(57)【要約】【課題】除々に変化するプロセス状態に対して十分に対応することができ、装置の長寿命化を図ることができるマッチング制御装置を提供する。【解決手段】高周波電源２によって真空チャンバ３に高周波電力を印加することで前記真空チャンバ３内にプラズマを発生させて放電を開始後、マッチング制御装置５は、放電に関する情報即ち進行波、反射波、Ｖｐｐ信号、Ｖｄｃ信号及びマッチング位置に関する情報が所定の許容値内にあるかどうかを判定し、許容値内にあれば整合器４を固定マッチング動作に切り替え、許容値外であれば整合器４を自動マッチング動作に切り替える。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波電源と真空チャンバとの間のインピーダンスの整合をとる整合器を有し、この整合器のマッチング動作を制御するマッチング制御装置において、前記高周波電源によって前記真空チャンバに高周波電力を印加することで真空チャンバ内にプラズマを発生させて、前記高周波電源の出力から進行波及び反射波夫々の信号を収集するとともに、前記整合器からＶｐｐ信号及びＶｄｃ信号並びにマッチング位置に関する情報を収集する切替判定情報収集手段と、前記切替判定情報収集手段で収集された各種データが、予め必要最低限の自動マッチング回数となるように演算し放電条件に応じた値とした許容値内にあれば前記整合器を固定マッチング動作に切り替え、前記許容値外であれば前記整合器を自動マッチング動作に切り替えるマッチング動作制御手段と、を具備することを特徴とするマッチング制御装置。
【請求項２】
高周波電源と真空チャンバとの間のインピーダンスの整合をとる整合器を有し、この整合器のマッチング動作を制御するマッチング制御方法において、前記高周波電源によって前記真空チャンバに高周波電力を印加することで真空チャンバ内にプラズマを発生させて、前記高周波電源の出力から進行波及び反射波夫々の信号を収集するとともに、前記整合器からＶｐｐ信号及びＶｄｃ信号並びにマッチング位置に関するデータを収集し、収集した各種データが、予め必要最低限の自動マッチング回数となるように演算し放電条件に応じた値とした許容値内にある間は前記整合器を固定マッチング動作させ、前記許容値外であれば自動マッチング動作させることを特徴とするマッチング制御方法。
【請求項３】
真空チャンバと、高周波電源と、請求項１に記載のマッチング制御装置と、を具備したことを特徴とする真空装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、半導体製造装置や液晶製造装置を構成する真空装置に用いて好適なマッチング制御装置及びマッチング制御方法及び、真空装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体製造装置や液晶製造装置内の基板やウェハを成膜あるいはエッチング処理を行う真空装置に用いられる高周波電源のマッチング制御方法としては、基板やウェハ毎に自動マッチング制御を行うか、あるいは予め決められた回数に基づいて自動マッチングを行う周期を決定して、放電をかけるようにしている。
【０００３】
ところで、マッチング制御装置の動作寿命を延ばすという目的で、従来は回数を設定して自動マッチングを行う周期を決定する方式がよく利用されている。
図３は、回数設定方式による従来のマッチング制御処理を示すフローチャートである。
この図において、放電準備が完了すると（ステップ１）、固定マッチング動作を行うかあるいは自動マッチング動作を行うかを、予め設定された回数に基づいて判定する（ステップ２）。設定回数未満で固定マッチング動作を行う場合はステップ２からステップ３へ進み、固定マッチング動作で放電を開始する（ステップ６）。これに対し、設定回数に達し自動マッチング動作を行う場合はステップ２からステップ４へ進み、回数設定を決めるカウンタをクリア（ステップ５）した後、自動マッチング動作で放電を開始する（ステップ６）。
【０００４】
一方、瞬時的な負荷変動に対しては応答することなく安定なインピーダンスのマッチング動作を可能にした従来技術として、高周波電源への反射電力を検出して、変化があった場合に一定時間だけ自動マッチング動作を停止させるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−３２１５８９号公報（第３頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のマッチング制御方法においては、予め決められた回数に基づいて自動マッチング動作と固定マッチング動作との切り替えを行うようにしているが、除々に変化するプロセス状態に対しては十分に対応することができず、このため放電エラーが生じたり、マッチング制御装置の寿命が低下するという問題がある。
【０００７】
また、反射電力が変化した場合にのみ自動マッチング動作を停止させるものにおいては、安定なインピーダンスのマッチング動作を実現できるものの、反射波以外の変化があった場合には十分な対処が困難であるという問題がある。
【０００８】
本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、除々に変化するプロセス状態に対して十分に対応することができ、また反射波以外の変化があった場合でも対応できて、装置の長寿命化を図ることができるマッチング制御装置及びマッチング制御方法及び、上記マッチング制御装置を用いた真空装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明のマッチング制御装置は、高周波電源と真空チャンバとの間のインピーダンスの整合をとる整合器を有し、この整合器のマッチング動作を制御するマッチング制御装置において、前記高周波電源によって前記真空チャンバに高周波電力を印加することで真空チャンバ内にプラズマを発生させて、前記高周波電源の出力から進行波及び反射波夫々の信号を収集するとともに、前記整合器からＶｐｐ信号及びＶｄｃ信号並びにマッチング位置に関する情報を収集する切替判定情報収集手段と、前記切替判定情報収集手段で収集された各種データが、予め必要最低限の自動マッチング回数となるように演算し放電条件に応じた値とした許容値内にあれば前記整合器を固定マッチング動作に切り替え、前記許容値外であれば前記整合器を自動マッチング動作に切り替えるマッチング動作制御手段と、を具備することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明のマッチング制御方法は、高周波電源と真空チャンバとの間のインピーダンスの整合をとる整合器を有し、この整合器のマッチング動作を制御するマッチング制御方法において、前記高周波電源によって前記真空チャンバに高周波電力を印加することで真空チャンバ内にプラズマを発生させて、前記高周波電源の出力から進行波及び反射波夫々の信号を収集するとともに、前記整合器からＶｐｐ信号及びＶｄｃ信号並びにマッチング位置に関するデータを収集し、収集した各種データが、予め必要最低限の自動マッチング回数となるように演算し放電条件に応じた値とした許容値内にある間は前記整合器を固定マッチング動作させ、前記許容値外であれば自動マッチング動作させることを特徴とする。
【００１１】
請求項１及び請求項２によれば、高周波電源によって真空チャンバに高周波電力を印加することで真空チャンバ内にプラズマを発生させて、高周波電源の出力から得られる、放電に関する情報即ち進行波、反射波、Ｖｐｐ信号、Ｖｄｃ信号及びマッチング位置に関する情報が所定の許容値内にあれば整合器を固定マッチング動作に切り替え、許容値外であれば整合器を自動マッチング動作に切り替える。許容値については、必要最低限の自動マッチング回数となるように演算し放電条件に応じた値とする。
【００１２】
したがって、放電条件に関する各種信号及びデータと比較する許容値を、必要最小限の値に設定することでマッチング動作回数の低減が可能となり、また進行波、反射波、Ｖｐｐ信号、Ｖｄｃ信号及びマッチング位置に関する情報に基づいてマッチング動作を制御するので、除々に変化するプロセス状態に対して十分に対応することができ、これにより装置の長寿命化が可能となる。また、反射波以外の変化があった場合でもマッチング動作を制御することができる。
【００１３】
請求項３に係る発明の真空装置は、真空チャンバと、高周波電源と、請求項１に記載のマッチング制御装置と、を具備したことを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、請求項１に記載のマッチング制御装置を具備するので、長期に亘って使用可能な信頼性の高い真空装置を実現することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係るマッチング制御装置を具備した真空装置の構成を示すブロック図である。なお、この真空装置は半導体製造装置や液晶製造装置に用いられるものである。
図１において、真空装置１は、高周波電源２と、高周波電源２と真空チャンバ３との間のインピーダンスマッチングを行う整合器４と、この整合器４におけるマッチング動作を制御するマッチング制御装置５とを備えて構成される。
【００１６】
高周波電源２は、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電力を出力する。高周波電源２によって真空チャンバ３に高周波電力を印加し真空チャンバ３にプラズマを発生させることによって、整合器４からＶｐｐ信号及びＶｄｃ信号が出力される。また、高周波電源２による高周波電力の印加後、整合器４からマッチング位置に関する情報が得られる。
マッチング制御装置５は、図示せぬマイクロコンピュータ（以下、マイコンと言う）とこのマイコンを制御するためのプログラムを書き込んだメモリを有しており、高周波電源２の出力から進行波及び反射波夫々の信号を収集するとともに、整合器４からのＶｐｐ信号及びＶｄｃ信号並びにマッチング位置に関する情報などの放電に関するデータを収集する切替判定情報収集手段５ａと、これらの収集したデータが予め設定された許容値内にある間は整合器４を固定マッチング動作に切り替え、許容値外になるとその時点で自動マッチング動作に切り替えるマッチング動作制御手段５ｂとを具備して構成される。このマッチング動作の切り替え指示は、コントロール信号にて行われる。
【００１７】
上記許容値は、予め必要最低限の自動マッチング回数となるように演算し、放電条件に応じた値としたものである。許容値をこのような値に設定することで整合器４におけるマッチング動作回数の低減が可能となり、これによりマッチング制御装置５の長寿命化が可能となる。
【００１８】
次に、図２に示すフローチャートを参照してマッチング制御装置５の動作について説明する。
高周波電源２により真空チャンバ３に高周波電力を印加して真空チャンバ３にプラズマを発生させるための放電準備が完了すると（ステップ１０）、マッチング制御装置５は自動マッチング実行フラグがオンになっているかどうかを判定する（ステップ１１）。自動マッチング実行フラグがオンになっている場合は、自動マッチング動作を選択する（ステップ１２）。これに対して、自動マッチング実行フラグがオフになっている場合は、固定マッチング動作を選択する（ステップ１３）。
【００１９】
自動マッチング動作又は固定マッチング動作のいずれかを選択した後、高周波電源２に放電を開始する指令を与える（ステップ１４）。そして、高周波電源２による高周波電力の印加後、放電に関するデータの収集を行う（ステップ１５）。すなわち、高周波電源２からは進行波及び反射波を収集し、整合器４からはＶｐｐ信号及びＶｄｃ信号並びにマッチング位置に関する情報を収集する。
【００２０】
放電に関するデータを収集した後、これらのデータが予め設定された許容値内であるか否かを判定する（ステップ１６）。この判定において、許容値内である場合は自動マッチング動作フラグをオフに設定し（ステップ１７）、許容値外である場合は自動マッチング動作フラグをオンに設定する（ステップ１８）。自動マッチング動作フラグをオフ又はオンのいずれかに設定した後、放電処理を完了する（ステップ１９）。
【００２１】
このように、本実施の形態の真空装置１は、高周波電源２による高周波電力の印加後、マッチング制御装置５は切替判定情報収集手段５ａが放電に関する情報即ち進行波、反射波、Ｖｐｐ信号、Ｖｄｃ信号及びマッチング位置に関する情報が所定の許容値内にあるかどうかを判定し、許容値内にあればマッチング動作制御手段５ｂが整合器４を固定マッチング動作に切り替え、許容値外であれば整合器４を自動マッチング動作に切り替える。
【００２２】
したがって、放電条件に関する各種信号及びデータと比較する許容値を必要最小限の値に設定することでマッチング動作回数の低減が可能となり、また進行波、反射波、Ｖｐｐ信号、Ｖｄｃ信号及びマッチング位置に関する情報に基づいてマッチング動作を制御するので、除々に変化するプロセス状態に対して十分に対応することができ、これにより長寿命化が図れるマッチング制御装置を実現できる。また、反射波以外の変化があった場合でもマッチング動作を制御することができる。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１及び請求項２に係る発明のマッチング制御装置及びマッチング制御方法によれば、高周波電源により真空チャンバに高周波電力を印加して真空チャンバにプラズマを発生させる放電開始後、放電に関する情報即ち進行波、反射波、Ｖｐｐ信号、Ｖｄｃ信号及びマッチング位置に関する情報が所定の許容値内にあれば整合器を固定マッチング動作に切り替え、許容値外であれば整合器を自動マッチング動作に切り替えるので、放電条件に関する各種信号及びデータと比較する許容値を必要最小限の値に設定することでマッチング動作回数の低減が可能となり、また進行波、反射波、Ｖｐｐ信号、Ｖｄｃ信号及びマッチング位置に関する情報に基づいてマッチング動作を制御するので、除々に変化するプロセス状態に対して十分に対応することができ、これにより装置の長寿命化が可能となる。また、反射波以外の変化があった場合でもマッチング動作を制御することができる。
【００２４】
請求項３に係る発明の真空装置によれば、請求項１に記載のマッチング制御装置を具備するので、長期に亘って使用可能な信頼性の高い真空装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る真空装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る真空装置におけるマッチング制御を説明するためのフローチャートである。
【図３】従来のマッチング制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１  真空装置
２  高周波電源
３  真空チャンバ
４  整合器
５  マッチング制御装置
【図１】
2004207875.tif 000003
【図２】
2004207875.tif 000004
【図３】
2004207875.tif 000005