TW202304258A - 濾波電路及電漿處理裝置 - Google Patents

濾波電路及電漿處理裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW202304258A
TW202304258A TW111102105A TW111102105A TW202304258A TW 202304258 A TW202304258 A TW 202304258A TW 111102105 A TW111102105 A TW 111102105A TW 111102105 A TW111102105 A TW 111102105A TW 202304258 A TW202304258 A TW 202304258A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
coil
filter circuit
power supply
supply body
plasma processing
Prior art date
Application number
TW111102105A
Other languages
English (en)
Inventor
山岸幸司
青田雄嗣
永海幸一
石原田幸太
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 TW202304258A publication Critical patent/TW202304258A/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
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32577—Electrical connecting 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
    • H01J37/32009—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
    • H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H01J37/32183—Matching circuits
    • 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
    • H01J37/32623—Mechanical discharge control means
    • H01J37/32651—Shields, e.g. dark space shields, Faraday shields
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01—Frequency selective two-port networks
    • H03H7/0115—Frequency selective two-port networks comprising only inductors and capacitors
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)

Abstract

本發明之目的在於消除電漿密度分布之偏差並改善蝕刻特性。本發明提供一種濾波電路，係包含電極及連接於該電極之背面之中心部之供電體，並藉由施加射頻電力而生成電漿之電漿處理裝置中使用的射頻電力之濾波電路，該濾波電路係設於該電漿處理裝置中設置的導電性構件與向該導電性構件供給直流電力或頻率未滿400kHz之電力之電源之間的配線，該濾波電路包含串聯諧振電路，該串聯諧振電路包含串聯於該配線之線圈，以及連接於該配線與地面之間之電容器，該線圈之中心軸與該供電體之中心軸一致。

Description

濾波電路及電漿處理裝置
本發明係關於一種濾波電路及電漿處理裝置。
例如，專利文獻1提案在向上部電極施加生成電漿用的射頻(RF)電力時，經由濾波器重疊直流(DC)電壓之電漿處理裝置。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2006-270017號公報
[發明欲解決之課題]
施加於電極之電力的頻率在約100MHz或以上時，可能因從濾波器內之線圈產生之磁場的影響而於電漿密度分布產生偏差。
本發明提供一種可消除電漿密度分布之偏差並改善蝕刻特性之濾波電路及電漿處理裝置。 [解決課題之手段]
透過本發明之一態樣，提供一種濾波電路，其係「包含電極及連接於該電極之背面的中心部之供電體，並藉由施加射頻電力而生成電漿」之電漿處理裝置中使用的射頻電力之濾波電路，該濾波電路係設於「該電漿處理裝置中設置的導電性構件與向該導電性構件供給直流電力或頻率未滿400kHz之電力之電源之間」的配線，並包含「具有串聯於該配線之線圈及連接於該配線與地面之間之電容器」之串聯諧振電路，該線圈之中心軸與該供電體之中心軸一致。 [發明效果]
在一觀點上，可消除電漿密度分布之偏差並改善蝕刻特性。
以下，參照圖式說明實施本發明之態樣。在各圖式中，對相同構成部分標示相同符號，並會省略重複之說明。
以下，說明電漿處理系統之構成例。
[電漿處理系統] 電漿處理系統包含電容耦合型之電漿處理裝置1及控制部2。電容耦合型之電漿處理裝置1包含電漿處理腔室10、氣體供給部20、電源30及排氣系統40。又，電漿處理裝置1包含基板支撐部11及氣體導入部。氣體導入部係以將至少一種處理氣體導入電漿處理腔室10內之方式構成。氣體導入部包含噴淋頭13。基板支撐部11係配置於電漿處理腔室10內。噴淋頭13係配置於基板支撐部11之上方。在一實施態樣中，噴淋頭13構成電漿處理腔室10之頂蓋部(ceiling)的至少一部份。電漿處理腔室10具有以噴淋頭13、電漿處理腔室10之側壁10a及基板支撐部11界定出之電漿處理空間10s。電漿處理腔室10具有用以將至少一種處理氣體供給至電漿處理空間10s之至少一個氣體供給口，以及用以從電漿處理空間將氣體排出之至少一個氣體排出口。側壁10a接地。噴淋頭13與電漿處理腔室10之間係透過絕緣構件16而絕緣。噴淋頭13及基板支撐部11係與電漿處理腔室10之殼體電性絕緣。
基板支撐部11包含本體部111及環組件112。本體部111具有用以支撐基板(晶圓)W之中央區域(基板支撐面)111a及用以支撐環組件112之環狀區域(環支撐面)111b。本體部111之環狀區域111b在俯視上係包圍本體部111之中央區域111a。基板W係配置於本體部111之中央區域111a上，環組件112係以包圍本體部111的中央區域111a上之基板W之方式配置於本體部111的環狀區域111b上。在一實施態樣中，本體部111包含基座及靜電吸盤。基座包含導電性構件111e。基座之導電性構件111e具有作為下部電極之機能。靜電吸盤係配置於基座之上。靜電吸盤之頂面具有基板支撐面111a。環組件112包含一個或複數之環狀構件。一個或複數之環狀構件之中至少一個係邊緣環。又，雖省略圖示，基板支撐部11亦可包含用以將靜電吸盤、環組件112及基板之中的至少一個調節至目標溫度之調溫模組。調溫模組可包含加熱器、傳熱媒體、流路，或此等之組合。流路中流有如鹽水或氣體般之傳熱流體。又，基板支撐部11亦可包含向基板W的背面與基板支撐面111a之間供給傳熱氣體之傳熱氣體供給部。
噴淋頭13將來自氣體供給部20的至少一種處理氣體導入電漿處理空間10s內。噴淋頭13具有至少一個氣體供給口13a、至少一個氣體擴散室13b及複數之氣體導入口13c。供給至氣體供給口13a之處理氣體，係通過氣體擴散室13b而從複數之氣體導入口13c導入電漿處理空間10s內。又，噴淋頭13包含導電性構件13e。噴淋頭13之導電性構件13e具有作為上部電極之機能。又，氣體導入部除了噴淋頭13，亦可包含安裝於側壁10a上形成的一個或複數之開口部之一個或複數之側面氣體注入部(SGI：Side Gas Injector)。
氣體供給部20可包含至少一個氣體供給源21及至少一個流量控制器22。在一實施態樣中，氣體供給部20將至少一種處理氣體從分別對應之氣體供給源21經由分別對應之流量控制器22供給至噴淋頭13。各流量控制器22例如可包含質量流量控制器或壓力控制式之流量控制器。再者，氣體供給部20亦可包含將至少一種處理氣體之流量變調或脈衝化之1個或以上之流量變調裝置。
電源30包含經由至少一個阻抗匹配電路而與電漿處理腔室10結合之RF電源31。RF電源31將如電漿源RF訊號及偏壓RF訊號之至少一種RF訊號(RF電力)供給至基板支撐部11之導電性構件111e及/或噴淋頭13之導電性構件13e。藉此，從供給至電漿處理空間10s的至少一種處理氣體形成電漿。從而，RF電源31可具有作為在電漿處理腔室10中從一種或以上之處理氣體生成電漿之電漿生成部的至少一部份之機能。又，藉由將偏壓RF訊號供給至基板支撐部11之導電性構件111e，可於基板W產生偏壓電位，而將形成之電漿中的離子成分引入基板W。
在一實施態樣中，RF電源31包含第1RF生成部31a及第2RF生成部31b。第1RF生成部31a係經由至少一個阻抗匹配電路而與基板支撐部11之導電性構件111e及/或噴淋頭13之導電性構件13e結合，並生成電漿生成用之電漿源RF訊號(電漿源RF電力)。在一實施態樣中，電漿源RF訊號具有13MHz～150MHz之範圍內的頻率。在一實施態樣中，第1RF生成部31a亦可生成具有不同頻率之複數之電漿源RF訊號。生成之一個或複數之電漿源RF訊號係供給至基板支撐部11之導電性構件111e及/或噴淋頭13之導電性構件13e。第2RF生成部31b係經由至少一個阻抗匹配電路而與基板支撐部11之導電性構件111e結合，並生成偏壓RF訊號(偏壓RF電力)。在一實施態樣中，偏壓RF訊號具有低於電漿源RF訊號之頻率。在一實施態樣中，偏壓RF訊號具有400kHz～13.56MHz之範圍內的頻率。在一實施態樣中，第2RF生成部31b亦可生成具有不同頻率之複數之偏壓RF訊號。生成之一個或複數之偏壓RF訊號係供給至基板支撐部11之導電性構件111e。又，亦可在各種實施態樣中，將電漿源RF訊號及偏壓RF訊號之中的至少一個脈衝化。
又，本實施態樣中，電漿源RF訊號將頻率100MHz之電力施加於電漿處理裝置1內之噴淋頭13之導電性構件13e。又，本實施態樣中，偏壓RF訊號將頻率13MHz之電力施加於電漿處理裝置1內之基板支撐部11之導電性構件111e。但並不限於此。
又，電源30亦可包含與電漿處理腔室10結合之DC電源32。DC電源32包含第1DC生成部32a及第2DC生成部32b。在一實施態樣中，第1DC生成部32a係連接於基板支撐部11之導電性構件111e，並生成第1DC訊號。生成之第1偏壓DC訊號係施加於基板支撐部11之導電性構件111e。在一實施態樣中，第1DC訊號亦可施加於靜電吸盤內之電極等其他之電極。在一實施態樣中，第2DC生成部32b係連接於噴淋頭13之導電性構件13e，並生成第2DC訊號。生成之第2DC訊號係施加於噴淋頭13之導電性構件13e。亦可在各種實施態樣中，將第1及第2DC訊號之中的至少一個脈衝化。又，可除了RF電源31之外再另外設置第1及第2DC生成部32a、32b，亦可設置第1DC生成部32a而代替第2RF生成部31b。又，可施加頻率未滿400kHz之電力而代替第2DC生成部32b，以向噴淋頭13施加DC成分之電壓。
排氣系統40例如可連接於設在電漿處理腔室10底部之氣體排出口10e。排氣系統40可包含壓力調整閥及真空泵。藉由壓力調整閥，調整電漿處理空間10s內之壓力。真空泵可包含渦輪分子泵、乾式泵或此等之組合。
導電性構件13e與向導電性構件13e供給直流電力(第2DC訊號)之電源30之間的配線12上設有濾波電路50。又，濾波電路50係連接於噴淋頭13之背面的中心部上連接之供電體14。濾波電路50如後述，具有捕捉來自第1RF生成部31a之作為電漿源RF訊號之射頻之濾波器機能。
控制部2係處理使電漿處理裝置1執行本發明中描述的各種步驟之電腦可執行之命令。控制部2係控制電漿處理裝置1之各要件，而執行所述之各種步驟。在一實施態樣中，可使控制部2之一部份或全部包含於電漿處理裝置1。控制部2例如可包含電腦2a。電腦2a例如可包含處理部(CPU：Central Processing Unit，中央處理單元)2a1、儲存部2a2及通訊介面2a3。處理部2a1係基於存放在儲存部2a2之程式而進行各種控制動作。儲存部2a2可包含RAM (Random Access Memory，隨機存取記憶體)、ROM (Read Only Memory，唯讀記憶體)、HDD (Hard Disk Drive，硬碟)、SSD (Solid State Drive，固態硬碟)，或此等之組合。通訊介面2a3可經由LAN (Local Area Network，區域網路)等通訊網路而在與電漿處理裝置1之間進行通訊。
[濾波電路] 接著，參照圖2(a)及(b)說明濾波電路50、150。圖2(c)係表示將濾波電路150設於配線12之圖2(a)中的位置時之電漿處理空間10s中的電漿密度之奇異點之例。圖2(d)係表示將濾波電路50設於配線12之圖2(b)的位置時之電漿處理空間10s中的電漿密度之奇異點之例。
如圖2(a)及圖2(b)所示，從第1RF生成部31a經由連接於噴淋頭13之背面的中心部之供電體14向噴淋頭13施加作為電漿源RF訊號之射頻電力。
圖2(a)所示之濾波電路150係配置於設在電漿處理裝置1之導電性構件13e與向導電性構件13e供給直流電力之第2DC生成部32b之間的配線12。藉此，來自第2DC生成部32b之直流電力經由濾波電路150供給至供電體14。
濾波電路150係串聯諧振電路，並具有串聯於配線12之線圈151及「連接於比線圈151更靠向第2DC生成部32b側之配線12與地面之間」之電容器152。藉由濾波電路150之此等構成，捕捉來自第1RF生成部31a之作為電漿源RF訊號之射頻。
同樣地，圖2(b)所示之濾波電路50係配置於設在電漿處理裝置1之導電性構件13e與向導電性構件13e供給直流電力之第2DC生成部32b之間的配線12。藉此，來自第2DC生成部32b之直流電力經由濾波電路50供給至供電體14。
濾波電路50係串聯諧振電路，並具有串聯於配線12之線圈51及連接於比線圈51更靠向第2DC生成部32b側之配線12與地面之間之電容器52。藉由濾波電路50之此等構成，捕捉來自第1RF生成部31a之作為電漿源RF訊號之射頻。濾波電路50可設於匹配器內部，亦可設於匹配器外部。
第1RF生成部31a有時會經由供電體14向噴淋頭13施加頻率約100MHz或以上之電力。如此，向供電體14施加頻率100MHz以上之射頻時，圖2(a)之構成中，因從供電體14到濾波電路150之配線12較長，配線12之電感(L成分)及寄生電容(C成分)會變大。此結果，有受到電感及寄生電容的影響而於電漿密度分布產生偏差之疑慮。
又，如圖2(c)所示，濾波電路150係配置於從配置在電漿處理腔室10之頂蓋部的中心部之供電體14向徑方向偏移之位置。故，受到包含於濾波電路150之線圈151的影響，於配置濾波電路150之位置的下方產生電漿密度分布之奇異點C，而無法將電漿密度分布均一化。
相對於此，濾波電路50中，線圈51之中心軸與供電體14之中心軸CL一致。所謂「線圈51之中心軸與供電體14之中心軸CL一致」，不僅限於線圈51之中心軸與供電體14之中心軸CL完全一致之情況，亦包含大概一致之情況。線圈51位於供電體14之外周，並捲繞在供電體14之外周。線圈51之一端位於噴淋頭13側，並連接於比線圈51更靠向噴淋頭13側之供電體14或連接於噴淋頭13，線圈51之另一端連接於配線12。又，以盡可能縮短從線圈51到電容器52之距離之方式，將濾波電路50配置於供電體14的附近。
藉此，圖2(b)之構成中，可消除從供電體14到線圈51之配線12，而將到電容器52為止之配線12相較於圖2(a)之構成縮短。此結果，減少電感及寄生電容之影響，較不易產生電漿密度分布之偏差。
又，圖2(b)之構成中，線圈51係捲繞在連接於電漿處理腔室10之中央之供電體14。故，如圖2(d)所示，於配置濾波電路50之線圈51之位置的下方產生電漿密度分布之奇異點C。故，藉由將奇異點C設在電漿處理腔室10之中心部，可迴避如圖2(c)所示之周方向上的電漿偏差，而將周方向上的電漿密度分布均一化。徑方向上的電漿密度均一性之控制，比周方向上的電漿密度均一性之控制更為容易。例如，可使用以下說明之校正方法及其他校正方法，將徑方向上的電漿密度均一化。藉此，可控制電漿密度分布。
又，在圖2及後述之圖3、圖4中，表示第1RF生成部31a係經由供電體14而與噴淋頭13之導電性構件13e結合之情況，但不限於此，吾人認為對於第1RF生成部31a與基板支撐部11之導電性構件111e結合之情況亦具有同樣之效果。
[利用線圈之配置進行蝕刻率之控制] 接著，參照圖3，說明利用濾波電路50之線圈51的配置進行之蝕刻率之控制及其效果。圖3係用以說明利用實施態樣之線圈51之配置進行蝕刻率之控制之圖。
線圈51之中心軸與供電體14之中心軸CL一致，且線圈51係捲繞而包圍供電體14之周圍。故，從第1RF生成部31a向供電體14施加例如頻率100MHz之射頻電力時，因流入線圈51之射頻電流產生電磁感應，而生成貫穿線圈51之磁場。因產生之磁場的磁力強度，磁場在電漿處理空間10s中從中央向外周側擴散。故，電漿處理空間10s中之電子沿著磁場進行迴旋運動。因電子之迴旋運動，可使電漿密度在電漿處理空間10s之外周區域變強，提升電漿處理空間10s之外周區域的蝕刻率，並降低電漿處理空間10s之中央區域的蝕刻率。
向上部電極施加生成電漿用之射頻電力之情況，相較於向下部電極施加生成電漿用之射頻電力之情況，電漿處理空間10s之中央區域的蝕刻率容易變得比外周區域的蝕刻率更高。特別係向上部電極施加頻率100MHz或以上之電力之情況，蝕刻率在電漿處理空間10s之中央區域變高之傾向更為顯著。
於是，依實施態樣之濾波電路50中，將線圈51捲繞於供電體14之外周，控制對應流入線圈51之射頻電流而產生之電磁感應，而控制電漿之生成。亦即，利用上述電磁感應之作用，進行提升電漿處理空間10s之外周區域的蝕刻率並降低電漿處理空間10s之中央區域的蝕刻率之控制。藉此，即使在向供電體14施加頻率100MHz以上之電力之情況，亦可使電漿密度分布不僅在周方向上，亦在徑方向上均一化，而可控制電漿處理空間10s中之蝕刻率的均一性。
又，在電漿處理空間10s之中央區域之電漿密度變得比外周區域更高之情況，可使用後續在圖7及圖8敘述之使線圈51可動等其他校正方法而將徑方向上之電漿密度均一化。如此，將徑方向上之電漿密度均一化之控制，比將周方向上之電漿密度均一化之控制更為容易。從而，透過依實施態樣之濾波電路50，可消除電漿密度分布之偏差，並改善蝕刻率等蝕刻特性。又，作為將徑方向上之電漿密度均一化之方法，亦可使用調整壓力及設置磁鐵等校正方法，亦可將該等方法進行組合。又，亦可藉由氣體導入方法，配合電漿密度分布之偏差，進行使導入中央區域之氣體量相對於導入電漿處理空間10s之外周區域之氣體量增加或減少之調整，而將蝕刻率等均一化。
[變形例] 接著，參照圖4～圖6，說明依實施態樣之濾波電路50之變形例。圖4～圖6係表示依實施態樣之濾波電路50之變形例1～4之圖。
(變形例1) 圖4(a)係表示依實施態樣之濾波電路50之變形例1之圖。變形例1中，在濾波電路50之線圈51係配置於供電體14之內部之點上，與依圖2(b)及圖3之實施態樣之將線圈51捲繞在供電體14之周圍之構成相異。在其他構成上，變形例1與實施態樣相同。
具體而言，變形例1中，供電體14之內部形成為凹洞。從第1RF生成部31a供給之射頻電流係流過供電體14之表層而供給至噴淋頭13。故，可將供電體14之內部形成為凹洞。變形例1中，線圈51係位於供電體14之內部的凹洞。但，並不限於此，即使供電體14之內部為凹洞，仍可將線圈51捲繞於供電體14之外周。
(變形例2) 圖4(b)係表示依實施態樣之濾波電路50之變形例2之圖。變形例2中，在噴淋頭13內埋設有遮蔽板56之點上，與如圖2(b)及圖3所示之無遮蔽板56之實施態樣的構成相異。在其他構成上，變形例2與實施態樣相同。
變形例2中，於靠近連接有供電體14之噴淋頭13之背面之噴淋頭13的內部埋設有用以遮蔽磁場之遮蔽板56。在變形例2中，亦將濾波電路50之線圈51捲繞於供電體14之外周，並藉由流入線圈51之射頻電流所產生之電磁感應，生成貫穿線圈51之磁場。
因產生之磁場的磁力強度，磁場在電漿處理空間10s中從中央向外周側擴散。藉由在噴淋頭13內埋設進行電磁遮蔽之遮蔽板56，而能夠以藉由隔著遮蔽板56使磁力無法到達供電體14之相反側之噴淋頭13及電漿處理空間10s的方式進行遮蔽。藉此，可進行降低電漿處理空間10s之中央區域之電漿密度，而將電漿密度從中央朝向外周側均一化之控制。
又，遮蔽板56較佳係埋入噴淋頭13之內部。射頻電流係在噴淋頭13的表面流動。故，若將遮蔽板56配置於噴淋頭13的表面，遮蔽板56會成為阻抗而使射頻電流不易流過，使貢獻於電漿生成之能源效率降低。相對於此，若將遮蔽板56埋入噴淋頭13內，遮蔽板56不會阻礙噴淋頭13之射頻電流的流動，而可得到吸收磁束之磁遮罩效果。
遮蔽板56較佳係高磁導率之材料，並且係低阻抗值之材料，以避免發熱。例如，遮蔽板56可由透磁合金、取向矽鋼、鋁矽鐵粉等軟磁性金屬材料，或鐵氧體等軟磁性之電子陶瓷材料形成。
又，關於供電體14，較佳係低磁導率，且低阻抗值之鋁等材料。藉此，可使在線圈51因電磁感應而形成之磁力不會集中在供電體14側，而向供電體14之外周側擴散。
(變形例3) 又，如圖5所示，亦可對於圖2(a)所示之構成，將遮蔽板56埋入噴淋頭13之內部。雖然會因包含於濾波電路150之線圈151所產生之磁場的磁力強度而向電漿處理空間10s產生磁場，但藉由在噴淋頭13內埋設進行電磁遮蔽之遮蔽板56，可使其夾著遮蔽板56進行遮蔽，而使磁力無法到達供電體14之相反側的噴淋頭13及電漿處理空間10s。藉此，可抑制在配置濾波電路150之位置下方產生電漿密度分布之奇異點C，而進行將電漿密度均一化之控制。
(變形例4) 圖6(a)係表示依實施態樣之濾波電路50之線圈51之圖。相對於此，圖6(b)及(c)係表示依實施態樣之濾波電路50之變形例4之圖。變形例4中，相較於依圖6(a)所示之實施態樣之線圈51，在相對於供電體14之中心軸CL朝向下側擴大之點上相異。亦即，變形例4中，線圈51係以朝向噴淋頭13擴大之方式構成。在其他構成上，變形例4與實施態樣相同。
變形例4中，如圖6(b)及(c)所示，捲繞於供電體14之線圈51愈朝向底部，其直徑愈相對於供電體14之中心軸CL擴大，而使線圈51擴大成喇叭型。在圖6(c)之線圈51的頂部，線圈51的直徑係與圖6(b)相同之直徑，但在其底部，線圈51的直徑變得比圖6(b)更大。
藉此，如圖6(a)～(c)之下側的圖表所示，在將圖6(a)～(c)中任一種形狀之線圈51配置於供電體14之情況，磁場H皆在供電體14之中心軸CL最強，而向外周側擴散。圖6(b)之線圈51的形狀，相較於圖6(a)之線圈51的形狀，供電體14之中心軸CL的磁場H之強度較弱，而磁場H向外周側擴散之幅度較大。又，圖6(c)之線圈51的形狀相較於圖6(b)之線圈51的形狀，供電體14之中心軸CL的磁場H之強度更弱，而磁場H向外周側擴散之幅度更大。亦即，藉由使線圈51的形狀成為噴淋頭13側之底部比頂部更大之喇叭型，可減弱電漿處理空間10s之中央區域的磁場。藉此，可緩和蝕刻率在電漿處理空間10s之中央區域局部性變高之情況。
[線圈之驅動方法] 以下，參照圖7及圖8說明藉由使線圈51可動而控制電漿密度分布，並將電漿密度均一化之線圈51的驅動方法。圖7及圖8所示之線圈的驅動方法，可使用於依實施態樣及各變形例之任一種濾波電路50之線圈51。此時，線圈51可沿著供電體14之中心軸CL移動。
(線圈之驅動方法1) 圖7係表示線圈51之驅動方法1之圖。驅動方法1中，線圈51係連接於垂直驅動機構58，並可透過垂直驅動機構58，在線圈51之高度方向上垂直運動。
控制部2使用垂直驅動機構58控制線圈51之位置(高度)。例如，如圖7所示，控制部2可進行使用垂直驅動機構58使線圈51之位置從線圈51之初始位置H0上升至位置H1(H1＞H0)之控制。藉此，可減弱到達線圈51下方之電漿處理空間10s之磁場，而減弱線圈51下方之電漿處理空間10s中的電場。
另一方面，控制部2可進行使用垂直驅動機構58使線圈51之位置從線圈51之初始位置H0下降至位置H2(H2＜H0)之控制。藉此，可增強到達線圈51下方之電漿處理空間10s之磁場，而增強線圈51下方之電漿處理空間10s中的電場。藉此，可控制線圈51下方之電漿處理空間10s中的電漿密度分布，並提高電漿處理空間10s之中央區域之蝕刻率的控制性。
(線圈之驅動方法2) 圖8係表示線圈51之驅動方法2之圖。驅動方法2中，線圈51係連接於伸縮調節機構59，並可透過伸縮調節機構59沿著供電體14之中心軸CL伸縮。
控制部2係使用伸縮調節機構59控制線圈51之長度。例如，可將線圈51固定於基底位置。如圖8所示，控制部2可進行使用伸縮調節機構59使線圈51之長度成為比初始長度T0伸長之長度T1(T1＞T0)之控制。如此，可藉由控制線圈51之長度使其相對於線圈51之初始長度T0伸長或縮短，而改變線圈51下方之電漿處理空間10s中的磁場之強度。藉此，可改變線圈51下方之電漿處理空間10s中的電場之分布，從而控制電漿密度，並提高電漿處理空間10s之中央區域之蝕刻率的控制性。
但，濾波電路50之電感會因線圈51之伸縮而變化。故，在使線圈51伸縮時，藉由對應電感之變化，操作濾波電路50之電容器52而使電導變化，可維持作為濾波電路50之機能。
圖3中，說明了將線圈51捲繞於供電體14之周圍，並透過流向線圈51之射頻電流所產生之電磁感應控制電漿之生成，而控制電漿處理空間10s之中央區域及外周區域之電漿密度分布之機制。相對於此，透過線圈51之驅動方法1、2，藉由使線圈51可動，可更加控制電漿密度分布。又，亦可組合垂直驅動機構58及伸縮調節機構59而驅動線圈51。
如以上之說明，透過實施態樣及各變形例之濾波電路50及具有濾波電路50之電漿處理裝置1，可消除電漿密度分布之偏差，並改善蝕刻特性。
以上之說明中，係將構成依實施態樣及各變形例之濾波電路50之線圈51捲繞於供電體14，並將構成該濾波電路50之電容器52設於連接第2DC生成部32b與供電體14之配線12。但，濾波電路50之線圈51及電容器52的設置不限於此。
濾波電路50之線圈51亦可係捲繞於基板支撐部11之導電性構件111e之背面的供電體之構成。具體而言，將濾波電路50之線圈51捲繞在連接於基板支撐部11之導電性構件111e之背面的中心部之供電體，並從第1RF生成部31a向基板支撐部11施加作為電漿源RF訊號之射頻電力。此情況下，可在「連接導電性構件111e之背面之中心部上連接之供電體與第1DC生成部32a」之配線與地面之間連接濾波電路50之電容器52，而形成串聯諧振電路。或者，亦可在「連接導電性構件111e之背面之中心部上連接之供電體與第2RF生成部31b」之配線與地面之間連接濾波電路50之電容器52，而形成串聯諧振電路。從第2RF生成部31b供給頻率未滿400kHz之電力。
應了解依本發明之實施態樣之濾波電路及電漿處理裝置，在全部內容中皆為例示而非用於限制。實施態樣可不脫離所附之申請專利範圍及其主旨而以各種形態進行變形及改良。上述複數之實施態樣中記載之事項，可在不矛盾之範圍內採用其他構成，又，可在不矛盾之範圍內進行組合。
本發明之電漿處理裝置，可適用於Atomic Layer Deposition (ALD，原子層沉積)裝置、Capacitively Coupled Plasma (CCP，電容耦合電漿)、Inductively Coupled Plasma (ICP，感應耦合電漿)、Radial Line Slot Antenna (RLSA，放射狀線槽孔天線)、Electron Cyclotron Resonance Plasma (ECR，電子迴旋共振電漿)、Helicon Wave Plasma (HWP，螺旋波電漿)中任一類型之裝置。
又，電漿處理裝置係對基板實施既定之電漿處理之裝置即可，而不限於蝕刻裝置，亦可適用於成膜裝置、灰化裝置等裝置。
1:電漿處理裝置 2:控制部 2a:電腦 2a1:處理部 2a2:儲存部 2a3:通訊介面 10:電漿處理腔室 10a:側壁 10e:氣體排出口 10s:電漿處理空間 11:基板支撐部 12:配線 13:噴淋頭 13a:氣體供給口 13b:氣體擴散室 13c:氣體導入口 13e,111e:導電性構件 14:供電體 16:絕緣構件 20:氣體供給部 21:氣體供給源 22:流量控制器 30:電源 31:RF電源 31a:第1RF生成部 31b:第2RF生成部 32:DC電源 32a:第1DC生成部 32b:第2DC生成部 40:排氣系統 50:濾波電路 51,151:線圈 52,152:電容器 56:遮蔽板 58:垂直驅動機構 59:伸縮調節機構 111:本體部 111a:中央區域 111b:環狀區域 112:環組件 150:濾波電路 C:奇異點 CL:中心軸 W:基板 H:磁場 H0:初始位置 H1,H2:位置 T0:初始長度 T1:長度
圖1係表示包含依實施態樣之電漿處理裝置之電漿處理系統之一例之圖。 圖2(a)～(d)係表示實施態樣之濾波電路的構成與電漿密度的奇異點之例之圖。 圖3係用以說明利用實施態樣之線圈進行蝕刻率之控制之圖。 圖4(a)、(b)係表示依實施態樣之濾波電路的變形例1、2之圖。 圖5係表示依實施態樣之遮蔽板之變形例3之圖。 圖6(a)～(c)係表示依實施態樣之濾波電路之變形例4之圖。 圖7係表示依實施態樣之濾波電路之線圈的驅動方法1之圖。 圖8(a)、(b)係表示依實施態樣之濾波電路之線圈的驅動方法2之圖。
10:電漿處理腔室
12:配線
13:噴淋頭
13e:導電性構件
14:供電體
16:絕緣構件
31a:第1RF生成部
32b:第2DC生成部
50:濾波電路
51,151:線圈
52,152:電容器
150:濾波電路
C:奇異點
CL:中心軸

Claims (12)

  1. 一種濾波電路，係在包含電極及連接於該電極之背面之中心部之供電體，並藉由施加射頻電力而生成電漿之電漿處理裝置中使用的射頻電力之濾波電路，該濾波電路係設於該電漿處理裝置中設置的導電性構件與向該導電性構件供給直流電力或頻率未滿400kHz之電力之電源之間的配線，該濾波電路包含： 串聯諧振電路，包含串聯於該配線之線圈，以及連接於該配線與地面之間之電容器； 該線圈之中心軸與該供電體之中心軸一致。
  2. 如請求項1所述之濾波電路，其中， 該線圈之一端，係連接於比該線圈更靠向該電極側之供電體或該電極。
  3. 如請求項1或2所述之濾波電路，其中， 該線圈係位於該供電體之外周。
  4. 如請求項1或2所述之濾波電路，其中， 該供電體之內部為凹洞，該線圈係位於該凹洞之內部。
  5. 如請求項1～4中任一項所述之濾波電路，其中， 經由該供電體向電極施加頻率400kHz以上之射頻電力。
  6. 如請求項1～5中任一項所述之濾波電路，其中， 該線圈係以相對於該供電體之中心軸向該電極側擴大之方式構成。
  7. 如請求項1～6中任一項所述之濾波電路，其中， 在該電極的內部之連接有該供電體之該電極的背面下方，埋設有遮蔽磁場之遮蔽板。
  8. 如請求項1～7中任一項所述之濾波電路，其中， 該線圈，可沿著該供電體之中心軸移動。
  9. 如請求項1～8中任一項所述之濾波電路，其中， 該線圈，係連接於垂直驅動機構，並可透過該垂直驅動機構，在線圈之高度方向上垂直運動。
  10. 如請求項1～9中任一項所述之濾波電路，其中， 該線圈，係連接於伸縮調節機構，並可透過該伸縮調節機構伸縮。
  11. 一種電漿處理裝置，包含電極、連接於該電極之背面之中心部之供電體，以及射頻電力之濾波電路，並藉由施加射頻電力生成電漿； 該濾波電路係設於該電漿處理裝置中設置的導電性構件與向該導電性構件供給直流電力或頻率未滿400kHz之電力之電源之間的配線，該濾波電路包含串聯諧振電路，該串聯諧振電路包含串聯於該配線之線圈及連接於該配線與地面之間之電容器； 該線圈之中心軸與該供電體之中心軸一致。
  12. 一種電漿處理裝置，包含電極、連接於該電極之背面之中心部之供電體，以及射頻電力之濾波電路，並經由該供電體向該電極施加射頻電力； 於該電極的內部之連接有該供電體之該電極的背面下方，埋設有遮蔽磁場之遮蔽板。
TW111102105A 2021-02-01 2022-01-19 濾波電路及電漿處理裝置 TW202304258A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-014287 2021-02-01
JP2021014287A JP2022117669A (ja) 2021-02-01 2021-02-01 フィルタ回路及びプラズマ処理装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202304258A true TW202304258A (zh) 2023-01-16

Family

ID=82561554

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111102105A TW202304258A (zh) 2021-02-01 2022-01-19 濾波電路及電漿處理裝置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220246400A1 (zh)
JP (1) JP2022117669A (zh)
KR (1) KR20220111192A (zh)
CN (1) CN114843167A (zh)
TW (1) TW202304258A (zh)

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6238588B1 (en) * 1991-06-27 2001-05-29 Applied Materials, Inc. High pressure high non-reactive diluent gas content high plasma ion density plasma oxide etch process
US6514376B1 (en) * 1991-06-27 2003-02-04 Applied Materials Inc. Thermal control apparatus for inductively coupled RF plasma reactor having an overhead solenoidal antenna
USRE40036E1 (en) * 1991-10-28 2008-01-29 Fujitsu Limited Surface acoustic wave filter
JP2800905B2 (ja) * 1991-10-28 1998-09-21 富士通株式会社 弾性表面波フィルタ
JPH10172792A (ja) * 1996-12-05 1998-06-26 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
US6431112B1 (en) * 1999-06-15 2002-08-13 Tokyo Electron Limited Apparatus and method for plasma processing of a substrate utilizing an electrostatic chuck
US20030094239A1 (en) * 2000-06-02 2003-05-22 Quon Bill H. Apparatus and method for improving electron ecceleration
US20050278020A1 (en) * 2003-04-08 2005-12-15 Xingwu Wang Medical device
JP5404984B2 (ja) * 2003-04-24 2014-02-05 東京エレクトロン株式会社 プラズマモニタリング方法、プラズマモニタリング装置及びプラズマ処理装置
US6967305B2 (en) * 2003-08-18 2005-11-22 Mks Instruments, Inc. Control of plasma transitions in sputter processing systems
JP4672455B2 (ja) 2004-06-21 2011-04-20 東京エレクトロン株式会社 プラズマエッチング装置およびプラズマエッチング方法、ならびにコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
US7632375B2 (en) * 2004-12-30 2009-12-15 Lam Research Corporation Electrically enhancing the confinement of plasma
US7780814B2 (en) * 2005-07-08 2010-08-24 Applied Materials, Inc. Wafer pre-clean reactor cable termination for selective suppression/reflection of source and bias frequency cross products
US20080179948A1 (en) * 2005-10-31 2008-07-31 Mks Instruments, Inc. Radio frequency power delivery system
JP4518013B2 (ja) * 2005-12-14 2010-08-04 Ｔｄｋ株式会社 電子部品
US7889477B2 (en) * 2007-06-22 2011-02-15 Illinois Tool Works Inc. High voltage power supply for static neutralizers
JP5642181B2 (ja) * 2009-08-21 2014-12-17 マットソン テクノロジー インコーポレイテッドＭａｔｔｓｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｉｎｃ． 基体を処理する装置及び基体の処理方法
US20220255351A1 (en) * 2009-12-22 2022-08-11 View, Inc. Wirelessly powered and powering electrochromic windows
US11732527B2 (en) * 2009-12-22 2023-08-22 View, Inc. Wirelessly powered and powering electrochromic windows
GB201021032D0 (en) * 2010-12-10 2011-01-26 Creo Medical Ltd Electrosurgical apparatus
JP5977509B2 (ja) * 2011-12-09 2016-08-24 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
JP5808012B2 (ja) * 2011-12-27 2015-11-10 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP5808697B2 (ja) * 2012-03-01 2015-11-10 株式会社日立ハイテクノロジーズ ドライエッチング装置及びドライエッチング方法
JP6050722B2 (ja) * 2013-05-24 2016-12-21 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びフィルタユニット
JP6162016B2 (ja) * 2013-10-09 2017-07-12 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP6821566B2 (ja) * 2014-08-19 2021-01-27 エンバイロンメンタル ポテンシャルズ フィルタ及び保護が追加された無電極蛍光灯バラスト駆動回路及び共振回路
US10083818B2 (en) * 2014-09-24 2018-09-25 Applied Materials, Inc. Auto frequency tuned remote plasma source
US10340879B2 (en) * 2015-02-18 2019-07-02 Reno Technologies, Inc. Switching circuit
US11017983B2 (en) * 2015-02-18 2021-05-25 Reno Technologies, Inc. RF power amplifier
KR102649333B1 (ko) * 2015-12-07 2024-03-18 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 정전 척들을 사용하여 기판들을 클램핑 및 디클램핑하기 위한 방법 및 장치
CN107070189A (zh) * 2017-04-11 2017-08-18 北京北广科技股份有限公司 一种射频电源检波电路中的滤波电路
US20190108976A1 (en) * 2017-10-11 2019-04-11 Advanced Energy Industries, Inc. Matched source impedance driving system and method of operating the same
CN110323117A (zh) * 2018-03-28 2019-10-11 三星电子株式会社 等离子体处理设备
JP2019186098A (ja) * 2018-04-12 2019-10-24 東京エレクトロン株式会社 プラズマを生成する方法
JP6965205B2 (ja) * 2018-04-27 2021-11-10 東京エレクトロン株式会社 エッチング装置、及びエッチング方法
JP7306886B2 (ja) * 2018-07-30 2023-07-11 東京エレクトロン株式会社 制御方法及びプラズマ処理装置
JP7234036B2 (ja) * 2019-05-28 2023-03-07 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
US11315757B2 (en) * 2019-08-13 2022-04-26 Mks Instruments, Inc. Method and apparatus to enhance sheath formation, evolution and pulse to pulse stability in RF powered plasma applications
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
JP7422531B2 (ja) * 2019-12-17 2024-01-26 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
JP7413095B2 (ja) * 2020-03-13 2024-01-15 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP2021174872A (ja) * 2020-04-24 2021-11-01 東京エレクトロン株式会社 配管システム及び処理装置
JP2022018776A (ja) * 2020-07-16 2022-01-27 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
WO2022146649A1 (en) * 2020-12-28 2022-07-07 Mattson Technology, Inc. Directly driven hybrid icp-ccp plasma source
US11812539B2 (en) * 2021-10-20 2023-11-07 Applied Materials, Inc. Resonator, linear accelerator configuration and ion implantation system having rotating exciter

Also Published As

Publication number Publication date
CN114843167A (zh) 2022-08-02
KR20220111192A (ko) 2022-08-09
JP2022117669A (ja) 2022-08-12
US20220246400A1 (en) 2022-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111048388B (zh) 基板处理装置及基板处理方法
US11437222B2 (en) Plasma processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device using the same
JP2021503686A (ja) 製造プロセスにおける超局所化及びプラズマ均一性制御
KR20160010254A (ko) 기판 처리 장치 및 필터 제조 방법
KR102056724B1 (ko) 플라스마 처리 장치
KR20160004408A (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
US20230090650A1 (en) Plasma processing apparatus
TW202304258A (zh) 濾波電路及電漿處理裝置
WO2024005035A1 (ja) プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
WO2023210399A1 (ja) プラズマ処理装置、電源システム及びプラズマ処理方法
WO2024018960A1 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US20240071734A1 (en) Lower electrode mechanism and substrate processing method
WO2024005004A1 (ja) 調整方法及びプラズマ処理装置
US20230072102A1 (en) Plasma processing method and plasma processing apparatus
WO2024070562A1 (ja) プラズマ処理装置
WO2023204101A1 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US20240006165A1 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
US20230386800A1 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
TW202236390A (zh) 感應耦合電漿激發用天線、感應耦合電漿激發用天線單元及電漿處理裝置
WO2022191053A1 (ja) プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置
TW202412562A (zh) 基板處理方法及基板處理裝置
TW202301410A (zh) 電漿處理裝置
JP2023163625A (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
TW202305865A (zh) 電漿處理方法及電漿處理裝置
JP2023137352A (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法