[发明专利]等离子体处理装置和检测电路

说明书

本发明涉及一种等离子体处理装置和检测电路。等离子体处理装置(10)包括腔室(17)、高频电源(14)、匹配电路(15)、信号同步处理部(20)和控制量计算部(12)。匹配电路(15)使腔室(17)内的等离子体与高频电源(14)之间的阻抗相匹配。信号同步处理部(20)计算腔室(17)内的等离子体的阻抗。控制量计算部(12)基于由信号同步处理部(20)计算出的阻抗，控制要供给到腔室(17)内的高频电力的频率、高频电力的大小和匹配电路(15)的阻抗。而且，信号同步处理部(20)和控制量计算部(12)设置在一个基板(11)上。由此，能够迅速地进行稳定的等离子体点火。

技术领域

本发明的各个方面和实施方式涉及等离子体处理装置和检测电路。

背景技术

在使用了等离子体的半导体晶片的蚀刻处理中，将利用蚀刻形成的孔或槽控制为所期望的形状这一点是重要的。利用蚀刻形成的孔或者槽的形状受到等离子体中的自由基与离子之比等的影响。等离子体中的自由基与离子之比等由例如向等离子体供给的高频电力的大小和频率等控制。另外，通过对要供给到等离子体的高频电力进行脉冲调制，也能够精度良好地控制等离子体中的自由基与离子之比等。

当对等离子体施加脉冲调制后的高频电力时，要求跟随由脉冲调制引起的急速上升和下降而高速地进行高频电源与等离子体的阻抗匹配。作为阻抗匹配的高速化的方案，考虑通过调整高频电源的频率来高速地进行高频电源与等离子体的阻抗匹配。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-64696号公报

专利文献2：日本特开2017-73247号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

然而，根据处理条件和腔室的状态的不同，存在等离子体灭火或者不稳定的情况。在现有的等离子体处理装置中，高频电源执行电力控制和匹配频率的控制，匹配器执行阻抗控制，高频电源与匹配器不协同而各自独立地执行处理。因此，有时由高频电源和匹配器进行的各控制彼此发生干涉。由此，认为会引起控制振荡，等离子体灭火或者不稳定。

作为用于解决该问题的一个方案，例如考虑对各控制中使用的检测量进行滤波，使控制平稳。然而，该方案根据条件的不同，有时不能防止控制振荡。而且，在现有的等离子体处理装置中，由于匹配处理需要花费时间，因此若利用周期较短的脉冲对高频电力进行调制，那么在脉冲打开的期间内可能无法结束匹配处理，残留有反射波。因此，当在多个等离子体处理装置中进行脉冲调制时，有时不能控制到反射波的程度，而产生偏差。

因此，要求一种等离子体处理装置，即使在使用由周期短的脉冲调制而得的高频电力的情况下，也能够在短时间内完成阻抗的匹配处理，迅速地进行稳定的等离子体点火。

解决问题的技术手段

本发明的一个方面为等离子体处理装置，其包括腔室、电力供给部、匹配电路、第一计算部和控制电路。腔室在内部具有空间，通过生成于空间内的等离子体来处理送入到空间内的被处理体。电力供给部向腔室内供给用于生成等离子体的高频电力。匹配电路使腔室内的等离子体与电力供给部之间的阻抗相匹配。第一计算部计算腔室内的等离子体的阻抗。控制电路基于由第一计算部计算的阻抗，控制要供给到腔室内的高频电力的频率、高频电力的大小和匹配电路的阻抗。而且，第一计算部和控制电路设置于一个基板上。

发明效果

根据本发明的各方面和实施方式，即使在使用由周期短的脉冲调制后的高频电力的情况下，也能够在短时间内完成阻抗的匹配处理，能够迅速地进行稳定的等离子体点火。

附图说明

图1是表示实施例1的等离子体处理装置的一个例子的框图。

图2是表示信号同步处理部的一个例子的框图。