CN117643180A - 等离子体处理系统以及等离子体处理方法 - Google Patents

等离子体处理系统以及等离子体处理方法 Download PDF

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Abstract

提供能够降低射频信号的反射波的等离子体处理系统。本公开涉及的等离子体处理系统具备:第一射频信号生成部,构成为生成具有第一频率的第一射频信号;第一匹配电路,与所述第一射频信号生成部耦合;第二射频信号生成部,构成为生成具有比所述第一频率低的第二频率的第二射频信号;第二匹配电路,与所述第二射频信号生成部耦合;相位调整电路,与所述第二匹配电路耦合且构成为经由所述第二匹配电路使从所述第二射频信号生成部供给的所述第二射频信号的相位偏移;第一等离子体处理装置,与所述第一匹配电路以及所述第二匹配电路耦合,所述第一射频信号经由所述第一匹配电路供给至所述第一等离子体处理装置,所述第二射频信号经由所述第二匹配电路供给至所述第一等离子体处理装置;以及第二等离子体处理装置,与所述第一匹配电路以及所述相位调整电路耦合,所述第一射频信号经由所述第一匹配电路供给至所述第二等离子体处理装置,在所述相位调整电路中相位偏移后的第二射频信号供给至所述第二等离子体处理装置。

Description

等离子体处理系统以及等离子体处理方法
技术领域
本公开的示例性实施方式涉及等离子体处理系统以及等离子体处理方法。
背景技术
作为对射频(Radio Frequency)进行匹配的技术,存在专利文献1中记载的装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2020/227028号
发明内容
本公开提供能够降低射频信号的反射波的等离子体处理系统。
在本公开的一个示例性实施方式中,提供等离子体处理系统。等离子体处理系统具备:第一射频信号生成部,构成为生成具有第一频率的第一射频信号;第一匹配电路,与所述第一射频信号生成部耦合;第二射频信号生成部,构成为生成具有比所述第一频率低的第二频率的第二射频信号;第二匹配电路,与所述第二射频信号生成部耦合;相位调整电路,与所述第二匹配电路耦合且构成为经由所述第二匹配电路使从所述第二射频信号生成部供给的所述第二射频信号的相位偏移;第一等离子体处理装置,与所述第一匹配电路以及所述第二匹配电路耦合,所述第一射频信号经由所述第一匹配电路供给至所述第一等离子体处理装置,所述第二射频信号经由所述第二匹配电路供给至所述第一等离子体处理装置;以及第二等离子体处理装置,与所述第一匹配电路以及所述相位调整电路耦合,所述第一射频信号经由所述第一匹配电路供给至所述第二等离子体处理装置,在所述相位调整电路中相位偏移后的第二射频信号供给至所述第二等离子体处理装置。
发明效果
根据本公开的一个示例性实施方式,能够提供能够降低射频信号的反射波的等离子体处理系统。
附图说明
图1是表示一个示例性实施方式涉及的等离子体处理系统的框图。
图2是表示一个示例性实施方式涉及的等离子体处理系统的构成的框图。
图3是概略性地示出等离子体处理装置1的一例的图。
图4A是表示相位调整电路60的电路构成的一例的图。
图4B是表示相位调整电路60的电路构成的一例的图。
图5是表示一个示例性实施方式涉及的等离子体处理系统的框图。
图6是表示一个示例性实施方式涉及的等离子体处理方法的流程图。
图7是表示源射频信号以及偏置射频信号的一例的时序图。
图8是表示源射频信号以及偏置射频信号的一例的时序图。
图9是表示偏置射频信号的相位与鞘电容的关系的一例的图。
图10是表示一个示例性实施方式涉及的等离子体处理系统的构成的一例的框图。
图11是表示第一射频生成部31a和第二射频生成部31b以及第一匹配电路51a和第二匹配电路51b的构成的一例的框图。
图12是表示一个示例性实施方式涉及的等离子体处理方法的流程图。
图13是表示供给源射频信号SR以及偏置射频信号BR1的期间的一例的时序图。
图14是表示各偏置射频信号的相位的一例的时序图。
图15是表示一个示例性实施方式涉及的等离子体处理系统的构成的一例的框图。
图16是表示第一射频生成部31a、第一直流生成部32a以及第一匹配电路51a的构成的一例的框图。
图17是表示一个示例性实施方式涉及的等离子体处理方法的流程图。
图18是表示供给源射频信号SR以及偏置直流信号BD1的期间的一例的时序图。
图19是表示各偏置直流信号的相位的一例的时序图。
具体实施方式
以下,关于本公开的各实施方式进行说明。
在一个示例性实施方式中,提供一种等离子体处理系统。等离子体处理系统具备:第一射频信号生成部,构成为生成具有第一频率的第一射频信号;第一匹配电路,与所述第一射频信号生成部耦合;第二射频信号生成部,构成为生成具有比所述第一频率低的第二频率的第二射频信号;第二匹配电路,与所述第二射频信号生成部耦合;相位调整电路,与所述第二匹配电路耦合且构成为经由所述第二匹配电路使从所述第二射频信号生成部供给的所述第二射频信号的相位偏移;第一等离子体处理装置,与所述第一匹配电路以及所述第二匹配电路耦合,所述第一射频信号经由所述第一匹配电路供给至所述第一等离子体处理装置,所述第二射频信号经由所述第二匹配电路供给至所述第一等离子体处理装置;以及第二等离子体处理装置,与所述第一匹配电路以及所述相位调整电路耦合,所述第一射频信号经由所述第一匹配电路供给至所述第二等离子体处理装置,在所述相位调整电路中相位偏移后的第二射频信号供给至所述第二等离子体处理装置。
在一个示例性实施方式中,相位调整电路包含至少一个电感器以及至少一个电容器。
在一个示例性实施方式中,相位调整电路包含可变电感器以及可变电容器的至少一种。
在一个示例性实施方式中,还具备:传感器,构成为在第一射频信号生成部与第一匹配电路之间监控第一射频信号,并输出监控结果,相位调整电路构成为基于监控结果调节可变电感器的电感以及可变电容器的电容的一方或者双方。
在一个示例性实施方式中,传感器为构成为监控第一射频信号的电压与电流的相位差的VI传感器。
在一个示例性实施方式中,传感器为构成为监控第一射频信号的反射波的定向耦合器。
在一个示例性实施方式中,相位调整电路构成为在第二等离子体处理装置中的等离子体处理之前或者之后调节可变电感器的电感以及可变电容器的电容的一方或者双方。
在一个示例性实施方式中,相位调整电路构成为在第二等离子体处理装置中的等离子体处理期间调节可变电感器的电感以及可变电容器的电容。
在一个示例性实施方式中,第二射频信号与相位偏移后的第二射频信号之间的相位差为180度。
在一个示例性实施方式中,第一等离子体处理装置包含:第一等离子体处理腔室;第一基板支持部,配置于第一等离子体处理腔室内;一个或多个第一下部电极,配置于第一基板支持部内;以及第一上部电极,配置于第一基板支持部的上方,第二等离子体处理装置包含:第二等离子体处理腔室;第二基板支持部,配置于第二等离子体处理腔室内;一个或多个第二下部电极,配置于第二基板支持部内;以及第二上部电极,配置于第二基板支持部的上方,第一匹配电路与一个或多个第一下部电极或者第一上部电极和一个或多个第二下部电极或者第二上部电极耦合,第二匹配电路与一个或多个第一下部电极耦合,相位调整电路与一个或多个第二下部电极耦合。
在一个示例性实施方式中,第一等离子体处理装置包含:第一等离子体处理腔室;第一基板支持部,配置于第一等离子体处理腔室内;第一下部电极,配置于第一基板支持部内;以及第一天线,配置于第一等离子体处理腔室的上方;第二等离子体处理装置包含:第二等离子体处理腔室、第二基板支持部,配置于第二等离子体处理腔室内;第二下部电极,配置于第二基板支持部内;以及第二天线,配置于第二等离子体处理腔室的上方,第一匹配电路与第一天线以及第二天线耦合,第二匹配电路与第一下部电极耦合,相位调整电路与第二下部电极耦合。
在一个示例性实施方式中,第一频率为10MHz以上120MHz以下。
在一个示例性实施方式中,第二频率为100kHz以上20MHz以下。
在一个示例性实施方式中,第二频率为400kHz以上4MHz以下。
在一个示例性实施方式中,第一射频信号为具有第一频率的连续波。
在一个示例性实施方式中,第一射频信号为周期性地包含多种第一电脉冲的脉冲波,多种第一电脉冲各自包含具有第一频率的连续波而构成。
在一个示例性实施方式中,第二射频信号为具有第二频率的连续波。
在一个示例性实施方式中,第二射频信号为周期性地包含多种第二电脉冲的脉冲波,多种第二电脉冲各自包含具有第二频率的连续波而构成。
在一个示例性实施方式中,提供一种等离子体处理方法,在包含第一等离子体处理装置以及第二等离子体处理装置的等离子体处理系统中执行。等离子体处理方法具备:生成具有第一频率的第一射频信号的步骤;生成具有比第一频率低的第二频率的第二射频信号的步骤;使第二射频信号的相位偏移的步骤;向第一等离子体处理装置以及第二等离子体处理装置供给第一射频信号的步骤;向第一等离子体处理装置供给第二射频信号的步骤;以及向第二等离子体处理装置供给相位偏移后的第二射频信号的步骤。
在一个示例性实施方式中,提供一种等离子体处理系统。等离子体处理系统具备:射频信号生成部,构成为生成射频信号;匹配电路,与射频信号生成部耦合;电压脉冲生成部,构成为生成电压脉冲的序列;相位调整电路,构成为使从电压脉冲生成部供给的电压脉冲的序列的相位偏移;第一等离子体处理装置,与匹配电路以及电压脉冲生成部耦合,射频信号从匹配电路供给至第一等离子体处理装置,电压脉冲的序列从电压脉冲生成部供给至第一等离子体处理装置;以及第二等离子体处理装置,与匹配电路以及相位调整电路耦合,射频信号从匹配电路供给至第二等离子体处理装置,相位偏移后的电压脉冲的序列从相位调整电路供给至第二等离子体处理装置。
在一个示例性实施方式中,提供一种等离子体处理系统。等离子体处理系统具备:源射频信号生成部,构成为生成等离子体生成用的源射频信号;第一匹配电路,与所述源射频信号生成部耦合;偏置射频信号生成部,构成为生成偏置射频信号;第二匹配电路,与所述偏置射频信号生成部耦合;n个等离子体处理装置(n为2以上的整数),相对于所述第一匹配电路并联地耦合;以及n-1个相位调整电路,所述n-1个相位调整电路构成为在所述第二匹配电路与所述n个等离子体处理装置之中的第n所述等离子体处理装置之间串联地耦合,经由所述第二匹配电路使从所述偏置射频信号生成部供给的所述偏置射频信号的相位依次偏移,所述n-1个相位调整电路之中的第k(k为从1至n-1的整数)相位调整电路与所述n个等离子体处理装置之中的第k等离子体处理装置以及第k+1所述等离子体处理装置耦合,所述n个等离子体处理装置之中的第一等离子体处理装置包含第一等离子体处理腔室以及第一基板支持部,所述第一基板支持部配置于所述第一等离子体处理腔室内,包含一个或者多个第一下部电极,所述源射频信号经由所述第一匹配电路供给至所述第一等离子体处理装置,所述偏置射频信号经由所述第二匹配电路供给至所述第一等离子体处理装置的所述一个或者多个第一下部电极之中的至少一个,所述n个等离子体处理装置之中的第k+1等离子体处理装置包含第k+1等离子体处理腔室以及第k+1基板支持部,所述第k+1基板支持部配置于所述第k+1等离子体处理腔室内,包含一个或者多个第k+1下部电极,所述源射频信号经由所述第一匹配电路供给至所述第k+1等离子体处理装置,在所述n-1个相位调整电路之中的第k相位调整电路中,相位偏移后的偏置射频信号供给至所述第k+1等离子体处理装置的所述一个或者多个第k+1下部电极之中的至少一个。
在一个示例性实施方式中,所述n-1个相位调整电路构成为将所述偏置射频信号的相位依次偏移360度/n。
在一个示例性实施方式中,等离子体处理系统还具备:n个第一开关,切换所述n个等离子体处理装置各自是否与所述第一匹配电路耦合;以及n个第二开关,切换所述n个等离子体处理装置各自是否与所述第二匹配电路耦合。
在一个示例性实施方式中,提供一种等离子体处理系统。等离子体处理系统具备:源射频信号生成部,构成为生成等离子体生成用的源射频信号;第一匹配电路,与所述源射频信号生成部耦合;电压脉冲生成部,构成为生成n个(n为2以上的整数)电压脉冲的序列,所述n个电压脉冲的序列彼此相位不同;以及n个等离子体处理装置,所述n个等离子体处理装置之中的第k(k为从1至n的整数)等离子体处理装置包含第k等离子体处理腔室以及第k基板支持部,所述第k基板支持部配置于所述第k等离子体处理腔室内,包含一个或者多个第一下部电极,所述源射频信号经由所述第一匹配电路供给至所述第k等离子体处理装置,所述n个电压脉冲的序列之中的第k电压脉冲的序列供给至所述第k等离子体处理装置的所述一个或者多个第k下部电极之中的至少一个。
以下,参照附图,关于本公开的各实施方式详细地说明。此外,在各附图中对相同或者同样的要素标注相同的附图标记,省略重复的说明。只要没有特别说明,则根据附图所示的位置关系来说明上下左右等的位置关系。附图的尺寸比例不表示实际的比例,另外,实际的比例不限于图示的比例。
图1是表示一个示例性实施方式涉及的等离子体处理系统的框图。等离子体处理系统包含等离子体处理装置1以及控制部2。等离子体处理装置1包含等离子体处理腔室10、基板支持部11以及等离子体生成部12。等离子体处理腔室10具有等离子体处理空间。此外,等离子体处理腔室10具有用于向等离子体处理空间供给至少一种处理气体的至少一个气体供给口和用于从等离子体处理空间排出气体的至少一个气体排出口。气体供给口与后述的气体供给部20连接,气体排出口与后述的排气系统40连接。基板支持部11配置于等离子体处理空间内,且具有用于支持基板的基板支持面。
等离子体生成部12构成为由供给至等离子体处理空间内的至少一种处理气体生成等离子体。在等离子体处理空间中形成的等离子体也可以为电容耦合等离子体(CCP;Capacitive Iycoupled Plasma)、电感耦合等离子体(ICP;Inductive IycoupledPlasma)、ECR等离子体(Electron-Cyclotron-Resonance Plasma)、螺旋波激励等离子体(HWP:Helicon Wave Plasma)或者表面波等离子体(SWP:Surface Wave Plasma)等。此外,也可以使用包含交流(Alternating Current)等离子体生成部以及直流(Direct Current)等离子体生成部的、各种类型的等离子体生成部。在一个实施方式中,在交流等离子体生成部中使用的交流信号(交流功率)具有100kHz~10GHz的范围内的频率。因此,交流信号包含射频(Radio Frequency)信号以及微波信号。在一个实施方式中,射频信号具有200kHz~150MHz的范围内的频率。
控制部2处理使等离子体处理装置1执行本公开中描述的各种工序的计算机可执行指令。控制部2能够构成为以执行在此描述的各种工序的方式控制等离子体处理装置1的各要素。在一个实施方式中,可以是控制部2的一部分或者全部包含于等离子体处理装置1。控制部2也可以例如包含计算机2a。计算机2a例如可以包含处理部(CPU:CentralProcessing Unit)2a1、存储部2a2以及通信接口2a3。处理部2a1能够构成为基于存储于存储部2a2的程序进行各种控制动作。存储部2a2可以包含RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)或者它们的组合。通信接口2a3也可以经由LAN(Local Area Network)等的通信线路在与等离子体处理装置1之间通信。
图2是表示一个示例性实施方式涉及的等离子体处理系统的构成的框图。等离子体处理系统包含第一等离子体处理装置1-1以及第二等离子体处理装置1-2、电源30、阻抗匹配电路50以及相位调整电路60。在一个实施方式中,第一等离子体处理装置1-1包含第一等离子体处理腔室、配置于第一等离子体处理腔室内的第一基板支持部、配置于第一基板支持部内的第一下部电极和配置于第一基板支持部的上方的第一上部电极。第二等离子体处理装置1-2包含第二等离子体处理腔室、配置于第二等离子体处理腔室内的第二基板支持部、配置于第二基板支持部内的第二下部电极和配置于第二基板支持部的上方的第二上部电极。以下,也将第一等离子体处理装置1-1和/或第二等离子体处理装置1-2总称为“等离子体处理装置1”。
图3是概略性地示出等离子体处理装置1的一例的图。以下,参照各图,关于作为等离子体处理装置1的一例的电容耦合等离子体处理装置的构成例进行说明。
等离子体处理装置1包含等离子体处理腔室10、气体供给部20以及排气系统40。此外,等离子体处理装置1包含基板支持部11以及气体导入部。气体导入部构成为向等离子体处理腔室10内导入至少一种处理气体。气体导入部包含喷头13。基板支持部11配置在等离子体处理腔室10内。喷头13配置在基板支持部11的上方。在一个示例性实施方式中,喷头13构成等离子体处理腔室10的顶部(ceiling)的至少一部分。等离子体处理腔室10具有由喷头13、等离子体处理腔室10的侧壁10a以及基板支持部11规定的等离子体处理空间10s。等离子体处理腔室10具有用于向等离子体处理空间10s供给至少一种处理气体的至少一个气体供给口和用于从等离子体处理空间排出气体的至少一个气体排出口。侧壁10a接地。喷头13以及基板支持部11与等离子体处理腔室10框体电绝缘。
基板支持部11包含主体部111以及环组件112。主体部111具有用于支持基板(晶圆)W的中央区域(基板支持面)111a和用于支持环组件112的环状区域(环支持面)111b。主体部111的环状区域111b在俯视下包围主体部111的中央区域111a。基板W配置在主体部111的中央区域111a上,环组件112以包围主体部111的中央区域111a上的基板W的方式配置在主体部111的环状区域111b上。在一个实施方式中,主体部111包含基台以及静电吸盘。基台包含导电性部件。基台的导电性部件作为下部电极发挥作用。静电吸盘配置在基台上。静电吸盘包含陶瓷部件和配置在陶瓷部件内的静电电极。陶瓷部件具有中央区域111a。在一个实施方式中,陶瓷部件也具有环状区域。此外,也可以是如环状静电吸盘或环状绝缘部件那样的、包围静电吸盘的其他部件具有环状区域。在这种情况下,环组件112既可以配置在环状静电吸盘或者环状绝缘部件之上,也可以配置在静电吸盘与环状绝缘部件的双方之上。此外,射频或者直流电极也可以配置于陶瓷部件内,在这种情况下,射频或者直流电极能够作为下部电极发挥作用。在后述的偏置射频信号或者直流信号供给至射频或者直流电极的情况下,射频或者直流电极也可以称为偏置电极。此外,基台的导电性部件与射频或者直流电极双方也可以作为下部电极发挥作用。因此,基板支持部11包含一个或多个下部电极。环组件112包含一个或者多个环状部件。一个或者多个环状部件之中的至少一个为边缘环。此外,虽然省略图示,但基板支持部11可以包含构成为将静电吸盘、环组件112以及基板之中的至少一个调节至目标温度的调温模块。调温模块也可以包含加热器、传热介质、流路或者它们的组合。在流路中,流过盐水或气体那样的传热流体。此外,基板支持部11也可以包含构成为向基板W的背面与基板支持面111a之间供给传热气体的传热气体供给部。
喷头13(参照图3)构成为向等离子体处理空间10s内导入来自气体供给部20的至少一种处理气体。喷头13具有至少一个气体供给口13a、至少一个气体扩散室13b以及多个气体导入口13c。供给至气体供给口13a的处理气体通过气体扩散室13b从多个气体导入口13c导入等离子体处理空间10s内。此外,喷头13包含一个或多个上部电极。此外,气体导入部除了喷头13以外,可以包含安装于在侧壁10a上形成的一个或者多个开口部的一个或者多个侧面气体注入部(SGI:Side Gas Injector)。
气体供给部20可以包含至少一个气体源21以及至少一个流量控制器22。在一个实施方式中,气体供给部20构成为从分别对应的气体源21经由分别对应的流量控制器22向喷头13供给至少一种处理气体。各流量控制器22例如可以包含质量流量控制器或者压力控制式的流量控制器。而且,气体供给部20可以包含对至少一种处理气体的流量进行调制或者脉冲化的至少一个流量调制设备。
电源30包含经由至少一个阻抗匹配电路50与等离子体处理腔室10耦合的射频电源31。射频电源31构成为向一个或多个下部电极和/或一个或多个上部电极供给源射频信号以及偏置射频信号那样的至少一种射频信号(射频功率)。由此,由供给至等离子体处理空间10s的至少一种处理气体形成等离子体。由此,射频电源31能够作为等离子体生成部12的至少一部分发挥作用。此外,通过向一个或多个下部电极供给偏置射频信号,能够在基板W上产生偏置电位,将形成的等离子体中的离子成分引入基板W。
在一个实施方式中,射频电源31包含第一射频生成部31a以及第二射频生成部31b。第一射频生成部31a经由至少一个匹配电路51a与一个或多个下部电极和/或一个或多个上部电极耦合,生成等离子体生成用的源射频信号(源射频功率)。第一射频生成部31a为源射频信号生成部的一例。在一个实施方式中,源射频信号为包含具有10MHz~150MHz的范围内的频率的射频而构成的连续波或者脉冲波。在一个实施方式中,第一射频生成部31a也可以构成为生产具有不同频率的多种源射频信号。生成的一种或者多种源射频信号供给至一个或多个下部电极和/或一个或多个上部电极。在一个实施方式中,第一射频生成部31a构成为作为源射频信号,生成具有第一频率的第一连续的或者脉冲化射频信号。
第一匹配电路51a与第一射频生成部31a耦合。此外,第一等离子体处理装置1-1以及第二等离子体处理装置1-2与第一匹配电路51a耦合。即,第一匹配电路51a与第一等离子体处理装置1-1的一个或多个上部电极或者一个或多个下部电极耦合,且与第二等离子体处理装置1-2的一个或多个上部电极或者一个或多个下部电极耦合。因此,生成的第一源射频信号经由第一匹配电路51a供给至第一等离子体处理装置1-1的一个或多个下部电极或者一个或多个上部电极和第二等离子体处理装置1-2的一个或多个下部电极或者一个或多个上部电极。即,源射频信号从第一匹配电路51a供给至第一等离子体处理装置1-1的一个或多个下部电极或者一个或多个上部电极和第二等离子体处理装置1-2的一个或多个下部电极或者一个或多个上部电极。
第二射频生成部31b构成为经由至少一个匹配电路51b与一个或多个下部电极耦合,生成偏置射频信号(偏置射频功率)。第二射频生成部31b为偏置射频信号生成部的一例。在一个或多个下部电极包含两个下部电极的情况下,也可以是一个下部电极经由匹配电路51a与第一射频生成部31a耦合,另一个下部电极经由匹配电路51b与第二射频生成部31b耦合。作为一例,该一个下部电极可以为基台,且该另一个下部电极可以为偏置电极。
在一个实施方式中,偏置射频信号具有比源射频信号低的频率。在一个实施方式中,偏置射频信号为包含具有100kHz~60MHz的范围内的频率的射频而构成的连续波或者脉冲波。在一个实施方式中,第二射频生成部31b也可以构成为生成具有不同频率的多种偏置射频信号。生成的一种或者多种偏置射频信号供给至一个或多个下部电极。此外,在各种实施方式中,源射频信号以及偏置射频信号之中的至少一种可以被脉冲化。在一个实施方式中,第二射频生成部31b构成为作为偏置射频信号,生成具有比第一频率低的第二频率的第二连续的或者脉冲化射频信号。
第二匹配电路51b与第二射频生成部31b耦合。此外,第一等离子体处理装置1-1以及相位调整电路60与第二匹配电路51b耦合,第二等离子体处理装置1-2与相位调整电路60耦合。即,第二匹配电路51b与第一等离子体处理装置1-1的一个或多个下部电极耦合。因此,生成的偏置射频信号经由第二匹配电路51b供给至第一等离子体处理装置1-1的一个或多个下部电极以及相位调整电路60。即,偏置射频信号从第二匹配电路51b供给至第一等离子体处理装置1-1的一个或多个下部电极以及相位调整电路60。然后,经由第二匹配电路51b从第二射频生成部31b供给至相位调整电路60的偏置射频信号的相位在相位调整电路60中偏移。相位调整电路60与第二等离子体处理装置1-2,即第二等离子体处理装置1-2的一个或多个下部电极耦合。因此,相位偏移后的偏置射频信号从相位调整电路60供给至第二等离子体处理装置1-2的一个或多个下部电极。
此外,电源30也可以包含与等离子体处理腔室10耦合的直流电源32。直流电源32包含第一直流生成部32a以及第二直流生成部32b。在一个实施方式中,第一直流生成部32a构成为与一个或多个下部电极连接,生成第一直流信号。生成的第一直流信号施加于一个或多个下部电极。在一个实施方式中,第一直流信号也可以施加于静电吸盘内的电极那样的其他电极。
在一个实施方式中,第二直流生成部32b构成为与一个或多个上部电极连接,生成第二直流信号。生成的第二直流信号施加于一个或多个上部电极。
在各种实施方式中,第一以及第二直流信号也可以被脉冲化。在这种情况下,电压脉冲的序列施加于一个或多个下部电极和/或一个或多个上部电极。电压脉冲也可以具有矩形、梯形、三角形或者它们的组合的脉冲波形。在一个实施方式中,用于从直流信号生成电压脉冲的序列的波形生成部连接在第一直流生成部32a与一个或多个下部电极之间。因此,第一直流生成部32a以及波形生成部构成电压脉冲生成部。在第二直流生成部32b以及波形生成部构成电压脉冲生成部的情况下,电压脉冲生成部与一个或多个上部电极连接。
电压脉冲既可以具有正极性,也可以具有负极性。此外,电压脉冲的序列也可以在一个周期内包含一个或者多个正极性电压脉冲和一个或者多个负极性电压脉冲。此外,第一以及第二直流生成部32a、32b既可以是除了射频电源31以外设置,也可以是第一直流生成部32a代替第二射频生成部31b设置。在后者的情况下,如图5所示那样,不伴随匹配电路,相位调整电路60连接在包含第一直流信号生成部32a的电压脉冲生成部与第二等离子体处理装置1-2的一个或多个下部电极之间。在一个实施方式中,包含第一直流信号生成部32a的电压脉冲生成部与第一等离子体处理装置1-1的一个或多个下部电极以及相位调整电路60耦合。因此,由包含第一直流信号生成部32a的电压脉冲生成部生成的电压脉冲的序列向第一等离子体处理装置1-1的一个或多个下部电极以及相位调整电路60供给。然后,从包含第一直流信号生成部32a的电压脉冲生成部供给至相位调整电路60的电压脉冲的序列的相位在相位调整电路60中偏移。相位调整电路60与第二等离子体处理装置1-2的一个或多个下部电极耦合。因此,相位偏移后的电压脉冲的序列从相位调整电路60供给至第二等离子体处理装置1-2的一个或多个下部电极。
阻抗匹配电路50具有第一匹配电路51a以及第二匹配电路51b。第一匹配电路51a具有输入端子以及输出端子。该输入端子与第一射频生成部31a电耦合。此外,该输出端子与设置于第一等离子体处理装置1-1的基板支持部11或者喷头13以及设置于第二等离子体处理装置1-2的基板支持部11或者喷头13电耦合。第一匹配电路51a调整输出端子的阻抗相对于输入端子的阻抗。作为一例,第一匹配电路51a使输入端子的阻抗与输出端子的阻抗匹配。输入端子的阻抗可以为第一射频生成部31a的输出阻抗。此外,输出端子的阻抗可以包含在第一等离子体处理装置1-1以及第二等离子体处理装置1-2内分别生成的等离子体的负荷。第二匹配电路51b具有输入端子以及输出端子。该输入端子与第二射频生成部31b电耦合。此外,该输出端子与设置于第一等离子体处理装置1-1的基板支持部11以及设置于第二等离子体处理装置1-2的基板支持部11电耦合。第二匹配电路51b调整输出端子的阻抗相对于输入端子的阻抗。作为一例,第二匹配电路51b使输入端子的阻抗与输出端子的阻抗匹配。输入端子的阻抗可以为第二射频生成部31b的输出阻抗。此外,输出端子的阻抗可以包含在第一等离子体处理装置1-1以及第二等离子体处理装置1-2内分别生成的等离子体的负荷。
相位调整电路60经由第二匹配电路51b从第二射频生成部31b接收第一偏置射频信号。相位调整电路60使第一偏置射频信号的相位偏移,生成与第一偏置射频信号具有相位差的第二偏置射频信号。
图4A以及图4B是表示相位调整电路60的电路构成的一例的图。相位调整电路60具有输入端子61、输出端子62、一个或多个电感器63以及一个或多个电容器64而构成。相位调整电路60在输入端子61中,与第二匹配电路51b的输出端子电耦合。此外,相位调整电路60在输出端子62中,与作为包含于第二等离子体处理装置1-2的下部电极或者下部电极发挥发挥作用的导电性部件电耦合。相位调整电路60可以为图4A以及图4B所示的两个电路的一方或者双方串联地接收了多级的电路。
如图4A所示的相位调整电路60具有一个电感器63和两个电容器64-1以及64-2而构成。电感器63的一端与输入端子61电耦合,其另一端与输出端子62电耦合。电容器64-1的一端与输入端子61以及电感器63的一端电耦合,其另一端接地。此外,电容器64-2的一端与输出端子62以及电感器63的另一端电耦合,其另一端接地。
如图4B所示的相位调整电路60具有两个电感器63-1以及63-2和一个电容器64而构成。电感器63-1以及63-2串联设置在输入端子61与输出端子62之间。即,电感器63-1的一端与输入端子61电耦合,其另一端与电感器63-2的一端电耦合。此外,电感器63-2的另一端与输出端子62电耦合。电容器64的一端与电感器63-1的另一端以及电感器63-2的一端电耦合,其另一端接地。
包含于相位调整电路60的电感器63、电容器64和/或其他元件可以构成为其特性可变。包含于如图4A以及图4B所示的相位调整电路60的电容器64为其电容可变的可变电容器。此外,电感器63可以为其电感可变的可变电感器。在相位调整电路60包含可变电容器或可变电感器等的可变元件的情况下,控制部2(参照图1)可以控制可变元件的特性,调整相位调整电路60所生成的第二偏置射频信号相对于第一偏置射频信号的相位差。作为一例,等离子体处理系统具备在第一射频生成部31a与第一匹配电路51a之间电耦合的传感器,控制部2可以基于该传感器的测量值,控制可变元件的特性。作为一例,该传感器可以是测量源射频信号的电压与电流的相位差的传感器或者使用定向耦合器测量源射频信号的反射波的功率的传感器。在一个实施方式中,传感器构成为在第一射频生成部31a与第一匹配电路51a之间监控源射频信号的参数,输出监控结果。传感器既可以为VI传感器,也可以为定向耦合器。VI传感器构成为监控源射频信号的电压与电流的相位差。定向耦合器构成为监控源射频信号的反射波。然后,相位调整电路60构成为基于通过传感器输出的监控结果调节可变电感器和/或可变电容器。相位调整电路60构成为在第二等离子体处理装置1-2中的等离子体处理之前或者之后调节可变电感器和/或可变电容器。此外,相位调整电路60也可以构成为在第二等离子体处理装置1-2中的等离子体处理期间调节可变电感器和/或可变电容器。
排气系统40(参照图3)例如能够与设置于等离子体处理腔室10的底部的气体排出口10e连接。排气系统40也可以包含压力调节阀以及真空泵。通过压力调节阀调节等离子体处理空间10s内的压力。真空泵也可以包含涡轮分子泵、干燥泵或者它们的组合。
图6是表示一个示例性实施方式涉及的等离子体处理方法(以下也称为“本处理方法”)的流程图。图7以及图8是表示在本处理方法中,供给源射频信号、第一偏置射频信号以及第二偏置射频信号的期间的一例的时序图。在图7中,横轴表示时间。此外,在图7中,纵轴表示源射频信号、第一偏置射频信号以及第二偏置射频信号的各功率电平(作为一例,源射频信号、第一偏置射频信号以及第二偏置射频信号的各功率的有效值)。各信号“L1”表示没有供给各信号(即,功率电平为0W)或者比由“H1”表示的功率电平低。
如图6所示,本处理方法包含配置基板的工序(ST1)、供给处理气体的工序(ST2)、供给源射频信号的工序(ST3)以及供给偏置射频信号的工序(ST4)。此外,供给偏置射频信号的工序(ST4)包含生成第一偏置射频信号的工序(ST41)、供给第一偏置射频信号的工序(ST42)、生成第二偏置射频信号的工序(ST43)以及供给第二偏置射频信号的工序(ST44)。以下,关于本处理方法的各工序进行说明,关于“等离子体处理腔室10”的说明只要没有特别说明,就是关于第一等离子体处理装置1-1以及第二等离子体处理装置1-2的双方的说明。
在工序ST1中,在基板支持部11上配置基板W。基板W例如可以为在硅晶圆上层积了底膜、通过本处理方法蚀刻的蚀刻膜、具有规定图案的掩模膜等的基板。蚀刻膜例如可以为介电膜、半导体膜、金属膜等。
在工序ST2中,处理气体供给至等离子体处理腔室10内。处理气体为用于蚀刻在基板W上形成的蚀刻膜而使用的气体。处理气体的种类可以基于蚀刻膜的材料、掩模膜的材料、底膜的材料、掩模膜所具有的图案、蚀刻的深度等适当选择。
在工序ST3以及工序ST4中,源射频信号以及第一偏置射频信号和第二偏置射频信号供给至等离子体处理腔室10。此外,工序ST3以及工序ST4既可以同时开始,也可以在不同时序开始。此外,在工序ST3以及工序ST4不同的时序开始的情况下,其顺序可以是任意的。此外,也可以将第一偏置射频信号以及第二偏置射频信号总称为“偏置射频信号”。
在工序ST3中,首先,第一射频生成部31a生成源射频信号。如图7以及图8所示那样,源射频信号作为一例,在H期间,为包含电脉冲的脉冲波。即,源射频信号为交替地重复构成该源射频信号的第一射频的功率电平为零的L期间和该功率电平高的期间的H期间的信号。构成源射频信号的电脉冲的第一射频的频率例如为10MHz以上120MHz以下。此外,第一射频的功率电平为在L期间,比零大且比H1小的功率电平。此外,源射频信号可以不为脉冲波而为连续波。即,源射频信号可以为第一射频连续的信号。
此外,第一射频生成部31a经由第一匹配电路51a将生成的源射频信号供给至第一等离子体处理装置1-1以及第二等离子体处理装置1-2。作为一例,第一射频生成部31a向第一等离子体处理装置1-1的基板支持部11供给源射频信号并且向第二等离子体处理装置1-2的基板支持部11供给源射频信号。由此,在第一等离子体处理装置1-1以及第二等离子体处理装置1-2的双方,通过供给至腔室内的处理气体生成等离子体。
在工序ST4中,偏置射频信号供给至等离子体处理腔室10。首先,在工序ST41中,第二射频生成部31b生成第一偏置射频信号。如图7以及图8所示那样,第一偏置射频信号作为一例,为在H期间包含电脉冲的脉冲波。即,第一偏置射频信号为交替地重复作为构成该第一偏置射频信号的第二射频的功率电平为零的L期间和作为该功率电平高的期间的H期间的信号。构成第一偏置射频信号的第二射频具有比构成源射频信号的第一射频低的频率。第二射频的频率例如为100kHz以上20MHz以下。第二射频的频率可以为400kHz以上4MHz以下。此外,偏置射频信号可以不为脉冲波而为连续波。即,第一偏置射频信号可以为第二射频连续的信号。例如,既可以是源射频信号以及第一偏置射频信号(以及第二偏置射频信号)的双方为连续波,此外,也可以是一方为连续波且另一方为脉冲波。
在工序ST41中,当生成第一偏置射频信号时,在工序ST42中,相位调整电路60生成第二偏置射频信号。相位调整电路60从第一射频生成部31a接收第一偏置射频信号,使其相位偏移,生成第二偏置射频信号。即,如图8所示那样,在H期间,构成第二偏置射频信号的第三射频相对于构成第一偏置射频信号的电脉冲的第二射频具有相位差Δθ。在一个实施方式中,相位差Δθ为180度。
相位差Δθ可以基于第一射频信号的特性的测量值设定。该特性作为一例,可以为第一射频信号的电压与电流的相位差或第一射频信号的反射波的功率。作为一例,在第一射频生成部31a与第一匹配电路51a之间电耦合的传感器测量第一射频信号的特性,控制部2可以基于该特性的测量值,控制相位调整电路60所包含的可变元件的特性。控制部2在相对于基板W执行等离子体处理(例如蚀刻处理)之前,可以预先确定相位差Δθ。然后,控制部2通过将相位调整电路60所包含的可变元件的特性保持为一定,可以在等离子体处理的执行中将相位差Δθ保持为一定,相对于基板W执行等离子体处理。此外,控制部2也可以在等离子体处理的执行中,动态控制相位差Δθ。作为一例,在第一射频生成部31a与第一匹配电路51a之间电耦合的传感器在等离子体处理的执行中,测量第一射频信号的特性,控制部2可以基于该特性的测量值,在等离子体处理的执行中动态控制相位调整电路60所包含的可变元件的特性。
在工序ST41以及工序ST42中,当生成第一偏置射频信号以及第二偏置射频信号时,在工序ST43中,第一偏置射频信号供给至第一等离子体处理装置1-1,并且第二偏置射频信号供给至第二等离子体处理装置1-2。作为一例,第一偏置射频信号以及第二偏置射频信号分别供给至第一等离子体处理装置1-1以及第二等离子体处理装置1-2的基板支持部11所包含的偏置电极。由此,基于第一偏置射频信号的相位,在第一等离子体处理装置1-1中在基板W与等离子体之间生成的第一鞘所具有的电容(以下称为“第一鞘电容”)发生变化。此外,基于第二偏置射频信号的相位,在第二等离子体处理装置1-2中在基板W与等离子体之间生成的第二鞘所具有的电容(以下称为“第二鞘电容”)发生变化。因此,在包含第一等离子体处理装置1-1以及第二等离子体处理装置1-2的等离子体处理系统中执行的等离子体处理方法包含第一步骤~第六步骤。在第一步骤中,生成具有第一频率的第一射频信号。在第二步骤中,生成具有比第一频率低的第二频率的第二射频信号。在第三步骤中,使第二射频信号的相位偏移。在第四步骤中,向第一等离子体处理装置1-1以及第二等离子体处理装置1-2供给第一射频信号。在第五步骤中,向第一等离子体处理装置1-1供给第二射频信号。在第六步骤中,向第二等离子体处理装置1-2供给相位偏移后的第二射频信号。
图9是表示偏置射频信号的相位与鞘电容的关系的一例的图。在图9中,第一偏置射频信号的波形图是表示第一偏置射频信号所包含的第二射频的一个周期的波形图。此外,第二偏置射频信号的波形图是表示第二偏置射频信号所包含的第三射频的一个周期的波形图。第一鞘电容的图是相对于第一偏置射频信号的各相位示出第一鞘电容的图。此外,第二鞘电容的图是相对于第二偏置射频信号的各相位示出第二鞘电容的图。在如图9所示的例子中,第一偏置射频信号与第二偏置射频信号的相位差Δθ为180度。
在本实施方式中,第一匹配电路51a构成为在第一鞘电容以及第二鞘电容分别成为电容C时,第一匹配电路51a的输入端子的阻抗与输出端子的阻抗匹配。即,在第一鞘电容以及第二鞘电容为电容C的情况下,第一等离子体处理装置1-1以及第二等离子体处理装置1-2的阻抗成为匹配阻抗。另一方面,在第一鞘电容以及第二鞘电容为除了电容C以外的情况下、第一等离子体处理装置1-1以及第二等离子体处理装置1-2的阻抗偏离匹配阻抗。即,能够基于第一鞘电容以及第二鞘电容与电容C的差(图9中的斜线部分),产生阻抗不匹配。
另一方面,如图9所示,根据本实施方式,在第一偏置射频信号与第二偏置射频信号之间设置有相位差。因此,在第一等离子体处理装置1-1以及第二等离子体处理装置1-2的一个阻抗不匹配变大时,另一个阻抗不匹配变小。由此,即使在第一等离子体处理装置1-1以及第二等离子体处理装置1-2之中的一个阻抗不匹配较大的情况下,源射频信号的功率较多地供给至阻抗的不匹配小的另一个等离子体处理腔室。例如,在如图9所示的期间A(偏置射频信号的半周期),第二鞘电容相比第一鞘电容更大幅度偏离电容C。因此,在期间A,与第二等离子体处理装置1-2相比,源射频信号的功率大多供给至第一等离子体处理装置1-1。此外,在期间B(偏置射频信号的半周期)中,同样地,与第一等离子体处理装置1-1相比,源射频信号的功率大多供给至第二等离子体处理装置1-2。由此,由于能够降低源射频信号的反射波发生,所以能够抑制源射频信号的功率损失。此外,能够降低从第一射频生成部31a观察的负荷变动。
图10是表示一个示例性实施方式涉及的等离子体处理系统的构成的一例的框图。本实施方式涉及的等离子体处理系统具备n个等离子体处理装置,即,具备等离子体处理装置1-1~1-n。n为2以上的整数。此外,等离子体处理系统包含电源30、阻抗匹配电路50以及n-1个相位调整电路60-1~60-n-1。在一个实施方式中,等离子体处理装置1-1~1-n各自能够具有与如图3所示的等离子体处理装置1同样的构成。
第一匹配电路51a与第一射频生成部31a耦合。此外,等离子体处理装置1-1~1-n与第一匹配电路51a并联耦合。具体来说,配置于等离子体处理装置1-1~1-n的一个或多个上部电极或者一个或多个下部电极分别与第一匹配电路51a耦合。因此,在第一射频生成部31a中生成的源射频信号SR经由第一匹配电路51a供给至等离子体处理装置1-1~1-n的一个或多个上部电极或者一个或多个下部电极。
第二匹配电路51b与第二射频生成部31b耦合。此外,等离子体处理装置1-1~1-n与第二匹配电路51b并联耦合。具体来说,配置于等离子体处理装置1-1~1-n的、一个或多个下部电极分别与第二匹配电路51b耦合。因此,在第二射频生成部31b中生成的偏置射频信号经由第二匹配电路51b供给至等离子体处理装置1-1~1-n的一个或多个下部电极。
相位调整电路60-1~60-n-1在第二匹配电路51b与等离子体处理装置1-n之间串联耦合。具体来说,相位调整电路60-1与第二匹配电路51b以及相位调整电路60-2耦合。此外,相位调整电路60-2与相位调整电路60-1以及相位调整电路60-3耦合。此外,相位调整电路60-n-1与相位调整电路60-n-2以及等离子体处理装置1-n耦合。
相位调整电路60-1~60-n-1之中的第k个相位调整电路60-k与等离子体处理装置1-1~1-n之中的第k个等离子体处理装置1-k以及第k+1个等离子体处理装置1-k+1耦合(k是从1到n-1的整数)。具体来说,等离子体处理装置1-k与相位调整电路60-k的输入端子耦合,等离子体处理装置1-k+1与相位调整电路60-k的输出端子耦合。
相位调整电路60-1~60-n-1经由第二匹配电路51b接收在第二射频生成部31b中生成的偏置射频信号,使该偏置射频信号的相位依次偏移(以下,可以将在第二射频生成部31b中生成的偏置信号称为“偏置射频信号BR1”,将相位通过相位调整电路60-k偏移的偏置射频信号称为“偏置射频信号BRk+1”。此外,将偏置射频信号BR1~BRn总称为“偏置射频信号”。此外,将偏置射频信号BR1~BRn之中的一个称为“偏置射频信号”)。此外,偏置射频信号BRk供给至等离子体处理装置1-k。例如,在第二射频生成部31b中生成的偏置射频信号BR1经由第二匹配电路51b供给至等离子体处理装置1-1以及相位调整电路60-1。此外,相位调整电路60-1使偏置射频信号BR1的相位偏移而生成偏置射频信号BR2。偏置射频信号BR2供给至等离子体处理装置1-2以及相位调整电路60-2。然后,相位调整电路60-n-1使偏置射频信号BRn-1的相位偏移,生成偏置射频信号BRn。偏置射频信号BRn供给至等离子体处理装置1-n。此外,相位调整电路60-1~60-n-1可以分别具有与在图4A以及图4B中说明的相位调整电路60同样的构成和/或作用。
在本实施方式中,等离子体处理系统具有开关SWa1~SWan以及开关SWb1~SWbn。开关SWa1~SWan与第一匹配电路51a和等离子体处理装置1-1~1-n耦合。然后,开关SWa1~SWan分别切换是否将在第一射频生成部31a中生成的源射频信号SR供给至等离子体处理装置1-1~1-n。此外,开关SWb1~SWbn与第二匹配电路51b或者相位调整电路60-1~60-n-1和等离子体处理装置1-1~1-n耦合。然后,开关SWb1~SWbn切换是否将偏置射频信号BR1~BRn分别供给至等离子体处理装置1-1~1-n。
图11为表示第一射频生成部31a以及第二射频生成部31b、第一匹配电路51a以及第二匹配电路51b的构成的一例的框图。第一射频生成部31a具有控制电路311以及増幅电路312。第二射频生成部31b具有控制电路313以及増幅电路314。第一匹配电路51a具有控制电路511、VI传感器512、匹配电路513以及电压传感器514。第二匹配电路51b具有控制电路515、VI传感器516、匹配电路517、低通滤波器518以及电压传感器519。
图12是表示本实施方式涉及的等离子体处理方法(以下,也称为“本处理方法”)的一例的流程图。图13是表示在本处理方法中,供给源射频信号SR以及偏置射频信号BR1期间的一例的时序图。图14是表示各偏置射频信号的相位的一例的时序图。以下,参照图10~图14,关于本处理方法的一例进行说明。
如图12所示那样,本处理方法包含配置基板的工序(ST1)、供给处理气体的工序(ST2)、生成源射频信号的工序(ST3)以及生成偏置射频信号的工序(ST4)。此外,本处理方法所包含的工序T的一部分或者全部能够在等离子体处理装置1-1~1-n中并行执行。在如图12所示的例子中,至少工序ST3以及工序ST4可以在等离子体处理装置1-1~1-n中并行执行。此外,在本处理方法中,工序ST2~工序ST4可以同时执行。此外,工序ST2~工序ST4能够以与在以下说明的顺序不同的顺序执行。
首先,在工序ST1中,分别在等离子体处理装置1-1~1-n中,在基板支持部11上配置基板W。然后,在工序ST2中,向等离子体处理腔室10供给处理气体。
接着,在工序ST3中,第一射频生成部31a生成源射频信号SR。源射频信号SR如图13所示,为在H期间中包含电脉冲的脉冲波。作为一例,源射频信号SR如以下那样生成。即,首先,在第一射频生成部31a中,控制电路311生成时序信号TS(参照图11以及图13)。时序信号TS为表示源射频信号和/或偏置射频信号的H期间以及L期间的信号。即,时序信号TS为具有其电压高的期间(以下也称为“开”)以及低的期间(以下也称为“关”)的信号。然后,在时序信号TS为开的期间,源射频信号和/或偏置射频信号成为H期间。此外,在时序信号TS为关的期间,源射频信号和/或偏置射频信号成为L期间。
如图13所示那样,在时刻t1,时序信号TS从关成为开时,増幅电路312进行射频生成。由此,如图13所示,在时刻t1中,在源射频信号SR中生成电脉冲。如此,増幅电路312通过基于时序信号TS周期性地生成电脉冲,生成源射频信号SR。生成的源射频信号SR供给至第一匹配电路51a。
接着,在工序ST4中,第二射频生成部31b生成偏置射频信号BR1。偏置射频信号BR1基于第一射频生成部31a的控制电路311生成的时序信号TS生成。即,首先,控制电路311将时序信号TS供给至第二射频生成部31b的控制电路313。然后,在时刻t1,当时序信号TS成为开时,増幅电路314基于来自控制电路313的指示,生成射频。由此,在如图13所示那样,在时刻t1,在偏置射频信号BR1中生成电脉冲。如此,通过増幅电路314基于时序信号TS周期性地生成电脉冲,生成偏置射频信号BR1。生成的偏置射频信号BR1供给至第二匹配电路51b。
当偏置射频信号BR1供给至第二匹配电路51b时,第二匹配电路51b使第二匹配电路51b的输入端子的阻抗(以下称为“输入阻抗”)与输出端子的阻抗(以下称为“输出阻抗”)匹配。具体来说,首先,VI传感器516测量从第二射频生成部31b供给的偏置射频信号BR1的电压以及电流。然后,控制电路515基于测量的电压以及电流控制匹配电路517,使第二匹配电路51b的输入阻抗与输出阻抗匹配。
偏置射频信号BR1通过匹配电路51b之后,通过低通滤波器518,供给至等离子体处理装置1-1以及相位调整电路60-1。此外,在第二匹配电路51b中,电压传感器519测量通过低通滤波器的偏置射频信号BR1的电压。在电压传感器519中测量的电压供给至控制电路515以及第一射频生成部31a的控制电路311。
当在电压传感器519中测量的电压供给至控制电路311时,控制电路311基于该电压生成门信号GS。在一例中,控制电路311如图13所示那样,在偏置射频信号BR1的电压成为峰值的时序,能够在门信号GS中生成脉冲。即,门信号GS可以为周期性包含脉冲且各脉冲在偏置射频信号BR1的电压成为峰值的时序出现的信号。此外,控制电路311将生成的门信号GS供给至第一匹配电路51a的控制电路511。
此外,第一匹配电路51a基于门信号GS使第一匹配电路51a的输入阻抗与输出阻抗匹配。输入阻抗能够包含第一射频生成部31a的输出阻抗。此外,第一匹配电路51a的输出阻抗能够包含等离子体处理装置1-1~1-n的负荷的阻抗。作为一例,第一匹配电路51a在通过门信号GS出现脉冲的时序,将输入阻抗与输出阻抗匹配。例如,在通过门信号GS出现脉冲的时序,可以基于通过VI传感器512测量的源射频信号SR的电压以及电流,控制匹配电路513,使第一匹配电路51a的输入阻抗与输出阻抗匹配。即,第一匹配电路51a可以在偏置射频信号BR1的电压成为峰值的时序使第一匹配电路51a的输入阻抗与输出阻抗匹配。
从第二匹配电路51b输出的偏置射频信号BR1供给至等离子体处理装置1-1以及相位调整电路60-1。相位调整电路60-1使偏置射频信号BR1的相位偏移,生成偏置射频信号BR2。此外,相位调整电路60-1将偏置射频信号BR2供给至等离子体处理装置1-2以及相位调整电路60-2。相位调整电路60-2~60-n-1使接收的偏置射频信号BR2~BRn-1的相位依次偏移,分别生成偏置射频信号BR3~BRn。相位调整电路60-1~60-n-1基于等离子体处理装置1的个数n分别使接收的偏置射频信号的相位偏移。在本例中,相位调整电路60-1~60-n-1使接收的偏置射频信号的相位偏移360°/n,即,偏移360°除以等离子体处理装置1的台数的角度。此外,相位调整电路60-2~60-n-1将偏置射频信号BR3~BRn分别供给至等离子体处理装置1-3~1-n。此外,相位调整电路60-2~60-n-2将偏置射频信号BR3~BRn-1供给至相位调整电路60-3~60-n-1。
图14是表示偏置射频信号BR1的一个周期中的、偏置射频信号BR1~BR4的相位的一例的时序图。在图14中,示出n=4,即在第一匹配电路51a中耦合有等离子体处理装置1-1~1-4的例子。即,在图14的例子中,在第二匹配电路51b与等离子体处理装置1-4之间,串联耦合有相位调整电路60-1~60-3。在图14中,横轴表示时间或者相位。Tbias为偏置射频信号BR1的一个周期。
如图14所示,偏置射频信号BR2相对于偏置射频信号BR1,相位偏移360°/4、即90°。同样地,偏置射频信号BR3相对于偏置射频信号BR2,相位偏移90°。此外,偏置射频信号BR4相对于偏置射频信号BR3,相位偏移90°。然后,在本例中,第一匹配电路51a在从时刻t1以相位延迟Δθ的时序,即在偏置射频信号BR1的相位成为90°的时序使阻抗匹配。然后,如在图9中说明那样,从第一匹配电路51a观察的阻抗不匹配是等离子体处理装置1-3最大,等离子体处理装置1-2以及1-4其次,等离子体处理装置1-1最小。然后,源射频信号SR的功率大多供给至等离子体处理装置1-1。然后,当相位进一步前进90°时,阻抗的不匹配成为等离子体处理装置1-2变得最小,源射频信号SR的功率大多供给至等离子体处理装置1-2。此外,当相位进一步前进90°时,阻抗的不匹配为等离子体处理装置1-3变得最小,源射频信号SR的功率大多供给至等离子体处理装置1-3。此外,当相位进一步前进90°时,阻抗的不匹配为等离子体处理装置1-4变得最小,源射频信号SR的功率大多供给至等离子体处理装置1-4。即,在偏置射频信号的一个周期内,源射频信号SR的功率大多供给至等离子体处理装置1-1~1-4的任一个。由此,由于能够降低源射频信号SR的反射发生,所以能够抑制源射频信号SR的功率损失。
此外,第一匹配电路51a进行阻抗匹配的时序不限于偏置射频信号BR1的电压峰值。在一例中,该时序可以为如图9所示的期间A的任一个。此外,该时序可以为如图9所示的期间A之中的多个时序。此外,可以为等离子体处理装置1-1~1-n的阻抗不相互重叠的时序。在一例中,n=4的情况下,该时序可以为偏置射频信号BR1~BR4的相位成为30°以及150°的时序。
此外,也可以通过开关SWa1~SWan以及开关SWb1~SWbn将等离子体处理装置1-1~1-n之中的一个以上从阻抗匹配电路50分离,使等离子体处理系统动作。该一个或多个等离子体处理装置例如能够是处于下降状态或者怠速状态的等离子体处理装置。在这种情况下,相位调整电路60-1~60-n-1可以根据与阻抗匹配电路50耦合的等离子体处理装置的数量调整相位的偏移量。例如,在如图14所示的例子中,在等离子体处理装置1-4处于下降状态或者怠速状态的情况下,相位调整电路60-1以及60-2可以相位每次偏移120°(即视为n=3,360°/3)。
参照图13,在时刻t2中,当时序信号TS从开变成关时,第一射频生成部31a以及第二射频生成部31b停止源射频信号SR以及偏置直流信号BD1的生成。然后,在时刻t3中,当时序信号TS从关变成开时,第一射频生成部31a以及第二射频生成部31b再次开始源射频信号SR以及偏置直流信号BD1的生成。通过重复以上的动作,在等离子体处理腔室10内,由处理气体生成等离子体,相对于基板W执行等离子体处理(例如蚀刻处理)。
图15是表示一个示例性实施方式涉及的等离子体处理系统的构成的一例的框图。本实施方式涉及的等离子体处理系统在主要作为偏置信号的偏置直流信号供给至等离子体处理装置1-1~1-n的点中,与如图10所示的等离子体处理系统不同。即,在本实施方式中,第一直流生成部32a生成偏置直流信号BD1~BDn,偏置直流信号BD1~BDn供给至等离子体处理装置1-1~1-n。
图16是表示第一射频生成部31a、第一直流生成部32a以及第一匹配电路51a的构成的一例的框图。第一直流生成部32a具有直流生成部321以及直流控制部322。直流生成部321具有控制电路323以及増幅电路324。直流控制部322具有控制电路325、脉冲生成电路326、电压传感器327以及低通滤波器328-1~328-n。
图17是表示本实施方式涉及的等离子体处理方法(以下,也称为“本处理方法”)的一例的流程图。图18是表示在本处理方法中,供给源射频信号SR以及偏置直流信号BD1期间的一例的时序图。图19是表示各偏置直流信号的相位的一例的时序图。以下,参照图15~图19,关于本处理方法的一例进行说明。
如图17所示那样,本处理方法包含配置基板的工序(ST1)、供给处理气体的工序(ST2)、生成源射频信号的工序(ST3)以及生成偏置直流信号的工序(ST4)。此外,本处理方法所包含的工序T的一部分或者全部能够在等离子体处理装置1-1~1-n中并行执行。在如图17所示的例子中,至少工序ST3以及工序ST4可以在等离子体处理装置1-1~1-n中并行执行。此外,在本处理方法中,工序ST2~工序ST4可以同时执行。此外,工序ST2~工序ST4能够以与在以下说明的顺序不同的顺序执行。
首先,在工序ST1中,分别在等离子体处理装置1-1~1-n中,在基板支持部11上配置基板W。然后,在工序ST2中,向等离子体处理腔室10供给处理气体。
接着,在工序ST3中,第一射频生成部31a生成源射频信号SR。如图18所示,在时刻t1中,当时序信号TS从关变成开时,生成源射频信号SR。生成的源射频信号SR供给至第一匹配电路51a。
接着,在工序ST4中,第一直流生成部32a生成偏置直流信号BD1。偏置直流信号BD1基于时序信号TS生成。即,首先,第一射频生成部31a的控制电路311将时序信号TS供给至直流控制部322的控制电路313。然后,在时刻t1,当时序信号TS成为开时,脉冲生成电路326从在直流生成部321中生成的直流电压生成电压脉冲的序列。生成的电压脉冲的序列通过低通滤波器328-1,作为偏置直流信号BD1,从第一直流生成部32a输出。此外,在直流控制部322中,电压传感器327生成脉冲生成电路326生成的电压脉冲的序列的电压。由电压传感器327测量的电压供给至控制电路325以及第一射频生成部31a的控制电路311。
当在电压传感器327中测量的电压供给至控制电路311时,控制电路311基于该电压生成门信号GS。在一例中,控制电路311能够如图18所示那样,在电压脉冲的电压值成为大致固定的时序,在门信号GS中生成脉冲。在门信号GS中出现脉冲的时序能够在电压脉冲的脉冲宽度的半值附近。第一匹配电路51a基于门信号GS,使第一匹配电路51a的输入阻抗与输出阻抗匹配。
脉冲生成电路326生成使相位相对于偏置直流信号BD1偏移的偏置直流信号BD2~BDn。偏置直流信号BD2~BDn与偏置直流信号BD1同样地,包含电压脉冲的序列而构成。脉冲生成电路326基于等离子体处理装置1的个数n使偏置直流信号BD2~BDn的相位偏移。在本例中,脉冲生成电路326使偏置直流信号BD1~BDn的相位分别偏移Tbias/n,即,偏移偏置直流信号BD1~BDn的一个周期除以等离子体处理装置1的台数的时间量。
图19是表示偏置直流信号BD1的一个周期中的、偏置直流信号BD1~BD4的相位的一例的时序图。在图19中,示出n=4,即在第一匹配电路51a中耦合有等离子体处理装置1-1~1-4的例子。在图19中,横轴表示时间或者相位。Tbias为偏置直流信号BD1的一个周期。
如图19所示,偏置直流信号BD2相对于偏置直流信号BD1,相位偏移Tbias/4、即1/4周期。同样地,偏置直流信号BD3相对于偏置直流信号BD2,相位偏移1/4周期。此外,偏置直流信号BD4相对于偏置直流信号BD3,相位偏移1/4周期。然后,在本例中,第一匹配电路51a在从时刻t1延迟Δt、即延迟Tbias/8的时序使阻抗匹配。如此,在偏置直流信号BD1~BDn的电压脉冲为开的时序,从第一匹配电路51a观察的阻抗不匹配在供给该电压脉冲的等离子体处理装置中变得最小。例如,在偏置直流信号BD1的电压脉冲为开的时序,从第一匹配电路51a观察的阻抗不匹配在等离子体处理装置1-1中变得最小,源射频信号SR的功率大多供给至等离子体处理装置1-1。由此,遍及偏置直流信号的一个周期,源射频信号SR的功率大多供给至等离子体处理装置1-1~1-4的任一个。由此,由于能够降低源射频信号SR的反射发生,所以能够抑制源射频信号SR的功率损失。此外,偏置直流信号BD1~BDn各自所包含的电压脉冲可以以时间上不互相重叠的方式生成。在一例中,如图19所示那样,脉冲电压成为开的期间的tON可以比Tbias/n短。
本次公开的实施方式应该认为在所有方面都是例示而不是限制性的。上述实施方式可以在不脱离附加权利要求的范围及其主旨的情况下以各种方式省略、置换、变更。例如,在上述实施方式中,以电容耦合型等离子体装置为例进行了说明,但也可以不限定于此,适用于其他等离子体装置。例如,也可以代替电容耦合型等离子体装置,使用电感耦合型等离子体(Inductively-coupled plasma:ICP)装置。在这种情况下,电感耦合型等离子体装置包含天线以及下部电极。天线配置于等离子体处理腔室的上部或者上方,下部电极配置于基板支持部内。在一个实施方式中,第一等离子体处理装置包含第一等离子体处理腔室、配置于第一等离子体处理腔室内的第一基板支持部、配置于第一基板支持部内的第一下部电极和配置于第一等离子体处理腔室的上方的第一天线。此外,第二等离子体处理装置包含第二等离子体处理腔室、配置于第二等离子体处理腔室内的第二基板支持部、配置于第二基板支持部内的第二下部电极和配置于第二等离子体处理腔室的上方的第二天线。然后,第一匹配电路与第一天线以及第二天线耦合,第二匹配电路与第一下部电极耦合,相位调整电路与第二下部电极耦合。因此,第一等离子体处理装置与第一匹配电路以及第二匹配电路耦合,第二等离子体处理装置与第一匹配电路以及相位调整电路耦合。
此外,本公开的实施方式能够包含以下方式。
(附记1)
一种等离子体处理系统,具备:
源射频信号生成部,构成为生成等离子体生成用的源射频信号;
第一匹配电路,与所述源射频信号生成部耦合;
偏置射频信号生成部,构成为生成偏置射频信号;
第二匹配电路,与所述偏置射频信号生成部耦合;
相位调整电路,构成为与所述第二匹配电路耦合且经由所述第二匹配电路使从所述偏置射频信号生成部供给的所述偏置射频信号的相位偏移;
第一等离子体处理装置,包含第一等离子体处理腔室以及第一基板支持部,所述第一基板支持部配置于所述第一等离子体处理腔室内,包含一个或者多个第一下部电极,所述源射频信号经由所述第一匹配电路供给至所述第一等离子体处理装置,所述偏置射频信号经由所述第二匹配电路供给至所述第一等离子体处理装置的所述一个或者多个第一下部电极之中的至少一个;以及
第二等离子体处理装置,包含第二等离子体处理腔室以及第二基板支持部,所述第二基板支持部配置于所述第二等离子体处理腔室内且包含一个或者多个第二下部电极,所述源射频信号经由所述第一匹配电路供给至所述第二等离子体处理装置,在所述相位调整电路中相位偏移后的偏置射频信号供给至所述第二等离子体处理装置的所述一个或者多个第二下部电极之中的至少一个。
(附记2)
附记1中记载的等离子体处理系统,其中,所述相位调整电路包含至少一个电感器以及至少一个电容器。
(附记3)
附记2中记载的等离子体处理系统,其中,所述相位调整电路包含可变电感器以及可变电容器的至少一种。
(附记4)
附记3中记载的等离子体处理系统,还具备:
传感器,构成为在所述源射频信号生成部与所述第一匹配电路之间监控所述源射频信号,并输出监控结果,
所述相位调整电路构成为基于所述监控结果调节所述可变电感器的电感以及所述可变电容器的电容的一方或者双方。
(附记5)
附记4中记载的等离子体处理系统,其中,
所述传感器为构成为监控所述源射频信号的电压与电流的相位差的VI传感器。
(附记6)
附记4中记载的等离子体处理系统,其中,
所述传感器为构成为监控所述源射频信号的反射波的定向耦合器。
(附记7)
附记3~6的任一个中记载的等离子体处理系统,其中,
所述相位调整电路构成为在所述第二等离子体处理装置中的等离子体处理之前或者之后调节所述可变电感器的电感以及所述可变电容器的电容的一方或者双方。
(附记8)
附记3~6的任一个中记载的等离子体处理系统,其中,
所述相位调整电路构成为在所述第二等离子体处理装置中的等离子体处理期间调节所述可变电感器的电感以及所述可变电容器的电容。
(附记9)
附记1~8的任一个中记载的等离子体处理系统,其中,
所述偏置射频信号与所述相位偏移后的偏置射频信号之间的相位差为180度。
(附记10)
附记1~9的任一个中记载的等离子体处理系统,其中,
所述第一等离子体处理装置包含:第一上部电极,配置在所述第一基板支持部的上方,
所述第二等离子体处理装置包含:第二上部电极,配置在所述第二基板支持部的上方,
所述第一匹配电路与所述一个或者多个第一下部电极之中的至少一个或者所述第一上部电极和所述一个或者多个第二下部电极之中的至少一个或者所述第二上部电极耦合,
所述第二匹配电路与所述一个或者多个第一下部电极之中的至少一个耦合,
所述相位调整电路与所述一个或者多个第二下部电极之中的至少一个耦合。
(附记11)
附记1~9的任一个中记载的等离子体处理系统,其中,
所述第一等离子体处理装置包含:第一天线,配置在所述第一等离子体处理腔室的上方,
所述第二等离子体处理装置包含:第二天线,配置在所述第二等离子体处理腔室的上方,
所述第一匹配电路与所述第一天线以及所述第二天线耦合,
所述第二匹配电路与所述一个或者多个第一下部电极之中的至少一个耦合,
所述相位调整电路与所述一个或者多个第二下部电极之中的至少一个耦合。
(附记12)
附记1~11的任一个中记载的等离子体处理系统,其中,
所述源射频信号具有10MHz~120MHz的范围内的频率。
(附记13)
附记1~11的任一个中记载的等离子体处理系统,其中,
所述偏置射频信号具有100kHz~20MHz的范围内的频率。
(附记14)
附记1~11的任一个中记载的等离子体处理系统,其中,
所述偏置射频信号具有400kHz~4MHz的范围内的频率。
(附记15)
附记1~14的任一个中记载的等离子体处理系统,其中,
所述源射频信号为具有第一频率的连续波。
(附记16)
附记1~14的任一个中记载的等离子体处理系统,其中,
所述源射频信号为周期性地包含多个第一电脉冲的脉冲波,
所述多个第一电脉冲各自由具有第一频率的连续波构成。
(附记17)
附记1~16的任一个中记载的等离子体处理系统,其中,
所述偏置射频信号为具有第二频率的连续波。
(附记18)
附记1~16的任一个中记载的等离子体处理系统,其中,
所述偏置射频信号为周期性地包含多个第二电脉冲的脉冲波,
所述多个第二电脉冲各自由具有第二频率的连续波构成。
(附记19)
一种等离子体处理方法,在包含第一等离子体处理装置以及第二等离子体处理装置的等离子体处理系统中执行,具备:
生成具有第一频率的第一射频信号的步骤;
生成具有比所述第一频率低的第二频率的第二射频信号的步骤;
使所述第二射频信号的相位偏移的步骤;
向所述第一等离子体处理装置以及所述第二等离子体处理装置供给所述第一射频信号的步骤;
向所述第一等离子体处理装置供给所述第二射频信号的步骤;以及
向所述第二等离子体处理装置供给相位偏移后的第二射频信号的步骤。
(附记20)
一种等离子体处理系统,具备:
射频信号生成部,构成为生成射频信号;
匹配电路,与所述射频信号生成部耦合;
电压脉冲生成部,构成为生成电压脉冲的序列;
相位调整电路,构成为使从所述电压脉冲生成部供给的所述电压脉冲的序列的相位偏移;
第一等离子体处理装置,包含第一等离子体处理腔室以及第一基板支持部,所述第一基板支持部配置于所述第一等离子体处理腔室内,包含一个或者多个第一下部电极,所述射频信号经由所述匹配电路供给至所述第一等离子体处理装置,所述电压脉冲的序列从所述电压脉冲生成部供给至所述第一等离子体处理装置的所述一个或者多个第一下部电极;以及
第二等离子体处理装置,包含第二等离子体处理腔室以及第二基板支持部,所述第二基板支持部配置于所述第二等离子体处理腔室内,包含一个或者多个第二下部电极,所述射频信号经由所述匹配电路供给至所述第二等离子体处理装置,在所述相位调整电路中相位偏移后的电压脉冲的序列供给至所述第二等离子体处理装置的所述一个或者多个第二下部电极之中的至少一个。
(附记21)
一种等离子体处理系统,具备:
源射频信号生成部,构成为生成等离子体生成用的源射频信号;
第一匹配电路,与所述源射频信号生成部耦合;
偏置射频信号生成部,构成为生成偏置射频信号;
第二匹配电路,与所述偏置射频信号生成部耦合;
n个等离子体处理装置(n为2以上的整数),相对于所述第一匹配电路并联地耦合;以及
n-1个相位调整电路,
所述n-1个相位调整电路构成为在所述第二匹配电路与所述n个等离子体处理装置之中的第n所述等离子体处理装置之间串联地耦合,经由所述第二匹配电路使从所述偏置射频信号生成部供给的所述偏置射频信号的相位依次偏移,
所述n-1个相位调整电路之中的第k(k为从1至n-1的整数)相位调整电路与所述n个等离子体处理装置之中的第k等离子体处理装置以及第k+1所述等离子体处理装置耦合,
所述n个等离子体处理装置之中的第一等离子体处理装置包含第一等离子体处理腔室以及第一基板支持部,所述第一基板支持部配置于所述第一等离子体处理腔室内,包含一个或者多个第一下部电极,所述源射频信号经由所述第一匹配电路供给至所述第一等离子体处理装置,所述偏置射频信号经由所述第二匹配电路供给至所述第一等离子体处理装置的所述一个或者多个第一下部电极之中的至少一个,
所述n个等离子体处理装置之中的第k+1等离子体处理装置包含第k+1等离子体处理腔室以及第k+1基板支持部,所述第k+1基板支持部配置于所述第k+1等离子体处理腔室内,包含一个或者多个第k+1下部电极,所述源射频信号经由所述第一匹配电路供给至所述第k+1等离子体处理装置,在所述n-1个相位调整电路之中的第k相位调整电路中相位偏移后的偏置射频信号供给至所述第k+1等离子体处理装置的所述一个或者多个第k+1下部电极之中的至少一个。
(附记22)
附记21中记载的等离子体处理系统,其中,
所述n-1个相位调整电路构成为将所述偏置射频信号的相位依次偏移360度/n。
(附记23)
附记21或22中记载的等离子体处理系统,还具备:
n个第一开关,切换所述n个等离子体处理装置各自是否与所述第一匹配电路耦合;以及
n个第二开关,切换所述n个等离子体处理装置各自是否与所述第二匹配电路耦合。
(附记24)
一种等离子体处理系统,具备:
源射频信号生成部,构成为生成等离子体生成用的源射频信号;
第一匹配电路,与所述源射频信号生成部耦合;
电压脉冲生成部,构成为生成n个(n为2以上的整数)电压脉冲的序列,所述n个电压脉冲的序列彼此相位不同;以及
n个等离子体处理装置,
所述n个等离子体处理装置之中的第k(k为从1至n的整数)等离子体处理装置包含第k等离子体处理腔室以及第k基板支持部,所述第k基板支持部配置于所述第k等离子体处理腔室内,包含一个或者多个第一下部电极,所述源射频信号经由所述第一匹配电路供给至所述第k等离子体处理装置,所述n个电压脉冲的序列之中的第k电压脉冲的序列供给至所述第k等离子体处理装置的所述一个或者多个第k下部电极之中的至少一个。
附图标记说明
1 等离子体处理装置
2 控制部
10 等离子体处理腔室
11 基板支持部
13 喷头
30 电源
31 射频电源
31a 第一射频生成部
31b 第二射频生成部
32直流电源
32a 第一直流生成部
32b 第二直流生成部
50阻抗匹配电路
51a 第一匹配电路
51b 第二匹配电路
60相位调整电路
63电感器
64电容器
W基板。

Claims (24)

1.一种等离子体处理系统,具备:
源射频信号生成部,构成为生成等离子体生成用的源射频信号;
第一匹配电路,与所述源射频信号生成部耦合;
偏置射频信号生成部,构成为生成偏置射频信号;
第二匹配电路,与所述偏置射频信号生成部耦合;
相位调整电路,与所述第二匹配电路耦合且构成为经由所述第二匹配电路使从所述偏置射频信号生成部供给的所述偏置射频信号的相位偏移;
第一等离子体处理装置,包含第一等离子体处理腔室以及第一基板支持部,所述第一基板支持部配置于所述第一等离子体处理腔室内,包含一个或者多个第一下部电极,所述源射频信号经由所述第一匹配电路供给至所述第一等离子体处理装置,所述偏置射频信号经由所述第二匹配电路供给至所述第一等离子体处理装置的所述一个或者多个第一下部电极之中的至少一个;以及
第二等离子体处理装置,包含第二等离子体处理腔室以及第二基板支持部,所述第二基板支持部配置于所述第二等离子体处理腔室内,包含一个或者多个第二下部电极,所述源射频信号经由所述第一匹配电路供给至所述第二等离子体处理装置,在所述相位调整电路中相位偏移后的偏置射频信号供给至所述第二等离子体处理装置的所述一个或者多个第二下部电极之中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的等离子体处理系统,其中,
所述相位调整电路包含至少一个电感器以及至少一个电容器。
3.根据权利要求2所述的等离子体处理系统,其中,
所述相位调整电路包含可变电感器以及可变电容器的至少一种。
4.根据权利要求3所述的等离子体处理系统,还具备:
传感器,构成为在所述源射频信号生成部与所述第一匹配电路之间监控所述源射频信号,并输出监控结果,
所述相位调整电路构成为基于所述监控结果调节所述可变电感器的电感以及所述可变电容器的电容的一方或者双方。
5.根据权利要求4所述的等离子体处理系统,其中,
所述传感器为构成为监控所述源射频信号的电压与电流的相位差的VI传感器。
6.根据权利要求4所述的等离子体处理系统,其中,
所述传感器为构成为监控所述源射频信号的反射波的定向耦合器。
7.根据权利要求3所述的等离子体处理系统,其中,
所述相位调整电路构成为在所述第二等离子体处理装置中的等离子体处理之前或者之后调节所述可变电感器的电感以及所述可变电容器的电容的一方或者双方。
8.根据权利要求3所述的等离子体处理系统,其中,
所述相位调整电路构成为在所述第二等离子体处理装置中的等离子体处理期间调节所述可变电感器的电感以及所述可变电容器的电容。
9.根据权利要求1所述的等离子体处理系统,其中,
所述偏置射频信号与所述相位偏移后的偏置射频信号之间的相位差为180度。
10.根据权利要求1所述的等离子体处理系统,其中,
所述第一等离子体处理装置包含:第一上部电极,配置在所述第一基板支持部的上方,
所述第二等离子体处理装置包含:第二上部电极,配置在所述第二基板支持部的上方,
所述第一匹配电路与所述一个或者多个第一下部电极之中的至少一个或者所述第一上部电极和所述一个或者多个第二下部电极之中的至少一个或者所述第二上部电极耦合,
所述第二匹配电路与所述一个或者多个第一下部电极之中的至少一个耦合,
所述相位调整电路与所述一个或者多个第二下部电极之中的至少一个耦合。
11.根据权利要求1所述的等离子体处理系统,其中,
所述第一等离子体处理装置包含:第一天线,配置在所述第一等离子体处理腔室的上方,
所述第二等离子体处理装置包含:第二天线,配置在所述第二等离子体处理腔室的上方,
所述第一匹配电路与所述第一天线以及所述第二天线耦合,
所述第二匹配电路与所述一个或者多个第一下部电极之中的至少一个耦合,
所述相位调整电路与所述一个或者多个第二下部电极之中的至少一个耦合。
12.根据权利要求1所述的等离子体处理系统,其中,
所述源射频信号具有10MHz~120MHz的范围内的频率。
13.根据权利要求1所述的等离子体处理系统,其中,
所述偏置射频信号具有100kHz~20MHz的范围内的频率。
14.根据权利要求1所述的等离子体处理系统,其中,
所述偏置射频信号具有400kHz~4MHz的范围内的频率。
15.根据权利要求1所述的等离子体处理系统,其中,
所述源射频信号为具有第一频率的连续波。
16.根据权利要求1所述的等离子体处理系统,其中,
所述源射频信号为周期性地包含多个第一电脉冲的脉冲波,
所述多个第一电脉冲各自由具有第一频率的连续波构成。
17.根据权利要求1所述的等离子体处理系统,其中,
所述偏置射频信号为具有第二频率的连续波。
18.根据权利要求1所述的等离子体处理系统,其中,
所述偏置射频信号为周期性地包含多个第二电脉冲的脉冲波,
所述多个第二电脉冲各自由具有第二频率的连续波构成。
19.一种等离子体处理方法,在包含第一等离子体处理装置以及第二等离子体处理装置的等离子体处理系统中执行,具备:
生成具有第一频率的第一射频信号的步骤;
生成具有比所述第一频率低的第二频率的第二射频信号的步骤;
使所述第二射频信号的相位偏移的步骤;
向所述第一等离子体处理装置以及所述第二等离子体处理装置供给所述第一射频信号的步骤;
向所述第一等离子体处理装置供给所述第二射频信号的步骤;以及
向所述第二等离子体处理装置供给相位偏移后的第二射频信号的步骤。
20.一种等离子体处理系统,具备:
射频信号生成部,构成为生成射频信号;
匹配电路,与所述射频信号生成部耦合;
电压脉冲生成部,构成为生成电压脉冲的序列;
相位调整电路,构成为使从所述电压脉冲生成部供给的所述电压脉冲的序列的相位偏移;
第一等离子体处理装置,包含第一等离子体处理腔室以及第一基板支持部,所述第一基板支持部配置于所述第一等离子体处理腔室内,包含一个或者多个第一下部电极,所述射频信号经由所述匹配电路供给至所述第一等离子体处理装置,所述电压脉冲的序列从所述电压脉冲生成部供给至所述第一等离子体处理装置的所述一个或者多个第一下部电极;以及
第二等离子体处理装置,包含第二等离子体处理腔室以及第二基板支持部,所述第二基板支持部配置于所述第二等离子体处理腔室内,包含一个或者多个第二下部电极,所述射频信号经由所述匹配电路供给至所述第二等离子体处理装置,在所述相位调整电路中相位偏移后的电压脉冲的序列供给至所述第二等离子体处理装置的所述一个或者多个第二下部电极之中的至少一个。
21.一种等离子体处理系统,具备:
源射频信号生成部,构成为生成等离子体生成用的源射频信号;
第一匹配电路,与所述源射频信号生成部耦合;
偏置射频信号生成部,构成为生成偏置射频信号;
第二匹配电路,与所述偏置射频信号生成部耦合;
n个等离子体处理装置(n为2以上的整数),相对于所述第一匹配电路并联地耦合;以及
n-1个相位调整电路,
所述n-1个相位调整电路构成为在所述第二匹配电路与所述n个等离子体处理装置之中的第n所述等离子体处理装置之间串联地耦合,经由所述第二匹配电路使从所述偏置射频信号生成部供给的所述偏置射频信号的相位依次偏移,
所述n-1个相位调整电路之中的第k(k为从1至n-1的整数)相位调整电路与所述n个等离子体处理装置之中的第k等离子体处理装置以及第k+1所述等离子体处理装置耦合,
所述n个等离子体处理装置之中的第一等离子体处理装置包含第一等离子体处理腔室以及第一基板支持部,所述第一基板支持部配置于所述第一等离子体处理腔室内,包含一个或者多个第一下部电极,所述源射频信号经由所述第一匹配电路供给至所述第一等离子体处理装置,所述偏置射频信号经由所述第二匹配电路供给至所述第一等离子体处理装置的所述一个或者多个第一下部电极之中的至少一个,
所述n个等离子体处理装置之中的第k+1等离子体处理装置包含第k+1等离子体处理腔室以及第k+1基板支持部,所述第k+1基板支持部配置于所述第k+1等离子体处理腔室内,包含一个或者多个第k+1下部电极,所述源射频信号经由所述第一匹配电路供给至所述第k+1等离子体处理装置,在所述n-1个相位调整电路之中的第k相位调整电路中相位偏移后的偏置射频信号供给至所述第k+1等离子体处理装置的所述一个或者多个第k+1下部电极之中的至少一个。
22.根据权利要求21所述的等离子体处理系统,其中,
所述n-1个相位调整电路构成为将所述偏置射频信号的相位依次偏移360度/n。
23.根据权利要求21所述的等离子体处理系统,还具备:
n个第一开关,切换所述n个等离子体处理装置各自是否与所述第一匹配电路耦合;以及
n个第二开关,切换所述n个等离子体处理装置各自是否与所述第二匹配电路耦合。
24.一种等离子体处理系统,具备:
源射频信号生成部,构成为生成等离子体生成用的源射频信号;
第一匹配电路,与所述源射频信号生成部耦合;
电压脉冲生成部,构成为生成n个(n为2以上的整数)电压脉冲的序列,所述n个电压脉冲的序列彼此相位不同;以及
n个等离子体处理装置,
所述n个等离子体处理装置之中的第k(k为从1至n的整数)等离子体处理装置包含第k等离子体处理腔室以及第k基板支持部,所述第k基板支持部配置于所述第k等离子体处理腔室内,包含一个或者多个第一下部电极,所述源射频信号经由所述第一匹配电路供给至所述第k等离子体处理装置,所述n个电压脉冲的序列之中的第k电压脉冲的序列供给至所述第k等离子体处理装置的所述一个或者多个第k下部电极之中的至少一个。
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