[发明专利]衬底等离子体处理设备和等离子体处理方法

权利要求书

1.一种衬底等离子体处理设备，包括：

能够在其中维持真空的腔；

第一电极，其在所述腔中支撑衬底，其中处理在所述衬底的主表面上 进行；

对向电极，在所述腔中被设置成面对所述第一电极；

第一电源单元，被配置成向所述第一电极施加具有50MHz或更高的预 定频率的高频功率；

第二电源单元，被配置成以叠加在所述高频功率上的方式向所述第一 电极施加预定的DC负脉冲电压；以及

控制单元，其以预定的时序控制开启或关闭所述第一电源单元从而引 起所述高频功率的断续施加，以及根据开启或关闭所述第一电源单元的所 述时序来控制开启或关闭所述第二电源单元从而引起所述DC负脉冲电压 的断续施加，

其中当等离子体处理绝缘膜或底部上具有绝缘体的膜时，所述控制单 元在关闭所述第一电源单元之前关闭所述第二电源单元预设的充电减轻 时间T_pre，

其中T_pre≥Q_max/(ZeBN_iV_b)，Q_max是不会引起损害的每单位面积的 最大电荷数量，Z是离子化合价，V_b是波姆速度V_b＝(kT_e/M_i)^1/2，T_e是 电子温度，k是玻尔兹曼常数，M_i是离子质量，B是外壳末端与体部分的 等离子体密度比率，e是基本电荷，以及N_i是离子密度。

2.按照权利要求1的设备，其中当以所述预定的时序开启或关闭所述 第一电源单元从而引起所述高频功率的所述断续施加时，所述控制单元在 开启所述第一电源单元的同时或之后开启所述第二电源单元。

3.一种使用衬底等离子体处理设备的衬底等离子体处理方法，所述设 备包括：

能够在其中维持真空的腔；

第一电极，其在所述腔中支撑衬底，其中处理在所述衬底的主表面上 进行；

对向电极，在所述腔中被设置成面对所述第一电极；

第一电源单元，被配置成向所述第一电极施加具有50MHz或更高的预 定频率的高频功率；以及

第二电源单元，被配置成以叠加在所述高频功率上的方式向所述第一 电极施加预定的DC负脉冲电压，所述方法包括：

以预定的时序控制开启或关闭所述第一电源单元从而引起所述高 频功率的断续施加；以及

根据开启或关闭所述高频功率的所述时序来控制开启或关闭所述第二 电源单元从而引起所述DC负脉冲电压的断续施加，

其中当等离子体处理绝缘膜或底部上具有绝缘体的膜时，在关闭所述 第一电源单元之前关闭所述第二电源单元预设的充电减轻时间T_pre，

其中T_pre≥Q_max/(ZeBN_iV_b)，Q_max是不会引起损害的每单位面 积的最大电荷数量，Z是离子化合价，V_b是波姆速度V_b＝(kT_e/M_i)^1/2，T_e是电子温度，k是玻尔兹曼常数，M_i是离子质量，B是外壳末端与体部分 的等离子体密度比率，e是基本电荷，以及N_i是离子密度。

4.按照权利要求3的方法，其中在以所述预定的时序开启或关闭所述 第一电源单元从而引起所述高频功率的所述断续施加时，在开启所述第一 电源单元的同时或之后开启所述第二电源单元。

5.按照权利要求2的设备，其中所述控制单元在开启所述第一电源单 元4μs之后开启所述第二电源单元。

6.按照权利要求4的方法，其中在开启所述第一电源单元4μs之后开 启所述第二电源单元。