等离子体处理方法转让专利

申请号 : CN201710043509.8

文献号 : CN106992108B

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相似专利:

发明人 : 永海幸一

申请人 : 东京毅力科创株式会社

摘要 :

本发明提供一种在等离子体处理装置中实施的等离子体处理方法。在一个实施方式的等离子体处理方法中,交替实施多个第一阶段和多个第二阶段。在第一阶段的每一个中,从气体供给系统向处理容器内供给第一气体,从第一高频电源供给第一高频。在第二阶段的每一个中,从本第二阶段前的第一阶段连续地从第一高频电源供给第一高频。在第二阶段的每一个中,将用于从第一气体切换成第二气体的气体切换信号供给气体供给系统。另外,在将气体切换信号供给气体供给系统后,在负载阻抗这样的参数超过阈值时,开始利用第二高频电源供给第二高频。

权利要求 :

1.一种在等离子体处理装置中实施的等离子体处理方法,其特征在于:

所述等离子体处理装置包括:

处理容器;

对所述处理容器内供给气体的气体供给系统;

第一电极和第二电极,以所述处理容器内的空间介于所述第一电极和所述第二电极之间的方式设置;

输出等离子体生成用的第一高频的第一高频电源;

输出离子引入用的第二高频的第二高频电源;

连接所述第一电极或所述第二电极和所述第一高频电源的第一供电线路;

连接所述第二电极和所述第二高频电源的第二供电线路;

用于对所述第一高频电源的负载阻抗进行调整的第一匹配器;

用于对所述第二高频电源的负载阻抗进行调整的第二匹配器;

对所述气体供给系统进行控制的第一组件;和

第二组件,其求取参数,该参数包括所述第一高频电源的负载阻抗、负载电阻、负载电抗和所述第一高频的反射波系数这4者中的至少1者;

该等离子体处理方法包括:

在所述处理容器内,生成第一气体的等离子体的多个第一阶段;和

与所述多个第一阶段交替实施的多个第二阶段,所述多个第二阶段在所述处理容器内生成包含与所述第一气体所包含的气体不同的气体的第二气体的等离子体,在所述多个第一阶段的每一个中,从所述气体供给系统向所述处理容器内供给所述第一气体,从所述第一高频电源对所述第一电极或所述第二电极供给所述第一高频,在所述多个第二阶段的每一个中,从所述多个第一阶段中本第二阶段前的第一阶段连续地从所述第一高频电源对所述第一电极或所述第二电极供给所述第一高频,所述多个第二阶段各自包括:为了将向所述处理容器内供给的气体从所述第一气体切换成所述第二气体,从所述第一组件对所述气体供给系统供给气体切换信号的步骤;和在将所述气体切换信号供给至所述气体供给系统后,在所述参数超过阈值时,所述第二组件开始使所述第二高频电源向所述第二电极供给所述第二高频的步骤。

2.如权利要求1所述的等离子体处理方法,其特征在于,还包括:

所述等离子体处理装置的第三组件求取所述多个第二阶段的每一个的开始时刻与在该多个第二阶段的每一个中开始供给所述第二高频的时刻之间的时间差的步骤;和以增加对所述多个第二阶段中在先的第二阶段求出的所述时间差之值的方式,对所述多个第二阶段中在所述在先的第二阶段之后实施的第二阶段的规定的实施时长进行调整的步骤。

3.如权利要求1或2所述的等离子体处理方法,其特征在于:

还包括所述第二组件使用根据参数的系列求出的移动平均值对所述阈值进行调整的步骤,所述参数的系列由下述参数构成,所述参数包括在所述多个第二阶段中实施完的第二阶段或者该实施完的第二阶段和实施中的第二阶段的每一个中利用所述第一匹配器进行的阻抗匹配完成了的状态下的所述第一高频电源的负载阻抗、负载电阻、负载电抗和所述第一高频的反射波系数这4者中的至少1者。

4.如权利要求1或2所述的等离子体处理方法,其特征在于,还包括:

在所述多个第二阶段的每一个中,在第一移动平均值和第二移动平均值落在规定的调整范围内时,所述第一高频电源的电源控制部对所述第一高频进行调整的步骤,在所述步骤中,对在第一副期间中输出的所述第一高频的频率进行调整以使根据所述第一移动平均值推算的所述第一高频电源的负载阻抗接近该第一高频电源的输出阻抗,对在第二副期间中输出的所述第一高频的频率进行调整以使根据所述第二移动平均值推算的所述第一高频电源的负载阻抗接近该第一高频电源的输出阻抗;和在所述多个第二阶段的每一个中,在第三移动平均值和第四移动平均值落在规定的调整范围内时,所述第二高频电源的电源控制部对所述第二高频进行调整的步骤,在所述步骤中,对在所述第一副期间中输出的所述第二高频的频率进行调整以使根据所述第三移动平均值推算的所述第二高频电源的负载阻抗接近该第二高频电源的输出阻抗,对在所述第二副期间中输出的所述第二高频的频率进行调整以使根据所述第四移动平均值推算的所述第二高频电源的负载阻抗接近该第二高频电源的输出阻抗,所述第一副期间是在所述多个第二阶段的每一个的实施期间内从开始供给所述第二高频的时刻至该实施期间的中途为止之间的期间,所述第二副期间是从所述中途至所述实施期间的结束时刻为止之间的期间,所述第一移动平均值是在所述多个第二阶段中实施完的第二阶段的每一个的实施期间内从开始供给所述第二高频的时刻至该实施期间的中途为止之间的第一副期间中的所述第一高频电源的负载阻抗的移动平均值,所述第二移动平均值是所述实施完的第二阶段的每一个的实施期间内的从所述中途至该实施期间的结束时刻为止之间的第二副期间中的所述第一高频电源的负载阻抗的移动平均值,所述第三移动平均值是所述实施完的第二阶段的每一个的实施期间内的所述第一副期间中的所述第二高频电源的负载阻抗的移动平均值,所述第四移动平均值是所述实施完的第二阶段的每一个的实施期间内的所述第二副期间中的所述第二高频电源的负载阻抗的移动平均值。

5.如权利要求4所述的等离子体处理方法,其特征在于:

在所述对所述第一高频进行调整的步骤中,所述第一高频电源的所述电源控制部对所述第一高频的功率进行调整,以使所述第一副期间中的所述第一高频的功率比所述第二副期间中的所述第一高频的功率大,在所述对所述第二高频进行调整的步骤中,所述第二高频电源的所述电源控制部对所述第二高频的功率进行调整,以使所述第一副期间中的所述第二高频的功率比所述第二副期间中的所述第二高频的功率大。

说明书 :

等离子体处理方法

技术领域

[0001] 本发明的实施方式涉及在被加工物的加工中使用的等离子体处理装置中实施的等离子体处理方法。

背景技术

[0002] 在半导体设备这样的电子设备的制造中,使用等离子体处理装置对被加工物进行等离子体处理。通常,等离子体处理装置包括处理容器、气体供给系统、第一电极、第二电极、第一高频电源和第二高频电源。气体供给系统构成为向处理容器内供给气体。第一电极和第二电极以在它们之间存在处理容器内的空间的方式设置。第一高频电源将等离子体生成用的第一高频供给至第一电极或第二电极,第二高频电源将离子引入用的比较低频的第二高频供给至第二电极。通常,在这样的等离子体处理装置中实施的等离子体处理中,从气体供给系统向处理容器内供给气体,为了生成等离子体将来自第一高频电源的第一高频供给第一电极或第二电极。根据需要,将来自第二高频电源的第二高频供给第二电极。
[0003] 在等离子体处理中,具有将生成第一气体的等离子体的第一阶段和生成第二气体的等离子体的第二阶段交替实施的方法。即,在该等离子体处理中,将第一气体和第二气体交替供给处理容器内,在第一阶段和第二阶段中,为了生成等离子体将第一高频供给第一电极或者第二电极。另外,可以在第一阶段中不将第二高频供给第二电极,而在第二阶段中将第二高频供给第二电极。
[0004] 由于气体包括质量,因此在从为了将供给处理容器内的气体从第一气体切换成第二气体而控制气体供给系统的时刻至实际上第二气体到达处理容器内的时刻期间,气体供给系统需要时间。另一方面,第二高频从控制第二高频电源的时刻以能够忽视的程度的时间被供给第二电极。因此,在第二气体没有到达处理容器内的时刻,会发生第二高频被供给第二电极的情况。
[0005] 因此,提案了从处理容器内的发光光谱的检测结果确认第二气体到达处理容器内之后,开始供给第二高频的技术。关于这样的技术,记载在下述的专利文献1中。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1:日本特开2013-58749号公报

发明内容

[0009] 发明想要解决的技术问题
[0010] 有时在第一气体的等离子体的发光光谱与第二气体的等离子体的发光光谱之间,不存在能够检测的程度的差。例如,根据第一气体所包含的气体的种类和第二气体所包含的气体的种类,有时在第一气体的等离子体的发光的光谱和第二气体的等离子体的发光的光谱之间不存在能够检测的程度的差。这样,在第一气体的等离子体的发光的光谱与第二气体的等离子体的发光的光谱之间不存在能够检测的程度的差时,不能对第二气体到达处理容器内的时刻进行高精度地检测。结果是,不能在适当的时刻开始供给第二高频。
[0011] 因此,将在等离子体处理装置的处理容器内生成第一气体的等离子体的第一阶段和在该处理容器内生成第二气体的等离子体的第二阶段交替实施的等离子体处理中,需要对第二气体到达处理容器内的时刻进行高精度地检测的技术。
[0012] 用于解决技术问题的技术方案
[0013] 在一个方式中,提供在等离子体处理装置中实施的等离子体处理方法。等离子体处理装置具有处理容器、气体供给系统、第一电极、第二电极、第一高频电源、第二高频电源、第一供电线路、第二供电线路、第一匹配器、第二匹配器、第一组件和第二组件。气体供给系统构成为向处理容器内供给气体。第一电极和第二电极以处理容器内的空间介于第一电极和第二电极之间的方式设置。第一高频电源以输出等离子体生成用的第一高频的方式构成。第二高频电源构成为输出离子引入用的第二高频。第一供电线路连接第一电极或第二电极和第一高频电源。第二供电线路连接第二电极和第二高频电源。第一匹配器以对第一高频电源的负载阻抗进行调整的方式构成。第二匹配器以对第二高频电源的负载阻抗进行调整的方式构成。第一组件以对气体供给系统进行控制的方式构成。第二组件其求取包括第一高频电源的负载阻抗、负载电阻和负载电抗、以及第一高频的反射波系数中的至少一个的参数。
[0014] 一个方式所涉及的等离子体处理方法包括多个第一阶段和与该多个第一阶段交替实施的多个第二阶段。在多个第一阶段的每一个中,在处理容器内生成第一气体的等离子体。在多个第二阶段的每一个中,在处理容器内生成包含与第一气体所包含的气体不同的气体的第二气体的等离子体。在多个第一阶段的每一个中,从气体供给系统向处理容器内供给第一气体,从第一高频电源向第一电极或第二电极供给第一高频。在多个第二阶段的每一个中,从多个第一阶段中本第二阶段前的第一阶段连续,从第一高频电源向第一电极或第二电极供给第一高频。多个第二阶段各自包括:为了将供给处理容器内的气体从第一气体切换成第二气体,从第一组件向气体供给系统提供气体切换信号的步骤;和在将气体切换信号供给气体供给系统后,在上述的参数超过阈值时,第二组件开始使第二高频电源向第二电极供给第二高频的步骤。
[0015] 在继续供给第一高频的状态下,存在于处理容器内的气体从第一气体切换成第二气体时,在处理容器内生成的等离子体的阻抗会发生变化。由于上述的参数是根据等离子体的阻抗而变化的参数,因此可以良好地反映存在于处理容器内的气体的变化。在一个方式所涉及的等离子体处理方法中,根据这样的参数,能够检测到第二气体到达处理容器内的情况。因此,能够高精度地检测到第二气体到达处理容器内的时刻。并且,由于在检测到第二气体到达的情况时开始供给第二高频,因此可以在适当的时刻开始供给第二高频。
[0016] 在一个实施方式中,等离子体处理方法还包括:等离子体处理装置的第三组件求取多个第二阶段的每一个的开始时刻与在多个第二阶段的每一个中开始供给第二高频的时刻之间的时间差的步骤;和以增加对在先的第二阶段求出的时间差之值的方式,对在该在先的第二阶段之后实施的第二阶段的规定的实施时长进行调整的步骤。在多个第二阶段的每一个中,作为其实施时长,初期设定规定的实施时长。因此,在多个第二阶段中的一个第二阶段,开始供给第二高频的时刻延迟时,在该一个第二阶段中,以第二高频被供给第二电极的状态进行的等离子体处理的时间会变短。根据该实施方式,对之后实施的第二阶段的实施时长,从规定的实施时长增加对在先的第二阶段求出的上述的时间差之值。因此,根据该实施方式,可以实质上维持以第二高频被供给第二电极的状态进行的利用第二气体的等离子体的处理的总实施时长。
[0017] 在一个实施方式中,等离子体处理方法还包括第二组件使用根据参数的系列求出的移动平均值对上述阈值进行调整的步骤。参数的系列由下述参数构成,该参数包括在多个第二阶段中实施完的第二阶段或者该实施完的第二阶段和实施中的第二阶段的每一个中利用第一匹配器进行的阻抗匹配完成了的状态下的第一高频电源的负载阻抗、负载电阻和负载电抗、以及第一高频的反射波系数中的至少一个。在第二阶段中,在利用第一匹配器进行的阻抗匹配完成了的状态下,第二气体充分地到达处理容器内。因此,通过使用该状态下的参数的系列的移动平均值对阈值进行调整,能够更高精度地检测到第二气体到达处理容器内的时刻。
[0018] 在一个实施方式中,等离子体处理方法还包括:(i)在多个第二阶段的每一个中,在第一移动平均值和第二移动平均值落在规定的调整范围内时,第一高频电源的电源控制部对第一高频进行调整的步骤,在上述步骤中,对在第一副期间中输出的第一高频的频率进行调整以使由第一移动平均值推算的上述第一高频电源的负载阻抗接近该第一高频电源的输出阻抗,对在第二副期间中输出的第一高频的频率进行调整以使由第二移动平均值推算的第一高频电源的负载阻抗接近该第一高频电源的输出阻抗;和(ii)在多个第二阶段的每一个中,在第三移动平均值和第四移动平均值包括在规定的调整范围内时,第二高频电源的电源控制部对第二高频进行调整的步骤,在上述步骤中,对在第一副期间中输出的第二高频的频率进行调整以使由第三移动平均值推算的第二高频电源的负载阻抗接近该第二高频电源的输出阻抗,对在第二副期间中输出的第二高频的频率进行调整以使由第四移动平均值推算的第二高频电源的负载阻抗接近该第二高频电源的输出阻抗。第一副期间是在多个第二阶段的每一个的实施期间内从开始供给第二高频的时刻至该实施期间的中途为止之间的期间,第二副期间是从该中途至实施期间的结束时刻为止之间的期间。第一移动平均值是在多个第二阶段中实施完的第二阶段的每一个的实施期间内从开始供给第二高频的时刻至该实施期间的中途之间的第一副期间中的第一高频电源的负载阻抗的移动平均值。第二移动平均值是实施完的第二阶段的每一个的实施期间内的从该中途至该实施期间的结束时刻之间的第二副期间中的第一高频电源的负载阻抗的移动平均值。第三移动平均值是实施完的第二阶段的每一个的实施期间内的第一副期间中的第二高频电源的负载阻抗的移动平均值。第四移动平均值是实施完的第二阶段的每一个的实施期间内的第二副期间中的第二高频电源的负载阻抗的移动平均值。
[0019] 在第二阶段中的从供给第二高频的开始时刻至第二阶段的实施期间的中途为止之间的期间、即第一副期间中,第一供电线路中的反射波比该第一副期间之后的第二副期间中的反射波大。这是因第一高频电源的负载阻抗的变动而引起的。对于第二高频也一样。因此,为了减少第一高频的反射波,需要使第一副期间和第二副期间各自的第一高频电源的负载阻抗分别与第一高频电源的输出阻抗匹配。另外,为了减少第二高频的反射波,需要使第一副期间和第二副期间各自的第二高频电源的负载阻抗分别与第二高频电源的输出阻抗匹配。在该实施方式中,以使利用实施完的第二阶段的实施期间内的第一副期间的第一高频电源的负载阻抗的移动平均值、即第一移动平均值推算的第一高频电源的负载阻抗与第一高频电源的输出阻抗接近的方式,调整第一高频的频率。另外,根据第二移动平均值,同样调整第二副期间中的第一高频的频率。另外,根据第三移动平均值,同样调整第一副期间中的第二高频的频率。另外,根据第四移动平均值,同样调整第二副期间中的第二高频的频率。第一高频电源和第二高频电源能够高速地改变高频的频率,因此根据该实施方式,能够高速地追踪负载阻抗的变化而进行阻抗匹配。
[0020] 在一个实施方式中,在对第一高频进行调整的步骤中,第一高频电源的电源控制部可以对第一高频的功率进行调整,以使第一副期间中的第一高频的功率比第二副期间中的上述第一高频的功率大,在对第二高频进行调整的步骤中,第二高频电源的电源控制部可以对第二高频的功率进行调整,以使第一副期间中的第二高频的功率比第二副期间中的第二高频的功率大。根据该实施方式,在第一副期间中与等离子体结合的高频的功率不足时,能够补充该高频的功率。
[0021] 发明效果
[0022] 如以上说明的那样,将在等离子体处理装置的处理容器内生成第一气体的等离子体的第一阶段与在该处理容器内生成第二气体的等离子体的第二阶段交替实施的等离子体处理中,能够对第二气体到达处理容器内的时刻进行高精度地检测。

附图说明

[0023] 图1是概略地表示一个实施方式所涉及的等离子体处理装置的结构的图。
[0024] 图2是一个实施方式所涉及的等离子体处理方法所涉及的时间图。
[0025] 图3是例示第一高频电源和第一匹配器的结构的图。
[0026] 图4是例示第一匹配器的传感器和控制器的结构的图。
[0027] 图5是例示第二高频电源和第二匹配器的结构的图。
[0028] 图6是例示第二匹配器的传感器和控制器的结构的图。
[0029] 图7是表示一个实施方式所涉及的等离子体处理方法的流程图。
[0030] 图8是表示第一高频电源和第一匹配器的结构的另一个例子的图。
[0031] 图9是表示图8所示的第一高频电源的阻抗传感器的结构的图。
[0032] 图10是表示第二高频电源和第二匹配器的结构的另一个例子的图。
[0033] 图11是表示图10所示的第二高频电源的阻抗传感器的结构的图。
[0034] 图12是表示在另一个实施方式所涉及的等离子体处理方法中实施的阻抗匹配的方法的流程图。
[0035] 附图标记说明
[0036] 1…等离子体处理装置
[0037] 10…处理容器
[0038] 16…基座
[0039] 18…静电卡盘
[0040] 36、36A…高频电源
[0041] 36d…阻抗传感器
[0042] 36e…电源控制部
[0043] 38、38A…高频电源
[0044] 38d…阻抗传感器
[0045] 38e…电源控制部
[0046] 40、40A…匹配器
[0047] 150A…演算部
[0048] 40a…匹配电路
[0049] 40b…传感器
[0050] 40c…控制器
[0051] 42、42A…匹配器
[0052] 42a…匹配电路
[0053] 42b…传感器
[0054] 42c…控制器
[0055] 43…供电线路
[0056] 45…供电线路
[0057] 46…上部电极
[0058] 55…气体供给系统
[0059] 66…排气装置
[0060] 72…主控制部
[0061] 80…时间调整部。

具体实施方式

[0062] 以下,参照附图对各种实施方式进行详细地说明。其中,在各附图中,对于相同或者相当的部分,标注相同的附图标记。
[0063] 首先,对能够适用等离子体处理方法的实施方式的等离子体处理装置进行说明。图1是概略地表示一个实施方式所涉及的等离子体处理装置的结构的图。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具有处理容器10。处理容器10具有大致圆筒形状,由铝这样的材料形成。对该处理容器10的内壁面实施阳极氧化处理。另外,处理容器10接地。
[0064] 在处理容器10的底部上设置有绝缘板12。绝缘板12例如由陶瓷形成。在该绝缘板12上设置有支承台14。支承台14具有大致圆柱形状。在该支承台14上设置有基座16。基座16由铝这样的导电性的材料形成,并构成下部电极(第二电极)。
[0065] 在基座16上设置有静电卡盘18。静电卡盘18具有在绝缘层或者绝缘片之间夹着由导电膜构成的电极20的结构。直流电源24经由开关22与静电卡盘18的电极20电连接。该静电卡盘18利用来自直流电源24的直流电压产生静电吸附力,利用静电吸附力保持载置于该静电卡盘18上的被加工物W。其中,被加工物W例如是晶片那样的圆盘状的物体。在该静电卡盘18的周围、并且在基座16上,配置有聚焦环26。另外,在基座16和支承台14的外周面安装有圆筒状的内壁部件28。该内壁部件28例如由石英形成。
[0066] 在支承台14的内部形成有制冷剂流路30。制冷剂流路30例如相对于在垂直方向上延伸的中心轴线螺旋状地延伸。经由配管32a从设置于处理容器10的外部的冷却单元向该制冷剂流路30供给制冷剂cw(例如,冷却水)。经由配管32b将供给制冷剂流路30的制冷剂回收在冷却单元内。利用冷却单元调整该制冷剂的温度,由此能够调整被加工物W的温度。另外,在等离子体处理装置1中,将通过气体供给线路34供给的传热气体(例如,He气体)供给静电卡盘18的上表面与被加工物W的背面之间。
[0067] 导体44(例如,供电棒)与基座16连接。高频电源36、即第一高频电源经由匹配器40、即第一匹配器与该导体44连接,另外,高频电源38、即第二高频电源经由匹配器42、即第二匹配器与该导体44连接。高频电源36输出等离子体生成用的高频RF1、即第一高频。高频电源36输出的高频RF1的基本频率fB1例如为100MHz。高频电源38输出用于从等离子体向被加工物W引入离子的高频RF2、即第二高频。高频电源38输出的高频RF2的基本频率fB2例如为
13.56MHz。
[0068] 匹配器40和导体44构成将来自高频电源36的高频RF1传送给基座16的供电线路43、即第一供电线路的一部分。另外,匹配器42和导体44构成将来自高频电源38的高频RF2传送给基座16的供电线路45、即第二供电线路的一部分。
[0069] 在处理容器10的顶部设置有上部电极46。生成等离子体的处理容器10内的处理空间PS介于该上部电极46与基座16之间。上部电极46具有顶板48和支承体50。顶板48形成有多个气体喷出孔48a。顶板48例如由Si、SiC这样的硅系的材料形成。支承体50是可装卸地支承顶板48的部件,由铝形成,其表面被实施阳极氧化处理。
[0070] 在支承体50的内部形成有气体缓冲室52。另外,支承体50形成有多个气体通气孔50a。气体通气孔50a从气体缓冲室52延伸,与气体喷出孔48a连通。气体供给系统55经由气体供给管54与气体缓冲室52连接。气体供给系统55包括气源组56、流量控制器组58和阀组
60。气源组56包括多个气源。流量控制器组58包括多个流量控制器。多个流量控制器例如能够是质量流控制器。另外,阀组60包括多个阀。气源组56的多个气源经由流量控制器组58的对应的流量控制器和阀组60的对应的阀与气体供给管54连接。气体供给系统55以将来自选自多个气源中的气源的气体以调整后的流量供给气体缓冲室52的方式构成。导入气体缓冲室52的气体从气体喷出孔48a向处理空间PS喷出。
[0071] 在基座16与处理容器10的侧壁之间和支承台14与处理容器10的侧壁之间,在俯视时形成环状的空间,该空间的底部与处理容器10的排气口62连接。与排气口62连通的排气管64与处理容器10的底部连接。该排气管64与排气装置66连接。排气装置66具有涡轮分子泵这样的真空泵。排气装置66将处理容器10的内部空间减压至所希望的压力。另外,在处理容器10的侧壁形成有用于搬入和搬出被加工物W的开口68。在处理容器10的侧壁安装有用于打开、关闭开口68的闸阀70。
[0072] 另外,等离子体处理装置1具有主控制部72。主控制部72包括一个以上的微型计算机,按照存储于外部存储器或者内部存储器的软件(程序)和方案信息,对等离子体处理装置1的各部分、例如高频电源36、38、匹配器40、42、气体供给系统55、即流量控制器组58的多个流量控制器和阀组60的多个阀、排气装置66等各自的动作和该等离子体处理装置1的装置整体的动作进行控制。另外,主控制部72也与包括键盘等的输入装置和液晶显示器等的显示装置的人机界面用的操作面板、以及存储各种程序、方案和设定值等的各种数据的外部存储装置等连接。
[0073] 等离子体处理装置的基本动作按照以下的方式进行。首先,打开闸阀70,被加工物W经由开口68被搬入处理容器10内。将搬入处理容器10内的被加工物W载置于静电卡盘18上。接着,从气体供给系统55向处理容器10内导入气体,排气装置66工作,将处理容器10内的空间的压力设定在规定的压力。另外,将来自高频电源36的高频RF1供给至基座16,根据需要将来自高频电源38的高频RF2供给至基座16。另外,向静电卡盘18的电极20施加来自直流电源24的直流电压,将被加工物W保持在静电卡盘18上。然后,供给处理容器10内的气体通过在基座16与上部电极46之间形成的高频电场被激发。由此,可以生成等离子体。利用来自这样生成的等离子体的自由基和/或离子对被加工物W进行处理。
[0074] 在该等离子体处理装置1中实施的等离子体处理方法的实施方式(以下,称为“方法MT”)包括多个第一阶段S1、与该多个第一阶段S1交替实施的多个第二阶段S2。图2是一个实施方式所涉及的等离子体处理方法所涉及的时间图。在图2中,横轴表示时间。另外,在图2中表示了方法MT中的气体A、气体B、气体C、高频RF1和高频RF2的各自的时间图。在图2中,气体A的时间图的水平表示到达处理容器10内的气体A的量。关于气体B和气体C的时间图也与气体A的时间图相同。另外,高频RF1是高水平表示将高频RF1供给至基座16,高频RF1是低水平表示不将高频RF1供给至基座16。关于高频RF2的时间图也与高频RF1的时间图相同。
[0075] 在方法MT的第一阶段S1中,在收容被加工物W的处理容器10内生成第一气体的等离子体。在第一阶段S1中,利用主控制部72控制气体供给系统55和高频电源36。具体而言,在第一阶段S1中,以向处理容器10内供给第一气体的方式控制气体供给系统55。更具体而言,在开始第一阶段S1时,主控制部72将用于将供给处理容器10内的气体切换成第一气体的气体切换信号供给到气体供给系统55。通过第一阶段S1的对气体供给系统55的控制,气体供给系统55打开与第一气体用的气源连接的阀组60的阀,将与该气源连接的流量控制器组58的流量控制器的输出流量设定在规定的输出流量。另外,在第一阶段S1中,以将高频RF1供给至基座16的方式,通过主控制部72控制高频电源36。由此,在第一阶段S1中,可以生成第一气体的等离子体。如图2所示,在一个例子中,第一气体只包含气体A。气体A例如是Ar气体这样的稀有气体。另外,在第一阶段S1中,不将来自高频电源38的高频RF2供给至基座16。
[0076] 在第二阶段S2中,在收容被加工物W的处理容器10内生成包含与第一气体不同的气体的第二气体的等离子体。在第二阶段S2中,通过主控制部72控制气体供给系统55、高频电源36和高频电源38。具体而言,在第二阶段S2中,以向处理容器10内供给第二气体的方式控制气体供给系统55。更具体而言,在开始第二阶段S2时,主控制部72将用于将供给处理容器10内的气体从第一气体切换成第二气体的气体切换信号供给到气体供给系统55。通过第二阶段S2的对气体供给系统55的控制,气体供给系统55打开与第二气体用的气源连接的阀组60的阀,将与该气源连接的流量控制器组58的流量控制器的输出流量设定在规定的输出流量。另外,在第二阶段S2中,以从本第二阶段前的第一阶段S1连续地将高频RF1供给至基座16的方式,通过主控制部72控制高频电源36。由此,在第二阶段S2中,可以生成第二气体的等离子体。如图2所示,在一个例子中,第二气体包含气体A和向该气体A中添加的气体B。气体B例如可以是碳氟气体。
[0077] 在从将气体切换信号提供给气体供给系统55的时刻至第二气体到达处理容器10内的时刻的期间,需要时间。因此,在第二阶段S2中,为了对第二气体到达处理容器10内的情况进行检测,利用匹配器40的演算部对后述的参数是否超过阈值进行判定。在判定参数超过了阈值时,可以判定第二气体已到达处理容器10内,匹配器40的演算部就将用于开始对基座16供给高频RF2的高频供给开始信号供给高频电源38。
[0078] 如图2所示,在一个实施方式中,方法MT还可以包括多个第三阶段S3和多个第四阶段S4。多个第三阶段S3分别在多个第二阶段S2实施后实施,多个第四阶段S4分别在多个第三阶段S3实施后实施。
[0079] 在第三阶段S3中,在收容被加工物W的处理容器10内生成第三气体的等离子体。在第三阶段S3中,通过主控制部72控制气体供给系统55和高频电源36。具体而言,在第三阶段S3中,以向收容有被加工物W的处理容器10内供给第三气体的方式控制气体供给系统55。更具体而言,在开始第三阶段S3时,主控制部72将用于将供给处理容器10内的气体从第二气体切换成第三气体的气体切换信号供给到气体供给系统55。通过第三阶段S3的对气体供给系统55的控制,气体供给系统55打开与第三气体用的气源连接的阀组60的阀,将与该气源连接的流量控制器组58的流量控制器的输出流量设定在规定的输出流量。另外,在第三阶段S3中,以从本第三阶段前的第二阶段S2连续将高频RF1供给至基座16的方式,通过主控制部72控制高频电源36。由此,在第三阶段S3中,可以生成第三气体的等离子体。如图2所示,在一个例子中,第三气体包含气体A、以及向该气体A中添加的气体C。气体C例如可以是氧气。另外,在第三阶段S3中,不将来自高频电源38的高频RF2供给至基座16。但如图2所示,也可以在从第三阶段S3的开始时刻至第三气体到达处理容器10内的期间,从第二阶段S2继续将高频RF2供给至基座16。在第三阶段S3中供给高频RF2的时长可以是规定的时长,或者,也可以是直至后述的参数超过阈值的时长。
[0080] 在第四阶段S4中,在收容有被加工物W的处理容器10内生成第四气体的等离子体。在第四阶段S4中,通过主控制部72控制气体供给系统55和高频电源38。具体而言,在第四阶段S4中,以向收容有被加工物W的处理容器10内供给第四气体的方式控制气体供给系统55。
更具体而言,在开始第四阶段S4时,主控制部72将用于将供给处理容器10内的气体从第三气体切换成第四气体的气体切换信号供给到气体供给系统55。通过第四阶段S4的对气体供给系统55的控制,气体供给系统55打开与第四气体用的气源连接的阀组60的阀,将与该气源连接的流量控制器组58的流量控制器的输出流量设定在规定的输出流量。另外,在第四阶段S4中,以将高频RF2供给至基座16的方式,通过主控制部72控制高频电源38。如图2所示,在一个例子中,第四气体包含气体A、以及向该气体A中添加的气体C。气体C例如可以是氧气。另外,在图2所示例的第四阶段S4中,不将来自高频电源36的高频RF1供给至基座16。
[0081] 如图2所示,在第四阶段S4的后续的第一阶段S1中,在从其开始时刻至第一气体到达处理容器10内的期间,可以从第四阶段S4继续将高频RF2供给至基座16。在第四阶段S4的后续的第一阶段S1中,供给高频RF2的时长可以是规定时间。在第四阶段S4的后续的第一阶段S1中,在该时长的结束时刻,可以开始供给高频RF1。
[0082] 以下,参照图3~图6对高频电源36和匹配器40、以及高频电源38和匹配器42进行详细地说明。图3是例示高频电源36和匹配器40的结构的图,图4是例示匹配器40的传感器和控制器的结构的图。另外,图5是例示高频电源38和匹配器42的结构的图,图6是例示匹配器42的传感器和控制器的结构的图。
[0083] 如图3所示,在一个实施方式中,高频电源36具有振动器36a、功率放大器36b、功率传感器36c和电源控制部36e。电源控制部36e由CPU这样的处理器构成,利用由主控制部72提供的信号和由功率传感器36c提供的信号,向振动器36a和功率放大器36b分别提供控制信号,对振动器36a和功率放大器36b进行控制。
[0084] 从主控制部72向电源控制部36e提供的信号是在上述的阶段S1~S4的各自的开始时所提供的第一高频设定信号。第一高频设定信号是指定阶段S1~S4的每一个中的高频RF1的供给及其停止、以及高频RF1的功率和设定频率的信号。在本实施方式中,该设定频率是基本频率fB1。其中,在以下的说明中,将向基座16供给高频的情况称为高频开,将不向基座16供给高频的情况称为高频关。
[0085] 电源控制部36e在通过阶段S1~S4的各自的开始时所提供的第一高频设定信号指定将高频RF1设定为开时,以输出具有通过第一高频设定信号指定的频率的高频的方式,对振动器36a进行控制。该振动器36a的输出与功率放大器36b的输入连接。将从振动器36a输出的高频输入功率放大器36b。功率放大器36b为了将具有通过第一高频设定信号指定的功率的高频RF1由其输出而输出,对输入的高频进行放大。由此,可以从高频电源36输出高频RF1。
[0086] 在功率放大器36b的后级设置有功率传感器36c。功率传感器36c具有定向耦合器、行波功率检测部和反射波功率检测部。定向耦合器将高频RF1的行波的一部分供给行波功率检测部,将反射波供给反射波功率检测部。将对高频RF1的频率进行特定的信号从电源控制部36e供给该功率传感器36c。行波功率检测部生成行波的全频率成分中具有与高频RF1的频率相同的频率的成分的功率的测定值、即行波功率测定值PF1。在用于功率反馈时,向电源控制部36e提供该行波功率测定值。
[0087] 反射波功率检测部生成反射波的全频率成分中具有与高频RF1的频率相同的频率的成分的功率的测定值、即反射波功率测定值PR11和反射波的全频率成分的总功率的测定值、即反射波功率测定值PR12。在用于检测器显示时,向主控制部72提供反射波功率测定值PR11。另外,在用于功率放大器36b的保护时,向电源控制部36e提供反射波功率测定值PR12。
[0088] 如图3所示,匹配器40具有匹配电路40a、传感器40b、控制器40c以及驱动器40d和40e。匹配电路40a包括可变电抗元件40g和40h。可变电抗元件40g和40h例如是可变电容器。
另外,匹配电路40a也可以包括电感器等。
[0089] 控制器40c例如由处理器构成,在主控制部72的控制下动作。控制器40c利用由传感器40b提供的测定值求出高频电源36的负载阻抗。另外,控制器40c以使求出的负载阻抗接近高频电源36的输出阻抗或者匹配点的方式,对驱动器40d和40e进行控制,对可变电抗元件40g和40h各自的电抗进行调整。驱动器40d和40e例如是电动机。
[0090] 另外,控制器40c利用由传感器40b提供的测定值,算出后述的参数,确定第二阶段S2中的供给高频RF2的开始时刻。
[0091] 如图4所示,传感器40b具有电流检测器102A、电压检测器104A、滤波器106A和滤波器108A。电压检测器104A对在供电线路43上传送的高频RF1的电压波形进行检测,输出表示该电压波形的电压波形模拟信号。将该电压波形模拟信号输入滤波器106A。滤波器106A通过使输入的电压波形模拟信号数字化,生成电压波形数字信号。并且,滤波器106A通过从电压波形数字信号中只提取出利用来自主控制部72的信号特定的高频RF1的设定频率的成分,生成过滤电压波形信号。将通过滤波器106A生成的过滤电压波形信号供给控制器40c的演算部150A。其中,滤波器106A例如由FPGA(现场可编程门阵列)构成。
[0092] 电流检测器102A对在供电线路43上传送的高频RF1的电流波形进行检测,输出表示该电流波形的电流波形模拟信号。将该电流波形模拟信号输入滤波器108A。滤波器108A通过使输入的电流波形模拟信号数字化,生成电流波形数字信号。并且,滤波器108A通过从电流波形数字信号中只提取出利用来自主控制部72的信号特定的高频RF1的设定频率的成分,生成过滤电流波形信号。将利用滤波器108A生成的过滤电流波形信号供给控制器40c的演算部150A。其中,滤波器108A例如由FPGA(现场可编程门阵列)构成。
[0093] 控制器40c的演算部150A,为了匹配器40中的阻抗匹配,使用由滤波器106A提供的过滤电压波形信号和由滤波器108A提供的过滤电流波形信号,求出高频电源36的负载阻抗ZL1。具体而言,演算部150A由利用过滤电压波形信号特定的交流电压V1、利用过滤电流波形信号特定的交流电流I1和交流电压V1与交流电流I1的相位差Φ1求出高频电源36的负载阻抗ZL1。另外,演算部150A由交流电压V1、交流电流I1和相位差Φ1求出后述的参数。参数也可以是上述的负载阻抗ZL1。在这种情况下,可以将为了匹配器40的阻抗匹配而求出的负载阻抗作为参数利用,因此不需要另外求取参数。或者,参数也可以是负载电阻Zr1和负载电抗Zi1、以及反射波系数Γ1中的任意个。其中,作为利用演算部150A求出的参数,可以使用选自负载阻抗ZL1、负载电阻Zr1、负载电抗Zi1和反射波系数Γ1中的一个以上的参数。
[0094] 利用V1/I1求出负载阻抗ZL1,负载电阻Zr1通过求出负载阻抗ZL1的实部而得到,负载电抗Zi1通过求出负载阻抗ZL1的虚部而得到。另外,以下利用式(1)求出反射波系数Γ1。
[0095]
[0096] 其中,反射波系数Γ1也可以由利用功率传感器36c求出的行波功率测定值PF1和反射波功率测定值PR11,通过PR11/PF1而求出。
[0097] 演算部150A将求出的负载阻抗ZL1输出到匹配控制部152A输出。匹配控制部152A以使负载阻抗ZL1接近高频电源36的输出阻抗(或者匹配点)的方式,对驱动器40d和40e进行控制,对可变电抗元件40g和40h的电抗进行调整。由此,可以实施利用匹配器40的阻抗匹配。另外,匹配控制部152A也可以以使利用演算部150A输出的负载阻抗ZL1的系列的移动平均值接近高频电源36的输出阻抗(或者匹配点)的方式,对驱动器40d和40e进行控制。
[0098] 另外,演算部150A在第二阶段S2的每一个中判定求出的参数是否超过对应的阈值。该阈值在初期作为能够判断第二气体到达处理容器10内的规定值而设定。演算部150A在第二阶段S2的每一个中,在参数超过了阈值时,将使高频电源38开始对基座16供给高频RF2的高频供给开始信号供给到该高频电源38。
[0099] 另外,演算部150A在第二阶段S2的每一个中,向时间调整部80提供对将高频供给开始信号供给高频电源38的时刻、即开始利用高频电源38供给高频RF2的时刻进行特定的第一开始时刻特定信息。该时间调整部80例如可以是CPU这样的处理器。另外,时间调整部80从主控制部72接收对第二阶段S2的各自的开始时刻进行特定的第二开始时刻特定信息。
时间调整部80求出利用第二开始时刻特定信息特定的时刻与利用第一开始时刻特定信息特定的时刻之间的时间差。时间调整部80将对该时间差进行特定的时间差特定信息供给到主控制部72。主控制部72接收针对在先的第二阶段S2由时间调整部80提供的时间差特定信息,以增加利用该时间差特定信息特定的时间差之值的方式,对该在先的第二阶段S2之后实施的第二阶段S2的实施时长进行调整。
[0100] 另外,演算部150A由参数的系列求出移动平均值,使用该移动平均值对上述的阈值进行调整。参数的系列包括实施完的第二阶段S2、或者实施完的第二阶段S2和实施中的第二阶段S2的每一个中利用匹配器40进行的阻抗匹配完成了的状态下的参数。包括在该系列中的各参数可以是与和上述的阈值进行比较的参数相同种类的参数。
[0101] 以下,参照图5。如图5所示,在一个实施方式中,高频电源38具有振动器38a、功率放大器38b、功率传感器38c和电源控制部38e。电源控制部38e由CPU这样的处理器构成,利用由主控制部72提供的信号、由功率传感器38c提供的信号和由演算部150A提供的信号,分别向振动器38a和功率放大器38b提供控制信号,对振动器38a和功率放大器38b进行控制。
[0102] 从主控制部72向电源控制部38e提供的信号是在上述的阶段S1~S4的各自的开始时所提供的第二高频设定信号。第二高频设定信号是指定阶段S1~S4的每一个中的高频RF2的供给及其停止、以及高频RF2的功率和设定频率的信号。在本实施方式中,该设定频率是基本频率fB2。
[0103] 电源控制部38e在通过阶段S1~S4的各自的开始时所提供的第二高频设定信号指定将高频RF2设定为开时,以输出具有通过第二高频设定信号指定的频率的高频的方式,对振动器38a进行控制。该振动器38a的输出与功率放大器38b的输入连接。将从振动器38a输出的高频输入功率放大器38b。功率放大器38b为了将具有通过第二高频设定信号指定的功率的高频RF2由其输出而输出,对输入的高频进行放大。在图2所示的例子中,高频电源38在第四阶段S4的各自的开始时刻输出高频RF2。另外,高频电源38在第二阶段S2的每一个中接收到由演算部150A提供的高频供给开始信号时,开始向基座16供给高频RF2。
[0104] 在功率放大器38b的后级设置有功率传感器38c。功率传感器38c具有定向耦合器、行波功率检测部和反射波功率检测部。定向耦合器将高频RF2的行波的一部分供给行波功率检测部,将反射波供给反射波功率检测部。从电源控制部38e向该功率传感器38c提供对高频RF2的频率进行特定的信号。行波功率检测部生成行波的全频率成分中具有与高频RF1的频率相同的频率的成分的功率的测定值、即行波功率测定值PF2。在用于功率反馈时向电源控制部38e提供该行波功率测定值。
[0105] 反射波功率检测部生成反射波的全频率成分中具有与高频RF2的频率相同的频率的成分的功率的测定值、即反射波功率测定值PR21和反射波的全频率成分的总功率的测定值、即反射波功率测定值PR22。在用于检测器显示时,向主控制部72提供反射波功率测定值PR21。另外,在用于功率放大器38b的保护时,向电源控制部38e提供反射波功率测定值PR22。
[0106] 如图5所示,匹配器42具有匹配电路42a、传感器42b、控制器42c以及驱动器42d和42e。匹配电路42a包括可变电抗元件42g和42h。可变电抗元件42g和42h例如是可变电容器。
另外,匹配电路42a还可以包括电感器等。
[0107] 控制器42c例如由处理器构成,在主控制部72的控制下工作。控制器42c利用由传感器42b提供的测定值,求出高频电源36的负载阻抗。另外,控制器42c以使求出的负载阻抗接近高频电源38的输出阻抗或匹配点的方式,对驱动器42d和42e进行控制,对可变电抗元件42g和42h各自的电抗进行调整。驱动器42d和42e例如是电动机。
[0108] 如图6所示,传感器42b具有电流检测器102B、电压检测器104B、滤波器106B和滤波器108B。电压检测器104B对在供电线路45上传送的高频RF2的电压波形进行检测,输出表示该电压波形的电压波形模拟信号。将该电压波形模拟信号输入滤波器106B。滤波器106B通过使输入的电压波形模拟信号数字化,生成电压波形数字信号。并且,滤波器106B通过从电压波形数字信号中只提取出利用来自主控制部72的信号特定的高频RF2的设定频率的成分,生成过滤电压波形信号。将利用滤波器106B生成的过滤电压波形信号被供给控制器42c的演算部150B。
[0109] 电流检测器102B对在供电线路45上传送的高频RF2的电流波形进行检测,输出表示该电流波形的电流波形模拟信号。将该电流波形模拟信号输入滤波器108B。滤波器108B通过使输入的电流波形模拟信号数字化,生成电流波形数字信号。并且,滤波器108B通过从电流波形数字信号中仅提取出利用来自主控制部72的信号特定的高频RF2的设定频率的成分,生成过滤电流波形信号。将利用滤波器108B生成的过滤电流波形信号被供给控制器42c的演算部150B。
[0110] 控制器42c的演算部150B使用由滤波器106B提供的过滤电压波形信号和由滤波器108B提供的过滤电流波形信号,求出高频电源38的负载阻抗ZL2。具体而言,演算部150B从利用过滤电压波形信号特定的交流电压V2、利用过滤电流波形信号特定的交流电流I2和交流电压V2与交流电流I2的相位差Φ2求出负载阻抗ZL2。
[0111] 演算部150B将求出的负载阻抗ZL2输出到匹配控制部152B。匹配控制部152B以使负载阻抗ZL2接近高频电源38的输出阻抗(或者匹配点)的方式,对驱动器42d和42e进行控制,对可变电抗元件42g和42h的电抗进行调整。由此,可以实施利用匹配器42的阻抗匹配。另外,匹配控制部152B也可以以使利用演算部150B输出的负载阻抗ZL2的系列的移动平均值接近高频电源38的输出阻抗(或者匹配点)的方式,对驱动器42d和42e进行控制。
[0112] 以下,与图2一起参照图7对方法MT进行详细地说明。图7是表示一个实施方式所涉及的等离子体处理方法的流程图。在方法MT中,在步骤ST1中,开始第n阶段。在图2所示的例子中,“n”为1~4的整数。
[0113] 在步骤ST1中,主控制部72按照方案对实施的阶段进行切换。在图2所示的例子的情况下,主控制部72按照实施第一阶段S1、实施第二阶段S2、实施第三阶段和实施第四阶段S4的顺序进行切换,将各种包含阶段S1~S4的序列只重复规定次数。
[0114] 在阶段S1~S4各自的步骤ST1中,按照方案,将气体切换信号从主控制部72供给气体供给系统55。在图2所示的例子的情况下,为了在第一阶段S1的步骤ST1中向气体供给系统55供给第一气体,为了在第二阶段S2的步骤ST1中向气体供给系统55供给第二气体,为了在第三阶段S3的步骤ST1中向气体供给系统55供给第三气体,为了在第四阶段S4的步骤ST1中向气体供给系统55供给第四气体,将气体切换信号从主控制部72供给气体供给系统55。另外,在开始方法MT时,以在第一阶段S1的开始时刻之前开始第一气体的供给的方式,利用主控制部72控制气体供给系统55。
[0115] 另外,在步骤ST1中,按照方案,将根据实施中的阶段设定的上述的第一高频设定信号供给高频电源36。另外,在步骤ST1中,按照方案,将根据实施中的阶段设定的上述的第二高频设定信号供给高频电源38。在图2所示的例子的情况下,在第一阶段S1、第二阶段S2和第三阶段S3中,以指定将高频RF1供给至基座16的方式设定第一高频设定信号。另外,在第四阶段S4中,以指定停止对基座16供给高频RF1的方式设定第一高频设定信号。根据这样的第一高频设定信号,高频电源36将高频RF1供给至基座16、或者停止对基座16供给高频RF1。另外,在第一阶段S1和第三阶段S3中,以指定停止对基座16供给高频RF2的方式设定第二高频设定信号。另外,在第二阶段S2和第四阶段S4中,以指定将高频RF2供给至基座16的方式设定第二高频设定信号。根据这样的第二高频设定信号,高频电源38将高频RF2供给至基座16、或者停止对基座16供给高频RF2。其中,在第二阶段S2中,通过实施后述的步骤ST4,可以开始对基座16供给高频RF2。
[0116] 另外,在步骤ST1中,根据实施中的阶段,以将处理容器10内的压力维持在由方案指定的压力的方式,利用主控制部72控制排气装置66。另外,在供给高频RF1的阶段的步骤ST1中,通过将对高频RF1的频率进行特定的信号供给匹配器40,匹配器40求出与高频RF1的设定频率相对应的频率的高频电源36的负载阻抗,并根据该负载阻抗,实施阻抗匹配。另外,在供给高频RF2的阶段的步骤ST1中,将对高频RF2的频率进行特定的信号供给匹配器42。匹配器42求出与高频RF2的设定频率相对应的频率的高频电源36的负载阻抗,并根据该负载阻抗,实施阻抗匹配。
[0117] 在接下来的步骤ST2中,以将利用来自主控制部72的气体切换信号指定的气体供给处理容器10的方式,对气体供给系统55进行切换。
[0118] 在方法MT中,在实施第一阶段S1、第三阶段S3和第四阶段S4中的任意个中,将其阶段的等离子体处理实施与方案相对应的时长,方法MT到达后述的判定J4(参照判定J1的“否”的路径)。另一方面,在实施第二阶段S2中,方法MT转移至步骤ST3(参照判定J1的“是”的路径),在步骤ST3中,利用演算部150A求出上述的参数。
[0119] 然后,在判定J2中,演算部150A对求出的参数是否超过了阈值进行判定。在判定参数没有超过阈值时,演算部150A在判定J3中对开始第二阶段S2后是否经过规定时间进行判定。在判定J3中,在判定经过规定时间时,再次实施步骤ST3。另一方面,在判定J3中,在判定经过规定时间时,方法MT转移至步骤ST4。利用该判定J3能够避免在第二阶段S2中因错误动作而不开始供给高频RF2的情况。
[0120] 另外,在判定J2中,在判定参数超过了阈值时,方法MT转移至步骤ST4。在步骤ST4中,将高频供给开始信号从演算部150A供给高频电源38。由此,开始第二阶段S2中的高频RF2的供给。其中,阈值在初期作为能够判断第二气体到达处理容器10内的规定值而设定。
[0121] 在方法MT中,在第一阶段S1和第二阶段S2将高频RF1供给至基座16。在该状态下,将存在于处理容器10内的气体从第一气体切换成第二气体时,在处理容器内生成的等离子体的阻抗会发生变化。上述的参数是根据等离子体的阻抗而变化的参数,因此可以良好地反映存在于处理容器10内的气体的变化。在方法MT的第二阶段S2中,根据这样的参数,可以对第二气体到达处理容器10内的情况进行检测。因此,可以对第二气体到达处理容器10内的时刻进行高精度地检测。并且,在检测到第二气体已到达时,开始供给高频RF2,因此可以在适当的时刻开始供给高频RF2。
[0122] 在方法MT中,接着实施步骤ST5。步骤ST5包括步骤ST5a和步骤ST5b。在步骤ST5a中,可以求出上述的时间差。具体而言,在第二阶段S2各自的步骤ST4中,将对向高频电源38供给高频供给开始信号的时刻、即开始利用高频电源38供给高频RF2的时刻进行特定的第一开始时刻特定信息,从演算部150A供给时间调整部80。另外,在第二阶段S2各自的步骤ST1中,将对第二阶段S2各自的开始时刻(实施步骤ST1时)进行特定的第二开始时刻特定信息供给时间调整部80。在步骤ST5a中,通过时间调整部80求出利用第二开始时刻特定信息特定的时刻与利用第一开始时刻特定信息特定的时刻之间的时间差。然后,将对该时间差进行特定的时间差特定信息从时间调整部80供给主控制部72。在接下来的步骤ST5b中,以增加利用在先的第二阶段S2所涉及的时间差特定信息特定的时间差之值的方式,利用主控制部72对在该在先的第二阶段S2之后实施的第二阶段S2的实施时长进行调整。
[0123] 其中,在第二阶段S2的每一个中,初期设定规定的实施时长作为其实施时长。因此,在第二阶段S2中的一个第二阶段,开始供给高频RF2的时刻延迟时,在该一个第二阶段中以高频RF2被供给至基座16的状态进行的等离子体处理的时间会变短。然而,在方法MT中,对之后实施的第二阶段S2的实施时长从规定的实施时长增加对在先的第二阶段S2求出的上述的时间差之值。因此,可以实质上维持以高频RF2被供给至基座16的状态进行的利用第二气体的等离子体的处理的总实施时长。
[0124] 在方法MT中,接着实施步骤ST6。在步骤ST6中,对判定J2中利用的阈值进行调整。具体而言,在演算部150A中,根据参数的系列求出移动平均值,使用该移动平均值对阈值进行调整。参数的系列包括实施完的第二阶段S2、或者实施完的第二阶段S2和实施中的第二阶段S2的每一个中利用匹配器40进行的阻抗匹配完成了的状态下的参数。包括在该系列中的各参数可以是与和上述的阈值进行比较的参数相同种类的参数。在第二阶段S2中利用匹配器40进行的阻抗匹配完成了的状态下,第二气体可以充分地到达处理容器10内。因此,通过使用该状态下的参数的系列的移动平均值对阈值进行调整,可以对第二气体到达处理容器内的时刻进行更高精度地检测。
[0125] 在方法MT中,接着进行判定J4。在判定J4中,利用主控制部72对是否实施包括阶段S1~S4的序列的规定次数的重复进行判定。在判定不结束序列的规定次数的重复时,返回步骤ST1,实施阶段S1~S4中接下来的阶段。另一方面,在判定结束序列的规定次数的重复时,结束方法MT。
[0126] 以下,对另一个实施方式进行说明。在另一个实施方式的方法MT中,至少在第二阶段S2中,调整高频RF1和高频RF2各自的频率。另外,在又一个实施方式中,至少在第二阶段S2中,除了高频RF1和高频RF2各自的频率以外,还调整高频RF1的功率和高频RF2的功率。以下,参照图8~图10,对为了实施该实施方式的方法MT、代替高频电源36、匹配器40、高频电源38、匹配器42而在等离子体处理装置1中采用的高频电源36A、匹配器40A、高频电源38A、匹配器42A进行说明。图8是表示高频电源36A和匹配器40A的结构的图。图9是表示高频电源36A的阻抗传感器的结构的图。图10是表示高频电源38A和匹配器42A的结构的图。图11是表示高频电源38A的阻抗传感器的结构的图。
[0127] 如图8所示,高频电源36A与高频电源36同样具有振动器36a、功率放大器36b、功率传感器36c和电源控制部36e。高频电源36A还具有阻抗传感器36d。以下,关于高频电源36A的各要素,对与高频电源36的对应的要素不同的地方进行说明。另外,也对阻抗传感器36d进行说明。
[0128] 高频电源36A的电源控制部36e将设定第二阶段S2的实施期间内的第一副期间Ts1和第二副期间Ts2各自的高频RF1的频率的频率控制信号供给到振动器36a。具体而言,电源控制部36e从阻抗传感器36d接收过去的第一副期间Ts1的高频电源36A的负载阻抗的移动平均值Imp11和过去的第二副期间Ts2的高频电源36A的负载阻抗的移动平均值Imp12。然后,在移动平均值Imp11和移动平均值Imp12包括在规定的调整范围内时,为了使由移动平均值Imp11推算的第一副期间Ts1的高频电源36A的负载阻抗和由移动平均值Imp12推算的第二副期间Ts2的高频电源36A的负载阻抗接近匹配点,电源控制部36e将设定第一副期间Ts1和第二副期间Ts2各自的高频RF1的频率的频率控制信号供给振动器36a。振动器36a根据该频率控制信号设定第一副期间Ts1的高频的频率和第二副期间Ts2的高频的频率。另一方面,在移动平均值Imp11或者移动平均值Imp12没有包括在规定的调整范围内时,为了使高频电源36A所涉及的阻抗匹配在匹配器40A中进行,电源控制部36e向匹配器40A发送控制信号。其中,所谓使负载阻抗接近匹配点,是指理想地使负载阻抗与匹配点一致。另外,“规定的调整范围”是通过调整高频RF1的频率而能够使高频电源36A的负载阻抗与高频电源36A的输出阻抗或者匹配点匹配的范围。
[0129] 功率放大器36b通过对从振动器36a输出的高频进行放大而生成高频RF1,并输出该高频RF1。利用电源控制部36e控制该功率放大器36b。具体而言,电源控制部36e以输出利用主控制部72指定的功率的高频RF1的方式对功率放大器36b进行控制。
[0130] 在一个实施方式中,电源控制部36e也可以以使第一副期间Ts1的高频RF1的功率比第二副期间Ts2的高频RF1的功率大的方式对功率放大器36b进行控制。例如,可以根据第一副期间Ts1的反射波功率测定值PR11或者规定数的第一副期间Ts1的反射波功率测定值PR11的移动平均值,以使与等离子体结合的高频RF1的功率成为规定的功率的方式,设定第一副期间Ts1的高频RF1的功率。另外,可以根据第二副期间Ts2的反射波功率测定值PR11或者规定数的第二副期间Ts2的反射波功率测定值PR11的移动平均值,以使与等离子体结合的高频RF1的功率成为规定的功率的方式,设定第二副期间Ts2的高频RF1的功率。
[0131] 阻抗传感器36d求出实施完的第二阶段S2各自的实施期间内的第一副期间Ts1中的高频电源36A的负载阻抗的移动平均值Imp11。另外,阻抗传感器36d求出实施完的第二阶段S2各自的实施期间内的第二副期间Ts2中的高频电源36A的负载阻抗的移动平均值Imp12。如图2所示,第一副期间Ts1是在第二阶段S2各自的实施期间内从开始供给高频RF2的时刻至该实施期间的中途为止之间的期间。第二副期间Ts2是在第二阶段S2各自的实施期间内从该中途至结束该实施期间的时刻为止之间的期间。其中,将第二阶段S2各自的实施期间内的包括第一副期间Ts1和第二副期间Ts2的期间称为期间T1。
[0132] 利用电源控制部36e指定第一副期间Ts1的时长和第二副期间Ts2的时长。例如,第一副期间Ts1的时长可以是电源控制部36e存储的规定的时长,第二副期间Ts2的时长可以是电源控制部36e存储的其它的规定的时长。或者,电源控制部36e也可以从上述的反射波功率测定值PR11的时间系列中,将期间T1内反射波功率测定值PR11稳定在规定值以下的期间设定为第二副期间Ts2,将期间T1内该第二副期间Ts2之前的期间设定为第一副期间Ts1。
[0133] 如图9所示,阻抗传感器36d具有电流检测器102C、电压检测器104C、滤波器106C、滤波器108C、平均值演算器110C、平均值演算器112C、移动平均值演算器114C、移动平均值演算器116C和阻抗演算器118C。
[0134] 电压检测器104C对在供电线路43上传送的高频RF1的电压波形进行检测,输出表示该电压波形的电压波形模拟信号。将该电压波形模拟信号输入滤波器106C。滤波器106C通过使输入的电压波形模拟信号数字化,生成电压波形数字信号。并且,滤波器106C从电源控制部36e接收对第一副期间Ts1和第二副期间Ts2各自的高频RF1的频率进行特定的信号,通过从电压波形数字信号中只提取出与利用该信号特定的频率相对应的成分,生成过滤电压波形信号。其中,滤波器106C例如可以由FPGA(现场可编程门阵列)构成。
[0135] 将利用滤波器106C生成的过滤电压波形信号输出到平均值演算器110C。从电源控制部36e向平均值演算器110C提供对第一副期间Ts1和第二副期间Ts2进行特定的副期间特定信号。平均值演算器110C由过滤电压波形信号求出使用副期间特定信号特定的各期间T1内的第一副期间Ts1中的电压的平均值VA11。另外,平均值演算器110C由过滤电压波形信号求出使用副期间特定信号特定的各期间T1内的第二副期间Ts2中的电压的平均值VA12。其中,平均值演算器110C例如可以由FPGA(现场可编程门阵列)构成。
[0136] 将利用平均值演算器110C求出的平均值VA11和平均值VA12输出到移动平均值演算器114C。移动平均值演算器114C求出针对实施完的第二阶段S2已经得到的多个平均值VA11中、针对最近实施的规定数的第二阶段S2的第一副期间Ts1求出的规定个数的平均值VA11的移动平均值(移动平均值VMA11)。另外,移动平均值演算器114C求出针对实施完的第二阶段S2已经得到的多个平均值VA12中、针对最近实施的规定数的第二阶段S2的第二副期间Ts2求出的规定个数的平均值VA12的移动平均值(移动平均值VMA12)。将利用移动平均值演算器114C求出的移动平均值VMA11和VMA12输出到阻抗演算器118C。其中,移动平均值演算器114C例如可以由CPU或者FPGA(现场可编程门阵列)构成。
[0137] 电流检测器102C对在供电线路43上传送的高频RF1的电流波形进行检测,输出表示该电流波形的电流波形模拟信号。将该电流波形模拟信号输入到滤波器108C。滤波器108C通过使输入的电流波形模拟信号数字化,生成电流波形数字信号。并且,滤波器108C从电源控制部36e接收对第一副期间Ts1和第二副期间Ts2各自的高频RF1的频率进行特定的信号,通过从电流波形数字信号中只提取出与利用该信号特定的频率相对应的成分,生成过滤电流波形信号。其中,滤波器108C例如可以由FPGA(现场可编程门阵列)构成。
[0138] 将利用滤波器108C生成的过滤电流波形信号输出到平均值演算器112C输出。另外,可以将上述的副期间特定信号从电源控制部36e供给平均值演算器112C。平均值演算器112C由过滤电流波形信号求出使用副期间特定信号特定的各期间T1内的第一副期间Ts1中的电流的平均值IA11。另外,平均值演算器112C由过滤电流波形信号求出使用副期间特定信号特定的各期间T1内的第二副期间Ts2中的电流的平均值IA12。其中,平均值演算器112C例如可以由FPGA(现场可编程门阵列)构成。
[0139] 将利用平均值演算器112C求出的平均值IA11和平均值IA12输出到移动平均值演算器116C。移动平均值演算器116C求出针对实施完的第二阶段S2已经得到的多个平均值IA11中、针对最近实施的规定数的第二阶段S2的第一副期间Ts1求出的规定个数的平均值IA11的移动平均值(移动平均值IMA11)。另外,移动平均值演算器116C求出针对实施完的第二阶段S2已经得到的多个平均值IA12中、针对最近实施的规定数的第二阶段S2的第二副期间Ts2求出的规定个数的平均值IA12的移动平均值(移动平均值IMA12)。将利用移动平均值演算器116C求出的移动平均值IMA11和IMA12输出到阻抗演算器118C输出。其中,移动平均值演算器116C例如可以由CPU或者FPGA(现场可编程门阵列)构成。
[0140] 阻抗演算器118C由移动平均值IMA11和移动平均值VMA11求出高频电源36A的负载阻抗的移动平均值Imp11。该移动平均值Imp11包括绝对值和相位成分。另外,阻抗演算器118C由移动平均值IMA12和移动平均值VMA12求出高频电源36A的负载阻抗的移动平均值Imp12。该移动平均值Imp12包括绝对值和相位成分。将利用阻抗演算器118C求出的移动平均值Imp11和Imp12输出到电源控制部36e。如上所述,在电源控制部36e中,移动平均值Imp11和Imp12用于设定高频RF1的频率。
[0141] 返回图8,匹配器40A与匹配器40同样具有匹配电路40a、传感器40b、控制器40c以及驱动器40d和40e。以下,关于匹配器40A的各要素,对与匹配器40的对应的要素不同的地方进行说明。
[0142] 匹配器40A的传感器40b与阻抗传感器36d同样从电源控制部36e接收对第一副期间Ts1和第二副期间Ts2各自的高频RF1的频率进行特定的信号,通过从电压波形数字信号中仅提取出与利用该信号特定的频率相对应的成分,生成过滤电压波形信号。然后,传感器40b将过滤电压波形信号输出到控制器40c。另外,匹配器40A的传感器40b与阻抗传感器36d同样从电源控制部36e接收对第一副期间Ts1和第二副期间Ts2各自的高频RF1的频率进行特定的信号,通过从电流波形数字信号中仅提取出与利用该信号特定的频率相对应的成分,生成过滤电流波形信号。传感器40b将过滤电流波形信号输出到控制器40c。
[0143] 在移动平均值Imp11或移动平均值Imp12没有包括在规定的调整范围内的情况下,匹配器40A的控制器40c接收从电源控制部36e发送的上述的控制信号时,以使利用移动平均值Imp21与移动平均值Imp22的平均值特定的高频电源36A的负载阻抗接近匹配点的方式,对驱动器40d和40e进行控制。或者,在移动平均值Imp11或移动平均值Imp12没有包括在规定的调整范围内的情况下,匹配器40A的控制器40c接收从电源控制部36e发送的上述的控制信号时,以使利用移动平均值Imp22特定的高频电源36A的负载阻抗接近匹配点的方式,对驱动器40d和40e进行控制。
[0144] 以下,参照图10。如图10所示,高频电源38A与高频电源38同样具有振动器38a、功率放大器38b、功率传感器38c和电源控制部38e。高频电源38A还具有阻抗传感器38d。以下,关于高频电源38A的各要素,对与高频电源38的对应的要素不同的地方进行说明。另外,也对阻抗传感器38d进行说明。
[0145] 高频电源38A的电源控制部38e将设定第一副期间Ts1和第二副期间Ts2各自的高频RF2的频率的频率控制信号供给振动器38a。具体而言,电源控制部38e从阻抗传感器38d接收过去的第一副期间Ts1的负载阻抗的移动平均值Imp21和过去的第二副期间Ts2的负载阻抗的移动平均值Imp22。并且,在移动平均值Imp21和移动平均值Imp22包括在规定的调整范围内的情况下,为了使由移动平均值Imp21推算的第一副期间Ts1的高频电源38A的负载阻抗和由移动平均值Imp22推算的第二副期间Ts2的高频电源38A的负载阻抗接近匹配点,电源控制部38e将设定第一副期间Ts1和第二副期间Ts2各自的高频RF2的频率的频率控制信号供给振动器38a。振动器38a根据该频率控制信号设定第一副期间Ts1的高频的频率和第二副期间Ts2的高频的频率。另一方面,在移动平均值Imp21或者移动平均值Imp22没有包括在规定的调整范围内的情况下,为了使高频电源38A所涉及的阻抗匹配在匹配器42A中进行,电源控制部38e向匹配器42A发送控制信号。其中,“规定的调整范围”是通过调整高频RF2的频率而能够使高频电源38A的负载阻抗与高频电源38A的输出阻抗或者匹配点匹配的范围。
[0146] 功率放大器38b通过对从振动器38a输出的高频进行放大而生成高频RF2,并输出该高频RF2。利用电源控制部38e控制该功率放大器38b。具体而言,电源控制部38e以输出利用主控制部72指定的功率的高频RF2的方式对功率放大器38b进行控制。
[0147] 在一个实施方式中,电源控制部38e也可以以使第一副期间Ts1的高频RF2的功率比第二副期间Ts2的高频RF2的功率大的方式对功率放大器38b进行控制。例如,可以根据第一副期间Ts1的反射波功率测定值PR21或者规定数的第一副期间Ts1的反射波功率测定值PR21的移动平均值,以使与等离子体结合的高频RF2的功率成为规定的功率的方式,设定第一副期间Ts1的高频RF2的功率。另外,可以根据第二副期间Ts2的反射波功率测定值PR21或者规定数的第二副期间Ts2的反射波功率测定值PR21的移动平均值,以使与等离子体结合的高频RF2的功率成为规定的功率的方式,设定第二副期间Ts2的高频RF2的功率。其中,在第二阶段S2的每一个中,在第二副期间Ts2用时,设定其频率和功率的高频RF2可以继续至停止供给该高频RF2。
[0148] 阻抗传感器38d求出实施完的第二阶段S2各自的实施期间内的第一副期间Ts1中的高频电源38A的负载阻抗的移动平均值Imp21。另外,阻抗传感器38d求出实施完的第二阶段S2各自的实施期间内的第二副期间Ts2中的高频电源38A的负载阻抗的移动平均值Imp22。另外,电源控制部38e也可以与电源控制部36e同样存储第一副期间Ts1的时长的规定的时长和第二副期间Ts2的其它的规定的时长。或者,电源控制部38e也可以与电源控制部36e同样从上述的反射波功率测定值PR21的时间系列中将期间T1内反射波功率测定值PR21稳定在规定值以下的期间设定为第二副期间Ts2,将期间T1内该第二副期间Ts2之前的期间设定为第一副期间Ts1。
[0149] 如图11所示,阻抗传感器38d具有电流检测器102D、电压检测器104D、滤波器106D、滤波器108D、平均值演算器110D、平均值演算器112D、移动平均值演算器114D、移动平均值演算器116D和阻抗演算器118D。
[0150] 电压检测器104D对在供电线路45上传送的高频RF2的电压波形进行检测,输出表示该电压波形的电压波形模拟信号。将该电压波形模拟信号输入到滤波器106D。滤波器106D通过使输入的电压波形模拟信号数字化,生成电压波形数字信号。并且,滤波器106D从电源控制部38e接收对第一副期间Ts1和第二副期间Ts2各自的高频RF2的频率进行特定的信号,通过从电压波形数字信号中只提取出与利用该信号特定的频率相对应的成分,生成过滤电压波形信号。其中,滤波器106D例如可以由FPGA(现场可编程门阵列)构成。
[0151] 将利用滤波器106D生成的过滤电压波形信号输出到平均值演算器110D。将对第一副期间Ts1和第二副期间Ts2进行特定的副期间特定信号从电源控制部38e供给平均值演算器110D。平均值演算器110D由过滤电压波形信号求出使用副期间特定信号特定的各期间T1内的第一副期间Ts1中的电压的平均值VA21。另外,平均值演算器110D由过滤电压波形信号求出使用副期间特定信号特定的各期间T1内的第二副期间Ts2中的电压的平均值VA22。其中,平均值演算器110D例如可以由FPGA(现场可编程门阵列)构成。
[0152] 将利用平均值演算器110D求出的平均值VA21和平均值VA22输出到移动平均值演算器114D。移动平均值演算器114D求出针对实施完的第二阶段S2已经得到的多个平均值VA21中、针对最近实施的规定数的第二阶段S2的第一副期间Ts1求出的规定个数的平均值VA21的移动平均值(移动平均值VMA21)。另外,移动平均值演算器114D求出针对实施完的第二阶段S2已经得到的多个平均值VA22中、针对最近实施的规定数的第二阶段S2的第二副期间Ts2求出的规定个数的平均值VA22的移动平均值(移动平均值VMA22)。将利用移动平均值演算器114D求出的移动平均值VMA21和VMA22输出到阻抗演算器118D。其中,移动平均值演算器114D例如可以由CPU或者FPGA(现场可编程门阵列)构成。
[0153] 电流检测器102D对在供电线路45上传送的高频RF2的电流波形进行检测,输出表示该电流波形的电流波形模拟信号。将该电流波形模拟信号输入滤波器108D。滤波器108D通过使输入的电流波形模拟信号数字化,生成电流波形数字信号。并且,滤波器108D从电源控制部38e接收对第一副期间Ts1和第二副期间Ts2各自的高频RF2的频率进行特定的信号,通过从电流波形数字信号中只提取出与利用该信号特定的频率相对应的成分,生成过滤电流波形信号。其中,滤波器108D例如可以由FPGA(现场可编程门阵列)构成。
[0154] 将利用滤波器108D生成的过滤电流波形信号输出到平均值演算器112D输出。另外,将上述的副期间特定信号从电源控制部38e供给到平均值演算器112D。平均值演算器112D由过滤电流波形信号求出使用副期间特定信号特定的各期间T1内的第一副期间Ts1中的电流的平均值IA21。另外,平均值演算器112D由过滤电流波形信号求出使用副期间特定信号特定的各期间T1内的第二副期间Ts2中的电流的平均值IA22。其中。平均值演算器112D例如由FPGA(现场可编程门阵列)构成。
[0155] 将利用平均值演算器112D求出的平均值IA21和平均值IA22输出到移动平均值演算器116D。移动平均值演算器116D求出针对实施完的第二阶段S2已经得到的多个平均值IA21中、针对最近实施的规定数的第二阶段S2的第一副期间Ts1求出的规定个数的平均值IA21的移动平均值(移动平均值IMA21)。另外,移动平均值演算器116D求出针对实施完的第二阶段S2已经得到的多个平均值IA22中、针对最近实施的规定数的第二阶段S2的第二副期间Ts2求出的规定个数的平均值IA22的移动平均值(移动平均值IMA22)。将利用移动平均值演算器116D求出的移动平均值IMA21和IMA22输出到阻抗演算器118D输出。其中,移动平均值演算器116D例如可以由CPU或者FPGA(现场可编程门阵列)构成。
[0156] 阻抗演算器118D由移动平均值IMA21和移动平均值VMA21求出高频电源38A的负载阻抗的移动平均值Imp21。该移动平均值Imp21包括绝对值和相位成分。另外,阻抗演算器118D由移动平均值IMA22和移动平均值VMA22求出高频电源38A的负载阻抗的移动平均值Imp22。该移动平均值Imp22包括绝对值和相位成分。将利用阻抗演算器118D求出的移动平均值Imp21和Imp22输出到电源控制部38e。如上所述,在电源控制部38e中,移动平均值Imp21和Imp22用于设定高频RF2的频率。
[0157] 返回图10,匹配器42A与匹配器42同样具有匹配电路42a、传感器42b、控制器42c以及驱动器42d和42e。以下,关于匹配器42A的各要素,对与匹配器42的对应的要素不同的地方进行说明。
[0158] 匹配器42A的传感器42b与阻抗传感器38d同样从电源控制部38e接收对第一副期间Ts1和第二副期间Ts2各自的高频RF2的频率进行特定的信号,通过从电压波形数字信号中仅提取出与利用该信号特定的频率相对应的成分,生成过滤电压波形信号。然后,传感器42b将过滤电压波形信号输出到控制器42c。另外,匹配器42A的传感器42b与阻抗传感器38d同样从电源控制部38e接收对第一副期间Ts1和第二副期间Ts2各自的高频RF2的频率进行特定的信号,通过从电流波形数字信号中仅提取出与利用该信号特定的频率相对应的成分,生成过滤电流波形信号。传感器42b将过滤电流波形信号输出到控制器42c。
[0159] 在移动平均值Imp21或移动平均值Imp22没有包括在规定的调整范围内的情况下,匹配器42A的控制器42c接收从电源控制部38e发送的上述的控制信号时,以使利用移动平均值Imp21与移动平均值Imp22的平均值特定的高频电源38A的负载阻抗接近匹配点的方式,对驱动器42d和42e进行控制。或者,在移动平均值Imp21或移动平均值Imp22没有包括在规定的调整范围内的情况下,匹配器42A的控制器42c接收从电源控制部38e发送的上述的控制信号时,以使利用移动平均值Imp22特定的高频电源36A的负载阻抗接近匹配点的方式,对驱动器42d和42e进行控制。
[0160] 以下,参照图8~图11对在具有已说明的高频电源36A、匹配器40A、高频电源38A和匹配器42A的等离子体处理装置1中进行的阻抗匹配的方法进行说明。图12是表示在另一个实施方式所涉及的等离子体处理方法中实施的阻抗匹配的方法的流程图。
[0161] 图12所示的阻抗匹配的方法MTI用于方法MT的第二阶段S2。在第二阶段S2以外的其它的阶段中,可以针对匹配器40和匹配器42进行上述的阻抗匹配。
[0162] 在实施方法MT的初期,不对第二阶段S2实施足以求出上述的移动平均值Imp11、移动平均值Imp12、移动平均值Imp21和移动平均值Imp22的次数。因此,在实施方法MT的初期,只进行上述的平均值VA11、平均值IA11、平均值VA12、平均值IA12、平均值VA21、平均值IA21、平均值VA22和平均值IA22的计算、以及这些值的积累。
[0163] 第二阶段S2仅实施足以求出移动平均值Imp11、移动平均值Imp12、移动平均值Imp21和移动平均值Imp22的次数之后,可以在阻抗传感器36d中求出移动平均值Imp11和移动平均值Imp12,在阻抗传感器38d中求出移动平均值Imp21和移动平均值Imp22。
[0164] 在求出移动平均值Imp11、移动平均值Imp12、移动平均值Imp21和移动平均值Imp22后,在多个阶段S2的每一个中,如图12所示,进行判定J10。在判定J10中,利用电源控制部36e对移动平均值Imp11和移动平均值Imp12是否处于上述的能够调整的范围内进行判定。另外,利用电源控制部38e对移动平均值Imp21和移动平均值Imp22是否处于上述的能够调整的范围内进行判定。
[0165] 在判定移动平均值Imp11和移动平均值Imp12处于上述的能够调整的范围内时,在步骤ST11中,如上所述,电源控制部36e设定第一副期间Ts1中的高频RF1的频率,设定第二副期间Ts2中的高频RF1的频率。在接下来的步骤ST12中,如上所述,电源控制部36e设定第一副期间Ts1中的高频RF1的功率,设定第二副期间Ts2中的高频RF2的功率。另外,在判定移动平均值Imp21和移动平均值Imp22处于上述的能够调整的范围内时,在步骤ST11中,如上所述,电源控制部38e设定第一副期间Ts1中的高频RF2的频率,设定第二副期间Ts2中的高频RF2的频率。在接下来的步骤ST12中,如上所述,电源控制部38e设定第一副期间Ts1中的高频RF2的功率,设定第二副期间Ts2中的高频RF2的功率。
[0166] 另一方面,在判定移动平均值Imp11或移动平均值Imp12不处于上述的能够调整的范围内时,在步骤ST13中,为了使高频电源36A所涉及的阻抗匹配在匹配器40A中进行,从电源控制部36e向匹配器40A发送控制信号。如上所述,接收该控制信号的匹配器40A的控制器40c以使高频电源36A的负载阻抗接近匹配点的方式对驱动器40d和40e进行控制。另外,在判定移动平均值Imp21或移动平均值Imp22不处于上述的能够调整的范围内时,在步骤ST13中,为了使高频电源38A所涉及的阻抗匹配在匹配器42A中进行,从电源控制部38e向匹配器
42A发送控制信号。如上所述,接收该控制信号的匹配器42A的控制器42c以使高频电源38A的负载阻抗接近匹配点的方式对驱动器42d和42e进行控制。
[0167] 在第二阶段S2中的第一副期间Ts1内,由于是包括开始供给高频RF2的时刻的期间,因此可以使供电线路43中的反射波比第二副期间Ts2内的反射波大。因高频电源36A的负载阻抗的变动而变动。对于高频RF2也一样。因此,为了减少高频RF1的反射波,需要使第一副期间Ts1和第二副期间Ts2各自的高频电源36A的负载阻抗分别与高频电源36A的输出阻抗匹配。另外,为了减少高频RF2的反射波,需要使第一副期间Ts1和第二副期间Ts2各自的高频电源38A的负载阻抗分别与高频电源38A的输出阻抗匹配。根据图12所示的阻抗匹配的方法MTI,以使实施完的第二阶段S2的第一副期间Ts1的高频电源36A的负载阻抗的移动平均值(移动平均值Imp11)、即利用第一移动平均值推算的高频电源36A的负载阻抗接近高频电源36A的输出阻抗的方式,对高频RF1的频率进行调整。另外,根据移动平均值Imp12、即第二移动平均值,同样对第二副期间Ts2中的高频RF1的频率调整。另外,根据移动平均值Imp21、即第三移动平均值,同样对第一副期间Ts1中的高频RF2的频率进行调整。另外,根据移动平均值Imp22、即第四移动平均值,同样对第二副期间Ts2中的高频RF2的频率调整。高频电源36A和高频电源38A能够高速地对高频的频率进行变更,因此根据方法MTI,能够高速地追踪负载阻抗的变化而进行阻抗匹配。
[0168] 另外,根据步骤ST12,在第一副期间Ts1中与等离子体耦合的高频RF1的功率不足时,能够补充高频RF1的功率。另外,根据步骤ST12,在第一副期间Ts1中与等离子体耦合的高频RF2的功率不足时,能够补充高频RF2的功率。
[0169] 以上,对各种实施方式进行了说明,但不限定于上述的实施方式,可以构成各种变形方式。例如,高频电源36和高频电源36A也可以以向上部电极46供给高频RF1的方式构成。另外,适用方法MT的等离子体处理装置并不限定于电容耦合型的等离子体处理装置。方法MT也可以适用于具有第一电极和第二电极的任意的等离子体处理装置、例如电感耦合型的等离子体处理装置。
[0170] 另外,在上述的一个实施方式中,在第二阶段S2的第一副期间和第二副期间每一个中进行了高频RF1的调整(高频RF1的频率和功率的调整),进行了高频RF2的调整(高频RF2的频率和功率的调整),但在第一阶段S1和第三阶段S3每一个中,也同样可以设定二个副期间,在该二个副期间每一个中可以进行高频RF1的调整(高频RF1的频率和功率的调整)。另外,在第四阶段S4中,也同样可以设定二个副期间,在该二个副期间每一个中可以进行高频RF2的调整(高频RF2的频率和功率的调整)。