等离子体处理装置及等离子体处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术所公开的等离子体处理装置具备腔室、基板支承器、高频电源及偏置电源。高频电源向高频电极供给高频电力。偏置电源向偏置电极施加电偏置。搭载于基板支承器上的边缘环接收电偏置的一部分或其他电偏置。外圈相对于边缘环在径向上且在外侧延伸，接收高频电力的一部分。高频电力的功率电平在电偏置的各周期内，与电偏置同步变更。与电偏置同步变更。与电偏置同步变更。

【技术实现步骤摘要】
等离子体处理装置及等离子体处理方法


[0001]本专利技术的示例性实施方式涉及一种等离子体处理装置及等离子体处理方法。

技术介绍

[0002]等离子体处理装置用于对基板的等离子体处理。等离子体处理装置具备腔室、静电卡盘及下部电极。静电卡盘及下部电极设置于腔室内。静电卡盘设置于下部电极上。静电卡盘支承载置于其上的边缘环。边缘环有时称为聚焦环。静电卡盘支承配置于由边缘环包围的区域内的基板。在等离子体处理装置中进行等离子体处理时，将气体供给至腔室内。并且，将高频电力供给至下部电极。等离子体由腔室内的气体形成。基板通过来自等离子体的离子、自由基之类的化学物种来进行处理。
[0003]若执行等离子体处理，则边缘环会消耗，边缘环的厚度变小。若边缘环的厚度变小，则边缘环的上方的等离子体鞘层(以下，称为“鞘层”)的上端的位置变低。边缘环的上方的鞘层的上端的垂直方向上的位置应与基板的上方的鞘层的上端的垂直方向上的位置相等。日本特开2008
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227063号公报(以下，称为“专利文献1”)中公开有一种能够调整边缘环的上方的鞘层的上端的垂直方向上的位置的等离子体处理装置。专利文献1中所记载的等离子体处理装置构成为将直流电压施加于边缘环。并且，专利文献1中所记载的等离子体处理装置构成为在将直流电压施加于边缘环时，调节供给至下部电极的高频电力的电力电平。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种能够调节边缘环上的鞘层的厚度与径向上的等离子体的密度分布的技术。
[0005]在一示例性实施方式中，提供一种等离子体处理装置。等离子体处理装置具备腔室、基板支承器、高频电源及偏置电源。基板支承器具有偏置电极。高频电源构成为为了在腔室内由基板支承器支承的基板的上方生成等离子体，而产生供给至高频电极的高频电力。偏置电源经由电路径与偏置电极连接。边缘环搭载于基板支承器上。边缘环经由在偏置电极与边缘环之间或在所述电路径与边缘环之间提供可变阻抗的阻抗调节器与偏置电源电连接，或与其他偏置电源电连接。外圈(outer ring)相对于边缘环在径向上且在外侧延伸。外圈以接收高频电力的一部分的方式与高频电源电连接。高频电源构成为在从偏置电源向偏置电极输出的电偏置的各周期内，与电偏置同步地变更高频电力的功率电平。
[0006]根据一示例性实施方式，能够调节边缘环上的鞘层的厚度且能够调节径向上的等离子体的密度分布。
附图说明
[0007]图1是概略地表示一示例性实施方式所涉及的等离子体处理装置的图。
[0008]图2的(a)及图2的(b)分别是图1中所示的等离子体处理装置中所使用的一例的高
频电力与电偏置的时序图。
[0009]图3的(a)及图3的(b)分别是图1中所示的等离子体处理装置中所使用的另一例的高频电力与电偏置的时序图。
[0010]图4是概略地表示另一示例性实施方式所涉及的等离子体处理装置的图。
[0011]图5的(a)及图5的(b)分别是图4中所示的等离子体处理装置中所使用的一例的第1高频电力、第2高频电力及电偏置的时序图。
[0012]图6的(a)及图6的(b)分别是图4中所示的等离子体处理装置中所使用的另一例的第1高频电力、第2高频电力及电偏置的时序图。
[0013]图7是概略地表示又一示例性实施方式所涉及的等离子体处理装置的图。
[0014]图8是概略地表示又一示例性实施方式所涉及的等离子体处理装置的图。
具体实施方式
[0015]以下，对各种示例性实施方式进行说明。
[0016]在一示例性实施方式中，提供一种等离子体处理装置。等离子体处理装置具备腔室、基板支承器、高频电源及偏置电源。基板支承器具有偏置电极。高频电源构成为为了在腔室内由基板支承器支承的基板的上方生成等离子体，而产生供给至高频电极的高频电力。偏置电源经由电路径与偏置电极连接。边缘环搭载于基板支承器上。边缘环经由在偏置电极与边缘环之间或在所述电路径与边缘环之间提供可变阻抗的阻抗调节器与偏置电源电连接，或与其他偏置电源电连接。外圈相对于边缘环在径向上且在外侧延伸。外圈以接收高频电力的一部分的方式与高频电源电连接。高频电源构成为在从偏置电源向偏置电极输出的电偏置的各周期内，与电偏置同步地变更高频电力的功率电平。
[0017]根据上述实施方式，通过阻抗调节器或其他偏置电源来调节边缘环中的负偏置的电平。因此，根据上述实施方式，能够调节边缘环上的鞘层的厚度。并且，在上述实施方式中，在电偏置的各周期内变更供给至外圈的高频电力的功率电平。因此，根据上述实施方式，能够在电偏置的各周期内调节径向上的等离子体的密度分布。
[0018]在一示例性实施方式中，等离子体处理装置还可以具备第1电极及第2电极。第1电极与边缘环电耦合。第1电极还可以与边缘环电容耦合。第2电极与外圈电耦合。第2电极还可以与外圈电容耦合。阻抗调节器在偏置电极与第1电极之间或在所述电路径与第1电极之间提供可变阻抗。外圈经由第2电极接收高频电力的一部分或来自其他高频电源的其他高频电力。
[0019]在一个示例性实施方式中，高频电源可以构成为在电偏置的各周期内的同一期间，向高频电极及外圈供给高频电力的脉冲。
[0020]在一个示例性实施方式中，上述的同一期间可以为电偏置在其周期内具有该电偏置的平均电压以上的电压的第1期间或该电偏置在该周期内具有比该平均电压低的电压的第2期间。当高频电力的脉冲在第1期间中被供给至高频电极及外圈的情况下，能够使基板上的等离子体的密度与外圈周围的等离子体的密度增加。并且，当高频电力的脉冲在第2期间中被供给至高频电极及外圈的情况下，能够相对于基板上的等离子体密度，使外圈周围的等离子体密度相对增加。
[0021]在一示例性实施方式中，基板支承器可以具有基台及设置于该基台上的静电卡
盘。
[0022]在一示例性实施方式中，基台可以提供作为偏置电极的下部电极。下部电极可以为高频电极。高频电源可以经由上述的电路径与下部电极电连接。
[0023]在一示例性实施方式中，等离子体处理装置还可以具备阻抗调节器。该阻抗调节器在上述的电路径与外圈之间或下部电极与外圈之间提供可变阻抗。
[0024]在一个示例性实施方式中，等离子体处理装置还可以具备滤波器，连接在所述阻抗调节器与第2电极之间，该阻抗调节器在所述电路径与外圈之间或下部电极与外圈之间提供可变阻抗。滤波器可以具有使高频电力选择性地通过从偏置电源供给至下部电极的电偏置的频率特性。
[0025]在一个示例性实施方式中，偏置电极可以设置于静电卡盘中。基台可以提供作为高频电极的下部电极。高频电源可以与下部电极电连接。在一个示例性实施方式中，等离子体处理装置还可以具备阻抗调节器，在将高频电源与下部电极连接的电路径与外圈之间或在下部电极与外圈之间提供可变阻抗。
[0026]在另一示例性实施方式中，提供一种等离子体处理装置。等离子体处理装置具备腔室、基板支承器、第1高频电源、偏置电源及第2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等离子体处理装置，其具备：腔室；基板支承器，具有偏置电极；高频电源，为了在所述腔室内由所述基板支承器支承的基板的上方生成等离子体，而产生供给至高频电极的高频电力；及偏置电源，经由电路径与所述偏置电极连接，搭载于所述基板支承器上的边缘环，经由在所述偏置电极与该边缘环之间或在所述电路径与所述边缘环之间提供可变阻抗的阻抗调节器与所述偏置电源电连接，或与其他偏置电源电连接，相对于所述边缘环在径向上且在外侧延伸的外圈以接收所述高频电力的一部分的方式与所述高频电源电连接，所述高频电源构成为在从所述偏置电源向所述偏置电极输出的电偏置的各周期内，与所述电偏置同步地变更所述高频电力的功率电平。2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其还具备：第1电极，与所述边缘环电耦合；及第2电极，与所述外圈电耦合，所述阻抗调节器在所述偏置电极与所述第1电极之间或在所述电路径与所述第1电极之间提供可变阻抗，所述外圈经由所述第2电极，接收所述高频电力的一部分或来自其他高频电源的其他高频电力。3.根据权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其中，所述高频电源构成为在所述电偏置的各周期内的同一期间，向所述高频电极及所述外圈供给所述高频电力的脉冲。4.根据权利要求3所述的等离子体处理装置，其中，所述同一期间为所述电偏置在其周期内具有该电偏置的平均电压以上的电压的第1期间或该电偏置在该周期内具有比该平均电压低的电压的第2期间。5.根据权利要求1至4中任一项所述的等离子体处理装置，其中，所述基板支承器具有基台及设置于该基台上的静电卡盘，所述基台提供作为所述偏置电极的下部电极，所述下部电极为所述高频电极，所述高频电源经由所述电路径与所述下部电极电连接。6.根据权利要求5所述的等离子体处理装置，其还具备：在所述电路径与所述外圈之间或在所述下部电极与所述外圈之间提供可变阻抗的阻抗调节器。7.根据权利要求6所述的等离子体处理装置，其还具备：滤波器，连接在所述阻抗调节器与所述外圈之间，该阻抗调节器在所述电路径与所述外圈之间或在所述下部电极与所述外圈之间提供可变阻抗，所述滤波器具有使所述高频电力选择性地通过从所述偏置电源供给至所述下部电极的所述电偏置的频率特性。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的等离子体处理装置，其中，所述基板支承器具有基台及设置于该基台上的静电卡盘，所述偏置电极设置于所述静电卡盘中，所述基台提供作为所述高频电极的下部电极，所述高频电源与所述下部电极电连接。9.根据权利要求8所述的等离子体处理装置，其还具备：阻抗调节器，在将所述高频电源连接至所述下部电极的电路径与所述外圈之间或在所述下部电极与所述外圈之间提供可变阻抗。10.一种等离子体处理装置，其具备：腔室；基板支承器，具有偏置电极；第1高频电源，为了在所述腔室内由所述基板支承器支承的基板的上方生成等离子体，而产生供给至高频电极的第1高频电力；及偏置电源，经由电路径与所述偏置电极连接，第2高频电源，构成为产生供给至外圈的第2高频电力，并且该外圈相对于搭载于所述基板支承器上的边缘环在径向上且在外侧延伸，所述边缘环经由在所述偏置电极与该边缘环之间或在所述电路径与所述边缘环之间提供可变阻抗的阻抗调节器与所述偏置电源电连接，或与其他偏置电源电连接，所述第2高频电源构成为在从所述偏置电源向所述偏置电极输出的电偏置的各周期内，与所述电偏置同步地变更所述第2高频电力的功率电平。11.根据权利要求10所述的等离子体处理装置，其还具备：第1电极，与所述边缘环电耦合；及第2电极，与所述外圈电耦合，所述阻抗调节器在所述偏置电极与所述第1电极之间或在所述电路径与所述第1电极之间，提供可变阻抗，所述外圈经由所述第2电极接收所述第2高频电力。12.根据权利要求10或11所述的等离子体处理装置，其中，所述基板支承器具有基台及设置于该基台上的静电卡盘，所述基台提供作为所述偏置电极的下部电极，所述下部电极为所述高频电极，所述第1高频电源经由所述电路径与所述下部电极电连接。13.根据权利要求10或11所述的等离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：舆水地盐，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：