TW202418342A - 電漿處理系統及電漿處理方法 - Google Patents

電漿處理系統及電漿處理方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202418342A
TW202418342A TW112122312A TW112122312A TW202418342A TW 202418342 A TW202418342 A TW 202418342A TW 112122312 A TW112122312 A TW 112122312A TW 112122312 A TW112122312 A TW 112122312A TW 202418342 A TW202418342 A TW 202418342A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
power
period
power level
plasma processing
impedance
Prior art date
Application number
TW112122312A
Other languages
English (en)
Inventor
楠木厚毅
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
Priority claimed from JP2022104778A external-priority patent/JP7577093B2/ja
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 TW202418342A publication Critical patent/TW202418342A/zh

Links

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
    • 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
    • H01J37/32009—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
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply 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
    • H01J37/32532—Electrodes
    • 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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • 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
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
    • 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)
  • 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

本發明於使用電漿之處理中，更加穩定地維持電漿。 電漿處理系統具備電漿處理腔室、基板支持部、匹配器、RF電源、及控制部。基板支持部配置於電漿處理腔室內。匹配器電性連接於基板支持部。RF電源電性連接於匹配器，產生包含第1功率位準、第2功率位準、及第3功率位準之週期性之RF脈衝。控制部於供給第1功率位準之第1期間、供給第2功率位準之第2期間、及供給第3功率位準之第3期間之各期間內，基於RF脈衝之反射功率算出負載之阻抗，基於在第1期間、第2期間、及第3期間之各期間內所算出之負載之阻抗，對匹配器所包含之匹配元件進行控制。

Description

電漿處理系統及電漿處理方法
本發明之各種態樣及實施方式係關於一種電漿處理系統及電漿處理方法。
於使用電漿之基板處理中，電漿之狀態會給基板處理之精度帶來影響。例如，於使用電漿之蝕刻中，電漿之狀態會給形成於基板之蝕刻圖案之形狀帶來影響。電漿之狀態根據對腔室內供給之RF(RadioFrequency，射頻)功率之大小(功率位準)亦會有所變化。例如於下述專利文獻1中，揭示有一種於使用電漿之蝕刻中使RF功率週期性地變化為3個功率位準之技術。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2021-141050號公報
[發明所欲解決之問題]
本發明提供一種能夠於使用電漿之處理中更加穩定地維持電漿之電漿處理系統及電漿處理方法。 [解決問題之技術手段]
本發明之一態樣係一種電漿處理系統，其具備電漿處理腔室、基板支持部、匹配器、RF電源、及控制部。基板支持部配置於電漿處理腔室內。匹配器電性連接於基板支持部。RF電源電性連接於匹配器，產生包含第1功率位準、第2功率位準、及第3功率位準之週期性之RF脈衝。控制部於供給第1功率位準之第1期間、供給第2功率位準之第2期間、及供給第3功率位準之第3期間之各期間內，基於RF脈衝之反射功率算出負載之阻抗，基於在第1期間、第2期間、及第3期間之各期間內所算出之負載之阻抗，對匹配器所包含之匹配元件進行控制。 [發明之效果]
根據本發明之各種態樣及實施方式，能夠於使用電漿之處理中更加穩定地維持電漿。
以下，基於圖式對所揭示之電漿處理系統及電漿處理方法之實施方式詳細地進行說明。再者，所揭示之電漿處理系統及電漿處理方法並不受以下實施方式限定。
且說，若對電漿供給之RF功率之功率位準變化，則電漿之狀態變化。若電漿之狀態變化，則電漿之阻抗變化，包含電漿之負載之阻抗變化。因此，較佳為根據RF功率之功率位準之變化，以供給RF功率之功率供給部之輸出阻抗與包含電漿之負載之阻抗匹配之方式，對匹配器之匹配元件進行控制。
然而，匹配器之匹配元件例如包含藉由馬達等控制之可變電容器等，高速控制較為困難。因此，於功率位準以數毫秒之週期變化之情形時，難以與功率位準之變化相應地控制匹配器之匹配元件。因此，存在使功率供給部之輸出阻抗與供給任意一功率位準之RF功率時之包含電漿之負載之阻抗匹配之情形。於此種情形時，功率供給部之輸出阻抗與供給其他功率位準之RF功率時之包含電漿之負載之阻抗不匹配，因此，反射功率變大，對電漿供給之有效功率變小。有效功率係傳輸線路上之行進功率與反射功率之差分。因此，於使用電漿之處理中，存在電漿變得不穩定，電漿消失之情形。
因此，本發明提供一種能夠於使用電漿之處理中更加穩定地維持電漿之技術。
(第1實施方式) [電漿處理系統之構成] 圖1係表示本發明之一實施方式中之電漿處理系統之一例之概略剖視圖。
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包含基板支持部11及氣體導入部。氣體導入部構成為將至少一種處理氣體導入至電漿處理腔室10內。氣體導入部包含簇射頭13。基板支持部11配置於電漿處理腔室10內。簇射頭13配置於基板支持部11之上方。於一實施方式中，簇射頭13構成電漿處理腔室10之頂部(ceiling)之至少一部分。電漿處理腔室10具有由簇射頭13、電漿處理腔室10之側壁10a及基板支持部11所界定出之電漿處理空間10s。電漿處理腔室10具有用以對電漿處理空間10s供給至少一種處理氣體之至少一個氣體供給口、及用以將氣體自電漿處理空間排出之至少一個氣體排出口。電漿處理腔室10接地。簇射頭13及基板支持部11與電漿處理腔室10之殼體電性絕緣。
基板支持部11包含本體部111及環總成112。本體部111具有用以支持基板W之中央區域111a、及用以支持環總成112之環狀區域111b。晶圓為基板W之一例。本體部111之環狀區域111b於俯視下包圍本體部111之中央區域111a。基板W配置於本體部111之中央區域111a上，環總成112以包圍本體部111之中央區域111a上之基板W之方式配置於本體部111之環狀區域111b上。因此，中央區域111a亦稱作用以支持基板W之基板支持面，環狀區域111b亦稱作用以支持環總成112之環支持面。
於一實施方式中，本體部111包含基台1110及靜電吸盤1111。基台1110包含導電性構件。基台1110之導電性構件能夠作為下部電極發揮功能。靜電吸盤1111配置於基台1110之上。靜電吸盤1111包含陶瓷構件1111a及配置於陶瓷構件1111a內之靜電電極1111b。陶瓷構件1111a具有中央區域111a。於一實施方式中，陶瓷構件1111a亦具有環狀區域111b。再者，環狀靜電吸盤或環狀絕緣構件之類的包圍靜電吸盤1111之其他構件亦可具有環狀區域111b。於此情形時，環總成112可配置於環狀靜電吸盤或環狀絕緣構件之上，亦可配置於靜電吸盤1111及環狀絕緣構件兩者之上。又，亦可將與後述之RF(Radio Frequency，射頻)電源31及/或DC(Direct Current，直流)電源32耦合之至少一個RF/DC電極配置於陶瓷構件1111a內。於此情形時，至少一個RF/DC電極作為下部電極發揮功能。於對至少一個RF/DC電極供給後述之偏壓RF信號及/或DC信號之情形時，RF/DC電極亦稱作偏壓電極。再者，基台1110之導電性構件及至少一個RF/DC電極亦可作為複數個下部電極發揮功能。又，靜電電極1111b亦可作為下部電極發揮功能。因此，基板支持部11包含至少一個下部電極。
環總成112包含一個或複數個環狀構件。於一實施方式中，一個或複數個環狀構件包含一個或複數個邊緣環及至少一個蓋環。邊緣環由導電性材料或絕緣材料形成，蓋環由絕緣材料形成。
又，基板支持部11亦可包含構成為將靜電吸盤1111、環總成112及基板中之至少一者調節成目標溫度之調溫模組。調溫模組亦可包含加熱器、傳熱介質、流路1110a、或該等之組合。流路1110a上流動鹽水或氣體之類的傳熱流體。於一實施方式中，流路1110a形成於基台1110內，一個或複數個加熱器配置於靜電吸盤1111之陶瓷構件1111a內。又，基板支持部11亦可包含構成為對基板W之背面與中央區域111a之間的間隙供給傳熱氣體之傳熱氣體供給部。
簇射頭13構成為將來自氣體供給部20之至少一種處理氣體導入至電漿處理空間10s內。簇射頭13具有至少一個氣體供給口13a、至少一個氣體擴散室13b、及複數個氣體導入口13c。被供給至氣體供給口13a之處理氣體通過氣體擴散室13b自複數個氣體導入口13c被導入至電漿處理空間10s內。又，簇射頭13包含至少一個上部電極。再者，氣體導入部亦可除了簇射頭13以外，還包含安裝於形成在側壁10a之一個或複數個開口部之一個或複數個側氣體注入部(SGI：Side Gas Injector)。
氣體供給部20亦可包含至少一個氣體源21及至少一個流量控制器22。於一實施方式中，氣體供給部20構成為將至少一種處理氣體從各自對應之氣體源21經由各自對應之流量控制器22供給至簇射頭13。各流量控制器22例如亦可包含質量流量控制器或壓力控制式流量控制器。進而，氣體供給部20亦可包含對至少一種處理氣體之流量進行調變或將其脈衝化之一個或一個以上之流量調變器件。
電源30包含經由至少一個阻抗匹配電路33與電漿處理腔室10耦合之RF電源31。阻抗匹配電路33電性連接於RF電源31。RF電源31構成為對至少一個下部電極及/或至少一個上部電極供給至少一個RF信號(RF功率)。藉此，由被供給至電漿處理空間10s之至少一種處理氣體形成電漿。因此，RF電源31能夠作為構成為於電漿處理腔室10中由一種或一種以上之處理氣體產生電漿之電漿產生部之至少一部分發揮功能。又，藉由對至少一個下部電極供給偏壓RF信號，於基板W產生偏壓電位，從而能夠將所形成之電漿中之離子成分饋入至基板W。
於一實施方式中，RF電源31包含第1RF產生部31a及第2RF產生部31b。第1RF產生部31a為第1功率供給部之一例，第2RF產生部31b為第2功率供給部之一例。第1RF產生部31a構成為經由第1阻抗匹配電路33a與至少一個下部電極及/或至少一個上部電極耦合，產生電漿產生用之源RF信號(源RF功率)。源RF功率為第1RF功率之一例。第1阻抗匹配電路33a電性連接於第1RF產生部31a。於一實施方式中，源RF信號具有10 MHz～150 MHz之範圍內之頻率。於一實施方式中，第1RF產生部31a亦可構成為產生具有不同頻率之複數個源RF信號。所產生之一個或複數個源RF信號被供給至至少一個下部電極及/或至少一個上部電極。
第2RF產生部31b構成為經由第2阻抗匹配電路33b與至少一個下部電極耦合，產生偏壓RF信號(偏壓RF功率)。偏壓RF功率為第2RF功率之一例。第2阻抗匹配電路33b電性連接於第2RF產生部31b。偏壓RF信號之頻率與源RF信號之頻率可相同亦可不同。於一實施方式中，偏壓RF信號具有較源RF信號之頻率低之頻率。於一實施方式中，偏壓RF信號具有100 kHz～60 MHz之範圍內之頻率。於一實施方式中，第2RF產生部31b亦可構成為產生具有不同頻率之複數個偏壓RF信號。所產生之一個或複數個偏壓RF信號被供給至至少一個下部電極。又，於各種實施方式中，源RF信號及偏壓RF信號中之至少一者亦可被脈衝化。
又，電源30亦可包含與電漿處理腔室10耦合之DC電源32。DC電源32包含第1DC產生部32a及第2DC產生部32b。於一實施方式中，第1DC產生部32a構成為連接於至少一個下部電極，產生第1DC信號。所產生之第1偏壓DC信號被施加至至少一個下部電極。於一實施方式中，第2DC產生部32b構成為連接於至少一個上部電極，產生第2DC信號。所產生之第2DC信號被施加至至少一個上部電極。
於各種實施方式中，第1及第2DC信號中之至少一者亦可被脈衝化。於此情形時，電壓脈衝之序列被施加至至少一個下部電極及/或至少一個上部電極。電壓脈衝亦可具有矩形、梯形、三角形或該等之組合之脈衝波形。於一實施方式中，用以由DC信號產生電壓脈衝之序列之波形產生部連接於第1DC產生部32a與至少一個下部電極之間。因此，第1DC產生部32a及波形產生部構成電壓脈衝產生部。於第2DC產生部32b及波形產生部構成電壓脈衝產生部之情形時，電壓脈衝產生部連接於至少一個上部電極。電壓脈衝可具有正極性，亦可具有負極性。又，電壓脈衝之序列亦可於1週期內包含一個或複數個正極性電壓脈衝及一個或複數個負極性電壓脈衝。再者，可除了RF電源31以外另行設置第1及第2DC產生部32a、32b，亦可設置第1DC產生部32a代替第2RF產生部31b。
排氣系統40例如可連接於設置在電漿處理腔室10之底部之氣體排出口10e。排氣系統40亦可包含壓力調整閥及真空泵。藉由壓力調整閥對電漿處理空間10s內之壓力進行調整。真空泵亦可包含渦輪分子泵、乾式真空泵或該等之組合。
控制部2處理電腦可執行之命令，該命令使電漿處理裝置1執行本發明中所敍述之各種步驟。控制部2可構成為控制電漿處理裝置1之各要素以執行此處所敍述之各種步驟。於一實施方式中，控制部2之一部分或全部亦可包含於電漿處理裝置1中。控制部2亦可包含處理部2a1、記憶部2a2及通信介面2a3。控制部2例如藉由電腦2a實現。處理部2a1可構成為藉由自記憶部2a2讀出程式，並執行所讀出之程式，而進行各種控制動作。該程式可預先儲存於記憶部2a2中，亦可於需要時經由媒體獲取。所獲取之程式儲存於記憶部2a2中，由處理部2a1自記憶部2a2讀出並執行。媒體可為電腦2a可讀取之各種記憶媒體，亦可為連接於通信介面2a3之通信線路。處理部2a1亦可為CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)。記憶部2a2亦可包含RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)、ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)、HDD(Hard Disk Drive，硬碟驅動器)、SSD(Solid State Drive，固態驅動器)、或該等之組合。通信介面2a3亦可經由LAN(Local Area Network，區域網路)等通信線路與電漿處理裝置1之間進行通信。
[第1RF產生部31a及第1阻抗匹配電路33a之構成] 圖2係表示第1RF產生部31a及第1阻抗匹配電路33a之一例之方塊圖。雖然於圖2中圖示者為第1RF產生部31a及第1阻抗匹配電路33a之構成之一例，但第2RF產生部31b及第2阻抗匹配電路33b之構成亦與圖2相同。
第1RF產生部31a具有RF振盪器310、放大器311、RF功率監測器312、及功率控制器313。RF振盪器310例如產生具有正弦波之波形之第1RF功率。放大器311以能夠控制自RF振盪器310輸出之第1功率之增益或放大率進行放大。
RF功率監測器312包含定向耦合器、行進功率監測器部、及反射功率監測器部。定向耦合器提取與於傳輸線路35上順向(自第1RF產生部31a向第1阻抗匹配電路33a之方向)傳輸之行進功率PF及逆向傳輸之反射功率PR之各者對應之信號。行進功率監測器部產生表示藉由定向耦合器所提取出之行進功率PF之功率位準的測定值信號。將所產生之測定值信號向功率控制器313及控制部2輸出。反射功率監測器部產生表示自電漿處理腔室10內之電漿返回至第1RF產生部31a之反射功率PR之功率位準的測定值信號。將所產生之測定值信號向功率控制器313及控制部2輸出。
功率控制器313根據自控制部2輸出之控制信號、及自RF功率監測器312輸出之測定值信號，對RF振盪器310及放大器311進行控制。來自控制部2之控制信號包含指示第1RF功率之功率位準之信號、及指示第1RF功率之供給及供給阻斷之信號。
第1阻抗匹配電路33a具有阻抗感測器330、匹配電路331、致動器332、致動器333、及匹配控制器334。阻抗感測器330於受到控制部2指示之期間，於傳輸線路35上對包含匹配電路331之阻抗的負載之阻抗進行測定，將測定結果向控制部2輸出。匹配電路331包含複數個可控制之電抗元件X1及X2。電抗元件X1及X2為匹配元件之一例。
致動器332例如為馬達等，根據來自匹配控制器334之控制信號對匹配電路331之電抗元件X1之電抗值進行變更。致動器333例如為馬達等，根據來自匹配控制器334之控制信號對匹配電路331之電抗元件X2之電抗值進行變更。匹配控制器334於受到控制部2指示之期間，算出能使控制部2所指示之目標阻抗Z T與第1RF產生部31a之輸出阻抗匹配的電抗元件X1及X2之電抗值。繼而，匹配控制器334將指示與所算出之電抗值對應之控制量的控制信號向致動器332及致動器333輸出。
[第1RF功率及第2RF功率] 圖3係表示第1RF功率之功率位準之時間性變化之一例之圖。圖4係表示第2RF功率之功率位準之時間性變化之一例之圖。於圖3及圖4中，圖示有對包含電漿之負載供給之有效功率PL之時間性變化之一例。
於本實施方式中，第1RF產生部31a經由第1阻抗匹配電路33a對基台1110及簇射頭13中之至少一者供給例如如圖3所示以週期T重複之第1RF功率。又，於本實施方式中，第2RF產生部31b經由第2阻抗匹配電路33b對基台1110及配置於靜電吸盤1111內之偏壓電極中之至少一者供給例如如圖4所示以週期T重複之第2RF功率。於本實施方式中，週期T為數毫秒。
週期T中包含第1期間T 1、第2期間T 2、及第3期間T 3。於圖3及圖4之例中，第1期間T 1較第2期間T 2長，第3期間T 3較第1期間T 1及第2期間T 2長。即，於圖3及圖4之例中，第1期間T 1～第3期間T 3之中，第2期間T 2最短，第3期間T 3最長。再者，第1期間T 1、第2期間T 2、及第3期間T 3之長短之關係並不限定於圖3及圖4中所例示出之關係。
第1RF產生部31a例如如圖3所示，於第1期間T 1內供給功率位準P H1之第1RF功率，於第2期間T 2內供給功率位準P H2之第1RF功率，於第3期間T 3內停止第1RF功率之供給。亦可認為第3期間T 3內係供給功率位準為0之第1RF功率。於圖3之例中，功率位準P H1較功率位準P H2大。再者，第1期間T 1、第2期間T 2、及第3期間T 3之各者內所供給之第1RF功率之大小關係並不限定於圖3中所例示出之關係。
第2RF產生部31b例如如圖4所示，於第1期間T 1內供給功率位準P L1之第2RF功率，於第2期間T 2內供給功率位準P L2之第2RF功率，於第3期間T 3內供給功率位準P L3之第2RF。於圖4之例中，功率位準P L1～功率位準P L3之中，功率位準P L3最大，功率位準P L2最小。再者，第1期間T 1、第2期間T 2、及第3期間T 3之各者內所供給之第2RF功率之大小關係並不限定於圖4中所例示出之關係。
[比較例中之行進功率PF及反射功率PR] 圖5係表示比較例中之針對第1RF功率之第1行進功率PF1及第1反射功率PR1之一例之圖。圖6係表示比較例中之針對第2RF功率之第2行進功率PF2及第2反射功率PR2之一例之圖。
例如如圖5所示，自第1RF產生部31a供給之第1RF功率之第1行進功率PF1被供給至包含電漿之負載後，其一部分成為第1反射功率PR1並返回至第1RF產生部31a。第1行進功率PF1與第1反射功率PR1之差分成為對負載供給之第1有效功率PL1。
同樣地，例如如圖6所示，自第2RF產生部31b供給之第2RF功率之第2行進功率PF2被供給至包含電漿之負載後，其一部分成為第2反射功率PR2並返回至第2RF產生部31b。第2行進功率PF2與第2反射功率PR2之差分成為對負載供給之第2有效功率PL2。
此處，第1阻抗匹配電路33a及第2阻抗匹配電路33b之電抗元件X1及X2藉由馬達等致動器332及333控制。因此，難以以數毫秒之週期高速地控制電抗元件X1及X2之電抗值。因此，難以於週期T所包含之第1期間T 1～第3期間T 3之各者之期間內，與該期間內之負載之狀態相應地調整電抗元件X1及X2之電抗值。
因此，與於某個時點所測定出之負載之阻抗相應地，以RF電源31之輸出阻抗與負載之阻抗匹配之方式對電抗元件X1及X2之電抗值進行調整。並且，其後，經過調整之電抗值會維持一段時間。
例如於第1RF功率之情形時，於週期T中第1有效功率PL1最大之第1期間T 1內，以第1RF產生部31a之輸出阻抗與負載之阻抗匹配之方式對電抗元件X1及X2之電抗值進行調整。又，例如於第2RF功率之情形時，於週期T中第2有效功率PL2最大之第3期間T 3內，以第2RF產生部31b之輸出阻抗與負載之阻抗匹配之方式對電抗元件X1及X2之電抗值進行調整。
圖7係表示比較例中之各期間之負載之阻抗之分佈之一例的圖。於圖7中，就第2RF功率圖示有包含匹配電路331之阻抗的負載之阻抗。又，圖7之「Z 1」表示包含匹配電路331之阻抗的第1期間T 1內之負載之阻抗。又，圖7之「Z 2」表示包含匹配電路331之阻抗的第2期間T 2內之負載之阻抗。又，圖7之「Z 3」表示包含匹配電路331之阻抗的第3期間T 3內之負載之阻抗。於比較例中，以第3期間T 3內之負載之阻抗Z 3與第2RF產生部31b之輸出阻抗(例如50 Ω)匹配之方式進行調整。
然而，若為於週期T所包含之特定期間內進行過調整之電抗值，則於週期T所包含之其他期間內，第2RF產生部31b之輸出阻抗與負載之阻抗不匹配，因此，第2反射功率PR2變大。例如於圖7中，第1期間T 1內之負載之阻抗Z 1及第2期間T 2內之負載之阻抗Z 2較大地偏離了第2RF產生部31b之輸出阻抗。
又，於期間之交界處，為了變更對負載供給之第1有效功率PL1及第2有效功率PL2，自第1RF產生部31a供給之第1行進功率PF1及自第2RF產生部31b供給之第2行進功率PF2之大小發生變化。因此，電漿之狀態瞬時變化，電漿之阻抗瞬時變化。因此，例如如圖5及圖6所示，於期間之交界處，第1反射功率PR1及第2反射功率PR2進而變大。若第1反射功率PR1及第2反射功率PR2之變動較大，則對電漿供給之第1有效功率PL1及第2有效功率PL2之變動亦變大，電漿之狀態變得不穩定。若電漿之狀態變得不穩定，則存在電漿消失之情形。若電漿消失，則無法繼續進行使用電漿之處理。
因此，於本實施方式中，基於週期T所包含之各期間之負載之阻抗Z 1～Z 3，算出目標阻抗Z T。繼而，以所算出之目標阻抗Z T與RF電源31之輸出阻抗匹配之方式對電抗元件X1及X2之電抗值進行調整。於本實施方式中，根據給負載之阻抗Z 1～Z 3之各者分配權重所得之加權平均，算出目標阻抗Z T。
於本實施方式中，針對週期T所包含之第i個期間之負載之阻抗Z i的權重w i例如係使用下述式(1)而算出。 [數1] 於上述式(1)中，PL i表示於第i個期間內對負載供給之有效功率PL之大小，n表示週期T所包含之期間之總數。由上述式(1)可知，對於與對負載供給之有效功率PL較大之期間對應的負載之阻抗Z i，會分配值更大之權重w i。
並且，目標阻抗Z T例如係使用下述式(2)而算出。 [數2]
目標阻抗Z T例如如上述式(2)所示，為權重w i與各期間內之負載之阻抗Z i之積的合計值。因此，調整後之各期間內之負載之阻抗例如成為如圖8所示。圖8係表示本實施方式中之各期間之負載之阻抗Z i之分佈之一例的圖。於本實施方式中，例如如圖8所示，以目標阻抗Z T與RF電源31之輸出阻抗匹配之方式，對電抗元件X1及X2之電抗值進行調整。藉此，能夠減小各期間之負載之阻抗Z 1～Z 3處之反射係數之大小之差。
圖9係表示本實施方式中之針對第2RF功率之第2行進功率PF2及第2反射功率PR2之一例之圖。例如如圖9所示，週期T所包含之各期間內之第2反射功率PR2之差變小。藉此，能夠於週期T所包含之各期間內減小電漿之變動，能夠穩定地維持電漿。
再者，對於第1RF功率，亦於除了第1RF功率之供給被阻斷之期間以外的其他各期間內，使用上述式(1)及(2)算出目標阻抗Z T。繼而，以所算出之目標阻抗Z T與第1RF產生部31a之輸出阻抗匹配之方式，對電抗元件X1及X2之電抗值進行調整。藉此，例如如圖10所示，能夠減小週期T所包含之各期間內之第1反射功率PR1之差。藉此，對於第1RF功率，亦能夠於週期T所包含之各期間內穩定地維持電漿。
[電漿處理方法] 圖11係表示電漿處理方法之一例之流程圖。圖11中所例示之處理係藉由控制部2對電漿處理裝置1之各部進行控制而實現。又，圖11中所例示之處理係於電漿處理中較為初期之階段執行。又，圖11中所例示之處理係於開始針對未處理之基板W之電漿處理之情形、開始處理條件不同之電漿處理之情形等時執行。
再者，於圖11中所例示之處理之開始前，將匹配電路331內之電抗元件X1及X2之電抗值設定為預設之初期值。又，雖然於圖11中使用週期性地控制為3個不同之功率位準之第2RF功率進行說明，但是對於週期性地控制為2個不同之功率位準之第1RF功率，亦可應用相同之處理。
首先，控制部2算出週期T所包含之各期間之第2反射功率PR2之大小之偏差A(S10)。步驟S10為第1處理及步驟c)之一例。於步驟S10中，對週期T所包含之各期間之第2反射功率PR2 i之大小進行測定。第2反射功率PR2 i表示第i個期間之第2反射功率PR2之大小。再者，各期間之第2反射功率PR2 i之大小例如如圖6所示，於期間之交界附近瞬時變化急遽。因此，控制部2較佳為於各期間內，在第2反射功率PR2 i之大小之變化穩定後(例如期間之後半部分)對第2反射功率PR2 i之大小進行測定。
繼而，控制部2基於所測定出之各期間之第2反射功率PR2 i之大小，算出第2反射功率PR2之大小之偏差A。於本實施方式中，第2反射功率PR2之大小之偏差A例如為各期間之第2反射功率PR2 i之大小之標準偏差σ，例如係使用下述式(3)及式(4)而算出。 [數3] [數4]
其次，控制部2控制阻抗感測器330，對各期間內之負載之阻抗Z i進行測定(S11)。步驟S11為步驟a)之一例。再者，於期間之交界附近，第2有效功率PL2變化，因此電漿之狀態瞬時變化。因此，於期間之交界附近，各期間之負載之阻抗Z i之變化亦急遽。因此，控制部2較佳為於各期間內，在電漿之狀態穩定後(例如期間之後半部分)令阻抗感測器330對負載之阻抗Z i進行測定。
其次，控制部2算出目標阻抗Z T(S12)。於步驟S12中，例如使用上述式(1)算出各期間之權重w i，例如使用上述式(2)算出目標阻抗Z T。
其次，控制部2以目標阻抗Z T與第2RF產生部31b之輸出阻抗匹配之方式對匹配元件進行調整(S13)。步驟S13為步驟b)之一例。於步驟S13中，控制致動器332及333，以目標阻抗Z T與第2RF產生部31b之輸出阻抗匹配之方式對匹配電路331內之電抗元件X1及X2之電抗值進行調整。
調整過匹配元件後，控制部2再次算出週期T所包含之各期間之第2反射功率PR2之大小之偏差B(S14)。於步驟S14中，藉由與步驟S10相同之方法，算出週期T所包含之各期間之第2反射功率PR2之大小之偏差B。步驟S14為第2處理及步驟d)之一例。
繼而，控制部2判定藉由步驟S10所算出之偏差A與藉由步驟S14所算出之偏差B之差是否未達預設值C(S15)。預設值C例如為1.0。又，步驟S15為第3處理及步驟e)之一例。
於偏差A與偏差B之差為預設值C以上之情形時(S15：否)，再次執行步驟S10所示之處理。另一方面，於偏差A與偏差B之差未達預設值C之情形時(S15：是)，繼續電漿處理(S16)。繼而，於電漿處理結束之情形時，本流程圖中所例示出之電漿處理方法結束。
以上，對實施方式進行了說明。如上所述，本實施方式之電漿處理系統具備電漿處理腔室10、基板支持部11、阻抗匹配電路33、RF電源31、及控制部2。基板支持部11配置於電漿處理腔室10內。阻抗匹配電路33電性連接於基板支持部11。RF電源31電性連接於阻抗匹配電路33，產生包含第1功率位準、第2功率位準、及第3功率位準之週期性之RF脈衝。控制部2於供給第1功率位準之第1期間、供給第2功率位準之第2期間、及供給第3功率位準之第3期間之各期間內，基於RF脈衝之反射功率PR算出負載之阻抗Z i，基於在第1期間、第2期間、及第3期間之各期間內所算出之負載之阻抗Z i，對阻抗匹配電路33所包含之匹配元件進行控制。藉此，能夠於使用電漿之處理中更加穩定地維持電漿。
又，於上述實施方式中，控制部2算出基於第1功率位準之第1權重w 1、基於第2功率位準之第2權重w 2、及基於第3功率位準之第3權重w 3，算出第1期間T 1內之第1負載阻抗Z 1與第1權重w 1之積、第2期間T 2內之第2負載阻抗Z 2與第2權重w 2之積、及第3期間T 3內之第3負載阻抗Z 3與第3權重w 3之積之合計值，以該合計值與RF電源31之輸出阻抗匹配之方式，對阻抗匹配電路33所包含之匹配元件進行控制。藉此，能夠減小各期間內之反射功率PR之差。
又，於上述實施方式中，第1權重w 1為相對於第1功率位準、第2功率位準、及第3功率位準之合計值之第1功率位準，第2權重w 2為相對於第1功率位準、第2功率位準、及第3功率位準之合計值之第2功率位準，第3權重w 3為相對於第1功率位準、第2功率位準、及第3功率位準之合計值之第3功率位準。藉此，越是對負載供給之功率位準較大之期間，反射功率PR越小，因此，能夠削減功率之浪費。
又，於上述實施方式中，控制部2執行第1處理、第2處理、及第3處理。於第1處理中，算出第1期間T 1、第2期間T 2、及第3期間T 3之各者內之反射功率PR之偏差A。於第2處理中，於阻抗匹配電路33所包含之匹配元件被基於第1負載阻抗Z 1、第2負載阻抗Z 2、及第3負載阻抗Z 3受到控制後，再次算出第1期間T 1、第2期間T 2、及第3期間T 3之各者內之反射功率PR之偏差B。於第3處理中，依序重複第1處理及第2處理，直至由第1處理算出之反射功率PR之偏差A與由第2處理算出之反射功率PR之偏差B之差未達預設值C。藉此，能夠減小各期間內之反射功率PR之差。
又，於上述實施方式中，偏差為第1期間T 1、第2期間T 2、及第3期間T 3之各者內之反射功率PR之值之標準偏差。藉此，能夠精度良好地對複數個期間內之反射功率PR之值之偏差進行評價。
又，於上述實施方式中，RF電源31具有：第1RF產生部31a，其供給電漿產生用之第1RF功率；及第2RF產生部31b，其供給頻率較第1RF功率低之偏壓用之第2RF功率。又，阻抗匹配電路33具有：第1阻抗匹配電路33a，其電性連接於第1RF產生部31a；及第2阻抗匹配電路33b，其電性連接於第2RF產生部31b。第1RF產生部31a及第2RF產生部31b中之至少一者產生包含第1功率位準、第2功率位準、及第3功率位準之週期性之RF脈衝。
又，於上述實施方式中，進而具備具有電極且對電漿處理腔室10內供給氣體之簇射頭13。又，基板支持部11具有電極。第1RF產生部31a對簇射頭13之電極及基板支持部11之電極中之至少一者供給第1RF功率。又，第2RF產生部31b對基板支持部11之基台1110及靜電吸盤1111內之電極中之至少一者供給第2RF功率。
又，上述實施方式中之電漿處理方法藉由電漿處理系統執行，包括步驟a)及步驟b)。電漿處理系統具備電漿處理腔室10、基板支持部11、阻抗匹配電路33、RF電源31、及控制部2。基板支持部11配置於電漿處理腔室10內。阻抗匹配電路33電性連接於基板支持部11。RF電源31電性連接於阻抗匹配電路33，產生包含第1功率位準、第2功率位準、及第3功率位準之週期性之RF脈衝。控制部2於步驟a)中，於供給第1功率位準之第1期間T 1、供給第2功率位準之第2期間T 2、及供給第3功率位準之第3期間T 3之各者內，基於RF脈衝之反射功率PR算出負載之阻抗Z i。又，控制部2於步驟b)中，基於在第1期間T 1、第2期間T 2、及第3期間T 3之各者內所算出之負載之阻抗Z i，對阻抗匹配電路33所包含之匹配元件進行控制。藉此，能夠於使用電漿之處理中更加穩定地維持電漿。
又，於上述實施方式中之步驟b)中，算出基於第1功率位準之第1權重w 1、基於第2功率位準之第2權重w 2、及基於第3功率位準之第3權重w 3，算出第1期間T 1內之第1負載阻抗Z 1與第1權重w 1之積、第2期間T 2內之第2負載阻抗Z 2與第2權重w 2之積、及第3期間T 3內之第3負載阻抗Z 3與第3權重w 3之積之合計值，以該合計值與RF電源31之輸出阻抗匹配之方式，對阻抗匹配電路33所包含之匹配元件進行控制。藉此，能夠減小各期間內之反射功率PR之差。
又，上述實施方式中之電漿處理方法包括步驟c)、步驟d)、及步驟e。步驟c)係於步驟a)及b)之前執行，算出第1期間T 1、第2期間T 2、及第3期間T 3之各者內之反射功率PR之偏差A。步驟d)係於步驟a)及b)之後執行，再次算出第1期間T 1、第2期間T 2、及第3期間T 3之各者內之反射功率PR之偏差B。於步驟e)中，依序重複步驟c)、步驟a)、步驟b)、及步驟d)，直至由步驟c)算出之反射功率PR之偏差A與由步驟d)算出之反射功率PR之偏差B之差未達預設值C。藉此，能夠減小各期間內之反射功率PR之差。
[其他] 再者，本案所揭示之技術並不限定於上述實施方式，可於其主旨之範圍內進行許多變化。
例如，雖然於上述實施方式中，針對週期T所包含之各期間之負載之阻抗Z i的權重w i係基於上述式(1)而算出，但所揭示之技術並不限定於此。例如，於將週期T所包含之期間之總數設為m之情形時，針對各期間之負載之阻抗Z i的權重w i亦可為w i＝1/m。例如，於圖4中所例示出之第2功率之情形時，針對各期間之負載之阻抗Z i的權重w i均成為1/3。
又，雖然於上述實施方式中，第1RF功率及第2RF功率中之至少一者週期性地變化為3個不同之功率位準，但所揭示之技術並不限定於此。第1RF功率及第2RF功率中之至少一者亦可週期性地變化為4個以上之不同之功率位準。又，第1RF功率及第2RF功率中之至少一者亦可週期性地變化為2個不同之功率位準。
又，雖然於上述實施方式中，係算出週期T所包含之各期間內之反射功率PR之大小之標準偏差作為偏差之一例，但所揭示之技術並不限定於此。作為其他形態，週期T所包含之各期間內之反射功率PR之大小之偏差亦可為方差或作為最大值與最小值之差的範圍(range)等。
又，上述實施方式中之電漿處理只要是使用電漿之基板W之處理，例如亦可為蝕刻處理、成膜處理、改質處理、或洗淨處理等。
又，雖然於上述實施方式中，係使用電容耦合型電漿(CCP)作為電漿源之一例，但所揭示之技術並不限定於此。作為電漿源，例如亦可為微波電漿或感應耦合電漿(ICP)等。
再者，應認為本次所揭示之實施方式於所有方面均為例示，並無限制性。實際上，上述實施方式可以各種形態實現。又，上述實施方式亦可於不脫離隨附之專利申請範圍及其主旨之情況下以各種形態進行省略、置換、變更。
又，關於上述實施方式，進而揭示以下附記。
(附記1) 一種電漿處理系統，其具備： 電漿處理腔室； 基板支持部，其配置於上述電漿處理腔室內； 匹配器，其電性連接於上述基板支持部； RF電源，其電性連接於上述匹配器，產生包含第1功率位準、第2功率位準、及第3功率位準之週期性之RF脈衝；以及 控制部；且 上述控制部係 於供給上述第1功率位準之第1期間、供給上述第2功率位準之第2期間、及供給上述第3功率位準之第3期間之各期間內，基於上述RF脈衝之反射功率算出負載之阻抗， 基於在上述第1期間、上述第2期間、及上述第3期間之各期間內所算出之上述負載之阻抗，對上述匹配器所包含之匹配元件進行控制。 (附記2) 如附記1所記載之電漿處理系統，其中 上述控制部 算出基於上述第1功率位準之第1權重、基於上述第2功率位準之第2權重、及基於上述第3功率位準之第3權重， 算出上述第1期間內之第1負載阻抗與上述第1權重之積、上述第2期間內之第2負載阻抗與上述第2權重之積、及上述第3期間內之第3負載阻抗與上述第3權重之積之合計值， 以上述合計值與上述RF電源之輸出阻抗匹配之方式，對上述匹配器所包含之匹配元件進行控制。 (附記3) 如附記2所記載之電漿處理系統，其中 上述第1權重為相對於上述第1功率位準、上述第2功率位準、及上述第3功率位準之合計值之第1功率位準， 上述第2權重為相對於上述第1功率位準、上述第2功率位準、及上述第3功率位準之合計值之第2功率位準， 上述第3權重為相對於上述第1功率位準、上述第2功率位準、及上述第3功率位準之合計值之第3功率位準。 (附記4) 如附記2或3所記載之電漿處理系統，其中 上述控制部執行： 第1處理，其算出上述第1期間、上述第2期間、及上述第3期間之各期間內之反射功率之偏差； 第2處理，其於上述匹配器所包含之匹配元件基於上述第1負載阻抗、上述第2負載阻抗、及上述第3負載阻抗受到控制後，再次算出上述第1期間、上述第2期間、及上述第3期間之各期間內之反射功率之偏差；以及 第3處理，其依序重複上述第1處理及上述第2處理，直至由上述第1處理算出之反射功率之偏差與由上述第2處理算出之反射功率之偏差之差未達預設值。 (附記5) 如附記4所記載之電漿處理系統，其中上述偏差為上述第1期間、上述第2期間、及上述第3期間之各期間內之反射功率之值之標準偏差。 (附記6) 如附記1至5中任一項所記載之電漿處理系統，其中 上述RF電源具有： 第1功率供給部，其供給電漿產生用之第1RF功率；及 第2功率供給部，其供給頻率較上述第1RF功率低之偏壓用之第2RF功率； 上述匹配器具有： 第1匹配器，其電性連接於上述第1功率供給部；及 第2匹配器，其電性連接於上述第2功率供給部； 上述第1功率供給部及上述第2功率供給部中之至少一者產生包含上述第1功率位準、上述第2功率位準、及上述第3功率位準之週期性之上述RF脈衝。 (附記7) 如附記6所記載之電漿處理系統，其進而具備具有電極且對上述電漿處理腔室內供給氣體之簇射頭，且 上述基板支持部具有電極， 上述第1功率供給部對上述簇射頭之電極及上述基板支持部之電極中之至少一者供給第1RF功率， 上述第2功率供給部對上述基板支持部之基台及靜電吸盤內之電極中之至少一者供給第2RF功率。 (附記8) 一種電漿處理方法，其係藉由電漿處理系統執行者，上述電漿處理系統具備： 電漿處理腔室； 基板支持部，其配置於上述電漿處理腔室內； 匹配器，其電性連接於上述基板支持部； RF電源，其電性連接於上述匹配器，產生包含第1功率位準、第2功率位準、及第3功率位準之週期性之RF脈衝；以及 控制部；且 上述電漿處理方法包括： 步驟a)，其於供給上述第1功率位準之第1期間、供給上述第2功率位準之第2期間、及供給上述第3功率位準之第3期間之各期間內，基於上述RF脈衝之反射功率算出負載之阻抗；以及 步驟b)，其基於在上述第1期間、上述第2期間、及上述第3期間之各期間內所算出之上述負載之阻抗，對上述匹配器所包含之匹配元件進行控制。 (附記9) 如附記8所記載之電漿處理方法，其中 於上述步驟b)中， 算出基於上述第1功率位準之第1權重、基於上述第2功率位準之第2權重、及基於上述第3功率位準之第3權重， 算出上述第1期間內之第1負載阻抗與上述第1權重之積、上述第2期間內之第2負載阻抗與上述第2權重之積、及上述第3期間內之第3負載阻抗與上述第3權重之積之合計值， 以上述合計值與上述RF電源之輸出阻抗匹配之方式，對上述匹配器所包含之匹配元件進行控制。 (附記10) 如附記9所記載之電漿處理方法，其中 上述第1權重為相對於上述第1功率位準、上述第2功率位準、及上述第3功率位準之合計值之第1功率位準， 上述第2權重為相對於上述第1功率位準、上述第2功率位準、及上述第3功率位準之合計值之第2功率位準， 上述第3權重為相對於上述第1功率位準、上述第2功率位準、及上述第3功率位準之合計值之第3功率位準。 (附記11) 如附記8至10中任一項所記載之電漿處理方法，其包括： 步驟c)，其係於上述步驟a)及b)之前執行，算出上述第1期間、上述第2期間、及上述第3期間之各期間內之反射功率之偏差； 步驟d)，其係於上述步驟a)及b)之後執行，再次算出上述第1期間、上述第2期間、及上述第3期間之各期間內之反射功率之偏差；以及 步驟e)，其依序重複上述步驟c)、上述步驟a)、上述步驟b)、及上述步驟d)，直至由上述步驟c)算出之反射功率之偏差與由上述步驟d)算出之反射功率之偏差之差未達預設值。 (附記12) 如附記11所記載之電漿處理方法，其中上述偏差為上述第1期間、上述第2期間、及上述第3期間之各期間內之反射功率之值之標準偏差。 (附記13) 如附記8至12中任一項所記載之電漿處理方法，其中 上述RF電源具有： 第1功率供給部，其供給電漿產生用之第1RF功率；及 第2功率供給部，其供給頻率較上述第1RF功率低之偏壓用之第2RF功率； 上述匹配器具有： 第1匹配器，其電性連接於上述第1功率供給部；及 第2匹配器，其電性連接於上述第2功率供給部； 上述第1功率供給部及上述第2功率供給部中之至少一者產生包含上述第1功率位準、上述第2功率位準、及上述第3功率位準之週期性之上述RF脈衝。 (附記14) 如附記13所記載之電漿處理方法，其中 上述電漿處理系統進而具備具有電極且對上述電漿處理腔室內供給氣體之簇射頭， 上述基板支持部具有電極， 上述第1功率供給部對上述簇射頭之電極及上述基板支持部之電極中之至少一者供給第1RF功率， 上述第2功率供給部對上述基板支持部之基台及靜電吸盤內之電極中之至少一者供給上述第2RF功率。
1:電漿處理裝置 2:控制部 2a:電腦 2a1:處理部 2a2:記憶部 2a3:通信介面 10:電漿處理腔室 10a:側壁 10e:氣體排出口 10s:電漿處理空間 11:基板支持部 13:簇射頭 13a:氣體供給口 13b:氣體擴散室 13c:氣體導入口 20:氣體供給部 21:氣體源 22:流量控制器 30:電源 31:RF電源 31a:第1RF產生部 31b:第2RF產生部 32:DC電源 32a:第1DC產生部 32b:第2DC產生部 33:阻抗匹配電路 33a:第1阻抗匹配電路 33b:第2阻抗匹配電路 35:傳輸線路 40:排氣系統 111:本體部 111a:中央區域 111b:環狀區域 112:環總成 310:RF振盪器 311:放大器 312:RF功率監測器 313:功率控制器 330:阻抗感測器 331:匹配電路 332:致動器 333:致動器 334:匹配控制器 1110:基台 1110a:流路 1111:靜電吸盤 1111a:陶瓷構件 1111b:靜電電極 PF:行進功率 PF1:第1行進功率 PF2:第2行進功率 P H1:功率位準 P H2:功率位準 PL:有效功率 P L1:功率位準 P L2:功率位準 P L3:功率位準 PR:反射功率 PR1:第1反射功率 PR2:第2反射功率 S10:步驟 S11:步驟 S12:步驟 S13:步驟 S14:步驟 S15:步驟 S16:步驟 T:週期 T 1:第1期間 T 2:第2期間 T 3:第3期間 W:基板 X, X1, X2:電抗元件 Z 1:第1負載阻抗 Z 2:第2負載阻抗 Z 3:第3負載阻抗 Z T:目標阻抗
圖1係表示本發明之一實施方式中之電漿處理系統之一例之概略剖視圖。 圖2係表示第1RF產生部及第1阻抗匹配電路之一例之方塊圖。 圖3係表示第1RF功率之功率位準之時間性變化之一例之圖。 圖4係表示第2RF功率之功率位準之時間性變化之一例之圖。 圖5係表示比較例中之針對第1RF功率之行進功率及反射功率之一例之圖。 圖6係表示比較例中之針對第2RF功率之行進功率及反射功率之一例之圖。 圖7係表示比較例中之各期間之負載之阻抗之分佈之一例的Smith圖。 圖8係表示本實施方式中之各期間之負載之阻抗之分佈之一例的Smith圖。 圖9係表示本實施方式中之針對第2RF功率之行進功率及反射功率之一例之圖。 圖10係表示本實施方式中之針對第1RF功率之行進功率及反射功率之一例之圖。 圖11係表示電漿處理方法之一例之流程圖。
1:電漿處理裝置
2:控制部
2a:電腦
2a1:處理部
2a2:記憶部
2a3:通信介面
10:電漿處理腔室
10a:側壁
10e:氣體排出口
10s:電漿處理空間
11:基板支持部
13:簇射頭
13a:氣體供給口
13b:氣體擴散室
13c:氣體導入口
20:氣體供給部
21:氣體源
22:流量控制器
30:電源
31:RF電源
31a:第1RF產生部
31b:第2RF產生部
32:DC電源
32a:第1DC產生部
32b:第2DC產生部
33:阻抗匹配電路
33a:第1阻抗匹配電路
33b:第2阻抗匹配電路
40:排氣系統
111:本體部
111a:中央區域
111b:環狀區域
112:環總成
1110:基台
1110a:流路
1111:靜電吸盤
1111a:陶瓷構件
1111b:靜電電極
W:基板

Claims (14)

  1. 一種電漿處理系統，其具備： 電漿處理腔室； 基板支持部，其配置於上述電漿處理腔室內； 匹配器，其電性連接於上述基板支持部； RF電源，其電性連接於上述匹配器，產生包含第1功率位準、第2功率位準、及第3功率位準之週期性之RF脈衝；以及 控制部；且 上述控制部係 於供給上述第1功率位準之第1期間、供給上述第2功率位準之第2期間、及供給上述第3功率位準之第3期間之各期間內，基於上述RF脈衝之反射功率算出負載之阻抗， 基於在上述第1期間、上述第2期間、及上述第3期間之各期間內所算出之上述負載之阻抗，對上述匹配器所包含之匹配元件進行控制。
  2. 如請求項1之電漿處理系統，其中 上述控制部 算出基於上述第1功率位準之第1權重、基於上述第2功率位準之第2權重、及基於上述第3功率位準之第3權重， 算出上述第1期間內之第1負載阻抗與上述第1權重之積、上述第2期間內之第2負載阻抗與上述第2權重之積、及上述第3期間內之第3負載阻抗與上述第3權重之積之合計值， 以上述合計值與上述RF電源之輸出阻抗匹配之方式，對上述匹配器所包含之匹配元件進行控制。
  3. 如請求項2之電漿處理系統，其中 上述第1權重為相對於上述第1功率位準、上述第2功率位準、及上述第3功率位準之合計值之第1功率位準， 上述第2權重為相對於上述第1功率位準、上述第2功率位準、及上述第3功率位準之合計值之第2功率位準， 上述第3權重為相對於上述第1功率位準、上述第2功率位準、及上述第3功率位準之合計值之第3功率位準。
  4. 如請求項3之電漿處理系統，其中 上述控制部執行： 第1處理，其算出上述第1期間、上述第2期間、及上述第3期間之各期間內之反射功率之偏差； 第2處理，其於上述匹配器所包含之匹配元件基於上述第1負載阻抗、上述第2負載阻抗、及上述第3負載阻抗受到控制後，再次算出上述第1期間、上述第2期間、及上述第3期間之各期間內之反射功率之偏差；以及 第3處理，其依序重複上述第1處理及上述第2處理，直至由上述第1處理算出之反射功率之偏差與由上述第2處理算出之反射功率之偏差之差未達預設值。
  5. 如請求項4之電漿處理系統，其中上述偏差為上述第1期間、上述第2期間、及上述第3期間之各期間內之反射功率之值的標準偏差。
  6. 如請求項1之電漿處理系統，其中 上述RF電源具有： 第1功率供給部，其供給電漿產生用之第1RF功率；及 第2功率供給部，其供給頻率較上述第1RF功率低之偏壓用之第2RF功率； 上述匹配器具有： 第1匹配器，其電性連接於上述第1功率供給部；及 第2匹配器，其電性連接於上述第2功率供給部； 上述第1功率供給部及上述第2功率供給部中之至少一者產生包含上述第1功率位準、上述第2功率位準、及上述第3功率位準之週期性之上述RF脈衝。
  7. 如請求項6之電漿處理系統，其進而具備具有電極且對上述電漿處理腔室內供給氣體之簇射頭，且 上述基板支持部具有電極， 上述第1功率供給部對上述簇射頭之電極及上述基板支持部之電極中之至少一者供給第1RF功率， 上述第2功率供給部對上述基板支持部之基台及靜電吸盤內之電極中之至少一者供給上述第2RF功率。
  8. 一種電漿處理方法，其係藉由電漿處理系統執行者，上述電漿處理系統具備： 電漿處理腔室； 基板支持部，其配置於上述電漿處理腔室內； 匹配器，其電性連接於上述基板支持部； RF電源，其電性連接於上述匹配器，產生包含第1功率位準、第2功率位準、及第3功率位準之週期性之RF脈衝；以及 控制部；且 上述電漿處理方法包括： 步驟a)，其於供給上述第1功率位準之第1期間、供給上述第2功率位準之第2期間、及供給上述第3功率位準之第3期間之各期間內，基於上述RF脈衝之反射功率算出負載之阻抗；以及 步驟b)，其基於在上述第1期間、上述第2期間、及上述第3期間之各期間內所算出之上述負載之阻抗，對上述匹配器所包含之匹配元件進行控制。
  9. 如請求項8之電漿處理方法，其中 於上述步驟b)中， 算出基於上述第1功率位準之第1權重、基於上述第2功率位準之第2權重、及基於上述第3功率位準之第3權重， 算出上述第1期間內之第1負載阻抗與上述第1權重之積、上述第2期間內之第2負載阻抗與上述第2權重之積、及上述第3期間內之第3負載阻抗與上述第3權重之積之合計值， 以上述合計值與上述RF電源之輸出阻抗匹配之方式，對上述匹配器所包含之匹配元件進行控制。
  10. 如請求項9之電漿處理方法，其中 上述第1權重為相對於上述第1功率位準、上述第2功率位準、及上述第3功率位準之合計值之第1功率位準， 上述第2權重為相對於上述第1功率位準、上述第2功率位準、及上述第3功率位準之合計值之第2功率位準， 上述第3權重為相對於上述第1功率位準、上述第2功率位準、及上述第3功率位準之合計值之第3功率位準。
  11. 如請求項8至10中任一項之電漿處理方法，其包括： 步驟c)，其係於上述步驟a)及b)之前執行，算出上述第1期間、上述第2期間、及上述第3期間之各期間內之反射功率之偏差； 步驟d)，其係於上述步驟a)及b)之後執行，再次算出上述第1期間、上述第2期間、及上述第3期間之各期間內之反射功率之偏差；以及 步驟e)，其依序重複上述步驟c)、上述步驟a)、上述步驟b)、及上述步驟d)，直至由上述步驟c)算出之反射功率之偏差與由上述步驟d)算出之反射功率之偏差之差未達預設值。
  12. 如請求項11之電漿處理方法，其中上述偏差為上述第1期間、上述第2期間、及上述第3期間之各期間內之反射功率之值之標準偏差。
  13. 如請求項8之電漿處理方法，其中 上述RF電源具有： 第1功率供給部，其供給電漿產生用之第1RF功率；及 第2功率供給部，其供給頻率較上述第1RF功率低之偏壓用之第2RF功率； 上述匹配器具有： 第1匹配器，其電性連接於上述第1功率供給部；及 第2匹配器，其電性連接於上述第2功率供給部； 上述第1功率供給部及上述第2功率供給部中之至少一者產生包含上述第1功率位準、上述第2功率位準、及上述第3功率位準之週期性之上述RF脈衝。
  14. 如請求項13之電漿處理方法，其中 上述電漿處理系統進而具備具有電極且對上述電漿處理腔室內供給氣體之簇射頭， 上述基板支持部具有電極， 上述第1功率供給部對上述簇射頭之電極及上述基板支持部之電極中之至少一者供給第1RF功率， 上述第2功率供給部對上述基板支持部之基台及靜電吸盤內之電極中之至少一者供給上述第2RF功率。
TW112122312A 2022-06-29 2023-06-15 電漿處理系統及電漿處理方法 TW202418342A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022104778A JP7577093B2 (ja) 2022-06-29 プラズマ処理システムおよびプラズマ処理方法
JP2022-104778 2022-06-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202418342A true TW202418342A (zh) 2024-05-01

Family

ID=89241485

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW112122312A TW202418342A (zh) 2022-06-29 2023-06-15 電漿處理系統及電漿處理方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20240006153A1 (zh)
KR (1) KR20240002720A (zh)
CN (1) CN117316749A (zh)
TW (1) TW202418342A (zh)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7535438B2 (ja) 2020-02-28 2024-08-16 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

Also Published As

Publication number Publication date
CN117316749A (zh) 2023-12-29
KR20240002720A (ko) 2024-01-05
US20240006153A1 (en) 2024-01-04
JP2024004893A (ja) 2024-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20240347320A1 (en) Plasma processing apparatus, power system, control method, and storage medium
TW202418887A (zh) 電漿處理裝置、電漿處理方法、壓力閥控制裝置、壓力閥控制方法及壓力調整系統
JP7462803B2 (ja) プラズマ処理装置及びソース高周波電力のソース周波数を制御する方法
KR20230023571A (ko) 플라스마 처리 장치 및 플라스마 처리 방법
TW202418342A (zh) 電漿處理系統及電漿處理方法
JP7577093B2 (ja) プラズマ処理システムおよびプラズマ処理方法
JP2023001473A (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
WO2024106256A1 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
WO2024106257A1 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
WO2024043065A1 (ja) プラズマ処理装置、ｒｆシステム、およびｒｆ制御方法
WO2024150666A1 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
WO2024014398A1 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
WO2024004766A1 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
WO2023074816A1 (ja) プラズマ処理装置、給電システム、制御方法、プログラム、及び記憶媒体
JP7474913B2 (ja) 電源システム
WO2024024681A1 (ja) プラズマ処理装置及びソース高周波電力のソース周波数を制御する方法
WO2024154612A1 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP2024119243A (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
WO2024111460A1 (ja) プラズマ処理装置、電源システム、及びソース周波数を制御する方法
TW202431902A (zh) 電漿處理裝置及電漿處理方法
US20240153742A1 (en) Plasma processing method and plasma processing apparatus
TW202437326A (zh) 電漿處理裝置及電漿處理方法
JP2023178190A (ja) プラズマ処理装置、プラズマ処理方法、圧力弁制御装置、圧力弁制御方法及び圧力調整システム
JP2023129234A (ja) プラズマ処理装置
JP2024098586A (ja) プラズマ処理装置及び制御方法