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公開番号2024180612
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-26
出願番号2024181471,2021094193
出願日2024-10-17,2021-06-04
発明の名称プラズマ処理装置
出願人東京エレクトロン株式会社
代理人弁理士法人ITOH
主分類H05H 1/46 20060101AFI20241219BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】3つの電力パルス信号を用いてプロセス性能を向上させる。
【解決手段】少なくとも3つのパワーレベルのソースRFパルス信号を生成するソースRF生成部、ソースRFパルス信号の周波数よりも低い周波数の、少なくとも2つのパワーレベルの第1及び第2バイアスRFパルス信号を生成する第1及び第2バイアスRF生成部、ソースRF生成部、第1及び第2バイアスRF生成部を互いに同期させるための同期信号を生成する同期信号生成部、ソースRF生成部及びアンテナに接続され、ソースRFパルス信号がソースRF生成部から第1整合回路を介してアンテナに供給可能にする第1整合回路、第1及び第2バイアスRF生成部及び基板支持部に接続され、第1及び第2バイアスRFパルス信号が第1及び第2バイアスRF生成部から第2整合回路を介して基板支持部に供給可能にする第2整合回路を有するプラズマ処理装置。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
プラズマ処理チャンバと、
前記プラズマ処理チャンバ内に設けられた基板支持部と、
前記プラズマ処理チャンバの上部に設けられたアンテナと、
ソースＲＦパルス信号を生成するように構成されたソースＲＦ生成部であり、前記ソースＲＦパルス信号は、少なくとも３つのパワーレベルを有し、各パワーレベルは、０以上である、ソースＲＦ生成部と、
第１バイアスＲＦパルス信号を生成するように構成された第１バイアスＲＦ生成部であり、前記第１バイアスＲＦパルス信号の周波数は、前記ソースＲＦパルス信号の周波数よりも低く、前記第１バイアスＲＦパルス信号は、少なくとも２つのパワーレベルを有し、各パワーレベルは、０以上である、第１バイアスＲＦ生成部と、
第２バイアスＲＦパルス信号を生成するように構成された第２バイアスＲＦ生成部であり、前記第２バイアスＲＦパルス信号は、少なくとも２つのパワーレベルを有し、各パワーレベルは、０以上である、第２バイアスＲＦ生成部と、
前記ソースＲＦ生成部、前記第１バイアスＲＦ生成部及び前記第２バイアスＲＦ生成部を互いに同期させるための同期信号を生成するように構成された同期信号生成部と、
前記ソースＲＦ生成部及び前記アンテナに接続される第１整合回路であり、前記ソースＲＦパルス信号が前記ソースＲＦ生成部から前記第１整合回路を介して前記アンテナに供給されるのを可能にする、第１整合回路と、
前記第１バイアスＲＦ生成部、前記第２バイアスＲＦ生成部及び前記基板支持部に接続される第２整合回路であり、前記第１バイアスＲＦパルス信号が前記第１バイアスＲＦ生成部から前記第２整合回路を介して前記基板支持部に供給されるのを可能にし、前記第２バイアスＲＦパルス信号が前記第２バイアスＲＦ生成部から前記第２整合回路を介して前記基板支持部に供給されるのを可能にする、第２整合回路と、を有する、
プラズマ処理装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第２バイアスＲＦパルス信号の周波数は、前記第１バイアスＲＦパルス信号の周波数とは異なる、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記第２バイアスＲＦパルス信号の周波数は、前記第１バイアスＲＦパルス信号の周波数よりも低い、
請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記同期信号生成部は、前記ソースＲＦ生成部、前記第１バイアスＲＦ生成部及び前記第２バイアスＲＦ生成部のうちいずれか１つに配置される、
請求項１～３のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記第１バイアスＲＦ生成部は、前記第１バイアスＲＦパルス信号のパワーレベルの変化のタイミングを、前記ソースＲＦパルス信号のパワーレベルの変化のタイミングに対してシフトさせるように構成される、
請求項１～４のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記第２バイアスＲＦ生成部は、前記第２バイアスＲＦパルス信号のパワーレベルの変化のタイミングを、前記ソースＲＦパルス信号のパワーレベルの変化のタイミング、及び／又は前記第１バイアスＲＦパルス信号のパワーレベルの変化のタイミングに対してシフトさせるように構成される、
請求項１～５のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記第２バイアスＲＦパルス信号は、ゼロパワーレベルを含む２つのパワーレベルを有する、
請求項１～６のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記第１バイアスＲＦパルス信号は、第１時間において、０よりも大きいパワーレベルを有し、
前記第２バイアスＲＦパルス信号は、前記第１時間において、ゼロパワーレベルを有する、
請求項７に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記第２整合回路は、
前記第１バイアスＲＦ生成部と前記基板支持部との間に接続され、前記第２バイアスＲＦ生成部からの第２バイアスＲＦパルス信号の結合を防止する第１分離回路と、
前記第２バイアスＲＦ生成部と前記基板支持部との間に接続され、前記第１バイアスＲＦ生成部からの第１バイアスＲＦパルス信号の結合を防止する第２分離回路と、を有する、
請求項１～８のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記第１分離回路は、コンデンサとインダクタとを含む共振回路であり、
前記第２分離回路は、インダクタを含むＲＦチョーク回路である、
請求項９に記載のプラズマ処理装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１は、２つの高周波電源を有し、チャンバ上部のアンテナ及び下部電極（サセプタ）に２周波の高周波電力を供給するＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）装置を提案する。２つの高周波電源のうち、一方の高周波電源から下部電極に、例えば１３ＭＨｚの周波数のバイアス用の高周波電力が供給される。チャンバの上方にはアンテナが設けられ、他方の高周波電源からアンテナの外側コイルを構成する線路の中点またはその近傍に、例えば２７ＭＨｚのプラズマ励起用の高周波電力が供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－６７５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、３つの高周波（ＲＦ；ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）電力パルスを用いてプロセスの性能を向上させることができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一の態様によれば、チャンバと、前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、前記チャンバの上部に設けられたアンテナと、ソースＲＦパルス信号を生成するように構成されたソースＲＦ生成部であり、前記ソースＲＦパルス信号は、少なくとも３つのパワーレベルを有し、各パワーレベルは、０以上である、ソースＲＦ生成部と、第１バイアスＲＦパルス信号を生成するように構成された第１バイアスＲＦ生成部であり、前記第１バイアスＲＦパルス信号の周波数は、前記ソースＲＦパルス信号の周波数よりも低く、前記第１バイアスＲＦパルス信号は、少なくとも２つのパワーレベルを有し、各パワーレベルは、０以上である、第１バイアスＲＦ生成部と、第２バイアスＲＦパルス信号を生成するように構成された第２バイアスＲＦ生成部であり、前記第２バイアスＲＦパルス信号は、少なくとも２つのパワーレベルを有し、各パワーレベルは、０以上である、第２バイアスＲＦ生成部と、前記ソースＲＦ生成部、前記第１バイアスＲＦ生成部及び前記第２バイアスＲＦ生成部を互いに同期させるための同期信号を生成するように構成された同期信号生成部と、前記ソースＲＦ生成部及び前記アンテナに接続される第１整合回路であり、前記ソースＲＦパルス信号が前記ソースＲＦ生成部から前記第１整合回路を介して前記アンテナに供給されるのを可能にする、第１整合回路と、前記第１バイアスＲＦ生成部、前記第２バイアスＲＦ生成部及び前記基板支持部に接続される第２整合回路であり、前記第１バイアスＲＦパルス信号が前記第１バイアスＲＦ生成部から前記第２整合回路を介して前記基板支持部に供給されるのを可能にし、前記第２バイアスＲＦパルス信号が前記第２バイアスＲＦ生成部から前記第２整合回路を介して前記基板支持部に供給されるのを可能にする、第２整合回路と、を有する、プラズマ処理装置が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
一の側面によれば、３つの高周波電力パルス信号を用いてプロセスの性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
実施形態に係るプラズマ処理システムの一例を示す断面模式図。
実施形態に係るプラズマ処理装置の一例を示す図。
実施形態に係る２つのバイアスＲＦパルス信号の整合回路の一例を示す図。
ラジカル、イオン、電子温度、イオンエネルギー、副生成物の一例を示す図。
実施形態に係る２周波の高周波電力パルスのパルスパターンを示す図。
実施形態に係る３周波の高周波電力パルスのパルスパターンを示す図。
実施形態に係る３周波の高周波電力パルスのパルスパターンを示す図。
実施形態に係る３周波の高周波電力パルスのパルスパターンを示す図。
実施形態の変形例に係るプラズマ処理装置の一例を示す図。
変形例１に係るＤＣパルスと高周波電力パルスのパルスパターンを示す図。
変形例２に係るＤＣパルスと高周波電力パルスのパルスパターンを示す図。
変形例３に係るＤＣパルスと高周波電力パルスのパルスパターンを示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【０００９】
［プラズマ処理システム］
初めに、図１及び図２を参照しながら、実施形態に係るプラズマ処理システムについて説明する。図１は、実施形態に係るプラズマ処理システムの一例を示す断面模式図である。図２は、実施形態に係るプラズマ処理装置１の一例を示す図である。
【００１０】
実施形態において、プラズマ処理システムは、プラズマ処理装置１及び制御部２を含む。プラズマ処理装置１は、３つの高周波電力パルス（３つのＲＦパルス信号）をチャンバ１０内に供給することによりチャンバ１０内の処理ガスからプラズマを生成するように構成されている。そして、プラズマ処理装置１は、生成されたプラズマを基板に曝すことにより基板を処理する。
（【００１１】以降は省略されています）

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