CN103632914B - 等离子体处理装置以及等离子体处理方法 - Google Patents

等离子体处理装置以及等离子体处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种具备供给可宽范围并且高精度地控制的进行了时间调制的高频电力的高频电源的等离子体处理装置以及使用了所述等离子体处理装置的等离子体处理方法。本发明提供一种等离子体处理装置，具备：真空容器；第1高频电源，用于在所述真空容器内生成等离子体；试样台，配置于所述真空容器内来载置试样；以及第2高频电源，对所述试样台供给高频电力，所述等离子体处理装置的特征在于：所述第1高频电源或者所述第2高频电源的至少某一个供给进行了时间调制的高频电力，控制所述时间调制的参数中的一个具有2个以上的不同的控制范围，所述控制范围中的一个是用于进行高精度的控制的控制范围。

Description

等离子体处理装置以及等离子体处理方法
技术领域
本发明涉及等离子体处理装置以及等离子体处理方法，特别涉及适用于为了对半导体元件等的试样进行加工，使用等离子体来实施高精度的蚀刻处理的等离子体处理装置以及等离子体处理方法。
背景技术
以往，作为处理半导体元件的表面的方法，已知通过等离子体对半导体元件进行蚀刻的装置。此处，以电子回旋共振（Electron Cyclotron Resonance：ECR，以下简称为ECR）方式的等离子体蚀刻装置为例子来说明以往技术。
在该ECR方式中，在从外部施加了磁场的真空容器中通过微波而发生等离子体。通过磁场，电子进行回旋运动，通过使其频率和微波的频率共振，能够高效地生成等离子体。为了对入射到半导体元件的离子加速，以概略正弦波按照连续波形对试样施加了高频电力。此处，以下，将对试样施加的高频电力称为高频偏置。
另外，在成为等离子体的气体中，广泛地使用氯、氟等卤素气体。通过由等离子体而发生的自由基、离子和被蚀刻材料反应，蚀刻进展。通过蚀刻而发生的反应生成物引起向图案的再附着，使蚀刻形状成为锥形。因此，为了实现蚀刻加工的高精度，控制在蚀刻时发生的反应生成物变得重要。
为了减少反应生成物浓度，有缩短反应生成物的滞留时间的方法。如果将等离子体处理室内的气体的滞留时间设为τ，则对于τ，在将P设为处理压力、将V设为等离子体处理室的电容、将Q设为气体流量的情况下，成为τ=PV/Q的关系，在装置结构中对所述P、V、Q的限界进行规定。
根据该关系，能够通过降低处理压力、增加气体流量来缩短成为气体的反应生成物的滞留时间，但增加气体流量和降低处理压力处于折衷的关系而难以改善。
另外，在专利文献1中，作为控制反应生成物而提高蚀刻加工精度的方法，公开了等离子体、高频偏置的时间调制。另外，在专利文献2中，公开了将高频偏置分成2个以上而高精度地控制离子能量的时间进行了调制的高频偏置的控制方法。
【专利文献1】日本特开平8－250479号公报
【专利文献2】日本特开2001－85395号公报
发明内容
作为控制高频偏置电源的时间调制的参数，有重复频率以及重复频率相对1周期的ON时间之比（以下，称为占空比）。
在实施蚀刻时，通过输入单元对控制部设定重复频率和占空比以及蚀刻气体、压力等蚀刻条件。所设定的值在控制部内被处理为数字信号，但在控制部和高频偏置电源通过模拟连接了的情况下，需要在通过控制部内的数字－模拟转换器（以下，称为D/A转换器）变换为模拟信号之后发送。在发送模拟信号时，如果由于针对信号的噪声等而产生误差，则相对于设定值，输出值不同。
例如，当能够在0～100%的范围内以0.5%单位输入占空比的信号的情况下，在12比特的数字信号处理中，针对每1二进制位，成为约0.098%的分辨率。此处，二进制位是指，二进制数的位数。
如图11所示，在针对12比特的数字信号处理，以0～10V使用模拟信号的情况下，每1二进制位的电压是约4.9mV。在模拟信号由于噪声等而偏移了4.9mV以上的情况下，有可能在数字信号变换之后产生1个二进制位以上的偏移。在该情况下，分辨率针对每1二进制位成为约0.098%，所以有可能产生占空比是约0.1%以上的误差。
例如，在重复频率是10Hz且占空比是2.0%时，高频偏置的ON时间成为2.0ms。在重复频率是10Hz且占空比是2.1%的情况下，ON 时间成为2.1ms。在占空比的控制精度的误差是0.1%的情况下，即使使占空比的设定值成为2.0%，作为结果，也有可能成为2.1%，该情况的ON时间的误差成为0.1ms。
一般，在ON时间，蚀刻进展。蚀刻进展的时间的误差对蚀刻速率、蚀刻的反应生成物浓度造成影响。图12示出确认了占空比与蚀刻速率的关系的实验结果。对于蚀刻速率，使用HBr气体、Ar气体、以及O2气体的混合气体，以10Hz的重复频率，改变占空比而测定了Poly－Si的蚀刻速率。
在该实验中，如果占空比改变0.1%，则成为蚀刻速率变化1.3nm/min的结果。另外，在占空比是2%时，蚀刻速率是21.7nm/min，但在由于噪声等而占空比偏移了+1二进制位的情况下，占空比成为2.1%，蚀刻速率成为23.0nm/min。另外，在由于噪声等而占空比偏移了－1二进制位的情况下，占空比成为1.90%，蚀刻速率成为20.4nm/min。
这样，即使占空比是2.0%设定，在有±1二进制位的误差的情况下，蚀刻速率针对21.7nm/min，作为误差率具有约12%程度的误差，有可能发生约12%的蚀刻性能的偏差。该偏差成为引起蚀刻性能的再现性、装置间差的原因。
虽然针对这样的问题通过减小相对所使用的模拟电压值的占空比的使用区域能够提高分辨率，但根据蚀刻气体、被蚀刻对象构造，最佳的占空比不同。因此，为了对应于各种蚀刻气体、各种被蚀刻对象构造，需要尽可能宽的占空比区域。因此，必须同时实现占空比的可使用区域的广域化和占空比分辨率提高。
另外，对于重复频率，可以说也与占空比同样。根据蚀刻气体、被蚀刻对象构造，最佳的重复频率不同，所以为了对应于各种蚀刻气体、各种被蚀刻对象构造，需要尽可能宽的重复频率区域。因此，对于重复频率，也必须同时实现重复频率的广域化和高分辨率化。
进而，对于作为控制等离子体的分离的方法而公知的脉冲等离子体，对为了生成脉冲等离子体而施加的高频也进行时间调制而脉冲化， 所以有可能发生与上述占空比和重复频率同样的问题。
因此，本发明是鉴于以上的课题而完成的，提供一种具备供给可宽范围并且高精度地控制的进行了时间调制的高频电力的高频电源的等离子体处理装置以及使用了所述等离子体处理装置的等离子体处理方法。
本发明提供一种等离子体处理装置，具备：真空容器；第1高频电源，用于在所述真空容器内生成等离子体；试样台，配置于所述真空容器内来载置试样；以及第2高频电源，对所述试样台供给高频电力，所述等离子体处理装置的特征在于：所述第1高频电源或者所述第2高频电源的至少某一个供给进行了时间调制的高频电力，控制所述时间调制的参数中的一个具有2个以上的不同的控制范围，所述控制范围中的一个是用于进行高精度的控制的控制范围。
另外，本发明提供一种等离子体处理方法，使用了等离子体处理装置，该等离子体处理装置具备：真空容器；第1高频电源，用于在所述真空容器内生成等离子体；试样台，配置于所述真空容器内来载置试样；以及第2高频电源，对所述试样台供给高频电力，所述等离子体处理方法特征在于：所述第1高频电源或者所述第2高频电源的至少某一个供给进行了时间调制的高频电力，通过具有2个以上的不同的控制范围的参数来控制所述时间调制，所述控制范围的一个是用于进行高精度的控制的控制范围。
另外，本发明提供一种等离子体处理方法，在对具有Poly－Si膜、SiO2膜、无定形碳膜、SiN膜以及BARC膜的试样供给进行了时间调制的高频电力的同时进行等离子体蚀刻，其特征在于：重复频率具有需要高精度的控制的第一控制范围和无需高精度的控制的第二控制范围，占空比具有需要高精度的控制的第三控制范围和无需高精度的控制的第四控制范围，在所述第一控制范围以及所述第四控制范围内对所述SiN膜进行蚀刻，在所述第二控制范围以及所述第四控制范围内对所述无定形碳膜进行蚀刻，在所述第一控制范围以及所述第三控制范围内对所述SiO2膜进行蚀刻，在所述第一控制范围以及所述第 三控制范围内对所述Poly－Si膜的一部分进行蚀刻。
通过本发明，能够提供可宽范围并且高精度地控制的进行了时间调制的高频电力。
附图说明
图1是本发明的实施例的微波ECR等离子体蚀刻装置的纵剖面图。
图2是本发明的一个实施例的控制部和高频偏置电源的概略图。
图3A是示出实施例1中的模拟信号的发送的图。
图3B是示出实施例2中的模拟信号的发送的图。
图4A是实施例1中的A/D转换器的概略图。
图4B是实施例2中的A/D转换器的概略图。
图5是本发明的一个实施例的控制部和高频偏置电源的概略图。
图6A是示出实施例1中的通道的设定例的图。
图6B是示出实施例2中的通道的设定例的图。
图7是示出反应生成物浓度的蚀刻处理时间依赖性的图。
图8A是示出实施例1中的相对占空比的SiO2选择比的图。
图8B是示出实施例2中的针对重复频率的蚀刻形状的锥形角度依赖性的图。
图8C是示出实施例2中的针对进行了时间调制的间歇性的高频偏置电力的OFF时间的蚀刻形状的锥形角度依赖性的图。
图9是本发明的一个实施例的控制部和高频电源的概略图。
图10是本发明的一个实施例的控制部和高频偏置电源的概略图。
图11是示出以往的模拟信号设定例的图。
图12是示出针对占空比的Poly－Si的蚀刻速率依赖性的图。
图13是示出针对平均高频电力的Poly－Si的蚀刻速率依赖性的图。
图14是实施例3中的A/D转换器的概略图。
图15是示出本申请发明的概念的图。
图16是示出实施例4中的等离子体处理方法的图。
（符号说明）
101：真空容器；102：喷板；103：电介体窗；104：处理室；105：气体供给装置；106：真空排气装置；107：波导管；108：脉冲发生器；109：电磁波发生用电源；110：磁场发生线圈；111：晶片载置用电极；112：晶片；113：匹配电路；114：高频偏置电源；115：高频滤波器；116：直流电源；117：排气用开闭阀；118：排气速度可变阀；120：控制部；121：个人电脑；122：微型计算机；123：D/A转换器；124：A/D转换器；125：信号处理部；126：高频偏置输出部；127：第一高频电源；128：第二高频电源；129：第一脉冲发生器；130：第二脉冲发生器。
具体实施方式
作为对从用于生成等离子体的高频电源和对试样供给高频电力的高频电源的至少一个的高频电源供给的高频电力进行时间调制的情况的控制用参数，有重复频率、占空比、重复波形的振幅高的期间的时间（例如，ON时间）、重复波形的振幅低的期间的时间（例如，OFF时间）。
本发明的特征在于：将上述控制用参数的至少一个控制范围分割为至少2个不同的区域，所述区域的1个是需要高精度的控制的区域。
例如，在对从将重复频率和占空比作为控制用参数而对试样供给高频电力的高频电源供给的高频电力进行时间调制的情况下，如图15所示，可大致分类为4个区域。
区域A是低重复频率（例如，1至100Hz的重复频率）并且是比低占空比（例如10%以下的占空比）高的占空比的区域，区域B是比低重复频率高的重复频率并且是比低占空比高的占空比的区域。另外，区域C是低重复频率并且是低占空比的区域，区域D是比低重复频率高的重复频率并且是低占空比的区域。
进而，上述低重复频率和低占空比是高精度的控制所要求的范 围。因此，本发明的特征在于：在对从用于生成等离子体的高频电源或者对试样供给高频电力的高频电源的至少某一个的高频电源供给的高频电力进行时间调制的情况下，所述高频电力的时间调制的控制区域由不同的多个区域构成，所述不同的多个区域的至少一个是区域A、区域C、以及区域D中的至少一个区域。
以下，首先，说明在对从对试样供给高频电力的高频电源供给的高频电力进行时间调制，并使占空比成为控制参数的情况下，将由区域C和区域D构成的占空比区域1、以及由区域A和区域B构成的占空比区域2作为控制区域的一个实施例。
【实施例1】
以下，参照附图，说明具体实施方式。图1示出使用了本发明的一个实施例的微波的ECR等离子体蚀刻装置的概略纵剖面图。另外，同一符号表示同一构成要素。
在上部被开放的真空容器101的上部，设置用于向真空容器101内导入蚀刻气体的喷板102（例如石英制）、和电介体窗103（例如石英制）并密封，从而形成处理室104。对喷板102连接用于供给蚀刻气体的气体供给装置105。
另外，对真空容器101，经由排气用开闭阀117以及排气速度可变阀118连接有真空排气装置106。在处理室104内，打开排气用开闭阀117，并驱动真空排气装置106，从而被减压而成为真空状态。处理室104内的压力通过排气速度可变阀118被调整为期望的压力。蚀刻气体从气体供给装置105经由喷板102被导入处理室104内，经由排气速度可变阀118通过真空排气装置106被排气。另外，与喷板102对向地在真空容器101的下部设置作为试样台的试样载置用电极111。
为了将用于生成等离子体的电力传送到处理室104，在电介体窗103的上方设置传送电磁波的波导管107。从电磁波发生用电源109振荡向波导管107传送的电磁波。另外，本实施例的效果不特别限定于电磁波的频率，但在本实施例中使用2.45GHz的微波。在处理室104的外部，设置有形成磁场的磁场发生线圈110，对于从电磁波发生用 电源109振荡出的电磁波，通过与由磁场发生线圈110形成的磁场的相互作用，在处理室104内生成高密度等离子体，对在试样载置用电极111上配置的作为试样的晶片112实施蚀刻处理。
喷板102、试样载置用电极111、磁场发生线圈110、排气用开闭阀117、排气速度可变阀118以及晶片112相对处理室104的中心轴上被同轴配置，所以通过蚀刻气体的流动、等离子体生成的自由基以及离子、进而通过蚀刻生成的反应生成物相对晶片112被同轴地导入并排气。该同轴配置具有使蚀刻速率、蚀刻形状的晶片面内均匀性接近轴对称，使晶片处理均匀性提高的效果。
试样载置用电极111的电极表面被热喷涂膜（未图示）包覆，经由高频滤波器115连接有直流电源116。进而，对试样载置用电极111，经由匹配电路113连接高频偏置电源114。高频偏置电源114具备高频偏置输出部126和脉冲发生器108（参照图2），能够选择性地对试样载置用电极111供给进行了时间调制的间歇性的高频电力或者连续的高频电力。另外，通过针对每单位时间重复施加高频偏置电力的期间（ON期间）和不施加的期间（OFF期间）的次数即重复频率、和每1周期（重复频率的倒数）的ON期间即占空比，控制进行了时间调制的间歇性的高频偏置电力。
控制使用了上述ECR蚀刻装置的蚀刻处理的控制部120具备：个人电脑121，进行通过输入单元（未图示）输入的重复频率、占空比、实施蚀刻的气体流量、处理压力、微波电力、线圈电流等蚀刻参数的处理；微型计算机122，进行信号处理；以及数字－模拟转换器（以下称为D/A转换器123），将数字信号变换为模拟信号（参照图2）。
另外，高频偏置电源114具备：模拟－数字转换器（以下称为A/D转换器124），将模拟信号变换为数字信号；信号处理部125，处理从微型计算机122发送的信号和从A/D转换器124发送的信号；脉冲发生器108，发生从信号处理部125指示的重复频率和占空比的脉冲波形；以及高频偏置输出部126，输出从信号处理部指示的高频偏 置（参照图2）。
以下，使用图2，说明从高频偏置电源114对试样载置用电极供给进行了时间调制的间歇性的高频电力的情况的控制部120的功能。
通过输入单元（未图示）输入到个人电脑121的重复频率和占空比，作为数字信号，由微型计算机122进行处理，经由D/A转换器123，变换为模拟信号而发送到高频偏置电源114。高频偏置电源114接收到的模拟信号通过A/D转换器124变换为数字信号，通过信号处理部125处理而从高频偏置输出部126和脉冲发生器108分别输出高频偏置电力和脉冲波形。对所输出的高频偏置电力重叠所输出的脉冲波形，从高频偏置电源114对试样载置用电极111供给进行了时间调制的间歇性的高频电力。
接下来，说明对于高频偏置电源114的占空比，以每0.5%的设定，使用0～100%的范围，特别以高分辨率控制0～10%的占空比的区域的情况。
将0～10%的占空比的区域设为通道1，将10.5～100%的占空比的区域设为通道2。另外，使用12比特的D/A转换器123以及A/D转换器124，模拟信号的电压值成为±10V的范围。另外，在模拟信号是±10V的范围的情况下，对于模拟信号，一般使用0～10V。对于模拟电压值的范围，虽然能够设定为任意的范围，但在本实施例中使用一般使用的0～10V。
例如，如果对个人电脑121输入了2%的占空比，则如图3A所示，从微型计算机122经由D/A转换器123使通道1和通道2的信号这两方的时间都偏移而周期性地发送到A/D转换器124。信号处理部125通过根据从微型计算机122发送的用于选择通道1的通道切换信号，使定时A（通道1）和信号接收同步，从从A/D转换器124发送的通道1和通道2的信号，选择通道1的信号。
选择了通道1的信号的信号处理部125使脉冲发生器108发生2%的占空比的脉冲波形，使高频偏置电源114输出2%的占空比的进行了时间调制的间歇性的高频电力。
另外，作为信号处理部125的通道选择的其他方法，也可以是如图4A所示，在A/D转换器124中有多个输入输出端子（以下称为端口）的情况下，通过通道切换信号判断选择哪个通道，而取得特定的端口的信号的方法。例如，在2%的占空比的情况下，使信号处理部125判断为选择端口1即可（图4A）。
另外，也可以仅将使用的通道从微型计算机122经由D/A转换器123发送到A/D转换器124。例如，在设定2%的占空比的情况下，仅发送通道1的信号，而不发送通道2的信号。在A/D转换器124是如图4A那样的结构的情况下，通过信号处理部125判定端口有无接收信号，如果是在端口1中有信号，在端口2中无信号的状态，则信号处理部125能够选择端口1、即通道1。在该情况下，无需通道切换信号，所以也可以是图5的结构。
但是，对于蚀刻处理，有时在多个步骤中连续地处理，在各步骤之间使用不同的占空比的区域（不同的通道）的情况下，在使发送的定时偏移了的状态下始终周期性地发送了不同的通道的信号的状态下，通过切换信号选择通道的方法（图4A）相比于不需要切换信号的方法，能够更迅速地进行通道的变更，所以优选图4A那样的通道选择方法。
接下来，说明本实施例中的通道1和通道2的占空比以及分辨率。
通常，通过D/A转换器123以及A/D转换器124的处理能力和占空比的区域的范围，决定占空比的分辨率。在12比特的D/A转换器123以及A/D转换器124的情况下，能够处理4096二进制位的信号。二进制位是指，二进制数的位。在该情况下，模拟信号能够在±10V的范围内处理4096种类的信号的值。模拟信号在本实施例中被处理为0～10V，能够处理2048种类的信号的值。
在本实施例中，在0～10%针对每0.5%，设定通道1的占空比的使用范围，所以成为约0.01%的分辨率。另外，通道2的占空比的使用范围是10.5～100%，所以成为约0.09%的分辨率。另外，模拟信号的使用范围是10V且能够处理2048二进制位的信号，所以1个二进 制位相当于约4.9mV。即，如果模拟信号是约4.9mV，则在通道1的情况下，表示约0.01%的占空比，在通道2的情况下，表示约0.09%的占空比。因此，如果在模拟信号中发生4.9mV的误差，则在通道1的情况下，产生约0.01%的误差，在通道2的情况下，产生约0.09%的误差。
例如，在占空比是2%（通道1）且重复频率是10Hz的情况下，ON时间成为2.0ms。在模拟信号中发生了约0.05%（5mV）的噪声的情况下，在占空比中产生约0.01%以上的误差。在占空比是2.01%且重复频率是10Hz的情况下，ON时间成为2.01ms，误差仅为0.01ms。
另外，在占空比是90%（通道2）且重复频率是10Hz的情况下，ON时间成为9.0ms。在由于噪声而在模拟信号中发生了约0.09%（5mV）的噪声的情况下，处理为约90.09%的信号，但ON时间是9.09ms且误差成为0.09ms，仅为0.09ms的误差。
因此，在本实施例中，通过如上所述将占空比的使用区域范围分割为要求分辨率的精度的占空比的区域和不怎么要求分辨率的精度的占空比的区域，能够在占空比的高范围的使用区域中，高精度地控制占空比。
另外，在本实施例中，使占空比的设定单位成为0.5%，所以在选择了通道1的占空比的区域的情况下，能够以0.5%分配约102个二进制位、即约500mV，能够排除噪声等所致的误差。
另外，通道1的分辨率是0.01%，所以能够将通道1的占空比的设定单位控制为0.5%以下。另外，在本实施例中，示出了将占空比的使用区域分割为2个的例子，但也可以分割为2个以上。分割数越多，能够使各使用区域的分辨率越提高。
另外，在本实施例中，使模拟电压值成为0～10V的使用范围，但在任意的使用范围中分辨率提高效果都等同，所以即使模拟电压值的使用范围是任意的电压范围，都能够应用本发明，得到与本发明同样的效果。
另外，在本实施例中，示出了将占空比的使用区域分割为2个的 例子，但也可以如图6A所示，通过组合2个以上的不同的占空比区域，来扩大占空比的使用区域。通过这样组合不同的占空比的区域，能够扩大占空比的使用区域，能够提高各个占空比区域的控制精度。
另外，在进行了时间调制的间歇性的高频偏置电力的ON时间短的情况下，存在高频偏置电力的匹配变得困难这样的问题。由占空比和重复频率规定ON时间，但在重复频率是2000Hz那样的高的频率的情况下，如果占空比小，则ON时间变得过短，所以对匹配性能造成影响，而有时无法对试样载置用电极111施加高频偏置电力。
因此，在使用通道1的占空比区域的占空比的情况下，一般优选以200Hz以下程度使用重复频率。另外，为了缩短ON时间而不对匹配造成影响，优选具有预先设定可进行良好的动作的ON时间的最小值，判定是否为对匹配造成影响的ON时间的功能。
接下来，说明使用本实施例的微波ECR等离子体蚀刻装置，对晶片112实施蚀刻处理的等离子体处理方法。另外，说明进行了时间调制的间歇性的高频偏置的占空比的使用范围被分割为2个占空比的区域，由通道1（0～10%）和通道2（10.5～100%）这2个占空比的区域构成的情况的等离子体处理方法。
对于进行了时间调制的间歇性的高频偏置，用于控制反应生成物浓度而控制蚀刻性能，但在OFF时间是与反应生成物的滞留时间等同的程度时，得到特别大的效果。在进行了时间调制的间歇性的高频偏置的ON时间的期间，蚀刻进展，持续发生反应生成物。如果进行了时间调制的间歇性的高频偏置成为OFF，则蚀刻不再进展，反应生成物被排气。在一般的等离子体蚀刻装置的情况下，在处理压力0.1Pa～10Pa下，反应生成物的滞留时间是10ms～1000ms。
作为一个例子，说明反应生成物的滞留时间是80ms的情况。在连续高频偏置中，反应生成物浓度从蚀刻开始时起单调地增加。图7（a）示出使反应生成物的滞留时间成为80ms、使进行了时间调制的间歇性的高频偏置的ON时间成为10ms、使OFF时间成为10ms的情况的反应生成物浓度的蚀刻处理时间依赖性。在OFF时间比反应生成物的滞留时间短的情况下，反应生成物残留，所以反应生成物浓度随着时间经过而增加。接下来，图7(b)示出使反应生成物的滞留时间成为80ms、使进行了时间调制的间歇性的高频偏置的ON时间成为10ms、使OFF时间成为80ms、使反应生成物的滞留时间和OFF时间相等了时的反应生成物浓度的蚀刻处理时间依赖性。
在ON时间内发生的反应生成物在OFF时间被排气，而不残留，所以能够制作反应生成物浓度低的状态。通过针对在ON时间生成的反应生成物设置充分长的OFF时间，能够降低反应生成物浓度。占空比是ON时间与(ON时间+OFF时间)即重复周期之比，所以延长OFF时间相当于降低占空比。通过降低占空比，能够抑制反应生成物的影响。
接下来，在图8A中，示出将重复频率固定为10Hz，并混合Ar气体、SF6气体、以及O2气体，而对钨的行线图案进行了蚀刻的情况的针对占空比的硬掩膜即SiO2膜的选择比依赖性。
成为在占空比高于10％的情况下，选择比的变化缓慢，但在占空比是10％以下的情况，选择比急剧上升的结果。其原因为，在占空比低时，ON时间短且OFF时间长，所以反应生成物浓度减少。通过SF6气体对钨进行蚀刻时的反应生成物一般是WFx(x＝1～6)等，但这些反应生成物通过再分离，发生F(氟)，向SiO2膜附着，作为SiF4等反应，对SiO2进行蚀刻，从而降低SiO2选择比。
为了选择比的高精度的控制，需要高精度地控制10％以下的占空比。为此，通过如图8A所示，将占空比的通道分成10％以下和比10％高的情况这2个区域，能够同时实现宽范围的控制和高精度的控制。
另外，以下，说明上述之外的等离子体处理方法。通过高精度地控制进行了时间调制的间歇性的高频偏置，能够高精度地控制蚀刻性能。有时蚀刻性能伴随腔的经时变化而变化。
例如，在每当重叠处理张数时蚀刻速率降低那样的情况下，如果处理时间的设定值相同，则作为结果总蚀刻量变少，而有可能引起不良。因此，相逆地每当重叠处理张数时提高蚀刻速率，从而能够使总蚀刻量成为恒定。通过高精度地控制进行了时间调制的间歇性的高频偏置的ON时间、OFF时间、频率、占空比等，能够进行与经时变化对应的蚀刻性能控制。
图13示出Poly－Si的蚀刻速率与平均高频电力的关系。可知通过改变平均高频电力，即使是小于20nm/min那样的微小的蚀刻速率，也能够控制。在图13中，从图12所示的占空比和高频电力值换算为平均高频电力。
通过如图13所示，改变占空比，能够控制平均高频电力。因此，通过高精度地控制占空比，能够高精度地控制蚀刻速率，所以适用于追随经时变化的蚀刻性能控制。
另外，上述等离子体处理方法是进行了时间调制的间歇性的高频偏置的占空比的使用频率范围被分割为2个区域的例子，但即使在占空比的使用区域被分割为2个以上的情况下，也能够得到与上述等离子体处理方法同样的效果。
另外，即使在占空比、重复频率、ON时间、OFF时间的使用区域由2个以上的不同的区域的组合构成的情况下，也能够得到与上述等离子体处理方法同样的效果。
本发明具备上述结构，所以能够对载置用电极供给通过以宽范围的占空比高精度地控制的占空比进行了时间调制的间歇的高频偏置电力，所以能够在各种蚀刻工序中，进行高精度的蚀刻加工。
另外，在本实施例中，在占空比的多个通道的切换中，使用了通道切换信号，但也可以是使用多个高频偏置电源的方法。例如，如图9所示，在将占空比的通道分成2个的情况下，分别设置2个输出不同的控制范围的占空比的进行了时间调制的间歇性的高频偏置电力的高频电源，通过高频电源选择信号切换第一高频电源127和第二高频电源128，从而能够对载置用电极供给以宽范围的占空比高精度地控制的占空比的进行了时间调制的间歇性的高频偏置电力。
另外，也可以如图10所示，代替上述多个高频电源，而在高频偏置电源中设置分别发生不同的控制范围的占空比的脉冲波形的多个脉冲发生器（第一脉冲发生器129、第二脉冲发生器130等）。
接下来，说明在对从供给给试样高频电力的高频电源供给的高频电力进行时间调制，并将重复频率作为控制参数的情况下，将由区域A和区域C构成的重复频率区域1、以及由区域B和区域D构成的重复频率区域2作为控制区域的一个实施例。
【实施例2】
以下，参照附图，说明具体实施方式。图1示出使用了本发明的一个实施例的微波的ECR等离子体蚀刻装置的概略纵剖面图。另外，同一符号表示同一构成要素。
在上部被开放的真空容器101的上部，设置用于向真空容器101内导入蚀刻气体的喷板102（例如石英制）、和电介体窗103（例如石英制）并密封，从而形成处理室104。对喷板102连接用于供给蚀刻气体的气体供给装置105。另外，对真空容器101经由排气用开闭阀117以及排气速度可变阀118连接了真空排气装置106。在处理室104内，将排气用开闭阀117打开，并驱动真空排气装置106，从而被减压而成为真空状态。
处理室104内的压力通过排气速度可变阀118被调整为期望的压力。蚀刻气体从气体供给装置105经由喷板102被导入到处理室104内，经由排气速度可变阀118通过真空排气装置106被排气。另外，与喷板102对向地在真空容器101的下部设置作为试样台的试样载置用电极111。
为了对处理室104传送用于生成等离子体的电力，在电介体窗103的上方设置传送电磁波的波导管107。从电磁波发生用电源109振荡向波导管107传送的电磁波。另外，本实施例的效果不特别限定于电磁波的频率，但在本实施例中，使用2.45GHz的微波。在处理室104的外部，设置了形成磁场的磁场发生线圈110，从电磁波发生用电源109振荡出的电磁波通过与由磁场发生线圈110形成的磁场的相互作用，在处理室104内生成高密度等离子体，对在试样载置用电极111上配置的作为试样的晶片112实施蚀刻处理。
喷板102、试样载置用电极111、磁场发生线圈110、排气用开闭 阀117、排气速度可变阀118以及晶片112相对处理室104的中心轴上被同轴配置，所以通过蚀刻气体的流动、等离子体生成的自由基以及离子、进而通过蚀刻生成的反应生成物相对晶片112被同轴地导入并排气。该同轴配置具有使蚀刻速率、蚀刻形状的晶片面内均匀性接近轴对称，而提高晶片处理均匀性的效果。
试样载置用电极111的电极表面被热喷涂膜（未图示）包覆，经由高频滤波器115连接了直流电源116。进而，对试样载置用电极111，经由匹配电路113连接高频偏置电源114。高频偏置电源114具备高频偏置输出部126和脉冲发生器108（参照图2），能够选择性地对试样载置用电极111供给进行了时间调制的间歇性的高频电力或者连续的高频电力。
另外，通过每单位时间重复施加高频偏置电力的期间（ON期间）和不施加的期间（OFF期间）的次数即重复频率、和每1周期（重复频率的倒数）的ON期间即占空比，控制进行了时间调制的间歇性的高频偏置电力。
控制使用了上述ECR蚀刻装置的蚀刻处理的控制部120具备：个人电脑121，进行通过输入单元（未图示）输入的重复频率、占空比、实施蚀刻的气体流量、处理压力、微波电力、线圈电流等蚀刻参数的处理；微型计算机122，进行信号处理；以及数字－模拟转换器（以下称为D/A转换器123），将数字信号变换为模拟信号（参照图2）。
另外，高频偏置电源114具备：模拟－数字转换器（以下，称为A/D转换器124），将模拟信号变换为数字信号；信号处理部125，处理从微型计算机122发送的信号和从A/D转换器124发送的信号；脉冲发生器108，发生从信号处理部125指示的重复频率和占空比的脉冲波形；以及高频偏置输出部126，输出从信号处理部指示的高频偏置（参照图2）。
以下，使用图2，说明从高频偏置电源114对试样载置用电极供给进行了时间调制的间歇性的高频电力的情况的控制部120的功能。
针对通过输入单元（未图示）输入到个人电脑121的重复频率和占空比，作为数字信号，通过微型计算机122进行处理，经由D/A转换器123，变换为模拟信号而发送到高频偏置电源114。
针对高频偏置电源114接收到的模拟信号，通过A/D转换器124变换为数字信号，通过信号处理部125进行处理而从高频偏置输出部126和脉冲发生器108分别输出高频偏置电力和脉冲波形。对所输出的高频偏置电力重叠所输出的脉冲波形，从高频偏置电源114对试样载置用电极111供给进行了时间调制的间歇性的高频电力。
接下来，说明对于高频偏置电源114的重复频率，以1Hz单位使用1～2000Hz的范围，特别以高分辨率控制1～119Hz的频带的情况。
将1～119Hz的频带设为通道1，将120～2000Hz的频带设为通道2。另外，使用12比特的D/A转换器123以及A/D转换器124，模拟信号的电压值成为±10V的范围。另外，在模拟信号是±10V的范围的情况下，对于模拟信号，一般使用0～10V。
例如，如果对个人电脑121输入了60Hz的重复频率，则如图3B所示，从微型计算机122经由D/A转换器123使通道1和通道2的信号这双方的时间都偏移而周期性地发送到A/D转换器124。
信号处理部125通过根据从微型计算机122发送的用于选择通道1的通道切换信号，使定时A（通道1）和信号接收同步，从来自A/D转换器124发送的通道1和通道2的信号选择通道1的信号。选择了通道1的信号的信号处理部125使脉冲发生器108发生60Hz的脉冲波形，使高频偏置电源114输出60Hz的重复频率的进行了时间调制的间歇性的高频电力。
另外，作为信号处理部125的通道选择的其他方法，如图4B所示，在A/D转换器124中有多个输入输出端子（以下称为端口）的情况下，也可以是通过通道切换信号判断选择哪个通道，而取得特定的端口的信号的方法。例如，在60Hz的重复频率的情况下，使信号处理部125判断为选择端口1即可（图4B）。
另外，也可以从微型计算机122经由D/A转换器123向A/D转 换器124仅发送所使用的通道。例如，在设定10Hz的重复频率的情况下，仅发送通道1的信号，而不发送通道2的信号。在A/D转换器124是图4B那样的结构的情况下，通过信号处理部125判定端口有无接收信号，如果是在端口1中有信号，在端口2中无信号的状态，则信号处理部125能够选择端口1、即通道1。在该情况下，无需通道切换信号，所以也可以是图5的结构。
但是，对于蚀刻处理，有时在多个步骤中连续地处理，在各步骤之间使用不同的频带的频率（不同的通道）的情况下，在使发送的定时偏移了的状态下始终周期性地发送了不同的通道的信号的状态下，通过切换信号选择通道的方法（图4B）相比于不需要切换信号的方法，能够更迅速地进行通道的变更，所以优选图4B那样的通道选择方法。
接下来，说明本实施例中的通道1和通道2的频率分辨率。
通常，由D/A转换器123以及A/D转换器124的处理能力和频带的范围决定频率分辨率。在12比特的D/A转换器123以及A/D转换器124的情况下，能够处理4096二进制位的信号。二进制位是指二进制数的位。在该情况下，在模拟信号是±10V的范围内能够处理4096种类的信号的值。对于模拟信号，一般使用0～10V，所以能够处理2048种类的信号的值。在本实施例中，通道1的重复频率的使用范围是1～119Hz，所以成为约0.058Hz的分辨率。另外，通道2的重复频率的使用范围是120～2000Hz，所以成为约0.92Hz的分辨率。
另外，模拟信号的使用范围是10V且能够处理2048二进制位的信号，所以1个二进制位相当于约4.9mV。即，如果模拟信号是约4.9mV，则在通道1的情况下，表示约0.058Hz的重复频率，在通道2的情况下，表示约0.92Hz的重复频率。因此，如果在模拟信号中发生4.9mV的误差，则在通道1的情况下，产生约0.058Hz的误差，在通道2的情况下，产生约0.92Hz的误差。
例如，在重复频率是10Hz（通道1）且占空比是10%的情况下，OFF时间成为90ms。在模拟信号中发生了约0.05%（5mV）的噪声的情况下，在重复频率中产生约0.058Hz以上的误差。在重复频率是 10.058Hz且占空比是10%的情况下，OFF时间成为89.5ms，误差仅为0.56%。另外，在重复频率是1000Hz（通道2）且占空比是10%的情况下，OFF时间成为0.9ms。在由于噪声而在模拟信号中发生了约0.05%（5mV）的噪声的情况下，处理为约1001Hz的信号，但OFF时间成为0.899ms且误差成为0.001ms，仅为0.1%的误差。
因此，在本实施例中，通过如上所述，将重复频率的使用频率范围分割为要求分辨率的精度的频带和不怎么要求分辨率的精度的频带，能够在重复频率的宽范围的频带中，高精度地控制重复频率。
另外，在本实施例中，使重复频率的设定单位成为1Hz，所以在选择了通道1的频带的情况下，能够对1Hz分配约20个二进制位，能够排除噪声等所致的误差。
另外，通道1的分辨率是0.058Hz，所以能够将通道1的重复频率的设定单位控制为1Hz以下。
另外，在本实施例中，示出了将重复频率的频带分割为2个的例子，但也可以分割为2个以上。分割数越多，能够使各频带的分辨率越提高。
另外，在本实施例中，示出了将重复频率的频带分割为2个的例子，但也可以通过如图6B所示，组合2个以上的不同的频带，来扩大重复频率的使用频率范围。通过这样组合不同的频带，扩大重复频率的使用频率范围，从而能够提高各个频带的精度。
进而，在本实施例中，使模拟电压值成为0～10V的使用范围，但在任意的使用范围中，分辨率提高效果都等同，所以在模拟电压值的使用范围是任意的电压范围内，都能够应用本发明，得到与本发明同样的效果。
另外，在进行了时间调制的间歇性的高频偏置电力的ON时间短的情况下，存在高频偏置电力的匹配变得困难这样的问题。ON时间由占空比和重复频率规定，但在占空比是20%以下那样的低的占空比的情况下，对于通道2的高频频带的重复频率，ON时间变得过短，所以有时无法对试样载置用电极111施加高频偏置电力。因此，在使 用通道2的频带的重复频率的情况下，优选以20%以上使用占空比。
接下来，说明使用本实施例的微波ECR等离子体蚀刻装置，对晶片112实施蚀刻处理的等离子体处理方法。
另外，说明进行了时间调制的间歇性的高频偏置的重复频率的使用频率范围被分割为2个频带，而由通道1（1～119Hz）和通道2（120～2000Hz）这2个频带构成的情况的等离子体处理方法。
对于进行了时间调制的间歇性的高频偏置，用于控制反应生成物浓度而控制蚀刻性能，但在OFF时间是与反应生成物的滞留时间等同的程度时，得到特别大的效果。在进行了时间调制的间歇性的高频偏置的ON时间的期间，蚀刻进展，持续发生反应生成物。如果进行了时间调制的间歇性的高频偏置成为OFF，则蚀刻不再进展，反应生成物被排气。在一般的等离子体蚀刻装置的情况下，在处理压力0.1Pa～10Pa下反应生成物的滞留时间是10ms～1000ms。
作为一个例子，说明反应生成物的滞留时间是80ms的情况。在连续高频偏置中，反应生成物浓度从蚀刻开始时起单调地增加。图7（a）示出使反应生成物的滞留时间成为80ms、使进行了时间调制的间歇性的高频偏置的ON时间成为10ms、使OFF时间成为10ms的情况的反应生成物浓度的蚀刻处理时间依赖性。在OFF时间比反应生成物的滞留时间短的情况下，反应生成物残留，所以反应生成物浓度随着时间经过而增加。
接下来，图7（b）示出使反应生成物的滞留时间成为80ms、使进行了时间调制的间歇性的高频偏置的ON时间成为10ms、使OFF时间成为80ms、使反应生成物的滞留时间和OFF时间相等了时的反应生成物浓度的蚀刻处理时间依赖性。在ON时间内发生的反应生成物在OFF时间内被排气而不残留，所以能够制作反应生成物浓度低的状态。通过使OFF时间成为反应生成物的滞留时间以上，能够降低反应生成物浓度。
接下来，在图8B中，示出将占空比固定为20%，对硅氮化膜的行线进行了蚀刻的情况的针对重复频率的行线的蚀刻形状的锥形角度 的依赖性。重复频率越低，蚀刻形状越接近垂直。其原因为，虽然由重复频率和占空比规定OFF时间，但图8B的结果，OFF时间变长，从而反应生成物浓度变低，反应生成物的附着变少。
在图8C中，将图8B的针对重复频率的锥形角度的依赖性改写为针对OFF时间的锥形角度的依赖性，根据图8C可知，通过延长OFF时间，能够抑制锥形角度。特别，能够在OFF时间是10～1000ms的范围内，得到垂直的蚀刻形状。
通过这样使OFF时间大于等于反应生成物的滞留时间，能够减少反应生成物浓度。为了延长OFF时间，需要降低重复频率、并且降低占空比。例如，图7（b）是对试样载置用电极111施加重复频率为11.1Hz、占空比为11.1%的进行了时间调制的间歇性的高频偏置电力而对晶片112进行了等离子体蚀刻的例子。
因此，在本实施例中，即使在能够延长OFF时间的低频的重复频带中，也能够进行高精度的频率控制，所以能够高精度地控制反应生成物浓度。因此，能够高精度地控制蚀刻形状。
另外，有时根据被蚀刻膜的种类、对象蚀刻工序、蚀刻条件等，需要使用高频的重复频带。但是，在高频的重复频率的情况下，ON时间以及OFF时间非常短，所以即使频率分辨率不怎么高于低频也可的情况较多。
另外，蚀刻工序有各种种类，根据工序，有时需要锥形形状而非垂直加工。作为一个例子，有元件分离部（Shallow Trench Isolation：STI，以下称为STI）的蚀刻。在STI蚀刻之后，埋入，所以一般需要锥形形状。在加工为锥形形状时，在具有图8B所示那样的蚀刻特性的情况下，提高重复频率即可。这样，为了广泛对应于半导体制造的各种工序，优选能够在宽范围内使用重复频率。
另外，上述等离子体处理方法是进行了时间调制的间歇性的高频偏置的重复频率的使用频率范围被分割为2个频带的例子，但即使在重复频率的使用频率范围被分割为2个以上的情况下，也能够得到与上述等离子体处理方法同样的效果。
另外，即使在重复频率的使用频率范围由2个以上的不同的频带的组合构成的情况下，也能够得到与上述等离子体处理方法同样的效果。
本发明具备上述结构，所以能够对载置用电极供给在宽范围的频带中高精度地控制的重复频率的进行了时间调制的间歇性的高频偏置电力，所以能够在各种蚀刻工序中，进行高精度的蚀刻加工。
另外，在上述实施例中，在重复频率的频带的多个通道的切换中，使用了通道切换信号，但也可以是使用多个高频偏置电源的方法。例如，如图9所示，在2个通道的情况下，分别设置2个输出不同的频带的重复频率的进行了时间调制的间歇性的高频偏置电力的高频电源，通过高频电源选择信号切换第一高频电源127和第二高频电源128，从而能够对载置用电极供给在宽范围的频带中高精度地控制的重复频率的进行了时间调制的间歇性的高频偏置电力。
另外，也可以如图10所示，代替上述多个高频电源，而在高频偏置电源中设置分别发生不同的频带的重复频率的脉冲波形的多个脉冲发生器（第一脉冲发生器129、第二脉冲发生器130等）。
接下来，以下，说明在重复频率的宽范围的频带中，高精度地控制重复频率，与实施例2不同的实施例。
【实施例3】
在图8B中，在小的重复频率下，锥形角度大幅变化，在大的重复频率下，锥形角度的变化少。在这样的情况下，在1～10Hz范围内每隔1Hz进行设定，在10～100Hz范围内每隔10Hz进行设定，在100～1000Hz范围内每隔100Hz进行设定，从而能够限定可设定的数值，提高精度。在该方法中，可设定的频率的数量越多，精度越降低，并且设定的自由度越少。
因此，开发了使用了基本频率的方法。以下说明该实施例。在图5所示那样的结构中，对控制终端122的个人电脑121输入重复频率。在个人电脑121内，作为基本频率和N倍值而计算该重复频率，并发送到微型计算机122。在本实施例中，使基本频率成为0～100Hz，每隔1Hz进行设定。在本实施例中，使N倍值成为1、10、100。
在如上所述本实施例的12比特的D/A转换器123以及A/D转换器124的情况下，能够处理4096二进制位的信号。模拟信号在本实施例中成为0～10V，能够处理2048种类的信号的值。当能够在0～100Hz中每隔1Hz设定基本频率的情况下，每1二进制位的基本频率成为约0.05，针对每个基本频率设定，所以能够分配20个二进制位。
1个二进制位是4.9mV，所以在每隔1Hz设定基本频率的情况下，分配98mV。N倍值是1、10、100这3种，3分割即可，与模拟电压、分配二进制位一起，分辨率充分高。通过采用使基本频率与N倍值之积成为重复频率的方式，在本实施例中，重复频率可对应于0～10000Hz。
对于设定，在0～100Hz的期间，设为每1Hz，在110～1000Hz的期间，设为每10Hz，在1100～10000Hz的期间，设为每100Hz。其原因为，在如上所述重复频率高的情况下的蚀刻性能的特性相对重复频率的灵敏度低的情况下，随着重复频率变高，即使增大设定间距，影响也少。另外，在本实施例中，分辨率在0～100Hz的期间成为0.05Hz，在110～1000的期间成为0.5Hz，在1100～10000Hz的期间成为5Hz，相比于设定间距充分小，所以模拟信号受到噪声的影响的可能性少。
例如，在0～100Hz的期间，按照1Hz的设定间距，对1Hz分配20个二进制位，所以对1Hz分配98mV。即，如果未由于噪声而偏移98mV以上，则不会产生1Hz的误差。在以往方式中重复频率对应于0～10000Hz的情况下，1个二进制位成为4.9Hz，噪声是4.9mV而偏移4.9Hz。能够通过本实施例的手法大幅减轻噪声的影响。以下，说明设定的具体的例子。
说明作为重复频率输入了1000Hz的情况。在对图5的个人电脑121输入了1000Hz的情况下，基本频率成为100Hz、N倍值成为10。在设定1000Hz时，还有使基本频率成为10Hz、使N倍值成为100的方法，但基本频率优先。对于N倍值，能够通过条件、硬件来设定变更设定值的间距、设定范围，所以为了简化软件的程序，优选使基本 频率优先。
另外，在仅需要1个N倍值的情况下，无需使用该信号线，而实现硬件的简化，但即使在该情况下也无需变更软件而对应，所以在使基本频率优先时，软件的通用性也高。
将在个人电脑121内计算出的基本频率和N倍值经由D/A转换器123，如图14那样输入到高频电源114内的A/D转换器124。在高频电源114内的信号处理部中进行将基本频率和N倍值相乘的计算，决定重复频率。
另外，作为图2、图10所示的通道切换信号，还能够使用N倍值。在使基本频率成为0～100Hz，使N倍值成为1、100的情况下，通过预先对于通道1将N倍值设定为1，对于通道2将N倍值设定为100，能够在信号处理部125中根据基本频率和N倍值计算重复频率。另外，N倍值的设定数可以是任意个。
如上所述，在N倍值是1、100这2个的情况下，通道切换信号成为2个种类，所以对于信号的ON状态，能够使N倍值成为1，对于OFF状态，能够使N倍值成为100。在该情况下，并非模拟信号，而能够处理为数字信号，能够大幅改善与N倍值相关的分辨率。
本实施例用于提高重复频率的分辨率，但能够对占空比、ON时间、OFF时间应用同样的手段，而还能够提高占空比、ON时间、OFF时间的分辨率。另外，本实施例中的基本频率、N倍值也可以并非整数。
接下来，以下，说明使用本发明的等离子体处理装置而对多层膜进行等离子体蚀刻的等离子体处理方法。
【实施例4】
参照图16来说明本实施例。在对具有如图16所示从下依次层叠了Poly－Si膜、SiO2膜、无定形碳膜、SiN膜、BARC膜的多层膜、和在所述多层膜上配置并预先构图的抗蚀剂掩模的试样进行等离子体蚀刻的情况下，如以下那样进行。
最初，通过连续的高频偏置电力（Continious Wave Radio Frequency BiasPower：以下，称为CW）对BARC膜进行蚀刻，通过使用了区域A的进行了时间调制的高频偏置电力对SiN膜进行蚀刻。
接下来，通过使用了区域B、区域C的进行了时间调制的高频偏置电力，分别对无定形碳膜和SiO2膜进行蚀刻。最后，通过CW对Poly－Si膜进行蚀刻，接下来，通过依次使用了区域D、区域C的进行了时间调制的高频偏置电力进行蚀刻。
另外，如图15所示，区域A成为低重复频率（例如，1至100Hz的重复频率）并且比低占空比（例如10%以下的占空比）高的占空比的区域，区域B成为比低重复频率高的重复频率并且比低占空比高的占空比的区域。另外，区域C成为低重复频率并且低占空比的区域，区域D成为比低重复频率高的重复频率并且低占空比的区域。
通过进行这样的等离子体处理，能够针对具有从下依次层叠了Poly－Si膜、SiO2膜、无定形碳膜、SiN膜、BARC膜的多层膜、和在所述多层膜上配置并预先构图的抗蚀剂掩模的试样以期望的形状进行高精度的蚀刻。
以上，在实施例1至实施例4中作为控制参数使用占空比和重复频率而进行了说明，但实施例1至实施例4的本发明还能够应用于ON时间和OFF时间。其原因为，能够使用ON时间和OFF时间来求出占空比和重复频率。
例如，在控制ON时间而对高频电力进行时间调制的情况下，通过与占空比的情况同样地、将控制区域分割为至少2个，对于1.0ms以下的ON时间，使比通道1、1.0ms长的ON时间成为通道2，能够进行高精度的控制。另外，通过与ON时间同样地，在OFF时间，也将控制区域分割为多个区域，能够进行高精度的控制。
另外，上述实施例1至实施例4的高频偏置电源的结构还能够应用于生成等离子体的高频电源。因此，本发明是从生成等离子体的高频电源或者高频偏置电源的至少某一个电源供给可在宽范围的重复频带中高精度地控制的进行了时间调制的高频电力的等离子体处理装 置。
另外，在上述实施例1至实施例4中，将微波ECR等离子体作为一个实施例而进行了说明，但即使在电容结合型等离子体、感应结合型等离子体等其他等离子体生成方式中的等离子体处理装置中，也能够得到与实施例1至实施例4同样的效果。

Claims (10)

1.一种等离子体处理装置，具备：
真空容器，对试样进行等离子处理；
第1高频电源，对所述真空容器内供给用于生成等离子体的第1高频电力；
试样台，配置于所述真空容器内来载置试样；
第2高频电源，对所述试样台供给第2高频电力；
D/A转换器，将数字信号转换为模拟信号；以及
A/D转换器，将模拟信号转换为数字信号，
所述等离子体处理装置的特征在于，
用于对所述第1高频电力进行时间调制的预先设定的参数的控制范围包括第1控制范围和控制范围比所述第1控制范围宽的第2控制范围，所述第1控制范围对应于第1通道，所述第2控制范围对应于第2通道，
所述D/A转换器将用于对所述第1高频电力进行时间调制的预先设定的参数变换为所述第1通道的信号和所述第2通道的信号，并且将所变换的所述第1通道的信号和所变换的所述第2通道的信号发送到所述A/D转换器，
所述等离子体处理装置还具备：
信号处理部，根据用于选择所述第1通道或所述第2通道的信号，从由所述A/D转换器发送的所述第1通道的信号和所述第2通道的信号选择从所述A/D转换器发送的第1通道的信号或从所述A/D转换器发送的第2通道的信号；以及
脉冲发生器，根据由所述信号处理部选择的第1通道的信号或第2通道的信号产生用于对所述第1高频电力进行时间调制的脉冲波形。
2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述参数是占空比，
所述脉冲波形是对应于由所述信号处理部选择的第1通道的信号或第2通道的信号的占空比的脉冲波形。
3.一种等离子体处理装置，具备：
真空容器，对试样进行等离子处理；
第1高频电源，对所述真空容器内供给用于生成等离子体的第1高频电力；
试样台，配置于所述真空容器内来载置试样；
第2高频电源，对所述试样台供给第2高频电力；
D/A转换器，将数字信号转换为模拟信号；以及
A/D转换器，将模拟信号转换为数字信号，
所述等离子体处理装置的特征在于，
用于对所述第2高频电力进行时间调制的预先设定的参数的控制范围包括第1控制范围和控制范围比所述第1控制范围宽的第2控制范围，所述第1控制范围对应于第1通道，所述第2控制范围对应于第2通道，
所述D/A转换器将用于对所述第2高频电力进行时间调制的预先设定的参数变换为所述第1通道的信号和第2通道的信号，并且将所变换的所述第1通道的信号和所变换的所述第2通道的信号发送到A/D转换器，
所述等离子体处理装置还具备：
信号处理部，根据用于选择所述第1通道或所述第2通道的信号，从由所述A/D转换器发送的所述第1通道的信号和所述第2通道的信号选择从所述A/D转换器发送的第1通道的信号或从所述A/D转换器发送的第2通道的信号；以及
脉冲发生器，根据由所述信号处理部选择的第1通道的信号或第2通道的信号产生用于对所述第2高频电力进行时间调制的脉冲波形。
4.根据权利要求3所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述参数是占空比，
所述脉冲波形是对应于由所述信号处理部选择的第1通道的信号或第2通道的信号的占空比的脉冲波形。
5.一种等离子体处理方法，使用了等离子体处理装置，该等离子体处理装置具备：
真空容器，对试样进行等离子处理；
第1高频电源，对所述真空容器内供给用于生成等离子体的第1高频电力；
试样台，配置于所述真空容器内来载置试样；以及
第2高频电源，对所述试样台供给第2高频电力，
所述等离子体处理方法特征在于：
将用于对所述第1高频电力进行时间调制的参数的控制范围分割为第1控制范围和控制范围比所述第1控制范围宽的第2控制范围，所述第1控制范围对应于第1通道，所述第2控制范围对应于第2通道，
由把数字信号变换为模拟信号的D/A转换器将用于对所述第1高频电力进行时间调制的参数变换为所述第1通道的信号和第2通道的信号，并且将所变换的所述第1通道的信号和所变换的所述第2通道的信号发送到所述第1高频电源，
根据用于选择所述第1通道或所述第2通道的信号，从由将模拟信号变换为数字信号的A/D转换器发送的所述第1通道的信号和所述第2通道的信号选择从所述A/D转换器发送的第1通道的信号或从所述A/D转换器发送的第2通道的信号，
根据所选择的所述第1通道的信号或所述第2通道的信号产生用于对所述第1高频电力进行时间调制的脉冲波形。
6.根据权利要求5所述的等离子体处理方法，其特征在于：
所述参数是占空比，
所述脉冲波形是对应于所选择的第1通道的信号或第2通道的信号的占空比的脉冲波形。
7.根据权利要求5所述的等离子体处理方法，其特征在于：
在选择了所述第1通道的信号或所述第2通道的信号中的一方的信号的情况下，不根据另一方的信号对所述第1高频电力进行时间调制。
8.一种等离子体处理方法，使用了等离子体处理装置，该等离子体处理装置具备：
真空容器，对试样进行等离子处理；
第1高频电源，对所述真空容器内供给用于生成等离子体的第1高频电力；
试样台，配置于所述真空容器内来载置试样；以及
第2高频电源，对所述试样台供给第2高频电力，
所述等离子体处理方法特征在于：
将用于对所述第2高频电力进行时间调制的参数的控制范围分割为第1控制范围和控制范围比所述第1控制范围宽的第2控制范围，所述第1控制范围对应于第1通道，所述第2控制范围对应于第2通道，
由把数字信号变换为模拟信号的D/A转换器将用于对所述第2高频电力进行时间调制的参数变换为所述第1通道的信号和第2通道的信号，并且将所变换的所述第1通道的信号和所变换的所述第2通道的信号发送到所述第2高频电源，
根据用于选择所述第1通道或所述第2通道的信号，从由将模拟信号变换为数字信号的A/D转换器发送的所述第1通道的信号和所述第2通道的信号选择从所述A/D转换器发送的第1通道的信号或从所述A/D转换器发送的第2通道的信号，
根据所选择的所述第1通道的信号或所述第2通道的信号产生用于对所述第2高频电力进行时间调制的脉冲波形。
9.根据权利要求8所述的等离子体处理方法，其特征在于：
所述参数是占空比，
所述脉冲波形是对应于所选择的第1通道的信号或第2通道的信号的占空比的脉冲波形。
10.根据权利要求8所述的等离子体处理方法，其特征在于：
在选择了所述第1通道的信号或所述第2通道的信号中的一方的信号的情况下，不根据另一方的信号对所述第2高频电力进行时间调制。
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