TW201801570A - 電漿處理方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題在於，於依序執行各自包括在處理容器內產生互不相同之處理氣體之電漿的複數個階段且依序執行該複數個階段之複數個週期之電漿處理方法中，於自先行階段轉移至後續階段後之適當之時間點，變更高頻之設定及/或直流電壓之位準之設定。 一實施形態之電漿處理方法中，向電漿處理裝置之第1電極及第2電極中之一電極供給高頻。當自先行階段轉移至後續階段時，切換氣體供給系統輸出之處理氣體。於切換處理氣體後，於反映電漿之阻抗之參數超過臨限值之時間點，變更高頻之設定及/或負極性之直流電壓之位準之設定。

Description

電漿處理方法
本發明之實施形態係關於一種用於被加工物之加工之電漿處理裝置中執行的電漿處理方法。
於半導體元件等電子元件之製造中，使用電漿處理裝置對被加工物進行電漿處理。一般而言，電漿處理裝置包括處理容器、氣體供給系統、第1電極、第2電極、及高頻電源。氣體供給系統係以向處理容器內供給處理氣體之方式構成。第1電極與第2電極係以其間介置有處理容器內之空間之方式設置。高頻電源向第1電極及第2電極中之一電極供給高頻。此種電漿處理裝置所執行之電漿處理中，一般而言，係自氣體供給系統向處理容器內供給處理氣體，將來自高頻電源之高頻供給至一電極。 電漿處理存在如下類型，即，交替執行產生互不相同之處理氣體之電漿的兩個階段。此種電漿處理中，當自先行階段向後續階段轉移時，切換氣體供給系統輸出之處理氣體，而且，變更高頻之設定。 因氣體具有質量，故而，氣體供給系統於自切換氣體供給系統輸出之處理氣體之時間點至切換處理容器內之處理氣體之時間點為止期間需要時間。另一方面，已變更設定之高頻大致無延遲地被供給至一電極。從而，於切換處理容器內之處理氣體前，發生將設定已變更之高頻供給至一電極的情況。 故而，提出根據處理容器內之發光光譜之檢測結果確認後續階段用之處理氣體到達處理容器內後，開始向電極供給高頻的技術。該技術係記載於下述專利文獻1中。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2013-58749號公報
[發明所欲解決之問題] 先行階段中使用之處理氣體之電漿之發光光譜與後續階段中使用之處理氣體之電漿之發光光譜之間不存在達到可檢測之程度的差異。因此，無法高精度地檢測處理容器內處理氣體切換之時間點，結果，無法以適當之時序變更高頻之設定。 而且，電漿處理裝置存在如下類型，即，進而包括連接於第1電極之直流電源。直流電源可向第1電極施加負極性之直流電壓。於使用該電漿處理裝置之電漿處理中，當自先行階段向後續階段轉移時，存在直流電源輸出之直流電壓之位準變更之情形。該電漿處理中，亦存在無法以適當之時序變更直流電壓之位準的問題。 因此，於在處理容器內依序執行分別包括產生互不相同之處理氣體之電漿且依序執行之複數個階段之複數個週期的電漿處理方法中，需要於已自先行階段向後續階段轉移後之適當之時間點變更高頻之設定及/或直流電壓之位準之設定。 [解決問題之技術手段] 一態樣中，提供一種於電漿處理裝置中執行之電漿處理方法。電漿處理裝置包括處理容器、氣體供給系統、第1電極及第2電極、高頻電源、饋電線、匹配器、以及運算部。氣體供給系統以向處理容器內供給氣體的方式構成。第1電極及第2電極係以於其間介置有處理容器內之空間的方式設置。高頻電源以輸出高頻之方式構成。饋電線將高頻電源連接於第1電極及第2電極中之一電極。匹配器以調整高頻電源之負載阻抗之方式構成。運算部係以求出包含高頻電源之負載阻抗、負載電阻、及負載電抗、以及高頻之反射波係數中之任一者之參數的方式構成。於一態樣之電漿處理方法中，依序執行各自包括複數個階段之複數個週期，該複數個階段係於處理容器內產生互不相同之處理氣體之電漿、且為依序執行者。來自高頻電源之高頻係跨及複數個階段而供給至一電極。該電漿處理方法包括如下步驟：(i)當自複數個階段中之先行階段轉移至與該先行階段連續之後續階段時，切換氣體供給系統輸出之處理氣體；及(ii)於切換氣體供給系統輸出之處理氣體後參數超過臨限值之時間點，對於自高頻電源供給至一電極之高頻之設定進行變更。高頻之設定之變更包括：變更高頻之功率；及/或，將從高頻電源供給至一電極之高頻，自連續波與經脈衝調變之高頻中之一者變更為另一者。 於持續供給高頻之狀態下，若切換處理容器內之處理氣體，則處理容器內產生之電漿之阻抗會變化。上述參數係根據電漿之阻抗而變化之參數，故而能良好地反映處理容器內存在之處理氣體之變化。一態樣之電漿處理方法中，藉由檢測該參數超過臨限值之時間點，可高精度地檢測出處理容器內之處理氣體切換之時間點。而且，於該時間點，高頻之設定變更，故而，可於處理容器內之處理氣體切換之適當之時間點變更高頻之設定。 而且，另一態樣中，提供一種於電漿處理裝置中執行之電漿處理方法。電漿處理裝置包括處理容器、氣體供給系統、第1電極及第2電極、高頻電源、饋電線、匹配器、直流電源、以及運算部。氣體供給系統以向處理容器內供給氣體之方式構成。第1電極及第2電極係以於其間介置有處理容器內之空間之方式設置。高頻電源以輸出高頻之方式構成。饋電線將高頻電源連接於第1電極及第2電極中之一電極。匹配器以調整高頻電源之負載阻抗之方式構成。直流電源連接於第1電極，且以產生負極性之直流電壓之方式構成。運算部以求出包括高頻電源之負載阻抗、負載電阻、及負載電抗、以及高頻之反射波係數中之任一者之參數的方式構成。於一態樣之電漿處理方法中，依序執行各自包括複數個階段之複數個週期，該複數個階段係於處理容器內產生互不相同之處理氣體之電漿、且為依序執行者。來自高頻電源之高頻係跨及複數個階段而供給至一電極。該態樣之電漿處理方法包括如下步驟：(i)當自複數個階段中之先行階段轉移至與該先行階段連續之後續階段時，切換氣體供給系統輸出之處理氣體；(ii)於氣體供給系統輸出之處理氣體切換後參數超過臨限值之時間點，變更從高頻電源供給至一電極之上述高頻之設定、及由直流電源輸出之直流電壓之位準中之至少一者。高頻之設定之變更包括：變更高頻之功率；及/或，將從高頻電源供給至一電極之高頻，自連續波與經脈衝調變之高頻中之一者變更為另一者。 該態樣之電漿處理方法中，藉由檢測參數超過臨限值之時間點，可高精度地檢測出處理容器內之處理氣體之切換時間點。而且，於該時間點，高頻之設定及/或直流電壓之位準變更，故而，可於處理容器內之處理氣體切換之適當之時間點，變更高頻之設定及/或直流電壓之位準。 一實施形態中，電漿處理裝置進而包括時間調整部。該實施形態之電漿處理方法包括如下步驟：(iii)於時間調整部，求出自轉移至後續階段起至參數超過臨限值之上述時間點為止的時間差；及(iv)調整複數個週期中之先行週期之後執行之週期中之與上述後續階段相同之階段的特定之執行時間長度，以增加於複數個週期中之先行週期中求出之時間差量。於各複數個階段，初始地設定有該執行時間長度。因此，於複數個階段中之一個階段，若參數超過臨限值之時間點延遲，則該一個階段內的自該時間點起之電漿處理之時間長度變短。根據該實施形態，按上述時間差增加之後執行之週期中的與上述後續階段相同之階段的時間長度，故而，可實質性地維持複數個週期中之同一階段之電漿處理的總執行時間長度。 一實施形態中，電漿處理方法進而包括於運算部中使用由參數之系列求出之移動平均值而調整臨限值的步驟。參數之系列係由包含以下任一者之參數構成，即包含在與複數個週期中既已執行之週期中所含的上述後續階段相同的階段、或於上述後續階段及與執行完畢之週期中所含的該後續階段相同的階段之各者中，由匹配器進行之阻抗匹配完成之狀態下之、高頻電源之負載阻抗、負載電阻、及負載電抗、以及高頻之反射波係數中任一者。於各階段中由匹配器進行之阻抗匹配完成的狀態下，該階段中使用之處理氣體充分到達處理容器內。因此，藉由使用該狀態下之參數之系列之移動平均值而調整臨限值，能更高精度地檢測處理容器內之處理氣體之切換時序。 一實施形態中，複數個階段可包括：第1階段，其係產生含有稀有氣體及氟碳氣體之第1處理氣體之電漿；及第2階段，其接續於第1階段，產生含有稀有氣體之第2處理氣體之電漿。一實施形態中，複數個階段可進而包含第3階段，其接續於第2階段且產生含有稀有氣體及氧氣之第3處理氣體之電漿。 [發明之效果] 如以上說明所述，於在處理容器內依序執行分別包括產生互不相同之處理氣體之電漿且依序執行的複數個階段之複數個週期的電漿處理方法中，能於自先行階段轉移為後續階段後之適當之時間點變更高頻之設定及/或直流電壓之位準之設定。
以下，參照圖式對各個實施形態進行詳細說明。再者，對於各圖式中相同或相當的部分標註相同符號。 首先，對於電漿處理方法之實施形態所適用的電漿處理裝置進行說明。圖1係概略性表示一實施形態之電漿處理裝置之構成的圖。圖1所示之電漿處理裝置1係電容耦合型電漿處理裝置。電漿處理裝置1具備處理容器10。處理容器10具有大致圓筒形狀，由鋁等材料形成。對該處理容器10之內壁面實施陽極氧化處理。而且，處理容器10接地。 於處理容器10之底部上設有絕緣板12。絕緣板12例如由陶瓷形成。於該絕緣板12上設有支持台14。支持台14具有大致圓柱形狀。於該支持台14上設有承載盤16。承載盤16由鋁等導電性之材料形成，構成下部電極(第2電極)。 於承載盤16上設有靜電夾盤18。靜電夾盤18具有於絕緣層或絕緣片之間夾有包含導電膜之電極20的構造。於靜電夾盤18之電極20，經由開關22而電性連接有直流電源24。該靜電夾盤18藉由來自直流電源24之直流電壓而產生靜電吸附力，且利用靜電吸附力保持該靜電夾盤18上所載置之被加工物W。再者，被加工物W為例如晶圓般之圓盤狀之物體。於該靜電夾盤18之周圍、且為承載盤16上，配置有聚焦環26。而且，於承載盤16及支持台14之外周面安裝有圓筒狀之內壁構件28。該內壁構件28例如由石英形成。 於支持台14之內部形成有冷媒流路30。冷媒流路30例如相對於沿鉛垂方向延伸之中心軸線呈螺旋狀延伸。於該冷媒流路30，自設於處理容器10外部之冷凍器單元經由配管32a而供給有冷媒cw(例如，冷卻水)。已供給至冷媒流路30之冷媒經由配管32b而回收至冷凍器單元。該冷媒之溫度藉由冷凍器單元調整，藉此，被加工物W之溫度得以調整。進而，電漿處理裝置1中，經由氣體供給線34供給之導熱氣體(例如，He氣體)被供給至靜電夾盤18之上表面與被加工物W之背面之間。 於承載盤16連接有導體44(例如饋電棒)。於該導體44經由匹配器40而連接有高頻電源36。高頻電源36產生用於產生電漿之高頻RF。匹配器40及導體44構成將來自高頻電源36之高頻RF傳送至承載盤16的饋電線43之一部分。高頻電源36輸出之高頻RF之基本頻率fB 例如為2 MHz～100 MHz之範圍內之頻率。 於處理容器10之頂部設有上部電極46。於該上部電極46與承載盤16之間，介置有產生電漿之處理容器10內之處理空間PS。一實施形態中，於上部電極46連接有直流電源74。直流電源74係以將負極性之直流電壓DC施加於上部電極46之方式構成。上部電極46具有頂板48及支持體50。於頂板48形成有多個氣體噴出孔48a。頂板48例如由Si、SiC等矽系材料形成。支持體50係可裝卸地支持頂板48之構件，且由鋁形成，其表面經實施陽極氧化處理。 於支持體50之內部形成有氣體緩衝室52。而且，於支持體50形成有多個氣體通氣孔50a。氣體通氣孔50a自氣體緩衝室52延伸且連通於氣體噴出孔48a。於氣體緩衝室52，經由氣體供給管54而連接有氣體供給系統55。氣體供給系統55包括氣體源群56、流量控制器群58、及閥群60。氣體源群56包含複數個氣體源。流量控制器群58包含複數個流量控制器。複數個流量控制器可為例如質量流量控制器。而且，閥群60包含複數個閥。氣體源群56之複數個氣體源經由流量控制器群58所對應之流量控制器及閥群60所對應之閥而連接於氣體供給管54。氣體供給系統55係以將來自從複數個氣體源中經選擇之氣體源之氣體以經調整之流量供給至氣體緩衝室52的方式構成。被導入至氣體緩衝室52之氣體自氣體噴出孔48a噴出至處理空間PS。 於承載盤16與處理容器10之側壁之間、及支持台14與處理容器10之側壁之間，形成有俯視為環狀之空間，該空間之底部與處理容器10之排氣口62相連。於處理容器10之底部，連接有與排氣口62連通之排氣管64。該排氣管64連接於排氣裝置66。排氣裝置66具有渦輪分子泵等真空泵。排氣裝置66將處理容器10之內部空間減壓成所需之壓力。而且，於處理容器10之側壁形成有用於搬入及搬出被加工物W的開口68。於處理容器10之側壁安裝有用於將開口68開閉的閘閥70。 再者，電漿處理裝置1具備主控制部72。主控制部72包含一個以上的微電腦，且按照外部記憶體或內部記憶體所儲存之軟體(程式)及製程配方，控制電漿處理裝置1之各部、例如高頻電源36、匹配器40、直流電源74、氣體供給系統55、即流量控制器群58之複數個流量控制器及閥群60之複數個閥、排氣裝置66等各者之動作及該電漿處理裝置1之裝置整體的動作。再者，主控制部72亦連接於包含鍵盤等輸入裝置或液晶顯示器等顯示裝置的人機介面用之操作面板、以及儲存各種程式、製程配方、及設定值等各種資料的外部記憶裝置等。 電漿處理裝置1之基本動作係如下進行。首先，閘閥70打開，被加工物W經由開口68搬入至處理容器10內。已搬入至處理容器10內之被加工物W被載置於靜電夾盤18上。繼而，氣體自氣體供給系統55導入至處理容器10內，排氣裝置66作動，而將處理容器10內之空間之壓力設定為特定之壓力。而且，將來自高頻電源36之高頻RF供給至承載盤16。進而，根據需要，將來自直流電源74之直流電壓DC施加於上部電極46。而且，將來自直流電源24之直流電壓施加於靜電夾盤18之電極20，從而將被加工物W保持於靜電夾盤18上。而且，已供給至處理容器10內之氣體被形成於承載盤16與上部電極46之間之高頻電場激發。藉此，產生電漿。藉由來自如此產生之電漿之自由基及/或離子對被加工物W進行處理。再者，當自直流電源74將直流電壓DC施加於上部電極46時，正離子被吸引至上部電極46而撞擊該上部電極46，且二次電子自上部電極46釋放，及/或，構成上部電極46之材料、例如矽自上部電極46釋放。 以下，說明電漿處理方法之實施形態(以下稱為「方法MT」)。方法MT可使用電漿處理裝置1實施。圖2及圖3表示關於一實施形態之電漿處理方法的時序圖。圖2及圖3中表示方法MT中之氣體A、氣體B、氣體C、高頻RF、及直流電壓DC各自之時序圖。圖2及圖3中，橫軸表示時間。而且，氣體A之時序圖之位準表示供給至處理容器10內之氣體A之量，氣體B之時序圖之位準表示供給至處理容器10內之氣體B之量，氣體C之時序圖之位準表示供給至處理容器10內之氣體C之量。而且，高頻RF之時序圖中，高頻RF之位準表示供給至承載盤16之高頻RF之功率。而且，直流電壓DC之時序圖中，直流電壓DC為高位準係表示直流電壓DC施加於上部電極46，直流電壓DC為低位準係表示直流電壓DC未施加於上部電極46、或直流電壓DC之位準低。 如圖2及圖3所示，方法MT中，依序執行複數個週期CY。複數個週期CY各自包含依序執行之複數個階段S。以下，作為複數個週期或表示各複數個週期之參照符號，使用「CY」。而且，於將各複數個週期與其執行順序一同表示之情形時，使用「CY(i)」這一參照符號。而且，作為複數個階段或表示各複數個階段之參照符號，使用「S」。而且，於將各複數個階段S與其執行順序及週期之執行順序一同表示之情形時，使用「S(i,j)」這一參照符號。而且，於將各複數個階段與其執行順序一同表示之情形時，使用「S(j)」這一參照符號。而且，作為表示各階段之開始時間點之參照符號，使用「Ts(i,j)」這一參照符號。此處，「i」係表示週期之執行順序之變量，可取1以上且IMAX以下之整數，IMAX為表示複數個週期之個數的2以上之整數。「j」可取1以上且JMAX以下之整數，JMAX為表示各週期CY中之複數個階段之個數的2以上之整數。再者，圖2及圖3所示之例中，JMAX為3，但並不限於此。 於方法MT之各複數個週期CY所含之複數個階段S中，產生互不相同之處理氣體之電漿。各複數個階段S中利用之處理氣體係於製程配方中被指定。而且，各複數個階段S中之高頻RF之設定及直流電壓DC之位準係於製程配方中被指定。再者，高頻RF之設定包含高頻RF之功率及高頻RF之模式。高頻RF之模式係自連續波及經脈衝調變之高頻中選擇。進而，各複數個階段S之執行時間長度係於製程配方中被指定。主控制部72根據上述製程配方而執行用於方法MT之控制。 方法MT中，於初次之週期之第1階段即階段S(1,1)之開始時間點Ts(1,1)之前，開始自氣體供給系統55進行階段S(1,1)用之處理氣體之輸出。而且，於階段S(1,1)之開始時間點Ts(1,1)開始向承載盤16供給高頻RF。之後，高頻RF係跨及複數個週期CY之複數個階段S而供給至承載盤16。 方法MT中，當自先行階段向後續階段轉移時(自階段S(i,j-1)向階段S(i,j)轉移時、及自階段S(i-1,jMAX)向階段S(i,1)轉移時)、即於各階段S之開始時間點Ts(i,j)，藉由主控制部72之控制而切換氣體供給系統55輸出之處理氣體。圖2及圖3所示之例中，為了於第1階段、即階段S(i,1)產生含有氣體A及氣體B之第1處理氣體之電漿，而於開始時間點Ts(i,1)將氣體供給系統55輸出之處理氣體切換為第1處理氣體。而且，為了於第2階段、即階段S(i,2)產生含有氣體A之第2處理氣體之電漿，而於開始時間點Ts(i,2)將氣體供給系統55輸出之處理氣體切換為第2處理氣體。而且，為了於第3階段、即階段S(i,3)產生含有氣體A及氣體C之第3處理氣體之電漿，而於開始時間點Ts(i,3)將氣體供給系統55輸出之處理氣體切換為第3處理氣體。雖未限定，但例如，氣體A為Ar氣體等稀有氣體，氣體B為氟碳氣體，氣體C為氧氣。 方法MT中，於階段S(i,j)之開始時間點Ts(i,j)之後、即氣體供給系統55輸出之處理氣體被切換後，在後述之參數超過臨限值Th(j)之時間點，為了階段S(i,j)而變更高頻RF之設定及直流電壓DC之位準中之至少一者。圖2所示之例中，階段S(i,2)中之高頻RF之功率變更為較之階段S(i,1)中之高頻RF之功率更低的功率。而且，於圖2所示之例中，階段S(i,2)中之高頻RF之功率與階段S(i,3)中之高頻RF之功率相同。而且，於圖2所示之例中，於階段S(i,2)，直流電壓DC之位準(絕對值)變更為較階段S(i,1)之直流電壓DC之位準(絕對值)更高之位準(絕對值)。於圖2所示之例中，於階段S(i,1)，直流電壓DC之位準與階段S(i,3)之直流電壓DC之位準相同。再者，於階段S(i,1)及階段S(i,3)，亦可不對上部電極46施加直流電壓DC。 而且，圖3所示之例中，於階段S(i,2)，高頻RF之功率變更為較階段S(i,1)中之高頻RF之功率更低之功率。而且，圖3所示之例中，於階段S(i,3)，高頻RF之功率變更為較階段S(i,2)中之高頻RF之功率更低之功率。而且，圖3所示之例中，於階段S(i,2)，直流電壓DC之位準(絕對值)變更為較階段S(i,1)之直流電壓DC之位準(絕對值)更高之位準(絕對值)。圖3所示之例中，階段S(i,1)之直流電壓DC之位準與階段S(i,3)之直流電壓DC之位準相同。再者，於階段S(i,1)及階段S(i,3)，亦可不對上部電極46施加直流電壓DC。而且，於圖2及圖3之例中，高頻RF之功率變更，但只要變更高頻之功率及高頻之模式中之至少一者即可。 於一實施形態中，上述參數係於匹配器40之運算部求出。以下，參照圖4及圖5，對高頻電源36及匹配器40進行詳細說明。圖4係例示高頻電源36及匹配器40之構成的圖，圖5係例示匹配器40之感測器及控制器之構成的圖。 如圖4所示，一實施形態中，高頻電源36具有振盪器36a、功率放大器36b、功率感測器36c、及電源控制部36e。電源控制部36e係由CPU等處理器構成，利用主控制部72所提供之信號及功率感測器36c所提供之信號，向振盪器36a及功率放大器36b分別提供控制信號，從而控制振盪器36a及功率放大器36b。 自主控制部72提供至電源控制部36e之信號係根據製程配方作成之高頻設定信號。高頻設定信號係對高頻RF之設定進行指定的信號。高頻設定信號係以於階段S(1,1)之開始時間點，開始由高頻電源36輸出該高頻設定信號所指定之設定的高頻RF之方式，自主控制部72提供至電源控制部36e。而且，高頻設定信號係於較階段S(1,1)之後執行之階段S(i,j)變更高頻RF之設定之情形時，自主控制部72提供至電源控制部36e。電源控制部36e係當自後述之運算部接收信號後，以將高頻設定信號所指定之設定的高頻RF向高頻電源36輸出的方式動作。 而且，電源控制部36e係以輸出具有高頻設定信號所指定之頻率之高頻的方式控制振盪器36a。該振盪器36a之輸出連接於功率放大器36b之輸入。自振盪器36a輸出之高頻被輸入至功率放大器36b。功率放大器36b使輸入之高頻放大，以使自其輸出具有高頻設定信號所指定之功率的高頻RF。藉此，自高頻電源36輸出高頻RF。 於功率放大器36b之後段設有功率感測器36c。功率感測器36c具有定向耦合器、行波功率檢測部、及反射波功率檢測部。定向耦合器將高頻RF之行波之一部分提供至行波功率檢測部，將反射波提供至反射波功率檢測部。於該功率感測器36c，特定高頻RF之頻率之信號係由電源控制部36e提供。行波功率檢測部產生行波之全部頻率成分中具有與高頻RF之頻率相同之頻率的成分之功率的測定值、即行波功率測定值PF1。該行波功率測定值被提供至電源控制部36e以用於功率反饋。 反射波功率檢測部產生反射波之全部頻率成分中具有與高頻RF之頻率相同之頻率的成分之功率之測定值、即反射波功率測定值PR11、及反射波之全部頻率成分之總功率之測定值、即反射波功率測定值PR12。反射波功率測定值PR11被提供至主控制部72以用於監控顯示。而且，反射波功率測定值PR12被提供至電源控制部36e以用於保護功率放大器36b。 而且，自主控制部72將直流電壓設定信號提供至直流電源74。直流電壓設定信號係指定直流電壓DC之位準之信號。直流電壓設定信號係於階段S(i,j)變更直流電壓DC之位準之情形時，自主控制部72提供至直流電源74。直流電源74係當自後述之運算部接收信號後，以輸出直流電壓設定信號所指定之位準之直流電壓DC的方式動作。或者，當直流電壓設定信號所指定之直流電壓DC之位準為零時，直流電源74於自後述之運算部接收信號後，以停止直流電壓DC之輸出之方式動作。 如圖4所示，匹配器40具有匹配電路40a、感測器40b、控制器40c、以及致動器40d及40e。匹配電路40a包括可變電抗元件40g及40h。可變電抗元件40g及40h例如為可變電容器。再者，匹配電路40a亦可進而包括電感器等。 控制器40c例如由處理器構成，且在主控制部72之控制下動作。控制器40c使用感測器40b所賦予之測定值，求出高頻電源36之負載阻抗。而且，控制器40c以使求出之負載阻抗接近高頻電源36之輸出阻抗或匹配點之方式，控制致動器40d及40e，從而調整可變電抗元件40g及40h各者之電抗。致動器40d及40e例如為馬達。 而且，控制器40c使用感測器40b所賦予之測定值而算出後述之參數，決定於各階段S中對高頻RF之設定及/或直流電壓DC之位準進行變更的時間點。 如圖5所示，感測器40b具有電流檢測器102A、電壓檢測器104A、濾波器106A、及濾波器108A。電壓檢測器104A檢測在饋電線43上傳送之高頻RF之電壓波形，且輸出表示該電壓波形之電壓波形類比信號。該電壓波形類比信號被輸入至濾波器106A。濾波器106A藉由將輸入之電壓波形類比信號數位化而產生電壓波形數位信號。而且，濾波器106A自電壓波形數位信號中僅抽出由來自主控制部72之信號特定出的高頻RF之設定頻率之成分，藉此產生過濾電壓波形信號。由濾波器106A產生之過濾電壓波形信號被賦予至控制器40c之運算部150A。又，濾波器106A例如包含FPGA(現場可程式閘陣列)。 電流檢測器102A檢測在饋電線43上傳送之高頻RF之電流波形，且輸出表示該電流波形之電流波形類比信號。該電流波形類比信號被輸入至濾波器108A。濾波器108A藉由將輸入之電流波形類比信號數位化而產生電流波形數位信號。而且，濾波器108A自電流波形數位信號中僅抽出由來自主控制部72之信號特定出的高頻RF之設定頻率之成分，藉此產生過濾電流波形信號。由濾波器108A產生之過濾電流波形信號被賦予至控制器40c之運算部150A。再者，濾波器108A例如包含FPGA(現場可程式閘陣列)。 控制器40c之運算部150A使用自濾波器106A所賦予之過濾電壓波形信號、及自濾波器108A所賦予之過濾電流波形信號，求出高頻電源36之負載阻抗ZL1，以用於匹配器40之阻抗匹配。具體而言，運算部150A根據由過濾電壓波形信號特定出之交流電壓V1、過濾電流波形信號所特定之交流電流I1、及交流電壓V1與交流電流I1之相位差Φ1，求出高頻電源36之負載阻抗ZL1。而且，運算部150A根據交流電壓V1、交流電流I1、及相位差Φ1求出後述之參數。參數亦可為上述之負載阻抗ZL1。該情形時，能將為了匹配器40之阻抗匹配而求出之負載阻抗用作參數，故而，無需另外求出參數。或者，參數可為負載電阻Zr1、負載電抗Zi1、及反射波係數Γ1中之任一者。 負載阻抗ZL1可藉由V1/I1求出，負載電阻Zr1可藉由求出負載阻抗ZL1之實部而獲得，負載電抗Zi1可藉由求出負載阻抗ZL1之虛部而獲得。而且，反射波係數Γ1係藉由以下之式(1)求出。 [數1]
Figure TW201801570AD00001
再者，反射波係數Γ1亦可根據功率感測器36c所求出之行波功率測定值PF1及反射波功率測定值PR11且利用PR11/PF1而求出。 運算部150A將求出之負載阻抗ZL1輸出至匹配控制部152A。匹配控制部152A以使負載阻抗ZL1接近高頻電源36之輸出阻抗(或匹配點)之方式控制致動器40d及40e，從而調節可變電抗元件40g及40h之電抗。藉此，利用匹配器40執行阻抗匹配。再者，匹配控制部152A亦可以使運算部150A所輸出之負載阻抗ZL1之系列之移動平均值接近高頻電源36之輸出阻抗(或匹配點)之方式，控制致動器40d及40e。 而且，運算部150A判斷於階段S(1,1)以外之階段S(i,j)，自氣體供給系統55輸出之處理氣體被切換起，求出之參數是否超過對應之臨限值Th(j)。臨限值Th(j)係於初始被預先設定為以同一「j」特定之階段S(j)所專用之、或複數個階段S所共用之值。於階段S(i,j)參數超過臨限值Th(j)時，運算部150A將信號提供至高頻電源36。高頻電源36於在階段S(i,j)自主控制部72提供高頻設定信號之情形時，響應來自運算部150A之信號，而將高頻RF之設定變更為高頻設定信號所指定之設定。即，高頻電源36於在階段S(i,j)自主控制部72提供高頻設定信號之情形時，在參數超過臨限值Th(j)之時間點，將高頻RF之設定變更為高頻設定信號所指定之設定。再者，高頻RF之設定之變更包括：高頻RF之功率之變更，及/或，對於高頻RF自連續波與經脈衝調變之高頻中之一者變更為另一者。 而且，運算部150A係當於階段S(i,j)參數超過臨限值Th(j)時，將信號提供至直流電源74。直流電源74係於在階段S(i,j)自主控制部72提供直流電壓設定信號之情形時，響應來自運算部150A之信號，將直流電壓DC之位準變更為直流電壓設定信號所指定之位準。即，直流電源74係於在階段S(i,j)自主控制部72提供直流電壓設定信號之情形時，在參數超過臨限值Th(j)之時間點，將直流電壓DC之位準變更為直流電壓設定信號所指定之位準。 而且，運算部150A將對於在階段S(i,j)參數超過臨限值Th(j)之時間點進行特定的第1資訊提供至時間調整部80。該時間調整部80可為例如CPU等處理器。而且，時間調整部80自主控制部72接收對於轉移至階段S(i,j)之時間點、即開始時間點Ts(i,j)進行特定的第2資訊。時間調整部80求出第1資訊所特定之時間點與第2資訊所特定之時間點之間的時間差。時間調整部80將特定該時間差之時間差特定資訊提供至主控制部72。主控制部72係以按時間差特定資訊所特定之時間差，相對於製程配方中指定之階段S(j)之特定之執行時間長度而增加之方式，調整之後執行之週期CY之階段S(j)、例如階段S(i＋1,j)之執行時間長度。 而且，運算部150A根據參數之系列求出移動平均值，且使用該移動平均值調整上述臨限值Th(j)。為了調整臨限值Th(j)而使用之參數之系列包括於執行過之週期CY中以同一「j」特定之階段S(j)、或執行中之階段S(i,j)及執行過之週期CY中以同一「j」特定之階段S(j)之各者中的由匹配器40進行之阻抗匹配完畢之狀態下的參數。再者，系列中所含之參數係和與臨限值Th(j)相比之參數種類相同的參數。 以下，參照圖6，對方法MT進行詳細說明。圖6係表示一實施形態之電漿處理方法之流程圖。方法MT中，首先執行步驟ST1。於步驟ST1中，藉由主控制部72將i設定為1。如上所述，「i」係對週期之順序進行特定的變量。於後續之步驟ST2中，藉由主控制部72將j設定為1。如上所述，「j」係表示各週期CY中之複數個階段S各自之順序的變量。 於後續之步驟J1中，判定是否執行初次之週期之第1階段。即，藉由主控制部72判定是否執行階段S(1,1)。當執行階段S(1,1)時，於後續之步驟ST3中，以開始輸出製程配方中指定之階段S(1,1)用之處理氣體的方式，由主控制部72控制氣體供給系統55。於後續之步驟ST4中，高頻電源36開始供給由來自主控制部72之高頻設定信號指定之設定的高頻RF。之後，處理進入至步驟ST10。 另一方面，根據步驟J1之判定結果，當判定為執行階段S(1,1)以外之階段S(i,j)時，於步驟ST5中，以將氣體供給系統55輸出之處理氣體切換為製程配方中指定之階段S(i,j)用之處理氣體的方式，由主控制部72控制氣體供給系統55。再者，步驟ST5中之氣體供給系統55之處理氣體之切換係於向階段S(i,j)轉移時、即階段S(i,j)之開始時間點Ts(i,j)進行。 於後續之步驟ST6中，藉由運算部150A算出上述參數。運算部150A對參數之算出係自步驟ST5中切換自氣體供給系統55輸出之處理氣體的時間點開始。於後續之步驟J2中，藉由運算部150A判斷求出之參數是否超過臨限值Th(j)。於步驟J2中，當判定為參數超過臨限值Th(j)時，處理進入至步驟ST7。另一方面，當判定為參數未超過臨限值時，於步驟J3中，藉由運算部150A判定自階段S(i,j)之開始時間點起是否經過特定時間。於步驟J3中，當判定為自階段S(i,j)之開始時間點起未經過特定時間時，再次執行步驟ST6。另一方面，於步驟J3中，當判定自階段S(i,j)之開始時間點起已經過特定時間時，處理進入至步驟ST7。利用該步驟J3，能避免處理不進入步驟ST7。 於步驟ST7中，藉由運算部150A通知參數超過臨限值Th(j)，故而，上述信號被提供至高頻電源36及直流電源74。而且，當為了階段S(i,j)，將高頻設定信號自主控制部72提供至高頻電源36時，高頻電源36將高頻RF之設定變更為高頻設定信號所指定之設定。而且，當為了階段S(i,j)，將直流電壓設定信號自主控制部72提供至直流電源74時，直流電源74將直流電壓DC之位準變更為直流電壓設定信號所指定之位準。 繼而，方法MT中，執行步驟ST8。步驟ST8包括步驟ST8a及步驟ST8b。於步驟ST8a中，求出上述時間差。具體而言，於時間調整部80，自運算部150A提供對於在階段S(i,j)參數超過臨限值Th(j)之時間點進行特定的第1資訊，且自主控制部72提供對於轉移至階段S(i,j)之時間點、即開始時間點Ts(i,j)進行特定的第2資訊。於步驟ST8a中，時間調整部80求出第1資訊所特定之時間點與第2資訊所特定之時間點之間的時間差，將對該時間差進行特定之時間差特定資訊提供至主控制部72。於後續之步驟ST8b中，主控制部72以按時間差特定資訊所特定之時間差，相對於製程配方中指定之階段S(j)之執行時間長度而增加之方式，調整之後執行之週期CY之階段S(j)、例如階段S(i＋1,j)之執行時間長度。 於方法MT中，繼而執行步驟ST9。於步驟ST9中，調整臨限值Th(j)。具體而言，於運算部150A，根據參數之系列求出移動平均值，使用該移動平均值調整臨限值Th(j)。為了調整臨限值Th(j)而使用之參數之系列包括於執行過之週期CY中以同一「j」特定之階段S(j)、或、執行中之階段S(i,j)及執行過之週期CY中以同一「j」特定之階段S(j)之各者中由匹配器40進行之阻抗匹配完畢之狀態下的參數。再者，匹配器40可於方法MT實施期間隨時進行匹配動作。 於方法MT中，繼而執行步驟ST10。於步驟ST10中，藉由主控制部72使j增加1。於後續之步驟J4中，判定j是否大於JMAX。當j為JMAX以下時，處理進入至步驟ST5。另一方面，當j大於JMAX時，於後續之步驟ST11中，藉由主控制部72使i增加1。於後續之步驟J5中，判定i是否大於IMAX。當i為IMAX以下時，處理進入至步驟ST2。另一方面，當i大於IMAX時，方法MT結束。 於持續供給高頻RF之狀態下，若切換處理容器10內之處理氣體，則處理容器10內產生之電漿之阻抗變化。運算部150A所求出之上述參數係根據電漿之阻抗而變化之參數，故而，會良好地反映出處理容器10內存在之處理氣體之變化。於方法MT中，藉由檢測該參數超過臨限值Th(j)之時間點，可高精度地檢測出處理容器10內之處理氣體切換之時間點。而且，於該時間點，高頻RF之設定及直流電壓DC之位準中之至少一者變更，故而能於處理容器10內之處理氣體切換之適當之時間點，變更高頻RF之設定及/或直流電壓DC之位準。 而且，於各複數個階段S，在製程配方中初始設定有其執行時間長度。因此，於階段S(i,j)，若參數超過臨限值Th(j)之時間點延遲，則階段S(i,j)中自該時間點起之電漿處理之時間長度變短。根據該實施形態，因按步驟ST8a中求出之時間差，使之後執行之週期CY中之階段S(j)之時間長度增加，故而，能實質性維持複數個週期CY中之同一階段之電漿處理之總執行時間長度。 而且，於階段S(i,j)由匹配器40進行之阻抗匹配完畢的狀態下，階段S(i,j)使用之處理氣體充分到達處理容器10內。因此，藉由使用該狀態下之參數之系列之移動平均值調整臨限值Th(j)，能高精度地檢測出處理容器10內之處理氣體之切換時序。 以下，對於另一實施形態進行說明。於另一實施形態之方法MT中，在各複數個階段S調整高頻RF之頻率。而且，於另外的實施形態中，在各複數個階段S，不僅調整高頻RF之頻率，還調整高頻RF之功率。以下，參照圖7及圖8，對於為了執行該實施形態之方法MT，對於電漿處理裝置1中採用之代替高頻電源36、匹配器40的高頻電源36A、匹配器40A進行說明。圖7係表示高頻電源36A及匹配器40A之構成之圖。圖8係表示高頻電源36A之阻抗感測器之構成之圖。 如圖7所示，與高頻電源36同樣，高頻電源36A具有振盪器36a、功率放大器36b、功率感測器36c、及電源控制部36e。高頻電源36A進而具有阻抗感測器36d。以下，關於高頻電源36A之各要素，說明與高頻電源36之對應要素不同之處。而且，還對阻抗感測器36d進行說明。 高頻電源36A之電源控制部36e將對於階段S(i,j)之執行期間內之第1副期間Ts1(j)及第2副期間Ps2(j)各自中之高頻RF之頻率進行設定的頻率控制信號提供至振盪器36a。具體而言，電源控制部36e自阻抗感測器36d接收以與階段S(i,j)相同之「j」特定之過去之階段S(j)之執行期間內之第1副期間Ps1(j)之高頻電源36A之負載阻抗的移動平均值Imp11、及該過去之階段S(j)之執行期間內之第2副期間Ps2(j)之高頻電源36A之負載阻抗的移動平均值Imp12。 而且，電源控制部36e於移動平均值Imp11及移動平均值Imp12處於特定之調整範圍內之情形時，為了使根據移動平均值Imp11推斷之第1副期間Ps1(j)之高頻電源36A之負載阻抗、及根據移動平均值Imp12推斷之第2副期間Ps2(j)之高頻電源36A之負載阻抗接近匹配點，而將對於降階段S(i,j)之執行期間內之第1副期間Ps1(j)及第2副期間Ps2(j)各自之高頻RF之頻率進行設定的頻率控制信號提供至振盪器36a。振盪器36a根據頻率控制信號而對於階段S(i,j)之執行期間內之第1副期間Ps1(j)之高頻RF之頻率及第2副期間Ps2(j)之高頻RF之頻率進行設定。 另一方面，於移動平均值Imp11或移動平均值Imp12不處於特定之調整範圍內之情形時，為了使匹配器40A進行關於高頻電源36A之阻抗匹配，電源控制部36e向匹配器40A發送控制信號。再者，所謂使負載阻抗接近匹配點，係指使負載阻抗理想地與匹配點一致。而且，「特定之調整範圍」係可藉由高頻RF之頻率之調整而使高頻電源36A之負載阻抗與高頻電源36A之輸出阻抗或匹配點匹配的範圍。 功率放大器36b係藉由使自振盪器36a輸出之高頻放大而產生高頻RF，且輸出該高頻RF。該功率放大器36b係由電源控制部36e控制。具體而言，電源控制部36e係以輸出主控制部72所指定之功率之高頻RF之方式，控制功率放大器36b。 一實施形態中，電源控制部36e亦可以第1副期間Ps1(j)之高頻RF之功率大於第2副期間Ps2(j)之高頻RF之功率之方式，控制功率放大器36b。例如，階段S(i,j)之第1副期間Ps1(j)之高頻RF之功率可以如下方式設定，即，根據階段S(i,j)之第1副期間Ps1(j)之反射波功率測定值PR11、或、以與階段S(i,j)相同之「j」所特定之過去之階段S(j)之執行期間內之第1副期間Ps1(j)之反射波功率測定值PR11之移動平均值，使耦合於電漿之高頻RF之功率成為特定之功率。而且，階段S(i,j)之第2副期間Ps2(j)之高頻RF之功率可以如下方式設定，即，根據階段S(i,j)之第2副期間Ps2(j)之反射波功率測定值PR11、或、以與階段S(i,j)相同之「j」所特定之過去之階段S(j)之執行期間內之第2副期間Ps2(j)之反射波功率測定值PR11之移動平均值，使耦合於電漿之高頻RF之功率成為特定之功率。 阻抗感測器36d求出執行過的週期CY中所含之複數個階段中之以與階段S(i,j)相同之「j」所特定的階段S(j)各自之執行期間內之第1副期間Ps1(j)中的高頻電源36A之負載阻抗之移動平均值Imp11。而且，阻抗感測器36d求出執行過的週期CY中所含之複數個階段中之以與階段S(i,j)相同之「j」所特定的階段S(j)各自之執行期間內之第2副期間Ps2(j)中的高頻電源36A之負載阻抗之移動平均值Imp12。如圖2所示，第1副期間Ps1(j)係於階段S(j)各自之執行期間內，自高頻RF之設定或直流電壓DC之位準變更之時間點至該執行期間途中為止之間的期間。第2副期間Ps2(j)係於階段S(j)各自之執行期間內，自該途中至該執行期間之結束時間點為止之間的期間。 第1副期間Ps1(j)之時間長度及第2副期間Ps2(j)之時間長度係由電源控制部36e指定。例如，第1副期間Ps1(j)之時間長度可為電源控制部36e所記憶之特定之時間長度，第2副期間Ps2(j)之時間長度可為電源控制部36e所記憶之另一特定之時間長度。或者，電源控制部36e亦可根據上述之反射波功率測定值PR11之時間系列，將階段S(i,j)之執行期間內的反射波功率測定值PR11穩定地處於規定值以下之期間設定為第2副期間Ps2(j)，將階段S(i,j)之執行期間內的較該第2副期間Ps2(j)更前之期間設定為第1副期間Ps1(j)。 如圖9所示，阻抗感測器36d具有電流檢測器102C、電壓檢測器104C、濾波器106C、濾波器108C、平均值運算器110C、平均值運算器112C、移動平均值運算器114C、移動平均值運算器116C、及阻抗運算器118C。 電壓檢測器104C檢測饋電線43上傳送之高頻RF之電壓波形，且輸出表示該電壓波形之電壓波形類比信號。將該電壓波形類比信號輸入至濾波器106C。濾波器106C藉由使所輸入之電壓波形類比信號數位化而產生電壓波形數位信號。而且，濾波器106C自電源控制部36e接收對於第1副期間Ps1(j)及第2副期間Ps2(j)各自之高頻RF之頻率進行特定的信號，且自電壓波形數位信號中僅抽出與該信號所特定之頻率對應的成分，藉此產生過濾電壓波形信號。再者，濾波器106C例如可包含FPGA(現場可程式閘陣列)。 濾波器106C所產生之過濾電壓波形信號被輸出至平均值運算器110C。自電源控制部36e，將對第1副期間Ps1(j)及第2副期間Ps2(j)進行特定之副期間特定信號提供至平均值運算器110C。平均值運算器110C根據過濾電壓波形信號，求出副期間特定信號所特定之階段S(i,j)之執行期間內之第1副期間Ps1(j)內的電壓之平均值VA11。而且，平均值運算器110C根據過濾電壓波形信號，求出副期間特定信號所特定之階段S(i,j)之執行期間內之第2副期間Ps2(j)內的電壓之平均值VA12。再者，平均值運算器110C例如可包含FPGA(現場可程式閘陣列)。 由平均值運算器110C所求出之平均值VA11及平均值VA12被輸出至移動平均值運算器114C。移動平均值運算器114C求出關於執行過的週期CY中所含之複數個階段之中的以與階段S(i,j)相同之「j」所特定之階段S(j)而已獲得之複數個平均值VA11中的、針對最近執行之規定數量之階段S(j)中之第1副期間Ps1(j)而求出之規定個數之平均值VA11之移動平均值(移動平均值VMA11)。而且，移動平均值運算器114C求出關於執行過的週期CY中所含之複數個階段之中的以與階段S(i,j)相同之「j」所特定之階段S(j)而已獲得之複數個平均值VA12中的、針對最近執行之規定數量之階段S(j)中之第2副期間Ps2(j)而求出之規定個數之平均值VA12之移動平均值(移動平均值VMA12)。移動平均值運算器114C所求出之移動平均值VMA11及VMA12被輸出至阻抗運算器118C。再者，移動平均值運算器114C例如可包含CPU、或、FPGA(現場可程式閘陣列)。 電流檢測器102C檢測饋電線43上傳送之高頻RF之電流波形，且輸出表示該電流波形之電流波形類比信號。將該電流波形類比信號輸入至濾波器108C。濾波器108C藉由將所輸入之電流波形類比信號數位化而產生電流波形數位信號。而且，濾波器108C自電源控制部36e接收對於第1副期間Ps1(j)及第2副期間Ps2(j)各自之高頻RF之頻率進行特定的信號，且自電流波形數位信號中僅抽出與該信號所特定之頻率對應的成分，藉此產生過濾電流波形信號。再者，濾波器108C例如可包含FPGA(現場可程式閘陣列)。 濾波器108C所產生之過濾電流波形信號被輸出至平均值運算器112C。而且，自電源控制部36e，將上述副期間特定信號提供至平均值運算器112C。平均值運算器112C根據過濾電流波形信號求出副期間特定信號所特定之階段S(i,j)之執行期間內之第1副期間Ps1(j)內的電流之平均值IA11。而且，平均值運算器112C根據過濾電流波形信號求出副期間特定信號所特定之階段S(i,j)之執行期間內之第2副期間Ps2(j)內的電流之平均值IA12。再者，平均值運算器112C例如可包含FPGA(現場可程式閘陣列)。 平均值運算器112C所求出之平均值IA11及平均值IA12被輸出至移動平均值運算器116C。移動平均值運算器116C求出關於執行過的週期CY中所含之複數個階段之中以與階段S(i,j)相同之「j」所特定之階段S(j)而已獲得之複數個平均值IA11中的、針對最近執行之規定數量之階段S(j)中之第1副期間Ps1(j)所求出的規定個數之平均值IA11之移動平均值(移動平均值IMA11)。而且，移動平均值運算器116C求出關於執行過的週期CY中所含之複數個階段之中以與階段S(i,j)相同之「j」所特定之階段S(j)而已獲得之複數個平均值IA12中的、針對最近執行之規定數量之階段S(j)中之第2副期間Ps2所求出的規定個數之平均值IA12之移動平均值(移動平均值IMA12)。移動平均值運算器116C所求出之移動平均值IMA11及IMA12被輸出至阻抗運算器118C。再者，移動平均值運算器116C例如可包含CPU、或、FPGA(現場可程式閘陣列)。 阻抗運算器118C根據移動平均值IMA11及移動平均值VMA11求出高頻電源36A之負載阻抗之移動平均值Imp11。該移動平均值Imp11包含絕對值與相位成分。而且，阻抗運算器118C根據移動平均值IMA12及移動平均值VMA12求出高頻電源36A之負載阻抗之移動平均值Imp12。該移動平均值Imp12包含絕對值與相位成分。阻抗運算器118C所求出之移動平均值Imp11及Imp12被輸出至電源控制部36e。如上所述，移動平均值Imp11及Imp12於電源控制部36e中用於高頻RF之頻率之設定。 返回至圖7，與匹配器40同樣，匹配器40A具有匹配電路40a、感測器40b、控制器40c、以及致動器40d及40e。以下，關於匹配器40A之各要素，說明與匹配器40之對應要素不同之處。 與阻抗感測器36d同樣，匹配器40A之感測器40b自電源控制部36e接收對第1副期間Ps1(j)及第2副期間Ps2(j)各自之高頻RF之頻率進行特定的信號，且自電壓波形數位信號中僅抽出與該信號所特定之頻率對應的成分，藉此產生過濾電壓波形信號。而且，感測器40b將過濾電壓波形信號輸出至控制器40c。而且，與阻抗感測器36d同樣，匹配器40A之感測器40b自電源控制部36e接收對第1副期間Ps1(j)及第2副期間Ps2(j)各自之高頻RF之頻率進行特定的信號，且自電流波形數位信號僅抽出與該信號所特定之頻率對應的成分，藉此產生過濾電流波形信號。感測器40b將過濾電流波形信號輸出至控制器40c。 作為匹配器40A之控制器40c，當移動平均值Imp11或移動平均值Imp12不處於特定之調整範圍內時，若接收自電源控制部36e送出之上述控制信號，則以使移動平均值Imp11與移動平均值Imp12之平均值所特定之高頻電源36A之負載阻抗接近匹配點之方式控制致動器40d及40e。或者，作為匹配器40A之控制器40c，當移動平均值Imp11或移動平均值Imp12不處於特定之調整範圍內時，若接收自電源控制部36e送出之上述之控制信號，則以使移動平均值Imp12所特定之高頻電源36A之負載阻抗與匹配點接近之方式控制致動器40d及40e。 以下，對於參照圖7～圖8所說明之具有高頻電源36A及匹配器40A之電漿處理裝置1中進行的阻抗匹配之方法進行說明。圖9係表示另一實施形態之電漿處理方法中執行之阻抗匹配之方法的流程圖。圖9所示之方法MTI係於各複數個階段S執行。以下，對應於階段S(j)說明方法MTI。 於方法MT之實施初期，各複數個階段S並未執行足以求出上述移動平均值Imp11及移動平均值Imp12之次數。因此，於方法MT之實施初期，僅進行上述平均值VA11、平均值IA11、平均值VA12、及平均值IA12之算出、以及其等之累計。 各複數個階段S執行足以求出移動平均值Imp11及移動平均值Imp12之次數後，於阻抗感測器36d中求出移動平均值Imp11及移動平均值Imp12。 當求出移動平均值Imp11及移動平均值Imp12後，於階段S(i,j)，如圖9所示進行步驟J20。於步驟J20中，由電源控制部36e判定移動平均值Imp11及移動平均值Imp12是否處於上述可調整範圍內。 當判定為移動平均值Imp11及移動平均值Imp12處於上述可調整範圍內時，於步驟ST21，電源控制部36e如上所述設定階段S(i,j)之執行期間內之第1副期間Ps1(j)中的高頻RF之頻率，且設定階段S(i,j)之執行期間內之第2副期間Ps2(j)中的高頻RF之頻率。於後續之步驟ST22中，電源控制部36e如上所述設定階段S(i,j)之執行期間內之第1副期間Ps1(j)中的高頻RF之功率，且設定階段S(i,j)之執行期間內之第2副期間Ps2(j)中的高頻RF之功率。 另一方面，當判定為移動平均值Imp11或移動平均值Imp12不處於上述可調整範圍內時，於步驟ST23中，為了使匹配器40A進行關於高頻電源36A之阻抗匹配，自電源控制部36e向匹配器40A送出控制信號。接收到該控制信號之匹配器40A之控制器40c如上所述，以使高頻電源36A之負載阻抗接近匹配點之方式控制致動器40d及40e。 階段S(i,j)中之第1副期間Ps1(j)係包含高頻RF之設定及/或直流電壓DC之設定變更之時間點的期間，故而，饋電線43上之反射波會變得較第2副期間Ps2(j)內之反射波更大。因此，為了減少高頻RF之反射波，需要使第1副期間Ps1(j)與第2副期間Ps2(j)各自之高頻電源36A之負載阻抗個別地與高頻電源36A之輸出阻抗匹配。根據圖9所示之阻抗匹配之方法MTI，以使根據移動平均值Imp11所推斷之高頻電源36A之負載阻抗接近高頻電源36A之輸出阻抗之方式，調整第1副期間Ps1(j)內的高頻RF之頻率。而且，第2副期間Ps2(j)內的高頻RF之頻率係基於移動平均值Imp12而同樣地調整。高頻電源36A可高速地變更高頻RF之頻率，故而，根據方法MTI，能高速地跟蹤負載阻抗之變化而進行阻抗匹配。而且，根據步驟ST22，當第1副期間Ps1(j)中耦合於電漿之高頻RF之功率不足時，可彌補高頻RF之功率。 以上，已對多種實施形態進行說明，但並不限定於上述實施形態，可構成為多種變形態樣。例如，高頻電源36及高頻電源36A亦可構成為向上部電極46供給高頻RF。而且，用於實施方法MT之電漿處理裝置並不限定於電容耦合型電漿處理裝置。用於實施方法MT之電漿處理裝置亦可為具有第1電極及第2電極之任意電漿處理裝置，例如為電感耦合型電漿處理裝置。
1‧‧‧電漿處理裝置
10‧‧‧處理容器
12‧‧‧絕緣板
14‧‧‧支持台
16‧‧‧承載盤
18‧‧‧靜電夾盤
20‧‧‧電極
22‧‧‧開關
24‧‧‧直流電源
26‧‧‧聚焦環
28‧‧‧內壁構件
30‧‧‧冷媒流路
32a、32b‧‧‧配管
34‧‧‧氣體供給線
36‧‧‧高頻電源
36a‧‧‧振盪器
36b‧‧‧功率放大器
36c‧‧‧功率感測器
36d‧‧‧阻抗感測器
36e‧‧‧電源控制部
40‧‧‧匹配器
40a‧‧‧匹配電路
40b‧‧‧感測器
40c‧‧‧控制器
40d、40e‧‧‧致動器
40g、40h‧‧‧可變電抗元件
43‧‧‧饋電線
44‧‧‧導體
46‧‧‧上部電極
48‧‧‧頂板
48a‧‧‧氣體噴出孔
50‧‧‧支持體
50a‧‧‧氣體通氣孔
52‧‧‧氣體緩衝室
54‧‧‧氣體供給管
55‧‧‧氣體供給系統
56‧‧‧氣體源群
58‧‧‧流量控制器群
60‧‧‧閥群
62‧‧‧排氣口
64‧‧‧排氣管
66‧‧‧排氣裝置
68‧‧‧開口
70‧‧‧閘閥
72‧‧‧主控制部
74‧‧‧直流電源
80‧‧‧時間調整部
102A、102C‧‧‧電流檢測器
104A、104C‧‧‧電壓檢測器
106A、106C、108A、108C‧‧‧濾波器
110C、112C‧‧‧平均值運算器
114C、116C‧‧‧移動平均值運算器
118C‧‧‧阻抗運算器
150A‧‧‧運算部
152A‧‧‧匹配控制部
Cw‧‧‧冷媒
CY‧‧‧週期
DC‧‧‧直流電壓
J、ST‧‧‧步驟
MT‧‧‧方法
Ps‧‧‧第2副期間
RF‧‧‧高頻
S‧‧‧階段
Ts‧‧‧第1副期間
W‧‧‧被加工物
圖1係概略性表示一實施形態之電漿處理裝置之構成的圖。 圖2係關於一實施形態之電漿處理方法之一例的時序圖。 圖3係關於一實施形態之電漿處理方法之另一例的時序圖。 圖4係例示高頻電源及匹配器之構成的圖。 圖5係例示匹配器之感測器及控制器之構成的圖。 圖6係表示一實施形態之電漿處理方法之流程圖。 圖7係表示高頻電源及匹配器之構成之另一例之圖。 圖8係表示高頻電源之阻抗感測器之構成之圖。 圖9係表示另一實施形態之電漿處理方法中執行的阻抗匹配之方法之流程圖。

Claims (9)

  1. 一種電漿處理方法，其係於電漿處理裝置中執行者， 上述電漿處理裝置包括： 處理容器； 氣體供給系統，其向上述處理容器內供給氣體； 第1電極及第2電極，其等以於其兩者之間介置有上述處理容器內之空間之方式設置； 高頻電源，其輸出高頻； 饋電線，其將上述高頻電源連接於上述第1電極及上述第2電極中之一電極； 匹配器，其用於調整上述高頻電源之負載阻抗；及 運算部，其求出包括上述高頻電源之負載阻抗、負載電阻、及負載電抗、以及上述高頻之反射波係數中之任一者的參數； 於該電漿處理方法中，依序執行各自包括複數個階段之複數個週期，該複數個階段係於上述處理容器內產生互不相同之處理氣體之電漿、且為依序執行者， 跨及上述複數個階段而自上述高頻電源向上述一電極供給上述高頻；且 該電漿處理方法包含如下步驟： 當自上述複數個階段中之先行階段轉移至與該先行階段連續之後續階段時，切換上述氣體供給系統輸出之處理氣體；及 於切換上述氣體供給系統輸出之處理氣體後上述參數超過臨限值之時間點，變更自上述高頻電源供給至上述一電極之上述高頻之設定，且，該高頻之設定之變更包括：變更上述高頻之功率，及/或，將從上述高頻電源供給至上述一電極之上述高頻自連續波及經脈衝調變之高頻中之一者變更為另一者。
  2. 一種電漿處理方法，其係於電漿處理裝置中執行者， 上述電漿處理裝置包括： 處理容器； 氣體供給系統，其向上述處理容器內供給氣體； 第1電極及第2電極，其等以於其兩者之間介置有上述處理容器內之空間之方式設置； 高頻電源，其輸出高頻； 饋電線，其將上述高頻電源連接於上述第1電極及上述第2電極中之一電極； 匹配器，其用於調整上述高頻電源之負載阻抗； 直流電源，其連接於上述第1電極，產生負極性之直流電壓；及 運算部，其求出包括上述高頻電源之負載阻抗、負載電阻、及負載電抗、以及上述高頻之反射波係數中之任一者的參數； 於該電漿處理方法中，依序執行各自包括複數個階段之複數個週期，該複數個階段係於上述處理容器內產生互不相同之處理氣體之電漿，且為依序執行者； 跨及上述複數個階段而自上述高頻電源向上述一電極供給上述高頻； 該電漿處理方法包括如下步驟： 當自上述複數個階段中之先行階段轉移至與該先行階段連續之後續階段時，切換上述氣體供給系統輸出之處理氣體；及 於切換上述氣體供給系統輸出之處理氣體後上述參數超過臨限值之時間點，變更從上述高頻電源供給至上述一電極之上述高頻之設定、及由上述直流電源輸出之上述直流電壓之位準中之至少一者，該高頻之設定之變更包括：變更上述高頻之功率，及/或，將從上述高頻電源供給至上述一電極之上述高頻自連續波與經脈衝調變之高頻中之一者變更為另一者。
  3. 如請求項1之電漿處理方法，其進而包括如下步驟： 於上述電漿處理裝置之時間調整部，求出自轉移至上述後續階段起至上述參數超過上述臨限值之上述時間點為止的時間差；及 調整上述複數個週期中之上述先行週期之後執行之週期中之與上述後續階段相同之階段的特定之執行時間長度，以增加於上述複數個週期中之先行週期中求出之上述時間差量。
  4. 如請求項2之電漿處理方法，其進而包括如下步驟： 於上述電漿處理裝置之時間調整部，求出自轉移至上述後續階段起至上述參數超過上述臨限值之上述時間點為止的時間差；及 調整上述複數個週期中之上述先行週期之後執行之週期中之與上述後續階段相同之階段的特定之執行時間長度，以增加於上述複數個週期中之先行週期中求出之上述時間差量。
  5. 如請求項1至4中任一項之電漿處理方法，其進而包括於上述運算部中使用由參數之系列求出之移動平均值而調整上述臨限值的步驟， 上述參數之系列係由包含以下任一者之參數構成，即，包含在與上述複數個週期中既已執行之週期中所含的上述後續階段相同的階段、或上述後續階段及與上述執行完畢之週期中所含的該後續階段相同的階段之各者中，由上述匹配器進行之阻抗匹配完成之狀態下之、上述高頻電源之負載阻抗、負載電阻、及負載電抗、以及上述高頻之反射波係數中任一者。
  6. 如請求項1至4中任一項之電漿處理方法，其中 上述複數個階段包括： 第1階段，其係產生含有稀有氣體及氟碳氣體之第1處理氣體之電漿；及 第2階段，其接續於上述第1階段，產生含有稀有氣體之第2處理氣體之電漿。
  7. 如請求項5之電漿處理方法，其中 上述複數個階段包括： 第1階段，其係產生含有稀有氣體及氟碳氣體之第1處理氣體之電漿；及 第2階段，其接續於上述第1階段，產生含有稀有氣體之第2處理氣體之電漿。
  8. 如請求項6之電漿處理方法，其中 上述複數個階段進而包含第3階段，其接續於上述第2階段，產生含有稀有氣體及氧氣的第3處理氣體之電漿。
  9. 如請求項7之電漿處理方法，其中 上述複數個階段進而包含第3階段，其接續於上述第2階段，產生含有稀有氣體及氧氣之第3處理氣體之電漿。
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