CN110416051A - 等离子体处理装置和电源控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供等离子体处理装置和等离子体处理方法。本发明能够抑制在载置台与被处理体之间发生放电。等离子体处理装置包括：载置台，其载置作为等离子体处理的对象的被处理体，并作为下部电极发挥作用；直流电源，其交替地产生施加到载置台的正直流电压和负直流电压；测量载置于载置台的被处理体的电压的测量部；计算部，其基于测量出的被处理体的电压，计算将负直流电压施加到载置台的期间的、载置台与被处理体之间的电位差；和电源控制部，其控制直流电源，以使得施加到载置台的负直流电压的值的电位差变化使计算出的电位差减少的变化量。

Description

等离子体处理装置和电源控制方法
技术领域
本发明涉及等离子体处理装置和电源控制方法。
背景技术
一直以来，已知使用等离子体对半导体晶片等被处理体进行蚀刻处理等等离子体处理的等离子体处理装置。关于这样的等离子体处理装置，在能够构成真空空间的处理容器内具有载置台，其载置被处理体并兼具作为电极的功能。等离子体处理装置通过对例如载置台施加规定的高频电力，对载置于载置台的被处理体，进行等离子体处理。另外，等离子体处理装置在进行等离子体处理时，有时对载置台施加偏置用的高频电力。通过对载置台施加偏置用的高频电力，能够将等离子体中的离子引入被处理体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-201611号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明提供一种能够抑制在载置台与被处理体之间发生放电的技术。
用于解决技术问题的技术手段
本发明的一方式的等离子体处理装置，其包括：载置台，其载置作为等离子体处理的对象的被处理体，并作为下部电极发挥作用；直流电源，其交替地产生施加到上述载置台的正直流电压和负直流电压；测量载置于上述载置台的被处理体的电压的测量部；计算部，其基于上述测量出的被处理体的电压，计算对上述载置台施加负直流电压的期间的、上述载置台与上述被处理体之间的电位差；和电源控制部，其控制上述直流电源，以使得施加到上述载置台的负直流电压的值变化使上述计算出的电位差减少的变化量。
发明效果
依照本发明，起到能够抑制在载置台与被处理体之间发生放电的效果。
附图说明
图1是表示第一实施方式的等离子体处理装置的概略结构的概略截面图。
图2是表示控制第一实施方式的等离子体处理装置的控制部的概略结构的一例的框图。
图3是示意地表示对载置台交替地施加正直流电压和负直流电压时载置台16与晶片W的电位的状态的一例的图。
图4是表示第一实施方式的电源控制方法的流程的一例的流程图。
图5是用于说明第一实施方式的等离子体处理装置中使用的电源控制方法的具体例的图。
图6是表示第一实施方式的电源控制方法的流程的变形例1的流程图。
图7是表示第一实施方式的电源控制方法的流程的变形例2的流程图。
图8是表示第一实施方式的电源控制方法的流程的变形例3的流程图。
图9是表示控制第二实施方式的等离子体处理装置的控制部的概略结构的一例的框图。
图10是表示第二实施方式的电源控制方法的流程的一例的流程图。
附图标记说明
10 等离子体处理装置
16 载置台
18 基台
70 直流电源
100 控制部
111 获取部
112 测量部
113 计算部
114 电源控制部
130 存储部
131 电压测量值表
W 晶片。
具体实施方式
以下，参照附图，对各个实施方式进行详细的说明。此外，在各附图中，对相同或者相当的部分标注相同的附图标记。
一直以来，已知使用等离子体对半导体晶片等被处理体进行蚀刻处理等等离子体处理的等离子体处理装置。关于这样的等离子体处理装置，在能够构成真空空间的处理容器内具有载置台，其载置被处理体并兼具作为电极的功能。等离子体处理装置通过对例如载置台施加规定的高频电力，对载置于载置台的被处理体，进行等离子体处理。另外，等离子体处理装置在进行等离子体处理时，有时对载置台施加偏置用的高频电力。通过对载置台施加偏置用的高频电力，能够将等离子体中的离子引入被处理体。
但是，研究了这样的技术：在等离子体处理装置中，替代偏置用的高频电力而对载置台周期性地施加负直流电压。在对载置台周期性地施加负直流电压的技术中，通过适当地设定负直流电压的频率，能够调节被引入被处理体的离子的能量。
但是，在对载置台周期性地施加负直流电压的技术中，在对载置台施加负直流电压的期间，等离子体中的正离子被引入被处理体，由此等离子体的电位降低。当等离子体的电位降低时，为了在等离子体与被处理体之间保持电中性，被处理体的电压改变，载置被处理体的载置台与被处理体之间的电位差增大。结果，有时在载置台与被处理体之间发生放电。在等离子体处理装置中，在载置台与被处理体之间发生放电时，存在这种情况成为使被处理体的品质恶化，使成品率恶化的主要原因的可能性。
(第一实施方式)
[等离子体处理装置的构成]
图1是概略地表示第一实施方式的等离子体处理装置10的构成的概略截面图。等离子体处理装置10具有处理容器12。处理容器12具有大致圆筒形状。处理容器12划分出生成等离子体的处理空间。处理容器12由例如铝构成。处理容器12与接地电位连接。在处理容器12的内壁面形成有具有耐等离子体性的膜。该膜能够是通过阳极氧化处理而形成的膜或者由氧化钇形成的膜等陶瓷制的膜。另外，在处理容器12的侧壁形成有通路12p。在就作为被处理体的晶片W送入处理容器12时或者将晶片W从处理容器12送出时，晶片W通过通路12p。为了开闭该通路12p，沿处理容器12的侧壁设置有闸阀12g。
在处理容器12内，支承部15从处理容器12的底部向上方延伸。支承部15具有大致圆筒形状，由陶瓷等绝缘材料形成。在支承部15上安装有载置台16。载置台16由支承部15支承。载置台16构成为能够在处理容器12内支承晶片W。载置台16包括基座18和静电吸盘20。基座18由铝等导电性材料形成，具有大致圆盘形状。基座18具有作为下部电极的功能。
在基座18内设置有流路18f。流路18f是热交换介质用的流路。作为热交换介质，可以使用液状的制冷剂或者利用其气化而将基座18冷却的制冷剂(例如氟利昂)。从设置于处理容器12的外部的制冷单元经由配管23a将热交换介质供给到流路18f。供给到流路18f的热交换介质经由配管23b返回制冷单元。即，以使热交换介质在流路18f与制冷单元之间进行循环的方式，将热交换介质供给到流路18f。
静电吸盘20设置于基座18上。静电吸盘20具有由绝缘体形成的主体和设置于该主体内的膜状的电极。静电吸盘20的电极与直流电源电连接。当从直流电源对静电吸盘20的电极施加电压时，在载置于静电吸盘20上的晶片W与静电吸盘20之间产生静电引力。利用产生的静电引力，将晶片W吸附到静电吸盘20并由该静电吸盘20保持。在静电吸盘20的周缘区域上配置聚焦环FR。聚焦环FR具有大致环状板形状，例如由硅形成。聚焦环FR以包围晶片W的边缘的方式配置。
在等离子体处理装置10设置有气体供给线路25。气体供给线路25将来自气体供给机构的导热气体(例如He气体)供给到静电吸盘20的上表面与晶片W的背面(下表面)之间。
筒状部28从处理容器12的底部向上方延伸。筒状部28沿支承部15的外周延伸。筒状部28由导电性材料形成，具有大致圆筒形状。筒状部28与接地电位连接。在筒状部28上设置有绝缘部29。绝缘部29具有绝缘性，例如由石英或者陶瓷形成。绝缘部29沿载置台16的外周延伸。
等离子体处理装置10还包括上部电极30。上部电极30设置于载置台16的上方。上部电极30与部件32一同封闭处理容器12的上部开口。部件32具有绝缘性。上部电极30经由部件32支承于处理容器12的上部。在后述的高频电源62与基座18电连接的情况下，上部电极30与接地电位连接。
上部电极30包括顶板34和支承件36。顶板34的下表面与处理空间相对。在顶板34设置有多个气体排出孔34a。多个气体排出孔34a各自在顶板34的板厚方向(铅垂方向)将其贯通。该顶板34无限定，可以由例如硅形成。或者，顶板34可以具有在铝制的基材的表面形成有耐等离子体性的膜的结构。该膜可以是通过阳极氧化处理而形成的膜或者由氧化钇形成的膜等陶瓷制的膜。
支承件36是可拆装地支承顶板34的部件。支承件36能够由例如铝等导电性材料形成。在支承件36的内部设置有气体扩散室36a。多个气体孔36b从气体扩散室36a向下方延伸。多个气体孔36b分别与多个气体排出孔34a连通。在支承件36形成有将气体导入气体扩散室36a的气体导入口36c，该气体导入口36c与气体供给管38连接。
气体供给管38经由阀组42和流量控制器组44与气体源组40连接。气体源组40包括多个气体源。阀组42包括多个阀，流量控制器组44包括多个流量控制器。流量控制器组44的多个流量控制器各自是质量流量控制器或者压力控制式的流量控制器。气体源组40的多个气体源分别经由阀组42的对应的阀和流量控制器组44的对应的流量控制器与气体供给管38连接。等离子体处理装置10能够将来自气体源组40的多个气体源中选择出的一个以上的气体源的气体以单独调整后的流量供给到处理容器12内。
在筒状部28与处理容器12的侧壁之间设置有挡板48。挡板48例如能够通过在铝制的基材覆盖氧化钇等陶瓷而构成。在该挡板48形成有多个贯通孔。在挡板48的下方，排气管52与处理容器12的底部连接。该排气管52与排气装置50连接。排气装置50具有自动压力控制阀等压力控制器和涡轮分子泵等真空泵，能够对处理容器12进行减压。
如图1所示，等离子体处理装置10还包括高频电源62。高频电源62是产生用于激发处理容器12内的气体而生成等离子体的高频电力的电源。等离子体生成用的高频电力具有27～100MHz的范围内的频率，例如60MHz的频率。高频电源62经匹配电路64与基座18连接。匹配电路64是用于使高频电源62的输出阻抗与负载侧(基座18侧)的阻抗匹配的电路。
等离子体处理装置10还包括直流电源70。直流电源70是产生用于交替地产生施加到载置台16(基座18)的正直流电压和负直流电压的电源。直流电源70例如是双极型的可变直流电源。直流电源70经由低通滤波器(LPF)72与基座18连接。在直流电源70中交替地产生的正直流电压和负直流电压之中的负直流电压被用作偏置电压，其用于将等离子体中的离子引入载置于载置台16的晶片W。另外，直流电源70构成为能够按照后述的控制部100的控制，改变产生的正直流电压和负直流电压的值。另外，直流电源70构成为能够按照控制部100的控制，改变产生的正直流电压和负直流电压的占空比。此处，占空比是指，对载置台16施加负直流电压的时间相对于对载置台16施加正直流电压和负直流电压的1个周期的时间的比例。另外，直流电源70构成为能够按照控制部100的控制，改变产生的正直流电压和负直流电压的绝对值的总和。另外，直流电源70构成为能够按照控制部100的控制，能够改变产生的正直流电压和负直流电压的频率。
等离子体处理装置10还包括控制部100。控制部100例如是计算机，控制等离子体处理装置10的各部。
图2是表示控制第一实施方式的等离子体处理装置10的控制部100的概略结构的一例的框图。控制部100包括处理控制器110、用户接口120和存储部130。
处理控制器110包括CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，控制等离子体处理装置10的各部。
用户接口120包括工序管理者为了管理等离子体装置10而进行指令的输入操作等的键盘、将等离子体装置10的运作状况可视化显示的显示器等。
存储部130收纳有：用于在处理控制器110的控制下实现由等离子体装置10执行的各种处理的控制程序(软件)；和存储有处理条件数据等的方案。此外，关于控制程序、处理条件数据等方案，可以以存储在计算机可读取的计算机存储介质(例如硬盘、DVD等光盘，软盘，半导体存储器等)的状态进行利用，或者也可以从其他的装置经由例如专用线路即时传送以在线利用。
处理控制器110具有用于收纳程序和数据的内部存储器，读取存储于存储部130的控制程序，执行读取的控制程序的处理。控制程序运行，从而处理控制器110作为各种的处理部发挥作用。例如，处理控制器110包括获取部111、测量部112、计算部113和电源控制部114。
但是，在等离子体处理装置10中，当对载置台16交替地施加正直流电压和负直流电压时，在对载置台16施加负直流电压的期间，等离子体中的正离子被引入晶片W，由此等离子体的电位降低。当等离子体的电位降低时，为了在等离子体与晶片W之间保持电中性，晶片W的电位改变，在载置晶片W的载置台16与晶片W之间的电位差增大。结果，有时在载置台16与晶片W之间发生放电。
图3是示意地表示载置台16与晶片W的电位的状态的一例的图。如图3所示，在载置台16载置有晶片W。另外，直流电源70交替地产生作为施加到载置台16的正直流电压和负直流电压的5kV和﹣5kV的电压。在等离子体处理装置10中，在对载置台16施加负直流电压的期间，等离子体中的正离子被引入晶片W，由此等离子体的电位降低。当等离子体的电位降低时，为了在等离子体与晶片W之间保持电中性，晶片W的电位改变，在载置晶片W的载置台16与晶片W之间的电位差增大。在图3的例中，在对载置台16施加负直流电压的﹣5kV的期间，晶片W的电压相对于施加到载置台16(基台18)的﹣5kV改变﹣8kV，载置台16与晶片W之间的电位差增大至3kV。然后，当载置台16与晶片W之间的电位差超过引起放电的限界值时，在载置台16与晶片W之间发生放电。
因此，在本实施方式的等离子体处理装置10中，根据载置台16与晶片W之间的电位差，进行直流电源70的控制。
返回图2的说明。获取部111获取应从直流电源70施加到载置台16的正直流电压和负直流电压的绝对值的总和作为直流电压的设定电压值。例如，获取部111获取向用户接口120输入的正直流电压和负直流电压的绝对值的总和作为设定电压值。此外，获取部111可以从存储于存储部130的方案等获取设定电压值。由获取部111获取的正直流电压和负直流电压的绝对值的总和即设定电压值，被后述的电源控制部114按预先设定的比例分配为正直流电压的绝对值和负直流电压的绝对值。而且，直流电源70交替地产生正直流电压和负直流电压，该正直流电压和负直流电压具有作为初始值的、分配设定电压值而得的正直流电压的绝对值和负直流电压的绝对值。
测量部112测量载置于载置台16的晶片W的电压。例如，测量部112使用配置于包围晶片W的聚焦环FR的附近的测量器(未图示)，测量聚焦环FR的电压并将其作为晶片W的电压。
计算部113基于由测量部112测量出的晶片W的电压，计算对载置台16施加负直流电压的期间的、载置台16与晶片W之间的电位差。例如，计算部113从由测量部112测量出的晶片W的电压取出对载置台16施加负直流电压的期间的晶片W的电压。然后，计算部113计算对载置台16施加负直流电压的期间的、晶片W的电压与施加到载置台16的负直流电压之差，作为载置台16与晶片W之间的电位差。
电源控制部114控制直流电源70，以使得施加到载置台16的负直流电压的值变化使由计算部113计算出的载置台16与晶片W之间的电位差减少的变化量。即，电源控制部114控制直流电源70，以使得一边维持施加到载置台16的正直流电压和负直流电压的绝对值的总和，一边变化施加到载置台16的负直流电压的值。另外，在由计算部113计算出的载置台16与晶片W之间的电位差在规定的阈值以上的情况下，电源控制部114控制直流电源70，将施加到载置台16的负直流电压的值变化使该电位差减少的变化量。例如，假设对载置台16施加负直流电压的期间的、载置台16与晶片W之间的电位差，为规定的阈值以上的电位差ΔV的情况。在该情况下，电源控制部114控制直流电源70，维持施加到载置台16的正直流电压和负直流电压的绝对值的总和，并使负直流电压的值变化电位差ΔV。
由此，在等离子体处理装置10中，在对载置台16施加负直流电压的期间，能够使施加到载置台16的负直流电压与晶片W的电压一致，能够抑制在载置台16与晶片W之间发生放电。
[电源控制的流程]
接着，说明本实施方式的等离子体处理装置10中使用的电源控制方法。图4是表示第一实施方式的电源控制方法的流程的一例的流程图。在规定的时刻，例如在对晶片W开始进行等离子体处理的时刻，执行该电源控制方法。
如图4所示，获取部111获取应从直流电源70施加到载置台16的正直流电压和负直流电压的绝对值的总和作为直流电压的设定电压值(步骤S11)。
电源控制部114将获取的正直流电压和负直流电压的绝对值的总和即设定电压值按预先设定的比例分配为正直流电压的绝对值和负直流电压的绝对值(步骤S12)。预先设定的比例例如是负直流电压的绝对值大于正直流电压的绝对值的比例。预先设定的比例也可以为使正直流电压的绝对值为0且使负直流电压的绝对值为设定电压值的比例。
直流电源70将正直流电压和负直流电压交替地施加到载置台16，该正直流电压和负直流电压具有作为初始值的、由电源控制部114将设定电压值分配而得的正直流电压的绝对值和负直流电压的绝对值(步骤S13)。
测量部112测量载置于载置台16的晶片W的电压(步骤S14)。
计算部113基于测量出的晶片W的电压，计算出对载置台16施加负直流电压的期间的、载置台16与晶片W之间的电位差(步骤S15)。
电源控制部114在计算出的载置台16与晶片W之间的电位差为规定的阈值以上的情况下(步骤S16，是(Yes))，进行以下的处理。即，电源控制部114控制直流电源70，以使得施加到载置台16的负直流电压的值变化使该电位差减少的变化量(步骤S17)，使处理返回步骤S14。另一方面，电源控制部114在计算出的载置台16与晶片W之间的电位差比规定的阈值小的情况下(步骤S16，否(No))，结束处理。
接着，说明本实施方式的等离子体处理装置10中使用的电源控制方法的具体例。图5是用于说明第一实施方式的等离子体处理装置10中使用的电源控制方法的具体例的图。
例如，如图5的(A)和(B)所示，从直流电源70对载置台16交替地施加作为直流电压的5kV和﹣5kV的电压，在对载置台16施加﹣5kV的电压的期间，晶片W的电压为﹣8kV。在该情况下，载置台16与晶片W之间的电位差为3kV。因此，如图5的(C)所示，等离子体处理装置10一边维持施加到载置台16的正直流电压和负直流电压的绝对值10kV，一边将正直流电压和负直流电压向负侧变化电位差3kV。由此，在等离子体处理装置10中，在对载置台16施加负直流电压的期间，能够使施加到载置台16的负直流电压与晶片W的电压一致，能够抑制在载置台16与晶片W之间发生放电。
接着，说明本实施方式的等离子体处理装置10中使用的电源控制方法的变形例。图6是表示第一实施方式的电源控制方法的流程的变形例1的流程图。此外，在图6中，步骤S21～S27与图4所示的步骤S11～S17对应，因此省略其详细的说明。
如图6所示，在计算出的载置台16与晶片W之间的电位差比规定的阈值小的情况下(步骤S26，否)，电源控制部114确认是否要求改变占空比(步骤S28)。例如经由用户接口120来要求改变占空比。
在要求改变占空比的情况下(步骤S28，是)，电源控制部114控制直流电源70，以使得占空比被改变(步骤S29)，使处理返回步骤S24。例如，电源控制部114控制直流电源70，随着对晶片W的等离子体处理的处理时间的流逝，减小占空比。占空比越小，换言之，对载置台16施加负直流电压的时间越短，等离子体的电位越低，因此能够减轻等离子体对处理容器12的侧壁等造成的损伤。另一方面，在不要求改变占空比的情况下(步骤S28，否)，电源控制部114结束处理。
图7是表示第一实施方式的电源控制方法的流程的变形例2的流程图。此外，在图7中，步骤S31～S37与图4所示的步骤S11～S17对应，因此省略其详细的说明。
如图7所示，在计算出的载置台16与晶片W之间的电位差比规定的阈值小的情况下(步骤S36，否)，电源控制部114确认是否要求改变设定电压值(步骤S38)。在此，设定电压值是在步骤S31中获取的正直流电压和负直流电压的绝对值的总和。例如经由用户接口120来要求改变设定电压值。
在要求改变设定电压值的情况下(步骤S38，是)，电源控制部114控制直流电源70，以使得改变施加到载置台16的正直流电压和负直流电压的绝对值的总和(步骤S39)，使处理返回步骤S34。例如，电源控制部114控制直流电源70，使施加到载置台16的正直流电压和负直流电压的绝对值的总和增加。施加到载置台16的正直流电压和负直流电压的绝对值的总和越增加，从等离子体引入晶片W的离子的能量越增大，因此能够提高晶片W的蚀刻率。另一方面，在不要求改变设定电压值的情况下(步骤S38，否)，电源控制部114结束处理。
图8是表示第一实施方式的电源控制方法的流程的变形例3的流程图。此外，图8中，步骤S41～S47与图4所示的步骤S11～S17对应，因此省略其详细的说明。
如图8所示，在计算出的载置台16与晶片W之间的电位差比规定的阈值小的情况下(步骤S46，否)，电源控制部114确认是否要求改变频率(步骤S48)。此处，频率是指施加到载置台16的正直流电压和负直流电压的频率。例如经由用户接口120来要求改变频率。
在要求改变频率的情况下(步骤S48，是)，电源控制部114控制直流电源70，以使得改变施加到载置台16的正直流电压和负直流电压的频率(步骤S49)，使处理返回步骤S44。例如，电源控制部114控制直流电源70，随着等离子体处理的时间的流逝，使施加到载置台16的正直流电压和负直流电压的频率减少。施加到载置台16的正直流电压和负直流电压的频率越减少，从等离子体引入晶片W的离子的能量越增大，因此能够维持蚀刻孔的形状，同时提高晶片W的蚀刻率。另一方面，在不要求改变频率的情况下(步骤S48，否)，电源控制部114结束处理。
如上所述，第一实施方式的等离子体处理装置10包括载置台16、直流电源70、测量部112、计算部113和电源控制部114。载置台16载置作为等离子体处理的对象的晶片W，并作为下部电极发挥作用。直流电源70交替地产生施加到载置台16的正直流电压和负直流电压。测量部112测量载置于载置台16的晶片W的电压。计算部113基于测量出的晶片W的电压，计算对载置台16施加负直流电压的期间的、载置台16与晶片W之间的电位差。电源控制部114控制直流电源70，以使得施加到载置台16的负直流电压的值变化使计算出的载置台16与晶片W之间的电位差减少的变化量。由此，在对载置台16施加负直流电压的期间，使施加到载置台16的负直流电压与晶片W的电压一致，作为结果，能够抑制在载置台16与晶片W之间发生放电。
(第二实施方式)
[等离子体处理装置的构成]
接着，说明第二实施方式。第二实施方式的等离子体处理装置10与图1所示的第一实施方式的等离子体处理装置10的构成相同，省略其详细的说明。在此，对第二实施方式的控制部100详细进行说明。
图9是表示控制第二实施方式的等离子体处理装置10的控制部100的概略结构的一例的框图。第二实施方式的控制部100与图2所示的第一实施方式的控制部100为大致相同的结构，因此对相同的部分标注相同的附图标记并省略说明，主要对不同的部分进行说明。
存储部130收纳有电压测量值表131。电压测量值表131将要施加到载置台16的正直流电压和负直流电压的绝对值的总和，与在对载置台16施加负直流电压的期间预先测量出的晶片W的电压的测量值逐一相关联地存储。
测量部112测量载置于载置台16的晶片W的电压。在本实施方式中，测量部112参照电压测量值表131，测量与由获取部111获取的正直流电压和负直流电压的绝对值的总和对应的测量值并将其作为晶片W的电压。
由此，在等离子体处理装置10中，能够不使用用于测量晶片W的电压的装置等就能够测量晶片W的电压，能够利用简单的结构抑制在载置台16与晶片W之间发生放电。
[电源控制的流程]
接着，说明本实施方式的等离子体处理装置10中使用的电源控制方法。图10是表示第二实施方式的电源控制方法的流程的一例的流程图。在规定的时刻，例如开始对晶片W进行等离子体处理的时刻，执行该电源控制方法。
如图10所示，获取部111获取应从直流电源70施加到载置台16的正直流电压和负直流电压的绝对值的总和作为直流电压的设定电压值(步骤S51)。
测量部112参照电压测量值表131，测量与获取的正直流电压和负直流电压的绝对值的总和对应的测量值并将其作为晶片W的电压(步骤S52)。
计算部113基于测量的晶片W的电压，计算对载置台16施加负直流电压的期间的、载置台16与晶片W之间的电位差(步骤S53)。
电源控制部114控制直流电源70，以使得一边维持施加到载置台16的正直流电压和负直流电压的绝对值，一边计算出的电位差减少(步骤S54)，结束处理。
如上所述，第二实施方式的等离子体处理装置10参照电压测量值表131，测量与获取的正直流电压和负直流电压的绝对值的总和对应的测量值并将其作为晶片W的电压。由此，能够不使用用于测量晶片W的电压的装置等就能够测量晶片W的电压，能够利用简单的结构来抑制在载置台16与晶片W之间发生放电。
以上，对各种实施方式进行了说明，但是本发明的技术不限于上述的实施方式，能够构成各种变形方式。
在上述的实施方式中，以如下情况为例进行了说明：计算对载置台16施加负直流电压的期间的载置台16与晶片W之间的电位差，控制直流电源70以使得计算出的电位差减少。但是，本发明的技术不限于此。例如，也可以为计算：对载置台16施加负直流电压的期间的、载置台16与晶片W之间的第一电位差；和对载置台16施加正直流电压的期间的、载置台16与晶片W之间的第二电位差。在该情况下，等离子体处理装置10控制直流电源70，以使得计算出的第一电位差和第二电位差这两者减少。即，等离子体处理装置10控制直流电源70，以使得施加到载置台16的负直流电压的值变化使计算出的第一电位差和第二电位差这两者减少的变化量。例如，设定第一电位差为ΔV1、第二电位差为ΔV2的情况。在该情况下，等离子体处理装置10使从直流电源70施加到载置台16的负直流电压变化第一电位差与第二电位差的中间值即(ΔV1+ΔV2)/2，使第一电位差和第二电位差这两者减少。

Claims (9)

1.一种等离子体处理装置，其特征在于，包括：
载置台，其载置作为等离子体处理的对象的被处理体，并作为下部电极发挥作用；
直流电源，其交替地产生施加到所述载置台的正直流电压和负直流电压；
测量载置于所述载置台的被处理体的电压的测量部；
计算部，其基于所述测量出的被处理体的电压，计算对所述载置台施加负直流电压的期间的、所述载置台与所述被处理体之间的电位差；和
电源控制部，其控制所述直流电源，以使得施加到所述载置台的负直流电压的值变化使所述计算出的电位差减少的变化量。
2.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述电源控制部控制所述直流电源，以使得一边维持施加到所述载置台的正直流电压和负直流电压的绝对值的总和，一边变化施加到所述载置台的负直流电压的值。
3.如权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其特征在于：
在所述载置台与所述被处理体之间的电位差比规定的阈值小的情况下，所述电源控制部控制所述直流电源，以使得对所述载置台施加负直流电压的时间相对于对所述载置台施加正直流电压和负直流电压的1个周期的时间的比例被改变。
4.如权利要求1～3中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：
在所述载置台与所述被处理体之间的电位差比规定的阈值小的情况下，所述电源控制部控制所述直流电源，以使得施加到所述载置台的正直流电压和负直流电压的绝对值的总和被改变。
5.如权利要求1～4中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：
在所述载置台与所述被处理体之间的电位差比规定的阈值小的情况下，所述电源控制部控制所述直流电源，以使得施加到所述载置台的正直流电压和负直流电压的频率被改变。
6.如权利要求1～5中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：
还包括获取部，其用于获取要施加到所述载置台的正直流电压和负直流电压的绝对值的总和，
所述直流电源对所述载置台交替地施加正直流电压和负直流电压，该正直流电压和负直流电压具有作为初始值的、将所述获取的绝对值的总和以预先设定的比例分配而得的正直流电压的绝对值和负直流电压的绝对值。
7.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述计算部基于所述测量出的被处理体的电压，计算：对所述载置台施加负直流电压的期间的、所述载置台与所述被处理体之间的第一电位差；和对所述载置台施加正直流电压的期间的、所述载置台与所述被处理体之间的第二电位差，
所述电源控制部控制所述直流电源，以使得施加到所述载置台的负直流电压的值变化使所述计算出的第一电位差和第二电位差这两者减少的变化量。
8.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，还包括：
存储电压测量值表的存储部，其中所述电压测量值表将要施加到所述载置台的正直流电压和负直流电压的绝对值的总和，与在对所述载置台施加负直流电压的期间预先测量出的所述被处理体的电压的测量值逐一相关联地存储；和
获取部，其获取要施加到所述载置台的正直流电压和负直流电压的绝对值的总和，
所述测量部参照所述电压测量值表，测量与所述获取的绝对值的总和对应的测量值并将其作为所述被处理体的电压。
9.一种电源控制方法，其特征在于：
计算机执行下述处理：
测量载置于载置台的被处理体的电压，其中所述载置台载置作为等离子体处理的对象的被处理体，从直流电源对其交替地施加正直流电压和负直流电压，并作为下部电极发挥作用，
基于所述测量出的被处理体的电压，计算对所述载置台施加负直流电压的期间的、所述载置台与所述被处理体之间的电位差，
控制所述直流电源，以使得施加到所述载置台的负直流电压的值变化使所述计算出的电位差减少的变化量。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6965205B2 (ja) * 2018-04-27 2021-11-10 東京エレクトロン株式会社 エッチング装置、及びエッチング方法
JP7068140B2 (ja) * 2018-11-05 2022-05-16 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US20230007885A1 (en) * 2020-02-27 2023-01-12 Lam Research Corporation Systems and methods for using binning to increase power during a low frequency cycle
JP7475193B2 (ja) 2020-05-07 2024-04-26 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
US11621645B2 (en) * 2020-06-04 2023-04-04 Stmicroelectronics International N.V. Methods and device to drive a transistor for synchronous rectification

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110240599A1 (en) * 2010-03-31 2011-10-06 Tokyo Electron Limited Plasma processing method and plasma processing apparatus
JP2014135305A (ja) * 2013-01-08 2014-07-24 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置
US20150206722A1 (en) * 2012-07-17 2015-07-23 Tokyo Electron Limited Lower electrode and plasma processing apparatus
JP2016131235A (ja) * 2015-01-09 2016-07-21 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
US20170358431A1 (en) * 2016-06-13 2017-12-14 Applied Materials, Inc. Systems and methods for controlling a voltage waveform at a substrate during plasma processing
CN110416116A (zh) * 2018-04-27 2019-11-05 东京毅力科创株式会社 蚀刻装置和蚀刻方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60126832A (ja) * 1983-12-14 1985-07-06 Hitachi Ltd ドライエツチング方法および装置
JP2880920B2 (ja) * 1994-10-27 1999-04-12 日本電気株式会社 エッチング装置
JP5674280B2 (ja) 2009-03-02 2015-02-25 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP5584517B2 (ja) 2010-05-12 2014-09-03 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及び半導体装置の製造方法
JP6224958B2 (ja) 2013-02-20 2017-11-01 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US20140263182A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Tokyo Electron Limited Dc pulse etcher
JP6396822B2 (ja) 2015-02-16 2018-09-26 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置のサセプタの電位を制御する方法
JP6479698B2 (ja) 2016-02-18 2019-03-06 東芝メモリ株式会社 半導体製造装置および半導体装置の製造方法
JP6670697B2 (ja) 2016-04-28 2020-03-25 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US10510575B2 (en) * 2017-09-20 2019-12-17 Applied Materials, Inc. Substrate support with multiple embedded electrodes

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110240599A1 (en) * 2010-03-31 2011-10-06 Tokyo Electron Limited Plasma processing method and plasma processing apparatus
US20150206722A1 (en) * 2012-07-17 2015-07-23 Tokyo Electron Limited Lower electrode and plasma processing apparatus
JP2014135305A (ja) * 2013-01-08 2014-07-24 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置
JP2016131235A (ja) * 2015-01-09 2016-07-21 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
US20170358431A1 (en) * 2016-06-13 2017-12-14 Applied Materials, Inc. Systems and methods for controlling a voltage waveform at a substrate during plasma processing
CN110416116A (zh) * 2018-04-27 2019-11-05 东京毅力科创株式会社 蚀刻装置和蚀刻方法

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