(57)【要約】【課題】反応チャンバ内でプラズマによって効率的な洗浄を行うことのできるプラズマＣＶＤ装置、プラズマＣＶＤ装置用制御プログラムおよびプラズマＣＶＤ装置洗浄方法を得ること。【解決手段】プラズマＣＶＤ装置の高周波電源１０４の出力インピーダンスは５０Ωである。洗浄の進行とともにプラズマ化した物質の組成が変化して、反応チャンバ内のインピーダンスが変化する。第２の検出部２４１は電圧および電流の変化を検出し、インピーダンス検出・調整部２４２はこのインピーダンスが出力インピーダンスと整合するように第２のモータ２３４を回転させて第２の可変容量コンデンサ２２５の容量を制御する。【選択図】図３
2008095150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低周波電源と、
この低周波電源よりも出力周波数が高く所定の高周波電源側出力インピーダンスを有する高周波電源と、
反応チャンバの内壁に沿って巻回された誘導コイルと、
試料に対する薄膜の形成時にはこの誘導コイルの両端を前記低周波電源の両端と一端ずつ対応するように接続して成膜のための誘導結合プラズマを発生させる一方、反応チャンバ内に堆積した薄膜を除去する洗浄時には前記誘導コイルの少なくとも一端と前記高周波電源の一端を容量性結合すると共に前記誘導コイルの周囲を前記高周波電源の他端側と共に接地する電源切替手段と、
前記洗浄時に前記高周波電源の出力側から前記誘導コイル側を見た装置側インピーダンスを前記高周波電源側出力インピーダンスに整合させるインピーダンス整合手段
とを具備することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項２】
前記インピーダンス整合手段は、前記高周波電源の出力側と地気との間に接続された第１のコンデンサと、前記高周波電源の出力側と前記誘導コイルとを直列接続する第２のコンデンサおよびコイルとを備えたインピーダンス整合回路と、このインピーダンス整合回路の前記第２のコンデンサの容量を調整することで前記装置側インピーダンスを前記高周波電源側出力インピーダンスに整合させる第２のコンデンサ容量調整手段とを具備することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項３】
前記インピーダンス整合回路は、その出力側と地気と接続するシャントコンデンサを具備することを特徴とする請求項２記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項４】
前記第２のコンデンサ容量調整手段は、前記誘導コイル側の電圧を測定する電圧測定手段と前記誘導コイルに流れる電流を測定する電流測定手段と、これらの測定した電圧と電流の比によって前記装置側インピーダンスを演算する装置側インピーダンス演算手段と、この装置側インピーダンス演算手段の演算した前記装置側インピーダンスが前記高周波電源側出力インピーダンスと一致するように第２のコンデンサの容量を調整する容量調整手段とを具備することを特徴とする請求項２または請求項３記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項５】
前記第２のコンデンサは機械的にその部品を移動させることで容量を変化させるコンデンサであり、前記容量調整手段は、この機械的な移動を行わせるモータを具備することを特徴とする請求項４記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項６】
前記インピーダンス整合手段は、前記第１のコンデンサの容量を調整することで位相のずれを無くす第１のコンデンサ容量調整手段を具備することを特徴とする請求項２記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項７】
低周波電源と、この低周波電源よりも出力周波数が高く所定の高周波電源側出力インピーダンスを有する高周波電源と、反応チャンバの内壁に沿って巻回された誘導コイルと、試料に対する薄膜の形成時にはこの誘導コイルの両端を前記低周波電源の両端と一端ずつ対応するように接続して成膜のための誘導結合プラズマを発生させる一方、反応チャンバ内に堆積した薄膜を除去する洗浄時には前記誘導コイルの少なくとも一端と前記高周波電源の一端を接続すると共に前記誘導コイルの周囲を前記高周波電源の他端側と共に接地する電源切替手段を備えたプラズマＣＶＤ装置のコンピュータに、
前記洗浄時に前記高周波電源の出力側から前記誘導コイル側を見た装置側インピーダンスを前記高周波電源側出力インピーダンスに整合させるインピーダンス整合処理
を実行させることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置用制御プログラム。
【請求項８】
前記プラズマＣＶＤ装置は、前記高周波電源の出力側と地気との間に接続された第１のコンデンサと、前記高周波電源の出力側と前記誘導コイルとを直列接続する第２のコンデンサおよびコイルとを備えたインピーダンス整合回路と、このインピーダンス整合回路の前記第２のコンデンサの容量を調整することで前記装置側インピーダンスを前記高周波電源側出力インピーダンスに整合させる第２のコンデンサ容量調整手段とを備えており、
前記コンピュータに、前記インピーダンス整合処理として、
前記誘導コイル側の電圧を測定する電圧測定処理と、
前記誘導コイルに流れる電流を測定する電流測定処理と、
これらの処理で測定した電圧と電流の比によって前記装置側インピーダンスを演算する装置側インピーダンス演算処理と、
この装置側インピーダンス演算処理で演算した前記装置側インピーダンスが前記高周波電源側出力インピーダンスと一致するように第２のコンデンサの容量を調整する容量調整処理
とを実行させることを特徴とする請求項７記載のプラズマＣＶＤ装置用制御プログラム。
【請求項９】
試料に対する薄膜の形成時に用いる低周波電源よりも出力周波数が高く所定の高周波電源側出力インピーダンスを有する高周波電源に、反応チャンバの内壁に沿って巻回された誘導コイルの両端を、可変容量コンデンサを備えたインピーダンス整合回路を介して接続すると共に、前記誘導コイルの周囲を前記高周波電源の他端側と共に接地する電源切替ステップと、
この電源切替ステップで前記高周波電源に切り替えた後の前記反応チャンバ内に堆積した薄膜を除去する洗浄の開始時点から洗浄の進行に合わせて、前記高周波電源の出力側から前記誘導コイル側を見た装置側インピーダンスを時間間隔を置いて順次測定する装置側インピーダンス測定ステップと、
この装置側インピーダンス測定ステップで測定を行うたびに、前記装置側インピーダンスが高周波電源側出力インピーダンスと整合するように前記可変容量コンデンサの容量を調整する容量調整ステップ
とを具備することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置洗浄方法。
【請求項１０】
前記インピーダンス整合回路は、前記高周波電源の出力側と地気との間に接続された第１のコンデンサと、前記高周波電源の出力側と前記誘導コイルとを直列接続する第２のコンデンサおよびコイルとを備えており、
前記容量調整ステップでは前記第１のコンデンサの容量を変化させることで位相のずれを調整し、第２のコンデンサの容量を変化させることでインピーダンスの調整を行うことを特徴とする請求項９記載のプラズマＣＶＤ装置洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマＣＶＤ装置、プラズマＣＶＤ装置用制御プログラムおよびプラズマＣＶＤ装置洗浄方法に係わり、特にプラズマを用いて洗浄を行うようにしたプラズマＣＶＤ装置、プラズマＣＶＤ装置用制御プログラムおよびプラズマＣＶＤ装置洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマＣＶＤ（Cemical Vapor Deposition）装置は、プラズマの電気化学的エネルギを用いることで、従来では１０００℃前後の高温で行われていた成膜が、２００〜３００℃程度の低温で可能になるという特徴を有している。このため、堆積しようとする下地が熱に弱いような場合には、プラズマＣＶＤ装置が多用されている。
【０００３】
ところで、プラズマＣＶＤ装置を使用してウェハまたはその他の基板上に薄膜を成長させると、薄膜は反応チャンバ（プロセス反応炉）の内壁にも同時に堆積してしまう。反応チャンバ内に成膜のためにウエハを配置しているような場合、内壁に堆積した薄膜が剥がれ落ちると、ウエハの表面にこの薄膜が付着してしまい、製品不良が発生する。このような不具合の発生を防止するために、反応チャンバ内の洗浄が周期的に行われるようになっている。その１つとして、反応チャンバ内に配置されている誘導コイルを用いて容量性結合プラズマを発生させて、堆積物を除去する手法が提案されている（たとえば特許文献１参照）。
【０００４】
この提案では、洗浄を行う際に、１３．５６ＭＨｚで４０００Ｗの高周波電力を、反応チャンバ内の誘導コイルに印加する。そして、容量性結合プラズマによって反応チャンバ内のプロセスガスＮＦ3をイオン化させる。イオン化されたプロセスガスＮＦ3は、反応チャンバの内壁に堆積したＳｉＯと反応して、ＳｉＦ4と揮発性化合物となり、ＳｉＯ2の除去が行われる。反応チャンバに残留したＦイオンは、Ｈ2を用いて、残留フッ素除去が行われる。
【０００５】
図５は、誘導コイルに電流を供給する従来の回路を表わしたものである。この回路１００は、低周波インピーダンスマッチング回路１０１と、高周波インピーダンスマッチング回路１０２を備えており、これらの回路は低周波電源１０３あるいは高周波電源１０４の対応するものと接続されるようになっている。ここで、高周波インピーダンスマッチング回路１０２は、高周波電源１０４にそれぞれ一端を接続した第１のコンデンサ１０５および第１のコイル１０６によって構成されている。第１のコンデンサ１０５の他端は接地されており、第１のコイル１０６の他端は第１の真空リレースイッチ１０７のノーマルオープン（ＮＯ）接点を介して誘導コイル下端子１０９に接続されている。第１のコンデンサ１０５は、たとえば２００ｐＦ（ピコファラッド）の固定容量となっており、第１のコイル１０６はたとえば０．９５μＨ（マイクロヘンリー）である。
【０００６】
一方、低周波インピーダンスマッチング回路１０１は、低周波電源１０３に一端を接続された第２のコイル１１１と、この第２のコイル１１１の他端にそれぞれ一端を接続された第２および第３のコンデンサ１１２、１１３によって構成されている。第２のコンデンサ１１２の他端は接地されており、第３のコンデンサ１１３の他端は第２の真空リレースイッチ１１４のノーマルクローズ（ＮＣ）接点を介して誘導コイル上端子１１５に接続されている。第１の真空リレースイッチ１０７のノーマルオープン接点と、第２の真空リレースイッチ１１４のノーマルオープン接点は、電気的に導通している。
【０００７】
低周波電源１０３は、３５０ｋＨｚから４５０ｋＨｚの電力を供給し、高周波電源１０４は、５ｋＨｚから２０ＭＨｚの間の所定の電力（たとえば１３．５６ＭＨｚの電力）を供給するようになっている。第１および第２のスイッチ１０７、１１４は単極双投スイッチであり、洗浄を行わない期間、すなわち薄膜を成長させる期間では、それぞれ図示とは逆のノーマルクローズ接点と接片が接続する状態となっている。この接続状態では、低周波電源１０３が低周波インピーダンスマッチング回路１０１を介して誘導コイル上端子１１５に接続され、誘導コイル下端子１０９側は接地されている。この接続状態で、図示しないウェハまたはその他の基板上にプラズマを利用して薄膜の形成が行われる。なお、誘導コイル１０８は、図示しない半円球型ベルジャの内壁に沿って巻回されている。このため、誘導コイル１０８はその上端側よりも下端側の径が大きくなっている。
【０００８】
プラズマによるドライクリーニングとしての洗浄が行われるときには、第１および第２の真空リレースイッチ１０７、１１４の接片が逆方向に切り替わり、図示のようにノーマルオープン接点と接触する状態となる。この接続状態では、高周波電源１０４が高周波インピーダンスマッチング回路１０２を介して誘導コイル下端子１０９および誘導コイル上端子１１５と接続される。この接続状態で、誘導コイル１０８は主に容量性結合を介して反応チャンバの内側面を洗浄するために特に適したプラズマを生み出すことになる。
【０００９】
なお、このプラズマによる洗浄が行われる状態で、誘導コイル下端子１０９および誘導コイル上端子１１５は同電位に保たれる。したがって、第１の真空リレースイッチ１０７と第２の真空リレースイッチ１１４の双方のノーマルオープン接点に高周波インピーダンスマッチング回路１０２の出力側が接続される必要はない。しかしながら、図５に示した回路では、洗浄時に低周波インピーダンスマッチング回路１０１から高周波インピーダンスマッチング回路１０２に回路の接点を切り替えるためと、信頼性を高める観点から、第１の真空リレースイッチ１０７と第２の真空リレースイッチ１１４の双方のノーマルオープン接点に同一の電位が加わる回路構成となっている。
【特許文献１】特開平０９−２４９９７６号公報（第００段落、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、この図５に示した回路を使用すると、反応チャンバの内壁に堆積した堆積物の除去を完全に行うことが困難であるという問題があった。これは、イオン化されたプロセスガスＮＦ3が、反応チャンバの内壁に堆積したＳｉＯと反応するときに、洗浄の進行とともにプラズマ化した物質の組成が変化して、反応チャンバ内のインピーダンスが変化していくためである。洗浄が進行して、このインピーダンスの変化が大きくなっていくと、高周波インピーダンスマッチング回路１０２での整合が取れなくなる。この結果、反射波電力が発生し、これによって洗浄に適した化学反応が阻害される。この結果、洗浄が不完全となって、残留物を発生させることになる。
【００１１】
そこで本発明の目的は、反応チャンバ内でプラズマによって効率的な洗浄を行うことのできるプラズマＣＶＤ装置、プラズマＣＶＤ装置用制御プログラムおよびプラズマＣＶＤ装置洗浄方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１記載の発明では、（イ）低周波電源と、（ロ）この低周波電源よりも出力周波数が高く所定の高周波電源側出力インピーダンスを有する高周波電源と、（ハ）反応チャンバの内壁に沿って巻回された誘導コイルと、（ニ）試料に対する薄膜の形成時にはこの誘導コイルの両端を低周波電源の両端と一端ずつ対応するように接続して成膜のための誘導結合プラズマを発生させる一方、反応チャンバ内に堆積した薄膜を除去する洗浄時には誘導コイルの少なくとも一端と高周波電源の一端を容量性結合すると共に誘導コイルの周囲を高周波電源の他端側と共に接地する電源切替手段と、（ホ）洗浄時に高周波電源の出力側から誘導コイル側を見た装置側インピーダンスを高周波電源側出力インピーダンスに整合させるインピーダンス整合手段とをプラズマＣＶＤ装置に具備させる。
【００１３】
すなわち本発明では、洗浄時に高周波電源の出力側から誘導コイル側を見た装置側インピーダンスを高周波電源側出力インピーダンスに整合させるインピーダンス整合手段をプラズマＣＶＤ装置に具備させたので、インピーダンスの不整合による反射波を抑制して、反応チャンバ内でプラズマによって効率的な洗浄を行うことができる。
【００１４】
ここでインピーダンス整合手段は、高周波電源の出力側と地気との間に接続された第１のコンデンサと、高周波電源の出力側と誘導コイルとを直列接続する第２のコンデンサおよびコイルとを備えたインピーダンス整合回路と、このインピーダンス整合回路の第２のコンデンサの容量を調整することで装置側インピーダンスを高周波電源側出力インピーダンスに整合させる第２のコンデンサ容量調整手段とを具備するものであってよい。また、インピーダンス整合回路は、その出力側と地気と接続するシャントコンデンサを具備することで、第２のコンデンサによる整合がとりやすくなる。
【００１５】
第２のコンデンサ容量調整手段は、たとえば誘導コイル側の電圧を測定する電圧測定手段と誘導コイルに流れる電流を測定する電流測定手段と、これらの測定した電圧と電流の比によって装置側インピーダンスを演算する装置側インピーダンス演算手段と、この装置側インピーダンス演算手段の演算した装置側インピーダンスが高周波電源側出力インピーダンスと一致するように第２のコンデンサの容量を調整する容量調整手段によって構成することができる。また、第２のコンデンサが機械的にその部品を移動させることで容量を変化させるコンデンサであれば、容量調整手段は、この機械的な移動をモータによって行わせることができる。第１のコンデンサ容量調整手段は、第１のコンデンサの容量を調整することで位相のずれを無くすことが好ましい。
【００１６】
請求項７記載の発明では、低周波電源と、この低周波電源よりも出力周波数が高く所定の高周波電源側出力インピーダンスを有する高周波電源と、反応チャンバの内壁に沿って巻回された誘導コイルと、試料に対する薄膜の形成時にはこの誘導コイルの両端を低周波電源の両端と一端ずつ対応するように接続して成膜のための誘導結合プラズマを発生させる一方、反応チャンバ内に堆積した薄膜を除去する洗浄時には誘導コイルの少なくとも一端と高周波電源の一端を接続すると共に誘導コイルの周囲を高周波電源の他端側と共に接地する電源切替手段を備えたプラズマＣＶＤ装置のコンピュータに、プラズマＣＶＤ装置用制御プログラムとして、洗浄時に高周波電源の出力側から誘導コイル側を見た装置側インピーダンスを高周波電源側出力インピーダンスに整合させるインピーダンス整合処理を実行させることを特徴としている。
【００１７】
このように洗浄時に高周波電源の出力側から誘導コイル側を見た装置側インピーダンスを高周波電源側出力インピーダンスに整合させる制御をコンピュータを用いて行うことで、インピーダンスの不整合による反射波を抑制して、反応チャンバ内でプラズマによって効率的な洗浄を行うことができる。
【００１８】
ここで、インピーダンス整合処理としては、誘導コイル側の電圧を測定する電圧測定処理と、誘導コイルに流れる電流を測定する電流測定処理と、これらの処理で測定した電圧と電流の比によって装置側インピーダンスを演算する装置側インピーダンス演算処理と、この装置側インピーダンス演算処理で演算した装置側インピーダンスが高周波電源側出力インピーダンスと一致するように第２のコンデンサの容量を調整する容量調整処理を実行させるものであってもよい。
【００１９】
請求項９記載の発明では、（イ）試料に対する薄膜の形成時に用いる低周波電源よりも出力周波数が高く所定の高周波電源側出力インピーダンスを有する高周波電源に、反応チャンバの内壁に沿って巻回された誘導コイルの両端を、可変容量コンデンサを備えたインピーダンス整合回路を介して接続すると共に、誘導コイルの周囲を高周波電源の他端側と共に接地する電源切替ステップと、（ロ）この電源切替ステップで高周波電源に切り替えた後の反応チャンバ内に堆積した薄膜を除去する洗浄の開始時点から洗浄の進行に合わせて、高周波電源の出力側から誘導コイル側を見た装置側インピーダンスを時間間隔を置いて順次測定する装置側インピーダンス測定ステップと、（ハ）この装置側インピーダンス測定ステップで測定を行うたびに、装置側インピーダンスが高周波電源側出力インピーダンスと整合するように可変容量コンデンサの容量を調整する容量調整ステップとをプラズマＣＶＤ装置洗浄方法に具備させる。
【００２０】
すなわち本発明では、反応チャンバ内に堆積した薄膜を除去する洗浄を行うとき、まず試料に対する薄膜の形成時に用いる低周波電源から高周波電源に電源を切り替える。そして、インピーダンス整合回路を介して高周波電源を誘導コイルに接続する。そして、高周波電源の出力側から誘導コイル側を見た装置側インピーダンスを時間間隔を置いて順次測定し、装置側インピーダンスに変化が生じたときにはこれを高周波電源側出力インピーダンスに整合するようにインピーダンス整合回路の可変容量コンデンサの容量を調整するようにしている。これにより、インピーダンスの不整合による反射波を抑制して、反応チャンバ内でプラズマによって効率的な洗浄を行うことができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように本発明によれば、洗浄の進行に従って生じる装置側インピーダンスを、高周波電源の出力インピーダンスに整合させるように調整することにしたので、インピーダンスの不整合による反射波を抑制し、これにより短時間で効果的な洗浄を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明の一実施例におけるプラズマＣＶＤ装置の要部を一部切り欠いた状態で表わしたものである。本実施例のプラズマＣＶＤ装置２００は、半円球型のベルジャ２０１を支持筐体部２０２の上板２０３に載置した構造となっている。ベルジャ２０１の内部には、その内壁に沿って、誘導コイル上端子１１５を上端として螺旋状に誘導コイル１０８が巻回されるように配置されており、誘導コイル下端子１０９が誘導コイル１０８の下端に接続されている。ベルジャ２０１の外壁頂上には、これを固定するためのベルジャ固定治具２０７が固設されている。
【００２４】
ベルジャ２０１および支持筐体部２０２の内部は、反応チャンバ２０８を構成している。反応チャンバ２０８内には図示しないウェハを上面に支持するチャック２０９が配置されている。支持筐体部２０２の底部からは真空ポンプによる反応チャンバ２０８内の排気２１１が行われるようになっている。
【００２５】
このようなプラズマＣＶＤ装置２００では、たとえば図示しないウェハを成膜のためにチャック２０９上に載置する。そして、図５で説明した低周波電源１０３を低周波インピーダンスマッチング回路１０１および第２の真空リレースイッチ１１４を介して誘導コイル上端子１１５に接続し、誘導コイル下端子１０９を第１の真空リレースイッチ１０７を介して接地する。
【００２６】
この状態で反応チャンバ２０８内には図示しないノズルから反応ガスが充填されるようになっており、化学反応によってウェハへの成膜が進行する。このときに、既に説明したようにベルジャ２０１の内壁にも同様に薄膜が形成されることになる。
【００２７】
図２は、プラズマＣＶＤ装置の洗浄時に誘導コイルに高周波電源を供給する回路部分の概要を表わしたものである。本実施例で、高周波電源１０４には、この高周波電源１０４の出力インピーダンス（以下、高周波電源側出力インピーダンスという。）を誘導コイル１０８側のインピーダンスと自動的に整合させるためのインピーダンス自動整合回路２２１の入力側が接続されており、その出力側は誘導コイル上端子１１５および誘導コイル下端子１０９に共通接続されている。図示しない第１および第２の真空リレースイッチによるこの接続関係は、図５で説明した通りである。
【００２８】
インピーダンス自動整合回路２２１は、その入力側２２２とアースの間に接続された第１の可変容量コンデンサ２２３と、前記した入力側２２２に一端を接続し、他端をコイル２２４の一端に接続した第２の可変容量コンデンサ２２５と、コイル２２４の他端に一端を接続し、他端を接地したシャントコンデンサ２２６によって構成されている。コイル２２４の前記した他端とシャントコンデンサ２２６の前記した一端は、インピーダンス自動整合回路２２１の出力側２２７となっており、その電位は誘導コイル下端子１０９および誘導コイル上端子１１５と等しくなっている。
【００２９】
図３は、インピーダンス自動整合回路とその整合のための回路部分の原理的な構成を表わしたものである。高周波電源１０４の出力インピーダンスとしての高周波電源側出力インピーダンスは、５０Ω（オーム）となっている。高周波電源１０４の出力側には、同じく特性インピーダンスが５０Ωの同軸ケーブル２３１の一端が接続されており、その他端がインピーダンス自動整合回路２２１の入力側に接続されている。インピーダンス自動整合回路２２１の出力側は誘導コイル下端子１０９および誘導コイル上端子１１５を介して誘導コイル１０８に接続されており、誘導コイル１０８の周囲を覆うベルジャ２０１側は接地されている。
【００３０】
第１の可変容量コンデンサ２２３には、その構成部品を移動させることでその容量を連続的に変化させるための第１のモータ２３２が破線で示した駆動機構２３３によって接続されている。第２の可変容量コンデンサ２２５も、その構成部品を移動させることでその容量を連続的に変化させるための第２のモータ２３４が同じく破線で示した駆動機構２３５によって接続されている。また、同軸ケーブル２３１には第１の検出部２３６が配置されており、その出力が位相検出・調整部２３７に接続されている。位相検出・調整部２３７の出力側は第１のモータドライブ回路２３８を介して第１のモータ２３２に接続されている。同軸ケーブル２３１には第２の検出部２４１も配置されており、この出力はインピーダンス検出・調整部２４２に接続されている。インピーダンス検出・調整部２４２の出力側は第２のモータドライブ回路２４３を介して第２のモータ２３４に接続されている。
【００３１】
ここで、第１の可変容量コンデンサ２２３は８０〜８００ｐＦの範囲で容量が可変であり、第２の可変容量コンデンサ２２５は５０〜５００ｐＦの範囲で容量が可変である。コイル２２４は、２．７μＨのものが使用されている。シャントコンデンサ２２６は、インピーダンス整合を確実に行うために使用するコンデンサで、本実施例では２５ｐＦから５０ｐＦの範囲で適切な値に固定して使用するようになっている。本実施例のように誘導コイルを使用して容量性結合によってプラズマを発生させるプラズマＣＶＤ装置２００では、負荷が極端に軽くなり第１の可変容量コンデンサ２２３の容量分によってインピーダンス整合が妨げられることがあるので、これをシャントコンデンサ２２６によって調整し、インピーダンスの自動整合を可能にしている。位相検出・調整部２３７およびインピーダンス検出・調整部２４２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２４５およびその制御プログラムを格納したメモリ２４６と共に装置制御部２４７に配置されている。ＣＰＵ２４５は、メモリ２４６に格納された制御プログラムを実行することにより、洗浄時のインピーダンス検出・調整部２４２およびこれに付帯する回路の制御を行うようになっている。
【００３２】
本実施例に直接関係するインピーダンス検出・調整部２４２は、第２の検出部２４１から実電圧レベルと実電流レベルの検出結果を入力するようになっている。検出された実電圧レベルと実電流レベルの比率が５０対１のときに、高周波電源１０４の出力側から誘導コイル１０８側を見たインピーダンス（以下、装置側インピーダンスという。）は５０Ωとなる。第２のモータ２３４を駆動する第２のモータドライブ回路２４３は、装置側インピーダンスが５０Ωのときに０Ｖ（ボルト）の電圧を第２のモータ２３４に印加する。この状態では第２のモータ２３４が停止しており、第２の可変容量コンデンサ２２５は現在の容量を保持する。
【００３３】
これに対して、検出した装置側インピーダンスが５０Ω未満になったとき、第２のモータドライブ回路２４３は、負の電圧を第２のモータ２３４に印加する。これにより、第２のモータ２３４は装置側インピーダンスを増加させる方向に第２の可変容量コンデンサ２２５の容量を変化させる。これとは逆に、検出した装置側インピーダンスが５０Ωを超える値になったとき、第２のモータドライブ回路２４３は、正の電圧を第２のモータ２３４に印加する。これにより、第２のモータ２３４は装置側インピーダンスを減少させる方向に第２の可変容量コンデンサ２２５の容量を変化させる。洗浄の進行とともに装置側インピーダンスが変化すると、装置制御部２４７は第２のモータ２３４の回転方向および回転量を制御して、常に装置側インピーダンスが５０Ωに一定するようにインピーダンスの調整を行うことになる。
【００３４】
図４は、プラズマＣＶＤ装置の洗浄時に装置制御部の行う装置側インピーダンス制御の様子を表わしたものである。図３と共に説明する。装置制御部２４７は、第２の検出部２４１から実電圧レベルと実電流レベルの検出結果を入力することで、装置側インピーダンスの演算を行う（ステップＳ３０１）。そして、検出された現在の装置側インピーダンスが５０Ωであるかどうかをチェックし（ステップＳ３０２）、５０Ωである場合には（Ｙ）、第２のモータドライブ回路２４３の出力を０Ｖに制御して第２のモータ２３４の駆動を停止状態とする（ステップＳ３０３）。これにより、第２の可変容量コンデンサ２２５は現在の容量のままとなる。
【００３５】
この時点で、装置制御部２４７は洗浄が終了したかどうかを判別して（ステップＳ３０４）、洗浄中であれば（Ｎ）、再びステップＳ３０１に戻って処理を再開する。洗浄が終了すれば（ステップＳ３０４：Ｙ）、洗浄時における装置側インピーダンスの制御が終了する（エンド）。
【００３６】
一方、ステップＳ３０２で演算結果が５０Ωではなかった場合（Ｎ）、５０Ω未満であるかどうかの判別が行われる（ステップＳ３０５）。５０Ω未満であれば（Ｙ）、第２のモータドライブ回路２４３の出力を所定の負の電圧に一定時間設定して第２のモータ２３４を駆動し、第２の可変容量コンデンサ２２５の容量を所定量だけ変化させる（ステップＳ３０６）。そして、ステップＳ３０４に進む。
【００３７】
これに対して、ステップＳ３０５で装置側インピーダンスが５０Ωを超過していると判別された場合には（Ｎ）、第２のモータドライブ回路２４３の出力を所定の正の電圧に一定時間設定して第２のモータ２３４を駆動し、第２の可変容量コンデンサ２２５の容量を所定量だけ逆方向に変化させる（ステップＳ３０７）。そして、ステップＳ３０４に進むことになる。
【００３８】
このようにして装置側インピーダンスの演算が間隔を置いて繰り返されることにより、常に装置側インピーダンスが５０Ωあるいはその近傍になる制御が行われ、高周波電源側出力インピーダンスと整合が取れる結果として良好な洗浄が継続して行われることになる。
【００３９】
図３に示した位相検出・調整部２３７は、第１の検出部２３６から得られた交流波形の比較によって、第１のモータ２３２の回転を制御し、第１の可変容量コンデンサ２２３の容量を調整して、位相の進みや遅れのない交流波形に制御する。この制御の手法はインピーダンスの整合と類似するので、詳細な説明は省略する。
【００４０】
なお、実施例では調整の目標となる装置側インピーダンスを５０Ωとしたが、高周波電源側出力インピーダンスに応じてこれを変更してよいことはもちろんである。また、第２のモータ２３４に対する電圧の正負の種別についても、実施例に限定されるもでないことも当然である。
【００４１】
また、実施例では図３に示したように、第２の可変容量コンデンサ２２５とコイル２２４の直列回路における第２の可変容量コンデンサ２２５を高周波電源１０４に近い側に配置したが、図で左右逆の配置として、コイル２２４を高周波電源１０４に近くしてもよいことは当然である。
【００４２】
更に、自動整合を行う場合には、位相の検出とインピーダンスの検出を同時に行い、第１および第２のモータ２３２、２３４を同時に駆動して、第１および第２の可変容量コンデンサ２２３、２２５を同時に調整するようにしてもよい。また、図３に示した第１および第２のコンデンサ２２３、２２５は、インピーダンス調整と位相調整の役割を実施例と逆にすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施例におけるプラズマＣＶＤ装置の要部を一部切り欠いた状態で表わした概略構成図である。
【図２】本実施例でプラズマＣＶＤ装置の洗浄時に誘導コイルに高周波電源を供給する回路部分の概要を表わした回路図である。
【図３】本実施例でインピーダンス自動整合回路とその整合のための回路部分の原理的な構成を表わした回路図である。
【図４】本実施例でプラズマＣＶＤ装置の洗浄時に装置制御部の行うインピーダンス制御の様子を表わした流れ図である。
【図５】誘導コイルに電流を供給する従来の回路を表わした回路図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０４  高周波電源
１０８  誘導コイル
２００  プラズマＣＶＤ装置
２０１  ベルジャ
２０８  反応チャンバ
２２１  インピーダンス自動整合回路
２２３  第１の可変容量コンデンサ
２２４  コイル
２２５  第２の可変容量コンデンサ
２２６  シャントコンデンサ
２３２  第１のモータ
２３４  第２のモータ
２３６  第１の検出部
２３７  位相検出・調整部
２４１  第２の検出部
２４２  インピーダンス検出・調整部
２４３  第２のモータドライブ回路
２４５  ＣＰＵ
２４６  メモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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