CN119340186A 控制方法和等離子體處理裝置 （東京毅力科創株式會社）

201980017588.22019.06.12一種具有載置被處理體的第一電極的等離子體高的頻率的生成源功率供給到等離子體處理空控制步驟與基準電氣狀態的一周期內的相位同中上述基準電氣狀態表示由上述偏置功率的供21.一種具有載置被處理體的第一電極的等離子體處理裝置的控制方法，其特征在于，將具有比所述偏置功率高的頻率的生成源功率供給到等離子體處理所述控制方法包括第一控制步驟，該第一控制步驟與基準電氣狀所述等離子體處理裝置具有與所述第一電極相對所述將生成源功率供給到所述等離子體處理空間的步驟，將所述生成所述第一狀態的期間包括所述基準電氣狀態的相位成為正峰值的時所述第一狀態的期間包括所述基準電氣狀態的相位成為負峰值的時包括第二控制步驟，其使所述生成源功率以與所述包括第三控制步驟，其使所述偏置功率以與HF的第二控制步驟，其使所述生成源功率以與所述基準電氣第三控制步驟，其使所述偏置功率以與HF的電壓或電流的周期無關的周期間歇地停施加與所述基準電氣狀態的相位的峰值對應的所述基準電氣狀態是與偏置功率的高頻的周期同步的信號的狀態、或3率的供電系統中從所述第一電極至經由所述偏置功率的供電桿連接的匹配器的內部為止所述控制部進行控制，以與基準電氣狀態的一周期內的相位同步地交替生成源電源，其對所述第一電極或者所述第二電極供給頻率比所述控制部進行控制，以與基準電氣狀態的一周期內的相位同步地交替狀態和所述第二狀態，所述基準電氣狀態表示與所述偏置功率的高頻的周期同步的信號、所述控制部生成與所述基準電氣狀態的相位同步的同步信號，根據該在所述偏置功率和所述生成源功率的供給線路或者所述第一在所述偏置功率和所述生成源功率的供電線或者所述第一電極安裝阻抗可變的阻抗所述控制部根據所述偏置功率、所述基準電氣狀態的相位、被施加所4所述控制部根據所述基準電氣狀態的相位使從所述生成源電源輸出的生成源功率的將具有比所述偏置功率高的頻率的生成源功率供給到等離子體處理所述控制方法包括第一控制步驟，所述第一控制步驟將所述第一狀與將基準電氣狀態的一周期內的相位分割為多個時的各相位相應地控制為2個以上的頻5[0001]本案是申請日為2019年6月12日、申請號為201980017588.2(國際申請號為PCT/[0008]在專利文獻1中，將作為等離子體生成用的高頻功率的生成源功率和作為離子吸引用的高頻功率的偏置功率這兩個不同頻率的高頻功率施加到處理容器內以控制蝕刻速[0016]圖2B是表示一實施方式的利用安裝于供電系統的傳感器的相位信號進行控制的6[0017]圖3是表示一實施方式的與LF的一周期內的相位相應的HF的供給時刻的一個例子[0018]圖4是表示一實施方式的與LF的一周期內的相位相應的HF的供給時刻的一個例子[0019]圖5是表示一實施方式的LF的一周期內的相位與等離子體密度Ne及自偏置Vdc的[0046]當將等離子體生成用的高頻功率的生成源功率和離子吸引用的高頻功率的偏置功率這兩個不同頻率的高頻功率施加到處理容器內時，有時會產生IMD(Intermodulation7頻電源的供電線所使用的同軸電纜的電纜長度進行著率的反射波功率，也無法消除由IMD所含的HF功率和LF功率的基波和/或諧波之和和/或差如在圖12的例子中，LF的電位在正的最大值附近時IMD大致為0W，即成為不產生反射的狀[0054]一實施方式的等離子體處理裝置1是電容耦合型的平行平板等離子體處理裝置，[0056]在載置臺16的上表面設置有利用靜電力吸附保持晶片W的靜電吸盤18。靜電吸盤[0057]在載置臺16的上表面，在晶片W的周圍，配置有例如由硅形成的導電性的邊緣環834與下部電極間之間形成等離子體處理空間。上部電極34形成與載置臺16上的晶片W相對34作為用于供給處理氣體的噴淋頭發揮作用。~13.56MHz的范圍內的頻率的LF功率。匹配器46使第一高頻電源48外，在處理容器10的側壁設置有晶片W的送入送出口85，該送入送出口85能夠由閘閥86開9[0069]從上部電極34的氣體釋放孔37釋放出的處理氣體主要被HF功率解離和電離而生[0070]在等離子體處理裝置1設置有控制裝置整體的動作的控制部200。控制部200按照[0072]偏置功率的供電系統是指第一高頻電源48→匹配器46→供電桿47→載置臺16→中任一者是指在從第一高頻電源48經匹配器46的內部及供電桿47至載置臺16為止的部分率)被控制成與基準電氣狀態的一個周期內的相位同步地按后述的第一狀態和第二狀態交號中任一者。處理器100與基準電氣狀態的一個周期內的相位同步地按第一狀態和第二狀[0077]也可以為處理器100不基于來自傳感器的信號，而生成與從第一高頻電源48輸出中，處理器100從第一高頻電源48輸入LF的相位信號(小功率波形)或者與偏置功率的信息頻電源90基于該信號以第一狀態和第二狀態交替地施器108將HF的行波功率和反射波功率的一部分發送給示[0084]在一實施方式中，示波器112所示的LF的頻率例如為400kHz，HF的頻率例如為[0085]另外，定向耦合器108分離出一定比例的HF的反射波，并將其發送給反射檢測器程度的反射波功率。IMD是根據LF的基波和/或諧波與HF的基波和/或諧波之和或差的頻率過對等離子體處理裝置1的上部電極或者下部電極施加HF功率(在一實施方式中為下部電[0086]定向耦合器105將LF的行波功率的一部分發送給處理器100。處理器100生成與LF[0087]處理器100將生成的同步信號發送給信號產生電路102。信號產生電路102根據發耦合器105將從第一高頻電源48輸出的LF的電壓或電流的一部分作為波形取出，并輸入處處理器100根據所輸入的波形的信號來生成具有任意延遲和任意振幅的接通信號，并將其[0089]信號產生電路102在接收到接通信號的期間，為了使第二高頻電源90產生HF功率生電路102將該波形的信號和接通信號發送給第二高[0092]第一高頻電源48的放大器將400kHz的LF的調制信號的振幅(AM：amplitude[0093]圖3是表示與LF的電壓或電流的波形以及LF的電壓或電流為正的時期相應地施加[0094]處理器100可以在包含電極電位為正的時期的時間段生成控制HF功率的同步信位相對于地電位處于正電位時接近等離子體電位，因此一部分高速的電子能夠流入電極，[0099]電極借助隔直電容器(blockingcondenser)(一實施方式中，匹配器)而浮置于[0104]對于這樣的阻抗Z的變動，對HF功率進行阻抗匹配的匹配器88通過電動機的工作矩形波，也可以施加包含上升部分的緩慢上升(slowup)和下降部分的緩慢下降(slow后錯開規定時間的時期或者向前錯開規定時間的時期的至少任一時期施[0109]作為使HF功率從基準電氣狀態的相位為正的時期錯開規定時間的控制方法的應電氣狀態的一周期內的相位同步地控制HF功率的通斷或者高低。由此，能夠減少IMD的產[0115]在一實施方式的等離子體處理裝置1的控制方法中，包括與基準電氣狀態的一周度Ne與自偏置的絕對值|Vdc|的關系的一個例子的圖。圖6和圖7是表示一實施方式的反射[0118]圖5的圖表表示相對于基準電氣狀態的一周期，在其一周期的大約40％的時間寬層變厚而等離子體生成效率降低作為技術問題，通過在電極電位為正的時期施加HF功率，[0124]例如圖6左側的上下圖表以及圖6右側的(a)和(b)的畫面的波形表示控制部200的低。上方的圖表表示與LF的一周期的Vpp和Vdc對應的HF的行波功率(Pf)和反射波功率期內的相位同步地，以使HF功率為第一狀態(例如接據此，HF的反射波功率(Pr)在LF的電壓的一周期的相位中最大變化為大約5倍(大約10W~于說明一實施方式的變形例1的控制方法的圖。圖9是用于說明一實施方式的變形例2的控和第二高頻電源90連接的供電線或者下部電極安裝構成旁通線路的附加電路250。附加電[0133]能夠用附加電路250使處理容器10側的阻抗相對于等離子體側的負載阻抗的比例電路250與處理容器10側的阻抗相加而得的阻抗Z較大地變化的情況。例如如圖8的(b)所或者，阻抗變化電路300根據LF的相位使阻抗變化，來抑制從匹配器88觀察到的阻抗的變[0136]作為阻抗變化電路300的一個例子，能夠例舉出以矩陣狀設置電容器并用電子開[0145]例如將電極上的鞘層的電容假定為C，電容C根據鞘層的厚度的變化而變化成4倍與LF脈沖相應地控制施加HF功率的時期。即，例如可以以接通和關斷的方式施加基于式和上述各變形例的等離子體處理裝置1的控制方法，選擇HF的反射波功率低的時期并在[0152]如以上所說明的那樣，一實施方式的平行平板型的等離子體處理裝置1的控制方[0153]上述控制方法也能夠由平行平板型的等離子體處理裝置以外的等離子體處理裝包括與基準電氣狀態的一周期內的相位同步地交替地施加第一狀態和第二狀態的第一控[0155]下面，對一實施方式的變形例5_1～5_4的等離子體處理裝置1的控制方法進行說制步驟按與由LF電壓表示為一個例子的基準電氣狀態的周期無關的周期使生成源功率間成源功率的占空比(Duty比)(＝第四狀態/(第三狀態+第四狀態))在190％的范圍內即制步驟中的生成源功率按與第一控制步驟相同的周形例5_1的第二控制步驟的生成源功率的控制和變形例5_2的第三控制步驟的偏置功率的也可以如圖13D所示生成源功率比偏置功率向后地錯開，還可以為生成源功率比偏置功率加時間來控制離子能和/或反應時間，能夠促進適合于處理的自由基的生成來控制自由基式的變形例7_2的控制方法的時序圖。圖15C是表示一實施方式的變形例7_3的控制方法的與將LF電壓或電極電位作為一個例子的基準電氣狀態的一周期內的相位同步地交替施加生成源功率的第一狀態和第二狀態。在變形例7_1中，以與電極電位為負的時期同步的方代替圖15C和圖15D的第二控制步驟而具有圖13C和圖13D所示的第二控制步驟和第三控制式的變形例4的控制方法中，按因鞘層厚度的變化導致的C成分的變化的量使HF的頻率變化來使HF的頻率f變化。由此，能夠成為與鞘層的厚度的變化相應地大致獲得了匹配的狀射波功率根據氣體種類和LF的相位而改變。例如，圖16的(a)表示對處理容器10內供給氬示搭載于載置臺16上的晶片的電位。晶片的電位與LF的頻率例如為400kHz時的LF電壓的[0185]關于根據HF的反射波功率的分布的不同而將從第二高頻電源90輸出的HF的輸出[0189]圖17的橫軸表示時間，縱軸的左側表示HF的行波功率(HF_Pf)和反射波功率(HF_[0190]在圖17的第一次的周期中，表示在LF的最初的一周期內(C的第一周期)中將第二[0194]第二高頻電源90暫時控制的頻率的移位量和最初的移位方向(第三次頻率的箭頭[0196]在第四次以后，第二高頻電源90基于第三次的數據或者減小在LF的一周期的各相位中HF的反射波功[0197]在一實施方式的變形例8的控制方法中，按指定的時期進行以上說明的流程。由90控制HF的頻率(參照圖17)，且使D所示的HF功率(生成源功率)的輸出如D1所示的那樣增路102將控制HF的頻率和HF的功率的控制信號發送到第二高頻電源90。第二高頻電源90根[0215]由此，能夠使從第二高頻電源90輸出的HF的頻率最快到達HF的反射波功率最少[0216]此外，在處理器100執行變形例11的控制方法的情況下，基于圖2A的反射檢測器[0218]在該情況下，第二高頻電源90能夠被實現為包括有處理器100的功能的控制部的[0220]以上說明的變形例8～變形例11的控制方法，是具有載置被處理體的第一電極的狀態和上述第二狀態與將基準電氣狀態的一周期內的相位分割為多個時的各相位相應地控制為2個以上的頻率，其中該基準電氣狀態表示與上述偏置功率的高頻的周期同步的信[0226]本發明公開的一實施方式的等離子體處理裝置和控制方[0227]本發明的等離子體處理裝置也能夠應用于CapacitivelyCoupledPlasma(CCP，[0230]上述將具有比偏置功率高的頻率的生成源功率供給到等[0232]本國際申請主張基于2018年6月22日申請的日本國專利申請2018_119344號的優先權和2019年6月5日申請的日本國專利申請2019_105708號的優先權，并在本國際申請中