TWI767655B - 蝕刻裝置及蝕刻方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之目的在於，適當地控制蝕刻中在基板之邊緣區域的傾斜角度。 本發明之蝕刻裝置係對基板進行蝕刻的裝置，包含：腔室；基板支撐體，設於該腔室的內部，並具有電極、設於該電極上的靜電夾頭、及配置成將載置於該靜電夾頭上之基板包圍的邊緣環；射頻電源，供給用於從該腔室的內部之氣體產生電漿的射頻電力；及可變更阻抗的RF濾波器。該邊緣環與該RF濾波器，係經由連接部而直接電性連接。

Description

蝕刻裝置及蝕刻方法
本發明係關於一種蝕刻裝置及蝕刻方法。
在專利文獻1中揭露一種對晶圓施予電漿處理的電漿處理裝置，包含：載置台，配置於腔室內並載置晶圓；及邊緣環，在載置台上配置成將晶圓包圍。在此電漿蝕刻裝置中，係藉由對「因電漿而消耗的邊緣環」施加負的直流電壓，而消除鞘層的形變，以實現使離子垂直地入射至晶圓的整面。藉此，修正表示「在晶圓的邊緣區域中，因蝕刻而形成之凹部相對於晶圓之厚度方向之傾斜」的傾斜角度。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2008-227063號公報
依本發明之技術，可適當地控制蝕刻中在基板之邊緣區域的傾斜角度。
本發明之一態樣係對基板進行蝕刻的裝置，包含：腔室；基板支撐體，設於該腔室的內部，並具有：電極；靜電夾頭，設於該電極上；及導電性的邊緣環，配置成將載置於該靜電夾頭上之基板包圍；射頻電源，供給用於從該腔室之內部的氣體產生電漿的射頻電力；基板偏壓用射頻電源，與該基板支撐體連接；RF濾波器，可變更阻抗；及控制部。該邊緣環與該RF濾波器係經由連接部而直接電性連接；該控制部可藉由變更該阻抗，而變更產生於該邊緣環的電壓；在該邊緣環中，未連接有該基板偏壓用射頻電源。
依本發明，可適當地控制蝕刻中在基板之邊緣區域的傾斜角度。
1:蝕刻裝置
10:腔室
11:平台
12:底部電極
13:靜電夾頭
14:邊緣環
14a:伸出部
15a:流道
15b:入口配管
15c:出口流道
16a:第一電極
16b:第二電極
17:支撐構件
20:噴淋頭
21:電極板
21a:氣體噴出口
22:電極支撐體
22a:氣體擴散室
22b:氣體流通孔
22c:氣體導入孔
23:絕緣性遮蔽構件
30:氣體供給源群組
31:流量控制設備群組
32:閥群組
33:氣體供給管
40:檔板
41:排氣口
42:排氣裝置
43:搬入搬出口
44:閘門閥
50:第一射頻電源
51:第二射頻電源
52:匹配器
53:第一整合電路
54:第二整合電路
60:電源
61:切換單元
62:第一RF濾波器
63:第二RF濾波器
100:控制部
200:連接部
201,201a,201b:導體構造
202:導體構件
210:夾持構件
220,230:導體構件
240:導體
250,251:導體構件
260:絕緣構件
270:中繼構件
300:供氣部
301:排氣部
310:配管
A1~A4,B1~B12:步驟
HF:射頻電力
LF:射頻電力
S:處理空間
SH:鞘層
W:晶圓
圖1係顯示依本實施態樣的蝕刻裝置之構成概略的縱剖面圖。
圖2係依本實施態樣的蝕刻裝置之電源系統的說明圖。
圖3(a)、(b)係顯示因邊緣環之消耗產生的鞘層之形狀變化及產生離子之入射方向之傾斜的說明圖。
圖4(a)、(b)係顯示鞘層之形狀變化及產生離子之入射方向之傾斜的說明圖。
圖5係顯示來自直流電源之直流電壓、第二RF濾波器之阻抗、及傾斜修正角度之關係的說明圖。
圖6係顯示傾斜角度之控制方法的說明圖。
圖7係顯示傾斜角度之控制方法的說明圖。
圖8係顯示傾斜角度之控制方法的說明圖。
圖9係顯示傾斜角度之控制方法的說明圖。
圖10係顯示依另一實施態樣之連接部的構成之一例的縱剖面圖。
圖11A係顯示連接部的構成之一例的縱剖面圖。
圖11B係顯示連接部的構成之一例的縱剖面圖。
圖11C係顯示連接部的構成之一例的縱剖面圖。
圖11D係顯示連接部的構成之一例的縱剖面圖。
圖11E係顯示連接部的構成之一例的縱剖面圖。
圖11F係顯示連接部的構成之一例的縱剖面圖。
圖12A係顯示連接部的構成之一例的俯視圖。
圖12B係顯示連接部的構成之一例的俯視圖。
圖12C係顯示連接部的構成之一例的俯視圖。
圖13A係顯示連接部的構成之一例的縱剖面圖。
圖13B係顯示連接部的構成之一例的縱剖面圖。
圖13C係顯示連接部的構成之一例的縱剖面圖。
圖13D係顯示連接部的構成之一例的縱剖面圖。
圖13E係顯示連接部的構成之一例的縱剖面圖。
圖13F係顯示連接部的構成之一例的縱剖面圖。
圖13G連係顯示連接部的構成之一例的縱剖面圖。
圖14A係示意地顯示連接部與RF濾波器的構成之一例的說明圖。
圖14B係示意地顯示連接部與RF濾波器的構成之一例的說明圖。
圖14C係示意地顯示連接部與RF濾波器的構成之一例的說明圖。
圖15係顯示依另一實施態樣之供氣部與排氣部的構成之一例的縱剖面圖。
圖16係顯示暫時吸附順序的流程之一例的說明圖。
圖17係顯示主要吸附順序的流程之一例的說明圖。
圖18係依另一實施態樣之蝕刻裝置之電源系統的說明圖。
圖19係顯示第二RF濾波器之阻抗與傾斜修正角度之關係的說明圖。
圖20係顯示依另一實施態樣之連接部的構成之一例的縱剖面圖。
圖21A係示意地顯示依另一實施態樣之連接部與RF濾波器的構成之一例的說明圖。
圖21B係示意地顯示依另一實施態樣之連接部與RF濾波器的構成之一例的說明圖。
圖21C係示意地顯示依另一實施態樣之連接部與RF濾波器的構成之一例的說明圖。
圖22係顯示依另一實施態樣之供氣部與排氣部的構成之一例的縱剖面圖。
在半導體元件的製程中，係對半導體晶圓(以下，稱為「晶圓」)進行蝕刻等電漿處理。在電漿處理中，係藉由激發處理氣體而產生電漿，並藉由該電漿處理晶圓。
電漿處理係以電漿處理裝置進行。電漿處理裝置，一般而言包含腔室、平台及射頻(Radio Frequency：RF)電源。在一例中，射頻電源包含第一射頻電源及第二射頻電源。第一射頻電源係為了產生腔室內的氣體之電漿，而供給第一射頻電力。第二射頻電源係為了將離子導入晶圓，而將偏壓用的第二射頻電 力供給至底部電極。在腔室的內部空間產生電漿。平台係設於腔室內。平台包含底部電極及在底部電極上的靜電夾頭。在一例中，係在靜電夾頭上配置邊緣環，以包圍載置於該靜電夾頭上的晶圓。邊緣環係為了提高對於晶圓之電漿處理的均一性而設置。
邊緣環會伴隨實施電漿處理的時間經過而消耗，邊緣環的厚度會減少。當邊緣環的厚度減少，在邊緣環及晶圓之邊緣區域上方，鞘層的形狀會變化。當如此般鞘層的形狀變化，晶圓之邊緣區域中的離子之入射方向會相對於鉛直方向而傾斜。其結果，形成於晶圓之邊緣區域的凹部，會相對於晶圓的厚度方向而傾斜。
為了在晶圓的邊緣區域中，形成在晶圓之厚度方向上延伸的凹部，必須控制邊緣環及晶圓之邊緣區域上方中的鞘層之形狀，以調整在晶圓之邊緣區域的離子之入射方向的傾斜。因此，為了控制邊緣環及晶圓之邊緣區域上方中的鞘層之形狀，例如在專利文獻1中係提出一種電漿處理裝置，而從直流電源對邊緣環施加負的直流電壓。
此外，由於藉由對邊緣環施加的直流電壓，會有在晶圓與邊緣環之間產生放電等影響，故在可施加的直流電壓之大小上係受到限制。因此，即使試圖僅藉由調整直流電壓來控制離子的入射角度，在其調整範圍上亦具有限界。又，期望能抑制伴隨消耗的邊緣環之更換頻度，但如上所述，有時僅藉由直流電壓的調整並無法充分地控制離子的入射角度，此情況下，無法改善邊緣環的更換頻度。
依本發明之技術，藉由在蝕刻中使離子在基板的邊緣區域中垂直地入射，而適當地控制傾斜角度。
以下，一邊參照圖式一邊說明依本實施態樣的蝕刻裝置及蝕刻方法。又，在本說明書及圖式中，係在實質上具有同一功能構成的元素中，藉由賦予同一符號而省略重複說明。
<蝕刻裝置>
首先，說明依本實施態樣的蝕刻裝置。圖1係顯示蝕刻裝置1之構成概略的縱剖面圖。圖2係蝕刻裝置1之電源系統的說明圖。蝕刻裝置1係電容耦合型的蝕刻裝置。在蝕刻裝置1中，係對作為基板的晶圓W進行蝕刻。
如圖1所示，蝕刻裝置1包含略圓筒形狀的腔室10。腔室10係在其內部區劃出產生電漿的處理空間S。腔室10例如係由鋁所構成。腔室10係與接地電位連接。
在腔室10的內部，收納有作為載置晶圓W之基板支撐體的平台11。平台11包含底部電極12、靜電夾頭13、及邊緣環14。又，在底部電極12的底面側，例如亦可設有由鋁所構成的電極板(未圖示)。
底部電極12係以導電性材料例如鋁等金屬所構成，並具有略圓板狀。
又，平台11亦可包含調溫模組，以將靜電夾頭13、邊緣環14及晶圓W中的至少一者調節至所期望的溫度。調溫模組可包含加熱器、流道、或是該等的組合。在流道中係供如冷媒、傳熱氣體的調溫媒體流動。
在一例中，係在底部電極12的內部形成流道15a。在流道15a中，係從設於腔室10外部的急冷器單元(未圖示)經由入口配管15b而供給調溫媒體。供給至流道15a的調溫媒體，係經由出口流道15c而回到急冷器單元。藉由使調溫媒體例如冷卻水等冷媒在流道15a中循環，可將靜電夾頭13、邊緣環14及晶圓W冷卻至所期望的溫度。
靜電夾頭13係設於底部電極12上。在一例中，靜電夾頭13係可藉由靜電力而吸附固持晶圓W及邊緣環14兩者的構件。靜電夾頭13中，中央部的頂面和周緣部的頂面相比，形成得較高。靜電夾頭13的中央部之頂面係作為載置晶圓W的晶圓載置面，在一例中，靜電夾頭13的周緣部之頂面係作為載置邊緣環14的邊緣環載置面。
在一例中，在靜電夾頭13的內部，於中央部設有用於吸附固持晶圓W的第一電極16a。在靜電夾頭13的內部，於周緣部設有用於吸附固持邊緣環14的第二電極16b。靜電夾頭13具有將電極16a、16b夾在由絕緣材料所構成的絕緣材之間的構成。
來自直流電源(未圖示)的直流電壓係施加至第一電極16a。透過藉此產生的靜電力，而將晶圓W吸附固持於靜電夾頭13的中央部之頂面。同樣地，來自直流電源(未圖示)的直流電壓係施加至第二電極16b。在一例中，透過藉此產生的靜電力，將邊緣環14吸附固持於靜電夾頭13的周緣部之頂面。
又，在本實施態樣中，設置第一電極16a的靜電夾頭13之中央部、與設置第二電極16b的周緣部係形成為一體，但該等中央部與周緣部亦可分開設置。又，第一電極16a及第二電極16b中任一者可為單極，亦可為雙極。
又，在本實施態樣中，係藉由將直流電壓施加至第二電極16b而將邊緣環14靜電吸附於靜電夾頭13，但邊緣環14的固持方法並不限定於此。例如，亦可使用吸附片吸附固持邊緣環14，亦可夾持並固持邊緣環14。或是，亦可藉由邊緣環14的自身重量而固持邊緣環14。
邊緣環14係配置成將載置於靜電夾頭13的中央部之頂面的晶圓W包圍的環狀構件。邊緣環14係為了提高蝕刻的均一性而設置。因此，邊緣環14係根據蝕刻而由適當選擇的材料構成。在一例中，邊緣環14係以導電性的材料構成，具體而言可由Si或SiC構成。
如以上所述般構成的平台11，係與設於腔室10之底部的略圓筒狀的支撐構件17扣接。支撐構件17例如係由陶瓷或石英等絕緣體構成。
在平台11的上方，噴淋頭20係設置成和平台11相向。噴淋頭20具有電極板21，面向處理空間S而配置；及電極支撐體22，設於電極板21的上方。電極板21係作為與底部電極12成對的頂部電極而發揮功能。如後所述，在第一射頻電源50與底部電極12電性結合的情況下，噴淋頭20係與接地電位連接。又，噴淋頭20係經由絕緣性遮蔽構件23，而被支撐於腔室10的頂部(頂部面)。
在電極板21形成有複數氣體噴出口21a，用於將從後述的氣體擴散室22a輸送的處理氣體供給至處理空間S。電極板21例如由具有產生之焦耳熱較少且低電阻率的導電材料或是半導體構成。
電極支撐體22係裝卸自如地支撐電極板21。電極支撐體22例如具有「在鋁等導電性材料之表面形成具有電漿耐受性之膜」的構成。此膜可為藉由陽極氧化處理而形成的膜，或是氧化釔等陶瓷製的膜。在電極支撐體22的內部形成有氣體擴散室22a。從氣體擴散室22a形成有與氣體噴出口21a連通的複氣體流通孔22b。又，在氣體擴散室22a形成有與後述氣體供給管33連接的氣體導入孔22c。
又，將處理氣體供給至氣體擴散室22a的氣體供給源群組30，係經由流量控制設備群組31、閥群組32、氣體供給管33及氣體導入孔22c而連接於電極支撐體22。
氣體供給源群組30具有蝕刻所必須的複數種氣體供給源。流量控制設備群組31包含複數流量控制器，閥群組32包含複數閥。流量控制設備群組31的複數流量控制器，分別為質量流量控制器或是壓力控制式的流量控制器。在蝕刻裝置1中，來自從氣體供給源群組30選擇的一個以上之氣體供給源的處理氣體，係經由流量控制設備群組31、閥群組32、氣體供給管33、氣體導入孔22c而供給至氣體擴散室22a。又，供給至氣體擴散室22a的處理氣體，係經由氣體流通孔22b、氣體噴出口21a而分散成噴淋狀地供給至處理空間S內。
在腔室10的底部且在腔室10的內壁與支撐構件17之間，設有檔板40。檔板40例如係藉由在鋁材被覆氧化釔等陶瓷而構成。在檔板40形成有複數穿通孔。 處理空間S係經由該檔板40而與排氣口41連通。在排氣口41例如連接有真空泵等排氣裝置42，並可藉由該排氣裝置42而將處理空間S內減壓。
又，在腔室10的側壁形成有晶圓W的搬入搬出口43，該搬入搬出口43可藉由閘門閥44而開閉。
如圖1及圖2所示，蝕刻裝置1更包含第一射頻電源50、第二射頻電源51及匹配器52。第一射頻電源50與第二射頻電源51係經由匹配器52而與底部電極12結合。
第一射頻電源50係產生電漿產生用之射頻電力的電源。從第一射頻電源50宜將27MHz~100MHz之頻率，且在一例中為40MHz的射頻電力HF供給至底部電極12。第一射頻電源50係經由匹配器52的第一整合電路53而與底部電極12結合。第一整合電路53係用於使第一射頻電源50的輸出阻抗與負載側(底部電極12側)的輸入阻抗匹配的電路。又，第一射頻電源50亦可不與底部電極12電性結合，亦可經由第一整合電路53而與頂部電極亦即噴淋頭20結合。
第二射頻電源51係產生用於將離子導入晶圓W的射頻電力(射頻偏壓電力)LF，並將該射頻電力LF供給至底部電極12。射頻電力LF的頻率宜為400kHz~13.56MHz之範圍內的頻率，在一例中為400kHz。第二射頻電源51係經由匹配器52的第二整合電路54而與底部電極12結合。第二整合電路54係用於使第二射頻電源51的輸出阻抗與負載側(底部電極12側)的輸入阻抗匹配的電路。又，亦可使用DC(Direct Current，直流)脈衝產生部來代替第二射頻電源51。此情況下，脈衝頻率宜為100kHz~2MHz之範圍內的頻率。
蝕刻裝置1包含直流(DC：DirectCurrent)電源60、切換單元61及可變更阻抗的RF濾波器。在圖1及圖2所示的例子中，可變更阻抗的RF濾波器亦可包含第一RF濾波器62、及第二RF濾波器63。此情況下，只要第一RF濾波器與第二RF濾波器中的至少一者為以阻抗可變的方式構成即可。直流電源60係經由切換單元61、第二RF濾波器63、及第一RF濾波器62，而與邊緣環14電性連接，並且直流電源60係與接地電位連接。
直流電源60係產生「施加至邊緣環14的負極性之直流電壓」的電源。又，直流電源60為可變直流電源，並可調整直流電壓的高低。
切換單元61，可停止對邊緣環14施加之來自直流電源60的直流電壓之施加。又，切換單元61的電路構成可由該技術領域中具通常知識者適當設計。
第一RF濾波器62與第二RF濾波器63分別係降低或是截斷射頻的濾波器，並為了保護直流電源60而設置。第一RF濾波器62例如係降低或是截斷來自第一射頻電源50的40MHz之射頻。第二RF濾波器63例如係降低或是截斷來自第二射頻電源51的400kHz之射頻。
在一例中，第二RF濾波器63係以阻抗可變的方式構成。亦即，藉由將第二RF濾波器63之一部分的元件設為可變元件，而使阻抗成為可變。可變元件例如可為線圈(電感器)或是電容器(Capacitor)中任一者。又，不限於線圈、電容器，二極體等元件等任何可變阻抗元件均可達成同樣的功能。可變元件的數量及位置亦可由該技術領域中具通常知識者適當設計。再者，並不需要元件本身 可變。例如，第二RF濾波器亦可具備複數固定值的元件，並可藉由使用切換電路切換複數元件之組合，而使阻抗可變。又，此第二RF濾波器63及上述第一RF濾波器62的電路構成分別可由該技術領域中具通常知識者適當設計。
蝕刻裝置1更包含測量器(未圖示)，測量邊緣環14的自偏電壓(或是，底部電極12或是晶圓W的自偏電壓)。又，測量器的構成可由該技術領域中具通常知識者適當設計。
在以上的蝕刻裝置1中設有控制部100。控制部100例如為具備CPU及記憶體等的電腦，並具有程式儲存部(未圖示)。在程式儲存部中，儲存有控制蝕刻裝置1中之蝕刻的程式。又，上述程式可記錄於電腦可讀取之記錄媒體，並從該記錄媒體安裝至控制部100。
<蝕刻方法>
接著，說明使用如上般構成的蝕刻裝置1而進行的蝕刻。
首先，將晶圓W搬入至腔室10的內部，並將晶圓W載置於靜電夾頭13上。其後，藉由將直流電壓施加至靜電夾頭13的第一電極16a，以藉由庫侖力將晶圓W靜電吸附並固持於靜電夾頭13。又，晶圓W搬入後，藉由排氣裝置42將腔室10內部減壓至所期望的真空度為止。
接著，從氣體供給源群組30經由噴淋頭20將處理氣體供給至處理空間S。又，藉由第一射頻電源50將電漿產生用的射頻電力HF供給至底部電極12，以激 發處理氣體而產生電漿。此時，亦可藉由第二射頻電源51供給離子導入用的射頻電力LF。又，藉由產生的電漿之作用，而對晶圓W施予蝕刻。
結束蝕刻時，首先，停止來自第一射頻電源50的射頻電力HF之供給、及停止藉由氣體供給源群組30所進行的處理氣體之供給。又，在蝕刻中供給有射頻電力LF的情況下，亦停止該射頻電力LF的供給。接著，停止對晶圓W之背面的傳熱氣體之供給，並停止藉由靜電夾頭13所進行的晶圓W之吸附固持。
其後，從腔室10搬出晶圓W，而結速對晶圓W的一連串蝕刻。
又，在蝕刻中，有時會不使用來自第一射頻電源50的射頻電力HF，而僅使用來自第二射頻電源51的射頻電力LF產生電漿。
<傾斜角度控制方法>
接著，說明在上述蝕刻中，控制傾斜角度的方法。傾斜角度，係在晶圓W的邊緣區域中，因蝕刻而形成的凹部相對於晶圓W之厚度方向的傾斜(角度)。傾斜角度和「對於晶圓W之邊緣區域的離子之入射方向相對於鉛直方向的傾斜」幾乎為同樣的角度。又，在以下的說明中，係將相對於晶圓W之厚度方向的內側(中心側)之方向稱為內部側，將相對於晶圓W之厚度方向的外側之方向稱為外部側。
圖3係顯示因邊緣環之消耗而引起的鞘層之形狀變化及產生離子之入射方向的傾斜的說明圖。在圖3(a)中以實線所示的邊緣環14，係顯示未具有該消耗之狀態的邊緣環14。以點線所示的邊緣環14，係顯示該消耗產生而使厚度減 少後的邊緣環14。又，在圖3(a)中以實線顯示的鞘層SH，係表示邊緣環14處於未消耗之狀態時的鞘層SH之形狀。以點線所顯示的鞘層SH，係表示邊緣環14處於消耗之狀態時的鞘層SH之形狀。再者，在圖3(a)中箭頭係顯示邊緣環14處於消耗之狀態時的離子之入射方向。
如圖3(a)所示在一例中，在邊緣環14處於未消耗之狀態的情況下，鞘層SH的形狀係在晶圓W及邊緣環14的上方保持成平坦。從而，離子會在略垂直的方向(鉛直方向)上入射至晶圓W的整面。從而，傾斜角度為0(零)度。
另一方面，當邊緣環14消耗且其厚度減少時，在晶圓W的邊緣區域及邊緣環14的上方，鞘層SH的厚度會變小，而使該鞘層SH的形狀變化成下凸形狀。其結果，對於晶圓W之邊緣區域的離子之入射方向會相點於鉛直方向而傾斜。在以下的說明中，係將如圖3(b)所示的以下現象稱為內部傾斜(Inner Tilt)：當離子的入射方向相對於鉛直方向而往內側傾斜角度θ1之量時，因蝕刻而形成的凹部亦會往內部側傾斜角度θ1之量。內部傾斜產生的原因並不限於上述邊緣環14的消耗。例如，在邊緣環中產生14的偏電壓和晶圓W側的電壓相比較低的情況下，會在初始狀態下成為內部傾斜。又例如，有時在邊緣環14的初始狀態中，係有意地調整為內部傾斜，並藉由後述的直流電源60之調整來修正傾斜角度。
又，如圖4所示，有時相對於晶圓W的中央區域，在晶圓W的邊緣區域及邊緣環14的上方，鞘層SH的厚度會變大，而使該鞘層SH的形狀成為上凸形狀。例如，在邊緣環14中產生的偏電壓較高的情況下，鞘層SH的形狀會成為上凸形狀。在圖4(a)中箭頭係顯示離子的入射方向。在以下的說明中，係將如圖4(b)所示的以下現象稱為外部傾斜(Outer Tilt)：當離子的入射方向相對於鉛直方 向而往外側傾斜角度θ2之量時，因蝕刻而形成的凹部亦會往外部側傾斜角度θ2之量。
本實施態樣的蝕刻裝置1係控制傾斜角度。具體而言，傾斜角度的控制係藉由以下方式進行：調整來自直流電源60的直流電壓及第二RF濾波器63的阻抗，而控制離子的入射角度。
[直流電壓的調整]
首先，說明來自直流電源60的直流電壓之調整。在直流電源60中，施加至邊緣環14的直流電壓，係具有將自偏電壓Vdc之絕對值與設定值△V的和作為其絕對值的負極性之電壓，亦即，設定成一(｜Vdc｜+△V)。自偏電壓Vdc係晶圓W的自偏電壓，並供給其中之一方或是雙方的射頻電力，且係來自直流電源60的直流電壓未施加至底部電極12時的底部電極12之自偏電壓。設定值△V係由控制部100給予。
控制部100係使用預先設定好的函數或是表，而從「自邊緣環14的消耗量(從邊緣環14之厚度的起始值起算的減少量)與蝕刻之製程條件(例如處理時間)」推側的邊緣環14之消耗量，特定出設定值△V。亦即，控制部100係藉由將邊緣環14的消耗量與自偏電壓輸入至上述函數，或是使用邊緣環14的消耗量與自偏電壓而參照上述表，來決定設定值△V。
控制部100在設定值△V的決定中，亦可將「邊緣環14之起始的厚度」、與「例如使用雷射測量器或相機等測量器而實測出的邊緣環14之厚度」的差，用作為邊緣環14的消耗量。或者，控制部100亦可為了決定設定值△V，而使用預先設定 好的其他函數或是表，從特定的參數推測邊緣環14的消耗量。此特定的參數可為以下中任一者：自偏電壓Vdc、射頻電力HF或是射頻電力LF的波峰值Vpp、負載阻抗、邊緣環14或是邊緣環14周邊的電力特性等。邊緣環14或是邊緣環14周邊的電力特性可為以下任一者：邊緣環14或是邊緣環14周邊任意位置的電壓、電流值、包含邊緣環14的電阻值等。其他函數或是表，係以定義特定之參數與邊緣環14之消耗量的關係之方式預先設定。為了推測邊緣環14的消耗量，係在實際蝕刻執行前或是蝕刻裝置1維修時，在用於推測消耗量的測量條件下，亦即在將射頻電力HF、射頻電力LF、處理空間S內之壓力、及供給至處理空間S的處理氣體之流量等進行設定下，使蝕刻裝置1動作。又，藉由取得上述特定之參數，並將此該特定之參數輸入至上述其他函數，或者使用該特定之參數而參照上述表，來特定出邊緣環14的消耗量。
在蝕刻裝置1中，在蝕刻中亦即在供給射頻電力HF及射頻電力LF中之一者或是兩者的射頻電力之期間中，係從直流電源60將直流電壓施加至邊緣環14。藉此，控制邊緣環14及晶圓W之邊緣區域上方的鞘層之形狀，而使對於晶圓W之邊緣區域的離子之入射方向之傾斜降低，以控制傾斜角度。其結果，可涵蓋晶圓W的整個區域，而形成與該晶圓W之厚度方向大致平行的凹部。
更詳細而言，在蝕刻中，藉由測量器(未圖示)測量自偏電壓Vdc。又，從直流電源60將直流電壓施加至邊緣環14。施加至邊緣環14的直流電壓的值，如上述般為一(｜Vdc｜+△V)。｜Vdc｜係在之前藉由測量器取得到的自偏電壓Vdc之測量值的絕對值，△V係由控制部100決定的設定值。如此，在蝕刻中從測量到的自偏電壓Vdc決定施加至邊緣環14的直流電壓。如此一來，即使在自偏電 壓Vdc產生變化，亦可修正藉由直流電源60產生的直流電壓，以適當地修正傾斜角度。
[阻抗之調整]
接著，說明第二RF濾波器63的阻抗之調整。
圖5係顯示來自直流電源60的直流電壓、第二RF濾波器63的阻抗、及傾斜角度的修正角度(以下，稱為「傾斜修正角度」)之關係的說明圖。圖5的縱軸係表示傾斜修正角度，橫軸係表示來自直流電源60的直流電壓。如圖5所示，若使來自直流電源60的直流電壓之絕對值變高，則傾斜修正角度會變大。又，即使調整第二RF濾波器63的阻抗，傾斜修正角度亦會變大。亦即，藉由如此調整阻抗，可使直流電壓與傾斜修正角度的相關性往傾斜修正角度會變大之一側偏移。
如圖3所示，例如當邊緣環14消耗時，離子的入射角度會相對於鉛直方向往內側傾斜，而成為內部傾斜。因此，若如圖5所示般使來自直流電源60的直流電壓之絕對值變高，則傾斜修正角度會變大，而使往內部側傾斜的傾斜角度往外部側變化，而可將該傾斜角度修正成0(零)度。然而，若使直流電壓的絕對值變得過高，則會在晶圓W與邊緣環14之間產生放電。從而，可施加至邊緣環14的直流電壓係受到限制，即使試圖僅藉由調整直流電壓來控制傾斜角度，在其控制範圍亦具有限界。
因此，如圖5所示，調整第二RF濾波器63的阻抗，而使直流電壓與傾斜修正角度的相關性往傾斜修正角度會大之一側偏移。此情況下，可再度使來自直流電源60的直流電壓之絕對值變高，而修正傾斜角度(回到0)。從而，依本實施 態樣，可藉由調整阻抗，而在不變更直流電壓之調整範圍的情況下，使傾斜角度的控制範圍變大。
[傾斜角度之控制]
如以上所述，在本實施態樣中，傾斜角度的控制，係調整來自直流電源60的直流電壓及第二RF濾波器63的阻抗，而控制傾斜角度。以下，說明此具體的傾斜角度之控制方法。
首先，將邊緣環14設於靜電夾頭13上。又例如，在晶圓W的邊緣區域及邊緣環14的上方，鞘層形狀為平坦或是下凸形狀，而傾斜角度為0(零)度或是內部傾斜。又此情況下，在如後述般調整來自直流電源60的直流電壓，而使傾斜角度往外部側變化時，可使該直流電壓的調整範圍較大。
接著，對晶圓W進行蝕刻。隨著實施蝕刻的時間經過，邊緣環14會消耗且其厚度會減少。如此一來，在晶圓W的邊緣區域及邊緣環14的上方，鞘層SH的厚度會變小，而使傾斜角度往內部側變化。
因此，調整從直流電源60施加至邊緣環14的直流電壓。具體而言，係根據邊緣環14的消耗量，而使直流電壓的絕對值變高。邊緣環14的消耗量，係基於晶圓W的蝕刻時間、晶圓W的處理枚數、藉由測量器測量到的邊緣環14之厚度、藉由測量器測量到的邊緣環14周邊的電力特性(例如邊緣環14周邊任意點的電壓、電流值)之變化、或是藉由測量器測量到的邊緣環14的電力特性(例如邊緣環14的電阻值)之變化等，而加以推測。又，亦可不根據邊緣環14的消耗量，而係根據晶圓W的蝕刻時間或晶圓W的處理枚數，使直流電壓的絕對值變高。再 者，亦可根據因應於射頻電力而加權的晶圓W之蝕刻時間或晶圓W的處理枚數，而使直流電壓的絕對值變高。又，如上述般，將直流電壓調整成自偏電壓Vdc之絕對值與設定值△V的和，亦即一(｜Vdc｜+△V)。如此一來，如圖5所示，可使傾斜修正角度變大，而使傾斜角度往外部側變化，藉此修正往內部側傾斜的傾斜角度，並使該傾斜角度成為0(零)度。其結果，在晶圓W的邊緣區域及邊緣環14的上方，可將離子的入射角度調整成所期望的值，而修正傾斜角度。
另一方面，亦可隨著邊緣環14的消耗進展，而使直流電壓的絕對值變高。又，若直流電壓的絕對值變得過高，則有時會在晶圓W與邊緣環14之間產生放電。例如，當直流電壓的絕對值達到晶圓W與邊緣環14之間的電位差時，會產生放電。
因此，直流電壓的絕對值為預先設定好的值，例如當達到上限值時，係調整第二RF濾波器63的阻抗，而使直流電壓與傾斜修正角度的相關性，往傾斜修正角度變大之一側偏移。若如此使傾斜修正角度偏移，即使邊緣環14的消耗更為進展，亦可調整直流電壓，而將傾斜角度修正成0(零)度。又，調整阻抗的時間點，亦可為邊緣環14的消耗量成為預先設定好的值之時。邊緣環14的消耗量，係基於晶圓W的處理時間或藉由測量器測量到的厚度，而加以推測。
此時，藉由調整直流電壓，而修正傾斜角度。又，調整阻抗係指使上述直流電壓與傾斜修正角度的相關性偏移。亦即，一邊維持傾斜修正角度，一邊使直流電壓的絕對值變小。如此一來，可如圖5般將傾斜修正角度調整成目標角度θ3，而使傾斜角度成為0(零)度。又，如圖6所示，亦可重複進行來自直流電源60的直流電壓之調整與第二RF濾波器63的阻抗之調整。
如以上所述，依本實施態樣，可藉由進行來自直流電源60的直流電壓之調整及第二RF濾波器63的阻抗之調整，而使傾斜角度的調整範圍變大。從而，可適當地控制傾斜角度，亦即，由於可適當地調整離子的入射方向，故可均一地進行蝕刻。
又，以往，例如若試圖僅藉由來自直流電源60的直流電壓而控制傾斜角度，當直流電壓的絕對值達到上限時，必須更換邊緣環14。此點，在本實施態樣中，係藉由進行第二RF濾波器63的阻抗之調整，而可在不更換邊緣環14的情況下，使傾斜角度的調整範圍變大。從而，可使邊緣環14的更換間隔拉長，而可抑制其更換頻度。
<其他實施態樣>
在以上的實施態樣中，第二RF濾波器63的阻抗之調整，係為了使直流電壓與傾斜修正角度的相關性偏移而進行，但亦可藉由該阻抗之調整而修正傾斜角度。
如圖7所示，首先，調整來自直流電源60的直流電壓，以修正傾斜角度。接著，當直流電壓的絕對值達到預先設定好的值，例如上限值時，調整第二RF濾波器63的阻抗，以將傾斜修正角度調整成目標角度θ3，而使傾斜角度成為0(零)度。此情況下，可使直流電壓之調整與阻抗之調整的次數較少，而可簡化傾斜角度控制的運用。
此處，藉由直流電壓之調整而成的傾斜角度修正之解析度，與藉由阻抗之調整而成的傾斜角度修正之解析度，係分別取決於直流電源60與第二RF濾波器63的性能等。所謂傾斜角度修正的解析度，係指直流電壓或是阻抗一次調整中的傾斜角度之修正量。又，例如當第二RF濾波器63的解析度高於直流電源60的解析度時，在本實施態樣中可相應於調整第二RF濾波器63的阻抗而修正傾斜角度之修正量，使整體傾斜角度修正之解析度提高。
如以上所述，依本實施態樣，可簡化傾斜角度控制的運用，並提高傾斜角度修正的解析度。又，可增加傾斜角度控制之運用的變化。
又，在圖7所示的例子中，係將直流電壓的調整與阻抗的調整分別進行一次，並將傾斜修正角度調整成目標角度θ3，但該等直流電壓的調整與阻抗的調整之次數並不限定於此。例如，如圖8所示，亦可將直流電壓的調整與阻抗的調整分別進行複數次。即使在此情況下，亦可享有和本實施態樣同樣的效果。
<其他實施態樣>
在以上的實施態樣中，係在進行完來自直流電源60的直流電壓之調整後，再進行第二RF濾波器63的阻抗之調整，但此順序亦可相反。亦即，可在進行完阻抗的調整後，再進行直流電壓的調整。
如圖9所示，首先，調整第二RF濾波器63的阻抗，並修正傾斜角度。接著，當阻抗達到預先設定好的值，例如上限值時，調整來自直流電源60的直流電壓，並將傾斜修正角度調整成目標角度θ3，而使傾斜角度成為0(零)度。
在本實施態樣中，亦可享有和上述實施態樣同樣的效果。亦即，可簡化傾斜角度控制的運用，並提高傾斜角度修正的解析度。又，阻抗的調整與直流電壓的調整之次數並不限定於本實施態樣，亦可分別進行複數次。又，亦可在未施加來自直流電源60的直流電壓之狀態下，進行第二RF濾波器63的阻抗之調整。
<其他實施態樣>
此處，如上所述，從第二射頻電源51供給的射頻電力(射頻偏壓電力)LF之頻率為400kHz~13.56MHz，但較佳係在5MHz以下。在進行蝕刻時，為了在對晶圓W進行高寬高比之蝕刻的情況下，實現蝕刻後之圖案的垂直形狀，需要較高的離子能量。因此，本案發明人深入進行探討的結果發現，藉由使射頻電力LF的頻率在5MHz以下，可使離子對於射頻電場之變化的追隨性上升，而提高離子能量的控制性。
另一方面，若使射頻電力LF之頻率成為5MHz以下的低頻，則有時將第二RF濾波器63之阻抗設為可變的效果會降低。亦即，有時藉由第二RF濾波器63的阻抗之調整所得之傾斜角度的控制性會降低。例如在圖2中，邊緣環14與第二RF濾波器63的電性連接為非接觸或是電容耦合的情況，即使調整第二RF濾波器63的阻抗，亦無法適當地控制傾斜角度。因此，在本實施態樣中，係將邊緣環14與第二RF濾波器63直接電性連接。又，如後所述，本實施態樣亦可應用於邊緣環14未與直流電源60及切換單元61連接的實施態樣。
邊緣環14與第二RF濾波器63係經由連接部而直接電性連接。邊緣環14與連接部會接觸，並且直流電流會在該連接部導通。以下，說明連接部的構造(以下，有時亦稱為「接觸構造」)之一例。
如圖10所示，連接部200包含導體構造201及導體構件202。導體構造201，係經由導體構件202而連接邊緣環14與第二RF濾波器63。具體而言，導體構造201其一端係與第二RF濾波器63連接，另一端係在底部電極12的頂面露出，並與導體構件202接觸。
導體構件202，例如係設於靜電夾頭13的側方中形成於底部電極12與邊緣環14之間的空間。導體構件202係分別與導體構造201與邊緣環14的底面接觸。又，導體構件202例如係由金屬等導體構成。導體構件202的構成並未特別限定，但在圖11A~圖11F中分別顯示一例。又，圖11A~圖11F係將彈性體作為導體構件202而使用的例子。在圖11A~圖11F中，藉由導體構件202的彈力，而調整作用於邊緣環14與導體構造201之間的接觸壓力。
如圖11A所示，在導體構件202中，亦可使用捲繞成螺旋狀並在水平方向上延伸的線圈彈簧。如圖11B所示，在導體構件202中，亦可使用在鉛直方向上偏壓的板片彈簧。如圖11C所示，在導體構件202中，亦可使用捲繞成螺旋狀並在鉛直方向上延伸的彈簧。又，由於邊緣環14的自身重量，導體構件202會分別緊密貼合於導體構造201與邊緣環14的底面，並將導體構造201與邊緣環14電性連接。又，上述導體構件202為彈性體，且彈力會作用在鉛直方向上。藉由此彈力，導體構件202亦會分別緊密貼合於導體構造201與邊緣環14的底面。
又，如上所述，邊緣環14係透過藉由第二電極16b產生的靜電力，而被吸附固持於靜電夾頭13之周緣部的頂面。如此一來，在使用圖11A~圖11C所示之導體構件202的情況，藉由此靜電力，導體構件202亦會分別緊密貼合於導體構造 201與邊緣環14的底面，並將導體構造201與邊緣環14電性連接。亦即，邊緣環14會因靜電力而被吸附固持於靜電夾頭13的周緣部，並藉由此靜電力，而調整作用於邊緣環14與導體構造201之間的接觸壓力。因此，藉由調整邊緣環14的自身重量、導體構件202的彈力、及作用於邊緣環14的靜電力之平衡，導體構件202會以所期望的接觸壓力分別緊密貼合於導體構造201與邊緣環14的底面。
如圖11D所示，在導體構件202中，亦可使用藉由升降機構(未圖示)而升降的銷部。此情況下，藉由使導體構件202上升，導體構件202會分別緊密貼合於導體構造201與邊緣環14的底面。又，藉由調整邊緣環14的自身重量、導體構件202升降時所作用的壓力、及作用於邊緣環14的靜電力之平衡，導體構件202會以所期望的接觸壓力分別緊密貼合於導體構造201與邊緣環14的底面。
如圖11E所示，在導體構件202中，亦可使用將導體構造201與邊緣環14加以連接的引線。引線其一端係與導體構造201接合，另一端係與邊緣環14的底面接合。此引線的接合只要與導體構造201或是邊緣環14的底面成為歐姆接觸即可，就一例而言，引線係被焊接或是壓接。如圖11F所示，在導體構件202中，亦可使用用於將邊緣環14對靜電夾頭13固定的固定螺釘。固定螺釘係貫通邊緣環14，並與導體構造201接觸。在如此於導體構件202中使用引線或固定螺釘的情況下，導體構件202會確實地分別與導體構造201及邊緣環14的底面接觸，並將導體構造201與邊緣環14電性連接。又，此情況下，由於藉由引線或固定螺釘而將邊緣環14固定於靜電夾頭13，故可省略用於將邊緣環14靜電吸附的第二電極16b。
以上，在使用圖11A~圖11F所示的任一導體構件202時，亦可如圖10所示般，經由連接部200而將邊緣環14與第二RF濾波器63直接電性連接。從而，可將射頻電力LF的頻率設為5MHz以下的低頻，並可提高離子能量的控制性。又，如上所述，藉由調整第二RF濾波器63的阻抗，可使傾斜角度的調整範圍變大，而可將傾斜角度控制成所期望的值。
又，在以上的實施態樣中，作為導體構件202係例示了圖11A所示的線圈彈簧、圖11B所示的板片彈簧、圖11C所示的彈簧、圖11D所示的銷部、圖11E所示的引線、及圖11F所示的固定螺釘，但亦可將它們組合使用。
接著，說明導體構件202在俯視觀察下的配置。圖12A~圖12C係分別顯示導體構件202的平面配置之一例。如圖12A及圖12B所示，連接部200具備複數導體構件202，複數導體構件202可與邊緣環14在同心圓上等間隔地設置。在圖12A的例子中，導體構件202係設於八個位置，在圖12B中，導體構件202係設於二十四個位置。又，如圖12C所示，導體構件202亦可與邊緣環14在同心圓上設置成環狀。
從均一地進行蝕刻及使鞘層的形狀成為均一的觀點(製程均一化的觀點)來看，如圖12C所示，較佳係將導體構件202相對於邊緣環14設置成環狀，以在圓外周上均一地進行對邊緣環14的接觸。又，同樣地從製程均一化的觀點來看，如圖12A及圖12B所示，即使在設置複數導體構件202的情況下，較佳係將該等複數導體構件202在邊緣環14的周向上等間隔地配置，並點對稱地設置對邊緣環14的接觸點。進一步言之，和圖12A的例子相比，較佳係如圖12B的例子般使導體 構件202的數量較多，而更接近如圖12C所示般的環狀。又，導體構件202的數量並無特別限定，但為了確保對稱性，較佳係三個以上，例如例示三個~三十六個。
但是，在裝置構成上，為了避免與其他構件的干擾，有時難以將導體構件202設成環狀，或使導體構件202的數量較多。從而，導體構件202的平面配置，可鑑於製程均一化的條件及裝置構成上的限制條件等，而適當設定。
又，對於邊緣環14的接觸構造，並不限於上述圖10、圖11A~圖11F所示的例子。圖13A~圖13G係顯示連接部200之構成的其他例子。
如圖13A所示，連接部200亦可省略導體構件202，而僅具有導體構造201。導體構造201係與邊緣環14的底面直接接觸。此時，藉由邊緣環14的自身重量、及邊緣環14被吸附固持於靜電夾頭13時的靜電力，亦可使導體構造201以所期望的接觸壓力緊密貼合於邊緣環14的底面。即使在此情況下，亦可經由連接部200(導體構造201)而將邊緣環14與第二RF濾波器63直接電性連接。
如圖13B所示，連接部200亦可具有夾持構件210，以代替與邊緣環14之底面接觸的導體構件202。夾持構件210係分別與導體構造201及邊緣環14接觸。又，夾持構件210例如係由金屬等導體構成。
夾持構件210具有在側面觀察中徑向內側會形成開口的略U字形。夾持構件210係設置成在邊緣環14的徑向外側，與邊緣環14的頂面及外側面接觸，以夾入該邊緣環14。又，夾持構件210係藉由將邊緣環14往導體構造201側夾入，而與導體構造201緊密貼合，並將邊緣環14與第二RF濾波器63直接電性連接。又，藉 由邊緣環14被吸附固持於靜電夾頭13時的靜電力，亦可使夾持構件210以所期望的接觸壓力與導體構造201緊密貼合，並將邊緣環14與第二RF濾波器63直接電性連接。
如圖13C所示，連接部200亦可具有與邊緣環14之外側面接觸的導體構件220，以代替與邊緣環14之底面接觸的導體構件202。此情況下，導體構造201係設於靜電夾頭13及邊緣環14的徑向外側。導體構件220係與導體構造201及邊緣環14的外側面接觸。在圖示的例子中，在導體構件220中，係使用圖11A所示的線圈彈簧，但亦可使用圖11B所示的板片彈簧、圖11C所示的彈簧、圖11D所示的銷部、圖11E所示的引線、圖11F所示的固定螺釘等。即使在任一情況下，均可使導體構件220緊密貼合於導體構造201及邊緣環14的外側面，並將邊緣環14與第二RF濾波器63直接電性連接。
如圖13D所示，連接部200亦可具有與邊緣環14之內側面接觸的導體構件230，代替與邊緣環14之底面接觸的導體構件202。此情況下，在邊緣環14的外周部會形成往下方伸出的伸出部14a。導體構件230係與導體構造201及邊緣環14之伸出部14a的內側面接觸。在圖示的例子中，在導體構件230係使用圖11A所示的線圈彈簧，但亦可使用圖11B所示的板片彈簧、圖11C所示的彈簧、圖11D所示的銷部、圖11E所示的引線、圖11F所示的固定螺釘等。在任一情況下，均可使導體構件220緊密貼合於導體構造201及邊緣環14的內側面，並將邊緣環14與第二RF濾波器63直接電性連接。
又，圖13B所示的夾持構件210、圖13C所示的導體構件220、圖13D所示的導體構件230中任一者的平面配置，亦可與圖12A~圖12C所示的導體構件202之 平面配置相同。亦即，夾持構件210、導體構件220、230可分別與邊緣環14在同心圓上等間隔地設置，亦可與邊緣環14在同心圓上設置成環狀。
如圖13E及圖13F所示，導體240亦可設於連接部200的導體構件202與邊緣環之間。導體240例如由金屬等構成。圖13E所示的導體240係分別與導體構件202及邊緣環14的底面接觸。圖13F所示的導體240例如係蒸鍍於邊緣環14的底面而形成，並與導體構件202接觸。在任一情況下，均將邊緣環14與第二RF濾波器63直接電性連接。又，導體240的數量並無特別限定。例如，亦可設置複數導體240，並以複數導體240全體設成接近環狀的形狀。
如圖13G所示，連接部200亦可具有導體構件250、251，以代替與邊緣環14之底面的導體構件202。在圖示的例子中，在導體構件230中，係於導體構件250中使用圖11A所示的線圈彈簧，於導體構件251中使用圖11B所示的板片彈簧，但在該等導體構件250、251中亦可分別使用圖11C所示的彈簧、圖11D所示的銷部、圖11E所示的引線、圖11F所示的固定螺釘等。
導體構件250係設於導體構造201a與導體構造201b之間，並分別與該導體構造201a及導體構造201b接觸。導體構件251係設於導體構造201b與邊緣環14的底面之間，並分別與該導體構造201b及邊緣環14的底面接觸。又，在連接部200的周圍及邊緣環14的徑向外側設有絕緣構件260。
圖13G所示之導體構件250、251的平面配置，亦可與圖12A~圖12C所示之導體構件202的平面配置相同。亦即，導體構件250、251可分別與邊緣環14在同心圓上上等間隔地設置，亦可與邊緣環14在同心圓上設置成環狀。
接著，說明連接部200、與第一RF濾波器62及第二RF濾波器63的關係。圖14A~圖14C係分別示意地顯示連接部200、第一RF濾波器62及第二RF濾波器63的構成之一例。
如圖14A所示，例如在對於八個導體構件202而設置一個第一RF濾波器62及一個第二RF濾波器63情況下，連接部200亦可更包含中繼構件270。又，在圖14A中，係圖示在圖12A所示的連接部200中設有中繼構件270的情況，但亦可在圖12B或是圖12C中任一者所示的連接部200中，設置中繼構件270。又，亦可設置複數中繼構件270。
在導體構件202與第二RF濾波器63之間的導體構造201中，中繼構件270係與邊緣環14在同心圓上設置成環狀。中繼構件270係以導體構造201a和導體構件202連接。亦即，八個導體構造201a在俯視觀察下，從中繼構件2延伸成輻射狀，並分別與八個導體構件202連接。又，中繼構件270係以導體構造201b經由第一RF濾波器62而與第二RF濾波器63連接。
此情況下，例如即使在第二RF濾波器63未配置於邊緣環14之中心的情況下，亦可將中繼構件270中的電力特性(任意之電壓、電流值)在圓外周上均一地進行，並可進一步使對於八個導體構件202中之每一者的電力特性均一。其結果，可均一地進行蝕刻，並使鞘層的形狀均一。
如圖14B所示，例如亦可對八個導體構件202，設置複數例如八個第一RF濾波器62，並設置一個第二RF濾波器63。如此，可對於導體構件202的數量，適當設定第一RF濾波器62的個數。又，在圖14B的例子中，亦可設置中繼構件270。
如圖14C所示，例如亦可對於八個導體構件202，而設置複數例如八個第一RF濾波器62，並設置複數例如八個第二RF濾波器63。如此，可對於導體構件202的數量，而適當設定阻抗可變的第二RF濾波器63之個數。在圖14C的例子中，亦可設置中繼構件270。
又，藉由設置複數阻抗可變的第二RF濾波器63，可對於複數導體構件202個別地獨立控制電力特性。其結果，可使對於複數導體構件202中之每一者的電力特性均一，而可提高製程的均一性。
<其他實施態樣>
接著，說明邊緣環14被靜電吸附於靜電夾頭13時的順序。在此順序中，如圖15所示，係使用設於蝕刻裝置1的供氣部300及排氣部301。供氣部300係經由配管310而將氣體例如氦氣供給至邊緣環14之底面與靜電夾頭13之蝕刻載置面之間的空間。排氣部301係經由配管310而將邊緣環14之底面與靜電夾頭13之蝕刻載置面之間的空間抽真空。在配管310中，設有測量該配管310內部之壓力的壓力感測器(未圖示)。又，在圖示的例子中，連接部200具備有導體構件202，但連接部200亦可具有上述其他的接觸構造。
對靜電夾頭13而言，邊緣環14的靜電吸附之順序分成「暫時吸附之順序」及「主要吸附之順序」。亦即，在暫時吸附中，係將邊緣環14定位並固持於靜 電夾頭13。其後，在主要吸附中，係將邊緣環14靜電吸附固持於靜電夾頭13，以成為可對晶圓W進行蝕刻的狀態(待機狀態)。又，暫時吸附與主要吸附可連續進行，亦可間斷地進行。
[暫時吸附順序]
圖16係顯示邊緣環14的暫時吸附順序之流程之一例的說明圖。又，邊緣環14的暫時吸附，係在將腔室10內部進行大氣釋放後的狀態下進行。
首先，將邊緣環14設於靜電夾頭13的頂面(圖16的步驟A1)。如此一來，邊緣環14的底面與導體構件202會接觸(圖16的步驟A2)。在步驟A2中，由於邊緣環14尚未被吸附固持於靜電夾頭13，並且受到導體構件202的彈力(反作用力)，因此該邊緣環14會位於比預先設定好的設置位置更上方。
接著，調整邊緣環14與靜電夾頭13之間的間隙(圖16的步驟A3)。此處，在步驟A1中設置邊緣環14時，若與靜電夾頭13之間存在空氣，則邊緣環14會橫向滑動而設置。因此，在步驟A3中，係調整邊緣環14與靜電夾頭13的間隙，而使該間隙在周向上均一。又此時，邊緣環14會因為導體構件202的彈力而位於比預先設定好的設置位置更上方，並將與靜電夾頭13的接觸面積抑制在最小限度。如此，由於邊緣環14會從靜電夾頭13稍微脫離，故易於進行間隙調整。又，由於將接觸面積抑制在最小限度，故可抑制因接觸而產生的垃圾。
其後，在藉由排氣部301將邊緣環14之底面與靜電夾頭13之蝕刻載置面之間的空間抽真空的狀態下，將邊緣環14加以固持(圖16的步驟A4)。又，在暫時 吸附中，邊緣環14並未被靜電吸附。如此，邊緣環14係在定位好的狀態下受到固持。
[主要吸附順序]
圖17係顯示邊緣環14的主要吸附順序之流程之一例的說明圖。又，邊緣環14的主要吸附，係在暫時吸附後，腔室10之內部減壓至所期望的真空度之狀態下進行。
首先，藉由排氣裝置42將腔室10的內部抽真空(圖17的步驟B1)。此時，藉由排氣部301將邊緣環14之底面與靜電夾頭13之蝕刻載置面之間的空間抽真空。
接著，將直流電壓施加至第二電極16b，並將邊緣環14靜電吸附於靜電夾頭13(圖17的步驟B2)。此時，係持續進行藉由排氣裝置42所進行的腔室10內部之抽真空(圖17的步驟B3)。又，亦持續進行藉由排氣部301所進行的邊緣環14底面的抽真空。
接著，確認腔室10的內部壓力(以下，稱為「腔室壓力」)是否達到規定值(圖17的步驟B4)。又，在腔室壓力未達到規定值的情況下，係持續進行「藉由排氣部301所進行的邊緣環14之底面與靜電夾頭13之蝕刻載置面之間的空間的抽真空」、及「藉由排氣裝置42所進行的腔室10內部的抽真空」(圖17的步驟B5)，並結束處理(圖17的步驟B6)。
另一方面，在步驟B4中，當腔室壓力達到規定值的情況，係停止藉由排氣部301所進行的邊緣環14之底面與靜電夾頭13之蝕刻載置面之間的空間的抽真空(圖17的步驟B7)。其後，從供氣部300將氣體供給至邊緣環14的底面，當配管310內部的壓力穩定後，停止來自該供氣部300之氣體的供給(圖17的步驟B8)。
接著，使用設於配管310的壓力感測器，而確認作用於邊緣環14之底面的壓力(以下，稱為「底面壓力」)(圖17的步驟B9)。再者，藉由排氣部301將邊緣環14之底面與靜電夾頭13之蝕刻載置面之間的空間抽真空(圖17的步驟B10)。
此處，在氣體充滿配管310內部的狀態下，若將邊緣環14適當地吸附固持，則從配管310洩漏之氣體的量很少。另一方面，若未將邊緣環14適當地吸附固持，則會從配管310洩漏多量的氣體。因此，需確認邊緣環14的底面壓力(圖17的步驟B11)。亦即，在步驟B11中，係確認來自配管310之氣體的洩漏(leak)。又，在邊緣環14的底面壓力未達到規定值的情況下，係持續進行「藉由排氣部301所進行的邊緣環14之底面與靜電夾頭13之蝕刻載置面之間的空間的抽真空」、及「藉由排氣裝置42所進行的腔室10內部的抽真空」(圖17的步驟B5)，並結束處理(圖17的步驟B6)。
另一方面，在步驟B11中，在邊緣環14的底面壓力達到規定值的情況下，處理便正常結束(圖17的步驟B12)。又，維持可對晶圓W進行蝕刻的狀態(待機狀態)。在此待機狀態中，係持續進行藉由排氣部301所進行的邊緣環14之底面與靜電夾頭13之蝕刻載置面之間的空間的抽真空，又，亦持續進行藉由第二電極16b所進行的邊緣環14之靜電吸附。
如以上實施態樣所述，當將邊緣環14進行主要吸附後，靜電力會作用於邊緣環14與靜電夾頭13之間。又，藉由調整邊緣環14的自身重量、導體構件202的彈力、及作用於邊緣環14的靜電力之平衡，可使導體構件202以所期望的接觸壓力分別緊密貼合於導體構造201與邊緣環14的底面。
又，邊緣環14的更換，有時亦使用設於蝕刻裝置1外部的搬運裝置(未圖示)而自動進行。此邊緣環14的更換，可在未將腔室10的內部進行大氣釋放的情況下進行。又，在如此更換邊緣環14時，亦可應用本實施態樣的暫時吸附順序與主要吸附順序，並可享有和本實施態樣相同的效果。
<其他實施態樣>
在以上的實施態樣中，係個別地進行「來自直流電源60的直流電壓」與「第二RF濾波器63的阻抗」之調整，但亦可同時進行直流電壓的調整與阻抗的調整。
<其他實施態樣>
在以上的實施態樣中，係進行「來自直流電源60的直流電壓」與「第二RF濾波器63的阻抗」之調整兩者，但亦可僅進行直流電壓的調整而控制傾斜角度，亦可僅進行阻抗的調整而控制傾斜角度。
例如，如圖18所示，在邊緣環14中，有時係未連接有上述直流電源60及切換單元61。在此情況下，亦可如圖19所示般藉由僅調整第二RF濾波器63的阻抗，而控制傾斜角度。又，圖19的縱軸係表示傾斜修正角度，橫軸係顯示阻抗。在圖19所示的例子中，阻抗與傾斜修正角度係呈線性關係。又，在圖19所示的例子中，係藉由使阻抗變大，而使傾斜修正角度變大，但根據第二RF濾波器63的 構成，亦可係藉由使阻抗變大，而使傾斜修正角度變小。由於阻抗與傾斜修正角度的關係性係取決於第二RF濾波器63的設計，故並非為限定者。
又，如本實施態樣般，在邊緣環14未連接有直流電源60及切換單元61的情況下，邊緣環14與第二RF濾波器63亦可與上述實施態樣同樣地經由連接部藉而直接電性連接。例如，如圖20所示，邊緣環14與第二RF濾波器63亦可經由連接部200而直接電性連接。連接部200的構成或配置，例如係與圖11A~圖11F、圖12A~圖12C所示的例子相同。或是，對於邊緣環14的接觸構造並不限定於此例，亦可為圖13A~圖13G所示的例子。再者，連接部200、第一RF濾波器62及第二RF濾波器63的構成，亦可為如圖21A~圖21C所示般，除了未從直流電源60及切換單元61連接至邊緣環14之外，為圖14A~圖14C所示的例。
又，如本實施態樣般，在邊緣環14未連接有直流電源60及切換單元61的情況下，邊緣環14被靜電吸附於靜電夾頭13時的順序，係與上述實施態樣相同。亦即，在此順序中，係如圖22所示般使用設於蝕刻裝置1的供氣部300及排氣部301。該等供氣部300及排氣部301的構成，係與圖15所示的例子相同。又，進行圖16所示的暫時吸附順序及圖17所示的主要吸附順序。
<其他實施態樣>
在以上的實施態樣中，直流電源60係經由切換單元61、第一RF濾波器62、及第二RF濾波器63，而與邊緣環14連接，但直流電壓施加至邊緣環14的電源系統並不限定於此。例如，直流電源60亦可經由切換單元61、第二RF濾波器63、第一RF濾波器62、及底部電極12，而與邊緣環14電性連接。此情況下，底部電 極12與邊緣環14係直接電性結合，並且邊緣環14的自偏電壓係與底部電極12的自偏電壓相同。
此處，在將底部電極12與邊緣環14直接電性結合的情況下，例如會因為由硬體構造所決定的邊緣環14下之電容等，而無法調整邊緣環14上的鞘層厚度，即使未施加直流電壓亦會產生外部傾斜的狀態。此點，在本發明中，由於可調整來自直流電源60的直流電壓、及第二RF濾波器63的阻抗，而控制傾斜角度，故可藉由使該傾斜角度往內部側變化，而將傾斜角度調整成0(零)度。
<其他實施態樣>
在以上的實施態樣中，係根據邊緣環14的消耗量，而進行來自直流電源60的直流電壓之調整、或是進行第二RF濾波器63的阻抗之調整，但直流電壓或是阻抗的調整時間點並不限定於此。例如，亦可根據晶圓W的處理時間，而進行直流電壓或是阻抗的調整。或者，亦可將例如晶圓W的處理時間、及例如射頻電力等預先設定好的參數加以組合，而判斷直流電壓或是阻抗的調整時間點。
<其他實施態樣>
在以上的實施態樣中，係使第二RF濾波器63的阻抗可變，但亦可使第一RF濾波器62的阻抗可變，亦可使RF濾波器62、63兩者的阻抗可變。又，在以上的實施態樣中，係對直流電源60設置兩個RF濾波器62、63，但RF濾波器的數量並不限定於此，例如亦可為一個。又，在以上的實施態樣中，係藉由將第二RF濾波器63的一部分元件設為可變元件，而使阻抗可變，但使阻抗可變的構成並不限定於此。例如，亦可在阻抗可變或是固定的RF濾波器中，連接可使該RF濾波 器之阻抗變化的元件。亦即，阻抗可變的RF濾波器亦可由RF濾波器、及與此RF濾波器連接並可使此RF濾波器之阻抗變化的元件所構成。
<其他實施態樣>
以上實施態樣的蝕刻裝置1係電容耦合型的蝕刻裝置，但應用本發明的蝕刻裝置並不限定於此。例如，蝕刻裝置亦可為感應耦合型的蝕刻裝置。
又，揭露的實施態樣更包含以下附記1~附記21的態樣。
(附記1)
一種蝕刻裝置，係用於對基板進行蝕刻，包含：腔室；基板支撐體，設於該腔室的內部，並具有電極、設於該電極上的靜電夾頭、及配置成將載置於該靜電夾頭上之基板包圍的邊緣環；射頻電源，供給用於從該腔室之內部的氣體產生電漿的射頻電力；直流電源，將負極性的直流電壓施加至該邊緣環；可變更阻抗的RF濾波器；及控制部，控制該直流電壓與該阻抗，而調整載置於該靜電夾頭上之基板之邊緣區域中的傾斜角度。
(附記2)
如附記1所述之蝕刻裝置，其中，該控制部控制該裝置而執行包含以下步驟之處理：(a)調整該直流電壓的步驟；及 (b)在該(a)步驟中的該直流電壓之絕對值達到預先設定好的值後，調整該阻抗的步驟。
(附記3)
如附記2所述之蝕刻裝置，其中，該(b)步驟中的預先設定好的值，係該直流電壓之絕對值的上限值。
(附記4)
如附記2或3所述之蝕刻裝置，其中，該控制部，係在該(a)步驟中，調整該直流電壓，以修正該傾斜角度；並在該(b)步驟中，調整該阻抗，以一邊維持該傾斜角度，一邊使該直流電壓的絕對值變小。
(附記5)
如附記2或3所述之蝕刻裝置
該控制部，係在該(a)步驟中，調整該直流電壓，以修正該傾斜角度；並在該(b)步驟中，調整該阻抗，以修正該傾斜角度。
(附記6)
如附記2~5中任一項所述之蝕刻裝置，其中，該控制部係在該(a)步驟中，根據該邊緣環的消耗量而調整該直流電壓。
(附記7)
如附記1所述之蝕刻裝置，其中，該控制部係控制該裝置而執行包含以下步驟的處理：(c)調整該阻抗的步驟；及(d)在該(c)步驟中的該阻抗達到預先設定好的值後，調整該直流電壓的步驟。
(附記8)
如附記7所述之蝕刻裝置，其中，該(d)步驟中的預先設定好的值，係該阻抗的上限值。
(附記9)
如附記7或8所述之蝕刻裝置，其中，該控制部，係在該(c)步驟中，調整該阻抗，以修正該傾斜角度；並在該(d)步驟中，調整該直流電壓，以修正該傾斜角度。
(附記10)
如附記7~9中任一項所述之蝕刻裝置，其中，該控制部係在該(c)步驟中，根據該邊緣環的消耗量而調整該阻抗。
(附記11)
如附記6或10所述之蝕刻裝置，其中，該控制部係基於該基板的蝕刻時間，而計算該邊緣環的消耗量。
(附記12)
如附記6或10所述之蝕刻裝置，更包含：測量器，用於測量該邊緣環的厚度；該控制部係使用該測量器，並將預先測量好的該邊緣環之起始厚度與蝕刻後的該邊緣環之厚度的差，作為該邊緣環的消耗量而加以計算。
(附記13)
如附記6或10所述之蝕刻裝置，更包含：測量器，用於測量該邊緣環或是該邊緣環周邊的電力特性；該控制部係使用該測量器，並基於該電力特性的變化計算該邊緣環的消耗量。
(附記14)
如附記1~13中任一項所述之蝕刻裝置，其中，該直流電源係經由該RF濾波器而與該邊緣環連接。
(附記15)
如附記1~13中任一項所述之蝕刻裝置，其中，該直流電源係經由該RF濾波器及該電極而與該邊緣環連接。
(附記16)
如附記1~15中任一項所述之蝕刻裝置，其中，該阻抗可變的RF濾波器，包含第一RF濾波器及第二RF濾波器。
(附記17)
如附記16所述之蝕刻裝置，其中，該第一RF濾波器及該第二RF濾波器中的至少一者，該RF濾波器的阻抗為可變。
(附記18)
如附記1~17所述之蝕刻裝置，其中，該RF濾波器具有可變更該阻抗的一個以上之可變元件。
(附記19)
如附記1~18所述之蝕刻裝置，其中，該RF濾波器具有：複數元件；及切換電路，可藉由改變該複數元件的組合而變更該阻抗。
(附記20)
如附記1~19所述之蝕刻裝置，其中，該阻抗可變的RF濾波器包含：阻抗為可變或是固定的RF濾波器；及與該RF濾波器連接並可變更該阻抗的元件。
(附記21)
一種蝕刻方法，係使用蝕刻裝置而對基板進行蝕刻的方法；該蝕刻裝置包含：腔室； 基板支撐體，設於該腔室的內部，並具有電極、設於該電極上的靜電夾頭、及配置成將載置於該靜電夾頭上之基板包圍的邊緣環；射頻電源，供給用於從該腔室之內部的氣體產生電漿的射頻電力；直流電源，將負極性的直流電壓施加至該邊緣環；及可變更阻抗的RF濾波器；在該方法中，係控制該直流電壓及該阻抗，而調整載置於該靜電夾頭上之基板之邊緣區域中的傾斜角度。
吾人應瞭解，本次揭露之實施態樣其所有內容僅為例示而非限制。上述實施態樣在不脫離附加之申請專利範圍及其主旨的情況下，能以各式各樣的形態進行省略、替換及變更。
1:蝕刻裝置 10:腔室 11:平台 12:底部電極 13:靜電夾頭 14:邊緣環 15a:流道 15b:入口配管 15c:出口流道 16a:第一電極 16b:第二電極 17:支撐構件 20:噴淋頭 21:電極板 21a:氣體噴出口 22:電極支撐體 22a:氣體擴散室 22b:氣體流通孔 22c:氣體導入孔 23:絕緣性遮蔽構件 30:氣體供給源群組 31:流量控制設備群組 32:閥群組 33:氣體供給管 40:檔板 41:排氣口 42:排氣裝置 43:搬入搬出口 44:閘門閥 50:第一射頻電源 51:第二射頻電源 52:匹配器 53:第一整合電路 54:第二整合電路 60:電源 61:切換單元 62:第一RF濾波器 63:第二RF濾波器 100:控制部 S:處理空間 W:晶圓

Claims (19)

  1. 一種蝕刻裝置，係對基板進行蝕刻的裝置，其包含：腔室；基板支撐體，設於該腔室的內部，並具有：電極、設於該電極上的靜電夾頭、及配置成將載置於該靜電夾頭上之基板包圍的導電性之邊緣環；射頻電源，供給用於從該腔室的內部之氣體產生電漿的射頻電力；基板偏壓用射頻電源，與該基板支撐體連接；可變更阻抗的RF濾波器；及控制部；該邊緣環與該RF濾波器係經由連接部而直接電性連接；該控制部可藉由變更該阻抗，而變更產生於該邊緣環的電壓；在該邊緣環中，未連接有該基板偏壓用射頻電源。
  2. 一種蝕刻裝置，係對基板進行蝕刻的裝置，其包含：腔室；基板支撐體，設於該腔室的內部，並具有：電極、設於該電極上的靜電夾頭、及配置成將載置於該靜電夾頭上之基板包圍的導電性之邊緣環；射頻電源，供給用於從該腔室的內部之氣體產生電漿的射頻電力；可變更阻抗的RF濾波器；及控制部；該邊緣環與該RF濾波器係經由連接部而直接電性連接；該控制部可藉由變更該阻抗，而變更產生於該邊緣環的電壓；與該邊緣環連接的該RF濾波器係經由直流電源而與接地電位連接。
  3. 一種蝕刻裝置，係對基板進行蝕刻的裝置，其包含：腔室；基板支撐體，設於該腔室的內部，並具有：電極、設於該電極上的靜電夾頭、及配置成將載置於該靜電夾頭上之基板包圍的導電性之邊緣環；電漿產生用射頻電源，供給用於從該腔室的內部之氣體產生電漿的射頻電力；可變更阻抗的RF濾波器；及控制部；該邊緣環與該RF濾波器係經由連接部而直接電性連接；該控制部可藉由變更該阻抗，而變更產生於該邊緣環的電壓；在該邊緣環中，未連接有射頻電源。
  4. 如請求項1所述之蝕刻裝置，其中，從該基板偏壓用射頻電源供給之射頻偏壓電力的頻率係在5MHz以下。
  5. 如請求項2或3所述之蝕刻裝置，更包含：基板偏壓用射頻電源，與該基板支撐體連接；從該基板偏壓用射頻電源供給之射頻偏壓電力的頻率係在5MHz以下。
  6. 如請求項1至4中任一項所述之蝕刻裝置，其中，該連接部包含將該邊緣環與該RF濾波器加以連接的導體構造。
  7. 如請求項6所述之蝕刻裝置，其中， 該連接部更包含設於該邊緣環與該導體構造之間的導體構件。
  8. 如請求項7所述之蝕刻裝置，其中，該導體構件為彈性體；藉由該導體構件的彈力，而調整作用於該邊緣環與該導體構造之間的接觸壓力。
  9. 如請求項7所述之蝕刻裝置，其中，該連接部包含複數該導體構件；複數該導體構件係與該邊緣環在同心圓上等間隔地設置。
  10. 如請求項7所述之蝕刻裝置，其中，該導體構件係與該邊緣環在同心圓上設置成環狀。
  11. 如請求項6所述之蝕刻裝置，其中，該連接部更包含：夾持構件，藉由將該邊緣環往該導體構造側夾入，而將該邊緣環與導體構造加以連接。
  12. 如請求項6所述之蝕刻裝置，其中，該連接部更包含：中繼構件，在該導體構造中，與該邊緣環在同心圓上設置成環狀。
  13. 如請求項6所述之蝕刻裝置，其中，該邊緣環係藉由靜電力而吸附固持於邊緣環支撐體上， 並藉由該靜電力，調整作用於該邊緣環與該導體構造之間的接觸壓力。
  14. 如請求項13所述之蝕刻裝置，更包含：供氣部，將氣體供給至該邊緣環之底面；排氣部，將該邊緣環之底面抽真空；及控制部，控制該供氣部及該排氣部；該控制部係在該邊緣環被固持於該靜電夾頭上時，控制該供氣部及該排氣部，以將所期望的壓力作用於該邊緣環的底面。
  15. 如請求項1至4中任一項所述之蝕刻裝置，其中，該阻抗為可變的RF濾波器包含第一RF濾波器及第二RF濾波器。
  16. 如請求項1至4中任一項所述之蝕刻裝置，其中，該導電性之邊緣環係由Si或是SiC構成。
  17. 如請求項1至4中任一項所述之蝕刻裝置，其中，該RF濾波器包含可變更該阻抗之一個以上的可變元件。
  18. 如請求項1至4中任一項所述之蝕刻裝置，其中，該RF濾波器包含：複數元件；及切換電路，可藉由改變該複數元件的組合而變更該阻抗。
  19. 一種蝕刻方法，係使用蝕刻裝置對基板進行蝕刻的方法；該蝕刻裝置包含： 腔室；基板支撐體，設於該腔室的內部，並具有：電極、設於該電極上的靜電夾頭、及配置成將載置於該靜電夾頭上之基板包圍的導電性之邊緣環；射頻電源，供給用於從該腔室的內部之氣體產生電漿的射頻電力；基板偏壓用射頻電源，與該基板支撐體連接；及可變更阻抗的RF濾波器；該邊緣環與該RF濾波器係經由連接部而直接電性連接；在該邊緣環中，未連接有該基板偏壓用射頻電源；該蝕刻方法，係包含以下步驟：藉由變更該阻抗，而變更產生於該邊緣環的電壓，以將載置於該靜電夾頭上之基板之邊緣區域中的傾斜角度，修正成所期望之值的步驟。
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