CN117546275A - 等离子处理装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种等离子处理装置，控制微波电力的第一输出期间的长度和所述第二输出期间的长度，以使得成为所期望的晶片ER分布。在利用通过脉冲调制了的高频电力生成的等离子进行等离子处理的等离子处理装置中，特征在于，脉冲调制的一周期具有：微波输出的第一输出的期间；微波输出比第一输出小的有限值的第二输出的期间；和微波输出被设为关断的关断期间，在第一输出的期间以及第二输出的期间中，施加高频偏压，第一输出是蚀刻速率分布成为凹分布的输出，第二输出是蚀刻速率分布成为凸分布的输出，所述等离子处理装置具备：控制装置，其控制生成脉冲调制的脉冲产生器，以使得在将蚀刻速率分布设为凹分布的情况下，第一输出的期间的长度变得比第二输出的期间的长度长，在将蚀刻速率分布设为凸分布的情况下，第一输出的期间的长度变得比第二输出的期间的长度短。
Description
技术领域
本发明涉及与半导体元件加工相关的等离子蚀刻装置，能提供能精密控制蚀刻速率的分布的等离子处理装置。
背景技术
作为涉及半导体元件的加工的装置以及方法，已知对半导体元件以等离子进行蚀刻的装置以及方法。在此，以公知的电子回旋共振(Electron Cyclotron Resonance：ECR)方式的等离子蚀刻装置为例来说明现有技术。特征在于，用该ECR方式等离子蚀刻装置对等离子施加磁场，设定磁场强度，以使得微波的频率和电子的回旋频率谐振，由此能产生高密度的等离子。
在该方式中，在进行半导体元件加工时，对样品(作为样品的一例是晶片)以正弦波下的连续波形施加高频电力。在此，将对样品施加的高频电力称作RF偏压。在上述的装置中，通过在微波电源中发出的微波生成的离子、自由基与样品的被蚀刻材反应，蚀刻推进。
伴随近年的半导体元件的微细化，高纵横比构造的元件的加工需求增加，对蚀刻深度的面内分布的控制性的要求变得严苛。因此，需要高精度地控制等离子蚀刻加工。为了高精度地控制蚀刻，需要控制上述的离子、自由基的量和空间分布。
作为实现这些高精度的等离子蚀刻的现有技术I，在专利文献1的JP特开平2-105413号公报中公开了利用脉冲放电的等离子蚀刻方法。将时间调制过的脉冲等离子的微波和RF偏压同步地导通，通过以占空比(微波和RF偏压对样品施加的时间在脉冲周期中所占的比率)分别控制微波、RF偏压的导通时间和输出功率，来控制离子/自由基的密度和其平衡，达成高精度的各向异性蚀刻。
此外，作为现有技术II，在专利文献2的JP特开2014-22482号公报中公开了如下方法：通过使进行RF偏压的导通(ON)的定时避开等离子的点火期间(不稳定期间)，在等离子稳定的期间将RF偏压导通，来改善蚀刻速率分布。但在该方法中，由于产生基于自由基的各向同性蚀刻期间，因此，在进行元件的加工时，侧向蚀刻有可能变得过剩。
此外，作为现有技术III，在专利文献3的JP特开2020-17565号公报中，公开了如下方法：为了抑制过剩的侧向蚀刻，在将RF偏压导通前的阶段，设置一个或多个使微波比原始的微波功率低的微波功率的导通步骤，在将RF偏压导通前制作稳定的等离子，通过低的微波输出抑制自由基解离，在抑制过剩的侧向蚀刻的同时得到均匀的蚀刻速率分布。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开平2-105413号公报
专利文献2：JP特开2014-22482号公报
专利文献3：JP特开2020-17565号公报
发明内容
正在谋求直到半导体晶片的更外周部为止都能制造优良半导体器件的等离子处理装置。
在半导体元件加工的蚀刻处理工序中，载置于样品台的晶片的外周部与中央部相比，等离子的密度差、鞘电压、反应生成物、排气速度等因素不同。因此，存在晶片的外周部的蚀刻速率与中央部的蚀刻速率比较而降低的课题。此外，该问题不仅是ECR型等离子蚀刻装置的问题，在ICP(Inductively Coupled Plasma，电感耦合等离子)、CCP(CapacitivelyCoupled Plasma，电容耦合等离子)等蚀刻装置中也是共通的。
此外，除了上述的因素以外，伴随器件的微细化而高纵横比构造的蚀刻处理的需求增加，随着纵横比变高，晶片的外周部的蚀刻速率进一步降低。
因此，在对半导体元件进行加工时，在晶片的外周部要求蚀刻速率的控制，以使得在晶片面内成为所期望的蚀刻速率的分布。
在所述的现有技术中，通过使施加RF偏压的期间与等离子稳定的期间错开，或者设置等离子点火步骤，能得到更均匀的等离子密度分布，有助于晶片的蚀刻速率分布的改善。
但这些现有技术中，由于未考虑等离子密度分布以外的与晶片的外周部的蚀刻速率的降低相关的所述的因素、加工元件的构造等要素，因此，晶片的外周部的蚀刻速率降低的课题依然存在。
因此，在本发明中，提供一种等离子处理装置，能针对前述的晶片的外周部的蚀刻速率的分布的控制需求来控制晶片的外周部的蚀刻速率的分布，以使得在晶片面内成为所期望的蚀刻速率分布。
用于解决课题的手段
本发明提出了一种利用通过脉冲调制了的高频电力生成的等离子进行等离子处理的等离子处理装置，特征在于，所述脉冲调制的一周期具有：微波输出的第一输出的期间；微波输出比所述第一输出小的有限值的第二输出的期间；和微波输出被设为关断的关断期间，在所述第一输出的期间和所述第二输出的期间中，施加高频(RF)偏压，所述第一输出是蚀刻速率分布成为凹分布的输出，所述第二输出是蚀刻速率分布成为凸分布的输出，所述等离子处理装置具备：控制装置，其控制生成所述脉冲调制的脉冲产生器，以使得在将蚀刻速率分布设为凹分布的情况下，所述第一输出的期间的长度变得比所述第二输出的期间的长度长，在将蚀刻速率分布设为凸分布的情况下，所述第一输出的期间的长度变得比所述第二输出的期间的长度短。
发明的效果
提供一种等离子处理装置，利用了上述微波输出的第一输出和第二输出的蚀刻速率分布的控制能将晶片的外周部的蚀刻速率分布(以下设为ER分布)控制成所期望的分布。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的ECR方式的微波等离子蚀刻装置的纵截面的概略结构图。
图2表示将与MW电力对应的晶片ER分布的特征和具有该特征性的ER分布的2值MW电力组合时的ER分布。
图3是基于所述的2值MW电力的晶片外周部ER分布控制模式A。
图4是使第一输出在1～4ms变化时的多晶硅(Poly-Si)晶片ER分布的结果。
图5示出相对于第一输出期间与第二输出期间的比率，将晶片中央部的ER设为100％时的外周部ER(测定离开晶片中央145mm处而得到的值)的增减率。
图6是基于2值MW的晶片外周ER分布控制模式B。
图7是基于2值MW的晶片外周ER分布控制模式C。
图8是表示全部实施例中使用的气体和流量的表1。
图9是表示用于实施(A)的方法的控制的微波电源和RF偏压电源的控制参数设定值例的表2。
图10是表示以所述参数设定值例进行控制的结果的表3。
具体实施方式
以下使用附图来说明等离子处理装置的方式。
图1是本发明的实施方式所涉及的ECR(Electron Cyclotron Resonance，电子回旋共振)方式的微波等离子蚀刻装置(以下设为等离子处理装置1)的纵截面的概略结构图。等离子处理装置1中的处理室121、样品台114、样品115等各部概略地具有圆筒、圆柱、圆板等轴对称形状。
在图1中，在等离子处理装置1的真空容器101内部的处理室121的下部连接有真空排气装置113。此外，在处理室121的内部上部配置有簇射板102以及石英顶板103。簇射板102具有多个孔。将从气体供给装置119供给的等离子蚀刻处理用的气体经过簇射板102的孔导入处理室121内。在簇射板102的上方配置石英顶板103，在与石英顶板103之间设有气体供给用的间隙106。石英顶板103使来自上方的电磁波透过，将处理室121的上方气密密封。
在处理室121的下方，与石英顶板103对置地配置样品台114。样品台114以载置作为样品的晶片115的状态进行保持。
在石英顶板103的上方配置有空腔谐振部104。空腔谐振部104的上部开口，连接有由在垂直方向上延伸的垂直波导管和兼作将电磁波的方向弯曲90度的弯曲部的波导管变换器构成的波导管105。波导管105等是传播电磁波的振荡波导管，在波导管105的端部经过调谐器108而连接等离子生成用的微波电源107。
微波电源107是等离子生成用的电源，基于来自控制部122的控制来振荡电磁波。本实施方式的微波电源107能进行2.45GHz的微波振荡。从微波电源107振荡的微波在波导管105中传播，经由空腔谐振部104、石英顶板103、簇射板102传播到处理室121内。在处理室121的外周配置有磁场产生线圈110、111、112。磁场产生线圈由多个线圈构成，在处理室121形成磁场。从微波电源107振荡的高频电力通过由磁场产生线圈110～112形成的磁场与ECR的相互作用来在处理室121内生成高密度等离子120。
在微波电源107连接有微波脉冲组件109。通过来自微波脉冲组件109的脉冲的导通信号，微波电源107能以所设定的重复频率对微波进行脉冲调制。将从微波电源107输出的高频电力称作微波电力(以下处称作MW电力)。微波脉冲组件能视作生成用于生成脉冲调制的脉冲的导通信号以及脉冲的关断信号的第1脉冲产生器。
控制部122是等离子蚀刻装置1的控制装置，与微波电源107、RF偏压电源(RadioFrequency(高频)偏压电源)116连接，来控制MW电力以及RF偏压电力的输出。
RF偏压电源116产生离子吸引用的高频电力，并将其向样品台114供给。在RF偏压电源116连接匹配盒(匹配器)117，由此取得RF偏压的匹配。等离子密度通过微波的脉冲状的振荡而改变，匹配盒117发挥功能，以使得即使等离子阻抗高速变动，也进行RF偏压的匹配。RF偏压电源116也基于来自RF偏压脉冲组件118的脉冲的导通信号而产生脉冲调制了的RF偏压。RF偏压脉冲组件118能视作生成用于产生脉冲调制了的RF偏压的脉冲的导通信号以及脉冲的关断信号的第2脉冲产生器。
控制部122能基于未图示的输入单元的输入设定(也称作配方)来控制微波电源107的第一输出、微波电源107的第二输出、RF偏压电源116的第一输出、RF偏压电源116的第二输出、微波脉冲组件109中的脉冲的导通的定时以及关断的定时、微波电源107的频率、占空比以及微波电源107的延迟时间。控制部122能进一步基于配方来控制RF偏压脉冲组件118中的脉冲的导通的定时以及关断的定时、RF偏压电源116的导通以及关断的重复频率、占空比、RF偏压电源116的延迟时间等微波电源107、RF偏压电源116的参数。控制部122能视作控制被设为第1脉冲产生器的微波脉冲组件109以及被设为第2脉冲产生器的RF偏压脉冲组件118的控制装置。
此外，除此以外，控制部122还控制用于实施蚀刻的气体的流量、处理压力、线圈电流、样品台温度、蚀刻时间等蚀刻参数。
能由本发明的实施方式所涉及的等离子蚀刻装置控制实施例中举出的全部2值微波的控制模式(参考图3、图6、图7)。此外，RF偏压在本发明中设为与MW电力同步地导通的设定，但将微波和RF偏压的导通(ON)定时同步并非必不可少的条件。
本发明中，在利用通过时间调制(脉冲调制)了的MW电力生成的等离子进行等离子处理时，被蚀刻样品例如在表面形成有多晶硅的晶片(以下称作多晶硅晶片)的蚀刻速率分布(以下将蚀刻速率设为ER，将蚀刻速率分布设为ER分布)对应于MW电力而变化。图2表示将与MW电力对应的晶片ER分布的特征和具有该特征性ER分布的2值MW电力组合时的ER分布。在图2中，纵轴表示蚀刻速度ER(Etching Rate)，横轴表示距晶片中心的距离Lwc(mm)。
在此，所谓2值MW电力，是指低MW电力和高MW电力这2个MW电力，是指在一周期的相应量的脉冲调制的脉冲波形中，MW电力具有低MW电力的状态和高MW电力的状态这2个MW电力的状态。
由于通过图2的(a)的低MW电力生成的等离子集中在晶片的中央部，因此，ER分布是晶片的外周部的ER降低的凸分布(称作第二蚀刻速率分布)。此外，等离子的导通时间(低MW电力的导通时间)越短，则晶片的外周部的ER越进一步降低。
在图2的(b)的高MW电力下，与低MW电力相比，等离子的解离度更大，在晶片的中央部，电子密度急速上升。此外，由于电子轻，因此，电子瞬时向晶片的外周部扩散，晶片的外周部的电子密度变高。因此，通过电子与气体的碰撞，离子、自由基的外周部的密度变高。此外，若等离子的导通时间(高MW电力的导通时间)变长，则晶片的外周部的离子、自由基的密度进一步增大，ER分布成为晶片的外周部的ER高的凹分布(称作第一蚀刻速率分布)。
在本发明中，使用与所述图2的(b)以及(a)的特征性ER分布对应的高MW电力和低MW电力，调整各自的导通(ON)时间，控制其导通时间比率，由此，调查是否得到图2的(c)所示那样的所期望的晶片的ER分布的控制性。
此外，在全部实施例中，将所述图2的(b)的特征性的高MW电力设为第一输出(第一输出)，将所述图2的(a)的特征性的低MW电力设为第二输出(第二输出)。第一输出和第二输出如前述那样，设定成晶片的外周部的等离子密度与各自的输出期间(第一输出的期间、第二输出的期间)的变化对应地成正比地增减的2值MW电力。
【实施例1】
图3是基于所述的2值MW电力的晶片的外周部的ER分布的控制模式A。以下说明以ER分布的控制模式A(Pattern A)来控制外周部的ER分布的细节。
图3的所述控制模式A表示一周期的相应量的脉冲调制的脉冲波形。将控制模式A重复给定的次数，通过等离子进行等离子处理。
所述控制模式A的一周期T1cyc包含MW电力(PMW)的第一输出期间(第一输出PMW1的期间：第一期间)TMW1、第二输出期间(第二输出PMW2的期间：第二期间)TMW2和MW电力(PMW)被设为关断的关断期间(关断期间：第三期间)TMW0。即，脉冲调制的一周期具有：微波输出PMW的第一输出PMW1的期间Tmw1；比第一输出PMW1小的有限值的微波输出PMW的第二输出PMW2(＜PMW1)的期间Tmw2；和微波输出被设为关断(OFF)的关断期间Tmw0。换言之，脉冲调制的一周期是具有如下期间的脉冲：具有有限值的振幅(PMW1)的第一期间(Tmw1)；具有有限值的振幅(PMW2)的第二期间(Tmw2)；和振幅为零的第三期间(Tmw0)。第一期间(Tmw1)的振幅(PMW1)比第二期间(Tmw2)的振幅(PMW2)大(PMW1>PMW2)。在此，第一期间(Tmw1)的高频电力是蚀刻速率分布(凹分布或凸分布)成为第一蚀刻速率分布(凹分布)的电力，第二期间(Tmw2)的高频电力是蚀刻速率分布(凹分布或凸分布)成为第二蚀刻速率分布(凸分布)的电力。
RF偏压电源116的输出PRF也与MW输出电源107同样地具有第一输出期间Trf1、第二输出期间Trf2和关断期间Trf0。RF偏压电源116的输出PRF在该示例中在第一输出期间Trf1和第二输出期间Trf2中设为相同的第1输出PRF1。RF偏压电源116的输出PRF在该示例中与MW电源输出(PMW1、PMW2)同步地导通(施加第1输出PRF1)以及关断(不施加第1输出PRF1)。
能使用等离子处理装置1的控制部122来独立控制所述的第一输出期间Tmw1的时间、第二输出期间Tmw2的时间。所述第一输出期间Tmw1、第二输出期间Tmw2间的期间的控制利用各期间在脉冲周期中所占据的比率(以下称作占空比)和延迟比率(Delay)来进行控制。如图3所示那样，所述的比率(占空比)是将1周期T1cyc设为100％时的比率。控制部122能进行与第一输出PMW1、第二输出PMW2对应的任意的微波输出的组合。
为了控制晶片的外周部的ER分布，考虑如下3个方法：调整与所述外周部的ER高的ER凹分布对应的第一输出期间Tmw1的情形1；调整与外周部的ER降低的ER凸分布对应的第二输出期间Tmw2的情形2；和同时调整第一输出期间Tmw1和第二输出期间Tmw2的情形3。
首先，首先说明(A)：使有限值的第一输出期间Tmw1变化、将有限值的第二输出期间Tmw2和关断期间Tmw0固定的方法。
图8是表示全部实施例1-3中使用的气体种类GAS和气体流量GFR(ml/min)的表1(TAB1)。图9是表示用于实施(A)的方法的控制的微波电源107和RF偏压电源116的控制参数CPA的设定值的示例的表2(TAB2)。在表2(TAB2)中示出电源输出脉冲频率POPF(Hz)、第一输出PMW1的占空比(％)、第二输出PMW2的占空比(％)和第二输出PMW2的导通定时的延迟(延迟(％))。通过第一输出PMW1的占空比、第二输出PMW2的占空比、第二输出PMW2的导通定时的延迟(Delay)的设定，来设定第一输出期间Tmw1、第二输出期间Tmw2、关断期间Tmw0、导通定时和关断定时。图10是表示以所述参数的设定值的示例进行控制的结果(第一输出期间Tmw1和第二输出期间Tmw2、关断期间Tmw0)的表3(TAB3)。
在图8到图10所示的表1-表3(TAB1、TAB2、TAB3)中，小数点以下以四舍五入的方式记载。
表3(TAB3)是使第一输出期间Tmw1在1～4ms之间变化、将第二输出期间Tmw2和关断期间Tmw0固定在3ms的控制例。此外，虽未记载，但RF偏压电源116的输出PRF与MW电源输出(PMW1、PMW2)同步地进行导通以及关断。
图4表示使第一输出期间Tmw1在1～4ms变化时的多晶硅晶片的ER分布的结果。在图4中，纵轴表示多晶硅晶片的蚀刻速度ER(Etching Rate)(nm/min)，横轴表示距晶片中心的距离Lwc(mm)。
在第一输出期间Tmw1短时(例如1ms时)，晶片的ER分布成为晶片的外周部的ER降低的ER凸分布。若使所述第一输出期间Tmw1长(例如2ms时)，则晶片的外周部和中央部的ER成为相同水平。若进一步延长所述第一输出期间Tmw1(例如3ms、4ms时)，则成为晶片外周高的ER凸分布。即，在第一输出期间Tmw1比第二输出期间Tmw2短的情况下，ER分布成为凸分布(第二蚀刻速率分布)，在第一输出期间Tmw1比第二输出期间Tmw2长的情况下，ER分布成为凹分布(第一蚀刻速率分布)。
以下说明晶片的外周部的ER分布的变化与第一输出期间Tmw1与第二输出期间Tmw2的比率的相关。
图5示出相对于第一输出期间Tmw1与第二输出期间Tmw2的比率RA(RA＝第一输出期间Tmw1/第二输出期间Tmw2)，将晶片的中央部的ER(Center)设为100％时的外周部的ER(Edge：例如测定从晶片中央离开145mm处而得到的值)的增减率(ΔER(％))。ΔER(％)通过下式得到。
ΔER(％)＝((ER(Edge)-ER(Center))/(ER(Center))×100％
在所述增减率(ΔER(％))为负的情况下，意味着外周部的ER比中央部的ER低，在所述增减率(ΔER(％))为正的情况下，意味着外周部的ER比中央部的ER高。此外，从图5可知，相对于第一输出期间Tmw1与第二输出期间Tmw2的比率RA，所述ER的增减率(ΔER(％))线性变化。换言之，晶片的外周部的等离子密度相对于第一输出期间Tmw1的时间调整成正比地增大，能从外周部的ER降低的凸分布到外周的ER高的凹分布为止控制晶片的外周部的ER分布。
为了成为所期望的晶片ER分布，除了所述的(A)的调整方法以外，还有(B)：控制有限值的第二输出期间Tmw2并将有限值的第一输出期间Tmw1和有限值的关断期间Tmw0固定的方法、(C)：同时控制有限值的第一输出期间Tmw1和有限值的第二输出期间Tmw2且将有限值的关断期间Tmw0固定的方法。即，控制部122为了控制第一输出期间Tmw1与第二输出期间Tmw2的比率，能将第一输出期间Tmw1和第二输出期间Tmw2的一方固定并调整另一方((A)或(B))，或者，能同时调整第一输出期间Tmw1和第二输出期间Tmw2这两方(C)。
(B)的方法中，在将第二输出期间Tmw2设定得短时，固定的第一输出期间Tmw1相对变长，有ER分布成为凹分布的倾向。反之(将第二输出期间Tmw2设定得长时、固定的第一输出期间Tmw1相对变短)，ER分布被控制成外周部的ER降低的ER凸分布。
(C)的方法与所述(A)和(B)的方法相同，通过第一输出期间Tmw1与第二输出期间Tmw2的输出期间比率RA的控制来调整外周部的ER分布。不同点在于，第一输出期间Tmw1和第二输出期间Tmw2是同时变化的。
不管哪种方法(方法A、B、C)，都通过控制图5所示的第一输出期间Tmw1与第二输出期间Tmw2的比率RA而成为了所期望的晶片的外周部的ER分布。
除了所述控制模式A(Pattern A)以外，还验证了以下的控制模式B(Pattern B)、C(Pattern C)，确认了晶片的外周部的ER分布的控制性。
【实施例2】
图6是基于2值MW的晶片外周ER分布控制模式B。控制模式B(Pattern B)表示一周期的相应量的脉冲调制的脉冲波形。将控制模式B重复给定的次数，通过等离子来进行等离子处理。
所述控制模式B的一周期T1cyc包含：MW电力PMW为第二输出PMW2的第二输出期间Tmw2；MW电力PMW为第一输出PMW1的第一输出期间Tmw1；和MW电力PMW关断的关断期间Tmw0。在第二输出期间Tmw2与关断期间Tmw0之间设置第一输出期间Tmw1。RF偏压电源116的输出PRF也与MW输出电源107的MW输出PMW同样地具有第二输出期间Trf2、第一输出期间Trf1和关断期间Trf0。在第二输出期间Trf2与关断期间Trf0之间设有第一输出期间Trf1。能使用等离子处理装置1的控制部122来独立控制所述的第二输出期间Tmw2、第一输出期间Tmw1。通过使用该控制模式B，用所述的(A)～(C)的方法控制第一输出期间Tmw1与第二输出期间Tmw2的比率RA，由此得到所期望的晶片的外周部的ER分布。
【实施例3】
图7是基于2值MW的晶片外周ER分布控制模式C。控制模式C(Pattern C)表示一周期的相应量的脉冲调制的脉冲波形。将控制模式C重复给定的次数，通过等离子来进行等离子处理。
控制模式C的一周期T1cyc包含：MW电力PMW为第一输出PMW1的第一输出期间Tmw1；MW电力PMW关断的第一关断期间Tmw01；MW电力PMW为第二输出PMW2的第二输出期间Tmw2；和MW电力PMW关断的第二关断期间Tmw02。在第一输出期间Tmw1与第二输出期间Tmw2之间设有第一关断期间Tmw01，在第一关断期间Tmw01与第二关断期间Tmw02之间设有第二输出期间Tmw2。RF偏压电源116的输出PRF也与MW输出电源107的MW输出PMW同样地具有第一输出期间Trf1、第一关断期间Trf01、第二输出期间Trf2和第二关断期间Trf02。能使用等离子处理装置1的控制部122来独立控制所述的第一输出期间Tmw1、第二输出期间Tmw2。使用该控制模式C，用所述的(A)～(C)的方法来控制第一输出期间Tmw1与第二输出期间Tmw2的比率RA，由此得到所期望的晶片的外周部的ER分布。
即，如实施例1～3所示那样，控制部122能通过第一输出期间Tmw1的导通定时以及关断定时的控制、第二输出期间Tmw2的导通定时以及关断定时的控制来任意设定第一输出期间Tmw1、第二输出期间Tmw2和关断期间的顺序。此外，控制部122还能任意设定关断期间的个数(实施例3中是第一关断期间Trf01、第二关断期间Trf02这2个)。
本发明是一种等离子处理装置，特征在于，独立控制有限值的第一输出期间Tmw1和有限值的第二输出期间Tmw2，控制所述第一输出期间Tmw1的长度和所述第二输出期间Tmw2的长度，以使得成为所期望的晶片ER分布。
此外，实施例1～3是在ECR方式的微波等离子蚀刻装置中运用本发明的示例，但在电容耦合方式或感应耦合方式等离子蚀刻装置中也能同样地运用本发明。
以上基于实施例具体说明了有本发明者做出的发明，但本发明并不限定于上述实施方式以及实施例，能进行种种变更，这点不言自明。
例如，在将脉冲调制了的脉冲波形重复给定的次数并通过等离子进行等离子处理的情况下，连续的脉冲波形可以使用从图3的控制模式A、图6的控制模式B以及图7的控制模式C选择的2个控制模式(控制模式A和B、控制模式A和C、控制模式B和C)的组合的脉冲波形、或3个控制模式(控制模式A、B和C)的组合的脉冲波形。
实施例所涉及的等离子处理装置的特征能如以下那样总结。
1)等离子处理装置(1)具备：对样品(115)进行等离子处理的处理室(121)；供给用于生成等离子的高频电力的高频电源(107)；和载置样品(115)的样品台(114)，所述等离子处理装置(1)还具备：控制装置(122)，其在通过具备具有有限值的振幅(PMW1)的第一期间(Tmw1)、具有有限值的振幅(PMW2)的第二期间(Tmw2)和振幅为零的第三期间(Tmw0)的脉冲来对所述高频电力进行调制的情况下，控制所述第一期间(Tmw1)的时间或所述第二期间(Tmw2)的时间，以使得等离子处理中的蚀刻速率分布成为所期望的蚀刻速率分布(凹分布或凸分布)，所述第一期间(Tmw1)的所述高频电力是蚀刻速率分布(凹分布或凸分布)成为第一蚀刻速率分布(凹分布)的电力，所述第二期间(Tmw2)的所述高频电力是蚀刻速率分布(凹分布或凸分布)成为第二蚀刻速率分布(凸分布)的电力。
2)通过所述控制装置(122)来独立控制所述第一期间(Tmw1)的时间和所述第二期间(Tmw2)的时间。
3)在所述第一蚀刻速率分布(凹分布)为所期望的蚀刻速率分布的情况下，由所述控制装置(122)控制所述第一期间(Tmw1)的时间或所述第二期间(Tmw2)的时间，以使得所述第一期间(Tmw1)的时间变得比所述第二期间(Tmw2)的时间长。
4)在所述第二蚀刻速率分布(凸分布)为所期望的蚀刻速率分布的情况下，由所述控制装置(122)控制所述第一期间(Tmw1)的时间或所述第二期间(Tmw2)的时间，以使得所述第一期间(Tmw1)的时间变得比所述第二期间(Tmw2)的时间短。
5)所述第一期间(Tmw1)的振幅(PMW1)比所述第二期间(Tmw2)的振幅(PMW2)大。
6)所述第三期间(Tmw0)是所述第一期间(Tmw1)与所述第二期间(Tmw2)之间的期间(参考图3)。
7)所述第一蚀刻速率分布是凹分布，所述第二蚀刻速率分布是凸分布。
附图标记的说明
1 ECR方式的微波等离子蚀刻装置
101 真空容器
102 簇射板
103 石英顶板
104 空腔谐振部
105 波导管
106 气体供给用间隙
107 微波电源
108 调谐器
109 微波脉冲组件
110 电磁场线圈
111 电磁场线圈
112 电磁场线圈
113 真空排气装置
114 样品台
115样品
116RF偏压电源
117匹配盒(匹配器)
118RF偏压脉冲组件
119气体供给装置
120高密度等离子
121处理室
122控制部。
Claims (12)
1.一种等离子处理装置，具备：
处理室，其对样品进行等离子处理；
高频电源，其供给用于生成等离子的高频电力；和
样品台，其载置所述样品，
所述等离子处理装置的特征在于，还具备：
控制装置，其在通过具备具有有限值的振幅的第一期间、具有有限值的振幅的第二期间和振幅为零的第三期间的脉冲而对所述高频电力进行调制的情况下，控制所述第一期间的时间或所述第二期间的时间，以使得等离子处理中的蚀刻速率分布成为所期望的蚀刻速率分布，
所述第一期间的所述高频电力是蚀刻速率分布成为第一蚀刻速率分布的电力，
所述第二期间的所述高频电力是蚀刻速率分布成为第二蚀刻速率分布的电力。
2.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于，
通过所述控制装置来独立控制所述第一期间的时间和所述第二期间的时间。
3.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于，
在所述第一蚀刻速率分布为所期望的蚀刻速率分布的情况下，由所述控制装置控制所述第一期间的时间或所述第二期间的时间，以使得所述第一期间的时间变得比所述第二期间的时间长。
4.根据权利要求2所述的等离子处理装置，其特征在于，
在所述第一蚀刻速率分布为所期望的蚀刻速率分布的情况下，由所述控制装置控制所述第一期间的时间或所述第二期间的时间，以使得所述第一期间的时间变得比所述第二期间的时间长。
5.根据权利要求3所述的等离子处理装置，其特征在于，
在所述第二蚀刻速率分布为所期望的蚀刻速率分布的情况下，由所述控制装置控制所述第一期间的时间或所述第二期间的时间，以使得所述第一期间的时间变得比所述第二期间的时间短。
6.根据权利要求4所述的等离子处理装置，其特征在于，
在所述第二蚀刻速率分布为所期望的蚀刻速率分布的情况下，由所述控制装置控制所述第一期间的时间或所述第二期间的时间，以使得所述第一期间的时间变得比所述第二期间的时间短。
7.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于，
所述第一期间的振幅比所述第二期间的振幅大。
8.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于，
所述第三期间是所述第一期间与所述第二期间之间的期间。
9.根据权利要求7所述的等离子处理装置，其特征在于，
所述第三期间是所述第一期间与所述第二期间之间的期间。
10.根据权利要求5所述的等离子处理装置，其特征在于，
所述第三期间是所述第一期间与所述第二期间之间的期间。
11.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于，
所述第一蚀刻速率分布是凹分布，
所述第二蚀刻速率分布是凸分布。
12.根据权利要求3所述的等离子处理装置，其特征在于，
所述第一蚀刻速率分布是凹分布，
所述第二蚀刻速率分布是凸分布。
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