TWI358764B - - Google Patents

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1358764 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關對半導體基板等的被處理基板施以電漿 處理之電漿處理裝置，電漿處理方法，及電腦可讀取記憶 媒體。 【先前技術】 例如在半導體裝置的製程中，爲了在形成於被處理基 板的半導體晶圓的所定的層形成所定的圖案，大多使用以 阻絕層（resist)作爲光罩，藉由電漿來蝕刻之電漿蝕刻處 理。 供以進行如此的電漿蝕刻之電漿蝕刻裝置，可使用各 種裝置，其中又以電容耦合型平行平板電漿處理裝置爲主 流。

電容耦合型平行平板電漿蝕刻裝置是在處理室内配置 一對的平行平板電極（上部及下部電極），將處理氣體導入 處理室内，且對電極的一方施加高頻，在電極間形成高頻 電場，藉由此高頻電場來形成處理氣體的電漿，對半導體 晶圓的所定的層施以電漿蝕刻。 具體而言，在上部電極施加電漿形成用的高頻，而形 成電漿，在下部電極施加離子引入用的高頻，藉此形成適 當的電漿狀態之電漿蝕刻裝置，藉此，能以高選擇比來進 行再現性高的蝕刻處理（例如，日本特開2000-173993號公 報（專利文獻1))。

-6 - (2) (2)1358764 但，近年來因應微細加工的要求，作爲光罩使用光阻 劑（Photoresist)的膜厚會變薄，所使用的光阻劑亦由KrF 光阻劑（亦即，使用以KrF氣體作爲發光源的雷射光來進行 曝光的光阻劑），移轉至能夠形成約0.13 μιη以下的圖案開 口之ArF光阻劑（亦即，使用以ArF氣體作爲發光源之更短 波長的雷射光來進行曝光的光阻劑）。 但，因爲ArF光阻劑耐電漿性低，所以會有在KrF光 阻劑幾乎不會發生的問題，亦即在蝕刻途中產生表面粗糙 。因此，在開口部的内壁面形成縱條紋（條紋狀 (Striation))，開口部擴大（CD的擴大）等的問題發生，且隨 著光阻劑的膜厚形成薄，無法以良好的蝕刻選擇比來形成 蝕刻孔。 另一方面，在此種的蝕刻裝置中，當供給至上部電極 的電漿生成用的高頻電力的功率小時，在鈾刻終了後，在 上部電極會有堆積物附著，導致有製程特性的變化或粒子 之虞。又，當功率大時，電極會發生切削，與功率小時同 樣製程特性會變化。由於來自高頻電源的功率是依照製程 來決定適當的範圍，因此期望無論是如何的功率，製程皆 不會變動。並且，在鈾刻時，在處理室壁會有堆積物產生 ，在連續蝕刻製程時，前處理的影響會殘留，對其次的處 理造成不良影響，亦即產生記憶效應，因此對處理室壁之 堆積物的附著也會被要求解除。 此外，在如此之平行平板型電容耦合型的蝕刻裝置中 ，當處理室内的壓力高且使用的蝕刻氣體爲負性氣體（例 ⑧ (3) (3)1358764 如，CxFy，02等）時，處理室中心部的電漿密度會變低， 此情況會難以控制電漿密度。 另一方面，在半導體裝置中，隨著配線的微細化或高 速化的要求高漲，而利用低介電常數的層間絶縁膜，進而 得以謀求配線寄生電容的低減之目的。在如此的低介電常 數膜（Low-k膜）中，特別是SiOC系膜最受注目。 在SiOC系膜等有機系的Low-k膜進行電漿蝕刻時，重 要的是充分確保與氮化矽等的基底膜或光罩層的選擇比。 通常’與基底膜的選擇性較高的處理氣體爲使用氟碳 (fluorocarbon)氣體系的混合氣體，但僅靠此難以取得充 分的選擇比。於是，提案一蝕刻方法（例如，日本特開 2002-2705 86號公報（專利文獻2))，亦即在SiOC系膜的蝕 刻中，以C u配線的阻擋層亦即氮化矽膜作爲基底蝕刻終止 層’對SiOC系層間絶縁膜進行電漿蝕刻時，爲了提高與 該基底膜的選擇比，以Ar的流量比能夠形成80%以上之方 式’使用C4F8/Ar/N2來作爲處理氣體，提高與氮化矽膜的 選擇比。 並且，與上述專利文獻2同樣，以氮化矽膜作爲基底 蝕刻終止層，對SiOC系層間絶縁膜進行電漿蝕刻時，進 行使用CHF3/Ar/N2作爲處理氣體之第丄步驟的蝕刻、及使 用CUFs/Ar/Nz作爲處理氣體之第2步驟的蝕刻，提高對光 罩與氮化矽膜雙方的選擇比之蝕刻方法亦被提案（例如， 日本特開2004-87 875號公報（專利文獻3)广 但’如上述作爲Cu配線的阻擋層使用的氮化矽，係阻 -8 - ⑧ (4) 8764 擋性良好者其比介電常數高（7·0)，因此爲了充分活用 SiOC系膜等的Low-k膜的低介電常數特性，而比介電常數 更低的阻擋層會被要求，其一有比介電常數爲3.5的碳化 矽（SiC)。 即使使用如此低介電常數阻擋層的SiC來作爲基底蝕 刻終止層，蝕刻上層的被蝕刻層的Low-k膜時，還是必須 確保充分的蝕刻選擇比。但，在使用記載於上述專利文獻 2及專利文獻3的氟碳系的處理氣體之電漿蝕刻中，無法充 分確保Low-k膜與SiC層的蝕刻選擇比。 【發明內容】 本發明是有鑑於上述情事而硏發者，其目的是在於提 供一種可使光阻劑層等的有機光罩層的耐電漿性維持較高 ，以高選擇比來蝕刻，或可有效解除堆積物附著於電極， 或可高速的蝕刻，或可對被處理基板進行均一的蝕刻之電 漿處理裝置及電漿處理方法。 又，其目的是在於提供一種以高蝕刻選擇比來對作爲 蝕刻終止層的基底SiC層進行Low-k膜的蝕刻之電漿處理方 法。 本發明之第1觀點的電漿處理裝置，其特徵係具備： 收容有被處理基板，可真空排氣之處理容器； 在處理容器内對向配置之第1電極及支持被處理基板 之第2電極； 在上述第1電極施加相對高頻率的第1高頻電力之第1 -9- (5) (5)1358764 高頻電力施加單元； 在上述第2電極施加相對低頻率的第2高頻電力之第2 高頻電力施加單元； 在上述第1電極施加直流電壓之直流電源； 在上述處理容器内供給處理氣體之處理氣體供給單元 ;及 控制從上述直流電源往上述第1電極的施加電壓，施 加電流及施加電力的任一個之控制裝置。 此情況，上述直流電源係往上述第1電極的施加電壓 ，施加電流及施加電力的任一個爲可變。此情況，上述控 制裝置係可控制可否從上述直流電源往上述第1電極施加 直流電壓。又，可更具備：檢測出所被生成的電漿的狀態 之檢測器，上述控制裝置會根據該檢測器的資訊來控制從 上述直流電源往上述第1電極的施加電壓，施加電流及施 加電力的任一個。 在第1觀點的電漿處理裝置中，典型，上述第1電極爲 上部電極，上述第2電極爲下部電極。此情況，最好施加 於上述第1電極的第1高頻電力的頻率爲13.56MHz以上， 更理想爲40MHz以上。又，最好施加於上述第2電極的第2 高頻電力的頻率爲13.56MHz以下。 並且，在第1觀點的電漿處理裝置中，最好上述直流 電源係施加-2000〜+1000V的範圍的電壓。又，最好從上 述直流電源所施加的直流電壓的絶對値爲100V以上，更 理想爲500 V以上。又，最好上述直流電壓係比藉由施加 -10- ⑧ 1358764 ⑹ 於上述第1電極的第1高頻電力來產生於該第1電極的表面 的自我偏壓電壓更大絶對値的負電壓。又，上述第1電極 之與上述第2電極的對向面可以矽含有物質來形成。 在第1觀點的電漿處理裝置中，爲了使根據施加於上 述第1電極之來自上述直流電源的直流電壓之電流經由電 漿而逃離，可於上述處理容器内設置常時接地的導電性構 件。此情況，上述第1電極爲上部電極，上述第2電極爲下 部電極，上述導電性構件可設置於上述第2電極的周圍。 又，上述導電性構件可設置於上述第1電極的近傍。又， 上述導電性構件可環狀配置於上述第1電極的外側。又， 上述被接地的導電性構件可具有用以防止電漿處理時的飛 翔物附著之凹處。 在如此的構成中，可具有覆蓋上述導電性構件的一部 份之保護板，藉由使上述保護板對上述導電性構件相對移 動的驅動機構，使上述導電性構件露出於電漿的部份變化 。又，上述導電性構件可爲部份露出於電漿的圓柱形狀， 藉由使上述導電性構件以圓柱的軸爲中心而旋轉的驅動機 構，使上述導電性構件露出於電漿的部份變化。又，可具 有階差形狀的保護膜，該保護膜係具有覆蓋上述導電性構 件的一部份且可藉電漿蝕刻取得的材質，藉由上述保護膜 的蝕刻，使上述導電性構件露出於電漿的部份變化。 在第1觀點的電漿處理裝置中，爲了使根據施加於上 述第1電極之來自上述直流電源的直流電壓之電流經由電 漿而逃離，可於上述處理容器内設置根據來自全體控制裝

-11 - 1358764 ⑺ 置的指令而接地的導電性構件。此情況，上述第1電極爲 上部電極，上述第2電極爲下部電極，上述導電性構件可 設置於上述第2電極的周圍。又，亦可配置於上述第1電極 的近傍。又，上述被接地的導電性構件可環狀配置於上述 第1電極的外側。又，上述被接地的導電性構件可具有用 以防止電漿處理時的飛翔物附著之凹處。又，上述導電性 構件可於電漿蝕刻時被接地。 在上述導電性構件可施加直流電壓或交流電壓，根據 來自全體控制裝置的指令，施加直流電壓或交流電壓，而 濺射或蝕刻其表面。此情況，上述導電性構件可於清潔時 被施加直流電壓或交流電壓。又，可更具備在上述直流電 源側與接地線切換上述導電性構件的連接之切換機構，藉 由上述切換機構來將上述導電性構件連接至上述直流電源 側時，由上述直流電源來對上述導電性構件施加直流電壓 或交流電壓，而濺射或蝕刻其表面。在如此的構成中，在 上述導電性構件可施加負的直流電壓。而且，如此可施加 負的直流電壓的構成中，在上述處理容器内，爲了在上述 導電性構件施加負的直流電壓時，排出流入上述處理容器 内的直流電子電流，可設置被接地的導電性輔助構件。此 情況，上述第1電極爲上部電極，上述第2電極爲下部電極 ，上述導電性構件可配置於上述第1電極的近傍，上述導 電性輔助構件可設置於上述第2電極的周圍。 在第1觀點的電漿處理裝置中，最好更具備連接切換 機構，其係於上述處理容器内設置導電性構件，該導電性 ⑧ -12- 1358764 ⑻ 構件係根據來自全體控制裝置的指令，取第1狀態及第2狀 態的其中之一，該第1狀態係爲了使供給至上述第1電極之 來自上述直流電源的直流電流經由電漿逃離而接地，該第 2狀態係由上述直流電源施加直流電壓而濺射或蝕刻其表 面，可在上述直流電源的負極被連接至上述第1電極，且 上^導電性構件被連接至接地線的第1連接，及上述直流 電源的正極被連接至上述第1電極，上述直流電源的負極 被連接至上述導電性構件的第2連接之間進行切換，可藉 由該切換來分別形成上述第1狀態及上述第2狀態。此情況 ，最好上述第1狀態係形成於電漿蝕刻時，上述第2狀態係 形成於上述導電性構件的清潔時。 本發明之第2觀點的電漿處理裝置，其特徵係具備： 收容有被處理基板，可真空排氣之處理容器； 在處理容器内對向配置之第1電極及支持被處理基板 之第2電極； 在上述第1電極施加相對高頻率的第1高頻電力之第1 高頻電力施加單元； 在上述第2電極施加相對低頻率的第2高頻電力之第2 高頻電力施加單元； 在上述第1電極施加直流電壓之直流電源； 在上述處理容器内供給處理氣體之處理氣體供給單元 ;及 控制從上述直流電源往上述第1電極的施加電壓，施 加電流及施加電力的任一個之控制裝置； ⑧ •13- 1358764 ⑼ 上述第1電極係分割成内側電極與外側電極，上述第1 高頻電力係分配施加於上述内側電極與上述外側電極，上 述直流電源係連接至該等其中的至少一方。 在第2觀點的電漿處理裝置中，上述直流電源係可使 施加於上述内側電極與上述外側電極的直流電壓分別獨立 變化。在此情況中，可在上述内側電極與上述外側電極， 分別由相異的直流電源來施加直流電壓。又，可將上述電 源的一方的極連接至上述内側電極，將另一方的極連接至 上述外側電極。此情況，上述直流電源係往上述第1電極 的施加電壓，施加電流及施加電力的任一個爲可變。 此情況，上述控制裝置可控制可否從上述直流電源往 上述第1電極施加直流電壓。又，可更具備：檢測出所被 生成的電漿的狀態之檢測器，上述控制裝置會根據該檢測 器的資訊來控制從上述直流電源往上述第1電極的施加電 壓，施加電流及施加電力的任一個。 在第2觀點的電漿處理裝置中，典型，上述第1電極爲 上部電極，上述第2電極爲下部電極。此情況，最好施加 於上述第1電極的第1高頻電力的頻率爲13.5 6 MHz以上， 更理想爲40MHz以上。又，最好施加於上述第2電極的第2 高頻電力的頻率爲13.56MHz以下。 並且，在第2觀點的電漿處理裝置中，最好上述直流 電源係施加-2000〜+1000 V的範圍的電壓。又，最好從上 述直流電源所·施加的直流電壓的絶對値爲1〇〇V以上，更 理想爲500 V以上。又，最好上述直流電壓係比藉由施加 -14- (10) (10)1358764 於上述第1電極的第1高頻電力來產生於該第1電極的表面 的自我偏壓電壓更大絶對値的負電壓。又，上述第1電極 之與上述第2電極的對向面可以矽含有物質來形成。 在第2觀點的電漿處理裝置中，爲了使根據施加於上 述第1電極之來自上述直流電源的直流電壓之電流經由電 漿而逃離，可於上述處理容器内設置常時接地的導電性構 件。此情況，上述第1電極爲上部電極，上述第2電極爲下 部電極，上述導電性構件可設置於上述第2電極的周圍。 又，上述導電性構件可設置於上述第1電極的近傍。又， 上述導電性構件可環狀配置於上述第1電極的外側。又， 上述被接地的導電性構件可具有用以防止電漿處理時的飛 翔物附著之凹處。 在如此的構成中，可具有覆蓋上述導電性構件的一部 份之保護板，藉由使上述保護板對上述導電性構件相對移 動的驅動機構，使上述導電性構件露出於電漿的部份變化 。又，上述導電性構件可爲部份露出於電漿的圓柱形狀， 藉由使上述導電性構件以圓柱的軸爲中心而旋轉的驅動機 構，使上述導電性構件露出於電漿的部份變化。又，可具 有階差形狀的保護膜，該保護膜係具有覆蓋上述導電性構 件的一部份且可藉電漿蝕刻取得的材質，藉由上述保護膜 的蝕刻，使上述導電性構件露出於電漿的部份變化。 在第2觀點的電漿處理裝置中，爲了使根據施加於上 述第1電極之來自上述直流電源的直流電壓之電流經由電 漿而逃離，可於上述處理容器内設置根據來自全體控制裝 ⑧ -15- (11) (11)1358764 置的指令而接地的導電性構件。此情況，上述第1電極爲 上部電極，上述第2電極爲下部電極，上述導電性構件可 設置於上述第2電極的周圍。又，亦可配置於上述第1電極 的近傍。又，上述被接地的導電性構件可環狀配置於上述 第1電極的外側。又，上述被接地的導電性構件可具有用 以防止電漿處理時的飛翔物附著之凹處。又，上述導電性 構件可於電漿蝕刻時被接地。 在上述導電性構件可施加直流電壓或交流電壓，根據 來自全體控制裝置的指令，施加直流電壓或交流電壓，而 濺射或蝕刻其表面。此情況，上述導電性構件可於清潔時 被施加直流電壓或交流電壓。又，可更具備在上述直流電 源側與接地線切換上述導電性構件的連接之切換機構，藉 由上述切換機構來將上述導電性構件連接至上述直流電源 側時，由上述直流電源來對上述導電性構件施加直流電壓 或交流電壓，而濺射或蝕刻其表面。在如此的構成中，在 上述導電性構件可施加負的直流電壓。而且，如此可施加 負的直流電壓的構成中，在上述處理容器内，爲了在上述 導電性構件施加負的直流電壓時，排出流入上述處理容器 内的直流電子電流，可設置被接地的導電性輔助構件。此 情況，上述第1電極爲上部電極，上述第2電極爲下部電極 ，上述導電性構件可配置於上述第1電極的近傍，上述導 電性輔助構件可設置於上述第2電極的周圍。 在第2觀點的電漿處理裝置中，最好更具備連接切換 機構，其係於上述處理容器内設置導電性構件’該導電性 -16· ⑧ (12) (12)1358764 構件係根據來自全體控制裝置的指令，取第1狀態及第2狀 態的其中之一，該第1狀態係爲了使供給至上述第1電極之 來自上述直流電源的直流電流經由電漿逃離而接地，該第 2狀態係由上述直流電源施加直流電壓而濺射或蝕刻其表 面，可在上述直流電源的負極被連接至上述第1電極，且 上述導電性構件被連接至接地線的第1連接，及上述直流 電源的正極被連接至上述第1電極，上述直流電源的負極 被連接至上述導電性構件的第2連接之間進行切換，可藉 由該切換來分別形成上述第1狀態及上述第2狀態。此情況 ，最好上述第1狀態係形成於電漿蝕刻時，上述第2狀態係 形成於上述導電性構件的清潔時。 本發明之第3觀點的電漿處理方法，係於處理容器内 ，使第1電極及支持被處理基板的第2電極對向配置，在上 述第1電極施加相對高頻率的第1高頻電力，在上述第2電 極施加相對低頻率的第2高頻電力，在上述處理容器内供 給處理氣體，使該處理氣體的電漿生成，而在被支持於上 述第2電極的被處理基板實施電漿處理，其特徵爲具有： 在上述第1電極施加直流電壓之工程：及 一邊在上述第1電極施加直流電壓，一邊在上述被處 理基板實施電漿處理之工程。 在上述第3觀點的電漿處理方法中，典型，上述第1電 極爲上部電極，上述第2電極爲下部電極。此情況，最好 上述直流電壓係比藉由施加於上述第1電極的第1高頻電力 來產生於該第1電極的表面的自我偏壓電壓更大絶對値的 -17- (13) (13)1358764 負電壓。又，最好施加於上述第1電極的第1高頻電力的頻 率爲13.56〜60MHz，施加於上述下部電極的第2高頻電力 的頻率爲300kHz〜13.56MHz以下。又，最好上述處理氣 體爲含氟碳化物（fluorocarbons)的氣體。此情況，最好 含上述氟碳化物的氣體至少包含C4F8。又，在含上述氟碳 化物的氣體中，可更包含惰性氣體。又，上述絶縁膜亦可 爲有機系絶縁膜。在此，上述有機系絶縁膜可爲SiOC系 膜，此情況，最好上述SiOC系膜的基底膜爲藉由碳化矽 (SiC)所形成。 在上述第3觀點的電漿處理方法中，最好上述直流電 壓的絶對値爲15 00V以下。又，最好處理壓力爲1.3〜 26.7Pa ( 10〜200mT〇rr )。又，最好施加於上述第1電極 的第1高頻電力爲3000 W以下。又，最好施加於上述第2電 極的第2高頻電力爲100〜5 000W。又，最好上述處理氣體 爲C4F8，N2及Ar的混合氣體，其流量比爲C4F8/N2/Ar = 4〜 20/100〜500/500〜1500mL/min。以上的電漿處理方法可 適用於過戧刻步驟。 並且，在上述第3觀點的電漿處理方法中，在蝕刻被 支持於上述第2電極的被處理基板的絶縁膜時，爲了擴大 上述絶縁膜之與基底膜的選擇比，上述處理氣體可使用 C5F8，Ar，N2的組合。而且，在蝕刻被支持於上述第2電 極的被處理基板的絶縁膜時，爲了擴大上述絶縁膜之與光 罩的選擇比，上述處理氣體可使用CF4或C4F8，CF4，Ar， N2，02的任一組合。又，在蝕刻被支持於上述第2電極的 -18- ⑧ (14) (14)1358764 被處理基板的絶縁膜時，爲了增大上述絶縁膜的蝕刻速度 ’上述處理氣體可使用C4F6，CF4，Ar，02，或C4F6， C3F8 ’ Ar ’ 02，或 C4F6，CH2F2，Ar，02的任一組合。 本發明之第4觀點的電漿處理方法，係於處理容器内 ，使第1電極及支持被處理基板的第2電極對向配置，一邊 在分割成内側電極與外側電極的上述第1電極施加相對高 頻率的第1高頻電力，在上述第2電極施加相對低頻率的第 2高頻電力’一邊在上述處理容器内供給處理氣體，使該 處理氣體的電漿生成，而在被支持於上述第2電極的被處 理基板實施電漿處理，其特徵爲具有： 在上述内側電極與上述外側電極的至少一方施加直流 電壓之工程；及 一邊在上述第1電極施加直流電壓，一邊在上述被處 理基板實施電漿處理之工程。 在上述第4觀點的電漿處理方法中，在蝕刻被支持於 上述第2電極的被處理基板的絶縁膜時，爲了擴大上述絶 縁膜之與基底膜的選擇比，上述處理氣體可使用C5F8，Ar ，N2的組合。並且，在蝕刻被支持於上述第2電極的被處 理基板的絶縁膜時，爲了擴大上述絶縁膜之與光罩的選擇 比，上述處理氣體可使用CF4或C4F8，CF4，Ar，N2，02的 任一組合。而且，在蝕刻被支持於上述第2電極的被處理 基板的絶縁膜時，爲了增大上述絶縁膜的蝕刻速度，上述 處理氣體爲使用 C4F6，CF4，Ar，02，或 C4F6，C3F8，Ar ，〇2，或 C4F6，CH2F2，Ar，02的任一組合。 -19- (15) (15)1358764 又，本發明之第5觀點的電腦記億媒體，係記憶有在 電腦上動作的控制程式，其特徵爲：上述控制程式係控制 電漿處理裝置，使於執行時能夠進行上述第3觀點的電漿 處理方法。 又’本發明之第6觀點的電腦記億媒體，係記憶有在 電腦上動作的控制程式，其特徵爲：上述控制程式係控制 電漿處理裝置，使於執行時能夠進行上述第4觀點的電漿 處理方法。 若根據本發明的第1觀點，則會連接一在第1電極施加 相對高頻率的第1高頻電力之第1高頻電力施加單元，連接 一在支持被處理基板的第2電極施加相對低頻率的第2高頻 電力之第2高頻電力施加單元，且連接一在上述第1電極施 加直流電壓之直流電源，因此在一邊藉由第1高頻電力來 形成處理氣體的電漿，且藉由第2高頻電力來引入離子於 被處理基板，一邊進行電漿處理時，在第1電極施加直流 電壓，藉此可發揮（1)增大第1電極的自我偏壓電壓的絶對 値，對第1電極表面的濺射效果，（2)使第1電極的電漿外 皮擴大，所形成的電漿會被縮小化的效果，（3)使產生於 第1電極近傍的電子照射於被處理基板上的效果，（4)控制 電漿電位的效果，（5)使電子（電漿）密度上昇的效果，（7) 使中心部的電漿密度上昇的效果之至少一個。 利用上述（1)的效果，即使在第1電極的表面附著有製 程氣體所引起的聚合物及來自光阻劑的聚合物時，還是可 以濺射聚合物，而使電極表面清浄化。並且，可在基板上 ⑧ -20 - (16) (16)1358764 供給最適的聚合物，而解消光阻劑膜的粗糙。而且，藉由 電極本身被濺射，可將電極材料供給於基板上，而來強化 光阻劑膜等的有機光罩。 又，利用上述（2)的效果，被處理基板上的實效常駐 時間（residence time)會減少，且電漿會集中於被處理基板 上，擴散會抑止，排氣空間減少，因此氟碳系的處理氣體 的解離會抑止，光阻劑膜等的有機光罩難以被蝕刻。 又，利用上述（3)的效果，被處理基板上的光罩組成 會被改質，可解消光阻劑膜的粗糙。又，由於高速的電子 會被照射於被處理基板，因此遮掩效果會被壓制，被處理 基板的微細加工性會提昇。 又，利用上述（4)的效果，可藉由適當控制電漿電位 來抑止蝕刻副產物附著於電極，或處理室壁（堆積物屏蔽 等），處理容器内的絶縁材等的處理容器内構件。 又，利用上述（5)的效果，可使對被處理基板的蝕刻 速率（蝕刻速度）上昇。 又，利用上述（6)的效果，即使處理容器内的壓力高 ，且所使用的蝕刻氣體爲負性氣體，還是可以抑止處理容 器内的中心部的電漿密度低於周邊（可抑止負離子的生成） ，可控制電漿密度，而使電漿密度能夠均一化。 藉此，可高度維持光阻劑層等的有機光罩層的耐電漿 性，以高選擇比來蝕刻。或，可有效解消堆積物附著於電 極。或可高速的蝕刻，或對被處理基板進行均一的蝕刻。 若根據本發明的第2觀點，則第1電極會被分割成内側 -21 - (17) (17)1358764 電極及外側電極，上述第1高頻電力會被分配施加於上述 内側電極及上述外側電極，上述直流電源會被連接至該等 其中至少一方，因此加上上述效果，可使上述内側電極及 上述外側電極的電場強度變化，可更提高徑方向的電漿密 度的均一性。 若根據本發明的第3〜第6觀點，則會一邊在被施加第 1高頻電力的第1電極施加直流電壓，一邊進行蝕刻，藉此 可充分取得被蝕刻層的絶縁膜與基底膜的選擇比。例如， 絶縁膜爲有機系絶縁膜的SiOC系膜，其基底膜爲藉由碳 化矽所形成時，或絶縁膜爲無機系絶縁膜的Si 02，其基底 膜爲藉由碳化矽所形成時，一邊儘可能抑止基底膜的蝕刻 ，一邊進行蝕刻。 並且’一邊在第1電極施加直流電壓，一邊控制高頻 電力’壓力，氣體種類等的蝕刻條件，藉此如上述，除了 可一面維持高選擇比，一面提高對SiOC系膜等的蝕刻速 率以外，還可改善對阻絕層選擇比，特別是SiOC系膜等 對ArF阻絕層的蝕刻選擇比。又，由於可兼顧蝕刻速率的 提升及鈾刻圖案的CD (Critical Dimension)控制，因此 可實現高速且高精度的蝕刻，使半導體裝置的可靠度提升 。並且’藉由蝕刻在半導體晶圓等的被處理體表面刻設線 &空間的圖案時，可減少線蝕刻粗糙（LER )。 【實施方式】 以下’參照圖面來具體說明有關本發明的實施形態。

-22- (18) (18)1358764 首先，說明有關第1實施形態。圖1是表示本發明的第1實 施形態之電漿蝕刻裝置的槪略剖面圖β 此電漿蝕刻裝置是作爲電容耦合型平行平板電漿鈾刻 裝置來構成，例如具有表面被施以陽極氧化處理的鋁所構 成的略圓筒狀處理室（處理容器）10。此處理室10會被安定 接地。 在處理室10的底部，經由由陶瓷等所構成的絶縁板12 來配置有圓柱狀的基座支持台14，此基座支特台14上，例 如設置有由鋁所構成的基座16。基座16是構成下部電極， 在其上載置有被處理基板的半導體晶圓W。 在基座16的上面設有以静電力來吸著保持半導體晶圓 W的静電卡盤（chuck)18。此静電卡盤18具有以一對的絶縁 層或絶縁薄板來夾持由導電膜所構成的電極20之構造者， 在電極20電性連接直流電源22。然後，藉由來自直流電源 22的直流電壓所產生的庫倫力等的静電力，使半導體晶圓 W吸著保持於静電卡盤18。 在静電卡盤18(半導體晶圓W)的周圍，基座16的上面 ，配置有用以使蝕刻的均一性提昇之例如由矽所構成的導 電性的調焦環（修正環）24。在基座16及基座支持台14的側 面·，設有例如由石英所構成的圓筒狀的内壁構件26。 在基座支持台14的内部，例如在圓周上設有冷媒室28 。在此冷媒室中，可利用設置於外部之未圖示的冷卻單元 ，經由配管30a，30b來循環供給所定温度的冷媒，例如冷 卻水，藉由冷媒的温度來控制基座上的半導體晶圓W的處 @ -23- (19) 1358764 理温度。 並且，來自未圖示的傳熱氣體供給機構的傳熱氣體， 例如He氣體會經由氣體供給線3 2來供給至静電卡盤18的上 面及半導體晶圓W的背面之間。 在下部電極的基座16的上方，以能夠和基座16呈對向 之方式平行設有上部電極34。然後，上部及下部電極34, 16間的空間會形成電漿生成空間。上部電極34是與下部電 極之基座16上的半導體晶圓W呈對向，而形成與電漿生成 空間接觸的面，亦即對向面。 此上部電極34是藉由電極板36及水冷構造的電極支持 體38所構成。該電極板36是經由絶縁性遮蔽構件42來支持 於處理室10的上部，構成與基座16的對向面，且具有多數 個噴出孔37。該水冷構造的電極支持體3 8是可自由裝卸支 持該電極板36，由導電性材料，例如表面被施以陽極氧化 處理的鋁所構成者。電極板3 6最好是焦耳熱少的低電阻的 φ導電體或半導體，且如後述，由強化光阻劑的觀點來看， 最好爲矽含有物質。由如此的觀點來看，電極板3 6最好是 以矽或SiC來構成。在電極支持體38的内部設有氣體擴散 室40，從該氣體擴散室40連通至氣體噴出孔37的多數個氣 體通流孔41會延伸至下方。 在電極支持體38中形成有往氣體擴散室40導入處理氣 體的氣體導入口 62，在此氣體導入口 62連接有氣體供給管 64，在氣體供給管64連接處理氣體供給源66。在氣體供給 管64，由上游側依次設有質量流量控制器（MFC)68及開閉 -24- ⑧ (20) (20)1358764 閥7〇(亦可取代MFC，使用FCN)。然後，從處理氣體供給 源66，作爲供以蝕刻的處理氣體，例如C4F8氣體之類的氟 碳（fluoro carbon)氣體（CxFy)會從氣體供給管64至氣體擴 散室40，經由氣體通流孔41及氣體噴出孔37來以噴淋狀噴 出至電漿生成空間。亦即，上部電極34具有用以供給處理 氣體的蓮蓬頭之機能。 在上部電極34，經由整合器46及給電棒44來電性連接 第1高頻電源48。第1高頻電源48是輸出13.56MHz以上的 頻率，例如60MHz的高頻電力。整合器46是使負荷電阻整 合於第1闻頻電源48的内部（或輸出）電阻（impedance)者， 在處理室10内產生電漿時，第1高頻電源48的輸出電阻與 負荷電阻會看起來一致。整合器46的輸出端子是被連接至 給電棒44的上端》 另一方面，在上述上部電極34，除了第1高頻電源48 以外，還電性連接有可變直流電源50。可變直流電源50亦 可爲雙極電源。具體而言，此可變直流電源50是經由上述 整合器46及給電棒44來連接至上部電極34，可藉由開啓. 關閉開關52來進行給電的開啓•關閉。可變直流電源50的 極性及電流·電壓以及開啓•關閉開關52的開啓•關閉是 藉由控制器（控制裝置）5 1來控制。 整合器46，如圖2所示，具有從第1高頻電源48的給電 線49分歧設置之第1可變電容器54、及設置於給電線49的 分歧點的下流側之第2可變電容器56，藉由該等來發揮上 述機能。並且，在整合器46，以直流電壓電流（以下簡稱 -25- (21) (21)1358764 爲直流電壓）能夠有效地供給至上部電極34之方式’設有 捕捉來自第1高頻電源4 8的高頻（例如60 M Hz)及來自後述 第2高頻電源的高頻（例如2MHz)之過濾器58。亦即，來自 可變直流電源50的直流電流會經由過濾器58來連接至給電 線49。此過濾器58是由線圈59及電容器60所構成，藉由該 等來捕捉來自第1高頻電源48的高頻及來自後述第2高頻電 源的高頻。 以能夠從處理室10的側壁延伸至比上部電極34的高度 位置更上方的方式，設有圓筒狀的接地導體10a’此圓筒 狀接地導體l〇a的頂壁部分是藉由筒狀的絶縁構件44a來從 上部給電棒44電性絶縁。 在下部電極的基座16，經由整合器88來電性連接第2 高頻電源90。由此第2高頻電源90來供應高頻電力給下部 電極基座16，藉此離子會被引入半導體晶圓W側。第2高 頻電源90是輸出300kHz~13.56MHz範圍内的頻率’例如輸 出2MHz的高頻電力。整合器88是供以使負荷電阻整合於 第2高頻電源90的内部（或輸出）電阻者，在處理室1〇内產 生電漿時，第2高頻電源90的内部電阻與負荷電阻會看起 來一致。 在上部電極3，供以使來自第1高頻電源48的高頻 (60MH2)不會通過，使來自第2高頻電源90的高頻（2MHz) 通往接地的低通過濾器（LPF)92會被電性連接。此低通過 濾器（LPF)92最好是以LR過濾器或LC過濾器所構成。另一 方面，在下部電極的基座16，供以使來自第1高頻電源48 -26- (22) (22)1358764 的高頻（60MHz)通往接地的高通過濾器（HPF)94會被電性 連接。 在處理室10的底部設有排氣口 80，在此排氣口 80經由 排氣管82來連接排氣裝置84。排氣裝置84具有渦輪分子泵 (turbo molecular pump)等的真空泵，可使處理室10内減壓 至所望的真空度。並且，在處理室10的側壁設有半導體晶 圓W的搬入出口 85，此搬入出口 85可藉由閘閥86來開閉。 而且，沿著處理室10的内壁可自由裝卸地設有供以防止在 處理室10附著蝕刻副產物（堆積物）的堆積物屏蔽11。亦即 ，堆積物屏蔽11構成處理室壁。並且，堆積物屏蔽11亦設 置於内壁構件26的外周。在處理室10的底部的處理室壁側 的堆積物屏蔽11與内壁構件26側的堆積物屏蔽11之間設有 排氣板83。堆積物屏蔽11及排氣板83可適用在鋁材覆蓋 Y2〇3等的陶瓷者。 在與構成與堆積物屏蔽11的處理室内壁的部分的晶圓 W大致相同高度的部分，設有DC連接至接地的導電性構件 (GND區塊）91，藉此發揮後述的異常放電防止效果。 電漿蝕刻裝置的各構成部是形成被連接至控制部（全 體控制裝置）95而被控制的構成。並且，在控制部95連接 使用者介面96，該使用者介面9 6是由：工程管理者爲了管 理電漿鈾刻裝置而進行指令的輸入操作等的鍵盤，及使電 漿處理裝置的作動狀況可視化顯示的顯示器等所構成。 另外，在控制部95連接記憶部97，該記憶部97儲存有 供以藉由控制部95的控制來實現執行於電漿鈾刻裝置的各

-27- (23) (23)1358764 種處理之控制程式’或供以按照處理條件來使處理執行於 電漿鈾刻裝置的各構成部之程式亦即方法（recipe) »方法 可記憶於硬碟或半導體記億體，或收容於CD ROM，DVD 等可藉由可搬性的電腦來讀取的記憶媒體之狀態下設置於 記憶部97的所定位置。 然後，因應所需，根據來自使用者介面96的指示等， 從記憶部97呼叫出任意的方法，使執行於控制部95，在控 制部95的控制下，進行電漿鈾刻裝置的所望處理。另外， 本發明的實施形態所述的電漿處理裝置（電漿蝕刻裝置）是 包含此控制部95者。 在如此構成的電漿蝕刻裝置中進行蝕刻處理時，首先 閘閥86爲開狀態，經由搬入出口 85來將蝕刻對象的半導體 晶圓W搬入處理室10内，載置於基座16上。然後，從處理 氣體供給源66以所定的流量來將蝕刻用的處理氣體供給至 氣體擴散室40，一面經由氣體通流孔41及氣體噴出孔37來 供給至處理室1〇内，一面藉由排氣裝置84來對處理室10内 進行排氣，其中的壓力例如設爲0.1〜150Pa的範圍内的設 定値。在此，處理氣體可採用以往所被使用的各種氣體， 例如以C4F8氣體之類的氟碳氣體（CxFy)爲代表之含有鹵元 素的氣體。又，亦可含Ar氣體或02氣體等其他的氣體。 在如此將蝕刻氣體導入處理室10内的狀態下，由第1 高頻電源48以所定的功率來對上部電極34施加電漿生成用 的高頻電力，且由第2高頻電源90以所定的功率來對下部 電極的基座16施加離子引入用的高頻。然後，由可變直流

-28 - (24) (24)1358764 電源50來對上部電極34施加所定的直流電壓。又，由静電 卡盤18用的直流電源22來對静電卡盤18的電極20施加直流 電壓，而使半導體晶圓W固定於基座16。 自形成於上部電極34的電極板36的氣體噴出孔37所噴 出的處理氣體是在利用高頻電力所產生之上部電極34與下 部電極（亦即基座16)間的輝光放電中電漿化，藉由以該電 漿所生成的游離基或離子來蝕刻半導體晶圓W的被處理面 。並且，如此對上部電極34供給電漿形成用的第1高頻電 力，而來調節電漿密度，對下部電極的基座16供給離子引 入用的第2高頻電力，而來調節電壓，因此可擴大電漿的 控制範圍。 在本實施形態中，如此形成電漿時，由於是對上部電 極34供給高頻區域（例如，10MHz以上）的高頻電力，因此 可在較佳的狀態下使電漿高密度化，即使在更低壓的條件 下，照樣能夠形成高密度電漿。 並且，在如此形成電漿時，由可變直流電源50來對上 部電極34施加所定的極性及大小的直流電壓。此刻，最好 是以能夠取得對施加電極的上部電極34的表面亦即電極板 36的表面之所定的（適度的）濺射效果的程度使其表面的自 我偏壓電壓Vde變深之方式，亦即在上部電極34表面的Vdc 的絶對値變大之方式，藉由控制器51來控制來自可變直流 電源50的施加電壓。當自第1高頻電源48所施加的高頻功 率低時，雖於上部電極34附著有聚合物，但藉由自可變直 流電源50施加適當的直流電壓，可濺射附著於上部電極34 -29- (25) (25)1358764 的聚合物，使上部電極34的表面清浄化。同時’可在半導 體晶圓W上供給最適量的聚合物，解除光阻劑膜的表面粗 糙。並且，調整來自可變直流電源50的電壓，濺射上部電 極34本身，而使能夠在半導體晶圓W表面供給電極材料本 身，藉此於光阻劑膜表面形成碳化物，強化光阻劑膜，且 所被濺射的電極材料會與氟碳系的處理氣體中的F反應， 然後排氣，藉此電漿中的F比率會減少，光阻劑膜會難以 被蝕刻》當電極板36爲矽或SiC等的矽含有物質時，被濺 射於電極板36表面的矽會與聚合物反應，而於光阻劑膜表 面形成有SiC，光阻劑膜會形成極強固者，且因爲Si容易 與F反應，所以上述效果特別大。因此，電極板36的材料 較理想爲矽含有物質。另外，此情況，亦可取代控制來自 可變直流電源50的施加電壓，而控制施加電流或施加電力 〇 如此在上部電極34施加直流電壓，而自我偏壓電壓 Vdc變深時，如圖3所示，形成於上部電極34側的電漿外皮 的厚度會變大。然後，一旦電槳外皮變厚，則該部份電漿 會被縮小化。例如，在上部電極34不施加直流電壓時，上 部電極側的Vdc例如爲-300V，如圖4A所示，電漿爲具有較 薄的外皮厚d。的狀態。但，若在上部電極34施加-900V的 直流電壓，則上部電極側的Vde會形成-900V，電漿外皮的 厚度爲Vdc的絶對値的3/4比例，如圖4B所示，更厚的電漿 外皮1會被形成，該部份電漿會縮小化。藉由如此形成較 厚的電漿外皮，而使電漿適當地縮小化，半導體晶圓W上 -30- (26) 1358764 的實效常駐時間會減少，且電漿會集中於晶圓W上，擴散 會被抑止，解離空間會減少。藉此，氟碳系的處理氣體的 解離會被抑止，光阻劑膜難以被蝕刻。因此，來自可變直 流電源50的施加電壓，最好藉由控制器51來控制上部電極 34之電漿外皮的厚度能夠形成所望縮小化的電漿程度之厚 度。此情況，·亦可取代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。

並且，在電漿被形成時，電子會被產生於上部電極34 近傍。若從可變直流電源50來對上部電極34施加可變直流 電源50，則藉由所施加後的直流電壓値與電漿電位的電位 差，電子會往處理空間的鉛直方向加速。藉由使可變直流 電源50的極性、電壓値、電流値形成所望者，電子會被照 射於半導體晶圓W。所被照射的電子可使作爲光罩的光阻 劑膜的組成改質，光阻劑膜會被強化。因此，藉由控制可 變直流電源50的施加電壓値及根據施加電流値而產生於上 部電極34近傍的電子的量、及如此的電子往晶圓W的加速 電壓，可謀求對光阻劑膜之所定的強化。 特別是，半導體晶圓W上的光阻劑膜爲ARF準分子雷 射（波長193 ηιη)用的光阻劑膜（以下既爲ArF光阻劑膜）時， ArF光阻劑膜的聚合物構造是經由以下的化學式（1)、（2)所 示的反應，被電子照射後形成化學式（3)的右邊那樣的構 造。亦即，一旦被電子照射、則如化學式（3)的d部所示， 會發生ARF光阻劑膜的組成的改質（光阻劑的架橋反應）。 由於此d部具有非常強的蝕刻耐性（電漿耐性），因此ArF光 -31 - ⑧ (27) 1358764 阻劑膜的蝕刻耐性會飛躍地増大。所以，可抑止ArF光阻 劑膜的表面粗糙，可提高蝕刻對象層對ArF光阻劑膜的蝕 刻選擇比。

因此，來自可變直流電源50的施加電壓値·電流値， 最好是藉由控制器51來控制成光阻劑膜（特別是ArF光阻劑 膜）的蝕刻耐性能藉電子的照射而變強。 又，如上述，若對施加上部電極34，則在電漿被形成 時產生於上部電極34近傍的電子會往處理空間的鉛直方向 加速，但藉由使可變直流電源5 0的極性、電壓値、電流値 -32- (28) (28)1358764 形成所望者，可使電子到達半導體晶圓W的孔内，抑止遮 掩（shading)效果、可取得無波音之良好的加工形狀，可使 加工形狀的均一性佳》 被控制加速電壓的電子射入晶圓W的電子量爲使用根 據直流電壓的電子電流量10(：時，若由電漿射入晶圓的離 子電流量爲 Ii()n，則最好符合 IDC>(l/2)Iit)n。Iit)n = z p vi()ne(z : 荷數，:流速密度，Vi()n :離子速度，e:電子的電荷量 1.6xlCT19C)，由於p是與電子密度Ne成比例，所以1^會 與Ne成比例。 如此，控制施加於上部電極34的直流電壓，而使發揮 上述上部電極34的濺射機能或電漿的縮小化機能，以及產 生於上述上部電極34的多量電子之往半導體晶圓W的供給 機能，藉此可謀求光阻劑膜的強化或最適聚合物的供給， 處理氣體的解離抑止等，可抑止光阻劑的表面粗糙等，且 能提高蝕刻對象層對光阻劑膜的蝕刻選擇比。同時，可抑 止光阻劑的開口部之CD的擴展，可實現更高精度的圖案 形成。特別是控制直流電壓，而使能夠適當地發揮濺射機 能、電漿的縮小化機能及電子的供給機能等3個，藉此可 更爲提高如此的效果。 另外，上述各機能中哪個優先產生會依處理條件等而 有所不同，最好是藉由控制器51來控制從可變直流電源50 所被施加的電壓，而使該等機能的一個以上發揮，有效發 揮上述效果。 說明有關利用如此的機能來改善蝕刻對象膜的Si02膜 -33 - ⑧ (29) (29)1358764 對光阻劑膜的選擇比之結果。在此，使用矽作爲上部電極 34的電極板36，由第1高頻電源48來對上部電極34供給頻 率60MHz，100〜3000W的高頻電力，由第2高頻電源90來 對下部電極的基座16供給頻率2MHz，4500W的高頻電力 ，然後使用C4F6/Ar/02作爲蝕刻氣體，掌握使來自可變直 流電源50的施加電壓變化時之光阻劑膜及Si02膜的蝕刻速 率的變化及5丨02膜對光阻劑膜的選擇比的變化。將其結果 顯示於圖5。如該圖所示，可知在上部電極34施加負的直 流電壓，隨著其絶對値上昇，Si02膜對光阻劑膜的選擇比 會上昇，若超過- 600V，而其絶對値變大，則選擇比會顯 著上昇。亦即，若在上部電極34施加比-600V更高絶對値 的負直流電壓，則可大幅度改善Si 02膜對光阻劑膜的選擇 比。 又，藉由調整施加於上部電極34的直流電壓，可控制 電漿電位。藉此，具有抑止蝕刻副產物的附著於上部電極 34或構成處理室壁的堆積物屏蔽11，内壁構件26，絶縁性 遮蔽構件42之機能。 若蝕刻副產物附著於上部電極34或構成處理室壁的堆 積物屏蔽11等，則會有製程特性的變化或粒子之虞。特別 是在連續餽刻多層膜時，例如連續蝕刻依次將圖6所示的 Si系有機膜（SiOC)lOl，SiN膜102，Si02膜103，光阻劑 104積層於半導體晶圓W上的多層膜時，由於蝕刻條件會 依各膜而有所不同，因此前處理的影響會殘留，而對其次 的處理造成不良影響，亦即產生記憶效應。 -34- (30) (30)1358764 由於如此之蝕刻副產物的附著是依電漿電位與上部電 極34或處理室壁等之間的電位差而影響，因此若能夠控制 電漿電位，則可抑止如此之蝕刻生成物的附著。 圖7是表示在上部電極3 4施加直流電壓時之電漿電位 波形的變化。圖8是表示供給至上部電極的直流電壓的値 與電漿電位的最大値之關係。如該等的圖所示，若在上部 電極34施加負的直流電壓，則其絶對値越大，電漿電位的 最大値會越低。亦即，可藉由施加於上部電極34的直流電 壓來控制電漿電位。這是因爲藉由在上部電極34施加比施 加於上部電極34的高頻電力的自我偏壓（Vdc)的絶對値更 高的直流電壓，Vde的絶對値會變大，電漿電位會降低所 致。更詳細説明，電漿電位的値是根據上部電極之電漿電 位的推上而定。但，若將絶對値高的負電壓施加於上部電 極，則上部電極的電壓振幅會全以負的電位來進行，因此 電漿電位是形成以壁的電位而定。所以，電漿電位會降低 〇 如此，藉由控制從可變直流電源50施加於上部電極34 的電壓，可使電漿電位降低，可抑止蝕刻副產物的附著於 上部電極34或構成處理室壁的堆積物屏蔽11，甚至處理室 10内的絶縁材（構件26，42)。電漿電位Vp的値，最好爲 80V $ Vp $ 200V的範圍》 又，藉由控制施加於上部電極34的直流電壓，可使如 此的電漿電位控制機能、上述上部電極34的濺射機能及電 漿的縮小化機能及電子的供給機能有效發揮。 -35 - (31) (31)1358764 又，藉由在上部電極3 4施加直流電壓的其他效果，可 舉藉由施加後的直流電壓來形成電漿，藉此提高電漿密度 ，而使蝕刻速率提昇者。 這是因爲若在上部電極施加負的直流電壓，則電子會 難以進入上部電極，電子的消滅會被抑止，以及若離子被 加速而進入上部電極，則電子可從電極出去，該電子會以 電漿電位與施加電壓値的差來高速地加速，使中性氣體成 電離（電漿化），藉此電子密度（電漿密度）會増加。 又，當電漿被形成時，若由可變直流電源50來施加直 流電壓於上部電極34，則會因爲電漿擴散，使比較中心部 的電漿密度上昇。當處理室10内的壓力高且使用的飩刻氣 體爲負性氣體時，雖處理室10内的中心部的電漿密度會有 變低的傾向，但藉由在上部電極34施加直流電壓，可使中 心部的電漿密度上昇，控制電漿密度，而使能夠進行均一 的蝕刻。但，由於蝕刻特性是僅以電漿密度來規定，因此 並非電漿密度越均一，蝕刻就會形成均一。 藉由實験來説明此情況。 在圖1的裝置中，將半導體晶圓裝入處理室内，載置 於基座上，進行BARC (有機反射防止膜）及蝕刻對象膜的 蝕刻。在BARC的蝕刻時，第1高頻電力爲2500W，第2高 頻電力爲2000W，處理氣體爲使用CH2F2，CHF3，Ar，02 。並且，在蝕刻對象膜的蝕刻時，第1高頻電力爲15 00W ，第2高頻電力爲4500W，處理氣體爲使用CH4F6，CF4， Ar，02，進行孔的蝕刻。此刻，使施加於上部電極的直流 -36- (32) 1358764

電壓變化成-800V ’ -1000V，-1200V。將此刻之電子密度（ 電漿密度）的徑方向的分布顯示於圖9»如此圖所示，若 從-800V往-1200V，則直流電壓的絶對値越増加，中心的 電子密度越上昇，電漿密度會有形成均一的傾向。將此刻 之中心與邊端的蝕刻形狀顯示於圖1〇 A-C。由此圖可知， 直流電壓從-800V形成-1000V，蝕刻的均一性會増加。另 —方面，從-1000V形成-1200V，電子密度的均一性雖増加 ，但在中心蝕刻性過高，相反的鈾刻均一性會降低。由此 可確認出，-1000V爲蝕刻的均一性最佳者。總之，可藉由 調整直流電壓來進行均一的蝕刻。 如以上所述，可藉由控制施加於上部電極34的直流電 壓，有效地發揮上述上部電極34的濺射機能，電漿的縮小 化機能，電子的供給機能，電漿電位控制機能，電子密度 (電漿密度）上昇機能，及電漿密度控制機能的至少其中之 就可變直流電源50而言，可適用能夠施加-2000 ~+1000V的範圍的電壓者》而且，爲了使以上所述的諸機 能有效地發揮，最好來自可變直流電源50的直流電壓爲絶 對値500V以上。 又，最好所施加的直流電壓是比藉由施加於上部電極 34的第1高頻電力來產生於上部電極表面的自我偏壓電壓 更大絶對値的負電壓。 以下說明有關確認此情況的實験。 圖11是表示由第1高頻電源48改變電漿生成用的高頻

-37- (33) (33)1358764 電力（60MHz)的功率來施加於上部電極34時，產生於上部 電極34表面的自我偏壓電壓Vdc與施加於上部電極34的直 流電壓之關係圖表。在此，處理室内壓力=2.7Pa，在上部 電極34施加650W，1100W或2200W的高頻電力，在作爲下 部電極的基座16施加2100W的高頻電力，以處理氣體流量 C4F6/Ar/O2 = 25/700/26mL/min，上下部電極間距離=25mm ，逆壓（Back Pressure)(中心部 / 邊端部）= 1333/4666Pa，上 部電極34的温度=60°C，處理室10側壁的温度=50°C，基座 16的温度=0°C的條件來產生電漿，測定上部電極34表面的 自我偏壓電壓Vdc。 由圖11的圖表可知，施加後的直流電壓在比上部電極 34的自我偏壓電壓Vde更大時，其效果會呈現，且供給至 上部電極34的高頻電力越大，所發生的負的自我偏壓電壓 Vdc也越會變大。因此，在施加直流電壓時，必須施加比 利用高頻電力之自我偏壓電壓Vdc更大絶對値的負電壓。 由此可確認出，對上部電極34施加之直流電壓的絶對値最 好是設定成比發生於上部電極的自我偏壓電壓Vde更大。 又，如圖12所示，設置一例如由電漿檢測窗10a來檢 測電漿的狀態之檢測器55，控制器51可根據其檢測信號來 控制可變直流電源50，藉此可將有效發揮上述機能的直流 電壓予以自動地施加於上部電極34。又，亦可設置檢測外 皮厚的檢測器或檢測電子密度的檢測器’控制器5 1可根據 其檢測信號來控制可變直流電源50。 在此，於本實施形態的電漿蝕刻裝置中，在蝕刻形成

-38- (34) 1358764 於晶圓W上的絶縁膜（例如Low-k膜）時，作爲處理氣體使 用之特別較佳的氣體組合，如以下所示的例子。 在孔蝕刻的條件之過蝕刻時，所使用較理想的處理氣 體組合，可舉C5F8，Ar，N2。藉此，可取較大絶縁膜對基 底膜（SiC，SiN等）的選擇比》 又，就溝蝕刻的條件而言，所使用較理想的處理氣體 組合，可舉CF4或（C4F8，CF4，Ar，N2，02) »藉此，可取 較大絶縁膜對光罩的選擇比。 又，就HARC蝕刻的條件而言，所使用較理想的處理 氣體組合，可舉（C4F6，CF4，Ar，02)或（C4F6，C3F8，Ar ·，02)或（C4F6，CH2F2，Ar，02)。藉此，可增大絶縁膜的 蝕刻速度。 另外，並非限於上述，可使用（CxHyFz的氣體/ N2，02 等的添加氣體/稀釋氣體的組合）。

但，若對上部電極34施加直流電壓，則電子會在上部 電極34積存，在與處理室1〇的内壁之間等會有發生異常放 電之虞。爲了抑止如此的異常放電，本實施形態是將DC 性接地的零件亦即GND區塊（導電性構件）91設置於處理室 壁側的堆積物屏蔽11。此GND區塊91是露出於電漿面，在 堆積物屏蔽11的内部的導電部電性連接，由可變直流電源 5 0來施加於上部電極34的直流電壓電流是經由處理空間來 到達GND區塊91，且經由堆積物屏蔽11來接地。GND區塊 91爲導電體，較理想爲Si，SiC等的矽含有物質》亦可適 用C。藉由此GND區塊91，可使積存於上述上部電極34的 -39- (35) (35)1358764 電子逃離，防止異常放電。GND區塊91的突出長度最好爲 10mm以上。 又，爲了防止異常放電，其有效的方法，例如在上部 電極34施加直流電壓時，可藉由適當的手段重疊於直流電 壓來周期性賦予第1實施形態之圖13所示極短的逆極性的 脈衝，而中和電子。 若上述GND區塊91設置於電漿形成區域，則該位置並 非限於圖1的位置，例如圖14所示，亦可設置於基座16的 周圍等，設置於基座16側，且如圖15所示，亦可環狀設置 於上部電極34的外側等，設置於上部電極34。但，在形成 電漿時，覆蓋於堆積物屏蔽11等的Y203或聚合物會飛翔， 一旦附著於GND區塊91，則不會被DC性接地，難以發揮 異常放電防止效果，因此使難以附著是件重要的事。因應 於此’最好GND區塊91是離.開被Y203等所覆蓋的構件的位 β 置，就隣接零件而言，最好爲Si或石英（Si02)等的Si含有 物質。例如，圖16A所示，最好在GND區塊91的周圍設置 Si含有構件93。此情況，最好Si含有構件93的GND區塊91 之下的部分的長度L爲GND區塊91的突出長度Μ以上。又 ’爲了抑止Υ2〇3或聚合物的附著所造成的機能低下，如圖 16Β所示’其有效的方法是設置一飛翔物難以附著的凹所 91a來作爲GND區塊91。又，亦可擴大GND區塊91的表面 積’使難以被Υζ〇3或聚合物所覆蓋。又，爲了抑止附著物 ’温度高有效’但因爲在上部電極3 4會被供給電漿形成用 的闻頻電力’其近傍的温度會上昇，所以由使温度上昇來 (36) 1358764 不使附著物附著的觀點來看，最好如上述圖15所示設置於 上部電極34的近傍。此情況，特別是如上述圖15所示，最 好環狀設置於上部電極34的外側。

爲了更具效果地排除隨著覆蓋於堆積物屏蔽11等之 Y2〇3或聚合物的飛翔而對GND區塊91之附著物的影響》如 圖17所示，可在GND區塊91施加負的直流電壓。亦即，藉 由在GND區塊9 1施加負的直流電壓，附著於此的附著物會 被濺射或蝕刻，可清潔GND區塊91的表面。在圖17的構成 中設置切換機構53，其係於可變直流電源5 0側與接地線切 換GND區塊91的連接，而使能夠由可變直流電源50來對 GND區塊91施加電壓，且設有被接地的導電性輔助構件 91b，其係使負的直流電壓被施加於GND區塊91時所發生 的直流電子電流流入。切換機構53具有：在整合器46側與 GND區塊91側之間切換可變直流電源50的連接之第1開關 53a，及開啓•關閉往GND區塊91的接地線的連接之第2開 關53b。另外，在圖17的例中，GND區塊91會被環狀設置 於上部電極34的外側，導電性輔助構件91b會被設置於基 座16的外周，此配置雖理想，但並非一定要如此的配置。 在圖17之構成的裝置中，電漿蝕刻時，通常如圖18A 所示，切換機構53的第1開關53a會被連接至上部電極34側 ，可變直流電源50會形成連接至上部電極34側的狀態’且 第2開關53b會被開啓，GND區塊91會被連接至接地線側。 在此狀態中，由第1高頻電源48及可變直流電源50來給電 至上部電極34，而形成電漿，直流電子電流是經由電漿來 -41 - ⑧ (37) 1358764 從上部電極34流入所被接地的GND區塊91及導電性輔助構 件9 lb(與正離子電流的流向呈相反）。此刻，GND區塊91 的表面是被上述Y2〇 3或聚合物等的附著物所覆蓋。 因此，會清潔如此的附著物。在進行如此的清潔時， 如圖18Β所示，將切換機構53的第1開關53a切換至GND區 塊91側，關閉第2開關53b。在此狀態中，由第1高頻電源 48來給電至上部電極34，而形成清潔電漿.，·由可變直流電 源50來對GND區塊91施加負的直流電壓。藉此，直流電子 電流是由GND區塊91來流入導電性輔助構件91b。相反的 ，正離子是流入GND區塊91。因此，可藉由調整直流電壓 來控制往GND區塊91之正離子的射入能量，而得以離子濺 射GND區塊91表面，藉此能夠去除GND區塊91表面的附著 物。

此外，在電漿蝕刻時的部份期間，如圖1 9所示，亦可 關閉第2開關53b，使GND區塊91成爲浮動狀態。此刻，直 流電子電流是經由電漿來從上部電極34流入導電性輔助構 件91a(與正離子電流的流向呈相反）。此刻在GND區塊91 中施以自我偏壓電壓，以部份的能量來射入正離子，可在 電漿蝕刻時清潔GND區塊91。 另外，在上述清潔時，所施加的直流電壓可爲較小， 此刻的直流電子電流小。因此，在圖17的構成中，可藉洩 漏電流在GND區塊91中電荷不會積存時，並非一定要導電 性輔助構件9 1 b。 在上述圖17的例子中，清潔時，將可變直流電源50的 (38) (38)1358764 連接從上部電極34側切換至GND電極91側，施加直流電壓 時的直流電子電流會從GND區塊91來流至導電性輔助構件 91b，但亦可將可變直流電源50的正極連接至上部電極34 ，將負極連接至GND區塊91，在施加直流電壓時的直流電 子電流會從GND區塊91來流至上部電極34。此情況，不需 要導電性輔助構件。將如此的構成顯示於圖20。在圖20的 構成中，設有連接切換機構57,其係於電漿蝕刻時，可變 直流電源50的負極會被連接至上部電極34，且GND區塊91 會被連接至接地線，清潔時，可變直流電源50的正極會被 連接至上部電極34，負極會被連接至GND區塊91。 此連接切換機構57具有： 第1開關57a，其係於正極與負極之間切換對上部電極 34之可變直流電源50的連接； 第2開關57b，其係於正極與負極之間切換對GND區塊 91之可變直流電源50的連接；及 第3開關57c，其係用以使可變直流電源50的正極或負 極接地。 又，第1開關57a與第2開關57b是構成連動開關，亦即 當第1開關57a連接至可變直流電源50的正極時，第2開關 57b會被連接至直流電源的負極，當第1開關57a連接至可 變直流電源50的負極時，第2開關5 7b會形成關閉。 在圖20之構成的裝置中， 在電漿蝕刻時，如圖21 A所示，連接切換機構57的第 1開關57a會被連接至可變直流電源50的負極側，可變直流 -43 - (39) 1358764

電源50的負極會形成連接至上部電極34側的狀態，且第2 開關57b會被連接至可變直流電源50的正極側，第3開關 5 7c會被連接至可變直流電源5 0的正極側（使可變直流電源 50的正極接地），GND區塊91會被連接至接地線側。在此 狀態中，由第1高頻電源48及可變直流電源50來給電至上 部電極34而形成電漿，直流電子電流是經由電漿來從上部 電極34流入被接地的GND區塊91(與正離子電流的流向呈 相反）。此刻，GND區塊91的表面是被上述Y203或聚合物 等的附著物所覆蓋。 另一方面，在清潔時，如圖21Β所示，將連接切換機 構57的第1開關57a切換至可變直流電源50的正極側，將第 2開關5 7b切換至可變直流電源50的負極側，且使第3開關 5 7c成爲未連接狀態。在此狀態中，從第1高頻電源48來給 電至上部電極34而形成清潔電漿，在GND區塊91中從可變 直流電源50的負極來施加直流電壓，在上部電極34中從可 變直流電源50的正極來施加直流電壓，藉由該等之間的電 位差，直流電子電流會從GND區塊91來流入上部電極34， 相反的，正離子會流入GND區塊91。因此，可藉由調整直 流電壓來控制往GND區塊91之正離子的射入能量，而使能 夠離子濺射GND區塊91表面，藉此可去除GND區塊91表面 的附著物。另外，此情況，雖可變直流電源5 0看起來爲浮 動狀態，但一般在電源設有幀接地線，因此安全》 又，上述例中雖使第3開關57c成爲未連接狀態，但亦 可維持連接於可變直流電源50的正極側（使可變直流電源

-44- (40) (40)1358764 50的正極接地）。在此狀態中，從第1高頻電源48來給電至 上部電極34而形成清潔電漿，在GND區塊91中從可變直流 電源50的負極來施加直流電壓，直流電子電流會經由電漿 來從GND區塊91流入上部電極34，相反的，正離子會流入 GND區塊91。在此情況中，亦可藉由調整直流電壓來控制 往GND區塊91之正離子的射入能量，而使能夠離子濺射 GND區塊91表面，藉此可去除GND區塊91表面的附著物。 另外，就圖17及圖20的例子而百，在清潔時，是在 GND區塊91中施加直流電壓，但亦可施加交流電壓。並且 ，在圖17的例子中，是使用供以在上部電極施加直流電壓 的可變直流電源50來對GND區塊91施加電壓，但亦可由別 的電源來施加電壓。此外，就圖17及圖20的例子而言，在 電漿蝕刻時，是使GND區塊91接地，在清潔時，是在GND 區塊91施加負的直流電壓，但並非限於此。例如，在電漿 蝕刻時，亦可在GND區塊91施加負的直流電壓。又，亦可 將上述清潔時置換成灰化時。又，使用雙極電源來作爲可 變直流電源50時，不需要上述連接切換機構57那樣複雜的 開關動作。 圖17之例的切換機構53，圖20之例的連接切換機構57 的切換動作是根據來自控制部95的指令進行。 在形成電漿時，由簡易防止因Y2〇 3或聚合物附著於 GND區塊91而造成無法DC性接地的觀點來看，其有效方 法’是以其他的構件來覆蓋GND區塊91的一部份，使該等 相對移動，而令GND區塊91的新的面能夠露出。具體而言 -45 - ⑧ (41) (41)1358764 ，如圖22所示，GND區塊91爲較大面積，以能夠移動於箭 號方向的光罩材111來覆蓋GND區塊91所接觸電漿的表面 —部份，可藉由移動該保護板111來改變GND區塊91表面 所暴露於電漿的部分。此情況，若將驅動機構設置於處理 室10内，則會有引起粒子發生之虞，但由於使用頻度少， 百小時使用一次，因此不會發生大問題。並且，如圖23所 示，例如將圓柱狀的GND區塊191設成可旋轉，以只有 GND區塊191的外周面的一部份能夠露出之方式，以光罩 材112來覆蓋，可藉由旋轉GND區塊191來改變暴露於電漿 的部分。此情況，驅動機構可設置於處理室10外。光罩材 111，112可使用耐電漿性高，例如溶射Y2〇3等的陶瓷的鋁 板。 又，同樣用以簡易防止GND區塊91因附著物而無法 DC性接地的其他有效手法，是以其他的構成來覆蓋GND 區塊91的一部份，其他的構件爲使用藉由電漿而慢慢地被 蝕刻者，使GND區塊91 一直未失去導電性的面能夠露出。 例如圖24 A所示，以附階差的保護膜113來覆蓋GND區塊91 表面的一部份，使初期露出面91c具有接地機能。若在此 狀態下例如進行2 0 0小時的電漿處理，則如圖2 4 B所示，雖 GND區塊91的初期露出面91c會失去導電性，但此刻附階 差的保護膜113的較薄部分會被蝕刻，而使GND區塊91的 新露出面91d能夠出現。藉此新露出面91d可發揮接地機能 。如此的保護膜113具有可防止壁面材料附著於GND區塊 91的效果、及減少離子流入GND區塊91，而來防止汚染的 -46 - (42) 1358764 效果。 在實際的使用中，如圖25所示，最好多數積層較薄的 層114，使用各層錯開少些的保護膜113a。此情況，若將1 個層114藉由電漿的蝕刻而消失的時間設爲Te，將GND區 塊91的露出表面被汚染而消失導電性爲止的時間設爲τΡ， 則以一定能夠滿足Te<Tp的方式來設定層114的厚度，可

在GND區塊91中經常確保保持導電性的表面。就層114的 數量而言，最好是以GND區塊91的壽命比維修的周期更長 的方式來選擇。又，爲了提高維修性，如圖示，可事先設 置1層與其他不同顏色的層U4a，例如在該膜114a形成一 定面積以上的時間點進行交換，而使能夠掌握交換時期。 就保護膜113，113a而言，最好爲電漿所能適度蝕刻 者，例如可適用光阻劑膜。 又，用以簡易防止GND區塊91因附著物而無法DC性 接地的其他方法，可舉一設置複數個GND區塊91，依次切 換其中可使接地機能奏效者。例如圖26所示，設置3個 GND區塊91，以只能夠使該等的一個接地之方式來設置切 換開關115。並且，在共通的接地線11 6事先設置電流感測 器117，監控流動於此的直流電流。以電流感測器117來監 控所被接地之GND區塊91的電流，在其電流値低於所定値 的時間點，切換成別的GND區塊91。另外，GND區塊91的 數量，只要在3〜10個程度的範圍內選擇適當的數量即可。 在以上的例子中，未被接地的GND區塊是形成電性浮 動狀態，但由保護未使用的GND區塊的觀點來看，亦可取 -47 - (43) (43)1358764 代設置切換開關115，而施加保護用的電位。將該例顯示 於圖27。就圖27而言，是在個別連接於各GND區塊91的接 地線118分別設置可變直流電源119。藉此，以使應發揮接 地機能的GND區塊91的電壓能夠形成0V之方式來控制所對 應之可變直流電源119的電壓，有關其他的GND區塊91， 則是以能夠形成電流未流動的電壓，例如形成100V之方 式來控制所對應之可變直流電源119的電壓。而且，在連 接於應使發揮接地機能的GND區塊91的接地線118所被設 置的電流感測器11 7的電流値形成比所定値更低的時間點 ，判斷成接地機能未奏效，而將對應於別的GND區塊91的 可變直流電源119的電壓値控制成該GND區塊可發揮接地 機能的値。 另外，藉由使如此來自直流電源119的施加電壓形成-lkV程度的負値，可使所連接的GND區塊91具有作爲用以 對電漿賦予直流電壓的電極之機能。但，若該値太大，則 亦會對電漿造成不良影響。並且，藉由控制施加於GND區 塊91的電壓，可發揮對GND區塊119的清潔效果。 其次，更詳細說明有關本實施形態那樣使上部電極34 的高頻電力與直流電壓重疊時的電漿。 圖28是橫軸取電子温度，縱軸取其強度，顯示電漿的 電子温度分布。所欲取得高密度電漿時，如上述，使用 13.5 6 MHz以上之離子不會追從之較高的高頻電力爲有效 ，但在施加高頻電力時之電漿（RF電漿）的電子温度分布， 如圖28的曲線A(caseA)所示，在電子温度低的激勵區域有 -48 - (44) 1358764 強度的峰値，若所欲取得更高的電漿密度，而提高功率， 則電子温度爲中間水準的解離區域的強度會變高，因此蝕 刻用的處理氣體，亦即C4F8氣體之類的氟碳氣體（CxFy)的 解離不會進展，造成蝕刻特性降低。 相對的，圖28的曲線B(CaSeB)是藉由施加直流電壓來 產生的電漿（DC電漿）時，雖與曲線A(caseA)同等的電漿密 度，但此情況是在電子温度高的離子化區域中存在強度的 峰値，激勵區域或解離區域幾乎不存在。因此，藉由使直 流電壓重疊於13.5 6 MHz以上的高頻電力，可在不提昇高 頻電力的功率之下取得高電漿密度，且如此形成的電漿是 形成電子温度在激勵區域及離子化區域具有強度峰値的2 極化者，即使相同電漿密度，亦可形成處理氣體的解離少 之理想的電漿。 參照圖29來更具體説明。圖29是表示比較電漿的電子 温度分布在僅高頻電力時和使直流電壓重疊時。圖29的曲 φ線C是在上部電極34供給頻率60MHz的高頻電力，在下部 電極的基座16供給離子引入用的頻率2MHz的高頻電力時 ，往上部電極34的高頻功率爲24 0 0W，往下部電極的基座 16的高頻功率爲1000W時，曲線D是同樣在上部電極34及 基座16分別施加60MHz及2MHz，且在上部電極34施加直 流電壓時，以能夠和曲線C時同電漿密度之方式，設定高 頻功率及直流電壓的値者，使往上部電極34的高頻功率下 降至300W，使直流電壓形成-900V時。如圖29所示，使直 流電壓重疊，藉此在同電漿密度中，可形成電子温度爲解 -49- (45) (45)1358764 離區域者幾乎不存在之2極化後的高密度電漿。此情況， 可藉由改變供給至上部電極34的高頻電力的頻率及功率， 以及直流電壓的値，來控制電子温度分布，進而能夠取得 更適當的電漿狀態。 如上述，施加於上部電極34的高頻電力的頻率越小， 越會形成高能量電漿，Vde也會變高，而使得處理氣體的 解離會更被促進，施加直流電壓之控制範圍會變得狹窄， 但當施加於上部電極3 4的高頻電力的頻率爲40MHz以上， 例如60MHz時，因爲電漿的能量低，所以施加直流電壓之 控制範圍會變廣。因此，最好施加於上部電極34的高頻電 力的頻率爲40MHz以上》 其次，說明有關供給至下部電極的基座16之離子引入 用的偏壓高頻電力。供給至基座16之來自第2高頻電源90 的商頻電力雖是離子引入用的偏壓局頻電力，但其頻率 (RF施加頻率）爲未滿10MHz或10MHz以上時，其作用會有 所不同。亦即，當RF施加頻率的頻率未滿10MHz，例如 2MHz時，一般離子可追從該RF施加頻率，因此如圖30A 所示’射入晶圓的離子能量是對應於按照高頻電力電壓波 形而變化的晶圓電位者。另一方面，當偏壓高頻的頻率爲 10MHz以上’例如13.56MHz時，一般離子無法追從該RF 施加頻率，因此如圖30B所示，射入晶圓的離子能量不爲 晶圓電位所左右，而是依存於Vde«當圖30A的離子爲追從 的頻率（例如2MHz)時，離子的最大能量是形成對應於Vpp 者，且就電漿電位與晶圓電位的差較小的部分而言，由於 -50- (46) 1358764 離子能量會變小，因此如圖31的離子能量分布圖的曲線E 所示，晶圓上的離子能量會形成2極分化後的寬廣者。另 —方面，當圖30B的離子爲不追從的頻率（例如13.56MHz) 時，與晶圓電位無關，離子能量會形成對應於Vdc者，如 圖31所示，晶圓上的離子能量是在對應於Vdc的部分附近 顯示最大値，比Vde更高能量的離子幾乎不存在。 由此可知，未滿10MHz的離子所能追從的頻率是適於 想要藉由較大的離子能量來提高生產性時，10MHz以上的 離子所無法追從的頻率是適用光罩的表面粗糙臨界時等被 要求離子能量低時。因此，最好偏壓用的高頻電力的頻率 是按照用途來適當選擇。 另外，以上所示例子雖是爲了發揮上述上部電極34的 濺射機能，電漿的縮小化機能，及電子的供給機能等，而 施加直流電壓，但即使爲交流電壓，還是可以取得同樣的 效果。但，其頻率是比電漿生成用的高頻電力的頻率更小 I者。又，無論是直流電壓或交流電壓時，電壓可爲脈衝狀 ，或AM調變，FM調變等之調變者。 但，有時會使用低介電常數阻擋層的SiC作爲基底蝕 刻終止層（Etch Stop Layer)來蝕刻上層的被蝕刻層的Low-k膜，以往此刻難以確保充分的蝕刻選擇比。相對的，使 用本實施形態的電漿蝕刻裝置，在上部電極34—邊重疊施 加直流電壓於第1高頻電力，一邊進行蝕刻，而有效發揮 上述機能，藉此能以較高的蝕刻選擇比（對蝕刻終止層的 基底膜）來蝕刻絶縁膜的SiOC膜等的Low-k膜*

-51 - (47) 1358764

圖32A-B是表示進行如此的蝕刻時之典型的蝕刻對象 的晶圓W的剖面構造。此晶圓W，如圖32A所示，由下依 次積層作爲基底膜的SiC層201，絶縁膜的SiOC系膜20 2, Si02膜203，反射防止膜的BARC2〇4，且於其上層形成有 所定的圖案形狀的蝕刻光罩，亦即ArF光阻劑205。SiOC 系膜2〇2是構成成分中含Si，0，C及Η的Low-k膜，例如 SiLK(商品名；Dow Chemical 公司製），SOD-SiOCH 的 MSQ ，CVD-SiOCH 的 CORAL[商品名；Novellus System 公司製] 或 BI a c k D i a m ο n d [商品名；A p p 1 i e d M a t e r i a 1 s 公司製]等。 又.亦可改變SiOC系膜202，以其他的Low-k膜，例如， PAE系膜，HSQ膜，PCB系膜，CF系膜等的有機Low-k膜 ，或SiOF系膜等的無機Low-k膜作爲對象。 又，作爲基底膜的SiC層101，例如可舉BLOk[商品名 ;Applied Materials公司製]等。 對該晶圓W，如圖32B所示，藉由氟碳（CF系）氣體的 $電漿來進行蝕刻，形成對應於ArF光阻劑105的光罩圖案的 凹部（溝或孔）211。在此電漿蝕刻中，藉由在上部電極34 重疊直流電壓，可充分確保基底的SiC層201與被蝕刻層的 SiOC系膜202的選擇比》此情況，由可變直流電源50來對 上部電極34施加的直流電壓，最好爲0--1500V，又，蝕刻 條件，例如爲處理室内壓力=l.3~26.7Pa，高頻電力（上部 電極/下部電極）=0~3 0 00\¥/100-5 00 0\¥，處理氣體爲使用 〇4?8及1^2及八1的混合氣體，其流量比爲 C4F8/N2/Ar=4-20/100-500/500-1500mL/min = (48) 1358764 其次，調製與圖6同樣積層構造的樣品，實際藉由圖1 的裝置來進行蝕刻。以形成有孔圖案的ArF光阻劑205作爲 光罩，一直到基底膜的SiC層201露出爲止，對SiOC系膜 202實施蝕刻，形成孔。蝕刻是由以下所示的蝕刻條件1， 2來實施，針對在上部電極34施加-900V的直流電壓時（實 施例1，2)與未施加直流電壓時（比較例1，2)進行蝕刻特 性的比較。將其結果顯示於表1。

<蝕刻條件1> 處理室内壓力=6.7Pa ; 高頻電力（上部電極/下部電極）= 4〇〇W/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； 逆壓（氦氣體：中心部/邊端部）= 2000/5332Pa: 上部電極34的温度=60°C ; 處理室10側壁的温度=60°C ; 基座16的温度=0°C <蝕刻條件2> 除了將高頻電力（上部電極/下部電極）變更成 800W/2500W以外，其餘則與蝕刻條件1同樣。 根據表1，在蝕刻條件1及蝕刻條件2下，皆對上部電 極施加-900V的直流電壓之實施例1，2與以同條件未施加 -53- ⑧ (49) (49)1358764 直流電壓的比較例1，2相較之下，對S i C選擇比，對阻絕 層選擇比皆會大幅度提昇。 又，可一邊抑止孔頂部的CD(Critica Dimension)擴大 ，一邊大幅度改善蝕刻速率。雖然蝕刻速率的提昇與CD 的控制（抑止CD擴大）’就以往的蝕刻技術而言是難以兼顧 ，但藉由施加直流電壓，可使兩者兼得。

-54 - (50)1358764 倉虫刻條件

SiOC蝕刻速率 /min) 對SiC選擇比 CD(nm) 對阻絕層選擇比 比較例1 (DC 262 4.8 153 3.4 實施例 (DC-900V) 433 15.1 149 96.3 蝕刻條件 2 S i Ο C蝕刻速率 (nm/m ϊ η )__ 對SiC選擇比 CD(nm) 對阻絕層選擇 比較例2 dc ojL 487 實施例2 (DC-900V) 589 2.9 153 6.6 141 11.9

上部功率（W) 200 400 800 蝕刻速率 229 433 436 (nm/min) 對S i Γ漂擇卜卜， 33.8 15.1 9.3 3Ej 〇 1 \Aa 151 1 49 155 c u ( η m ) 對阻絕層選擇比 10.2 96.3 7.1 -55* (51) 1358764 由表1的條件1與條件2的比較可明確得知，利用在上 部電極34重疊直流電壓之對SiC選擇比的提昇效果，高頻 電力（上部電極/下部電極）小更能顯著取得。 其次，以上述蝕刻條件1或蝕刻條件2爲基準，比較使 其中的某條件變化時的蝕刻特性。表2是以蝕刻條件1爲基 準，使往上部電極34的高頻電力變化時的蝕刻特性。由表 2可知，若增大供給至上部電極34的高頻電力，則蝕刻速 _ 率會提昇，但對SiC選擇比會有變小的傾向。另一方面， i 在此條件下，供給至上部電極34的高頻電力的變化影響 CD少，且對阻絕層選擇比在高頻功率400W時出奇佳。由 以上的結果可知，最好往上部電極34的高頻功率，大槪爲 200-800W的範圍。 表3是以蝕刻條件2爲基準，使往作爲下部電極的基座 16的高頻電力變化時的飩刻特性》由此表3可知，藉由增 大供給至下部電極（基座16)的高頻電力，雖蝕刻速率會大 0幅度提昇，但對SiC選擇比的改善效果有變少的傾向。另 —方面，在此條件下，供給至下部電極的高頻電力的變化 影響CD少，且對阻絕層選擇比會隨著高頻功率變大而提 昇。由該等情況可知，最好往下部電極的高頻功率，大槪 爲1500~3800W的範圍。 表4是以蝕刻條件2爲基準，使處理壓力變化時的蝕刻 特性。由該表4可知，在高頻電力（上部電極/下部電極）爲 較大800/2500W的蝕刻條件2時，若將處理壓力設定成高 於必要以上，則蝕刻速率會降低，發生蝕刻終止。因此， -56- (52) 1358764 最好處理壓力爲4Pa以上，未滿20Pa。 又’若考量表4的結異與上述表2及表3的結果，則最 好重疊直流電壓時的蝕刻速率或對SiC選擇比的控制，是 藉由使高頻電力變化來進行控制。

表3 下部功率（W) 1500 2500 3800 蝕刻速率 (nm/m i η) 436 589 676 對SiC選擇比 _ 9.3 6.3 3.8 C D (nm) _ 155 141 157 對阻絕層選擇比 _ 7.1 11.9 41 表4 h部功率（W) 4 6.7 20 蝕刻速率 (nm/m in、 394 589 154 對SiC選擇比 3.8 6.3 蝕刻速率 CD(nm、 151 141 6.3 對阻絕層選擇比 9.1 11.9 34.3

-57- (53) (53)1358764 表5是以蝕刻條件2爲基準，使Ar流量變化時的蝕刻特 性。由該表5可知，在高頻電力（上部電極/下部電極）爲較 大800/2500W的蝕刻條件2時，雖Ar流量比的變化所產生 的影響不明確，但添加一定量的Ar較能夠提昇對SiC選擇 比，最好至少添加1000m L/min以下的Ar。 其次，調製與圖6同樣積層構造的樣品，以形成有線 &空間的溝圖案之ArF光阻劑205作爲光罩，一直到基底 SiC層201露出爲止，實施對SiOC系膜202的蝕刻，形成溝 。蝕刻爲主蝕刻及過蝕刻的2步驟蝕刻，由以下所示的蝕 刻條件來實施有關在上部電極34施加-900V的直流電壓時（ 實施例3)與未施加直流電壓時（比較例3)，比較蝕刻特性 。將其結果顯示於表6。 <主蝕刻條件> 處理室内壓力=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 = 180/100/1 80/50mL/min t 上下部電極間距離= 35mm ; 處理時間=10秒； 逆壓（中心部/邊端部）= 2000/5332Pa : 上部電極34的温度=6(TC ; 處理室10側壁的温度=60°C ;

基座16的温度=20°C -58- (54) 1358764 <過触刻條件> 處理室内壓力=4.0Pa ; 高頻電力（上部電極/下部電極）=1000)^/1000评； 處理氣體流量 C4F8/N2/Ar = 6/260/1000m L/min ; 過餓刻量：3 0 % ; 上下部電極間距離=35mm ※其他的條件是與上述主蝕刻條件同樣。

表5

Ar流量（mL/min) 0 300 600 1000 蝕刻速率 (nm/min) 574 646 574 589 對SiC潠擇比 3.3 5.8 6.8 6.3 T"W n m、 153 149 149 141 對阳絕層選擇比 7.8 11.6 13.2 11.9 -59 (55) 1358764 表6 比較例3 實施例3 (DC 〇V) (DC-900V) S i 0 C蝕刻速率 660.6 1104.6 (n m/m in) 對SiC選擇比 11.7 15 C D ( n m ) 117 114.6 LE R (ητη ) 7.64 4.88 對阻絕層選擇比 2.3 3.1 註）Si 0C蝕刻速率與對阻絕層選擇比是僅由主蝕刻步驟來 求取。 由表6可知’在上部電極34施加- 900V的直流電壓之實 施例3中，對SiC選擇比爲15，相較於未施加電壓的比較例 3之對SiC選擇比11.7，可大幅度提昇。 並且，在上述蝕刻條件之下，藉由在上部電極34施 加-900V的直流電壓，不僅對SiC選擇比，如表6所示，對 阻絕層選擇比也會被改善。而且，可不必擴大相當於溝的 寬度的CD來進行，一邊大幅度提昇SiOC系膜102的蝕刻速 率。又，有關構成蝕刻後的溝之線的粗度（線蝕刻粗度； LER)亦可大幅度降低。 另外，以上雖是舉一以基底爲SiC層101，對其上的 Sioc系膜102進行蝕刻的例子說明，但並非限於此，即使 是其他的蝕刻對象，亦可取得同様的效果。例如圖33 A所 -60- (56) (56)1358764 示，在矽基板206上形成有矽氮化膜（SiN)207，及以TEOS( 四乙氧基矽烷）爲原料，藉由CVD法來成膜的Si02膜108, 反射防止膜（BARC)209，在具有被圖案化的ArF等的光阻 劑光罩210之剖面構造中，如圖33B所示，以矽氮化膜207 爲基底，蝕刻Si02膜108時，如上述，可藉由在上部電極 34施加直流電壓來取得同様的效果。 又，上述例中，雖是以SiOC系膜202的蝕刻（主蝕刻， 或主蝕刻與過蝕刻）爲對象，但由於在此是藉由直流電壓 的施加來提昇與基底的選擇比，因此可藉由通常條件的主 蝕刻，只在凹部到達基底附近的段階進行過蝕刻之2步驟 處理的過蝕刻施加直流電壓。 其次，說明有關本發明的第2實施形態。 圖34是表示本發明的第2實施形態之電漿蝕刻裝置的 槪略剖面圖。並且，在圖34中，賦予和圖1相同者同樣的 符號，而省略其説明。 就本實施形態而言，是取代第1實施形態的上部電極 34，而設置具有以下構造的上部電極34’。上部電極34’是 由：取所定的間隔來與基座16對向配置之環狀或甜甜圈狀 的外側上部電極34a、及在絕緣的狀態下被配置於該外側 上部電極34a的半徑方向内側之圓板狀的内側上部電極34b 所構成。有關電漿生成方面，該等是具有以外側上部電極 34a爲主，内側上部電極3 4b爲輔的關係。 如圖35擴大該電漿蝕刻裝置的要部所示，在外側上部 電極34a與内側上部電極34b之間，例如形成有〇·25~2.0mm

-61 - (57) (57)1358764 的環狀空隙（間隙），在此空隙設有例如由石英所構成的介 電質72 »在此空隙更設有陶瓷構件73。陶瓷構件73亦可省 略。夾持該介電質72在兩電極34 a與3 4b之間形成有電容器 。此電容器的電容C72是按照空隙的大小及介電質72的介 電常數來選定或調整成所望的値。在外側上部電極34a與 處理室ίο的側壁之間，例如由氧化鋁（ai2o3)所構成的環 形狀絶縁性遮蔽構件42會被氣密安裝。 外側上部電極34a具有：電極板36a、及可裝卸支持於 該電極板36a，由導電材料例如表面被施以陽極氧化處理 的鋁所構成的電極支持體38a。最好電極板36a是由焦耳熱 少的低電阻的導電體或半導體，例如矽或SiC所構成。在 外側上部電極34a經由與實施形態1同様的整合器46，上部 給電棒74，連接器98及給電筒1〇〇來電性連接與實施形態1 同様的第1高頻電源48。整合器46的輸出端子是被連接至 上部給電棒74的上端。 給電筒100是由圓筒狀或圓錐狀或近似該等形狀的導 電板，例如鋁板或銅板所構成，下端會在周方向連續地連 接至外側上部電極34a，上端會藉由連接器98來電性連接 至上部給電棒74的下端部。在給電簡1〇〇的外側，處理室 10的側壁會延伸至比上部電極34·的高度位置更上方，而 構成圓筒狀的接地導體10a。此圓筒狀接地導體10a的上端 部是藉由筒狀的絶縁構件70來從上部給電棒74電性絶縁 。在該構成中，由連接器98來看的負荷電路中，以給電筒 100及外側上部電極34a和圓筒狀接地導體i〇a來形成以給 -62- (58) 1358764 電筒100及外側上部電極34a作爲導波路的同軸線路。 如圖34所示，内側上部電極3 4b具備：具有多數個氣 體噴出孔37b的電極板36b、及可裝卸支持於該電極板36b ，由導電材料例如表面被施以陽極氧化處理的鋁所構成的

電極支持體38b。在電極支持體38b的内部，設有例如以由 〇型環所構成的環狀隔壁構件43來分割的中心氣體擴散室 4〇a及周邊氣體擴散室40b。從中心氣體擴散室40a及周邊 氣體擴散室40b連通至氣體噴出孔37b的多數個氣體通流孔 41b會延伸至下方。而且，以中心氣體擴散室40a及設置於 其下面的多數個氣體通流孔41b及連通於該等的多數個氣 體噴出孔37b來構成中心蓮蓬頭，且以周邊氣體擴散室40b 及設置於其下面的多數個氣體通流孔41b及連通於該等的 多數個氣體噴出孔37b來構成周邊蓮蓬頭。 在2個氣體擴散室40 a，40b中，由共通的處理氣體供 給源66以所望的流量比來供給處理氣體。亦即，來自處理 氣體供給源66的氣體供給管64會在途中分歧成2個分歧管 64a，64b，連接至形成於電極支持體38b的氣體導入口 62a ，62b，來自氣體導入口 62a，6 2b的處理氣體會至氣體導 入室40a，40b。在各個分歧管64a，64b設有流量控制閥 71a ’ 71b ’由於從處理氣體供給源66到氣體擴散室40a， 4Ob的流路傳導相等，因此可藉由流量控制閥71a，71b來 任意調整供給至中心氣體導入室40a及周邊氣體導入室40b 的處理氣體的流量比。在氣體供給管64設有與實施形態1 同樣質量流量（MASS FLOW)控制器（MFC)68及開閉閥70。 -63- (59) 1358764 如此’可藉由調整導入中心氣體擴散室40a及周邊氣體擴 散室40b的處理氣體的流量比，來任意調整從中心蓮蓬頭 所噴出的氣體流量Fc與從周邊蓮蓬頭所噴出的氣體流量Fe 的比率（Fc/Fe) »另外，亦可使藉由中心蓮蓬頭及周邊蓮蓬 頭所分別噴出的處理氣體的每單位面積的流量有所不同。 又，亦可獨立或個別選定由中心蓮蓬頭及周邊蓮蓬頭所分 別噴出的處理氣體的氣體種類或氣體混合比。 在内側上部電極34b的電極支持體38b中，經由整合器 46，上部給電棒74，連接器98及下部給電棒76來電性連接 與實施形態1同様的第1高頻電源90。在下部給電棒76的途 中設有可調變電容的可變電容器78»此可變電容器78，如 後述，具有調整外側電場強度與内側電場強度的平衡之機 能。

另一方面，在上述上部電極34’，與實施形態1同樣， 連接可變直流電源50。具體而言，可變直流電源5 0會經由 過濾器58來連接至外側上部電極34 a及内側上部電極34b。 可變直流電源50的極性，電壓，電流，及開啓•關閉開關 5 2的開啓•關閉，可與實施形態1同樣，藉由控制器51來 控制。另外，在實施形態1中，過濾器78是內藏於整合器 46，但在本實施形態中，是與整合器46個別設置。 在如此構成的電漿蝕刻裝置中進行鈾刻處理時，與實 施例1同樣，首先，將蝕刻對象的半導體晶圓W搬入處理 室10内，載置於基座16上。然後，從處理氣體供給源66以 所定的流量及流量比來將蝕刻用的處理氣體供給至中心氣 ⑧ 64 - (60) (60)1358764 體擴散室40a及周邊氣體擴散重40b，經由氣體噴出孔37b 來使噴出至處理室10内，且與實施形態1同様，藉由排氣 裝置84來使處理室10内排氣，而維持於設定壓力。 在如此導入鈾刻氣體於處理室10内的狀態下，從第1 高頻電源48以所定的功率來將電漿生成用的高頻電力 (60MHz)施加於上部電極34，且從第2高頻電源90以所定 的功率來將離子引入用的高頻電力（2MHz)施加於下部電 極的基座16。然後，從可變直流電源50來將所定的電壓施 加於外側上部電極34a及内側上部電極34b。又，由直流電 源22來將直流電壓施加於静電卡盤18的電極20，而使半導 體晶圓W固定於基座16。 從内側上部電極34b的氣體噴出孔37b所噴出的蝕刻氣 體是在藉由高頻電力而產生的上部電極34與下部電極的基 座16之間的輝光放電（glow discharge)中電獎化，藉由以 該電漿所生成的游離基或離子來鈾刻半導體晶圓W的被處 理面。 在此電漿蝕刻裝置中，因爲在上部電極34’供給高頻 區域（離子不動的5~10MHz以上）的高頻電力，所以與實施 形態1同様，可在理想的解離狀態下使電漿高密度化，即 使在更低壓的條件下，照樣可以形成高密度電漿。 並且，在上部電極34’中，可將與半導體晶圓W正對向 的内側上部電極34b作爲蓮蓬頭兼用，以中心蓮蓬頭與周 邊蓮蓬頭來任意調整氣體噴出流量的比率，因此可在徑方 向控制氣體分子或游離基的密度的空間分布，可任意控制 -65- (61) (61)1358764 游離基空間之蝕刻特性的空間分布特性。 另一方面，在上部電極34’中，如後述，作爲電漿生 成用的高頻電極，是以外側上部電極34a爲主，内側上部 電極34b爲副，可藉由該等電極34a，34b來調整賦予該等 的正下面的電子的電場強度的比率，因此可在徑方向控制 電漿密度的空間分布，可任意且精細地控制反應性離子蝕 刻的空間性的特性。 在此，藉由在外側上部電極34a與内側上部電極34b之 間可改變電場強度或投入電力的比率來進行的電漿密度空 間分布的控制，是實質上不會影響藉由在中心蓮蓬頭與周 邊蓮蓬頭之間可改變處理氣體的流量或氣體密度或氣體混 合比的比率來進行的游離基密度空間分布的控制。亦即， 從中心蓮蓬頭及周邊蓮蓬頭所噴出的處理氣體的解離是在 内側上部電極3#正下面的區域内進行，因此即使在内側 上部電極34b與外側上部電極34a之間改變電場強度的平衡 ，還是會因爲中心蓮蓬頭與周邊蓮蓬頭位於内側上部電極 3 4b内同一區域内，所以不太會影響該等之間的游離基生 成量乃至密度的平衡。因此，可實質獨立控制電漿密度的 空間分布與游離基密度的空間分布。 又，本實施形態的電漿蝕刻裝置是以外側上部電極 34a爲主，在其正下面生成電漿的大部分乃至過半，而使 擴散於内側上部電極34b的正下面。 因此，在兼具蓮蓬頭的内側上部電極34b中，自電漿 的離子接受的衝擊少，所以可有效抑止交換零件的電極板 -66- (62) (62)1358764 36b的氣體噴出口 37b的濺射進行，大副度延長電極板36b 的壽命。另一方面，由於生成電漿的大部分乃至過半的外 側上部電極34a是具有電場的集中之氣體噴出口，因此離 子的衝擊少，壽命不會變短。 其次’參照圖35及圖36來詳細說明有關藉由改變外側 上部電極34a與内側上部電極34b之間電場強度或投入電力 來進行的電漿密度空間分布的控制。圖35是表示本實施形 態的電漿蝕刻裝置的要部，特別是構成電漿生成手段的要 部構成。圖36是表示電漿生成手段的要部等效電路。另外 ’在圖35中省略蓮蓬頭部的構造，在圖36中省略各部的電 阻。 如上述’在由連接器98來看的負荷電路中，由外側上 部電極34a及給電筒100和圓筒狀接地導體i〇a來形成以外 側上部電極3“及給電筒1〇〇作爲導波路j0的同軸線路。在 此’若給電筒100的半徑（外徑）爲ao，圓筒狀接地導體l〇a 的半徑爲b，則該同軸線路的特性電阻或電感l〇可近似以 下的（1)式。

Lo = K · 1 n(b/ao)......(1 ) 在此’ K是以導波路的移動度及介電常數所決定的定 數。 另一方面，在由連接器98來看的負荷電路中，於下部 給電棒76與圓筒狀接地導體i〇a之間亦形成有以下部給電 棒76作爲導波路Ji的同軸線路。内側上部電極34b亦位於 下部給電棒76的延長上，但由於直徑極端不同，因此下部 ⑧ -67- (63) (63)1358764 給電棒76的電阻會形成支配性。在此，若下部給電棒76的 半徑（外徑）爲ai，則該同軸線路的特性電阻或電感Li可近 似於以下的（2)式。

Li = K · 1 n(b/ai)......(2) 由上述（1)，（2)式可理解’對内側上部電極34b傳達高 頻的内側導波路Ji是賦予和以往的一般高頻系統同樣的電 感Li，相對的，對外側上部電極34a傳達高頻的外側導波 路J〇是徑大，可踽予顯著小的電感1〇。藉此，由整合器46 來看，在比連接器98更前面的負荷電路中’在低電阻的外 側導波路Jo容易傳播高頻（電壓降下小）’在外側上部電極 34a供給相對大的高頻電力P〇 ’而使能夠在外側上部電極 36的下面（電漿接觸面）取得強電場強度E〇 »另一方面，在 高電阻的内側導波路Π中難以傳播高頻（電壓降下大）’在 内側上部電極34b供給比供給至外側上部電極34a的高頻電 力P〇更小的高頻電力Pi，可使在内側上部電極34b的下面（ 電漿接觸面）所取得的電場強度Ei比外側上部電極34a側的 電場強度Eo更小。 如此，上部電極34’是在外側上部電極34a的正下面以 相對強的電場Eo來使電子加速的同時，在内側上部電極 34b的正下面以相對弱的電場Ei來使電子加速，藉此在外 側上部電極34a的正下面，產生電漿P的大部分乃至過半， 在内側上部電極34b的正下面，輔助性產生電漿P的一部份 。而且，在外側上部電極34a的正下面所被產生的高密度 的電漿會擴散於徑方向的内側及外側，藉此在上部電極 -68 - (64) 1358764 34 ’與基座16之間的電漿處理空間中電漿密度會被平均於 徑方向。 在外側上部電極34a及給電筒100與圓筒狀接地導體 l〇a所形成的同軸線路之最大傳送電力Pmax是依存於給電 筒1〇〇的半徑ao與圓筒狀接地導體l〇a的半徑b，如以下的 式（3)所示者。

Proax/E〇max =ao [ln(b/ao)] /2Z〇·· · · (3) 在此，Zo是由整合器46側來看之該同軸線路的輸入電 阻，E〇max是RF傳送系的最大電場強度。 在上述（3)式中，最大傳送電力Pmax是在b/ao与1.65形 成極大値》由此可知，爲了提高外側導波路Jo的電力傳送 效率，最好圓筒狀接地導體10a的徑大小對給電筒50的徑 大小的比（b/ao)約形成1.65，至少要進入1.2〜2.0的範圍内 。更理想爲1.5~1.7的範圍。

爲了任意且精細地控制電漿密度的空間分布，最好調 整外側上部電極34a正下面的外側電場強度Eo(或往外側上 部電極34a側的投入電力Po)與内側上部電極34b正下面的 内側電場強度Ei(或往内側上部電極34b側的投入電力Pi)的 比率，亦即平衡，該手段會在下部給電棒76的途中插入可 變電容器78。此可變電容器78的電容C78與對全體的投入 電力之往内側上部電極34b的投入電力Pi的比率關係如圖 3 7所示。由該圖可明確得知，可藉由改變可變電容器78的 電容C78，使内側導波路Ji的電阻或電抗増減，改變外側 導波路Jo的電壓降下與内側導波路Π的電壓降下的相對比 -69- ⑧ (65) 1358764 率，進而能夠調整外側電場強度Eo(外側投入電力P〇)與内 側電場強度Ei(内側投入電力Pi)的比率。 另外，賦予電漿的電位降下之離子外皮的電阻，一般 爲電容性。在圖36的等效電路中，將外側上部電極34 a正 下面的外皮電阻的電容擬定爲CP。，將内側上部電極3 4b正 下面之外皮電阻的電容擬定爲Cpi。並且，形成於外側上 部電極34a與内側上部電極34b之間的電容器的電容C72最 好是與可變電容器78的電容C78組合，而來左右上述外側 電場強度Eo(外側投入電力P〇)與内側電場強度Ei(内側投 入電力Pi)的甲衡，選定或調整成能夠使可變電容器78的 電場強度（投入電力）平衡調整機能最適化之値。 另一方面，來自與第1實施形態同樣的可變直流電壓 50之直流電壓，在經過過濾器58之後，也會被施加於外側 上部電極34a及内側上部電極34b。藉此，以上所述電漿密 度空間分布控制會被進行的同時，與第1實施形態同樣， φ利用Vd。變深之濺射機能、利用電漿外皮厚變厚之電漿縮 小化機能、對晶圓W之電子的供給機能、電漿電位調整機 能、及電漿密度上昇機能會被發揮，可取得與第1實施形 態同様的效果。 而且，如此，藉由組合利用分割成外側上部電極34a 及内側上部電極34b的上部電極34,之效果、及對上部電極 34’施加所定的直流電壓之效果，可實現更佳的電漿控制 〇 在圖34的例子中，雖是將直流電壓施加於外側上部電 -70- ⑧ (66) 1358764 極34a及内側上部電極34b的雙方，但亦可施加於其中任一 方。 又，圖34的例子中，雖是由1個可變直流電源50來對 外側上部電極3 4 a及内側上部電極3 4b施加直流電壓，但亦 可如圖38所示，設置2個可變直流電源50a，50b，從該等 的可變直流電源50a，50b經由各個開關52a，5 2b及過濾器 58a，58b來對外側上部電極34a及内側上部電極34b施加直 _ 流電壓。此情況，可個別控制在外側上部電極34a與内側 上部電極34b所施加的直流電壓，因此可進行更佳的電漿 控制。 又，如圖39所示，使可變直流電源50’介在於外側上 部電極34a與内側上部電極34b之間，將其一方的極連接至 外側上部電極34a，將另一方的極連接至内側上部電極34b ，藉此除了上述的效果以外，還附加可更詳細設定在内側 上部電極34b與外側上部電極34a所生成的電漿密度比，能 使晶圓面内的蝕刻特性的控制提昇之效果。另外，符號52 ’爲開啓•關閉開關，58a，58b爲過濾器。 在此，於第2實施形態的電漿蝕刻裝置中，蝕刻形成 於晶圓W上的絶縁膜（例如Low-k膜）時，作爲處理氣體使 用之特別較佳的氣體組合，如以下所示的例子。 在孔蝕刻的條件之過蝕刻時，所使用較理想的處理氣 體組合，可舉C5F8，Ar，N2。藉此，可取較大絶縁膜對基 底膜（SiC，SiN等）的選擇比。 並且，在溝蝕刻的條件中，所使用較理想的處理氣體 -71 - ⑧ (67) (67)1358764 組合，可舉CF4或（C4F8，CF4’ Ar，N2，02)。藉此，可取 較大絶縁膜對光罩的選擇比。 而且，在HARC鈾刻的條件中，所使用較理想的處理 氣體組合，可舉（C4F6，CF4，Ar，02)或（C4F6，C3F8，Ar ，〇2)或（C4F6，CH2F2，Ar，02)。藉此，可增大絶縁膜的 蝕刻速度。 另外，並非限於上述，可使用（CxHyFz的氣體/Ν2，02 等的添加氣體/稀釋氣體的組合）。 又，上述第1實施形態及第2實施形態中，若舉例顯示 上述第1高頻電力及第2高頻電力所能採取的頻率，則第1 高頻電力可舉 13.56MHz，27MHz，40MHz，60MHz， 80MHz，100MHz，160MHz，第 2 高頻電力可舉 380kHz， 800kHz > 1MHz，2MHz，3·2ΜΗζ，13.56MHz，可按照製 程以適當的組合使用。 又，以上雖是以電漿蝕刻裝置爲例來進行説明，但亦 可適用於其他使用電漿來處理半導體基板的裝置。例如可 舉電漿成膜裝置。 【圖式簡單說明】 圖1是表示本發明的第1實施形態的電漿蝕刻裝置的槪 略剖面圖。 圖2是表示在圖1的電漿蝕刻裝置中連接至第i高頻電 源的整合器的構造。 圖3是表示在圖1的電漿蝕刻裝置中對上部電極施加直 -72 - (68) (68)1358764 流電壓時的Vd。及電漿外皮厚的變化。 圖4A-B是比較在圖1的電漿蝕刻裝置中對上部電極施 加及不施加直流電壓時的電漿狀態。 圖5是表示藉由圖1的電漿蝕刻裝置來使施加於上部電 極的直流電壓變化，蝕刻Si〇2膜時之光阻劑膜的蝕刻速率 ，Si02膜的蝕刻速率，及對光阻劑膜之Si〇2膜的選擇比的 圖表。 圖6是表示適用連續蝕刻製程的多層膜的一例。 圖7是表示在圖1的電漿蝕刻裝置中對上部電極施加直 流電壓時的電漿電位波形的變化。 圖8是表示圖1的電漿蝕刻裝置之對上部電極施加的直 流電壓與最大電漿電位的關係。 圖9是表示在圖1的電漿蝕刻裝置中使施加的直流電壓 變化時的電子密度及其分布的變化。 圖10A-C是表示在圖9的蝕刻中，各直流電壓的中心 與邊端的蝕刻狀態模式圖。 圖11是表示上部電極表面的自我偏壓電壓與所施加的 直流電壓的關係。 圖12是表示在圖1的電漿鈾刻裝置中設置檢測電漿的 檢測器的狀態剖面圖。 圖13是表示在圖1的電漿蝕刻裝置中對上部電極施加 直流電壓時用以抑止異常放電的波形。 圖14是表示GND區塊的其他配置例的槪略圖。 圖15是表示GND區塊的另外其他配置例的槪略圖。 -73 - (69) (69)1358764 圖16A-B是用以說明GND區塊的附著物防止例。 圖17是表示可去除GND區塊的附著物的裝置構成的一 例槪略圖。 圖18A-B是用以說明圖17的裝置之電漿蝕刻時的狀態 與清潔時的狀態槪略圖。 圖19是表示圖17的裝置之電漿蝕刻時的其他狀態槪略 圖。 圖20是表示可去除GND區塊的附著物之裝置構成的其 他例的槪略圖。 圖21 A-B是用以說明圖20的裝置之電漿蝕刻時的狀態 與清潔時的狀態槪略圖。 圖22是表示具備防止不被DC性接地的機能之GND區 塊的一例模式圖。 圖23是表示具備防止不被DC性接地的機能之GND區 塊的其他例模式圖。 圖24 A-B是表示具備防止不被DC性接地的機能之GND 區塊的另外其他例模式圖。 圖25是表示具備防止不被DC性接地的機能之GND區 塊的其他例模式圖。 圖26是表示具備防止不被DC性接地的機能之GND區 塊的其他例模式圖。 圖27是表示具備防止不被DC性接地的機能之GND區 塊的其他例模式圖。 圖28是表示RF電漿及DC電漿的電子温度分布。 -74- (70) (70)1358764 圖29是表示僅以高頻電力來形成電漿時與亦施加直流 電壓時的電子温度分布。 圖30A-B是用以說明偏壓高頻電力的頻率爲2MHz時與 13.56MHz時的離子的追從性。 圖31是表示偏壓高頻電力的頻率爲2MHz時與 13.56MHz時的離子能量分布。 圖32A-B是表示藉由圖1的電漿蝕刻裝置來進行蝕刻 時的蝕刻對象之晶圓的剖面構造模式圖。 圖33 A-B是表示藉由圖1的電漿蝕刻裝置來進行蝕刻 時的蝕刻對象之晶圓的剖面構造的其他例模式圖。 圖3 4是表示本發明的第2實施形態的電漿蝕刻裝置的 槪略剖面圖。 圖35是表示圖34的電漿蝕刻裝置的要部構成的槪略剖 面圖，顯示電漿生成手段的要部等效電路的電路圖 圖36是表示圖34的電漿鈾刻裝置的電漿生成手段的要 部的等效電路的電路圖。 圖37是表示圖34的電漿蝕刻裝置的可變電容器的電容 値與電場強度比率的關係。 圖3 8是表示圖34的電漿蝕刻裝置之對上部電極施加直 流電壓的變形例。 圖39是表示圖34的電漿蝕刻裝置之對上部電極施加直 流電壓的其他變形例。 【主要元件符號說明】

-75- (71) (71)1358764 10 :處理室（處理容器） l〇a :接地導體 11 :堆積物屏蔽 12 :絕緣板 1 4 :基座支持台 16 :基座（下部電極） . W :半導體晶圓 18 :静電卡盤 20 :電極 2 2 :直流電源 24 :調焦環（修正環） 2 4 a :第1調焦環 24b :第2調焦環 26 :内壁構件 28 :冷媒室 30a 、 30b ：配管 32 :氣體供給線 34、34 :上部電極 34a :外側上部電極 34b :内側上部電極 36、 36a、 36b:電極板 3 7 :噴出孔 3 7b :氣體噴出孔 38、38a、38b:電極支持體 -76- (72) (72)1358764 40 :氣體擴散室 40a :中心氣體擴散室 40b :周邊氣體擴散室 41、41b :氣體通流孔 42 :絕緣性遮蔽構件 43 :環狀隔壁構件 44 :給電棒 44a:筒狀的絕緣構件 46 :整合器 48、48 :第1局頻電源 49 :給電線 5 0 :可變直流電源 51 :控制器（控制裝置） 5.2:開啓•關閉開關 53 :切換機構 5 3 a :第1開關 53b :第2開關 54 :第1可變電容器 55 :檢測器 56 :第2可變電容器 57 :連接切換機構 5 7 a :第1開關 57b :第2開關 57c :第3開關

-77 (73)1358764 58 :過濾器 59 :線圈 60 :電容器 62、62a、62b :氣體導入口 64 :氣體供給管 64a、 64b ·分岐管 66 :處理氣體供給源 68 :質量流量控制器（MFC)

70 =開閉閥 71a、7 1b :流量控制閥 72 :介電質 73 :陶瓷構件 74 :上部給電棒 74a :絕緣構件

7 6 :下部給電棒 78 :可變電容器 80 :排氣口 82 :排氣管 8 3 :排氣板 84 :排氣裝置 85 :搬入出口 8 6 :閘閥 88 :整合器 90、90’ ：第2高頻電源 -78- (74)1358764 91 :導電性構件（GND區塊） 91a :凹處 91b :導電性輔助構件 9 1 c :初期露出面 9 1 d ·新露出面 92 :低通過濾器（LPF) 93 : Si含有構件

94 :高通過濾器（HPF) 95 :控制部（全體控制裝置） 96 :使用者介面 97 :記憶部 98 :連接器 10 0 :給電筒 101 : Si系有機膜（SiOC) 102 ： SiN膜

103 : Si02膜 104 :光阻劑 108 : Si02膜 111、112 :光罩材（保護板） 113、113a :保護膜 114 :薄層 115 :切換開關 11 6 :接地線 117 :電流感測器 -79- (75)1358764 11 8 :接地線 11 9 :可變直流電源

-80-

Claims (1)

1358764 Ο) 十、申請專利範圍 1. —種電漿處理裝置，其特徵係具備： 收容有被處理基板，可真空排氣之處理容器； 在處理容器内對向配置之第1電極及支持被處理基板 之第2電極； 在上述第1電極施加相對高頻率的第1高頻電力之第1 高頻電力施加單元； 在上述第2電極施加相對低頻率的第2高頻電力之第2 高頻電力施加單元； 在上述第1電極施加直流電壓之直流電源； 在上述處理容器内供給處理氣體之處理氣體供給單元 :及 控制從上述直流電源往上述第1電極的施加電壓，施 加電流及施加電力的任一個之控制裝置。 2. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中上述 直流電源係往上述第1電極的施加電壓，施加電流及施加 電力的任一個爲可變。 3. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中上述 控制裝置係控制可否從上述直流電源往上述第1電極施加 直流電壓。 4. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中更具 備：檢測出所被生成的電漿的狀態之檢測器，上述控制裝 置會根據該檢測器的資訊來控制從上述直流電源往上述第 1電極的施加電壓，施加電流及施加電力的任一個。 81 - (2) (2)1358764 5. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中上述 第1電極爲上部電極，上述第2電極爲下部電極。 6. 如申請專利範圍第5項之電漿處理裝置，其中施加 於上述第1電極的第1高頻電力的頻率爲13.56MHz以上。 7. 如申請專利範圍第6項之電漿處理裝置，其中施加 於上述第1電極的第1高頻電力的頻率爲40MHz以上》 8. 如申請專利範圍第5項之電漿處理裝置，其中施加 於上述第2電極的第2高頻電力的頻率爲13.56 MHz以下。 9. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中上述 直流電源係施加-2000〜+1000V的範圍的電壓。 10. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中從上 述直流電源所施加的直流電壓的絶對値爲500V以上。 11. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中上述 直流電壓係比藉由施加於上述第1電極的第1高頻電力來產 生於該第1電極的表面的自我偏壓電壓更大絶對値的負電 壓。 12·如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中上述 第1電極之與上述第2電極的對向面係以矽含有物質來形成 〇 13. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中爲了 使根據施加於上述第1電極之來自上述直流電源的直流電 壓之電流經由電漿而逃離，而於上述處理容器内設置常時 接地的導電性構件。 14. 如申請專利範圍第13項之電漿處理裝置，其中上 • 82 - (3) (3)1358764 述第1電極爲上部電極，上述第2電極爲下部電極，上述導 電性構件係設置於上述第2電極的周圍。 15. 如申請專利範圍第13項之電漿處理裝置，其中上 述第1電極爲上部電極，上述第2電極爲下部電極，上述導 電性構件係設置於上述第1電極的近傍。 16. 如申請專利範圍第15項之電漿處理裝置，其中上 述導電性構件係環狀配置於上述第1電極的外側。 17. 如申請專利範圍第13項之電漿處理裝置，其中上 述導電性構件係具有用以防止電漿處理時的飛翔物附著之 凹處。 18. 如申請專利範圍第13項之電漿處理裝置，其中具 有覆蓋上述導電性構件的一部份之保護板，藉由使上述保 護板對上述導電性構件相對移動的驅動機構，使上述導電 性構件露出於電漿的部份變化。 19. 如申請專利範圍第13項之電漿處理裝置，其中上 述導電性構件爲部份露出於電漿的圓柱形狀，藉由使上述 導電性構件以圓柱的軸爲中心而旋轉的驅動機構，使上述 導電性構件露出於電漿的部份變化。 20. 如申請專利範圍第13項之電漿處理裝置，其中具 有階差形狀的保護膜，該保護膜係具有覆蓋上述導電性構 件的一部份且可藉電漿蝕刻取得的材質，藉由上述保護膜 的蝕刻，使上述導電性構件露出於電漿的部份變化。 21. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中爲了 使根據施加於上述第1電極之來自上述直流電源的直流電 -83 - (4) (4)1358764 壓之電流經由電漿而逃離，而於上述處理容器内設置根據 來自全體控制裝置的指令而接地的導電性構件。 22. 如申請專利範圍第21項之電漿處理裝置，其中上 述第1電極爲上部電極，上述第2電極爲下部電極，上述導 電性構件係設置於上述第2電極的周圍。 23. 如申請專利範圍第21項之電漿處理裝置，其中上 述第1電極爲上部電極，上述第2電極爲下部電極，上述導 電性構件係配置於上述第1電極的近傍。 24. 如申請專利範圍第23項之電漿處理裝置，其中上 述導電性構件係環狀配置於上述第1電極的外側。 25. 如申請專利範圍第21項之電漿處理裝置，其中上 述導電性構件係具有用以防止電漿處理時的飛翔物附著之 凹處。 26. 如申請專利範圍第21項之電漿處理裝置，其中上 述導電性構件係於電漿蝕刻時被接地。 27. 如申請專利範圍第21項之電漿處理裝置，其中在 上述導電性構件可施加直流電壓或交流電壓，根據來自全 體控制裝置的指令，施加直流電壓或交流電壓，而濺射或 蝕刻其表面。 28. 如申請專利範圍第27項之電漿處理裝置，其中上 述導電性構件係於清潔時被施加直流電壓或交流電壓。 29. 如申請專利範圍第27項之電漿處理裝置，其中更 具備在上述直流電源側與接地線切換上述導電性構件的連 接之切換機構， -84- (5) (5)1358764 藉由上述切換機構來將上述導電性構件連接至上述直 流電源側時，由上述直流電源來對上述導電性構件施加直 流電壓或交流電壓，而濺射或蝕刻其表面。 30.如申請專利範圍第27項之電漿處理裝置，其中在 上述導電性構件可施加負的直流電壓。 3 1.如申請專刊範圍第30項之電漿處理裝置，其中在 上述處理容器内，爲了在上述導電性構件施加負的直流電 壓時，排出流入上述處理容器内的直流電子電流，而設置 被接地的導電性輔助構件。 3 2.如申請專利範圍第31項之電漿處理裝置，其中上 述第1電極爲上部電極，上述第2電極爲下部電極，上述導 電性構件係配置於上述第1電極的近傍，上述導電性輔助 構件係設置於上述第2電極的周圍。 3.3.如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中更具 備連接切換機構，其係於上述處理容器内設置導電性構件 ，該導電性構件係根據來自全體控制裝置的指令，取第.1 狀態及第2狀態的其中之一，該第1狀態係爲了使供給至上 述第1電極之來自上述直流電源的直流電流經由電漿逃離 而接地，該第2狀態係由上述直流電源施加直流電壓而濺 射或蝕刻其表面，可在上述直流電源的負極被連接至上述 第1電極，且上述導電性構件被連接至接地線的第1連接， 及上述直流電源的正極被連接至上述第1電極，上述直流 電源的負極被連接至上述導電性構件的第2連接之間進行 切換，可藉由該切換來分別形成上述第1狀態及上述第2狀 -85 - (6) (6)1358764 態。 3 4.如申請專利範圍第33項之電漿處理裝置’其中上 述第1狀態係形成於電漿蝕刻時，上述第2狀態係形成於上 述導電性構件的清潔時。 35. —種電漿處理裝置，其特徵係具備： 收容有被處理基板，可真空排氣之處理容器； 在處理容器内對向配置之第1電極及支持被處理基板 之第2電極； 在上述第1電極施加相對高頻率的第1高頻電力之第1 高頻電力施加單元； 在上述第2電極施加相對低頻率的第2高頻電力之第2 高頻電力施加單元； 在上述第1電極施加直流電壓之直流電源； 在上述處理容器内供給處理氣體之處理氣體供給單元 :及 控制從上述直流電源往上述第1電極的施加電壓，施 加電流及施加電力的任一個之控制裝置； 上述第1電極係分割成内側電極與外側電極，上述第1 高頻電力係分配施加於上述内側電極與上述外側電極，上 述直流電源係連接至該等其中的至少一方。 36. 如申請專利範圍第35項之電漿處理裝置，其中上 述直流電源係可使施加於上述内側電極與上述外側電極的 直流電壓分別獨立變化》 3 7.如申請專利範圍第36項之電漿處理裝置，其中在

-86- (7) (7)1358764 上述内側電極與上述外側電極，分別由相異的直流電源來 施加直流電壓。 3 8.如申請專利範圍第35項之電漿處理裝置，其中將 上述電源的一方的極連接至上述内側電極，將另一方的極 連接至上述外側電極。 3 9.如申請專利範圍第35項之電漿處理裝置，其中上 述直流電源係往上述第1電極的施加電壓，施加電流及施 加電力的任一個爲可變。 40. 如申請專利範圍第35項之電漿處理裝置，其中上 述控制裝置係控制可否從上述直流電源往上述第1電極施 加直流電壓。 41. 如申請專利範圍第35項之電漿處理裝置，其中更 具備：檢測出所被生成的電漿的狀態之檢測器，上述控制 裝置會根據該檢測器的資訊來控制從上述直流電源往上述 第1電極的施加電壓，施加電流及施加電力的任一個。 42. 如申請專利範圍第35項之電漿處理裝置，其中上 述第1電極爲上部電極，上述第2電極爲下部電極。 43. 如申請專利範圍第42項之電漿處理裝置，其中施 加於上述第1電極的第1高頻電力的頻率爲13.56MHz以上 〇 44. 如申請專利範圍第43項之電漿處理裝置，其中施 加於上述第1電極的第1高頻電力的頻率爲40MHz以上。 45. 如申請專利範圍第42項之電漿處理裝置，其中施 加於上述第2電極的第2高頻電力的頻率爲13.5 6MHz以下 •87- (8) (8)1358764 46.如申請專利範圍第35項之電漿處理裝置，其中上 述直流電源係施加於- 2000〜+1000V的範圍的電壓。 4 7.如申請專利範圍第35項之電漿處理裝置，其中從 上述直流電源所施加的直流電壓的絶對値爲500 V以上。 48.如申請專利範圍第35項之電漿處理裝置，其中上 述直流電壓係比藉由施加於上述第1電極的第1高頻電力來 產生於該第1電極的表面的自我偏壓電壓更大絶對値的負 電壓。 4 9.如申請專利範圍第35項之電漿處理裝置，其中上 述第1電極之與上述第2電極的對向面係以矽含有物質來形 成。 50. 如申請專利範圍第35項之電漿處理裝置，其中爲 了使根據施加於上述第1電極之來自上述直流電源的直流 電壓之電流經由電漿而逃離，而於上述處理容器内設置常 時接地的導電性構件》 51. 如申請專利範圍第50項之電漿處理裝置，其中上 述第1電極爲上部電極，上述第2電極爲下部電極，上述導 電性構件係設置於上述第2電極的周圍。 52. 如申請專利範圍第50項之電漿處理裝置，其中上 述第1電極爲上部電極，上述第2電極爲下部電極，上述導 電性構件係設置於上述第1電極的近傍。 53. 如申請專利範圍第52項之電漿處理裝置，其中上 述導電性構件係環狀配置於上述第1電極的外側。 1358764 Ο) 5 4.如申請專利範圍第50項之電漿處理裝置，其中上 述導電性構件係具有用以防止電漿處理時的飛翔物附著之 凹處。 55.如申請專利範圍第50項之電漿處理裝置，其中具 有覆蓋上述導電性構件的一部份之保護板，藉由使上述保 護板對上述導電性構件相對移動的驅動機構，使上述導電 性構件露出於電漿的部份變化。 5 6.如申請專利範圍第50項之電漿處理裝置，其中上 述導電性構件爲部份露出於電漿的圓柱形狀，藉由使上述 導電性構件以圓柱的軸爲中心而旋轉的驅動機構，使上述 導電性構件露出於電漿的部份變化。 57.如申請專利範圍第50項之電漿處理裝置，其中具 有階差形狀的保護膜，該保護膜係具有覆蓋上述導電性構 件的一部份且可藉電漿蝕刻取得的材質，藉由上述保護膜 的蝕刻，使上述導電性構件露出於電漿的部份變化。 5 8.如申請專利範圍第35項之電漿處理裝置，其中爲 了使根據施加於上述第1電極之來自上述直流電源的直流 電壓之電流經由電漿而逃離，而於上述處理容器内設置根 據來自全體控制裝置的指令而接地的導電性構件。 59. 如申請專利範圍第58項之電漿處理裝置，其中上 述第1電極爲上部電極，上述第2電極爲下部電極，上述導 電性構件係設置於上述第2電極的周圍。 60. 如申請專利範圍第58項之電漿處理裝置，其中上 述第1電極爲上部電極，上述第2電極爲下部電極，上述導 -89- (10) (10)1358764 電性構件係配置於上述第1電極的近傍β 61. 如申請專利範圍第60項之電漿處理裝置，其中上 述導電性構件係環狀配置於上述第1電極的外側。 62. 如申請專利範圍第58項之電漿處理裝置，其中上 述導電性構件係具有用以防止電漿處理時的飛翔物附著之 凹處。 6 3.如申請專利範圍第58項之電漿處理裝置，其中上 述導電性構件係於電漿鈾刻時被接地。 64. 如申請專利範圍第58項之電漿處理裝置，其中在 上述導電性構件可施加直流電壓或交流電壓，根據來自全 體控制裝置的指令，施加直流電壓或交流電壓，而濺射或 蝕刻其表面。 65. 如申請專利範圍第64項之電漿處理裝置，其中上 述導電性構件係於清潔時被施加直流電壓或交流電壓。 66. 如申請專利範圍第64項之電漿處理裝置，其中更 具備在上述直流電源側與接地線切換上述導電性構件的連 接之切換機構， 藉由上述切換機構來將上述導電性構件連接至上述直 流電源側時，由上述直流電源來對上述導電性構件施加直 流電壓或交流電壓，而濺射或鈾刻其表面》 67. 如申請專利範圍第64項之電漿處理裝置，其中在 上述導電性構件可施加負的直流電壓。 68 _如申請專利範圍第67項之電漿處理裝置，其中在 上述處理容器内，爲了在上述導電性構件施加負的直流電 -90- ⑧ (11) (11)1358764 壓時，排出流入上述處理容器内的直流電子電流，而設置 被接地的導電性輔助構件。 69. 如申請專利範圍第68項之電漿處理裝置，其中上 述第1電極爲上部電極，上述第2電極爲下部電極，上述導 電性構件係配置於上述第1電極的近傍，上述導電性輔助 構件係設置於上述第2電極的周圍。 70. 如申請專利範圍第35項之電漿處理裝置，其中更 具備連接切換機構，其係於上述處理容器内設置導電性構 件，該導電性構件係根據來自全體控制裝置的指令，取第 1狀態及第2狀態的其中之一，該第1狀態係爲了使供給至 上述第1電極之來自上述直流電源的直流電流經由電漿逃 離而接地，該第2狀態係由上述直流電源施加直流電壓而 濺射或蝕刻其表面，可在上述直流電源的負極被連接至上 述第1電極，且上述導電性構件被連接至接地線的第1連接 ，及上述直流電源的正極被連接至上述第1電極，上述直 流電源的負極被連接至上述導電性構件的第2連接之間進 行切換，可藉由該切換來分別形成上述第1狀態及上述第2 狀態》 71·如申請專利範圍第70項之電漿處理裝置，其中上 述第1狀態係形成於電漿蝕刻時，上述第2狀態係形成於上 述導電性構件的清潔時。 72.—種電漿處理方法，係於處理容器内，使第1電極 及支持被處理基板的第2電極對向配置，在上述第1電極施 加相對高頻率的第1高頻電力，在上述第2電極施加相對低 -91 - (12) (12)1358764 頻率的第2高頻電力，在上述處理容器内供給處理氣體， 使該處理氣體的電漿生成，而在被支持於上述第2電極的 被處理基板實施電漿處理，其特徵爲具有： 在上述第1電極施加直流電壓之工程；及 一邊在上述第1電極施加直流電壓，一邊在上述被處 理基板實施電漿處理之工程。 73.如申請專利範圍第72項之電漿處理方法，其中上 述第1電極爲上部電極，上述第2電極爲下部電極。 74·如申請專利範圍第72項之電漿處理方法，其中上 述直流電壓係比藉由施加於上述第1電極的第1高頻電力來 產生於該第1電極的表面的自我偏壓電壓更大絶對値的負 電壓。 75. 如申請專利範圍第72項之電漿處理方法，其中施 加於上述第1電極的第1高頻電力的頻率爲13.56〜60MHz ，施加於上述下部電極的第2高頻電力的頻率爲300kHz〜 13.56MHz以下。 76. 如申請專利範圍第72項之電漿處理方法，其中上 述處理氣體爲含氟碳化物（fluorocarbons)的氣體。 77. 如申請專利範圍第76項之電漿處理方法，其中含 上述氟碳化物的氣體至少包含C4F8。 78. 如申請專利範圍第77項之電漿處理方法，其中在 含上述氟碳化物的氣體中，更包含惰性氣體。 79. 如申請專利範圍第72項之電漿處理方法，其中在 蝕刻被支持於上述第2電極的被處理基板的絶縁膜時，上 -92- (13) (13)1358764 述絶縁膜爲有機系絶縁膜。 80. 如申請專利範圍第79項之電漿處理方法，其中上 述有機系絶縁膜爲SiOC系膜。 81. 如申請專利範圍第80項之電漿處理方法，其中上 述SiOC系膜的基底膜爲藉由碳化矽（SiC)所形成。 82. 如申請專利範圍第72項之電漿處理方法，其中上 述直流電壓的絶對値爲1500V以下。 8 3.如申請專利範圍第72項之電漿處理方法，其中處 理壓力爲1.3〜26.7Pa。 84·如申請專利範圍第72項之電漿處理方法，其中施 加於上述第1電極的第1高頻電力爲3 000 W以下。 85. 如申請專利範圍第72項之電漿處理方法，其中施 加於上述第2電極的第2高頻電力爲100〜500 0W。 86. 如申請專利範圍第72項之電漿處理方法，其中在 鈾刻被支持於上述第2電極的被處理基板的絶縁膜時，上 述處理氣體爲C4F8，化及Ar的混合氣體，其流量比爲 C4F8/N2/Ar = 4 〜20/100 〜500/500 〜1500mL/min。 87. 如申請專利範圍第72項之電漿處理方法，其中在 蝕刻被支持於上述第2電極的被處理基板的絶縁膜時，適 用於過蝕刻步驟。 88. 如申請專利範圍第72項之電漿處理方法，其中在 鈾刻被支持於上述第2電極的被處理基板的絶縁膜時，爲 了擴大上述絶縁膜之與基底膜的選擇比，上述處理氣體爲 使用C5F8，Ar，心的組合。 -93- (14) 1358764 89. 如申請專利範圍第72項之電漿處理方法，其中在 蝕刻被支持於上述第2電極的被處理基板的絶縁膜時，爲 了擴大上述絶縁膜之與光罩的選擇比，上述處理氣體爲便 用 CF4或 C4F8 ’ CF4，Ar，N2，〇2的任一組合。 90. 如申請專利範圍第72項之電漿處理方法，其中在 蝕刻被支持於上述第2電極的被處理基板的絶縁膜時，爲 了增大上述絶縁膜的蝕刻速度，上述處理氣體爲使用c4F6 ，CF4，Αγ，02，或 C4F6，C3F8，Ar，02，或 C4F6，CH2F2 ，Ar，〇2的任一組合。 91·一種電漿處理方法，係於處理容器内，使第i電極 及支持被處理基板的第2電極對向配置，一邊在分割成内 側電極與外側電極的上述第1電極施加相對高頻率的第1高 頻電力’在上述第2電極施加相對低頻率的第2高頻電力，

一邊在上述處理容器内供給處理氣體，使該處理氣體的電 漿生成，而在被支持於上述第2電極的被處理基板實施電 漿處理，其特徵爲具有： 在上述内側電極與上述外側電極的至少一方施加直流 電壓之工程；及 —邊在上述第1電極施加直流電壓，一邊在上述被處 理基板實施電漿處理之工程。 92·如申請專利範圍第91項之電漿處理方法，其中在 蝕刻被支持於上述第2電極的被處理基板的絶縁膜時，爲 了擴大上述絶縁膜之與基底膜的選擇比，上述處理氣體爲 使用C5F8，Ar，N2的組合。 -94- (15) 1358764 93. 如申請專利範圍第91項之電漿處理方法， 蝕刻被支持於上述第2電極的被處理基板的絶縁膜 了擴大上述絶縁膜之與光罩的選擇比，上述處理氣 用 CF4或 C4F8，CF4，Ar，N2，〇2的任一組合。 94. 如申請專利範圍第91項之電漿處理方法， 蝕刻被支持於上述第2電極的被處理基板的絶縁膜 了增大上述絶縁膜的蝕刻速度，上述處理氣體爲使 ，CF4，Ar，02，或 C4F6，C3F8，Ar，〇2，或 C4F6 ，Ar，〇2的任一組合。 95 . —種電腦記憶媒體，係記憶有在電腦上動 制程式，其特徵爲= 上述控制程式係控制電漿處理裝置，使於執行 進行申請專利範圍第72項所記載之電漿處理方法。 96 .—種電腦記億媒體，係記憶有在電腦上動 制程式，其特徵爲： 上述控制程式係控制電漿處理裝置，使於執行 進行申請專利範圍第91項所記載之電漿處理方法< 其中在 時’舄 體爲便 其中在 時’爲 用 C4F6 ch2f2 作的控 時能夠 作的控 時能夠 -95-