。連接於阻抗控制器26時，阻抗控制器26以一邊監視阻抗的偏差，一邊可進行匹配之方式，調節第1匹配用可變元件27與第2匹配用可變元件28。連接於阻抗外部指示器29時，藉由阻抗外部指示器29以成為任意值之方式，調節第1匹配用可變元件27與第2匹配用可變元件28。該開關所致之切換，可在讓高頻電源13成為OFF時進行切換。 　　[0057] 接著，針對本實施例所實施之蝕刻處理的工程，使用圖3、4來進行說明。圖3係揭示圖1所示實施例所實施之蝕刻處理的複數工程個別之條件的一部分的表。圖4係揭示圖3所示工程之動作的流程的圖表。 　　[0058] 如上所述，在本實施例中，在對處理對象的至少1個膜層進行處理之前後的兩個處理步驟之間，具備該等步驟中不同的條件從前者變更成後者之值的轉移步驟。尤其，該轉移步驟係分成轉移步驟1、轉移步驟2，從前者持續實施至後者。 　　[0059] 在轉移步驟1中，處理的條件中，用以形成從電磁波產生用電源8供給之微波的電場的電力(微波電力)、用以形成被磁場產生線圈9供給的磁場的電流(磁場線圈電流)及處理室4內部的壓力(處理室壓力)，該值被維持為前處理步驟即處理步驟A之條件者。亦即，於轉移步驟1中，被供給至試料台10之偏壓形成用的電力(晶圓偏壓電力)，係停止(成為OFF)供給。進而，流通於反應室導入氣體線25的氣體，係被切換成氬氣或惰性氣體，其流量設為與處理步驟A的處理用氣體相同。 　　[0060] 於接著進行的轉移步驟2中，處理的條件中，晶圓偏壓電力維持停止(OFF)的狀態，微波電力、磁場線圈電流、處理室壓力之值分別被變更成處理步驟B之處理的條件者。進而，流通於反應室導入氣體線25的氬氣或惰性氣體的流量，以成為與處理步驟B的處理用氣體相同之值之方式變更。 　　[0061] 如此，在轉移步驟1、2之間，微波電力、磁場線圈電流、處理室壓力、被供給至處理室4之氣體的流量等之處裡的條件之值，從該轉移步驟之前後的處理步驟之前者條件的設定，變更成後者，藉此，變更微波電力的大小，變更到匹配為止的時間、磁場線圈電流及處理室壓力之值，減低成為穩定為止的時間，提升處理的產能。進而，接收前述設定值之變更的指令訊號，開始變更到實際的條件之值的變更結束，或者該值成為變動之所定允許範圍內的大小，所謂瞬間回應的時間之各條件的該瞬間回應之設定檔的再現性提升，減低此種瞬間回應的機器差異，提升處理的良率。又進而，針對晶圓偏壓電力的匹配，藉由將晶圓偏壓電力被維持為OFF之狀態的轉移步驟2中第1匹配用可變元件27與第2匹配用可變元件28個別，預先取得處理步驟B之整合值，在處理步驟B開始前調整成該整合值，來抑制瞬間回應的影響。 　　[0062] 接著，針對圖3所示各步驟之氣體切換單元100內部的氣體的流向，使用圖5乃至8進行說明。在該等圖中，作為惰性氣體，使用氬(Ar)，將從第1轉移步驟氣體用流量控制器116供給的氬氣揭示為氬氣1(Ar1)，將從第2轉移步驟氣體用流量控制器126供給的氬氣揭示為氬氣2(Ar2)。又，實施該等圖所示的步驟之晶圓11的蝕刻處理中通過第1廢棄氣體線23的氣體流量、通過第2廢棄氣體線24的氣體流量之值的變化，揭示於圖3，處理的動作的流程揭示於圖4。 　　[0063] 於圖5，揭示處理步驟A的氣體切換單元100內部的氣體流向。圖5係模式揭示關於圖1的實施例之電漿處理裝置所實施的處理步驟A之氣體的流向的圖。 　　[0064] 於本圖中，處理步驟A的開始時，依據來自未圖示之控制部的指令訊號，開啟蝕刻氣體供給線22上的第1閥101，作為從氣體供給單元16於該步驟的條件A中所用之處理用氣體的蝕刻氣體，藉由配置於氣體供給單元16內的流量控制器，以流量或速度成為條件A者之方式調節，並透過反應室導入氣體線25，被供給至處理室4。此時，反應室導入氣體線用壓力計106偵測出反應室導入氣體線25內的壓力，於發送該偵測結果的控制部中檢測出壓力值。進而，在與開放第1閥101的時刻相同時刻或者實質上可當成其程度般近似的時刻，並行開啟第5閥112，於第1轉移步驟氣體用流量控制器116中設為與該條件A的蝕刻氣體相同流量的氬氣1(Ar1)，透過第2氣體供給線110與第3分流線114，被供給至第1廢棄氣體線23。 　　[0065] 又，在與第1閥101的開放實質上相同時刻並行開啟第9閥123，於第2轉移步驟氣體用流量控制器126中被調節成與處理步驟B之處理的條件即條件B的蝕刻氣體相同流量的氬氣2(Ar2)，透過第3氣體供給線120與第5分流線，被供給至第2廢棄氣體線24。氬氣1對第1廢棄氣體線23的供給的開始，係在處理步驟A的其間中，可包含處理該氬氣1的流量或速度成為與條件A相等為止的時間的時刻開始，處理步驟A的期間中，第1廢棄氣體線23之氬氣1的流量或速度維持為條件A者。氬氣2對第1廢棄氣體線23的供給的開始，係在處理步驟A或轉移步驟1的期間中，可包含處理該氬氣2的流量或速度成為與條件B相等為止的時間的時刻開始，處理步驟A及轉移步驟1的期間中，第2廢棄氣體線24之氬氣2的流量或速度維持為條件B者。 　　[0066] 亦即，與前述之氬氣2的流通一起藉由第1廢棄氣體線用壓力計131偵測出第1廢棄氣體線23內的壓力，揭示該偵測結果的訊號被發送至控制部，檢測出壓力，依據檢測結果，來自控制部的指令訊號被發送至可變導流閥132。藉由依據所接收之指令訊號的可變導流閥132的動作，第1廢棄氣體線23內的氣體壓力以成為利用反應室導入氣體線用壓力計103所偵測檢測出者相同值之方式調節。相同地，藉由第2廢棄氣體線用壓力計132偵測出第2廢棄氣體線24內的壓力，發送至控制部，檢測出壓力，依據來自控制部的指令訊號，驅動可變導流閥142，藉此，第2廢棄氣體線24內的壓力已成為與反應室導入氣體線用壓力計106者相同值之方式調節。 　　[0067] 在該狀態下，實施處理步驟A，揭示未圖示之終點判定器所偵測出之終點的訊號被發送至控制部，判定終點，並停止處理步驟A。進而，依據來自控制部的指令訊號，開始轉移步驟1。 　　[0068] 於圖6，揭示轉移步驟1的氣體切換單元100內部的氣體流向。圖6係模式揭示關於圖1的實施例之電漿處理裝置所實施的轉移步驟1之氣體的流向的圖。 　　[0069] 轉移步驟1的開始時，依據來自控制部的指令，封閉蝕刻氣體供給線22上的第1閥101，開放第2閥102，來自設為條件A之氣體供給單元16的蝕刻氣體，透過第1分流線104，被供給至第1廢棄氣體線23。與其實質上同時並行，關閉第5閥112，開啟第4閥111，藉由第1轉移步驟氣體用流量控制器116，流量或速度以成為與條件A的蝕刻氣體者同值或實質上可當成同等之值之方式調節的氬氣1，透過第2氣體供給線110與連接於其的反應室導入氣體線25，被供給至處理室4。 　　[0070] 此種狀態在轉移步驟1之間被維持，氬氣1透過第2氣體供給線110被供給至處理室4。又，於處理步驟1之間，依據來自第2廢棄氣體線的壓力計141的偵測結果被發送之控制部的指令訊號，調節可變導流閥142的動作，第2廢棄氣體線24的壓力以成為第1氣體供給線用壓力計106所偵測檢測出者同值或同等之方式調節。開始轉移步驟2而經過預先訂定的期間之狀況藉由控制部檢測出或判定時，依據來自該控制部的指令訊號，停止轉移步驟1，開始轉移步驟2。 　　[0071] 於圖7，揭示轉移步驟2的氣體切換單元100內部的氣體流向。圖7係模式揭示關於圖1的實施例之電漿處理裝置所實施的轉移步驟2之氣體的流向的圖。 　　[0072] 於本圖中，轉移步驟2的開始時，依據來自控制部的指令訊號，封閉第4閥111，開啟第6閥113，透過第1轉移步驟氣體用流量控制器116設為與該條件A的蝕刻氣體相同值之調節了流量、速度的氬氣1，透過第2氣體供給線110與第4分流線115，被供給至第2廢棄氣體線24。此時，依據來自控制部的指令訊號，調節可變導流閥142的動作，第2廢棄氣體線24內的壓力，以成為與由反應室導入氣體線用壓力計106的偵測結果所檢測出之反應室導入氣體線25者相同值或實質上相同值之方式調節。 　　[0073] 又，與前述相同時刻或其實質上同時並行，關閉第9閥123，開啟第7閥121，藉由第2轉移步驟氣體用流量控制器126，以成為與處理步驟B之處理條件即條件B之蝕刻氣體的流量、速度相同值或實質上同等之方式，流量、速度被調節的氬氣2(Ar2)，透過第3氣體供給線120與連接於其的反應室導入氣體線25，被供給至處理室4。此時，第2廢棄氣體線24內的壓力，依據由表示來自第2廢棄氣體線用壓力計141的偵測結果的訊號，而利用控制部所檢測出的結果之來自控制部的指令訊號，調節可變導流閥142的動作，以成為與之反應室導入氣體線25內者相同值或同等之方式調節。 　　[0074] 又，轉移步驟2的開始或結束為止之間，依據來自控制部的指令，從氣體供給單元16供給的蝕刻氣體，其流量或其速度等之值，以從條件A變成條件B者之方式調節變更。此時，來自氣體供給單元16的蝕刻氣體，係與轉移步驟1相同地，被供給至第1廢棄氣體線23。進而，如圖4所示，於轉移步驟1中，設為處理步驟A的條件之值的處理室壓力、微波電力，係在從轉移步驟2的開始時間到結束時刻之間的期間，變更成處理步驟B者。 　　[0075] 於圖8，揭示處理步驟B的氣體切換單元100內部的氣體流向。圖8係模式揭示關於圖1的實施例之電漿處理裝置所實施的處理步驟B之氣體的流向的圖。開始轉移步驟2而經過所定時間之狀況藉由控制部檢測出或判定時，來自該控制部的指令訊號被發送至電漿處理裝置的各部，停止轉移步驟2，開始處理步驟B。 　　[0076] 於本圖中，處理步驟B的開始時，依據來自控制部的指令訊號，關閉第1氣體供給線22上的第2閥102，開啟第1閥101，從氣體供給單元16，被調節成與條件B的流量，或速度之值同等者的蝕刻氣體，透過反應室導入氣體線25被供給至處理室4。又，與其相同時刻或其實質上同時並行，關閉第7閥121，開啟第8閥122，藉由第2轉移步驟氣體用流量控制器126，以成為與處理步驟B的下個處理步驟C之處理條件即條件C中所用之蝕刻氣體的流量、速度相同值或實質上同等的流量、速度之方式被調節的氬氣2，透過第3氣體供給線120與第5分流線124，被供給至第1廢棄氣體線23。 　　[0077] 進而，於處理步驟B之間，氬氣1以成為與處理步驟B者相同值或同等之方式調節流量或速度並供給的第2廢棄氣體線24內的壓力，係依據與使用第2廢棄氣體線用壓力計141的偵測結果所檢測出之值對應之來自控制部的指令訊號，調節可變導流閥142的動作，以成為反應室導入氣體線用壓力計106相同值之方式調節。又，微波電力、晶圓偏壓電力等之其他處理的條件，以成為條件B者之方式依據來自控制部的指令訊號進行調節，於處理室4內形成電漿，處理步驟B的蝕刻處理，實施到根據終點判定器的偵測結果，利用控制部檢測出到達處理的終點為止。 　　[0078] 處理步驟B之後有處理步驟C及其之轉移步驟時，與前述同等地，插入以條件成為與前處理步驟同等之方式進行調節，供給稀有氣體的轉移步驟1，與以條件成為與後處理步驟同等之方式進行調節，導入稀有氣體的轉移步驟2，因應需要來實施處理步驟。 　　[0079] 藉由具備前述構造的電漿處理裝置，於實施處理的條件不同之複數處理步驟的晶圓11的處理中，減低處理的條件被變更而到穩定為止的時間，提升處理的產能。進而，接收前述之變更的指令訊號，開始變更到實際的條件之值的變更結束，或者該值成為變動之所定允許範圍內的大小，所謂瞬間回應的時間之各條件的該瞬間回應之設定檔的再現性提升，減低此種瞬間回應的機器差異，提升處理的良率。 　　[0080] 再者，於前述的實施例中，排氣線21內的壓力，係相較於一方的端部連接於其之第1、第2廢棄氣體線23、24內部的壓力，亦即反應室導入氣體線25內的壓力，明顯較小，且排氣的流量及速度，可將處理室4內的壓力維持為條件A、B。因此，即使來自第1、第2廢棄氣體線23、24的氣體以所定流量、速度流入，也可抑制該等氣體線內部的壓力及流量、速度發生大幅變動。 　　[0081] 再者，本發明並不限定於前述之實施例，進而可包含各種變形例。例如，於圖6、7中所說明之前述的轉移步驟1、2中，於處理室4內使用氬氣1及2來形成電漿，停止晶圓偏壓電力，抑制晶圓11之處理的進行。另一方面，於轉移步驟1、2中，即使電漿淬熄而停止處理亦可，微波電力僅變更其設定值，透過導波管6導入至處理室4內亦可。 　　[0082] 又，在前述的實施例中，具備在蝕刻氣體供給線22、第2氣體供給線110及第3氣體供給線120、反應室導入氣體線25、第1廢棄氣體線23及第2廢棄氣體線24之間，各別配置兩個分流線與3個閥，各別因應來自控制部的指令訊號，進行各線的開放與氣密的開放，切換反應室導入氣體線25與各供給線的連通與各供給線與各廢棄氣體線的連通的構造。將該等3個閥，採用更少數量的閥，例如四通閥等亦可。此時，蝕刻氣體供給線22、第2氣體供給線110及第3氣體供給線120至少任一，係除了此種閥之外，具備在各供給線與反應室導入氣體線25之間，進行3個供給線各別之氣體流通的開放與氣密的封閉的閥亦可。 　　[0083] 進而，在處理步驟A與處理步驟B中所用的蝕刻氣體，係使用所用之物質的種類、組成不同者亦可，即使以相同種類及組成而流量或速度不同的條件下，種類、組成僅一方不同者亦可。又，使用之稀有氣體的種類，係在轉移步驟1、2中不同者亦可。前述的實施例係為了易於理解本發明而詳細說明者，並不是一定要限定於具備所說明之所有構造者。

[0084]

1‧‧‧真空容器

2‧‧‧噴淋板

3‧‧‧介電體窗

4‧‧‧處理室

5‧‧‧真空排氣口

6‧‧‧導波管

7‧‧‧空腔共振器

8‧‧‧電磁波產生用電源

9‧‧‧磁場產生線圈

10‧‧‧試料台

11‧‧‧晶圓

12‧‧‧匹配電路

13‧‧‧高頻電源

14‧‧‧濾波器

15‧‧‧靜電吸附用直流電源

16‧‧‧氣體供給單元

17‧‧‧壓力計

18‧‧‧可變導流閥

19‧‧‧乾式泵

20‧‧‧渦輪分子泵

21‧‧‧排氣線

22‧‧‧蝕刻氣體供給線

23‧‧‧第1廢棄氣體線

24‧‧‧第2廢棄氣體線

25‧‧‧反應室導入氣體線

26‧‧‧阻抗控制器

27‧‧‧第1匹配用可變元件

28‧‧‧第2匹配用可變元件

29‧‧‧阻抗外部指示器

100‧‧‧氣體切換單元

101‧‧‧第1閥

102‧‧‧第2閥

103‧‧‧第3閥

104‧‧‧第1分流線

105‧‧‧第2分流線

106‧‧‧反應室導入氣體線用壓力計

110‧‧‧第2氣體供給線

111‧‧‧第4閥

112‧‧‧第5閥

113‧‧‧第6閥

114‧‧‧第3分流線

115‧‧‧第4分流線

116‧‧‧第1轉移步驟氣體用流量控制器

120‧‧‧第3氣體供給線

121‧‧‧第7閥

122‧‧‧第8閥

123‧‧‧第9閥

124‧‧‧第5分流線

125‧‧‧第6分流線

126‧‧‧第2轉移步驟氣體用流量控制器

131‧‧‧第1廢棄氣體線用壓力計

132‧‧‧可變導流閥

141‧‧‧第2廢棄氣體線用壓力計

142‧‧‧可變導流閥

[0020] 　　[圖1] 模式揭示關於本發明的實施例之電漿處理裝置的構造概略的縱剖面圖。 　　[圖2] 模式揭示圖1所示實施例具備之匹配電路的構造概略的區塊圖。 　　[圖3] 揭示圖1所示實施例所實施之蝕刻處理的複數工程個別之條件的一部分的表。 　　[圖4] 揭示圖3所示工程之動作的流程的圖表。 　　[圖5] 模式揭示關於圖1的實施例之電漿處理裝置所實施的處理步驟A之氣體的流向的圖。 　　[圖6] 模式揭示關於圖1的實施例之電漿處理裝置所實施的轉移步驟1之氣體的流向的圖。 　　[圖7] 模式揭示關於圖1的實施例之電漿處理裝置所實施的轉移步驟2之氣體的流向的圖。 　　[圖8] 模式揭示關於圖1的實施例之電漿處理裝置所實施的處理步驟B之氣體的流向的圖。

Claims (7)

1. 一種電漿處理裝置，係具備配置於真空容器內部的處理室、對該處理室內供給所定流量的處理用氣體的氣體供給單元、及被配置於前述處理室內，於其上面載置處理對象之晶圓的試料台； 　　並且利用包含使用以各種不同條件供給的前述處理用氣體，於處理室內形成電漿之複數處理步驟的工程，來處理前述晶圓，其中， 　　前述工程，係具備在前述前後兩個處理步驟之間對前述處理室內供給稀有氣體的轉移步驟；該轉移步驟，係包含： 　　第1轉移步驟，係前述稀有氣體以其壓力成為與前述前處理步驟中所用之前述處理用氣體的條件相等之方式被調節且供給；及 　　第2轉移步驟，係在該第1轉移步驟之後，前述稀有氣體以其壓力與流量成為與前述後處理步驟中所用之前述處理用氣體的條件相等之方式被調節且供給。
2. 如申請專利範圍第1項所記載之電漿處理裝置，其中， 　　前述氣體供給單元，係具備： 　　氣體導入線，係與前述真空容器連結； 　　第1氣體供給線，係與該氣體導入線連通之用於供給前述複數處理步驟中所用的前述處理用氣體； 　　第2及第3氣體用供給線，係供給前述第1及第2轉移步驟個別中所用的前述稀有氣體； 　　第1及第2廢棄氣體線，係連接於第1、第2、第3氣體供給線個別，且與排氣泵連通； 　　至少1個閥，係開閉該等第1、第2、第3氣體供給線與前述氣體供給線及第1及第2廢棄氣體線個別之間的連通；及 　　控制部，係因應前述工程的兩個處理步驟與該等之間的第1及第2轉移步驟，切換前述閥。
3. 如申請專利範圍第2項所記載之電漿處理裝置，其中， 　　前述控制部，係以在前述前處理步驟之間，前述稀有氣體以前述第1轉移步驟中所用的條件，被供給至前述第1廢棄氣體線，在前述第1轉移步驟之間，前述稀有氣體以前述第2轉移步驟中所用的條件，被供給至前述第2廢棄氣體線之方式，調節前述閥的動作。
4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所記載之電漿處理裝置，其中， 　　具備：第1及第2調節閥，係配置於前述第1、第2廢棄氣體線個別上，調節流通於配置之氣體的壓力。
5. 一種電漿處理方法，係對配置於真空容器內部的處理室內，透過氣體供給單元供給所定流量的處理用氣體，並藉由包含使用以各種不同條件供給之前述處理用氣體，於處理室內形成電漿，來對被配置於前述處理室內之試料台的上面所載置之處理對象的晶圓進行處理之複數處理步驟的工程，處理前述晶圓，其中， 　　前述工程，係具備在前述前後兩個處理步驟之間對前述處理室內供給稀有氣體的轉移步驟；該轉移步驟，係包含： 　　第1轉移步驟，係前述稀有氣體以其壓力成為與前述前處理步驟中所用之前述處理用氣體的條件相等之方式被調節且供給；及 　　第2轉移步驟，係在該第1轉移步驟之後，前述稀有氣體以其壓力與流量成為與前述後處理步驟中所用之前述處理用氣體的條件相等之方式被調節且供給。
6. 如申請專利範圍第5項所記載之電漿處理方法，其中， 　　前述氣體供給單元，係具備： 　　氣體導入線，係與前述真空容器連結； 　　第1氣體供給線，係與該氣體導入線連通之用於供給前述複數處理步驟中所用的前述處理用氣體； 　　第2及第3氣體用供給線，係供給前述第1及第2轉移步驟個別中所用的前述稀有氣體； 　　第1及第2廢棄氣體線，係連接於第1、第2、第3氣體供給線個別，且與排氣泵連通；及 　　至少1個閥，係開閉該等第1、第2、第3氣體供給線與前述氣體供給線及第1及第2廢棄氣體線個別之間的連通； 　　因應前述工程的兩個處理步驟與該等之間的第1及第2轉移步驟，切換前述閥，來處理前述晶圓。
7. 如申請專利範圍第5項或第6項所記載之電漿處理方法，其中， 　　在前述前處理步驟之間，前述稀有氣體以前述第1轉移步驟中所用的條件，被供給至前述第1廢棄氣體線，在前述第1轉移步驟之間，前述稀有氣體以前述第2轉移步驟中所用的條件，被供給至前述第2廢棄氣體線。