【手続補正書】
【提出日】平成30年7月10日(2018.7.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理装置において実行されるプラズマ処理方法であって、
前記プラズマ処理装置は、
処理容器と、
前記処理容器内にガスを供給するガス供給系と、
前記処理容器内の空間がそれらの間に介在するように設けられた第１電極及び第２電極と、
プラズマ生成用の第１の高周波を出力する第１の高周波電源と、
イオン引き込み用の第２の高周波を出力する第２の高周波電源と、
前記第１電極又は前記第２電極と前記第１の高周波電源を接続する第１の給電ラインと、
前記第２電極と前記第２の高周波電源を接続する第２の給電ラインと、
前記第１の高周波電源の負荷インピーダンスを調整するための第１の整合器と、
前記第２の高周波電源の負荷インピーダンスを調整するための第２の整合器と、
前記ガス供給系を制御する第１手段と、
前記第１の高周波電源の負荷インピーダンス、負荷抵抗、及び、負荷リアクタンス、並びに、前記第１の高周波の反射波係数のうち少なくとも一つを含むパラメータを求める第２手段と、
を備え、
該プラズマ処理方法は、
前記処理容器内において、第１のガスのプラズマを生成する複数の第１段階と、
前記複数の第１段階と交互に実行される複数の第２段階であり、前記処理容器内において、前記第１のガスに含まれるガスとは異なるガスを含む第２のガスのプラズマを生成する、該複数の第２段階と、
を含み、
前記複数の第１段階の各々において、前記ガス供給系から前記処理容器内に前記第１のガスが供給され、前記第１電極又は前記第２電極に前記第１の高周波電源から前記第１の高周波が供給され、
前記複数の第２段階の各々において、前記複数の第１段階のうち直前の第１段階から連続して前記第１電極又は前記第２電極に前記第１の高周波電源から前記第１の高周波が供給され、
前記複数の第２段階の各々は、
前記処理容器内に供給されるガスを前記第１のガスから前記第２のガスに切り替えるために、前記第１手段から前記ガス供給系にガス切替信号を与える工程と、
前記ガス切替信号が前記ガス供給に与えられた後、前記パラメータが閾値を超えたときに、前記２手段が前記第２の高周波電源に前記第２電極への前記第２の高周波の供給を開始させる工程と、
を含む、
プラズマ処理方法。
【請求項２】
前記プラズマ処理装置の第３手段が、前記複数の第２段階の各々の開始時点と該複数の第２段階の各々において前記第２の高周波の供給が開始された時点との間の時間差を求める工程と、
前記複数の第２段階のうち先行する第２段階より後に実行される第２段階の所定の実行時間長を前記時間差の分だけ増加させるように、該所定の実行時間長を調整する工程と、
を更に含む、請求項１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項３】
前記第２手段が、パラメータの系列から求められる移動平均値を用いて、前記閾値を調整する工程を更に含み、
前記パラメータの系列は、前記複数の第２段階のうち実行済の第２段階、又は、該実行済の第２段階と実行中の第２段階のそれぞれで前記第１の整合器によるインピーダンス整合が完了した状態における、前記第１の高周波電源の負荷インピーダンス、負荷抵抗、及び、負荷リアクタンス、並びに、前記第１の高周波の反射波係数のうち少なくとも一つを含むパラメータから構成される、
請求項１又は２に記載のプラズマ処理方法。
【請求項４】
前記複数の第２段階の各々において、第１の移動平均値及び第２の移動平均値が所定の調整範囲内に含まれる場合に、前記第１の高周波電源の電源制御部が、前記第１の高周波を調整する工程であり、前記第１の移動平均値から推定される前記第１の高周波電源の負荷インピーダンスを該第１の高周波電源の出力インピーダンスに近づけるよう第１の副期間において出力される前記第１の高周波の周波数を調整し、前記第２の移動平均値から推定される前記第１の高周波電源の負荷インピーダンスを該第１の高周波電源の出力インピーダンスに近づけるよう第２の副期間において出力される前記第１の高周波の周波数を調整する、該工程と、
前記複数の第２段階の各々において、第３の移動平均値及び第４の移動平均値が所定の調整範囲内に含まれる場合に、前記第２の高周波電源の電源制御部が、前記第２の高周波を調整する工程であり、前記第３の移動平均値から推定される前記第２の高周波電源の負荷インピーダンスを該第２の高周波電源の出力インピーダンスに近づけるよう前記第１の副期間において出力される前記第２の高周波の周波数を調整し、前記第４の移動平均値から推定される前記第２の高周波電源の負荷インピーダンスを該第２の高周波電源の出力インピーダンスに近づけるよう前記第２の副期間において出力される前記第２の高周波の周波数を調整する、該工程と、
を更に含み、
前記第１の副期間は、前記複数の第２段階の各々の実行期間内において前記第２の高周波の供給が開始された時点から該実行期間の途中までの間の期間であり、前記第２の副期間は、前記途中から前記実行期間の終了時点までの間の期間であり、
前記第１の移動平均値は、前記複数の第２段階のうち実行済の第２段階それぞれの実行期間内において前記第２の高周波の供給が開始された時点から該実行期間の途中までの間の第１の副期間における前記第１の高周波電源の負荷インピーダンスの移動平均値であり、
前記第２の移動平均値は、前記実行済の第２段階それぞれの実行期間内の前記途中から該実行期間の終了時点までの間の第２の副期間における前記第１の高周波電源の負荷インピーダンスの移動平均値であり、
前記第３の移動平均値は、前記実行済の第２段階それぞれの実行期間内の前記第１の副期間における前記第２の高周波電源の負荷インピーダンスの移動平均値であり、
前記第４の移動平均値は、前記実行済の第２段階それぞれの実行期間内の前記第２の副期間における前記第２の高周波電源の負荷インピーダンスの移動平均値である、
請求項１〜３の何れか一項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項５】
前記第１の高周波を調整する前記工程において、前記第１の高周波電源の前記電源制御部が、前記第１の副期間における前記第１の高周波のパワーが前記第２の副期間における前記第１の高周波のパワーよりも大きくなるように前記第１の高周波のパワーを調整し、
前記第２の高周波を調整する前記工程において、前記第２の高周波電源の前記電源制御部が、前記第１の副期間における前記第２の高周波のパワーが前記第２の副期間における前記第２の高周波のパワーよりも大きくなるように前記第２の高周波のパワーを調整する、
請求項４に記載のプラズマ処理方法。
【請求項６】
処理容器と、
前記処理容器内にガスを供給するガス供給系と、
前記処理容器内の空間がそれらの間に介在するように設けられた第１電極及び第２電極と、
プラズマ生成用の第１の高周波を出力する第１の高周波電源と、
イオン引き込み用の第２の高周波を出力する第２の高周波電源と、
前記第１電極又は前記第２電極と前記第１の高周波電源を接続する第１の給電ラインと、
前記第２電極と前記第２の高周波電源を接続する第２の給電ラインと、
前記第１の高周波電源の負荷インピーダンスを調整するための第１の整合器と、
前記第２の高周波電源の負荷インピーダンスを調整するための第２の整合器と、
前記ガス供給系を制御する第１手段と、
前記第１の高周波電源の負荷インピーダンス、負荷抵抗、及び、負荷リアクタンス、並びに、前記第１の高周波の反射波係数のうち少なくとも一つを含むパラメータを求める第２手段と、
を備え、
前記処理容器内において、第１のガスのプラズマを生成する複数の第１段階の各々において、前記第１手段は、前記処理容器内に前記第１のガスを供給するよう前記ガス供給系を制御し、前記第１電極又は前記第２電極に前記第１の高周波を供給するよう前記第１の高周波電源を制御し、
前記複数の第１段階と交互に実行される複数の第２段階であり、前記処理容器内において、前記第１のガスに含まれるガスとは異なるガスを含む第２のガスのプラズマを生成する、該複数の第２段階の各々において、
前記第１手段は、前記複数の第１段階のうち直前の第１段階から連続して前記第１電極又は前記第２電極に前記第１の高周波を供給するよう前記第１の高周波電源を制御し、
前記第１手段は、前記処理容器内に供給されるガスを前記第１のガスから前記第２のガスに切り替えるために、前記ガス供給系にガス切替信号を与え、
前記第２手段は、前記ガス切替信号が前記ガス供給に与えられた後、前記パラメータが閾値を超えたときに、前記第２の高周波電源に前記第２電極への前記第２の高周波の供給を開始させる、
プラズマ処理装置。
【請求項７】
前記複数の第２段階の各々の開始時点と該複数の第２段階の各々において前記第２の高周波の供給が開始された時点との間の時間差を求める第３手段を更に備え、
前記第１手段は、前記複数の第２段階のうち前先行する第２段階より後に実行される第２段階の所定の実行時間長を前記時間差の分だけ増加させるように、該所定の実行時間長を調整する、
請求項６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記第２手段は、パラメータの系列から求められる移動平均値を用いて、前記閾値を調整し、
前記パラメータの系列は、前記複数の第２段階のうち実行済の第２段階、又は、該実行済の第２段階と実行中の第２段階のそれぞれで前記第１の整合器によるインピーダンス整合が完了した状態における、前記第１の高周波電源の負荷インピーダンス、負荷抵抗、及び、負荷リアクタンス、並びに、前記第１の高周波の反射波係数のうち少なくとも一つを含むパラメータから構成される、
請求項６又は７に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記第１の高周波電源は、前記複数の第２段階の各々において、第１の移動平均値及び第２の移動平均値が所定の調整範囲内に含まれる場合に、前記第１の移動平均値から推定される前記第１の高周波電源の負荷インピーダンスを該第１の高周波電源の出力インピーダンスに近づけるよう第１の副期間において出力される前記第１の高周波の周波数を調整し、前記第２の移動平均値から推定される前記第１の高周波電源の負荷インピーダンスを該第１の高周波電源の出力インピーダンスに近づけるよう第２の副期間において出力される前記第１の高周波の周波数を調整する電源制御部を有し、
前記第２の高周波電源は、前記複数の第２段階の各々において、第３の移動平均値及び第４の移動平均値が所定の調整範囲内に含まれる場合に、前記第３の移動平均値から推定される前記第２の高周波電源の負荷インピーダンスを該第２の高周波電源の出力インピーダンスに近づけるよう前記第１の副期間において出力される前記第２の高周波の周波数を調整し、前記第４の移動平均値から推定される前記第２の高周波電源の負荷インピーダンスを該第２の高周波電源の出力インピーダンスに近づけるよう前記第２の副期間において出力される前記第２の高周波の周波数を調整する電源制御部を有し、
前記第１の副期間は、前記複数の第２段階の各々の実行期間内において前記第２の高周波の供給が開始された時点から該実行期間の途中までの間の期間であり、前記第２の副期間は、前記途中から前記実行期間の終了時点までの間の期間であり、
前記第１の移動平均値は、前記複数の第２段階のうち実行済の第２段階それぞれの実行期間内において前記第２の高周波の供給が開始された時点から該実行期間の途中までの間の第１の副期間における前記第１の高周波電源の負荷インピーダンスの移動平均値であり、
前記第２の移動平均値は、前記実行済の第２段階それぞれの実行期間内の前記途中から該実行期間の終了時点までの間の第２の副期間における前記第１の高周波電源の負荷インピーダンスの移動平均値であり、
前記第３の移動平均値は、前記実行済の第２段階それぞれの実行期間内の前記第１の副期間における前記第２の高周波電源の負荷インピーダンスの移動平均値であり、
前記第４の移動平均値は、前記実行済の第２段階それぞれの実行期間内の前記第２の副期間における前記第２の高周波電源の負荷インピーダンスの移動平均値である、
請求項６〜８の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記第１の高周波電源の前記電源制御部は、前記第１の副期間における前記第１の高周波のパワーが前記第２の副期間における前記第１の高周波のパワーよりも大きくなるように前記第１の高周波のパワーを調整し、
前記第２の高周波電源の前記電源制御部は、前記第１の副期間における前記第２の高周波のパワーが前記第２の副期間における前記第２の高周波のパワーよりも大きくなるように前記第２の高周波のパワーを調整する、
請求項９に記載のプラズマ処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
一実施形態では、第１の高周波を調整する工程において、第１の高周波電源の電源制御部が、第１の副期間における第１の高周波のパワーが第２の副期間における第１の高周波のパワーよりも大きくなるように第１の高周波のパワーを調整し、第２の高周波を調整する工程において、第２の高周波電源の電源制御部が、第１の副期間における第２の高周波のパワーが第２の副期間における第２の高周波のパワーよりも大きくなるように第２の高周波のパワーを調整してもよい。この実施形態によれば、第１の副期間においてプラズマに結合される高周波のパワーが不足する場合に、当該高周波のパワーを補うことが可能となる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
パワーアンプ３８ｂの後段には、パワーセンサ３８ｃが設けられている。パワーセンサ３８ｃは、方向性結合器、進行波パワー検出部、及び、反射波パワー検出部を有している。方向性結合器は、高周波ＲＦ２の進行波の一部を進行波パワー検出部に与え、反射波を反射波パワー検出部に与える。このパワーセンサ３８ｃには、高周波ＲＦ２の周波数を特定する信号が電源制御部３８ｅから与えられる。進行波パワー検出部は、進行波の全周波数成分のうち高周波ＲＦ２の周波数と同一の周波数を有する成分のパワーの測定値、即ち、進行波パワー測定値ＰＦ２を生成する。この進行波パワー測定値は、パワーフィードバック用に電源制御部３８ｅに与えられる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２２】
第２段階Ｓ２における第１の副期間Ｔｓ１は、高周波ＲＦ２の供給の開始時点を含む期間であるので、給電ライン４３における反射波が、第２の副期間Ｔｓ２における反射波よりも大きくなり得る。高周波電源３６Ａの負荷インピーダンスの変動によるものである。高周波ＲＦ２についても同様である。したがって、高周波ＲＦ１の反射波を減少させるためには、第１の副期間Ｔｓ１と第２の副期間Ｔｓ２それぞれの高周波電源３６Ａの負荷インピーダンスを個別に高周波電源３６Ａの出力インピーダンスに整合させる必要がある。また、高周波ＲＦ２の反射波を減少させるためには、第１の副期間Ｔｓ１と第２の副期間Ｔｓ２それぞれの高周波電源３８Ａの負荷インピーダンスを個別に高周波電源３８Ａの出力インピーダンスに整合させる必要がある。図１２に示したインピーダンス整合の方法ＭＴＩによれば、実行済の第２段階Ｓ２の第１の副期間Ｔｓ１の高周波電源３６Ａの負荷インピーダンスの移動平均値（移動平均値Ｉｍｐ１１）、即ち第１の移動平均値によって推定される高周波電源３６Ａの負荷インピーダンスを高周波電源３６Ａの出力インピーダンスに近づけるよう、高周波ＲＦ１の周波数が調整される。また、第２の副期間Ｔｓ２における高周波ＲＦ１の周波数は、移動平均値Ｉｍｐ１２、即ち第２の移動平均値に基づき、同様に調整される。また、第１の副期間Ｔｓ１における高周波ＲＦ２の周波数は、移動平均値Ｉｍｐ２１、即ち第３の移動平均値に基づき、同様に調整される。また、第２の副期間Ｔｓ２における高周波ＲＦ２の周波数は、移動平均値Ｉｍｐ２２、即ち第４の移動平均値に基づき、同様に調整される。高周波電源３６Ａ及び高周波電源３８Ａは、高速に高周波の周波数を変更することができるので、方法ＭＴＩによれば、負荷インピーダンスの変化に高速に追従してインピーダンス整合を行うことが可能となる。