TWI847005B

TWI847005B - 電漿處理方法

Info

Publication number: TWI847005B
Application number: TW110102223A
Authority: TW
Inventors: 廣田侯然; 角屋誠浩; 永徳宏文; 中司孝則
Original assignee: 日商日立全球先端科技股份有限公司
Priority date: 2020-02-10
Filing date: 2021-01-21
Publication date: 2024-07-01

Abstract

可實現批量處理第一片的製程變動的減低之電漿處理方法，係具有：將氣體供給至前述處理室的第一工程；及前述第一工程後，使用電漿來蝕刻前述試料的第二工程，前述氣體為包含所有的：含有碳元素與氫元素的氣體、含有氯元素的氣體或被用在前述第二工程的氣體的混合氣體。

Description

電漿處理方法

本發明是有關電漿處理方法。

在半導體裝置的製造工程中，被要求朝半導體裝置中所含的組件的微細化或集成化的對應。例如，在積體電路或奈電氣機械系統中，構造物的奈米級化進一步被推進。

通常，在半導體裝置的製造工程中，為了形成微細圖案，而使用微影技術。此技術是在光阻層上適用裝置構造的圖案，選擇性地蝕刻除去依據光阻層的圖案而露出的基板。在之後的處理工程中，只要使其他的材料堆積於蝕刻區域內，便可形成積體電路。

特別是近年來隨著半導體加工的微細化･三維構造化的推進，在半導體裝置的量產電漿蝕刻處理中，被要求原子水準的高精度的異物減低及加工再現性。而且，在實現該等時，處理室表面狀態的控制成為重要。

應減低的異物是起因於以下的事象而產生。例如對於藉由製品蝕刻而產生的往處理室表面的反應生成物亦即堆積物不進行適當的照料(care)時，堆積物會成長而成為落下至晶圓上的異物。又，亦有不揮發性的反應器處置室表面構件在電漿蝕刻中受損而成為微粒(particle)，成為落下至晶圓上的異物的情形。

為了抑制該等異物的產生，實現電漿蝕刻裝置的陶瓷材料的高耐性化及低異物化的改良被檢討。但，由於在電漿產生的自由基或離子能量比較大，因此可知極難以藉由處理室表面構件的改良來使蝕刻損傷全部不發生。

於是，在製品處理前使用電漿蝕刻，在使Si系或C系等的堆積物附著於處理室表面之後，開始製品加工處理的對策被實施。藉由此堆積膜，謀求處理室表面構件的損傷保護，可減低異物的放出。

另一方面，有關加工再現性，當處理室表面的物理化學狀態變動時，由於在處理室表面，自由基的表面再結合機率或消費量改變，因此需要對應自由基平衡改變化的情形。例如，明顯Cl₂ 電漿中的Cl自由基量會依處理室表面的SiClx堆積物的有無而數倍不同。因此，Cl₂ 電漿中的Cl自由基量的控制成為重要。

又，由於自由基與處理室的反應速率或堆積物的附著係數會依處理室表面溫度而異，因此需要在批內或批間將處理室內的溫度形成一定。因此，在蝕刻的量產裝置中，包含表面溫度，被要求將處理室內壁的狀態保持於一定的技術。

又，為了提高加工再現性，製程變動抑制成為重要。為了抑制製程變動，在製品處理前使用電漿蝕刻，使Si系或C系等的堆積物附著於處理室表面之後，使製品加工處理進展的技術被開發(專利文獻1、2)。藉由此堆積膜，可使處理室表面狀態在每個晶圓經常一定化，可減低製程變動。

如此，為了製程變動抑制或異物減低，在製品處理前實施使Si系或C系等的堆積物附著於處理室內壁的塗層工程。但，在電漿蝕刻裝置中未處理製品蝕刻的非運轉狀態的空轉發生時，在批量處理第一片被觀察到製程變動。這是被稱為所謂的最初晶圓效應(first wafer effect)的現象，因為如此的製程變動，加工精度惡化至容許範圍外，這會成為裝置的良品率降低的一要因。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特許5450187號公報 [專利文獻2]美國專利第7、767、584號

(發明所欲解決的課題)

如上述般，若根據使用以往的塗層工程的技術，則有關異物減低，雖發揮一定的效果，但有無法抑制批量處理第一片的製程變動的課題。此製程變動是起因於處理室表面溫度或堆積物的狀態等的處理室內環境在批量處理第一片的晶圓與第二片以後的晶圓之間不同而發生。

對於此，作為抑制起因於處理室溫度的製程變動的技術，有在批量處理第一片的製品蝕刻工程的動工前，使用電漿來使處理室內壁溫度昇溫至量產處理中的溫度之電漿加熱技術(以後稱為加熱工程)或藉由加熱器來控制內壁溫度等的對策。但，本發明者們專心研究的結果，發現處理室內壁溫度以外的因素，最初晶圓效應。因此，需要以控制處理室內壁溫度的以外的方法來抑制製程變動。

本發明是有鑑於如此的問題而研發者，以提供一種實現批量處理第一片的製程變動的減低之電漿處理方法為目的。 (用以解決課題的手段)

為了解決上述課題，代表性的本發明的電漿處理方法之一，係使用電漿在處理室處理試料的電漿處理方法，藉由下述構成所達成，具有：將氣體供給至前述處理室的第一工程；及前述第一工程後，使用電漿來蝕刻前述試料的第二工程，前述氣體為包含所有的：含有碳元素與氫元素的氣體、含有氯元素的氣體或被用在前述第二工程的氣體的混合氣體。 [發明的效果]

若根據本發明，則可提供一種實現批量處理第一片的製程變動的減低之電漿處理方法。上述以外的課題、構成及效果是可由以下的實施形態的說明明確得知。

(實施形態1)

作為本發明的實施形態所適用的蝕刻裝置(電漿處理裝置)的例子，可使用圖1所示的微波ECR(Electron Cyclotron Resonance)蝕刻裝置。蝕刻裝置是具有：在處理容器內載置作為被處理材的晶圓(試料)110的電極111、氣體供給裝置132、頂板140與石英製淋浴板101、石英製內筒102、地線103、電磁石142、使電漿產生的高頻導波管150、RF偏壓電源161與匹配機162、及處理室的真空排氣閥171。在本實施形態中，RF偏壓是以電力固定進行控制。本實施形態的蝕刻裝置是使用被導入至被形成於處理容器內部的處理室內的微波的電場，將處理氣體的原子或分子等的粒子激發而電漿化，然後可實施蝕刻預先被形成於被載置於電極111的晶圓110的上面的膜構造之電漿蝕刻工程。但，本實施形態的電漿處理方法是可不限於微波ECR蝕刻裝置適用。又，為了弄清最初晶圓效應的機構，而使用四重極型質量分析裝置180來調查有關腔室(處理室)內的殘留氣體。

(參考例的處理) 首先，為了說明本實施形態的效果，將圖2參考例的處理流程以及依據參考例的處理流程所取得的製品蝕刻工程中的晶圓偏壓電壓(高頻RF偏壓的峰對峰(peak-to-peak)電壓，Vpp)與處理時間的關係顯示於圖3。首先說明有關圖2的參考例的處理流程。

參考例的處理流程是經過5分鐘作為不使蝕刻裝置運轉(停止處理)的空轉時間而開始。又，製品蝕刻的條件是設為：供給Cl₂ 氣體/NF₃ 氣體來實行蝕刻的步驟、及供給HBr氣體/CH₄ 氣體/Ar氣體來實行蝕刻的步驟之構成。亦即，在製品蝕刻工程中被供給至處理室內部的處理氣體是含有C與H或Cl的元素。

圖2的參考例的處理流程是在製品蝕刻工程之前含有加熱工程S201、第1清潔工程S202及第1塗層工程S203。加熱工程S201是為了控制腔室內壁溫度而使用，以能實現量產處理中的溫度之方式設定條件及時間。在此，加熱工程S201是在圖1的蝕刻裝置中，從氣體供給裝置132，以180cc/min供給Ar氣體，將微波功率設定於1000 w，以處理時間120秒實施。

第1清潔工程S202是為了除去腔室內壁的Si系堆積物或C系堆積物而被實施。又，第1塗層工程S203是為了覆蓋製品蝕刻工程的內壁損傷保護或異物源，而使Si系堆積物或C系堆積物附著於內壁。

其次，將晶圓110搬送至蝕刻裝置的處理室內，實施製品蝕刻工程S204，處理完了後，將晶圓110從處理室內搬送而取出。

其次，實施除去金屬反應生成物的金屬清潔工程S205，其次實施除去在第1塗層工程S203使堆積的膜或在製品蝕刻工程S204產生的反應生成物之第2清潔工程S206，其次再度實施第2塗層工程S207。

第2塗層工程S207的實施後，再度轉移至製品蝕刻工程S204。在此是將製品蝕刻工程S204、金屬清潔工程S205、第2清潔工程S206、第2塗層工程S207設為1組，重複25次，最後在後清潔工程S208除去腔室內壁的Si系堆積物或C系堆積物或塗層膜而完成1批的蝕刻處理。

此例是在金屬清潔工程S205，使用BCl₃ 氣體/Cl₂ 氣體來處理。並且，在第1清潔工程S202、第2清潔工程S206及後清潔工程S208，使用NF₃ 氣體/Ar氣體來處理。而且，在第1塗層工程S203、第2塗層工程S207，使用SiCl₄ 氣體/O₂ 氣體來處理。

圖3是表示在製品蝕刻工程中，批量內的最初的3片的晶圓偏壓電壓(Vpp)與處理時間的關係的圖。若根據圖3，則在製品批量第1片(最初)的晶圓偏壓電壓與製品第2片及第3片的晶圓偏壓電壓有不同，藉此可知僅第1片製品蝕刻形成不安定。

(本實施形態的處理) 圖4是表示本實施形態的電漿處理方法的處理流程的圖。與參考例的處理流程的不同是在加熱工程S201之前追加氣體輸入工程(第一工程)S401。亦即，本實施形態是在氣體輸入工程S401後，實施：使處理室昇溫的加熱工程S201、使用電漿來除去處理室內的堆積物的第1清潔工程S202、及使堆積膜堆積於處理室的第1塗層工程S203，然後實施製品蝕刻工程(第二工程)S204。並且，在製品蝕刻工程S204之後，實施：除去含有金屬的堆積物的金屬清潔工程S205、使用電漿來除去處理室內的堆積物的第2清潔工程S206、及使堆積膜堆積於處理室的第2塗層工程S207，然後實施後清潔工程S208。有關與參考例共通的工程是省略詳細的說明。

說明有關圖4所示的本實施形態的處理流程。在本實施形態的處理流程中，也與參考例的處理流程同樣，經過5分鐘不使蝕刻裝置運轉的空轉時間後開始。以300cc/min，15秒鐘，供給Cl₂ 氣體作為殘留調整氣體至處理室內，作為氣體輸入工程S401的條件。

圖5是表示依據本實施形態的處理流程所取得的製品蝕刻工程中的晶圓偏壓電壓(Vpp)與處理時間的關係的圖。如圖5所示般，製品批量第1片(最初)的晶圓偏壓電壓會與製品批量第2片及第3片的晶圓偏壓電壓一致。另外，在參考例中，顯示製品批量第1片與製品批量第2片以後，在晶圓偏壓電壓有差，但在Si發光強度等電漿光譜也產生變化的情形也由發明者們確認出。

如此的最初晶圓效應是起因於使自由基平衡或離子平衡變化之類的腔室環境的變化而產生，此可藉由氣體輸入工程的導入來改善。另外，在氣體輸入工程S401被供給的氣體是包含所有的：含有碳元素與氫元素的氣體、含有氯元素的氣體或被用在製品蝕刻S204的氣體的混合氣體。氣體的流量是藉由被規定成構成混合氣體的各氣體的電漿處理條件之流量與預定的比例的乘積而求取的流量為理想。

其次，為了驗證如此的最初晶圓效應的改善效果，使用四重極型質量分析裝置180來進行殘留氣體的分析。

圖6A～6C是表示為了機構解明，使用3種類的處理流程來質量分析殘留於腔室內的氣體的評價流程的圖。在該等評價流程中，為了儘可能抽出空轉的影響及避免殘留氣體的影響，在開始前將空轉時間空出12小時以上而實施。以下，說明各個的處理流程。

圖6A是相當於圖2的參考例，實施批量動工前工程(加熱工程S201、第1清潔工程S202及第1塗層工程S203)之後，以製品蝕刻工程S204、金屬清潔工程S205、第2清潔工程S206、第2塗層工程S207作為1組，重複25次，將量產處理中的殘留氣體質量分析S601後的評價流程的圖。

圖6B是在剛實施批量動工前工程(加熱工程S201、第1清潔工程S202及第1塗層工程S203)之後，將殘留氣體質量分析S602後的評價流程的圖。

圖6C是相當於圖4的實施形態1，在剛實施包含氣體輸入工程的批量動工前工程(氣體輸入工程S401、加熱工程S201、第1清潔工程S202及第1塗層工程S203)之後，將殘留氣體質量分析S603後的評價流程的圖。

在氣體輸入工程S401中，以300cc/min，15秒鐘供給Cl₂ 氣體。在此，若在圖6A的評價流程所被評價的量產處理中的質量分析S601的結果與在圖6B的評價流程所被評價的質量分析S602的結果不同，則證明發生製程變動，確認產生最初晶圓效應。

發明者們解析該等的殘留氣體的結果，作為顯著地強度變化的質量數，確認存在質量數36的殘留物。圖7是依據圖6A～6C的3種評價流程所取得的質量數36的殘留物的強度的時間推移。

如圖7所示般，在量產處理中(對於圖6A的評價流程)，質量數36的殘留物的非常高的強度被確認，這被確認經長時間而衰減。另一方面，在無氣體輸入工程的處理實施(對應於圖6B的評價流程)中，明確質量數36的殘留物的強度是比量產處理中更非常低的水準。

因此，推斷當蝕刻裝置的非運轉時間的空轉時間增加時，質量數36的殘留物的減少成為原因的處置室表面狀態的變化，產生最初晶圓效應。

另一方面，藉由設為具有本實施形態的氣體輸入工程來處理實施(對應於圖6C的評價流程)，質量數36的殘留物的強度是在第1片的製品處理工程前實現量產處理中的水準。

另外，作為質量數36的殘留物的例子，有HCl。在此次的氣體輸入工程中，由於導入Cl₂ 氣體，因此藉由具有氣體輸入工程來處理實施而增加的質量數36的分子種類是被推定為HCl。

又，由於H是作為被使用在製品晶圓的氣體而含有，因此H的吸附物殘留於腔室內，推斷與彼反應而生成HCl。

圖8A、8B是顯示模式性地表示如此的質量數36的殘留物的變化成為原因的塗層膜工程的塗層組成狀態的推定模型的概略圖。圖8A是無氣體輸入工程開始的處理的情況，圖8B是有氣體輸入工程而開始的處理或量產處理中的情況。

在有氣體輸入工程而開始的處理或量產處理中，與無氣體輸入工程開始的處理作比較，處理室內的殘留Cl多的情形由質量分析的結果可知。因此，導入SiCl₄ 氣體/O₂ 氣體來使用電漿的塗層膜工程是在具有氣體輸入工程而開始的處理或量產處理中，產生富Cl的Si塗層膜(圖8B)。

另一方面，在無氣體輸入工程開始的處理中，產生富O的Si塗層膜(圖8A)。然後，製品蝕刻工程是受到該等塗層膜的組成狀態影響，推定自由基平衡會變化。

因此，為了改善最初晶圓效應，需要以影響製品蝕刻工程的該等塗層膜的組成狀態會經常成為一定的方式使安定化。亦即，需要將批量動工前工程中的塗層工程後的質量數36的殘留物的殘留量配合量產處理中的水準。

圖9是表示在圖2的參考例的處理流程及圖4的本實施形態的處理流程，依據在氣體輸入工程有無以300cc/min，15秒鐘供給Cl₂ 氣體的條件，1批量處理製品蝕刻時的某線的尺寸所示的CD(Critical Dimension)值的推移的圖。圖9中，在批量中將最初處理的晶圓設為1，將其次處理的晶圓稱為2，依序附上號碼而作為晶圓號碼。

處理前的空轉時間是分別設為12小時。CD的目標尺寸值為10nm，但在參考例中製品批量處理第1片的晶圓的CD值約為8nm，有變動。對於此，藉由導入本實施形態的氣體輸入工程，即使在製品批量處理第1片的晶圓中，也可與之後的晶圓同樣地實現約10nm的CD值。

以上，在電漿蝕刻的量產處理方法中，藉由在比批量處理第1片的製品蝕刻工程前的塗層工程更前面包含不使電漿產生使氣體流動至處理室內的氣體輸入工程，可在批量處理第1片的製品蝕刻工程前使腔室內的氣體殘留量與量產處理中形成相同，可改善批量處理第1片的製品蝕刻工程的最初晶圓效應，該電漿蝕刻的量產處理方法是具有：在電漿加工被處理材的製品蝕刻工程前使Si系堆積物或C系堆積物附著於內壁的塗層工程；在製品蝕刻工程後除去殘留於處理室的內壁的金屬的金屬清潔工程；除去前述Si與前述C系堆積物的清潔工程；及之後再度使前述Si系或前述C系堆積物附著於處理室的內壁的塗層工程，重複前述製品蝕刻工程、前述清潔工程及前述塗層工程。

在本實施形態中，由於HCl殘留於腔室內，因此顯示以300cc/min供給Cl₂ 的氣體作為氣體輸入工程的氣體的例子，但在以CH系氣體作為主體的其他的製品蝕刻製程中，C₃ 殘留於腔室內。C₃ 亦須考慮作為容易停留於腔室內的氣體。在如此的製品蝕刻製程中，作為氣體輸入工程的氣體，確認CH₄ 氣體/Ar氣體為有效。

又，本實施形態是假想在製品晶圓中含有Ti或Al等的金屬，而實施金屬清潔工程S205，但不含金屬時是可省略金屬清潔工程S205。

又，本實施形態是在批量動工前工程中實施加熱工程S201作為使處理室表面溫度昇溫的技術，但在可藉由硬體或製程等其他技術來使昇溫的情況，亦可不一定要設為包含加熱工程S201的構成。又，清潔工程也不一定要實施。

又，本實施形態是在第1塗層工程S203、第2塗層工程S207中使用SiCl₄ 氣體/O₂ 氣體來說明，但在使用CHF₃ 、CH₄ 、CH₃ F、C₄ F₈ 等碳系的氣體的情況，本氣體輸入工程的技術也有效。又，在第1清潔工程S202、第2清潔工程S206中，本實施形態是使用NF₃ 氣體/Ar氣體，但在Si系或C系膜的除去，能以有效的F系或O系氣體代用。

又，本實施形態是在加熱工程S201之前實施氣體輸入工程S401。但，發明者們以質量分析器來調查氣體輸入工程S401的實施時機與殘留氣體量的關係的結果，確認氣體輸入工程S401是緊接著加熱工程S201、緊接著第1清潔工程S202、緊接著第1塗層工程S203的哪個皆在質量數36的殘留水準無大差，在最初晶圓效應的減低有效。又，圖4所示的批量動工前工程中所含的工程是最好在全部無晶圓(在電極111不保持晶圓)實施。又，氣體輸入工程中不使電漿產生的理由之一是不對電極造成損傷。

(實施形態2) 說明有關實施形態2的進一步減低最初晶圓效應的順序流程。在上述的實施形態1中，使用持有質量數36的分子種類的氣體，作為氣體輸入工程S401的氣體。在實施形態1的製程中，質量數36的氣體殘留為主成分，但依據被用在製品蝕刻工程S204的氣體的種類，有必須考慮質量數36的氣體以外的氣體殘留的情況。此情況，若在氣體輸入工程S401使用被用在製品蝕刻工程S204的氣體的一部分或全部，則具有效果。

並且，在蝕刻裝置的空轉時間長的情況，亦即長時間不使用氣體的情況，有在質量流控制器(MFC)的內部配管發生氣體積存的情形。此氣體積存是在其次使氣體流動時，有使初期氣體流量增加數秒程度的情形。這會有使製品蝕刻工程的製程變動發生的可能性。

因此，MFC內部配管的氣體積存所造成的製程變動是因為被用在製品蝕刻工程S204的氣體的一部分或全部而發生。為了予以改善，需要在製品蝕刻工程S204的處理前實施包含被用在製品蝕刻工程S204的氣體的一部分或全部的氣體輸入工程S401。以下，顯示進一步減低最初晶圓效應的實施形態2的具體例。

圖10是本實施例的氣體輸入工程的處方設定的例子。製品蝕刻處方S1001是以步驟1的氣體種類與流量分別為Cl₂/NF₃/Ar：300/100/50ccm、步驟2的氣體種類與流量分別為CH₄/Ar：10/250ccm所構成的情況為例，說明其設定例。被使用在有發生氣體積存的可能性的製品蝕刻的氣體是需要在氣體輸入工程S401預先使流動。

發明者們確認只要在氣體輸入工程使製品蝕刻中的各氣體最大流量的10%程度流動約5秒以上，便可予以充分解消。此時，氣體輸入步驟的處方S1002是例如設定製品蝕刻處方的全步驟中(在本實施形態是步驟1與步驟2)各氣體的最大流量的10%，氣體種類與流量分別成為Cl₂/NF₃/CH₄/Ar：30/10/1/25ccm。在此，需要考慮MFC最小流量S1004的限制，例如，當該限制為Cl₂/NF₃/CH₄/Ar：30/20/10/20ccm的氣體種類與流量時，考慮了MFC流量限制的氣體輸入步驟的處方S1003是氣體種類與流量會分別成為Cl₂/NF₃/CH₄/Ar：30/20/10/25ccm。

藉由如上述般設定的氣體輸入工程S401的實施，可抑制MFC內部配管的氣體積存所造成的製程變動。而且，藉由使製品蝕刻工程S204中的一部分或全部的氣體流動，在實施形態1或開頭說明的殘留氣體所造成的製程變動也可減低。

(實施形態3)

又，說明引起製程變動的另一個的課題及其減低方法。圖11是進一步減低最初晶圓效應的實施形態3的處理流程。將圖4所示的實施形態1的處理流程的加熱工程S201與氣體輸入工程S401的時間的順序設為相反。並且，在氣體輸入工程S401之前，追加新的金屬清潔工程S1100、第3清潔工程S1101及第3塗層工程S1102，在氣體輸入工程S401後追加金屬清潔工程S1103。

最好金屬清潔工程S1100是與氣體輸入工程S401之後的金屬清潔工程S1103同樣的條件，第3清潔工程S1101是與氣體輸入工程S401之後的第1清潔工程S202同樣的條件，第3塗層工程S1102是與氣體輸入工程S401之後的第1塗層工程S203同樣的條件。

以下說明本處理流程的效果。當發生空轉時間時，有藉由第3塗層工程S1102所取得的膜質變化的情況，產生最初晶圓效應。為此，藉由使用第3清潔工程S1101、第3塗層工程S1102及模擬製品蝕刻工程的氣體輸入工程S401，可確保宛如完成第1次的製品蝕刻工程般的處理室壁面狀態。

以上，在電漿加工被處理材的製品蝕刻工程前，具有：使Si堆積物或C系堆積物附著於處理室的內壁的塗層工程、在製品蝕刻工程後除去殘留於處理室的內壁的金屬的金屬清潔工程、及除去前述Si堆積物或C系堆積物的清潔工程之電漿蝕刻的量產處理方法中，在批量處理第1片的製品蝕刻工程前，藉由包含：第1次的金屬清潔工程S1100、第3清潔工程S1101、第3塗層工程S1102(第1次處理(treatment)工程)、第2次的金屬清潔工程S1103、第1清潔工程S202、第1塗層工程S203(第2次處理工程)、及在第1次處理工程與第2次處理工程之間不使電漿產生，使氣體流動至處理室內的氣體輸入工程S401，可在批量處理第1片的製品蝕刻工程前使腔室內的氣體殘留量形成與量產處理中相同，可實現批量處理第1片的製品蝕刻工程的最初晶圓效應的改善。

但，在本處理流程是2次實施清潔工程與塗層工程，因此處理能力降低。為此，因應於此，分開使用實施形態1與實施形態2的處理為佳。又，若為不須清潔金屬反應生成物的製程，則可省略各金屬清潔工程S1100、S1103、S205的一部分或全部。

(實施形態4) 說明有關實施形態4的氣體輸入工程的最適化手法。圖12A是表示在圖6C的評價流程中，以200cc/min供給Cl₂ 氣體作為氣體輸入工程S401的條件時的質量數36的殘留物與處理時間的關係的圖。質量數36的殘留物的強度是隨著處理時間的增加而增加。

又，圖12B是表示在圖6C的評價流程中，30秒鐘供給Cl₂ 氣體作為氣體輸入工程S401的條件時的質量數36的殘留物與氣體流量的關係的圖。質量數36的殘留物的強度是隨著氣體流量的增加而增加。

由該等的結果可知，為了使量產處理中的質量數36的殘留物強度早期地安定化，氣體流量與處理時間會形成控制鈕(控制因子)。換言之，只要利用該等控制鈕，在氣體輸入工程使流動可早期地安定化量產處理中的質量數36的殘留物強度的氣體即可。在氣體輸入工程被供給至處理室的氣體是包含在製品蝕刻工程的期間被供給至處理室的氣體之中至少一部分的氣體為理想。又，進一步，最好以能消除在實施形態2說明的氣體積存的影響之方式，基本上在氣體輸入工程S401設定製品蝕刻工程S204中的一部分或全部的氣體，以能配合質量數36的殘留物強度之方式，調整氣體流量或時間。

110:晶圓 111:電極 132:氣體供給裝置 140:頂板 101:石英製淋浴板 102:石英製內筒 103:地線 142:電磁石 150:使電漿產生的高頻導波管 161:RF偏壓電源 162:匹配機 171:處理室的真空排氣閥 180:四重極型質量分析裝置 S201:加熱工程 S202:第1清潔工程 S203:第1塗層工程 S204:製品蝕刻工程 S205:金屬清潔工程 S206:第2清潔工程 S207:第2塗層工程 S208:後清潔工程 S401:氣體輸入工程 S601:質量分析 S602:質量分析 S603:質量分析 S1001:製品蝕刻處方 S1002:氣體輸入步驟的處方 S1003:考慮了MFC流量限制的氣體輸入步驟的處方 S1004:MFC最小流量 S1100:金屬清潔工程 S1101:第3清潔工程 S1102:第3塗層工程 S1103:金屬清潔工程

[圖1]是本實施形態的微波ECR蝕刻裝置的概略剖面圖。 [圖2]是表示作為參考例顯示的蝕刻處理流程的圖。 [圖3]是表示依據圖2的處理流程所取得的製品蝕刻工程中的晶圓偏壓電壓(Vpp)與處理時間的關係的圖。 [圖4]是表示實施形態1的蝕刻處理流程的圖。 [圖5]是表示依據圖4的處理流程所取得的製品蝕刻工程中的晶圓偏壓的電壓(Vpp)與處理時間的關係的圖。 [圖6A]是表示利用第1處理流程來質量分析殘留於腔室內的氣體之評價流程的圖。 [圖6B]是表示利用第2處理流程來質量分析殘留於腔室內的氣體之評價流程的圖。 [圖6C]是表示利用第3處理流程來質量分析殘留於腔室內的氣體之評價流程的圖。 [圖7]是表示依據圖6A、6B、6C的3種類的處理流程所取得的質量數36的殘留物強度的時間推移的圖。 [圖8A]是模式性地表示質量數36的殘留物變化成為原因的塗層膜工程的塗層組成狀態的推定模型的概略圖。 [圖8B]是模式性地表示質量數36的殘留物變化成為原因的塗層膜工程的塗層組成狀態的推定模型的概略圖。 [圖9]是表示在氣體輸入工程，1批量處理圖2的參考例的處理流程及圖4的本實施形態的處理流程時的某線的尺寸所示的CD值的推移的圖。 [圖10]是本實施例的氣體輸入工程的處方設定的例子。 [圖11]是表示進一步減低最初晶圓效應的別的實施形態的處理流程的圖。 [圖12A]是表示在圖6C的評價流程中，以200cc/min供給Cl₂ 氣體作為氣體輸入工程S401的條件的情況的質量數36的殘留物與處理時間的關係的圖。 [圖12B]是表示在圖6C的評價流程中，以30秒鐘供給Cl₂ 氣體作為氣體輸入工程S401的條件的情況的質量數36的殘留物與氣體流量的關係的圖。

Claims

一種電漿處理方法，係使用電漿在處理室處理試料的電漿處理方法，其特徵為具有；將氣體供給至前述處理室的第一工程；及前述第一工程後，使用電漿來蝕刻前述試料的第二工程，前述氣體為包含所有的：含有碳元素與氫元素的氣體、含有氯元素的氣體或被用在前述第二工程的氣體的混合氣體，且不被用在產生電漿。
如請求項1記載的電漿處理方法，其中，更具有：使堆積膜堆積於前述處理室的塗層工程、及使用電漿來除去前述處理室內的堆積物的清潔工程，前述塗層工程，係在前述第一工程與前述第二工程之間進行，前述清潔工程，係在前述第二工程後進行。
如請求項1記載的電漿處理方法，其中，前述氣體為含有碳元素與氫元素的氣體或含有氯元素的氣體。
如請求項1記載的電漿處理方法，其中，前述氣體為含有碳元素與氫元素的氣體。
如請求項1記載的電漿處理方法，其中，更具有：除去含有金屬的堆積物的金屬清潔工程，前述金屬清潔工程，係在前述第二工程與前述清潔工程之間進行。
如請求項2記載的電漿處理方法，其中，前述第二工程前，進行將前述處理室昇溫的加熱工程，或前述清潔工程在前述第二工程前也進行。
如請求項1記載的電漿處理方法，其中，更具有：使堆積膜堆積於前述處理室的塗層工程、及使用電漿來除去前述處理室內的堆積物的清潔工程，前述塗層工程及前述清潔工程，係在前述第二工程前進行且在前述第一工程的前後進行。
如請求項1記載的電漿處理方法，其中，被用在前述第二工程的氣體，係包含：含有碳元素與氫元素的氣體或含有氯元素的氣體。
如請求項1記載的電漿處理方法，其中，前述氣體為氯氣體。
如請求項1記載的電漿處理方法，其中，前述氣體為甲烷氣體。
如請求項1記載的電漿處理方法，其中，前述氣體的流量為藉由被規定成構成前述混合氣體的各氣體的電漿處理條件之流量與預定的比例的乘積所求取的流量。