TW201812900A - 電漿處理裝置及電漿處理方法 - Google Patents

Abstract

實施方式之電漿處理裝置具有：腔室、導入部、第1電源、保持部、電極、及第2電源。導入部將氣體導入前述腔室內。第1電源輸出用於使離子自前述氣體產生之第1電壓。保持部保持基板。電極以夾著前述基板並與前述離子為對向之方式配置，且具有相對於前述基板為非平行之面。第2電源將用於拉入前述離子之較前述第1電壓頻率低之第2電壓施加於前述電極。

Description

電漿處理裝置及電漿處理方法

本發明之實施方式係關於一種電漿處理裝置及電漿處理方法。

電漿處理裝置藉由產生電漿，並使該電漿中之離子朝基板(例如，半導體晶圓)入射，藉而處理基板。在半導體元件製造製程中，藉由所入射之離子蝕刻基板，而形成溝渠(槽)、導通孔、突出部等。 此處，在半導體元件製造製程中，為了確保半導體元件之電性能，加工形狀之精密控制、特別是溝渠側壁之垂直加工事屬重要。例如，近年來之三維構造元件具有縱橫比大之深孔。 然而，加工形狀之精密控制未必一定容易。例如，溝渠之側壁不垂直而具有錐形者為一般的情況。

本發明之目的在於提供一種使離子之斜向入射成為可能的電漿處理裝置及電漿處理方法。 實施方式之電漿處理裝置具有：腔室、導入部、第1電源、保持部、電極、及第2電源。導入部將氣體導入前述腔室內。第1電源輸出用於使離子自前述氣體產生之第1電壓。保持部保持基板。電極以夾著前述基板並與前述離子為對向之方式配置，且具有相對於前述基板為非平行之面。第2電源將用於拉入前述離子之較前述第1電壓頻率低之第2電壓施加於前述電極。

以下，參照圖式詳細地說明實施方式。 (比較例) 首先，為了描述本發明之實施方式，作為比較例而針對一般之電漿處理裝置進行說明。 圖1係比較例之電漿處理裝置10x的概略構成圖。電漿處理裝置10x係平行平板型之RIE(Reactive Ion Etching，反應性離子蝕刻)裝置，具有：腔室11、排氣口12、製程氣體導入管13、承受器14x、基板電極15、對向電極16、RF高頻電源21a、RF低頻電源21b、整合(匹配)器22a、22b、及濾波器23a、23b。 來自RF高頻電源21a、RF低頻電源21b之RF高頻電壓Va、RF低頻電壓Vb係重疊地被施加於基板電極15，而進行電漿PL之產生、離子II之拉入。 腔室11保持晶圓W之處理所必要之環境。 排氣口12連接於未圖示之壓力調節閥、排氣泵。腔室11內之氣體自排氣口12被排氣，腔室11內被保持為高真空。又，在製程氣體自製程氣體導入管13被導入時，從製程氣體導入管13流入之氣體的流量與從排氣口12流出之氣體的流量平衡，而腔室11之壓力被保持為一定。 製程氣體導入管13係將晶圓W之處理所必要之製程氣體導入腔室11內的導入部。該製程氣體係被用於電漿PL之形成。利用放電，製程氣體離子化而形成電漿PL，電漿PL中之離子II被用於晶圓W之蝕刻。 作為製程氣體除了可使用Ar、Kr、Xe、N₂ 、O₂ 、CO、H₂ 等之氣體以外，還可適宜使用SF₆ 或CF₄ 、C₂ F₆ 、C₄ F₈ 、C₅ F₈ 、C₄ F₆ 、Cl₂ 、HBr、SiH₄ 、SiF₄ 等。 此處，可將製程氣體區分為沈積系、非沈積(不沈積)系。非沈積系氣體係在晶圓W之處理時僅具有蝕刻作用之氣體。另一方面，沈積系氣體係在晶圓W之處理時除了具有蝕刻作用以外，還具有被膜(保護膜)形成作用。 藉由使用沈積系氣體作為製程氣體，藉而可提高蝕刻遮罩與蝕刻對象(晶圓W等)間之蝕刻的選擇比。亦即，沈積系氣體之情形下，一邊於蝕刻遮罩形成被膜，一邊進行蝕刻。其結果為，蝕刻遮罩之蝕刻率被降低，而可提高選擇比。 沈積系、非沈積系之區分未必一定為絕對者。稀有氣體(Ar、Kr、Xe)幾乎無被膜形成作用而可考量為純粹之非沈積系，但其他氣體多少可能具有被膜形成作用。又，利用蝕刻遮罩、蝕刻對象之材質/形狀、製程壓力等之關係可改變蝕刻作用與被膜形成作用之大小關係。 一般而言，作為非沈積系氣體可例舉Ar、Kr、Xe、H₂ 等。又，作為沈積系氣體可例舉C₂ F₆ 、C₄ F₆ 、C₄ F₈ 、C₅ F₈ 、或SF₆ 、Cl₂ 、HBr等。作為該等之中間氣體可例舉N₂ 、O₂ 、CO、CF₄ 。 以該比較例10x為首，在一般之電漿處理裝置中，基板電極15為平板形狀。因此，在電漿處理裝置10x中，離子II自電漿PL朝晶圓W之面垂直地入射。若離子II朝晶圓W垂直地入射，則離子II不會碰觸到晶圓W上之溝渠之側壁，而易於在側壁產生殘渣。在本發明之實施方式中，作為改善此點之方法之一，乃提案控制離子之入射角度的裝置構成/方法。 (第1實施方式) 針對第1實施方式進行說明。圖2係第1實施方式之電漿處理裝置10之概略構成圖。 電漿處理裝置10與一般之電漿處理裝置相同地，藉由使電漿PL中之離子II朝晶圓W入射，而蝕刻晶圓W，從而形成溝渠(槽)、導通孔、突出部等。晶圓W係基板，例如係半導體(Si、GaAs等)之基板。 電漿處理裝置10具有：腔室11、排氣口12、製程氣體導入管13、承受器14、基板電極15、對向電極16、RF高頻電源21a、RF低頻電源21b、21c、整合器22a～22c、濾波器23a、23b、開關24b、24c、拉入電極31、移動機構32、連接部33、及避讓部34。 承受器14係保持晶圓W之保持部，具有用於保持晶圓W之卡盤。作為卡盤可利用力學地保持晶圓W之機械卡盤、或藉由靜電力來保持晶圓W之靜電卡盤。 承受器14可具有使晶圓W旋轉之旋轉機構。該理由將於後文敘述，藉由使晶圓W相對於拉入電極31相對旋轉，使晶圓W之溝渠之方向與拉入電極31之方向為一致，或是賦予角度，而可進行有效率之處理。 基板電極15係與比較例之基板電極15相同地配置於承受器14內，係具有接近或接觸於晶圓W之下表面的上表面之大致平板狀(圓板狀)之電極。亦即，於基板電極15上間接(接近)或直接(接觸)地配置有晶圓W(基板)。 對向電極16係在腔室11內與基板電極15對向地配置，並被作為大地電位(接地電位)。該對向電極16與基板電極15構成平行平板電極。 RF高頻電源21a產生朝基板電極15施加之RF高頻電壓Va。RF高頻電源21a將製程氣體離子化，而對應於輸出用於使電漿產生之第1高頻電壓(RF高頻電壓Va)的第1高頻電源。 RF高頻電壓Va係用於電漿PL之產生之較為高頻之交流電壓。RF高頻電壓Va之頻率fh為40 MHz以上1000 MHz以下，更佳者為40 MHz以上500 MHz以下(例如，100 MHz)。 RF低頻電源21b、21c分別產生朝基板電極15及拉入電極31施加之RF低頻電壓Vb、Vc。RF低頻電源21c對應於第2高頻電源，其將用於拉入來自電漿之離子之較前述第1高頻電壓頻率低之第2高頻電壓(RF低頻電壓Vc)施加於前述拉入電極。 RF低頻電壓Vb、Vc係用於拉入來自電漿PL之離子II之較為低頻之交流電壓。RF低頻電壓Vb之頻率fl為0.1 MHz以上20 MHz以下，更佳者為0.5 MHz以上14 MHz以下(例如，1 MHz)。此處，Va、Vb、Vc一般而言皆被稱為高頻，但為了說明各者之頻率之不同，方便上係將Vb、Vc稱為RF低頻電壓。 整合器22a～22c分別整合RF高頻電源21a、及RF低頻電源21b、21c與電漿PL等之阻抗。 濾波器23a(HPF：High Pass Filter，高通濾波器)防止來自RF低頻電源21b之RF低頻電壓Vb輸入至RF高頻電源21a。濾波器23b(LPF：Low Pass Filter，低通濾波器)防止來自RF高頻電源21a之RF高頻電壓Va輸入至RF低頻電源21b。由於在RF低頻電源21c未連接有其他電源，故不需要濾波器之連接。惟，自安全之觀點出發亦可加設濾波器。 開關24b、24c根據製程條件切換離子II之垂直入射、斜向入射。在離子II之垂直入射時，將開關24b設為導通並將24c設為關斷，而僅將低頻電壓施加於基板電極15。在離子II之斜向入射時，將開關24b設為關斷並將24c設為導通，而將低頻電壓僅施加於拉入電極31。亦即，開關24b、24c作為選擇基板電極15及拉入電極31之任一者，施加RF高頻電壓Vb、Vc(第2高頻電壓)之選擇部而發揮機能。 拉入電極31配置於晶圓W與基板電極15之間，具有相對於晶圓W為非平行之面。藉此，可使離子II相對於晶圓W斜向地入射。拉入電極31係以夾著基板(例如，晶圓W)並與離子(電漿PL)為對向之方式被配置，作為具有相對於基板為非平行之面的電極而發揮機能。 以下，包含電漿蝕刻之原理，針對離子II之朝晶圓W之入射方向如何決定進行說明。在電漿PL與晶圓W之交界形成有被稱為覆層S之區域。相對於電漿PL中之電場幾乎為0，覆層S中之電場為大。此乃緣於覆層S之厚度較電漿PL薄，且RF高頻電源21a或RF低頻電源21b、21c之電壓之大部分被施加於覆層S之故。利用該電場，離子II被加速地朝晶圓W入射。因此，藉由控制該電場之方向、亦即覆層形狀而可控制離子II之朝晶圓W之入射角度。 在比較例中，形成有平面形狀之沿基板電極15的覆層S(參照圖1)。覆層S中之電場係垂直於該覆層S之交界(垂直於基板電極15)。其結果為，離子II垂直地朝晶圓W入射。 相對於此，在本實施方式中，由於拉入電極31相對於晶圓W具有非平行之面，故在覆層S與電漿PL之交界具有沿該面之形狀(斜向方向之電場產生)，而離子II朝該面大致垂直地入射(對晶圓W為斜向入射)。 相對於晶圓W為非平行之面係例如與晶圓W之下表面為對向的曲面形狀。非平行之面亦可相對於晶圓W之面為傾斜之平面。該傾斜較佳者為某程度(例如，5°以上)大。又，可自該等曲面、平面之適宜之組合而構成相對於晶圓W為非平行之面。如以上所述般，拉入電極31只要在晶圓W之側具有不與晶圓W之主面平行之面即可。 具體而言，拉入電極31可為例如棒狀(作為一例為圓柱形狀)。此時，拉入電極31之寬度(直徑)較佳者為0.5～7 mm左右，更佳者為2 mm～5 mm左右。此係與通常之覆層S之厚度0.5 mm～7 mm左右相對應。為了對覆層S之形狀產生影響，較佳者係拉入電極31之大小與覆層S之厚度為相同程度。又，較佳者係拉入電極31之長度較晶圓W之直徑為大。朝晶圓W之整個區域之離子之斜向入射變得容易。 拉入電極31亦可部分包含相對於晶圓W為平行之面。該平面本身實質上對斜向成分之電場產生不起作用，但可輔助離子II之拉入。例如，藉由將拉入電極31之一部分設為平板形狀，並在晶圓W之面內於製程率低之區域配置，藉而可用於製程之修正。 拉入電極31並不限定於圓柱，亦可為半圓柱、三角柱、四角柱。在為半圓柱之情形下，自促進斜向入射之觀點出發，使其球面與晶圓W對向為較佳。在為四角柱之情形下，若其上表面與晶圓W平行，則上表面本身對於斜向電場之產生事實上不起作用，但側面部分對於斜向電場之產生起作用。 拉入電極31自晶圓W上方(或下方)觀察亦可為圓形(例如：球形、半球形、或具有與晶圓W大致垂直之軸的短圓柱)。該情形下，產生自晶圓W之上方觀察為360度方向之斜向成分之電場。在為半球形之情形下，自促進斜向電場之產生之觀點出發，使其球面與晶圓W對向為較佳。 在為短圓柱之情形下，若其上表面與晶圓W平行，則上表面本身對於斜向電場之產生事實上不起作用，但側面部分對於斜向電場之產生起作用。 拉入電極31之形狀亦可為二維格子狀。圖3係顯示二維格子狀之拉入電極31之一例的俯視圖。顯示自晶圓W之下方觀察之狀態。棒狀(例如，圓柱形狀)之導電性構件311係縱橫一體地形成而成為拉入電極31。適宜地選擇拉入電極31之形狀、尺寸而可變更離子II之入射角度及斜向入射之範圍。 移動機構32係例如馬達、可動載台，使拉入電極31沿晶圓W之主面移動而謀求朝晶圓W之離子II之入射之分佈的均一化。在拉入電極31之全部區域產生斜向電場事屬困難。例如，在圓棒狀之拉入電極31之中心正上方，基於其對稱性，覆層S與晶圓W為平行。亦即，在拉入電極31之正上方離子為垂直入射而產生特異點(參照圖2)。在晶圓W之處理(例如，蝕刻)中，面內均一性為重要，而特異點之存在不令人滿意。為了消除此特異點，在本實施方式中，利用移動機構32使拉入電極31移動。 具體而言，移動機構32以拉入電極31與晶圓W保持特定之間隔之方式使拉入電極31沿晶圓W平行移動。例如，使具有較晶圓W之直徑大之長度的棒狀之拉入電極31自晶圓W之一端移動至另一端。若使拉入電極31沿晶圓W移動，則覆層S、甚至特異點(拉入電極31之正上方，斜向成分之電場不產生之部位)亦追隨移動，使得特異點通過晶圓W之整個面。其結果為，在晶圓W上之處理均一化。 在拉入電極31機械性移動時之覆層S之形狀之過渡狀態的影響事實上可無視。此乃緣於覆層S之形狀以與RF低頻電壓Vc之頻率為相同程度之極短之時間(0.01 μs以下)形成之故。亦即，拉入電極31之移動速度在實用上無需特別注意。例如若移動時間為10秒，自300 mm之晶圓W之一端移動至另一端，則該移動速度為300 mm/10 s=30 mm/s左右。若移動速度為30秒，則移動速度為300 mm/30 s=10 mm/s左右。移動速度較該等10～30 mm/s既可快亦可慢。惟，由於在以MHz級之非常快之速度下使電極移動時會出現影響，故有考量之必要。 移動之持續時間根據製程可適宜地變更。亦即，根據試圖施加斜向成分之電場之時間，持續朝拉入電極31之電壓施加與移動。 拉入電極31之移動方式根據製程可適宜地變更。例如，可自晶圓W之一端一口氣移動至另一端(直線運動)。又，亦可週期性反覆移動(往復運動)。再者，還可適宜地反覆停止、再移動。只要電極中心(特異點)以相等之次數或時間通過晶圓W之面內之全部位置即可，任何之動作方式皆可消除特異點。 移動機構32亦可使拉入電極31上下移動。藉由使拉入電極31與晶圓W之距離變化，而可調節離子II之入射角及分佈。 此處，亦可使拉入電極31之朝向及移動方向相對於晶圓W相對性變化。圖4係顯示使拉入電極31之朝向及移動方向相對於晶圓W變化角度θ之狀態的模式圖。顯示自晶圓W之下方觀察之狀態。該角度θ之旋轉以利用移動機構32進行之拉入電極31之旋轉為基本，可利用在承受器14上之晶圓W之旋轉(已述之承受器14之利用旋轉機構進行之旋轉)、或該等二者之旋轉之任一者來實現。 拉入電極31與晶圓W之相對旋轉在例如於晶圓W形成一軸方向之溝渠時有用。亦即，藉由使該溝渠之方向與拉入電極31之朝向一致，而可有效地朝溝渠之對向之側壁照射離子II。 又，藉由使角度θ變化而使拉入電極31大致旋轉半圈，而可進一步提高對於晶圓W之處理之均一化。例如，以角度θ=0°使拉入電極31在晶圓W上往復移動(拂掠)，其後，以角度θ=15°、30°、每隔15°刻度，直至角度θ=165°為止，在各個角度θ上使拉入電極31拂掠。藉此，可確保在360°方向上之處理之均一性。如此之動作在形成以來自全方向之斜向成分為必要之孔之方面為有用。 此處，係將角度θ之變化範圍設定為大致旋轉半圈，但亦可採用大致旋轉一圈等適宜之值。又，角度θ之刻度幅度，除了15°以外，還可採用1°等適宜之值。此處，係將角度θ變更後再拂掠，且拂掠中將角度θ設為一定，但可行的是，將角度θ之變化與拂掠設定為同時，一邊使拉入電極31相對於晶圓W相對旋轉，一邊使其移動。 連接部33係連接拉入電極31與移動機構32之棒狀之構件(例如，桿狀體、軸)。 亦可相對於拉入電極31設置避讓部34。該避讓部34設置於偏離晶圓W之下方之部位，係用於使拉入電極31避讓之區域。在使離子II朝晶圓W垂直入射時，由於可不使用拉入電極31，故可使拉入電極31移動至避讓部34內(參照圖5)。 可行的是，替代朝避讓部34之移動，而使拉入電極31朝下方移動，並接觸於基板電極15而設定為相同電位(參照圖6)。亦即，移動機構32適宜地使拉入電極31與基板電極15接觸、隔開。 又，拉入電極31可自電漿處理裝置10固定脫離。卸下拉入電極31之電漿處理裝置10與通常之裝置相同地使離子II朝晶圓W垂直地入射。 (與離子束裝置之不同) 此處，預先說明電漿處理裝置與離子束裝置在使用目的及裝置構成上為大不相同。本實施方式之電漿處理裝置藉由控制電漿處理裝置所特有之覆層S來進行離子II之角度控制。而另一方面，作為相同地使用電漿處理晶圓W等之基板的裝置，有離子束裝置。在該離子束裝置中離子之入射角度控制亦為重要，例如曾有人提案控制離子束之出射角度的方法。 最大之差異係電漿與基板之距離。如上述般，在電漿處理裝置10中，電漿與處理對象之基板(晶圓W)相接而進行直接處理。而另一方面，在離子束裝置中，電漿之產生位置遠離晶圓。因此，在離子束裝置中，可藉由獨立地控制出射角度與基板之角度，來進行離子II之朝基板之角度控制。相對於此，電漿處理裝置10係電漿與晶圓相接，在控制離子之角度時，亦有必要同時對電漿施與影響。 (與先前之電漿處理裝置之不同) 又，說明與先前之電漿處理裝置之不同。在先前之電漿處理裝置中，存在有追加電極或分割電極之情形。例如，存在有在腔室之端部追加電極或分割基板電極之情形。然而，該等電極之追加、分割原則上而言係用於提高製程之均一性者，與謀求局部之電場分佈之產生之本實施方式之拉入電極31在目的、追加位置等方面大不相同。 (電漿處理裝置10之動作) 被抽真空而達到特定之壓力(例如，0.01 Pa以下)之腔室11內，利用未圖示之搬送機構搬送晶圓W。其次，利用卡盤將晶圓W保持於承受器14。此時，基板電極15接近或接觸於晶圓W。 其次，自製程氣體導入管13導入晶圓W之處理所必要之製程氣體。此時，導入腔室11內之製程氣體利用未圖示之壓力調節閥與排氣泵從排氣口12以特定之速度排氣。其結果為，腔室11內之壓力保持為一定(例如，1.0～6.0 Pa左右)。 其次，來自RF高頻電源21a之RF高頻電壓Va被施加於基板電極15。又，RF低頻電壓Vc自RF低頻電源21c被施加於拉入電極31。 利用來自RF高頻電源21a之RF高頻電壓Va，電漿PL之密度受到控制。利用來自RF低頻電源21c之RF低頻電壓Vc，電漿PL中之離子II被拉入拉入電極31(晶圓W)。而後，利用具有晶圓W之蝕刻處理之臨限值以上之能源的離子II，晶圓W被蝕刻。此時，對應於拉入電極31之形狀，在晶圓W之面產生斜向方向之電場(斜電場)。 在本實施方式中，相對於晶圓W可使離子II斜向入射。利用斜向入射之離子II，在溝渠(槽)、突起部之形成時減小錐形而可實現高精度之加工。 例如，在形成一軸方向之溝渠(槽)、突起部時，朝溝渠(槽)等之側壁入射之離子II之量增加而可減小錐形。該情形下，較佳者係使溝渠(槽)、突起部之方向(晶圓W上之加工線之方向)與拉入電極31之方向為一致。可自溝渠(槽)、突起部之兩側使離子II斜向入射而在兩側壁減小錐形。 與朝拉入電極31之RF低頻電壓Vc之施加相並行，利用移動機構32使拉入電極31移動，而謀求朝晶圓W之處理之均一化。拉入電極31亦可在一軸方向上往復運動，如圖4所示般，藉由使拉入電極31旋轉、移動，而可進一步提高朝晶圓W之處理之均一化，而可有效率地製作深孔。 如前文所述般，可利用開關24b、24c選擇將RF低頻電壓施加於基板電極15、拉入電極31之任一者，來切換垂直入射與斜向入射。例如，利用垂直入射離子在晶圓W形成溝渠及導通孔H(圖7(a))，其後，利用斜向入射離子修正形狀(特別是底面之形狀)(圖7(b))。其後，可反覆進行垂直入射加工、斜向入射加工(圖7(c)、(d))。 (第2實施方式) 針對第2實施方式進行說明。圖8係第2實施方式之電漿處理裝置10a的概略構成圖。 電漿處理裝置10a具有：腔室11、排氣口12、製程氣體導入管13、承受器14、基板電極15、對向電極16、RF高頻電源21a、RF低頻電源21b、21c、整合器22a～22c、濾波器23a、23b、開關24b、24c、拉入電極31、移動機構32、連接部33、及避讓部34。 電漿處理裝置10a具有複數個拉入電極(拉入電極群)31。該等複數個拉入電極31夾著晶圓W，在與電漿PL為相反側彼此並排地配置。此處，複數個拉入電極31之形狀及尺寸為大致相同，但亦可設為不同形狀及/或不同尺寸。 對該等複數個拉入電極31自RF低頻電源21c施加RF低頻電壓Vc。藉由利用複數個拉入電極31，與利用單一之拉入電極31之情形相比，可縮短拂掠晶圓W之整個面之時間。複數個拉入電極31係以特定之間隔被配置。該間隔被稱為拉入電極31之間的空間。較佳者係該間隔與覆層S之厚度為相同程度，亦即為與拉入電極31之寬度相同程度之2 mm～5 mm。藉由調整拉入電極31之間隔，可變更離子II之斜向成分之分佈。 拉入電極31之移動範圍較佳者為拉入電極31之間隔之一半、或整數倍。藉此，將拉入電極31各者之正上方之特異點通過晶圓W之各地點之時間或次數設定為均等，而可提高晶圓W之面內均一性。例如，假設使用11條圓柱狀之拉入電極31。此時，各拉入電極31之擔負範圍之寬度為300 mm/(11-1)=30 mm。若使各拉入電極31以速度30 mm/s移動該間隔之一半之距離15 mm，則可處理各拉入電極31之擔負範圍。其成為使用1條拉入電極31時之1/10的處理時間。此時，可將全部之拉入電極31設為與晶圓W平行地同樣移動。惟，拉入電極31之全部亦可不同樣移動。 替代高頻電壓，亦可對拉入電極31施加直流電壓。雖然強度稍許小，但產生斜向入射之離子II。亦可不將全部之拉入電極31之電壓設定為相同。例如，可將拉入電極31每隔著一個設為接地電位。藉此可調整平行於晶圓W之方向的電場成分。亦可在拉入電極31之移動之同時使施加電壓變化。 可使拉入電極31之全部或一部分一致地移動。又，亦可使拉入電極31之全部零散地移動。 此外，在使拉入電極31上下移動之情形下，可使與晶圓W之距離就每一拉入電極31而改變。 (第3實施方式) 針對第3實施方式進行說明。圖9係第3實施方式之電漿處理裝置10b之概略構成圖。 電漿處理裝置10具有：腔室11、排氣口12、製程氣體導入管13、承受器14、基板電極15、對向電極16、RF高頻電源21a、RF低頻電源21b、21c、整合器22a～22c、濾波器23a、23b、開關24b、切換機構25、拉入電極31、移動機構32、連接部33、及避讓部34。 電漿處理裝置10b具有複數個拉入電極(拉入電極群)31。拉入電極31經由切換機構25自RF低頻電源21c被施加RF低頻電壓Vc。可利用切換機構25(複數個開關之切換)，選擇經施加RF低頻電壓Vc之拉入電極31。 亦即，在不使拉入電極31機械地移動之下，藉由切換施加RF低頻電壓Vc之拉入電極31，而可移動覆層S。此處，對12條拉入電極31依次賦予電極編號E1～E12。此處，將電極編號Ei(i係1～12之整數)設為導通，將其他電極設為關斷。使該編號i自1起依次變化至12為止，逐漸變更施加RF低頻電壓Vc之電極。其結果為，可移動覆層S及電場。亦即，與使拉入電極31機械地移動之情形相同地，可相對於晶圓W拂掠電場之斜向成分。 圖10係顯示對電極編號E1～E12之拉入電極31依次施加RF低頻電壓Vc之狀態的順序圖。切換電極編號Ei之時間(朝電極編號Ei施加電壓之持續時間)為例如1秒。切換時間亦可短於1秒。電極編號E1～E12之拉入電極31之切換亦可重複複數次。又，可行的是，在電極編號E1～E12之切換之後，以電極編號E12～E1之相反順序切換，並使其往復。 可行的是，如圖11所示般，不將拉入電極31完全地切換，而存在有對複數個拉入電極31重複施加電壓之時間。在期間T內，對複數個拉入電極31施加電壓。 可行的是，將拉入電極31分成若干個組，在組中依次施加RF低頻電壓Vc。例如，如圖12所示般，將12條拉入電極31分成各4條之3組，並區分為電極編號E11～E14、E21～E24、E31～E34，就每一組依次施加電壓。 此處，係對全部之拉入電極31施加大致相同之電壓，但亦可使該施加電壓之一部分或全部不同。又，亦可使一部分拉入電極31為接地電位。 (第4實施方式) 圖13係第4實施方式之電漿處理裝置10c的概略構成圖。該電漿處理裝置10c具有：腔室11、排氣口12、製程氣體導入管13、承受器14、RF高頻電源21a、RF低頻電源21c、整合器22a、22c、開關24c、窗111、感應線圈27、拉入電極31、移動機構32、連接部33、及避讓部34。 電漿處理裝置10c與電漿處理裝置10不同，不具有基板電極15、對向電極16，而具有窗111、感應線圈27。窗111將腔室11內自大氣遮斷，且使來自感應線圈27之磁場通過。將例如石英等之非磁性體之板用於窗111。感應線圈27配置於腔室11之外。藉由於感應線圈27施加來自RF高頻電源21a之高頻電壓，而產生變動之磁場，腔室11內之製程氣體離子化而產生電漿PL。又，腔室11之壁面係被接地。 由於在其他之點上，第4實施方式與第1實施方式並無大的變化，因此省略其他說明。拉入電極31之個數、形狀、移動方式可考量為與第1～第3實施方式相同。 (實施例) 利用電漿模擬來確認在電漿處理裝置10中之離子II之斜向入射。離子之斜向入射狀態由圖14所示之離子入射角度分佈(IADF)來表示。IADF表示入射至晶圓W上之某一位置之離子之入射角度與分佈(相對量)的關係。此處，將朝右側、左側之入射分別以正、負角度來表示。 圖15係顯示在晶圓W上之拉入電極31之位置與時間之關係的模式圖。使用直徑2 mm之圓柱狀之拉入電極31。將拉入電極31之移動速度設定為朝左10 mm/s(以30秒自晶圓W之一端移動至另一端之速度)。此時，拉入電極31係以0.25秒移動2.5 mm。 如圖15所示般，以晶圓W之中心(C)作為評價點P，將拉入電極31通過評價點P之時刻t設定為基準時刻(0秒)。此時，將在時刻t為-0.75、-0.5、-0.25、0、0.25、0.5、0.75秒之評價點的IADF在圖16中以圖形F-3～F0～F3來表示。 拉入電極31經過時刻-0.75～＋0.75秒而通過評價點P。此時之在各時刻之IADF之合計(總和)係在評價點P之總IADF(參照圖17)。總IADF於左右分別具有相同程度之峰值。該2個峰值分別對應於來自左右之斜向入射。此外，雖然於左右之峰值中有若干差異，但此乃一種誤差。在均一之製程中成為原本對稱之分佈。位於0度之弱的峰值係特異點之垂直入射成分，藉由使拉入電極31重複通過評價點P而可相對地降低。 雖然說明了本發明之若干個實施方式，但該等實施方式係作為例子而提出者，並非意欲限定本發明之範圍。該等新穎之實施方式可利用其他各種方式實施，在不脫離本發明之要旨之範圍內可進行各種省略、置換、變更。該等實施方式及其變化，包含於發明之範圍及要旨內，且包含於申請專利範圍所記載之發明及其均等之範圍內。 本申請案以日本專利申請案2016-134884(申請日：2016年7月7日)為基礎，並自該申請案享有優先之權益。本申請案藉由參照該申請案而包含該申請案之內容之全部。

10‧‧‧電漿處理裝置

10a‧‧‧電漿處理裝置

10b‧‧‧電漿處理裝置

10c‧‧‧電漿處理裝置

10x‧‧‧電漿處理裝置

11‧‧‧腔室

12‧‧‧排氣口

13‧‧‧製程氣體導入管

14‧‧‧承受器

14x‧‧‧承受器

15‧‧‧基板電極

16‧‧‧對向電極

21a‧‧‧RF高頻電源

21b‧‧‧RF低頻電源

21c‧‧‧RF低頻電源

22a‧‧‧整合器

22b‧‧‧整合器

22c‧‧‧整合器

23a‧‧‧濾波器(高通濾波器)

23b‧‧‧濾波器(低通濾波器)

24b‧‧‧開關

24c‧‧‧開關

25‧‧‧切換機構

27‧‧‧感應線圈

31‧‧‧拉入電極

32‧‧‧移動機構

33‧‧‧連接部

34‧‧‧避讓部

111‧‧‧窗

311‧‧‧導電性構件

C‧‧‧中心

E1～E12‧‧‧電極編號

E1～E14‧‧‧電極編號

E2～E24‧‧‧電極編號

E3～E34‧‧‧電極編號

F-3～F0～F3‧‧‧圖形

H‧‧‧導通孔

HPF‧‧‧高通濾波器

II‧‧‧離子

LPF‧‧‧低通濾波器

PL‧‧‧電漿(離子)

S‧‧‧覆層

Va‧‧‧RF高頻電壓(第1高頻電壓)

Vb‧‧‧RF低頻電壓(第2高頻電壓)

Vc‧‧‧RF低頻電壓(第2高頻電壓)

W‧‧‧晶圓

θ‧‧‧角度

圖1係比較例之電漿處理裝置10x的概略構成圖。 圖2係第1實施方式之電漿處理裝置10的概略構成圖。 圖3係顯示拉入電極31之一例的俯視圖。 圖4係顯示使拉入電極31之朝向及移動方向相對於晶圓W變化角度θ之狀態的模式圖。 圖5係顯示使拉入電極31移動至避讓部34內之狀態的模式圖。 圖6係顯示使拉入電極31接觸於基板電極15之狀態的模式圖。 圖7(a)～圖7(d)係顯示切換垂直入射與斜向入射來加工之一例的剖視圖。 圖8係第2實施方式之電漿處理裝置10a的概略構成圖。 圖9係第3實施方式之電漿處理裝置10b的概略構成圖。 圖10係顯示施加於拉入電極31之電壓波形之一例的時序圖。 圖11係顯示施加於拉入電極31之電壓波形之一例的時序圖。 圖12係顯示施加於拉入電極31之電壓波形之一例的時序圖。 圖13係第4實施方式之電漿處理裝置10c的概略構成圖。 圖14係顯示離子之入射角度分佈的曲線圖。 圖15係顯示在晶圓W上之拉入電極31之位置與時間之關係的模式圖。 圖16係顯示在各時刻之離子之入射角度分佈的曲線圖。 圖17係顯示在總和下之離子之入射角度分佈的曲線圖。

Claims (19)

1. 一種電漿處理裝置，其具備： 腔室； 導入部，其將氣體導入前述腔室內； 第1電源，其輸出用於使離子自前述氣體產生之第1電壓； 保持部，其保持基板； 電極，其以夾著前述基板並與前述離子為對向之方式配置，且具有相對於前述基板為非平行之面；及 第2電源，其將用於拉入前述離子之較前述第1電壓頻率低之第2電壓施加於前述電極。
2. 一種電漿處理裝置，其具備： 腔室； 導入部，其將氣體導入前述腔室內； 第1電源，其輸出用於使離子自前述氣體產生之第1電壓； 保持部，其保持基板； 電極，其以夾著前述基板並與前述離子為對向之方式配置； 第2電源，其將較前述第1電壓頻率低之第2電壓施加於前述電極；及 移動機構，其使前述電極沿前述基板之主面移動。
3. 一種電漿處理裝置，其具備： 腔室； 導入部，其將氣體導入前述腔室內； 第1電源，其輸出用於使離子自前述氣體產生之第1電壓； 保持部，其保持基板； 複數個電極，其等以夾著前述基板並與前述離子為對向之方式配置，且具有相對於前述基板為非平行之面； 第2電源，其將用於拉入前述離子之較前述第1電壓頻率低之第2電壓依次施加於前述複數個電極。
4. 如請求項1至3中任一項之電漿處理裝置，其中前述電極為棒狀。
5. 如請求項4之電漿處理裝置，其中前述電極具有0.5 mm以上之寬度及較前述基板之直徑大之長度。
6. 如請求項1至3中任一項之電漿處理裝置，其中前述電極自前述基板上方觀察係圓形。
7. 如請求項1之電漿處理裝置，其中進一步具備移動機構，其使前述電極沿前述基板之主面移動。
8. 請求項2或7之電漿處理裝置，其中前述移動機構使前述電極直線運動或往復運動。
9. 請求項2或7之電漿處理裝置，其中進一步具備基板電極，其以夾著前述電極並與前述基板為對向之方式配置，且 前述移動機構使前述電極與前述基板電極接觸、隔開。
10. 如請求項1之電漿處理裝置，其中進一步具備第2電極，其以夾著前述基板並與前述離子為對向之方式與前述電極並排配置，並被施加前述第2電壓。
11. 如請求項10之電漿處理裝置，其中前述電極及前述第2電極之形狀及尺寸係大致相同。
12. 如請求項10或11之電漿處理裝置，其中前述電極與前述第2電極之間隔為5 mm以下。
13. 如請求項10至12中任一項之電漿處理裝置，其中電壓係被交互地施加於前述電極及前述第2電極。
14. 如請求項13之電漿處理裝置，其中施加於前述電極與前述第2電極之電壓不同。
15. 如請求項14之電漿處理裝置，其中前述第2電極之電壓係接地電位。
16. 如請求項1至3中任一項之電漿處理裝置，其中進一步具備基板電極，其以夾著前述電極並與前述基板為對向之方式配置；及 對向電極，其以夾著前述離子並與前述基板為對向之方式配置，且被施加前述第1電壓。
17. 如請求項16之電漿處理裝置，其中進一步具備選擇部，其選擇前述基板電極及前述電極之任一者來施加前述第2電壓。
18. 如請求項1至3中任一項之電漿處理裝置，其中進一步具備被施加前述第1電壓而使前述氣體離子化之線圈。
19. 一種電漿處理方法，其具備：準備腔室之步驟，於該腔室之內部配置有基板與具有相對於該基板為非平行之面的電極； 將氣體導入前述腔室內之步驟； 利用第1電壓使離子自前述氣體產生之步驟；及 將較前述第1電壓頻率低之第2電壓施加於前述電極，並使前述離子相對於前述基板斜向入射之步驟。