TW201327668A - 電漿蝕刻方法及電漿蝕刻裝置 - Google Patents

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Abstract

提供一種電漿蝕刻方法及電漿蝕刻裝置，其在晶圓面內之孔底部的線寬以及深度之面內均勻性方面優異。電漿蝕刻裝置，係以電漿化之處理氣體來蝕刻基板者；具有：處理容器；保持部，係設置於該處理容器內，用以保持基板；電極板，係設置於該處理容器內，和該保持部成為對向；複數供給部，係用以對被夾持在該保持部與該電極板之空間供給處理氣體而相對於該基板之徑向分別配置於不同位置；高頻電源，係藉由對該保持部或是該電極板之至少一者供給高頻電力，來使得從該複數供給部供給於該空間之處理氣體電漿化；調節機構，係對應於個別之該複數供給部來調節處理氣體之供給條件；以及控制部，係針對該基板上之電漿化處理氣體所含活性種之濃度分布，以基於所供給之處理氣體之擴散影響成為決定性因素之位置以及所供給之處理氣體之流動影響成為決定性因素之位置而改變該供給條件的方式來控制該調節機構。

Description

電漿蝕刻方法及電漿蝕刻裝置
本發明係關於一種對基板進行電漿蝕刻之電漿蝕刻方法及電漿蝕刻裝置。
於半導體元件之製程中，作為對半導體晶圓等基板(以下稱為「晶圓」。)進行加工之裝置，已知有將電漿照射於晶圓來對晶圓進行蝕刻之電漿蝕刻裝置。
於電漿蝕刻中，係使用含有氟、氯、氧等之氣體作為處理氣體來使用而進行電漿化。電漿中包含有帶電粒子(以下稱為「離子」)以及中性粒子(以下稱為「自由基」)等活性種。晶圓表面係和含有離子與自由基之電漿進行反應而生成反應產物，而所生成之反應產物會揮發，藉以進行蝕刻。
近年來，於半導體元件之製程中，晶圓邁向大口徑化。伴隨晶圓之大口徑化，於蝕刻時之晶圓面內中，要確保孔(以及槽渠)底部之線寬(Critical Dimension；CD)以及深度之面內均勻性逐漸變得困難。
是以於專利文獻1揭示了一種技術，係藉由調整來自上部電極之處理氣體供給量以控制晶圓面內之中心部與周邊部區域之自由基密度分布。
先前技術文獻
專利文獻1 日本專利第4358727號公報
但是，於晶圓面內之中心部與周邊部區域的自由基擴散程度不均勻，專利文獻1所揭示之電漿蝕刻裝置有無法確保面內均勻性之問題。
本發明係鑑於上述問題所得者，其目的在於提供一種電漿蝕刻方法及電漿蝕刻裝置，其在晶圓面內之孔(以及槽渠)底部的線寬以及深度之面內均勻性方面優異。
為了解決上述課題，本發明之特徵在於採用以下所述各手段。
依據本發明之第1形態，係提供一種電漿蝕刻裝置，係以電漿化之處理氣體來蝕刻基板者；具有：處理容器；保持部，係設置於該處理容器內，用以保持基板；電極板，係設置於該處理容器內，和該保持部成為對向；複數供給部，係用以對被夾持在該保持部與該電極板之空間供給處理氣體而相對於該基板之徑向分別配置於不同位置；高頻電源，係藉由對該保持部或是該電極板之至少一者供給高頻電力，來使得從該複數供給部供給於該空間之處理氣體電漿化；調節機構，係對應於個別之該複數供給部來調節處理氣體之供給條件；以及控制部，係針對該基板上之電漿化處理氣體所含活性種之濃度分布，以基於所供給之處理氣體之擴散影響成為決定性因素之位置以及所供給之處理氣體之流動影響成為決定性 因素之位置而改變該供給條件的方式來控制該調節機構。
此外，依據本發明之第2形態，係提供一種電漿蝕刻方法，係以電漿化之處理氣體來蝕刻基板者；具有：保持步驟，係藉由設置於處理容器內之保持部來保持基板；處理氣體供給步驟，係對於設置在該處理容器內且被夾持在該保持部與對向於該保持部之電極板的空間，藉由相對於該基板之徑向分別配置在不同位置的複數供給部來供給處理氣體；以及高頻電力供給步驟，係對於該保持部或是該電極板之至少一者藉由高頻電源來供給高頻電力，來將從該複數供給部對該空間所供給之處理氣體加以電漿化；該處理氣體供給步驟係控制調節機構，該調節機構係針對該基板上之電漿化處理氣體所含活性種之濃度分布，以基於所供給之處理氣體之擴散影響成為決定性因素之位置以及所供給之處理氣體之流動影響成為決定性因素之位置而改變該供給條件的方式來對應於個別之該複數供給部以調節處理氣體之供給條件。
依據本發明，可提供一種電漿蝕刻方法及電漿蝕刻裝置，其在晶圓面內之孔(以及槽渠)底部的線寬以及深度之面內均勻性方面優異。
其次，針對實施本發明之形態連同圖式來說明。
(電漿蝕刻裝置之概略構成)
首先，參見圖1，針對本實施形態之電漿蝕刻裝置一例 之概略構成來說明。
圖1係顯示本實施形態之電漿蝕刻裝置構成一例之概略圖。此外，圖2係顯示圖1之電漿蝕刻裝置之氣體供給裝置150構成一例之概略圖。此外，圖2中針對氣體供給裝置150為了詳細說明係將圖1之氣體供給裝置150周邊予以簡化表示。
本實施形態之電漿蝕刻裝置100作為電漿蝕刻裝置一例係以平行平板型電漿蝕刻裝置來構成。
電漿蝕刻裝置100具有例如表面受到陽極氧化處理(耐酸鋁處理)之鋁所構成、成形為圓筒形狀之腔室(處理容器)102。腔室102為接地狀態。
於腔室102內之底部係經由陶瓷等絕緣板103而設有大致圓柱狀之晶座支撐台104。此外，於晶座支撐台104上設有構成下部電極之晶座105。於晶座105連接著高通濾波器(HPF)105a。
晶座105之上側中央部係成形為凸狀之圓板狀，其上設有和為被處理體一例之晶圓W為大致同形狀之靜電夾111。靜電夾111係成為於絕緣材之間介設靜電電極112之構成。此外，靜電夾111係以圓板狀陶瓷構件所構成，於靜電電極112連接著直流電源113。
一旦對靜電電極112施加正的直流電壓，則於晶圓W之靜電夾111側之面(以下稱為「內面」)會產生負的電位。藉此，於靜電電極112與晶圓W之內面之間產生電位差。起因於此電位差之庫倫力或是強森-拉貝克(Johnsen-Rahbek)力，晶圓W會被吸附保持於靜電夾111。此時，靜電夾111處會從連 接於靜電電極112之直流電源113被施加例如1.5kV之直流電壓。
第1高頻電源114以及第2高頻電源116分別經由第1匹配器115以及第2匹配器117而連接於晶座105。第1高頻電源114係將相對低頻(例如13.6MHz)之高頻電力的偏壓電力施加於晶座105。第2高頻電源116係將相對高頻(例如40MHz)之高頻電力的電漿生成電力施加於晶座105。藉此，晶座105對腔室102內部施加電漿生成電力。
於絕緣板103、晶座支撐台104、晶座105、以及靜電夾111形成有用以對晶圓W內面供給熱傳介質(例如He氣體等背側氣體)之氣體通路118。經由此熱傳介質而進行晶座105與晶圓W之間的熱傳遞，晶圓W被維持在既定溫度。
於晶座105之上端周緣部係以將支撐在靜電夾111上之晶圓W加以包圍的方式配置有環狀聚焦環119。聚焦環119係藉由陶瓷或是石英等介電材料、或是導電體(例如與構成晶圓W之材料為相同單晶矽等導電性材料)所構成。
若將電漿之分布區域擴大至聚焦環119上，則可將晶圓W外周側之電漿密度維持在和晶圓W中心側之電漿密度同程度。藉此，可提高晶圓W面內之電漿蝕刻的均勻性。
於晶座105上方係和晶座105平行對向地設置有上部電極120。於上部電極120連接著直流電源123。此外，於上部電極120連接著低通濾波器(LPF)124。
此外，上部電極120構成為可藉由上部電極驅動部200而例如驅動於鉛直方向上。若上部電極120可驅動於鉛直方向上，則可調整上部電極120與晶座105之間的空間距離(以 下稱為「間距」)G。以本發明之電漿蝕刻方法來詳細說明，間距G乃對於處理氣體之擴散以及流動造成很大影響之參數。是以，若採用可調整間距G之構造，則如後述般，可控制於腔室102內部之上部電極120與晶座105之間的電漿分布。
由上部電極驅動部200所驅動之上部電極120在鉛直方向之移動量並無特別制限。舉其一例，可採用上部電極120沿著鉛直方向之移動量定為70mm、間距G可調整為20mm以上90mm以下之構造。本發明於此點並未受限。此外，電漿蝕刻裝置100也可將圖1所示構成旋轉90°而倒為橫向構成，也可為上下反轉之構成。
上部電極120係經由波紋管122而被支撐於腔室102上部內壁。波紋管122係經由環狀上部凸緣122a而藉由螺栓等固定機構來安裝於腔室102之上部內壁，且經由環狀上部凸緣122b而藉由螺栓等固定機構來安裝於上部電極120之上面。
針對用以調節間距G之上部電極驅動部200之構成來詳細說明。上部電極驅動部200具有支撐上部電極120之大致圓筒狀支撐構件204。支撐構件204係以螺栓等安裝於上部電極120之上部大致中央處。
支撐構件204係以可自由進出於在腔室102上壁之大致中央處所形成之孔102a的方式來配置。具體而言，支撐構件204之外周面係經由滑動機構210而被支撐於腔室102之孔102a的內部。
滑動機構210具有：引導構件216，係例如於腔室102之上部經由截面L字形之固定構件214來固定於固定構件214之鉛直部；以及軌道部212，係滑動自如地被支撐於此引導構件216，於支撐構件204之外周面形成於一方向(於本實施形態為鉛直方向)上。
將滑動機構210之引導構件216加以固定之固定構件214，其水平部係經由環狀水平調整板218而固定於腔室102之上部。藉由此水平調整板218來調整上部電極120之水平位置。
水平調整板218係藉由例如在水平調整板218之周方向上以等間隔配置之複數螺栓等來固定於腔室102。此外，水平調整板218相對於水平方向之傾斜量亦可藉由此等螺栓之突出量來調整。若調整水平調整板218相對於水平方向之傾斜，而調整上述滑動機構210之引導構件216相對於鉛直方向之傾斜，則可調整上部電極120在水平方向之傾斜。亦即，上部電極120可始終保持在水平位置。
用以驅動上部電極120之空氣壓汽缸220係經由筒體201而安裝於腔室102上側。亦即，筒體201之下端係以包覆腔室102之孔102a的方式以螺栓等來氣密安裝，筒體201之上端係氣密地安裝於空氣壓汽缸220之下端處。
上述空氣壓汽缸220具有可朝一方向驅動之桿體202。桿體202之下端係以螺栓等連接設置於支撐構件204上部的大致中央處。藉由驅動桿體202，上部電極120會藉由支撐構件204而沿著滑動機構210被驅動。桿體202係構成為例如圓筒狀，桿體202之內部空間係和於支撐構件204之大致 中央所形成之中央孔相連通而成為大氣開放狀態。藉此，經由上部電極120與低通濾波器(LPF)124而接地之配線、以及用以從直流電源123對上部電極120施加直流電壓之供電線可配線成為從桿體202之內部空間經由支撐構件204之中央孔而連接至上部電極120。
此外，於空氣壓汽缸220之側部設有例如線性編碼器205等檢測上部電極120位置之位置檢測機構。另一方面，於桿體202上端設有上端構件207，其具有從桿體202往側方延伸出的伸出部207a。上端構件207之伸出部207a與線性編碼器205之檢測部205a相抵接著。由於上端構件207連動於上部電極120之動作，故可藉由線性編碼器205來檢測上部電極120之位置。
空氣壓汽缸220包含有筒狀汽缸本體222、上部支撐板224以及下部支撐板226。筒狀汽缸本體222係構成為被上部支撐板224與下部支撐板226所夾持。於桿體202外周面設有用以將空氣壓汽缸220內區劃為上部空間232與下部空間234之環狀區劃構件208。
從上部支撐板224之上部埠236對空氣壓汽缸220之上部空間232導入壓縮空氣。此外，從下部支撐板226之下部埠238對空氣壓汽缸220之下部空間234導入壓縮空氣。藉由控制從上部埠236以及下部埠238對上部空間232以及下部空間234所導入之空氣量，可將桿體202往一方向(例如鉛直方向)進行驅動控制。對此空氣壓汽缸220所導入之空氣量係藉由設置於空氣壓汽缸220附近之空氣壓電路300來控制。
此外，上部電極驅動部200具有控制部290，控制部290係和裝置控制部190連接著。來自裝置控制部190之控制訊號係傳遞到控制部290，藉由控制部290來對上部電極驅動部200之各部分進行驅動控制。
於晶座支撐台104內部配置有可調節晶圓W面內之溫度分布的溫度分布調整部106。溫度分布調整部106具有加熱器106a,106b、加熱器用電源106c,106d、溫度計106e,106f、冷媒流路107a,107b。
於晶座支撐台104之內部係從中心側往外周側設有中心側加熱器106a與外周側加熱器106b。中心側加熱器106a係連接著中心側加熱器用電源106c，外周側加熱器106b係連接著外周側加熱器用電源106d。中心側加熱器用電源106c、外周側加熱器用電源106d個別可獨立調節對中心側加熱器106a、外周側加熱器106b所投入之電力。藉此，可於晶座支撐台104以及晶座105產生沿著晶圓W徑向之溫度分布。亦即，可調節沿著晶圓W徑向之溫度分布。
此外，於晶座支撐台104之內部係從中心側往外周側設有中心側溫度計106e以及外周側溫度計106f。中心側溫度計106e以及外周側溫度計106f分別測量晶座支撐台104之中心側以及外周側的溫度，藉此導出晶圓W中心側以及外周側之溫度。由中心側溫度計106e以及外周側溫度計106f所測量出之溫度係送往後述裝置控制部190。裝置控制部190係以從測量出之溫度所導出之晶圓W的溫度成為目標溫度的方式來調整中心側加熱器用電源106c以及外周側加熱器用電源106d之輸出。
再者，於晶座支撐台104之內部也可從中心側往外周側設置中心側冷媒流路107a以及外周側冷媒流路107b。此外，也可分別使得不同溫度的例如冷卻水、氟碳系冷媒進行循環。於循環冷媒之情況，冷媒係經由中心側導入管108a導入中心側冷媒流路107a，而從中心側排出管109a排出。另一方面，外周側冷媒流路107b係經由外周側導入管108b被導入冷媒，而從外周側排出管109b排出。
晶座105之溫度係藉由加熱器106a,106b的加熱以及冷媒的冷卻而受到調整。從而，晶圓W係藉由來自電漿之輻射或電漿所含離子之照射等造成的加熱量、以及與前述晶座105之熱量收授而被調整成為既定溫度。此外，晶座支撐台104具有中心側加熱器106a(以及中心側冷媒流路107a)以及外周側加熱器106b(以及外周側冷媒流路107b)。是以，晶圓W能以中心側與外周側來獨立調整溫度。
此外，圖1中雖未圖示，但於中心側加熱器106a與外周側加熱器106b之間、或是中心側冷媒流路107a與外周側冷媒流路107b之間也可設置隔熱材或是空間作為隔熱層。藉由設置隔熱層，可將中心側加熱器106a與外周側加熱器106b之間、或是中心側冷媒流路107a與外周側冷媒流路107b之間進行熱隔絕。亦即，可於晶圓W之中心側與外周側之間產生更大的溫度分布。
於腔室102底部連接著排氣管131，於排氣管131連接著排氣裝置135。排氣裝置135係具備有渦輪分子泵等真空泵，將腔室102內調整為既定減壓雰圍(例如0.67Pa以下)。此外，於腔室102之側壁設有閘閥132。藉由開放閘閥132， 可進行晶圓W往腔室102內之搬入、以及從腔室102內搬出晶圓W。此外，晶圓W之搬送係例如使用搬送臂。
(調節處理氣體之供給條件的調節部之概略構成)
其次，參見圖2以及圖3，針對氣體供給條件調節部130(用以調整對於支撐在晶座105之晶圓W所供給之電漿氣體的供給條件進行調整)之一例來說明。此外，氣體供給條件調節部130係對應於本發明之供給處理氣體之複數供給部、以及調節該複數供給部之處理氣體供給條件的調節機構。
圖2係顯示圖1之電漿蝕刻裝置之氣體供給裝置150一例之概略圖。此外，圖3係用以說明圖1之淋灑頭140之構造一例之概略圖。
氣體供給條件調節部130係具有：和上部電極120一體構成之淋灑頭140、以及氣體供給裝置150。
淋灑頭140係對於支撐在晶座105之晶圓W上噴出既定處理氣體(可為混合氣體)。淋灑頭140具備有：圓形狀電極板141(上部電極120)，其具有多數氣體噴出孔141a；以及電極支撐體142，係將電極板141之上面側以裝卸自如方式支撐。電極支撐體142係形成為和電極板141為相同直徑之圓盤形狀，內部形成有圓形狀緩衝室143。電極板141設有用以將處理氣體等氣體供給於晶圓W之氣體噴出孔(以下有時也稱為氣體噴出孔141)。
於緩衝室143內係例如圖3所示般設有由O型環所構成之1個以上的環狀隔壁構件145。1個以上之環狀隔壁構件145分別相對於淋灑頭之徑向配置在不同位置。圖3中，環狀隔壁構件145相對於淋灑頭之徑向係從中心側起以第1環 狀隔壁構件145a、第2環狀隔壁構件145b、第3環狀隔壁構件145c來表示。藉此，緩衝室143從中心側起被分割為第1緩衝室143a、第2緩衝室143b、第3緩衝室143c、第4緩衝室143d。
環狀隔壁構件145之數量只要為1個以上即可並無特別限制，例如可如圖3所示般成為3個。當使用直徑300mm之晶圓W來進行電漿蝕刻之情況，基於兼顧處理氣體之控制容易性與後述電漿蝕刻方法達成之蝕刻面內均勻性的觀點，環狀隔壁構件145之數量以3個(亦即具有分割為4個緩衝室)為佳。此外，藉由配置N個環狀隔壁構件145，可設置分割為N十1個的緩衝室。
個別緩衝室143a、143b、143c、143d係藉由氣體供給裝置150而被供給既定處理氣體。
此外，於個別緩衝室143a、143b、143c、143d的下面連通有1個以上的氣體噴出孔141，可經由此氣體噴出孔141而對晶圓W上噴出既定處理氣體。關於氣體噴出孔141之配置以及配置數量以成為可對晶圓W均勻噴出處理氣體之配置為佳。
以具體例而言，針對使用直徑300mm之晶圓W、以3個環狀隔壁構件145來將緩衝室分割為4個區之情況下的氣體噴出孔141之配置例做說明。此時，於第1緩衝室143a係在距離淋灑頭中心為11mm之圓周上(以例如等距離)配置4個氣體噴出孔141a，於33mm之圓周上(以例如等距離)配置12個氣體噴出孔141b。於第2緩衝室143b係在距離淋灑頭中心為55mm之圓周上(以例如等距離)配置24個氣體噴出孔 141c，於77mm之圓周上(以例如等距離)配置36個氣體噴出孔141d。於第3緩衝室143c係在距離淋灑頭中心99mm之圓周上(以例如等距離)配置48個氣體噴出孔(未圖示)，在121mm之圓周上(以例如等距離)配置60個氣體噴出孔(未圖示)。於第4緩衝室143d係在距離淋灑頭中心143mm之圓周上(以例如等距離)配置80個氣體噴出孔(未圖示)，於165mm之圓周上(以例如等距離)配置100個氣體噴出孔(未圖示)。
其次，參見圖2，針對用以對氣體供給裝置150以及各個緩衝室個別地供給既定處理氣體之閥構成以及流量調節機構來說明。此處同樣針對以3個環狀隔壁構件145來將緩衝室分割為4個區之情況做說明，但本發明不限定於此。
氣體供給裝置150係具備有第1氣體盒161、第2氣體盒160。於第1氣體盒161中收容有複數氣體供給源以及第1閥303，於第2氣體盒中從氣體供給源側起收容有第2閥302、例如質流控制器等流量控制器301、以及第3閥300。
於本實施形態，氣體供給源係被封入例如氟碳系之氟化合物(CF系)例如CF4、C4F6、C4F8、CH2F2、CHF3等處理氣體。其他封入有例如氧(O2)氣體做為例如控制CF系反應產物之附著的氣體。再者，載氣方面係封入有例如Ar氣體、N2氣體、He氣體。
於第1氣體盒161內，個別氣體供給源係和配管連接著。配管為了將來自各氣體供給源之氣體供給於各緩衝室而成為分歧構造。亦即，於圖2之例，連接於各氣體供給源之配管係分歧成為4根配管170~173。此外，配管係連接著第1閥303，成為可因應所需程序而切換氣體種類之構造。藉由 採用如此之構造，即便追加新的氣體供給源之情況、或是因應於程序而停止不需要之處理氣體的氣體供給之情況也能以簡易操作來實行。
此外，配管170~173係經由第2氣體盒160分別與第1緩衝室~第4緩衝室連接，對各緩衝室供給既定氣體。
於第2氣體盒160內係從氣體供給源側起收容有第2閥302、流量控制器301(或是也可使用質流控制器等)以及第3閥300。此時，第2閥302、第3閥303以及流量控制器301係設置於所有對各緩衝室供給各氣體種類之配管。藉由採用如此之構成，則不僅可增減從各氣體供給源所供給朝特定緩衝室之處理氣體的流量，且可藉由關閉特定閥而針對特定緩衝室(亦即特定區)停止特定處理氣體之供給。
配管170~173係於第3閥之下游側讓個別處理氣體匯集，分別對第1緩衝室~第4緩衝室導入混合後之處理氣體。此外，雖未圖示，但亦可於匯集了個別處理氣體後之配管配置追加的閥，並藉由此閥之開閉來控制是否將處理氣體對各個緩衝室做供給。
此外，於第2氣體盒160亦可設置壓力計以及追加閥作為壓力調整部(未圖示)，基於壓力調整部之壓力計所做測量結果來控制處理氣體之流量比。
第2氣體盒160之流量控制器301之動作係藉由例如電漿蝕刻裝置100後述的裝置控制部190來控制。從而，可藉由裝置控制部190來控制來自第1氣體盒161以及第2氣體盒160之各種氣體的供給之開始與停止、以及各種氣體之供給量。
如前述，電漿蝕刻裝置100具有裝置控制部190。裝置控制部190具備有例如CPU所構成之未圖示運算處理裝置、以及例如硬碟所構成之未圖示記錄媒體。裝置控制部190係控制前述第1高頻電源114、第2高頻電源116、溫度分布調整部106、上部電極驅動部200、氣體供給條件調整部130之各部的動作。此外，裝置控制部190於使得上述各部動作之際，例如裝置控制部190之CPU係因應於例如裝置控制部190之硬碟所記錄之對應於個別蝕刻處理的程式來控制各部。
此外，裝置控制部190相當於本發明之控制部。
(電漿蝕刻方法)
其次針對使用電漿蝕刻裝置100之電漿蝕刻方法之例來說明。
若從氣體噴出孔對上部電極120與晶座105之間的空間供給氣體，則氣體係朝排氣方向(連接著排氣裝置135之方向)一邊擴散一邊流動。藉由「擴散」與「流動」而輸送之氣體成分(例如自由基)之濃度分布會因為氣體噴出孔之位置等而取決於「擴散」與「流動」之其中之一因素。已知有無因次的貝克勒數(Pe)係定性表示取決於「擴散」與「流動」之何種因素、到達何種程度。貝克勒數係使用氣體流速u(m/s)、氣體種類之相互擴散係數DAB(m2/s)、代表長度L(m)而以下述式(1)表示。
Pe=uL/DAB 式(1)
貝克勒數以1為分界，當Pe小於1之情況，則氣體輸送係以「擴散」成為決定性因素，當Pe大於1(或是1)之情況，氣體輸送係以「流動」成為決定性因素。
為了以具體例來詳細說明，圖4(a)中係顯示本實施形態之晶圓在徑向位置之貝克勒數。圖4(a)係在氣體種類使用Ar與C4F8之混合氣體(相互擴散係數DAB成為1.23×10-1m2/s)之情況下，代表長度L(亦即晶座105與上部電極120之間的間距G)定為0.03m，以計算來算出氣體流速u，而求出貝克勒數。此外，圖4a之橫軸表示以直徑300mm之晶圓中心為0mm、相對於徑向之貝克勒數。
從圖4(a)可知，以相對於晶圓中心在徑為86mm之位置為交界，區分為「擴散」成為決定性因素之區域與「流動」成為決定性因素之區域。
此外，圖4(b)中顯示了使用直徑300mm之晶圓之情況下，相對於晶圓位置之蝕刻速率比。具體而言，使用直徑300mm之晶圓W，藉由3個環狀隔壁構件來將緩衝室分割為4個區(中心、中間、邊緣、最邊緣)，從各個區噴出氣體進行電漿蝕刻，求出相對於晶圓位置之蝕刻速率比。此外，對應於中心區之氣體噴出孔在距離淋灑頭中心為11mm之圓周上配置有4個氣體噴出孔，在33mm之圓周上配置有12個氣體噴出孔。於中間區，在距離淋灑頭中心為55mm之圓周上配置有24個氣體噴出孔，在77mm之圓周上配置有36個氣體噴出孔。於邊緣區，在距離淋灑頭中心為99mm之圓周上配置有48個氣體噴出孔，在121mm之圓周上配置有60個氣體噴出孔。於最邊緣區，在距離淋灑頭中心為143mm之圓周上配置有80個氣體噴出孔，在165mm之圓周上配置有100個氣體噴出孔。以下，關於從中心、中間、邊緣、最邊緣供給氣體之記載係指上述氣體噴出孔之配置。
此外，圖4(b)之縱軸係將最大蝕刻速率位置定為1而規格化表示。
從圖4(b)可知，從中心以及中間區供給氣體之情況，大致上在對應於供給氣體之位置的位置處的蝕刻速率變大。此乃由於中心以及中間區處，氣體輸送係以「擴散」成為決定性因素(參見圖4(a))。此外，可推估從中心以及中間區所供給之氣體也會對邊緣以及最邊緣區之蝕刻速率造成影響。
另一方面，可知從邊緣(以及最邊緣)區供給氣體之情況，蝕刻速率影響範圍偏移到外周側。推估此乃由於在邊緣(以及最邊緣)區處，氣體輸送係以「流動」成為決定性因素(圖4(a))，從邊緣區導入之氣體流往外周側之故。此外，從邊緣以及最邊緣區所供給之氣體對於中心以及中間區之蝕刻速率幾乎不會造成影響。
亦即，在所供給之處理氣體之擴散影響成為決定性因素之位置以及所供給之處理氣體之流速影響成為決定性因素之位置，改變氣體供給條件進行控制變得重要。具體而言，若為所供給之處理氣體之擴散影響成為決定性因素之位置，係調整對應於該位置(位於大致正上方)之氣體噴出孔之氣體供給條件，若為所供給之處理氣體之擴散流動成為決定性因素之位置，則調整相較於該位置靠近晶圓中心方向之氣體噴出孔之氣體供給條件，來提高電漿蝕刻時之面內均勻性。更具體而言，當u、L、DAB等造成從邊緣(最邊緣)區所供給之處理氣體之擴散影響成為決定性因素之情況，係調整來自邊緣(最邊緣)區之處理氣體之條件，當流動影響成為決定性因素之情況，係調整來自晶圓中心方向側之中心(中間)區的處理 氣體之條件。
其次，針對氣體供給條件對氣體輸送所產生之影響來說明。亦即，針對供給氣體的何種參數有助於晶圓面內形狀之面內均勻性的提升來說明。
供給氣體之擴散係取決於擴散分子(氣體分子)之平均自由徑l(m)與氣體流速u(m/s)。此時，擴散分子之平均自由徑l，假定氣體為理想氣體、擴散分子之速度呈馬克斯分布之情況，係以下述式(2)表示。
l=(T×C1)/(d2×P) 式(2)
式(2)中，C1為常數，d為擴散分子之碰撞分子徑(m)，P為系內壓力(atm)，T為系內溫度(K)。
另一方面，關於供給氣體流速u，假定氣體為理想氣體之情況，係以下述式(3)表示。
u=(Q×C2)/PV 式(3)
式(3)中，C2為常數，Q為1氣壓下之流量(m3/s)，P為系內壓力，V為系內體積(m3)。
此時，供給氣體之擴散區域darea由於正比於平均自由徑l/流速u，故從式(2)以及式(3)導出式(4)。
式(4)中，C3為常數。
亦即，可知供給氣體之擴散區域取決於系內體積、供給氣體之流量、系內溫度以及碰撞分子徑。此外，所說系內體積，於本實施形態係近似於上部電極120與晶座105之間的空間體積，但於電漿蝕刻中由於被處理體之徑並未變化，乃指上部電極120與晶座105之間的空間距離(間距G)。此外， 供給氣體流量也和系內壓力相關。再者，碰撞分子徑隨供給氣體之種類(亦即供給氣體之分子量)而不同，故供給氣體之擴散區域也取決於供給氣體之分子量。
針對確認了供給氣體之擴散區域取決於供給氣體之流量(以及供給氣體之壓力)、供給氣體之分子量、以及間距G等參數(供給條件)之實驗，參見圖5來說明。
圖5顯示變更本實施形態之處理氣體的供給條件之情況下，蝕刻速率變化之概略圖。和前述同樣，以3個環狀隔壁構件將緩衝室分割為4個區(中心、中間、邊緣、最邊緣)，使得從各氣體噴出孔所供給之氣體分壓(參見後述蝕刻條件)成為固定。再者，從最邊緣區之最外周(從淋灑頭中心往徑向距離165mm之圓周上)之氣體噴出孔供給以下述蝕刻條件所示量之追加氣體，描繪各晶圓位置之蝕刻速率。此外，圖5之縱軸顯示了於矽晶圓上沉積作為硬罩體之矽氧化物的被處理體之BEOL(Back End of Line)槽渠圖案的矽氧化物蝕刻速率。
圖5(b)之縱軸係將蝕刻速率最大位置(最外周)定為1而規格化顯示。
詳細之蝕刻條件如下述。
蝕刻裝置內壓力：80mTorr(壓力變更時：30~150mTorr)
間距G：30mm(間距變更時：22mm~50mm)
高頻電源功率(40MHz/13MHz)：700/1000W
上部電極之電位：0V
處理氣體流量(全壓換算)：C4F8/Ar/N2/O2=30/1200/70/17sccm(其中，於最外周區域添加C4F8(於分子量變更時為 O2或是CH2F2)=20sccm，於流量變更時，在上述流量×0.33~×1.5之範圍進行。)
處理時間：60秒
從圖5之蝕刻速率繪圖可知各個參數對於供給氣體之擴散造成何種影響。亦即，可知藉由降低供給氣體之流量、減少供給氣體之分子量、增加系內壓力、加大間距G，則供給氣體之擴散變廣。亦即，由於藉由控制此等參數可控制氣體(亦即自由基)之濃度分布，故針對電漿蝕刻時之晶圓面內形狀，可提高面內均勻性。
(確認本實施形態之電漿蝕刻裝置以及方法之效果的實驗)
其次，針對確認本實施形態之電漿蝕刻裝置以及電漿蝕刻方法的效果之實驗，參見圖6說明之。
圖6中係顯示用以說明於實施例以及比較例之電漿蝕刻條件下，可均勻控制線部之深度以及底部線寬(底部CD)的概略圖。與前述同樣，以3個環狀隔壁構件將緩衝室分割為4個區(中心、中間、邊緣、最邊緣)。此時，於比較例中，係使得從各氣體噴出孔所供給之氣體分壓(參見後述蝕刻條件)成為固定。於實施例中，增加邊緣區之處理氣體(C4F8)的氣體供給分壓，使得最邊緣區之處理氣體(C4F8)之氣體供給分壓為0。此外，圖6之縱軸顯示於矽晶圓上沉積矽氧化物作為硬罩體，蝕刻後之BEOL(Back End of Line)槽渠圖案之槽渠深度與底部CD。
詳細的蝕刻條件如下述。
<<共通>>
蝕刻裝置內壓力：80mTorr
間距G：30mm
高頻電源功率(40MHz/13MHz)：400/200W
上部電極電位：700V
處理時間：95秒
<<實施例之處理氣體流量>>(於各個區內來自各氣體噴出孔之分壓為固定)
中心區之分壓合計：C4F8/Ar/N2/O2=1.3/53/3.1/1.0sccm
中間區之分壓合計：C4F8/Ar/N2/O2=4.9/198/12/3.8sccm
邊緣區之分壓合計：C4F8/Ar/N2/O2=13.4/356/21/6.8sccm
最邊緣區之分壓合計：C4F8/Ar/N2/O2=0/593/35/11sccm
<<比較例之處理氣體流量>>(所有區內之來自各氣體噴出孔之分壓為固定)
中心區之分壓合計：C4F8/Ar/N2/O2=1.3/53/3.1/1.0sccm
中間區之分壓合計：C4F8/Ar/N2/O2=4.9/198/12/3.8sccm
邊緣區之分壓合計：C4F8/Ar/N2/O2=8.9/356/21/6.8sccm
最邊緣區之分壓合計：C4F8/Ar/N2/O2=14.8/593/35/11sccm
從圖6(a)可知，如比較例般，當所有氣體噴出孔之處理氣體之供給分壓成為固定之情況，則於晶圓面內之槽渠深度的差為20nm。尤其，於最邊緣區之面內深度變小。另一方面，如實施例般，於提高邊緣區之處理氣體之供給分壓、降低最邊緣區之處理氣體之供給分壓的情況下，面內深度之差為10nm。尤其，於最邊緣區之面內深度和中心以及中間區為同程度，可提高面內深度之面內均勻性。此外，從圖6(b)可知， 如比較例般，當所有氣體噴出孔之處理氣體之供給分壓為固定之情況，面內底部CD之差為15nm。但是，如實施例般，提高邊緣區之處理氣體之供給分壓、降低最邊緣區之處理氣體之供給分壓的情況下，面內底部CD之差為3nm。亦即，可提高面內底部CD之面內均勻性。
如關於圖4之說明般，當從最邊緣區供給氣體之情況，蝕刻速率影響範圍會偏移至外周側。亦即，於此等區，氣體之輸送係以「流動」成為決定性因素，從最邊緣區導入之氣體進而流往外周側。一般認為，藉由從最邊緣區增加內側區亦即邊緣區之氣體供給量，可提高最邊緣區之蝕刻速率、提高面內深度之面內均勻性。
以上雖針對本發明之較佳實施形態描述，但本發明不限定於特定實施形態，可於申請專利範圍內所記載之本發明要旨的範圍內進行各種變形、變更。例如，能以本發明之電漿蝕刻裝置所蝕刻之被處理體並無特別限定。具體而言，可使用例如於矽基板所構成之晶圓上形成有二氧化矽(SiO2)膜、多晶矽膜所構成之被蝕刻膜、1層或是複數層之罩體層、抗反射膜(Bottom Anti-Reflective Coating；BARC)以及光阻膜等者。此時，光阻膜係事先進行曝光、顯影而形成既定圖案。
10,W‧‧‧晶圓
105‧‧‧晶座(支撐部)
106‧‧‧溫度分布調整部
120‧‧‧上部電極(電極)
122‧‧‧波紋管
130‧‧‧調節部
140‧‧‧淋灑頭
143‧‧‧緩衝室
145‧‧‧環狀隔壁構件
150‧‧‧氣體供給裝置
190‧‧‧裝置控制部
200‧‧‧上部電極驅動部(間隔調整部)
圖1係顯示本實施形態之電漿蝕刻裝置構成一例之概略圖。
圖2係顯示圖1之電漿蝕刻裝置之氣體供給裝置構成一例之概略圖。
圖3係用以說明圖1之淋灑頭構造一例之概略圖。
圖4係顯示本實施形態之晶圓在徑向位置之貝克勒數之概略圖。
圖5係顯示變更本實施形態之處理氣體供給條件之情況下，蝕刻速率變化之概略圖。
圖6係用以說明於實施例以及比較例之電漿蝕刻條件下，可控制深度以及底部CD之概略圖。
100‧‧‧電漿蝕刻裝置
102‧‧‧腔室(處理容器)
102a‧‧‧孔
103‧‧‧絕緣板
104‧‧‧晶座支撐台
105‧‧‧晶座
105a‧‧‧高通濾波器
106‧‧‧溫度分布調整部
106a,106b‧‧‧加熱器
106c,106d‧‧‧加熱器用電源
106e,106f‧‧‧溫度計
107a,107b‧‧‧冷媒流路
108a‧‧‧中心側導入管
108b‧‧‧外周側導入管
109a‧‧‧中心側排出管
109b‧‧‧外周側排出管
112‧‧‧靜電電極
113‧‧‧直流電源
114‧‧‧第1高頻電源
115‧‧‧第1匹配器
116‧‧‧第2高頻電源
117‧‧‧第2匹配器
118‧‧‧氣體通路
119‧‧‧聚焦環
120‧‧‧上部電極
122‧‧‧波紋管
122a‧‧‧上部凸緣
122b‧‧‧上部凸緣
123‧‧‧直流電源
124‧‧‧低通濾波器
130‧‧‧氣體供給條件調節部
131‧‧‧排氣管
132‧‧‧閘閥
135‧‧‧排氣裝置
140‧‧‧淋灑頭
141‧‧‧電極板
142‧‧‧電極支撐體
143a‧‧‧第1緩衝室
143b‧‧‧第2緩衝室
143c‧‧‧第3緩衝室
143d‧‧‧第4緩衝室
145a‧‧‧第1環狀隔壁構件
145b‧‧‧第2環狀隔壁構件
145c‧‧‧第3環狀隔壁構件
150‧‧‧氣體供給裝置
160‧‧‧第2氣體盒
161‧‧‧第1氣體盒
170~173‧‧‧配管
190‧‧‧裝置控制部
200‧‧‧上部電極驅動部
201‧‧‧筒體
202‧‧‧桿體
204a‧‧‧支撐構件
204b‧‧‧支撐構件
204c‧‧‧支撐構件
204d‧‧‧支撐構件
205‧‧‧線性編碼器
205a‧‧‧檢測部
207‧‧‧上端構件
207a‧‧‧伸出部
208‧‧‧區劃構件
210‧‧‧滑動機構
212‧‧‧軌道部
214‧‧‧固定構件
216‧‧‧引導構件
218‧‧‧水平調整板
220‧‧‧空氣壓汽缸
222‧‧‧汽缸本體
224‧‧‧上部支撐板
226‧‧‧下部支撐板
232‧‧‧上部空間
234‧‧‧下部空間
290‧‧‧控制部
300‧‧‧第3閥

Claims (14)

  1. 一種電漿蝕刻裝置，係以電漿化之處理氣體來蝕刻基板者；具有：處理容器；保持部，係設置於該處理容器內，用以保持基板；電極板，係設置於該處理容器內，和該保持部成為對向；複數供給部，係用以對被夾持在該保持部與該電極板之空間供給處理氣體而相對於該基板之徑向分別配置於不同位置；高頻電源，係藉由對該保持部或是該電極板之至少一者供給高頻電力，來使得從該複數供給部供給於該空間之處理氣體電漿化；調節機構，係對應於個別之該複數供給部來調節處理氣體之供給條件；以及控制部，係針對該基板上之電漿化處理氣體所含活性種之濃度分布，以基於所供給之處理氣體之擴散影響成為決定性因素之位置以及所供給之處理氣體之流動影響成為決定性因素之位置而改變該供給條件的方式來控制該調節機構。
  2. 如申請專利範圍第1項之電漿蝕刻裝置，其中該複數供給部係具有：第1供給部，係對該基板之徑向中心側部分供給處理氣體；以及，第2供給部，係對相較於該中心側部分位於該基板之徑向外周側部分供給處理氣體；於從該第2供給部被供給處理氣體之該基板部分的活性種濃度分布上，若該被供給之處理氣體之擴散影響成為決定性因素，則該控制部係以調整從該第2供給部所供給之處理氣體之第1供給條件的方式來控制該調節機構； 於從該第2供給部被供給處理氣體之該基板部分的活性種濃度分布上，若該被供給之處理氣體之流動影響成為決定性因素，則該控制部係以調整從該第1供給部所供給之處理氣體之第2供給條件的方式來控制該調節機構。
  3. 如申請專利範圍第2項之電漿蝕刻裝置，當將從該第2供給部被供給處理氣體之該基板部分之處理氣體流速定為u、將處理氣體之擴散係數定為D，將該保持部與該電極板之間隔定為L之時，該處理氣體之擴散影響成為決定性因素的條件乃以uL/D運算之貝克勒數小於1，而該處理氣體之流動影響成為決定性因素之條件則為以uL/D運算之貝克勒數為1以上。
  4. 如申請專利範圍第2或3項之電漿蝕刻裝置，其中該第1供給條件與該第2供給條件皆為處理氣體之供給流量。
  5. 如申請專利範圍第2或3項之電漿蝕刻裝置，其中該第1供給部與該第2供給部皆為混合2種以上之處理氣體並進行供給；該第1供給條件與該第2供給條件皆為混合該2種以上之處理氣體的混合比。
  6. 如申請專利範圍第2或3項之電漿蝕刻裝置，其中該第1供給部係包含有在該電極板處以和保持於該保持部之該基板的中心相對向之位置為中心而區劃成為同心圓狀的複數部分當中的一個部分所形成之第1供給口，而經由該第1供給口來對該空間供給處理氣體；該第2供給部係包含有在該電極板處相對於該複數部分當中之該一個部分形成於該基板之徑向外周側部分的第2供 給口，而經由該第2供給口來對該空間供給處理氣體。
  7. 如申請專利範圍第6項之電漿蝕刻裝置，係具有在該電極板之相對於該保持部的相反側所設、用以支撐該電極板之電極支撐板；該第1供給部以及該第2供給部分別具有：在該電極支撐板之內部或是該電極支撐板與該電極板之間，以和保持於該保持部之該基板的中心相對向之位置為中心而區劃成為同心圓狀的方式所形成之第1緩衝室以及第2緩衝室；該第1供給口係和該第1緩衝室連通著；該第2供給口係和該第2緩衝室連通著。
  8. 一種電漿蝕刻方法，係以電漿化之處理氣體來蝕刻基板者；具有：保持步驟，係藉由設置於處理容器內之保持部來保持基板；處理氣體供給步驟，係對於設置在該處理容器內且被夾持在該保持部與對向於該保持部之電極板的空間，藉由相對於該基板之徑向分別配置在不同位置的複數供給部來供給處理氣體；以及高頻電力供給步驟，係對於該保持部或是該電極板之至少一者藉由高頻電源來供給高頻電力，來將從該複數供給部對該空間所供給之處理氣體加以電漿化；該處理氣體供給步驟係控制調節機構，該調節機構係針對該基板上之電漿化處理氣體所含活性種之濃度分布，以基於所供給之處理氣體之擴散影響成為決定性因素之位置以及所供給之處理氣體之流動影響成為決定性因素之位置而改變 該供給條件的方式來對應於個別之該複數供給部以調節處理氣體之供給條件。
  9. 如申請專利範圍第8項之電漿蝕刻方法，其中該複數供給部係具有：第1供給部，係對該基板之徑向中心側部分供給處理氣體；以及，第2供給部，係對相較於該中心側部分位於該基板之徑向外周側部分供給處理氣體；該處理氣體供給步驟係於從該第2供給部被供給處理氣體之該基板部分的活性種濃度分布上，若該被供給之處理氣體之擴散影響成為決定性因素，則以調整從該第2供給部所供給之處理氣體之第1供給條件的方式來控制該調節機構；於從該第2供給部被供給處理氣體之該基板部分的活性種濃度分布上，若該被供給之處理氣體之流動影響成為決定性因素，則以調整從該第1供給部所供給之處理氣體之第2供給條件的方式來控制該調節機構。
  10. 如申請專利範圍第9項之電漿蝕刻方法，其中該處理氣體供給步驟係當將從該第2供給部被供給處理氣體之該基板部分之處理氣體流速定為u、將處理氣體之擴散係數定為D，將該保持部與該電極板之間隔定為L之時，該處理氣體之擴散影響成為決定性因素的條件乃以uL/D運算之貝克勒數小於1，而該處理氣體之流動影響成為決定性因素之條件則為以uL/D運算之貝克勒數為1以上。
  11. 如申請專利範圍第9或10項之電漿蝕刻方法，其中該第1供給條件與該第2供給條件皆為處理氣體之供給流量。
  12. 如申請專利範圍第9或10項之電漿蝕刻方法，其中該第1供給部與該第2供給部皆為混合2種以上處理氣體並 進行供給；該第1供給條件與該第2供給條件皆為混合該2種以上處理氣體之混合比。
  13. 如申請專利範圍第9或10項之電漿蝕刻方法，其中該第1供給部係包含有在該電極板處以和保持於該保持部之該基板的中心相對向之位置為中心而區劃成為同心圓狀的複數部分當中的一個部分所形成之第1供給口，而經由該第1供給口來對該空間供給處理氣體；該第2供給部係包含有在該電極板處相對於該複數部分當中之該一個部分形成於該基板之徑向外周側部分的第2供給口，而經由該第2供給口來對該空間供給處理氣體。
  14. 如申請專利範圍第13項之電漿蝕刻方法，其中該第1供給部以及該第2供給部分別具有：在該電極板之相對於該保持部之相反側所設、在支撐該電極板之電極支撐板的內部或是該電極支撐板與該電極板之間以和保持於該保持部之該基板的中心相對向之位置為中心而區劃成為同心圓狀的方式所形成之第1緩衝室以及第2緩衝室；該第1供給口係和該第1緩衝室連通著；該第2供給口係和該第2緩衝室連通著。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI688726B (zh) * 2015-07-29 2020-03-21 日商東京威力科創股份有限公司 氣體供給系統之閥體洩漏的檢查方法
TWI778429B (zh) * 2015-09-28 2022-09-21 美商應用材料股份有限公司 以電漿點源之陣列處理工件的電漿反應器

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9695510B2 (en) * 2011-04-21 2017-07-04 Kurt J. Lesker Company Atomic layer deposition apparatus and process
JP6157061B2 (ja) 2012-05-11 2017-07-05 東京エレクトロン株式会社 ガス供給装置及び基板処理装置
JP6063264B2 (ja) * 2012-09-13 2017-01-18 東京エレクトロン株式会社 被処理基体を処理する方法、及びプラズマ処理装置
US10316409B2 (en) 2012-12-21 2019-06-11 Novellus Systems, Inc. Radical source design for remote plasma atomic layer deposition
JP6030994B2 (ja) * 2013-05-15 2016-11-24 東京エレクトロン株式会社 プラズマエッチング装置及びプラズマエッチング方法
US9677176B2 (en) * 2013-07-03 2017-06-13 Novellus Systems, Inc. Multi-plenum, dual-temperature showerhead
JP6195481B2 (ja) * 2013-07-08 2017-09-13 東京エレクトロン株式会社 クリーニング方法及び基板処理装置
JP6374301B2 (ja) 2013-12-24 2018-08-15 東京エレクトロン株式会社 ステージ、ステージの製造方法、熱交換器
US10062598B2 (en) * 2014-05-21 2018-08-28 Applied Materials, Inc. Thermal processing susceptor
JP6346849B2 (ja) 2014-08-20 2018-06-20 東京エレクトロン株式会社 ガス供給系、プラズマ処理装置、及びプラズマ処理装置の運用方法
KR102122113B1 (ko) * 2014-10-17 2020-06-29 램 리써치 코포레이션 튜닝가능한 가스 흐름 제어를 위한 가스 스플리터를 포함하는 가스 공급 전달 장치
US10023959B2 (en) 2015-05-26 2018-07-17 Lam Research Corporation Anti-transient showerhead
JP6608332B2 (ja) * 2016-05-23 2019-11-20 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
JP6626800B2 (ja) 2016-08-19 2019-12-25 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置のシャワープレートを検査する方法
US10604841B2 (en) 2016-12-14 2020-03-31 Lam Research Corporation Integrated showerhead with thermal control for delivering radical and precursor gas to a downstream chamber to enable remote plasma film deposition
WO2019113478A1 (en) 2017-12-08 2019-06-13 Lam Research Corporation Integrated showerhead with improved hole pattern for delivering radical and precursor gas to a downstream chamber to enable remote plasma film deposition
CN113396240A (zh) * 2019-03-11 2021-09-14 应用材料公司 用于基板处理腔室的盖组件设备及方法
TWI768507B (zh) * 2019-11-05 2022-06-21 大陸商中微半導體設備（上海）股份有限公司 氣體輸送系統及半導體處理裝置
CN112951696B (zh) * 2019-12-10 2024-04-09 中微半导体设备(上海)股份有限公司 等离子体处理设备及其气体挡板结构、等离子体处理方法
JP7313269B2 (ja) * 2019-12-23 2023-07-24 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
CN113467198B (zh) * 2020-03-31 2023-04-18 长鑫存储技术有限公司 半导体设备及半导体结构的制备方法
JP2022021712A (ja) * 2020-07-22 2022-02-03 株式会社ディスコ ウェーハの加工方法
CN114093739B (zh) * 2020-08-24 2024-03-12 中微半导体设备(上海)股份有限公司 一种气体流量调节装置和调节方法及等离子体处理装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100201386B1 (ko) 1995-10-28 1999-06-15 구본준 화학기상증착장비의 반응가스 분사장치
JP4358727B2 (ja) 2004-12-09 2009-11-04 東京エレクトロン株式会社 ガス供給装置，基板処理装置及び供給ガス設定方法
JP4410117B2 (ja) * 2005-01-18 2010-02-03 東京エレクトロン株式会社 ガス設定方法，ガス設定装置，エッチング装置及び基板処理システム
US20080078746A1 (en) * 2006-08-15 2008-04-03 Noriiki Masuda Substrate processing system, gas supply unit, method of substrate processing, computer program, and storage medium
JP5211450B2 (ja) * 2006-08-15 2013-06-12 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体
JP2009170648A (ja) * 2008-01-16 2009-07-30 Disco Abrasive Syst Ltd プラズマエッチング装置
JP2010016343A (ja) * 2008-06-30 2010-01-21 Advanced Display Process Engineering Co Ltd ガス供給装置及びこれを用いた基板処理装置｛Ａｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒｓｕｐｐｌｙｉｎｇｇａｓａｎｄａｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓｕｂｓｔｒａｔｅｕｓｉｎｇｔｈｅｓａｍｅ｝
JP2010123812A (ja) * 2008-11-20 2010-06-03 Shibaura Mechatronics Corp プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP5268626B2 (ja) * 2008-12-26 2013-08-21 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置
JP2011192664A (ja) 2010-03-11 2011-09-29 Tokyo Electron Ltd プラズマエッチング方法及びプラズマエッチング装置
JP5689294B2 (ja) 2010-11-25 2015-03-25 東京エレクトロン株式会社 処理装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI688726B (zh) * 2015-07-29 2020-03-21 日商東京威力科創股份有限公司 氣體供給系統之閥體洩漏的檢查方法
TWI778429B (zh) * 2015-09-28 2022-09-21 美商應用材料股份有限公司 以電漿點源之陣列處理工件的電漿反應器

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Publication number Publication date
JP5792563B2 (ja) 2015-10-14
US20160099161A1 (en) 2016-04-07
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US9349619B2 (en) 2016-05-24
KR101913889B1 (ko) 2018-10-31
WO2013031780A1 (ja) 2013-03-07
JP2013051315A (ja) 2013-03-14
TWI564953B (zh) 2017-01-01
US20140193977A1 (en) 2014-07-10
KR20140068004A (ko) 2014-06-05

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