等离子体处理装置及等离子体处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及等离子体处理装置及等离子体处理方法，能保证等离子体的稳定性且能高速地进行匹配。等离子体处理装置具备：腔室内的基板支承台内部的第一电极、与第一电极连接的匹配器和高频电源、及控制部，匹配器具有：下位电路，将多个下位串联电路并联连接而成；和上位电路，将多个上位串联电路并联连接而成，控制部控制匹配器，以将下位串联电路或上位串联电路的开关元件设定为接通或断开状态而设定下位电路或上位电路中的一方电路；控制匹配器进行待机，直到根据设定而变化的从匹配器观察到腔室侧的阻抗的变化量稳定为止；将下位串联电路或上位串联电路的开关元件设定为接通或断开状态而设定下位电路或上位电路中的另一方电路。电路。电路。

【技术实现步骤摘要】
等离子体处理装置及等离子体处理方法


[0001]本公开涉及一种等离子体处理装置及等离子体处理方法。

技术介绍

[0002]在等离子体处理装置中，通过从高频电源向设于腔室内的电极供给高频电力，从而在腔室内产生等离子体，对作为处理对象的基板等进行等离子体处理。在高频电源与电极之间设有匹配器。匹配器使负载侧的阻抗与高频电源的输出阻抗匹配。作为这样的匹配器，例如，已知：通过电动机来调整可变电容器的机械控制式的匹配器；将由电容器和开关元件构成的多个串联电路并联连接，电子控制开关元件的电子控制式的匹配器。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2012－142285号公报
[0006]专利文献2：日本特开2019－186098号公报

技术实现思路

[0007]专利技术所要解决的问题
[0008]本公开提供一种能保证等离子体的稳定性、并且能高速地进行匹配的等离子体处理装置及等离子体处理方法。
[0009]用于解决问题的方案
[0010]基于本公开的一个方案的等离子体处理装置具备：腔室；基板支承台，设于腔室内，支承基板；第一电极，设于基板支承台的内部；匹配器，与第一电极连接；高频电源，与匹配器连接；以及控制部，匹配器具有：下位电路，将由电容器和开关元件构成的多个下位串联电路并联连接而构成；以及上位电路，将由电容器和开关元件构成的多个上位串联电路并联连接而构成，控制部被配置为控制匹配器，以将下位串联电路或上位串联电路的开关元件设定为接通状态或断开状态，从而设定下位电路或上位电路中的一方电路，控制部被配置为控制匹配器进行待机，直到根据下位电路或上位电路的设定而变化的从匹配器观察到腔室侧的阻抗的变化量稳定为止，控制部被配置为控制匹配器，以将下位串联电路或上位串联电路的开关元件设定为接通状态或断开状态，从而设定下位电路或上位电路中与一方电路不同的另一方电路。
[0011]专利技术效果
[0012]根据本公开，能保证等离子体的稳定性，并且能高速地进行匹配。
附图说明
[0013]图1是表示本公开的一个实施方式中的等离子体处理装置的一个例子的图。
[0014]图2是表示本实施方式中的高频电源和匹配器的一个例子的图。
[0015]图3是表示本实施方式中的匹配器的匹配电路的一个例子的图。
[0016]图4是表示匹配电路中的电路块的一个例子的图。
[0017]图5是表示一次进行电容器的切换的情况下的监控周期的一个例子的图。
[0018]图6是表示一次进行电容器的切换的情况下的静电电容的变化的一个例子的图。
[0019]图7是表示分两次进行电容器的切换的情况下的监控周期的一个例子的图。
[0020]图8是表示分两次进行电容器的切换的情况下的静电电容的变化的一个例子的图。
[0021]图9是表示本实施方式的实验例和比较例中的实验结果的一个例子的图。
[0022]图10是表示Γ的等离子体负载与LCR负载的比较的一个例子的图。
[0023]图11是表示变形例中的匹配器的匹配电路的一个例子的图。
具体实施方式
[0024]以下，基于附图对公开的等离子体处理装置及等离子体处理方法的实施方式进行详细说明。需要说明的是，公开技术并不受以下的实施方式限定。
[0025]电子控制式的匹配器虽然能使阻抗高速地变化，但在特定的条件下无法取得匹配，有时由于开关元件反复接通和断开，会产生电容值始终变化的被称为振荡(hunting)的现象。认为这是因为：在电子控制式的匹配器中，静电电容的变化是不连续的，不一定是直线性变化，以特定的组合短时间跳到与原来不同的阻抗，从那里进一步试图取得匹配。此外，电子控制式的匹配器为了比等离子体的变化更快地进行动作，试图在等离子体的变化稳定之前取得匹配，这成为等离子体不稳定的主要原因。因此，期待保证等离子体的稳定性，并且高速地进行匹配。
[0026][等离子体处理装置1的构成][0027]图1是表示本公开的一个实施方式中的等离子体处理装置的一个例子的图。图1所示的等离子体处理装置1是电容耦合型的等离子体处理装置。等离子体处理装置1具备提供内部空间的腔室10。
[0028]腔室10具有大致圆筒形状的腔室主体12。就是说，腔室10的内部空间是腔室主体12的内侧的空间。腔室主体12由铝之类的材料形成，对内壁面实施了阳极氧化处理。腔室主体12接地。在腔室主体12的侧壁形成有开口12p。基板W在腔室10的内部空间与腔室10的外部之间进行输送时，穿过开口12p。开口12p能通过闸阀12g而打开/关闭。沿着腔室主体12的侧壁设有闸阀12g。
[0029]在腔室10的壁部、例如腔室主体12的侧壁设有窗10w。窗10w由光学性透明的构件形成。在腔室10中产生的光透过窗10w，向腔室10的外部输出。等离子体处理装置1还具有光学传感器74。光学传感器74以面向窗10w的方式配置于腔室10的外侧。光学传感器74被配置为监控腔室10的内部空间(例如，后述的处理区域PS)中的发光量。光学传感器74例如是发射光谱分析器。需要说明的是，光学传感器74也可以设于腔室10之中。
[0030]在腔室主体12的底部上设有绝缘板13。绝缘板13例如由陶瓷形成。在绝缘板13上设有大致圆柱形状的支承台14。在支承台14上设有由铝之类的导电性的材料形成的基座(susceptor)16。基座16构成下部电极。为了在腔室10内生成等离子体，基座16与后述的高频电源电连接。
[0031]在基座16上设有静电吸盘(Electrostatic Chuck)18。静电吸盘18被配置为对载
置于其上的基板W进行保持。静电吸盘18具有主体和电极20。静电吸盘18的主体由绝缘体形成，具有大致圆盘形状。电极20是导电膜，设于静电吸盘18的主体之中。电极20经由开关22与直流电源24电连接。当来自直流电源24的直流电压施加于电极20时，在基板W与静电吸盘18之间产生静电引力。通过所产生的静电引力，基板W被静电吸盘18吸引，并被静电吸盘18保持。
[0032]在静电吸盘18的周围且基座16上配置有边缘环(Edge ring)26。边缘环26以包围基板W的边缘的方式配置。在基座16和支承台14的外周面装配有圆筒状的内壁构件28。内壁构件28例如由石英形成。
[0033]在支承台14的内部形成有流路14f。流路14f例如相对于沿竖直方向延伸的中心轴线呈螺旋状延伸。从设于腔室10的外部的供给装置(例如，冷却器单元。)经由配管32a向流路14f供给热交换介质cw(例如，冷却水之类的制冷剂。)。供给至流路14f的热交换介质经由配管32b被回收至供给装置。热交换介质的温度通过供给装置来调整，由此调整基板W的温度。而且，在等离子体处理装置1设有气体供给管线34。气体供给管线34用于向静电吸盘18的上表面与基板W的背面之间供给传热气体(例如，He气。)而设置。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等离子体处理装置，具备：腔室；基板支承台，设于所述腔室内，支承基板；第一电极，设于所述基板支承台的内部；匹配器，与所述第一电极连接；高频电源，与所述匹配器连接；以及控制部，所述匹配器具有：下位电路，将由电容器和开关元件构成的多个下位串联电路并联连接而构成；以及上位电路，将由电容器和开关元件构成的多个上位串联电路并联连接而构成，所述控制部被配置为控制所述匹配器，以将所述下位串联电路或所述上位串联电路的所述开关元件设定为接通状态或断开状态，从而设定所述下位电路或所述上位电路中的一方电路，所述控制部被配置为控制所述匹配器进行待机，直到根据所述下位电路或所述上位电路的所述设定而变化的从所述匹配器观察到所述腔室侧的阻抗的变化量稳定为止，所述控制部被配置为控制所述匹配器，以将所述下位串联电路或所述上位串联电路的所述开关元件设定为接通状态或断开状态，从而设定所述下位电路或所述上位电路中与所述一方电路不同的另一方电路。2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其中，所述待机的时间是所述阻抗达到稳态时的值的80％以上为止所需的时间。3.根据权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其中，所述待机的时间为350μs以上。4.根据权利要求1～3中任一项所述的等离子体处理装置，其中，所述控制部将多个所述下位串联电路或所述上位串联电路中的多个所述开关元件同时或逐一地设定为接通状态或断开状态。5.根据权利要求1～4中任一项所述的等离子体处理装置，其中，所述匹配器包括由所述下位电路和所述上位电路组成的多个组，所述组分别在所述高频...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田绚，河野和则，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：