[发明专利]等离子体处理装置及等离子体处理装置的运转方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用高频电力将处理气体等离子体化，由该等离子体 对被处理体实施蚀刻等处理的等离子体处理装置，尤其涉及变更该等 离子体处理装置的装置状态的技术。

背景技术

在半导体设备、液晶显示装置等的平板面板显示器(FPD：Flat Panel Display)的制造工序中，人们利用对半导体晶片、玻璃基板这样的被 处理体实施蚀刻处理的等离子体蚀刻装置、实施成膜处理的等离子体 CVD装置等的等离子体处理装置等。

例如，已知在向平行平板型电极施加高频电力，利用形成于该电 极间的电容耦合型等离子体来进行被处理体的蚀刻的蚀刻装置中，在 上下相对设置的电极的一方，例如兼作被处理体的载置台的下部侧的 电极(下部电极)上连接等离子体形成用(以下称为能源用)的高频 电源来作为阴极电极，并且在该下部电极上连接偏置用的高频电源。 偏置用高频电源发挥如下作用，即，供给用于将等离子体中的离子引 入到被处理体侧来确保蚀刻的各向异性，或者防止异常放电发生的功 率。

在这样的蚀刻处理装置的起动时，开始从上述各高频电源向下部 电极供给高频电力，由此在平行平板型电极间形成等离子体，但是当 此时在短时间内施加大功率时，例如不能取得基于在高频电源和下部 电极之间设置的匹配电路的匹配，发生从下部电极侧向各高频电源的 反射波。已知如下技术：该反射波成为形成稳定的等离子体时的障碍 并且成为蚀刻装置的起动需要花费长时间的重要原因，因此例如将来 自能源侧、偏置侧的高频电源的功率供给分割为多个等级，通过缓慢 地施加电力来抑制起动时发生的反射波而使其变小(例如参照专利文 献1)。

图10是示意地表示从能源侧、偏置侧的各高频电源向下部电极施 加电力的现有时序的一例的图，在本例中为了抑制反射波的影响而将 来自能源侧、偏置侧各个高频电源的功率供给分为例如2等级地进行。 图10(a)、图10(c)表示在各高频电源中接收从上位计算机(控制 部)发送的起动信号(ON/OFF信号)的定时，该上位计算机总括了蚀 刻处理装置整体的动作控制。另外，图10(b)、图10(d)表示各功 率值的经时变化，其中各功率为，从各高频电源供给到下部电极的高 频电力(各图中用实线表示)，以及从下部电极侧向各高频电源传播的 反射波的功率(同样地，用虚线表示)。图10(a)～图10(b)各图的 横轴表示时间。

根据现有技术的功率供给时序，当各高频电源在时刻T1从控制部 接收起动信号时，能源侧的高频电源没有开始向下部电极施加电力而 待机，另一方面，偏置侧高频电源缓慢地提高施加电力直到变为低于 处理时的功率值的预先设定的功率值(以下称为第一等级的功率)。此 时，在偏置侧的高频电源中，虽然在电极侧发生的反射波传播过来， 但通过阶段性地进行施加高频电力，反射波所持有的功率也比较小， 因此反射波由于匹配电路的作用在短的情况下在例如1秒～2秒左右内 衰减。

然后，在来自偏置侧高频电源的施加电力到达第一等级的功率， 自上述的时刻T1经过预先规定的时间而在预想为偏置侧的反射波已充 分地减衰的时刻T2，这次开始从能源侧的高频电源施加第一等级的功 率。此时，包括已经开始功率供给的偏置侧，反射波向能源侧、偏置 侧两侧的高频电源传播过来，但这些反射波也由于匹配电路的作用而 不久就减衰。

这样，预先设定直到反射波充分地衰减的匹配结束为止的时间间 隔，例如在从高频电力的施加开始时刻T1经过各个设定时间的时刻 T2～T4，例如在偏置侧施加第一等级的功率(时刻T1)→在能源侧施 加第一等级的功率(时刻T2)→在偏置侧施加处理时的功率(时刻T3) →在能源侧施加处理时的功率(时刻T4)，通过交替地阶段性地使偏置 侧和能源侧的高频电力增大，抑制反射波的影响，并且采用了在尽量 短时间内起动蚀刻处理装置的功率供给时序。

但是，在将FPD用的玻璃基板作为被处理体的蚀刻处理等中，由 于近年的玻璃基板的大型化，产生出处理例如长边为2m的被处理体的 需要，兼作被处理体的载置台的下部电极也逐步非常大型化。