TW202207305A - 電漿處理裝置及電漿處理方法 - Google Patents

電漿處理裝置及電漿處理方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202207305A
TW202207305A TW110124595A TW110124595A TW202207305A TW 202207305 A TW202207305 A TW 202207305A TW 110124595 A TW110124595 A TW 110124595A TW 110124595 A TW110124595 A TW 110124595A TW 202207305 A TW202207305 A TW 202207305A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
period
plasma
plasma processing
lower electrode
processing apparatus
Prior art date
Application number
TW110124595A
Other languages
English (en)
Inventor
輿水地塩
Original Assignee
日商東京威力科創股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商東京威力科創股份有限公司 filed Critical 日商東京威力科創股份有限公司
Publication of TW202207305A publication Critical patent/TW202207305A/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32091—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being capacitively coupled to the plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32137—Radio frequency generated discharge controlling of the discharge by modulation of energy
    • H01J37/32146—Amplitude modulation, includes pulsing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32422—Arrangement for selecting ions or species in the plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32568—Relative arrangement or disposition of electrodes; moving means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32697—Electrostatic control
    • H01J37/32706—Polarising the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
    • H01J2237/2007—Holding mechanisms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334—Etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

本發明之電漿處理裝置具備腔室、基板支持器、電漿產生部、第1電源、及第2電源。基板支持器具有下部電極，且設置於腔室內。第1電源構成為產生電性偏壓，且電性連接於下部電極。第2電源構成為，於第1期間內，對構件施加正電壓，上述第1期間係以下所有期間中之一部分期間，上述所有期間係自第1電源對下部電極輸出之電性偏壓於其週期內，電位為該電性偏壓之平均電位以上的所有期間。構件以暴露於腔室內產生之電漿之方式配置。第1電源構成為，於第1期間後之第2期間內對下部電極輸出具有正電位之電性偏壓。

Description

電漿處理裝置及電漿處理方法
本發明之例示性實施方式係關於一種電漿處理裝置及電漿處理方法。
於電漿處理中，使用自電漿供給之離子來對基板進行處理。一般而言，對基板供給之離子為正離子，但有時不僅供給正離子，還對基板供給負離子。日本專利特開2012-9544號公報(以下，稱為「專利文獻1」)中揭示有不僅對基板供給正離子，還供給負離子之技術。
專利文獻1之技術係於供給電漿高頻電力之脈衝波與偏壓高頻電力之脈衝波之兩者時，自電漿對基板供給正離子。於該等脈衝波之兩者停止時，於電漿中產生負離子。於電漿高頻電力之脈衝波停止，供給偏壓高頻電力之脈衝波時，自電漿對基板供給負離子。
於一個例示性實施方式中，提供一種對基板有效率地供給電漿中之負離子之技術。
於一個例示性實施方式中，提供一種電漿處理裝置。電漿處理裝置具備腔室、基板支持器、電漿產生部、第1電源、及第2電源。基板支持器具有下部電極，且設置於腔室內。電漿產生部構成為於腔室內由氣體產生電漿。第1電源構成為產生電性偏壓，且電性連接於下部電極。第2電源構成為對暴露於腔室內產生之電漿之構件施加正電壓。第2電源構成為，於第1期間內，對構件施加正電壓，上述第1期間係以下所有期間中之一部分期間，上述所有期間係自第1電源對下部電極輸出之電性偏壓於其週期內，電位為該電性偏壓之平均電位以上的所有期間。第1電源構成為，於第1期間後之第2期間內對下部電極輸出具有正電位之電性偏壓。
根據一個例示性實施方式，能夠對基板有效率地供給電漿中之負離子。
以下，對各種例示性實施方式進行說明。
於一個例示性實施方式中，提供一種電漿處理裝置。電漿處理裝置具備腔室、基板支持器、電漿產生部、第1電源、及第2電源。基板支持器具有下部電極，且設置於腔室內。電漿產生部構成為於腔室內由氣體產生電漿。第1電源構成為產生電性偏壓，且電性連接於下部電極。第2電源構成為對暴露於腔室內產生之電漿之構件施加正電壓。第2電源構成為，於第1期間內，對構件施加正電壓，上述第1期間係以下所有期間中之一部分期間，上述所有期間係自第1電源對下部電極輸出之電性偏壓於其週期內，電位為該電性偏壓之平均電位以上的所有期間。第1電源構成為，於第1期間後之第2期間內對下部電極輸出具有正電位之電性偏壓。
若於腔室內存在電漿時將具有正電位之電性偏壓施加至下部電極，則電漿中之電子會較電漿中之離子更快到達至基板支持器。其結果為，下部電極之電位被中和，用以對基板支持器饋入負離子之電場之強度變小。另一方面，於上述實施方式中，在將電漿中之電子饋入至暴露於電漿之構件之後將具有正電位之電性偏壓施加至下部電極，故而電漿中之負離子被有效率地供給至基板支持器上之基板。
於一個例示性實施方式中，電漿產生部亦可構成為，於至少第1期間之開始時間點至第2期間之開始時間點與結束時間點間之時間點的期間內，停止供給用以於腔室內產生電漿之高頻電力，或使該高頻電力之電力位準降低。
於一個例示性實施方式中，第1期間內之構件之電位亦可高於第1期間內之下部電極之電位。
於一個例示性實施方式中，第1電源亦可構成為於第2期間內，對下部電極輸出具有正電位之電性偏壓，該正電位高於第1期間內電性偏壓之電位。
於一個例示性實施方式中，電漿處理裝置亦可為電容耦合型之電漿處理裝置。
於一個例示性實施方式中，電漿處理裝置亦可進而具備設置於基板支持器之上方之上部電極。上述構件亦可為上部電極。
於一個例示性實施方式中，第1電源亦可構成為週期性地輸出脈衝狀直流電壓或任意電壓波形作為電性偏壓。
於一個例示性實施方式中，第1電源亦可構成為輸出高頻電力作為電性偏壓。
於另一例示性實施方式中，提供一種電漿處理方法。電漿處理方法包含於電漿處理裝置之腔室內由氣體產生電漿之步驟(a)。電漿處理裝置具備設置於腔室內之基板支持器。第1電源電性連接於基板支持器內之下部電極。電漿處理方法進而包含步驟(b)，該步驟(b)係於第1期間內，自第2電源對暴露於電漿之構件施加正電壓，上述第1期間係以下所有期間中之一部分期間，上述所有期間係自第1電源對下部電極輸出之電性偏壓於其週期內，電位為該電性偏壓之平均電位以上的所有期間。電漿處理方法進而包含步驟(c)，該步驟(c)係於第1期間後之第2期間內，自第1電源對下部電極輸出具有正電位之電性偏壓。
於一個例示性實施方式中，亦可於至少第1期間之開始時間點至第2期間之開始時間點與結束時間點之間的時間點之期間內，停止供給用以於腔室內產生電漿之高頻電力，或降低該高頻電力之電力位準。
以下，參照圖式對各種例示性實施方式詳細地進行說明。再者，於各圖式中對相同或相當之部分標註相同之符號。
圖1係概略地表示一個例示性實施方式之電漿處理裝置之圖。圖1所示之電漿處理裝置1為電容耦合型之電漿處理裝置。電漿處理裝置1具備腔室10。腔室10於其中提供內部空間10s。腔室10之中心軸線為沿著鉛直方向延伸之軸線AX。
於一實施方式中，腔室10亦可包含腔室本體12。腔室本體12具有大致圓筒形狀。於腔室本體12之中提供內部空間10s。腔室本體12例如包含鋁。腔室本體12電性地接地。於腔室本體12之內壁面上，設置有具有耐腐蝕性之膜。具有耐腐蝕性之膜可為由氧化鋁、氧化釔等陶瓷形成之膜。
腔室本體12之側壁提供通路12p。於在內部空間10s與腔室10之外部之間搬送基板W時，基板W通過通路12p。藉由閘閥12g能夠開閉通路12p。閘閥12g沿著腔室本體12之側壁設置。
電漿處理裝置1進而具備基板支持器16。基板支持器16構成為於腔室10內支持基板W。基板W可具有大致圓盤形狀。亦可藉由支持體15支持基板支持器16。支持體15自腔室本體12之底部向上方延伸。支持體15具有大致圓筒形狀。支持體15由石英等絕緣材料形成。
基板支持器16包含下部電極18。基板支持器16亦可進而包含靜電吸盤20。基板支持器16亦可進而包含電極板19。電極板19由鋁等導電性材料形成。電極板19具有大致圓盤形狀，其中心軸線為軸線AX。下部電極18設置於電極板19上。下部電極18由鋁等導電性材料形成。下部電極18具有大致圓盤形狀，其中心軸線為軸線AX。下部電極18電性連接於電極板19。
下部電極18於其中提供流路18f。流路18f連接於熱交換介質之供給裝置(例如冷卻器單元)。該供給裝置設置於腔室10之外部。流路18f接收自供給裝置經由配管23a供給之熱交換介質。熱交換介質於流路18f中流動，經由配管23b返回供給裝置。供給裝置構成電漿處理裝置1之溫度調整機構。
靜電吸盤20設置於下部電極18上。於靜電吸盤20之上表面之上載置基板W。靜電吸盤20具有本體及電極。本體由介電體形成。靜電吸盤20及其本體分別具有大致圓盤形狀，其中心軸線為軸線AX。電極為具有導電性之膜，設置於本體內。電極經由開關連接於直流電源。當將來自直流電源之電壓施加至電極時，於靜電吸盤20與基板W之間產生靜電引力。藉由所產生之靜電引力，使基板W吸附於靜電吸盤20，由靜電吸盤20保持。
基板支持器16亦可支持搭載於其周緣部上之邊緣環ER。邊緣環ER可由矽碳化矽、或石英形成。基板W配置於靜電吸盤20上且由邊緣環ER包圍之區域內。
電漿處理裝置1亦可進而具備氣體供給管線25。氣體供給管線25將來自氣體供給機構之傳熱氣體(例如He氣體)供給至靜電吸盤20之上表面與基板W之背面(下表面)間之間隙。
電漿處理裝置1亦可進而具備筒狀部28及絕緣部29。筒狀部28自腔室本體12之底部向上方延伸。筒狀部28沿著支持體15之外周延伸。筒狀部28由導電性材料形成，具有大致圓筒形狀。筒狀部28電性地接地。絕緣部29設置於筒狀部28上。絕緣部29由具有絕緣性之材料形成。絕緣部29例如由石英等陶瓷形成。絕緣部29具有大致圓筒形狀。絕緣部29沿著電極板19之外周、下部電極18之外周及靜電吸盤20之外周延伸。
電漿處理裝置1進而具備上部電極30。上部電極30設置於基板支持器16之上方。上部電極30介隔構件32支持於腔室本體12之上部。構件32由具有絕緣性之材料形成。上部電極30與構件32將腔室本體12之上部開口關閉。
上部電極30可包含頂板34及支持體36。頂板34之下表面為內部空間10s之側之下表面，劃分形成內部空間10s。頂板34可由焦耳熱少較之低電阻導電體或半導體形成。於一實施方式中，頂板34由矽形成。頂板34提供複數個氣體噴出孔34a。複數個氣體噴出孔34a沿頂板34之板厚方向貫通頂板34。
支持體36支持頂板34使其裝卸自如。支持體36由鋁等導電性材料形成。支持體36於其中提供氣體擴散室36a。支持體36進而提供複數個氣體孔36b。複數個氣體孔36b自氣體擴散室36a向下方延伸。複數個氣體孔36b分別連通於複數個氣體噴出孔34a。支持體36進而提供氣體導入口36c。氣體導入口36c連接於氣體擴散室36a。於氣體導入口36c連接有氣體供給管38。
於氣體供給管38，經由閥群41、流量控制器群42、及閥群43連接有氣體源群40。氣體源群40、閥群41、流量控制器群42、及閥群43構成氣體供給部GS。氣體源群40包含複數個氣體源。氣體源群40之複數個氣體源包含複數個氣體之源。閥群41及閥群43分別包含複數個開閉閥。流量控制器群42包含複數個流量控制器。流量控制器群42之複數個流量控制器分別為質量流量控制器或壓力控制式之流量控制器。氣體源群40之複數個氣體源分別經由閥群41之對應開閉閥、流量控制器群42之對應流量控制器、及閥群43之對應開閉閥而連接於氣體供給管38。
電漿處理裝置1亦可進而具備擋板構件48。擋板構件48設置於筒狀部28與腔室本體12之側壁之間。擋板構件48可為板狀之構件。例如藉由於由鋁形成之構件之表面上形成具有耐腐蝕性之膜而構成擋板構件48。具有耐腐蝕性之膜可為由氧化釔等陶瓷形成之膜。擋板構件48提供複數個貫通孔。腔室本體12之底部於擋板構件48之下方提供排氣口。於排氣口經由排氣管52連接有排氣裝置50。排氣裝置50具有壓力調整閥及渦輪分子泵等真空泵。
電漿處理裝置1進而具備高頻電源61。高頻電源61為產生電漿產生用高頻電力HF之電源。高頻電力HF具有第1頻率。第1頻率例如為27～100 MHz之範圍內之頻率。高頻電源61經由匹配器61m及電極板19連接於下部電極18，從而對下部電極18供給高頻電力HF。匹配器61m具有匹配電路。匹配器61m之匹配電路具有可變阻抗。調整匹配器61m之匹配電路之阻抗以減少來自高頻電源61之負載之反射。再者，高頻電源61亦可不電性連接於下部電極18，而是經由匹配器61m連接於上部電極30。高頻電源61構成一實施方式之電漿產生部。
電漿處理裝置1進而具備偏壓電源62。偏壓電源62構成一實施方式之第1電源。偏壓電源62構成為經由電極板19連接於下部電極18，產生電性偏壓EB。自偏壓電源62施加至下部電極18的電性偏壓EB使基板W之電位發生變化。
於一實施方式中，偏壓電源62構成為週期性地輸出脈衝狀直流電壓或任意電壓波形作為電性偏壓EB。規定電性偏壓EB之週期CY(參照圖2)之第2頻率低於第1頻率。第2頻率為週期CY之時間長度之倒數。第2頻率例如為1 kHz～27 MHz之範圍內之頻率。於該實施方式中，偏壓電源62構成為對下部電極18施加包含負直流電壓之脈衝及正直流電壓之脈衝的電性偏壓EB。
電漿處理裝置1進而具備電源64。電源64構成一實施方式之第2電源。電源64構成為電性連接於構件60，對構件60施加電壓。構件60以暴露於腔室10內產生之電漿之方式配置。於一實施方式中，構件60為上部電極30，電源64電性連接於上部電極30。
以下，參照圖1與圖2。圖2係與一個例示性實施方式之電漿處理裝置相關之時序圖。於圖2中，橫軸表示時間。圖2之縱軸之「HF」為接通(ON)時，表示供給高頻電力HF，為斷開(OFF)時，表示停止供給高頻電力HF。圖2之縱軸之「PV」表示電源64對構件60施加之電壓。圖2之縱軸之「EB」表示電性偏壓EB。
於電漿處理裝置1中，於供給高頻電力HF之期間內，由腔室10內之氣體產生電漿。偏壓電源62於週期CY內之期間PN內，對下部電極18輸出具有負電位之電性偏壓EB。於期間PN內，對基板W供給電漿中之正離子。
電源64於週期CY內之期間PA(即第1期間)內，對構件60施加正電壓。期間PA係以下所有期間中之一部分期間，上述所有期間係自偏壓電源62對下部電極18輸出之電性偏壓EB於其週期CY(1個週期)內，電位為電性偏壓EB之平均電位以上的所有期間。期間PA例如為自偏壓電源62對下部電極18輸出之電性偏壓EB具有0或正電位之期間。於一實施方式中，構件60於期間PA內之電位亦可設定為較下部電極18於期間PA內之電位高的電位。當於期間PA內對構件60施加正電壓時，電漿中之電子被吸引至構件60。以可將電漿中之電子吸引至構件60，且抑制電漿中負離子之量降低之方式設定期間PA之時間長度。期間PA之時間長度可為1 μ秒以下，亦可為0.2 μ秒以下。
偏壓電源62於週期CY內之期間PA後之期間PP(即，第2期間)中，對下部電極18輸出具有正電位之電性偏壓EB。期間PP之時間長度亦可為0.05 μ秒以上、5 μ秒以下。於一實施方式中，偏壓電源62亦可對下部電極18輸出具有高於電性偏壓EB於期間PA內之電位的正電位之電性偏壓EB。電漿中之電子於期間PA內幾乎消失。因此，於期間PP內，對基板W供給電漿中之負離子。
再者，高頻電源61、即電漿產生部可構成為於期間PT內，停止供給用以於腔室10內產生電漿之高頻電力HF，或使高頻電力HF之電力位準降低。期間PT至少包含期間PA之開始時間點至期間PP之開始時間點與結束時間點之間的時間點之期間。於一例中，期間PT自期間PN之結束時間點與期間PA之開始時間點之間的時間點起，至期間PP之開始時間點與結束時間點間之時間點為止。
若於腔室10內存在電漿時對下部電極18施加具有正電位之電性偏壓EB，則電漿中之電子會較電漿中之離子更快地到達至基板支持器16。其結果為，下部電極18之電位被中和，用以將負離子饋入至基板支持器16之電場之強度變小。另一方面，於電漿處理裝置1中，於電漿中之電子被吸引至暴露於電漿之構件60後對下部電極18施加具有正電位之電性偏壓EB，故而對基板支持器16上之基板W有效率地供給電漿中之負離子。
如圖1所示，電漿處理裝置1進而具備控制部80。控制部80為具備處理器、記憶裝置、輸入裝置、顯示裝置等的電腦，對電漿處理裝置1之各部進行控制。具體而言，控制部80執行記憶於記憶裝置之控制程式，基於記憶於該記憶裝置之製程配方資料對電漿處理裝置1之各部進行控制。藉由利用控制部80進行控制，於電漿處理裝置1中執行由製程配方資料指定之製程。藉由利用控制部80對高頻電源61、電源64、及偏壓電源62進行控制，從而執行如圖2之時序圖之高頻電力HF、電壓PV、及電性偏壓EB之時序控制。
以下，參照圖3。圖3係概略地表示一個例示性實施方式之電漿處理裝置之電性構成之圖。於一實施方式中，電漿處理裝置1亦可具有圖3所示之構成以進行如圖2之時序圖之高頻電力HF、電壓PV、及電性偏壓EB之時序控制。
如圖3所示，偏壓電源62亦可經由濾波器62f連接於下部電極18。濾波器62f為低通濾波器，使可能流入偏壓電源62之高頻電力HF降低。
偏壓電源62亦可具有直流電源62p1、直流電源62p2、開關62s1、開關62s2、及開關62s3。直流電源62p1及直流電源62p2亦可分別為可變直流電源。直流電源62p1之正極經由開關62s1連接於下部電極18。直流電源62p1之負極接地。直流電源62p2之負極經由開關62s2連接於下部電極18。直流電源62p2之正極接地。開關62s3連接於接地極與下部電極18之間。再者，亦可任意設定分別構成直流電源62p1及直流電源62p2之可變直流電源之正極及負極。又，開關62s1、開關62s2、及開關62s3亦可並非經由一個濾波器62f連接於下部電極18，而分別經由對應之單獨濾波器連接於下部電極18。
可藉由控制部80分別控制開關62s1、開關62s2、及開關62s3之開閉。若將開關62s1關閉，將開關62s2與開關62s3打開，則來自直流電源62p1之正電壓輸出至下部電極18。若將開關62s2關閉，將開關62s1與開關62s3打開，則來自直流電源62p2之負電壓輸出至下部電極18。若將開關62s3關閉，將開關62s1與開關62s2打開，則下部電極18接地。
如圖3所示，電源64亦可經由濾波器64f連接於構件60。濾波器64f為低通濾波器，使可能流入電源64之高頻電力降低。
電源64亦可具有直流電源64p1、直流電源64p2、開關64s1、開關64s2、及開關64s3。直流電源64p1及直流電源64p2亦可分別為可變直流電源。直流電源64p1之正極經由開關64s1連接於構件60。直流電源64p1之負極接地。直流電源64p2之負極經由開關64s2連接於構件60。直流電源64p2之正極接地。開關64s3連接於接地極與構件60之間。再者，電源64亦可不具有直流電源64p2及開關64s2。再者，亦可任意設定分別構成直流電源64p1及直流電源64p2之可變直流電源之正極及負極。又，開關64s1、開關64s2、及開關64s3亦可並非經由一個濾波器64f連接於構件60，而分別經由對應之單獨濾波器連接於構件60。
可藉由控制部80分別控制開關64s1、開關64s2、及開關64s3之開閉。若將開關64s1關閉，將開關64s2與開關64s3打開，則來自直流電源64p1之正電壓施加至構件60。若將開關64s2關閉，將開關64s1與開關64s3打開，則來自直流電源64p2之負電壓施加至構件60。若將開關64s3關閉，將開關64s1與開關64s2打開，則構件60接地。
以下，參照圖4。圖4係與一個例示性實施方式之電漿處理裝置相關之另一時序圖。如圖4所示之時序圖所示，電漿處理裝置1亦可執行高頻電力HF、電壓PV、及電性偏壓EB之時序控制。具體而言，電源64亦可於週期CY內，在除期間PA之開始時間點至期間PP之結束時間點之期間以外的期間內，對構件60施加負電壓。
以下，參照圖5及圖6。圖5係概略地表示另一例示性實施方式之電漿處理裝置之電性構成之圖。圖6係與另一例示性實施方式之電漿處理裝置相關之時序圖。圖5所示之電漿處理裝置1B與電漿處理裝置1之不同之處在於具備偏壓電源62B而並非偏壓電源62。以下，針對與電漿處理裝置1之不同之處，對電漿處理裝置1B進行說明。再者，除以下說明之方面以外，電漿處理裝置1B之構成可與電漿處理裝置1之對應構成相同。
偏壓電源62B亦可對下部電極18輸出高頻電力(即高頻偏壓電力)作為電性偏壓EB。偏壓電源62B所輸出之電性偏壓EB、即高頻電力具有第2頻率。第2頻率例如為100 kHz～27 MHz之範圍內之頻率。如圖6所示，自偏壓電源62B對下部電極18輸出之電性偏壓EB於週期CY內之期間PN內具有負電位，於週期CY內除期間PN以外之期間內具有0或正電位。
如圖5所示，偏壓電源62B亦可具有高頻電源621及電源622。高頻電源621構成為產生具有第2頻率之高頻電力。高頻電源621經由匹配器62m及電極板19連接於下部電極18。匹配器62m具有匹配電路。匹配器62m之匹配電路具有可變阻抗。調整匹配器62m之匹配電路之阻抗以減少來自偏壓電源62之負載之反射。
如圖5所示，電源622亦可經由濾波器62f連接於下部電極18。濾波器62f為低通濾波器，使可能流入電源622之高頻電力HF降低。
電源622亦可具有直流電源62p1、開關62s1、及開關62s3。直流電源62p1亦可為可變直流電源。直流電源62p1之正極經由開關62s1連接於下部電極18。直流電源62p1之負極接地。開關62s3連接於接地極與下部電極18之間。再者，亦可任意設定構成直流電源62p1之可變直流電源之正極及負極。又，開關62s1及開關62s3亦可並非經由一個濾波器62f連接於下部電極18，而分別經由對應之單獨濾波器連接於下部電極18。
可藉由控制部80分別控制開關62s1及開關62s3之開閉。若將開關62s1關閉，將開關62s3打開，則來自直流電源62p1之正電壓輸出至下部電極18。若將開關62s3關閉，將開關62s1打開，則下部電極18接地。
為了產生圖6所示之電性偏壓EB，於除了期間PP以外之期間內，將開關62s1及開關62s3打開。因此，於除了期間PP以外之期間內，僅來自高頻電源621之高頻電力作為電性偏壓EB供給至下部電極18。於期間PP內，將開關62s1關閉，將開關62s3打開。因此，於期間PP內，來自高頻電源621之高頻電力與來自電源622之正電壓疊加產生之電性偏壓EB供給至下部電極18。
以下，參照圖7(a)、圖7(b)及圖7(c)。圖7(a)、圖7(b)及圖7(c)之各者係概略地表示又一例示性實施方式之電漿處理裝置之圖。如圖7(a)、圖7(b)及圖7(c)所示，構件60亦可為與上部電極30分開之構件。如圖7(a)所示，構件60亦可圍繞上部電極30於圓周方向上延伸。如圖7(b)所示，構件60亦可以包圍上部電極30與基板支持器16之間產生之電漿之方式於圓周方向上延伸。構件60可為腔室10之側壁(例如腔室本體12之側壁)或其一部分，亦可為與腔室10之側壁分開之構件。如圖7(c)所示，構件60亦可於包含基板支持器16周圍之空間之排氣路徑中於圓周方向上延伸。構件60可為擋板構件48，亦可為與擋板構件48分開之構件。
以下，以使用電漿處理裝置1或電漿處理裝置1B之情形為例，對例示性實施方式之電漿處理方法進行說明。於以下之說明中，參照圖2、圖4及圖6。電漿處理方法包含於腔室10內由氣體產生電漿之步驟。藉由供給來自高頻電源61之高頻電力HF，由腔室10內之氣體產生電漿。
電漿處理方法進而包含於期間PA內自第2電源(電源64)施加正電壓之步驟。如上所述，期間PA係以下所有期間中之一部分期間，上述所有期間係自第1電源(偏壓電源62或偏壓電源62B)對下部電極18輸出之電性偏壓EB於其週期CY內，電位為電性偏壓EB之平均電位以上的所有期間。期間PA例如為自第1電源(偏壓電源62或偏壓電源62B)對下部電極18輸出之電性偏壓EB具有0或正電位之期間。
電漿處理方法包含如下步驟：於期間PA後之期間PP內，自第1電源(偏壓電源62或偏壓電源62B)對下部電極18輸出具有正電位之電性偏壓EB。
再者，如上所述，於期間PT內，停止供給高頻電力HF，或可降低高頻電力HF之電力位準。期間PT至少包含期間PA之開始時間點至期間PP之開始時間點與結束時間點間之時間點的期間。
以上，對各種例示性實施方式進行了說明，但並不限定於上述例示性實施方式，亦可進行各種追加、省略、置換及變更。又，能夠組合不同實施方式中之要素而形成其他實施方式。
例如，於另一實施方式中，電漿處理裝置亦可具備與電容耦合型之電漿產生部不同之電漿產生部。即，於另一實施方式中，電漿處理裝置亦可具備感應耦合型電漿產生部、電子回旋共振(ECR)型電漿產生部、或使用微波等表面波之電漿產生部。
根據以上之說明，應當理解，於本說明書中描述本發明之各種實施方式之目的在於進行說明，可於不脫離本發明之範圍及主旨之前提下進行各種變更。因此，本說明書中所揭示之各種實施方式並不意圖進行限定，本發明之真正範圍與主旨由隨附之申請專利範圍表示。
1:電漿處理裝置 10:腔室 10s:內部空間 12:腔室本體 12g:閘閥 12p:通路 15:支持體 16:基板支持器 18:下部電極 18f:流路 19:電極板 20:靜電吸盤 23a:配管 23b:配管 25:氣體供給管線 28:筒狀部 29:絕緣部 30:上部電極 32:構件 34:頂板 34a:氣體噴出孔 36:支持體 36a:氣體擴散室 36b:氣體孔 36c:氣體導入口 38:氣體供給管 40:氣體源群 41:閥群 42:流量控制器群 43:閥群 48:擋板構件 50:排氣裝置 52:排氣管 60:構件 61:高頻電源 61m:匹配器 62:偏壓電源 62f:濾波器 62p1:直流電源 62p2:直流電源 62s1:開關 62s2:開關 62s3:開關 64:電源 64p1:直流電源 64p2:直流電源 64s1:開關 64s2:開關 64s3:開關 64f:濾波器 80:控制部 ER:邊緣環 GS:氣體供給部 W:基板
圖1係概略地表示一個例示性實施方式之電漿處理裝置之圖。 圖2係與一個例示性實施方式之電漿處理裝置相關之時序圖。 圖3係概略地表示一個例示性實施方式之電漿處理裝置之電性構成之圖。 圖4係與一個例示性實施方式之電漿處理裝置相關之另一時序圖。 圖5係概略地表示另一例示性實施方式之電漿處理裝置之電性構成之圖。 圖6係與另一例示性實施方式之電漿處理裝置相關之時序圖。 圖7(a)、圖7(b)、及圖7(c)分別概略地表示又一例示性實施方式之電漿處理裝置之圖。
1:電漿處理裝置
10:腔室
10s:內部空間
12:腔室本體
12g:閘閥
12p:通路
15:支持體
16:基板支持器
18:下部電極
18f:流路
19:電極板
20:靜電吸盤
23a:配管
23b:配管
25:氣體供給管線
28:筒狀部
29:絕緣部
30:上部電極
32:構件
34:頂板
34a:氣體噴出孔
36:支持體
36a:氣體擴散室
36b:氣體孔
36c:氣體導入口
38:氣體供給管
40:氣體源群
41:閥群
42:流量控制器群
43:閥群
48:擋板構件
50:排氣裝置
52:排氣管
61:高頻電源
61m:匹配器
62:偏壓電源
64:電源
64f:濾波器
80:控制部
ER:邊緣環
GS:氣體供給部
W:基板

Claims (10)

  1. 一種電漿處理裝置，其具備： 腔室； 基板支持器，其具有下部電極，且設置於上述腔室內； 電漿產生部，其構成為於上述腔室內由氣體產生電漿； 第1電源，其構成為產生電性偏壓，且電性連接於上述下部電極；以及 第2電源，其構成為對暴露於上述腔室內產生之電漿之構件施加正電壓； 上述第2電源構成為於第1期間內，對上述構件施加上述正電壓，上述第1期間係以下所有期間中之一部分期間，上述所有期間係自上述第1電源對上述下部電極輸出之上述電性偏壓於其週期內，電位為該電性偏壓之平均電位以上的所有期間， 上述第1電源構成為，於上述第1期間後之第2期間內對上述下部電極輸出具有正電位之上述電性偏壓。
  2. 如請求項1之電漿處理裝置，其中上述電漿產生部構成為，於至少上述第1期間之開始時間點至上述第2期間之開始時間點與結束時間點間之時間點的期間內，停止供給用以於上述腔室內產生電漿之高頻電力，或使該高頻電力之電力位準降低。
  3. 如請求項1或2之電漿處理裝置，其中上述第1期間內之上述構件之電位高於該第1期間內之上述下部電極之電位。
  4. 如請求項1至3中任一項之電漿處理裝置，其中上述第1電源構成為，於上述第2期間內，對上述下部電極輸出如下電性偏壓，上述電性偏壓具有正電位，且該正電位高於上述第1期間內上述電性偏壓之電位。
  5. 如請求項1至4中任一項之電漿處理裝置，其係電容耦合型之電漿處理裝置。
  6. 如請求項4之電漿處理裝置，其 進而具備設置於上述基板支持器之上方之上部電極， 上述構件為上述上部電極。
  7. 如請求項1至6中任一項之電漿處理裝置，其中上述第1電源構成為，週期性地輸出脈衝狀直流電壓或任意電壓波形作為上述電性偏壓。
  8. 如請求項1至6中任一項之電漿處理裝置，其中上述第1電源構成為，輸出高頻電力作為上述電性偏壓。
  9. 一種電漿處理方法，其包含如下步驟： (a)於電漿處理裝置之腔室內由氣體產生電漿，該電漿處理裝置具備設置於上述腔室內之基板支持器，且第1電源電性連接於該基板支持器內之下部電極； (b)於第1期間內，自第2電源對暴露於上述電漿之構件施加正電壓，上述第1期間係以下所有期間中之一部分期間，上述所有期間係自上述第1電源對上述下部電極輸出之電性偏壓於其週期內，電位為該電性偏壓之平均電位以上的所有期間；以及 (c)於上述第1期間後之第2期間內，自上述第1電源對上述下部電極輸出具有正電位之上述電性偏壓。
  10. 如請求項9之電漿處理方法，其中於至少上述第1期間之開始時間點至上述第2期間之開始時間點與結束時間點間之時間點的期間內，停止供給用以於上述腔室內產生電漿之高頻電力，或降低該高頻電力之電力位準。
TW110124595A 2020-07-15 2021-07-05 電漿處理裝置及電漿處理方法 TW202207305A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-121611 2020-07-15
JP2020121611A JP7504686B2 (ja) 2020-07-15 2020-07-15 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202207305A true TW202207305A (zh) 2022-02-16

Family

ID=79292864

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110124595A TW202207305A (zh) 2020-07-15 2021-07-05 電漿處理裝置及電漿處理方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US12020899B2 (zh)
JP (1) JP7504686B2 (zh)
KR (1) KR20220009335A (zh)
CN (1) CN113948361A (zh)
TW (1) TW202207305A (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2022999B1 (en) * 2019-04-24 2020-11-02 Prodrive Tech Bv Voltage waveform generator for plasma processing apparatuses

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000068227A (ja) 1998-08-24 2000-03-03 Nissin Electric Co Ltd 表面処理方法および装置
JP2001358129A (ja) 2000-06-16 2001-12-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
EP2479784B1 (en) 2004-06-21 2018-12-19 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and method
US7988816B2 (en) * 2004-06-21 2011-08-02 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and method
JP5674280B2 (ja) * 2009-03-02 2015-02-25 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US8475673B2 (en) * 2009-04-24 2013-07-02 Lam Research Company Method and apparatus for high aspect ratio dielectric etch
JP5558224B2 (ja) 2010-06-23 2014-07-23 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法
KR20120022251A (ko) 2010-09-01 2012-03-12 삼성전자주식회사 플라즈마 식각방법 및 그의 장치
US20140273487A1 (en) * 2013-03-13 2014-09-18 Applied Materials, Inc. Pulsed dc plasma etching process and apparatus
JP6153755B2 (ja) * 2013-04-03 2017-06-28 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
JP6670692B2 (ja) 2015-09-29 2020-03-25 株式会社日立ハイテク プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
US9788405B2 (en) 2015-10-03 2017-10-10 Applied Materials, Inc. RF power delivery with approximated saw tooth wave pulsing
JP6670697B2 (ja) * 2016-04-28 2020-03-25 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP6826955B2 (ja) * 2017-06-14 2021-02-10 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP7045152B2 (ja) * 2017-08-18 2022-03-31 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
US10763083B2 (en) 2017-10-06 2020-09-01 Lam Research Corporation High energy atomic layer etching
JP2019114692A (ja) * 2017-12-25 2019-07-11 東京エレクトロン株式会社 成膜方法
US20200058469A1 (en) 2018-08-14 2020-02-20 Tokyo Electron Limited Systems and methods of control for plasma processing
JP6762410B2 (ja) 2018-10-10 2020-09-30 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及び制御方法
JP7481823B2 (ja) 2018-11-05 2024-05-13 東京エレクトロン株式会社 エッチング方法及びプラズマ処理装置
JP7262375B2 (ja) 2019-11-26 2023-04-21 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220009335A (ko) 2022-01-24
CN113948361A (zh) 2022-01-18
US20220020567A1 (en) 2022-01-20
JP7504686B2 (ja) 2024-06-24
US12020899B2 (en) 2024-06-25
JP2022018484A (ja) 2022-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7297795B2 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP2021044540A (ja) 基板支持器及びプラズマ処理装置
JP7458287B2 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
TW202205513A (zh) 基板支持器及電漿處理裝置
TW202130226A (zh) 載置台及電漿處理裝置
CN112466735A (zh) 基片支承器和等离子体处理装置
CN111146061A (zh) 等离子体处理装置和等离子体处理方法
JP7336395B2 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
TW202207305A (zh) 電漿處理裝置及電漿處理方法
KR20210116261A (ko) 플라즈마 처리 장치
JP7158308B2 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP2022075506A (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
CN113571403A (zh) 等离子体处理装置及等离子体处理方法
TW202127964A (zh) 電漿處理裝置及電漿處理方法
JP6960421B2 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP7486450B2 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP7278896B2 (ja) プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
US20220139672A1 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
JP7071946B2 (ja) プラズマ処理装置
WO2024062804A1 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP2024086851A (ja) プラズマ処理装置