等离子体处理装置的阻抗匹配方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种等离子体处理装置的阻抗匹配方法。在一个实施方式中，等离子体处理装置的第一高频电源和第二高频电源分别输出连续波、调制波和双重调制波。在一个实施方式的方法中，对于确定第一高频电源的负载侧的阻抗的第一平均值和确定第二高频电源的负载侧的阻抗的第二平均值，根据从第一高频电源输出的第一高频功率和从第二高频电源输出的第二高频功率，使用两个平均化方法中的任意方法来求得。基于这些第一平均值和第二平均值来进行第一匹配器和第二匹配器的阻抗匹配。由此，能够比较简单地实现等离子体处理装置的第一匹配器和第二匹配器的匹配动作。

Impedance matching method for plasma treatment device

The invention provides an impedance matching method for a plasma processing device. In one embodiment, the first high frequency power supply and the second high-frequency power supply of the plasma processing device respectively output continuous wave, modulated wave and double modulation wave. In a method of an embodiment, for the first average value of the impedance of the load side of the first high frequency power supply and the second average value of the impedance of the load side of the second high frequency power supply, the two leveling is used in accordance with the first high frequency power output from the first high-frequency power supply and the second high frequency power transmitted from the second high frequency power supply. Any method in the homogenization method is obtained. Based on these first mean values and second average values, the impedance matching between the first match and the second match is performed. Thus, the matching action of the first matching device and the second matching device of the plasma treatment device can be relatively simple.

【技术实现步骤摘要】
等离子体处理装置的阻抗匹配方法
本专利技术的实施方式涉及等离子体处理装置的阻抗匹配方法。
技术介绍
在半导体器件等的电子器件的制造中，对被处理体进行等离子体处理例如等离子体蚀刻。在等离子体处理中，使用等离子体处理装置。等离子体处理装置通常包括腔室主体、第一电极、第二电极、第一高频电源、第一匹配器、第二高频电源和第二匹配器。腔室主体提供其内部空间来作为腔室。第一电极和第二电极以它们之间存在腔室内的空间的方式配置。第二电极是下部电极，包含于上方载置有被加工物的载置台中。第一高频电源产生等离子体生成用的第一高频功率。第一高频功率被供给到第一电极和第二电极中的一者。第二高频电源产生离子导入用的第二高频功率。第二高频功率被供给到第二电极。在等离子体处理装置中，为了使第一高频电源的输出阻抗与其负载侧的阻抗相匹配，调整第一匹配器的可变电抗元件。另外，为了使第二高频电源的输出阻抗与其负载侧的阻抗相匹配，调整第二匹配器的可变电抗元件。在等离子体处理装置中，供给到腔室中的气体通过在第一电极与第二电极之间产生的高频电场而被电离，利用离子或自由基等的活性种来处理被加工物。在等离子体处理装置中，存在从第一高频电源和第二高频电源中的至少一个高频电源供给电平被调制后的高频功率的情况。即，存在为了使交替的两个期间中的一个期间的电平比另一个期间的电平低而利用电平被调制后的调制波的情况。在等离子体处理装置中，关于利用高频功率的技术，记载在下述的专利文献1～3中。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-71292号公报专利文献2：日本特开2009-33080号公报专利文献3：日本特开2012-9544号公报专利技术要解决的问题在等离子体处理装置中，作为从第一高频电源输出的第一高频功率和从第二高频电源输出的第二高频功率的组合，考虑了各种组合。例如，在第一组合中，第一高频功率是调制波，第二高频功率是连续波。在第二组合中，第一高频功率是连续波，第二高频功率是调制波。在第三组合中，第一高频功率和第二高频功率这两者都是调制波。第三组合中，第一高频功率和第二高频功率的调制频率可以是相同的也可以是彼此不同的。如上所述，在一个等离子体处理装置中，有选择地使用多个组合来作为第一高频功率和第二高频功率的组合的情况下，用于第一匹配器和第二匹配器各自的匹配动作的阻抗的运算复杂化。因此，对于第一高频功率和第二高频功率的各种组合，要求实现第一匹配器和第二匹配器的匹配动作用的比较简单的阻抗运算。
技术实现思路
在一个实施方式中，提供一种等离子体处理装置的阻抗匹配方法。等离子体处理装置包括：腔室主体、第一电极及第二电极、第一高频电源、第二高频电源、第一供电线路、第二供电线路、第一匹配器和第二匹配器。第一电极及第二电极以在它们之间存在腔室主体内的空间的方式设置。第一高频电源是输出等离子体生成用的第一高频功率的电源。第一高频电源具有第一基频。第二高频电源是输出离子导入用的第二高频功率的电源。第二高频功率具有比第一基频低的第二基频。第一供电线路将第一电极或者第二电极与第一高频电源电连接。第二供电线路将第二电极与第二高频电源电连接。第一匹配器用于调整第一高频电源的负载侧的阻抗。第二匹配器用于调整第二高频电源的负载侧的阻抗。第一高频电源构成为有选择地输出具有第一基频的第一连续波、第一调制波和第一双重调制波中的一者作为第一高频功率。第一调制波是通过使用第一调制来调制具有第一基频的连续波的电平而生成的。第一调制是以下那样的调制，即：对连续波的电平进行调制，使得以调制频率交替地反复的两个期间中的一个期间的电平比该两个期间中的另一个期间的电平高。第一双重调制波是通过使用第二调制来调制具有第一基频的连续波的电平而生成的。第二调制是以下那样的调制，即：对连续波的电平进行调制，使得以第一调制频率交替地反复的两个期间中的一个期间与以比该第一调制频率低的第二调制频率交替地反复的两个期间中的一个期间重叠的期间中的电平，高于以该第一调制频率交替地反复的两个期间中的另一个期间和以该第二调制频率交替地反复的两个期间中的另一个期间的电平。第二高频电源有选择地输出具有第二基频的第二连续波、通过使用第一调制来调制具有第二基频的连续波而生成的第二调制波、和通过使用第二调制来调制具有第二基频的连续波而生成的第二双重调制波中的一者作为第二高频功率。在一个方式的方法中包括：(i)实施平均化处理的步骤，求取第一高频电源的负载侧的阻抗的第一平均值或者包含第一供电线路上的电压的平均值和电流的平均值的第一平均值组，以及第二高频电源的负载侧的阻抗的第二平均值或者包含第二供电线路上的电压的平均值和电流的平均值的第二平均值组；(ii)求取第一移动平均值和第二移动平均值的步骤，第一移动平均值为根据由实施平均化处理的步骤求取的规定个数的第一平均值或者规定个数的第一平均值组来求取的第一高频电源的负载侧的阻抗的移动平均值，第二移动平均值为根据由实施平均化处理的步骤求取的规定个数的第二平均值或者规定个数的第二平均值组来求取的第二高频电源的负载侧的阻抗的移动平均值；和(iii)调整第一匹配器的可变电抗元件和第二匹配器的可变电抗元件，以使第一移动平均值和第二移动平均值接近匹配点的步骤。在第一高频功率和第二高频功率的生成中使用的最低调制频率仅被用于生成从第一高频电源和第二高频电源中的一个高频电源输出的高频功率的情况下，根据在以该最低调制频率交替地反复的两个期间中的一个期间的多个时刻的、该一个高频电源的负载侧的阻抗来求取平均值，并根据在以该最低调制频率交替地反复的两个期间这两者的多个时刻的、另一个高频电源的负载侧的阻抗来求取平均值，由此求得第一平均值和第二平均值，或者，求取在以该最低调制频率交替地反复的两个期间中的一个期间的多个时刻的、第一供电线路和第二供电线路中用于从该一个高频电源传输高频功率的一个供电线路上的电流的平均值和电压的平均值，并求取在以该最低调制频率交替地反复的两个期间这两者的多个时刻的、另一个供电线路上的电流的平均值和电压的平均值，由此求得第一平均值组和第二平均值组。在第一高频功率和第二高频功率的生成中使用的最低调制频率在该第一高频功率和该第二高频功率的生成中共用的情况下，根据在由该最低调制频率规定的第一高频功率的调制周期中的两个期间中的一个期间的多个时刻的、第一高频电源的负载侧的阻抗来求取第一平均值，并且根据在由该最低调制频率规定的第二高频功率的调制周期中的两个期间中的一个期间的多个时刻的、第二高频电源的负载侧阻抗来求取第二平均值，或者，根据在由该最低调制频率规定的第一高频功率的调制周期中的两个期间中的一个期间的多个时刻的、第一供电线路上的电压和电流来求取第一平均值组，并且根据在由该最低调制频率规定的第二高频功率的调制周期中的两个期间中的一个期间的多个时刻的、第二供电线路上的电压和电流来求取第二平均值组。在一个实施方式的方法中，根据规定个数的第一平均值或者规定个数的第一平均值组来求取第一移动平均值，根据规定个数的第二平均值或者规定个数的第二平均值组求取第二移动平均值。第一匹配器的可变电抗元件的调制基于第一移动平均值进行，第二匹配器的可变电抗元件的调整基于第二移动平均值进行。该方法中，通过判断第一高频功率和第二高频功率的生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体处理装置的阻抗匹配方法，其特征在于，所述等离子体处理装置包括：腔室主体；第一电极和第二电极，所述腔室主体内的空间介于所述第一电极与所述第二电极之间；第一高频电源，其输出等离子体生成用的第一高频功率，该第一高频功率具有第一基频；第二高频电源，其输出离子导入用的第二高频功率，该第二高频功率具有比所述第一基频低的第二基频；将所述第一电极或所述第二电极与所述第一高频电源电连接的第一供电线路；将所述第二电极与所述第二高频电源电连接的第二供电线路；用于调整所述第一高频电源的负载侧的阻抗的第一匹配器；和用于调整所述第二高频电源的负载侧的阻抗的第二匹配器，所述第一高频电源有选择地输出第一连续波、第一调制波和第一双重调制波中的一者作为所述第一高频功率，所述第一连续波具有所述第一基频，所述第一调制波是通过使用第一调制来调制具有所述第一基频的连续波的电平而生成的，其中，所述第一调制对连续波的电平进行调制，使得以调制频率交替地反复的两个期间中的一个期间的电平比该两个期间中的另一个期间的电平高，所述第一双重调制波是通过使用第二调制来调制具有所述第一基频的连续波的电平而生成的，其中，所述第二调制对连续波的电平进行调制，使得以第一调制频率交替地反复的两个期间中的一个期间与以比该第一调制频率低的第二调制频率交替地反复的两个期间中的一个期间重叠的期间中的电平，高于以该第一调制频率交替地反复的所述两个期间中的另一个期间和以该第二调制频率交替地反复的所述两个期间中的另一个期间的电平，所述第二高频电源有选择地输出第二连续波、第二调制波和第二双重调制波中的一者作为所述第二高频功率，所述第二连续波具有所述第二基频，所述第二调制波是通过使用所述第一调制来调制具有所述第二基频的连续波而生成的，所述第二双重调制波是通过使用所述第二调制来调制具有所述第二基频的连续波而生成的，所述等离子体处理装置的阻抗匹配方法包括：实施平均化处理的步骤，求取所述第一高频电源的负载侧的阻抗的第一平均值或者包含所述第一供电线路上的电压的平均值和电流的平均值的第一平均值组，以及所述第二高频电源的负载侧的阻抗的第二平均值或者包含所述第二供电线路上的电压的平均值和电流的平均值的第二平均值组；求取第一移动平均值和第二移动平均值的步骤，所述第一移动平均值为根据由所述实施平均化处理的步骤求取的规定个数的第一平均值或者规定个数的第一平均值组来求取的所述第一高频电源的负载侧的阻抗的移动平均值，所述第二移动平均值为根据由所述实施平均化处理的步骤求取的规定个数的第二平均值或者规定个数的第二平均值组来求取的所述第二高频电源的负载侧的阻抗的移动平均值；和调整所述第一匹配器的可变电抗元件和所述第二匹配器的可变电抗元件，以使所述第一移动平均值和所述第二移动平均值接近匹配点的步骤，在所述实施平均化处理的步骤中，在所述第一高频功率和所述第二高频功率的生成中使用的最低调制频率仅被用于生成从所述第一高频电源和所述第二高频电源中的一个高频电源输出的高频功率的情况下，根据在以该最低调制频率交替地反复的所述两个期间中的所述一个期间的多个时刻的、该一个高频电源的负载侧的阻抗来求取平均值，并根据在以该最低调制频率交替地反复的所述两个期间这两者的多个时刻的、另一个高频电源的负载侧的阻抗来求取平均值，由此求得所述第一平均值和所述第二平均值，或者求取在以该最低调制频率交替地反复的所述两个期间中的所述一个期间的多个时刻的、所述第一供电线路和所述第二供电线路中的用于从该一个高频电源传输高频功率的一个供电线路上的电流的平均值和电压的平均值，并求取在以该最低调制频率交替地反复的所述两个期间这两者的多个时刻的、所述第一供电线路和所述第二供电线路中的另一个供电线路上的电流的平均值和电压的平均值，由此求得所述第一平均值组和所述第二平均值组，在所述第一高频功率和所述第二高频功率的生成中使用的最低调制频率在该第一高频功率和该第二高频功率的生成中共用的情况下，根据在由该最低调制频率规定的所述第一高频功率的调制周期中的所述两个期间中的所述一个期间的多个时刻的、所述第一高频电源的负载侧的阻抗来求取所述第一平均值，并且根据在由该最低调制频率规定的所述第二高频功率的调制周期中的所述两个期间中的所述一个期间的多个时刻的、所述第二高频电源的负载侧阻抗来求取所述第二平均值，或者根据在由该最低调制频率规定的所述第一高频功率的调制周期中的所述两个期间中的所述一个期间的多个时刻的、所述第一供电线路上的电压和电流来求取所述第一平均值组，并且根据在由该最低调制频率规定的所述第二高频功率的调制周期中的所述两个期间中的所述一个期间的多个时刻的、所述第二供电线路上的电压和电流来求取所述第二平均值组。...

【技术特征摘要】
2016.10.26 JP 2016-2097011.一种等离子体处理装置的阻抗匹配方法，其特征在于，所述等离子体处理装置包括：腔室主体；第一电极和第二电极，所述腔室主体内的空间介于所述第一电极与所述第二电极之间；第一高频电源，其输出等离子体生成用的第一高频功率，该第一高频功率具有第一基频；第二高频电源，其输出离子导入用的第二高频功率，该第二高频功率具有比所述第一基频低的第二基频；将所述第一电极或所述第二电极与所述第一高频电源电连接的第一供电线路；将所述第二电极与所述第二高频电源电连接的第二供电线路；用于调整所述第一高频电源的负载侧的阻抗的第一匹配器；和用于调整所述第二高频电源的负载侧的阻抗的第二匹配器，所述第一高频电源有选择地输出第一连续波、第一调制波和第一双重调制波中的一者作为所述第一高频功率，所述第一连续波具有所述第一基频，所述第一调制波是通过使用第一调制来调制具有所述第一基频的连续波的电平而生成的，其中，所述第一调制对连续波的电平进行调制，使得以调制频率交替地反复的两个期间中的一个期间的电平比该两个期间中的另一个期间的电平高，所述第一双重调制波是通过使用第二调制来调制具有所述第一基频的连续波的电平而生成的，其中，所述第二调制对连续波的电平进行调制，使得以第一调制频率交替地反复的两个期间中的一个期间与以比该第一调制频率低的第二调制频率交替地反复的两个期间中的一个期间重叠的期间中的电平，高于以该第一调制频率交替地反复的所述两个期间中的另一个期间和以该第二调制频率交替地反复的所述两个期间中的另一个期间的电平，所述第二高频电源有选择地输出第二连续波、第二调制波和第二双重调制波中的一者作为所述第二高频功率，所述第二连续波具有所述第二基频，所述第二调制波是通过使用所述第一调制来调制具有所述第二基频的连续波而生成的，所述第二双重调制波是通过使用所述第二调制来调制具有所述第二基频的连续波而生成的，所述等离子体处理装置的阻抗匹配方法包括：实施平均化处理的步骤，求取所述第一高频电源的负载侧的阻抗的第一平均值或者包含所述第一供电线路上的电压的平均值和电流的平均值的第一平均值组，以及所述第二高频电源的负载侧的阻抗的第二平均值或者包含所述第二供电线路上的电压的平均值和电流的平均值的第二平均值组；求取第一移动平均值和第二移动平均值的步骤，所述第一移动平均值为根据由所述实施平均化处理的步骤求取的规定个数的第一平均值或者规定个数的第一平均值组来求取的所述第一高频电源的负载侧的阻抗的移动平均值，所述第二移动平均值为根据由所述实施平均化处理的步骤求取的规定个数的第二平均值或者规定个数的第二平均值组来求取的所述第二高频电源的负载侧的阻抗的移动平均值；和调整所述第一匹配器的可变电抗元件和所述第二匹配器的可变电抗元件，以使所述第一移动平均值和所述第二移动平均值接近匹配点的步骤，在所述实施平均化处理的步骤中，在所述第一高频功率和所述第二高频功率的生成中使用的最低调制频率仅被用于生成从所述第一高频电源和所述第二高频电源中的一个高频电源输出的高频功率的情况下，根据在以该最低调制频率交替地反复的所述两个期间中的所述一个期间的多个时刻的、该一个高频电源的负载侧的阻抗来求取平均值，并根据在以该最低调制频率交替地反复的所述两个期间这两者的多个时刻的、另一个高频电源的负载侧的阻抗来求取平均值，由此求得所述第一平均值和所述第二平均值，或者求取在以该最低调制频率交替地反复的所述两个期间中的所述一个期间的多个时刻的、所述第一供电线路和所述第二供电线路中的用于从该一个高频电源传输高频功率的一个供电线路上的电流的平均值和电压的平均值，并求取在以该最低调制频率交替地反复的所述两个期间这两者的多个时刻的、所述第一供电线路和所述第二供电线路中的另一个供电线路上的电流的平均值和电压的平均值，由此求得所述第一平均值组和所述第二平均值组，在所述第一高频功...

【专利技术属性】
技术研发人员：永海幸一，山田纪和，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP