[发明专利]等离子处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在硅基板表面上形成长宽比较大的孔或深槽的等离子处理方法，更详细地讲，本发明涉及一种在蚀刻处理从开始到结束，能保持加工表面内的均等分布状态的等离子处理方法。

背景技术

在现有技术中，人们广泛使用等离子蚀刻(干蚀刻)法对硅基板表面进行蚀刻加工。在室温环境下，由于呈原子(原子团)状态的氟会自发地与硅产生化学反应，从而可获得较高的蚀刻速度，所以在蚀刻硅基板时，作为蚀刻气体，人们较多使用SF₆、NF₃、COF₂、XeF₂等含氟气体。

但是，由于使用含氟蚀刻气体对硅基板进行干蚀刻处理时表现出各向同性，所以也会对形成的蚀刻图案(凹部)的侧表面产生侵蚀。因此，采用该方法难以形成精度较高的通孔或深槽等细微且长宽比较大的通道。

对此，近年来有人提出一种硅基板深挖加工技术，其采用在蚀刻图案侧表面上边形成保护膜边进行蚀刻处理的方法，该方法可以遏制蚀刻在横向方向上的扩展，由此可保持该图案侧表面的垂直状态。

例如，在专利文献1公开有一种蚀刻处理方法，该方法通过反复交替进行蚀刻工序和保护膜形成工序，一边在蚀刻图案的侧表面上形成由聚合物层组成的保护膜，一边进行蚀刻处理。尤其是作为保护膜成膜方法之一，公开有一种对面向基板设置的靶材使用氩气的溅射法。

由于在保护膜形成工序中形成在蚀刻图案侧表面上的聚合物层，与形成在蚀刻图案底部上的聚合物层相比，在蚀刻工序中前者被去除的量要少，所以能使形成在该图案侧表面上的聚合物层具有保护膜的功能，从而可实现将蚀刻方向限制在图案深度方向上的各向异性蚀刻处理。

【专利文献1】WO2006/003962号公报

近年来，随电子部件向小型化、精密化方向发展，人们要求精度较高的硅基板深挖加工技术。一般情况下，作为深挖加工技术，存在与蚀刻图案深度对应的最佳蚀刻条件。另外，对于基板表面的内周侧和外周侧的最佳蚀刻条件不同。因此产生如下技术问题，即，在蚀刻处理从开始到结束的过程中，如果蚀刻条件都不变，由于难以对基板表面进行加工表面内均等的蚀刻处理，所以难以获得高精度蚀刻图案。

发明内容

鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种等离子处理方法，其可优化蚀刻条件，从而蚀刻处理从开始到结束，能保持加工表面内分布的均等性。

为了实现上述目的，本发明的一个实施方式中所述的等离子处理方法包括以下步骤，即，沿形成在真空槽内的环形磁中性线形成高频电场，使导入上述真空槽内的气体等离子化的步骤。在上述真空槽内，使用上述等离子对表面形成有掩膜图案的基板进行蚀刻处理的步骤。用上述等离子对设置在上述真空槽内的靶材进行溅射加工，在形成在上述基板上的蚀刻图案的侧表面上形成保护膜的步骤。在包括对上述基板所进行的蚀刻处理和形成上述保护膜处理的等离子处理过程中，根据处理的进展程度改变上述磁中性线半径的步骤。

另外，本发明的另一实施方式中所述的等离子处理方法包括以下步骤，沿着形成在真空槽内的环形磁中性线形成高频电场，使导入上述真空槽内的气体等离子化的步骤。在上述真空槽内，用上述等离子对表面形成有掩膜图案的基板进行蚀刻处理的步骤。使用上述等离子对设置在上述真空槽内的靶材进行溅射加工，在形成在上述基板上的蚀刻图案的侧表面上形成保护膜的步骤。在对上述基板所进行蚀刻处理过程中，根据处理的进展程度改变上述磁中性线半径的步骤。

具体实施方式

本发明的一个实施方式中所述的等离子处理方法包括以下步骤，沿形成在真空槽内的环形磁中性线形成高频电场，从而使导入上述真空槽内的气体产生等离子的步骤。由此在上述真空槽内，使用上述等离子对表面形成有掩膜图案的基板进行蚀刻处理的步骤。使用上述等离子对设置在上述真空槽内的靶材进行溅射加工，在形成在上述基板上的蚀刻图案的侧表面上形成保护膜的步骤。在包括对上述基板所进行的蚀刻处理和形成上述保护膜处理的等离子处理过程中，根据处理的进展程度改变上述磁中性线的半径的步骤。

上述等离子处理方法适用于磁中性线放电(NLD：magnetic Neutral Loop Discharge)型等离子蚀刻方法。磁中性线放电技术用来对沿形成在真空槽内的磁场强度为0的环形磁中性线施加高频电场，并由此形成等离子。例如，由设置在真空槽周围的多个励磁线圈形成磁中性线，使大小不同的电流流经这些励磁线圈中，就能根据需要调整磁中性线的半径、位置等。