TW202226322A - 電漿處理裝置及電漿處理方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種技術，其基於邊緣環已被施加負直流電壓之狀態下的邊緣環之自偏壓電壓之推定值，來調整要對邊緣環施加之負直流電壓。 本發明所揭示之電漿處理裝置中，控制部特定出開始從直流電源對邊緣環ER施加負直流電壓後在邊緣環與直流電源之間開始流動電流之時點。控制部根據表示邊緣環之該時點之電壓的電壓測定值，特定出隨著高頻電力供給而產生的邊緣環之自偏壓電壓之推定值。控制部將由直流電源施加至邊緣環之負直流電壓之絕對值設為自偏壓電壓之推定值之絕對值與設定值之和的值。

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。
電漿處理裝置在對基板進行之電漿處理中被使用。電漿處理裝置具備腔室及基板支持器。基板支持器設置於腔室內，具有下部電極及靜電吸盤。基板支持器支持配置於其上之邊緣環。基板配置於基板支持器上且由邊緣環包圍之區域內。進行電漿處理時，被從高頻電源供給高頻電力。
進行電漿處理後，邊緣環之厚度便會減少。一旦邊緣環之厚度變小，邊緣環上方處之鞘(電漿鞘)之上端位置相對於基板上方處之鞘之上端位置便會降低。結果，離子相對於基板邊緣之行進方向發生傾斜。
專利文獻1揭示了將離子之行進方向修正為垂直之技術。專利文獻1之技術係週期性供給高頻電力之脈衝，並將與高頻電力之脈衝同步之負直流電壓之脈衝週期性施加至邊緣環。負直流電壓所具有之絕對值係邊緣環之自偏壓電壓之絕對值與設定值之和。邊緣環之自偏壓電壓係藉由測定停止供給負直流電壓之脈衝期間之邊緣環之電壓而特定出來。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2019-4027號公報
[發明所欲解決之問題]
本發明提供一種技術，其係基於邊緣環已被施加負直流電壓之狀態下的邊緣環之自偏壓電壓之推定值，來調整要對邊緣環施加之負直流電壓。 [解決問題之技術手段]
於一例示性實施方式中，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、高頻電源、直流電源、電壓測定器、電流測定器、及控制部。基板支持器設置於腔室內，具有電極及設置於該電極上之靜電吸盤。高頻電源係以對基板支持器之電極供給高頻電力之方式構成。直流電源構成為，電性連接於在基板支持器上以包圍基板之方式配置之邊緣環，且產生要對邊緣環施加之負直流電壓。電壓測定器係以取得表示邊緣環之電壓的電壓測定值之方式構成。電流測定器係以取得表示在邊緣環與直流電源之間流動之電流的電流測定值的方式構成。控制部根據由電流測定器取得之電流測定值，特定出開始從直流電源對邊緣環施加負直流電壓後在邊緣環與直流電源之間開始流動電流的時點。控制部根據由電壓測定器取得之上述時點之電壓測定值，特定出隨著高頻電力供給而產生的邊緣環之自偏壓電壓的推定值。控制部將由直流電源施加至邊緣環之負直流電壓之絕對值設定為自偏壓電壓之推定值之絕對值與設定值之和的值。 [發明之效果]
根據一例示性實施方式，能夠基於邊緣環已被施加負直流電壓之狀態下的邊緣環之自偏壓電壓之推定值，來調整要對邊緣環施加之負直流電壓。
以下，對多種例示性實施方式進行說明。
於一例示性實施方式中，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、高頻電源、直流電源、電壓測定器、電流測定器、及控制部。基板支持器設置於腔室內，具有電極及設置於該電極上之靜電吸盤。高頻電源係以對基板支持器之電極供給高頻電力之方式構成。直流電源構成為，電性連接於在基板支持器上以包圍基板之方式配置之邊緣環，且產生要對邊緣環施加之負直流電壓。電壓測定器係以取得表示邊緣環之電壓的電壓測定值之方式構成。電流測定器係以取得表示在邊緣環與直流電源之間流動之電流的電流測定值的方式構成。控制部根據由電流測定器取得之電流測定值，特定出開始從直流電源對邊緣環施加負直流電壓後在邊緣環與直流電源之間開始流動電流的時點。控制部根據由電壓測定器取得之上述時點之電壓測定值，特定出隨著高頻電力供給而產生的邊緣環之自偏壓電壓的推定值。控制部將由直流電源施加至邊緣環之負直流電壓之絕對值設定為自偏壓電壓之推定值之絕對值與設定值之和的值。
在開始對邊緣環施加負直流電壓之後，於邊緣環之電壓超過自偏壓電壓之時點，邊緣環與直流電源之間開始流動電流。因此，根據上述實施方式，能夠根據於將負直流電壓施加至邊緣環之狀態下測定之電壓測定值獲得邊緣環之自偏壓電壓之推定值，並基於該推定值來調整要對邊緣環施加之負直流電壓。又，能夠根據於未停止施加負直流電壓之狀態下獲得之電壓測定值而得到邊緣環之自偏壓電壓之推定值，因此能夠抑制取得該電壓測定值時之電漿變動，從而抑制反射波。
於一例示性實施方式中，高頻電源可週期性供給高頻電力之脈衝。直流電源可將負直流電壓之脈衝與高頻電力之脈衝同步地週期性施加至邊緣環。
於一例示性實施方式中，控制部可構成為，將複數個電壓測定值之平均值(移動平均值)作為自偏壓電壓之推定值來利用。於該實施方式中，複數個電壓測定值可藉由重複進行以下操作來獲得，即，將負直流電壓之脈衝週期性施加至邊緣環，以取得上述時點之電壓測定值。
於一例示性實施方式中，電流測定器及電壓測定器可內置於直流電源內。或者，電流測定器及電壓測定器亦可設置於直流電源之外部。
於一例示性實施方式中，控制部可內置於直流電源內。或者，控制部亦可設置於直流電源之外部。
於一例示性實施方式中，控制部可就邊緣環與直流電源之間開始流動電流之上述時點，特定出以下時點，即，在開始從直流電源對邊緣環施加負直流電壓之後的規定時間內，電流測定值超過規定閾值之時點。
於另一例示性實施方式中，提供一種電漿處理方法。電漿處理方法包括於電漿處理裝置之腔室內在基板支持器上準備基板的步驟(a)。基板支持器具有電極及設置於該電極上之靜電吸盤，支持由配置於其上之邊緣環包圍之區域內配置的基板。電漿處理方法進而包括從高頻電源對基板支持器之電極供給高頻電力的步驟(b)。電漿處理方法進而包括從直流電源對邊緣環施加負直流電壓的步驟(c)。電漿處理方法進而包括調整負直流電壓之步驟(d)。步驟(d)包括：根據由電流測定器取得之電流測定值，特定出開始從直流電源對邊緣環施加負直流電壓後在邊緣環與直流電源之間開始流動電流的時點。步驟(d)進而包括：根據由電壓測定器取得之邊緣環之上述時點之電壓測定值，特定出隨著高頻電力供給而產生的邊緣環之自偏壓電壓的推定值。步驟(d)進而包括：將由直流電源施加至邊緣環之負直流電壓之絕對值設定為自偏壓電壓之推定值之絕對值與設定值之和的值。
一例示性實施方式中，高頻電源可於步驟(b)中，週期性供給高頻電力之脈衝。直流電源可於步驟(c)中，將負直流電壓之脈衝與高頻電力之脈衝同步地週期性施加至邊緣環。
一例示性實施方式中，於步驟(d)中，可將複數個電壓測定值之平均值作為自偏壓電壓之推定值來利用。於該實施方式中，複數個電壓測定值之平均值(移動平均值)藉由重複以下操作來獲得，即，將負直流電壓之脈衝週期性施加至邊緣環，以取得上述時點之電壓測定值。
一例示性實施方式中，就邊緣環與直流電源之間開始流動電流之上述時點，可特定出以下時點，即，在開始從直流電源對邊緣環施加負直流電壓之後的規定時間內，電流測定值超過規定閾值之時點。
以下，參照附圖對各種例示性實施方式進行詳細說明。再者，對於各附圖中相同或相當之部分標註相同符號。
圖1係概略性地表示一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係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於其中提供有內部空間10s。
於一實施方式中，腔室10可包含腔室本體12。腔室本體12具有大致圓筒形狀。內部空間10s係提供於腔室本體12之中。腔室本體12包含例如鋁。腔室本體12電性接地。於腔室本體12之內壁面、即劃分形成內部空間10s之壁面，形成有具有耐電漿性之膜。該膜可為藉由陽極氧化處理形成之膜或由氧化釔形成之膜等陶瓷製之膜。
腔室本體12之側壁提供通路12p。基板W在內部空間10s與腔室10之外部之間被搬送時，通過通路12p。為了將該通路12p進行開閉，沿腔室本體12之側壁設有閘閥12g。
電漿處理裝置1進而具備基板支持器16。基板支持器16設置於腔室10內。基板支持器16以支持載置於其上之基板W之方式構成。基板支持器16可受到支持部15支持。支持部15從腔室本體12之底部向上方延伸。支持部15具有大致圓筒形狀。支持部15由石英等絕緣材料形成。
基板支持器16具有下部電極18及靜電吸盤20。基板支持器16可進而具有電極板21。電極板21由鋁等導電性材料形成，具有大致圓盤形狀。下部電極18設置於電極板21上。下部電極18由鋁等導電性材料形成，具有大致圓盤形狀。下部電極18電性連接於電極板21。
下部電極18於其內部提供有流路18f。流路18f係熱交換介質用之流路。流路18f從供給裝置(例如，冷卻器單元)經由配管23a接受熱交換介質。該供給裝置設置於腔室10之外部。熱交換介質可為液狀之冷媒、或者藉由其氣化而將下部電極18冷卻之冷媒(例如，氟氯碳化物)。熱交換介質在流路18f中流動而經由配管23b返回至供給裝置。
靜電吸盤20設置於下部電極18上。基板W在內部空間10s中被處理時，載置於靜電吸盤20上，由靜電吸盤20保持。靜電吸盤20具有本體及電極。靜電吸盤20之本體由介電體形成。靜電吸盤20之本體具有大致圓盤形狀。靜電吸盤20之電極係膜狀之電極，設置於靜電吸盤20之本體內。於靜電吸盤20之電極，電性連接有直流電源。當從直流電源對靜電吸盤20之電極施加電壓時，靜電吸盤20與基板W之間便會產生靜電引力。藉由所產生之靜電引力，基板W被吸至靜電吸盤20上，而由靜電吸盤20保持。
電漿處理裝置1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)之間的間隙。
電漿處理裝置1進而具備筒狀部28及絕緣部29。筒狀部28從腔室本體12之底部向上方延伸。筒狀部28沿支持部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由例如石英等陶瓷形成。絕緣部29具有大致圓筒形狀。絕緣部29沿電極板21之外周、下部電極18之外周、及靜電吸盤20之外周延伸。
以下，參照圖1及圖2。圖2係一例示性實施方式之電漿處理裝置之基板支持器與聚焦環之局部放大剖視圖。基板支持器16以支持配置於其上之邊緣環ER之方式構成。於一實施方式中，基板支持器16具有搭載區域20r。搭載區域20r可為靜電吸盤20之外周區域。邊緣環ER搭載於搭載區域20r上。邊緣環ER具有大致環形狀。邊緣環ER具有導電性。邊緣環ER由例如矽或碳化矽(SiC)形成。基板W具有圓盤形狀，配置於靜電吸盤20上且由邊緣環ER包圍之區域內。
如圖1所示，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與構件32一起將腔室本體12之上部開口封閉。構件32具有絕緣性。上部電極30經由該構件32而被支持於腔室本體12之上部。
上部電極30包含頂板34及支持體36。頂板34之下表面劃分形成內部空間10s。頂板34提供有複數個氣體孔34a。複數個氣體孔34a各自於板厚方向(鉛直方向)上貫通頂板34。頂板34由例如矽形成。或者，頂板34可具有於鋁製構件之表面設有耐電漿性之膜之構造。該膜可為藉由陽極氧化處理形成之膜或由氧化釔形成之膜等陶瓷製之膜。
支持體36將頂板34自由裝卸地支持。支持體36由例如鋁等導電性材料形成。支持體36於其內部提供有氣體擴散室36a。支持體36進而提供有複數個氣體孔36b。複數個氣體孔36b從氣體擴散室36a向下方延伸。複數個氣體孔36b分別與複數個氣體孔34a連通。支持體36進而提供有氣體導入埠36c。氣體導入埠36c連接於氣體擴散室36a。於氣體導入埠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。氣體源群40包含複數個氣體源。閥群41及閥群43各自包含複數個閥(例如開閉閥)。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各自係質量流量控制器或壓力控制式流量控制器。氣體源群40之複數個氣體源各自經由閥群41之對應之閥、流量控制器群42之對應之流量控制器、及閥群43之對應之閥而連接於氣體供給管38。電漿處理裝置1能夠將來自氣體源群40之複數個氣體源中被選擇之一個以上氣體源之氣體以經個別調整後之流量供給至內部空間10s。
於筒狀部28與腔室本體12之側壁之間，設有擋板48。擋板48可藉由例如於鋁製構件上被覆氧化釔等陶瓷而構成。擋板48提供有多個貫通孔。在擋板48之下方，排氣管52連接於腔室本體12之底部。於排氣管52，連接有排氣裝置50。排氣裝置50具有自動壓力控制閥等壓力控制器、及渦輪分子泵等真空泵，能夠減小內部空間10s中之壓力。
於一實施方式中，電漿處理裝置1進而具備高頻電源61。高頻電源61係產生電漿生成用之高頻電力HF之電源。高頻電力HF具有27～100 MHz之範圍內之頻率、例如40 MHz或60 MHz之頻率。高頻電源61為了將高頻電力HF供給至下部電極18，而經由匹配器63及電極板21連接於下部電極18。匹配器63具有用以使高頻電源61之負載側(下部電極18側)之阻抗與高頻電源61之輸出阻抗匹配之匹配電路。再者，高頻電源61亦可不電性連接於下部電極18，亦可經由匹配器63連接於上部電極30。
電漿處理裝置1進而具備高頻電源62。高頻電源62係產生用以向基板W饋入離子之偏壓高頻電力、即高頻電力LF之電源。高頻電力LF之頻率低於高頻電力HF之頻率。高頻電力LF之頻率係400 kHz～13.56 MHz之範圍內之頻率，例如為400 kHz。高頻電源62為了將高頻電力LF供給至下部電極18，而經由匹配器64及電極板21連接於下部電極18。匹配器64係用以使高頻電源62之負載側(下部電極18側)之阻抗與高頻電源62之輸出阻抗匹配之匹配電路。
再者，電漿處理裝置1亦可僅使用高頻電源62而生成電漿。於該情形時，高頻電力LF可具有13.56 MHZ以上之頻率、例如40 MHz之頻率。於該情形時，電漿處理裝置1亦可不具備高頻電源61及匹配器63。
於一實施方式中，高頻電源61可供給高頻電力HF之連續波。高頻電源61可週期性供給高頻電力HF之脈衝。又，高頻電源62可供給高頻電力LF之連續波。高頻電源62可週期性供給高頻電力LF之脈衝。於使用高頻電力HF之脈衝與高頻電力LF之脈衝之情形時，該等脈衝可相互同步。
電漿處理裝置1中，向腔室10內供給氣體。而且，藉由供給高頻電力HF及/或高頻電力LF，於腔室10內激發出氣體。結果，於腔室10內生成電漿。藉由來自所生成電漿之離子及/或自由基等化學物種，來處理基板W。
電漿處理裝置1進而具備直流電源70。直流電源70電性連接於邊緣環ER。於一實施方式中，直流電源70連接於將高頻電源62連接至下部電極18之電氣通路。又，如圖2所示，下部電極18經由導體22連接於邊緣環ER。
直流電源70以對邊緣環ER施加負直流電壓之方式構成。藉由從直流電源70將負直流電壓施加至邊緣環ER，來調整邊緣環ER上方的鞘(電漿鞘)之厚度。結果，離子相對於基板W邊緣之行進方向得到調整。直流電源70要輸出之負直流電壓係由下述控制部PC來設定。關於負直流電壓設定之相關詳情，於下文進行敍述。
於一實施方式中，直流電源70可包含可變直流電源70v及開關70s。可變直流電源70v之正極連接於接地極，可變直流電源70v之負極經由開關70s電性連接於邊緣環ER。於一實施方式中，直流電源70可將負直流電壓之脈衝施加至邊緣環ER。負直流電壓之脈衝係與高頻電力HF之脈衝及/或高頻電力LF之脈衝同步。為了將負直流電壓之脈衝施加至邊緣環ER，而控制開關70s之開閉狀態。若開關70s關閉，則負直流電壓被施加至邊緣環ER，若開關70s打開，則負直流電壓向邊緣環ER之施加得以停止。
電漿處理裝置1進而具備電壓測定器71及電流測定器72。電壓測定器71及電流測定器72可內置於直流電源70。或者，電壓測定器71及電流測定器72可為與直流電源70分開之部分，亦可設置於直流電源70之外部。
電壓測定器71構成為具有電壓感測器71v，取得表示邊緣環ER之電壓之電壓測定值。於一實施方式中，電壓測定器71具有分壓電路。分壓電路連接於邊緣環ER與接地極之間。一實施方式中，分壓電路連接於將直流電源70連接至下部電極18之電氣通路與接地極之間。分壓電路可為電阻分壓電路。電壓感測器71v連接於電阻分壓電路之兩個電阻之間之節點。電壓感測器71v構成為取得該節點處之電壓之測定值、即表示邊緣環ER之電壓之電壓測定值。由電壓感測器71v取得之電壓測定值被輸入至控制部PC，並於控制部PC中得到利用。
電漿處理裝置1進而具備電流測定器72。電流測定器72以取得表示在邊緣環ER與直流電源70之間流動之電流之電流測定值的方式構成。於一實施方式中，電流測定器72測定在將直流電源70與下部電極18電性連接之電氣通路中流動之電流。再者，電流測定器72既可為如磁場檢測型電流感測器之非接觸電流感測器，亦可為電阻檢測型電流感測器。由電流測定器72取得之電流測定值被輸入至控制部PC，並於控制部PC中得到利用。
電漿處理裝置1可進而具備高頻阻斷濾波器74。高頻阻斷濾波器74係為了防止高頻電力流入直流電源70而設。高頻阻斷濾波器74具有例如電容器。高頻阻斷濾波器74之電容器連接於將直流電源70與下部電極18電性連接之電氣通路和接地極之間。
電漿處理裝置1進而具備控制部PC。控制部PC以控制直流電源70之方式構成。控制部PC可為具備處理器、記憶裝置、輸入裝置、顯示裝置等之電腦。控制部PC可內置於直流電源70內，或者，亦可設置於直流電源70之外部。
電漿處理裝置1進而具備控制部MC。控制部MC係具備處理器、記憶裝置、輸入裝置、顯示裝置等之電腦，控制電漿處理裝置1之各部。具體而言，控制部MC執行記憶裝置中所記憶之控制程式，並基於該記憶裝置中所記憶之製程配方資料來控制電漿處理裝置1之各部。藉由控制部MC之控制，電漿處理裝置1能夠執行由製程配方資料指定之製程。又，藉由控制部MC之控制，電漿處理裝置1能夠執行各種實施方式之電漿處理方法。再者，控制部MC以進行電漿處理裝置1之整體控制之方式構成，設置於直流電源70之外部。
以下，參照圖3及圖4，對一例示性實施方式之電漿處理方法進行說明。圖3係一例示性實施方式之電漿處理方法之流程圖。圖4係與一例示性實施方式之電漿處理方法相關之時序圖。又，以下之說明中，亦對電漿處理裝置1之控制部MC及控制部PC之控制進行說明。
圖3所示之電漿處理方法(以下，亦稱為「方法MT」)係於步驟STa中開始。步驟STa中，於電漿處理裝置1之腔室10內在基板支持器16上準備基板W。基板W載置於由邊緣環ER包圍之區域內且基板支持器16上，由靜電吸盤20保持。
然後，對腔室10內供給處理氣體，將腔室10內之氣體之壓力設定為指定之壓力。為此，控制部MC控制氣體供給部將處理氣體供給至腔室10內。又，控制部MC控制排氣裝置50將腔室10內之氣體之壓力設定為指定之壓力。
步驟STb中，供給高頻電力HF及高頻電力LF中之一者或兩者。步驟STb係於向腔室10內進行處理氣體供給之期間內進行。於一實施方式中，如圖4所示，高頻電力HF及高頻電力LF中在步驟STb中供給之至少其中一種高頻電力作為脈衝狀之高頻電力(即，高頻電力之脈衝)被週期性供給。步驟STb中，於腔室10內從處理氣體生成電漿。控制部MC控制高頻電源61及/或高頻電源62來供給高頻電力HF(連續波或脈衝)及/或高頻電力LF(連續波或脈衝)，以此執行步驟STb。
方法MT可進而具備步驟ST1。步驟ST1係為了特定出邊緣環ER之自偏壓電壓Vdc之初始值Vdci而進行。在執行步驟ST1之過程中，直流電源70之輸出電壓(圖4之Vout)被設定為0 V。於步驟ST1中，控制部PC採用在供給高頻電力HF及高頻電力LF中之一者或兩者之期間內由電壓測定器81取得之邊緣環ER之電壓測定值來作為自偏壓電壓Vdc之初始值Vdci。再者，自偏壓電壓Vdc之初始值Vdci可根據方法MT中進行之電漿處理之條件來決定。
後續步驟ST2中，設定要在步驟STc中從直流電源70向邊緣環ER施加之負直流電壓VA。步驟ST2中，負直流電壓VA被設定成，其具有之絕對值為自偏壓電壓Vdc之初始值Vdci之絕對值與設定值ΔV之和的值。即，設定成，要在步驟STc中從直流電源70向邊緣環ER施加之負直流電壓VA為-(｜Vdci｜＋ΔV)。
於步驟ST2中，設定值ΔV由控制部MC特定出來，且由控制部MC設定給直流電源70。控制部MC使用預先規定之函數或表格，從根據邊緣環ER之消耗量(從邊緣環ER之厚度之初始值起之減少量)與電漿處理之製程條件特定出來之下部電極18之自偏壓電壓，特定出設定值ΔV。即，控制部MC藉由將邊緣環ER之消耗量與下部電極18之自偏壓電壓輸入至上述函數，或使用邊緣環ER之消耗量與下部電極18之自偏壓電壓而參照上述表格，來決定設定值ΔV。
控制部MC可於設定值ΔV之決定中，將邊緣環ER之初始厚度與所測定出之邊緣環ER之厚度之差作為邊緣環ER之消耗量使用。邊緣環ER之厚度可使用如雷射測定器之光學測定器或電氣測定器來測定。或者，控制部MC可於設定值ΔV之決定中，根據使用邊緣環ER進行之電漿處理之條件及時間來決定邊緣環ER之消耗量。
後續步驟STc係於執行步驟STb之期間內進行。步驟STc中，將負直流電壓VA從直流電源70施加至邊緣環ER。在步驟STc中要施加之負直流電壓VA初期為在步驟ST2中設定之電壓。步驟STc中，可如圖4所示，將負直流電壓VA之脈衝週期性施加至邊緣環ER。負直流電壓VA之脈衝係與在步驟STb中要供給之高頻電力(高頻電力HF及/或高頻電力LF)之脈衝同步。控制部PC控制直流電源70，將負直流電壓(或其脈衝)施加至邊緣環ER，以此執行步驟STc。
後續步驟STd係於執行步驟STc之期間內進行。步驟STd中，對從直流電源70對邊緣環ER施加之負直流電壓VA進行調整。步驟STd包括步驟STd1、步驟STd2、及步驟STd3。
步驟STd1中，求出在開始從直流電源70對邊緣環ER施加負直流電壓(或其脈衝)之後，邊緣環ER與直流電源70之間開始流動電流之時點TP(參照圖4)。開始流動電流之時點TP係由控制部PC根據電流測定器72取得之電流測定值來求出。一實施方式中，特定出在開始從直流電源70對邊緣環ER施加負直流電壓VA之後之規定時間內由電流測定器72取得之電流測定值超過規定閾值之時點，將其作為時點TP。
步驟STd2中，根據由電壓測定器71取得之時點TP之電壓測定值，特定出隨著高頻電力(HF及/或LF)供給而產生的邊緣環ER之自偏壓電壓Vdc之推定值Vdce。推定值Vdce係由控制部PC特定出來。於一實施方式中，可採用複數個電壓測定值之平均值(移動平均值)來作為自偏壓電壓Vdc之推定值Vdce。複數個電壓測定值係藉由重複以下操作來獲得，即，從直流電源70將負直流電壓之脈衝週期性施加至邊緣環ER而取得時點TP之電壓測定值。
步驟STd3中，由直流電源70施加至邊緣環ER之負直流電壓VA之絕對值被設定為自偏壓電壓Vdc之推定值Vdce之絕對值與設定值ΔV之和的值。即，步驟STc中從直流電源70施加至邊緣環ER之負直流電壓VA按-(｜Vdce｜＋ΔV)進行設定。步驟STd3中之負直流電壓VA之設定係由控制部PC進行。
方法MT可進而包括步驟STJ。步驟STJ中，判定是否滿足停止條件。例如於以下情形時滿足停止條件：電漿處理之經過時間達到規定時間時；或者，判定終點檢測之結果為已到應結束電漿處理之狀態時。當在步驟STJ中判定不滿足停止條件時，繼續步驟STc及步驟STd。另一方面，當在步驟STJ中判定滿足停止條件時，方法MT結束。
在開始對邊緣環ER施加負直流電壓之後，於邊緣環ER之電壓超過自偏壓電壓Vdc之時點，邊緣環ER與直流電源70之間開始流動電流。因此，能夠根據於將負直流電壓施加至邊緣環ER之狀態下測定之電壓測定值獲得邊緣環ER之自偏壓電壓Vdc之推定值Vdce，並基於推定值Vdce來調整要對邊緣環ER施加之負直流電壓。又，由於能夠根據於未停止施加負直流電壓之狀態下獲得之電壓測定值而獲得邊緣環ER之自偏壓電壓Vdc之推定值Vdce，故而能夠抑制取得該電壓測定值時之電漿變動，從而抑制反射波。
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，而可進行各種追加、省略、置換、及變更。又，能夠將不同實施方式中之要素加以組合而形成其他實施方式。
例如於另一實施方式中，電漿處理裝置可為與電漿處理裝置1不同之電容耦合型電漿處理裝置。於又一實施方式中，電漿處理裝置可為與電容耦合型不同之類型之電漿處理裝置。此種電漿處理裝置可為感應耦合型電漿處理裝置、電子迴旋共振電漿處理裝置、或使用如微波之表面波而生成電漿之電漿處理裝置。
又，上述控制部PC之控制可由控制部MC來進行。於該情形時，電漿處理裝置1亦可不具備控制部PC。
根據以上說明應當能理解，本發明之各種實施方式係以說明為目的而於本說明書中加以闡述，可在不脫離本發明之範圍及主旨的情況下進行多種變更。因此，並不意圖限定本說明書所揭示之各種實施方式，真正的範圍及主旨係由隨附之申請專利範圍來表示。
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:支持部 16:基板支持器 18:下部電極 18f:流路 20:靜電吸盤 20r:搭載區域 21:電極板 22:導體 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:氣體孔 36:支持體 36a:氣體擴散室 36b:氣體孔 36c:氣體導入埠 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 50:排氣裝置 52:排氣管 61:高頻電源 62:高頻電源 63:匹配器 64:匹配器 70:直流電源 70s:開關 70v:可變直流電源 71:電壓測定器 71v:電壓感測器 72:電流測定器 74:高頻阻斷濾波器 ER:邊緣環 HF:高頻電力 LF:高頻電力 MC:控制部 PC:控制部 ST1:步驟 ST2:步驟 STa:步驟 STb:步驟 STc:步驟 STd:步驟 STd1:步驟 STd2:步驟 STd3:步驟 STJ:步驟 TP:時點 VA:負直流電壓 Vdc:自偏壓電壓 Vout:輸出電壓 W:基板
圖1係概略性地表示一例示性實施方式之電漿處理裝置之圖。 圖2係一例示性實施方式之電漿處理裝置之基板支持器與聚焦環之局部放大剖視圖。 圖3係一例示性實施方式之電漿處理方法之流程圖。 圖4係與一例示性實施方式之電漿處理方法相關之時序圖。
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:支持部
16:基板支持器
18:下部電極
18f:流路
20:靜電吸盤
20r:搭載區域
21:電極板
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:氣體孔
36:支持體
36a:氣體擴散室
36b:氣體孔
36c:氣體導入埠
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
50:排氣裝置
52:排氣管
61:高頻電源
62:高頻電源
63:匹配器
64:匹配器
70:直流電源
70s:開關
70v:可變直流電源
71:電壓測定器
71v:電壓感測器
72:電流測定器
74:高頻阻斷濾波器
ER:邊緣環
HF:高頻電力
LF:高頻電力
MC:控制部
PC:控制部
W:基板

Claims (12)

  1. 一種電漿處理裝置，其具備： 腔室； 基板支持器，其設置於上述腔室內，且具有電極及設置於該電極上之靜電吸盤； 高頻電源，其以對上述電極供給高頻電力之方式構成； 直流電源，其構成為，電性連接於在上述基板支持器上以包圍基板之方式配置之邊緣環，且產生要對該邊緣環施加之負直流電壓； 電壓測定器，其以取得表示上述邊緣環之電壓之電壓測定值之方式構成； 電流測定器，其以取得表示在上述邊緣環與上述直流電源之間流動之電流之電流測定值的方式構成；及 控制部，其以控制上述直流電源之方式構成；且 上述控制部構成為， 根據由上述電流測定器取得之上述電流測定值，特定出開始從上述直流電源對上述邊緣環施加上述負直流電壓後在上述邊緣環與上述直流電源之間開始流動電流之時點； 根據由上述電壓測定器取得之上述時點之上述電壓測定值，特定出隨著上述高頻電力供給而產生的上述邊緣環之自偏壓電壓之推定值； 將由上述直流電源施加至上述邊緣環之上述負直流電壓之絕對值設定為上述自偏壓電壓之上述推定值之絕對值與設定值之和的值。
  2. 如請求項1之電漿處理裝置，其中上述高頻電源週期性供給上述高頻電力之脈衝， 上述直流電源將上述負直流電壓之脈衝與上述高頻電力之脈衝同步地週期性施加至上述邊緣環。
  3. 如請求項2之電漿處理裝置，其中上述控制部構成為，將複數個電壓測定值之平均值作為上述自偏壓電壓之上述推定值來利用，該複數個電壓測定值係藉由重複以下操作來獲得，即，將上述負直流電壓之上述脈衝週期性施加至上述邊緣環，以取得上述時點之上述電壓測定值。
  4. 如請求項1至3中任一項之電漿處理裝置，其中上述電流測定器及上述電壓測定器內置於上述直流電源內。
  5. 如請求項1至3中任一項之電漿處理裝置，其中上述電流測定器及上述電壓測定器設置於上述直流電源之外部。
  6. 如請求項1至5中任一項之電漿處理裝置，其中上述控制部內置於上述直流電源內。
  7. 如請求項1至5中任一項之電漿處理裝置，其中上述控制部設置於上述直流電源之外部。
  8. 如請求項1至7中任一項之電漿處理裝置，其中上述控制部構成為，特定出在開始從上述直流電源對上述邊緣環施加上述負直流電壓之後的規定時間內，上述電流測定值超過規定閾值之時點，作為上述邊緣環與上述直流電源之間開始流動電流之上述時點。
  9. 一種電漿處理方法，其包括： (a)於電漿處理裝置之腔室內在基板支持器上準備基板之步驟，其中，該基板支持器具有電極及設置於該電極上之靜電吸盤，支持由配置於其上之邊緣環包圍之區域內配置之上述基板； (b)從高頻電源對上述電極供給高頻電力之步驟； (c)從直流電源對上述邊緣環施加負直流電壓之步驟； (d)調整上述負直流電壓之步驟；且 上述(d)包括以下操作： 根據由電流測定器取得之電流測定值，特定出開始從上述直流電源對上述邊緣環施加上述負直流電壓後在上述邊緣環與上述直流電源之間開始流動電流之時點； 根據由電壓測定器取得之上述邊緣環之上述時點之電壓測定值，特定出隨著上述高頻電力供給而產生的上述邊緣環之自偏壓電壓之推定值； 將由上述直流電源施加至上述邊緣環之上述負直流電壓之絕對值設定為上述自偏壓電壓之上述推定值之絕對值與設定值之和的值。
  10. 如請求項9之電漿處理方法，其中上述高頻電源於上述(b)中，週期性供給上述高頻電力之脈衝， 上述直流電源於上述(c)中，將上述負直流電壓之脈衝與上述高頻電力之脈衝同步地週期性施加至上述邊緣環。
  11. 如請求項10之電漿處理方法，其中於上述(d)中，將複數個電壓測定值之平均值作為上述自偏壓電壓之上述推定值來利用，該複數個電壓測定值係藉由重複以下操作來獲得，即，將上述負直流電壓之脈衝週期性施加至上述邊緣環，以取得上述時點之上述電壓測定值。
  12. 如請求項9至11中任一項之電漿處理方法，其中特定出在開始從上述直流電源對上述邊緣環施加上述負直流電壓之後的規定時間內，上述電流測定值超過規定閾值之時點，作為上述邊緣環與上述直流電源之間開始流動電流之上述時點。
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