TWI629704B - Plasma processing method and plasma processing device - Google Patents

Abstract

本發明之課題在於提供一種能於一個腔室內進行與各種處理方法對應之電漿處理的電漿處理方法及電漿處理裝置。

本發明可設定至少包含RF輸出及/或高電壓脈衝之施加態樣的電漿處理條件。向腔室1內導入處理氣體後，透過與設置於腔室1內之工件W導通連接之導體6，根據設定處理條件使RF電源2之RF輸出與高電壓產生裝置3之高電壓脈衝重疊而施加於工件W。藉由儲存、設定所需之施加態樣，對與各種處理方法對應之電漿處理進行執行控制。

Description

電漿處理方法及電漿處理裝置

本發明係關於一種根據既定之處理條件對針對被處理物例如利用電漿進行表面改質等之電漿處理進行執行控制的電漿處理方法及電漿處理裝置。

例如，專利文獻1中，揭示有先前之電漿處理裝置之一例。專利文獻1中，具有真空容器(腔室)、及向鄰設於真空容器之電漿產生空間導入第一氣體且向該第一氣體供給電能而產生電漿之電漿產生機構。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2000-164580號公報

[專利文獻2]日本專利特開2001-26887號公報

然而，先前之電漿處理加工裝置中，係利用上述電漿產生機構，將外部產生之電漿導入至腔室，故雖可改變電漿照射量或照射時間而進行電漿加工，但可處理之內容限定於一定範圍內。故先前，例如需要與濺射清洗、離子注入、成膜處理等基本處理內容不同之處理方法相應的電漿處理加工裝置，而且，須使同一被處理物按處理方法進行移動，從而存 在設備成本或處理成本變高之問題。

本發明之目的在於提供一種能於一個腔室內進行與各種處理方法對應之電漿處理的電漿處理方法及電漿處理裝置。

本發明之第1形態係一種電漿處理方法，其特徵在於，設有：處理室，其可設置被處理物；高真空化手段，其將處理室內排氣而使其高真空化；氣體導入手段，其向已高真空化之處理室內導入既定的氣體；高頻電源；高電壓脈衝產生源；施加手段，其透過與設置於上述處理室內之被處理物導通連接的導體，使上述高頻電源之高頻輸出與由上述高電壓脈衝產生源產生之高電壓脈衝重疊而施加於被處理物；輸入手段，其輸入至少包含上述高頻輸出及/或上述高電壓脈衝之施加態樣的電漿處理條件；記憶手段，其儲存所輸入之電漿處理條件；及施加控制手段，其於利用上述氣體導入手段向上述處理室內進行氣體導入之後，在既定之處理時間期間，根據上述施加態樣利用上述施加手段進行施加控制；根據上述記憶手段中所儲存之施加態樣，由上述施加控制手段進行上述高頻輸出及上述高電壓脈衝之施加控制，從而對針對設置於上述處理室內之被處理物之電漿處理進行執行控制。

本發明之第2形態係一種電漿處理方法，其中，上述記憶手段中可儲存下述之施加要素(a)、(b)、(c)及上述處理時間中之一者或兩者以上：(a)施加上述高頻輸出之輸出寬度、(b)上述高頻輸出之施加開始後進行上述高電壓脈衝之施加的高電壓脈衝之施加時期、(c)用於以(a)與(b)之上述高頻輸出及上述高電壓脈衝之施加為1個單位而重複執行的重複頻率或該1個單位之週期。

本發明之第3形態係一種電漿處理方法，其中，上述電漿處理條件中包含利用上述氣體導入手段導入至上述處理室內之一種或兩種以上之氣體的種類及/或該氣體之導入壓力下之氣體導入態樣，根據上述記憶手段中所儲存之氣體導入態樣對上述氣體導入進行執行控制後，根據上述施加態樣進行施加控制，從而對針對上述被處理物之電漿處理進行執行控制。

本發明之第4形態係一種電漿處理方法，其中，上述施加要素(a)、(b)、(c)分別可於下述之可輸入範圍內輸入：(a)：5~300μs、(b)：0~2000μs、(c)：1~5000pps。

本發明之第5形態係一種電漿處理方法，其中，作為上述施加態樣之施加要素，使上述高頻電源之功率可於100~3000W之可輸入範圍內輸入。

本發明之第6形態係一種電漿處理方法，其中，作為上述施加態樣之施加要素，使上述高電壓脈衝產生源之高壓脈衝電壓可於1~30kV之可輸入範圍內輸入。

本發明之第7形態係一種電漿處理方法，其中，上述記憶手段可按照施加控制之執行順序儲存2個以上之同種或不同種之施加態樣，上述施加控制手段按照上述執行順序進行與上述記憶手段中所儲存之施加態樣對應的施加控制。

本發明之第8形態係一種電漿處理方法，其中，當至少使不同的第1施加態樣與第2施加態樣按照執行順序儲存於上述記憶手段中且執行電漿處理時，利用上述第1施加態樣下之施加控制進行被處理物之表面改質後，利用上述第2施加態樣下之施加控制對該被處理物進行上述氣體中所含成分之沉積處理或離子注入處理。

本發明之第9形態係一種電漿處理裝置，其具有：處理室，其可設置被處理物；高真空化手段，其將處理室內排氣而使其高真空化；氣體導入手段，其向已高真空化之處理室內導入既定的氣體；高頻電源；高電壓脈衝產生源；施加手段，其透過與設置於上述處理室內之被處理物導通連接的導體，使上述高頻電源之高頻輸出與由上述高電壓脈衝產生源產生之高電壓脈衝重疊而施加於被處理物；輸入手段，其輸入至少包含上述高頻輸出及/或上述高電壓脈衝之施加 態樣的電漿處理條件；記憶手段，其儲存所輸入之電漿處理條件；及施加控制手段，其於利用上述氣體導入手段向上述處理室內進行氣體導入之後，在既定之處理時間期間，根據上述施加態樣利用上述施加手段進行施加控制；根據上述記憶手段中所儲存之施加態樣，利用上述施加控制手段進行上述高頻輸出及上述高電壓脈衝之施加控制，且對針對設置於上述處理室內之被處理物之電漿處理進行執行控制。

本發明之第10形態係一種電漿處理裝置，其中，上述記憶手段中可儲存下述之施加要素(a)、(b)、(c)及上述處理時間中之一者或兩者以上：(a)施加上述高頻輸出之輸出寬度、(b)上述高頻輸出之施加開始後進行上述高電壓脈衝之施加的高電壓脈衝之施加時期、(c)用於以(a)與(b)之上述高頻輸出及上述高電壓脈衝之施加為1個單位而重複執行的重複頻率或該1個單位之週期。

本發明之第11形態係一種電漿處理裝置，其中，上述電漿處理條件中包含利用上述氣體導入手段導入至上述處理室內之一種或兩種以上之氣體的種類及/或該氣體之導入壓力下之氣體導入態樣，根據上述記憶手段中所儲存之氣體導入態樣對上述氣體導入進行執行控制後，根據上述施加態樣進行施加控制，從而對針對上述被處理物之電漿處理進行執行控制。

本發明之第12形態係一種電漿處理裝置，其中，上述施加要素(a)、(b)、(c)分別可於下述之可輸入範圍內輸入：(a)：5~300μs、(b)：0~2000μs、(c)：1~5000pps。

本發明之第13形態係一種電漿處理裝置，其中，作為上述施加態樣之施加要素，使上述高頻電源之功率可於100~3000W之可輸入範圍內輸入。

本發明之第14形態係一種電漿處理裝置，其中，作為上述施加態樣之施加要素，使上述高電壓脈衝產生源之高壓脈衝電壓可於1~30kV之可輸入範圍內輸入。

本發明之第15形態係一種電漿處理裝置，其中，上述記憶手段可按照施加控制之執行順序儲存2個以上之同種或不同種之施加態樣，上述施加控制手段按照上述執行順序進行與上述記憶手段中所儲存之施加態樣對應的施加控制。

專利文獻2中揭示有一種電漿產生技術，其係藉由透過與設置於腔室內之被處理物導通連接的導體，使高頻輸出與高電壓脈衝重疊而施加於被處理物，從而產生電漿。本發明係根據該電漿產生技術，著重於可根據例如濺射清洗、離子注入、成膜處理等基本處理內容設定高頻輸出及/或高電壓脈衝之施加態樣，藉此進行與各種處理方法對應之電漿處理的要點而完成的發明。

根據本發明之第1形態，利用上述施加手段，透過與設置於上述處理室內之被處理物導通連接的導體，使上述高頻電源之高頻輸出與由上述高電壓脈衝產生源產生之高電壓脈衝重疊而施加於被處理物，利用上述輸入手段，輸入至少包含上述高頻輸出及/或上述高電壓脈衝之施加態樣的電漿處理條件且將其儲存於上述記憶手段，利用上述施加控制手段，使上述氣體導入手段向上述處理室內進行氣體導入之後，於既定之處理時間期間，根據上述施加態樣利用上述施加手段進行施加控制，根據上述記憶手段中所儲存之施加態樣，利用上述施加控制手段進行上述高頻輸出及上述高電壓脈衝之施加控制，對針對設置於上述處理室內之被處理物之電漿處理進行執行控制，故藉由在上述記憶手段中儲存、設定所需之施加態樣，能對與上述各種處理方法對應之電漿處理進行執行控制。故無需使用與各種處理方法對應之電漿處理加工裝置，可利用一台電漿處理裝置進行廣範圍之電漿處理，從而能大幅削減設備成本或處理成本。

根據本發明之第2形態，能儲存、設定施加要素(a)之輸出寬度、施加要素(b)之施加時期、施加要素(c)之週期及上述處理時間中之一者或兩者以上，故藉由廣範圍地設定所需之處理方法而使一台電漿處理裝置運行，能以低成本執行各種電漿處理。

根據本發明之第3形態，除施加態樣之外，還儲存、設定氣體導入態樣，藉此，能以低成本對各種電漿處理進行執行控制。

根據本發明之第4形態，施加要素(a)、(b)、(c)分別可 於下述之可輸入範圍內輸入：(a)：5~300μs、(b)：0~2000μs、(c)：1~5000pps。

故可於廣泛之控制範圍內設定施加態樣，從而能實現電漿處理之可執行區域之多樣化。

根據本發明之第5形態，作為施加態樣之施加要素，使高頻電源之功率可於100~3000W之可輸入範圍內輸入，藉此，能使高頻輸出之設定變化多樣化，從而能以低成本執行各種電漿處理。

根據本發明之第6形態，作為施加態樣之施加要素，使高壓脈衝電壓可於1~30kV之可輸入範圍內輸入，藉此，能使高電壓脈衝之設定變化多樣化，從而能以低成本執行各種電漿處理。

根據本發明之第7形態，可使記憶手段按照施加控制之執行順序儲存、設定2以上之同種或不同種之施加態樣，且利用施加控制手段按照該執行順序且根據該記憶手段中所儲存之施加態樣進行施加控制，故不僅可執行單一類型之電漿處理，而且可按所儲存、設定之執行順序以低成本對針對設置於處理室內之被處理物之不同的電漿處理進行執行控制。

根據本發明之第8形態，當至少使不同的第1施加態樣與第2施加態樣按照執行順序儲存於記憶手段且執行電漿處理時，可利用第1施加態樣下之施加控制進行被處理物之表面改質後，利用第2施加態樣下之施加控制對該被處理物進行導入氣體中所含成分之沉積處理或離子注入處理，故無需利用不同的電漿處理裝置進行表面改質及沉積處理(或離子注 入處理)，而能於被處理物設置在處理室內之情況下進行上述處理，從而能削減設備成本，而且還能大幅削減各處理步驟中所需之作業時間或處理時間等處理成本。

根據本發明之第9形態，利用上述施加手段，透過與設置於上述處理室內之被處理物導通連接的導體，使上述高頻電源之高頻輸出與由上述高電壓脈衝產生源產生之高電壓脈衝重疊而施加於被處理物，利用上述輸入手段輸入至少包含上述高頻輸出及/或上述高電壓脈衝之施加態樣之電漿處理條件，並將其儲存於上述記憶手段中，利用上述施加控制手段，使上述氣體導入手段向上述處理室內進行氣體導入之後，於既定之處理時間期間，根據上述施加態樣利用上述施加手段進行施加控制，根據上述記憶手段中所儲存之施加態樣，利用上述施加控制手段進行上述高頻輸出及上述高電壓脈衝之施加控制，從而對針對設置於上述處理室內之被處理物之電漿處理進行執行控制，故藉由在上述記憶手段中儲存、設定所需之施加態樣，而可對與上述各種處理方法相應之電漿處理進行執行控制。故無需使用與各種處理方法對應之電漿處理加工裝置，能利用一台裝置進行廣範圍之電漿處理，從而能實現可大幅削減設備成本或處理成本之電漿處理裝置。

根據本發明之第10形態，能儲存、設定施加要素(a)之輸出寬度、施加要素(b)之施加時期、施加要素(c)之週期及上述處理時間中之一者或兩者以上，故藉由廣範圍地設定所需之處理方法而使一台電漿 處理裝置運行，可實現能以低成本執行各種電漿處理的電漿處理裝置。

根據本發明之第11形態，除施加態樣之外，還儲存、設定氣體導入態樣，藉此，可實現能以低成本對各種電漿處理進行執行控制之電漿處理裝置。

根據本發明之第12形態，施加要素(a)、(b)、(c)分別可於下述之可輸入範圍內輸入：(a)：5~300μs、(b)：0~2000μs、(c)：1~5000pps。

故能於廣泛之控制範圍內設定施加態樣，從而可實現能使電漿處理之可執行區域多樣化的電漿處理裝置。

根據本發明之第13形態，作為施加態樣之施加要素，使高頻電源之功率可於100~3000W之可輸入範圍內輸入，藉此，能使高頻輸出之設定變化多樣化，從而可實現能以低成本執行各種電漿處理的電漿處理裝置。

根據本發明之第14形態，作為施加態樣之施加要素，使高壓脈衝電壓可於1~30kV之可輸入範圍內輸入，藉此，能使高電壓脈衝之設定變化多樣化，從而可實現能以低成本執行各種電漿處理之電漿處理裝置。

根據本發明之第15形態，使記憶手段可按照施加控制之執行順序儲存、設定2以上之同種或不同種之施加態樣，利用施加控制手段，按照該執行順序且根據該記憶手段中所儲存之施加態樣進行施加控制，故 可實現不僅可執行單一類型之電漿處理，而且可按所儲存、設定之執行順序以低成本對針對設置於處理室內之被處理物之不同的電漿處理進行執行控制的電漿處理裝置。

1‧‧‧處理室

2‧‧‧高頻產生裝置(RF電源)

3‧‧‧高電壓脈衝產生裝置

4‧‧‧重疊裝置

4a‧‧‧耦合‧相互干涉阻止電路部

4b‧‧‧整合電路部

4c‧‧‧間隙G形成導體

5‧‧‧饋通

6‧‧‧導體

7‧‧‧導入路徑

8‧‧‧氣體供給路線

9‧‧‧氣體供給路線

10‧‧‧氣體供給路線

11‧‧‧氣體供給路線

12‧‧‧氣體供給路線

13‧‧‧氣體供給路線

14‧‧‧氣體供給源

15‧‧‧氣體供給源

16‧‧‧氣體供給源

17‧‧‧氣體供給源

18‧‧‧氣體供給源

19‧‧‧氣體供給源

20‧‧‧控制部

21‧‧‧CPU

22‧‧‧ROM

23‧‧‧RAM

24‧‧‧中繼基板

25‧‧‧電源開關

26‧‧‧驅動電源裝置

27‧‧‧液晶觸控面板

28‧‧‧觸控面板控制部

29‧‧‧顯示面板控制部

30‧‧‧顯示面板

31‧‧‧電漿產生控制用通電控制電路部

32‧‧‧孔口部

33‧‧‧孔口

34‧‧‧上部

35‧‧‧鍔部

36‧‧‧貫通孔

37‧‧‧貫通孔

RP‧‧‧油旋轉真空泵

MBP‧‧‧機械增壓泵

TMP‧‧‧渦輪分子泵

CV‧‧‧傳導閥

RV‧‧‧粗閥

FV‧‧‧前閥

SV1‧‧‧洩露閥

D1~D5‧‧‧排氣管路

D6‧‧‧排水管路

D7‧‧‧排氣管路

V1~V7‧‧‧電磁開閉閥

IG‧‧‧真空計

PG‧‧‧真空計

DG‧‧‧薄膜壓力計

TC‧‧‧熱電偶真空計

FM‧‧‧氣體流量計

W‧‧‧工件

P‧‧‧電漿

G‧‧‧間隙

D‧‧‧二極體

L1‧‧‧線圈

L2‧‧‧線圈

R‧‧‧電阻器

G‧‧‧保護間隙

C1‧‧‧可變電容器

圖1係本發明一實施形態之電漿處理裝置之真空排氣系統的概略構成圖。

圖2係上述電漿處理裝置之氣體導入系統之概略構成圖。

圖3係上述電漿處理裝置之控制部20之方塊圖。

圖4係上述電漿處理裝置中使用之重疊裝置4之電路圖。

圖5係顯示控制部20之電漿處理條件之輸入設定處理的流程圖。

圖6係顯示控制部20之高真空化處理之流程圖。

圖7係顯示控制部20之電漿處理之流程圖。

圖8係顯示控制部20之氣體導入處理之流程圖。

圖9係顯示用於施加控制之初始設定處理之流程圖。

圖10係對高頻‧高壓脈衝施加處理進行執行控制之控制部20之施加處理部之概略構成的圖。

圖11係顯示該施加處理部之施加控制處理的時序圖。

圖12係顯示高頻‧高壓脈衝施加處理之流程圖。

圖13係顯示高頻‧高壓脈衝施加處理之開啟關閉(ON-OFF)處理之詳情的流程圖。

圖14係繼圖13之後之流程圖。

圖15係示意性顯示電漿處理之執行處理例的圖。

圖16係顯示觸控面板27之面板顯示例之圖。

圖17係顯示高頻‧高壓脈衝施加波形之實測波形例之波形圖。

圖18係顯示一實施例之DLC成膜參數設定方案之表。

圖19係顯示另一實施例之參數設定方案之表。

以下，根據圖式詳細說明本發明一實施形態之電漿處理裝置。

圖1中顯示本實施形態之電漿處理裝置之真空排氣系統的概略構成。圖2中顯示該電漿處理裝置之氣體導入系統之概略構成圖。

本實施形態之電漿處理裝置具有可設置待進行電漿處理之被處理物(以下，稱為工件W)之處理室(以下，稱為腔室)1；高真空化手段，其將處理室內排氣而使其高真空化；及氣體導入手段，其向已高真空化之處理室1內導入既定之氣體。

如圖1所示，作為高真空排氣路徑，將排氣管路D1~D7配設於腔室1外側。排氣管路D1係與腔室1連通，且分叉連接於排氣管路D2、D3。於最終之排氣管路D5，設置有油旋轉真空泵(以下，稱為旋轉泵)RP。於排氣管路D4與D5之間，設置有機械增壓泵MBP。旋轉泵RP及機械增壓泵MBP係預排氣用泵，用於達到超高真空之前之階段的高真空抽吸。旋轉泵RP及機械增壓泵MBP具有到達壓力分別約為0.7Pa、4×10^-1Pa之排氣能力。

排氣管路D3之一端側連接於渦輪分子泵TMP之吸氣側。 排氣管路D4之排氣側分叉為排氣管路5與排氣管路7。渦輪分子泵TMP之排氣側連接於排氣管路D7。排氣管路D4之排氣側成為機械增壓泵MBP吸氣側路徑。於排氣管路D2與排氣管路D4之間，設有粗閥RV。渦輪分子泵TMP係超高真空形成用泵，且具有到達壓力為約1×10^-7Pa之排氣能力。

於各排氣路徑設有用於進行排氣路徑之開閉的主閥MV、粗閥RV、前閥FV。粗閥RV設置於排氣管路D4上之機械增壓泵MBP之吸氣側。前閥FV設置於排氣管路D7。主閥MV設置於排氣管路D3。於排氣管路D2、D3之分叉點與腔室1之間之排氣管路D1，設置有傳導閥CV。傳導閥CV係設於渦輪分子泵TMP之吸氣側、且管路開度可進行0~100%調整之傳導可變閥。

用於測量高真空度測量之真空計IG、PG分別設於排氣管路D1。真空計IG係電離真空計，其測量範圍為1.3×10^-5Pa~6.7×10^-1Pa。真空計PG係皮拉尼真空計，其測量範圍為4.0×10^-1Pa~2.7×10³Pa。於排氣管路D1設置有薄膜壓力計DG。薄膜壓力計DG之測量範圍為0.1Pa~10MPa。於排氣管路D7，在渦輪分子泵TMP之排氣側與前閥FV之間設置有熱電偶真空計TC。熱電偶真空計TC用於粗抽吸時之壓力測量。

於圖1之真空排氣系統中，利用3種排氣泵(旋轉泵RP、機械增壓泵MBP及渦輪分子泵TMP)構成高真空化手段，可藉由依序驅動旋轉泵RP、機械增壓泵MBP及渦輪分子泵TMP而使腔室1內成為超高真空狀態。

於腔室1，設有用於使真空狀態恢復為常壓狀態之排水管路D6。設有用於使排水管路D6開閉之洩露閥SV1。當進行通氣處理等時，藉 由打開洩露閥SV1而使腔室1內透過排水管路D6成為常壓狀態。

如圖2所示，於腔室1連接有導入用於電漿處理之各種氣體的導入路徑7。本實施形態中，以類鑽碳(以下，稱為DLC)之成膜處理作為一實施例，可導入6種氣體(處理氣體：氬氣Ar、氫氣H₂、甲烷CH₄、乙炔C₂H₂、六甲基二矽氧烷HMDSO、甲苯C₆H₅CH₃)。6種處理氣體分別可自氣體供給源14~19供給。作為氣體供給源，並不限於收容於罐中之氣體儲留態樣，可例如使用氫產生裝置等氣體產生態樣。來自氣體供給源14~19之供給氣體分別經過各自之氣體供給路線8~13而供給至導入路徑7，且透過導入路徑7導入至腔室1內。

於氣體供給路線8~13，設有用於進行各氣體供給路線之開閉的電磁開閉閥V1~V6。於導入路徑7，在腔室1與氣體供給路線之間設置有電磁開閉閥V7。

於圖2之氣體導入系統中，使氣體導入手段由氣體供給源14~19、導入路徑7及氣體供給路線8~13構成，可藉由電磁開閉閥V1~V7之開閉而向腔室1內導入單一種類之氣體或混合氣體。於朝向腔室1與各電磁開閉閥之路徑途中，設有可檢測導入氣體量且輸出測量訊號之氣體流量計FM。

如圖2所示，本實施形態之電漿處理裝置中，作為電漿產生用電源部，具有為高頻電源之高頻產生裝置(以下，稱為RF電源)2及為高電壓產生源之高電壓脈衝產生裝置3，進而，為了將該電源部之電能施加於腔室1內之工件W，而設有重疊裝置4及施加手段，該重疊裝置4係使RF電源2之高頻輸出與高電壓脈衝產生裝置3產生之高電壓脈衝重疊，該 施加手段係將重疊裝置4之重疊輸出透過饋通(高電壓導入部)5供給至配設於腔室1內之導體6後施加於與導體6導通連接之工件W。

圖3中顯示設於本實施形態之電漿處理裝置的控制部20之概略構成。

本實施形態之電漿處理裝置中，作為控制系統，具有用於輸入電漿處理條件之輸入手段、根據所輸入之電漿處理條件對電漿處理進行執行控制之控制部20、及包含重疊裝置4之電漿產生控制用通電控制電路部31。控制部20由微處理器構成，該微處理器由CPU21、儲存電漿處理控制程式之ROM22及作為工作記憶體之RAM23構成。控制部20可使用可程式邏輯元件(PLD)構成。RF電源2與高電壓脈衝產生裝置3透過中繼基板24連接於控制部20。電漿產生控制用通電控制電路部31中包含輸出電流檢測電路(未圖示)，該輸出電流檢測電路檢測透過重疊裝置4供給至導體6之輸出電流，將顯示輸出電流為既定位準以下之檢測訊號輸出至控制部20。當接收到該檢測訊號時，控制部20判斷電漿產生異常，執行運轉停止之錯誤處理。控制部20藉由執行電漿處理控制程式而進行RF電源2之RF輸出控制及高電壓脈衝產生裝置3之高電壓脈衝產生控制。

圖4中顯示重疊裝置4之電路構成之一例。與工件W導通連接之導體6共用於RF電源2之高頻輸出(RF輸出)之施加與高電壓脈衝產生裝置3之高電壓脈衝之施加，且可與RF輸出及高電壓脈衝透過重疊裝置4施加於工件W。

重疊裝置4具有：耦合‧相互干涉阻止電路部4a，其使工件W與高電壓脈衝產生裝置3之間耦合，且阻止高電壓脈衝產生裝置3與 RF電源2之間的相互干涉；及整合電路部4b，其對RF電源2與工件W之阻抗進行整合。

耦合‧相互干涉阻止電路部4a具有：藉由高電壓脈衝產生電弧放電且用於使電路導通之間隙G、用於阻止來自RF電源2之RF輸出對高電壓脈衝產生裝置3之影響之二極體D及線圈L1、用於使高電壓脈衝不影響RF電源2之電阻器R、及保護間隙g。當脈衝施加電壓較低時，間隙G有時會短路而使用。而且，藉由將電阻器並聯連接於間隙G，能降低脈衝施加電壓。耦合‧相互干涉電路部4a中，二極體D之陰極連接於高電壓脈衝產生裝置3之輸出側。而且，電阻器R之非接地側端藉由同軸電纜(未圖示)而連接於RF電源2。

整合電路部4b由共振用之可變電容器C1及線圈L2、以及阻抗轉換用之電容器C2構成。電容器C2並聯連接於電阻器R，故非接地側端藉由同軸電纜(未圖示)而連接於RF電源2。可變電容器C1之間隙G側之端子連接於饋通5及導體6側之間隙G形成導體4c。

輸入手段具有液晶觸控面板27、獲得觸控面板27之輸入資訊且將其賦予至控制部20之觸控面板控制部28、進行觸控面板操作顯示等各種顯示之顯示面板30、及根據來自控制部20及觸控面板控制部28之指示資訊進行顯示面板30之顯示驅動控制之顯示面板控制部29。可由輸入手段輸入之電漿處理條件中至少包含高頻輸出及/或高電壓脈衝之施加態樣。本發明中，輸入元件並不限於液晶觸控面板，可使用利用鍵盤或按鈕開關之按鍵輸入手段等。

控制部20之驅動電源藉由使設置於電漿處理裝置之適當位 置的電源開關25開啟而自驅動電源裝置26供給。驅動電源裝置26亦供給觸控面板27及顯示面板30之驅動電源，但圖3中省略其供給路線。RF電源2與高電壓脈衝產生裝置3分別內設有固有之驅動電源電路。

控制部20使如下訊號伴隨電漿處理控制程式之執行而輸出，上述訊號包括用於進行旋轉泵RP、機械增壓泵MBP及渦輪分子泵TMP之各驅動控制的控制訊號S1~S3；用於對主閥MV、粗閥RV、前閥FV、傳導閥CV及洩露閥SV1各者進行開閉驅動的開閉指示訊號S7、S4、S5、S6、S8；及用於對電磁開閉閥V1~V7各者進行開閉驅動的開閉指示訊號S14~S20。可向控制部20輸入氣體流量計FM之測量訊號S21、自真空計IG及真空計PG所得之真空度之測量訊號S9、S10、及傳導閥CV之管路開度訊號S12。而且，亦可輸入薄膜壓力計DG之測量訊號S11及熱電偶真空計TC之測量訊號S13。

控制部20構成施加控制手段，該施加控制手段於已向腔室1內導入處理氣體之狀態下，在既定之處理時間期間，根據輸入資訊之施加態樣利用上述施加手段進行施加控制。RAM23構成儲存所輸入之電漿處理條件的記憶手段。

可輸入設定之電漿處理條件中，除高頻輸出及/或高電壓脈衝之施加態樣之外，還包含RF電源2之功率值、高電壓脈衝產生裝置3所產生之高壓脈衝之脈衝波高值。而且，作為電漿處理條件，可設定處理氣體之種類及/或該處理氣體之導入壓力下之氣體導入態樣。電漿處理條件之設定可針對每個單一之處理步驟進行，最大可設定20階段之處理步驟。當然，本發明中，亦可僅執行1個處理步驟之電漿處理。針對每個處理步驟 設定之電漿處理條件資料可保存於RAM23中所設之設定參數檔案。

圖16顯示觸控面板27之面板顯示例。該圖(16A)係自動成膜時顯示之畫面顯示例。當讀取保存於設定參數檔案中之電漿處理條件之設定資料時，藉由圖(16A)所示畫面顯示來顯示該資料。在該畫面顯示上可指示輸入自動運轉之開始、暫時停止、結束。再者，圖16中之數值係以模型值表示。

圖(16A)所示畫面顯示中，16a係通知成膜運轉狀態之顯示區域。顯示區域16a顯示自動運轉之開始直至結束的運轉狀況。16b係通知電漿處理條件之各種設定參數之顯示區域。於顯示區域16b之上段，顯示有各個處理步驟編號下之設定參數。若藉由觸控輸入(以下，簡稱為按下)「前後按鈕」，可切換處理步驟編號(1~20)。於顯示區域16b，包含顯示高頻輸出與高電壓脈衝之施加態樣之施加態樣資料顯示區域16c、16d、及顯示各處理氣體之氣體導入態樣之氣體導入態樣資料顯示區域16e。

(16A)之畫面顯示中，除上述顯示區域之外，還設有顯示設定參數檔案之保存位置之顯示區域16f、顯示可指示輸入自動運轉之開始、強制結束之按下按鈕的顯示區域16g、顯示自動運轉或設定錯誤之顯示區域16h、顯示自真空排氣開始直至電漿處理結束為止之經過時間的顯示區域16i等。

圖16(16B)係進行自動運轉中之成膜參數(電漿處理條件)之設定登錄時顯示的畫面顯示例。(16B)之畫面顯示中，顯示區域16j係顯示可指示輸入所保存之已有設定資料之讀入或設定資料向設定參數檔案之登錄的按下按鈕的顯示區域。顯示區域16k係顯示用於針對各處理步驟設 定成膜參數之頁面切換按鈕的顯示區域。可由切換按鈕切換之頁面數係處理步驟1~5、6~10、11~15、16~20等4種，在(16B)之顯示畫面上可切換5個處理步驟。

顯示區域16k係顯示可指示輸入電源模式或結束時模式的模式設定按鈕的顯示區域。藉由選擇指示「電源模式」，可執行施加高電壓脈衝之後施加RF輸出之施加順序下的施加控制，當未選擇「電源模式」時，可與「電源模式」相反而執行施加RF輸出後施加高電壓脈衝之施加順序下的施加控制。可設定之結束時模式中，作為電漿處理後動作，有執行結束處理之結束作業模式，作為電漿處理後動作，有執行通氣處理之通氣模式，可藉由結束作業模式或通氣模式之開啟操作而設定任一種模式。當電漿處理結束時不想執行結束作業模式或通氣模式中之任一者時，可進行顯示區域16k中之「冷卻時間」之設定。當已設定「冷卻時間」時，可於電漿處理結束後，在設定時間期間，執行真空排氣處理，且執行工件冷卻處理。

顯示區域16m係用於設定電漿處理條件之顯示區域。顯示區域16m中包含可設定施加態樣之施加態樣資料設定區域16n、可設定各處理氣體之氣體導入態樣之氣體導入態樣資料設定區域16o、及可設定運轉條件之運轉條件設定區域16p。藉由按下操作各設定區域之數值區域，可自初始值依序步進為自最小位依序變大之數值，且藉由按下數值區域附近之左側之按鈕，可減少數值。

處理時間資料顯示為初始值即「0」且無處理時間資料之輸入操作時、或設定為「0」之處理步驟成為未受到執行控制之通過(pass)步驟。當輸入成膜參數後，若按下顯示區域16j之「登錄按鈕」，則可登錄 電漿處理條件。

可作為施加態樣而針對每個處理步驟設定之主要施加要素中包含下述之(a)、(b)、(c)及處理時間(分、秒)。利用後述之圖11說明施加態樣之詳情。

(a)施加RF輸出之輸出寬度Tr(μs)、(b)RF輸出之施加開始後進行高電壓脈衝之施加的高電壓脈衝之施加時期T2、(c)用於以(a)與(b)之RF輸出及高電壓脈衝之施加為1個單位而重複執行的重複頻率F(pps)。頻率F資料係為了獲得根據其而演算出之該1個單位之週期而使用。除該等施加要素之外，還可設定高電壓脈衝之輸出電壓值(kV)、RF電源之入射功率值(W)、高電壓脈衝之脈衝寬度Tp(μs)。再者，本發明中，亦可使該等施加要素之一部分固定，而使其他施加要素成為可設定之參數。

本發明中，並不限於上述複數個施加要素均為可變設定的情況，可一方面實現電漿處理之多樣化，一方面能可變地設定施加要素(a)、(b)、(c)及處理時間中之一者或兩者以上。

施加要素(a)、(b)、(c)分別可於下述之廣範圍之可輸入範圍內輸入、設定：(a)：5~300μs、(b)：0~2000μs、(c)：1~5000pps。

RF電源之入射功率值可於100~3000W之可輸入範圍內輸 入、設定，高電壓脈衝之輸出電壓值可於1~30kV之可輸入範圍內輸入、設定。可針對每個處理步驟設定之氣體導入態樣資料為各處理氣體之氣體流量(sccm)。

可針對每個處理步驟設定之運轉條件資料係腔室1內之控制壓力、腔室1內所設之電弧放電異常檢測器(未圖示)之飛弧檢測次數之上限值、作為利用電漿產生控制用通電控制電路部31之輸出電流檢測功能進行之電漿產生異常判斷之基準的輸出電流之下限值等。執行電漿處理時之腔室1內之壓力(Pa)亦可作為1個處理條件而設定。氣體導入前之腔室內之真空度預先設定為1.33×10^-3Pa。氣體導入前之腔室內之真空度亦可作為1個處理條件而設定。

圖18(18A)中顯示一實施例之DLC成膜中使用的成膜參數之設定方案。該實施例中，設定有5個階段之處理步驟1~5。(18A)係關於根據設定脈衝時序(重複頻率F、RF寬度Tr、脈衝延遲T2、脈衝寬度Tp)執行之電漿處理之處理時間、氣體種類、氣體流量、重複頻率F、RF寬度Tr、脈衝延遲T2、脈衝寬度Tp、RF入射功率、氣體導入時之腔室內壓力、高壓脈衝電壓之參數的設定方案。

針對處理步驟1~5，作為處理氣體分別導入Ar+H₂、H₂+HMDSO、HMDSO+C₂H₂、HMDSO+CH₄+C₆H₅CH₃、C₂H₂+C₆H₅CH₃之混合氣體。根據該設定方案，可進行不同電漿處理加工之連續處理，即，於處理步驟1、2中進行濺射清洗之前處理，繼而於處理步驟3、4中進行離子注入處理，最後於處理步驟5中進行沉積處理。

該圖(18B)中係根據(18A)之設定方案而實施之DLC成 膜檢驗實驗中的實測值。如(18B)所示，可知，真空計PG之測量壓力係級別與所設定之腔室內壓力大致一致的值，飛弧次數亦為「0」，順利地以設定成膜參數執行電漿處理。(18B)中亦顯示傳導閥CV之開閉率、RF反射功率、高壓脈衝電流、飛弧次數之實測資料。

圖5中顯示控制部20之電漿處理條件之輸入設定處理。

步驟S40中，根據圖16(16B)之電漿處理條件之設定登錄畫面判斷是否登錄。藉由按下「登錄按鈕」，判斷為已登錄，於步驟S41~步驟S44中，將關於各處理步驟m(m：1~20)的處理氣體之導入條件、高頻施加條件、高電壓脈衝施加條件之各輸入資料儲存、設定於設定參數資料檔案。

(16A)之自動成膜畫面中，藉由按下顯示區域16g之「開始按鈕」，可根據設定條件執行腔室1之高真空化處理及電漿處理。

圖6中顯示於電漿處理之執行前執行的高真空化處理。

最初，進行三種真空排氣用排氣泵(旋轉泵RP、機械增壓泵MBP及渦輪分子泵TMP)之起動處理(步驟S51)。該起動處理中，進行泵啟動或泵預熱處理等。繼而，驅動粗閥RV，打開粗抽吸泵(旋轉泵RP、機械增壓泵MBP)之排氣路徑，進行腔室1之粗抽吸真空排氣(步驟S52)。利用真空計PG進行真空度測量，判斷粗抽吸真空度是否達到10Pa以下(步驟S53)，當達到粗抽吸真空度時，進入高真空排氣處理(步驟S54)。

執行高真空排氣處理時，閉合驅動粗閥RV，且打開驅動主閥MV、前閥FV等真空排氣系統，利用渦輪分子泵TMP進行排氣(步驟S54)。藉由真空計IG測量經渦輪分子泵TMP之排氣後所得之超高真空度。 根據真空計IG之測量資料檢測腔室1內部已達到設定真空度，結束高真空化處理(步驟S55)。

圖7中顯示執行電漿處理之執行處理順序。

上述之高真空化處理結束後啟動電漿處理。首先，自設定參數資料檔案，將每個處理步驟之資料擷取至RAM23之工作區(步驟S1~S3)。工作區中，每個有執行要求之處理步驟的程序旗標(process_flag)成為啟用(ON)。按照處理步驟編號順序依序執行氣體導入處理(步驟S4)、高頻‧高壓脈衝施加處理(步驟S5)。當1個處理步驟之相關之高頻‧高壓脈衝施加處理完成時，該處理步驟之程序旗標成為停用(OFF)(步驟S6、S7)。繼而，判斷是否有下一處理步驟，當所有處理步驟結束後，移行至結束處理(步驟S8)。

當有程序旗標成為啟用(ON)之下一處理步驟時，啟動CPU21之計時器功能，當經過既定時間(5秒)(步驟S9、S10)後，重複執行針對下一處理步驟之處理(步驟S2~S7)。當所有處理步驟結束後，執行與所設定之結束模式相應之結束處理(步驟S11)。步驟移行時間並不限於上述之5秒，其越短則越能縮短完成所有步驟之處理所需的時間。

圖8中顯示氣體導入處理(步驟S4)之詳情。

對每個處理步驟判斷自設定參數資料獲得之處理氣體種類及氣體流量，使針對一個處理步驟設定之設定氣體之導入路徑開通而可向腔室1導入設定氣體。打開驅動設於設定氣體之氣體供給源14~19之任一者之電磁開閉閥V1~V6及電磁開閉閥V7，可使導入路徑7與設定氣體供給路線連通而進行各個氣體種類之氣體導入(步驟S21)。可根據來自氣體 流量計FM之測量訊號導入設定氣體量(步驟S22)。當設定氣體量之導入結束後，閉合驅動已打開之電磁開閉閥，使該設定氣體之導入路徑封閉(步驟S23)。

可執行複數種氣體導入，當導入一種氣體後，判斷是否設定有下一類型之氣體導入(步驟S24)。當如圖18之DLC設定方案所示，有其他氣體導入時，重複進行該其他設定氣體之導入處理(步驟S21~S23)。當無其他氣體導入時，閉合驅動電磁開閉閥V7，結束氣體導入處理(步驟S25)。

圖9中顯示執行高頻‧高壓脈衝施加處理(步驟S5)時所需之初始設定處理。該初始設定處理可於伴隨電漿處理之開始而執行的利用控制部2執行之初始化處理時執行。

圖10中顯示執行控制高頻‧高壓脈衝施加處理的控制部20之施加處理部之概略構成，圖11中顯示該施加處理部之施加控制時序圖。

如圖9所示，伴隨電漿處理之開始，根據作為施加要素而設定之重複頻率F，求出以RF輸出及高電壓脈衝之組合性施加為1個單位而重複之週期T1(T1=1/F)，於RAM23之既定區域儲存、設定週期T1(步驟S61、S62)。繼而，根據施加要素之輸出寬度Tr求出1週期之時間T0(T0=T1-Tr)，於RAM23之既定區域儲存、設定時間T0(步驟S63)。進而，求出高電壓脈衝之施加時期T2與脈衝寬度Tp累計而得之時間T3(T3=T2+Tp)，於RAM23之既定區域儲存、設定時間T3(步驟S64)。於不演算週期T0、T1、T3之情況下，該等時間亦可作為施加要素而輸入、設定。

控制部20具有用於對高頻‧高壓脈衝施加處理進行序列控 制之圖10之施加處理部。施加處理部具有序列控制用之計數器構成部，該計數器構成部具有由計數器輸入部40、高速計數器41(稱為高速計數器C0)及高速計數器設定部42構成之第1計數器手段、及由計數器輸入部43、高速計數器44(稱為高速計數器C1)及高速計數器設定部45構成之第2計數器手段。第1計數器手段之輸出開關訊號R0透過中繼基板24而賦予至RF電源2，且可經過中繼基板24之分叉線46而輸入至計數器輸入部43。第2計數器手段之輸出開關訊號R1透過中繼基板24而賦予至高電壓脈衝產生裝置3。

計數器輸入部40可將來自控制部20之內部時脈47輸出至高速計數器C0。計數器輸入部43可與來自控制部20之內部時脈49同步地擷取輸出開關訊號R0且將其輸出至高速計數器C1。高速計數器C0、C1由用以測量於計數器命令下無法執行計數之高速輸入訊號的計數器構成。高速計數器設定部42具有儲存高速計數器C0之輸出時序(1週期之時間T0及週期T1)的設定記憶部48。高速計數器設定部45具有儲存高速計數器C1之輸出時序(高電壓脈衝之施加時期T2及時間T3)的設定記憶部50。高速計數器設定部42、45分別可使用控制部20之計時器監控功能監控設定記憶部48、50之設定時間之到達，且進行高速計數器C0、C1之各輸出開關之ON/OFF控制。第1、第2計數器手段係利用RAM23之儲存區而構成。第1、第2計數器手段之計數功能亦可由外置於控制部20之計數器構成。本實施形態中，為了對RF電源2與高電壓脈衝產生裝置3生成輸出時序，利用具有上述之高速計數器及高速計數器設定部之第1、第2計數器手段，順利地進行不依存於掃描時間之脈衝輸出控制。本發明中，並不限於第1、 第2計數器手段，還可使用具有可對RF電源2與高電壓脈衝產生裝置3生成輸出時序之功能的時序生成手段。

圖12中顯示高頻‧高壓脈衝施加處理(步驟S5)之概要。

於RAM23之工作區，獲得、設定應執行之處理步驟中所設定之施加RF輸出及高電壓脈衝時所需的脈衝時序資料(步驟S30)。繼而，於設定處理時間期間，執行上述施加控制部之施加控制處理，進行該處理步驟之電漿處理(步驟S31)。隨著設定處理時間之經過而結束施加控制處理，進行脈衝時序資料之重置，結束處理步驟部分之施加處理(步驟S32、S33)。

圖13及圖14中顯示施加控制處理(步驟S31)之詳情。

施加控制處理係於脈衝時序資料之設定處理(步驟S30)之後開始執行(步驟S111)。處理時間之計時係由CPU21之計時器功能進行，該計時器功能係藉由開始執行施加控制處理而啟動。以下，參照圖11、圖13及圖14說明施加控制處理之詳情。

圖11(11A)中示意性顯示實際施加之RF輸出波形Wr及高電壓脈衝波形Wp。圖17中顯示RF輸出波形Wr及高電壓脈衝波形Wp之實測波形。圖17之實測中使用之RF電源之頻率為13.56MHz。

圖11(11B)、(11C)、(11D)、(11E)及(11F)中分別顯示高速計數器C0、輸出開關訊號R0、計數器輸入部43中之外部訊號擷取、高速計數器C1、輸出開關訊號R1之動作時序。

高速計數器C0開啟後開始計數(步驟S112)，當高速計數器C0之計數值與高速計數器設定部42所設定之1週期之時間T0一致(P2) 時，輸出開關訊號R0成為可輸出(步驟S113、S114)。進而，當高速計數器C0之計數值達到高速計數器設定部42所設定之週期T1(>T0)(P3)時，輸出開關訊號R0成為關閉(步驟S115、S116)，重置高速計數器C0(步驟S117)。藉由以上之處理，可透過中繼基板24輸出使RF電源2之輸出ON/OFF的輸出開關訊號R0。來自RF電源2之RF輸出可根據輸出開關訊號R0之開啟-關閉時間，經過重疊裝置4而供給至導體6。

輸出開關訊號R0亦透過中繼基板24而外部輸出至計數器輸入部43，且輸入至計數器輸入部43。計數器輸入部43於所輸入之輸出開關訊號R0之下降時序P4，重置高速計數器C1而開始計數(步驟S118~S120)。當高速計數器C1之計數值與高速計數器設定部45所設定之高電壓脈衝之施加時期T2一致(P5)時，輸出開關訊號R1成為開啟(步驟S121、S122)。進而，當高速計數器C1之計數值達到高速計數器設定部45所設定之時間T3(>T2)(P6)時，輸出開關訊號R1成為關閉(步驟S123、S124)，且重置高速計數器C1(步驟S125)。藉由以上之處理，可對應於一個RF輸出而同步地產生使高電壓脈衝產生裝置3之輸出ON/OFF的輸出開關訊號R1，且透過中繼基板24予以輸出，根據輸出開關訊號R1之開啟-關閉時間，將高電壓脈衝產生裝置3之高電壓脈衝輸出透過重疊裝置4供給至導體6。

基於輸出開關訊號R0、R1之1次RF輸出及高電壓脈衝之施加處理(步驟S111~S125)係重複執行直至經過設定處理時間為止。當經過處理時間後，結束施加處理(步驟S126)。

圖15中示意性顯示利用上述施加控制處理對工件W施加RF輸出及高電壓脈衝而進行的電漿處理之執行處理例。圖15中，使圖10 中之施加控制部與重疊裝置4簡化而顯示為開關態樣60。

圖15(15A)中顯示未施加RF輸出及高電壓脈衝之腔室1內狀態。該圖(15B)中顯示RF輸出之施加狀態。該圖(15C)中顯示關閉RF輸出、施加高電壓脈衝前之腔室1內狀態。該圖(15D)顯示施加有高電壓脈衝時之施加狀態。藉由上述施加控制處理，重複執行自(15A)移行至(15B)之處理PS1、自(15B)移行至(15C)之處理PS2、自(15C)移行至(15D)之處理PS3、自(15D)移行至(15C)之處理PS4、自(15C)移行至(15B)之處理PS5、及處理PS2~PS5，直至經過處理時間為止。

於(15B)之RF輸出施加狀態下，藉由施加RF輸出，而於工件W周圍產生電漿P。此時，於電漿P與工件W之分界形成因自偏壓產生之鞘層(靜電鞘)61。繼而，若RF輸出之施加成為關閉，則成為工件W周圍之鞘層61消失、而於工件W周圍漂浮有電漿P(15C)之狀態。進而，若(15D)中施加高電壓脈衝，則形成鞘層62，且工件W周邊之電漿藉由高電壓脈衝而被吸引至工件W表面側，從而可利用處理氣體中所含之元素進行離子注入或成膜。若將高電壓脈衝之施加關閉，則成為(15C)之狀態，鞘層消失，而藉由餘輝下之電漿進行成膜等。餘輝係經電離之電子與離子欲恢復為原來之狀態的區域內之電漿狀態。於餘輝電漿狀態下，成為電子溫度下降、電漿密度亦較低之狀態，故例如，DLC成膜等中，產生有效的自由基。藉由以上之電漿處理，本發明中，可根據離子注入、表面沉積等電漿處理方法，對RF輸出及高電壓脈衝之施加態樣進行可變設定，從而可執行廣範圍且高精度之電漿處理。

本發明之電漿處理裝置可根據如下電漿處理方法對針對工 件W之電漿處理進行執行控制，該電漿處理方法係指，藉由包含RF電源2及高電壓產生裝置3之施加手段，透過與設置於腔室1內之工件W導通連接之導體6而使RF輸出與高電壓脈衝重疊且施加於工件W，藉由包含觸控面板27之輸入手段，輸入至少包含RF輸出及/或高電壓脈衝之施加態樣的電漿處理條件，且將其儲存於RAM23，利用控制部20向腔室1內導入處理氣體之後，於設定處理時間期間，根據設定施加態樣利用該施加手段進行施加控制，根據所設定、儲存之施加態樣進行RF輸出及高電壓脈衝之施加控制。故根據本實施形態，藉由儲存、設定所需之施加態樣，可對與各種處理方法相應之電漿處理進行執行控制，故無需使用與各種處理方法對應之電漿處理加工裝置，可利用一台電漿處理裝置進行廣範圍之電漿處理，從而可大幅削減設備成本或處理成本。

使用本發明之電漿處理裝置，例如根據圖18(18A)所示DLC成膜參數設定方案實施DLC成膜後，可造形為品質良好的DLC膜。根據該設定方案，藉由執行離子注入處理(處理步驟3)，可生成殘留應力極小的DLC膜。

圖19中顯示適於本發明之電漿處理裝置的各處理方法下之設定參數之設定內容。

圖19之設定內容係對於各種處理方法進行電漿處理實驗後所得之資料。圖19(19A)~(19D)分別顯示轟擊(或濺鍍)、矽膜形成、傾斜層之形成、沉積層之形成等處理方法。如該等處理方法所示，本發明之電漿處理裝置中，藉由對重複頻率等脈衝時序、處理氣體之導入時之氣體壓力、RF功率及高電壓脈衝電壓進行多種設定，可高精度地對電漿處理 內容不同之處理方法進行執行處理。

本發明中，當如圖18(18A)之DLC成膜參數設定方案之實施例所示，按照執行順序而於RAM23至少設定、儲存不同的第1施加態樣與第2施加態樣而執行電漿處理時，可於藉由第1施加態樣下之施加控制而進行被處理物之表面改質(濺射清洗)後，藉由第2施加態樣下之施加控制對工件W進行導入氣體中所含成分之沉積處理或離子注入處理。故根據本發明，無需由不同的電漿處理裝置來進行單一類型之電漿處理、而且進行表面改質、沉積處理(或離子注入處理)等複數種處理步驟之電漿處理，而可將工件W設置於腔室1內進行上述電漿處理，從而能削減設備成本，而且還能大幅削減各處理步驟中所需之作業時間或處理時間等處理成本。

本發明之電漿處理方法中，並不限於實施例之6種處理氣體，可設置5種以下或7種以上之處理氣體供給源且將其自動導入至腔室1內。除6種處理氣體以外，還可根據電漿處理方法而使用各種處理氣體。

例如，作為轟擊處理方法，較佳為基本使用Ar(氬)氣，但亦可使用Ar+H₂(氫)之組合。有時，H₂單體下之方法亦可獲得效果。作為Ar以外之惰性氣體，可使用He(氦)、Ne(氖)、Kr(氪)、Xe(氙)、該等惰性氣體與氫之組合。特殊情況下，如碳基材之蝕刻時，還可使用O₂(氧)。

作為矽(Si)膜形成處理方法，除HMDSO之外，還可使用例如四乙氧基矽烷TEOS((C₂H₅O)₄Si)、四甲氧基矽烷TMOS((CH₃O)₄Si)、四甲基矽烷TMS((CH₃)₄Si)等，較佳可使用HMDSO或TMS。

作為傾斜層或沉積層之形成用處理方法，可使用例如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、乙炔等烴氣體、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷等飽和鏈狀烴、環戊烷、環己烷、環辛烷等環狀飽和烴、苯、甲苯、二甲苯等芳香族烴等作為碳源，較佳可使用甲烷、乙炔、甲苯。再者，作為調整氣體，可使用Ar、H₂等。

作為離子注入等摻雜處理方法，例如，作為用於賦予導電性、及其他特性之有機金屬，可使用例如三甲氧基硼烷((CH₃O)₃B)、三乙氧基硼烷((C₂H₅O)₃B)、三異丙氧基鋁(Al(O-i-C₃H₇)₃)、四異丙氧基鈦(Ti(O-i-C₃H₇)₃)、四(二甲胺基)鈦(Ti((CH₃)₂N)₄)、四正丁氧基鋯(Zr(OCH₂CH₂CH₂CH₃)₄)、乙醇鈮(Nb(OC₂H₅)₅)、乙醇鉭(Ta(OC₂H₅)₅)等。

本發明並不限於上述實施形態或變形例，未脫離本發明之技術思想之範圍內之各種變形例、設計變更等當然亦屬於其技術範圍內。

[產業上之可利用性]

根據本發明，可適用於與除實施例之類鑽碳(DLC)之成膜之外、還有例如轟擊或濺鍍之表面改質、及各種沉積處理、離子注入處理等多種電漿處理方法相應的電漿處理。

Claims (13)

1. 一種電漿處理方法，其特徵在於，設有：處理室，其可設置被處理物；高真空化手段，其將處理室內排氣而使其高真空化；氣體導入手段，其向已高真空化之處理室內導入既定的氣體；高頻電源；高電壓脈衝產生源；施加手段，其透過與設置於上述處理室內之被處理物導通連接的導體，使上述高頻電源之高頻輸出與由上述高電壓脈衝產生源產生之高電壓脈衝重疊而施加於被處理物；輸入手段，其輸入至少包含上述高頻輸出及/或上述高電壓脈衝之施加態樣的電漿處理條件；記憶手段，其儲存所輸入之電漿處理條件；及施加控制手段，其於利用上述氣體導入手段向上述處理室內進行氣體導入之後，在既定之處理時間期間，根據上述施加態樣利用上述施加手段進行施加控制；上述記憶手段中可儲存下述之施加要素(a)、(b)、(c)及上述處理時間中之一者或兩者以上：(a)施加上述高頻輸出之輸出寬度、(b)上述高頻輸出之施加開始後進行上述高電壓脈衝之施加的高電壓脈衝之施加時期、(c)用於以(a)與(b)之上述高頻輸出及上述高電壓脈衝之施加為1個單位而重複執行的重複頻率或該1個單位之週期；根據上述記憶手段中所儲存之施加態樣，由上述施加控制手段進行上述高頻輸出及上述高電壓脈衝之施加控制，從而對針對設置於上述處理室內之被處理物之電漿處理進行執行控制。
2. 如申請專利範圍第1項之電漿處理方法，其中，上述電漿處理條件中包含利用上述氣體導入手段導入至上述處理室內之一種或兩種以上之氣體的種類及/或該氣體之導入壓力下之氣體導入態樣，根據上述記憶手段中所儲存之氣體導入態樣對上述氣體導入進行執行控制後，根據上述施加態樣進行施加控制，從而對針對上述被處理物之電漿處理進行執行控制。
3. 如申請專利範圍第1或2項之電漿處理方法，其中，上述施加要素(a)、(b)、(c)分別可於下述之可輸入範圍內輸入：(a)：5~300μs、(b)：0~2000μs、(c)：1~5000pps。
4. 如申請專利範圍第1或2項之電漿處理方法，其中，作為上述施加態樣之施加要素，使上述高頻電源之功率可於100~3000W之可輸入範圍內輸入。
5. 如申請專利範圍第1或2項之電漿處理方法，其中，作為上述施加態樣之施加要素，使上述高電壓脈衝產生源之高壓脈衝電壓可於1~30kV之可輸入範圍內輸入。
6. 如申請專利範圍第1或2項之電漿處理方法，其中，上述記憶手段可按照施加控制之執行順序儲存2個以上之同種或不同種之施加態樣，上述施加控制手段按照上述執行順序進行與上述記憶手段中所儲存之施加態樣對應的施加控制。
7. 如申請專利範圍第6項之電漿處理方法，其中，當至少使不同的第1施加態樣與第2施加態樣按照執行順序儲存於上述記憶手段中且執行電漿處理時，利用上述第1施加態樣下之施加控制進行被處理物之表面改質後，利用上述第2施加態樣下之施加控制對該被處理物進行上述氣體中所含成分之沉積處理或離子注入處理。
8. 一種電漿處理裝置，其特徵在於，具有：處理室，其可設置被處理物；高真空化手段，其將處理室內排氣而使其高真空化；氣體導入手段，其向已高真空化之處理室內導入既定的氣體；高頻電源；高電壓脈衝產生源；施加手段，其透過與設置於上述處理室內之被處理物導通連接的導體，使上述高頻電源之高頻輸出與由上述高電壓脈衝產生源產生之高電壓脈衝重疊而施加於被處理物；輸入手段，其輸入至少包含上述高頻輸出及/或上述高電壓脈衝之施加態樣的電漿處理條件；記憶手段，其儲存所輸入之電漿處理條件；及施加控制手段，其於利用上述氣體導入手段向上述處理室內進行氣體導入之後，在既定之處理時間期間，根據上述施加態樣利用上述施加手段進行施加控制；上述記憶手段中可儲存下述之施加要素(a)、(b)、(c)及上述處理時間中之一者或兩者以上：(a)施加上述高頻輸出之輸出寬度、(b)上述高頻輸出之施加開始後進行上述高電壓脈衝之施加的高電壓脈衝之施加時期、(c)用於以(a)與(b)之上述高頻輸出及上述高電壓脈衝之施加為1個單位而重複執行的重複頻率或該1個單位之週期；根據上述記憶手段中所儲存之施加態樣，利用上述施加控制手段進行上述高頻輸出及上述高電壓脈衝之施加控制，且對針對設置於上述處理室內之被處理物之電漿處理進行執行控制。
9. 如申請專利範圍第8項之電漿處理裝置，其中，上述電漿處理條件中包含利用上述氣體導入手段導入至上述處理室內之一種或兩種以上之氣體的種類及/或該氣體之導入壓力下之氣體導入態樣，根據上述記憶手段中所儲存之氣體導入態樣對上述氣體導入進行執行控制後，根據上述施加態樣進行施加控制，從而對針對上述被處理物之電漿處理進行執行控制。
10. 如申請專利範圍第8或9項之電漿處理裝置，其中，上述施加要素(a)、(b)、(c)分別可於下述之可輸入範圍內輸入：(a)：5~300μs、(b)：0~2000μs、(c)：1~5000pps。
11. 如申請專利範圍第8或9項之電漿處理裝置，其中，作為上述施加態樣之施加要素，使上述高頻電源之功率可於100~3000W之可輸入範圍內輸入。
12. 如申請專利範圍第8或9項之電漿處理裝置，其中，作為上述施加態樣之施加要素，使上述高電壓脈衝產生源之高壓脈衝電壓可於1~30kV之可輸入範圍內輸入。
13. 如申請專利範圍第8或9項之電漿處理裝置，其中，上述記憶手段可按照施加控制之執行順序儲存2個以上之同種或不同種之施加態樣，上述施加控制手段按照上述執行順序進行與上述記憶手段中所儲存之施加態樣對應的施加控制。