TWI482194B - 電漿處理裝置及電漿處理方法 - Google Patents

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TWI482194B
TWI482194B TW102132583A TW102132583A TWI482194B TW I482194 B TWI482194 B TW I482194B TW 102132583 A TW102132583 A TW 102132583A TW 102132583 A TW102132583 A TW 102132583A TW I482194 B TWI482194 B TW I482194B
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Hisataka Hayashi
Kazuhiro Tomioka
Hiroshi Yamamoto
Tsubasa Imamura
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Toshiba Kk
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Description

電漿處理裝置及電漿處理方法
此處所述之實施例大致上關於電漿處理裝置及電漿處理方法。
電漿處理裝置產生電漿，以及使電漿中的離子入射至基底(舉例而言，半導體晶圓)，藉以處理基底。為半導體裝置的製程中，當入射離子在基底上執行蝕刻時，形成溝槽、穿孔、凸部、等等。
此處，在半導體裝置的製程中，重要的是執行處理形狀的精密控制，特別是溝槽的側之垂直處理，用以確保半導體裝置的電性能。
但是，並非總是容易執行處理形狀的精密控制，且通常是溝槽的側壁不會垂直地形成，而是例如錐狀化的。
本發明具有之目的係提供容易執行處理形狀的精密控制之電漿處理裝置及電漿處理方法。
實施例的電漿處理裝置包含：室；導入構件；反電極；高頻電源；以及，多數低頻電源。基底電基配置在室中，基底直接或間接設於基底電極上，以及，基底電極具有多數電極元件組。導入構件將處理氣體導入室中。高頻電源輸出高頻電壓，用於離子化處理氣體以產生電漿。多數低頻電源施加多數具有彼此不同相位之20MHz或更低的低頻電壓，以將離子從電漿引導至多數電極元件組中的各電極元件組。
根據實施例之電漿處理裝置及電漿處理方法容易執行處理形狀的精密控制。
10‧‧‧電漿處理裝置
11‧‧‧室
12‧‧‧排氣埠
13‧‧‧處理氣體導管
14‧‧‧基座
15‧‧‧基底電極
16‧‧‧反電極
17‧‧‧電容器
19‧‧‧終止偵測器
21‧‧‧RF高頻電源
22a‧‧‧RF低頻電源
23‧‧‧濾波器
24‧‧‧濾波器
25‧‧‧相位調整器
26‧‧‧控制單元
27‧‧‧感應線圈
31‧‧‧層
32‧‧‧層
33‧‧‧遮罩
41‧‧‧馬達
42‧‧‧靜電夾具
43‧‧‧直流電源
44‧‧‧冷媒供應單元
141‧‧‧基座
142‧‧‧基底電極區
331‧‧‧開口
411‧‧‧旋轉軸
412‧‧‧轉子
413‧‧‧定子
414‧‧‧側板
415‧‧‧底板
416‧‧‧環電極
417‧‧‧刷式電極
418‧‧‧開口
421‧‧‧開口
E1‧‧‧電極元件
E2‧‧‧電極元件
W‧‧‧晶圓
圖1是根據第一實施例之電漿處理裝置10的配置圖。
圖2是透視圖，顯示基底電極15的配置之一實例。
圖3顯示施加至電極元件E1、E2的電壓波形RF1、RF2的一實例。
圖4顯示入射於晶圓W上的離子II的一實例。
圖5是根據比較實例的電漿處理裝置10x的配置圖。
圖6顯示施加至基底電極15x的電壓波形RF的一實例。
圖7是剖面視圖，顯示處理之前的晶圓W的狀態。
圖8是剖面視圖，顯示在電漿處理裝置10x中接受處理之後晶圓W的狀態之一實例。
圖9是剖面視圖，顯示在電漿處理裝置10x中接受處理之後晶圓W的狀態之一實例。
圖10是剖面視圖，顯示在電漿處理裝置10中接受處理之後晶圓W的狀態之一實例。
圖11是根據修改實例1的電漿處理裝置10a的配置圖。
圖12是根據修改實例2的電漿處理裝置10b的配置圖。
圖13是平面視圖，顯示感應線圈27。
圖14是根據第二實施例之電漿處理裝置10c的配置圖。
圖15是透視圖，顯示基底電極15a的配置之一實例。
圖16顯示施加至電極元件E1至E4的電壓波形RF1至RF4的一實例。
圖17是根據第三實施例之電漿處理裝置10d的配置圖。
圖18顯示在溝槽的側壁上執行電漿處理的狀態。
圖19顯示在穿孔的側壁上執行電漿處理的狀態。
圖20是根據修改實例4之電漿處理裝置10e的部份配置圖。
圖21是根據修改實例5之電漿處理裝置10f的部份配置圖。
圖22是根據修改實例6之電漿處理裝置10g的部份 配置圖。
圖23及圖24均顯示靜電夾具42的一實例。
圖25是根據第四實施例之電漿處理裝置10h的部份配置圖。
圖26是透視圖，顯示基底電極15c的配置之一實例。
圖27是根據第五實施例之電漿處理裝置10i的配置圖。
圖28是平面視圖，顯示基底電極15d的配置之一實例。
圖29A至圖29D是平面視圖，均顯示基底電極15d的選取狀態之一實例。
圖30A至圖30C均顯示入射於晶圓W上的離子II的入射角分佈的實例。
圖31A及圖31B均顯示入射於晶圓W上的離子II的入射角分佈的實例。
圖32顯示晶圓W上的位置P1至P6。
圖33A至圖33C均顯示入射於晶圓W上的離子II的入射角分佈的實例。
圖34A至圖34E均顯示入射於晶圓W上的離子II的入射角分佈的實例。
圖35顯示電極元件E與靜電夾具42的位置關係。
於下，將參考圖式，詳述實施例。
(第一實施例)
圖1是根據第一實施例之電漿處理裝置10的配置圖。電漿處理裝置10是平行板型RIE(反應離子蝕刻)裝置。
電漿處理裝置10使電漿PL中的離子II入射於晶圓W上，以在晶圓W上執行蝕刻，藉以形成溝槽、穿孔、凸部等等。晶圓W是基底，舉例而言，半導體基底(Si、GaAs等等)。
注意，在使離子II入射於晶圓W上的觀點上，電漿處理裝置10與佈植離子的離子設備是共通的，但是，這二件裝置在下一點上是不同的。在電漿處理中，入射離子的能量低於離子佈植的能量(在離子佈植中約10k至約500keV，在電漿處理中約0至約2000eV)。相較於離子佈植，電漿處理劑量不要求特定的加速器，而在電漿處理中，來自電漿PL的離子II由施加至基底電極15的偏壓電壓引導。基於此理由，相較於離子佈植，電漿PL及基底電極15在電漿處理裝置10中彼此接近(在離子佈植中約10cm或更多，在電漿處理中約數cm或更少)。
電漿處理裝置10具有室11、排氣埠12、處理氣體導管13、基座14、基底電極15、反電極16、電容器17a、17b、RF高頻電源21、RF低頻電源22a、22b、濾波器23a、23b、24a、24b、及相位調整器25。
室11維持對晶圓W執行處理所需的環境。
排氣埠12連接至未顯示的壓力調節閥及排氣泵。在室11中的氣體從排氣埠12排氣，造成室11的內部維持在高真空狀態。此外，當處理氣體從處理氣體導管13導入時，在處理氣體導管13中流經的氣體流速及經排氣埠12流出的氣體的流速平衡，造成室11中的壓力保持固定。
處理氣體導管13將對晶圓W執行處理所需的處理氣體導入室11中。處理氣體用於形成電漿PL。藉由放電，處理氣體被離子化而轉變成電漿PL，以及，在電漿PL中的離子II用於對晶圓W執行蝕刻。
關於處理氣體，能夠適當地使用Ar、Kr、Xe、N2 、O2 、CO、H2 等氣體以外的SF6 、CF4 、C2 F6 、C4 F8 、C5 F8 、C4 F6 、Cl2 、HBr、SiH4 、SiF4 、等等。
此處，處理氣體可以分類成沉積型氣體及非沉積型氣體。非沉積型氣體是當對晶圓W執行處理時僅執行蝕刻操作的氣體。另一方面，沉積型氣體是當對晶圓W執行處理時不僅執行蝕刻操作也執行形成塗膜(保護膜)的操作之氣體。
藉由使用沉積型氣體作為處理氣體，能夠增進蝕刻遮罩與蝕刻標的(晶圓W等等)之間的蝕刻選擇比例。具體而言，當使用沉積型氣體時，蝕刻進行，在進行期間，塗著膜形成在蝕刻遮罩上。這樣的結果是蝕刻遮罩的蝕刻率降低，以及選擇比例增進。
沉積型及非沉積型的分類並非總是絕對的分類。稀有氣體(Ar、Kr、Xe)幾乎完全未執行塗著膜形成操作，因此，其無法被視為純非沉積型氣體，但是，其它氣體能以任何方式執行塗著膜的形成操作。此外，在蝕刻操作與塗著膜形成的操作之間的量值關係可以根據蝕刻遮罩及蝕刻標的之材料及形狀、處理壓力等等而改變。
一般而言，Ar、Kr、Xe、H2 等等可作為非沉積型氣體。
此外，C2 F6 、C4 F6 、C4 F8 、C5 F8 、SF6 、Cl2 、HBr可作為沉積型氣體。
可以使用N2 、O2 、CO、及CF4 作為沉積型氣體與非沉積型氣體之間的中間種類氣體。
基座14是固持晶圓W的固持構件，以及，具有用於固持晶圓W的夾具。關於夾具，可以使用動態地固持晶圓W的機械夾具、或是藉由使用靜電力以固持晶圓的靜電夾具。注意，在稍後說明的修改實例6、7中，將說明靜電夾具的細節。
基底電極15是幾乎平板狀的電極，配置在基座14上以及具有接近或接觸晶圓W的下表面之下表面。具體而言，晶圓W(基底)間接地(二者彼此接近)或直接地(二者彼此接近)設於基底電極15上。
圖2是透視圖，顯示基底電極15的配置的一實例。如圖2中所示，基底電極15相當於被分割成多數件而形成的、以及由交錯地配置的二組電極元件E1、E2(第一 及第二電極元件組)所配置之分割電極。
此處，二組電極元件E1、E2中的各電極元件具有沿著軸向A的中心軸以及具有直徑R的近似柱的形狀，以及，電極元件E1、E2幾乎彼此平行地配置且它們之間具有間隔D(在中心軸之間的距離)。注意，各電極元件E1、E2的形狀不限於近似柱狀，形狀也可以是近似稜狀(舉例而言，近似長方稜狀)。
此時，較佳的是，間隔D(以及直徑R)是小至某程度(舉例而言，間隔D設定於5mm或更小)。如同稍後將說明的實例中將說明般，離子II的入射量具有位置相依性。考慮在電極元件E1、E2的週期配置的影響之下，離子II的入射量在對於間隔D的週期中會變化。基於此理由，藉由將間隔D(以及直徑R)降低至某程度，電漿處理的均勻度增進(離子II的入射量的變化週期降低)。
RF高頻電壓V1及RF低頻電壓V2a、V2b從RF高頻電源21及RF低頻電源22a、22b施加至基底電極15。
RF高頻電壓V1與RF低頻電壓V2a疊加的電壓波形RF1施加至電極元件E1。
RF高頻電壓V1與RF低頻電壓V2b疊加的電壓波形RF2施加至電極元件E2。
RF高頻電壓V1是相當高頻的交流電壓，其施加至電極元件E1、E2，以及用於產生電漿PL。RF低頻電壓V2a、V2b是相當低頻的交流電壓，它們分別施加至電極 元件E1、E2，以及用於從電漿PL引導離子II。如同稍後將說明般，由於在RF低頻電壓V2a與V2b之間有相位差，所以，離子II從電漿PL斜斜地入射於晶圓W上。
在室11中，反電極16配置成面對基底電極15，且其一端設定於接地電位。反電極16及基底電極15形成平行板電極。
電容器17a、17b表示從RF高頻電源21、RF低頻電源22a、22b至晶圓W的路徑上的結合電容之結果的結合電容。這些結合電容相當於結合各別濾波器23a、23b、24a、24b、匹配裝置(未顯示)、及靜電夾具(未顯示)的電容之結果的結合電容。
RF高頻電源21產生施加至基底電極15的RF高頻電壓V1。RF高頻電壓V1的頻率fh不小於40MHz，也不大於1000MHz，且更較佳的是不小於40MHz，或是不大於500MHz(舉例而言，100MHz)。
RF低頻電源22a、22b產生施加至基底電極15的RF低頻電壓V2a、V2b。RF低頻電壓V2a、V2b的頻率f1不小於0.1MHz，也不大於20MHz，且更較佳的是不小於0.5MHz，或是不大於14MHz(舉例而言，1MHz)。RF低頻電壓V2a、V2b具有幾乎相同的頻率，以及具有相位差α(舉例而言，π/2、π)。
未顯示的匹配裝置使RF高頻電源21及RF低頻電源22a、22b的阻抗與電漿PL的阻抗相匹配。
使用以下述表示式(1)表示的正弦波形作為RF高頻 電壓V1、及RF低頻電壓V2a、V2b。
V1=V01．sin(2π．fh．t)
V2a=V02．sin(2π．f1．t)
V2b=V02．sin(2π．f1．t+α)...表示式(1)
濾波器23a、23b(HPF(高通濾波器))防止RF低頻電壓V2a、V2b從RF低頻電源22a、22b輸入至RF高頻電源21。濾波器24a、24b(LPF(低通濾波器))防止來自RF高頻電源21的RF高頻電壓V1輸入至RF低頻電源22a、22b。
相位調整器25調整RF低頻電壓V2a、V2b與RF低頻電源22a、22b的相位差α。舉例而言，考慮π/2或π設定為相位差α。注意，當考慮RF低頻電壓V2a、V2b的週期性時，將相位差α設定於3π/2以及將相位差α設定於π/2實質上是相同的。
圖3顯示施加至電極元件E1、E2(π/2的相位差)的電壓波形RF1、RF2之一實例。
(電漿處理設備10的操作)
在執行抽真空以及壓力達到預定壓力(舉例而言，0.01Pa或更低)之室11中，晶圓W由未顯示的載送機構載送。接著，基座14藉由使用夾具而固持晶圓W。此時，基底電極15接近或接觸晶圓W。
接著，從處理氣體導管13導入對晶圓W執行處理所需的處理氣體。此時，被導入室11的處理氣體由未顯示 的壓力調節閥排氣泵以預定速率從排氣埠12排出。結果，在室11中的壓力保持固定(舉例而言，約1.0至約6.0Pa)。
接著，來自RF高頻電源21、及RF低頻電源22a、22b的RF高頻電壓V1及RF低頻電壓V2a、V2b施加至基底電極15。RF高頻電壓V1與RF低頻電壓V2a疊加的電壓波形RF1施加至電極元件E1。RF高頻電壓V1與RF低頻電壓V2b疊加的電壓波形RF2施加至電極元件E2。
電漿PL的密度由來自RF高頻電源21的RF高頻電壓V1控制。入射於晶圓W上的離子II的入射能量由來自RF低頻電源22a、22b的RF低頻電壓V2a、V2b控制。由能量值等於或大於晶圓W的蝕刻處理中的臨界值之離子II，蝕刻晶圓W。
圖4是入射於晶圓W上的離子II的一實例。
RF低頻電壓V2a、V2b施加至電極元件E1、E2(基底電極15)。當RF低頻電壓V2a、V2b施加於基底電極15與反電極16之間時，在與基底電極15(晶圓W)(參考圖2)的平面垂直的方向Ap上有電場產生(垂直電場)。結果，電漿PL中的離子II被導入基底電極15(晶圓W)。
此處，施加至電極元件E1、E2的RF低頻電壓V2a、V2b具有相位差α。基於此理由，除了垂直電場(參考圖2、圖4)之外，在與基底電極15(晶圓W)的平面平行且與電極元件E1、E2的軸向A正交之方向Ah 相平行的方向上，有電場F產生。結果，藉由對應於電場F，離子II入射成相對於垂直方向具有入射角θ(斜入射)。當離子II斜入射時，變成能夠以高精確度對晶圓W執行蝕刻。注意，將於稍後說明此細節。
電場F根據RF低頻電壓V2a、V2b的週期而振盪。結果，離子II的入射角θ根據RF低頻電壓V2a、V2b的週期而週期地振盪。
如上所述，在正方向具有入射角θ的離子以及在負方向具有入射角θ的離子沿著軸向A交替地入射於晶圓W上。具體而言，在本實施例中，下述成為可能。
(1)離子II以入射角θ斜斜地入射於晶圓W上。如同稍後將瞭解般，當形成溝槽或凸部時，藉由使用斜入射的離子II，變成能夠以高精確度執行處理，並減少錐度。
特別地，當沿著軸向A形成溝槽或凸部時，入射於溝槽的側壁等等之上的離子II的量增加，造成錐度降低。具體而言，較佳的是使溝槽或凸部的方向(晶圓W上的處理線的方向)與電極元件E1、E2的軸向A彼此一致。
(2)離子II沿著軸向A斜向地入射於溝槽或凸部的二側上。結果，能夠降低溝槽的二側壁上的錐度。
(比較實例)
圖5是根據比較實例的電漿處理裝置10x的配置圖。電漿處理裝置10x具有室11、排氣埠12、處理氣體導管13、基座14x、基底電極15x、反電極16、電容器17、RF 高頻電源21、及RF低頻電源22x。
基底電極15x與基底電極15不同，且具有平板形狀而無電極元件設置於其(基底電極15x未被分割)。圖6顯示施加至基底電極15x的電壓波形RF的一實例。來自RF高頻電源21的RF高頻電壓V1及來RF低頻電源22x的RF低頻電壓V2相疊加而施加至基底電極15x，產生電漿PL及導引離子II。
由於基底電極15x未被分割，所以，在電漿處理裝置10x中，未產生平行於晶圓W的平面之電場F。基於此理由，離子II僅在垂直於晶圓W的平面之方向上從電漿PL入射，以及，基本上，由於熱波動而存在有斜向入射的小離子II。結果，使用斜向入射的離子II，難以執行精準處理。
(實施例與比較實例之間的比較)
於下，將說明根據實施例的電漿處理裝置10及根據比較實例的電漿處理裝置10x中的蝕刻結果的差異。
圖7是放大的剖面視圖，顯示在電漿處理裝置中接受處理之前的晶圓W的部份。在晶圓W上，形成層31、32、及遮罩33。層31、32的材料是不同的材料，舉例而言，為SiO2 及Si。舉例而言，相較於層32，遮罩33的材料是難以蝕刻的光阻或SiO2 。
圖8及圖9是放大視圖，均顯示此晶圓W在電漿處理裝置10x中被蝕刻之後的狀態。圖8顯示非沉積型氣體 作為處理氣體的情形，圖9顯示沉積型氣體作為處理氣體的情形。
如圖8所示，當沉積型氣體作為處理氣體時，由於在遮罩33與層32之間的選擇比例小，所以，遮罩33的蝕刻量大，以及，變成難以對層32執行精準的處理。
如圖9所示，當使用沉積型氣體作為處理氣體時，在遮罩33與層32之間的選擇比例變大，造成遮罩33的蝕刻量變小。但是，層32容易被斜向地蝕刻(被蝕刻側表面錐形化)。這是因為沉積型氣體造成保護膜形成在側表面上，同時，側表面難以接受由垂直入射的離子II執行的蝕刻操作。如上所述，當使用沉積型氣體時，特別地，變成能夠增加選擇比例，但是，難以執行垂直處理(精準處理)。
此外，撞擊被蝕刻的側表面(溝槽的側壁)之離子II的數目小，以致於餘留物或黏著物容易沉積，這也造成難以執行精準處理。
圖10是放大剖面視圖，顯示在電漿處理裝置10中晶圓W被蝕刻後的狀態。此處，顯示使用沉積型氣體作為處理氣體的情形。藉由使用沉積型氣體作為處理氣體，在遮罩33與層32之間的選擇比例變大，造成遮罩33的蝕刻量小。
此外，層32被垂直地蝕刻(被蝕刻的側表面未錐形化)。離子II斜向地入射於被蝕刻的側表面的二側(溝槽的側表面)，以致於側表面上的錐度降低。
因此，在形成溝槽的所有處理中，不需要使用斜向入射的離子II。離子II垂直地入射達到溝槽形成的中間，之後，離子II斜向地入射，也是可以的。具體而言，相位調整器25也能夠根據電漿處理製程的進程而調整相位α。注意，將在第三及第四實施例中，說明其細節。
如上所述，在本實施例中，離子II以入射角θ斜向地入射於晶圓W。結果，變成能夠執行精準蝕刻處理，其中，容易執行側壁上的垂直處理，以及，餘留物難以維持在側壁上。
(修改實例1)
圖11是根據修改實例1的電漿處理裝置10a的配置圖。電漿處理裝置10a具有室11、排氣埠12、處理氣體導管13a、基座14、基底電極15、反電極16a、電容器17a、17b、RF高頻電源21、RF低頻電源22a、22b、濾波器23、24a、24b、及相位調整器25。
反電極16a是所謂的蓮蓬頭，且具有內部空間及多數開口。處理氣體從處理氣體導管13a導入以通過反電極16a的內部，然後，從反電極16a的多數開口導入室11中。具體而言，反電極16a作為導引構件，將處理氣體導引至室11中。
修改實例1與第一實施例不同之處在於RF高頻電源21未電連接至基底電極15但電連接至反電極16a。具體而言，雖然在第一實施例中基底電極15相反地作用以產 生電漿PL，但是，在修改實例1中反電極16a作用以產生電漿PL。
在其它點上，修改實例1與第一實施例沒有大幅不同，因而將省略其它的說明。
(修改實例2)
圖12是根據修改實例2的電漿處理裝置10b的配置圖。電漿處理裝置10b具有室11b、排氣埠12、處理氣體導管13、基座14、基底電極15、電容器17a、17b、RF高頻電源21、RF低頻電源22a、22b、濾波器23、24a、24b、相位調整器25、視窗111、及感應線圈27。圖13顯示從圖12中的上方觀視之感應線圈27的狀態。
電漿處理裝置10b與電漿處理裝置10a不同之處在於其未具有反電極16但具有視窗111及感應線圈27。
視窗111將室11b的內部與大氣隔離，以及來自感應線圈27的磁場通過視窗111。舉例而言，使用例如石英等非磁性材料的板作為視窗111。
感應線圈27配置在室11b的外面。當來自RF高頻電源21的高頻電壓施加至感應線圈27時，產生變化磁場，造成室11b中的處理氣體被離子化，以及產生電漿PL。
在其它點上，修改實例2與第一實施例並沒有太大不同，因此省略它的其它說明。
在第一實施例與修改實例1及2中，都能夠藉由使用40MHz或更高的RF高頻電壓V1而將處理氣體離子化以 產生電漿。具體而言，即使在未施加RF高頻電壓V1至基底電極15而產生電漿PL的情形中，如修改實例1、2中所示般，仍然能夠藉由使用基底電極15而控制離子II的入射角θ。
(第二實施例)
圖14是根據第二實施例之電漿處理裝置10c的配置圖。電漿處理裝置10c具有室11、排氣埠12、處理氣體導管13、基座14a、基底電極15a、反電極16、電容器17a至17d、RF高頻電源21、RF低頻電源22a至22d、濾波器23a至23d、及24a至24d、以及相位調整器25a。
圖15是透視圖，顯示基底電極15a的配置之一實例。
在電漿處理裝置10中，基底電極15由二組電極元件E1、E2形成。相對地，在電漿處理裝置10c中，基底電極15a由四組電極元件E1至E4(第一至第四電極元件組)形成。藉由將形成基底電極15a的電極元件分類成較小的組，能夠更精密地控制電場F，以及，控制離子II的入射。
RF低頻電源22a至22d分別施加RF低頻電壓V2a至V2d給電極元件E1至E4。以RF低頻電壓V2a為基礎，RF低頻電壓V2a至V2d具有相位差α1、α2、α3。
使用以下述表示式(2)表示的正弦波形作為RF高頻電壓V1、及RF低頻電壓V2a至V2d。
V1=V01．sin(2π．fh．t)
V2a=V02．sin(2π．f1．t)
V2b=V02．sin(2π．f1．t+α1)
V2c=V02．sin(2π．f1．t+α2)
V2d=V02．sin(2π．f1．t+α3)...表示式(2)
濾波器24a至24d(LPF(低通濾波器))防止來自RF高頻電源21的RF高頻電壓V1輸入至RF低頻電源22a至22d。
濾波器23a至23d(HPF(高通濾波器))防止RF低頻電壓V2a至V2d從RF低頻電源22a至22d輸入至RF高頻電源21。
相位調整器25a調整RF低頻電壓V2a至V2d與RF低頻電源22a至22d的相位差α1、α2、α3。舉例而言，考慮使用「π/2、π、3π/2」或「-π/2、-π、-3π/2」的組合作為相位差α1、α2、α3。
圖16是顯示施加至電極元件E1至E4的電壓波形RF1至RF4之一實例。電壓波形RF1是RF高頻電壓V1與RF低頻電壓V2a疊加的波形，電壓波形RF2是RF高頻電壓V1與RF低頻電壓V2b疊加的波形，電壓波形RF3是RF高頻電壓V1與RF低頻電壓V2c疊加的波形，以及，電壓波形RF4是RF高頻電壓V1與RF低頻電壓V2d疊加的波形。
(修改實例3)
在上述實施例中，基底電極15、15a分別由二組電極元件E及四組電極元件E形成，以及，具有相位差的RF低頻電壓V2a至V2d施加至各別組。
相對地，基底電極15也能夠由三組或五組或更多組電極元件E形成。即使在此情形中，藉由施加具有相位差的RF低頻電壓V2至各別組的電極元件，仍然能夠形成電場F及使離子II斜向地入射。
假使上述概要而言，則可視為基底電極15由n組電極元件E1至En(第一至第n電極元件組)形成(n：2或更大的整數)。此時，舉例而言，電極元件E1至En以遞增次序配置。此外，與第一至第n低頻電源具有不同的相位之第一至第n低頻電壓分別施加至電極元件E1至En。
此時，使施加至相鄰的電極元件的低頻電壓之間的相位相差(2π/n)(相位αi=(2π/n)．i)有助於晶圓W上均勻的電漿處理(請參考實例)。
(第三實施例)
圖17是根據第三實施例之電漿處理裝置10d的配置圖。電漿處理裝置10d具有室11、排氣埠12、處理氣體導管13、基座14b、基底電極15、反電極16、電容器17a、17b、晶圓旋轉機構18、終止偵測器19、RF高頻電源21、RF低頻電源22a、22b、濾波器23a、23b、24a、24b、相位調整器25、以及控制單元26。
注意，也可能的是，如同在第二實施例及修改實例中 一般，基底電極15由三組或五組或更多組電極元件形成，以及，具有相位差的RF低頻電壓V2施加至各別組的電極元件。
相較於電漿處理裝置10，增加電漿處理裝置10d、晶圓旋轉機構18、終止偵測器19、及控制單元26。
晶圓旋轉機構18使晶圓W相對於基底電極15相對地旋轉，藉以改變晶圓W相對於基底電極15的電極元件E1、E2的軸向A之方向。旋轉可為暫時旋轉或是連續旋轉。
舉例而言，終止偵測器19根據電漿PL的發光頻譜以偵測蝕刻的終止。當層32、31的構成材料不同時，電漿PL的發光頻譜因這些構成材料的差異而改變，造成能偵測層32的蝕刻終止(層31的曝光)。
根據處理的轉換(終止偵測器19中的偵測結果或是時間移動)，控制單元26控制晶圓旋轉機構18、及相位調整器25。
(1)控制單元26以如下述a)及b)中的方式控制晶圓旋轉機構18。
a)晶圓W旋轉，以致於溝槽的方向與圖2中所示的電極元件E1、E2的軸向A彼此一致(這些方向幾乎彼此平行)。之後，藉由執行電漿處理，能夠增進溝槽的處理精確度。
b)在電漿處理期間，晶圓W被連續地旋轉。藉由如上述地設計，不取決於溝槽的方向，能夠增進處理精確 度。具體而言，實現穿孔的側壁之精確處理及垂直處理。
圖18顯示溝槽的側壁被處理之狀態，圖19顯示穿孔的側壁被處理的狀態。層32及遮罩33形成於晶圓W上。在圖18中，遮罩33具有沿著軸Ay之多數長方形開口331。在圖19中，遮罩33具有多數圓形開口331。
藉由使離子II從晶圓W上方入射，在圖18中形成溝槽Tr，以及，在圖19中形成穿孔Bh。基本上，由於形成在遮罩33上的開口331的形狀差異，而在圖18中形成溝槽Tr以及在圖19中形成穿孔Bh。
此處，藉由對應於第一及第二實施例，設定成在圖18中晶圓W未被旋轉。另一方面，藉由對應於第三實施例，設定成在圖19中晶圓W被旋轉。此外，設定成在圖18中軸Ay與圖2及圖15中所示的電極元件E的軸一致。
此時，在圖18中，離子II的入射角θ改變，其中，軸Ay設定為旋轉軸。結果，離子II有效率地入射於溝槽Tr的側壁上。如上所述，為了有效率地形成溝槽Tr，較佳的是使溝槽Tr的開口331的軸與電極元件E的軸彼此一致、以及未旋轉晶圓W。
相對地，在圖19中，晶圓W旋轉，以及，離子II相對於軸Ax的入射角以及相對於軸Ay的入射角是對稱的(離子II從所有方向斜向地入射)。結果，能夠容易地形成相對於晶圓W的垂直軸Az對稱的穿孔Bh。如上所述，為了形成具有良好形狀的穿孔，較佳的是旋轉晶圓 W。
注意，如同稍後將說明的第五實施例中所述般，藉由旋轉電場而不改變晶圓W與基底電極15之間的相對角度，可以取得類似效果。
(2)控制單元26以下述方式控制相位調整器25。
RF低頻電壓V2a和V2b與RF低頻電源22a、22b之間的相位差α設定為0直到溝槽形成的中間，之後，相位差α設定在0以外的值(例如π/2)。具體而言，根據電漿處理製程的進程而控制相位調整器25，以及，離子II的入射方向從垂直入射的方向切換至斜向入射的方向。
藉由如上所述地設計，當發生垂直入射時，能夠實現深度方向上蝕刻速率的掌握，以及當斜向入射發生時，能夠實現錐度降低。當斜向入射發生時的蝕刻速率小於當垂直入射發生時的蝕刻速率。這是因為相較於垂直入射發生時，當斜向入射發生時，離子入射的晶圓W上的面積變大，以及，每單位面積的入射離子的數目降低。
注意，為了切換當垂直入射發生時的時間及當斜向入射發生時的時間，可以利用終止偵測器19偵測之層32的蝕刻終止或是預定處理時間的消逝。
(修改實例4至6)
於下，將說明第二實施例的修改實例(修改實例4至6)。修改實例4至6具體地說明在晶圓W與基底電極15之間相對地旋轉的機構。因此，以省略部份旋轉機構以外 的部份之部份配置圖，說明各修改實例。
(1)修改實例4
圖20是根據修改實例4的電漿處理裝置10e的部份配置圖。電漿處理裝置10e具有基座141、基底電極區142、及馬達41，以取代電漿處理裝置10d中的基座14b、以及晶圓旋轉機構18。
馬達41設置成用於旋轉基座141，以及具有旋轉軸411、轉子412、定子413、側板414、及底板415。
旋轉軸411、轉子412、及定子413形成旋轉機構。 旋轉軸411連接至基座141。旋轉軸411形成為圓柱狀，以及，基底電極區142的軸配置在其內部。轉子412是配置在旋轉軸411的側表面上之磁鐵。定子413是配置在側板414的外部上的電磁鐵，以致於接近轉子412而以側板414介於其間。藉由週期地改變定子413的磁場的北極與南極而產生的磁力，轉子412相對於定子413旋轉。結果，在室11(真空側)中的旋轉軸411及轉子412、以及在室11的外面(大氣側)上的定子413彼此分離。
注意，在此情形中，轉子412使用永久磁鐵以及定子413使用電磁鐵，但是，轉子412使用電磁鐵及定子413使用永久磁鐵也是可以的，或者，轉子412及定子413都使用電磁鐵也是可以的。同理可應用至下述修改實例5、6。
基座141在晶圓W固持於它的上表面之狀態中連接 至旋轉軸411，以及由旋轉機構旋轉。結果，晶圓W由旋轉機構旋轉。
基座141具有內部空間，用於固持基底電極區142。
基底電極區142配置在基座141內部中，以及，藉由被固定至底板415而未被旋轉。
電壓波形RF1、RF2(RF高頻電壓V1及RF低頻電壓V2a疊加的電壓波形，以及RF高頻電壓V1及RF低頻電壓V2b疊加的電壓波形)從配置在室11的外面上的RF高頻電源21及RF低頻電源22a、22b供應至室11中的基底電極15。
藉由旋轉晶圓W，斜向離子從所有方向入射於晶圓W上。
(2)修改實例5
圖21是根據修改實例5的電漿處理裝置10f的部份配置圖。電漿處理裝置10f具有基座141a、基底電極區142a、及馬達41a，以取代電漿處理裝置10d中的基座14b、以及晶圓旋轉機構18。
馬達41a設置成用於旋轉基底電極區142a、以及具有旋轉軸411a、轉子412、定子413、側板414、底板415、環電極416、及刷式電極417。
旋轉軸411a、轉子412、及定子413形成旋轉機構。旋轉軸411a連接至基底電極區142a。轉子412是配置在旋轉軸411a的側表面上之磁鐵。定子413是配置在側板 414的外部上的電磁鐵，以致於接近轉子412而以側板414介於其間。藉由週期地改變定子413的磁場的北極與南極而產生的磁力，轉子412相對於定子413旋轉。結果，在室11(真空側)中的旋轉軸411a及轉子412、以及在室11的外面(大氣側)上的定子413彼此分離。
環電極416及刷式電極417設置成藉由在它們相對於彼此滑動之狀態中彼此接觸，而在旋轉軸411a的旋轉期間用於固定與基底電極15相關的電連接。環電極416是藉由固定至旋轉軸411a的外週圍而配置之環狀電極。刷式電極417是刷狀電極，其在旋轉軸411a的旋轉期間，藉由相對於環電極416滑動而與環電極416接觸。
電壓波形RF1、RF2(RF高頻電壓V1及RF低頻電壓V2a疊加的電壓波形，以及RF高頻電壓V1及RF低頻電壓V2b疊加的電壓波形)經由刷式電極417及環電極416而從配置在室11的外面上的RF高頻電源21及RF低頻電源22a、22b供應至室11中的基底電極15。
基座141a具有內部空間，用於固持基底電極區142a。基座141a藉由固定至室11而未被旋轉。
基底電極區142a配置在基座141a內部中。基底電極區142a連接至旋轉軸411a，以及由旋轉機構旋轉。結果，基底電極15由旋轉機構旋轉。
藉由旋轉基底電極15，以旋轉晶圓W上產生的電場分佈，造成斜向離子從所有方向入射於晶圓W上。
注意，電漿處理設備10f可以具有靜電夾具。在此情 形中，如同下一修改實例6中將說明般，直流(DC)電壓經由刷式電極而供應至靜電夾具。
(3)修改實例6
圖22是根據修改實例6之電漿處理設備10g的部份配置圖。電漿處理設備10g具有基座141b、基底電極區142b、馬達41b、靜電夾具42、直流電源43、及冷媒供應單元44，以取代電漿處理設備10d中的基座14b和晶圓旋轉機構18。
馬達41b設置成用於旋轉基座141、以及具有旋轉軸411、轉子412、定子413、側板414、底板415、環電極416a、刷式電極417a、及開口418。
旋轉軸411、轉子412、及定子413形成旋轉機構。
旋轉機構的配置、操作等等實質上類似於修改實例4，因此將省略其詳細說明。
環電極416a及刷式電極417a設置成藉由在它們相對於彼此滑動之狀態中彼此接觸，而在旋轉軸411的旋轉期間用於固定與靜電夾具42的內部電極相關的電連接。環電極416a是藉由固定至旋轉軸411的外週圍而配置之環狀電極。刷式電極417a是刷狀電極，其在旋轉軸411的旋轉期間，藉由相對於環電極416a滑動而與環電極416a接觸。
靜電夾具42設置成用於靜電地吸附晶圓W，且具有多數開口421。靜電夾具42的內部電極是一種網狀電 極，以及作為具有多數開口的吸附電極。
圖23及24是平面視圖，均顯示靜電夾具42的內部電極的一實例。在圖23中，方形開口(氣隙)421在垂直與水平二方向上直線地配置(一種網狀電極)。在圖24中，長方形(線狀)開口(氣隙)421直線地配置(一種線狀電極)。在圖23及圖24中，長方形開口分別在二方向及一方向上配置。
圖24中所示的線狀開口421適合基座14、基底電極15等等未如第一及第二實施例中所述般旋轉之情形。在此情形中，較佳地使開口421的軸與電極元件E的軸一致(參考圖2、圖5及圖18)。
在此情形中，開口421的形狀設定為長方形，但是，也能夠採用圓形開口、橢圓開口等等以取代長方形開口。
如圖23及圖24中所示，開口421具有寬度G。如同稍後將說明般，寬度G較佳地是2至5mm。
直流電源43供應直流電壓給靜電夾具42的內部電極，藉以使靜電夾具42靜電地吸附晶圓W。來自直流電源43的直流電壓經由刷式電極417a和環電極416a而供應給基座141b中的靜電夾具42的內部電極。
冷媒供應單元44供應冷媒C，用於冷卻晶圓W。從化學惰性、導熱性等觀點而言，較佳的是使用例如He等作為冷媒C。
基座141b具有開口421，用於引導冷媒C。底板415具有開口418，用於將冷媒C導入基座141b中。從冷媒 供應單元44供應的冷媒C通過開口418及基底141b的內部而經由開口143供應至晶圓W的背面，藉以冷卻晶圓W。冷卻晶圓W之後的冷媒C在室11中釋放，以及從排氣埠12排放至外部。
(4)修改實例7
也可以想到，為了使基座14固持晶圓W，用於導引離子的低頻電壓及用於靜電吸附的直流電壓疊加而施加至基底電極15。舉例而言，在第一至第三實施例中，來自一直流電源的直流電壓疊加於低頻電壓上而施加至基底電極15。在此情形中，基底電極15也作為用於靜電夾具的內部電極，因此，不需要圖22中所示的靜電夾具42。
此時，舉例而言，有可能的是來自圖14中所示的RF低頻電源22a至22d之RF低頻電壓V2a至V2d經由直流電流而流入其它組的電極元件E1至E4。為了防止流入，較佳的是將截斷交流成分的濾波器機構添加至直流電源。舉例而言，濾波器機構由電容及電感形成。
注意，當如同修改實例4至6中所述般在晶圓W與基底電極15之間相對地旋轉時，變成難以使用基底電極15來吸附晶圓W。在此情形中，如修改實例6中所述般，較佳的是在晶圓W的很近處設置用於靜電吸附的電極(靜電夾具42的內部電極)。
(第四實施例)
圖25是根據第四實施例之電漿處理裝置10h的配置圖。電漿處理裝置10h具有室11、排氣埠12、處理氣體導管13、基座14c、基底電極15c、反電極16、終止偵測器19、RF高頻電源21、RF低頻電源22a、22b、濾波器23a、23b、24a、24b、相位調整器25、控制單元26c、及開關SW1、SW2。注意，為了易於觀視，省略電容器的顯示。
注意，也可能的是，如同在第二實施例及修改實例中一般，基底電極15由三組或五組或更多組電極元件形成，以及，具有相位差的RF低頻電壓V2施加至各別組的電極元件。
相較於電漿處理裝置10d，電漿處理裝置10h未具有晶圓旋轉機構18、以及使用基底電極15c，以取代基底電極15。
圖26是透視圖，顯示基底電極15c的配置的一實例。基底電極15c由電極元件E11、E12、以及電極元件E21、E22形成，電極元件E11、E12配置在電極元件E21、E22之上。此處，可以考慮，電極元件E11、E12形成第一基底電極，以及，電極元件E21、E22形成第二基底電極。具體而言，基底電極15c具有這些第一及第二基底電極。
電極元件E11、E12對應於第一實施例中的電極元件E1、E2，以及，沿著軸向A1交錯地配置。
電極元件E21、E22沿著軸向A2交錯地配置在電極 元件E11、E12之下。這些軸向A1、A2相互不同(舉例而言，這些方向彼此垂直)。
控制單元26c可以使開關SW1、SW2將RF高頻電壓V1及RF低頻電壓V2a、V2b的輸入目的地從RF高頻電源21及RF低頻電源22a、22b切換至電極元件E11、E12或是電極元件E21、E22。具體而言，作出切換以將電極元件E11、E12或電極元件E21、E22設定為實質基底電極。
如上所述，藉由切換第一及第二基底電極(電極元件E11、E12、及電極元件E21、E22)，開關SW1、SW2施加RF高頻電壓V1及多數RF低頻電壓V2a、V2b。這意指開關SW1、SW2作為切換單元。
由於電極元件E11、E12的軸向A1不同於電極元件E21、E22的軸向A2，所以，雖然未設置旋轉機構18，仍然能夠相對地旋轉晶圓W及離子II的入射方向。具體而言，能夠處理穿孔的側壁之精準處理(垂直處理)。
(第五實施例)
圖27是根據第五實施例之電漿處理裝置10i的配置圖。電漿處理裝置10i具有室11、排氣埠12、處理氣體導管13、基座14d、基底電極15d、反電極16、移位暫存器51、控制單元52、電容器17a至17d、RF高頻電源21、RF低頻電源22a至22d、濾波器23a至23d、及24a至24d、以及相位調整器25a。
圖28是平面視圖，顯示從上方觀視基底電極15d的狀態。基底電極15d具有在垂直及水平二方向上直線地配置之電極元件Exy。此處，雖然電極元件Exy在彼此正交之垂直及水平二方向上配置，但是，這些方向不一定需要彼此正交。假使電極元件Exy在相互不同的第一及第二方向上直線地配置，是沒有問題的。
此處，當從上方觀視時電極元件Exy具有長方形(方形)，但是，其也可以形成為具有圓形。
移位暫存器51選取電極元件Exy，以致於電極元件Exy分類成彼此平行的四組G1至G4(線狀組)(配置在幾乎相同方向θ上)。移位暫存器51作為選取單元，從多數電極元件選取沿著一方向配置的多數電極元件組。四組G1至G4連接至RF低頻電源22a至22d。選取根據方向θ之多數組G11至G14、G21至G24、...、Gn1至Gn4，以作為四組G1至G4。
圖29A至29D顯示電極元件Exy分類成(被選為)組G11至G14、組G21至G24、組G31至G34、以及組G41至G44，其中，方向θ分別對應於0°、45°、90°、及135°。
在此情形中，移位暫存器51選取分別沿著第一方向(0°方向)、第二方向(90°方向)、在第一及第二方向之間的第三方向(45°方向)、及在第二及第二方向之間的第四方向(135°方向)配置的第一至第四電極元件組(組G11至G14、組G21至G24、組G31至G34、及組G41 至G44)。
此處，雖然第三方向設定於正好在第一與第二方向之間的方向，但是，也能夠設定在第一與第二方向之間的任何中間方向。此外，也能夠設定在第二與第一方向之間的任何中間方向，作為第四方向。此外，也能夠設定在第一與第二方向之間的多數中間方向。
控制單元52控制移位暫存器51以改變電極元件Exy的分組，以致於方向θ順序地旋轉。舉例而言，設定成圖29A至圖29D中的組G11至G14、組G21至G24、組G31至G34、及組G41至G44被週期地及重複地選取。這意指電極元件Exy成組的方向θ旋轉。G11至G14對應於θ等於及0°及θ等於及180°等二情形，以致於在選取組G41至G44之後選取組G11至G14時，這意指來自基底電極15d的電場被旋轉。
藉由旋轉線狀組，在晶圓W上產生的電場分佈被旋轉，造成斜向離子從所有方向入射於晶圓W上。具體而言，成為能夠取得類似於當晶圓W被旋轉時的取得的效果。
(實例)
將說明實例。圖30A至圖30C、圖31A、及圖31B是圖形，均顯示在電漿處理裝置10中入射於晶圓W上的離子II的角度分佈的電漿模擬之結果。藉由使用商業上可取得的軟體(VizGlow)，執行上述模擬。將RF低頻電 壓的一週期期間離子II的入射量積分，以計算入射於基底上的離子之角度分佈。圖32是剖面圖，顯示晶圓W上的位置P1至P6(離子II的入射位置)。
如圖32所示，在此情形中，使用半徑r0為150mm的晶圓W，以及，均具有4mm直徑R及近似柱狀的多個電極元件E以彼此之間5mm的間隔D(中心軸之間的距離)配置。從晶圓W的中心C至晶圓W上各別位置P1至P6的距離L是70、71、72、73、74、及75mm。位置P1、P6分別位於二電極元件E的軸上，以及，其它位置P2至P5配置在位置P1與P6之間。距離L是72.5mm的部份是從這些電極元件至該部份的距離相等、且在位置P3與P4之間的中間位置之部份。
注意，在其它電極元件E中的離子的角度分佈類似於當距離L是70至75mm時的角度分佈。具體而言，可以考慮，藉由反應電極元件E的配置之週期性，離子的角度分佈在對應於間隔D的週期中會變化。因此，藉由設定位置P1至P6的分析結果作為代表，標示入射角分佈的晶圓W上的均勻性。
在各圖30A至圖30C中，電極元件E被分類成交錯配的二組，以及，施加具有0、π/2、或π的相位差α之RF低頻電壓V2a、V2b。在圖31A中，電極元件E分類成順序配置的三組，以及，施加具有2π/3、4π/3的相位差α1、α2之RF低頻電壓V2a、V2b、V2c。在圖31B中，電極元件E分類成順序配置的四組，以及，施加具有 π/2、π、3π/2的相位差α1至α3之RF低頻電壓V2a至V2d。
(1)當在二組電極元件中相位差α是0時(圖30A)
當在二組電極元件中相位差α是0時，具有相同相位的RF低頻電壓V2施加至所有電極元件。在此情形中，在所有位置P1至P6，離子II的入射角θ約為0(離子II幾乎垂直地入射)。在此情形中，取得幾乎類似於當基底電極15未被分割時的結果。具體而言，結果類似於圖5中所示的電漿處理裝置10x取得的結果(一般板電極RIE(反應離子蝕刻)裝置)。
注意，離子II的入射角θ具有約-2至約2°的原因在於因為有熱波動的影響(離子II具有隨機熱速度成分)。
(2)當在二組電極元件中相位差α是π/2時(圖3OB)
當在二組電極元件中相位差α是π/2時，在位置P2至P5，垂直入射離子II降低，以及，離子II以正及負入射角θ(約-15至約15°)交錯地入射。考慮這是因為電極元件之間有相位差，所以產生在垂直於軸向A的方向上之電場F。
相對地，當相較於圖30A時，難以說垂直入射的離子II在位置P1、P6減少(在電極元件的中心軸上)。具體而言，位置P1、P6有點是奇異點，其中，離子II的斜向 入射量小。
其理由被視為如下所述。具體而言，在此情形中，在相反方向上的電場F在左方鄰居與右方鄰居中分別的電極元件之間作用。可以視為在相反方向上的電場F在電極元件E的軸正上方之位置處平衡，造成難以產生垂直於軸向A的方向Ah上的電場(參考圖2)。假使未產生電場F，則熱波動成分除外的離子II的斜向入射事實上未發生(僅有垂直入射發生)。
(3)當在二組電極元件中相位差α是π時(圖30C)
當在二組電極元件中相位差α是π時，垂直入射離子II在位置P2至P5降低，以及，離子II以正及負入射角θ(約-30至約30°)交錯地入射。入射角θ大於圖30B的情形中的入射角。
相對地，類似於圖30B，難以說垂直入射的離子II在位置P1、P6降低(在電極元件的中心軸上)。可以視為其理由是因為類似於(2)一般，在相反方向上的電場F在電極元件E的軸正上方的位置平衡。
(4)在三組電極元件的情形中(圖31A)
在三組電極元件的情形中，垂直入射的離子II在所有位置P1至P6降低。位置P1、P6(在電極元件的中心軸上)也不是奇異點。離子II以正及負入射角θ(約-8至約8°)幾乎交錯地入射。
(5)在四組電極元件的情形中(圖31B)
在四組電極元件的情形中，垂直入射離子II在所有位置P1至P6降低。位置P1、P6(在電極元件的中心軸上)也不是奇異點。離子II以正及負入射角θ(約-10至約10°)幾乎交錯地入射。
如上所述，藉由增加電極元件組的數目(基底電極15分割的數目)至2、3、4，以及藉由施加具有相位差的RF低頻電壓V2，在晶圓上的所有位置，離子II從溝槽的二方向斜向地入射，成為可能的。
當組的數目為二時，在電極元件的中心軸上產生奇異點，在奇異點中，斜向入射的離子II的數目小，但是，當組數為三或更大時，趨勢降低。具體而言，為了消除奇異點，特別較佳的是將組數設定為三或更大。如實例中所述般，在直徑300mm(半徑r0為150mm)的晶圓W上，發生均勻的斜向入射。
當組的數目為四時，離子II的分佈之位置P1至P6的相依性又降低。可以視為組數愈大，則離子II的分佈的位置相依性愈小。
(6)當在四組電極元件的情形中電壓改變時(圖33A至圖33C)
將說明在四組電極元件的情形中，RF低頻電壓的電壓V02(請參考表示式(2))改變的情形。圖33A至圖 33C是圖形，顯示在四組電極元件中，當電壓V02設定在2000V、1000V、500V時，在電漿處理裝置10中入射於晶圓W上的離子II的角度分佈的電漿模擬的結果。
如圖33A至圖33C中所示般，有一趨勢是當電壓V02增加時，離子II的入射角θ增加。當施加從500V至2000V的電壓V02時，入射角θ從約2至3°改變至約10°。具體而言，藉由控制RF低頻電源22a至22d的電壓V02，改變離子II的入射角θ。
(7)當晶圓W相對於基底電極15相對地旋轉時
將說明晶圓W相對於基底電極15相對地旋轉的情形。如上所述，可說在第三至第五實施例以及修改實例4至6中，晶圓W相對於基底電極15相對地旋轉。在第四及第五實施例中，基底電極15及晶圓W本身未被旋轉，但是，由於施加至晶圓W的電場方向改變，所以，此情形實質上類似於基底電極15被旋轉的情形。
雖然未顯示，但是，根據模擬，當晶圓W等被旋轉時的結果幾乎類似於當晶圓W未被旋轉時的平均結果(圖30A至圖30C、圖31A、圖31B、圖33A至圖33C)。
(8)靜電夾具42的內部電極的氣隙尺寸(開口421的寬度)的影響
圖34A至圖34E是圖形，顯示當靜電夾具42的內部 電極的氣隙尺寸(開口421的寬度)G改變時，電漿處理裝置10中入射於晶圓W上的離子II的角度分佈的電漿模擬結果。
圖34A至圖34E分別對應於未設置靜電夾具42的人部電極、及氣隙尺寸G為4、2、1、0mm(對應於內部電極尺寸1、3、4、5mm)的情形。圖35是剖面圖，顯示此時晶圓W上的靜電夾具42。此處，基底電極15的電極元件E配置在靜電夾具42的開口421的中心上。
如圖34A至圖34E中所示般，當靜電夾具42的氣隙尺寸G變成2mm或更低時，離子II的入射角θ的分佈變差。在氣隙尺寸G高達2mm的情形與未設置靜電夾具(DC電極)42的情形之間沒有大差異。
如上所述，較佳的是電極元件E之間的間隔D設定為例如5mm或更低。當此列為考慮時，較佳的是將靜電夾具42的氣隙尺寸(開口421的寬度)G設定為2mm至5mm。
雖然已說明某些實施例，但是，這些實施例僅為舉例說明，並非要限定發明的範圍。事實上，此處所述的新穎實施例可以以各式各樣的其它形式具體實施；此外，在不悖離發明的精神之下，可以對此處所述的實施例的形式作各式各樣的省略、替代及改變。後附的申請專利範圍及它們的均等範圍是要涵蓋落在發明的範圍及精神之內的這些形式或修改。
10‧‧‧電漿處理裝置
11‧‧‧室
12‧‧‧排氣埠
13‧‧‧處理氣體導管
14‧‧‧基座
15‧‧‧基底電極
16‧‧‧反電極
17a、17b‧‧‧電容器
21‧‧‧RF高頻電源
22a、22b‧‧‧RF低頻電源
23a、23b、24a、24b‧‧‧濾波器
25‧‧‧相位調整器
E1‧‧‧電極元件
E2‧‧‧電極元件
W‧‧‧晶圓
PL‧‧‧電漿
RF1、RF2‧‧‧電壓波形
V1‧‧‧RF高頻電壓
V2a、V2b‧‧‧RF低頻電壓

Claims (27)

  1. 一種電漿處理裝置，包括：室；導入構件，將處理氣體導入該室中；基底電極，配置在該室中以及具有多數電極元件組，基底直接或間接設於該基底電極上；高頻電源，輸出高頻電壓，用於離子化該處理氣體以產生電漿；以及多數低頻電源，施加多數具有幾乎相同於或低於20MHz的頻率且彼此不同相位的低頻電壓至該多數電極元件組中的各電極元件組，以將離子從該電漿導入。
  2. 一種電漿處理裝置，包括：室；導入構件，將處理氣體導入該室中；基底電極，配置在該室中，基底直接或間接設於該基底電極上，且該基底電極包括多數具有沿著預定方向的軸之電極元件組；高頻電源，輸出高頻電壓，用於離子化該處理氣體以產生電漿；以及多數低頻電源，施加多數具有彼此不同相位之20MHz或更低的低頻電壓至該多數電極元件組中的各電極元件組，用於將離子從該電漿導入。
  3. 一種電漿處理裝置，包括：室； 導入構件，將處理氣體導入該室中；基底電極，配置在該室中，基底直接或間接設於該基底電極上，且該基底電極包含由順序地及重複地配置之多數第一至第n電極元件指定的第一至第n電極元件組，其中n為2或更大的整數；高頻電源，輸出高頻電壓，用以離子化該處理氣體以產生電漿；以及第一至第n低頻電源，其施加具有不同相位的20MHz或更低的第一至第n低頻電壓的第一至第n低頻電源至該第一至第n電極元件組，用於將離子從該電漿導入。
  4. 如申請專利範圍第3項之裝置，其中，施加至相鄰的電極元件的低頻電壓之間的相位相差π/2。
  5. 如申請專利範圍第3項之裝置，其中，施加至相鄰的電極元件的低頻電壓之間的相位相差(2π/n)，其中n為3或更大的整數。
  6. 如申請專利範圍第3項之裝置，其中，該基底電極具有第一至第四電極元件組；以及其中，施加至該第一至第四電極元件組的分別的第一至第四低頻電壓的相位是0、±π/2、±π、及±3π/2。
  7. 如申請專利範圍第2項之裝置，其中，在相鄰電極元件之間的間隔是5mm或更少。
  8. 如申請專利範圍第2項之裝置，又包括：第二基底電極，包括多數具有沿著不同於該預定方向 的方向之軸的電極元件；以及切換單元，藉由切換該基底電極與該第二基底電極，以施加該高頻電壓及該多數低頻電壓。
  9. 一種電漿處理裝置，包括：室；導入構件，將處理氣體導入該室中；基底電極，配置在該室中且包含多數電極元件組，基底直接或間接設於該基底電極上；高頻電源，輸出高頻電壓，用於離子化該處理氣體以產生電漿；多數低頻電源，施加多數具有彼此不同相位之20MHz或更低的低頻電壓至該多數電極元件組中的各電極元件組，用於將離子從該電漿導入；以及旋轉機構，相對於該基底電極相對地旋轉該基底。
  10. 一種電漿處理裝置，包括：室；導入構件，將處理氣體導入該室中；基底電極，配置在該室中，基底直接或間接設於該基底電極上，且該基底電極包括在二方向上直線地配置的多數電極元件組；多數低頻電源，施加多數具有彼此不同相位之20MHz或更低的低頻電壓至該多數電極元件組中的各電極元件組，用於將離子從該電漿導入；選取單元，從該多數電極元件選取沿著一方向配置的 該多數電極元件組；以及控制單元，控制該選取單元以使該一方向順序地旋轉。
  11. 如申請專利範圍第10項之裝置，其中，該多數電極元件在相互不同的第一及第二方向上直線地配置；其中，該選取單元選取多數沿著該第一方向配置的第一電極元件組、多數沿著該第二方向配置的第二電極元件組、多數沿著在該第一方向與該第二方向之間的中間方向之第三方向配置的第三電極元件組、以及多數沿著在該第二方向與該第一方向之間的中間方向之第四方向配置的第四電極元件組中的任何組；以及其中，該控制單元使該選取單元週期地選取該多數第一、第三、第二、及第四電極元件組。
  12. 一種電漿處理裝置，包括：室；導入構件，將處理氣體導入該室中；基底電極，配置在該室中且包含多數電極元件組，基底直接或間接設於該基底電極上；高頻電源，輸出高頻電壓，用於離子化該處理氣體以產生電漿；多數低頻電源，施加多數具有彼此不同相位之20MHz或更低的低頻電壓至該多數電極元件組中的各電極元件組，用於將離子從該電漿導入；以及 相位調整器，根據電漿處理製程的進程，使該多數低頻電壓的相位與該多數低頻電源相偏移。
  13. 一種電漿處理裝置，包括：室；導入構件，將處理氣體導入該室中；基底電極，配置在該室中且包含多數電極元件組，基底直接或間接設於該基底電極上；高頻電源，輸出高頻電壓，用於離子化該處理氣體以產生電漿；多數低頻電源，施加多數具有彼此不同相位之20MHz或更低的低頻電壓至該多數電極元件組中的各電極元件組，用於將離子從該電漿導入；以及吸附電極，配置在該基底與該基底電極之間，以及，具有多數開口；以及直流電源，施加直流電壓至該吸附電極，以使該吸附電極吸附該基底。
  14. 如申請專利範圍第13項之裝置，其中，該多數開口的各開口的寬度不小於2mm，也不大於5mm。
  15. 如申請專利範圍第13項之裝置，又包括：冷媒供應單元，經由該多數開口而供應用於冷卻該基底的冷媒。
  16. 如申請專利範圍第1至15項任一項之裝置，其中，該高頻電源施加40MHz或更高的高頻電壓至 該基底電極。
  17. 一種電漿處理裝置，包括：室；導入構件，將處理氣體導入該室中；基底電極，配置在該室中且包含多數電極元件組，基底直接或間接設於該基底電極上；感應線圈；高頻電壓源，施加高頻電壓至該感應線圈，用於離子化該處理氣體以產生電漿；多數低頻電源，施加多數具有彼此不同相位之20MHz或更低的低頻電壓至該多數電極元件組中的各電極元件組，用於將離子從該電漿導入。
  18. 一種電漿處理裝置，包括：導入構件，將處理氣體導入該室中；基底電極，配置在該室中且包含多數電極元件組，基底直接或間接設於該基底電極上；反電極；高頻電壓源，施加高頻電壓至該反電極，用於離子化該處理氣體以產生電漿；以及多數低頻電源，施加多數具有彼此不同相位之20MHz或更低的低頻電壓至該多數電極元件組中的各電極元件組，用於將離子從該電漿導入。
  19. 一種電漿處理方法，包括：將基底直接或間接地配置在設有室之電漿處理裝置中 的基底電極上，以及該基底電極配置在該室中及具有多數電極元件組；降低該室中的壓力及導入處理氣體；將該室中的該處理氣體離子化以產生電漿；以及施加多數具有幾乎相同於或低於20MHz的頻率且彼此不同的相位的低頻電壓至該多數電極元件組的各電極元件組，用於從該電漿中導入離子。
  20. 一種電漿處理方法，包括：將基底直接或間接地配置在設有室之電漿處理裝置中的基底電極上，該基底電極配置在該室中，且該基底電極包括多數具有沿著預定方向的軸之電極元件組；降低該室中的壓力及導入處理氣體；將該室中的該處理氣體離子化以產生電漿；以及施加多數具有彼此不同的相位之20MHz或更低的低頻電壓至該多數電極元件組的各電極元件組，用於從該電漿中導入離子。
  21. 一種電漿處理方法，包括：將基底直接或間接地配置在設有室之電漿處理裝置中的基底電極上，且該基底電極配置在該室中及具有由順序地及重複地配置之多數第一至第n電極元件指定的第一至第n電極元件組，其中n為2或更大的整數；降低該室中的壓力及導入處理氣體；將該室中的該處理氣體離子化以產生電漿；以及施加具有不同相位的20MHz或更低的第一至第n低 頻電壓的第一至第n低頻電源至該第一至第n電極元件組，用於將離子從該電漿導入。
  22. 一種電漿處理方法，包括：將基底直接或間接地配置在設有室之電漿處理裝置中的基底電極上，以及該基底電極配置在該室中及具有多數電極元件組；降低該室中的壓力及導入處理氣體；相對於該基底電極相對地旋轉該基底；將該室中的該處理氣體離子化以產生電漿；以及施加多數具有彼此不同相位之20MHz或更低的低頻電壓至該多數電極元件組中的各電極元件組，用於將離子從該電漿導入。
  23. 一種電漿處理方法，包括：將基底直接或間接地配置在設有室之電漿處理裝置中的基底電極上，以及該基底電極配置在該室中及包括在二方向上直線地配置的多數電極元件組；降低該室中的壓力及導入處理氣體；將該室中的該處理氣體離子化以產生電漿；施加多數具有彼此不同相位之20MHz或更低的低頻電壓至該多數電極元件組中的各電極元件組，用於將離子從該電漿導入；從該多數電極元件選取沿著一方向配置的該多數電極元件組；以及控制該選取單元以使該一方向順序地旋轉。
  24. 一種電漿處理方法，包括：將基底直接或間接地配置在設有室之電漿處理裝置中的基底電極上，以及該基底電極配置在該室中及具有多數電極元件組；降低該室中的壓力及導入處理氣體；將該室中的該處理氣體離子化以產生電漿；施加多數具有彼此不同相位之20MHz或更低的低頻電壓至該多數電極元件組中的各電極元件組，用於將離子從該電漿導入；根據電漿處理製程的進程，使該多數低頻電壓的相位與該多數低頻電源相偏移。
  25. 一種電漿處理方法，包括：將基底直接或間接地配置在設有室之電漿處理裝置中的基底電極上，以及該基底電極配置在該室中及具有多數電極元件組；施加直流電壓至該吸附電極，以使該吸附電極吸附該基底，吸附電極配置在該基底與該基底電極之間且具有多數開口；降低該室中的壓力及導入處理氣體；將該室中的該處理氣體離子化以產生電漿；以及施加多數具有彼此不同相位之20MHz或更低的低頻電壓至該多數電極元件組中的各電極元件組，用於將離子從該電漿導入。
  26. 一種電漿處理方法，包括： 將基底直接或間接地配置在設有室之電漿處理裝置中的基底電極上，以及該基底電極配置在該室中及具有多數電極元件組；降低該室中的壓力及導入處理氣體；施加高頻電壓至該感應線圈，以離子化該處理氣體以產生電漿；以及施加多數具有彼此不同相位之20MHz或更低的低頻電壓至該多數電極元件組中的各電極元件組，用於將離子從該電漿導入。
  27. 一種電漿處理方法，包括：將基底直接或間接地配置在設有室之電漿處理裝置中的基底電極上，以及該基底電極配置在該室中及具有多數電極元件組；降低該室中的壓力及導入處理氣體；施加高頻電壓至該反電極，以離子化該處理氣體以產生電漿；以及施加多數具有彼此不同相位之20MHz或更低的低頻電壓至該多數電極元件組中的各電極元件組，用於將離子從該電漿導入。
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Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6207880B2 (ja) * 2012-09-26 2017-10-04 東芝メモリ株式会社 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP6356516B2 (ja) * 2014-07-22 2018-07-11 東芝メモリ株式会社 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
EP3214906B1 (en) * 2014-10-29 2020-12-09 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Electrical discharge generator
CN106033786B (zh) * 2015-03-13 2018-07-06 聚日（苏州）科技有限公司 太阳能电池的制造方法
US10153139B2 (en) * 2015-06-17 2018-12-11 Applied Materials, Inc. Multiple electrode substrate support assembly and phase control system
JP2019504481A (ja) * 2015-12-07 2019-02-14 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 静電チャックを使用した基板の固定と開放のための方法及び装置
JP6645921B2 (ja) * 2016-07-07 2020-02-14 キオクシア株式会社 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP6643212B2 (ja) 2016-09-16 2020-02-12 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
WO2018162070A1 (de) * 2017-03-09 2018-09-13 Ev Group E. Thallner Gmbh Elektrostatische substrathalterung
US11289355B2 (en) 2017-06-02 2022-03-29 Lam Research Corporation Electrostatic chuck for use in semiconductor processing
JP7138497B2 (ja) * 2017-08-23 2022-09-16 東京エレクトロン株式会社 測定装置、測定方法及びプラズマ処理装置
US10720313B2 (en) * 2017-08-23 2020-07-21 Tokyo Electron Limited Measuring device, measurement method, and plasma processing device
JP6703508B2 (ja) * 2017-09-20 2020-06-03 株式会社日立ハイテク プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US10763150B2 (en) * 2017-09-20 2020-09-01 Applied Materials, Inc. System for coupling a voltage to spatially segmented portions of the wafer with variable voltage
US10510575B2 (en) * 2017-09-20 2019-12-17 Applied Materials, Inc. Substrate support with multiple embedded electrodes
JP6997642B2 (ja) * 2018-01-30 2022-01-17 株式会社日立ハイテク プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
CN111670491A (zh) 2018-01-31 2020-09-15 朗姆研究公司 静电卡盘(esc)基座电压隔离
US11086233B2 (en) 2018-03-20 2021-08-10 Lam Research Corporation Protective coating for electrostatic chucks
US10555412B2 (en) 2018-05-10 2020-02-04 Applied Materials, Inc. Method of controlling ion energy distribution using a pulse generator with a current-return output stage
CN108682611B (zh) * 2018-05-17 2020-03-13 大连理工大学 一种提高工艺等离子体均匀性的电极
US11183368B2 (en) * 2018-08-02 2021-11-23 Lam Research Corporation RF tuning systems including tuning circuits having impedances for setting and adjusting parameters of electrodes in electrostatic chucks
US10703654B2 (en) * 2018-11-07 2020-07-07 Pear Labs Llc Non-thermal multiple plasma gate devices
US11476145B2 (en) 2018-11-20 2022-10-18 Applied Materials, Inc. Automatic ESC bias compensation when using pulsed DC bias
JP7345382B2 (ja) * 2018-12-28 2023-09-15 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及び制御方法
CN113169026B (zh) 2019-01-22 2024-04-26 应用材料公司 用于控制脉冲电压波形的反馈回路
US11508554B2 (en) 2019-01-24 2022-11-22 Applied Materials, Inc. High voltage filter assembly
US11561089B2 (en) 2019-07-04 2023-01-24 Hitachi High-Tech Corporation Three-dimensional shape detection apparatus, three-dimensional shape detection method and plasma processing apparatus
CN114424447A (zh) 2019-07-29 2022-04-29 先进工程解决方案全球控股私人有限公司 用于多个负载的脉冲驱动的具有通道偏移的多路复用功率发生器输出
JP2021093504A (ja) * 2019-12-12 2021-06-17 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
US11848176B2 (en) 2020-07-31 2023-12-19 Applied Materials, Inc. Plasma processing using pulsed-voltage and radio-frequency power
US11901157B2 (en) 2020-11-16 2024-02-13 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for controlling ion energy distribution
US11798790B2 (en) 2020-11-16 2023-10-24 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for controlling ion energy distribution
US11495470B1 (en) 2021-04-16 2022-11-08 Applied Materials, Inc. Method of enhancing etching selectivity using a pulsed plasma
US11791138B2 (en) 2021-05-12 2023-10-17 Applied Materials, Inc. Automatic electrostatic chuck bias compensation during plasma processing
US11948780B2 (en) 2021-05-12 2024-04-02 Applied Materials, Inc. Automatic electrostatic chuck bias compensation during plasma processing
US11967483B2 (en) 2021-06-02 2024-04-23 Applied Materials, Inc. Plasma excitation with ion energy control
US11984306B2 (en) 2021-06-09 2024-05-14 Applied Materials, Inc. Plasma chamber and chamber component cleaning methods
US11810760B2 (en) 2021-06-16 2023-11-07 Applied Materials, Inc. Apparatus and method of ion current compensation
US11569066B2 (en) 2021-06-23 2023-01-31 Applied Materials, Inc. Pulsed voltage source for plasma processing applications
US11476090B1 (en) 2021-08-24 2022-10-18 Applied Materials, Inc. Voltage pulse time-domain multiplexing
US11972924B2 (en) 2022-06-08 2024-04-30 Applied Materials, Inc. Pulsed voltage source for plasma processing applications

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003234331A (ja) * 2001-12-05 2003-08-22 Tokyo Electron Ltd プラズマエッチング方法およびプラズマエッチング装置
TW200410333A (en) * 2002-11-20 2004-06-16 Toshiba Kk Plasma processing device, plasma processing method and semiconductor manufacturing device
TW200845183A (en) * 2007-03-27 2008-11-16 Toshiba Kk Plasma processing apparatus of substrate and plasma processing method thereof
US20120067845A1 (en) * 2010-09-16 2012-03-22 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and plasma processing method
US20120186747A1 (en) * 2011-01-26 2012-07-26 Obama Shinji Plasma processing apparatus
US20120214313A1 (en) * 2010-08-23 2012-08-23 Tokyo Electron Limited Plasma processing method and plasma processing apparatus

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5930130B2 (ja) * 1979-09-20 1984-07-25 富士通株式会社 気相成長方法
US4464223A (en) * 1983-10-03 1984-08-07 Tegal Corp. Plasma reactor apparatus and method
US4585516A (en) * 1985-03-04 1986-04-29 Tegal Corporation Variable duty cycle, multiple frequency, plasma reactor
JPH07118463B2 (ja) * 1988-01-12 1995-12-18 三菱重工業株式会社 プラズマｃｖｄ装置
JPH01230782A (ja) * 1988-03-08 1989-09-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd プラズマｃｖｄ装置
DE68912400T2 (de) * 1988-05-23 1994-08-18 Nippon Telegraph & Telephone Plasmaätzvorrichtung.
US5286297A (en) * 1992-06-24 1994-02-15 Texas Instruments Incorporated Multi-electrode plasma processing apparatus
JPH07169745A (ja) * 1993-12-16 1995-07-04 Sharp Corp 平行平板型ドライエッチング装置
JPH07226395A (ja) * 1994-02-15 1995-08-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 真空プラズマ処理装置
JPH07238843A (ja) 1994-02-25 1995-09-12 Hino Motors Ltd エキゾーストブレーキ装置
US5641375A (en) * 1994-08-15 1997-06-24 Applied Materials, Inc. Plasma etching reactor with surface protection means against erosion of walls
JPH10326772A (ja) * 1997-05-26 1998-12-08 Ricoh Co Ltd ドライエッチング装置
US6642149B2 (en) * 1998-09-16 2003-11-04 Tokyo Electron Limited Plasma processing method
JP2000269196A (ja) * 1999-03-19 2000-09-29 Toshiba Corp プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
US6741944B1 (en) * 1999-07-20 2004-05-25 Tokyo Electron Limited Electron density measurement and plasma process control system using a microwave oscillator locked to an open resonator containing the plasma
US6228438B1 (en) * 1999-08-10 2001-05-08 Unakis Balzers Aktiengesellschaft Plasma reactor for the treatment of large size substrates
JP2002009043A (ja) * 2000-06-23 2002-01-11 Hitachi Ltd エッチング装置及びそれを用いた半導体装置の製造方法
JP2003031504A (ja) * 2001-07-13 2003-01-31 Sharp Corp プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法、それらを用いて作製した半導体装置
US6642661B2 (en) * 2001-08-28 2003-11-04 Tokyo Electron Limited Method to affect spatial distribution of harmonic generation in a capacitive discharge reactor
JP3816081B2 (ja) 2004-03-10 2006-08-30 松下電器産業株式会社 プラズマエッチング装置及びプラズマエッチング方法
IES20050301A2 (en) * 2005-05-11 2006-11-15 Univ Dublin City Plasma source
US7342361B2 (en) * 2005-05-11 2008-03-11 Dublin City University Plasma source
JP2007026781A (ja) 2005-07-13 2007-02-01 Sharp Corp プラズマ処理装置
US7629548B2 (en) * 2005-07-14 2009-12-08 Access Business Group International Llc Control panel assembly
US7264688B1 (en) 2006-04-24 2007-09-04 Applied Materials, Inc. Plasma reactor apparatus with independent capacitive and toroidal plasma sources
JP2008027816A (ja) * 2006-07-24 2008-02-07 Canon Inc プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US7851367B2 (en) 2006-08-31 2010-12-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for plasma processing a substrate
JP2008060429A (ja) * 2006-08-31 2008-03-13 Toshiba Corp 基板のプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP4714166B2 (ja) 2006-08-31 2011-06-29 株式会社東芝 基板のプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
KR20080044657A (ko) * 2006-11-17 2008-05-21 삼성전자주식회사 플라즈마 식각장치
JP2008193024A (ja) * 2007-02-08 2008-08-21 Toppan Printing Co Ltd ドライエッチング装置
CN101287327B (zh) * 2007-04-13 2011-07-20 中微半导体设备(上海)有限公司 射频功率源系统及使用该射频功率源系统的等离子体反应腔室
KR20080111801A (ko) * 2007-06-20 2008-12-24 삼성전자주식회사 플라즈마 공정장치 및 그 방법
EP2122657B8 (en) * 2008-03-20 2011-06-22 Ruhr-Universität Bochum Method for controlling ion energy in radio frequency plasmas
JP2010010417A (ja) * 2008-06-27 2010-01-14 Panasonic Corp プラズマドーピング方法及びプラズマドーピング装置
JP5496568B2 (ja) * 2009-08-04 2014-05-21 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
US20120164834A1 (en) * 2010-12-22 2012-06-28 Kevin Jennings Variable-Density Plasma Processing of Semiconductor Substrates
KR101839776B1 (ko) * 2011-02-18 2018-03-20 삼성디스플레이 주식회사 플라즈마 처리장치
US20130122711A1 (en) * 2011-11-10 2013-05-16 Alexei Marakhtanov System, method and apparatus for plasma sheath voltage control
US8652298B2 (en) * 2011-11-21 2014-02-18 Lam Research Corporation Triode reactor design with multiple radiofrequency powers
JP6207880B2 (ja) * 2012-09-26 2017-10-04 東芝メモリ株式会社 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
US9293926B2 (en) * 2012-11-21 2016-03-22 Lam Research Corporation Plasma processing systems having multi-layer segmented electrodes and methods therefor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003234331A (ja) * 2001-12-05 2003-08-22 Tokyo Electron Ltd プラズマエッチング方法およびプラズマエッチング装置
TW200410333A (en) * 2002-11-20 2004-06-16 Toshiba Kk Plasma processing device, plasma processing method and semiconductor manufacturing device
TW200845183A (en) * 2007-03-27 2008-11-16 Toshiba Kk Plasma processing apparatus of substrate and plasma processing method thereof
US20120214313A1 (en) * 2010-08-23 2012-08-23 Tokyo Electron Limited Plasma processing method and plasma processing apparatus
US20120067845A1 (en) * 2010-09-16 2012-03-22 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and plasma processing method
US20120186747A1 (en) * 2011-01-26 2012-07-26 Obama Shinji Plasma processing apparatus

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