[发明专利]等离子处理装置以及晶片处理方法

说明书

提供使处理的成品率提升的等离子处理装置以及晶片处理方法。晶片处理方法具备如下工序：对载置在配置于处理室内的样品台的上表面的处理对象的晶片照射光或电磁波，来加热预先形成于该晶片上表面的膜层的上表面的该膜层的化合物层，从而将其去除，在所述晶片处理方法中，在所述工序中，接受由所述晶片的上表面反射的所述光或所述电磁波，对于表示该光或该电磁波的以波长为参数的强度的时间变化的信号，使用在所述样品台的所述上表面的外周侧的部位接受所述光或所述电磁波而检测到的该光或该电磁波的强度的信息进行补正，从而判定所述膜层的剩余膜厚或所述工序的终点。

技术领域

本发明涉及使用等离子来对配置于真空容器内部的处理室内的晶片表面的处理对象的膜进行处理的等离子处理装置以及晶片处理方法，特别涉及对通过针对所述处理对象的膜的等离子的照射、和电磁波的照射所引起的加热来进行的膜的蚀刻处理的量进行检测的等离子处理装置以及晶片处理方法。

背景技术

在半导体器件中，由于要求电力的低消耗化、存储容量的增大，因而正在推进进一步的微细化以及器件构造的三维化。在三维构造的器件的制造中，由于构造是立体的，而且很复杂，因此，除了过去以来所进行的在与处理对象的半导体晶片的表面的面方向垂直的方向上进行蚀刻的“垂直性蚀刻”以外，还研讨运用在横向上也能进行蚀刻的“各向同性蚀刻”。

过去以来，这样的各向同性的蚀刻，通过使用药液内对半导体晶片表面的膜层进行处理的湿式处理来进行。但伴随着半导体器件构造的微细化的进展，药液的表面张力所引起的图案损毁、加工尺寸的控制性的问题正表现出来。因此，从现有的利用药液的湿式处理转向以不利用药液的干式处理来进行各向同性蚀刻的必要性变高。

另一方面，过去以来，作为以干式处理高精度地进行各向同性蚀刻的技术之一，已知使用吸附以及脱离工序来进行蚀刻的方案。作为这样的技术的示例，在JP特开2015-185594号公报(专利文献1)中，首先，将使用等离子等而生成的具有高反应性的原子或分子的活性种(原子团)吸附在作为被处理体的半导体晶片的处理对象的膜层的表面，形成通过活性种与膜层表面的材料之间的化学反应而形成的化合物所构成的反应层(或变质层)(吸附工序)。接下来，对反应层赋予热能进行加热来使反应层脱离而将其去除(脱离工序)。通过交替重复进行该吸附工序和脱离工序来进行对象膜的蚀刻。

在该现有技术中，若在吸附工序中形成于表面的反应层到达给定的厚度，则由于反应层会阻碍原子团到达处理对象的膜层，因此反应层的厚度的增大会急速地减速而向与条件相应的厚度渐近。由此，即使在复杂的图案形状的内部在原子团的入射量上存在偏差，也能通过实施充分长时间的吸附工序，来形成厚度在晶片的面内方向上的偏差小的反应层。并且，通过将这样的反应层加热来去除，能不依赖于图案形状而实现蚀刻量的偏差小的处理。

另外，由于包含这样的1个吸附工序以及脱离工序的配对的每1循环的蚀刻量通常是数nm程度以下，因此具有能以数nm的精度来调整加工的深度(加工量)的优点。进而，能实现如下蚀刻：使在处理对象的膜层的表面形成反应层所需的原子团种与对非处理对象的膜进行蚀刻的原子团种不同，并提高两者的选择比。

进而，在使用等离子对晶片进行蚀刻的等离子处理装置中，已知搭载有用于在晶片上的处理对象的膜的处理中测定剩余膜厚、蚀刻量的装置的现有技术。作为这样的现有技术的示例，例如在JP特开2007-234859号公报(专利文献2)中公开了如下技术：在保持于配置在真空容器内部的处理室内的样品台上表面的晶片的处理中，从处理室的上方对晶片表面照射来自外部的光源的光，在处理室的上方接受由晶片表面反射而形成的干涉光，将从该接受到的干涉光得到的任意波长的光的强度的图案与如下图案进行比较来判定剩余膜厚，其中，上述进行比较的图案是针对预先取得的剩余膜厚的干涉光的强度的以关于多个波长的波长为参数的图案，。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2015-185594号公报

专利文献2：JP特开2007-234859号公报