專利名稱：等離子體處理裝置以及等離子體處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及等離子體處理裝置以及等離子體處理方法。
背景技術(shù)：
例如，在半導(dǎo)體裝置或者液晶顯示裝置等的制造工序中，例如進(jìn)行蝕刻在基板上形成的膜的蝕刻處理或者在基板的表面上形成電極或者絕緣膜的成膜處理等。對這些蝕刻處理或者成膜處理，多采用使用等離子體來處理基板的等離子體處理。上述的等離子體處理通常在等離子體處理裝置中進(jìn)行。在等離子體處理裝置中， 多使用沿著上下配置有電極的平行平板型的等離子體處理裝置，對于該平行平板型的等離子體處理裝置來說，例如，在處理容器內(nèi)，通過高頻電源向載置有基板的下部電極供給高頻電力，在下部電極和上部電極之間的處理空間內(nèi)產(chǎn)生等離子體，通過該等離子體來處理基板。然而，近年來，在上述等離子體處理裝置中，例如為了進(jìn)行更高精度的蝕刻處理或者成膜處理，在高頻電源中采用短波長的高頻。在采用這種短波長高頻的情況下，在處理空間內(nèi)，等離子體集中在中心部位，從而，中心部位的等離子體密度與周邊部位的等離子體密度相比有增高的趨勢。因此，只有基板中心部位的等離子體處理快速地推進(jìn)，最終的處理結(jié)果是在基板面內(nèi)形成不均勻的情況。為了解決上述問題，而提出了下述的等離子體處理裝置，S卩，例如從外側(cè)到中心增高上部電極而形成為凸?fàn)?，使處理容器?nèi)的等離子體的擴(kuò)散度均等，從而使處理容器內(nèi)的等離子體密度均勻(例如參照專利文獻(xiàn)1)。然而，即使是通過這種裝置，也不能實現(xiàn)使基板面內(nèi)的蝕刻速度以及成膜速度充分地均勻化。專利文獻(xiàn)1(日本專利)特開2003-297810號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供一種等離子體處理裝置以及等離子體處理方法，能夠降低基板面內(nèi)的蝕刻處理速度的不均，提高基板面內(nèi)的基板處理的均勻性。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是一種使用等離子體來處理基板的等離子體處理裝置，其特征在于，包括收容基板來進(jìn)行處理的處理容器；在所述處理容器內(nèi)載置基板的下部電極；在所述處理容器內(nèi)，相對所述下部電極而配置的上部電極；第一高頻電源，向所述下部電極供給第一高頻電力，在所述下部電極和所述上部電極之間產(chǎn)生等離子體；第二高頻電源，向所述下部電極供給比第一高頻電力的頻率低的第二高頻電力，用于將所述等離子體中的離子向所述基板引入；和電氣特性調(diào)整部，其與所述上部電極連接，并且，調(diào)整相對于存在于所述處理容器內(nèi)的至少一個高頻的頻率的、從所述等離子體看到的電極一側(cè)的電路的阻抗，以使電路不發(fā)生共振。在本發(fā)明中，從等離子體看到的電極一側(cè)的電路包括護(hù)套區(qū)域、所述電極、所述導(dǎo)線以及電氣特性調(diào)整部。根據(jù)本發(fā)明，可以調(diào)整阻抗，以使電極一側(cè)的電路不發(fā)生共振。根據(jù)發(fā)明人的驗證，通過這樣可以降低處理容器內(nèi)的基板面內(nèi)的蝕刻處理速度的不均。因此，能夠在基板面內(nèi)以均等的速度進(jìn)行等離子體處理，從而能夠提高基板面內(nèi)的基板處理的均勻性。所述電氣特性調(diào)整部也可以能夠調(diào)整與供給所述高頻電力的供給電極相對的對向電極一側(cè)的電路中的阻抗。其中，本發(fā)明中，當(dāng)向下部電極和上部電極雙方供給高頻電力的情況下，若將下部電極作為供給電極，則上部電極成為對向電極，若將上部電極作為供電電極，則下部電極成為對向電極。所述電氣特性調(diào)整部也可以具有用于變更所述阻抗的可變元件。所述電氣特性調(diào)整部還可以具有調(diào)整所述可變元件控制阻抗的控制部。所述電氣特性調(diào)整部還可以具有檢測所述阻抗的阻抗檢測部。此時，所述控制部也可以根據(jù)來自所述阻抗檢測部的檢測結(jié)果來調(diào)整所述可變元件，從而能夠控制阻抗。所述電氣特性調(diào)整部還可以具有連接在調(diào)整所述阻抗的電極一側(cè)的電氣特性調(diào)整機(jī)構(gòu)，從面對所述等離子體的電極面將電氣特性調(diào)整機(jī)構(gòu)的電路中的電抗調(diào)整為負(fù)值。所述電氣特性調(diào)整部還能夠以將所述阻抗從共振點(diǎn)在士 10Ω以內(nèi)錯開的方式進(jìn)行調(diào)整。此外，所述電氣特性調(diào)整部也可以將所述電抗調(diào)整到-50Ω以下的負(fù)值。此時，由于電極上的電路中的所述阻抗從共振點(diǎn)大幅度錯開，因此，電極上的電氣性質(zhì)穩(wěn)定，起因于在等離子體處理的裝置間產(chǎn)生的電氣性質(zhì)的性能偏差得到了降低。此外，所述上部電極可以被分割成多個電極部，所述電氣特性調(diào)整部相對于至少一個電極部而設(shè)置。此外，在上述等離子體處理裝置中，可以具有向所述上部電極或者所述下部電極的至少一方施加直流電壓的直流電源。此外，所述上部電極被施加上述直流電壓。根據(jù)另一方面的本發(fā)明，是使用等離子體來處理基板的等離子體處理裝置，其特征在于，包括收容基板來進(jìn)行處理的處理容器；在所述處理容器內(nèi)載置基板的下部電極； 在所述處理容器內(nèi)，相對所述下部電極而配置的上部電極；向所述下部電極供給第一高頻電力，在所述下部電極和所述上部電極之間產(chǎn)生等離子體的第一高頻電源；第二高頻電源， 向所述下部電極供給比第一高頻電力的頻率低的第二高頻電力，用于將所述等離子體中的離子向所述基板引入；和電氣特性調(diào)整部，與所述上部電極連接，并且，調(diào)整從所述等離子體看到的所述電極一側(cè)的電路的電氣特性，以使從所述處理空間流入電極的電流的電流值不達(dá)到最大。根據(jù)本發(fā)明，能夠調(diào)整該電極一側(cè)的電路中的電氣特性，以使流入電極一側(cè)的電流值不達(dá)到最大。根據(jù)發(fā)明人的驗證，通過這樣可以降低處理容器內(nèi)的基板面內(nèi)的等離子體處理速度的不均。因此，能夠在基板面內(nèi)以均等的速度進(jìn)行等離子體處理，從而能夠提高基板面內(nèi)的基板處理的均勻性。所述電氣特性調(diào)整部也可以能夠調(diào)整與供給所述高頻電力相對的對向電極一側(cè)的電路中的電氣特性。所述電氣特性調(diào)整部也可以具有用于改變所述電流值的可變元件。此外，所述電氣特性調(diào)整部還可以具有調(diào)整所述可變元件來控制電流值的控制部。所述電氣特性調(diào)整部也可以具有檢測所述電流值的電流值檢測部。此時，所述控制部也可以根據(jù)來自所述電流值檢測部的檢測結(jié)果來調(diào)整所述可變元件，從而能夠控制電流值。所述電氣特性調(diào)整部也可以調(diào)整所述電氣特性，使所述電流值達(dá)到最大電流值的 1/2以上。所述上部電極也可以被分割成多個電極部，至少相對于一個電極部而具有所述電氣特性調(diào)整部。此外，在上述等離子體處理裝置中，可以具有向所述上部電極或者所述下部電極的至少一方施加直流電壓的直流電源。此外，所述上部電極被施加上述直流電壓。根據(jù)另一方面的本發(fā)明，是一種等離子體處理方法，其特征在于在處理容器內(nèi)， 將基板載置于相對上部電極而配置的下部電極上，向所述下部電極供給高頻電力，在所述下部電極和所述上部電極之間產(chǎn)生等離子體，向所述下部電極供給比第一高頻電力的頻率低的第二高頻電力，用于將所述等離子體中的離子向所述基板引入，通過該等離子體來處理基板，其中，調(diào)整相對于存在于所述處理容器內(nèi)的至少一個高頻的頻率的、從所述等離子體看到的電極一側(cè)的電路中的阻抗，以使所述電路不發(fā)生共振。如本發(fā)明那樣，通過進(jìn)行調(diào)整電極一側(cè)的電路中的阻抗來使電路不發(fā)生共振，而能夠降低處理容器內(nèi)的基板面內(nèi)的等離子體處理速度的不均。因此，能夠在基板面內(nèi)以均等的速度進(jìn)行等離子體處理，可以提高基板面內(nèi)的基板處理的均勻性。在所述等離子體處理方法中，也可以進(jìn)行調(diào)整，使所述阻抗從共振點(diǎn)錯開士 10 Ω 以內(nèi)。根據(jù)另一方面的本發(fā)明，是一種等離子體處理方法，其特征在于在處理容器內(nèi)， 將基板載置于相對上部電極而配置的下部電極上，向所述下部電極供給第一高頻電力，在所述下部電極和所述上部電極之間產(chǎn)生等離子體，向所述下部電極供給比第一高頻電力的頻率低的第二高頻電力，用于將所述等離子體中的離子向所述基板引入，通過該等離子體來處理基板，其中，調(diào)整從所述等離子體看到的所述電極一側(cè)的電路的電氣特性，使從所述處理空間流入電極的電流的電流值不達(dá)到最大。如本發(fā)明那樣，通過進(jìn)行調(diào)整所述電極上的電氣特性，使流入電極一側(cè)的電流的電流值不達(dá)到最大，而能夠降低處理容器內(nèi)的基板面內(nèi)的等離子體處理速度的不均。因此， 能夠在基板面內(nèi)以均等的速度進(jìn)行等離子體處理，可以提高基板面內(nèi)的基板處理的均勻性。在所述等離子體處理方法中，也可以調(diào)整所述對向電極一側(cè)的電路中的電氣特性，使流入與供給所述高頻電力的供給電極相對的對向電極一側(cè)的電流的電流值不達(dá)到最大。在所述等離子體處理方法中，也可以調(diào)整所述電氣特性，使所述電流值達(dá)到最大電流值的1/2以上。此外，在上述等離子體處理方法中，可以向所述上部電極或者所述下部電極的至少一方施加直流電壓。此外，所述上部電極施以直流電壓。根據(jù)本發(fā)明，能夠降低基板面內(nèi)的等離子體處理的速度不均，因此，能夠提高基板面內(nèi)的基板處理的均勻性。


圖1是表示涉及本實施方式的等離子體蝕刻裝置的簡要結(jié)構(gòu)的縱截面的說明圖。圖2是用于說明從等離子體所看到的上部電極一側(cè)的電路阻抗的等離子體蝕刻裝置的模式圖。圖3是表示電氣特性調(diào)整部的簡要結(jié)構(gòu)的模式圖。圖4是表示阻抗和蝕刻處理的面內(nèi)均勻性之間關(guān)系的圖表。圖5是表示各阻抗中的晶片面內(nèi)的蝕刻率的圖表。圖6是表示各阻抗中的護(hù)套區(qū)域的電位差的面內(nèi)均勻性的圖表。圖7是表示當(dāng)自動測出阻抗時的等離子體的蝕刻裝置的簡要結(jié)構(gòu)的縱截面說明圖。圖8是表示在上部電極和下部電極的雙方安裝有高頻電源時的等離子體蝕刻裝置的結(jié)構(gòu)的縱截面說明圖。圖9是表示在下部電極一側(cè)設(shè)置有電氣特性調(diào)整部時的等離子體蝕刻裝置的結(jié)構(gòu)的縱截面說明圖。圖10是用于說明從等離子體所看到的下部電極一側(cè)的電路的阻抗的等離子體蝕刻裝置的模式圖。圖11是表示在上部電極連接有直流電源時的等離子體蝕刻裝置的結(jié)構(gòu)的縱截面的說明圖。圖12是表示在電氣特性調(diào)整電路的GND —側(cè)設(shè)置有直流電源時的等離子體蝕刻裝置的結(jié)構(gòu)的縱截面的說明圖。圖13是表示在上部電極和下部電極的雙方安裝有高頻電源、并且上部電極與直流電源相連的等離子體蝕刻裝置的結(jié)構(gòu)的縱截面的說明圖。圖14是是表示在上部電極和下部電極的雙方安裝有高頻電源、并且直流電源被設(shè)置在電氣特性調(diào)整電路的GND —側(cè)時的等離子體蝕刻裝置的結(jié)構(gòu)的縱截面的說明圖。圖15是表示具備被分割的上部電極的等離子體蝕刻裝置的結(jié)構(gòu)的縱截面說明圖。圖16為是表示在調(diào)整流入上部電極的電流時的等離子體蝕刻裝置的結(jié)構(gòu)的縱截面說明圖。符號說明1等離子體蝕刻裝置，2處理容器，3下部電極，4上部電極，11第一高頻電源，13第二高頻電源，20電氣特性調(diào)整部，21電氣特性調(diào)整電路，22阻抗檢測部，23控制部，K處理空間，P等離子體，W晶片
具體實施例方式下面，對本發(fā)明優(yōu)選實施方式進(jìn)行說明。圖1是表示作為本發(fā)明的等離子體處理裝置的等離子體蝕刻裝置1的簡要結(jié)構(gòu)的縱截面說明圖。其中，在本說明書以及附圖中，對
6實質(zhì)上具有相同功能結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要素標(biāo)注同一符號并省略重復(fù)說明。如圖1所示，等離子體蝕刻裝置1例如具有上面開口的有底圓筒狀的處理容器2。 處理容器2接地。在處理容器2內(nèi)的中央部位設(shè)置有兼作載置晶片W的載置臺的下部電極 3。該下部電極3通過圖未示出的升降機(jī)構(gòu)而能夠上下移動。此外，下部電極3能夠通過由被埋入內(nèi)部的加熱器或者溫度測定部材等所構(gòu)成的溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(圖未示出)來保持規(guī)定溫度。在與下部電極3的載置面相對的處理容器2的天井部上，例如配置有大致呈圓盤形狀的上部電極4。在上部電極4和處理容器2之間，呈環(huán)狀地安裝有絕緣體5，從而使上部電極4和處理容器2之間成為電氣絕緣。在上部電極4的下面，例如形成有多個氣體吐出孔如。氣體吐出孔如與連接在上部電極4的上面的氣體供給管6連通。氣體供給管6 與蝕刻處理用的處理氣體、例如HBr氣體、O2氣體等的氣體供給源(圖未示出)相連接。從氣體供給管6導(dǎo)入到上部電極4內(nèi)的處理氣體從多個氣體吐出孔如而向著處理容器2內(nèi)供給。下部電極3通過導(dǎo)線10與等離子體生成用的第一高頻電源11連接。第一高頻電源11接地。第一高頻電源11能夠向下部電極3供給規(guī)定的高頻電力，例如供給等離子體生成用的IOOMHz的高頻電力。通過由該第一高頻電源11向下部電極3供給高頻電力，使得在下部電極3和上部電極4之間的處理空間K被施加了高頻電壓，在該處理空間K內(nèi)能夠生成處理氣體的等離子體P。其中，因為下部電極3與第一高頻電源11連接，所以，在本實施方式中，下部電極3成為供電電極，而上部電極4成為相對電極。此外，下部電極3通過導(dǎo)線12與離子引入用的第二高頻電源13相連接。第二高頻電源13接地。第二高頻電源13能夠向下部電極3供給比上述第一高頻電源11的頻率低的例如離子引入用的13. 56MHz的高頻電力。通過由該第二高頻電源13向下部電極3供給高頻電力，而能夠使在處理空間K內(nèi)生成的等離子體P中的帶電粒子被誘導(dǎo)至晶片W — 側(cè)。其中，也能夠通過由第二高頻電源13所進(jìn)行的高頻電力的供給，來產(chǎn)生等離子體P。等離子體蝕刻裝置1具有電氣特性調(diào)整部20，用于調(diào)整從等離子體P看到的上部電極4 一側(cè)的電路Cl中的阻抗、。如圖2所示，在處理容器K內(nèi)生成等離子體P的形成區(qū)域與上部電極4之間，形成有真空的護(hù)套(sheath)區(qū)域SU。本實施方式中，從等離子體 P看到的上部電極4 一側(cè)的電路Cl包括護(hù)套區(qū)域SU、上部電極4、后述的導(dǎo)線M以及電氣特性調(diào)整電路21 (合并了與上部電極4電氣連接的區(qū)域和護(hù)套區(qū)域SU的部分)。此外， 阻抗T^是該電路Cl的阻抗，例如是相對于等離子體生成用的第一高頻電源11的頻率的。 其中，在上部電極4與高頻電源連接的情況下，電路Cl還包括該高頻電源。如圖1所示，電氣特性調(diào)整部20包括電氣特性調(diào)整電路21、阻抗檢測部22和控制部23。電氣特性調(diào)整電路21例如通過導(dǎo)線M而與上部電極4連接。例如，如圖3所示，電氣特性調(diào)整電路21例如由作為可變元件的可變電容器25和固定線圈沈等構(gòu)成。通過變更可變電容器25的容量而能夠變更阻抗I115阻抗檢測部22例如相對于電氣特性調(diào)整電路21或者導(dǎo)線M而能夠自由裝卸，例如，能夠檢測出連接在導(dǎo)線M上的上部電極4 一側(cè)的阻抗、的數(shù)值?？刂撇?3可以控制阻抗例如調(diào)整電氣特性調(diào)整電路21的可變電容器25，使其達(dá)到預(yù)先設(shè)定的設(shè)定值。
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在處理容器2的下部連接有與排氣機(jī)構(gòu)(圖未示出)連通的排氣管30。通過排氣管30將處理容器2內(nèi)抽成真空，從而能夠?qū)⑻幚砣萜?的內(nèi)部保持在規(guī)定壓力。其中，也可以在處理容器2的兩側(cè)壁外部設(shè)置磁鐵，向處理容器內(nèi)施加磁場。在此情況下，磁鐵優(yōu)選以磁場強(qiáng)度是可變的方式而構(gòu)成。下面，對使用上述結(jié)構(gòu)的等離子體蝕刻裝置1所進(jìn)行的蝕刻處理進(jìn)行說明。首先， 在等離子體蝕刻裝置1中，例如在開始蝕刻處理之前，將阻抗檢測部22安裝例如在導(dǎo)線M 上。通過阻抗檢測部22，例如相對于電氣特性調(diào)整電路21中的可變電容器25的各容量值而測出阻抗L的數(shù)值。因此，例如掌握了電氣特性調(diào)整電路21的可變電容器25的容量值 (調(diào)整值)和阻抗的值之間的相關(guān)關(guān)系。根據(jù)這種相關(guān)關(guān)系，在控制部23中，設(shè)定使電路Cl不發(fā)生共振(串聯(lián)共振)的可變電容器25的調(diào)整值，例如設(shè)定阻抗&從共振點(diǎn)錯開士 10Ω以內(nèi)的規(guī)定值這樣的調(diào)整值。控制部23根據(jù)該設(shè)定的調(diào)整值來調(diào)整可變電容器 25，將阻抗調(diào)整為使電路Cl不發(fā)生共振的規(guī)定值。然后，如圖1所示，將晶片W搬入處理容器2內(nèi)，并載置于下部電極3上，然后，從排氣管30將處理容器2內(nèi)的氣體排出，同時，從氣體吐出孔如供給規(guī)定的處理氣體。此時， 處理容器2內(nèi)被保持在規(guī)定的減壓壓力。接著，例如通過第一高頻電源11和第二高頻電源13向下部電極3供給等離子體生成用的IOOMHz的高頻電力和離子引入用的13. 56MHz的高頻電力，向處理空間K內(nèi)施加高頻電壓。通過該高頻電壓使處理空間K的處理氣體等離子體化，產(chǎn)生等離子體P。該等離子體P中的帶電粒子附著在晶片W的表面，使得晶片W的表面被蝕刻。當(dāng)進(jìn)行規(guī)定時間的蝕刻后，停止高頻電力的供給和處理氣體的供給，從處理容器2內(nèi)將晶片W搬出，結(jié)束一系列的蝕刻處理。這里，在上述蝕刻處理中，對被調(diào)整的阻抗的數(shù)值和蝕刻處理結(jié)果之間的關(guān)系進(jìn)行驗證。實驗是使用上述等離子體蝕刻裝置1在下述條件下進(jìn)行的，即，處理氣體HBr的流量為 90cm7min，處理壓力為 0. 4Pa (3mTorr)，100MHz/13. 56MHz 的高頻電力為 500/100W。圖4是表示阻抗L和蝕刻率的面內(nèi)均勻性(3σ)之間關(guān)系的圖表。圖4中的H 表示阻抗的共振點(diǎn)。從圖4中可以確認(rèn)當(dāng)阻抗、位于共振點(diǎn)H上時，蝕刻率的面內(nèi)均勻性惡化，當(dāng)使阻抗、從共振點(diǎn)H錯開時，蝕刻率的面內(nèi)均勻性變得良好。特別是，在將阻抗、從共振點(diǎn)H錯開士 10Ω以內(nèi)時，蝕刻率的面內(nèi)均勻性得到了良好的確以。圖5(a)是表示阻抗、位于共振點(diǎn)時的晶片面內(nèi)的蝕刻率(ER)的圖表。圖5 (b) 是表示將阻抗L從共振點(diǎn)錯開+3 Ω時的蝕刻率的圖表。圖5 (c)是表示將阻抗&從共振點(diǎn)錯開+8 Ω時的蝕刻率的圖表。從圖5(a) (c)可以確認(rèn)在使阻抗、從共振點(diǎn)錯開的情況下，蝕刻率得到顯著的提高。此外，晶片面內(nèi)的蝕刻率的均勻性也得到提高。此外，圖6(a)是表示使電路Cl共振時的護(hù)套區(qū)域SL(圖2所示)中的電位差的面內(nèi)均勻性(AVdc)的圖表。通過該電位差的面內(nèi)均勻性(AVdc)而能夠評價出由晶片表面中的蝕刻處理所引起的損傷量。圖6(b)是表示將阻抗&從共振點(diǎn)錯開-4 Ω時的電位差的面內(nèi)均勻性的圖表。如圖6(a)、(b)所示，可以確認(rèn)在將阻抗、從共振點(diǎn)錯開的情況下，護(hù)套區(qū)域SL 中的電位差的面內(nèi)均勻性得到了提高，并且蝕刻處理的損傷得到了降低。
根據(jù)上述的實施方式，在等離子體蝕刻裝置1中設(shè)置電氣特性調(diào)整部20，調(diào)整從等離子體P看到的上部電極4 一側(cè)的電路Cl中的阻抗Ζα，使得電路Cl不發(fā)生共振，從而， 可以提高晶片W面內(nèi)的蝕刻率的均勻性。特別是，通過將阻抗L從共振點(diǎn)錯開士 10 Ω的規(guī)定值，可以提高蝕刻率，進(jìn)一步還可以降低因蝕刻處理而引起的損傷。在上述實施方式中，通過電氣特性調(diào)整部20的可變電容器25來調(diào)整上部電極4 一側(cè)的電氣特性，從而能夠比較簡單地變更阻抗τ。。在上述實施方式中，是在檢測阻抗&時候才將阻抗檢測器22連接在導(dǎo)線M上， 但是，也可以如圖7所示那樣，預(yù)先將阻抗檢測器22安裝在導(dǎo)線M上，將阻抗檢測器22的檢測結(jié)果向控制部23輸出。在這種情況下，例如，控制部23根據(jù)來自阻抗檢測器22的檢測結(jié)果來調(diào)整電氣特性調(diào)整電路21的可變電容器25，將阻抗&控制在電路Cl不發(fā)生共振的規(guī)定值。從而，可以自動地調(diào)整阻抗^115此外，在蝕刻處理過程中，例如也可以由阻抗檢測器22實時地測出阻抗‘當(dāng)因為某種原因而使阻抗Za的數(shù)值發(fā)生變動并接近共振點(diǎn)的情況下，控制部23例如改變可變電容器25的調(diào)整值，將阻抗修正為電路Cl不發(fā)生共振的數(shù)值。其結(jié)果，能夠更加可靠地防止電路Cl發(fā)生共振。因此，使蝕刻處理的面內(nèi)均勻性得到穩(wěn)定提高。如上述實施方式中所述的那樣，當(dāng)調(diào)整阻抗、使得電路Cl不發(fā)生共振的情況下， 也可以如圖2所示那樣，從面向護(hù)套區(qū)域SU的上部電極4的電極面如將電氣特性調(diào)整電路21 —側(cè)的電路C2中的電抗調(diào)整為負(fù)值。該電路C2是包括上部電極4、導(dǎo)線M和電氣特性調(diào)整電路21的電路，電抗X。2為該電路C2中的電抗。一般存在的電路中的阻抗Z，如下述式(1)表示。Z = R+iX......(1)(R表示電阻，X表示電抗。)此外，所謂電路的串聯(lián)共振是指電抗X的數(shù)值為0時的共振。對于等離子體蝕刻裝置1中的等離子體P和上部電極4之間的護(hù)套區(qū)域SU來說， 因為容量性、即電抗的數(shù)值在電性上總是為負(fù)，所以，通過從電極面如將電氣特性調(diào)整電路21方向的電路C2中的電抗調(diào)整為負(fù)值，而能夠?qū)牡入x子體P看到的電極面如一側(cè)的整個電路Cl的電抗總是維持為負(fù)值。據(jù)此，因為電路C 1的電抗不會變?yōu)?，所以，其結(jié)果阻抗被調(diào)整，使電路Cl不發(fā)生共振。在此情況下，與處理空間K內(nèi)的等離子體狀態(tài)無關(guān)，原理上能夠不引起共振的發(fā)生。其中，在總是將電路C2的電抗Χ。2維持為負(fù)值時，使用電氣特性調(diào)整機(jī)構(gòu)。作為該電氣特性調(diào)整機(jī)構(gòu)，優(yōu)選是電氣特性調(diào)整電路21。通過將該電氣特性調(diào)整機(jī)構(gòu)中的電氣特性(電抗)調(diào)整為期望數(shù)值，而將電路C2中的電抗X。2總是維持為負(fù)值。從這點(diǎn)來說，該電氣特性調(diào)整機(jī)構(gòu)如同電氣特性調(diào)整電路21，既可以是具有可變電容器25 —類的可變元件，也可以是只由固定元件構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。在該例中，例如，只要將電抗)(C2錯開50 Ω以上為負(fù)值即可。在此情況下，因為電路C 1的電抗不會變?yōu)?，所以，能夠可靠地防止電路Cl的共振，從而能夠使等離子體蝕刻裝置1的動作穩(wěn)定。因此，例如，可以降低多個等離子體蝕刻裝置之間產(chǎn)生的動作偏差(機(jī)械誤差)。對于在以上實施方式中所述的等離子體蝕刻裝置1來說，是向下部電極3供給兩種高頻電力，但是，也可以僅向下部電極3供給等離子體生成用的一種高頻電力。
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此外，以上實施方式中，向下部電極3 —側(cè)供給高頻電力，但是，也可以向上部電極4 一側(cè)供給等離子體生成用的高頻電力以代替向下部電極3供給，也可以調(diào)整相對于該高頻電力的頻率的、從等離子體P看到的下部電極3—側(cè)的電路中的阻抗，使該電路不發(fā)生共振。在此情況下，例如，電氣特性調(diào)整電路21被設(shè)置在下部電極3 —側(cè)，電氣特性調(diào)整電路21與下部電極3連接。而且，也可以向上部電極4和下部電極3的雙方供給高頻電力，調(diào)整從等離子體P 看到的各個對向電極的電路中的阻抗，以使各電路不發(fā)生共振。在此情況下，如圖8所示， 上部電極4和下部電極3雙方均連接有電氣特性調(diào)整電路21。對于與上部電極4連接的電氣特性調(diào)整電路21來說，其調(diào)整相對于向下部電極3 —側(cè)供給的高頻電力的頻率的、從等離子體P看到的上部電極4 一側(cè)的電路中的阻抗。對于與下部電極3連接的電氣特性調(diào)整電路21來說，其調(diào)整相對于向上部電極4 一側(cè)供給的高頻電力的頻率的、從等離子體P看到的下部電極3 —側(cè)的電路中的阻抗。在以上的實施方式中，調(diào)整相對于向供電電極供給的高頻電力的頻率的、對向電極一側(cè)的電路中的阻抗，以使電路不發(fā)生共振，但是，也可以調(diào)整相對于在處理空間K內(nèi)傳播并存在的其他高頻頻率的阻抗，以使電路不發(fā)生共振。在該例中的高頻中，包括因高頻電力的供給等而產(chǎn)生的高諧波等。在此情況下，例如，如圖9所示，在連接有高頻電源11、13的下部電極3—側(cè)，設(shè)置有與上述實施方式相同的電氣特性調(diào)整部20。例如，在連接下部電極 3和各高頻電源11、13的導(dǎo)線10、12上，分別連接有電氣特性調(diào)整電路21、阻抗檢測部22。此外，例如通過電氣特性調(diào)整部20來調(diào)整從等離子體P看到的下部電極3 —側(cè)的電路C3中的阻抗ZC3，相對于存在于處理空間K內(nèi)的規(guī)定的高頻而使下部電極3 —側(cè)的電路 C3不發(fā)生共振。如圖10所示，從等離子體P看到的下部電極3 —側(cè)的電路C3包括護(hù)套區(qū)域SL，下部電極3，導(dǎo)線10、12，高頻電源11、13，阻抗檢測部22，和電氣特性調(diào)整電路21。 阻抗Zc3為其電路C3中的阻抗，例如，是相對于在處理空間K內(nèi)產(chǎn)生的高頻的阻抗。此外， 在圖10中，電路C4包括下部電極3，導(dǎo)線10、12，高頻電源11、13，阻抗檢測部22，和電氣特性調(diào)整電路21，此夕卜，電抗是其電路C4中的電抗。更具體地說，例如，通過電氣特性調(diào)整部20，為使阻抗、從共振點(diǎn)大幅度錯開以使電路C3不發(fā)生共振，例如使電路C4的電抗在負(fù)值上錯開50Ω以上。因此，例如，在處理狀態(tài)和處理條件無論如何不同的等離子體蝕刻裝置中，都不會在高頻電源一側(cè)相對于高頻而使電路C3發(fā)生共振，在所有的等離子體蝕刻裝置1中，能夠使等離子體處理穩(wěn)定地進(jìn)行。其結(jié)果，使等離子體處理的裝置間的不均衡得到降低。此外，以上所記載的實施方式中，上部電極4也可以與直流電源連接。其中一例如圖11所示。上部電極4通過低通濾波器32與可變直流電源31電氣連接。此時的可變電源31也可以是雙極電源?？勺冎绷麟娫?1通過繼電開關(guān)33而能夠進(jìn)行開關(guān)供電?？勺冎绷麟娫?1的極性、電流值、電壓值，與繼電開關(guān)33的開關(guān)一起都由直流電壓控制部34所控制。對于低通濾波器32來說，為了阻礙第一和第二高頻波電源11、13所發(fā)出的高頻波， 最好由LR濾波器或者CL濾波器所構(gòu)成。然后，向上部電極4施加由可變直流電源31所提供的規(guī)定極性和大小的直流電壓。由此，使上部電極4的表面上吸附的堆積物濺射，可以得到使上部電極4的表面清潔的效果。此外，處理容器2內(nèi)形成的等離子體P縮小，由于晶片W上的實效滯留時間(residence time)減少，所以抑制碳氟化合物系的處理氣體的分解，能夠得到使光敏抗蝕膜等的有機(jī)掩膜難以被蝕刻的效果。而且，由于在上部電極4附近生成的電子照射在晶片 W上，所以得到改質(zhì)晶片W上的掩膜組成并消除光敏抗蝕膜的缺失的效果。而且，因為與在上述實施方式中說明的等離子蝕刻裝置1的電氣特性調(diào)整部20組合，所以能夠同時得到下述效果即，向上部電極4施加直流電壓時的效果，以及，通過電氣特性調(diào)整部20來調(diào)整從等離子體P看到的上部電極4 一側(cè)的電路Cl上的阻抗Ζα，使得回路Cl不發(fā)生共振，從而提高晶片W面內(nèi)的蝕刻率的效果。當(dāng)比在上部電極4的表面生成的自偏電壓Vdc還大的負(fù)極性的直流電壓被施加在上部電極4上時，圖2所示的等離子體P的形成區(qū)域和上部電極4之間的護(hù)套區(qū)域SU進(jìn)一步變厚。由此，從等離子體P看到的上部電極4 一側(cè)的電路Cl上的阻抗、發(fā)生變化(變小)，相對于該變化的阻抗、來調(diào)整使得電路Cl不發(fā)生共振，這樣就能夠得到提高晶片W 面內(nèi)的蝕刻率的效果。其中，如圖12所示，將可變直流電源31、低通濾波器32、繼電開關(guān)33設(shè)置在電氣特性調(diào)整電路21的GND旁邊，也可以得到如圖11所示同樣的效果。此外，如圖8所示，在對上部電極4和下部電極3的雙方供給高頻電力的等離子體蝕刻裝置1中，也可以如圖13所示那樣在上部電極4上設(shè)置可變直流電源31、低通濾波器 32、和繼電開關(guān)33。此外，如圖14所示，在對上部電極4和下部電極3的雙方提供高頻電力的等離子蝕刻裝置1中，將上述可變直流電源31、低通濾波器32和繼電開關(guān)33設(shè)置在電氣特性調(diào)整電路21的GND —側(cè)也可以得到相同的效果。其中，也可以取代向上部電極4 一側(cè)，而是向上部電極3—側(cè)邊施加直流電壓。此外，也可以向上部電極4和下部電極3的雙方施加直流電壓。在上述實施方式中所述的等離子體蝕刻裝置1中，上部電極4以圓盤狀而被一體化，但是，也可以被分割成多個電極部，相對其任一電極部來設(shè)置電氣特性調(diào)整部20。圖15 是表示所述一例的圖，上部電極40被分割成內(nèi)側(cè)電極部40a和圍繞其外側(cè)的環(huán)狀的外側(cè)電極部40b。在內(nèi)側(cè)電極部40a和外側(cè)電極部40b之間夾設(shè)有環(huán)狀的絕緣體40c。內(nèi)側(cè)電極部40a接地，外側(cè)電極部40b通過導(dǎo)線M例如連接在電氣特性調(diào)整電路21上。其中，其他部分的結(jié)構(gòu)與上述實施方式的等離子體蝕刻裝置1相同。此外，在進(jìn)行蝕刻處理時，通過電氣特性調(diào)整電路21來調(diào)整該電路中的阻抗，使得從等離子體P看到的外側(cè)電極部40b—側(cè)的電路不發(fā)生共振。在此情況下，例如，在與外側(cè)電極部40b對向的晶片W的外周部位進(jìn)行的蝕刻處理的面內(nèi)均勻性得到了提高。這樣一來，可以提高晶片面內(nèi)的規(guī)定部分的蝕刻特性。其中，在該例中，也可以將電氣特性調(diào)整部 20設(shè)置在內(nèi)側(cè)電極部40a上，分別調(diào)整外側(cè)電極部40b —側(cè)和內(nèi)側(cè)電極部40a —側(cè)的電路中的阻抗。因此，可以分別提高晶片W的各區(qū)域的蝕刻特性。此外，也可以不在外側(cè)電極部 40b上設(shè)置電氣特性調(diào)整部20，而只在內(nèi)側(cè)電極部40a上設(shè)置。以上實施方式中，調(diào)整該電路中的阻抗，使得從與供電電極對向的對向電極一側(cè)的等離子體P看到的電路不發(fā)生共振，但是，換個角度來看，為了使從處理空間K流入電極的電流的電流值達(dá)到最大，也可以調(diào)整從等離子體P看到的電極一側(cè)的電氣特性。在這種情況下，例如，如圖16所示，在作為等離子體蝕刻裝置1的對向電極的上部電極4 一側(cè)設(shè)置電氣特性調(diào)整部50。電氣特性調(diào)整部50例如主要由電氣特性調(diào)整電路51、電流值檢測部 52和控制部53所構(gòu)成。電氣特性調(diào)整電路51通過導(dǎo)線M而與上部電極4連接，與上述實施方式中所述的電氣特性調(diào)整電路21相同，具有可變電容器25和固定線圈沈。通過改變可變電容器25 的容量而能夠調(diào)整流入上部電極4的電流的電流值。電流值檢測部52例如與導(dǎo)線M連接， 檢測出流入上部電極4的電流B的電流值，并能夠?qū)⑵浣Y(jié)果向控制部53輸出。在控制部53 中設(shè)定有預(yù)先求得的電流B的最大電流值?？刂撇?3根據(jù)電流值檢測部52的檢測結(jié)果來調(diào)整電氣特性調(diào)整電路51的可變電容器25并進(jìn)行控制，使得流入上部電極4的電流B的電流值不達(dá)到最大電流值。其中，該例的等離子體蝕刻裝置1的其他部分的結(jié)構(gòu)，與上述實施方式相同，故省略說明。此外，在進(jìn)行蝕刻處理時，由電流值檢測部52實時地檢測出流入上部電極4的電流B的電流值。由控制部53根據(jù)電流值檢測部52的檢測結(jié)果來調(diào)整可變電容器25，使得電流B的電流值不達(dá)到最大電流值。若這樣來進(jìn)行調(diào)整以使電流B不達(dá)到最大，則上述上部電極4 一側(cè)的電路不發(fā)生共振，所以，與在上述實施方式中所述的通過調(diào)整阻抗來使電路不發(fā)生共振的情況相同，能夠提高蝕刻處理的面內(nèi)均勻性。特別是，在將電流B的電流值調(diào)整為流入上部電極4的最大電流值的1/2以上的情況下，即，在最大電流值的1/2 <電流B 的電流值<最大電流值的情況下，與在上述實施方式中所述的將阻抗從共振點(diǎn)錯開士 10 Ω 以內(nèi)的情況相同，能夠提高蝕刻率，而且，還能夠降低因蝕刻處理而引起的損傷。在該例中，例如，既可以在向上部電極4供給高頻電力的情況下，調(diào)整從等離子體 P看到的下部電極3 —側(cè)的電氣特性，以使流入下部電極3的電流B的電流值不達(dá)到最大， 也可以在向上部電極4和下部電極3兩者供給高頻電力的情況下，調(diào)整各電極上的電氣特性，以使流入上部電極4和下部電極3兩者的電流的電流值不達(dá)到最大。此外，在該例中，上述的上部電極4和下部電極3的至少任意一個可以與可變電流電源連接，可以向上部電源4和下部電源3中的至少一個施加直流電壓。此外，如上述實施方式中所述，也可以將上部電極4分割成多個電極部，在該被分割的電極部的至少一個上設(shè)置電氣特性調(diào)整部50來進(jìn)行調(diào)整，以使流入該電極部的電流的電流值不達(dá)到最大。例如，相對于圖10所示的上部電極40的外側(cè)電極部40b，也可以設(shè)置電氣特性調(diào)整部50。以上，對本發(fā)明的實施方式的一個例子進(jìn)行了說明，但是，本發(fā)明并不局限于此例，也可以采用各種方式。例如，本實施方式中，將本發(fā)明適用于等離子體蝕刻裝置1，但本發(fā)明也可以適用于進(jìn)行蝕刻處理以外的晶片處理的等離子體處理裝置中，例如進(jìn)行成膜處理的等離子體處理裝置。此外，本發(fā)明的等離子體處理裝置所處理的基板，并不局限于晶片，也可以是有機(jī)EL基板、FPD (平板顯示器)用的基板等其他基板。產(chǎn)業(yè)上的實用性根據(jù)本發(fā)明，在基板的等離子體處理裝置中，在提高基板面內(nèi)的基板處理的均勻性時是有用的。
權(quán)利要求
1.一種等離子體處理方法，其特征在于在處理容器內(nèi)，將基板載置于相對上部電極而配置的下部電極上，向所述下部電極供給第一高頻電力，在所述下部電極和所述上部電極之間產(chǎn)生等離子體，向所述下部電極供給比所述第一高頻電力的頻率低的第二高頻電力，用于將所述等離子體中的離子向所述基板引入，通過該等離子體來處理基板，其中，調(diào)整相對于存在于所述處理容器內(nèi)的至少一個高頻頻率的、從所述等離子體看到的電極一側(cè)的電路中的阻抗，使所述電路不發(fā)生共振，從所述等離子體看到的電極一側(cè)的電路包括護(hù)套區(qū)域、所述電極、所述導(dǎo)線以及電氣特性調(diào)整部，從面對所述等離子體的電極面將被調(diào)整阻抗的電極一側(cè)的電路中的電抗調(diào)整為負(fù)值， 調(diào)整與供給所述高頻電力的供給電極相對的對向電極一側(cè)的電路中的阻抗，使該電路不發(fā)生共振，所述電極是上部電極。
2.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理方法，其特征在于 進(jìn)行調(diào)整，使所述阻抗從共振點(diǎn)在士 10 Ω以內(nèi)錯開。
3.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理方法，其特征在于 具有向所述電極施加直流電壓的直流電源。
4.一種等離子體處理方法，其特征在于在處理容器內(nèi)，將基板載置于相對上部電極而配置的下部電極上，向所述下部電極供給第一高頻電力，在所述下部電極和所述上部電極之間產(chǎn)生等離子體，向所述下部電極供給比所述第一高頻電力的頻率低的第二高頻電力，用于將所述等離子體中的離子向所述基板引入，通過該等離子體來處理基板，其中，調(diào)整從所述等離子體看到的所述電極一側(cè)的電路的電氣特性，使從所述處理空間流入電極一側(cè)的電流的電流值不達(dá)到最大，從所述等離子體看到的電極一側(cè)的電路包括護(hù)套區(qū)域、所述電極、所述導(dǎo)線以及電氣特性調(diào)整部，從面對所述等離子體的電極面將被調(diào)整阻抗的電極一側(cè)的電路中的電抗調(diào)整為負(fù)值， 調(diào)整所述對向電極一側(cè)的電路中的電氣特性，使流入與供給所述高頻電力的供給電極相對的對向電極一側(cè)的電流的電流值不達(dá)到最大， 所述電極是上部電極。
5.如權(quán)利要求4所述的等離子體處理方法，其特征在于 調(diào)整所述電氣特性，使所述電流值達(dá)到最大電流值的1/2以上。
6.如權(quán)利要求4所述的等離子體處理方法，其特征在于 向所述電極施加直流電壓。
全文摘要
本發(fā)明提供一種等離子體處理裝置和方法，能夠提高晶片面內(nèi)的蝕刻處理的均勻性。相對于與供給等離子體生成用的高頻電力的下部電極3相對的上部電極(4)來設(shè)置電氣特性調(diào)整部(20)。電氣特性調(diào)整部(20)可以進(jìn)行調(diào)整，使得相對于向下部電極3供給的高頻電力的頻率的、從等離子體(P)看到的上部電極(4)一側(cè)的電路的阻抗，使該電路不發(fā)生共振。在進(jìn)行蝕刻處理時，通過調(diào)整，使得所述阻抗從共振點(diǎn)錯開，以提高蝕刻處理的面內(nèi)均勻性。
文檔編號H01J37/32GK102184830SQ20111007158
公開日2011年9月14日 申請日期2005年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月30日
發(fā)明者山澤陽平, 巖田學(xué), 輿水地鹽 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社