等离子体处理装置以及等离子体处理方法制造方法及图纸

提供一种不扩大离子能的分布地控制离子能、在低压且低等离子体密度的环境下稳定地维持等离子体的等离子体处理装置以及等离子体处理方法。等离子体处理装置(10)具有处理容器(12)、载波群生成部(62)以及下部电极(LE)。载波群生成部(62)生成载波群，该载波群在频域中包括频率不同的多个载波，在时域中通过第一峰值部分与绝对值比第一峰值部分的绝对值小的第二峰值部分交替出现的振幅波形来表示。下部电极(LE)使用载波群来在处理容器(12)内生成等离子体。

Plasma treatment device and plasma treatment method

A plasma processing device and a plasma treatment method are provided, which can not only expand ionic energy to control ion energy, but also maintain plasma under low pressure and low plasma density. The plasma processing device (10) has a processing container (12), a carrier group generating unit (62), and a lower electrode (LE). The carrier group generation section (62) generates a carrier group. The carrier group includes multiple carriers with different frequencies in the frequency domain, and is represented by the amplitude waveform alternated by the second peak part of the first peak value and the absolute value smaller than the absolute value of the first peak part in the time domain. The lower electrode (LE) uses the carrier group to generate plasma in the processing container (12).

【技术实现步骤摘要】
等离子体处理装置以及等离子体处理方法
本专利技术的各方面和实施方式涉及一种等离子体处理装置和等离子体处理方法。
技术介绍
以往，已知一种使用通过高频电源生成的高频电力在处理容器内生成等离子体的等离子体处理装置。此外，还有一种通过多个高频电源生成频率不同的多个高频电力的技术。专利文献1：日本特开2012-15534号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，在使用通过高频电源生成的高频电力来在处理容器内生成等离子体的情况下，存在难以在低压且低等离子体密度的环境下稳定地维持等离子体的问题。例如，为了在低压的环境下维持等离子体，考虑使通过高频电源生成的高频电力增加。当高频电力增加时，处理容器内的电场增大，因此存在等离子体的电离加速从而等离子体密度过度增加的担忧。另一方面，为了抑制等离子体密度的过度增加，在等离子体生成(点火)之后，考虑使高频电力减少到比等离子体生成(点火)时的值小的值。然而，存在如下担忧：在使高频电力减少的情况下，处理容器内的电场下降，因此无法确保用于维持等离子体的足够的电场，从而等离子体消失。在这点上，为了通过以往的CCP(CapacitivelyCoupledPlasma：电容耦合等离子体)型等离子体装置得到高的离子能，需要使频率为低频，但另一面，离子能的分布大幅变宽，难以抑制离子能的分布来准确地控制离子能。用于解决问题的方案公开的等离子体处理装置在一个实施方式中具有：处理容器；载波群生成部，其用于生成载波群，该载波群在频域中包括频率不同的多个载波，在时域中通过第一峰值部分与绝对值比所述第一峰值部分的绝对值小的第二峰值部分交替出现的振幅波形来表示；以及等离子体生成部，其使用所述载波群来在所述处理容器内生成等离子体。专利技术的效果通过公开的等离子体处理装置的一个方式，起到如下的效果：通过控制波形，能够将离子能的绝对值和离子能的分布控制得窄，从而能够在低压且低等离子体密度的环境下稳定地维持等离子体。附图说明图1是示出第一实施方式所涉及的等离子体处理装置的图。图2是示出第一实施方式中的载波群生成部的结构例的框图。图3是示出频域中的载波群的波形的一例的图。图4是示出时域中的载波群的波形的一例的图。图5是用于说明与载波群的中心频率fc对应的载波的振幅值同与除载波群的中心频率fc相应的载波以外的载波的振幅值之比的图。图6是示出相应于比Ao/Ac的、第一峰值部分P1与第二峰值部分P2之差ΔP的变动的图。图7是示出相应于比Ao/Ac的、第一峰值部分P1与第二峰值部分P2之差ΔP的变动的图。图8是示出相应于比Ao/Ac的、第一峰值部分P1与第二峰值部分P2之差ΔP的变动的图。图9是示出相应于个数N的、第一峰值部分P1的占空比的变动的图。图10是示出相应于个数N的、第一峰值部分P1的占空比的变动的图。图11是示出相应于频率间隔Δf的、彼此相邻的两个第一峰值部分P1的时间间隔ΔT的变动的图。图12是示出相应于频率间隔Δf的、彼此相邻的两个第一峰值部分P1的时间间隔ΔT的变动的图。图13是用于说明基于载波群的作用的图。图14是第一实施方式所涉及的等离子体处理方法的流程图。图15是用于说明基于第一实施方式所涉及的等离子体处理装置的效果(等离子体的维持)的图。图16是用于说明基于第一实施方式所涉及的等离子体处理装置的效果(离子能的分布)的图。图17是用于说明变形例1的图。图18是用于说明变形例1的图。图19是用于说明变形例2的图。图20是用于说明变形例2的图。图21是示出第二实施方式所涉及的等离子体处理装置的图。图22是示出第二实施方式中的载波群生成部的图。图23是示出由各生成电路生成的载波的频率的一例的图。图24是示出载波的合成的一例的图。图25是示出每N个载波的载波群的电信号的波形的一例的图。图26是示出每个频率间隔Δf的载波群的电信号的波形的一例的图。图27是示出使载波的振幅发生了变化的情况下的载波群的电信号的波形的一例的图。图28A是示出对载波的指定的一例的图。图28B是示出对载波的指定的一例的图。图28C是示出对载波的指定的一例的图。图28D是示出对载波的指定的一例的图。图29是示出向下部电极供给的电力的一例的图。图30是示出在进行高的深宽比的等离子体蚀刻的情况下会发生的问题的一例的图。图31是示出向下部电极供给的电压的一例的图。图32是示出等离子体蚀刻出的高的深宽比的接触孔的一例的图。图33A是说明占空比与蚀刻速率之间的关系的图。图33B是说明占空比与电源容量之间的关系的图。图34是示出向下部电极供给的电压的一例的图。图35是示出蚀刻速率的比较结果的一例的图。附图标记说明10：等离子体处理装置；12：处理容器；30：上部电极；62；载波群生成部；71：波形数据生成部；72：量子化部；73：傅立叶逆变换部；78：调制部；100：载波群生成部；102：方向性耦合器；104：匹配器；110：生成电路；111：信号发生器；112：移相器；113：功率放大器；115：输出合成器；LE：下部电极；Cnt：控制部。具体实施方式下面，参照附图来详细地说明本申请所公开的等离子体处理装置和等离子体处理方法的实施方式。此外，设为在各附图中对相同或相当的部分标注相同的标记。另外，并不限定本实施方式所公开的专利技术。在不使处理内容相矛盾的范围内能够对各实施方式恰当地进行组合。(第一实施方式)图1是示出第一实施方式所涉及的等离子体处理装置的图。图1所示的等离子体处理装置10构成为使用了电容耦合等离子体(CCP：CapacitivelyCoupledPlasma)的等离子体处理装置。等离子体处理装置10具备大致圆筒状的处理容器12。处理容器12的内壁表面例如由被阳极氧化处理后的铝形成。该处理容器12安全接地。在处理容器12的底部设置有大致圆筒状的支承部14。支承部14例如由绝缘材料形成。支承部14在处理容器12内从处理容器12的底部沿铅垂方向延伸。另外，在处理容器12内设置有载置台PD。载置台PD被支承部14支承。载置台PD在其上表面保持晶圆W。载置台PD具有下部电极LE和静电卡盘ESC。下部电极LE包含第一板18a和第二板18b。第一板18a和第二板18b例如由铝这样的金属形成，呈大致圆盘形状。第二板18b设置在第一板18a上，与第一板18a电连接。在第二板18b上设置有静电卡盘ESC。静电卡盘ESC具有将作为导电膜的电极配置在一对绝缘层或绝缘片之间的构造。直流电源22经由开关23而与静电卡盘ESC的电极电连接。该静电卡盘ESC借助通过来自直流电源22的直流电压所产生的库伦力等静电力来吸附晶圆W。由此，静电卡盘ESC能够保持晶圆W。在第二板18b的周缘部上以包围晶圆W的边缘和静电卡盘ESC的方式配置有聚焦环FR。聚焦环FR是为了提高蚀刻的均匀性而设置的。聚焦环FR由根据蚀刻对象的膜的材料而适当选择的材料形成，例如能够由石英形成。在第二板18b的内部设置有制冷剂流路24。制冷剂流路24构成温度调节机构。从设置在处理容器12的外部的冷却单元经由配管26a而向制冷剂流路24供给制冷剂。被供给到制冷剂流路24的制冷剂经由配管26b而返回到冷却单元。像这样，以使制冷剂循环的方式向制冷剂流路24供给制冷剂。通过控制该制冷剂的温度，能够控制被静电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体处理装置，其特征在于，具有：处理容器；载波群生成部，其用于生成载波群，该载波群在频域中包括频率不同的多个载波，在时域中通过第一峰值部分与绝对值比所述第一峰值部分的绝对值小的第二峰值部分交替出现的振幅波形来表示；以及等离子体生成部，其使用所述载波群来在所述处理容器内生成等离子体。

【技术特征摘要】
2016.05.10 JP 2016-094340;2017.05.08 JP 2017-092191.一种等离子体处理装置，其特征在于，具有：处理容器；载波群生成部，其用于生成载波群，该载波群在频域中包括频率不同的多个载波，在时域中通过第一峰值部分与绝对值比所述第一峰值部分的绝对值小的第二峰值部分交替出现的振幅波形来表示；以及等离子体生成部，其使用所述载波群来在所述处理容器内生成等离子体。2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述振幅波形中的所述第一峰值部分与所述第二峰值部分之差根据所述多个载波中的与所述载波群的中心频率相应的载波的振幅值同与除所述载波群的中心频率相应的载波以外的载波的振幅值之比而发生变动。3.根据权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述振幅波形中的所述第一峰值部分的出现时间相对于所述第一峰值部分的出现时间和所述第二峰值部分的出现时间的总和之比根据所述多个载波的个数而发生变动。4.根据权利要求1～3中的任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述振幅波形中的彼此相邻的两个所述第一峰值部分的时间间隔根据所述多个载波的频率间隔而发生变动。5.根据权利要求1～4中的任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述载波群生成部具有：波形数据生成部，其用于生成波形数据；量子化部，其用于对所述波形数据进行量子化；傅立叶逆变换部，其对已被量子化的所述波形数据进行傅立叶逆变换，由此将所述波形数据的同相分量数据与正交分量数据分离；以及调制部，其使用所述波形数据的同相分量数据和正交分量数据来对相位彼此相差90°的基准载波进行调制，由此生成所述载波群。6.根据权利要求5所述的等离子体处理装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：久保田绅治，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP