校正方法和等离子体处理装置与流程

1.本公开涉及一种校正方法和等离子体处理装置。


背景技术：

2.专利文献1公开了一种将用于生成等离子体的高频电力和偏置用的高频电力控制为具有规定的相位差且用于生成等离子体的高频电力的占空比为偏置用的高频电力的占空比以上之后施加于载置台的技术。另外，专利文献2公开一种稳定且迅速地切换处理气体的技术。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2016
‑
157735号公报
6.专利文献2：日本特开2020
‑
4931号公报


技术实现要素：

7.发明要解决的问题
8.本公开提供一种导出从开始向腔室供给处理气体起至处理气体到达腔室内为止的到达时间的技术。
9.用于解决问题的方案
10.本公开的一个方式的校正方法包括以下工序：开始检测腔室的阻抗，在所述腔室的内部设置有用于载置基板的载置台；开始向腔室供给处理气体；以及根据检测的阻抗的变化导出从开始向腔室供给处理气体起至处理气体到达腔室内为止的到达时间。
11.发明的效果
12.根据本公开，能够导出从开始向腔室供给处理气体起至处理气体到达腔室内为止的到达时间。
附图说明
13.图1是概要性地表示实施方式所涉及的等离子体处理装置的截面的一例的图。
14.图2是表示实施方式所涉及的匹配器和高频电源的结构的一例的图。
15.图3是表示实施方式所涉及的匹配器的匹配电路的一例的图。
16.图4是表示实施方式所涉及的匹配器的传感器的结构的一例的图。
17.图5是表示实施方式所涉及的匹配器和高频电源的结构的一例的图。
18.图6是表示实施方式所涉及的匹配器的匹配电路的一例的图。
19.图7是表示实施方式所涉及的匹配器的传感器的结构的一例的图。
20.图8是表示实施方式所涉及的气体供给系统的概要结构的一例的图。
21.图9是表示实施方式所涉及的原子层蚀刻的概要工序的一例的图。
22.图10是表示以往的原子层蚀刻的一例的图。
23.图11a是表示阻抗的变化的一例的图。
24.图11b是表示阻抗的变化的一例的图。
25.图12是表示阻抗的变化的一例的图。
26.图13是表示实施方式所涉及的校正了处理气体的供给定时的一例的图。
27.图14是表示实施方式所涉及的校正了处理气体的供给定时的一例的图。
28.图15是说明实施方式所涉及的校正方法的控制流程的一例的图。
29.附图标记说明
30.10：等离子体处理装置；12：腔室；16：载置台；40：气体箱；61、63：匹配器；62、64：高频电源；100：控制部；101：工艺控制器；101a：导出部；101b：校正部；102：用户接口；103：存储部；110：气体供给系统；w：晶圆。
具体实施方式
31.下面，参照附图来详细地说明本技术公开的校正方法和等离子体处理装置的实施方式。此外，并不通过本实施方式来限定公开的校正方法和等离子体处理装置。
32.另外，在进行等离子体处理的等离子体处理装置中，有时切换处理气体的供给和高频电力的施加来进行等离子体处理。例如，作为等离子体处理的一种方法，已知一种以原子层单位对基板进行蚀刻的原子层蚀刻(ale：atomic layer etching)法。在原子层蚀刻中，重复进行使沉积物沉积于基板的成膜工序和通过离子、自由基对基板进行蚀刻的蚀刻工序。切换成膜工序和蚀刻工序的处理气体。等离子体处理装置在从切换处理气体的供给的开始、停止起至在腔室内实际开始、停止进行处理气体的供给为止存在时间滞后，难以使处理气体的切换与高频电力的切换同步，难以高速地进行控制。因此，在以往的原子层蚀刻中，在成膜工序与蚀刻工序之间设置作为切换用的缓冲的工序，这使得工艺的处理期间变长。
33.因此，期待一种能够导出从开始向腔室供给处理气体起至处理气体到达腔室内为止的到达时间的技术。
34.[实施方式]
[0035]
[等离子体处理装置的结构]
[0036]
接着，对实施方式进行说明。首先，对实施方式所涉及的等离子体处理装置10进行说明。图1是概要性地表示实施方式所涉及的等离子体处理装置10的截面的一例的图。图1所示的等离子体处理装置10为电容耦合型平行板的等离子体蚀刻装置。等离子体处理装置10具备大致圆筒状的腔室12。
[0037]
在腔室12的内部设置有载置台16。载置台16包括支承构件18和基台20。支承构件18的上表面被设为用于载置作为等离子体处理的对象的基板的载置面。在本实施方式中，将作为等离子体蚀刻的对象的晶圆w作为基板载置于支承构件18的上表面。基台20具有大致圆盘形状，其主要部分例如由铝之类的导电性的金属构成。基台20构成下部电极。基台20被支承部14支承。支承部14为从腔室12的底部延伸的圆筒状的构件。
[0038]
载置台16的基台20与供电线路65、66分别连接。在供电线路65、66的与基台20的连接部分设置有导体(例如供电棒)。供电线路65经由匹配器61而与高频电源62连接。供电线路66经由匹配器63而与高频电源64连接。即，高频电源62经由匹配器61及供电线路65而与
下部电极连接。高频电源64经由匹配器63及供电线路66而与下部电极连接。高频电源62也可以不与下部电极连接，经由匹配器61而与后述的上部电极连接。此外，等离子体处理装置1也可以不具备高频电源62和匹配器61的组或者高频电源64和匹配器63的组。
[0039]
高频电源62输出用于生成等离子体的高频电力hf。高频电力hf的基本频率fb1为27mhz～100mhz的范围内的频率，例如为100mhz。
[0040]
高频电源64输出用于从等离子体向晶圆w吸引离子的偏置用的高频电力lf。高频电力lf的频率比高频电力hf的频率低。高频电力lf的基本频率fb2为400khz～13.56mhz的范围内的频率，例如为13.56mhz。
[0041]
匹配器61具有用于使高频电源62的负载侧(例如下部电极(基台20)侧)的阻抗与高频电源62的输出阻抗匹配的电路。匹配器63具有用于使高频电源64的负载侧(下部电极侧)的阻抗与高频电源64的输出阻抗匹配的电路。匹配器61和匹配器63分别为电子控制式的匹配器。在后文中分别叙述匹配器61和匹配器63的详情。
[0042]
高频电力hf经由供电线路65被供给至基台20。高频电力lf经由供电线路66被供给至基台20。
[0043]
在基台20上设置有支承构件18。支承构件18例如为静电吸盘。支承构件18通过库仑力等静电力来吸附晶圆w，并保持该晶圆w。支承构件18在陶瓷制的主体部内具有静电吸附用的电极e1。电极e1经由开关sw1而与直流电源22电连接。此外，在支承构件18设置有加热器，用以控制晶圆w的温度。
[0044]
在基台20的上表面上且支承构件18的周围设置有聚焦环fr。设置聚焦环fr用以使等离子体处理的均匀性提高。聚焦环fr由根据应执行的等离子体处理适当地选择的材料构成，例如能够由硅或石英构成。
[0045]
在基台20的内部形成有制冷剂流路24。从设置于腔室12的外部的冷却装置经由配管26a向制冷剂流路24供给制冷剂。被供给至制冷剂流路24的制冷剂经由配管26b返回冷却装置。
[0046]
在腔室12内设置有上部电极30，该上部电极30兼作朝向晶圆w喷出气体的喷淋头。上部电极30在载置台16的上方与基台20相向地配置，基台20与上部电极30以彼此大致平行的方式设置。上部电极30与下部电极(基台20)之间为用于生成对晶圆w进行等离子体处理的等离子体的处理空间s。
[0047]
上部电极30经由绝缘性遮蔽构件32被支承于腔室12的上部。上部电极30能够包括电极板34和电极支承体36。电极板34与处理空间s相面对。在电极板34设置有多个气体喷出孔34a。
[0048]
电极支承体36例如由铝之类的导电性材料构成，将电极板34以装卸自如的方式支承。电极支承体36可以具有水冷构造。在电极支承体36的内部设置有由圆板状的空间构成的气体扩散室37。气体扩散室37被分隔为多个空间。例如，在气体扩散室37设置有环状的隔壁构件38。在本实施方式所涉及的等离子体处理装置10中，通过隔壁构件38将气体扩散室37沿径向分隔为多个空间。例如，与晶圆w的中央部分、周边部分、最外壳部分相对应地将气体扩散室37划分为气体扩散室37c、气体扩散室37e以及气体扩散室37v这三个区域。此外，将气体扩散室37划分出的区域数量并不限定于三个，也可以为两个，也可以为四个以上。气体扩散室37c为圆板状的空间。气体扩散室37e为包围气体扩散室37c的环状的空间。气体扩
散室37v为包围气体扩散室37e的环状的空间。从气体扩散室37c、气体扩散室37e、气体扩散室37v分别向下方延伸出与气体喷出孔34a连通的多个气体流通孔36b。
[0049]
针对等离子体处理装置10设置有用于供给在等离子体处理中使用的各种气体的气体箱40。另外，电极支承体36与气体供给系统110连接，该气体供给系统110将从气体箱40供给的气体分别供给至气体扩散室37c、37e、37v。在后文中叙述气体供给系统110的详情。
[0050]
被供给至气体扩散室37c、37e、37v的气体经由气体流通孔36b和气体喷出孔34a被喷出至处理空间s。等离子体处理装置10设为：通过控制气体箱40和气体供给系统110，能够单独地控制从气体扩散室37c、37e、37v的气体喷出孔34a向处理空间s喷出的处理气体的流量。
[0051]
在腔室12的底部侧且支承部14与腔室12的内壁之间设置有排气板48。排气板48例如是通过在铝材上覆盖y2o3等陶瓷而构成的。在腔室12中，在排气板48的下方设置有排气口12e。排气口12e经由排气管52而与排气装置50连接。排气装置50具有涡轮分子泵等真空泵，能够将腔室12内减压至期望的真空度。另外，在腔室12的侧壁设置有晶圆w的搬入搬出口12g。搬入搬出口12g能够通过闸阀54进行开闭。
[0052]
如上述那样构成的等离子体处理装置10的动作由控制部100统一地控制。控制部100例如为计算机，控制等离子体处理装置10的各部。等离子体处理装置10的动作由控制部100统一地控制。
[0053]
控制部100具有工艺控制器101、用户接口102以及存储部103，所述工艺控制器101具备cpu，控制等离子体处理装置10的各部。
[0054]
用户接口102由供工序管理者进行用于管理等离子体处理装置10的命令的输入操作的键盘、将等离子体处理装置10的运转状况可视化地显示的显示器等构成。
[0055]
在存储部103中保存有用于在工艺控制器101的控制之下实现由等离子体处理装置10执行的各种处理的控制程序(软件)、存储有处理条件数据等的制程。另外，在存储部103中保存有与用于进行等离子体处理的装置、工艺有关的参数等。此外，控制程序、制程、参数可以存储于计算机可读的计算机记录介质(例如硬盘、dvd等光盘、软盘、半导体存储器等)。另外，控制程序、制程、参数也可以存储于其它装置，例如以经由专用线路在线地读出的方式被利用。
[0056]
工艺控制器101具有用于保存程序、数据的内部存储器，读出存储部103中存储的控制程序，并执行读出的控制程序的处理。工艺控制器101通过运行控制程序来作为各种处理部发挥功能。例如，工艺控制器101具有后述的导出部101a和校正部101b的功能。此外，在本实施方式中，以工艺控制器101作为各种处理部发挥功能的情况为例进行说明，但并不限定于此。例如，可以通过多个控制器分散地实现导出部101a和校正部101b的功能。
[0057]
接着，对实施方式所涉及的匹配器61和高频电源62的结构进行说明。图2是表示实施方式所涉及的匹配器61和高频电源62的结构的一例的图。图3是表示实施方式所涉及的匹配器61的匹配电路的一例的图。图4是表示实施方式所涉及的匹配器61的传感器的结构的一例的图。
[0058]
如图2所示，高频电源62具有振荡器62a、功率放大器62b、功率传感器62c以及电源控制部62e。电源控制部62e由cpu之类的处理器构成。电源控制部62e利用从工艺控制器101和功率传感器62c提供的信号，分别向振荡器62a和功率放大器62b提供控制信号来控制振
荡器62a和功率放大器62b。
[0059]
从工艺控制器101向电源控制部62e提供各种控制用的信号。从工艺控制器101向电源控制部62e提供的信号例如为第一电力水平设定信号和第一频率设定信号。第一电力水平设定信号为用于指定高频电力hf的电力水平的信号，第一频率设定信号为用于指定高频电力hf的设定频率的信号。
[0060]
高频电源62通过变更振荡器62a的频率能够变更高频电力hf的频率。电源控制部62e控制振荡器62a，以输出具有由第一频率设定信号指定的设定频率的高频信号。振荡器62a的输出与功率放大器62b的输入连接。从振荡器62a输出的高频信号被输入至功率放大器62b。功率放大器62b根据输入的高频信号，以生成具有由第一电力水平设定信号指定的电力水平的高频电力hf的方式将该高频信号放大。功率放大器62b输出所生成的高频电力hf。
[0061]
在功率放大器62b的后级设置有功率传感器62c。功率传感器62c具有定向耦合器、行波检测器以及反射波检测器。在功率传感器62c中，定向耦合器将高频电力hf的行波的一部分提供至行波检测器，将反射波提供至反射波检测器。从电源控制部62e向功率传感器62c提供用于确定高频电力hf的频率的信号。功率传感器62c的行波检测器生成行波的全频率成分中的具有与高频电力hf的设定频率相同的频率成分的电力水平的测定值、即行波的电力水平的测定值pf11。测定值pf11被提供至电源控制部62e，以用于功率反馈。
[0062]
功率传感器62c的反射波检测器生成反射波的全频率成分中的具有与高频电力hf的频率相同的频率成分的电力水平的测定值、即反射波的电力水平的测定值pr11。另外，功率传感器62c的反射波检测器生成反射波的全频率成分的总电力水平的测定值、即反射波的电力水平的测定值pr12。测定值pr11被提供至工艺控制器101，以用于进行监视器显示。测定值pr12被提供至电源控制部62e，以用于保护功率放大器62b。
[0063]
匹配器61具有匹配电路61a、传感器61b、控制器61c、分压电路61d以及电压监视器61v。匹配电路61a为电子控制式的匹配电路。如图3所示，匹配电路61a具有多个串联电路611和多个串联电路612。
[0064]
多个串联电路611彼此并联连接。在图3所示的例子中，多个串联电路611并联连接在高频电源62与负载侧的电极(例如下部电极)之间的节点同地之间。多个串联电路611分别包括电容器611c和开关元件611s。电容器611c与开关元件611s串联连接。开关元件611s例如为pin二极管。
[0065]
多个串联电路612彼此并联连接。在图3所示的例子中，多个串联电路612并联连接在高频电源62与负载侧的电极(例如下部电极)之间。在其它例子中，多个串联电路612也可以并联连接在高频电源62与负载侧的电极(例如下部电极)之间的其它节点同地之间。多个串联电路612分别包括电容器612c和开关元件612s。电容器612c与开关元件612s串联连接。开关元件612s例如为pin二极管。此外，匹配电路61a还可以包括电感器等。
[0066]
再次参照图2。控制器61c例如由处理器构成。控制器61c在工艺控制器101的控制之下动作。控制器61c利用从传感器61b提供的测定值。
[0067]
如图4所示，传感器61b具有电流检测器70a、电压检测器71a、滤波器72a以及滤波器73a。电压检测器71a检测在供电线路65上传输的高频电力hf的电压波形，输出表示该电压波形的电压波形模拟信号。该电压波形模拟信号被输入至滤波器72a。滤波器72a通过将
输入的电压波形模拟信号数字化，来生成电压波形数字信号。而且，滤波器72a从电压波形数字信号中仅提取由来自工艺控制器101的信号确定的高频电力hf的设定频率的成分，由此生成电压波形信号。通过滤波器72a生成的电压波形信号被提供至控制器61c。此外，滤波器72a例如由fpga(现场可编程门阵列)构成。
[0068]
电流检测器70a检测在供电线路65上传输的高频电力hf的电流波形，输出表示该电流波形的电流波形模拟信号。该电流波形模拟信号被输入至滤波器73a。滤波器73a通过将输入的电流波形模拟信号数字化，来生成电流波形数字信号。而且，滤波器73a从电流波形数字信号中仅提取由来自工艺控制器101的信号确定的高频电力hf的设定频率成分，由此生成电流波形信号。通过滤波器73a生成的电流波形信号被提供至控制器61c。此外，滤波器73a例如由fpga(现场可编程门阵列)构成。
[0069]
返回图2。控制器61c求出高频电源62的负载侧的阻抗(以下称作“阻抗z1”)。控制器61c控制匹配电路61a的多个开关元件611s和多个开关元件612s，以使求出的阻抗z1接近高频电源62的输出阻抗(匹配点)。
[0070]
控制器61c使用通过滤波器72a生成的电压波形信号以及通过滤波器73a生成的电流波形信号来求出阻抗z1。具体地说，控制器61c根据以下的(1)式求出阻抗z1。
[0071]
z1＝v1/i1 (1)
[0072]
在(1)式中，v1为由通过滤波器72a生成的电压波形信号确定的电压，i1为由通过滤波器73a生成的电流波形信号确定的电流。
[0073]
控制器61c将求出的阻抗z1的数据发送至工艺控制器101。
[0074]
实施方式所涉及的匹配器61通过对多个串联电路611的各开关元件611s和多个串联电路612的各开关元件612s的接通/断开进行电子控制，能够迅速地变更阻抗。由此，匹配器61能够使高频电源62的负载侧(例如下部电极侧)的阻抗与高频电源62的输出阻抗迅速地匹配。另外，匹配器61能够检测阻抗z1。
[0075]
接着，对实施方式所涉及的匹配器63和高频电源64的结构进行说明。图5是表示实施方式所涉及的匹配器63和高频电源64的结构的一例的图。图6是表示实施方式所涉及的匹配器63的匹配电路的一例的图。图7是表示实施方式所涉及的匹配器63的传感器的结构的一例的图。
[0076]
如图5所示，高频电源64具有振荡器64a、功率放大器64b、功率传感器64c以及电源控制部64e。电源控制部64e由cpu之类的处理器构成。电源控制部64e利用从工艺控制器101和功率传感器64c提供的信号，分别向振荡器64a和功率放大器64b提供控制信号来控制振荡器64a和功率放大器64b。
[0077]
从工艺控制器101向电源控制部64e提供各种控制用的信号。从工艺控制器101向电源控制部64e提供的信号例如为第二电力水平设定信号和第二频率设定信号。第二电力水平设定信号为用于指定高频电力lf的电力水平的信号，第二频率设定信号为用于指定高频电力lf的设定频率的信号。
[0078]
高频电源64通过变更振荡器64a的频率能够变更高频电力lf的频率。电源控制部64e控制振荡器64a，以输出具有由第二频率设定信号指定的设定频率的高频信号。振荡器64a的输出与功率放大器64b的输入连接。从振荡器64a输出的高频信号被输入至功率放大器64b。功率放大器64b根据输入的高频信号，以生成具有由第二电力水平设定信号指定的
电力水平的高频电力lf的方式将该高频信号放大。功率放大器64b输出所生成的高频电力lf。
[0079]
在功率放大器64b的后级设置有功率传感器64c。功率传感器64c具有定向耦合器、行波检测器以及反射波检测器。在功率传感器64c中，定向耦合器将高频电力lf的行波的一部分提供至行波检测器，将反射波提供至反射波检测器。从电源控制部64e向功率传感器64c提供用于确定高频电力lf的频率的信号。功率传感器64c的行波检测器生成行波的全频率成分中的具有与高频电力lf的设定频率相同的频率成分的电力水平的测定值、即行波的电力水平的测定值pf21。测定值pf21被提供至电源控制部64e，以用于功率反馈。
[0080]
功率传感器64c的反射波检测器生成反射波的全频率成分中的具有与高频电力lf的频率相同的频率成分的电力水平的测定值、即反射波的电力水平的测定值pr21。另外，功率传感器64c的反射波检测器生成反射波的全频率成分的总电力水平的测定值、即反射波的电力水平的测定值pr22。测定值pr21被提供至工艺控制器101，以用于进行监视器显示。测定值pr22被提供至电源控制部64e，以用于保护功率放大器64b。
[0081]
匹配器63具有匹配电路63a、传感器63b、控制器63c、分压电路63d以及电压监视器63v。匹配电路63a为电子控制式的匹配电路。如图6所示，匹配电路63a具有多个串联电路631和多个串联电路632。
[0082]
多个串联电路631彼此并联连接。在图6所示的例子中，多个串联电路631并联连接在高频电源64与负载侧的电极(下部电极)之间的节点同地之间。多个串联电路631分别包括电容器631c和开关元件631s。电容器631c与开关元件631s串联连接。开关元件631s例如为pin二极管。
[0083]
多个串联电路632彼此并联连接。在图6所示的例子中，多个串联电路632并联连接在高频电源64与负载侧的电极(下部电极)之间。在其它例子中，多个串联电路632也可以并联连接在高频电源64与负载侧的电极(下部电极)之间的其它节点同地之间。多个串联电路632分别包括电容器632c和开关元件632s。电容器632c与开关元件632s串联连接。开关元件632s例如为pin二极管。此外，匹配电路63a还可以包括电感器等。
[0084]
再次参照图5。控制器63c例如由处理器构成。控制器63c在工艺控制器101的控制之下动作。控制器63c利用从传感器63b提供的测定值。
[0085]
如图7所示，传感器63b具有电流检测器70b、电压检测器71b、滤波器72b以及滤波器73b。电压检测器71b检测在供电线路66上传输的高频电力lf的电压波形，输出表示该电压波形的电压波形模拟信号。该电压波形模拟信号被输入至滤波器72b。滤波器72b通过将输入的电压波形模拟信号数字化，来生成电压波形数字信号。而且，滤波器72b从电压波形数字信号中仅提取由来自工艺控制器101的信号确定的高频电力lf的设定频率的成分，由此生成电压波形信号。通过滤波器72b生成的电压波形信号被提供至控制器63c。此外，滤波器72b例如由fpga(现场可编程门阵列)构成。
[0086]
电流检测器70b检测在供电线路66上传输的高频电力lf的电流波形，输出表示该电流波形的电流波形模拟信号。该电流波形模拟信号被输入至滤波器73b。滤波器73b通过将输入的电流波形模拟信号数字化，来生成电流波形数字信号。而且，滤波器73b从电流波形数字信号中仅提取由来自工艺控制器101的信号确定的高频电力lf的设定频率的成分，由此生成电流波形信号。通过滤波器73b生成的电流波形信号被提供至控制器63c。此外，滤
波器73b例如由fpga(现场可编程门阵列)构成。
[0087]
返回图5。控制器63c求出高频电源64的负载侧的阻抗(以下称作“阻抗z2”)。控制器63c控制匹配电路63a的多个开关元件631s和多个开关元件632s，以使求出的阻抗z2接近高频电源64的输出阻抗(匹配点)。
[0088]
控制器63c使用通过滤波器72b生成的电压波形信号以及通过滤波器73b生成的电流波形信号来求出阻抗z2。具体地说，控制器63c根据以下的(2)式求出阻抗z2。
[0089]
z2＝v2/i2 (2)
[0090]
在(2)式中，v2为由通过滤波器72b生成的电压波形信号确定的电压，i2为由通过滤波器73b生成的电流波形信号确定的电流。
[0091]
控制器63c将求出的阻抗z2的数据发送至工艺控制器101。
[0092]
实施方式所涉及的匹配器63通过对多个串联电路631的各开关元件631s和多个串联电路632的各开关元件632s的接通/断开进行电子控制，能够迅速地变更阻抗。由此，匹配器63能够使高频电源64的负载侧(例如下部电极侧)的阻抗与高频电源64的输出阻抗迅速地匹配。另外，匹配器63能够检测阻抗z2。
[0093]
接着，对实施方式所涉及的气体供给系统110的结构进行说明。图8是表示实施方式所涉及的气体供给系统的概要结构的一例的图。此外，在图8的例子中，简化地表示设置于上部电极30的气体扩散室37c、37e、37v。
[0094]
气体箱40具有气体源组41，该气体源组41具备在等离子体蚀刻等等离子体处理中使用的多种气体源。针对气体源组41的各气体源分别设置有阀、未图示的流量控制器等，气体箱40根据等离子体处理来供给包含一种气体或混合有多种气体的处理气体。
[0095]
气体供给系统110将从气体箱40供给的处理气体分配地供给至气体扩散室37c、37e、37v。
[0096]
另外，在等离子体处理装置10中，有时切换处理气体的供给和高频电力的施加来进行等离子体处理。例如，在原子层蚀刻中，重复进行使沉积物沉积于晶圆w的成膜工序和使沉积物活性化来对晶圆w进行蚀刻的蚀刻工序，由此对晶圆w进行蚀刻。
[0097]
图9是表示实施方式所涉及的原子层蚀刻的概要工序的一例的图。例如，在a工艺中，使基于第一处理气体的沉积物沉积于晶圆w。在b工艺中，通过第二处理气体来对进晶圆w行蚀刻。在原子层蚀刻中，重复进行a工艺和b工艺，直至成为期望的蚀刻量为止。
[0098]
实施方式所涉及的气体供给系统110具有用于向气体扩散室37c、37e、37v供给处理气体的多个供给路径。实施方式所涉及的气体供给系统110例如与专利文献2同样地构成，能够稳定且迅速地切换处理气体。
[0099]
然而，等离子体处理装置10在从切换处理气体的供给的开始、停止起至在腔室12内实际开始、停止处理气体的供给为止存在时间滞后。等离子体处理装置10使处理气体通过上部电极30的气体扩散室37等空间后从气体喷出孔34a喷出至腔室12内。
[0100]
本实施方式所涉及的等离子体处理装置10能够通过匹配器61、匹配器63来使阻抗迅速地匹配，能够迅速地切换向基台20供给的高频电力hf、lf的频率和功率。
[0101]
但是，即使为如本实施方式那样的迅速地切换处理气体的气体供给系统110，从切换处理气体起至腔室12内的处理气体被切换为止也存在时间滞后。因此，难以使处理气体的切换与高频电力的切换同步。
[0102]
因此，在以往的原子层蚀刻的工艺中，在成膜工序与蚀刻工序之间设置有作为切换用的缓冲的工序。图10是表示以往的原子层蚀刻的一例的图。在图10中示出成膜工序(depo step)和蚀刻工序(etch step)。在成膜工序中，例如供给c4h6气体和o2气体来作为处理气体，并且以第一功率供给高频电力。在成膜工序中，以比第一功率高的第二功率供给高频电力。在图10中示出对用于供给处理气体的阀进行开启、闭合的控制的波形w11、实际供给的处理气体的波形w12以及高频电力的波形w13。
[0103]
以往的等离子体处理装置通常使用机械控制式的匹配器来作为匹配器61、63。机械控制式的匹配器具有通过马达驱动来变更电容的电容器。机械控制式的匹配器的阻抗的控制速度受到马达对电容器的电容的控制速度的限制。因此，在高频电力的功率变更为如波形w13所示那样之前存在时间滞后。通过如本实施方式所涉及的匹配器61和匹配器63那样设为使用了开关元件的电子控制式，能够大幅减少该高频电力的时间滞后。
[0104]
另一方面，如波形w11所示那样按照成膜工序来使处理气体的供给接通、断开，但有时如波形w12所示那样，从切换阀的开启、闭合起至处理气体实际被切换为止存在时间滞后。因此，难以使处理气体的切换与高频电力的切换同步。因此，在以往的原子层蚀刻的工艺中，在成膜工序(depo step)与蚀刻工序(etch step)之间设置有作为切换用的缓冲的工序(trans)。
[0105]
因此，在本实施方式中，如以下那样导出从开始向腔室12供给处理气体起至处理气体到达腔室12内为止的到达时间。
[0106]
关于等离子体处理装置10，腔室12的阻抗根据腔室12内的处理气体的气体量的变化而变化。图11a是表示阻抗的变化的一例的图。图11a示出在从高频电源64以固定的功率供给了高频电力lf的状态下将作为处理气体的o2气体的供给接通、断开时的阻抗的变化。在图11a中示出表示高频电力lf的功率(lf power)的波形w21、用于供给处理气体(o2气流)的阀的开启、闭合(o2气流)的波形w22。另外，在图11a中示出通过匹配器61检测出的阻抗z1的实数成分(hf imp.r)的波形w23、通过匹配器63检测出的阻抗z2的实数成分(lf imp.r)的波形w24。如波形w22所示，响应于处理气体(o2气体)的供给的接通、断开，阻抗z1、z2如波形w23、波形w24所示那样变化。例如，当将处理气体(o2气体)的供给接通时，阻抗z1、z2上升。特别地，输出偏置用的高频电力lf的高频电源64侧的阻抗z2如波形w23所示那样大幅地变化。
[0107]
图11b是表示阻抗的变化的一例的图。图11b示出在每次以固定量供给了作为处理气体的o2气体的状态下将来自高频电源64的固定的功率的高频电力lf的供给接通、断开时的阻抗的变化。在图11b中示出表示高频电力lf的功率(lf power)的波形w31和处理气体(o2气流)的供给量的波形w32。另外，在图11b中示出通过匹配器61检测出的阻抗z1的实数成分(hf imp.r)的波形w33和通过匹配器63检测出的阻抗z2的实数成分(lf imp.r)的波形w34。在如波形w32所示那样每次以固定量向腔室12供给处理气体(o2气体)的情况下，如波形w31、w33、w34所示，阻抗z1、z2与高频电力lf的接通、断开同步地变化，高频电力lf接通的期间大致固定。认为这是因为每次以固定量向腔室12供给处理气体，因此腔室12内的处理气体几乎保持为固定量。
[0108]
关于等离子体处理装置10，如图11a所示，当向腔室12内供给处理气体时，腔室12的阻抗延迟地变化。因此，基于从切换了用于供给处理气体的阀的开启、闭合的定时起至阻
step)。在图13中，如波形w54所示，在成膜工序开始后，阻抗z2上升，因此处理气体到达了腔室12内，处理气体的切换定时与高频电力hf、lf的切换同步。
[0116]
图14是表示实施方式所涉及的校正处理气体的供给定时的一例的图。图14示出校正了原子层蚀刻的处理气体的供给定时的情况。在图14中示出成膜工序(depo step)和蚀刻工序(etch step)。在成膜工序中，例如一边供给c4h6气体和o2气体来作为处理气体，一边以第一功率供给高频电力。在成膜工序中，以比第一功率高的第二功率供给高频电力。在图14中示出将用于供给处理气体的阀的开启、闭合的控制的波形w61、实际供给的处理气体的波形w62以及高频电力的波形w63。如波形w61所示，在成膜工序开始之前，在与到达时间相应的时间之前校正了阀的开启、闭合的定时。由此，能够使处理气体的切换与高频电力的切换同步。
[0117]
另外，通过使处理气体的切换与高频电力的切换能够同步，能够缩短原子层蚀刻的处理时间。例如，在图10所示的以往的原子层蚀刻的工艺中，在成膜工序与蚀刻工序之间设置作为切换用的缓冲的工序(trans)。例如，在图10所示的以往的原子层蚀刻的工艺中，在切换处理气体时以具有余量的方式设置2秒以上的作为缓冲的工序。
[0118]
另一方面，图14所示的原子层蚀刻能够使处理气体的切换与高频电力的切换同步，由此不需要作为成膜工序与蚀刻工序之间的切换用的缓冲的工序，能够省略，因此能够缩短处理时间。
[0119]
另外，通过使处理气体的切换与高频电力的切换能够同步，还能够缩短成膜工序、蚀刻工序的时间。另外，通过使处理气体的切换与高频电力的切换能够同步，能够使高频电力的功率下降至至今未能使用的低的功率(例如约750w)。在原子层蚀刻中，通过缩短成膜工序、蚀刻工序的时间或使高频电力的功率下降，能够精细地控制沉积物的沉积量，能够进行更薄的蚀刻。
[0120]
[校正方法]
[0121]
接着，对等离子体处理装置10校正处理气体的供给定时的校正方法的控制的流程的一例进行说明。图15是说明实施方式所涉及的校正方法的控制流程的一例的图。
[0122]
工艺控制器101控制等离子体处理装置10来开始进行用于导出到达时间的事先处理(步骤s11)。在事先处理中，将腔室12内减压至期望的真空度。另外，在事先处理中，从高频电源62、高频电源64这两方或其中一方供给高频电力。
[0123]
等离子体处理装置10通过匹配器61和匹配器63来开始进行事先处理过程中的对腔室12的阻抗的检测(步骤s12)。匹配器61和匹配器63将检测出的阻抗的数据发送至工艺控制器101。
[0124]
工艺控制器101控制气体箱40和气体供给系统110来开始向腔室12供给理气体(步骤s13)。
[0125]
工艺控制器101的导出部101a根据检测的阻抗的变化，来导出从开始向腔室12供给处理气体起至处理气体到达腔室12内为止的到达时间(步骤s14)。例如，导出部101a测量从将处理气体的供给接通了的时间点起至阻抗z2相比于接通的时间点的阻抗上升了规定值以上为止的时间，将测量出的时间导出为到达时间。
[0126]
工艺控制器101的校正部101b基于导出的到达时间来校正处理气体的供给定时(步骤s15)，结束处理。例如，校正部101b在与到达时间相应的时间之前校正处理气体的切
换定时。
[0127]
像这样，本实施方式所涉及的校正方法包括以下工序：开始检测腔室12的阻抗，在该腔室12的内部设置有用于载置晶圆w(基板)的载置台16(步骤s12)；开始向腔室12供给处理气体(步骤s13)；以及根据检测的阻抗的变化来导出从开始向腔室12供给处理气体起至处理气体到达腔室12内为止的到达时间(步骤s14)。由此，本实施方式所涉及的校正方法能够导出从开始向腔室12供给处理气体起至处理气体到达腔室12内为止的到达时间。
[0128]
另外，本实施方式所涉及的校正方法还包括基于导出的到达时间来校正开始供给处理气体的定时的工序(步骤s15)。由此，本实施方式所涉及的校正方法能够使处理气体的切换与高频电力的切换同步。
[0129]
另外，本实施方式所涉及的等离子体处理装置10具有腔室12、气体箱40及气体供给系统110(气体供给部)、匹配器61及匹配器63(检测部)、以及导出部101a。在腔室12的内部设置有用于载置晶圆w(基板)的载置台16。气体箱40和气体供给系统110向腔室12供给处理气体。匹配器61和匹配器63检测腔室12的阻抗。导出部101a一边通过匹配器61和匹配器63来检测腔室12的阻抗，一边开始从气体箱40和气体供给系统110向腔室12供给处理气体，根据通过匹配器61和匹配器63检测的阻抗的变化来导出从开始向腔室12供给处理气体起至处理气体到达腔室12内为止的到达时间。由此，本实施方式所涉及的等离子体处理装置10能够导出从开始向腔室12供给处理气体起至处理气体到达腔室12内为止的到达时间。
[0130]
以上说明了实施方式，但应当认为，本次公开的实施方式在所有方面均为例示，而非限制性的。实际上，上述的实施方式能够以多种方式来具体实现。另外，上述的实施方式可以在不脱离所附的权利要求书及其主旨的情况下以各种方式进行省略、置换、变更。
[0131]
例如，在上述的实施方式中，以切换处理气体的供给和高频电力的施加来实施原子层蚀刻的情况为例进行了说明，但并不限定于此。只要是优选使处理气体的供给与高频电力的施加同步地进行切换的处理即可，可以为任意处理。例如，本次公开的技术可以应用于ald(atomic layer deposition：原子层沉积)中。
[0132]
另外，在上述的实施方式中，以基于导出的到达时间来校正开始处理气体的供给的定时的情况为例进行了说明，但并不限定于此。也可以基于导出的到达时间来校正开始向载置台16供给高频电力的定时。例如，校正部101b在与到达时间相应的时间之后校正向载置台16供给高频电力的定时。在该情况下，也能够使处理气体的切换与高频电力的切换同步。
[0133]
另外，在上述的实施方式中，以在开始对晶圆w进行原子层蚀刻之前实施导出到达时间的事先处理的情况为例进行了说明，但并不限定于此。也可以在进行原子层蚀刻的处理时检测阻抗，基于从切换了用于供给处理气体的阀的开启、闭合的定时起至阻抗的波形出现变化为止的期间来导出到达时间。而且，也可以基于导出的到达时间来校正开始供给处理气体的定时或开始向载置台16供给高频电力的定时。即，等离子体处理装置10也可以在原子层蚀刻的处理过程中检测到达时间，进行基于检测出的到达时间来校正开始供给处理气体的定时或开始向载置台16供给高频电力的定时的反馈控制。
[0134]
另外，在上述的实施方式中，以将阻抗z2上升了规定值以上的定时检测为处理气体到达了腔室12的定时的情况为例进行了说明，但并不限定于此。例如，也可以将阻抗z2的变化量为规定的变化量以上的定时检测为处理气体到达了腔室12的定时。另外，例如在将
腔室12内充满了处理气体的定时设为到达了腔室12的定时的情况下，也可以在阻抗z2发生变化之后将阻抗z2的变化收敛的定时检测为到达了腔室12的定时。
[0135]
另外，在上述的实施方式中，以将等离子体处理装置10设为等离子体蚀刻装置的情况为例进行了说明，但并不限定于此。等离子体处理装置10也可以为通过等离子体进行成膜的成膜装置、进行膜质等的改性的改性装置。
[0136]
另外，在上述的实施方式中，以进行作为等离子体处理的等离子体蚀刻的情况为例进行了说明，但并不限定于此。等离子体处理也可以为使用了等离子体的任意处理。
[0137]
另外，在上述的实施方式中，以将基板设为晶圆w的情况为例进行了说明，但并不限定于此。基板也可以为玻璃基板等任意的基板。