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TWI886267B - 電漿處理裝置 - Google Patents

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TWI886267B
TWI886267B TW110115830A TW110115830A TWI886267B TW I886267 B TWI886267 B TW I886267B TW 110115830 A TW110115830 A TW 110115830A TW 110115830 A TW110115830 A TW 110115830A TW I886267 B TWI886267 B TW I886267B
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plasma source
power
plasma
signal
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賽德里克 湯瑪士
李士敬
Original Assignee
日商東京威力科創股份有限公司
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Abstract

本發明旨在使電漿蝕刻的處理性能提升。
本發明之電漿處理裝置具備：電漿處理腔室；基板支持部；電漿源RF產生部；及偏壓RF產生部。基板支持部配置在電漿處理腔室內。電漿源RF產生部耦合至電漿處理腔室，並且產生包含多個電漿源週期的脈衝電漿源RF訊號。各電漿源週期具有：電漿源運作狀態；及電漿源未運作狀態。偏壓RF產生部耦合至基板支持部，產生脈衝偏壓RF訊號。脈衝偏壓RF訊號具有多個偏壓週期，其具有與多個電漿源週期相同的脈衝頻率，各偏壓週期具有：偏壓運作狀態；及偏壓未運作狀態。各偏壓週期中朝向偏壓運作狀態之遷移時序相對於對應的電漿源週期中朝向電漿源運作狀態的遷移時序呈現延遲。

Description

電漿處理裝置
本發明係關於電漿處理裝置。
專利文獻1揭露在使用感應耦合型電漿(Inductively Coupled Plasma：ICP，也稱為變壓耦合型電漿/Transformer Coupled Plasma：TCP。)的裝置將RF(無線電頻率/Radio Frequency)訊號脈衝化的技術。該專利文獻1例如揭露以脈衝序列成為反向的方式將供給到線圈的電漿源RF訊號及供給到吸盤的偏壓RF訊號同步。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]美國專利申請公開第2017/0040174號說明書
本發明提供可提升電漿蝕刻的處理性能之技術。
依照本發明的一態樣之電漿處理裝置具備：電漿處理腔室；基板支持部；電漿源RF產生部；及偏壓RF產生部。基板支持部，配置在電漿處理腔室內。電漿源RF產生部，耦合至電漿處理腔室並且產生包含多個電漿源週期的脈衝電漿源RF訊號。各電漿源週期具有：電漿源運作期間之間的電漿源運作狀態；及電漿源運作期間後的電漿源未運作期間之間的電漿源未運作狀態。偏壓RF產生部，耦合至基板支持部並且產生脈衝偏壓RF訊號。脈衝偏壓RF訊號具有多個偏壓週期，其具有與多個電漿源週期相同的脈衝頻率，各偏壓週期具有：偏壓運作期間之間的偏壓運作狀態；及偏壓運作期間後的偏壓未運作期間之間的偏壓未運作狀態。各偏壓週期中朝向偏壓運作狀態的遷移時序相對於對應的電漿源週期中朝向電漿源運作狀態的遷移時序呈現延遲，前述電漿源未運作期間係與前述偏壓未運作期間重疊，各偏壓週期中的偏壓運作期間係與下一個電漿源週期中的電漿源運作期間重疊。
依本發明，可提升電漿蝕刻的處理性能。
1:電漿處理裝置
10:電漿處理腔室
10a:介電體窗
10b:側壁
10s:電漿處理空間
11:支持部
11a:基板支持部
11b:邊緣環支持部
12:邊緣環
13:氣體導入部
13a:中央氣體注入部
13b:側壁氣體注入部
14:天線
20:氣體供給部
21:氣體源
22:流量控制器
30:電力供給部
31:RF電力供給部
31a:電漿源RF產生部
31b:偏壓RF產生部
32:DC電力供給部
40:排氣系統
S31~S33,S1510,S1520,S1530,S1540,S1550,S1610,S1620,S1630,S1640:步驟
W:基板
[圖1]圖1為實施形態的電漿處理裝置之構成的概念圖。
[圖2]圖2為表示圖1的電漿處理裝置之構成的一例之概略縱剖面圖。
[圖3]圖3為表示實施形態的電漿處理之流動的一例之流程圖。
[圖4]圖4(A)~(C)為表示實施形態的電漿處理所處理的基板之一例的圖。
[圖5]圖5為表示實施形態的電漿處理中高頻(RF)電力供給所使用的RF訊號之波形的一例之圖。
[圖6]圖6(A)~(E)為針對RF訊號的波形例1對應的電漿處理腔室內之物理量的變化說明之用的圖。
[圖7]圖7(A)~(E)為針對RF訊號的波形例2對應的電漿處理腔室內之物理量的變化說明之用的圖。
[圖8]圖8(A)~(E)為針對RF訊號的波形例3對應的電漿處理腔室內之物理量的變化說明之用的圖。
[圖9]圖9(A)~(E)為針對RF訊號的波形例4對應的電漿處理腔室內之物理量的變化說明之用的圖。
[圖10]圖10為表示變形例1的電漿處理中RF電力供給所使用的RF訊號之波形例的圖。
[圖11]圖11為表示變形例2的電漿處理中RF電力供給所使用的RF訊號之波形例的圖。
[圖12]圖12為表示變形例3的電漿處理中RF電力供給所使用的RF訊號之波形例的圖。
[圖13]圖13為表示變形例4的電漿處理中RF電力供給所使用的RF訊號之波形例的圖。
[圖14]圖14為表示變形例5的電漿處理中RF電力供給所使用的RF訊號之波形例的圖。
[圖15]圖15為表示實施形態的電漿處理之RF電力供給的流程之一例的流程圖。
[圖16]圖16為表示實施形態的電漿處理之RF電力供給的流程之一例的流程圖。
[圖17]圖17(A)~(C)為針對在蝕刻中產生的形狀異常之範例說明之用的圖。
以下，針對實施依照本發明的電漿處理裝置及電漿處理方法之用的形態(以下稱為「實施形態」)參考圖示予以詳細說明。尚且，本發明不限定於該實施形態。又，各實施形態在不使處理內容矛盾的範圍內可適當組合。又，在以下的各實施形態對於相同的部位附加相同的符號，重複的說明會省略。
(在蝕刻中產生的形狀異常之範例)
首先，說明實施形態之前，說明在矽膜的蝕刻中產生的形狀異常之範例。圖17為針對在矽膜的蝕刻中產生的形狀異常之範例說明之用的圖。
近年，在半導體製造技術，將縱橫比高的孔洞予以加工的技術受到注目。作為一例，具有高縱橫比接觸(High Aspect Ratio Contact：HARC)。HARC使用於DRAM(Dynamic Random Access Memory/動態隨機存取記憶體)或3維NAND。DRAM所使用的HARC之縱橫比例如為45，3維NAND所使用的HARC之縱橫比超過65。
形成的孔洞之縱橫比愈高，愈發難以沿著垂直方向筆直形成孔洞。例如，如圖17的(A)所示，愈靠近孔洞的底部附近，頭細的現象愈明顯。作為該現象的原因，例如可認為電漿中的離子之入射方向相對於孔洞的深度方向呈現傾 斜，導致離子難以到達孔洞的底部。又，可認為離子滯留在孔洞中，進而妨礙離子的路徑等。
又，如圖17的(B)所示，可能有在基板堆積由蝕刻所切削的物質或由電漿所生的反應產生物之情況。孔洞的開口附近附著的物質堆積的話，孔洞的開口會閉塞，使得蝕刻無法進行。又，即使開口未完全閉塞，離子亦難以到達孔洞的內部，導致孔洞的形狀歪曲，或者蝕刻無法進行。
又，有時由於蝕刻而導致遮罩的開口之邊緣部分被切削。此時，如圖17的(C)所示，入射方向相對於離子的孔洞呈現歪斜，而碰撞孔洞的側壁，使得孔洞的形狀歪斜成瓶狀的所謂內凹之現象有時會發生。
如此一來，高縱橫比的電漿處理會受到電漿中所產生的自由基或離子、以及受到由電漿處理所產生的反應產生物而導致處理性能變化。因此，期待可配合電漿處理的進行程度，而個別控制所產生的反應種、自由基、衍生物等技術。
(實施型態)
在以下所說明的實施形態，藉由將電漿產生時所使用的RF(高頻)電力以脈衝狀施加，而控制電漿處理的參數也就是各物理量。所控制的物理量例如為離子能源、離子入射角、自由基通量、離子通量、衍生物之量等。
以下說明的實施形態中的電漿處理裝置為ICP裝置。實施形態的電漿處理裝置之控制部將供給到線圈(天線)的RF電力(電漿源RF訊號、電漿源電力)由控制訊號予以控制。在一實施形態，藉由電漿源RF訊號的供給，而產生高密度 的電漿。尚且，RF電力的供給能夠以多樣的態樣實現。例如，可基於預先準備的程式，而使電漿處理裝置的控制部切換來自多個電漿源RF產生部的電力供給路徑，將不同的功率位準之電漿源電力依序以脈衝狀供給。
將對於線圈供給RF電力的期間稱為開啟(運作)期間，將對於線圈停止供給RF電力的期間稱為關閉(未運作)期間。電漿源RF訊號具有對應到開啟期間的第1狀態、例如開啟狀態(電漿源開啟狀態)，以及對應到關閉期間的第2狀態、例如關閉狀態(電漿源關閉狀態)。電漿源RF訊號為以第1狀態的開啟期間及接續的第2狀態的關閉期間形成1周期(電漿源週期)的脈衝訊號。電漿源RF訊號的頻率例如可為約1kHz~約5kHz。
尚且，實施形態的電漿源RF訊號可在第1狀態中遷移2個位準(例如第1電漿源功率位準及第2電漿源功率位準)。例如，電漿源RF訊號的第1狀態可具有：第1位準，預先決定的數值之RF電力供給到線圈；及第2位準，低於第1位準的數值之RF電力供給到線圈。例如，電漿源RF訊號可具有：第1位準，對於線圈供給約1000瓦特的RF電力；及第2位準，對於線圈供給約250瓦特的RF電力。以第2位準所供給的RF電力可為約100瓦特或者約150瓦特。第1位準及第2位準可分別為高位準及低位準。
控制部另外將供給到電漿處理裝置的下部電極的RF電力(偏壓RF訊號、偏壓電力)由控制訊號予以控制。在一實施形態，藉由偏壓RF訊號的供給，而在下部電極上方所載置的基板產生離子耦合，進而產生反應種及自由基。尚且，RF電力的供給能夠以多樣的態樣實現。例如，可基於預先準備的程式，而使電 漿處理裝置的控制部切換來自多個偏壓RF產生部的電力供給路徑，將不同的功率位準之偏壓電力依序以脈衝狀供給。
將對於下部電極供給RF電力的期間稱為開啟期間，將對於下部電極停止供給RF電力的期間稱為關閉期間。偏壓RF訊號具有：對應到開啟期間的第1狀態、例如開啟狀態(偏壓開啟狀態)；及對應到關閉期間的第2狀態、例如關閉狀態(偏壓關閉狀態)。偏壓RF訊號為以第1狀態的開啟期間及接續的第2狀態的關閉期間形成1周期(偏壓週期)的連續脈衝訊號。偏壓RF訊號的頻率例如可為約1kHz~約5kHz。
尚且，實施形態的偏壓RF訊號可在第1狀態中遷移2個位準以上(例如第1偏壓功率位準及第2偏壓功率位準)。例如，偏壓RF訊號的第1狀態可具有：第1位準，預先決定的數值之RF電力供給到下部電極；及第2位準，低於第1位準的數值之RF電力供給到下部電極。例如，偏壓RF訊號可具有：第1位準，對於下部電極供給約250瓦特的RF電力；及第2位準，對於下部電極供給約92.5瓦特的RF電力。第1位準及第2位準可分別為高位準及低位準。
以下首先說明執行電漿處理的電漿處理裝置之構成例。
(實施型態的電漿處理裝置之構成例)
圖1為實施形態的電漿處理裝置之構成的概念圖。圖2為表示圖1的電漿處理裝置之構成的一例之概略縱剖面圖。參考圖1及圖2，說明實施形態的電漿處理裝置1。尚且，圖2所示的電漿處理裝置1為所謂的感應耦合型電漿(Inductively-coupled plasma：ICP)裝置，產生感應耦合型電漿。
電漿處理裝置1包含：電漿處理腔室10；氣體供給部20；電力供給部30；及排氣系統40。電漿處理腔室10包含：介電體窗10a；及側壁10b。介電體窗10a及側壁10b規定電漿處理腔室10內的電漿處理空間10s。又，電漿處理裝置1包含：支持部11，配置在電漿處理空間10s內；邊緣環12；氣體導入部13；及天線14。支持部11包含：基板支持部11a；及邊緣環支持部11b。邊緣環支持部11b配置成包圍基板支持部11a的外周面。天線14配置在電漿處理腔室10(介電體窗10a)的上部或者上方。
基板支持部11a具有基板支持區域，並且在基板支持區域上支持基板。在一實施形態，基板支持部11a包含靜電吸盤及下部電極。下部電極配置在靜電吸盤之下。靜電吸盤發揮基板支持區域的功能。又，圖示會省略，但在一實施形態，支持部11可包含調溫模組，將靜電吸盤及基板的至少1個調節成目標溫度。調溫模組可包含加熱器、流路、或者此等的組合。冷媒、導熱氣體般的調溫流體流經流路。
邊緣環12配置成在下部電極的周緣部上面包圍基板W。
邊緣環支持部11b具有邊緣環支持區域，並且在邊緣環支持區域上支持邊緣環12。
氣體導入部13將來自氣體供給部20的至少1種處理氣體供給到電漿處理空間10s。在一實施形態，氣體導入部13包含中央氣體注入部13a及/或側壁氣體注入部13b。中央氣體注入部13a配置在基板支持部11a的上方，安裝在形成於介電 體窗10a的中央開口部。側壁氣體注入部13b安裝在形成於電漿處理腔室10的側壁之多個側壁開口部。
氣體供給部20可包含至少1個氣體源21及至少1個流量控制器22。在一實施形態，氣體供給部20將1種或1種以上的處理氣體從分別對應的氣體源21經由分別對應的流量控制器22供給到氣體導入部。各流量控制器22例如可包含質量流控制器或壓力控制式的流量控制器。進一步，氣體供給部20可包含將1種或1種以上的處理氣體之流量予以調變或脈衝化的1個或1個以上的流量調變裝置。
電力供給部30包含耦合至電漿處理腔室10的RF電力供給部31。RF電力供給部31將RF訊號(RF電力，例如電漿源RF訊號及偏壓RF訊號)供給到下部電極及天線14。藉此，從供給到電漿處理空間10s的至少1種處理氣體產生電漿。在一實施形態，RF訊號被脈衝化。脈衝RF訊號、脈衝RF電力、脈衝電漿源RF訊號、及脈衝偏壓RF訊號為經脈衝化的RF訊號之一例。
在一實施形態，RF電力供給部31包含：電漿源RF產生部31a；及偏壓RF產生部31b。電漿源RF產生部31a及偏壓RF產生部31b耦合至電漿處理腔室10。在一實施形態，電漿源RF產生部31a耦合至天線14，偏壓RF產生部31b耦合至基板支持部11a內的下部電極。電漿源RF產生部31a產生至少1個電漿源RF訊號。在一實施形態，電漿源RF訊號具有27MHz~100MHz的範圍內之頻率。已產生的電漿源RF訊號供給到天線14。偏壓RF產生部31b產生至少1個偏壓RF訊號。偏壓RF訊號具有低於電漿源RF訊號的頻率。在一實施形態，偏壓RF訊號具有400kHz~13.56MHz的範圍內之頻率。已產生的偏壓RF訊號供給到下部電極。又，在各個實施形態，電漿源RF訊號及偏壓RF訊號之中的至少1個RF訊號之振幅可 脈衝化或調變。振幅調變可包含在開啟狀態與關閉狀態之間、或者2個或2個以上的不同開啟狀態之間將RF訊號振幅予以脈衝化的程序。
又，電力供給部30可包含DC電力供給部32。在一實施形態，DC電力供給部32將至少1個DC電壓施加到下部電極。在一實施形態，至少1個DC電壓可施加到靜電吸盤內的電極般的其他電極。在一實施形態，DC訊號可被脈衝化。又，DC電力供給部32可和RF電力供給部31一起設置，也可取代偏壓RF產生部31b而設置。
天線14包含1個或多個線圈(ICP線圈)。在一實施形態，天線14可包含配置在同軸上的外側線圈及內側線圈。此時，RF電力供給部31可連接到外側線圈及內側線圈的雙方，也可連接到外側線圈及內側線圈之中的任一者。前者的情況，同一個RF產生部可連接到外側線圈及內側線圈的雙方，另一個RF產生部可分別連接到外側線圈及內側線圈。
排氣系統40例如可連接到設置在電漿處理腔室10的底部之排氣口(氣體出口)。排氣系統40可包含壓力閥及真空泵浦。真空泵浦可包含渦輪分子泵浦、粗抽泵浦或此等的組合。
在一實施形態，控制部(對應到圖2的控制裝置50)處理將在本發明所敘述的各種工序由電漿處理裝置1所執行的電腦可執行的命令。控制部可控制電漿處理裝置1的各要素，執行在此所述的各種工序。在一實施形態，控制部的一部分或全部可包含在電漿處理裝置1。控制部例如可包含電腦。電腦例如可包含處理部(CPU：Central Processing Unit/中央處理器)、記憶部、及通訊介面。處理部 可基於儲存在記憶部的程式而執行各種控制動作。記憶部可包含RAM(Random Access Memory/隨機存取記憶體)、ROM(Read Only Memory/唯讀記憶體)、HDD(Hard Disk Drive/硬碟機)、SSD(Solid State Drive/固態硬碟)、或此等的組合。通訊介面可經由LAN(Local Area Network/區域網路)等通訊回線而與電漿處理裝置1之間進行通訊。
(實施型態的電漿處理之流程)
圖3為表示實施形態的電漿處理之流動的一例之流程圖。圖3所示的電漿處理可在圖1、2的電漿處理裝置1實施。圖4為表示實施形態的電漿處理所處理的基板之一例的圖。
首先，對於電漿處理腔室10內提供基板W(步驟S31)。基板W例如如同圖4所示，包含在矽的基板上依序形成的基底層L1、蝕刻對象層(Si層)L2、及遮罩MK。在基板W預先形成凹部OP(參考圖4(A))。尚且，在電漿處理裝置1內可形成凹部OP。接下來，藉由控制部而控制電漿處理裝置1，從氣體供給部20將蝕刻之用的氣體供給到電漿處理腔室10內。又，藉由控制部而控制電漿處理裝置1，從RF電力供給部31(電漿源RF產生部31a及偏壓RF產生部31b)對於下部電極及天線14(線圈)供給RF電力。此時，RF電力供給部31將對應到RF訊號的波形之位準的RF電力供給到下部電極及天線14。針對RF訊號的波形將於以下敘述。藉由供給RF電力，而產生供給到電漿處理腔室10內的氣體之電漿，進而執行電漿蝕刻(步驟S32)。藉由電漿蝕刻，而將在基板W的遮罩MK形成的凹部OP之底部切削，凹部OP逐漸變深(參考圖4的(B)。)。然後，電漿處理裝置1的控制部判定是否經過預先決定的處理時間(步驟S33)。預先決定的處理時間經過的話，凹部OP的底部到達基底層L1，而成為圖4(C)所示的形狀。判 定為未經過處理時間的情況(步驟S33，「否」)，控制部返回步驟S32而繼續電漿蝕刻。另外，判定為經過處理時間的情況(步驟S33，「是」)，控制部結束處理。
本實施形態的電漿處理裝置1在步驟S32的電漿蝕刻供給電漿源RF訊號及偏壓RF訊號。電漿處理裝置1配合電漿源RF訊號及偏壓RF訊號的波形而控制由於電漿中的離子及自由基、電漿蝕刻而產生的衍生物之量等。接下來，說明電漿源RF訊號及偏壓RF訊號的波形。
(RF訊號的波形例)
圖5為表示在實施形態的電漿處理中RF電力供給所使用的RF訊號之波形的一例之圖。
圖5所示的時序圖100表示電漿源電力(電漿源RF訊號)PS及偏壓電力(偏壓RF訊號)PB。電漿源電力PS係指從電漿源RF產生部31a供給到天線(線圈)14的RF電力。又，偏壓電力PB係指從偏壓RF產生部31b供給到基板支持部11a中的下部電極之RF電力。電漿源RF產生部31a例如配合從控制部供給的控制訊號產生電漿源電力PS。已產生的電漿源電力PS供給到線圈。偏壓RF產生部31b例如配合從控制部供給的控制訊號產生偏壓電力PB。已產生的偏壓電力PS供給到下部電極。
圖5中，周期150表示電漿源RF訊號的1周期。周期160表示偏壓RF訊號的1周期。尚且，以下的說明中，不必特別區別時，將周期1501、1502、...統稱為周期150，將周期1601、1602、...統稱為周期160。1周期係指從脈衝訊號的上升到 下一個上升為止的期間，也就是指將開啟期間及關閉期間合計而成的期間。電漿源RF訊號及偏壓RF訊號為同一頻率的脈衝訊號。
電漿源RF訊號重複對於線圈供給RF電力的狀態也就是開啟狀態(第1狀態)、及對於線圈不供給RF電力的狀態也就是關閉狀態(第2狀態)。電漿源RF訊號為開啟狀態時，電漿源電力PS供給到線圈。電漿源RF訊號為關閉狀態時，對於線圈不供給電力，也就是對於線圈停止供給RF電力。
偏壓RF訊號重複對於下部電極供給RF電力的狀態也就是開啟狀態(第1狀態)、及對於下部電極不供給RF電力的狀態也就是關閉狀態(第2狀態)。在圖5的範例，偏壓RF訊號為開啟狀態時，偏壓電力PB供給到下部電極。偏壓RF訊號為關閉狀態時，對於下部電極不供給電力，也就是對於下部電極停止供給RF電力。
在圖5，偏壓RF訊號的上升相對於電漿源RF訊號的上升延遲期間D1。偏壓RF訊號在電漿源RF訊號從開啟狀態遷移到關閉狀態之後，電漿源RF訊號在關閉狀態之間上升。如此一來，電漿源RF訊號的周期開始的時序、與偏壓RF訊號的周期開始的時序之間僅偏移期間D1。在圖5的範例，從前一個偏壓週期中偏壓關閉狀態(t3)朝向第1偏壓週期1601中偏壓開啟狀態PBL(t4)的遷移時序相對於朝向第1偏壓週期1601對應的第1電漿源週期1501中電漿源開啟狀態PSH(從0到t1)的遷移時序延遲。又，如圖5的t3所示，電漿源關閉期間係與偏壓關閉期間部分重複。進一步，如圖5的t6所示，第1偏壓週期1601的偏壓開啟期間係與第2電漿源週期1502的電漿源開啟期間部分重複。
又，電漿源RF訊號的開啟期間及關閉期間各者的長度不同於偏壓RF訊號的開啟期間及關閉期間各者的長度。在圖5的範例，電漿源RF訊號的工作比(開啟期間相對於1周期的長度比例)為約40%。又，偏壓RF訊號的工作比為約60%。然而，電漿源RF訊號及偏壓RF訊號的工作比不限定於上述的數值。又，電漿源RF訊號及偏壓RF訊號可具有相同的工作比。
如此一來，電漿源RF訊號及偏壓RF訊號分別進行狀態遷移。電漿源RF訊號的狀態遷移之時序及遷移來源及遷移目的地之功率位準不同於偏壓RF訊號的狀態遷移之時序及遷移來源及遷移目的地的功率位準。
又，具有電漿源RF訊號及偏壓RF訊號皆不被供給的期間TOFF、電漿源RF訊號及偏壓RF訊號的雙方被供給的期間TON。電漿源電力PS及偏壓電力PB的供給態樣推移以下的5個相位。
(1)第1相位(圖5中ST1)：
第1相位由參數組{PS1、PB1、t1}所定義。其中，PS1為供給到第1相位中的電漿源電力PS之數值。PB1為供給到第1相位中的偏壓電力PB之數值。t1表示第1相位的期間之長度。其中，以下的關係成立。
PS1>0
PB1>0
t1>0
在第1相位，具有高功率位準PSH(第1電漿源功率位準)的電漿源電力PS供給到線圈，並且具有高功率位準PBH(第2偏壓功率位準)的偏壓電力PB供給到 下部電極。第1相位的期間t1中，對於電漿處理裝置1的上部下部各者供給RF電力然後產生電漿，在電漿中產生離子及自由基。在蝕刻處理時，於期間t1中進行蝕刻。
(2)第2相位(圖5中ST2)：
第2相位由參數組{PS2、PB2、t2}所定義。其中，PS2為供給到第2相位中的電漿源電力PS之數值。PB2為供給到第2相位中的偏壓電力PB之數值。t2表示第2相位的期間之長度。其中，以下的關係成立。
PS1>PS2>0
PB2=0
t2>0
在第2相位，具有低功率位準PSL(第2電漿源功率位準)的電漿源電力PS供給到線圈，偏壓電力PB的供給停止。第2相位例如為圖5的期間t2。期間t2中，僅對於電漿處理裝置1的上部供給RF電力。由於對於下部電極側不供給RF電力，故不產生對於下部電極側吸入離子的力。又，離子及自由基的產生量也會減少。
(3)第3相位(圖5中ST3)：
第3相位由參數組{PS3、PB3、t3}所定義。其中，PS3為供給到第3相位中的電漿源電力PS之數值。PB3為供給到第3相位中的偏壓電力PB之數值。t3表示第3相位的期間之長度。其中，以下的關係成立。
PS3=PB3=0
t3>0
在第3相位，電漿源電力PS及偏壓電力PB的供給皆停止。第3相位例如為圖5的期間t3。期間t3中，在電漿處理裝置1內的電漿產生停止時，藉由排氣系統40的功能而對於電漿處理空間10s予以排氣。此時，將由蝕刻所產生而滯留在凹部(圖4、OP)的底部之衍生物(副產物)予以排出。電漿處理空間10s內的離子及自由基之量也會減少。
(4)第4相位(圖5中ST4)：
第4相位由參數組{PS4、PB4、t4}所定義。其中，PS4為供給到第4相位中的電漿源電力PS之數值。PB4為供給到第4相位中的偏壓電力PB之數值。t4表示第4相位的期間之長度。其中，以下的關係成立。
PS4=0
PB1>PB4>0
t4>0
在第4相位，電漿源電力PS的供給停止期間，具有低功率位準PBL(第1偏壓功率位準)的偏壓電力PB之供給開始。第4相位的期間t4中，由於電漿源電力PS不被供給，故電漿不產生，但在第1~第2相位所產生的離子殘留在電漿處理空間10s內。因此，藉由偏壓電力PB的供給而將離子吸入凹部(圖4、OP)的底部。又，離子的入射角愈接近垂直，凹部OP側壁的垂直蝕刻愈順利。
(5)第5相位(圖5中ST5)：
第5相位由參數組{PS5、PB5、t5}所定義。其中，PS5為供給到第5相位中的電漿源電力PS之數值。PB5為供給到第5相位中的偏壓電力PB之數值。t5表示第5相位的期間之長度。其中，以下的關係成立。
PS5=0
PB1=PB5>PB4>0
t5>0
在第5相位，電漿源電力PS的供給停止的期間，偏壓電力PB的功率位準從低功率位準PBL上升(遷移)到高功率位準PBH。因此，作為第1相位的準備階段，在第5相位，電漿處理空間10s內的離子能源增加。自由基或衍生物之量在第3相位減少的狀態會持續。
第5相位之後，再次返回第1相位，具有高功率位準的電漿源電力PS及具有高功率位準的偏壓電力PB重疊而被施加。重複該周期，在第5相位藉由預先施加偏壓電力PB而使離子能源產生的狀態，開始第1相位而施加電漿源電力PS進而產生離子及自由基。因此，可促進第1相位的蝕刻，並且將離子高效吸入凹部OP底部。又，在第3相位，可藉由將衍生物予以排出而進一步促進蝕刻。
如此一來，可藉由使用具有圖5的脈衝波形之電漿源RF訊號及偏壓RF訊號，而抑制電漿處理空間10s內的離子、自由基及衍生物之狀態，同時實現垂直方向的蝕刻。因此，可抑制由蝕刻所產生的形狀異常而提升電漿蝕刻的處理性能。
另外，在圖5的範例，電漿源電力PS在期間t1的開啟狀態時，採用數值PSH，下一個期間t2的開啟狀態時，採用數值PSL。又，偏壓電力PB在期間t4之間採用數值PBL，在之後的期間t5遷移到值PBH。如此一來，由於依照實施形態的電漿處理方法控制電漿的各物理量，故可將電漿源RF訊號的開啟狀態以2個位準(包含關 閉狀態一共3個位準)控制。又，在實施形態的電漿處理方法，可將偏壓RF訊號的開啟狀態以2個位準(包含關閉狀態一共3個位準)控制。以這種方式，藉由使對於線圈及下部電極分別施加的RF電力值階段性變動，而可進行更細部的電漿處理之參數調整。
在圖5的範例，以下的關係成立。
0<PSL<PSH
0<PBL<PBH
電漿源RF訊號及偏壓RF訊號的頻率：0.1kHz~5kHz
電漿源RF訊號的工作比：約40%
偏壓RF訊號的工作比：約60%
PSH的期間之長度：PSL的期間之長度=1：3
PBH的期間之長度：PBL的期間之長度=1：2
t1：t2：t3：t4：t5=1：3：1：4：1
然而，本實施形態不只適合用於上述的關係成立的情況，也適合用於其他的關係。針對其他的關係，作為變形例於以下敘述。
圖6~圖9為針對RF訊號的波形例對應到的電漿處理腔室10內的物理量之變化說明之用的圖。參考圖6~圖9，說明RF訊號的波形對應到的物理量之變化。
圖6的波形例1具有：「第1相位」，同時供給電漿源電力及偏壓電力；「第2相位」，僅供給電漿源電力；及「第4相位」，僅供給偏壓電力。波形例1相較於上述實施形態的波形例，相異之處在於不具有不供給RF電力的「第3相位」、及不具有在電漿源RF訊號的上升前，偏壓電力的功率位準變動的「第5相位」。 波形例1的情況，在第1相位，離子通量、自由基通量、離子能源皆增加，同時衍生物之量增加。之後，在第2相位，任一數量皆會逐漸減少。藉由偏壓電力的供給停止，使得離子能源大致成為零。在第4相位，藉由偏壓電力的供給，使得離子能源變成多於第1相位。另外，離子通量、自由基通量及衍生物之量相較於第2相位未大幅變化。
圖7的波形例2係大致與圖6的波形例1相同。然而，第4相位的偏壓電力之數值(PBM)相較於波形例1的偏壓電力之數值(PBL)增加。在圖7的範例，離子通量、自由基通量、衍生物之量係與圖6的波形例1之情況大致相同。然而，第4相位的離子能源相較於波形例1增加(圖7中，C1)。尚且，在圖7的(C)，與圖6的(C)相同的虛線上，將圖7(A)的情況之離子能源的變化，僅針對不同於圖6的(C)之部分，以粗的虛線C1顯示。
圖8的波形例3相較於圖6的波形例1，第1相位變長，第2相位相應變短。在圖8的範例，離子通量及自由基通量之量通過第1~第2相位而相較於圖6的範例增加(圖8中，C2、C3)。另外，離子能源及衍生物之量未發生大幅變化。尚且，粗虛線C2、C3係與上述C1相同，僅顯示不同於圖6的部分。
圖9的波形例4相較於圖6的波形例1，相異之處在於設置第5相位。第5相位的功率位準從第4相位的功率位準PBL遷移到PBH。在圖9的範例，離子通量、自由基通量、衍生物之量係與圖6的波形例1大致相同。就離子能源而言，在第5相位，伴隨切換偏壓電力PB，在第5相位會增加(圖9中，C4)。圖9中的粗虛線C4僅顯示不同於圖6的(D)之部分。
尚且，使用圖6到圖9所示的波形例之RF電力而執行蝕刻時，在波形例1及波形例3，從凹部頂部到底部的尺寸(臨界維度的變動相較於波形例2變大。也就是說，如同波形例2的第4相位，供給略高位準的偏壓電力的話，在深孔蝕刻時，可在縱方向形成大小均勻的孔洞。另外，如同波形例3，改變第1相位的長度及第2相位的長度之比例時，遮罩的消耗會減少，而可選擇性實現蝕刻對象膜的蝕刻。由此可知，配合RF電力的波形，在電漿處理空間10s內，特別是處理對象也就是基板附近的離子或自由基的狀態會變化而影響電漿處理的性能。因此，可藉由調整RF訊號的波形，而控制電漿處理的性能、也就是控制藉由電漿處理所形成的圖案之形狀。
尚且，圖6~圖9的波形例1~4不包含本實施形態的第3相位、也就是不包含對於線圈及下部電極皆不供給RF電力的相位。可藉由導入不供給RF電力的第3相位，而進一步減少電漿處理空間10s內的衍生物之量，進而提升垂直方向的蝕刻精度。
另外，本實施形態不限定於上述圖5的波形，也可藉由變形例而得到同樣的效果。以下參考圖10~圖14，同時說明變形例1~變形例5。
(變形例1)
圖10為表示在變形例1的電漿處理中RF電力供給所使用的RF訊號之波形例的圖。圖10所示的時序圖200表示電漿源電力PS及偏壓電力PB。首先，期間t1開始的話，電漿源電力PSH及偏壓電力PBH會被施加。在整個期間t1，電漿源電力PSH及偏壓電力PBH以固定位準重疊而被施加。接下來，成為期間t3的話，電漿源電力PS及偏壓電力PB的兩方之供給皆會停止(期間TOFF)。接下來，成為期間t4的 話，偏壓電力PBH的供給會開始。然後，成為下一個周期1502之時序的話，電漿源電力PSH的供給會開始，電漿源電力PSH及偏壓電力PBH會重疊而被施加(期間TON)。
不同於圖5的波形例，圖10的時序圖200不具有第2相位，也就是不具有電漿源電力PS朝向線圈繼續供給，並且停止供給偏壓電力PB的相位。又，圖10的時序圖200不具有第5相位，也就是不具有在電漿源電力PS供給前，偏壓電力PB的位準會變化的相位。因此，在適合不調整離子或自由基之量即開始排出衍生物(第3相位)之圖案形成的情況，可適用變形例1。又，在電漿產生前可不產生離子能源的情況，也適用變形例1。
(變形例2)
圖11為表示在變形例2的電漿處理中RF電力供給所使用的RF訊號之波形例的圖。在圖11所示的時序圖210，首先，在期間t1，電漿源電力PSH及偏壓電力PBH被施加。在下一個期間t2，電漿源電力PS的位準從PSH變化成PSM。又，期間t2開始時，偏壓電力PBH的供給會停止。接下來，成為期間t3的話，電漿源電力PSM的供給會停止。因此，期間t3中，電漿源電力PS及偏壓電力PB皆不被供給(期間TOFF)。然後，成為期間t4的話，偏壓電力PBM的供給會開始。期間t4之間，位準PBM的偏壓電力PB被供給。然後，成為期間t5的話，偏壓電力PB的位準從PBM變化成PBH。然後，在偏壓電力PBH的供給持續期間，成為下一個周期1502的話，電漿源電力PSH會被供給，電漿源電力PSH及偏壓電力PBH會重疊而被供給(期間TON)。
相較於圖5的波形例，變形例2的相異之處在於電漿源電力PS的位準設定成PSH及PSM。尚且，電漿源電力PS的位準設定成依照位準PSH、PSM、PSL的順序從 高位準成為低位準。又，相較於圖5的波形例，變形例2的相異之處在於偏壓電力PB的位準設定成PBH及PBM。尚且，偏壓電力PB的位準設定成依照位準PBH、PBM、PBL的順序從高位準成為低位準。變形例2的情況，將電漿源電力PS及偏壓電力PB的開啟狀態設定成2個位準。然而，2個位準之中較低的位準設定成比圖5的範例更高的位準。
例如，在排出衍生物的第3相位之前後，欲將電子密度Ne、自由基密度Nr、電子溫度Te、離子能源εi等維持在高位準的情況，可如同變形例2將電漿源電力PS及偏壓電力PB的多個開啟狀態之位準設定成較高。
即使在變形例2，也與圖5的波形例相同，偏壓RF訊號的上升相較於電漿源RF訊號的上升延遲期間D1。又，具有電漿源電力PS及偏壓電力PB皆不被供給的期間TOFF。又，具有電漿源電力PS及偏壓電力PB的雙方皆被供給的期間TON。期間TON為從電漿源RF訊號上升的時序到偏壓RF訊號下降的時序為止的期間。
(變形例3)
圖12為表示在變形例3的電漿處理中RF電力供給所使用的RF訊號之波形例的圖。在圖12所示的時序圖220，首先，在期間t1，電漿源電力PSH及偏壓電力PBM被供給。接下來，在期間t2，電漿源電力PS的位準從PSH變化成PSM。又，成為期間t2的話，偏壓電力PBM的供給會停止。接下來，成為期間t3的話，電漿源電力PSM的供給會停止。期間t3之間，電漿源電力PS及偏壓電力PB皆不被供給(TOFF)。然後，在期間t4，偏壓電力PBH的供給會開始。期間t4之間，位準PBH的偏壓電力PB被供給。然後，成為期間t5的話，偏壓電力PB的位準從PBH變化成PBM。然後， 偏壓電力PBM的供給持續的期間，周期1502開始的話，電漿源電力PSH被供給，電漿源電力PSH及偏壓電力PBM重疊而被供給(期間TON)。
變形例3係與圖11的變形例2大致相同。然而，變形例3的偏壓電力PB之位準的遷移順序不同於變形例2。在變形例2，期間t1之間的偏壓電力PB之位準為PBH，期間t4之間為PBM，期間t5之間為PBH。相較之下，在變形例3，期間t1之間的偏壓電力PB之位準為PBM，期間t4之間為PBH，期間t5之間為PBM。在變形例2，偏壓電力PB的位準從第1相位到第5相位，依照高位準、關閉狀態、低位準、高位準的順序變化。相較之下，在變形例3，偏壓電力PB的位準從第1相位到第5相位，依照低位準、關閉狀態、高位準、低位準的順序變化。
然後，在適合在第3相位提高離子能源而朝向凹部OP底部吸入眾多離子的電漿處理之情形等，適合使用變形例3波形。
(變形例4)
圖13為表示變形例4的電漿處理中RF電力供給所使用的RF訊號之波形例的圖。在圖13所示的時序圖230，首先，在期間t1，電漿源電力PSM及偏壓電力PBH被施加。接下來，在期間t2，電漿源電力PS的位準從PSM變化成PSH。又，成為期間t2的話，偏壓電力PBH的供給停止。接下來，在期間t3，電漿源電力PSH的供給停止。期間t3之間，電漿源電力PS及偏壓電力PB皆不被供給(TOFF)。然後，在期間t4，偏壓電力PBM的供給開始。期間t4之間，位準PBM的偏壓電力PB被供給。然後，成為期間t5的話，偏壓電力PB的位準從PBM變化成PBH。然後，偏壓電力PBH的供給持續的期間，成為周期1502的話，電漿源電力PSM被供給，電漿源電力PSM及偏壓電力PBH重疊而被供給(期間TON)。
變形例4係與圖11的變形例2大致相同。然而，變形例4的電漿源電力PS之位準的遷移順序不同於變形例2。在變形例2，期間t1之間的電漿源電力PS之位準為PSH，在期間t2為PSM。相較之下，在變形例4，期間t1之間的電漿源電力PS之位準為PSM，在期間t2為PSH。在變形例2，電漿源電力PS的位準從第1相位到第3相位，依照高、低、關閉的順序變化，從第3相位到第4相位不變化。相較之下，在變形例4，電漿源電力PS的位準從第1相位到第3相位，依照低、高、關閉的順序變化，從第3相位到第4相位不變化。
變形例4例如適用於相較在第1相位中使離子及自由基之量急遽增加更偏好逐漸增加的處理等。
(變形例5)
圖14為表示變形例5的電漿處理中RF電力供給所使用的RF訊號之波形例的圖。在圖14所示的時序圖240，首先，在期間t1，電漿源電力PSM及偏壓電力PBM被施加。接下來，成為期間t2的話，電漿源電力PS的位準從PSM變化成PSH。又，成為期間t2的話，偏壓電力PBM的供給停止。接下來，成為期間t3的話，電漿源電力PSH的供給停止。期間t3之間，電漿源電力PS及偏壓電力PB皆不被供給(TOFF)。然後，成為期間t4的話，偏壓電力PBH的供給開始。期間t4之間，位準PBH的偏壓電力PB被供給。然後，成為期間t5的話，偏壓電力PB的位準從PBH變化成PBM。然後，偏壓電力PBM的供給持續的期間，成為周期1502的話，電漿源電力PSM被供給，電漿源電力PSM及偏壓電力PBM重疊而被供給(TON)。
變形例5為組合圖12的變形例3之偏壓電力PB、及圖13的變形例4之電漿源電力PS的波形。變形例3的偏壓電力PB從第1相位到第5相位，依照低位準(第1相位)、關閉狀態(第2、3相位)、高位準(第4相位)、低位準(第5相位)的順序變化。又，變形例4的電漿源電力PS從第1相位到第5相位，依照低位準(第1相位)、高位準(第2相位)、關閉狀態(第3~第5相位)的順序變化。因此，變形例5的波形從第1相位到第5相位，{PS、PB}依照{PSM、PBM}{PSH、PBOFF}、{PSOFF、PBOFF}、{PSOFF、PBH}{PSOFF、PBM}的順序變化。尚且，其中，在1個波形中，開啟狀態僅包含2個位準的情況，為了方便，將一方稱為高位準，另一方稱為低位準，而不稱為中位準。又，將電漿源電力PS的關閉狀態顯示為PSOFF，將偏壓電力PB的關閉狀態顯示為PBOFF。
變形例5例如適用於在第4相位使離子能源先提升再降低之後進行蝕刻為佳的處理等。
(RF電力供給的流程)
圖15為表示實施形態的電漿處理之RF電力供給的流程之一例的流程圖。圖15所示的流程1500例如在圖3的步驟S32執行。
首先，在控制部的控制下，RF電力供給部31執行第1相位的RF電力供給(步驟S1510)。第1相位的RF電力供給由第1組的處理參數{PS1、PB1、t1}所規定。其中，PS1>0並且PB1>0、t1>0。
接下來，在控制部的控制下，RF電力供給部31執行第2相位的RF電力供給(步驟S1520)。第2相位的RF電力供給由第2組的處理參數{PS2、PB2、t2}所規定。其中，PS2>0並且PB2=0、t2≧0。
接下來，在控制部的控制下，RF電力供給部31執行第3相位的RF電力供給(步驟S1530)。第3相位的RF電力供給由第3組的處理參數{PS3、PB3、t3}所規定。其中，PS3=0並且PB3=0、t3>0。
接下來，在控制部的控制下，RF電力供給部31執行第4相位的RF電力供給(步驟S1540)。第4相位的RF電力供給由第4組的處理參數{PS4、PB4、t4}所規定。其中，PS4=0並且PB4>0、t4>0。
接下來，在控制部的控制下，RF電力供給部31執行第5相位的RF電力供給(步驟S1550)。第5相位的RF電力供給由第5組的處理參數{PS5、PB5、t5}所規定。其中，PS5=0並且PB5>0、t5≧0。
步驟S1510~S1540作為1週期執行。可接續步驟S1540之後，返回步驟S1510，再次執行週期。
圖16為表示實施形態的電漿處理之RF電力供給的流程之其他範例的流程圖。圖16所示的流程1600例如在圖3的步驟S32執行。
首先，在控制部的控制下，RF電力供給部31對於天線(線圈)14供給電漿源電力PS，同時對於下部電極供給偏壓電力PB。藉此，在電漿處理空間10s內產生電漿。又，電漿中包含離子及自由基(步驟S1610)。
接下來，在控制部的控制下，RF電力供給部31朝向下部電極停止供給偏壓電力PB。又，RF電力供給部31使朝向天線(線圈)14供給的電漿源電力PS之數值變化。RF電力供給部31例如使電漿源電力PS減少或增加。藉此，RF電力供給部31調整電漿處理空間10s內的電漿所包含的離子及自由基之數量(步驟S1620)。
接下來，在控制部的控制下，RF電力供給部31在朝向下部電極停止供給偏壓電力PB的期間之狀態，朝向線圈停止供給電漿源電力PS。然後，藉由排氣系統40使電漿處理空間10s經過排氣處理，藉此，電漿處理空間10s內的衍生物之數量減少(步驟S1630)。
接下來，在控制部的控制下，RF電力供給部31朝向下部電極供給偏壓電力PB。電漿源電力PS的供給維持停止。藉由偏壓電力PB，產生朝向下部電極的吸入力(步驟S1640)。
步驟S1610~S1640作為1週期執行。可接續步驟S1640之後，返回步驟S1610，再次執行週期。
尚且，上述的實施形態及變形例的一部分可適當變更。以下記載所考慮的變形態樣。
(其他實施形態)
電漿源電力PS可為交流(AC)電力。又，電漿源電力PS可為高頻(Radio Frequency：RF/無線電頻率)電力，也可為VHF(Very High Frequency/非常高頻率)電力。電漿源電力PS例如可為從約60MHz到約200MHz的範圍內之RF電力。又，電漿源電力PS例如可為從約25MHz到約60MHz的範圍內之RF電力。電漿源電力PS例如可為27MHz。在本實施形態，電漿源電力PS產生感應耦合型電漿(ICP)。電漿源電力PS例如與螺旋天線耦合而產生電漿。
偏壓電力PB可為交流(AC)電力。又，偏壓電力PB可為直流(DC)脈衝電力。偏壓電力PB可為RF(Radio Frequency/無線電頻率)電力、HF(High Frequency/高頻率)電力、MF(Medium Frequency/中頻率)電力之任一者。偏壓電力PB例如可為從約200kHz到約600kHz的範圍內之頻率的電力。偏壓電力PB例如可為400kHz。又，偏壓電力PB例如可為從約600kHz到約13MHz的範圍內之電力。
電漿源電力PS及偏壓電力PB可分別在各周期作為單一脈衝或者作為連續脈衝而被施加。例如，在第1相位，在期間t1施加的電漿源電力PS1可為單一脈衝，也可為連續脈衝。同樣地，在期間t2施加的偏壓電力PB2可為單一脈衝，也可為連續脈衝。
電漿源RF訊號及偏壓RF訊號的工作比可在從約3%到約90%的範圍內分別設定。
例如3個位準波形的情況，在電漿源RF訊號的高位準之開啟狀態的工作比可在從約5%到約50%的範圍內設定。又，在電漿源RF訊號的低位準之開啟狀態的工作比可在從0%到約45%的範圍內設定。又，電漿源RF訊號的關閉狀態之工作比可在從約5%到約90%的範圍內設定。
又，在偏壓RF訊號的高位準之開啟狀態的工作比可在從約5%到約50%的範圍內設定。又，在偏壓RF訊號的低位準之開啟狀態的工作比可在從0%到約45%的範圍內設定。又，偏壓RF訊號的關閉狀態之工作比可在從約5%到約90%之範圍內設定。
又，電漿源RF訊號及偏壓RF訊號同時成為關閉狀態的期間之長度可在工作比從約5%到約90%的範圍設定。在這個期間，例如可在從約0微秒到約500微秒的範圍內，更佳為可在從約10微秒到約50毫秒的範圍內設定。又，在這個期間，可使電漿源RF訊號及偏壓RF訊號的工作比設定成從約10%到約50%的範圍內。
對於電漿處理腔室10，以配合預先決定的電漿處理而選擇的流量，供給氣體。包含第1相位、第2相位、第3相位、第4相位及第5相位的1週期中。以實質上相同的流量將氣體供給到電漿處理腔室10。所供給的氣體例如包含溴化氫(HBr)。又，所供給的氣體例如包含氦(He)或氬(Ar)等稀有氣體。又，所供給的氣體例如可包含氧(O2)、四氟化碳(CF4)、三氟化氮(NF3)、六氟化硫(SF6)、氯(Cl2)、四氯化碳(CCl4)等。
實施形態的電漿處理中所產生的衍生物可為包含電漿處理腔室10內的氣體及基板之組成物所包含的1種以上的元素之化合物。例如，使用矽基板及HBr氣 體的情況，可形成含有SiBrx的衍生物。另外，氟化矽(SiFx)、氯化矽(SiClx)等含矽殘渣或(在使用光阻膜、有機膜、前驅物的處理之情況)氟碳化物(CFx)、氫氟碳化物(CHxFy)等含矽殘渣等也可作為衍生物形成。
(實施型態的效果)
如上述，實施形態的電漿處理裝置具備：電漿處理腔室；基板支持部；電漿源RF產生部；及偏壓RF產生部。基板支持部配置在電漿處理腔室內。電漿源RF產生部耦合至電漿處理腔室，並且產生包含多個電漿源週期的脈衝電漿源RF訊號。各電漿源週期具有：電漿源運作期間之間的電漿源運作狀態；及電漿源運作期間後的電漿源未運作期間之間的電漿源未運作狀態。偏壓RF產生部耦合至基板支持部，並且產生脈衝偏壓RF訊號。脈衝偏壓RF訊號具有與多個電漿源週期具有相同脈衝頻率的多個偏壓週期。各偏壓週期具有：偏壓運作期間之間的偏壓運作狀態；偏壓運作期間後的偏壓未運作期間之間的偏壓未運作狀態。各偏壓週期中朝向偏壓運作狀態的遷移時序相對於對應的電漿源週期中朝向電漿源運作狀態的遷移時序呈現延遲。電漿源關閉期間係與偏壓未運作期間重複。各偏壓週期的偏壓運作期間係與接續的電漿源週期之電漿源運作期間重複。如此一來，電漿處理裝置以脈衝電漿源RF訊號及脈衝偏壓訊號的周期錯開的方式供給RF訊號。又，電漿處理裝置以偏壓運作期間橫跨脈衝電漿源RF訊號的2個周期而持續的方式供給RF訊號。因此，電漿處理裝置可細部控制電漿蝕刻中所產生的離子能源等而提升電漿蝕刻的性能。又，藉由錯開電漿源運作期間及偏壓運作期間，電漿處理裝置可將在脈衝電漿源RF訊號的上升時(周期開始時)所供給的電力位準設定成較高。因此，電漿處理裝置可實現高效的電漿蝕刻。
如上述，在實施形態的電漿處理裝置，電漿源運作狀態具有至少二個電漿源功率位準。又，偏壓運作狀態具有至少二個偏壓功率位準。
如上述，在實施形態的電漿處理裝置，電漿源運作狀態可具有：第1電漿源功率位準；及第1電漿源功率位準後的第2電漿源功率位準。偏壓運作狀態可具有：第1偏壓功率位準；及第1偏壓功率位準後的第2偏壓功率位準。脈衝偏壓RF訊號在各電漿源週期的電漿源未運作期間中可遷移到偏壓運作狀態。
如上述，在實施形態的電漿處理裝置，偏壓RF訊號在各電漿源週期的電漿源未運作期間中，可從第1偏壓功率位準遷移到第2偏壓功率位準。
如上述，在實施形態的電漿處理裝置，各電漿源週期中從第1電漿源功率位準朝向第2電漿源功率位準的遷移能夠與各偏壓週期中從偏壓運作狀態朝向偏壓未運作狀態的遷移實質上同期。
如上述，在實施形態的電漿處理裝置，第1電漿源功率位準可大於第2電漿源功率位準。
如上述，在實施形態的電漿處理裝置，第1電漿源功率位準可小於第2電漿源功率位準。
如上述，在實施形態的電漿處理裝置，第2偏壓功率位準可大於第1偏壓功率位準。
如上述，在實施形態的電漿處理裝置，第2偏壓功率位準可小於第1偏壓功率位準。
又，上述實施形態的電漿處理方法可為在電漿處理裝置使用的電漿處理方法。電漿處理裝置可具備：電漿處理腔室；天線；第1RF產生部；基板支持部；及第2RF產生部。天線可配置在電漿處理腔室的上方。第1RF產生部可耦合在天線，並且產生第1RF電力。基板支持部可配置在電漿處理腔室內。第2RF產生部可耦合在基板支持部，並且產生第2RF電力。電漿處理方法在第1期間可包含將第1RF電力供給到天線，並且將第2RF電力供給到基板支持部的工序。又，電漿處理方法在第1期間之後的第2期間可包含將第1RF電力供給到天線，並且朝向基板支持部停止供給第2RF電力的工序。又，電漿處理方法在第2期間之後的第3期間可包含朝向天線停止供給第1RF電力，而朝向基板支持部停止供給第2RF電力的工序。又，電漿處理方法在第3期間之後的第4期間可包含不對於天線供給RF電力而將第2RF電力供給到基板支持部的工序。然後，電漿處理方法可重複執行各工序。
本發明揭露的實施形態應視為在各方面皆為例示而非受限。上述的實施形態可在不脫離附加的發明申請專利範圍及其主旨的情況下，能夠以各種形態省略、置換、變更。例如，在上述實施形態，以使用感應耦合型電漿裝置而實施的電漿處理方法為範例說明，但揭露的技術不限於此，在使用其他電漿裝置的電漿處理方法也可應用本發明的技術。例如，也可不使用感應耦合型電漿裝置，而可使用電容耦合型電漿(Capacitively-coupled plasma：CCP)裝置。此時，電容耦合型電漿裝置包含在電漿處理腔室內所配置的2個相向的電極。在一實施形態，一方的電極配置在基板支持部內，另一方的電極配置在基板支持部的上方。 此時，一方的電極發揮下部電極的功能，另一方的電極發揮上部電極的功能。然後，電漿源RF產生部31a及偏壓RF產生部31b耦合至2個相向的電極之中的至少1個。在一實施形態，電漿源RF產生部31a耦合至上部電極，偏壓RF產生部31b耦合至下部電極。尚且，電漿源RF產生部31a及偏壓RF產生部31b可耦合至下部電極。
1500:流程
S1510,S1520,S1530,S1540,S1550:步驟

Claims (6)

  1. 一種電漿處理裝置，具備：電漿處理腔室；基板支持部，配置在該電漿處理腔室內；電漿源RF產生部，耦合至該電漿處理腔室並且產生包含多個電漿源週期的脈衝電漿源RF訊號，各電漿源週期具有：電漿源運作期間之間的電漿源運作狀態；及電漿源運作期間後的電漿源未運作期間之間的電漿源未運作狀態；及偏壓RF產生部，耦合至該基板支持部並且產生脈衝偏壓RF訊號，該脈衝偏壓RF訊號具有多個偏壓週期，該多個偏壓週期具有與該多個電漿源週期相同的脈衝頻率，各偏壓週期具有：偏壓運作期間之間的偏壓運作狀態；及偏壓運作期間後的偏壓未運作期間之間的偏壓未運作狀態，各偏壓週期中朝向偏壓運作狀態的遷移時序相對於對應的電漿源週期中朝向電漿源運作狀態的遷移時序呈現延遲，該電漿源未運作期間係與該偏壓未運作期間重疊，各偏壓週期中的偏壓運作期間係與下一個電漿源週期中的電漿源運作期間重疊；該電漿源運作狀態具有：第1電漿源功率位準；及該第1電漿源功率位準後的第2電漿源功率位準，該偏壓運作狀態具有：第1偏壓功率位準；及該第1偏壓功率位準後的第2偏壓功率位準，該脈衝偏壓RF訊號在各電漿源週期中的該電漿源未運作期間中，遷移到該偏壓運作狀態；各電漿源週期中從該第1電漿源功率位準朝向該第2電漿源功率位準的遷移實質上同步於各偏壓週期中從該偏壓運作狀態朝向該偏壓未運作狀態的遷移。
  2. 如請求項1的電漿處理裝置，其中該脈衝偏壓RF訊號在各電漿源週期中的該電漿源未運作期間中，從該第1偏壓功率位準遷移到該第2偏壓功率位準。
  3. 如請求項1或2的電漿處理裝置，其中該第1電漿源功率位準大於該第2電漿源功率位準。
  4. 如請求項1或2的電漿處理裝置，其中該第1電漿源功率位準小於該第2電漿源功率位準。
  5. 如請求項1或2的電漿處理裝置，其中該第2偏壓功率位準大於該第1偏壓功率位準。
  6. 如請求項1或2的電漿處理裝置，其中該第2偏壓功率位準小於該第1偏壓功率位準。
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