TWI492262B - Plasma processing device and plasma processing method - Google Patents

Description

電漿處理裝置及電漿處理方法

本發明係關於電漿處理裝置及電漿處理方法，尤其關於為了加工半導體元件等之試料，使用電漿而施予高精度蝕刻處理之合適的電漿處理裝置及電漿處理方法。

以往，就以處理半導體元件之表面的方法而言，所知的有以電漿蝕刻半導體元件之裝置。在此，以電子迴旋共振(Electron Cyclotron Resonance：ECR，以下略稱為ECR)方式之電漿蝕刻裝置為例說明以往技術。

在該ECR方式中，在由外部施加磁場之真空容器中，藉由微波產生電漿。藉由磁場電子作迴旋運動，使該頻率和微波之頻率共振，依此可以效率佳地生成電漿。因加速射入至半導體元件之離子，故以概略正弦波且連續波形地對試料施加高頻電力。在此，以下將施加於試料之高頻電力稱為高頻偏壓。再者，針對試料，以一例記述在晶圓的情況下。

再者，成為電漿之氣體廣泛使用氟和氯等之 鹵素氣體。依據藉由電漿所產生的自由基或離子和被蝕刻材反應而進行蝕刻。為了高精度地控制蝕刻加工，必須進行藉由電漿控制之自由基種之選定或離子量之控制。就以自由基或離子之控制方法而言，有對電漿進行時間調製之脈衝電漿方式。脈衝電漿係藉由重複電漿之導通和斷開來控制解離，控制自由基之解離狀態或離子密度。藉由將相對於脈衝電漿之導通和斷開之重複頻率(以下，稱為脈衝頻率)及重複頻率之1周期的導通時間之比(以下，稱為負載比)導通時間和斷開時間之比設為控制參數，可進行蝕刻加工之高精度控制。專利文獻1揭示有使用脈衝電漿之蝕刻加工控制方法。

圖1表示對脈衝電漿適用連續波形之高頻偏 壓之情形。於電漿之斷開時間也被施加高頻偏壓，一般而言，電漿之斷開時間因電漿密度低，故從高頻偏壓觀看到的阻抗變高，被施加至晶圓之電壓的振幅值(以下，稱為Vpp)變高。由於Vpp變高，使得離子照射能變高，有可能使晶圓受到損傷。

以迴避該損傷之方法而言，有不對電漿之斷 開期間施加高頻偏壓的方法。圖2表示一例。藉由高頻偏壓也與脈衝電漿相同地進行時間調製，與脈衝電漿同步重複導通和斷開，可以迴避電漿斷開期間之晶圓受到損傷。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開昭59-47733號公報

[專利文獻2]日本特表2003-532986號公報

在使用微波之ECR方式之脈衝電漿中，往往係使進行電漿生成的微波脈衝化。就以微波之脈衝化之方式的一例而言，有藉由對微波電源輸入成為基準之脈衝訊號，並在電源內進行處理，輸出脈衝狀之微波的方式。當藉由脈衝狀之微波形成電漿時，電漿密度如圖1所示般變化。即是，與以往之ECR方式之連續電漿方式不同，電漿密度係與微波之導通同時增加，至電漿密度穩定為止需要時間。

再者，將使用於電漿生成之微波輸出設為在以往廣泛使用的利用連續波形輸出方式(以下，稱為CW模式)者，並將高頻偏壓設為時間調製輸出方式(以下，稱為脈衝模式)而測量高頻偏壓之反射率之結果，如圖8所示般，反射率成為高頻偏壓輸出值之5%以下。並且，若反射率為5%以下左右時，不會影響到製程性能，也不會電源受損之問題。再者，反射率(%)係高頻偏壓之反射電力除以高頻偏壓之輸出電壓之值乘上100而算出之值。

另外，在脈衝電漿中，每周期存在至電漿密 度穩定為止的過渡期間，當對脈衝電漿施加同步之高頻偏壓時，因藉由導通和斷開之重複，電漿密度變化，故從高頻偏壓觀看到的電漿阻抗變化，難以取得匹配。

此時，如圖2所示般，產生反射電力變大， 並且反射值也不穩定之現象。於反射電力值大之時，產生實際施加至晶圓的電力和設定電力值之差變大的問題，無法進行高精度之控制。再者，由於反射電力返回至電源，有使電源受損之情形。於反射電力值不穩定之時，實際施加至晶圓之電力也不穩定。此時，蝕刻加工結果也不穩定。

就以解決該問題之方法而言，可考慮如圖3 般於電漿密度穩定之後施加的方法。在該方法中，由於在不施加高頻偏壓之期間具有電漿導通之期間，依據蝕刻條件不同，有在該期間藉由電漿所生成之附著物堆積在晶圓表面，有產生引起蝕刻停止之問題。

對於脈衝電漿之匹配的課題，在專利文獻2 揭示有電漿從斷開切換至導通之過渡期間一面使高頻之輸出從低輸出緩緩地變化高輸出一面予以施加的方法。但是，該方法同樣也依藉由蝕刻條件不同，有可能由於至電漿密度穩定為止之過渡期間，高頻偏壓低，造成離子源不足，引起由於過渡期間之電漿所生成之附著物而產生蝕刻停止。在與以往之電漿方式不同的脈衝電漿方式中，匹配成為大的課題。

再者，如圖2所示般，將使用於電漿生成之 微波輸出設為脈衝模式，將高頻偏壓也設為脈衝模式，測量高頻偏壓之反射值時，取得高頻偏壓之反射率超過5%，並且反射率不穩定之結果。其原因係在脈衝模式進行電漿生成的被稱為脈衝電漿之方式中，如圖2所示般存在微波輸出成為導通之後至電漿密度穩定為止需要時間的過渡期間之故。以下使用圖6說明反射不穩定，並且變大之原因。

在匹配電路中，取樣電流或電壓而算出電漿 阻抗，並進行匹配。藉由取樣的電漿阻抗，決定可調電容之動作。在脈衝電漿中，與以往之連續模式之電漿不同，取樣包含電漿密度不穩定之過渡期間。圖3之A的時序為電漿密度不穩定之過渡期間。該期間之電漿阻抗Za與電漿密度為其他取樣時序B、C、D、E的電漿阻抗Zb、Zc、Zf大不同。

Zb、Zc、Zf皆為電漿密度穩定，取接近值作 為電漿阻抗。因此，在匹配電路中，由於混合使對準於Za之匹配位置的動作，和對電漿密度穩定期間之阻抗Zb、Zc、Zf進行的匹配動作，匹配動作無法正常，匹配電路不成為適合的可調電容值，故得到反射大且不穩定之結果。

再者，通常因在該期間電漿密度非常低且時 間也短，故對蝕刻性能影響少。相對於對蝕刻性能影響大之電漿密度穩定的期間，高頻偏壓以進行匹配之一方為佳。

於使用脈衝電漿之時，與以往方式不同，必 須考慮過渡期間之電漿密度的變化。如圖4所示般，可考慮過渡期間不施加高頻偏壓之方法，或藉由使高頻偏壓輸出緩緩上升來縮小反射值之方法。此時，在過渡期間中，藉由高頻偏壓的離子加速電壓變小。於電漿之附著性強之時，因在試料表面堆積附著物，故於離子加速電壓小之時，引起蝕刻停止，有可能引起良率下降或裝置不良。

本發明為了解決上述課題，在對電漿生成用 高頻電力和高頻偏壓電力進行時間調製的電漿處理裝置及電漿處理方法中，提供可以穩定地供給高頻偏壓電力之電漿處理裝置及電漿處理方法。

本發明之電漿處理裝置具備：真空容器、供給用以在上述真空容器內生成電漿之第一高頻電力的第一高頻電源、被配置在上述真空容器內用於載置試料的試料台、對上述試料台供給第二高頻電力的第二高頻電源，和抑制上述第二高頻電力的反射電力的匹配器，該電漿處理裝之特徵為：上述第一高頻電力和上述第二高頻電力被時間調製之時，上述匹配器取樣用以在取樣有效期間進行匹配之資訊，該取樣有效期間係從將被上述時間調製之第二高頻電力之導通開始時間設為開始時間之既定時間經過後，至被上述時間調製之第二高頻電力之導通結束時間為 止之期間，從上述導通結束時間後至下一個取樣有效期間，進行維持在上述取樣有效期間被進行之匹配狀態的控制。

再者，本發明之電漿處理裝置具備：真空容 器、供給用以在上述真空容器內生成電漿之第一高頻電力的第一高頻電源、被配置在上述真空容器內用於載置試料的試料台、對上述試料台供給第二高頻電力的第二高頻電源，和抑制上述第二高頻電力的反射電力的匹配器，該電漿處理裝之特徵為：上述第一高頻電力和上述第二高頻電力被時間調製之時，上述匹配器取樣用以在取樣有效期間取樣用以進行匹配之資訊，該取樣有效期間係從被上述時間調製之第二高頻電力之導通開始時間至既定時間前的期間，從上述導通時間後至下一個取樣有效期間，進行維持在上述取樣有效期間所進行之匹配狀態的控制。

再者，本發明之電漿處理裝置具備：真空容 器、供給用以在上述真空容器內生成電漿之第一高頻電力的第一高頻電源、被配置在上述真空容器內用於載置試料的試料台、對上述試料台供給第二高頻電力的第二高頻電源，和抑制上述第二高頻電力的反射電力的匹配器，該電漿處理裝之特徵為：對上述第一高頻電力和上述第二高頻電力進行時間調製，在取樣有效期間取樣用以進行匹配之資訊，該取樣有效期間係從被上述時間調製之第二高頻電力之導通結束時間至既定時間前為止的期間，並且從上述導通結束時間後至下一個取樣有效期間，維持在上述取樣 有效期間所進行之匹配狀態而進行上述匹配器之匹配。

藉由本發明，在對電漿生成用高頻電力和高頻偏壓電力進行時間調製之電漿處理裝置及電漿處理方法中，可以穩定地供給高頻偏壓電力。

101‧‧‧真空容器

102‧‧‧噴淋板

103‧‧‧介電體窗

104‧‧‧處理室

105‧‧‧氣體供給裝置

106‧‧‧真空排氣裝置

107‧‧‧導波管

109‧‧‧電磁波產生用高頻電源

110‧‧‧磁場產生用線圈

111‧‧‧試料載置用電極

112‧‧‧晶圓

113‧‧‧匹配器

114‧‧‧高頻偏壓電源

115‧‧‧高頻濾波器

116‧‧‧直流電源

117‧‧‧排氣用開關閥

118‧‧‧排氣速度可調閥

120‧‧‧控制部

121‧‧‧脈衝產生單元

圖1為脈衝電漿適用連續波形之高頻偏壓的一例。

圖2為脈衝電漿適用時間調製之高頻偏壓的一例。

圖3為表示高頻偏壓之匹配器之取樣時序的圖示。

圖4為表示電漿密度不穩定之過渡期間的圖示。

圖5為與本發明有關之微波ECR電漿蝕刻裝置之縱剖面圖。

圖6為表示控制部120之動作的圖示。

圖7為說明取樣保持方式之圖示。

圖8為連續輸出電漿適用時間調製過的高頻偏壓的一例。

圖9為藉由電漿密度規定至電漿穩定為止之過渡期間之方法的圖示。

圖10為表示電漿密度、電漿發光及Vpp之各關係的圖示。

圖11表示與本發明有關之高頻偏壓之匹配的圖示。

圖12為表示固定空檔時間之時的狀況1至3的圖示。

圖13為表示固定取樣有效時間之時的狀況1至3的圖示。

圖14為表示將高頻偏壓之時間調製之頻率設為匹配器之取樣頻率之整數倍之時的圖示。

圖15為表示高頻偏壓之匹配器之動作的流程圖。

以下，一面參照圖面一面說明用以實施本發 明之型態。圖5表示與本發眀之一實施例有關之ECR方式之微波電漿蝕刻裝置之概略縱剖面圖。在上部開放之真空容器101之上部，設置用以對真空容器101內導入蝕刻氣體之石英製噴淋板102，和石英製之介電體窗103，藉由進行密封，形成處理室104。

在噴淋板102連接有用以使蝕刻氣體流通之 氣體供給裝置105。再者，在真空容器101經排氣用開關閥117及排氣速度可調閥118連接有真空排氣裝置106。 處理室104內係藉由打開排氣用開關閥117，並驅動真空排氣裝置106而減壓，成為真空狀態。處理室104內之壓力藉由排氣速度可調閥118被調整至期待之壓力。

蝕刻氣體係從氣體供給裝置105經噴淋板102 而被導入至處理室104內，經排氣速度可調閥118而藉由真空排氣裝置106被排氣。再者，與噴淋板102相向而在 真空容器101之下部設置作為試料台之試料載置用電極111。因對處理室104傳送用以生成電漿之電力，故在介電體窗103之上方設置傳送電磁波之導波管107。被傳送至導波管107之電磁波係從第一高頻電源之電磁波產生用高頻電源109振盪。

在電磁波產生高頻電源109，安裝有脈衝產生 單元121，藉由此可以將微波如圖2所示般，以可任意設定的重複頻率調製成脈衝狀。並且，本實施例之效果，並不特別限定於電磁波之頻率，在本實施例中，使用2.45GHz之微波。在處理室104之外部，設置有形成磁場之磁場產生用線圈110，藉由電磁波產生用高頻電源109振盪之電磁波，依據與藉由磁場產生用線圈110所形成之磁場的相互作用，在處理室104內生成高密度電漿，並對被載置在試料載置用電極111上之試料的晶圓112施予蝕刻處理。

因噴淋板102、試料載置用電極111、磁場產 生用線圈110、排氣用開關閥117、排氣速度可調閥118及晶圓112相對於處理室104之中心軸上被配置在相同軸，故蝕刻氣體之流動或藉由電漿所生成之自由基及離子，並且藉由蝕刻所生成之反應生成物相對於晶圓112被同軸地導入、排氣。該同軸配置有使蝕刻率、蝕刻形狀之晶圓面內均勻性接近軸對稱，並且提升晶圓處理均勻性的效果。

試料載置用電極111係電極表面被陶瓷(無圖 示)覆蓋，經高頻濾波器115而與直流電源116連接。並且，在試料載置用電極111，經匹配電路113連接有第二高頻電源之高頻偏壓電源114。在高頻偏壓電源114安裝有脈衝產生單元121，同樣可以選擇性地對試料載置用電極111供給如圖2所示之被時間調製之高頻電力。並且，本實施例之效果，並不特別限定於電磁波之頻率，在本實施例中，使用400kHz之高頻。

控制使用上述ECR微波電漿蝕刻裝置之蝕刻 處理的控制部120，藉由輸入手段(無圖示)，控制包含電磁波產生用高頻電源109、高頻偏壓電源114、脈衝產生單元121之脈衝的導通、斷開之時序的重複頻率或負載比、用以實施蝕刻之氣體流量、處理壓力、電磁電力、高頻偏壓電力、線圈電流、脈衝之導通時間、斷開時間等之蝕刻參數。並且，負載比係指導通期間對脈衝之1周期的比例。再者，在本實施例中，脈衝之重複頻率可以變更至5Hz~10kHz，負載比可變更至1%~90%。並且，時間調製之設定即使為導通時間亦可，即使為斷開時間亦可。

以下，針對從電磁波產生用高頻電源109產 生被時間調製之電磁波之時，和從高頻偏壓電源114對試料載置用電極111供給被時間調製之高頻電力之時的控制部120之功能，使用圖6進行說明。控制部120係在脈衝產生單元121設定，用以將電磁波產生用高頻電源109和高頻偏壓電源114調製成脈衝狀之重複頻率、負載比、對 準電磁波產生用高頻電源109之導通之時序和高頻偏壓電源114之導通之時序的時間資訊。

從脈衝產生單元發送電磁波產生用電源之脈衝輸出控制用之時間資訊，使產生被時間控制之電磁波。同樣，高頻偏壓電源114也以從脈衝產生單元被發送之資訊為根據，使產生被時間控制之高頻偏壓輸出。

於適用高頻偏壓之時，匹配器113如圖15所示般之流程取得高頻偏壓之匹配，減少反射電力。就以匹配之手法而言，以匹配電路測量電流和電壓及相位。從該測量值算出電漿之阻抗，以成為最佳之電路常數之方式，調整匹配電路之可調電容。並且，匹配電路取得電漿阻抗之測量值，並根據所取得之阻抗之測量值而變更可調電容，並將進行匹配動作之周期當作取樣周期。

取樣周期藉由設定可以變更。在本實施例中，因可調電容藉由脈衝馬達控制電容，故即使將取樣周期設定成較脈衝馬達可動作的最小時間短，脈衝馬達也無法動作。因此，通常取樣周期之設定被設定成較脈衝馬達可動作的最小時間長。就以一例而言，針對將高頻偏壓之脈衝頻率設為100Hz，將負載比設為50%，將取樣周期設為12ms之時，進行說明。

不規定取樣之開始時序而進行取樣。如圖3所示之時序D或E般，有成為在斷開期間進行取樣之時序之情形。因斷開期間不施加高頻偏壓，故無法進行電壓之測量，在匹配電路中，因無法算出從高頻偏壓觀看到之 電漿阻抗，故無法取得匹配動作所需之電漿阻抗值，成為無法匹配之狀態。為了解決該問題，藉由稱為取樣保持方式之以下所示的方法可以解決。

在導通期間中，於來到取樣周期之時序時， 即是於圖7之A、B、C般，匹配之指標使用各時序中的電漿阻抗。並且，在此之A、B、C與圖3之A、B、C之時序相同。但是，於取樣之時序來到圖7之D、E般之斷開期間時，以使用導通期間之某時間的電漿阻抗來替代。 並且，在此之D、E與圖3之D、E之時序相同。

再者，在本實施例中，算出在導通期間結束 之前的時序、圖7之F之時序中之電漿阻抗的Zf，並將此值保持至下一個導通開始時序。即是，如圖7所示般，斷開期間進行使成為與導通期間之某時序中的電漿阻抗相等的處理。如此一來，藉由取樣保持方式，可以防止在斷開期間，電漿阻抗取得異常值之情形。再者，匹配器113具有如此之取樣保持方式之功能。

接著，針對縮小電漿密度穩定為止之過渡期 間中對匹配動作造成之影響的匹配器113之演算法予以說明。該演算法係不從導通期間之開始取得與一定時間之間的電漿阻抗有關之資訊的演算法。就以一例而言，針對將脈衝電漿之電漿生成頻率設為100Hz，將負載比設為50%，將取樣周期設為12ms之時，進行說明。再者，在本實施例中，針對至電漿密度穩定為止之過渡期間的定義，使用圖9予以說明。

取得電漿密度之時間變化之一次差分。於圖 9所示般無電漿密度之變化而穩定之時，一次差分值成為0。因按條件不同也有些密度緩緩持續變化之情形，故不使至安定為止的過渡期間之判定基準為0。在本實施例中，相對於一次差分之峰值，一次差分值成為70%以下之時，判斷成至安定為止的過渡期間結束，穩定期間開始。

在本實施例中，雖然將判定之臨界值設為峰 值之70%，但是即使依條件不同變更臨界值亦可。雖然依條件不同，但是通常至脈衝電漿之電漿密度穩定為止的過渡時間為1μs~100ms程度。作為預估在脈衝電漿中至電漿密度穩定為止的過渡期間之方法，即使使用測量高頻偏壓之峰-峰值之Vpp或電漿發光之變化的手法亦可。圖10表示電漿密度和電漿發光和Vpp之變化。

為了使電漿中之粒子發光，必須使持有能量 之電子衝突至粒子，對粒子供給相當於發光之能量。被供能量之粒子係將其能量當作光釋放出。當電漿密度變化時，因持有能量之電子之密度也同樣變化，故自電漿的發光之變化和電漿密度之變化具有關連性。依此，可以使用至電漿發光穩定為止之時間以取代至電漿密度穩定為止之時間。

再者，當電漿密度變化時，從高頻偏壓觀看 到之Vpp變化。該係因為由於電漿密度使得從高頻偏壓觀看到的阻抗變化之故。依此，Vpp之變化也與電漿密度之 變化具有關連性。也有藉由朗謬爾碳針直接觀察電漿密度之變化的方法。於必須在真空處理室(以下，稱為腔室)設置朗謬爾碳針等之時，硬體變複雜。

再者，因必須設置在腔室之內部，故可能會 對電漿造成影響。Vpp測量或電漿發光無須在腔室內設置檢測手段，對電漿的影響少。在本實施例中，與上述電漿密度至安定為止之過渡期間之判定相同，利用使用一次差分之方法進行Vpp之變化。如圖10所示般，將一次差分值之絕對值對Vpp之一次差分之峰值之絕對值成為90%的時間設為電漿密度穩定之期間。

從該方法，將至電漿密度穩定為止之時間預 估為2ms以下，使從高頻偏壓之導通開始取得僅有2ms之後的電漿阻抗值。以下，將不從高頻偏壓之導通開始取得電漿阻抗之期間設為空檔時間。如圖11所示般，於匹配器113之取樣周期之時序成為空檔時間內之時，使用在取樣保持中使用之導通結束時之值，即是Zf。於不使用以往之空檔之方式時，雖然成為如圖2所示般，高頻偏壓之反射值超過反射率5%，並且反射值之偏差變大的結果，但是藉由進行使用本發明之空檔的匹配，可以縮小反射，並且穩定地施加高頻偏壓，可以使反射率成為1%以下。

在本實施例中，雖然以電漿生成之高頻偏壓 之導通開始時間為基準而設定空檔時間，但是即使以電漿之檔通時間為電漿之導通時間亦可。再者，因藉由如上述 般監視電漿發光，可以測量電漿之導通及斷開之時序，故即使為從電漿發光之導通之時序經過空檔時間後，取得電漿阻抗之資訊的方法亦可。

該方法於在電漿生成用高頻電源之導通、斷 開和電漿之導通、斷開之間具有延遲時間之時有效果。不僅電漿之發光，即使為監視與脈衝電漿之導通、斷開聯鎖之其他參數，例如上述的Vpp，設為空檔時間之基準的方法亦可。從Vpp穩定之時序設置空檔的方法。

通常，在脈衝電漿方式中，成為可變更電漿 生成之高頻之時間調製頻率(以下，稱為脈衝頻率)或負載比的硬體構成。該為了控制蝕刻性能，在脈衝頻率或負載比之控制上有效果之故。以上述高頻偏壓之導通開始之時序為基準而設置空檔時間之方法之時，如圖12之狀況1~3所示般，藉由改變負載比或脈衝頻率，取樣有效時間不同。在此，取樣有效時間為可以取得阻抗之測量值的期間。

再者，藉由蝕刻條件或電漿之狀態，變更負 載比或脈衝頻率，有電漿密度之穩定時間變化很多之情形。此時，按蝕刻條件而被設定之空檔時間較電漿密度之穩定時間短。在狀況1，雖然對匹配無問題，但是在狀況2及狀況3中，產生了反射變大，反射值不穩定等之問題。因此，必須依蝕刻條件變更空檔設定值，於蝕刻條件由複數步驟構成之時，空檔時間之設定或藉由軟體的對應也變得複雜。

為了解決該課題，如圖13所示般將匹配器 113之取樣有效時間設為一定，從高頻偏壓之導通期間結束僅在一定期間取得電漿阻抗之測量值，其他時間使用取樣保持值之方法為有效果。針對該手法，以下予以說明。

以高頻偏壓之斷開之時序為基準，使匹配器 113之取樣有效成為一定之方式，設定空檔時間。首先，從高頻偏壓之脈衝頻率和負載比求出高頻偏壓之導通期間。接著，將從高頻偏壓之導通期間減掉匹配器113之取樣有效時間之值設為空檔時間。藉由如此之空檔時間的求取方法，可以不用藉由高頻偏壓之脈衝頻率或負載比等，而使匹配器113之取樣有效時間成為一定。並且，匹配器113之取樣有效時間為事先所求出的期待值。再者，除匹配器113之取樣有效時間之外，成為不取得電漿阻抗之測量值，使用於匹配器113之取樣有效時間之最後所取得之電漿阻抗之測量值而進行匹配，所謂的上述取樣保持之狀態。

再者，因以在電漿密度定期間重疊之方式， 適用高頻偏壓之情形為多，故通常高頻偏壓之斷開之時序前，比起高頻偏壓之導通之時序後，電漿密度穩定。因此，有以高頻偏壓之斷開之時序為基準而設定匹配器113之取樣有效時間的方式為有效果的情形。接著，針對不使用取樣保持之功能而抑制脈衝放電之時的高頻偏壓之反射值之偏差的手段，一面參照圖14一面在下述說明。

以高頻偏壓之脈衝頻率為100Hz，負載比為 50%之情形做說明。如圖14所示般，設定延遲時間使至電漿密度穩定為止之過渡期間之後，來到匹配器113之取樣的時序。再者，將高頻偏壓之脈衝頻率設為匹配器113之取樣頻率之整數倍。在圖14之例中，將匹配器113之取樣之周期設為高頻偏壓之脈衝之周期的兩倍(20ms)。

如此一來，藉由設定延遲時間而將電漿密度 穩定之期間設為匹配器113之取樣期間，並且將高頻偏壓之脈衝頻率設為匹配器113之取樣頻率之整數倍，不用取樣保持方式，可以抑制脈衝放電時的高頻偏壓之反射值的偏差。

再者，藉由高頻偏壓之脈衝之周期或負載比 變更時不變更延遲時間，可以在至電漿密度穩定之過渡期間不進行匹配器113之取樣。並且，將高頻偏壓之脈衝頻率設為匹配器113之取樣頻率之整數倍，並不限定於此時，即使設置上述空檔手段也使用亦可。

以上，在上述本實施例中所說明之本發明係 以匹配器113之控制來進行。再者，在上述本實施例中所說明之本發明具有匹配器113作為演算法。再者，即使控制部120以進行在上述本實施例中所說明之本發明之方式，控制匹配器113亦可。

再者，在上述本實施例中，雖然使用高頻偏 壓之脈衝頻率和負載比以作為時間控制之參數，但是即使 使用導通時間及斷開時間亦可。再者，在上述本實施例中，雖然將電漿阻抗當作匹配電路進行匹配之資訊，但是若為與電流、電壓、相位等之匹配有關之資訊時，可取得相同之效果。

並且，在上述本實施例中，雖然針對使用微 波ECR電漿源之情形進行說明，但是即使在電容耦合型電漿源或感應耦合型電漿源等之其他電漿生成方式之電漿處理裝置，亦可以取得相同效果。

101‧‧‧真空容器

102‧‧‧噴淋板

103‧‧‧介電體窗

104‧‧‧處理室

105‧‧‧氣體供給裝置

106‧‧‧真空排氣裝置

107‧‧‧導波管

109‧‧‧電磁波產生用高頻電源

110‧‧‧磁場產生用線圈

111‧‧‧試料載置用電極

112‧‧‧晶圓

113‧‧‧匹配器

114‧‧‧高頻偏壓電源

115‧‧‧高頻濾波器

116‧‧‧直流電源

117‧‧‧排氣用開關閥

118‧‧‧排氣速度可調閥

120‧‧‧控制部

121‧‧‧脈衝產生單元

Claims (12)

1. 一種電漿處理裝置，具備：真空容器、供給用以在上述真空容器內生成電漿之第一高頻電力的第一高頻電源、被配置在上述真空容器內用於載置試料的試料台、對上述試料台供給第二高頻電力的第二高頻電源，和進行用以抑制上述第二高頻電力之反射的匹配的匹配器，該電漿處理裝置之特徵為：上述第一高頻電力和上述第二高頻電力被時間調製之時，上述匹配器取樣用以在取樣有效期間用以進行上述匹配之資訊，該取樣有效期間係從根據被時間調製之電漿的密度而求出之既定時間經過後，至被時間調製之上述第二高頻電力之導通結束時間為止之期間，上述既定時間係從被時間調製之上述第二高頻電力之導通開始時間開始，並且不進行取樣用以進行上述匹配的資訊，上述取樣有效期間係根據用以對上述第二高頻電力進行時間調製的頻率和用以對上述第二高頻電力進行時間調製的負載比和上述既定時間而求出。
2. 如申請專利範圍第1項所記載之電漿處理裝置，其中將上述既定時間係根據上述第二高頻電力之峰-峰值之Vpp穩定所需之時間而求出。
3. 如申請專利範圍第1項所記載之電漿處理裝置，其中 將上述既定時間係根據上述電漿之發光強度穩定所需之時間而求出。
4. 如申請專利範圍第1至3項中之任一項所記載之電漿處理裝置，其中上述匹配器從上述取樣有效期間後至下一次的上述取樣有效期間為止，維持在上述取樣有效期間被進行的匹配之狀態。
5. 如申請專利範圍第1至3項中之任一項所記載之電漿處理裝置，其中上述頻率為用以進行上述取樣之頻率的整數倍。
6. 一種電漿處理裝置，具備：真空容器、供給用以在上述真空容器內生成電漿之第一高頻電力的第一高頻電源、被配置在上述真空容器內用於載置試料的試料台、對上述試料台供給第二高頻電力的第二高頻電源，和進行用以抑制上述第二高頻電力之反射的匹配的匹配器，該電漿處理裝置之特徵為：上述第一高頻電力和上述第二高頻電力被時間調製之時，上述匹配器取樣用以在取樣有效期間進行上述匹配之資訊，該取樣有效期間係從不取樣用以進行上述匹配之期間的既定時間經過後至被時間調製之上述第二高頻電力之導通結束時間為止之期間，上述取樣有效期間設為事先被求出之值，上述既定時間係從被時間調製之上述第二高頻電力之導通開始時間開始，並且從藉由用以對上述第二高頻電力 進行時間調製之頻率和用以對上述第二高頻電力進行時間調製之負載比所求出之被時間調製之上述第二高頻電力之導通時間，減去上述取樣有效時間的時間。
7. 如申請專利範圍第6項所記載之電漿處理裝置，其中上述頻率為用以進行上述取樣之頻率的整數倍。
8. 如申請專利範圍第6或7項所記載之電漿處理裝置，其中上述匹配器從上述取樣有效期間後至下一次的上述取樣有效期間為止，維持在上述取樣有效期間被進行的匹配之狀態。
9. 一種電漿處理方法，為使用電漿處理裝置的電漿處理方法，該電漿處理裝置具備：真空容器、供給用以在上述真空容器內生成電漿之第一高頻電力的第一高頻電源、被配置在上述真空容器內用於載置試料的試料台、對上述試料台供給第二高頻電力的第二高頻電源，和進行用以抑制上述第二高頻電力之反射的匹配的匹配器，該電漿處理方法之特徵為：對上述第一高頻電力和上述第二高頻電力進行時間調製，在取樣有效期間取樣用以進行上述匹配之資訊，該取樣有效期間係從根據被時間調製之電漿的密度而求出的既定時間經過後，至被時間調製之上述第二高頻電力之導通結束時間為止之期間， 上述既定時間係從被時間調製之上述第二高頻電力之導通開始時間開始，並且不進行取樣用以進行上述匹配的資訊，上述取樣有效期間係根據用以對上述第二高頻電力進行時間調製的頻率和用以對上述第二高頻電力進行時間調製的負載比和上述既定時間而求出。
10. 一種電漿處理方法，為使用電漿處理裝置的電漿處理方法，該電漿處理裝置具備：真空容器、供給用以在上述真空容器內生成電漿之第一高頻電力的第一高頻電源、被配置在上述真空容器內用於載置試料的試料台、對上述試料台供給第二高頻電力的第二高頻電源，和進行用以抑制上述第二高頻電力之反射的匹配的匹配器，該電漿處理方法之特徵為：對上述第一高頻電力和上述第二高頻電力進行時間調製，在取樣有效期間進行上述匹配之資訊，該取樣有效期間係從不取樣用以進行上述匹配之期間的既定時間經過後至被時間調製之上述第二高頻電力之導通結束時間為止之期間，上述取樣有效期間設為事先被求出之值，上述既定時間係從被時間調製之上述第二高頻電力之導通開始時間開始，並且從藉由用以對上述第二高頻電力進行時間調製之頻率和用以對上述第二高頻電力進行時間調製之負載比所求出之被時間調製之上述第二高頻電力之 導通時間，減去上述取樣有效時間的時間。
11. 如申請專利範圍第9或10項所記載之電漿處理方法，其中從上述取樣有效期間後至下一次的上述取樣有效期間為止，維持在上述取樣有效期間被進行的匹配之狀態。
12. 如申請專利範圍第9或10項所記載之電漿處理方法，其中上述頻率為用以進行上述取樣之頻率的整數倍。