CN1734712A - 等离子体处理装置以及等离子体处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种等离子体处理装置和方法，能够提高晶片面内的蚀刻处理的均匀性。相对于与供给等离子体生成用的高频电力的下部电极3相对的上部电极(4)来设置电气特性调整部(20)。电气特性调整部(20)可以进行调整，使得相对于向下部电极3供给的高频电力的频率的、从等离子体(P)看到的上部电极(4)一侧的电路的阻抗，使该电路不发生共振。在进行蚀刻处理时，通过调整，使得所述阻抗从共振点错开，以提高蚀刻处理的面内均匀性。

Description

等离子体处理装置以及等离子体处理方法

技术领域

本发明涉及等离子体处理装置以及等离子体处理方法。

背景技术

例如，在半导体装置或者液晶显示装置等的制造工序中，例如进行蚀刻在基板上形成的膜的蚀刻处理或者在基板的表面上形成电极或者绝缘膜的成膜处理等。对这些蚀刻处理或者成膜处理，多采用使用等离子体来处理基板的等离子体处理。

上述的等离子体处理通常在等离子体处理装置中进行。在等离子体处理装置中，多使用沿着上下配置有电极的平行平板型的等离子体处理装置，对于该平行平板型的等离子体处理装置来说，例如，在处理容器内，通过高频电源向载置有基板的下部电极供给高频电力，在下部电极和上部电极之间的处理空间内产生等离子体，通过该等离子体来处理基板。

然而，近年来，在上述等离子体处理装置中，例如为了进行更高精度的蚀刻处理或者成膜处理，在高频电源中采用短波长的高频。在采用这种短波长高频的情况下，在处理空间内，等离子体集中在中心部位，从而，中心部位的等离子体密度与周边部位的等离子体密度相比有增高的趋势。因此，只有基板中心部位的等离子体处理快速地推进，最终的处理结果是在基板面内形成不均匀的情况。

为了解决上述问题，而提出了下述的等离子体处理装置，即，例如从外侧到中心增高上部电极而形成为凸状，使处理容器内的等离子体的扩散度均等，从而使处理容器内的等离子体密度均匀(例如参照专利文献1)。然而，即使是通过这种装置，也不能实现使基板面内的蚀刻速度以及成膜速度充分地均匀化。

【专利文献1】(日本专利)特开2003-297810号公报

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种等离子体处理装置以及等离子体处理方法，能够降低基板面内的蚀刻处理速度的不均，提高基板面内的基板处理的均匀性。

为了实现上述目的，本发明是一种使用等离子体来处理基板的等离子体处理装置，其特征在于，包括：收容基板来进行处理的处理容器；在所述处理容器内载置基板的下部电极；在所述处理容器内，相对所述下部电极而配置的上部电极；高频电源，向至少所述下部电极和所述上部电极之一供给高频电力，在所述下部电极和所述上部电极之间产生等离子体；和电气特性调整部，其调整相对于存在于所述处理容器内的至少一个高频的频率的、从所述等离子体看到的电极一侧的电路的阻抗，以使电路不发生共振。

根据本发明，可以调整阻抗，以使电极一侧的电路不发生共振。根据发明人的验证，通过这样可以降低处理容器内的基板面内的蚀刻处理速度的不均。因此，能够在基板面内以均等的速度进行等离子体处理，从而能够提高基板面内的基板处理的均匀性。

所述电气特性调整部也可以能够调整与供给所述高频电力的供给电极相对的对向电极一侧的电路中的阻抗。其中，本发明中，当向下部电极和上部电极双方供给高频电力的情况下，若将下部电极作为供给电极，则上部电极成为对向电极，若将上部电极作为供电电极，则下部电极成为对向电极。

所述电气特性调整部也可以具有用于变更所述阻抗的可变元件。所述电气特性调整部还可以具有调整所述可变元件控制阻抗的控制部。

所述电气特性调整部还可以具有检测所述阻抗的阻抗检测部。此时，所述控制部也可以根据来自所述阻抗检测部的检测结果来调整所述可变元件，从而能够控制阻抗。

所述电气特性调整部还可以具有连接在调整所述阻抗的电极一侧的电气特性调整机构，从面对所述等离子体的电极面将电气特性调整机构的电路中的电抗调整为负值。

所述电气特性调整部还能够以将所述阻抗从共振点在±10Ω以内错开的方式进行调整，。

此外，所述电气特性调整部也可以将所述电抗调整到-50Ω以下的负值。此时，由于电极上的电路中的所述阻抗从共振点大幅度错开，因此，电极上的电气性质稳定，起因于在等离子体处理的装置间产生的电气性质的性能偏差得到了降低。

此外，所述上部电极可以被分割成多个电极部，所述电气特性调整部相对于至少一个电极部而设置。

此外，在上述等离子体处理装置中，可以具有向所述上部电极或者所述下部电极的至少一方施加直流电压的直流电源。此外，所述上部电极被施加上述直流电压。

根据另一方面的本发明，是使用等离子体来处理基板的等离子体处理装置，其特征在于，包括：收容基板来进行处理的处理容器；在所述处理容器内载置基板的下部电极；在所述处理容器内，相对所述下部电极而配置的上部电极；向至少所述下部电极和所述上部电极之一供给高频电力，在所述下部电极和所述上部电极之间产生等离子体的高频电源；和电气特性调整部，调整从所述等离子体看到的所述电极一侧的电路的电气特性，以使从所述处理空间流入电极的电流的电流值不达到最大。

根据本发明，能够调整该电极一侧的电路中的电气特性，以使流入电极一侧的电流值不达到最大。根据发明人的验证，通过这样可以降低处理容器内的基板面内的等离子体处理速度的不均。因此，能够在基板面内以均等的速度进行等离子体处理，从而能够提高基板面内的基板处理的均匀性。

所述电气特性调整部也可以能够调整与供给所述高频电力相对的对向电极一侧的电路中的电气特性。

所述电气特性调整部也可以具有用于改变所述电流值的可变元件。此外，所述电气特性调整部还可以具有调整所述可变元件来控制电流值的控制部。

所述电气特性调整部也可以具有检测所述电流值的电流值检测部。此时，所述控制部也可以根据来自所述电流值检测部的检测结果来调整所述可变元件，从而能够控制电流值。

所述电气特性调整部也可以调整所述电气特性，使所述电流值达到最大电流值的1/2以上。

所述上部电极也可以被分割成多个电极部，至少相对于一个电极部而具有所述电气特性调整部。

此外，在上述等离子体处理装置中，可以具有向所述上部电极或者所述下部电极的至少一方施加直流电压的直流电源。此外，所述上部电极被施加上述直流电压。

根据另一方面的本发明，是一种等离子体处理方法，其特征在于：在处理容器内，将基板载置于相对上部电极而配置的下部电极上，至少向所述下部电极和上部电极之一供给高频电力，在所述下部电极和所述上部电极之间产生等离子体，通过该等离子体来处理基板，其中，调整相对于存在于所述处理容器内的至少一个高频的频率的、从所述等离子体看到的电极一侧的电路中的阻抗，以使所述电路不发生共振。

如本发明那样，通过进行调整电极一侧的电路中的阻抗来使电路不发生共振，而能够降低处理容器内的基板面内的等离子体处理速度的不均。因此，能够在基板面内以均等的速度进行等离子体处理，可以提高基板面内的基板处理的均匀性。

在所述等离子体处理方法中，也可以进行调整，使所述阻抗从共振点错开±10Ω以内。

根据另一方面的本发明，是一种等离子体处理方法，其特征在于：在处理容器内，将基板载置于相对上部电极而配置的下部电极上，至少向所述下部电极和上部电极之一供给高频电力，在所述下部电极和所述上部电极之间产生等离子体，通过该等离子体来处理基板，其中，调整从所述等离子体看到的所述电极一侧的电路的电气特性，使从所述处理空间流入电极的电流的电流值不达到最大。

如本发明那样，通过进行调整所述电极上的电气特性，使流入电极一侧的电流的电流值不达到最大，而能够降低处理容器内的基板面内的等离子体处理速度的不均。因此，能够在基板面内以均等的速度进行等离子体处理，可以提高基板面内的基板处理的均匀性。

在所述等离子体处理方法中，也可以调整所述对向电极一侧的电路中的电气特性，使流入与供给所述高频电力的供给电极相对的对向电极一侧的电流的电流值不达到最大。

在所述等离子体处理方法中，也可以调整所述电气特性，使所述电流值达到最大电流值的1/2以上。

此外，在上述等离子体处理方法中，可以向所述上部电极或者所述下部电极的至少一方施加直流电压。此外，所述上部电极施以直流电压。

根据本发明，能够降低基板面内的等离子体处理的速度不均，因此，能够提高基板面内的基板处理的均匀性。

附图说明

图1是表示涉及本实施方式的等离子体蚀刻装置的简要结构的纵截面的说明图。

图2是用于说明从等离子体所看到的上部电极一侧的电路阻抗的等离子体蚀刻装置的模式图。

图3是表示电气特性调整部的简要结构的模式图。

图4是表示阻抗和蚀刻处理的面内均匀性之间关系的图表。

图5是表示各阻抗中的晶片面内的蚀刻率的图表。

图6是表示各阻抗中的护套区域的电位差的面内均匀性的图表。

图7是表示当自动测出阻抗时的等离子体的蚀刻装置的简要结构的纵截面说明图。

图8是表示在上部电极和下部电极的双方安装有高频电源时的等离子体蚀刻装置的结构的纵截面说明图。

图9是表示在下部电极一侧设置有电气特性调整部时的等离子体蚀刻装置的结构的纵截面说明图。

图10是用于说明从等离子体所看到的下部电极一侧的电路的阻抗的等离子体蚀刻装置的模式图。

图11是表示在上部电极连接有直流电源时的等离子体蚀刻装置的结构的纵截面的说明图。

图12是表示在电气特性调整电路的GND一侧设置有直流电源时的等离子体蚀刻装置的结构的纵截面的说明图。

图13是表示在上部电极和下部电极的双方安装有高频电源、并且上部电极与直流电源相连的等离子体蚀刻装置的结构的纵截面的说明图。

图14是是表示在上部电极和下部电极的双方安装有高频电源、并且直流电源被设置在电气特性调整电路的GND一侧时的等离子体蚀刻装置的结构的纵截面的说明图。

图15是表示具备被分割的上部电极的等离子体蚀刻装置的结构的纵截面说明图。

图16为是表示在调整流入上部电极的电流时的等离子体蚀刻装置的结构的纵截面说明图。

符号说明：1等离子体蚀刻装置，2处理容器，3下部电极，4上部电极，11第一高频电源，13第二高频电源，20电气特性调整部，21电气特性调整电路，22阻抗检测部，23控制部，K处理空间，P等离子体，W晶片

具体实施方式

下面，对本发明优选实施方式进行说明。图1是表示作为本发明的等离子体处理装置的等离子体蚀刻装置1的简要结构的纵截面说明图。其中，在本说明书以及附图中，对实质上具有相同功能结构的构造要素标注同一符号并省略重复说明。

如图1所示，等离子体蚀刻装置1例如具有上面开口的有底圆筒状的处理容器2。处理容器2接地。在处理容器2内的中央部位设置有兼作载置晶片W的载置台的下部电极3。该下部电极3通过图未示出的升降机构而能够上下移动。此外，下部电极3能够通过由被埋入内部的加热器或者温度测定部材等所构成的温度调节机构(图未示出)来保持规定温度。

在与下部电极3的载置面相对的处理容器2的天井部上，例如配置有大致呈圆盘形状的上部电极4。在上部电极4和处理容器2之间，呈环状地安装有绝缘体5，从而使上部电极4和处理容器2之间成为电气绝缘。在上部电极4的下面，例如形成有多个气体吐出孔4a。气体吐出孔4a与连接在上部电极4的上面的气体供给管6连通。气体供给管6与蚀刻处理用的处理气体、例如HBr气体、O₂气体等的气体供给源(图未示出)相连接。从气体供给管6导入到上部电极4内的处理气体从多个气体吐出孔4a而向着处理容器2内供给。

下部电极3通过导线10与等离子体生成用的第一高频电源11连接。第一高频电源11接地。第一高频电源11能够向下部电极3供给规定的高频电力，例如供给等离子体生成用的100MHz的高频电力。通过由该第一高频电源11向下部电极3供给高频电力，使得在下部电极3和上部电极4之间的处理空间K被施加了高频电压，在该处理空间K内能够生成处理气体的等离子体P。其中，因为下部电极3与第一高频电源11连接，所以，在本实施方式中，下部电极3成为供电电极，而上部电极4成为相对电极。

此外，下部电极3通过导线12与离子引入用的第二高频电源13相连接。第二高频电源13接地。第二高频电源13能够向下部电极3供给比上述第一高频电源11的频率低的例如离子引入用的13.56MHz的高频电力。通过由该第二高频电源13向下部电极3供给高频电力，而能够使在处理空间K内生成的等离子体P中的带电粒子被诱导至晶片W一侧。其中，也能够通过由第二高频电源13所进行的高频电力的供给，来产生等离子体P。

等离子体蚀刻装置1具有电气特性调整部20，用于调整从等离子体P看到的上部电极4一侧的电路C1中的阻抗Z_C1。如图2所示，在处理容器K内生成等离子体P的形成区域与上部电极4之间，形成有真空的护套(sheath)区域SU。本实施方式中，从等离子体P看到的上部电极4一侧的电路C1包括：护套区域SU、上部电极4、后述的导线24以及电气特性调整电路21(合并了与上部电极4电气连接的区域和护套区域SU的部分)。此外，阻抗Z_C1是该电路C1的阻抗，例如是相对于等离子体生成用的第一高频电源11的频率的。其中，在上部电极4与高频电源连接的情况下，电路C1还包括该高频电源。

如图1所示，电气特性调整部20包括电气特性调整电路21、阻抗检测部22和控制部23。电气特性调整电路21例如通过导线24而与上部电极4连接。例如，如图3所示，电气特性调整电路21例如由作为可变元件的可变电容器25和固定线圈26等构成。通过变更可变电容器25的容量而能够变更阻抗Z_C1。

阻抗检测部22例如相对于电气特性调整电路21或者导线24而能够自由装卸，例如，能够检测出连接在导线24上的上部电极4一侧的阻抗Z_C1的数值。

控制部23可以控制阻抗Z_C1，例如调整电气特性调整电路21的可变电容器25，使其达到预先设定的设定值。

在处理容器2的下部连接有与排气机构(图未示出)连通的排气管30。通过排气管30将处理容器2内抽成真空，从而能够将处理容器2的内部保持在规定压力。其中，也可以在处理容器2的两侧壁外部设置磁铁，向处理容器内施加磁场。在此情况下，磁铁优选以磁场强度是可变的方式而构成。

下面，对使用上述结构的等离子体蚀刻装置1所进行的蚀刻处理进行说明。首先，在等离子体蚀刻装置1中，例如在开始蚀刻处理之前，将阻抗检测部22安装例如在导线24上。通过阻抗检测部22，例如相对于电气特性调整电路21中的可变电容器25的各容量值而测出阻抗Z_C1的数值。因此，例如掌握了电气特性调整电路21的可变电容器25的容量值(调整值)和阻抗Z_C1的值之间的相关关系。根据这种相关关系，在控制部23中，设定使电路C1不发生共振(串联共振)的可变电容器25的调整值，例如设定阻抗Z_C1从共振点错开±10Ω以内的规定值这样的调整值。控制部23根据该设定的调整值来调整可变电容器25，将阻抗Z_C1调整为使电路C1不发生共振的规定值。

然后，如图1所示，将晶片W搬入处理容器2内，并载置于下部电极3上，然后，从排气管30将处理容器2内的气体排出，同时，从气体吐出孔4a供给规定的处理气体。此时，处理容器2内被保持在规定的减压压力。

接着，例如通过第一高频电源11和第二高频电源13向下部电极3供给等离子体生成用的100MHz的高频电力和离子引入用的13.56MHz的高频电力，向处理空间K内施加高频电压。通过该高频电压使处理空间K的处理气体等离子体化，产生等离子体P。该等离子体P中的带电粒子附着在晶片W的表面，使得晶片W的表面被蚀刻。当进行规定时间的蚀刻后，停止高频电力的供给和处理气体的供给，从处理容器2内将晶片W搬出，结束一系列的蚀刻处理。

这里，在上述蚀刻处理中，对被调整的阻抗Z_C1的数值和蚀刻处理结果之间的关系进行验证。实验是使用上述等离子体蚀刻装置1在下述条件下进行的，即，处理气体HBr的流量为90cm³/min，处理压力为0.4Pa(3mTorr)，100MHz/13.56MHz的高频电力为500/100W。

图4是表示阻抗Z_C1和蚀刻率的面内均匀性(3σ)之间关系的图表。图4中的H表示阻抗Z_C1的共振点。从图4中可以确认：当阻抗Z_C1位于共振点H上时，蚀刻率的面内均匀性恶化，当使阻抗Z_C1从共振点H错开时，蚀刻率的面内均匀性变得良好。特别是，在将阻抗Z_C1从共振点H错开±10Ω以内时，蚀刻率的面内均匀性得到了良好的确认。

图5(a)是表示阻抗Z_C1位于共振点时的晶片面内的蚀刻率(ER)的图表。图5(b)是表示将阻抗Z_C1从共振点错开+3Ω时的蚀刻率的图表。图5(c)是表示将阻抗Z_C1从共振点错开+8Ω时的蚀刻率的图表。

从图5(a)～(c)可以确认：在使阻抗Z_C1从共振点错开的情况下，蚀刻率得到显著的提高。此外，晶片面内的蚀刻率的均匀性也得到提高。

此外，图6(a)是表示使电路C1共振时的护套区域SL(图2所示)中的电位差的面内均匀性(ΔVdc)的图表。通过该电位差的面内均匀性(ΔVdc)而能够评价出由晶片表面中的蚀刻处理所引起的损伤量。图6(b)是表示将阻抗Z_C1从共振点错开-4Ω时的电位差的面内均匀性的图表。

如图6(a)、(b)所示，可以确认：在将阻抗Z_C1从共振点错开的情况下，护套区域SL中的电位差的面内均匀性得到了提高，并且蚀刻处理的损伤得到了降低。

根据上述的实施方式，在等离子体蚀刻装置1中设置电气特性调整部20，调整从等离子体P看到的上部电极4一侧的电路C1中的阻抗Z_C1，使得电路C1不发生共振，从而，可以提高晶片W面内的蚀刻率的均匀性。特别是，通过将阻抗Z_C1从共振点错开±10Ω的规定值，可以提高蚀刻率，进一步还可以降低因蚀刻处理而引起的损伤。

在上述实施方式中，通过电气特性调整部20的可变电容器25来调整上部电极4一侧的电气特性，从而能够比较简单地变更阻抗Z_C1。

在上述实施方式中，是在检测阻抗Z_C1时候才将阻抗检测器22连接在导线24上，但是，也可以如图7所示那样，预先将阻抗检测器22安装在导线24上，将阻抗检测器22的检测结果向控制部23输出。在这种情况下，例如，控制部23根据来自阻抗检测器22的检测结果来调整电气特性调整电路21的可变电容器25，将阻抗Z_C1控制在电路C1不发生共振的规定值。从而，可以自动地调整阻抗Z_C1。此外，在蚀刻处理过程中，例如也可以由阻抗检测器22实时地测出阻抗Z_C1当因为某种原因而使阻抗Z_C1的数值发生变动并接近共振点的情况下，控制部23例如改变可变电容器25的调整值，将阻抗Z_C1修正为电路C1不发生共振的数值。其结果，能够更加可靠地防止电路C1发生共振。因此，使蚀刻处理的面内均匀性得到稳定提高。

如上述实施方式中所述的那样，当调整阻抗Z_C1使得电路C1不发生共振的情况下，也可以如图2所示那样，从面向护套区域SU的上部电极4的电极面4a将电气特性调整电路21一侧的电路C2中的电抗X_C2调整为负值。该电路C2是包括上部电极4、导线24和电气特性调整电路21的电路，电抗X_C2为该电路C2中的电抗。

一般存在的电路中的阻抗Z，如下述式(1)表示。

Z＝R+iX……(1)

(R表示电阻，X表示电抗。)

此外，所谓电路的串联共振是指电抗X的数值为0时的共振。

对于等离子体蚀刻装置1中的等离子体P和上部电极4之间的护套区域SU来说，因为容量性、即电抗的数值在电性上总是为负，所以，通过从电极面4a将电气特性调整电路21方向的电路C2中的电抗X_C2调整为负值，而能够将从等离子体P看到的电极面4a一侧的整个电路C 1的电抗总是维持为负值。据此，因为电路C1的电抗不会变为0，所以，其结果阻抗Z_C1被调整，使电路C1不发生共振。在此情况下，与处理空间K内的等离子体状态无关，原理上能够不引起共振的发生。其中，在总是将电路C2的电抗X_C2维持为负值时，使用电气特性调整机构。作为该电气特性调整机构，优选是电气特性调整电路21。通过将该电气特性调整机构中的电气特性(电抗)调整为期望数值，而将电路C2中的电抗X_C2总是维持为负值。从这点来说，该电气特性调整机构如同电气特性调整电路21，既可以是具有可变电容器25一类的可变元件，也可以是只由固定元件构成的结构。

在该例中，例如，只要将电抗X_C2错开50Ω以上为负值即可。在此情况下，因为电路C1的电抗不会变为0，所以，能够可靠地防止电路C1的共振，从而能够使等离子体蚀刻装置1的动作稳定。因此，例如，可以降低多个等离子体蚀刻装置之间产生的动作偏差(机械误差)。

对于在以上实施方式中所述的等离子体蚀刻装置1来说，是向下部电极3供给两种高频电力，但是，也可以仅向下部电极3供给等离子体生成用的一种高频电力。

此外，以上实施方式中，向下部电极3一侧供给高频电力，但是，也可以向上部电极4一侧供给等离子体生成用的高频电力以代替向下部电极3供给，也可以调整相对于该高频电力的频率的、从等离子体P看到的下部电极3一侧的电路中的阻抗，使该电路不发生共振。在此情况下，例如，电气特性调整电路21被设置在下部电极3一侧，电气特性调整电路21与下部电极3连接。

而且，也可以向上部电极4和下部电极3的双方供给高频电力，调整从等离子体P看到的各个对向电极的电路中的阻抗，以使各电路不发生共振。在此情况下，如图8所示，上部电极4和下部电极3双方均连接有电气特性调整电路21。对于与上部电极4连接的电气特性调整电路21来说，其调整相对于向下部电极3一侧供给的高频电力的频率的、从等离子体P看到的上部电极4一侧的电路中的阻抗。对于与下部电极3连接的电气特性调整电路21来说，其调整相对于向上部电极4一侧供给的高频电力的频率的、从等离子体P看到的下部电极3一侧的电路中的阻抗。

在以上的实施方式中，调整相对于向供电电极供给的高频电力的频率的、对向电极一侧的电路中的阻抗，以使电路不发生共振，但是，也可以调整相对于在处理空间K内传播并存在的其他高频频率的阻抗，以使电路不发生共振。在该例中的高频中，包括因高频电力的供给等而产生的高谐波等。在此情况下，例如，如图9所示，在连接有高频电源11、13的下部电极3一侧，设置有与上述实施方式相同的电气特性调整部20。例如，在连接下部电极3和各高频电源11、13的导线10、12上，分别连接有电气特性调整电路21、阻抗检测部22。

此外，例如通过电气特性调整部20来调整从等离子体P看到的下部电极3一侧的电路C3中的阻抗Z_C3，相对于存在于处理空间K内的规定的高频而使下部电极3一侧的电路C3不发生共振。如图10所示，从等离子体P看到的下部电极3一侧的电路C3包括：护套区域SL，下部电极3，导线10、12，高频电源11、13，阻抗检测部22，和电气特性调整电路21。阻抗Z_C3为其电路C3中的阻抗，例如，是相对于在处理空间K内产生的高频的阻抗。此外，在图10中，电路C4包括下部电极3，导线10、12，高频电源11、13，阻抗检测部22，和电气特性调整电路21，此外，电抗X_C4是其电路C4中的电抗。

更具体地说，例如，通过电气特性调整部20，为使阻抗Z_C3从共振点大幅度错开以使电路C3不发生共振，例如使电路C4的电抗X_C4在负值上错开50Ω以上。因此，例如，在处理状态和处理条件无论如何不同的等离子体蚀刻装置中，都不会在高频电源一侧相对于高频而使电路C3发生共振，在所有的等离子体蚀刻装置1中，能够使等离子体处理稳定地进行。其结果，使等离子体处理的装置间的不均衡得到降低。

此外，以上所记载的实施方式中，上部电极4也可以与直流电源连接。其中一例如图11所示。上部电极4通过低通滤波器32与可变直流电源31电气连接。此时的可变电源31也可以是双极电源。可变直流电源31通过继电开关33而能够进行开关供电。可变直流电源31的极性、电流值、电压值，与继电开关33的开关一起都由直流电压控制部34所控制。对于低通滤波器32来说，为了阻碍第一和第二高频波电源11、13所发出的高频波，最好由LR滤波器或者CL滤波器所构成。

然后，向上部电极4施加由可变直流电源31所提供的规定极性和大小的直流电压。由此，使上部电极4的表面上吸附的堆积物溅射，可以得到使上部电极4的表面清洁的效果。此外，处理容器2内形成的等离子体P缩小，由于晶片W上的实效滞留时间(residence time)减少，所以抑制碳氟化合物系的处理气体的分解，能够得到使光敏抗蚀膜等的有机掩膜难以被蚀刻的效果。而且，由于在上部电极4附近生成的电子照射在晶片W上，所以得到改质晶片W上的掩膜组成并消除光敏抗蚀膜的缺失的效果。

而且，因为与在上述实施方式中说明的等离子蚀刻装置1的电气特性调整部20组合，所以能够同时得到下述效果：即，向上部电极4施加直流电压时的效果，以及，通过电气特性调整部20来调整从等离子体P看到的上部电极4一侧的电路C1上的阻抗Z_C1，使得回路C1不发生共振，从而提高晶片W面内的蚀刻率的效果。

当比在上部电极4的表面生成的自偏电压Vdc还大的负极性的直流电压被施加在上部电极4上时，图2所示的等离子体P的形成区域和上部电极4之间的护套区域SU进一步变厚。由此，从等离子体P看到的上部电极4一侧的电路C1上的阻抗Z_C1发生变化(变小)，相对于该变化的阻抗Z_C1来调整使得电路C1不发生共振，这样就能够得到提高晶片W面内的蚀刻率的效果。

其中，如图12所示，将可变直流电源31、低通滤波器32、继电开关33设置在电气特性调整电路21的GND旁边，也可以得到如图11所示同样的效果。

此外，如图8所示，在对上部电极4和下部电极3的双方供给高频电力的等离子体蚀刻装置1中，也可以如图13所示那样在上部电极4上设置可变直流电源31、低通滤波器32、和继电开关33。

此外，如图14所示，在对上部电极4和下部电极3的双方提供高频电力的等离子蚀刻装置1中，将上述可变直流电源31、低通滤波器32和继电开关33设置在电气特性调整电路21的GND一侧也可以得到相同的效果。其中，也可以取代向上部电极4一侧，而是向上部电极3一侧边施加直流电压。此外，也可以向上部电极4和下部电极3的双方施加直流电压。

在上述实施方式中所述的等离子体蚀刻装置1中，上部电极4以圆盘状而被一体化，但是，也可以被分割成多个电极部，相对其任一电极部来设置电气特性调整部20。图15是表示所述一例的图，上部电极40被分割成内侧电极部40a和围绕其外侧的环状的外侧电极部40b。在内侧电极部40a和外侧电极部40b之间夹设有环状的绝缘体40c。内侧电极部40a接地，外侧电极部40b通过导线24例如连接在电气特性调整电路21上。其中，其他部分的结构与上述实施方式的等离子体蚀刻装置1相同。

此外，在进行蚀刻处理时，通过电气特性调整电路21来调整该电路中的阻抗，使得从等离子体P看到的外侧电极部40b一侧的电路不发生共振。在此情况下，例如，在与外侧电极部40b对向的晶片W的外周部位进行的蚀刻处理的面内均匀性得到了提高。这样一来，可以提高晶片面内的规定部分的蚀刻特性。其中，在该例中，也可以将电气特性调整部20设置在内侧电极部40a上，分别调整外侧电极部40b一侧和内侧电极部40a一侧的电路中的阻抗。因此，可以分别提高晶片W的各区域的蚀刻特性。此外，也可以不在外侧电极部40b上设置电气特性调整部20，而只在内侧电极部40a上设置。

以上实施方式中，调整该电路中的阻抗，使得从与供电电极对向的对向电极一侧的等离子体P看到的电路不发生共振，但是，换个角度来看，为了使从处理空间K流入电极的电流的电流值达到最大，也可以调整从等离子体P看到的电极一侧的电气特性。在这种情况下，例如，如图16所示，在作为等离子体蚀刻装置1的对向电极的上部电极4一侧设置电气特性调整部50。电气特性调整部50例如主要由电气特性调整电路51、电流值检测部52和控制部53所构成。

电气特性调整电路51通过导线24而与上部电极4连接，与上述实施方式中所述的电气特性调整电路21相同，具有可变电容器25和固定线圈26。通过改变可变电容器25的容量而能够调整流入上部电极4的电流的电流值。电流值检测部52例如与导线24连接，检测出流入上部电极4的电流B的电流值，并能够将其结果向控制部53输出。在控制部53中设定有预先求得的电流B的最大电流值。控制部53根据电流值检测部52的检测结果来调整电气特性调整电路51的可变电容器25并进行控制，使得流入上部电极4的电流B的电流值不达到最大电流值。其中，该例的等离子体蚀刻装置1的其他部分的结构，与上述实施方式相同，故省略说明。

此外，在进行蚀刻处理时，由电流值检测部52实时地检测出流入上部电极4的电流B的电流值。由控制部53根据电流值检测部52的检测结果来调整可变电容器25，使得电流B的电流值不达到最大电流值。若这样来进行调整以使电流B不达到最大，则上述上部电极4一侧的电路不发生共振，所以，与在上述实施方式中所述的通过调整阻抗来使电路不发生共振的情况相同，能够提高蚀刻处理的面内均匀性。特别是，在将电流B的电流值调整为流入上部电极4的最大电流值的1/2以上的情况下，即，在最大电流值的1/2≤电流B的电流值＜最大电流值的情况下，与在上述实施方式中所述的将阻抗从共振点错开±10Ω以内的情况相同，能够提高蚀刻率，而且，还能够降低因蚀刻处理而引起的损伤。

在该例中，例如，既可以在向上部电极4供给高频电力的情况下，调整从等离子体P看到的下部电极3一侧的电气特性，以使流入下部电极3的电流B的电流值不达到最大，也可以在向上部电极4和下部电极3两者供给高频电力的情况下，调整各电极上的电气特性，以使流入上部电极4和下部电极3两者的电流的电流值不达到最大。

此外，在该例中，上述的上部电极4和下部电极3的至少任意一个可以与可变电流电源连接，可以向上部电源4和下部电源3中的至少一个施加直流电压。

此外，如上述实施方式中所述，也可以将上部电极4分割成多个电极部，在该被分割的电极部的至少一个上设置电气特性调整部50来进行调整，以使流入该电极部的电流的电流值不达到最大。例如，相对于图10所示的上部电极40的外侧电极部40b，也可以设置电气特性调整部50。

以上，对本发明的实施方式的一个例子进行了说明，但是，本发明并不局限于此例，也可以采用各种方式。例如，本实施方式中，将本发明适用于等离子体蚀刻装置1，但本发明也可以适用于进行蚀刻处理以外的晶片处理的等离子体处理装置中，例如进行成膜处理的等离子体处理装置。此外，本发明的等离子体处理装置所处理的基板，并不局限于晶片，也可以是有机EL基板、FPD(平板显示器)用的基板等其他基板。

产业上的实用性：根据本发明，在基板的等离子体处理装置中，在提高基板面内的基板处理的均匀性时是有用的。

Claims (32)

1.一种使用等离子体来处理基板的等离子体处理装置，其特征在于，包括：

收容基板来进行处理的处理容器；

在所述处理容器内载置基板的下部电极；

在所述处理容器内，相对所述下部电极而配置的上部电极；

高频电源，向至少所述下部电极和所述上部电极之一供给高频电力，在所述下部电极和所述上部电极之间产生等离子体；和

电气特性调整部，调整相对于存在于所述处理容器内的至少一个高频频率的、从所述等离子体看到的电极一侧的电路的阻抗，以使所述电路不发生共振。

2.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述电气特性调整部能够调整与供给所述高频电力的供给电极相对的对向电极一侧的电路中的阻抗。

3.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述电气特性调整部具有用于改变所述阻抗的可变元件。

4.如权利要求3所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述电气特性调整部具有调整所述可变元件来控制阻抗的控制部。

5.如权利要求4所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述电气特性调整部具有检测所述阻抗的阻抗检测部。

6.如权利要求5所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述控制部根据来自所述阻抗检测部的检测结果而能够调整所述可变元件来控制阻抗。

7.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述电气特性调整部具有连接在被调整阻抗的电极一侧的电气特性调整机构，从面对所述等离子体的电极面将电气特性调整机构一侧的电路中的电抗调整为负值。

8.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述电气特性调整部进行调整，使所述阻抗从共振点在±10Ω以内错开。

9.如权利要求7所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述电气特性调整部将所述电抗调整到-50Ω以下的负值。

10.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述上部电极被分割成多个电极部，

所述电气特性调整部相对于至少一个电极部而设置。

11.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：

具有向所述电极施加直流电压的直流电源。

12.如权利要求11所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述电极是所述上部电极。

13.一种使用等离子体来处理基板的等离子体处理装置，其特征在于，包括：

收容基板来进行处理的处理容器；

在所述处理容器内载置基板的下部电极；

在所述处理容器内，相对所述下部电极而配置的上部电极；

高频电源，向至少所述下部电极和所述上部电极之一供给高频电力，在所述下部电极和所述上部电极之间产生等离子体；和

电气特性调整部，调整从所述等离子体看到的所述电极一侧的电路的电气特性，以使从所述处理空间流入电极的电流的电流值不达到最大。

14.如权利要求13所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述电气特性调整部可以调整与供给所述高频电力的供给电极相对的对向电极一侧的电路中的电气特性。

15.如权利要求13所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述电气特性调整部具有用于改变所述电流值的可变元件。

16.如权利要求15所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述电气特性调整部具有调整所述可变元件来控制电流值的控制部。

17.如权利要求16所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述电气特性调整部具有检测所述电流值的电流值检测部。

18.如权利要求17所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述控制部根据来自所述电流值检测部的检测结果而能够调整所述可变元件来控制电流值。

19.如权利要求13所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述电气特性调整部调整所述电气特性，使所述电流值达到最大电流值的1/2以上。

20.如权利要求13所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述上部电极被分割成多个电极部，

所述电气特性调整部至少相对于一个电极部而设置。

21.如权利要求13所述的等离子体处理装置，其特征在于：

具有向所述电极施加直流电压的直流电源。

22.如权利要求18所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述电极是上部电极。

23.一种等离子体处理方法，其特征在于：

在处理容器内，将基板载置于相对上部电极而配置的下部电极上，向至少所述下部电极和上部电极之一供给高频电力，在所述下部电极和所述上部电极之间产生等离子体，通过该等离子体来处理基板，其中，

调整相对于存在于所述处理容器内的至少一个高频频率的、从所述等离子体看到的电极一侧的电路中的阻抗，使所述电路不发生共振。

24.如权利要求23所述的等离子体处理方法，其特征在于：

调整与供给所述高频电力的供给电极相对的对向电极一侧的电路中的阻抗，使该电路不发生共振。

25.如权利要求23所述的等离子体处理方法，其特征在于：

进行调整，使所述阻抗从共振点在±10Ω以内错开。

26.如权利要求23所述的等离子体处理方法，其特征在于：

具有向所述电极施加直流电压的直流电源。

27.如权利要求26所述的等离子体处理方法，其特征在于：

所述电极是上部电极。

28.一种等离子体处理方法，其特征在于：

在处理容器内，将基板载置于相对上部电极而配置的下部电极上，向至少所述下部电极和上部电极之一供给高频电力，在所述下部电极和所述上部电极之间产生等离子体，通过该等离子体来处理基板，其中，

调整从所述等离子体看到的所述电极一侧的电路的电气特性，使从所述处理空间流入电极一侧的电流的电流值不达到最大。

29.如权利要求28所述的等离子体处理方法，其特征在于：

调整所述对向电极一侧的电路中的电气特性，使流入与供给所述高频电力的供给电极相对的对向电极一侧的电流的电流值不达到最大。

30.如权利要求28所述的等离子体处理方法，其特征在于：

调整所述电气特性，使所述电流值达到最大电流值的1/2以上。

31.如权利要求28所述的等离子体处理方法，其特征在于：

向所述电极施加直流电压。

32.如权利要求31所述的等离子体处理方法，其特征在于：

所述电极是上部电极。

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