TW202420381A - 電漿處理方法及電漿處理裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種減少離子通量之分佈不均之技術。本發明提供一種電漿處理方法,其係於具有腔室及配置於上述腔室內之基板支持部之電漿處理裝置中,在上述腔室內產生電漿,對基板執行電漿處理。電漿處理方法包括以下步驟:(a)預先儲存第1分佈資料,該第1分佈資料係上述腔室內產生之電漿與配置於上述基板支持部之第1基板之間所產生的離子通量之分佈之相關資料;(b-a)將第2基板配置於上述基板支持部;及(b-b)電漿處理步驟,其係基於上述第1分佈資料在上述腔室內產生電漿,對上述第2基板執行電漿處理。
Description
本發明之例示性實施方式係關於一種電漿處理方法及電漿處理裝置。
作為於晶圓表面測量電漿之技術,有專利文獻1中記載之晶圓上監視系統。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2003-282546號公報
[發明所欲解決之問題]
本發明提供一種減少離子通量之分佈不均之技術。
[解決問題之技術手段]
於本發明之一例示性實施方式中,提供一種電漿處理方法,其係於具有腔室及配置於上述腔室內之基板支持部之電漿處理裝置中,在上述腔室內產生電漿,對基板執行電漿處理者,且包括以下步驟:(a)預先儲存第1分佈資料,該第1分佈資料係上述腔室內產生之電漿與配置於上述基板支持部之第1基板之間所產生的離子通量之分佈之相關資料;(b-a)將第2基板配置於上述基板支持部;及(b-b)電漿處理步驟,其係基於上述第1分佈資料在上述腔室內產生電漿,對上述第2基板執行電漿處理。
[發明之效果]
根據本發明之一例示性實施方式,能夠提供一種減少離子通量之分佈不均之技術。
以下,對本發明之各實施方式進行說明。
於一例示性實施方式中,提供一種電漿處理方法,其係於具有腔室及配置於腔室內之基板支持部之電漿處理裝置中,在腔室內產生電漿,對基板執行電漿處理。電漿處理方法包括以下步驟:(a)預先儲存第1分佈資料,該第1分佈資料係腔室內產生之電漿與配置於基板支持部之第1基板之間所產生的離子通量之分佈之相關資料;(b-a)將第2基板配置於基板支持部;及(b-b)電漿處理步驟,其係基於第1分佈資料在腔室內產生電漿,對第2基板執行電漿處理。
於一例示性實施方式中,(a)包括以下步驟:(a-a)將第1基板配置於基板支持部;(a-b)於腔室內產生電漿,對第1基板執行電漿處理;(a-c)對配置於基板支持部內之複數個加熱器之各者供給電力;(a-d)於腔室內產生電漿之狀態下,獲取被供給至複數個加熱器之各者之電力;及(a-e)基於(a-d)中對複數個加熱器之各者獲取之電力,算出第1分佈資料。
於一例示性實施方式中,進而包括以下步驟:(c-a)將基準基板配置於基板支持部;(c-b)於腔室內產生電漿,對基準基板執行電漿處理;(c-c)對配置於基板支持部內之複數個加熱器之各者供給電力;(c-d)於腔室內產生電漿之狀態下,獲取被供給至複數個加熱器之各者之電力;及(c-e)算出基準分佈資料,該基準分佈資料係表示基準基板與電漿之間所產生之離子通量之分佈的資料,且基準分佈資料係基於(c-d)中對複數個加熱器之各者獲取之電力而算出;且於(b-b)中,電漿係基於基準分佈資料及第1分佈資料而產生。
於一例示性實施方式中,(b-b)包括:基於基準分佈資料與第1分佈資料之差分,在腔室內產生電漿。
於一例示性實施方式中,電漿處理裝置進而具備記憶部,該記憶部記憶將如下二者建立對應關係之表,即,(1)腔室內產生之電漿之電子密度之分佈之變化量,(2)配置於基板支持部之基板與腔室內產生之電漿之間所產生的離子通量之分佈之變化量,(b-b)包括如下步驟:基於基準分佈資料與第1分佈資料之差分,參照記憶於記憶部之表來控制電子密度之分佈。
於一例示性實施方式中,電漿處理裝置進而具備與基板支持部對向配置之複數個電磁鐵,控制電子密度之分佈之步驟包括如下步驟:控制被供給至複數個電磁鐵之電流及電壓中之至少一者以控制電子密度之分佈。
於一例示性實施方式中,基板支持部具有支持基板之基板支持面,基板支持面包含複數個支持區,複數個加熱器之各者於複數個支持區之各者配置於基板支持部。
於一例示性實施方式中,基準基板、第1基板及第2基板分別包含具有相同開口圖案之遮罩膜。
於一例示性實施方式中,電漿處理裝置進而具備記憶部,該記憶部記憶將如下二者建立對應關係之表,即,(1)配置於基板支持部之基板與腔室內產生之電漿之間所產生的偏壓電壓之分佈之變化量,(2)配置於基板支持部之基板與腔室內產生之電漿之間所產生的離子通量之分佈之變化量,(b-b)包括如下步驟:基於基準分佈資料與第1分佈資料之差分,參照記憶於記憶部之表來控制偏壓電壓之分佈。
於一例示性實施方式中,電漿處理裝置進而具備配置於基板支持部之周圍之環總成,控制偏壓電壓之分佈之步驟包括:控制對環總成施加之電壓,從而控制偏壓電壓之分佈。
於一例示性實施方式中,電漿處理裝置進而具備:環總成,其配置於基板支持部之周圍;及致動器,其構成為調整環總成相對於基板支持部之高度的高度;且控制偏壓電壓之分佈之步驟包括:調整環總成之高度,從而控制偏壓電壓之分佈。
於一例示性實施方式中,進而包括產生表之步驟,產生表之步驟包括以下步驟:將虛設基板配置於基板支持部;於在基板支持部配置有虛設基板之狀態下,控制對複數個加熱器之各者供給的供給電力,使複數個加熱器之各者之溫度成為規定溫度;將虛設基板配置於基板支持部;於腔室內產生電漿,對虛設基板執行電漿處理;於對包含遮罩膜之基板執行電漿處理之狀態下,改變電漿之電子密度之分佈,獲取被供給至複數個加熱器之電力;及將如下二者建立對應關係而儲存於表,即,(1)腔室內產生之電漿之電子密度之分佈之變化量,(2)配置於基板支持部之基板與腔室內產生之電漿之間所產生的離子通量之分佈之變化量。
於一例示性實施方式中,提供一種具有腔室、配置於腔室內之基板支持部及控制部之電漿處理裝置。於電漿處理裝置中,控制部執行以下處理:(a)預先儲存第1分佈資料,該第1分佈資料係腔室內產生之電漿與配置於基板支持部之第1基板之間所產生的離子通量之分佈之相關資料,(b-a)將第2基板配置於基板支持部,(b-b)基於第1分佈資料在腔室內產生電漿,對第2基板進行電漿處理。
以下,參照圖式對本發明之各實施方式進行詳細說明。再者,於各圖式中對相同或相似之要素標註相同符號,並省略重複說明。只要未特別說明,則是基於圖式所示之位置關係對上下左右等位置關係進行說明。圖式之尺寸比率並不表示實際之比率,又,實際之比率並不限於圖示之比率。
圖1係用於對電漿處理系統之構成例進行說明之圖。於一實施方式中,電漿處理系統包含電漿處理裝置1及控制部2。電漿處理系統係基板處理系統之一例,電漿處理裝置1係基板處理裝置之一例。電漿處理裝置1包含電漿處理腔室10、基板支持部11及電漿產生部12。電漿處理腔室10具有電漿處理空間。又,電漿處理腔室10具有用於向電漿處理空間供給至少1種處理氣體之至少1個氣體供給口、及用於自電漿處理空間排出氣體之至少1個氣體排出口。氣體供給口連接於下述氣體供給部20,氣體排出口連接於下述排氣系統40。基板支持部11配置於電漿處理空間內,且具有用於支持基板之基板支持面。
電漿產生部12構成為由供給至電漿處理空間內之至少1種處理氣體產生電漿。於電漿處理空間內形成之電漿可為電容耦合電漿(CCP;Capacitively Coupled Plasma)、感應耦合電漿(ICP;Inductively Coupled Plasma)、ECR電漿(Electron-Cyclotron-resonance plasma,電子回旋共振電漿)、螺旋波激發電漿(HWP:Helicon Wave Plasma)、或表面波電漿(SWP:Surface Wave Plasma)等。又,亦可使用包括AC(Alternating Current,交流)電漿產生部及DC(Direct Current,直流)電漿產生部之各種類型之電漿產生部。於一實施方式中,AC電漿產生部中所使用之AC信號(AC電力)具有100 kHz~10 GHz之範圍內之頻率。因此,AC信號包含RF(Radio Frequency,射頻)信號及微波信號。於一實施方式中,RF信號具有100 kHz~150 MHz之範圍內之頻率。
控制部2對使電漿處理裝置1執行本發明中所述之各種步驟之電腦可執行之命令進行處理。控制部2可構成為,控制電漿處理裝置1之各要素執行此處所述之各種步驟。於一實施方式中,亦可為控制部2之一部分或全部包含於電漿處理裝置1。控制部2可包含處理部2a1、記憶部2a2及通訊介面2a3。控制部2例如由電腦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來進行各種控制動作。該程式可預先儲存於記憶部2a2中,可於必要時經由媒體獲取。所獲取之程式儲存於記憶部2a2,藉由處理部2a1自記憶部2a2讀出並執行。媒體可為能由電腦2a讀取之各種記憶媒體,亦可為與通訊介面2a3連接之通訊線路。處理部2a1可為CPU(Central Processing Unit,中央處理單元)。記憶部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,硬式磁碟機)、SSD(Solid State Drive,固態硬碟)、或其等之組合。通訊介面2a3可經由LAN(Local Area Network,區域網路)等通訊線路與電漿處理裝置1之間進行通訊。
以下,對作為電漿處理裝置1之一例之電容耦合型電漿處理裝置之構成例進行說明。圖2係用於對電容耦合型電漿處理裝置之構成例進行說明之圖。
電容耦合型電漿處理裝置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,向電漿處理腔室10內導入至少1種處理氣體。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具有電漿處理空間10s,該電漿處理空間10s由簇射頭13、電漿處理腔室10之側壁10a及底壁10b、以及基板支持部11界定。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具有用於支持基板W之中央區111a、及用於支持環總成112之環狀區111b。晶圓為基板W之一例。本體部111之環狀區111b於俯視下包圍本體部111之中央區111a。基板W配置於本體部111之中央區111a上,環總成112以包圍本體部111之中央區111a上之基板W的方式配置於本體部111之環狀區111b上。因此,中央區111a亦被稱為用於支持基板W之基板支持面,環狀區111b亦被稱為用於支持環總成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之導電性構件可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111a。於一實施方式中,陶瓷構件1111a亦具有環狀區111b。再者,包圍靜電吸盤1111之其他構件,如環狀靜電吸盤或環狀絕緣構件,亦可具有環狀區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,與下述RF電源31及/或DC電源32耦合之至少1個RF/DC電極可配置於陶瓷構件1111a內。於此情形時,至少1個RF/DC電極作為下部電極發揮功能。於對至少1個RF/DC電極供給下述偏壓RF信號及/或DC信號之情形時,RF/DC電極亦被稱為偏壓電極。再者,基台1110之導電性構件與至少1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1個下部電極。
環總成112包含1個或複數個環狀構件。於一實施方式中,1個或複數個環狀構件包含1個或複數個邊緣環及至少1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1個調節為目標溫度之調溫模組。調溫模組可包含加熱器、傳熱介質、流路1110a、或其等之組合。於流路1110a中流動如鹽水或氣體之傳熱流體。於一實施方式中,流路1110a形成於基台1110內,1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亦可包含構成為向基板W之背面與中央區111a之間的間隙供給傳熱氣體之傳熱氣體供給部。關於調溫模組之詳細內容,下文將藉由圖4進行敍述。
簇射頭13構成為向電漿處理空間10s內導入來自氣體供給部20之至少1種處理氣體。簇射頭13具有至少1個氣體供給口13a、至少1個氣體擴散室13b、及複數個氣體導入口13c。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導入至電漿處理空間10s內。又,簇射頭13包含至少1個上部電極。再者,氣體導入部除了簇射頭13以外,亦可包含安裝於側壁10a上形成之1個或複數個開口部之1個或複數個側向氣體注入部(SGI:Side Gas Injector)。
氣體供給部20可包含至少1個氣體源21及至少1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1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1種處理氣體之流量進行調變或脈衝化之至少1個流量調變器件。
電源30包含經由至少1個阻抗匹配電路而與電漿處理腔室10耦合之RF電源31。RF電源31構成為,對至少1個下部電極及/或至少1個上部電極供給至少1個RF信號(RF電力)。藉此,由供給至電漿處理空間10s之至少1種處理氣體形成電漿。因此,RF電源31可作為電漿產生部12之至少一部分發揮功能。又,藉由對至少1個下部電極供給偏壓RF信號,能夠於基板W產生偏壓電位,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構成為,經由至少1個阻抗匹配電路而與至少1個下部電極及/或至少1個上部電極耦合,產生電漿產生用之源極RF信號(源極RF電力)。於一實施方式中,源極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極RF信號。所產生之1個或複數個源極RF信號被供給到至少1個下部電極及/或至少1個上部電極。
第2RF產生部31b構成為,經由至少1個阻抗匹配電路而與至少1個下部電極耦合,產生偏壓RF信號(偏壓RF電力)。偏壓RF信號之頻率可與源極RF信號之頻率相同,亦可不同。於一實施方式中,偏壓RF信號具有較源極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1個或複數個偏壓RF信號被供給到至少1個下部電極。又,於各種實施方式中,亦可將源極RF信號及偏壓RF信號中之至少1個脈衝化。
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,與至少1個下部電極連接,產生第1DC信號。所產生之第1DC信號被施加到至少1個下部電極。於一實施方式中,第2DC產生部32b構成為,與至少1個上部電極連接,產生第2DC信號。所產生之第2DC信號被施加到至少1個上部電極。
於各種實施方式中,亦可將第1及第2DC信號脈衝化。於此情形時,對至少1個下部電極及/或至少1個上部電極施加電壓脈衝之序列。電壓脈衝可具有矩形、梯形、三角形或其等之組合之脈衝波形。於一實施方式中,用於由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1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,電壓脈衝產生部與至少1個上部電極連接。電壓脈衝可具有正極性,亦可具有負極性。又,電壓脈衝之序列可於1個週期內包含1個或複數個正極性電壓脈衝及1個或複數個負極性電壓脈衝。再者,可在RF電源31之外,設置第1及第2DC產生部32a、32b,亦可設置第1DC產生部32a來代替第2RF產生部31b。
排氣系統40例如可與設置於電漿處理腔室10之底部之氣體排出口10e連接。排氣系統40可包含壓力調整閥及真空泵。藉由壓力調整閥來調整電漿處理空間10s內之壓力。真空泵可包含渦輪分子泵、乾式泵或其等之組合。
圖3係表示基板支持部11之上表面之一例之圖。如圖3所示,基板支持部11包含用於支持基板W之中央區111a、及用於支持環總成112之環狀區111b。如圖3中虛線所示,中央區111a包含複數個區域111c。於本實施方式中,調溫模組可以區域111c為單位控制基板W或基板支持部11之溫度。區域111c之數量、以及各區域111c之面積及形狀可根據控制基板W之溫度時所需之條件適當進行設定。
圖4係表示基板支持部11之截面之一例之圖。圖4示出圖3之AA'處之基板支持部11之截面之一部分。如圖4所示,基板支持部11具有靜電吸盤1111、基台1110及控制基板80。靜電吸盤1111於其內部具有複數個加熱器200及複數個電阻器201。本實施方式中,在圖2所示之各區域111c中,於靜電吸盤1111之內部配置有1個加熱器200及電阻器201。於各區域111c中,電阻器201配置於加熱器200之附近。一例中,電阻器201可配置於加熱器200與基台1110之間且較基台1110更靠近加熱器200之位置。電阻器201構成為其電阻值根據溫度而發生變化。一例中,電阻器201可為熱敏電阻。
基台1110具有自基台1110之上表面(與靜電吸盤1111對向之面)跨及至下表面(與控制基板80對向之面)而貫通之1個或複數個貫通孔90。複數個加熱器200及複數個電阻器201可經由貫通孔90與控制基板80電性連接。於本實施方式中,於貫通孔90之上表面側之一端嵌合有連接器91,於貫通孔90之下表面側之一端嵌合有連接器92。於連接器91電性連接有複數個加熱器200及複數個電阻器201。複數個加熱器200及複數個電阻器201例如可經由配置於靜電吸盤1111之內部之配線連接於連接器91。連接器92電性連接於控制基板80。又,於貫通孔90中,配置有將連接器91與連接器92電性連接之複數個配線93。藉此,複數個加熱器200及複數個電阻器201可經由貫通孔90電性連接於控制基板80。再者,連接器92亦可作為使控制基板80相對於基台1110固定之支持構件發揮功能。
控制基板80係配置有控制複數個加熱器200及/或複數個電阻器201之元件之基板。控制基板80可與基台1110之下表面對向且與該下表面平行地配置。控制基板80可由導體構件包圍而配置。控制基板80可藉由除連接器92以外之支持構件支持於基台1110。
控制基板80可經由配線73與電力供給部70電性連接。即,電力供給部70可經由控制基板80與複數個加熱器200電性連接。電力供給部70產生對複數個加熱器200供給之電力。藉此,自電力供給部70供給至控制基板80之電力可經由連接器92、配線93及連接器91供給至複數個加熱器200。再者,亦可於電力供給部70與控制基板80之間配置減少RF之RF濾波器。該RF濾波器可設置於電漿處理腔室10之外部。
又,控制基板80可經由配線75與控制部2能夠通訊地連接。配線75可為光纖。於此情形時,控制基板80藉由光通訊與控制部2進行通訊。又,配線75亦可為金屬配線。
圖5係表示控制基板80之構成之一例之方塊圖。於控制基板80配置有控制部81、作為元件之一例之複數個供給部82及複數個測定部83。複數個供給部82及複數個測定部83與複數個加熱器200及複數個電阻器201分別對應地設置。可對1個加熱器200及1個電阻器201設置1個供給部82及1個測定部83。
各測定部83產生基於與各測定部83對應設置之各電阻器201之電阻值之電壓,並供給至控制部81。測定部83可構成為,將根據電阻器201之電阻值產生之電壓轉換成數位信號,並向控制部81輸出。
控制部81於各區域111c控制基板W之溫度。控制部81基於自控制部2接收到之設定溫度及自測定部83接收到之數位信號所表示之電壓,控制對複數個加熱器200之電力供給。作為一例,控制部81基於自測定部83接收到之數位信號所表示之電壓算出電阻器201之溫度(以下,亦稱為「測定溫度」)。然後,控制部81基於設定溫度及測定溫度控制各供給部82。各供給部82基於控制部81之控制來切換是否將自電力供給部70供給之電力供給至各加熱器200。又,各供給部82亦可基於控制部81之控制,增加或減少自電力供給部70供給之電力而供給至各加熱器200。藉此,能夠使基板W、靜電吸盤1111及/或基台1110成為規定溫度。
<電漿處理方法之一例>
圖6係表示一例示性實施方式之電漿處理方法(以下,亦稱為「本處理方法」)之流程圖。如圖6所示,本處理方法包括以下步驟:產生表(ST1);對基準基板進行電漿處理,獲取基準分佈資料(ST2);對第1製程基板進行電漿處理(ST3);及對第2製程基板進行電漿處理(ST4)。各步驟中之處理可由圖1所示之電漿處理系統執行。以下,作為一例,控制部2控制電漿處理裝置1之各部而執行本處理方法。
(步驟ST1:表之產生)
圖7係表示步驟ST1之一例之流程圖。步驟ST1中產生之表可為將與電漿產生相關之1個以上參數之變化量和根據該變化量產生之離子通量之分佈之變化量建立對應關係而儲存的表。該離子通量係配置於基板支持部11之基板W與電漿處理腔室10內產生之電漿之間所產生的離子通量。又,該離子通量可包含環總成112與電漿處理腔室10內產生之電漿之間所產生的離子通量。
一例中,該參數可為能改變電漿處理腔室10內產生之電子密度之分佈之參數,如對電漿處理腔室10內施加之磁場之磁通密度等。作為一例,電漿處理裝置1可具有構成為對電漿處理腔室10內施加磁場之複數個電磁鐵(參照圖16),於此情形時,該參數例如可為對該複數個電磁鐵供給之電流及/或電壓。
又,一例中,該參數可為能改變配置於基板支持部11之基板W與電漿處理腔室10內產生之電漿之間所產生的偏壓電壓之分佈之參數。作為一例,靜電吸盤1111可具有構成為對環總成112施加電壓之電極,於此情形時,該參數可為對環總成112施加之電壓。
又,該參數可為與電漿處理裝置1之硬體構成相關之參數。作為一例,該參數可為環總成112之高度。環總成112之高度可為環總成112之表面相對於基板支持部11之基板支持面或基板W之高度的高度。
如圖7所示,步驟ST1包括以下步驟:配置虛設基板(ST11);設定虛設基板之溫度(ST12);設定電漿處理之參數(ST13);產生電漿(ST14);獲取各加熱器之供給電力(ST15);確認供給電力之獲取(ST16);及產生表(ST17)。一例中,步驟ST1可於在電漿處理裝置1中進行指示開始產生表之規定操作之時點執行。
首先,於步驟ST11中,將虛設基板配置於基板支持部11。一例中,虛設基板可為未形成膜之基板。虛設基板例如可為矽晶圓。接下來,於步驟ST12中,設定虛設基板之溫度。一例中,控制部2控制配置於控制基板80之控制部81,使於各區域111c中虛設基板之溫度成為設定溫度。又,控制部2於虛設基板之溫度穩定在設定溫度之狀態下獲取對各加熱器200供給之電力,並儲存於記憶部2a。再者,亦可將於基板支持部11配置虛設基板後經過規定時間之時視為虛設基板之溫度穩定在設定溫度之狀態。
又,亦可不在基板支持部11配置虛設基板,於靜電吸盤1111之溫度穩定在設定溫度之狀態下,獲取對各加熱器200供給之電力,並儲存於記憶部2a。
虛設基板之溫度穩定在設定溫度之後,於步驟ST13中,設定對虛設基板進行電漿處理之參數。該參數可與下述步驟ST2~ST4中對基準基板、第1製程基板及第2製程基板執行之電漿處理之參數相同。該電漿處理可包括用於在基準基板、第1製程基板及第2製程基板形成半導體元件之電漿蝕刻處理。
電漿處理之參數可包含:處理氣體之種類、處理氣體之流量、源極RF信號之頻率、電力及工作比、偏壓信號之頻率、電力/電壓及工作比、電漿處理腔室10內之壓力、對環總成112施加之電壓、環總成112之高度、以及對電漿處理腔室10內施加之磁場之分佈。然後,於步驟ST14中,產生電漿,對虛設基板執行電漿處理。
接下來,於步驟ST15中,獲取對複數個加熱器200供給之電力。於步驟ST14及步驟ST15中,控制部2可控制對各加熱器200供給之電力,使各區域111c中之虛設基板之溫度成為設定溫度。然後,控制部2於電漿處理腔室10內產生電漿之狀態下,獲取對複數個加熱器200之各者供給之電力。控制部2可將步驟ST15中獲取之對複數個加熱器200之供給電力與1個或複數個電漿處理之參數建立對應關係而儲存於記憶部2a。於本實施方式中,該參數可為能改變電漿處理腔室10內產生之電子密度之分佈之參數。
接下來,於步驟ST16中,判斷在改變參數之所有條件下是否已獲取對複數個加熱器200之供給電力。於判定為在所有條件下未獲取之情形時(步驟ST16:否(No)),返回至步驟ST13,控制部2改變1個以上參數,產生電漿(步驟ST14)。該參數可為改變電漿處理腔室10內產生之電子密度之分佈之參數。一例中,該參數可為對電漿處理腔室10內施加之磁場之磁通密度。又,該參數可為對環總成112施加之電壓、或環總成112之高度。然後,於根據步驟ST13中重新設定之參數產生電漿之狀態下,重新獲取對複數個加熱器200之各者供給之電力(步驟ST15)。控制部2可將步驟ST15中獲取之對複數個加熱器200之供給電力與1個或複數個參數建立對應關係而儲存於記憶部2a。
而且,若判斷為於改變參數之所有條件下已獲取對複數個加熱器200供給之電力(步驟ST16:是(Yes)),則控制部2停止電漿處理。然後,於步驟ST17中,控制部2基於儲存於記憶部2a之參數之值及複數個加熱器200之供給電力產生表。該表可為將步驟ST14中執行之電漿處理過程中之參數之變化量與根據該變化量產生之離子通量之分佈之變化量建立對應關係的表。再者,離子通量之分佈可基於配置在基板支持部11之虛設基板與電漿處理腔室10內產生之電漿之間所產生的熱通量來算出。例如,於配置在基板支持部11之虛設基板之溫度固定之情形時,虛設基板和電漿處理腔室10內產生之電漿之間所產生之離子通量Γi(m
-2s
-1)與虛設基板和電漿處理腔室10內產生之電漿之間所產生之熱通量Γ
heat(W/m
2)可具有以下關係。
Γ
i×Vdc∝Γ
heat式(1)
此處,Vdc(V)為虛設基板與電漿之間所產生之偏壓電壓(V)。又,配置於基板支持部11之虛設基板與電漿處理腔室10內產生之電漿之間所產生的熱通量Γ
heat可基於步驟ST15中獲取之供給電力算出。一例中,各區域111c中之熱通量Γ
heat可基於以下之數式算出。
Γ
heat=(P
0-P
htr)/A 式(2)
此處,P
0為於未產生電漿之狀態下對該區域111c之加熱器200供給之電力(W)。即,P
0為步驟ST12中獲取之對該區域111c之加熱器200供給之電力。又,P
htr為於產生電漿之狀態下對該區域111c之加熱器200供給之電力(W)。即,P
htr為步驟ST15中獲取之對該區域111c之加熱器200供給之電力。作為一例,P
htr可為產生電漿後對該區域111c之加熱器200供給之電力(W)大致固定時之電力(W)。又,A為該區域111c之面積(m
2)。
又,於步驟ST17中產生之表中,與離子通量之變化量建立對應關係而儲存之參數可為在電漿中施加之磁場之磁通密度的變化量、或對產生該磁場之電磁鐵供給之電流及/或電壓之變化量。此處,於虛設基板之溫度固定之情形時,虛設基板和電漿之間所產生之離子通量Γ
i與電漿中之電子密度可具有基於以下之式的關係。
Γ
i∝n
e×(Vdc)
1/2式(3)
此處,n
e為電漿中之電子密度(m
-3)。又,Vdc為虛設基板與電漿之間所產生之偏壓電壓(V)。又,電漿中之電子密度與在電漿中施加之磁場之磁通密度可具有基於以下之式的關係。
n
e∝H 式(4)
此處,H為磁通密度(G)。藉此,能夠改變在電漿中施加之磁通密度之分佈,從而改變電漿與虛設基板之間所產生之離子通量之分佈。如此,於步驟ST17中,作為一例,控制部2可產生將在電漿中施加之磁場之磁通密度之分佈之變化量與離子通量之分佈之變化量建立對應關係的表。
又,於步驟ST17中產生之表中,與離子通量之變化量建立對應關係而儲存之參數可為能改變配置於基板支持部11之基板W與電漿處理腔室10內產生之電漿之間所產生的偏壓電壓之分佈之參數。此處,於虛設基板之溫度固定之情形時,虛設基板和電漿之間所產生之離子通量Γ
i與虛設基板及/或環總成112和電漿之間所產生之偏壓電壓(V)可具有上述式(3)的關係。藉此,能夠改變偏壓電壓Vdc之分佈,從而改變電漿與虛設基板之間所產生之離子通量之分佈。如此,於步驟ST17中,作為一例,控制部2可產生將偏壓電壓之分佈之變化量與離子通量之分佈之變化量建立對應關係的表。又,於步驟ST17中,作為一例,控制部2可產生將對環總成112施加之電壓之變化量與離子通量之分佈之變化量建立對應關係的表。又,於步驟ST17中,作為一例,控制部2可產生將環總成112之高度之變化量與離子通量之分佈之變化量建立對應關係的表。
(步驟ST2:基準基板之電漿處理)
圖8係表示步驟ST2之一例之流程圖。於步驟ST2中,對基準基板進行電漿處理,獲取基準分佈資料。基準基板可為供形成半導體元件之基板。又,該電漿處理可包括用於在基準基板形成半導體元件之電漿蝕刻處理。即,基準基板可包含規定之膜及配置於該規定之膜上之遮罩膜。該遮罩膜可具有規定之開口圖案。基準基板可為與下述第1製程基板及/或第2製程基板相同之基板。即,基準基板可包含具有與第1製程基板及/或第2製程基板相同之膜及相同之開口圖案之遮罩膜。再者,於步驟ST2中,亦可代替基準基板,對虛設基板進行電漿處理算出基準分佈資料。
如圖8所示,步驟ST2包括以下步驟:準備基準基板(步驟ST21);設定基準基板之溫度(步驟ST22);產生電漿(步驟ST23);獲取各加熱器之供給電力(步驟ST24);及算出基準分佈資料(步驟ST25)。一例中,步驟ST2可於設置或維護電漿處理裝置1之後執行。即,步驟ST2可於電漿處理裝置1良好之狀態下執行。
首先,於步驟ST21中,將基準基板配置於基板支持部11。接下來,於步驟ST22中,設定基準基板之溫度。一例中,控制部2控制配置於控制基板80之控制部81,使於各區域111c中基準基板之溫度成為設定溫度。又,控制部2於基準基板之溫度穩定在設定溫度之狀態下獲取對各加熱器200供給之電力,並儲存於記憶部2a。再者,亦可將於基板支持部11配置基準基板後經過規定時間之時視為基準基板之溫度穩定在設定溫度之狀態。又,亦可不在基板支持部11配置基準基板,於靜電吸盤1111之溫度穩定在設定溫度之狀態下,獲取對各加熱器200供給之電力,並儲存於記憶部2a。
基準基板之溫度穩定在設定溫度之後,於步驟ST23中,在電漿處理腔室10內產生電漿,對基準基板進行電漿處理。步驟ST23中用於對基準基板進行電漿處理之參數可與步驟ST13中設定之參數相同。
接下來,於步驟ST24中,獲取對複數個加熱器200之供給電力。於步驟ST23及步驟ST24中,控制部2控制對各加熱器200供給之電力,使各區域111c中之基準基板之溫度成為設定溫度。然後,控制部2於步驟ST24中產生電漿之狀態下,獲取對複數個加熱器200之各者供給之電力。控制部2可將步驟ST24中獲取之對複數個加熱器200之供給電力與1個或複數個參數建立對應關係而儲存於記憶部2a。
接下來,於步驟ST25中,算出基準分佈資料。基準分佈資料可為電漿處理腔室10內產生之電漿與基準基板之間所產生的離子通量之分佈資料。該離子通量之分佈資料可基於步驟ST17中所說明之式(1)及(2)算出。
圖9係表示基準分佈資料之一例之圖。基準分佈資料可於設置或維護電漿處理裝置1之後等在電漿處理裝置1正常之狀態下獲取。因此,基準分佈資料可用作電漿與基板之間所產生之離子通量之基準分佈資料。再者,亦可自複數個基準基板中獲取複數個基準分佈資料,基於該複數個基準分佈資料算出如圖9所示之1個分佈資料。再者,作為一例,圖9示出對具有300 mm之直徑之基板算出之分佈資料。
(步驟ST3:第1製程基板之電漿處理)
圖10係表示步驟ST3之一例之流程圖。於步驟ST3中,對第1製程基板進行電漿處理。第1製程基板可為供形成半導體元件之基板。又,該電漿處理可包括用於在第1製程基板形成半導體元件之電漿蝕刻處理。第1製程基板可為具有與基準基板相同之構造之基板。即,第1製程基板可包含具有與基準基板相同之膜及相同之開口圖案之遮罩膜。又,對第1製程基板進行電漿處理之參數可與對基準基板進行電漿處理之參數相同。再者,第1製程基板為第1基板之一例。又,於步驟ST3中,亦可代替第1製程基板,對虛設基板進行電漿處理,算出第1分佈資料。
如圖10所示,步驟ST3包括以下步驟:配置第1製程基板(步驟ST31);設定第1製程基板之溫度(步驟ST32);產生電漿(步驟ST33);獲取各加熱器之供給電力(步驟ST34);算出第1分佈資料(步驟ST35);及算出修正值(步驟ST36)。一例中,步驟ST3可於執行步驟ST2後經過規定時間之後執行以修正電漿處理裝置1之經時變化。
首先,於步驟ST31中,將第1製程基板配置於基板支持部11。接下來,於步驟ST32中,設定第1製程基板之溫度。一例中,控制部2控制配置於控制基板80之控制部81,使於各區域111c中第1製程基板之溫度成為設定溫度。又,控制部2於第1製程基板之溫度穩定在設定溫度之狀態下獲取對各加熱器200供給之電力,並儲存於記憶部2a。再者,亦可將於基板支持部11配置第1製程基板之後經過規定時間之時視為第1製程基板之溫度穩定在設定溫度之狀態。又,亦可不在基板支持部11配置第1製程基板,於靜電吸盤1111之溫度穩定在設定溫度之狀態下,獲取對各加熱器200供給之電力,並儲存於記憶部2a。
第1製程基板之溫度穩定在設定溫度之後,於步驟ST33中,在電漿處理腔室10內產生電漿,對第1製程基板進行電漿處理。步驟ST33中用於對第1製程基板進行電漿處理之參數可為與步驟ST13及步驟ST23中設定之參數相同之條件。
接下來,於步驟ST34中,獲取對複數個加熱器200之供給電力。於步驟ST33及步驟ST34中,控制部2控制對各加熱器200供給之電力,使各區域111c中之第1製程基板之溫度成為設定溫度。然後,控制部2於步驟ST34中產生電漿之狀態下,獲取對複數個加熱器200之各者供給之電力。控制部2可將步驟ST34中獲取之對複數個加熱器200之供給電力與1個或複數個參數建立對應關係而儲存於記憶部2a。
接下來,於步驟ST35中,算出第1分佈資料。第1分佈資料可為電漿處理腔室10內產生之電漿與第1製程基板之間所產生的離子通量之分佈資料。該離子通量之分佈資料可基於步驟ST17中所說明之式(1)及(2)算出。
圖11係表示第1分佈資料之一例之圖。作為一例,圖11所示之第1分佈資料係於設置或維護電漿處理裝置1之後等經過規定時間之後獲取。因此,當第1分佈資料係藉由與基準分佈資料相同之電漿處理之參數獲取之資料時,可成為反映電漿處理裝置1中包含之消耗零件等之經時變化之資料。圖11所示之例中,在該圖之中央區及下部區中,離子通量較其他區高。因此,於步驟ST36中基於基準分佈資料及第1分佈資料算出修正值,以便能於在第1製程基板之後執行電漿處理之第2製程基板中修正離子通量之分佈。該修正值可為基準分佈資料與第1分佈資料之差分值。再者,作為一例,圖11示出對具有300 mm之直徑之基板算出之分佈資料。
(步驟ST4:第2製程基板之電漿處理)
圖12係表示步驟ST4之一例之流程圖。於步驟ST4中,對第2製程基板進行電漿處理。於步驟ST4中,第2製程基板可使用步驟ST36中對第1製程基板獲取之修正值進行電漿處理。一例中,第1製程基板可為於特定批次中最先進行處理之基板。又,第2製程基板可為於該特定批次中在第1製程基板之後進行處理之基板。
第2製程基板可為供形成半導體元件之基板。又,該電漿處理可包括用於在第2製程基板形成半導體元件之電漿蝕刻處理。第2製程基板可為具有與基準基板及/或第1製程基板相同之構造之基板。即,第2製程基板可包含具有與基準基板及/或第1製程基板相同之膜及相同之開口圖案之遮罩膜。又,對第2製程基板進行電漿處理之參數可與對基準基板及/或第1製程基板進行電漿處理之參數相同。再者,第2製程基板為第2基板之一例。又,於步驟ST4中,亦可代替第2製程基板,對虛設基板進行電漿處理,算出第2分佈資料。
如圖12所示,步驟ST4包括以下步驟:配置第2製程基板(步驟ST41);設定第2製程基板之溫度(步驟ST42);基於修正值產生電漿(步驟ST43);獲取各加熱器之供給電力(步驟ST44);算出第2分佈資料(步驟ST45);及算出修正值(步驟ST46)。
首先,於步驟ST41中,將第2製程基板配置於基板支持部11。接下來,於步驟ST42中,設定第2製程基板之溫度。一例中,控制部2控制配置於控制基板80之控制部81,使於各區域111c中第2製程基板之溫度成為設定溫度。又,控制部2於第2製程基板之溫度穩定在設定溫度之狀態下獲取對各加熱器200供給之電力,並儲存於記憶部2a。再者,亦可將於基板支持部11配置第2製程基板後經過規定時間之時視為第2製程基板之溫度穩定在設定溫度之狀態。又,亦可不在基板支持部11配置第2製程基板,於靜電吸盤1111之溫度穩定在設定溫度之狀態下獲取對各加熱器200供給之電力,並儲存於記憶部2a。
第2製程基板之溫度穩定在設定溫度之後,於步驟ST43中,在電漿處理腔室10內產生電漿,對第2製程基板進行電漿處理。步驟ST43中用於對第2製程基板進行電漿處理之參數之一部分可根據步驟ST35中基於基準分佈資料算出之修正值來設定。即,於步驟ST43中,可根據步驟ST35中基於基準分佈資料算出之修正值在電漿處理腔室10內產生電漿。作為一例,於該修正值為基準分佈資料與第1分佈資料之差分值(離子通量之分佈之差分值)之情形時,控制部2參照於步驟ST1中儲存在記憶部2a之表中與該修正值對應之離子通量之分佈之變化量。然後,控制部2基於該表中包含之與該離子通量之分佈之變化量對應之參數之變化量,設定用於修正離子通量之分佈之參數。
一例中,該參數可為在電漿中施加之磁場之磁通密度、或對產生該磁場之電磁鐵供給之電流及/或電壓。又,該參數可為對環總成施加之電壓。
再者,基於基準分佈資料在電漿處理腔室10內產生電漿可包括:在基於步驟ST36及/或步驟ST46中算出之修正值調整硬體構成之後產生電漿。作為一例,調整該硬體構成可為調整環總成112之高度。環總成112之高度可為環總成112之表面相對於基板支持部11之基板支持面之高度的高度。又,該硬體構成之調整可於步驟ST43之前執行。即,可於步驟ST43之前執行該硬體構成之調整,然後,於步驟ST43中產生電漿。該電漿之產生亦可包括在基於基準分佈資料在電漿處理腔室10內產生電漿中。此處,參照圖13及圖14,對調整與環總成112相關之參數而修正離子通量之分佈之一例進行說明。
圖13A係模式性地表示電漿處理裝置1良好之狀態(例如,於步驟ST2中獲取基準分佈資料時)下之基板W及環總成112與電漿之間所產生的離子通量之圖。又,圖13B係表示電漿處理裝置1良好之狀態(例如,於步驟ST2中獲取基準分佈資料時)下之離子通量Γ
i之分佈之一例的圖。圖14A係模式性地表示使用電漿處理裝置1一段時間之狀態(例如,於步驟ST3中獲取第1分佈資料時)下之基板W及環總成112與電漿之間所產生的離子通量之圖。又,圖14B係表示使用電漿處理裝置1一段時間之狀態(例如,於步驟ST3中獲取第1分佈資料時)下之離子通量Γ
i之分佈之一例的圖。於圖13A及圖14A中,Pb表示電漿之下端(電漿鞘之上端)。又,d表示電漿鞘之厚度。
如圖13A所示,於電漿處理裝置1良好之狀態下,電漿鞘之厚度d可自基板W跨及至環總成112(即,於圖13A之橫向上)大致固定。而且,如圖13B所示,離子通量Γi之分佈亦可自基板W跨及至環總成112大致固定。離子通量Γi相對於基板W及環總成112之入射角亦可與基板W及環總成112大致垂直。
另一方面,若電漿處理裝置1自良好之狀態使用一段時間,則受環總成112之磨耗等影響,如圖14A所示,環總成112上之電漿鞘之厚度d可能變為與基板W上之電漿鞘之厚度d不同的厚度。又,伴隨於此,在基板W與環總成112之交界附近,離子通量Γi相對於基板W及/或環總成112之入射角可能會發生變化,電漿鞘之形狀可能會改變。如此,於沿著基板W之外周產生基準分佈資料與第1分佈資料之差分值(離子通量之分佈之差分值)之情形時,控制部2可調整與環總成112相關之參數,於步驟ST43中產生電漿。作為一例,電漿處理裝置1可構成為對環總成112施加電壓,控制部2可調整對環總成112施加之電壓,對離子通量Γi之分佈進行修正。又,電漿處理裝置1可具備構成為能夠調整環總成112之高度之致動器,控制部2亦可控制該致動器來調整環總成112之高度,對離子通量Γi之分佈進行修正。再者,與環總成112相關之參數之調整可於步驟ST43之前執行。
接下來,於步驟ST44中,獲得對複數個加熱器200之供給電力。於步驟ST43及步驟ST44中,控制部2控制對各加熱器200供給之電力,使各區域111c中之第2製程基板之溫度成為設定溫度。然後,控制部2於產生電漿之狀態下,獲取對複數個加熱器200之各者供給之電力。控制部2可將步驟ST44中獲取之對複數個加熱器200之供給電力與1個或複數個參數建立對應關係而儲存於記憶部2a。
接下來,於步驟ST45中,算出第2分佈資料。第1分佈資料可為電漿處理腔室10內產生之電漿與第2製程基板之間所產生的離子通量之分佈資料。該離子通量之分佈資料可基於步驟ST17中所說明之式(1)及(2)算出。
接下來,於步驟ST46中,基於基準分佈資料及第2分佈資料算出修正值。該修正值可為基準分佈資料與第2分佈資料之差分值。該修正值可於包含第1製程基板及第2製程基板之批次中在第2製程基板之後執行之電漿處理中,用作離子通量之分佈之修正值。
再者,步驟ST36及步驟ST46中,基於基準分佈資料算出修正值,但修正值之算出方法並不限於此。一例中,亦可累積步驟ST3及步驟ST4中電漿處理時獲取之資料,並基於該累積之資料修正電漿處理過程中之參數,從而修正離子通量之分佈。所要累積之資料可包含電漿處理之參數、對加熱器之供給電力、加熱器之溫度、熱通量之分佈、離子通量之分佈、基板之種類及構造等。
又,本處理方法除了於步驟ST1至步驟ST4中所說明之步驟以外,或者代替於步驟ST1至步驟ST4中所說明之步驟,可包括修正離子通量之面內分佈之面內修正步驟。圖15係表示面內修正步驟之一例之流程圖。面內修正步驟包括以下步驟:於區域111c之各者中算出離子通量(ST51);算出相鄰之複數個區域111c間之離子通量之差分(ST52);於區域111c之各者中算出離子通量之入射角(ST53);及基於算出之入射角修正離子通量之分佈(ST54)。
首先,於步驟ST51中,算出各區域111c中之離子通量。離子通量可利用步驟ST1至步驟ST4中所說明之方法算出。接下來,於步驟ST52中,算出相鄰之複數個區域間之離子通量之差分之後,於步驟ST53中,算出各區域111c中之離子通量之入射角。於步驟ST53中,離子通量之入射角可基於步驟ST52中算出之複數個區域111c間之離子通量之差分及複數個區域111c間之距離來算出。複數個區域111c間之距離可為配置於複數個區域111c之各者的電阻器201間之距離。接下來,於步驟ST54中,基於算出之離子通量之入射角之分佈,修正複數個區域111c間之離子通量之分佈。於步驟ST54中,複數個區域111c間之離子通量之分佈可與步驟ST1至步驟ST4中所說明之方法同樣地,基於步驟ST53中算出之離子通量之入射角之分佈進行修正。又,於步驟ST54中,亦可修正各區域111c之離子通量,使於基板W及/或環總成112之面內離子通量之分佈接近均勻。
<電漿處理裝置1之另一實施方式>
圖16係用於對電漿處理裝置之另一構成例進行說明之圖。於一實施方式中,電漿處理裝置1可具備包含一個以上電磁鐵45之電磁鐵總成3。電磁鐵總成3構成為於腔室10內產生磁場。於一實施方式中,電漿處理裝置1具備包含複數個電磁鐵45之電磁鐵總成3。圖14所示之實施方式中,複數個電磁鐵45包含電磁鐵46~49。複數個電磁鐵45設置於腔室10之上或上方。即,電磁鐵總成3配置於腔室10之上或上方。圖14所示之例中,複數個電磁鐵45設置於簇射頭13之上。
一個以上電磁鐵45之各者包含線圈。圖14所示之例中,電磁鐵46~49包含線圈61~64。線圈61~64於中心軸線Z之周圍捲繞。中心軸線Z可為穿過基板W或基板支持部11之中心之軸線。即,於電磁鐵總成3中,線圈61~61可為環狀線圈。線圈61~64於相同之高度位置以中心軸線Z為中心同軸設置。
電磁鐵總成3進而包含線軸50(或磁軛)。線圈61~64捲繞於線軸50(或磁軛)。線軸50例如由磁性材料形成。線軸50具有柱狀部51、複數個圓筒部52~55、及基底部56。基底部56具有大致圓盤形狀,其中心軸線與中心軸線Z一致。柱狀部51及複數個圓筒部52~55自基底部56之下表面向下方延伸。柱狀部51具有大致圓柱形狀,其中心軸線與中心軸線Z大體一致。柱狀部51之半徑例如為30 mm。圓筒部52~55在相對於中心軸線Z之徑向上於柱狀部51之外側延伸。
線圈61沿著柱狀部51之外周面捲繞,且收容於柱狀部51與圓筒部52之間的槽中。線圈62沿著圓筒部52之外周面捲繞,且收容於圓筒部52與圓筒部53之間的槽中。線圈63沿著圓筒部53之外周面捲繞,且收容於圓筒部53與圓筒部54之間的槽中。線圈64沿著圓筒部54之外周面捲繞,且收容於圓筒部54與圓筒部55之間的槽中。
於一個以上電磁鐵45中包含之各線圈連接有電流源65。電流自電流源65對一個以上電磁鐵45中包含之各線圈之供給及供給停止、電流之方向、以及電流值係由控制部2控制。再者,於電漿處理裝置1具備複數個電磁鐵45之情形時,於複數個電磁鐵45之各線圈可連接單一之電流源,亦可個別地連接互不相同之電流源。
一個以上電磁鐵45於腔室10內形成相對於中心軸線Z軸對稱之磁場。藉由控制對一個以上電磁鐵45之各者供給之電流,能夠在相對於中心軸線Z之徑向上調整磁場之強度分佈(或磁通密度)。藉此,電漿處理裝置1能夠調整腔室10內產生之電漿之密度之徑向分佈。圖16所示之電漿處理裝置1之其他構成、動作及/或功能可與圖2所示之例中所說明之電漿處理裝置1相同。
根據本發明之例示性實施方式,能夠減少離子通量之分佈不均。藉此,能夠於電漿處理中,產生均勻性較高之電漿。進而,例如於電漿蝕刻中,能夠減少蝕刻速率之面內分佈之不均。
根據本發明之例示性實施方式,即便於電漿處理中產生之電漿與基板之間所產生的離子通量之分佈發生變化之情形時,藉由修正電漿處理之參數,亦能容易地修正該經時變化。離子通量之分佈之變化例如可為由於電漿處理裝置1之零件因經時變化而消耗所導致之變化。該零件可包含聚焦環等環總成。
根據本發明之例示性實施方式,作為一例,亦可以基板為單位修正離子通量之分佈。藉此,能夠抑制基板間之電漿處理之不均。
本發明之實施方式進而包含以下形態。
(附記1)
一種電漿處理方法,其係於具有腔室及配置於上述腔室內之基板支持部之電漿處理裝置中,在上述腔室內產生電漿,對基板執行電漿處理者,且包括以下步驟:
(a)預先儲存第1分佈資料,該第1分佈資料係上述腔室內產生之電漿與配置於上述基板支持部之第1基板之間所產生的離子通量之分佈之相關資料;
(b-a)將第2基板配置於上述基板支持部;及
(b-b)電漿處理步驟,其係基於上述第1分佈資料在上述腔室內產生電漿,對上述第2基板執行電漿處理。
(附記2)
如附記1中記載之電漿處理方法,其中上述(a)包括以下步驟:
(a-a)將上述第1基板配置於上述基板支持部;
(a-b)於上述腔室內產生電漿,對上述第1基板執行上述電漿處理;
(a-c)對配置於上述基板支持部內之複數個加熱器之各者供給電力;
(a-d)於上述腔室內產生電漿之狀態下,獲取被供給至上述複數個加熱器之各者之電力;及
(a-e)基於上述(a-d)中對上述複數個加熱器之各者獲取之電力,算出上述第1分佈資料。
(附記3)
如附記1或2中記載之電漿處理方法,其進而包括以下步驟:
(c-a)將基準基板配置於上述基板支持部;
(c-b)於上述腔室內產生電漿,對上述基準基板執行電漿處理;
(c-c)對配置於上述基板支持部內之複數個加熱器之各者供給電力;
(c-d)於上述腔室內產生電漿之狀態下,獲取被供給至上述複數個加熱器之各者之電力;及
(c-e)算出基準分佈資料,該基準分佈資料係表示上述基準基板與電漿之間所產生之離子通量之分佈的資料,且上述基準分佈資料係基於上述(c-d)中對上述複數個加熱器之各者獲取之電力而算出;且
於上述(b-b)中,上述電漿係基於上述基準分佈資料及上述第1分佈資料而產生。
(附記4)
如附記1至3中任一項記載之電漿處理方法,其中上述(b-b)包括:基於上述基準分佈資料與上述第1分佈資料之差分在上述腔室內產生上述電漿。
(附記5)
如附記1至4中任一項記載之電漿處理方法,其中上述電漿處理裝置進而具備記憶部,該記憶部記憶將如下二者建立對應關係之表,即,(1)上述腔室內產生之電漿之電子密度之分佈之變化量,(2)配置於上述基板支持部之基板與上述腔室內產生之電漿之間所產生的離子通量之分佈之變化量,
上述(b-b)包括如下步驟:基於上述基準分佈資料與上述第1分佈資料之差分,參照記憶於上述記憶部之表來控制上述電子密度之分佈。
(附記6)
如附記5中記載之電漿處理方法,其中上述電漿處理裝置進而具備與上述基板支持部對向配置之複數個電磁鐵,
控制上述電子密度之分佈之步驟包括如下步驟:控制被供給至上述複數個電磁鐵之電流及電壓中之至少一者以控制上述電子密度之分佈。
(附記7)
如附記2中記載之電漿處理方法,其中上述基板支持部具有支持基板之基板支持面,
上述基板支持面包含複數個支持區,
上述複數個加熱器之各者於上述複數個支持區之各者配置於上述基板支持部。
(附記8)
如附記3中記載之電漿處理方法,其中上述基準基板、上述第1基板及上述第2基板分別包含具有相同開口圖案之遮罩膜。
(附記9)
如附記5或6中記載之電漿處理方法,其進而包括產生上述表之步驟,產生上述表之步驟包括以下步驟:
將虛設基板配置於上述基板支持部;
於在上述基板支持部配置有上述虛設基板之狀態下,控制對上述複數個加熱器之各者供給的供給電力,使上述複數個加熱器之各者之溫度成為規定溫度;
將上述虛設基板配置於上述基板支持部;
於上述腔室內產生電漿,對上述虛設基板執行上述電漿處理;
於對包含上述遮罩膜之基板執行上述電漿處理之狀態下,改變上述電漿之電子密度之分佈,獲取被供給至上述複數個加熱器之電力;及
將如下二者建立對應關係而儲存於上述表,即,(1)上述腔室內產生之電漿之電子密度之分佈之變化量,(2)配置於上述基板支持部之基板與上述腔室內產生之電漿之間所產生的離子通量之分佈之變化量。
(附記10)
如附記1至4中任一項記載之電漿處理方法,其中上述電漿處理裝置進而具備記憶部,該記憶部記憶將如下二者建立對應關係之表,即,(1)配置於上述基板支持部之基板與上述腔室內產生之電漿之間所產生的偏壓電壓之分佈之變化量,(2)配置於上述基板支持部之基板與上述腔室內產生之電漿之間所產生的離子通量之分佈之變化量,
上述(b-b)包括如下步驟:基於上述基準分佈資料與上述第1分佈資料之差分,參照記憶於上述記憶部之表來控制上述偏壓電壓之分佈。
(附記11)
如附記10中記載之電漿處理方法,其中上述電漿處理裝置進而具備配置於上述基板支持部之周圍之環總成,
控制上述偏壓電壓之分佈之步驟包括:控制對上述環總成施加之電壓,從而控制上述偏壓電壓之分佈。
(附記12)
如附記10中記載之電漿處理方法,其中上述電漿處理裝置進而具備:
環總成,其配置於上述基板支持部之周圍;及
致動器,其構成為調整上述環總成相對於上述基板支持部之高度的高度;且
控制上述偏壓電壓之分佈之步驟包括:調整上述環總成之高度,從而控制上述偏壓電壓之分佈。
(附記13)
一種電漿處理裝置,其係具有腔室、配置於上述腔室內之基板支持部及控制部者,且上述控制部執行以下處理:
(a)預先儲存基準分佈資料,該基準分佈資料係上述腔室內產生之電漿與配置於上述基板支持部之第1基板之間所產生的離子通量之分佈之相關資料;
(b-a)將第2基板配置於上述基板支持部;
(b-b)基於上述基準分佈資料在上述腔室內產生電漿,對上述第2基板進行電漿處理。
以上之各實施方式係為了說明而記載,並非意圖限定本發明之範圍。以上之各實施方式可於不脫離本發明之範圍及主旨之情況下進行各種變化。例如,可將某實施方式中之一部分構成要素追加至另一實施方式中。又,可將某實施方式中之一部分構成要素替換成另一實施方式中對應之構成要素。
1:電漿處理裝置
2:控制部
2a:電腦
2a1:處理部
2a2:記憶部
2a3:通訊介面
3:電磁鐵總成
10:電漿處理腔室
10a:側壁
10b:底壁
10e:氣體排出口
10s:電漿處理空間
11:基板支持部
12:電漿產生部
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
40:排氣系統
45:電磁鐵
46~49:電磁鐵
50:線軸
51:柱狀部
52~55:圓筒部
56:基底部
61~64:線圈
65:電流源
70:電力供給部
73:配線
75:配線
80:控制基板
81:控制部
82:供給部
83:測定部
90:貫通孔
91:連接器
92:連接器
93:配線
111:本體部
111a:中央區
111b:環狀區
111c:區域
112:環總成
200:加熱器
201:電阻器
1110:基台
1110a:流路
1111:靜電吸盤
1111a:陶瓷構件
1111b:靜電電極
d:電漿鞘之厚度
Pb:電漿之下端(電漿鞘之上端)
ST1~ST4:步驟
ST11~ST17:步驟
ST21~ST25:步驟
ST31~ST36:步驟
ST41~ST46:步驟
ST51~ST54:步驟
W:基板
Z:中心軸線
Γ
i:離子通量
圖1係用於對電漿處理系統之構成例進行說明之圖。
圖2係用於對電容耦合型電漿處理裝置之構成例進行說明之圖。
圖3係表示基板支持部11之上表面之一例之圖。
圖4係表示基板支持部11之截面之一例之圖。
圖5係表示控制基板80之構成之一例之方塊圖。
圖6係表示一例示性實施方式之電漿處理方法之流程圖。
圖7係表示步驟ST1之一例之流程圖。
圖8係表示步驟ST2之一例之流程圖。
圖9係表示基準分佈資料之一例之圖。
圖10係表示步驟ST3之一例之流程圖。
圖11係表示第1分佈資料之一例之圖。
圖12係表示步驟ST4之一例之流程圖。
圖13A係模式性地表示基板W及環總成112與電漿之間所產生之離子通量之一例的圖。
圖13B係表示離子通量Γi之分佈之一例之圖。
圖14A係模式性地表示基板W及環總成112與電漿之間所產生之離子通量之一例的圖。
圖14B係表示離子通量Γi之分佈之一例之圖。
圖15係表示面內修正步驟之一例之流程圖。
圖16係用於對電容耦合型電漿處理裝置之另一構成例進行說明之圖。
1:電漿處理裝置
2:控制部
2a:電腦
2a1:處理部
2a2:記憶部
2a3:通訊介面
10:電漿處理腔室
10a:側壁
10b:底壁
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
40:排氣系統
111:本體部
111a:中央區
111b:環狀區
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 (13)
- 一種電漿處理方法,其係於具有腔室及配置於上述腔室內之基板支持部之電漿處理裝置中,在上述腔室內產生電漿,對基板執行電漿處理者,且包括以下步驟: (a)預先儲存第1分佈資料,該第1分佈資料係上述腔室內產生之電漿與配置於上述基板支持部之第1基板之間所產生的離子通量之分佈之相關資料; (b-a)將第2基板配置於上述基板支持部;及 (b-b)電漿處理步驟,其係基於上述第1分佈資料在上述腔室內產生電漿,對上述第2基板執行電漿處理。
- 如請求項1之電漿處理方法,其中上述(a)包括以下步驟: (a-a)將上述第1基板配置於上述基板支持部; (a-b)於上述腔室內產生電漿,對上述第1基板執行上述電漿處理; (a-c)對配置於上述基板支持部內之複數個加熱器之各者供給電力; (a-d)於上述腔室內產生電漿之狀態下,獲取被供給至上述複數個加熱器之各者之電力;及 (a-e)基於上述(a-d)中對上述複數個加熱器之各者獲取之電力,算出上述第1分佈資料。
- 如請求項1之電漿處理方法,其進而包括以下步驟: (c-a)將基準基板配置於上述基板支持部; (c-b)於上述腔室內產生電漿,對上述基準基板執行電漿處理; (c-c)對配置於上述基板支持部內之複數個加熱器之各者供給電力; (c-d)於上述腔室內產生電漿之狀態下,獲取被供給至上述複數個加熱器之各者之電力;及 (c-e)算出基準分佈資料,該基準分佈資料係表示上述基準基板與電漿之間所產生之離子通量之分佈的資料,且上述基準分佈資料係基於上述(c-d)中對上述複數個加熱器之各者獲取之電力而算出;且 於上述(b-b)中,上述電漿係基於上述基準分佈資料及上述第1分佈資料而產生。
- 如請求項3之電漿處理方法,其中上述(b-b)包括:基於上述基準分佈資料與上述第1分佈資料之差分在上述腔室內產生上述電漿。
- 如請求項4之電漿處理方法,其中上述電漿處理裝置進而具備記憶部,該記憶部記憶將如下二者建立對應關係之表,即,(1)上述腔室內產生之電漿之電子密度之分佈之變化量,(2)配置於上述基板支持部之基板與上述腔室內產生之電漿之間所產生的離子通量之分佈之變化量, 上述(b-b)包括如下步驟:基於上述基準分佈資料與上述第1分佈資料之差分,參照記憶於上述記憶部之表來控制上述電子密度之分佈。
- 如請求項5之電漿處理方法,其中上述電漿處理裝置進而具備與上述基板支持部對向配置之複數個電磁鐵, 控制上述電子密度之分佈之步驟包括如下步驟:控制被供給至上述複數個電磁鐵之電流及電壓中之至少一者以控制上述電子密度之分佈。
- 如請求項2之電漿處理方法,其中上述基板支持部具有支持基板之基板支持面, 上述基板支持面包含複數個支持區, 上述複數個加熱器之各者於上述複數個支持區之各者配置於上述基板支持部。
- 如請求項3之電漿處理方法,其中上述基準基板、上述第1基板及上述第2基板分別包含具有相同開口圖案之遮罩膜。
- 如請求項5之電漿處理方法,其進而包括產生上述表之步驟,產生上述表之步驟包括以下步驟: 將虛設基板配置於上述基板支持部; 於在上述基板支持部配置有上述虛設基板之狀態下,控制對上述複數個加熱器之各者供給的供給電力,使上述複數個加熱器之各者之溫度成為規定溫度; 將上述虛設基板配置於上述基板支持部; 於上述腔室內產生電漿,對上述虛設基板執行上述電漿處理; 於對包含上述遮罩膜之基板執行上述電漿處理之狀態下,改變上述電漿之電子密度之分佈,獲取被供給至上述複數個加熱器之電力;及 將如下二者建立對應關係而儲存於上述表,即,(1)上述腔室內產生之電漿之電子密度之分佈之變化量,(2)配置於上述基板支持部之基板與上述腔室內產生之電漿之間所產生的離子通量之分佈之變化量。
- 如請求項4之電漿處理方法,其中上述電漿處理裝置進而具備記憶部,該記憶部記憶將如下二者建立對應關係之表,即,(1)配置於上述基板支持部之基板與上述腔室內產生之電漿之間所產生的偏壓電壓之分佈之變化量,(2)配置於上述基板支持部之基板與上述腔室內產生之電漿之間所產生的離子通量之分佈之變化量, 上述(b-b)包括如下步驟:基於上述基準分佈資料與上述第1分佈資料之差分,參照記憶於上述記憶部之表來控制上述偏壓電壓之分佈。
- 如請求項10之電漿處理方法,其中上述電漿處理裝置進而具備配置於上述基板支持部之周圍之環總成, 控制上述偏壓電壓之分佈之步驟包括:控制對上述環總成施加之電壓,從而控制上述偏壓電壓之分佈。
- 如請求項10之電漿處理方法,其中上述電漿處理裝置進而具備: 環總成,其配置於上述基板支持部之周圍;及 致動器,其構成為調整上述環總成相對於上述基板支持部之高度的高度;且 控制上述偏壓電壓之分佈之步驟包括:調整上述環總成之高度,從而控制上述偏壓電壓之分佈。
- 一種電漿處理裝置,其係具有腔室、配置於上述腔室內之基板支持部及控制部者,且上述控制部執行以下處理: (a)預先儲存第1分佈資料,該第1分佈資料係上述腔室內產生之電漿與配置於上述基板支持部之第1基板之間所產生的離子通量之分佈之相關資料; (b-a)將第2基板配置於上述基板支持部; (b-b)基於上述第1分佈資料在上述腔室內產生電漿,對上述第2基板進行電漿處理。
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JP2022-106263 | 2022-06-30 |
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TW202420381A true TW202420381A (zh) | 2024-05-16 |
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