WO2024043070A1 - プラズマ処理装置 - Google Patents

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WO2024043070A1
WO2024043070A1 PCT/JP2023/028861 JP2023028861W WO2024043070A1 WO 2024043070 A1 WO2024043070 A1 WO 2024043070A1 JP 2023028861 W JP2023028861 W JP 2023028861W WO 2024043070 A1 WO2024043070 A1 WO 2024043070A1
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WO
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vpp
signal
bias
value
pulsed
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/028861
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English (en)
French (fr)
Inventor
陽平 山澤
Original Assignee
東京エレクトロン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065Plasma etching; Reactive-ion etching
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/46Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

Definitions

  • the present disclosure relates to a plasma processing apparatus.
  • a plasma processing apparatus for example, by supplying an RF (Radio Frequency) voltage to a substrate to be processed, ions and radicals generated by plasma are drawn into the substrate to perform a process such as etching.
  • the voltage (Vpp) on the substrate is monitored and recorded as an indicator of the process state, and is used for predicting process results, monitoring the state, detecting abnormalities, and the like.
  • the present disclosure provides a plasma processing apparatus that can enhance process stability.
  • a plasma processing apparatus includes a chamber, a substrate support disposed within the chamber and including an RF electrode, and a first substrate support coupled to the chamber and having at least two power levels in each of a plurality of pulse cycles.
  • a first RF power source configured to generate a pulsed RF signal of and coupled to the RF electrode to generate a second pulsed RF signal having at least two power levels in each of the plurality of pulse cycles;
  • the present invention includes a second RF power source configured as follows, a Vpp detector configured to detect a bias Vpp value between the second RF power source and the RF electrode, and a control section.
  • the control unit includes the following steps: (a1) setting at least two power levels of the first pulsed RF signal; (a2) setting at least two power levels of the second pulsed RF signal; and (b) ) determining a plurality of phases within one of the plurality of pulse cycles, the state of at least one of the first pulsed RF signal and the second pulsed RF signal in each of the plurality of phases; (c) setting a target value of bias Vpp in at least one phase selected from the plurality of phases determined in step (b); (d) a plurality of steps different from adjacent phases; In each of the phases, a step of obtaining a representative value of the bias Vpp detected by the Vpp detector, and (e) determining the power level set in steps (a1) and (a2) and the bias Vpp obtained in step (d). the power of at least one of the first pulsed RF signal and the second pulsed RF signal in the selected at least one phase such that the representative value of bias Vpp is the target value based on the representative value of and adjusting the
  • the stability of the process can be improved.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a plasma processing system according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the control unit in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the measurement section in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of determining a bias phase from recipe settings.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a method for picking up points within a certain range from the average of the phases for each phase and taking the average.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of acquiring a sequence based on a delay time during a determined phase, an average value acquisition time, and a synchronization signal.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a plasma processing system according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the control unit in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing an
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of level identification based on a one-dimensional cluster analysis method.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the relationship between the square of Vpp and the bias power level in the square response method.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a timing chart according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of the adjustment process according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a timing chart according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of a plasma processing system in the third embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a timing chart according to the third embodiment.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of adjustment processing according to the third embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of a timing chart according to the fourth embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a timing chart according to Modification 1 of the fourth embodiment.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a timing chart according to Modification 2 of the fourth embodiment.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of a computer that executes the adjustment program.
  • the Vpp value is closely related to the acceleration energy of ions during the plasma process.
  • the bias power for drawing ions into the substrate is controlled to be a constant value
  • the Vpp value may vary depending on the plasma load state.
  • multilevel pulses it is possible to use multilevel pulses to utilize multiple ion energies to fine-tune the process.
  • etching is performed on the high energy side
  • deposition is performed on the low energy side
  • evacuation is promoted during the off time.
  • the bias power is controlled so that the Vpp value remains constant at each level of the multilevel pulse, and the ion energy in the pulsed plasma is precisely controlled. That is required. Therefore, it is expected that the stability of the process will be improved by controlling the bias power so that the Vpp value becomes a constant value.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a plasma processing system according to a first embodiment of the present disclosure.
  • the plasma processing system includes an inductively coupled plasma processing apparatus 1 and a control section 2.
  • the inductively coupled plasma processing apparatus 1 includes a plasma processing chamber 10, a gas supply section 20, a power supply 30, and an exhaust system 40.
  • Plasma processing chamber 10 includes a dielectric window.
  • the plasma processing apparatus 1 includes a substrate support section 11, a gas introduction section, and an antenna 14. Substrate support 11 is arranged within plasma processing chamber 10 .
  • Antenna 14 is disposed on or above plasma processing chamber 10 (ie, on or above dielectric window 101).
  • the plasma processing chamber 10 has a plasma processing space 10s defined by a dielectric window 101, a side wall 102 of the plasma processing chamber 10, and a substrate support 11.
  • the plasma processing chamber 10 has at least one gas supply port for supplying at least one processing gas to the plasma processing space 10s, and at least one gas exhaust port for discharging gas from the plasma processing space.
  • Plasma processing chamber 10 is grounded.
  • the substrate support section 11 includes a main body section 111 and a ring assembly 112.
  • the main body portion 111 has a central region 111a for supporting the substrate W and an annular region 111b for supporting the ring assembly 112.
  • a wafer is an example of a substrate W.
  • the annular region 111b of the main body 111 surrounds the central region 111a of the main body 111 in plan view.
  • the substrate W is placed on the central region 111a of the main body 111, and the ring assembly 112 is placed on the annular region 111b of the main body 111 so as to surround the substrate W on the central region 111a of the main body 111. Therefore, the central region 111a is also called a substrate support surface for supporting the substrate W, and the annular region 111b is also called a ring support surface for supporting the ring assembly 112.
  • the main body 111 includes a base 1110 and an electrostatic chuck 1111.
  • Base 1110 includes a conductive member.
  • the conductive member of base 1110 can function as a bias electrode.
  • Electrostatic chuck 1111 is placed on base 1110.
  • Electrostatic chuck 1111 includes a ceramic member 1111a and an electrostatic electrode 1111b disposed within ceramic member 1111a.
  • Ceramic member 1111a has a central region 111a. In one embodiment, ceramic member 1111a also has an annular region 111b. Note that another member surrounding the electrostatic chuck 1111, such as an annular electrostatic chuck or an annular insulating member, may have the annular region 111b.
  • ring assembly 112 may be placed on the annular electrostatic chuck or the annular insulation member, or may be placed on both the electrostatic chuck 1111 and the annular insulation member.
  • at least one RF/DC electrode coupled to an RF (Radio Frequency) power source 31 and/or a DC (Direct Current) power source 32, which will be described later, may be arranged within the ceramic member 1111a.
  • at least one RF/DC electrode functions as a bias electrode.
  • the conductive member of the base 1110 and at least one RF/DC electrode may function as a plurality of bias electrodes.
  • the electrostatic electrode 1111b may function as a bias electrode.
  • the substrate support 11 includes at least one bias electrode.
  • Ring assembly 112 includes one or more annular members.
  • the one or more annular members include one or more edge rings and at least one cover ring.
  • the edge ring is made of a conductive or insulating material
  • the cover ring is made of an insulating material.
  • the substrate support unit 11 may include a temperature control module configured to adjust at least one of the electrostatic chuck 1111, the ring assembly 112, and the substrate to a target temperature.
  • the temperature control module may include a heater, a heat transfer medium, a flow path 1110a, or a combination thereof.
  • a heat transfer fluid such as brine or gas flows through the flow path 1110a.
  • a channel 1110a is formed within the base 1110 and one or more heaters are disposed within the ceramic member 1111a of the electrostatic chuck 1111.
  • the substrate support section 11 may include a heat transfer gas supply section configured to supply heat transfer gas to the gap between the back surface of the substrate W and the central region 111a.
  • the gas introduction section is configured to introduce at least one processing gas from the gas supply section 20 into the plasma processing space 10s.
  • the gas introduction section includes a center gas injector (CGI) 13.
  • the central gas injection part 13 is arranged above the substrate support part 11 and attached to the central opening formed in the dielectric window 101.
  • the central gas injection part 13 has at least one gas supply port 13a, at least one gas flow path 13b, and at least one gas introduction port 13c.
  • the processing gas supplied to the gas supply port 13a passes through the gas flow path 13b and is introduced into the plasma processing space 10s from the gas introduction port 13c.
  • the gas introduction part includes one or more side gas injectors (SGI) attached to one or more openings formed in the side wall 102. May include.
  • the gas supply section 20 may include at least one gas source 21 and at least one flow rate controller 22.
  • the gas supply 20 is configured to supply at least one process gas from a respective gas source 21 via a respective flow controller 22 to the gas inlet.
  • Each flow controller 22 may include, for example, a mass flow controller or a pressure-controlled flow controller.
  • gas supply 20 may include one or more flow modulation devices that modulate or pulse the flow rate of at least one process gas.
  • Power supply 30 includes an RF power supply 31 coupled to plasma processing chamber 10 via at least one impedance matching circuit.
  • RF power supply 31 is configured to provide at least one RF signal (RF power) to at least one bias electrode and antenna 14 .
  • RF power source 31 may function as at least part of a plasma generation unit configured to generate a plasma from one or more process gases in plasma processing chamber 10 . Further, by supplying a bias RF signal to at least one bias electrode, a bias potential is generated on the substrate W, and ions in the formed plasma can be drawn into the substrate W.
  • the RF power supply 31 includes a first RF generation section 31a and a second RF generation section 31b. Further, the RF power supply 31 may include a synchronization signal generation section 31c.
  • the first RF generation section 31a is coupled to the antenna 14 and is configured to generate a source RF signal (source RF power) for plasma generation via at least one impedance matching circuit.
  • the source RF signal has a frequency within the range of 10 MHz to 150 MHz.
  • the first RF generator 31a may be configured to generate multiple source RF signals having different frequencies. The generated one or more source RF signals are provided to antenna 14. Note that the first RF generation section 31a is an example of a first RF power source.
  • the second RF generation section 31b is coupled to at least one bias electrode via at least one impedance matching circuit, and is configured to generate a bias RF signal (bias RF power).
  • the frequency of the bias RF signal may be the same or different than the frequency of the source RF signal.
  • the bias RF signal has a lower frequency than the frequency of the source RF signal.
  • the bias RF signal has a frequency within the range of 100kHz to 60MHz.
  • the second RF generator 31b may be configured to generate multiple bias RF signals having different frequencies.
  • the generated one or more bias RF signals are provided to at least one bias electrode.
  • at least one of the source RF signal and the bias RF signal may be pulsed. Note that the second RF generator 31b is an example of a second RF power source.
  • the synchronization signal generation section 31c generates a synchronization signal that synchronizes the first RF generation section 31a and the second RF generation section 31b.
  • the synchronization signal generation section 31c synchronizes, for example, the pulsed source RF signal and the bias RF signal by supplying the generated synchronization signal to the first RF generation section 31a and the second RF generation section 31b. Ru. Further, the synchronization signal generation section 31c supplies the synchronization signal to the control section 2, so that the synchronization signal is used as a timing signal in the RF signal adjustment process executed by the control section 2.
  • the first RF generating section 31a is electrically connected to the antenna 14 via a conductive section 33a such as wiring.
  • An impedance matching circuit 34a is provided in the conductive portion 33a.
  • the impedance matching circuit 34a matches the output impedance of the first RF generating section 31a and the input impedance on the load side (antenna 14 side).
  • the impedance matching circuit 34a is an example of a first matching device.
  • the first RF generation section 31a supplies the antenna 14 with a source RF signal for generating plasma.
  • the second RF generation section 31b is electrically connected to a conductive member of the base of the substrate support section 11 via a conductive section 33b such as wiring.
  • An impedance matching circuit 34b is provided in the conductive portion 33b.
  • the impedance matching circuit 34b matches the output impedance of the second RF generation section 31b and the input impedance on the load side (board support section 11 side).
  • the impedance matching circuit 34b is an example of a second matching device.
  • the second RF generation section 31b supplies a bias RF signal for drawing ion components in the plasma to the substrate W to the conductive member of the substrate support section 11.
  • the plasma processing apparatus 1 is provided with a measurement unit 35 that measures either voltage or current on the electrodes arranged in the plasma processing chamber 10 or on the wiring connected to the electrodes.
  • the measuring section 35 is provided in the conductive section 33b connected to the conductive member of the substrate support section 11.
  • the measurement unit 35 includes a probe that detects voltage and current, and measures voltage and current.
  • the measuring section 35 measures the voltage and current of the conductive section 33b through which the bias RF signal flows, and outputs signals indicating the measured voltage and current to the control section 2, which will be described later.
  • the measurement unit 35 is an example of a Vpp detector.
  • Power source 30 may also include a DC power source 32 coupled to plasma processing chamber 10 .
  • the DC power supply 32 includes a bias DC generation section 32a.
  • bias DC generator 32a is connected to at least one bias electrode and configured to generate a bias DC signal. The generated bias DC signal is applied to at least one bias electrode.
  • the bias DC signal may be pulsed.
  • a sequence of voltage pulses is applied to at least one bias electrode.
  • the voltage pulse may have a pulse waveform that is rectangular, trapezoidal, triangular, or a combination thereof.
  • a waveform generator for generating a sequence of voltage pulses from a DC signal is connected between the bias DC generator 32a and the at least one bias electrode. Therefore, the bias DC generation section 32a and the waveform generation section constitute a voltage pulse generation section.
  • the voltage pulse may have positive polarity or negative polarity.
  • the sequence of voltage pulses may include one or more positive voltage pulses and one or more negative voltage pulses within one period.
  • the bias DC generation section 32a may be provided in addition to the RF power source 31, or may be provided in place of the second RF generation section 31b.
  • the antenna 14 includes one or more coils.
  • antenna 14 may include an outer coil and an inner coil that are coaxially arranged.
  • the RF power source 31 may be connected to both the outer coil and the inner coil, or may be connected to either one of the outer coil and the inner coil.
  • the same RF generator may be connected to both the outer coil and the inner coil, or separate RF generators may be separately connected to the outer coil and the inner coil.
  • the exhaust system 40 may be connected to a gas exhaust port 10e provided at the bottom of the plasma processing chamber 10, for example.
  • Evacuation system 40 may include a pressure regulating valve and a vacuum pump. The pressure within the plasma processing space 10s is adjusted by the pressure regulating valve.
  • the vacuum pump may include a turbomolecular pump, a dry pump, or a combination thereof.
  • the control unit 2 processes computer-executable instructions that cause the plasma processing apparatus 1 to perform various steps described in this disclosure.
  • the control unit 2 may be configured to control each element of the plasma processing apparatus 1 to perform the various steps described herein. In one embodiment, part or all of the control unit 2 may be included in the plasma processing apparatus 1.
  • the control unit 2 may include a processing unit 2a1, a storage unit 2a2, and an external interface 2a3.
  • the control unit 2 is realized by, for example, a computer 2a.
  • the processing unit two a1 may be configured to read a program from the storage unit two a2 and perform various control operations by executing the read program. This program may be stored in the storage unit 2a2 in advance, or may be acquired via a medium when necessary.
  • the acquired program is stored in the storage unit 2a2, and is read out from the storage unit 2a2 and executed by the processing unit 2a1.
  • the medium may be various storage media readable by the computer 2a, or may be a communication line connected to the external interface 2a3.
  • the processing unit 2a1 may be a CPU (Central Processing Unit).
  • the storage unit 2a2 may include a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or a combination thereof. Good.
  • the external interface 2a3 may communicate with the plasma processing apparatus 1 via a communication line such as a LAN (Local Area Network).
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the control unit in the first embodiment.
  • the control section 2 controls each section of the plasma processing apparatus 1.
  • the operation of the plasma processing apparatus 1 is totally controlled by a control section 2.
  • the control unit 2 controls the plasma processing apparatus 1 to execute various steps described in the present disclosure.
  • the control unit 2 includes a processing unit 2a1, a storage unit 2a2, an external interface 2a3, and a user interface 2a4.
  • the processing section 2a1 includes a CPU and controls each section of the plasma processing apparatus 1.
  • the storage unit 2a2 stores control programs (software) for realizing various processes executed by the plasma processing apparatus 1 under the control of the processing unit 2a1, recipes in which processing condition data, etc. are stored. .
  • the control program and recipe are stored in a computer-readable computer recording medium (for example, a hard disk, an optical disk such as a DVD (Digital Versatile Disc), a flexible disk, a semiconductor memory, etc.). Good too. Further, control programs and recipes can be transmitted from other devices at any time, for example, via a dedicated line, and used online.
  • the external interface 2a3 is capable of communicating with each part of the plasma processing apparatus 1, and inputs and outputs various data. For example, signals indicating the voltage and current measured by the measurement unit 35 are input to the external interface 2a3. Furthermore, the synchronization signal generated by the synchronization signal generation section 31c is input to the external interface 2a3.
  • the user interface 2a4 includes a keyboard through which a process manager inputs commands to manage the plasma processing apparatus 1, a display that visualizes and displays the operating status of the plasma processing apparatus 1, and the like.
  • the processing unit 2a1 has an internal memory for storing programs and data, reads out a control program stored in the storage unit 2a2, and executes processing of the read control program.
  • the processing unit 2a1 functions as various processing units by operating a control program.
  • the processing section 2a1 has the function of the plasma control section 130.
  • the plasma control unit 130 controls plasma processing.
  • the plasma control unit 130 controls the exhaust system 40 to exhaust the inside of the plasma processing chamber 10 to a predetermined degree of vacuum.
  • the plasma control section 130 controls the gas supply section 20 and introduces the processing gas from the gas supply section 20 into the plasma processing space 10s.
  • the plasma control section 130 controls the power supply 30 and supplies a source RF signal and a bias RF signal from the first RF generation section 31a and the second RF generation section 31b in accordance with the introduction of the processing gas to operate the plasma processing chamber. 10 to generate plasma.
  • the plasma processing apparatus 1 performs, for example, cycle etching.
  • the plasma control unit 130 controls the RF power source 31 and supplies high frequency power from the RF power source 31 in a pulsed manner.
  • the RF power supply 31 supplies at least one of the source RF signal and the bias RF signal in a pulsed manner.
  • the plasma control unit 130 controls the RF power supply 31 and supplies the source RF signal and the bias RF signal in pulse form from the first RF generation unit 31a and the second RF generation unit 31b, respectively.
  • supply in a pulsed manner includes a case where the supply of the source RF signal and the bias RF signal is turned on and off in a fixed pattern.
  • "supplying in a pulsed manner” also includes a case where a plurality of power levels (High/Low/Off) of the source RF signal and the bias RF signal are repeated in a fixed pattern. That is, each of the source RF signal and bias RF signal has multiple power levels within a repeating period.
  • the plurality of power levels includes a first power level and a second power level that is less than the first power level.
  • the plurality of power levels includes a first power level, a second power level that is less than the first power level, and a third power level that is less than the second power level.
  • the third power level may be a zero power level or greater than the zero power level.
  • the frequency of the pulse is, for example, 100 Hz to 10 kHz.
  • the source RF signal with a higher frequency is also referred to as HF (High Frequency)
  • the bias RF signal with a lower frequency is also referred to as LF (Low Frequency).
  • the plasma control unit 130 also adjusts the power level of at least one of the source RF signal and the bias RF signal so that the Vpp value calculated from the signal input from the measurement unit 35 becomes the set Vpp value. At least one of the first RF generating section 31a and the second RF generating section 31b is controlled.
  • the plasma control section 130 includes a setting section 131, a determining section 132, an obtaining section 133, and an adjusting section 134 for adjusting these power levels.
  • the setting unit 131 reads the recipe from the storage unit 2a2, and sets the power level of at least one of the source RF signal and the bias RF signal based on the recipe.
  • the setting section 131 sets, for the first RF generation section 31a, at least two power levels of the source RF signal generated by the first RF generation section 31a.
  • the source RF signal is an example of the first pulsed RF signal.
  • the setting section 131 sets at least two power levels of the bias RF signal generated by the second RF generation section 31b for the second RF generation section 31b.
  • the bias RF signal is an example of the second pulsed RF signal.
  • one of the two power levels set for the source RF signal and the bias RF signal may have a power level of zero.
  • the setting unit 131 stores the power level of at least one of the set source RF signal and bias RF signal in the storage unit 2a2.
  • the determining unit 132 identifies the pulse cycle based on the recipe. Note that the determining unit 132 may specify the pulse cycle of the bias Vpp value based on the synchronization signal input from the synchronization signal generation unit 31c. Further, the determining unit 132 determines a plurality of phases in one pulse cycle based on the recipe using a method described below. The determining unit 132 detects the bias Vpp representative value of each phase within one specified pulse cycle. Further, the determining unit 132 identifies the bias Vpp value of each level using a one-dimensional cluster analysis method, which will be described later, and determines the Vpp representative of each phase based on the correspondence between each level and the phase set by the user. Values may be detected.
  • the set levels are expressed, for example, in the order of increasing bias Vpp value, such as level L1 and level L2. Furthermore, in the following description, a series of data for determining the average value of the bias Vpp value at each level in the pulse waveform of the signal measured by the measurement unit 35 is expressed as a sequence.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the measurement section in the first embodiment.
  • the measuring unit 35 can use techniques such as configurations 35a to 35c, for example, to digitize analog measured values. Note that in the configurations 35a to 35c, in order to measure two types of frequencies (for example, 13 MHz and 400 kHz) in the second RF generating section 31b, two systems of voltage and current are detected.
  • the configuration 35a detects voltage, current, and phase using an analog detection IC (Integrated Circuit), and digitizes it using an A/D (Analog/Digital) converter.
  • an A/D converter of, for example, 100 k/s, 6 channels, that is, a sampling frequency of 100 kHz and 6 channels is used.
  • Digital data output from the A/D converter is input to the plasma control section 130 (CPU in FIG. 3).
  • the configuration 35b is a combination of heterodyne and IQ (In-phase Quadrature-phase) detection, which is converted to an intermediate frequency and then digitized by an A/D converter.
  • an A/D converter of 400 k/s, 4 channels that is, a sampling frequency of 400 kHz and 4 channels is used.
  • Digital data output from the A/D converter is input to the plasma control unit 130 (in FIG. 3, the CPU and FPGA (Field Programmable Gate Array)). Note that the CPU and FPGA perform signal processing using DFT (Discrete Fourier Transform).
  • DFT Discrete Fourier Transform
  • the configuration 35c is a fully digital system in which the analog signal is digitized by an A/D converter.
  • an A/D converter of, for example, 100 M/s, 2 channels, that is, a sampling frequency of 100 MHz and 2 channels is used.
  • Digital data output from the A/D converter is input to the plasma control section 130 (in FIG. 3, the CPU and FPGA).
  • the CPU and FPGA perform signal processing using FFT (Fast Fourier Transform).
  • FFT Fast Fourier Transform
  • the measurement unit 35 uses any of the three methods described above to continuously and rapidly measure the amplitude and phase difference of current and voltage over a period of one pulse cycle or more at a sampling rate that is at least 10 times faster than the pulse frequency. A signal is obtained. The measurement unit 35 calculates the value of Vpp at each time from the acquired amplitude and phase difference of the current/voltage at each time. In this way, continuous time series data of Vpp can be obtained over a period of one pulse cycle or more.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of determining the bias phase from recipe settings.
  • a timing chart 50a shown in FIG. 4 shows a case where a source RF signal (source power) is supplied in addition to the bias RF signal (bias power).
  • Table 50b summarizes each phase when a source RF signal and a bias RF signal are supplied. That is, FIG. 4 shows a case where the phase is determined from a combination of ON/OFF and power levels of the first RF generating section 31a and the second RF generating section 31b.
  • the determining unit 132 switches the phase at least at the timing of ON/OFF switching of the second RF generating unit 31b (bias RF signal). Further, the determining unit 132 switches the phase at a timing at which the bias Vpp value is desired to be changed.
  • Vpp representative value in each phase from this Vpp time series data.
  • the simplest method is to use the average value of a plurality of Vpps obtained from the start to the end of each phase as a representative value, based on the synchronization signal and phase information.
  • This method has the advantage of being a simple calculation and can be executed at high speed, but the value may fluctuate due to the influence of a transient state during phase switching.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a method for picking up points within a certain range from the average of the phases for each phase and taking the average. As shown in the timing chart 51 of FIG. 5, only values that are within 1x standard deviation (range of ⁇ 1 ⁇ of phase Ph1 in FIG. 5) from the average value of phase Ph1 are collected, and the average of the collected values is get. Further, only values within a range of 1x standard deviation ( ⁇ 1 ⁇ range of phase Ph2 in FIG. 5) from the average value of phase Ph2 are collected, and the average of the collected values is obtained.
  • a certain range for example, 1x standard deviation or 2x standard deviation
  • transient values is to set a delay period at the beginning of each phase and calculate the average of multiple Vpps obtained during a certain period of time after the delay time has elapsed in each phase.
  • the determining unit 132 determines the ON period of the second RF generating unit 31b, that is, the target Vpp value in each phase, the delay time from the beginning of one cycle, and the average value acquisition period according to the process recipe.
  • the power of the source RF signal (source power in FIG. 4) is 1000 W
  • the target Vpp value is Vpp1
  • the delay from the beginning of one cycle is d1
  • the sequence The period is determined to be p1.
  • the source power is determined to be 200 W
  • the target Vpp value is Vpp2
  • the delay from the beginning of one cycle is determined to be d2
  • the sequence period is determined to be p2.
  • the source power is determined to be 200 W
  • the target Vpp value is Vpp3
  • the delay from the beginning of one cycle is determined to be d3
  • the sequence period is determined to be p3.
  • the source power is determined to be 0 W
  • the target Vpp value is Vpp4
  • the delay from the beginning of one cycle is determined to be d4
  • the sequence period is determined to be p4. Note that in the example of FIG. 4, the period in which the bias RF signal is zero is not considered a phase.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of acquiring a sequence based on a delay time during a determined phase, an average value acquisition time, and a synchronization signal.
  • the determining unit 132 determines the delay times d1 and d2 in the phases Ph1 and Ph2 and the period for acquiring the first sequence and the second sequence, based on the synchronization signal.
  • the first sequence corresponds to level L1
  • the second sequence corresponds to level L2.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of level identification based on the one-dimensional cluster analysis method. This method uses the average of data points within a certain range from the level value, excluding transient states that deviate from the level value, based on the frequency distribution of Vpp when a synchronization signal is not obtained. This is a method to find the Vpp value of.
  • a timing chart 53 shown in FIG. 7 is a case where levels L1 and L2 are specified from the frequency distribution of bias Vpp values using a one-dimensional cluster analysis method.
  • the determining unit 132 divides the waveform data (overall sequence, first data group) of the bias Vpp value in one entire pulse cycle into a plurality of groups based on the average value, for example.
  • the determining unit 132 extracts a second data group included in the valid group from among the divided groups, and calculates statistical values for each group based on the extracted second data group.
  • the determining unit 132 identifies levels L1 and L2 based on statistical values for each group. Thereby, a representative value can be determined using only stable states in which values are close, excluding transient states in which values are far apart.
  • the determining unit 132 associates the measured bias Vpp value with the bias phases Ph1 to Ph4. If the delay time is known, the determining unit 132 associates the measured bias Vpp value with the corresponding phase based on the delay time. On the other hand, if the delay time is not known, the determining unit 132 associates the measured bias Vpp value with the corresponding phase based on the order of pulses of the measured bias Vpp value and the measured value. Further, the determining unit 132 may receive an input of association data based on the pulse arrangement order assumed from the process recipe and the bias Vpp value from the process manager.
  • the acquisition unit 133 acquires a sequence of bias Vpp values in each phase. That is, in each phase, the acquisition unit 133 acquires a sequence of a plurality of bias Vpp values (a data group of bias Vpp values) detected by the measurement unit 35 after the delay time has elapsed. At this time, the acquisition unit 133 may repeatedly acquire the sequence in a plurality of pulse cycles. That is, the acquisition unit 133 may continuously acquire the sequence at regular intervals. Further, the acquisition unit 133 may acquire the sequence at a cycle that is 10 times or more the pulse frequency of a plurality of pulse cycles. Thereby, resolution can be improved.
  • the obtaining unit 133 obtains a representative value of the bias Vpp value from the obtained sequence of bias Vpp values. That is, the acquisition unit 133 acquires the representative value of the bias Vpp value detected by the measurement unit 35 in each of the plurality of phases. The acquisition unit 133 outputs the acquired representative value of the bias Vpp value to the adjustment unit 134.
  • the adjustment unit 134 refers to the storage unit 2a2 and acquires the power level of at least one of the set source RF signal and bias RF signal. That is, the adjustment unit 134 sets the target value of the bias Vpp value in at least one phase selected from the plurality of determined phases. The adjustment unit 134 adjusts at least one of the source RF signal and the bias RF signal in each phase so that the bias Vpp value becomes the target value based on the set power level and the representative value of the bias Vpp value. Adjust power level.
  • the adjustment unit 134 adjusts the power levels of the source RF signal and the bias RF signal so that the average value of the sequence of input bias Vpp values, that is, the representative value, approaches the target Vpp value (Vpp setting value).
  • the first RF generating section 31a and the second RF generating section 31b are controlled to adjust.
  • the adjustment unit 134 adjusts the power level of at least one of the source RF signal and the bias RF signal by, for example, PID (Proportional Integral Differential) control. In this case, no particular relationship between the bias Vpp value and the power level is assumed. Note that the control parameters may be changed depending on the process conditions.
  • PID Proportional Integral Differential
  • the adjustment unit 134 may adjust the power level of at least one of the source RF signal and the bias RF signal through control based on the relationship between the bias Vpp value and the power level. In this case, the adjustment unit 134 predicts the next power level using the relationship that the bias power level is proportional to the square of the bias Vpp value.
  • This adjustment method differs from PID control, which assumes a linear response, in that it assumes a square response and that it controls by ratio rather than increments. In the following description, this adjustment method is also referred to as a square response (Sq.Response) method. In the square response method, the next power level (RF_Power n ) is predicted using equations (1) to (3) below.
  • VppControlCoefficient indicates a damping coefficient.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the relationship between the square of Vpp and the bias power level in the square response method.
  • the square of Vpp is expressed as "V 2 ".
  • the bias power level (P) can be expressed by the following equation (4). Note that equation (4) is a different form of equations (1) to (3) described above.
  • R represents load resistance and Z represents load impedance.
  • equation (4) assuming that R and Z are constant, the calculation of the bias power level to obtain the desired Vpp is not a ratio of V but a ratio of the square of V, as shown in graph 54. That is, in the square response method, the current power level is adjusted to the next power level using the relationship shown in graph 54 so that the square of the Vpp measurement value approaches the square of the Vpp setting value.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a timing chart according to the first embodiment.
  • the source RF signal (source power) and the bias RF signal (bias power) are supplied at different timings.
  • the power levels of the source RF signal and the bias RF signal are a first power level (High) and a zero level.
  • the bias RF signal is adjusted so that the bias Vpp value is constant.
  • the source RF signal and the bias RF signal are synchronized by a synchronization signal (for example, 1 kHz). Furthermore, in the timing chart 55, there is a portion where the source RF signal and the bias RF signal overlap, and the bias Vpp value has three levels: levels L1, L2, and zero level. That is, the level L1 of the bias Vpp value is a combination of the zero level of the source RF signal and the first power level of the bias RF signal. Further, the level L2 of the bias Vpp value is a combination of the first power level of the source RF signal and the first power level of the bias RF signal. Therefore, the bias phases are phases Ph1 and Ph2 corresponding to levels L1 and L2, respectively.
  • phase Ph1 and Ph2 a first sequence and a second sequence are acquired based on a synchronization signal (timing signal).
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of the adjustment process according to the first embodiment.
  • the setting unit 131 reads the recipe from the storage unit 2a2, and sets the power levels of the source RF signal and the bias RF signal for the first RF generation unit 31a and the second RF generation unit 31b based on the recipe. (Step S1).
  • the setting section 131 stores the set power levels of the source RF signal and bias RF signal in the storage section 2a2. After that, the plasma control section 130 controls each section of the plasma processing apparatus 1 to start plasma processing.
  • the determining unit 132 identifies the pulse cycle of the bias Vpp value based on the synchronization signal input from the synchronization signal generation unit 31c and the bias Vpp value input from the measurement unit 35.
  • the determining unit 132 detects the bias Vpp value of each level within one specified pulse cycle, and specifies each level.
  • the determining unit 132 determines a plurality of phases within one identified pulse cycle based on the synchronization signal and each identified level (step S2). Further, the determining unit 132 determines the delay time in each phase and the detection period (period for acquiring the sequence) of the plurality of biases Vpp based on the synchronization signal.
  • the acquisition unit 133 acquires the sequence of bias Vpp values in each phase (step S3).
  • the obtaining unit 133 obtains a representative value of the bias Vpp value from the obtained sequence of bias Vpp values. That is, the acquisition unit 133 acquires the representative value of the bias Vpp value detected by the measurement unit 35 in each of the plurality of phases.
  • the acquisition unit 133 outputs the acquired representative value of the bias Vpp value to the adjustment unit 134.
  • the adjustment unit 134 refers to the storage unit 2a2 and acquires the power level of the set bias RF signal. That is, the adjustment unit 134 sets the target value of the bias Vpp value in at least one phase selected from the plurality of determined phases. The adjustment unit 134 adjusts the power level of the bias RF signal in each phase based on the set power level and the representative value of the bias Vpp value so that the bias Vpp value becomes the target value. That is, the adjustment unit 134 controls the second RF generation unit 31b to adjust the power level of the bias RF signal so that the input bias Vpp value becomes the target value for each phase (step S4).
  • the adjustment section 134 may control the first RF generation section 31a to adjust the power level of the source RF signal.
  • the adjustment unit 134 determines whether or not to end the adjustment process (step S5). In other words, the adjustment unit 134 determines whether the bias Vpp value has reached the target value and the adjustment process can be ended. If the adjustment unit 134 determines that the adjustment processing is not to be completed (step S5: No), the process returns to step S3 and continues to adjust the power level of the bias RF signal. On the other hand, when the adjustment unit 134 determines to end the adjustment process (step S5: Yes), it ends the adjustment process. Thereby, the bias power can be controlled so that the Vpp value becomes the target value (constant value). In other words, the stability of the process can be improved.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a timing chart according to the second embodiment.
  • a multilevel source RF signal (source power) and a bias RF signal (bias power) are supplied at different timings.
  • the power levels of the source RF signal and the bias RF signal are respectively set to two levels: a first power level (High), a second power level (Low), and a zero level (third power level).
  • the bias RF signal is adjusted so that the levels L1 and L2 of the bias Vpp value are constant.
  • the source RF signal and the bias RF signal are synchronized by a synchronization signal. Further, in the timing chart 56, there is a portion where the source RF signal and the bias RF signal of each power level overlap, and the bias Vpp value has five levels: levels L1 to L4 and a zero level. That is, the level L1 of the bias Vpp value is a combination of the zero level of the source RF signal and the first power level of the bias RF signal. Further, the level L2 of the bias Vpp value is a combination of the first power level of the source RF signal and the first power level of the bias RF signal.
  • the level L3 of the bias Vpp value is a combination of the zero level of the source RF signal and the second power level of the bias RF signal.
  • the level L4 of the bias Vpp value is a combination of the second power level of the source RF signal and the second power level of the bias RF signal. Therefore, the bias phases are phases Ph1 to Ph4 corresponding to levels L1 to L4, respectively. Furthermore, in phases Ph1 to Ph4, the first sequence to the fourth sequence are acquired based on a synchronization signal (timing signal).
  • the adjustment unit 134 adjusts the bias RF signal so that levels L1 and L2 of the bias Vpp value are constant based on the set power levels of the bias RF signal and the acquired first and second sequences.
  • the second RF generating section 31b is controlled to perform the adjustment. Further, the adjustment unit 134 adjusts the input power to be constant for levels L3 and L4 of the bias Vpp value based on each power level of the set bias RF signal and the acquired third and fourth sequences. , controls the second RF generating section 31b to adjust the bias RF signal.
  • the adjustment process in the second embodiment differs from the first embodiment in the flowchart shown in FIG. 10 only in the number of sequences, so a description thereof will be omitted. According to the second embodiment, even when the source RF signal and the bias RF signal are multi-leveled, the bias power can be controlled so that the Vpp value of a desired phase becomes a constant value.
  • the bias RF signal has one frequency, but it is also possible to supply bias RF signals with two frequencies, and an embodiment in this case will be described as a third embodiment. do.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of a plasma processing system in the third embodiment. Note that the same configurations as those of the plasma processing system of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and explanations of the overlapping configurations and operations will be omitted.
  • the plasma processing apparatus 1a of the third embodiment differs from the plasma processing apparatus 1 of the first embodiment in that the RF power supply 31 includes a third RF generation section.
  • the plasma processing apparatus 1a of the third embodiment has a power source 30a.
  • the power source 30a includes an RF power source 31d and a DC power source 32.
  • the RF power supply 31d includes a first RF generation section 31a, a second RF generation section 31b, a synchronization signal generation section 31c, and a third RF generation section 31e.
  • the third RF generating section 31e is coupled to at least one bias electrode via at least one impedance matching circuit, and generates a second bias RF signal (bias RF power). configured to generate.
  • the bias RF signal generated by the second RF generator 31b is referred to as a first bias RF signal.
  • the frequency of the second bias RF signal may be the same as or different from the frequency of the source RF signal. Further, the frequency of the second bias RF signal is different from the frequency of the first bias RF signal.
  • the third RF generating section 31e like the second RF generating section 31b, is electrically connected to the conductive member of the base of the substrate support section 11 via a conductive section 33b such as wiring. .
  • the second bias RF signal has a frequency lower than the frequencies of the source RF signal and the first bias RF signal. In one embodiment, the second bias RF signal has a frequency within the range of 100kHz to 60MHz. For example, the frequency of the first bias RF signal can be 13 MHz, and the frequency of the second bias RF signal can be 400 kHz.
  • the third RF generating section 31e may be configured to be included in the second RF generating section 31b. The generated second bias RF signal is provided to at least one bias electrode. Also, in various embodiments, at least one of the source RF signal, the first bias RF signal, and the second bias RF signal may be pulsed. Note that the third RF generator 31e is an example of a third RF power source.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a timing chart according to the third embodiment.
  • a multilevel source RF signal (source power), a first bias RF signal (first bias power), and a second bias RF signal (second bias power ) are supplied at different timings.
  • the power levels of the source RF signal and the first bias RF signal are respectively divided into two levels: a first power level (High), a second power level (Low), and a zero level (third power level). It is said that Further, the power level of the second bias RF signal is the first power level (High) and zero level.
  • the second bias RF signal is adjusted so that the levels L1 and L2 of the second bias Vpp value of the second bias RF signal are constant.
  • the bias RF signal is adjusted so that the input power is constant for levels L1 to L4 among the first bias Vpp values of the first bias RF signal.
  • the first bias RF signal may be adjusted so that levels L1 and L2 of the bias Vpp value are constant.
  • the source RF signal may be CW (Continuous Wave).
  • the source RF signal, the first bias RF signal, and the second bias RF signal are synchronized by a synchronization signal. Furthermore, in the timing chart 57, there is a portion where the source RF signal of each level overlaps with the first bias RF signal and the second bias RF signal. Therefore, in the timing chart 57, the first bias Vpp value corresponding to the first bias RF signal has five levels: levels L1 to L4 and a zero level. Similarly, in the timing chart 57, the second bias Vpp value corresponding to the second bias RF signal has three power levels: levels L1, L2, and zero level.
  • the level L1 of the first bias Vpp value is a combination of the zero level of the source RF signal and the first power level of the first bias RF signal.
  • the level L2 of the first bias Vpp value is a combination of the first power level of the source RF signal and the first power level of the first bias RF signal.
  • the level L3 of the first bias Vpp value is a combination of the zero level of the source RF signal and the second power level of the first bias RF signal.
  • the level L4 of the first bias Vpp value is a combination of the second power level of the source RF signal and the second power level of the first bias RF signal.
  • the level L1 of the second bias Vpp value is a combination of the second power level of the source RF signal and the first power level of the second bias RF signal.
  • the level L2 of the second bias Vpp value is a combination of the first power level of the source RF signal and the first power level of the second bias RF signal.
  • the bias phases are phases Ph1 to Ph4 corresponding to the levels L1 to L4 of the first bias Vpp value, respectively, and phases Ph1 and Ph2 corresponding to the levels L1 and L2 of the second bias Vpp value, respectively. Furthermore, in the phases Ph1 to Ph4 of the first bias Vpp value, the first to fourth sequences of the first bias Vpp value are acquired based on a synchronization signal (timing signal). Similarly, in the phases Ph1 and Ph2 of the second bias Vpp value, a first sequence and a second sequence of the second bias Vpp value are obtained based on a synchronization signal (timing signal).
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of adjustment processing according to the third embodiment.
  • the setting unit 131 reads the recipe from the storage unit 2a2, and adjusts the power levels of the source RF signal, the first bias RF signal, and the second bias RF signal, that is, the first to third RF signals, based on the recipe.
  • the settings are made for the first RF generating section 31a, the second RF generating section 31b, and the third RF generating section 31e (step S11).
  • the setting section 131 stores the set power levels of the first to third RF signals in the storage section 2a2.
  • the plasma control section 130 controls each section of the plasma processing apparatus 1a to start plasma processing. Following step S11, the plasma control unit 130 executes the processes of step S2 and step S3.
  • the adjustment unit 134 refers to the storage unit 2a2 and adjusts the set second and third RF signals. Obtain the power level of the RF signal. That is, the adjustment unit 134 sets target values for the bias Vpp values corresponding to the second and third RF signals in at least one phase selected from the plurality of determined phases. The adjustment unit 134 adjusts the second RF signal in each phase so that the input power is constant based on the set power level of the second RF signal and each representative value of each corresponding bias Vpp value. Adjust the signal power level.
  • the adjustment unit 134 adjusts each of the phases so that each bias Vpp value becomes a target value based on the set power level of the third RF signal and each corresponding representative value of each bias Vpp value. adjusting the power level of the third RF signal at. That is, the adjustment unit 134 controls the second RF generation unit 31b to adjust the power level of the second RF signal so that the input power is constant for each phase of the second RF signal, and For each phase of the third RF signal, the third RF generating section 31e is controlled to adjust the power level of the third RF signal so that the input bias Vpp value becomes the target value (step S14). Note that the adjustment unit 134 may control the first RF generation unit 31a to adjust the power level of the source RF signal.
  • the plasma control unit 130 executes the process of step S5 following step S14. Thereby, even when two types of frequencies are used as the bias RF signal, the bias power can be controlled so that the Vpp value of the desired phase becomes the target value (constant value).
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of a timing chart according to the fourth embodiment.
  • a source RF signal (source power) is supplied in CW, and a multilevel bias RF signal (bias power) is supplied.
  • the power level of the bias RF signal has two levels: a first power level (High), a second power level (Low), and a zero level (third power level). Further, in the timing chart 58, it is assumed that the bias RF signal is adjusted so that the levels L1 and L2 of the bias Vpp value are constant (Vpp constant).
  • the synchronization signal generated by the synchronization signal generation section 31c is used as a timing signal corresponding to one pulse cycle Pc of the bias RF signal.
  • the bias Vpp value corresponding to each level of the bias RF signal has three levels: levels L1, L2, and zero level.
  • the bias RF signal has the first and second power levels (High/Low) corresponding to the levels L1 and L2 of the bias Vpp value excluding the zero level. Therefore, the bias phases are phases Ph1 and Ph2 corresponding to levels L1 and L2, respectively. Furthermore, in phases Ph1 and Ph2, a first sequence and a second sequence are acquired based on a synchronization signal (timing signal).
  • the first sequence is a plurality of bias Vpp values (data group) acquired after the delay time d1 has elapsed in phase Ph1.
  • the second sequence is a plurality of bias Vpp values (data group) acquired after the delay time d2 has elapsed in phase Ph2.
  • the adjustment unit 134 adjusts the bias RF signal so that levels L1 and L2 of the bias Vpp value are constant based on the set power levels of the bias RF signal and the acquired first sequence and second sequence.
  • the second RF generating section 31b is controlled to perform the adjustment. Note that a portion of the timing chart 58 where the bias Vpp value is at zero level may also be determined as a phase. In this case, the portion where the bias Vpp value is at zero level becomes the third sequence. Furthermore, if the bias RF signal is set to more power levels, a phase corresponding to each power is determined.
  • the adjustment process in the fourth embodiment differs from the first embodiment shown in the flowchart shown in FIG. 10 in whether or not the source RF signal is pulsed, so a description thereof will be omitted. According to the fourth embodiment, even when the source RF signal is CW or not supplied, bias power can be controlled so that the Vpp value of a desired phase is a constant value.
  • the bias RF signal is adjusted so that the levels L1 and L2 of the bias Vpp value corresponding to the phases Ph1 and Ph2 of the bias RF signal are constant, but the input power is constant for one of them.
  • the bias RF signal may be adjusted so that the following is achieved, and an embodiment in this case will be described as a first modification of the fourth embodiment. Note that since the plasma processing apparatus in Modification 1 of the fourth embodiment is the same as that in the first embodiment described above, explanations of the overlapping configuration and operation will be omitted.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a timing chart according to Modification 1 of the fourth embodiment.
  • a source RF signal (source power) is supplied in CW, and a multi-level bias RF signal (bias power) is supplied.
  • the power level of the bias RF signal has two levels: a first power level (High), a second power level (Low), and a zero level (third power level).
  • the bias RF signal is adjusted so that the level L1 of the bias Vpp value is constant (Vpp constant).
  • the bias RF signal is adjusted so that the input power is constant for level L2 of the bias Vpp value (the input power is constant).
  • the synchronization signal generated by the synchronization signal generation section 31c is used as a timing signal corresponding to one pulse cycle Pc of the bias RF signal.
  • the bias Vpp value corresponding to the bias RF signal of each power level has three levels: levels L1, L2, and zero level.
  • the bias RF signal has the first and second power levels (High/Low) corresponding to the levels L1 and L2 of the bias Vpp value excluding the zero level. Therefore, the bias phases are phases Ph1 and Ph2 corresponding to levels L1 and L2, respectively. Furthermore, in phases Ph1 and Ph2, a first sequence and a second sequence are acquired based on a synchronization signal (timing signal).
  • the first sequence is a plurality of bias Vpp values (data group) acquired after the delay time d1 has elapsed in phase Ph1.
  • the second sequence is a plurality of bias Vpp values (data group) acquired after the delay time d2 has elapsed in phase Ph2.
  • the adjustment unit 134 adjusts the bias RF signal so that the level L1 of the bias Vpp value is constant based on each power level of the bias RF signal that has been set and the acquired first sequence. 2 RF generating section 31b is controlled. Further, the adjustment unit 134 adjusts the bias RF signal so that the input power is constant for level L2 of the bias Vpp value based on each power level of the bias RF signal set and the acquired second sequence. The second RF generating section 31b is controlled to perform the adjustment. Note that, similarly to the timing chart 58, a portion of the timing chart 59 where the bias Vpp value is at zero level may also be determined as a phase. In this case, the portion where the bias Vpp value is at zero level becomes the third sequence. Further, if the bias RF signal is set to more power levels, a phase corresponding to each power level is determined. In this case, for each phase, the constant bias Vpp value and constant input power can be arbitrarily determined.
  • the adjustment process in Modification 1 of the fourth embodiment differs from the case of the first embodiment in the flowchart shown in FIG. This is different from adjusting the power level of the bias RF signal so that the power level of the bias RF signal is adjusted so that the explanation thereof will be omitted.
  • the Vpp value of the desired phase is made constant, or the input power is kept constant. Bias power can be controlled.
  • the power level of the bias RF signal is set to two levels: the first power level (High) and the second power level (Low), and the zero level. (High) or zero level, and an embodiment in this case will be described as a second modification of the fourth embodiment. Note that since the plasma processing apparatus in the second modification of the fourth embodiment is the same as that in the first embodiment described above, the explanation of the overlapping configuration and operation will be omitted.
  • FIG. 17 is a diagram showing an example of a timing chart according to Modification 2 of the fourth embodiment.
  • the source RF signal (source power) is supplied in CW
  • the bias RF signal (bias power) is supplied in pulse form.
  • the power levels of the bias RF signal are a first power level (High) and a zero level. Further, in the timing chart 60, it is assumed that the bias RF signal is adjusted so that the level L1 of the bias Vpp value is constant.
  • the synchronization signal generated by the synchronization signal generation section 31c is used as a timing signal corresponding to one pulse cycle Pc of the bias RF signal.
  • the bias Vpp value corresponding to the bias RF signal has two levels: level L1 and zero level.
  • the bias RF signal has a first power level (High) corresponding to the level L1 of the bias Vpp value excluding the zero level. Therefore, the bias phase is phase Ph1 corresponding to level L1.
  • a first sequence is acquired based on a synchronization signal (timing signal). That is, the first sequence is a plurality of bias Vpp values (data group) acquired after the delay time d1 has elapsed in phase Ph1.
  • the adjustment unit 134 adjusts the second bias RF signal so that the level L1 of the bias Vpp value is constant based on the set power level of the bias RF signal and the acquired first sequence.
  • the RF generating section 31b is controlled. Note that, similarly to the timing chart 58, a portion of the timing chart 60 where the bias Vpp value is at zero level may also be determined as a phase. In this case, the portion where the bias Vpp value is at zero level becomes the third sequence.
  • the adjustment process in the second modification of the fourth embodiment differs from that in the first embodiment shown in the flowchart shown in FIG. 10 in whether or not the source RF signal is pulsed, so a description thereof will be omitted. .
  • bias power can be controlled so that the Vpp value of a desired phase is a constant value.
  • the acquisition unit 133 may acquire the sequence continuously at regular intervals, and the acquisition unit 133 may acquire the sequence at a period of at least 10 times the pulse frequency of a plurality of pulse cycles.
  • the points that may be obtained may be applied to each embodiment of the second modification of the second to fourth embodiments.
  • each method of calculating the Vpp representative value in each phase from the Vpp time series data in the first embodiment described above is applied to each embodiment of the second modification of the second to fourth embodiments. Good too.
  • the sequence may be determined using a synchronization signal or a one-dimensional cluster analysis method.
  • the plasma processing apparatus 1 includes a chamber (plasma processing chamber 10), a substrate support section 11 disposed in the chamber and including an RF electrode, and a substrate supporting section 11 that is coupled to the chamber and that performs a plurality of pulse cycles.
  • first RF generator 31a configured to generate a first pulsed RF signal having at least two power levels at each of the RF electrodes
  • second RF power source configured to generate a second pulsed RF signal having at least two power levels in each of the cycles
  • second RF power source and an RF electrode The controller 2 includes a Vpp detector (measuring unit 35) configured to detect a bias Vpp value between the controller 2 and the controller 2.
  • the control unit 2 includes the following steps: (a1) setting at least two power levels of the first pulsed RF signal; (a2) setting at least two power levels of the second pulsed RF signal; b) determining a plurality of phases within one of the plurality of pulse cycles, the step of determining at least one of the first pulsed RF signal and the second pulsed RF signal in each of the plurality of phases;
  • the state includes a step different from an adjacent phase, (c) a step of setting a target value of bias Vpp in at least one phase selected from the plurality of phases determined in step (b), and (d) a plurality of steps.
  • step (e) the power level set in steps (a1) and (a2) and the bias obtained in step (d); at least one of the first pulsed RF signal and the second pulsed RF signal in the selected at least one phase such that the typical value of the bias Vpp is the target value based on the representative value of the bias Vpp. and adjusting the power level.
  • the stability of the process can be improved.
  • the representative value is the average value of the plurality of biases Vpp detected by the Vpp detector over the entire period of the phase. As a result, the accuracy of the representative value of the bias Vpp can be improved.
  • the representative value is the average value of a plurality of biases Vpp detected by the Vpp detector over the detection period after the delay time in the phase has elapsed. Eliminate the value of Vpp. As a result, the accuracy of the representative value of the bias Vpp can be improved.
  • the representative value is a plurality of selected biases Vpp within a set Vpp range among a plurality of biases Vpp detected by the Vpp detector over the entire period of the phase. , which eliminates the value of bias Vpp during transient conditions. As a result, the accuracy of the representative value of the bias Vpp can be improved.
  • the plurality of biases Vpp are continuously detected at regular intervals. As a result, feedback control can be performed so that the Vpp value becomes a constant value.
  • the plurality of biases Vpp are detected at a cycle that is ten times or more the pulse frequency of the plurality of pulse cycles. As a result, the resolution of each level of the bias Vpp value and the noise removal performance can be improved.
  • the plasma processing apparatus 1 further includes a synchronization signal generation section 31c configured to generate a synchronization signal that synchronizes the first RF power source and the second RF power source.
  • the control unit 2 includes a step of determining a delay time and a detection period in the phase based on the synchronization signal.
  • the plasma processing apparatus 1a includes a chamber (plasma processing chamber 10), a substrate support section 11 disposed in the chamber and including an RF electrode, and a substrate supporting section 11 that is coupled to the chamber and that performs a plurality of pulse cycles.
  • a first RF power supply (first RF generator 31a) configured to generate first pulsed RF signals each having at least two power levels, the first pulsed RF signals comprising: a first RF power source having a first RF frequency; and a second pulsed RF signal coupled to the RF electrode and configured to generate a second pulsed RF signal having at least two power levels in each of the plurality of pulse cycles.
  • a second RF power source (second RF generation unit 31b), the second pulsed RF signal is coupled to the second RF power source having a second RF frequency and the RF electrode, and a plurality of pulsed a third RF power source (third RF generator 31e) configured to generate a third pulsed RF signal having at least two power levels in each of the cycles; a Vpp detector configured to detect a bias Vpp value between the third RF power source and the second RF power source and the third RF power source and the RF electrode, having a third RF frequency; It has a measurement section 35) and a control section 2.
  • the control unit 2 includes the following steps: (a1) setting at least two power levels of the first pulsed RF signal; (a2) setting at least two power levels of the second pulsed RF signal; a3) setting at least two power levels of the third pulsed RF signal; and (b) determining a plurality of phases within eleven of the plurality of pulse cycles, the steps of: (c) the state of at least one of the first pulsed RF signal, the second pulsed RF signal and the third pulsed RF signal in each is different from an adjacent phase; and (c) step (b).
  • step (d) setting a target value of the bias Vpp of at least one of the second RF frequency and the third RF frequency in at least one phase selected from the plurality of phases determined in (d) In each step, a step of obtaining a representative value of the bias Vpp of at least one of the second RF frequency and the third RF frequency detected by the Vpp detector; and (e) steps (a1) to (a3).
  • the second RF frequency and the third RF frequency based on the set power level and the representative value of the bias Vpp of at least one of the second RF frequency and the third RF frequency obtained in step (d); of the first pulsed RF signal, the second pulsed RF signal, and the third pulsed RF signal in the selected at least one phase such that the representative value of the bias Vpp of one of them becomes the target value.
  • adjusting at least one power level As a result, even when there are two types of bias RF power sources, process stability can be improved.
  • the representative value is the average of the plurality of biases Vpp of one of the second RF frequency and the third RF frequency detected by the Vpp detector over the entire period of the phase. It is a value. As a result, the accuracy of the representative value of the bias Vpp can be improved.
  • the representative value is a plurality of one of the second RF frequency and the third RF frequency detected by the Vpp detector over the detection period after the delay time in the phase has elapsed. is the average value of bias Vpp of , thereby eliminating the value of bias Vpp during transient conditions. As a result, the accuracy of the representative value of the bias Vpp can be improved.
  • the representative value is one of the plurality of biases Vpp of one of the second RF frequency and the third RF frequency detected by the Vpp detector over the entire period of the phase.
  • the plasma processing apparatus 1a is configured to generate a synchronization signal that synchronizes the first RF power source, the second RF power source, and the third RF power source. It further includes a portion 31c.
  • the control unit 2 includes a step of determining a delay time and a detection period in the phase based on the synchronization signal. As a result, the bias power can be easily controlled so that the Vpp value becomes a constant value.
  • the second pulsed RF signal is controlled so that the input power of the power level is constant
  • the third pulsed RF signal is controlled so that the bias Vpp is constant. controlled.
  • the bias RF signal it is possible to combine control to keep the input power constant and control to keep the bias Vpp value constant.
  • the stability of the process can be further improved by controlling the input power to be constant.
  • the plasma processing apparatus 1a includes a chamber (plasma processing chamber 10), a substrate support 11 disposed in the chamber and including an RF electrode, and a first RF A first RF power source (first RF generation unit 31a) configured to generate a signal, the first RF signal having a first RF frequency, and an RF electrode.
  • first RF generation unit 31a configured to generate a signal, the first RF signal having a first RF frequency, and an RF electrode.
  • a second RF power source coupled to the second RF power source and configured to generate a second pulsed RF signal having at least two power levels in each of the plurality of pulse cycles;
  • the second pulsed RF signal has a second RF frequency, a second RF power source, and a Vpp detector configured to detect a bias Vpp value between the second RF power source and the RF electrode.
  • the control unit 2 includes (a1) setting the power level of the first RF signal, (a2) setting at least two power levels of the second pulsed RF signal, and (b) a plurality of pulses. (c) determining a plurality of phases within one pulse cycle of the cycles, wherein the state of the second pulsed RF signal in each of the plurality of phases is different from an adjacent phase; (b) setting a target value for the bias Vpp of the second RF frequency in at least one phase selected from the plurality of phases determined in (d) a Vpp detector in each of the plurality of phases; A step of acquiring a representative value of the detected bias Vpp of the second RF frequency, (e) the power level set in steps (a1) and (a2), and the second RF frequency acquired in step (d).
  • the stability of the process can be improved.
  • the plasma processing apparatus 1a is coupled to the RF electrode and configured to generate a third pulsed RF signal having at least two power levels in each of the plurality of pulse cycles. It further includes a third RF power source (third RF generation section 31e).
  • the control unit 2 is configured to perform the step (a3) of setting at least two power levels of the third pulsed RF signal. In step (e), the control unit 2 determines the second RF frequency based on the power level set in steps (a1) to (a3) and the representative value of the bias Vpp of the second RF frequency obtained in step (d).
  • the representative value is the average value of the plurality of biases Vpp of the second RF frequency detected by the Vpp detector over the entire period of the phase. As a result, the accuracy of the representative value of the bias Vpp can be improved.
  • the representative value is the average value of the plurality of biases Vpp of the second RF frequency detected by the Vpp detector over the detection period after the delay time in the phase has elapsed, This eliminates the value of bias Vpp in a transient state. As a result, the accuracy of the representative value of the bias Vpp can be improved.
  • the representative value is a plurality of biases Vpp within the set Vpp range of the plurality of biases Vpp of the second RF frequency detected by the Vpp detector over the entire period of the phase. is the average value of the selected bias Vpp, thereby eliminating the value of bias Vpp during transient conditions. As a result, the accuracy of the representative value of the bias Vpp can be improved.
  • the plasma processing apparatus 1 includes a chamber (plasma processing chamber 10), a substrate support 11 disposed in the chamber and including an RF electrode, and a pulsed RF an RF power source (second RF generator 31b) configured to generate a signal, the pulsed RF signal having a first power level during a first period in each of the plurality of pulse cycles; , an RF power source having a second power level during a second time period and a third power level during a third time period, and configured to detect a bias Vpp value between the RF power source and the RF electrode.
  • the control unit 2 includes a Vpp detector (measurement unit 35) and a control unit 2.
  • the control unit 2 includes (a) a step of setting a first power level, a second power level, and a third power level, and (b) from the first period, the second period, and the third period. (c1) obtaining a first representative value of the bias Vpp detected by the Vpp detector in the first period; c2) obtaining a second representative value of the bias Vpp detected by the Vpp detector in the second period, and (c3) obtaining a third representative value of the bias Vpp detected by the Vpp detector in the third period; (d) the first power level, second power level, and third power level set in step (a), and the first power level, second power level, and third power level set in step (a); adjusting the power level of the pulsed RF signal based on the first representative value, the second representative value, and the third representative value.
  • the stability of the process can be improved.
  • At least one of the first representative value, the second representative value, and the third representative value is set during the first period, the second period, and the third period. It is an average value of a plurality of biases Vpp detected by the Vpp detector over the entire period of the corresponding period. As a result, the accuracy of at least one representative value among the first representative value, second representative value, and third representative value of the bias Vpp can be improved.
  • At least one of the first representative value, the second representative value, and the third representative value is set during the first period, the second period, and the third period.
  • This is the average value of a plurality of biases Vpp detected by the Vpp detector over a detection period after the delay time has elapsed in the corresponding period, thereby eliminating the value of bias Vpp in a transient state.
  • the accuracy of at least one representative value among the first representative value, second representative value, and third representative value of the bias Vpp can be improved.
  • At least one of the first representative value, the second representative value, and the third representative value is set during the first period, the second period, and the third period.
  • the average value of a plurality of selected biases Vpp within a set Vpp range among the plurality of biases Vpp detected by the Vpp detector over the entire period of the corresponding period, thereby determining the bias in a transient state. Eliminate the value of Vpp. As a result, the accuracy of at least one representative value among the first representative value, second representative value, and third representative value of the bias Vpp can be improved.
  • any one of the first power level, the second power level, and the third power level is the zero power level.
  • the pulsed RF signal is controlled so that the bias Vpp is constant. As a result, the stability of the process can be improved.
  • the pulsed RF signal is controlled so that the input power level is constant. As a result, the power level can be easily controlled.
  • the plasma processing apparatus 1 includes a chamber (plasma processing chamber 10), a substrate support 11 disposed in the chamber and including an RF electrode, and a substrate support 11 coupled to the RF electrode. , an RF power supply (second RF generation unit 31b) configured to generate a pulsed RF signal, and the pulsed RF signal generates a first power in a first period in each of a plurality of pulse cycles. and a Vpp detector (measuring unit 35) configured to detect a bias Vpp value between the RF power source and the RF electrode, the RF power source having a second power level in a second period. and a control unit 2.
  • RF power supply second RF generation unit 31b
  • Vpp detector (measuring unit 35) configured to detect a bias Vpp value between the RF power source and the RF electrode, the RF power source having a second power level in a second period.
  • the control unit 2 includes (a) a step of setting a first power level and a second power level, and (c) a first representative value of the bias Vpp detected by the Vpp detector in the first period.
  • the first representative value is determined based on the plurality of biases Vpp detected by the Vpp detector at a period of ten times or more the pulse frequency of the plurality of pulse cycles; d) adjusting the power level of the pulsed RF signal based on the first power level set in step (a) and the first representative value obtained in step (c). configured.
  • the measuring section 35 may be provided on an electrode arranged in the plasma processing chamber 10 or on a wiring connected to the electrode.
  • the measurement section 35 may be provided in the conductive section 33a connected to the antenna 14.
  • a measurement electrode may be arranged in the plasma processing chamber 10, and the measurement section 35 may be provided on the electrode or wiring connected to the electrode.
  • the measurement section 35 is provided closer to the substrate support section 11 than the impedance matching circuit 34b of the conductive section 33b. Thereby, the measurement unit 35 can measure the state of plasma within the plasma processing chamber 10.
  • the plasma processing apparatus 1 that performs etching or other processing on the substrate W using inductively coupled plasma as a plasma source has been described as an example, but the disclosed technology is not limited to this.
  • the plasma source is not limited to inductively coupled plasma, and any plasma source can be used, such as capacitively coupled plasma, microwave plasma, magnetron plasma, etc.
  • a capacitively coupled plasma (CCP) device includes an upper electrode and a lower electrode. The bottom electrode is disposed within the substrate support and the top electrode is disposed above the substrate support. The first matching device is coupled to the upper electrode or the lower electrode, and the second matching device is coupled to the lower electrode.
  • the first matching box is coupled to one of the antenna 14 of the inductively coupled plasma processing apparatus 1, the upper electrode of the capacitively coupled plasma processing apparatus, and the lower electrode of the capacitively coupled plasma processing apparatus 1. That is, the first matching box is coupled to the plasma processing chamber 10. Therefore, the first RF power source is connected to one of the antenna 14 of the inductively coupled plasma processing apparatus 1, the upper electrode of the capacitively coupled plasma apparatus, and the lower electrode of the capacitively coupled plasma apparatus through the first matching box. Combined with either. That is, the first RF power source is coupled to the plasma processing chamber 10 through the first matching box.
  • each component of each illustrated device does not necessarily need to be physically configured as illustrated.
  • the specific form of distributing and integrating each device is not limited to what is shown in the diagram, and all or part of the devices can be functionally or physically distributed or integrated in arbitrary units depending on various loads and usage conditions. Can be integrated and configured.
  • each device is executed in whole or in part on a CPU (or a microcomputer such as an MPU (Micro Processing Unit) or an MCU (Micro Controller Unit)). Good too.
  • various processing functions may be executed in whole or in part on a program that is analyzed and executed by a CPU (or a microcomputer such as an MPU or MCU) or on hardware using wired logic. Needless to say, it's a good thing.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of a computer that executes the adjustment program.
  • the computer 200 includes a CPU 201 that executes various calculation processes, an input device 202 that accepts data input, and a monitor 203.
  • the computer 200 also includes an interface device 204 for connecting to various devices, and a communication device 205 for connecting to other information processing devices or the like by wire or wirelessly.
  • the computer 200 also includes a RAM 206 and a storage device 207 for temporarily storing various information. Further, each device 201 to 207 is connected to a bus 208.
  • the storage device 207 stores an adjustment program having the same functions as the processing units of the setting unit 131, determination unit 132, acquisition unit 133, and adjustment unit 134 shown in FIG.
  • the storage device 207 also stores data similar to the data stored in the storage unit 2a2, such as recipe data and the power level of at least one of the set source RF signal and bias RF signal.
  • the input device 202 receives input of various information such as operation information from a process manager who is a user of the computer 200, for example.
  • the monitor 203 displays various screens such as a display screen to a process manager who is a user of the computer 200, for example.
  • the interface device 204 is connected to, for example, a printing device.
  • the communication device 205 has, for example, the same function as the external interface 2a3 shown in FIG. 2, and exchanges various information with other functional units such as the measurement unit 35 and the synchronization signal generation unit 31c.
  • the CPU 201 reads each program stored in the storage device 207, expands it to the RAM 206, and executes it to perform various processes. Further, these programs can cause the computer 200 to function as the setting section 131, the determining section 132, the acquiring section 133, and the adjusting section 134 shown in FIG.
  • the above adjustment program does not necessarily need to be stored in the storage device 207.
  • the computer 200 may read and execute a program stored in a storage medium readable by the computer 200.
  • storage media readable by the computer 200 include portable recording media such as CD-ROMs, DVDs, USB (Universal Serial Bus) memories, semiconductor memories such as flash memories, hard disk drives, and the like.
  • the parameter selection program may be stored in a device connected to a public line, the Internet, a LAN, etc., and the computer 200 may read and execute the parameter selection program from there.
  • the present disclosure can also have the following configuration.
  • the control unit includes: (a1) setting the at least two power levels of the first pulsed RF signal; (a2) setting the at least two power levels of the second pulsed RF signal; (b) determining a plurality of phases within one pulse cycle of the plurality of pulse cycles, the first pulsed RF signal and the second pulsed RF signal in each of the
  • the representative value is an average value of a plurality of biases Vpp detected by the Vpp detector over the entire period of the phase, The plasma processing apparatus according to (1) above.
  • the representative value is an average value of a plurality of biases Vpp detected by the Vpp detector over a detection period after the delay time in the phase has elapsed, thereby eliminating the value of the bias Vpp in a transient state.
  • the representative value is an average value of a plurality of selected biases Vpp that are within a set Vpp range among a plurality of biases Vpp detected by the Vpp detector over the entire period of the phase; , eliminate the value of bias Vpp in the transient state,
  • the plurality of biases Vpp are detected continuously at regular intervals, The plasma processing apparatus according to any one of (2) to (4) above.
  • the plurality of biases Vpp are detected at a cycle that is 10 times or more the pulse frequency of the plurality of pulse cycles, The plasma processing apparatus according to any one of (2) to (5) above.
  • a synchronization signal generation unit configured to generate a synchronization signal for synchronizing the first RF power source and the second RF power source
  • the control unit includes a step of determining the delay time and the detection period in the phase based on the synchronization signal.
  • a chamber a substrate support disposed within the chamber and including an RF electrode; a first matching device coupled to the chamber; a first RF power source coupled to the first matcher and configured to generate a first pulsed RF signal having at least two power levels in each of a plurality of pulse cycles; a first RF power supply having a first RF frequency; a second matching device coupled to the RF electrode; a second RF power source coupled to the second matcher and configured to generate a second pulsed RF signal having at least two power levels in each of the plurality of pulse cycles; a second RF power supply having a second RF frequency; a third RF power source coupled to the second matcher and configured to generate a third pulsed RF signal having at least two power levels in each of the plurality of pulse cycles; a third RF power supply having a third RF frequency; a Vpp detector configured to detect a bias Vpp value between the second matching device and the RF electrode; a control unit;
  • the control unit includes: (a1) setting the at least
  • the representative value is an average value of a plurality of biases Vpp of one of the second RF frequency and the third RF frequency detected by the Vpp detector over the entire period of the phase.
  • the plasma processing apparatus according to (8) above. (10) The representative value is an average of a plurality of biases Vpp of one of the second RF frequency and the third RF frequency detected by the Vpp detector over the detection period after the delay time in the phase has elapsed. value, thereby eliminating the value of bias Vpp in transient conditions;
  • the representative value is a set Vpp range among a plurality of bias Vpp of one of the second RF frequency and the third RF frequency detected by the Vpp detector over the entire period of the phase.
  • the plasma processing apparatus according to (8) above.
  • the plurality of biases Vpp are detected at a cycle that is 10 times or more the pulse frequency of the plurality of pulse cycles,
  • the plasma processing apparatus according to any one of (9) to (11) above.
  • (13) further comprising a synchronization signal generation unit configured to generate a synchronization signal for synchronizing the first RF power supply, the second RF power supply, and the third RF power supply,
  • the control unit includes a step of determining the delay time and the detection period in the phase based on the synchronization signal.
  • the plasma processing apparatus according to (10) above.
  • the second pulsed RF signal is controlled such that the input power level is constant; the third pulsed RF signal is controlled such that the bias Vpp is constant;
  • the plasma processing apparatus according to any one of (8) to (13) above.
  • a chamber a substrate support disposed within the chamber and including an RF electrode; a first matching device coupled to the chamber; a first RF power source coupled to the first matcher and configured to generate a first RF signal, the first RF signal having a first RF frequency; RF power supply and a second matching device coupled to the RF electrode; a second RF power source coupled to the second matcher and configured to generate a second pulsed RF signal having at least two power levels in each of a plurality of pulse cycles; a second RF power source having a second RF frequency; a Vpp detector configured to detect a bias Vpp value between the second matching device and the RF electrode; a control unit;
  • the control unit includes: (a1) setting the power level of the first RF signal; (a2) setting the at least
  • control unit is configured to perform the step of (a3) setting the at least two power levels of the third pulsed RF signal, In the step (e), the control unit controls the power level set in the steps (a1) to (a3) and the representative value of the bias Vpp of the second RF frequency obtained in the step (d).
  • the representative value is an average value of a plurality of biases Vpp of the second RF frequency detected by the Vpp detector over the entire period of the phase.
  • the representative value is an average value of a plurality of biases Vpp of the second RF frequency detected by the Vpp detector over a detection period after the delay time in the phase has elapsed.
  • the representative value is a plurality of selected biases Vpp within a set Vpp range among the plurality of biases Vpp of the second RF frequency detected by the Vpp detector over the entire period of the phase. is the average value of , thereby eliminating the value of bias Vpp in transient conditions, The plasma processing apparatus according to (15) or (16) above.
  • a chamber (20) a chamber; a substrate support disposed within the chamber and including an RF electrode; a matching device coupled to the RF electrode; an RF power source coupled to the matcher and configured to generate a pulsed RF signal, the pulsed RF signal having a first power level for a first time period in each of a plurality of pulse cycles; an RF power source having an RF power source having a second power level during a second time period and a third power level during a third time period; a Vpp detector configured to detect a bias Vpp value between the matching device and the RF electrode; a control unit;
  • the control unit includes: (a) setting the first power level, the second power level, and the third power level; (b) setting a target value for bias Vpp in at least one period selected from the first period, the second period, and the third period; (c1) obtaining a first representative value of the bias Vpp detected by the Vpp detector in the first period; (c2) obtaining a second representative value of the bias Vpp detected by
  • At least one of the first representative value, the second representative value, and the third representative value corresponds to one of the first period, the second period, and the third period. is an average value of a plurality of biases Vpp detected by the Vpp detector over the entire period; The plasma processing apparatus according to (20) above.
  • At least one of the first representative value, the second representative value, and the third representative value is in a corresponding period among the first period, the second period, and the third period.
  • the plurality of biases Vpp are detected at a cycle that is 10 times or more the pulse frequency of the plurality of pulse cycles,
  • any one of the first power level, the second power level, and the third power level is a zero power level;
  • the pulsed RF signal is controlled such that the bias Vpp is constant;
  • the pulsed RF signal is controlled such that the input power level is constant;
  • the control unit includes: (a) setting the first power level and the second power level; (b) setting a target value for bias Vpp in at least one period selected from the first period and the second period; (c) a step of acquiring a first representative value of the bias Vpp detected by the Vpp detector in the first period, and the first representative value is determined by the plurality of pulses detected by the Vpp detector.
  • the first representative value is an average value of the plurality of biases Vpp detected by the Vpp detector over the entire first period, The plasma processing apparatus according to (28) above.
  • the first representative value is an average value of the plurality of biases Vpp detected by the Vpp detector over a detection period after the delay time has elapsed in the first period. Eliminate the value of Vpp, The plasma processing apparatus according to (28) above.
  • the first representative value is an average of a plurality of selected biases Vpp that are within a set Vpp range among the plurality of biases Vpp detected by the Vpp detector over the entire first period. value, thereby eliminating the value of bias Vpp in transient conditions;
  • the second power level is a zero power level;
  • Plasma processing apparatus 2 Control section 10 Plasma processing chamber 11 Substrate support section 14 Antenna 31a First RF generation section 31b Second RF generation section 31c Synchronization signal generation section 31e Third RF generation section 34a, 34b Impedance matching Circuit 35 Measurement unit 130 Plasma control unit 131 Setting unit 132 Determination unit 133 Acquisition unit 134 Adjustment unit W Board

Landscapes

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Abstract

プラズマ処理装置は、チャンバと、RF電極を含む基板支持部と、チャンバに結合され第1のパルス化RF信号を生成する第1のRF電源と、RF電極に結合され第2のパルス化RF信号を生成する第2のRF電源と、第2のRF電源とRF電極との間でバイアスVpp値を検出するVpp検出器と、制御部とを有する。制御部は、第1及び第2のパルス化RF信号の電力レベルを設定し、1つのパルスサイクル内の複数のフェーズを決定し、第1及び第2のパルス化RF信号の状態は隣接するフェーズで異なり、選択されたフェーズのバイアスVppの目標値を設定し、各フェーズにおいて検出されたバイアスVppの代表値を取得し、設定した電力レベルと取得した代表値に基づいて、バイアスVpp値が目標値になるように、選択されたフェーズにおける第1及び第2のパルス化RF信号の電力レベルを調整する。

Description

プラズマ処理装置
 本開示は、プラズマ処理装置に関する。
 プラズマ処理装置では、例えば、処理対象の基板にRF(Radio Frequency)電圧を供給することで、プラズマで生成されたイオンやラジカルを基板に引き込み、エッチング等のプロセスを実行する。このとき、基板における電圧(Vpp)は、プロセスの状態の指標として監視及び記録され、プロセス結果の予測、状態監視、異常検知等に用いられる。また、パルスRFバイアス電圧のピーク電圧値を監視して、フィードバック制御を行うことが提案されている(特許文献1)。
特表2010-504614号公報 米国特許出願公開第2015/0262704号明細書
 本開示は、プロセスの安定性を高めることができるプラズマ処理装置を提供する。
 本開示の一態様によるプラズマ処理装置は、チャンバと、チャンバ内に配置され、RF電極を含む基板支持部と、チャンバに結合され、複数のパルスサイクルのそれぞれにおいて少なくとも2つの電力レベルを有する第1のパルス化RF信号を生成するように構成される第1のRF電源と、RF電極に結合され、複数のパルスサイクルのそれぞれにおいて少なくとも2つの電力レベルを有する第2のパルス化RF信号を生成するように構成される第2のRF電源と、第2のRF電源とRF電極との間でバイアスVpp値を検出するように構成されるVpp検出器と、制御部とを有する。制御部は、(a1)第1のパルス化RF信号の少なくとも2つの電力レベルを設定する工程と、(a2)第2のパルス化RF信号の少なくとも2つの電力レベルを設定する工程と、(b)複数のパルスサイクルのうち1つのパルスサイクル内の複数のフェーズを決定する工程であり、複数のフェーズのそれぞれにおける第1のパルス化RF信号及び第2のパルス化RF信号のうち少なくとも1つの状態は、隣接するフェーズとは異なる、工程と、(c)工程(b)で決定した複数のフェーズから選択された少なくとも1つのフェーズにおけるバイアスVppの目標値を設定する工程と、(d)複数のフェーズのそれぞれにおいて、Vpp検出器で検出されたバイアスVppの代表値を取得する工程と、(e)工程(a1)及び(a2)で設定した電力レベルと、工程(d)で取得したバイアスVppの代表値とに基づいて、バイアスVppの代表値が目標値になるように、選択された少なくとも1つのフェーズにおける第1のパルス化RF信号及び第2のパルス化RF信号のうち少なくとも1つの電力レベルを調整する工程と、を行うように構成される。
 本開示によれば、プロセスの安定性を高めることができる。
図1は、本開示の第1実施形態におけるプラズマ処理システムの一例を示す図である。 図2は、第1実施形態における制御部の機能構成の一例を示すブロック図である。 図3は、第1実施形態における計測部の構成の一例を示す図である。 図4は、レシピ設定からバイアスのフェーズの決定の一例を示す図である。 図5は、フェーズごとにフェーズの平均から一定の範囲内の点をピックアップして平均を取る方法の一例を示す図である。 図6は、決められたフェーズ中の遅延時間と平均値取得時間と同期信号に基づくシーケンスの取得の一例を示す図である。 図7は、1次元クラスタ分析法に基づくレベルの特定の一例を示す図である。 図8は、二乗レスポンス法におけるVppの二乗とバイアス電力レベルとの関係の一例を示す図である。 図9は、第1実施形態にかかるタイミングチャートの一例を示す図である。 図10は、第1実施形態の調整処理の一例を示すフローチャートである。 図11は、第2実施形態にかかるタイミングチャートの一例を示す図である。 図12は、第3実施形態におけるプラズマ処理システムの一例を示す図である。 図13は、第3実施形態にかかるタイミングチャートの一例を示す図である。 図14は、第3実施形態の調整処理の一例を示すフローチャートである。 図15は、第4実施形態にかかるタイミングチャートの一例を示す図である。 図16は、第4実施形態の変形例1にかかるタイミングチャートの一例を示す図である。 図17は、第4実施形態の変形例2にかかるタイミングチャートの一例を示す図である。 図18は、調整プログラムを実行するコンピュータの一例を示す図である。
 以下に、開示するプラズマ処理装置の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により開示技術が限定されるものではない。
 Vpp値は、プラズマプロセス中のイオンの加速エネルギーと密接な関わりがある。例えば、イオンを基板に引き込むバイアス電力が一定値となるように制御された場合、プラズマの負荷状態によりVpp値が変動することがある。これに対し、Vpp値が一定値となるようにバイアス電力の制御を行うことで、イオンエネルギーを所望の値に揃えることが考えられる。また、プラズマやバイアス電力をパルス化する場合、マルチレベルパルスを用いることで、複数のイオンエネルギーを活用してプロセスを微調整することが考えられる。マルチレベルパルスを用いる場合、例えば、高エネルギー側でエッチングを行い、低エネルギー側でデポを行い、オフの時間で排出を促すといったことが行われる。マルチレベルパルスを用いるプロセスの安定性を高めるためには、マルチレベルパルスの各レベルにおいて、Vpp値が一定値となるようにバイアス電力の制御を行い、パルスプラズマ中のイオンエネルギーの精密制御を行うことが求められる。そこで、Vpp値が一定値となるようにバイアス電力の制御を行うことで、プロセスの安定性を高めることが期待されている。
(第1実施形態)
[プラズマ処理システムの構成]
 以下に、プラズマ処理システムの構成例について説明する。図1は、本開示の第1実施形態におけるプラズマ処理システムの一例を示す図である。図1に示すように、プラズマ処理システムは、誘導結合型のプラズマ処理装置1及び制御部2を含む。誘導結合型のプラズマ処理装置1は、プラズマ処理チャンバ10、ガス供給部20、電源30及び排気システム40を含む。プラズマ処理チャンバ10は、誘電体窓を含む。また、プラズマ処理装置1は、基板支持部11、ガス導入部及びアンテナ14を含む。基板支持部11は、プラズマ処理チャンバ10内に配置される。アンテナ14は、プラズマ処理チャンバ10上又はその上方(すなわち誘電体窓101上又はその上方)に配置される。プラズマ処理チャンバ10は、誘電体窓101、プラズマ処理チャンバ10の側壁102及び基板支持部11により規定されたプラズマ処理空間10sを有する。プラズマ処理チャンバ10は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間10sに供給するための少なくとも1つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも1つのガス排出口とを有する。プラズマ処理チャンバ10は接地される。
 基板支持部11は、本体部111及びリングアセンブリ112を含む。本体部111は、基板Wを支持するための中央領域111aと、リングアセンブリ112を支持するための環状領域111bとを有する。ウェハは基板Wの一例である。本体部111の環状領域111bは、平面視で本体部111の中央領域111aを囲んでいる。基板Wは、本体部111の中央領域111a上に配置され、リングアセンブリ112は、本体部111の中央領域111a上の基板Wを囲むように本体部111の環状領域111b上に配置される。従って、中央領域111aは、基板Wを支持するための基板支持面とも呼ばれ、環状領域111bは、リングアセンブリ112を支持するためのリング支持面とも呼ばれる。
 一実施形態において、本体部111は、基台1110及び静電チャック1111を含む。基台1110は、導電性部材を含む。基台1110の導電性部材はバイアス電極として機能し得る。静電チャック1111は、基台1110の上に配置される。静電チャック1111は、セラミック部材1111aとセラミック部材1111a内に配置される静電電極1111bとを含む。セラミック部材1111aは、中央領域111aを有する。一実施形態において、セラミック部材1111aは、環状領域111bも有する。なお、環状静電チャックや環状絶縁部材のような、静電チャック1111を囲む他の部材が環状領域111bを有してもよい。この場合、リングアセンブリ112は、環状静電チャック又は環状絶縁部材の上に配置されてもよく、静電チャック1111と環状絶縁部材の両方の上に配置されてもよい。また、後述するRF(Radio Frequency)電源31及び/又はDC(Direct Current)電源32に結合される少なくとも1つのRF/DC電極がセラミック部材1111a内に配置されてもよい。この場合、少なくとも1つのRF/DC電極がバイアス電極として機能する。なお、基台1110の導電性部材と少なくとも1つのRF/DC電極とが複数のバイアス電極として機能してもよい。また、静電電極1111bがバイアス電極として機能してもよい。従って、基板支持部11は、少なくとも1つのバイアス電極を含む。
 リングアセンブリ112は、1又は複数の環状部材を含む。一実施形態において、1又は複数の環状部材は、1又は複数のエッジリングと少なくとも1つのカバーリングとを含む。エッジリングは、導電性材料又は絶縁材料で形成され、カバーリングは、絶縁材料で形成される。
 また、基板支持部11は、静電チャック1111、リングアセンブリ112及び基板のうち少なくとも1つをターゲット温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでもよい。温調モジュールは、ヒータ、伝熱媒体、流路1110a、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路1110aには、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。一実施形態において、流路1110aが基台1110内に形成され、1又は複数のヒータが静電チャック1111のセラミック部材1111a内に配置される。また、基板支持部11は、基板Wの裏面と中央領域111aとの間の間隙に伝熱ガスを供給するように構成された伝熱ガス供給部を含んでもよい。
 ガス導入部は、ガス供給部20からの少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間10s内に導入するように構成される。一実施形態において、ガス導入部は、中央ガス注入部(CGI:Center Gas Injector)13を含む。中央ガス注入部13は、基板支持部11の上方に配置され、誘電体窓101に形成された中央開口部に取り付けられる。中央ガス注入部13は、少なくとも1つのガス供給口13a、少なくとも1つのガス流路13b、及び少なくとも1つのガス導入口13cを有する。ガス供給口13aに供給された処理ガスは、ガス流路13bを通過してガス導入口13cからプラズマ処理空間10s内に導入される。なお、ガス導入部は、中央ガス注入部13に加えて又はその代わりに、側壁102に形成された1又は複数の開口部に取り付けられる1又は複数のサイドガス注入部(SGI:Side Gas Injector)を含んでもよい。
 ガス供給部20は、少なくとも1つのガスソース21及び少なくとも1つの流量制御器22を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部20は、少なくとも1つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース21からそれぞれに対応の流量制御器22を介してガス導入部に供給するように構成される。各流量制御器22は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部20は、少なくとも1つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する1又はそれ以上の流量変調デバイスを含んでもよい。
 電源30は、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ10に結合されるRF電源31を含む。RF電源31は、少なくとも1つのRF信号(RF電力)を少なくとも1つのバイアス電極及びアンテナ14に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間10sに供給された少なくとも1つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、RF電源31は、プラズマ処理チャンバ10において1又はそれ以上の処理ガスからプラズマを生成するように構成されるプラズマ生成部の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスRF信号を少なくとも1つのバイアス電極に供給することにより、基板Wにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオンを基板Wに引き込むことができる。
 一実施形態において、RF電源31は、第1のRF生成部31a及び第2のRF生成部31bを含む。また、RF電源31は、同期信号生成部31cを含んでもよい。第1のRF生成部31aは、アンテナ14に結合され、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ生成用のソースRF信号(ソースRF電力)を生成するように構成される。一実施形態において、ソースRF信号は、10MHz~150MHzの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第1のRF生成部31aは、異なる周波数を有する複数のソースRF信号を生成するように構成されてもよい。生成された1又は複数のソースRF信号は、アンテナ14に供給される。なお、第1のRF生成部31aは、第1のRF電源の一例である。
 第2のRF生成部31bは、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも1つのバイアス電極に結合され、バイアスRF信号(バイアスRF電力)を生成するように構成される。バイアスRF信号の周波数は、ソースRF信号の周波数と同じであっても異なっていてもよい。一実施形態において、バイアスRF信号は、ソースRF信号の周波数よりも低い周波数を有する。一実施形態において、バイアスRF信号は、100kHz~60MHzの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第2のRF生成部31bは、異なる周波数を有する複数のバイアスRF信号を生成するように構成されてもよい。生成された1又は複数のバイアスRF信号は、少なくとも1つのバイアス電極に供給される。また、種々の実施形態において、ソースRF信号及びバイアスRF信号のうち少なくとも1つがパルス化されてもよい。なお、第2のRF生成部31bは、第2のRF電源の一例である。
 同期信号生成部31cは、第1のRF生成部31aと第2のRF生成部31bとを同期させる同期信号を生成する。同期信号生成部31cは、生成した同期信号を第1のRF生成部31a及び第2のRF生成部31bに供給することで、例えば、パルス化されたソースRF信号とバイアスRF信号とが同期される。また、同期信号生成部31cは、同期信号を制御部2に供給することで、制御部2で実行されるRF信号の調整処理において、同期信号がタイミング信号として用いられる。
 例えば、第1のRF生成部31aは、配線などの導電部33aを介してアンテナ14と電気的に接続されている。導電部33aには、インピーダンス整合回路34aが設けられている。インピーダンス整合回路34aは、第1のRF生成部31aの出力インピーダンスと負荷側(アンテナ14側)の入力インピーダンスを整合させる。なお、インピーダンス整合回路34aは、第1の整合器の一例である。第1のRF生成部31aは、プラズマを生成するためのソースRF信号をアンテナ14に供給する。
 また、例えば、第2のRF生成部31bは、配線などの導電部33bを介して基板支持部11の基台の導電性部材と電気的に接続されている。導電部33bには、インピーダンス整合回路34bが設けられている。インピーダンス整合回路34bは、第2のRF生成部31bの出力インピーダンスと負荷側(基板支持部11側)の入力インピーダンスを整合させる。なお、インピーダンス整合回路34bは、第2の整合器の一例である。第2のRF生成部31bは、プラズマ中のイオン成分を基板Wに引き込むためのバイアスRF信号を基板支持部11の導電性部材に供給する。
 プラズマ処理装置1は、プラズマ処理チャンバ10内の配置された電極又は電極に接続された配線に、電圧、電流の何れかを計測する計測部35が設けられている。本実施形態では、基板支持部11の導電性部材に接続された導電部33bに計測部35が設けられている。計測部35は、電圧、電流を検出するプローブを含んで構成されており、電圧、電流を計測する。計測部35は、バイアスRF信号が流れる導電部33bの電圧、電流を計測し、計測した電圧、電流を示す信号を後述する制御部2へ出力する。なお、計測部35は、Vpp検出器の一例である。
 また、電源30は、プラズマ処理チャンバ10に結合されるDC電源32を含んでもよい。DC電源32は、バイアスDC生成部32aを含む。一実施形態において、バイアスDC生成部32aは、少なくとも1つのバイアス電極に接続され、バイアスDC信号を生成するように構成される。生成されたバイアスDC信号は、少なくとも1つのバイアス電極に印加される。
 種々の実施形態において、バイアスDC信号は、パルス化されてもよい。この場合、電圧パルスのシーケンスが少なくとも1つのバイアス電極に印加される。電圧パルスは、矩形、台形、三角形又はこれらの組み合わせのパルス波形を有してもよい。一実施形態において、DC信号から電圧パルスのシーケンスを生成するための波形生成部がバイアスDC生成部32aと少なくとも1つのバイアス電極との間に接続される。従って、バイアスDC生成部32a及び波形生成部は、電圧パルス生成部を構成する。電圧パルスは、正の極性を有してもよく、負の極性を有してもよい。また、電圧パルスのシーケンスは、1周期内に1又は複数の正極性電圧パルスと1又は複数の負極性電圧パルスとを含んでもよい。なお、バイアスDC生成部32aは、RF電源31に加えて設けられてもよく、第2のRF生成部31bに代えて設けられてもよい。
 アンテナ14は、1又は複数のコイルを含む。一実施形態において、アンテナ14は、同軸上に配置された外側コイル及び内側コイルを含んでもよい。この場合、RF電源31は、外側コイル及び内側コイルの双方に接続されてもよく、外側コイル及び内側コイルのうちいずれか一方に接続されてもよい。前者の場合、同一のRF生成部が外側コイル及び内側コイルの双方に接続されてもよく、別個のRF生成部が外側コイル及び内側コイルに別々に接続されてもよい。
 排気システム40は、例えばプラズマ処理チャンバ10の底部に設けられたガス排出口10eに接続され得る。排気システム40は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間10s内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。
 制御部2は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置1に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御部2は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置1の各要素を制御するように構成され得る。一実施形態において、制御部2の一部又は全てがプラズマ処理装置1に含まれてもよい。制御部2は、処理部2a1、記憶部2a2及び外部インターフェース2a3を含んでもよい。制御部2は、例えばコンピュータ2aにより実現される。処理部2a1は、記憶部2a2からプログラムを読み出し、読み出されたプログラムを実行することにより種々の制御動作を行うように構成され得る。このプログラムは、予め記憶部2a2に格納されていてもよく、必要なときに、媒体を介して取得されてもよい。取得されたプログラムは、記憶部2a2に格納され、処理部2a1によって記憶部2a2から読み出されて実行される。媒体は、コンピュータ2aに読み取り可能な種々の記憶媒体であってもよく、外部インターフェース2a3に接続されている通信回線であってもよい。処理部2a1は、CPU(Central Processing Unit)であってもよい。記憶部2a2は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。外部インターフェース2a3は、LAN(Local Area Network)等の通信回線を介してプラズマ処理装置1との間で通信してもよい。
 次に、図2を用いて制御部2の機能構成について説明する。図2は、第1実施形態における制御部の機能構成の一例を示すブロック図である。制御部2は、プラズマ処理装置1の各部を制御する。プラズマ処理装置1は、制御部2によって、その動作が統括的に制御される。制御部2は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置1に実行させる制御を行う。図2に示すように、制御部2は、処理部2a1と、記憶部2a2と、外部インターフェース2a3と、ユーザインターフェース2a4とを有する。
 処理部2a1は、CPUを備えプラズマ処理装置1の各部を制御する。
 記憶部2a2には、プラズマ処理装置1で実行される各種処理を処理部2a1の制御にて実現するための制御プログラム(ソフトウエア)や、処理条件データ等が記憶されたレシピが格納されている。なお、制御プログラムやレシピは、コンピュータで読み取り可能なコンピュータ記録媒体(例えば、ハードディスク、DVD(Digital Versatile Disc)などの光ディスク、フレキシブルディスク、半導体メモリ等)などに格納された状態のものを利用してもよい。また、制御プログラムやレシピは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。
 外部インターフェース2a3は、プラズマ処理装置1の各部と通信可能とされ、各種のデータを入出力する。例えば、外部インターフェース2a3には、計測部35で計測された電圧、電流を示す信号が入力される。また、外部インターフェース2a3には、同期信号生成部31cで生成された同期信号が入力される。
 ユーザインターフェース2a4は、工程管理者がプラズマ処理装置1を管理するためにコマンドの入力操作を行うキーボードや、プラズマ処理装置1の稼動状況を可視化して表示するディスプレイ等から構成されている。
 処理部2a1は、プログラムやデータを格納するための内部メモリを有し、記憶部2a2に記憶された制御プログラムを読み出し、読み出した制御プログラムの処理を実行する。処理部2a1は、制御プログラムが動作することにより各種の処理部として機能する。例えば、処理部2a1は、プラズマ制御部130の機能を有する。
 プラズマ制御部130は、プラズマ処理を制御する。例えば、プラズマ制御部130は、排気システム40を制御して、プラズマ処理チャンバ10内を所定の真空度まで排気する。プラズマ制御部130は、ガス供給部20を制御し、ガス供給部20から処理ガスをプラズマ処理空間10s内に導入する。プラズマ制御部130は、電源30を制御し、処理ガスの導入に合わせて、第1のRF生成部31a及び第2のRF生成部31bからソースRF信号及びバイアスRF信号を供給してプラズマ処理チャンバ10内にプラズマを生成する。
 本実施形態に係るプラズマ処理装置1は、例えば、サイクルエッチングを行う。プラズマ制御部130は、RF電源31を制御し、RF電源31から高周波電力をパルス状に供給する。RF電源31は、ソースRF信号と、バイアスRF信号のうち、少なくとも一方をパルス状に供給する。例えば、プラズマ制御部130は、RF電源31を制御し、第1のRF生成部31a及び第2のRF生成部31bからソースRF信号及びバイアスRF信号をそれぞれパルス状に供給する。ここで、「パルス状に供給」は、ソースRF信号及びバイアスRF信号の供給を一定のパターンでオン、オフする場合を含む。また、「パルス状に供給」は、ソースRF信号及びバイアスRF信号の複数の電力レベル(High/Low/Off)を一定のパターンで繰り返す場合も含む。すなわち、ソースRF信号及びバイアスRF信号の各々は、繰り返し周期内に複数の電力レベルを有する。一実施形態において、複数の電力レベルは、第1の電力レベルと、第1の電力レベルよりも小さい第2の電力レベルとを含む。一実施形態において、複数の電力レベルは、第1の電力レベルと、第1の電力レベルよりも小さい第2の電力レベルと、第2の電力レベルよりも小さい第3の電力レベルとを含む。第3の電力レベルは、ゼロ電力レベルであってもよく、ゼロ電力レベルよりも大きくてもよい。パルスの周波数は、例えば、100Hz~10kHzとする。以下では、ソースRF信号とバイアスRF信号のうち、周波数の高いソースRF信号をHF(High Frequency)とも称し、周波数の低いバイアスRF信号をLF(Low Frequency)とも称する。
 また、プラズマ制御部130は、計測部35から入力された信号から算出されたVpp値が設定したVpp値になるように、ソースRF信号及びバイアスRF信号のうち少なくとも1つの電力レベルを調整するよう第1のRF生成部31a及び第2のRF生成部31bのうち少なくとも1つを制御する。プラズマ制御部130は、これらの電力レベルの調整のために、設定部131と、決定部132と、取得部133と、調整部134とを有する。
 設定部131は、記憶部2a2からレシピを読み出し、レシピに基づいて、ソースRF信号及びバイアスRF信号のうち少なくとも1つの電力レベルを設定する。設定部131は、第1のRF生成部31aに対しては、第1のRF生成部31aが生成するソースRF信号の少なくとも2つの電力レベルを設定する。なお、ソースRF信号は、第1のパルス化RF信号の一例である。また、設定部131は、第2のRF生成部31bに対しては、第2のRF生成部31bが生成するバイアスRF信号の少なくとも2つの電力レベルを設定する。なお、バイアスRF信号は、第2のパルス化RF信号の一例である。また、ソースRF信号及びバイアスRF信号に対して設定される2つの電力レベルのうち1つは、電力レベルがゼロであってもよい。設定部131は、設定したソースRF信号及びバイアスRF信号のうち少なくとも1つの電力レベルを記憶部2a2に記憶する。
 決定部132は、レシピに基づいてパルスサイクルを特定する。なお、決定部132は、同期信号生成部31cから入力された同期信号に基づいて、バイアスVpp値のパルスサイクルを特定してもよい。さらに、決定部132は、レシピに基づいて後述の方法で1つのパルスサイクル中の複数のフェーズを決定する。決定部132は、特定した1つのパルスサイクル内における各フェーズのバイアスVpp代表値を検出する。また、決定部132は、例えば、各レベルのバイアスVpp値を後述する1次元クラスタ分析法を用いて特定し、ユーザによって設定される各レベルとフェーズの対応関係とに基づいて各フェーズのVpp代表値を検出してもよい。なお、設定された各レベルは、例えば、バイアスVpp値が大きい順に、レベルL1、レベルL2といった形で表す。また、以下の説明では、計測部35で計測された信号のパルス波形における各レベルにおいて、バイアスVpp値の平均値を求めるための一連のデータをシーケンスと表している。
 ここで、図3から図7を用いて、バイアスVpp値の取得からバイアスのフェーズの決定までについて説明する。図3は、第1実施形態における計測部の構成の一例を示す図である。図3に示すように、計測部35では、アナログの計測値をデジタル化するために、例えば、構成35a~35cといった手法を用いることができる。なお、構成35a~35cでは、第2のRF生成部31bにおける二種類の周波数(例えば、13MHzと400kHz。)を計測するため、電圧及び電流について二系統を検出するものとしてる。
 構成35aは、アナログ検波IC(Integrated Circuit)を用いて電圧、電流及び位相を検出し、A/D(Analog/Digital)コンバータでデジタル化している。構成35aでは、A/Dコンバータとして、例えば、100k/s、6ch、つまり、サンプリング周波数が100kHzで6チャンネルのものを用いる。A/Dコンバータから出力されるデジタルデータは、プラズマ制御部130(図3では、CPU。)に入力される。
 構成35bは、ヘテロダインとIQ(In-phase Quadrature-phase)検波を組み合わせたもので、中間周波数へと変換後にA/Dコンバータでデジタル化している。構成35bでは、A/Dコンバータとして、例えば、400k/s、4ch、つまり、サンプリング周波数が400kHzで4チャンネルのものを用いる。A/Dコンバータから出力されるデジタルデータは、プラズマ制御部130(図3では、CPU及びFPGA(Field Programmable Gate Array)。)に入力される。なお、CPU及びFPGAでは、DFT(Discrete Fourier Transform)により信号処理される。
 構成35cは、フルデジタル方式で、アナログ信号をA/Dコンバータでデジタル化している。構成35cでは、A/Dコンバータとして、例えば、100M/s、2ch、つまり、サンプリング周波数が100MHzで2チャンネルのものを用いる。A/Dコンバータから出力されるデジタルデータは、プラズマ制御部130(図3では、CPU及びFPGA。)に入力される。なお、CPU及びFPGAでは、FFT(Fast Fourier Transform)により信号処理される。つまり、構成35cでは、RF周波数の2倍以上の高速サンプリングを行い、一定個数のデータごとに高速フーリエ変換して振幅を抜き出している。
 計測部35では、上記の3つの方式のいずれかを用いて1パルスサイクル以上の期間にわたり、少なくともパルス周波数より10倍以上のサンプリング速度で高速かつ連続して電流・電圧の振幅と位相差に相当する信号が取得される。計測部35は、取得した各時刻での電流・電圧の振幅と位相差から、各時刻でのVppの値を計算する。このようにして、1パルスサイクル以上の期間にわたり連続したVppの時系列データが得られる。
 図4は、レシピ設定からバイアスのフェーズの決定の一例を示す図である。図4に示すタイミングチャート50aは、バイアスRF信号(バイアス電力)に加え、ソースRF信号(ソース電力)が供給された場合を示している。表50bは、ソースRF信号とバイアスRF信号とが供給された場合における各フェーズを纏めたものである。すなわち、図4は、第1のRF生成部31a及び第2のRF生成部31bのON/OFFやパワーレベルの組み合わせからフェーズを決定する場合である。この場合、決定部132は、少なくとも第2のRF生成部31b(バイアスRF信号)のON/OFFの切り替えのタイミングでフェーズを切り替える。また、決定部132は、バイアスVpp値を変化させたいタイミングでもフェーズを切り替える。
 このVppの時系列データから各フェーズにおけるVpp代表値を求める手法について述べる。最も簡単な手法は、同期信号とフェーズの情報とに基づいて、各フェーズの開始から終了までの間に取得した複数のVppの平均値を代表値とする方法である。この手法は、単純な計算で高速に実行できるという利点を有するが、フェーズの切り替わりにおける過渡状態の影響を受けて値が変動してしまう場合がある。
 そこで各フェーズの開始から終了までの間に取得した複数のVppの平均値を求め、次にその平均値から一定の範囲内(例えば、1x標準偏差もしくは2x標準偏差)にある値だけを集め、集めた値の平均を取得する。これによって、1回目に求めた平均値から大きく外れた値=過渡値を除いた平均値を取得することができる。図5は、フェーズごとにフェーズの平均から一定の範囲内の点をピックアップして平均を取る方法の一例を示す図である。図5のタイミングチャート51に示すように、フェーズPh1の平均値から1x標準偏差(図5中、フェーズPh1の±1σの範囲。)の範囲内にある値だけを集め、集めた値の平均を取得する。また、フェーズPh2の平均値から1x標準偏差(図5中、フェーズPh2の±1σの範囲。)の範囲内にある値だけを集め、集めた値の平均を取得する。
 過渡状態の値(過渡値)を除く別の手法として、各フェーズの先頭に遅延期間を設定し、各フェーズにおいて遅延時間経過後の一定時間の間に取得された複数のVppの平均を求めるという手法がある。決定部132は、プロセスレシピに応じて、第2のRF生成部31bのONの期間、つまり、各フェーズにおける目標Vpp値、1周期の先頭からの遅延時間及び平均値取得期間を決定する。
 図4の例では、バイアスのフェーズPh1では、ソースRF信号の電力(図4中、ソース電力。)は1000W、目標Vpp値はVpp1、1周期の先頭からのディレイ(遅延時間)はd1、シーケンス期間はp1と決定される。同様に、バイアスのフェーズPh2では、ソース電力は200W、目標Vpp値はVpp2、1周期の先頭からのディレイはd2、シーケンス期間はp2と決定される。また、バイアスのフェーズPh3では、ソース電力は200W、目標Vpp値はVpp3、1周期の先頭からのディレイはd3、シーケンス期間はp3と決定される。さらに、バイアスのフェーズPh4では、ソース電力は0W、目標Vpp値はVpp4、1周期の先頭からのディレイはd4、シーケンス期間はp4と決定される。なお、図4の例では、バイアスRF信号がゼロの期間はフェーズとしていない。
 図6は、決められたフェーズ中の遅延時間と平均値取得時間と同期信号に基づくシーケンスの取得の一例を示す図である。図6のタイミングチャート52に示すように、決定部132は、同期信号に基づいて、フェーズPh1,Ph2における遅延時間d1,d2と、第1シーケンス及び第2シーケンスを取得する期間とを決定する。図6の例では、第1シーケンスがレベルL1に対応し、第2シーケンスがレベルL2に対応する。
 図7は、1次元クラスタ分析法に基づくレベルの特定の一例を示す図である。この手法は、同期信号が得られない場合にVppの度数分布に基づいて、レベルの値から外れた過渡状態を除いたレベルの値から、一定範囲内にあるデータポイントの平均を使って各レベルのVpp値を求める手法である。図7に示すタイミングチャート53は、1次元クラスタ分析法を用いて、バイアスVpp値の度数分布から、レベルL1,L2を特定する場合である。決定部132は、1つのパルスサイクル全体におけるバイアスVpp値の波形データ(全体シーケンス、第1のデータ群)を、例えば平均値に基づいて複数のグループに分割する。なお、全体シーケンスは、タイミングチャート52のパルスサイクルPcに対応する。決定部132は、分割した複数のグループのうち、有効なグループに含まれる第2のデータ群を抽出し、抽出した第2のデータ群に基づいて、グループごとの統計値を求める。決定部132は、グループごとの統計値に基づいて、レベルL1,L2を特定する。これにより、値の離れた過渡状態を除いて、値の近接する安定状態だけを用いて代表値を求めることができる。
 図4に戻って、決定部132は、バイアスのフェーズPh1~Ph4に、計測したバイアスVpp値を関連付ける。決定部132は、遅延時間が判明している場合、遅延時間に基づいて、計測したバイアスVpp値を対応するフェーズに関連付ける。一方、決定部132は、遅延時間が判明していない場合、計測したバイアスVpp値のパルスの並び順と、計測値とに基づいて、計測したバイアスVpp値を対応するフェーズに関連付ける。また、決定部132は、プロセスレシピから想定されるパルスの並び順と、バイアスVpp値とに基づいた関連付けのデータの入力を工程管理者から受け付けてもよい。
 図2の説明に戻る。取得部133は、決定部132において、1つのパルスサイクル内における各フェーズ、遅延時間及びシーケンスを取得する期間が決定されると、各フェーズにおけるバイアスVpp値のシーケンスを取得する。すなわち、取得部133は、フェーズのそれぞれにおいて、遅延時間経過後に計測部35で検出された複数のバイアスVpp値のシーケンス(バイアスVpp値のデータ群)を取得する。このとき、取得部133は、複数のパルスサイクルにおいてシーケンスを繰り返し取得してもよい。つまり、取得部133は、シーケンスを一定間隔で連続して取得してもよい。また、取得部133は、シーケンスを複数のパルスサイクルのパルス周波数の10倍以上の周期で取得してもよい。これにより、分解能を向上させることができる。取得部133は、取得したバイアスVpp値のシーケンスからバイアスVpp値の代表値を求める。つまり、取得部133は、複数のフェーズのそれぞれにおいて、計測部35で検出されたバイアスVpp値の代表値を取得する。取得部133は、取得したバイアスVpp値の代表値を調整部134に出力する。
 調整部134は、取得部133からバイアスVpp値の代表値が入力されると、記憶部2a2を参照し、設定されたソースRF信号及びバイアスRF信号のうち少なくとも1つの電力レベルを取得する。つまり、調整部134は、決定した複数のフェーズから選択された少なくとも1つのフェーズにおけるバイアスVpp値の目標値を設定する。調整部134は、設定された電力レベルと、バイアスVpp値の代表値とに基づいて、バイアスVpp値が目標値になるように、フェーズのそれぞれにおけるソースRF信号及びバイアスRF信号のうち少なくとも1つの電力レベルを調整する。すなわち、調整部134は、各フェーズについて、入力されたバイアスVpp値のシーケンスの平均値、つまり代表値が目標Vpp値(Vpp設定値)に近づくように、ソースRF信号及びバイアスRF信号の電力レベルを調整するよう第1のRF生成部31a及び第2のRF生成部31bを制御する。
 調整部134は、例えば、PID(Proportional Integral Differential)制御によりソースRF信号及びバイアスRF信号のうち少なくとも1つの電力レベルを調整する。この場合、特にバイアスVpp値と電力レベルとの関係を仮定しない。なお、プロセス条件によっては、制御パラメータの変更を行ってもよい。
 また、例えば、調整部134は、バイアスVpp値と電力レベルとの関係に基づく制御によりソースRF信号及びバイアスRF信号のうち少なくとも1つの電力レベルを調整するようにしてもよい。この場合、調整部134は、バイアス電力レベルはバイアスVpp値の二乗に比例するという関係を用いて、次の電力レベルを予測する。この調整方法は、線形の応答を仮定しているPID制御と比べて、二乗応答を仮定している点と、増分ではなく比率で制御する点が異なる。以下の説明では、本調整方法を二乗レスポンス(Sq.Response)法ともいう。二乗レスポンス法では、下記の式(1)~(3)により、次の電力レベル(RF_Power)を予測する。
 k=SV/PV                  ・・・(1)
 k>kMAX ⇒ k=kMAX             ・・・(2)
 RF_Power=RF_Powern-1
          ×(1+(k-1)×VppControlCoefficient)
                            ・・・(3)
 ここで、PVはVpp測定値を示し、SVはVpp設定値を示し、kMAXは、kの上限値を示す。また、VppControlCoefficientは、ダンピング係数を示す。
 続いて、図8を用いて二乗レスポンス法におけるVppの二乗とバイアス電力レベルとの関係を説明する。図8は、二乗レスポンス法におけるVppの二乗とバイアス電力レベルとの関係の一例を示す図である。図8のグラフ54では、Vppの二乗を「V」と表している。また、バイアス電力レベル(P)は、下記の式(4)で表すことができる。なお、式(4)は、上述の式(1)~(3)を別の形で表したものである。
   P=R(V/Z)   ・・・(4)
 ここで、Rは負荷抵抗を表し、Zは負荷インピーダンスを表す。式(4)において、RとZが一定と仮定すると、所望のVppを得るバイアス電力レベルの計算では、グラフ54に示すように、Vの比率ではなくVの二乗の比率になる。つまり、二乗レスポンス法では、グラフ54の関係を用いて、Vpp測定値の二乗をVpp設定値の二乗に近づけるように、現在の電力レベルを次の電力レベルに調整する。
[第1実施形態のタイミングチャート]
 次に、図9を用いて第1実施形態におけるパルス波形について説明する。図9は、第1実施形態にかかるタイミングチャートの一例を示す図である。図9に示すタイミングチャート55では、ソースRF信号(ソース電力)と、バイアスRF信号(バイアス電力)とが異なるタイミングで供給されている。ソースRF信号及びバイアスRF信号の電力レベルは、第1の電力レベル(High)と、ゼロレベルとしている。また、タイミングチャート55では、バイアスRF信号は、バイアスVpp値が一定になるように調整を行うものとする。
 タイミングチャート55では、ソースRF信号とバイアスRF信号とは同期信号(例えば、1kHz。)により同期している。また、タイミングチャート55では、ソースRF信号とバイアスRF信号とが重なる部分が存在し、バイアスVpp値がレベルL1,L2と、ゼロレベルとの3つのレベルとなっている。つまり、バイアスVpp値のレベルL1は、ソースRF信号のゼロレベルと、バイアスRF信号の第1の電力レベルとの組み合わせである。また、バイアスVpp値のレベルL2は、ソースRF信号の第1の電力レベルと、バイアスRF信号の第1の電力レベルとの組み合わせである。従って、バイアスのフェーズは、レベルL1,L2にそれぞれ対応するフェーズPh1,Ph2となる。つまり、複数のフェーズのそれぞれにおけるソースRF信号及びバイアスRF信号のうち少なくとも1つの状態は、隣接するフェーズとは異なる。また、フェーズPh1,Ph2において、同期信号(タイミング信号)に基づいて、第1シーケンスと第2シーケンスとが取得される。
[第1実施形態の調整方法]
 続いて、図10を用いて第1実施形態の調整方法について説明する。図10は、第1実施形態の調整処理の一例を示すフローチャートである。
 第1実施形態に係る調整処理では、プラズマ処理装置1において、基板支持部11の本体部111の中央領域111aに載置された基板Wに対してプラズマ処理が行われる場合を一例として説明するが、プラズマ制御部130による調整処理以外のプラズマ処理に関する動作については説明を省略する。
 設定部131は、記憶部2a2からレシピを読み出し、レシピに基づいて、ソースRF信号及びバイアスRF信号の電力レベルを、第1のRF生成部31a及び第2のRF生成部31bに対して設定する(ステップS1)。設定部131は、設定したソースRF信号及びバイアスRF信号の電力レベルを記憶部2a2に記憶する。その後、プラズマ制御部130は、プラズマ処理を開始するようプラズマ処理装置1の各部を制御する。
 決定部132は、同期信号生成部31cから入力された同期信号と、計測部35から入力されたバイアスVpp値とに基づいて、バイアスVpp値のパルスサイクルを特定する。決定部132は、特定した1つのパルスサイクル内における各レベルのバイアスVpp値を検出し、各レベルを特定する。決定部132は、同期信号と、特定した各レベルとに基づいて、特定した1つのパルスサイクル内における複数のフェーズを決定する(ステップS2)。また、決定部132は、同期信号に基づいて、フェーズのそれぞれにおける遅延時間と、複数のバイアスVppの検出期間(シーケンスを取得する期間)とを決定する。
 取得部133は、決定部132において、1つのパルスサイクル内における各フェーズ、遅延時間及びシーケンスを取得する期間が決定されると、各フェーズにおけるバイアスVpp値のシーケンスを取得する(ステップS3)。取得部133は、取得したバイアスVpp値のシーケンスからバイアスVpp値の代表値を求める。つまり、取得部133は、複数のフェーズのそれぞれにおいて、計測部35で検出されたバイアスVpp値の代表値を取得する。取得部133は、取得したバイアスVpp値の代表値を調整部134に出力する。
 調整部134は、取得部133からバイアスVpp値の代表値が入力されると、記憶部2a2を参照し、設定されたバイアスRF信号の電力レベルを取得する。つまり、調整部134は、決定した複数のフェーズから選択された少なくとも1つのフェーズにおけるバイアスVpp値の目標値を設定する。調整部134は、設定された電力レベルと、バイアスVpp値の代表値とに基づいて、バイアスVpp値が目標値になるように、フェーズのそれぞれにおけるバイアスRF信号の電力レベルを調整する。すなわち、調整部134は、各フェーズについて、入力されたバイアスVpp値が目標値になるように、バイアスRF信号の電力レベルを調整するよう第2のRF生成部31bを制御する(ステップS4)。なお、バイアスVpp値が目標値になるようにとは、上述のバイアスVpp値のシーケンスの平均値、つまり代表値が目標Vpp値(Vpp設定値)に近づくように、を言い換えたものである。また、調整部134は、ソースRF信号の電力レベルを調整するよう第1のRF生成部31aを制御してもよい。
 調整部134は、バイアスRF信号の電力レベルの調整の結果、調整処理を終了するか否かを判定する(ステップS5)。つまり、調整部134は、バイアスVpp値が目標値になり、調整処理を終了してもよいか否かを判定する。調整部134は、調整処理を終了しないと判定した場合(ステップS5:No)、ステップS3に戻り、引き続きバイアスRF信号の電力レベルの調整を行う。一方、調整部134は、調整処理を終了すると判定した場合(ステップS5:Yes)、調整処理を終了する。これにより、Vpp値が目標値(一定値)となるようにバイアス電力の制御を行うことができる。つまり、プロセスの安定性を高めることができる。
(第2実施形態)
 上記の第1実施形態では、ソースRF信号及びバイアスRF信号について2つのレベルの場合を説明したが、それぞれ3つ以上にマルチレベル化してもよく、この場合の実施の形態につき、第2実施形態として説明する。なお、第2実施形態におけるプラズマ処理装置は上述の第1実施形態と同様であるので、その重複する構成及び動作の説明については省略する。
[第2実施形態のタイミングチャート]
 図11は、第2実施形態にかかるタイミングチャートの一例を示す図である。図11に示すタイミングチャート56では、マルチレベル化されたソースRF信号(ソース電力)と、バイアスRF信号(バイアス電力)とが異なるタイミングで供給されている。ソースRF信号及びバイアスRF信号の電力レベルは、それぞれ、第1の電力レベル(High)と、第2の電力レベル(Low)の2段階、及び、ゼロレベル(第3の電力レベル)としている。また、タイミングチャート56では、バイアスVpp値のうち、レベルL1,L2について一定となるように、バイアスRF信号の調整を行うものとする。
 タイミングチャート56では、ソースRF信号とバイアスRF信号とは同期信号により同期している。また、タイミングチャート56では、各電力レベルのソースRF信号とバイアスRF信号とが重なる部分が存在し、バイアスVpp値がレベルL1~L4と、ゼロレベルとの5つのレベルとなっている。つまり、バイアスVpp値のレベルL1は、ソースRF信号のゼロレベルと、バイアスRF信号の第1の電力レベルとの組み合わせである。また、バイアスVpp値のレベルL2は、ソースRF信号の第1の電力レベルと、バイアスRF信号の第1の電力レベルとの組み合わせである。また、バイアスVpp値のレベルL3は、ソースRF信号のゼロレベルと、バイアスRF信号の第2の電力レベルとの組み合わせである。また、バイアスVpp値のレベルL4は、ソースRF信号の第2の電力レベルと、バイアスRF信号の第2の電力レベルとの組み合わせである。従って、バイアスのフェーズは、レベルL1~L4にそれぞれ対応するフェーズPh1~Ph4となる。また、フェーズPh1~Ph4において、同期信号(タイミング信号)に基づいて、第1シーケンスから第4シーケンスが取得される。
 調整部134は、設定したバイアスRF信号の各電力レベルと、取得した第1及び第2シーケンスとに基づいて、バイアスVpp値のうち、レベルL1,L2について一定となるように、バイアスRF信号の調整を行うよう第2のRF生成部31bを制御する。また、調整部134は、設定したバイアスRF信号の各電力レベルと、取得した第3及び第4シーケンスとに基づいて、バイアスVpp値のうち、レベルL3,L4について投入電力が一定になるように、バイアスRF信号の調整を行うよう第2のRF生成部31bを制御する。
 第2実施形態での調整処理は、図10に示すフローチャートの第1実施形態の場合とシーケンスの数が異なるのみであるので、その説明を省略する。第2実施形態によれば、ソースRF信号及びバイアスRF信号についてマルチレベル化した場合であっても、所望のフェーズのVpp値が一定値となるようにバイアス電力の制御を行うことができる。
(第3実施形態)
 上記の第2実施形態では、バイアスRF信号が1つの周波数であったが、2つの周波数のバイアスRF信号を供給するようにしてもよく、この場合の実施の形態につき、第3実施形態として説明する。
 図12は、第3実施形態におけるプラズマ処理システムの一例を示す図である。なお、第1実施形態のプラズマ処理システムと同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。第3実施形態のプラズマ処理装置1aが第1実施形態のプラズマ処理装置1と異なるところは、RF電源31が第3のRF生成部を含む点にある。
 第3実施形態のプラズマ処理装置1aは、電源30aを有する。電源30aは、RF電源31dとDC電源32とを有する。RF電源31dは、第1のRF生成部31aと、第2のRF生成部31bと、同期信号生成部31cと、第3のRF生成部31eとを有する。
 第3のRF生成部31eは、第2のRF生成部31bと同様に、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも1つのバイアス電極に結合され、第2のバイアスRF信号(バイアスRF電力)を生成するように構成される。なお、第3実施形態においては、第2のRF生成部31bが生成するバイアスRF信号を、第1のバイアスRF信号という。第2のバイアスRF信号の周波数は、ソースRF信号の周波数と同じであっても異なっていてもよい。また、第2のバイアスRF信号の周波数は、第1のバイアスRF信号の周波数と異なる。さらに、第3のRF生成部31eは、第2のRF生成部31bと同様に、配線などの導電部33bを介して基板支持部11の基台の導電性部材と電気的に接続されている。
 一実施形態において、第2のバイアスRF信号は、ソースRF信号及び第1のバイアスRF信号の周波数よりも低い周波数を有する。一実施形態において、第2のバイアスRF信号は、100kHz~60MHzの範囲内の周波数を有する。例えば、第1のバイアスRF信号の周波数を13MHzとし、第2のバイアスRF信号の周波数を400kHzとすることができる。一実施形態において、第3のRF生成部31eは、第2のRF生成部31bに含まれるように構成されてもよい。生成された第2のバイアスRF信号は、少なくとも1つのバイアス電極に供給される。また、種々の実施形態において、ソースRF信号、第1のバイアスRF信号及び第2のバイアスRF信号のうち少なくとも1つがパルス化されてもよい。なお、第3のRF生成部31eは、第3のRF電源の一例である。
[第3実施形態のタイミングチャート]
 図13は、第3実施形態にかかるタイミングチャートの一例を示す図である。図13に示すタイミングチャート57では、マルチレベル化されたソースRF信号(ソース電力)と、第1のバイアスRF信号(第1のバイアス電力)と、第2のバイアスRF信号(第2のバイアス電力)とが異なるタイミングで供給されている。ソースRF信号及び第1のバイアスRF信号の電力レベルは、それぞれ、第1の電力レベル(High)と、第2の電力レベル(Low)の2段階、及び、ゼロレベル(第3の電力レベル)としている。また、第2のバイアスRF信号の電力レベルは、第1の電力レベル(High)と、ゼロレベルとしている。
 また、タイミングチャート57では、第2のバイアスRF信号の第2のバイアスVpp値のうち、レベルL1,L2について一定となるように、第2のバイアスRF信号の調整が行われるものとする。また、タイミングチャート57では、第1のバイアスRF信号の第1のバイアスVpp値のうち、レベルL1~L4について投入電力が一定になるように、バイアスRF信号の調整を行うものとする。なお、第1のバイアスRF信号については、バイアスVpp値のうちレベルL1,L2について一定となるように第1のバイアスRF信号の調整が行われてもよい。さらに、ソースRF信号について、CW(Continuous Wave)としてもよい。
 タイミングチャート57では、ソースRF信号と第1のバイアスRF信号及び第2のバイアスRF信号とは同期信号により同期している。また、タイミングチャート57では、各レベルのソースRF信号と、第1のバイアスRF信号及び第2のバイアスRF信号とが重なる部分が存在する。このため、タイミングチャート57では、第1のバイアスRF信号に対応する第1のバイアスVpp値がレベルL1~L4と、ゼロレベルとの5つのレベルとなる。また、同様に、タイミングチャート57では、第2のバイアスRF信号に対応する第2のバイアスVpp値がレベルL1,L2と、ゼロレベルとの3つの電力レベルとなる。
 つまり、第1のバイアスVpp値のレベルL1は、ソースRF信号のゼロレベルと、第1のバイアスRF信号の第1の電力レベルとの組み合わせである。また、第1のバイアスVpp値のレベルL2は、ソースRF信号の第1の電力レベルと、第1のバイアスRF信号の第1の電力レベルとの組み合わせである。また、第1のバイアスVpp値のレベルL3は、ソースRF信号のゼロレベルと、第1のバイアスRF信号の第2の電力レベルとの組み合わせである。また、第1のバイアスVpp値のレベルL4は、ソースRF信号の第2の電力レベルと、第1のバイアスRF信号の第2の電力レベルとの組み合わせである。また、第2のバイアスVpp値のレベルL1は、ソースRF信号の第2の電力レベルと、第2のバイアスRF信号の第1の電力レベルとの組み合わせである。また、第2のバイアスVpp値のレベルL2は、ソースRF信号の第1の電力レベルと、第2のバイアスRF信号の第1の電力レベルとの組み合わせである。
 従って、バイアスのフェーズは、第1のバイアスVpp値のレベルL1~L4にそれぞれ対応するフェーズPh1~Ph4と、第2のバイアスVpp値のレベルL1,L2にそれぞれ対応するフェーズPh1,Ph2となる。また、第1のバイアスVpp値のフェーズPh1~Ph4において、同期信号(タイミング信号)に基づいて、第1のバイアスVpp値の第1シーケンスから第4シーケンスが取得される。同様に、第2のバイアスVpp値のフェーズPh1,Ph2において、同期信号(タイミング信号)に基づいて、第2のバイアスVpp値の第1シーケンス及び第2シーケンスが取得される。
[第3実施形態の調整方法]
 次に、図14を用いて第3実施形態の調整方法について説明する。図14は、第3実施形態の調整処理の一例を示すフローチャートである。
 第3実施形態に係る調整処理では、プラズマ処理装置1aにおいて、基板支持部11の本体部111の中央領域111aに載置された基板Wに対してプラズマ処理が行われる場合を一例として説明するが、プラズマ制御部130による調整処理以外のプラズマ処理に関する動作については説明を省略する。
 設定部131は、記憶部2a2からレシピを読み出し、レシピに基づいて、ソースRF信号、第1バイアスRF信号及び第2バイアスRF信号、つまり、第1~第3のRF信号の電力レベルを、第1のRF生成部31a、第2のRF生成部31b及び第3のRF生成部31eに対して設定する(ステップS11)。設定部131は、設定した第1~第3のRF信号の電力レベルを記憶部2a2に記憶する。その後、プラズマ制御部130は、プラズマ処理を開始するようプラズマ処理装置1aの各部を制御する。プラズマ制御部130は、ステップS11に続いて、ステップS2及びステップS3の処理を実行する。
 調整部134は、取得部133から第2及び第3のRF信号に対応するそれぞれのバイアスVpp値の代表値が入力されると、記憶部2a2を参照し、設定された第2及び第3のRF信号の電力レベルを取得する。つまり、調整部134は、決定した複数のフェーズから選択された少なくとも1つのフェーズにおける、第2及び第3のRF信号に対応するそれぞれのバイアスVpp値の目標値を設定する。調整部134は、設定された第2のRF信号の電力レベルと、対応する各バイアスVpp値の各代表値とに基づいて、投入電力が一定になるように、フェーズのそれぞれにおける第2のRF信号の電力レベルを調整する。また、調整部134は、設定された第3のRF信号の電力レベルと、対応する各バイアスVpp値の各代表値とに基づいて、各バイアスVpp値が目標値になるように、フェーズのそれぞれにおける第3のRF信号の電力レベルを調整する。すなわち、調整部134は、第2のRF信号の各フェーズについて、投入電力が一定になるように、第2のRF信号の電力レベルを調整するよう第2のRF生成部31bを制御し、第3のRF信号の各フェーズについて、入力されたバイアスVpp値が目標値になるように、第3のRF信号の電力レベルを調整するよう第3のRF生成部31eを制御する(ステップS14)。なお、調整部134は、ソースRF信号の電力レベルを調整するよう第1のRF生成部31aを制御してもよい。プラズマ制御部130は、ステップS14に続いて、ステップS5の処理を実行する。これにより、バイアスRF信号として2種類の周波数を用いる場合であっても、所望のフェーズのVpp値が目標値(一定値)となるようにバイアス電力の制御を行うことができる。
(第4実施形態)
 上記の第1実施形態では、ソースRF信号及びバイアスRF信号について2つのレベルの場合を説明したが、ソースRF信号をCW又は供給しないようにしつつ、バイアスRF信号をマルチレベル化してもよく、この場合の実施の形態につき、第4実施形態として説明する。なお、第4実施形態におけるプラズマ処理装置は上述の第1実施形態と同様であるので、その重複する構成及び動作の説明については省略する。
[第4実施形態のタイミングチャート]
 図15は、第4実施形態にかかるタイミングチャートの一例を示す図である。図15に示すタイミングチャート58では、ソースRF信号(ソース電力)がCWで供給されるとともに、マルチレベル化されたバイアスRF信号(バイアス電力)が供給されている。バイアスRF信号の電力レベルは、第1の電力レベル(High)と、第2の電力レベル(Low)の2段階、及び、ゼロレベル(第3の電力レベル)としている。また、タイミングチャート58では、バイアスVpp値のうち、レベルL1,L2について一定となるように(Vpp一定)、バイアスRF信号の調整を行うものとする。
 タイミングチャート58では、同期信号生成部31cが生成する同期信号を、バイアスRF信号の1つのパルスサイクルPcに対応するタイミング信号として利用している。また、タイミングチャート58では、各レベルのバイアスRF信号に対応するバイアスVpp値がレベルL1,L2と、ゼロレベルとの3つのレベルとなっている。つまり、バイアスRF信号は、ゼロレベルを除いたバイアスVpp値のレベルL1,L2に対応する第1及び第2の電力レベル(High/Low)となる。従って、バイアスのフェーズは、レベルL1,L2にそれぞれ対応するフェーズPh1,Ph2となる。また、フェーズPh1,Ph2において、同期信号(タイミング信号)に基づいて、第1シーケンスと第2シーケンスとが取得される。すなわち、第1シーケンスは、フェーズPh1において、遅延時間d1経過後から取得される複数のバイアスVpp値(データ群)である。同様に、第2シーケンスは、フェーズPh2において、遅延時間d2経過後から取得される複数のバイアスVpp値(データ群)である。
 調整部134は、設定したバイアスRF信号の各電力レベルと、取得した第1シーケンス及び第2シーケンスとに基づいて、バイアスVpp値のうち、レベルL1,L2について一定となるように、バイアスRF信号の調整を行うよう第2のRF生成部31bを制御する。なお、タイミングチャート58における、バイアスVpp値がゼロレベルの部分についてもフェーズとして決定してもよい。この場合、バイアスVpp値がゼロレベルの部分は第3シーケンスとなる。また、バイアスRF信号がより多くの電力レベルに設定されている場合には、各電力に対応するフェーズが決定される。
 第4実施形態での調整処理は、図10に示すフローチャートの第1実施形態の場合と、ソースRF信号がパルス化されているか否かの違いであるので、その説明を省略する。第4実施形態によれば、ソースRF信号がCW又は供給されない場合であっても、所望のフェーズのVpp値が一定値となるようにバイアス電力の制御を行うことができる。
(第4実施形態の変形例1)
 上記の第4実施形態では、バイアスRF信号のフェーズPh1,Ph2に対応するバイアスVpp値のレベルL1,L2について一定となるように、バイアスRF信号の調整を行ったが、一方を投入電力が一定になるようにバイアスRF信号の調整を行ってもよく、この場合の実施の形態につき、第4実施形態の変形例1として説明する。なお、第4実施形態の変形例1におけるプラズマ処理装置は上述の第1実施形態と同様であるので、その重複する構成及び動作の説明については省略する。
[第4実施形態の変形例1のタイミングチャート]
 図16は、第4実施形態の変形例1にかかるタイミングチャートの一例を示す図である。図16に示すタイミングチャート59では、ソースRF信号(ソース電力)がCWで供給されるとともに、マルチレベル化されたバイアスRF信号(バイアス電力)が供給されている。バイアスRF信号の電力レベルは、第1の電力レベル(High)と、第2の電力レベル(Low)の2段階、及び、ゼロレベル(第3の電力レベル)としている。また、タイミングチャート59では、バイアスVpp値のうち、レベルL1について一定となるように(Vpp一定)、バイアスRF信号の調整を行うものとする。また、バイアスVpp値のうち、レベルL2について投入電力が一定になるように(投入電力一定)、バイアスRF信号の調整を行うものとする。
 タイミングチャート59では、同期信号生成部31cが生成する同期信号を、バイアスRF信号の1つのパルスサイクルPcに対応するタイミング信号として利用している。また、タイミングチャート59では、各電力レベルのバイアスRF信号に対応するバイアスVpp値がレベルL1,L2と、ゼロレベルとの3つのレベルとなっている。つまり、バイアスRF信号は、ゼロレベルを除いたバイアスVpp値のレベルL1,L2に対応する第1及び第2の電力レベル(High/Low)となる。従って、バイアスのフェーズは、レベルL1,L2にそれぞれ対応するフェーズPh1,Ph2となる。また、フェーズPh1,Ph2において、同期信号(タイミング信号)に基づいて、第1シーケンスと第2シーケンスとが取得される。すなわち、第1シーケンスは、フェーズPh1において、遅延時間d1経過後から取得される複数のバイアスVpp値(データ群)である。同様に、第2シーケンスは、フェーズPh2において、遅延時間d2経過後から取得される複数のバイアスVpp値(データ群)である。
 調整部134は、設定したバイアスRF信号の各電力レベルと、取得した第1シーケンスとに基づいて、バイアスVpp値のうち、レベルL1について一定となるように、バイアスRF信号の調整を行うよう第2のRF生成部31bを制御する。また、調整部134は、設定したバイアスRF信号の各電力レベルと、取得した第2シーケンスとに基づいて、バイアスVpp値のうち、レベルL2について投入電力が一定になるように、バイアスRF信号の調整を行うよう第2のRF生成部31bを制御する。なお、タイミングチャート58と同様に、タイミングチャート59における、バイアスVpp値がゼロレベルの部分についてもフェーズとして決定してもよい。この場合、バイアスVpp値がゼロレベルの部分は第3シーケンスとなる。また、バイアスRF信号がより多くの電力レベルに設定されている場合には、各電力レベルに対応するフェーズが決定される。この場合、各フェーズについて、バイアスVpp値一定と、投入電力一定とは、任意に決定することができる。
 第4実施形態の変形例1での調整処理は、図10に示すフローチャートの第1実施形態の場合と、ソースRF信号がパルス化されているか否かと、一部のシーケンスにおいて投入電力が一定になるようにバイアスRF信号の電力レベルを調整することとの違いであるので、その説明を省略する。第4実施形態の変形例1によれば、ソースRF信号がCW又は供給されない場合であっても、所望のフェーズのVpp値が一定値となるように、又は、投入電力が一定になるようにバイアス電力の制御を行うことができる。
(第4実施形態の変形例2)
 上記の第4実施形態では、バイアスRF信号の電力レベルを第1の電力レベル(High)と、第2の電力レベル(Low)の2段階、及び、ゼロレベルとしたが、第1の電力レベル(High)、及び、ゼロレベルとしてもよく、この場合の実施の形態につき、第4実施形態の変形例2として説明する。なお、第4実施形態の変形例2におけるプラズマ処理装置は上述の第1実施形態と同様であるので、その重複する構成及び動作の説明については省略する。
 図17は、第4実施形態の変形例2にかかるタイミングチャートの一例を示す図である。図17に示すタイミングチャート60では、ソースRF信号(ソース電力)がCWで供給されるとともに、バイアスRF信号(バイアス電力)がパルスで供給されている。バイアスRF信号の電力レベルは、第1の電力レベル(High)、及び、ゼロレベルとしている。また、タイミングチャート60では、バイアスVpp値のうち、レベルL1について一定となるように、バイアスRF信号の調整を行うものとする。
 タイミングチャート60では、同期信号生成部31cが生成する同期信号を、バイアスRF信号の1つのパルスサイクルPcに対応するタイミング信号として利用している。また、タイミングチャート60では、バイアスRF信号に対応するバイアスVpp値がレベルL1と、ゼロレベルとの2つのレベルとなっている。つまり、バイアスRF信号は、ゼロレベルを除いたバイアスVpp値のレベルL1に対応する第1の電力レベル(High)となる。従って、バイアスのフェーズは、レベルL1に対応するフェーズPh1となる。また、フェーズPh1において、同期信号(タイミング信号)に基づいて、第1シーケンスが取得される。すなわち、第1シーケンスは、フェーズPh1において、遅延時間d1経過後から取得される複数のバイアスVpp値(データ群)である。
 調整部134は、設定したバイアスRF信号の電力レベルと、取得した第1シーケンスとに基づいて、バイアスVpp値のうち、レベルL1について一定となるように、バイアスRF信号の調整を行うよう第2のRF生成部31bを制御する。なお、タイミングチャート58と同様に、タイミングチャート60における、バイアスVpp値がゼロレベルの部分についてもフェーズとして決定してもよい。この場合、バイアスVpp値がゼロレベルの部分は第3シーケンスとなる。
 第4実施形態の変形例2での調整処理は、図10に示すフローチャートの第1実施形態の場合と、ソースRF信号がパルス化されているか否かの違いであるので、その説明を省略する。第4実施形態の変形例2によれば、ソースRF信号がCW又は供給されない場合であっても、所望のフェーズのVpp値が一定値となるようにバイアス電力の制御を行うことができる。
 なお、上記した第1実施形態における、取得部133がシーケンスを一定間隔で連続して取得してもよい点、及び、取得部133がシーケンスを複数のパルスサイクルのパルス周波数の10倍以上の周期で取得してもよい点は、第2実施形態から第4実施形態の変形例2の各実施形態に適用してもよい。同様に、上記した第1実施形態における、Vppの時系列データから各フェーズにおけるVpp代表値を求める各手法は、第2実施形態から第4実施形態の変形例2の各実施形態に適用してもよい。
 また、上記した各実施形態において、シーケンスの決定は、同期信号を用いてもよいし、1次元クラスタ分析法を用いてもよい。
 以上、第1実施形態によれば、プラズマ処理装置1は、チャンバ(プラズマ処理チャンバ10)と、チャンバ内に配置され、RF電極を含む基板支持部11と、チャンバに結合され、複数のパルスサイクルのそれぞれにおいて少なくとも2つの電力レベルを有する第1のパルス化RF信号を生成するように構成される第1のRF電源(第1のRF生成部31a)と、RF電極に結合され、複数のパルスサイクルのそれぞれにおいて少なくとも2つの電力レベルを有する第2のパルス化RF信号を生成するように構成される第2のRF電源(第2のRF生成部31b)と、第2のRF電源とRF電極との間でバイアスVpp値を検出するように構成されるVpp検出器(計測部35)と、制御部2とを有する。制御部2は、(a1)第1のパルス化RF信号の少なくとも2つの電力レベルを設定する工程と、(a2)第2のパルス化RF信号の少なくとも2つの電力レベルを設定する工程と、(b)複数のパルスサイクルのうち1つのパルスサイクル内の複数のフェーズを決定する工程であり、複数のフェーズのそれぞれにおける第1のパルス化RF信号及び第2のパルス化RF信号のうち少なくとも1つの状態は、隣接するフェーズとは異なる、工程と、(c)工程(b)で決定した複数のフェーズから選択された少なくとも1つのフェーズにおけるバイアスVppの目標値を設定する工程と、(d)複数のフェーズのそれぞれにおいて、Vpp検出器で検出されたバイアスVppの代表値を取得する工程と、(e)工程(a1)及び(a2)で設定した電力レベルと、工程(d)で取得したバイアスVppの代表値とに基づいて、バイアスVppの代表値が目標値になるように、選択された少なくとも1つのフェーズにおける第1のパルス化RF信号及び第2のパルス化RF信号のうち少なくとも1つの電力レベルを調整する工程と、を行うように構成される。その結果、プロセスの安定性を高めることができる。
 また、第1実施形態によれば、代表値は、フェーズの全体期間に亘ってVpp検出器で検出された複数のバイアスVppの平均値である。その結果、バイアスVppの代表値の精度を高めることができる。
 また、第1実施形態によれば、代表値は、フェーズにおける遅延時間経過後の検出期間に亘ってVpp検出器で検出された複数のバイアスVppの平均値であり、これにより、過渡状態におけるバイアスVppの値を排除する。その結果、バイアスVppの代表値の精度を高めることができる。
 また、第1実施形態によれば、代表値は、フェーズの全体期間に亘ってVpp検出器で検出された複数のバイアスVppのうち、設定されたVpp範囲内にある複数の選択されたバイアスVppの平均値であり、これにより、過渡状態におけるバイアスVppの値を排除する。その結果、バイアスVppの代表値の精度を高めることができる。
 また、第1実施形態によれば、複数のバイアスVppは、一定間隔で連続して検出される。その結果、Vpp値が一定値となるようにフィードバック制御を行うことができる。
 また、第1実施形態によれば、複数のバイアスVppは、複数のパルスサイクルのパルス周波数の10倍以上の周期で検出される。その結果、バイアスVpp値の各レベルの分解能やノイズの除去性能を向上させることができる。
 また、第1実施形態によれば、プラズマ処理装置1は、第1のRF電源と第2のRF電源とを同期させる同期信号を生成するように構成される同期信号生成部31cをさらに有する。制御部2は、同期信号に基づいて、フェーズにおける遅延時間及び検出期間とを決定する工程を含む。その結果、容易にVpp値が一定値となるようにバイアス電力の制御を行うことができる。
 また、第3実施形態によれば、プラズマ処理装置1aは、チャンバ(プラズマ処理チャンバ10)と、チャンバに配置され、RF電極を含む基板支持部11と、チャンバに結合され、複数のパルスサイクルのそれぞれにおいて少なくとも2つの電力レベルを有する第1のパルス化RF信号を生成するように構成される第1のRF電源(第1のRF生成部31a)であり、第1のパルス化RF信号は、第1のRF周波数を有する、第1のRF電源と、RF電極に結合され、複数のパルスサイクルのそれぞれにおいて少なくとも2つの電力レベルを有する第2のパルス化RF信号を生成するように構成される第2のRF電源(第2のRF生成部31b)であり、第2のパルス化RF信号は、第2のRF周波数を有する、第2のRF電源と、RF電極に結合され、複数のパルスサイクルのそれぞれにおいて少なくとも2つの電力レベルを有する第3のパルス化RF信号を生成するように構成される第3のRF電源(第3のRF生成部31e)であり、第3のパルス化RF信号は、第3のRF周波数を有する、第3のRF電源と、第2のRF電源及び第3のRF電源とRF電極との間でバイアスVpp値を検出するように構成されるVpp検出器(計測部35)と、制御部2と、を有する。制御部2は、(a1)第1のパルス化RF信号の少なくとも2つの電力レベルを設定する工程と、(a2)第2のパルス化RF信号の少なくとも2つの電力レベルを設定する工程と、(a3)第3のパルス化RF信号の少なくとも2つの電力レベルを設定する工程と、(b)複数のパルスサイクルのうち11つのパルスサイクル内の複数のフェーズを決定する工程であり、複数のフェーズのそれぞれにおける第1のパルス化RF信号、第2のパルス化RF信号及び第3のパルス化RF信号のうち少なくとも1つの状態は、隣接するフェーズとは異なる、工程と、(c)工程(b)で決定した複数のフェーズから選択された少なくとも1つのフェーズにおける、第2のRF周波数及び第3のRF周波数のうち少なくとも1つのバイアスVppの目標値を設定する工程と、(d)複数のフェーズのそれぞれにおいて、Vpp検出器で検出された、第2のRF周波数及び第3のRF周波数のうち少なくとも1つのバイアスVppの代表値を取得する工程と、(e)工程(a1)~(a3)で設定した電力レベルと、工程(d)で取得した第2のRF周波数及び第3のRF周波数のうち少なくとも1つのバイアスVppの代表値とに基づいて、第2のRF周波数及び第3のRF周波数のうち一方のバイアスVppの代表値が目標値になるように、選択された少なくとも1つのフェーズにおける第1のパルス化RF信号、第2のパルス化RF信号及び第3のパルス化RF信号のうち少なくとも1つの電力レベルを調整する工程と、を行うように構成される。その結果、バイアスのRF電源が2種類ある場合でも、プロセスの安定性を高めることができる。
 また、第3実施形態によれば、代表値は、フェーズの全体期間に亘ってVpp検出器で検出された、第2のRF周波数及び第3のRF周波数のうち一方の複数のバイアスVppの平均値である。その結果、バイアスVppの代表値の精度を高めることができる。
 また、第3実施形態によれば、代表値は、フェーズにおける遅延時間経過後の検出期間に亘ってVpp検出器で検出された、第2のRF周波数及び第3のRF周波数のうち一方の複数のバイアスVppの平均値であり、これにより、過渡状態におけるバイアスVppの値を排除する。その結果、バイアスVppの代表値の精度を高めることができる。
 また、第3実施形態によれば、代表値は、フェーズの全体期間に亘ってVpp検出器で検出された、第2のRF周波数及び第3のRF周波数のうち一方の複数のバイアスVppのうち設定されたVpp範囲内にある複数の選択されたバイアスVppの平均値であり、これにより、過渡状態におけるバイアスVppの値を排除する。その結果、バイアスVppの代表値の精度を高めることができる。
 また、第3実施形態によれば、プラズマ処理装置1aは、第1のRF電源と第2のRF電源と第3のRF電源とを同期させる同期信号を生成するように構成される同期信号生成部31cをさらに有する。制御部2は、同期信号に基づいて、フェーズにおける遅延時間及び検出期間を決定する工程を含む。その結果、容易にVpp値が一定値となるようにバイアス電力の制御を行うことができる。
 また、第3実施形態によれば、第2のパルス化RF信号は、電力レベルの投入電力が一定になるように制御され、第3のパルス化RF信号は、バイアスVppが一定になるように制御される。その結果、バイアスRF信号について、投入電力が一定になる制御と、バイアスVpp値が一定になる制御とを組み合わせることができる。また、バイアスRF信号の電力レベルを変動させるとRF整合が不安定化する場合に、投入電力が一定になる制御を行うことで、よりプロセスの安定性を高めることができる。
 また、第3実施形態によれば、プラズマ処理装置1aは、チャンバ(プラズマ処理チャンバ10)と、チャンバ内に配置され、RF電極を含む基板支持部11と、チャンバに結合され、第1のRF信号を生成するように構成される第1のRF電源(第1のRF生成部31a)であり、第1のRF信号は、第1のRF周波数を有する、第1のRF電源と、RF電極に結合され、複数のパルスサイクルのそれぞれにおいて少なくとも2つの電力レベルを有する第2のパルス化RF信号を生成するように構成される第2のRF電源(第2のRF生成部31b)であり、第2のパルス化RF信号は、第2のRF周波数を有する、第2のRF電源と、第2のRF電源とRF電極との間でバイアスVpp値を検出するように構成されるVpp検出器(計測部35)と、制御部2と、を有する。制御部2は、(a1)第1のRF信号の電力レベルを設定する工程と、(a2)第2のパルス化RF信号の少なくとも2つの電力レベルを設定する工程と、(b)複数のパルスサイクルのうち1つのパルスサイクル内の複数のフェーズを決定する工程であり、複数のフェーズのそれぞれにおける第2のパルス化RF信号の状態は、隣接するフェーズとは異なる、工程と、(c)工程(b)で決定した複数のフェーズから選択された少なくとも1つのフェーズにおける、第2のRF周波数のバイアスVppの目標値を設定する工程と、(d)複数のフェーズのそれぞれにおいて、Vpp検出器で検出された、第2のRF周波数のバイアスVppの代表値を取得する工程と、(e)工程(a1)及び(a2)で設定した電力レベルと、工程(d)で取得した第2のRF周波数のバイアスVppの代表値とに基づいて、第2のRF周波数のバイアスVppの代表値が目標値になるように、第1のRF信号及び選択された少なくとも1つのフェーズにおける第2のパルス化RF信号のうち少なくとも1つの電力レベルを調整する工程と、を行うように構成される。その結果、プロセスの安定性を高めることができる。
 また、第3実施形態によれば、プラズマ処理装置1aは、RF電極に結合され、複数のパルスサイクルのそれぞれにおいて少なくとも2つの電力レベルを有する第3のパルス化RF信号を生成するように構成される第3のRF電源(第3のRF生成部31e)をさらに有する。制御部2は、(a3)第3のパルス化RF信号の少なくとも2つの電力レベルを設定する工程を行うように構成される。制御部2は、工程(e)において、工程(a1)~(a3)で設定した電力レベルと、工程(d)で取得した第2のRF周波数のバイアスVppの代表値とに基づいて、第2のRF周波数のバイアスVppの代表値が目標値になるように、第1のRF信号、選択された少なくとも1つのフェーズにおける第2のパルス化RF信号及び第3のパルス化RF信号のうち少なくとも1つの電力レベルを調整する。その結果、バイアスのRF電源が2種類ある場合でも、プロセスの安定性を高めることができる。
 また、第3実施形態によれば、代表値は、フェーズの全体期間に亘ってVpp検出器で検出された、第2のRF周波数の複数のバイアスVppの平均値である。その結果、バイアスVppの代表値の精度を高めることができる。
 また、第3実施形態によれば、代表値は、フェーズにおける遅延時間経過後の検出期間に亘ってVpp検出器で検出された、第2のRF周波数の複数のバイアスVppの平均値であり、これにより、過渡状態におけるバイアスVppの値を排除する。その結果、バイアスVppの代表値の精度を高めることができる。
 また、第3実施形態によれば、代表値は、フェーズの全体期間に亘ってVpp検出器で検出された、第2のRF周波数の複数のバイアスVppのうち設定されたVpp範囲内にある複数の選択されたバイアスVppの平均値であり、これにより、過渡状態におけるバイアスVppの値を排除する。その結果、バイアスVppの代表値の精度を高めることができる。
 また、第4実施形態によれば、プラズマ処理装置1は、チャンバ(プラズマ処理チャンバ10)と、チャンバ内に配置され、RF電極を含む基板支持部11と、RF電極に結合され、パルス化RF信号を生成するように構成されるRF電源(第2のRF生成部31b)であり、パルス化RF信号は、複数のパルスサイクルのそれぞれにおいて、第1の期間に第1の電力レベルを有し、第2の期間に第2の電力レベルを有し、第3の期間に第3の電力レベルを有する、RF電源と、RF電源とRF電極との間でバイアスVpp値を検出するように構成されるVpp検出器(計測部35)と、制御部2と、を有する。制御部2は、(a)第1の電力レベルと第2の電力レベルと第3の電力レベルとを設定する工程と、(b)第1の期間、第2の期間及び第3の期間から選択された少なくとも1つの期間におけるバイアスVppの目標値を設定する工程と、(c1)第1の期間において、Vpp検出器で検出されたバイアスVppの第1の代表値を取得する工程と、(c2)第2の期間において、Vpp検出器で検出されたバイアスVppの第2の代表値を取得する工程と、(c3)第3の期間において、Vpp検出器で検出されたバイアスVppの第3の代表値を取得する工程と、(d)工程(a)で設定した第1の電力レベル、第2の電力レベル及び第3の電力レベルと、工程(c1)~(c3)で取得した第1の代表値、第2の代表値及び第3の代表値とに基づいて、パルス化RF信号の電力レベルを調整する工程と、を行うように構成される。その結果、プロセスの安定性を高めることができる。
 また、第4実施形態によれば、第1の代表値、第2の代表値及び第3の代表値のうち少なくとも1つは、第1の期間、第2の期間及び第3の期間のうち対応する期間の全体期間に亘ってVpp検出器で検出された複数のバイアスVppの平均値である。その結果、バイアスVppの第1の代表値、第2の代表値及び第3の代表値のうち少なくとも1つ代表値の精度を高めることができる。
 また、第4実施形態によれば、第1の代表値、第2の代表値及び第3の代表値のうち少なくとも1つは、第1の期間、第2の期間及び第3の期間のうち対応する期間における遅延時間経過後の検出期間に亘ってVpp検出器で検出された複数のバイアスVppの平均値であり、これにより、過渡状態におけるバイアスVppの値を排除する。その結果、バイアスVppの第1の代表値、第2の代表値及び第3の代表値のうち少なくとも1つ代表値の精度を高めることができる。
 また、第4実施形態によれば、第1の代表値、第2の代表値及び第3の代表値のうち少なくとも1つは、第1の期間、第2の期間及び第3の期間のうち対応する期間の全体期間に亘ってVpp検出器で検出された複数のバイアスVppのうち設定されたVpp範囲内にある複数の選択されたバイアスVppの平均値であり、これにより、過渡状態におけるバイアスVppの値を排除する。その結果、バイアスVppの第1の代表値、第2の代表値及び第3の代表値のうち少なくとも1つ代表値の精度を高めることができる。
 また、第4実施形態によれば、第1の電力レベル、第2の電力レベル及び第3の電力レベルのいずれか1つは、ゼロ電力レベルである。その結果、電力レベルがゼロの期間を含むパルスサイクルであっても、プロセスの安定性を高めることができる。
 また、第4実施形態によれば、パルス化RF信号は、バイアスVppが一定になるように制御される。その結果、プロセスの安定性を高めることができる。
 また、第4実施形態の変形例1によれば、パルス化RF信号は、電力レベルの投入電力が一定になるように制御される。その結果、容易に電力レベルを制御することができる。
 また、第4実施形態の変形例2によれば、プラズマ処理装置1は、チャンバ(プラズマ処理チャンバ10)と、チャンバ内に配置され、RF電極を含む基板支持部11と、RF電極に結合され、パルス化RF信号を生成するように構成されるRF電源(第2のRF生成部31b)であり、パルス化RF信号は、複数のパルスサイクルのそれぞれにおいて、第1の期間に第1の電力レベルを有し、第2の期間に第2の電力レベルを有する、RF電源と、RF電源とRF電極との間でバイアスVpp値を検出するように構成されるVpp検出器(計測部35)と、制御部2と、を有する。制御部2は、(a)第1の電力レベルと第2の電力レベルとを設定する工程と、(c)第1の期間において、Vpp検出器で検出されたバイアスVppの第1の代表値を取得する工程であり、第1の代表値は、Vpp検出器によって複数のパルスサイクルのパルス周波数の10倍以上の周期で検出された複数のバイアスVppに基づいて決定される、工程と、(d)工程(a)で設定した第1の電力レベルと、工程(c)で取得した第1の代表値とに基づいて、パルス化RF信号の電力レベルを調整する工程と、を行うように構成される。その結果、プロセスの安定性を高めることができる。
 今回開示された各実施形態は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。上記の各実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形体で省略、置換、変更されてもよい。
 また、上記した各実施形態では、基板支持部11に接続された導電部33bに計測部35を設けた場合を例に説明した。しかし、これに限定されるものではない。計測部35は、プラズマ処理チャンバ10内におけるプラズマの状態を計測するため、プラズマ処理チャンバ10内に配置された電極又は電極に接続された配線に設けられていればよい。例えば、計測部35は、アンテナ14に接続された導電部33aに設けられてもよい。また、プラズマ処理チャンバ10内に、計測用の電極を配置し、当該電極又は電極に接続された配線に計測部35を設けてもよい。また、本実施形態では、導電部33bのインピーダンス整合回路34bよりも基板支持部11側に計測部35を設けている。これにより、計測部35は、プラズマ処理チャンバ10内におけるプラズマの状態を計測できる。
 また、上記した各実施形態では、プラズマ源として誘導結合プラズマを用いて基板Wに対してエッチング等の処理を行うプラズマ処理装置1を例に説明したが、開示の技術はこれに限られない。プラズマを用いて基板Wに対して処理を行う装置であれば、プラズマ源は誘導結合プラズマに限られず、例えば、容量結合プラズマ、マイクロ波プラズマ、マグネトロンプラズマ等、任意のプラズマ源を用いることができる。例えば、容量結合型のプラズマ(Capacitively-coupled plasma:CCP)装置は、上部電極及び下部電極を含む。下部電極は、基板支持部内に配置され、上部電極は、基板支持部の上方に配置される。そして、第1の整合器は、上部電極又は下部電極に結合され、第2の整合器は、下部電極に結合される。従って、第1の整合器は、誘導結合型のプラズマ処理装置1のアンテナ14、容量結合型プラズマ装置の上部電極、及び容量結合型プラズマ処理装置1の下部電極のうちいずれかに結合される。すなわち、第1の整合器は、プラズマ処理チャンバ10に結合される。従って、第1のRF電源は、第1の整合器を介して、誘導結合型のプラズマ処理装置1のアンテナ14、容量結合型プラズマ装置の上部電極、及び容量結合型プラズマ装置の下部電極のうちいずれかに結合される。すなわち、第1のRF電源は、第1の整合器を介してプラズマ処理チャンバ10に結合される。
 なお、図示した各装置の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。
 さらに、各装置で行われる各種処理機能は、CPU(又はMPU(Micro Processing Unit)、MCU(Micro Controller Unit)等のマイクロ・コンピュータ)上で、その全部又は任意の一部を実行するようにしてもよい。また、各種処理機能は、CPU(又はMPU、MCU等のマイクロ・コンピュータ)で解析実行されるプログラム上、又はワイヤードロジックによるハードウェア上で、その全部又は任意の一部を実行するようにしてもよいことは言うまでもない。
 ところで、上記の各実施形態で説明した各種の処理は、予め用意されたプログラムをコンピュータで実行することで実現できる。そこで、以下では、上記の各実施形態と同様の機能を有するプログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。図18は、調整プログラムを実行するコンピュータの一例を示す図である。
 図18に示すように、コンピュータ200は、各種演算処理を実行するCPU201と、データ入力を受け付ける入力装置202と、モニタ203とを有する。また、コンピュータ200は、各種装置と接続するためのインターフェース装置204と、他の情報処理装置等と有線又は無線により接続するための通信装置205とを有する。また、コンピュータ200は、各種情報を一時記憶するRAM206と、記憶装置207とを有する。また、各装置201~207は、バス208に接続される。
 記憶装置207には、図2に示した設定部131、決定部132、取得部133及び調整部134の各処理部と同様の機能を有する調整プログラムが記憶される。また、記憶装置207には、レシピデータ、設定したソースRF信号及びバイアスRF信号のうち少なくとも1つの電力レベル等の記憶部2a2に記憶されるデータと同様のデータが記憶される。入力装置202は、例えば、コンピュータ200のユーザである工程管理者から操作情報等の各種情報の入力を受け付ける。モニタ203は、例えば、コンピュータ200のユーザである工程管理者に対して表示画面等の各種画面を表示する。インターフェース装置204は、例えば印刷装置等が接続される。通信装置205は、例えば、図2に示した外部インターフェース2a3と同様の機能を有し、計測部35や同期信号生成部31c等の他の機能部と各種情報をやりとりする。
 CPU201は、記憶装置207に記憶された各プログラムを読み出して、RAM206に展開して実行することで、各種の処理を行う。また、これらのプログラムは、コンピュータ200を図2に示した設定部131、決定部132、取得部133及び調整部134として機能させることができる。
 なお、上記の調整プログラムは、必ずしも記憶装置207に記憶されている必要はない。例えば、コンピュータ200が読み取り可能な記憶媒体に記憶されたプログラムを、コンピュータ200が読み出して実行するようにしてもよい。コンピュータ200が読み取り可能な記憶媒体は、例えば、CD-ROMやDVD、USB(Universal Serial Bus)メモリ等の可搬型記録媒体、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、ハードディスクドライブ等が対応する。また、公衆回線、インターネット、LAN等に接続された装置にこのパラメータ選択プログラムを記憶させておき、コンピュータ200がこれらからパラメータ選択プログラムを読み出して実行するようにしてもよい。
 なお、本開示は以下のような構成も取ることができる。
(1)
 チャンバと、
 前記チャンバ内に配置され、RF電極を含む基板支持部と、
 前記チャンバに結合される第1の整合器と、
 前記第1の整合器に結合され、複数のパルスサイクルのそれぞれにおいて少なくとも2つの電力レベルを有する第1のパルス化RF信号を生成するように構成される第1のRF電源と、
 前記RF電極に結合される第2の整合器と、
 前記第2の整合器に結合され、前記複数のパルスサイクルのそれぞれにおいて少なくとも2つの電力レベルを有する第2のパルス化RF信号を生成するように構成される第2のRF電源と、
 前記第2の整合器と前記RF電極との間でバイアスVpp値を検出するように構成されるVpp検出器と、
 制御部と、を有し、
 前記制御部は、
 (a1)前記第1のパルス化RF信号の前記少なくとも2つの電力レベルを設定する工程と、
 (a2)前記第2のパルス化RF信号の前記少なくとも2つの電力レベルを設定する工程と、
 (b)前記複数のパルスサイクルのうち1つのパルスサイクル内の複数のフェーズを決定する工程であり、前記複数のフェーズのそれぞれにおける前記第1のパルス化RF信号及び前記第2のパルス化RF信号のうち少なくとも1つの状態は、隣接するフェーズとは異なる、工程と、
 (c)前記工程(b)で決定した前記複数のフェーズから選択された少なくとも1つのフェーズにおけるバイアスVppの目標値を設定する工程と、
 (d)前記複数のフェーズのそれぞれにおいて、前記Vpp検出器で検出されたバイアスVppの代表値を取得する工程と、
 (e)前記工程(a1)及び(a2)で設定した電力レベルと、前記工程(d)で取得した前記バイアスVppの前記代表値とに基づいて、前記バイアスVppの前記代表値が前記目標値になるように、前記選択された少なくとも1つのフェーズにおける前記第1のパルス化RF信号及び前記第2のパルス化RF信号のうち少なくとも1つの電力レベルを調整する工程と、
 を行うように構成される、
 プラズマ処理装置。
(2)
 前記代表値は、前記フェーズの全体期間に亘って前記Vpp検出器で検出された複数のバイアスVppの平均値である、
 前記(1)に記載のプラズマ処理装置。
(3)
 前記代表値は、前記フェーズにおける遅延時間経過後の検出期間に亘って前記Vpp検出器で検出された複数のバイアスVppの平均値であり、これにより、過渡状態におけるバイアスVppの値を排除する、
 前記(1)に記載のプラズマ処理装置。
(4)
 前記代表値は、前記フェーズの全体期間に亘って前記Vpp検出器で検出された複数のバイアスVppのうち設定されたVpp範囲内にある複数の選択されたバイアスVppの平均値であり、これにより、過渡状態におけるバイアスVppの値を排除する、
 前記(1)に記載のプラズマ処理装置。
(5)
 前記複数のバイアスVppは、一定間隔で連続して検出される、
 前記(2)~(4)のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。
(6)
 前記複数のバイアスVppは、前記複数のパルスサイクルのパルス周波数の10倍以上の周期で検出される、
 前記(2)~(5)のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。
(7)
 前記第1のRF電源と前記第2のRF電源とを同期させる同期信号を生成するように構成される同期信号生成部をさらに有し、
 前記制御部は、前記同期信号に基づいて、前記フェーズにおける前記遅延時間及び前記検出期間を決定する工程を含む、
 前記(3)に記載のプラズマ処理装置。
(8)
 チャンバと、
 前記チャンバ内に配置され、RF電極を含む基板支持部と、
 前記チャンバに結合される第1の整合器と、
 前記第1の整合器に結合され、複数のパルスサイクルのそれぞれにおいて少なくとも2つの電力レベルを有する第1のパルス化RF信号を生成するように構成される第1のRF電源であり、前記第1のパルス化RF信号は、第1のRF周波数を有する、第1のRF電源と、
 前記RF電極に結合される第2の整合器と、
 前記第2の整合器に結合され、前記複数のパルスサイクルのそれぞれにおいて少なくとも2つの電力レベルを有する第2のパルス化RF信号を生成するように構成される第2のRF電源であり、前記第2のパルス化RF信号は、第2のRF周波数を有する、第2のRF電源と、
 前記第2の整合器に結合され、前記複数のパルスサイクルのそれぞれにおいて少なくとも2つの電力レベルを有する第3のパルス化RF信号を生成するように構成される第3のRF電源であり、前記第3のパルス化RF信号は、第3のRF周波数を有する、第3のRF電源と、
 前記第2の整合器と前記RF電極との間でバイアスVpp値を検出するように構成されるVpp検出器と、
 制御部と、を有し、
 前記制御部は、
 (a1)前記第1のパルス化RF信号の前記少なくとも2つの電力レベルを設定する工程と、
 (a2)前記第2のパルス化RF信号の前記少なくとも2つの電力レベルを設定する工程と、
 (a3)前記第3のパルス化RF信号の前記少なくとも2つの電力レベルを設定する工程と、
 (b)前記複数のパルスサイクルのうち1つのパルスサイクル内の複数のフェーズを決定する工程であり、前記複数のフェーズのそれぞれにおける前記第1のパルス化RF信号、前記第2のパルス化RF信号及び前記第3のパルス化RF信号のうち少なくとも1つの状態は、隣接するフェーズとは異なる、工程と、
 (c)前記工程(b)で決定した前記複数のフェーズから選択された少なくとも1つのフェーズにおける、前記第2のRF周波数及び前記第3のRF周波数のうち少なくとも1つのバイアスVppの目標値を設定する工程と、
 (d)前記複数のフェーズのそれぞれにおいて、前記Vpp検出器で検出された、前記第2のRF周波数及び前記第3のRF周波数のうち少なくとも1つのバイアスVppの代表値を取得する工程と、
 (e)前記工程(a1)~(a3)で設定した電力レベルと、前記工程(d)で取得した前記第2のRF周波数及び前記第3のRF周波数のうち少なくとも1つの前記バイアスVppの前記代表値とに基づいて、前記第2のRF周波数及び前記第3のRF周波数のうち一方の前記バイアスVppの前記代表値が前記目標値になるように、前記選択された少なくとも1つのフェーズにおける前記第1のパルス化RF信号、前記第2のパルス化RF信号及び前記第3のパルス化RF信号のうち少なくとも1つの電力レベルを調整する工程と、
 を行うように構成される、
 プラズマ処理装置。
(9)
 前記代表値は、前記フェーズの全体期間に亘って前記Vpp検出器で検出された、前記第2のRF周波数及び前記第3のRF周波数のうち一方の複数のバイアスVppの平均値である、
 前記(8)に記載のプラズマ処理装置。
(10)
 前記代表値は、前記フェーズにおける遅延時間経過後の検出期間に亘って前記Vpp検出器で検出された、前記第2のRF周波数及び前記第3のRF周波数のうち一方の複数のバイアスVppの平均値であり、これにより、過渡状態におけるバイアスVppの値を排除する、
 前記(8)に記載のプラズマ処理装置。
(11)
 前記代表値は、前記フェーズの全体期間に亘って前記Vpp検出器で検出された、前記第2のRF周波数及び前記第3のRF周波数のうち一方の複数のバイアスVppのうち設定されたVpp範囲内にある複数の選択されたバイアスVppの平均値であり、これにより、過渡状態におけるバイアスVppの値を排除する、
 前記(8)に記載のプラズマ処理装置。
(12)
 前記複数のバイアスVppは、前記複数のパルスサイクルのパルス周波数の10倍以上の周期で検出される、
 前記(9)~(11)のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。
(13)
 前記第1のRF電源と前記第2のRF電源と前記第3のRF電源とを同期させる同期信号を生成するように構成される同期信号生成部をさらに有し、
 前記制御部は、前記同期信号に基づいて、前記フェーズにおける前記遅延時間及び前記検出期間を決定する工程を含む、
 前記(10)に記載のプラズマ処理装置。
(14)
 前記第2のパルス化RF信号は、電力レベルの投入電力が一定になるように制御され、
 前記第3のパルス化RF信号は、バイアスVppが一定になるように制御される、
 前記(8)~(13)のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。
(15)
 チャンバと、
 前記チャンバ内に配置され、RF電極を含む基板支持部と、
 前記チャンバに結合される第1の整合器と、
 前記第1の整合器に結合され、第1のRF信号を生成するように構成される第1のRF電源であり、前記第1のRF信号は、第1のRF周波数を有する、第1のRF電源と、
 前記RF電極に結合される第2の整合器と、
 前記第2の整合器に結合され、複数のパルスサイクルのそれぞれにおいて少なくとも2つの電力レベルを有する第2のパルス化RF信号を生成するように構成される第2のRF電源であり、前記第2のパルス化RF信号は、第2のRF周波数を有する、第2のRF電源と、
 前記第2の整合器と前記RF電極との間でバイアスVpp値を検出するように構成されるVpp検出器と、
 制御部と、を有し、
 前記制御部は、
 (a1)前記第1のRF信号の電力レベルを設定する工程と、
 (a2)前記第2のパルス化RF信号の前記少なくとも2つの電力レベルを設定する工程と、
 (b)前記複数のパルスサイクルのうち1つのパルスサイクル内の複数のフェーズを決定する工程であり、前記複数のフェーズのそれぞれにおける前記第2のパルス化RF信号の状態は、隣接するフェーズとは異なる、工程と、
 (c)前記工程(b)で決定した前記複数のフェーズから選択された少なくとも1つのフェーズにおける、前記第2のRF周波数のバイアスVppの目標値を設定する工程と、
 (d)前記複数のフェーズのそれぞれにおいて、前記Vpp検出器で検出された、前記第2のRF周波数のバイアスVppの代表値を取得する工程と、
 (e)前記工程(a1)及び(a2)で設定した電力レベルと、前記工程(d)で取得した前記第2のRF周波数の前記バイアスVppの前記代表値とに基づいて、前記第2のRF周波数の前記バイアスVppの前記代表値が前記目標値になるように、前記第1のRF信号及び前記選択された少なくとも1つのフェーズにおける前記第2のパルス化RF信号のうち少なくとも1つの電力レベルを調整する工程と、
 を行うように構成される、
 プラズマ処理装置。
(16)
 前記RF電極に結合され、前記複数のパルスサイクルのそれぞれにおいて少なくとも2つの電力レベルを有する第3のパルス化RF信号を生成するように構成される第3のRF電源をさらに有し、
 前記制御部は、(a3)前記第3のパルス化RF信号の前記少なくとも2つの電力レベルを設定する工程を行うように構成され、
 前記制御部は、前記工程(e)において、前記工程(a1)~(a3)で設定した電力レベルと、前記工程(d)で取得した前記第2のRF周波数の前記バイアスVppの前記代表値とに基づいて、前記第2のRF周波数の前記バイアスVppの前記代表値が前記目標値になるように、前記第1のRF信号、前記選択された少なくとも1つのフェーズにおける前記第2のパルス化RF信号及び前記第3のパルス化RF信号のうち少なくとも1つの電力レベルを調整する、
 前記(15)に記載のプラズマ処理装置。
(17)
 前記代表値は、前記フェーズの全体期間に亘って前記Vpp検出器で検出された、前記第2のRF周波数の複数のバイアスVppの平均値である、
 前記(15)又は(16)に記載のプラズマ処理装置。
(18)
 前記代表値は、前記フェーズにおける遅延時間経過後の検出期間に亘って前記Vpp検出器で検出された、前記第2のRF周波数の複数のバイアスVppの平均値であり、これにより、過渡状態におけるバイアスVppの値を排除する、
 前記(15)又は(16)に記載のプラズマ処理装置。
(19)
 前記代表値は、前記フェーズの全体期間に亘って前記Vpp検出器で検出された、前記第2のRF周波数の複数のバイアスVppのうち設定されたVpp範囲内にある複数の選択されたバイアスVppの平均値であり、これにより、過渡状態におけるバイアスVppの値を排除する、
 前記(15)又は(16)に記載のプラズマ処理装置。
(20)
 チャンバと、
 前記チャンバ内に配置され、RF電極を含む基板支持部と、
 前記RF電極に結合される整合器と、
 前記整合器に結合され、パルス化RF信号を生成するように構成されるRF電源であり、前記パルス化RF信号は、複数のパルスサイクルのそれぞれにおいて、第1の期間に第1の電力レベルを有し、第2の期間に第2の電力レベルを有し、第3の期間に第3のレベルを有する、RF電源と、
 前記整合器と前記RF電極との間でバイアスVpp値を検出するように構成されるVpp検出器と、
 制御部と、を有し、
 前記制御部は、
 (a)前記第1の電力レベルと前記第2の電力レベルと前記第3の電力レベルとを設定する工程と、
 (b)前記第1の期間、前記第2の期間及び前記第3の期間から選択された少なくとも1つの期間におけるバイアスVppの目標値を設定する工程と、
 (c1)前記第1の期間において、前記Vpp検出器で検出されたバイアスVppの第1の代表値を取得する工程と、
 (c2)前記第2の期間において、前記Vpp検出器で検出されたバイアスVppの第2の代表値を取得する工程と、
 (c3)前記第3の期間において、前記Vpp検出器で検出されたバイアスVppの第3の代表値を取得する工程と、
 (d)前記工程(a)で設定した前記第1の電力レベル、前記第2の電力レベル及び前記第3の電力レベルと、前記工程(c1)~(c3)で取得した前記第1の代表値、前記第2の代表値及び前記第3の代表値とに基づいて、前記パルス化RF信号の電力レベルを調整する工程と、
 を行うように構成される、
 プラズマ処理装置。
(21)
 前記第1の代表値、前記第2の代表値及び前記第3の代表値のうち少なくとも1つは、前記第1の期間、前記第2の期間及び前記第3の期間のうち対応する期間の全体期間に亘って前記Vpp検出器で検出された複数のバイアスVppの平均値である、
 前記(20)に記載のプラズマ処理装置。
(22)
 前記第1の代表値、前記第2の代表値及び前記第3の代表値のうち少なくとも1つは、前記第1の期間、前記第2の期間及び前記第3の期間のうち対応する期間における遅延時間経過後の検出期間に亘って前記Vpp検出器で検出された複数のバイアスVppの平均値であり、これにより、過渡状態におけるバイアスVppの値を排除する、
 前記(20)又は(21)に記載のプラズマ処理装置。
(23)
 前記第1の代表値、前記第2の代表値及び前記第3の代表値のうち少なくとも1つは、前記第1の期間、前記第2の期間及び前記第3の期間のうち対応する期間の全体期間に亘って前記Vpp検出器で検出された複数のバイアスVppのうち設定されたVpp範囲内にある複数の選択されたバイアスVppの平均値であり、これにより、過渡状態におけるバイアスVppの値を排除する、
 前記(20)~(22)のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。
(24)
 前記複数のバイアスVppは、前記複数のパルスサイクルのパルス周波数の10倍以上の周期で検出される、
 前記(21)~(23)のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。
(25)
 前記第1の電力レベル、前記第2の電力レベル及び前記第3の電力レベルのいずれか1つは、ゼロ電力レベルである、
 前記(20)~(24)のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。
(26)
 前記パルス化RF信号は、バイアスVppが一定になるように制御される、
 前記(20)~(25)のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。
(27)
 前記パルス化RF信号は、電力レベルの投入電力が一定になるように制御される、
 前記(20)~(26)のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。
(28)
 チャンバと、
 前記チャンバ内に配置され、RF電極を含む基板支持部と、
 前記RF電極に結合される整合器と、
 前記整合器に結合され、パルス化RF信号を生成するように構成されるRF電源であり、前記パルス化RF信号は、複数のパルスサイクルのそれぞれにおいて、第1の期間に第1の電力レベルを有し、第2の期間に第2の電力レベルを有する、RF電源と、
 前記整合器と前記RF電極との間でバイアスVpp値を検出するように構成されるVpp検出器と、
 制御部と、を有し、
 前記制御部は、
 (a)前記第1の電力レベルと前記第2の電力レベルとを設定する工程と、
 (b)前記第1の期間及び前記第2の期間から選択された少なくとも1つの期間におけるバイアスVppの目標値を設定する工程と、
 (c)前記第1の期間において、前記Vpp検出器で検出されたバイアスVppの第1の代表値を取得する工程であり、前記第1の代表値は、前記Vpp検出器によって前記複数のパルスサイクルのパルス周波数の10倍以上の周期で検出された複数のバイアスVppに基づいて決定される、工程と、
 (d)前記工程(a)で設定した前記第1の電力レベルと、前記工程(c)で取得した前記第1の代表値とに基づいて、前記パルス化RF信号の電力レベルを調整する工程と、
 を行うように構成される、
 プラズマ処理装置。
(29)
 前記第1の代表値は、前記第1の期間の全体に亘って前記Vpp検出器で検出された前記複数のバイアスVppの平均値である、
 前記(28)に記載のプラズマ処理装置。
(30)
 前記第1の代表値は、前記第1の期間における遅延時間経過後の検出期間に亘って前記Vpp検出器で検出された前記複数のバイアスVppの平均値であり、これにより、過渡状態におけるバイアスVppの値を排除する、
 前記(28)に記載のプラズマ処理装置。
(31)
 前記第1の代表値は、前記第1の期間の全体に亘って前記Vpp検出器で検出された前記複数のバイアスVppのうち設定されたVpp範囲内にある複数の選択されたバイアスVppの平均値であり、これにより、過渡状態におけるバイアスVppの値を排除する、
 前記(28)に記載のプラズマ処理装置。
(32)
 前記第2の電力レベルは、ゼロ電力レベルである、
 前記(28)~(31)のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。
 1,1a プラズマ処理装置
 2 制御部
 10 プラズマ処理チャンバ
 11 基板支持部
 14 アンテナ
 31a 第1のRF生成部
 31b 第2のRF生成部
 31c 同期信号生成部
 31e 第3のRF生成部
 34a,34b インピーダンス整合回路
 35 計測部
 130 プラズマ制御部
 131 設定部
 132 決定部
 133 取得部
 134 調整部
 W 基板

Claims (32)

  1.  チャンバと、
     前記チャンバ内に配置され、RF電極を含む基板支持部と、
     前記チャンバに結合され、複数のパルスサイクルのそれぞれにおいて少なくとも2つの電力レベルを有する第1のパルス化RF信号を生成するように構成される第1のRF電源と、
     前記RF電極に結合され、前記複数のパルスサイクルのそれぞれにおいて少なくとも2つの電力レベルを有する第2のパルス化RF信号を生成するように構成される第2のRF電源と、
     前記第2のRF電源と前記RF電極との間でバイアスVpp値を検出するように構成されるVpp検出器と、
     制御部と、を有し、
     前記制御部は、
     (a1)前記第1のパルス化RF信号の前記少なくとも2つの電力レベルを設定する工程と、
     (a2)前記第2のパルス化RF信号の前記少なくとも2つの電力レベルを設定する工程と、
     (b)前記複数のパルスサイクルのうち1つのパルスサイクル内の複数のフェーズを決定する工程であり、前記複数のフェーズのそれぞれにおける前記第1のパルス化RF信号及び前記第2のパルス化RF信号のうち少なくとも1つの状態は、隣接するフェーズとは異なる、工程と、
     (c)前記工程(b)で決定した前記複数のフェーズから選択された少なくとも1つのフェーズにおけるバイアスVppの目標値を設定する工程と、
     (d)前記複数のフェーズのそれぞれにおいて、前記Vpp検出器で検出されたバイアスVppの代表値を取得する工程と、
     (e)前記工程(a1)及び(a2)で設定した電力レベルと、前記工程(d)で取得した前記バイアスVppの前記代表値とに基づいて、前記バイアスVppの前記代表値が前記目標値になるように、前記選択された少なくとも1つのフェーズにおける前記第1のパルス化RF信号及び前記第2のパルス化RF信号のうち少なくとも1つの電力レベルを調整する工程と、
     を行うように構成される、
     プラズマ処理装置。
  2.  前記代表値は、前記フェーズの全体期間に亘って前記Vpp検出器で検出された複数のバイアスVppの平均値である、
     請求項1に記載のプラズマ処理装置。
  3.  前記代表値は、前記フェーズにおける遅延時間経過後の検出期間に亘って前記Vpp検出器で検出された複数のバイアスVppの平均値であり、これにより、過渡状態におけるバイアスVppの値を排除する、
     請求項1に記載のプラズマ処理装置。
  4.  前記代表値は、前記フェーズの全体期間に亘って前記Vpp検出器で検出された複数のバイアスVppのうち、設定されたVpp範囲内にある複数の選択されたバイアスVppの平均値であり、これにより、過渡状態におけるバイアスVppの値を排除する、
     請求項1に記載のプラズマ処理装置。
  5.  前記複数のバイアスVppは、一定間隔で連続して検出される、
     請求項2~4のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。
  6.  前記複数のバイアスVppは、前記複数のパルスサイクルのパルス周波数の10倍以上の周期で検出される、
     請求項2に記載のプラズマ処理装置。
  7.  前記第1のRF電源と前記第2のRF電源とを同期させる同期信号を生成するように構成される同期信号生成部をさらに有し、
     前記制御部は、前記同期信号に基づいて、前記フェーズにおける前記遅延時間及び前記検出期間を決定する工程を含む、
     請求項3に記載のプラズマ処理装置。
  8.  チャンバと、
     前記チャンバ内に配置され、RF電極を含む基板支持部と、
     前記チャンバに結合され、複数のパルスサイクルのそれぞれにおいて少なくとも2つの電力レベルを有する第1のパルス化RF信号を生成するように構成される第1のRF電源であり、前記第1のパルス化RF信号は、第1のRF周波数を有する、第1のRF電源と、
     前記RF電極に結合され、前記複数のパルスサイクルのそれぞれにおいて少なくとも2つの電力レベルを有する第2のパルス化RF信号を生成するように構成される第2のRF電源であり、前記第2のパルス化RF信号は、第2のRF周波数を有する、第2のRF電源と、
     前記RF電極に結合され、前記複数のパルスサイクルのそれぞれにおいて少なくとも2つの電力レベルを有する第3のパルス化RF信号を生成するように構成される第3のRF電源であり、前記第3のパルス化RF信号は、第3のRF周波数を有する、第3のRF電源と、
     前記第2のRF電源及び前記第3のRF電源と前記RF電極との間でバイアスVpp値を検出するように構成されるVpp検出器と、
     制御部と、を有し、
     前記制御部は、
     (a1)前記第1のパルス化RF信号の前記少なくとも2つの電力レベルを設定する工程と、
     (a2)前記第2のパルス化RF信号の前記少なくとも2つの電力レベルを設定する工程と、
     (a3)前記第3のパルス化RF信号の前記少なくとも2つの電力レベルを設定する工程と、
     (b)前記複数のパルスサイクルのうち1つのパルスサイクル内の複数のフェーズを決定する工程であり、前記複数のフェーズのそれぞれにおける前記第1のパルス化RF信号、前記第2のパルス化RF信号及び前記第3のパルス化RF信号のうち少なくとも1つの状態は、隣接するフェーズとは異なる、工程と、
     (c)前記工程(b)で決定した前記複数のフェーズから選択された少なくとも1つのフェーズにおける、前記第2のRF周波数及び前記第3のRF周波数のうち少なくとも1つのバイアスVppの目標値を設定する工程と、
     (d)前記複数のフェーズのそれぞれにおいて、前記Vpp検出器で検出された、前記第2のRF周波数及び前記第3のRF周波数のうち少なくとも1つのバイアスVppの代表値を取得する工程と、
     (e)前記工程(a1)~(a3)で設定した電力レベルと、前記工程(d)で取得した前記第2のRF周波数及び前記第3のRF周波数のうち少なくとも1つの前記バイアスVppの前記代表値とに基づいて、前記第2のRF周波数及び前記第3のRF周波数のうち一方の前記バイアスVppの前記代表値が前記目標値になるように、前記選択された少なくとも1つのフェーズにおける前記第1のパルス化RF信号、前記第2のパルス化RF信号及び前記第3のパルス化RF信号のうち少なくとも1つの電力レベルを調整する工程と、
     を行うように構成される、
     プラズマ処理装置。
  9.  前記代表値は、前記フェーズの全体期間に亘って前記Vpp検出器で検出された、前記第2のRF周波数及び前記第3のRF周波数のうち一方の複数のバイアスVppの平均値である、
     請求項8に記載のプラズマ処理装置。
  10.  前記代表値は、前記フェーズにおける遅延時間経過後の検出期間に亘って前記Vpp検出器で検出された、前記第2のRF周波数及び前記第3のRF周波数のうち一方の複数のバイアスVppの平均値であり、これにより、過渡状態におけるバイアスVppの値を排除する、
     請求項8に記載のプラズマ処理装置。
  11.  前記代表値は、前記フェーズの全体期間に亘って前記Vpp検出器で検出された、前記第2のRF周波数及び前記第3のRF周波数のうち一方の複数のバイアスVppのうち設定されたVpp範囲内にある複数の選択されたバイアスVppの平均値であり、これにより、過渡状態におけるバイアスVppの値を排除する、
     請求項8に記載のプラズマ処理装置。
  12.  前記複数のバイアスVppは、前記複数のパルスサイクルのパルス周波数の10倍以上の周期で検出される、
     請求項9~11のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。
  13.  前記第1のRF電源と前記第2のRF電源と前記第3のRF電源とを同期させる同期信号を生成するように構成される同期信号生成部をさらに有し、
     前記制御部は、前記同期信号に基づいて、前記フェーズにおける前記遅延時間及び前記検出期間を決定する工程を含む、
     請求項10に記載のプラズマ処理装置。
  14.  前記第2のパルス化RF信号は、電力レベルの投入電力が一定になるように制御され、
     前記第3のパルス化RF信号は、バイアスVppが一定になるように制御される、
     請求項8に記載のプラズマ処理装置。
  15.  チャンバと、
     前記チャンバ内に配置され、RF電極を含む基板支持部と、
     前記チャンバに結合され、第1のRF信号を生成するように構成される第1のRF電源であり、前記第1のRF信号は、第1のRF周波数を有する、第1のRF電源と、
     前記RF電極に結合され、複数のパルスサイクルのそれぞれにおいて少なくとも2つの電力レベルを有する第2のパルス化RF信号を生成するように構成される第2のRF電源であり、前記第2のパルス化RF信号は、第2のRF周波数を有する、第2のRF電源と、
     前記第2のRF電源と前記RF電極との間でバイアスVpp値を検出するように構成されるVpp検出器と、
     制御部と、を有し、
     前記制御部は、
     (a1)前記第1のRF信号の電力レベルを設定する工程と、
     (a2)前記第2のパルス化RF信号の前記少なくとも2つの電力レベルを設定する工程と、
     (b)前記複数のパルスサイクルのうち1つのパルスサイクル内の複数のフェーズを決定する工程であり、前記複数のフェーズのそれぞれにおける前記第2のパルス化RF信号の状態は、隣接するフェーズとは異なる、工程と、
     (c)前記工程(b)で決定した前記複数のフェーズから選択された少なくとも1つのフェーズにおける、前記第2のRF周波数のバイアスVppの目標値を設定する工程と、
     (d)前記複数のフェーズのそれぞれにおいて、前記Vpp検出器で検出された、前記第2のRF周波数のバイアスVppの代表値を取得する工程と、
     (e)前記工程(a1)及び(a2)で設定した電力レベルと、前記工程(d)で取得した前記第2のRF周波数の前記バイアスVppの前記代表値とに基づいて、前記第2のRF周波数の前記バイアスVppの前記代表値が前記目標値になるように、前記第1のRF信号及び前記選択された少なくとも1つのフェーズにおける前記第2のパルス化RF信号のうち少なくとも1つの電力レベルを調整する工程と、
     を行うように構成される、
     プラズマ処理装置。
  16.  前記RF電極に結合され、前記複数のパルスサイクルのそれぞれにおいて少なくとも2つの電力レベルを有する第3のパルス化RF信号を生成するように構成される第3のRF電源をさらに有し、
     前記制御部は、(a3)前記第3のパルス化RF信号の前記少なくとも2つの電力レベルを設定する工程を行うように構成され、
     前記制御部は、前記工程(e)において、前記工程(a1)~(a3)で設定した電力レベルと、前記工程(d)で取得した前記第2のRF周波数の前記バイアスVppの前記代表値とに基づいて、前記第2のRF周波数の前記バイアスVppの前記代表値が前記目標値になるように、前記第1のRF信号、前記選択された少なくとも1つのフェーズにおける前記第2のパルス化RF信号及び前記第3のパルス化RF信号のうち少なくとも1つの電力レベルを調整する、
     請求項15に記載のプラズマ処理装置。
  17.  前記代表値は、前記フェーズの全体期間に亘って前記Vpp検出器で検出された、前記第2のRF周波数の複数のバイアスVppの平均値である、
     請求項15又は16に記載のプラズマ処理装置。
  18.  前記代表値は、前記フェーズにおける遅延時間経過後の検出期間に亘って前記Vpp検出器で検出された、前記第2のRF周波数の複数のバイアスVppの平均値であり、これにより、過渡状態におけるバイアスVppの値を排除する、
     請求項15又は16に記載のプラズマ処理装置。
  19.  前記代表値は、前記フェーズの全体期間に亘って前記Vpp検出器で検出された、前記第2のRF周波数の複数のバイアスVppのうち設定されたVpp範囲内にある複数の選択されたバイアスVppの平均値であり、これにより、過渡状態におけるバイアスVppの値を排除する、
     請求項15又は16に記載のプラズマ処理装置。
  20.  チャンバと、
     前記チャンバ内に配置され、RF電極を含む基板支持部と、
     前記RF電極に結合され、パルス化RF信号を生成するように構成されるRF電源であり、前記パルス化RF信号は、複数のパルスサイクルのそれぞれにおいて、第1の期間に第1の電力レベルを有し、第2の期間に第2の電力レベルを有し、第3の期間に第3の電力レベルを有する、RF電源と、
     前記RF電源と、前記RF電極との間でバイアスVpp値を検出するように構成されるVpp検出器と、
     制御部と、を有し、
     前記制御部は、
     (a)前記第1の電力レベルと前記第2の電力レベルと前記第3の電力レベルとを設定する工程と、
     (b)前記第1の期間、前記第2の期間及び前記第3の期間から選択された少なくとも1つの期間におけるバイアスVppの目標値を設定する工程と、
     (c1)前記第1の期間において、前記Vpp検出器で検出されたバイアスVppの第1の代表値を取得する工程と、
     (c2)前記第2の期間において、前記Vpp検出器で検出されたバイアスVppの第2の代表値を取得する工程と、
     (c3)前記第3の期間において、前記Vpp検出器で検出されたバイアスVppの第3の代表値を取得する工程と、
     (d)前記工程(a)で設定した前記第1の電力レベル、前記第2の電力レベル及び前記第3の電力レベルと、前記工程(c1)~(c3)で取得した前記第1の代表値、前記第2の代表値及び前記第3の代表値とに基づいて、前記パルス化RF信号の電力レベルを調整する工程と、
     を行うように構成される、
     プラズマ処理装置。
  21.  前記第1の代表値、前記第2の代表値及び前記第3の代表値のうち少なくとも1つは、前記第1の期間、前記第2の期間及び前記第3の期間のうち対応する期間の全体期間に亘って前記Vpp検出器で検出された複数のバイアスVppの平均値である、
     請求項20に記載のプラズマ処理装置。
  22.  前記第1の代表値、前記第2の代表値及び前記第3の代表値のうち少なくとも1つは、前記第1の期間、前記第2の期間及び前記第3の期間のうち対応する期間における遅延時間経過後の検出期間に亘って前記Vpp検出器で検出された複数のバイアスVppの平均値であり、これにより、過渡状態におけるバイアスVppの値を排除する、
     請求項20に記載のプラズマ処理装置。
  23.  前記第1の代表値、前記第2の代表値及び前記第3の代表値のうち少なくとも1つは、前記第1の期間、前記第2の期間及び前記第3の期間のうち対応する期間の全体期間に亘って前記Vpp検出器で検出された複数のバイアスVppのうち設定されたVpp範囲内にある複数の選択されたバイアスVppの平均値であり、これにより、過渡状態におけるバイアスVppの値を排除する、
     請求項20に記載のプラズマ処理装置。
  24.  前記複数のバイアスVppは、前記複数のパルスサイクルのパルス周波数の10倍以上の周期で検出される、
     請求項21~23のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。
  25.  前記第1の電力レベル、前記第2の電力レベル及び前記第3の電力レベルのいずれか1つは、ゼロ電力レベルである、
     請求項24に記載のプラズマ処理装置。
  26.  前記パルス化RF信号は、バイアスVppが一定になるように制御される、
     請求項20に記載のプラズマ処理装置。
  27.  前記パルス化RF信号は、電力レベルの投入電力が一定になるように制御される、
     請求項20に記載のプラズマ処理装置。
  28.  チャンバと、
     前記チャンバ内に配置され、RF電極を含む基板支持部と、
     前記RF電極に結合され、パルス化RF信号を生成するように構成されるRF電源であり、前記パルス化RF信号は、複数のパルスサイクルのそれぞれにおいて、第1の期間に第1の電力レベルを有し、第2の期間に第2の電力レベルを有する、RF電源と、
     前記RF電源と前記RF電極との間でバイアスVpp値を検出するように構成されるVpp検出器と、
     制御部と、を有し、
     前記制御部は、
     (a)前記第1の電力レベルと前記第2の電力レベルとを設定する工程と、
     (c)前記第1の期間において、前記Vpp検出器で検出されたバイアスVppの第1の代表値を取得する工程であり、前記第1の代表値は、前記Vpp検出器によって前記複数のパルスサイクルのパルス周波数の10倍以上の周期で検出された複数のバイアスVppに基づいて決定される、工程と、
     (d)前記工程(a)で設定した前記第1の電力レベルと、前記工程(c)で取得した前記第1の代表値とに基づいて、前記パルス化RF信号の電力レベルを調整する工程と、
     を行うように構成される、
     プラズマ処理装置。
  29.  前記第1の代表値は、前記第1の期間の全体に亘って前記Vpp検出器で検出された前記複数のバイアスVppの平均値である、
     請求項28に記載のプラズマ処理装置。
  30.  前記第1の代表値は、前記第1の期間における遅延時間経過後の検出期間に亘って前記Vpp検出器で検出された前記複数のバイアスVppの平均値であり、これにより、過渡状態におけるバイアスVppの値を排除する、
     請求項28に記載のプラズマ処理装置。
  31.  前記第1の代表値は、前記第1の期間の全体に亘って前記Vpp検出器で検出された前記複数のバイアスVppのうち設定されたVpp範囲内にある複数の選択されたバイアスVppの平均値であり、これにより、過渡状態におけるバイアスVppの値を排除する、
     請求項28に記載のプラズマ処理装置。
  32.  前記第2の電力レベルは、ゼロ電力レベルである、
     請求項28~31のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。
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