專利名稱：等離子體處理裝置和可變阻抗裝置的校正方法
相關申請的交叉參照本申請基于并主張2002年7月12日提交的在先日本專利申請2002-204928、2002年7月19日提交的序列號為60/396,730的在先美國臨時專利申請、和2003年3月6日提交的在先日本專利申請2003-60670的優(yōu)先權，這里引入其全部內容作為參照。
例如在平行平板型的等離子體處理裝置中，在兼作載置臺的下部電極上放置半導體晶片。通過在該下部電極和與之相對的上部電極之間施加RF電力，產生等離子體。由該等離子體來進行成膜處理或蝕刻處理等各種處理。
為了提高由半導體晶片制造的制品的合格率，必需將等離子體處理的晶片面內均勻性維持得高。此時，對于半導體晶片的等離子體處理的均勻性很大程度上取決于在處理室內產生的等離子體的狀態(tài)。因此，以前為了使等離子體的狀態(tài)最佳，調整加工時的處理室內的壓力或溫度，調整提供給處理室內的各種氣體的氣體比，或微調上部電極與下部電極間的間隔等。
因為可最有效控制等離子體狀態(tài)，所以在現有裝置中，傾向于采樣可調整上下兩電極間的間隔的結構。例如，為了能升降下部電極，而在處理室的底部側設置使下部電極升降的升降機構。必要時，使用該升降機構來使上述下部電極升降，調整其與上部電極的間隔。
如上所述，在構成電極可升降的等離子體處理裝置中，可與處理條件或裝置自身的狀況無關地將等離子體的狀態(tài)維持在良好狀態(tài)。但是，必需是例如原樣維持內部的氣密狀態(tài)并能上下移動下部電極自身的構造。另外，必需設置使該下部電極向上下方向升降的升降機構或電機等。因此，不僅裝置大型化，而且導致高成本化等問題。另外，因為裝置自身大型化，所以存在裝置的設置空間、即空間占用也增大等問題。
本發(fā)明的第二目的在于提供一種能通過簡單結構來穩(wěn)定維持處理室內的等離子體狀態(tài)的等離子體處理裝置。
本發(fā)明的第三目的在于提供一種消除與等離子體處理裝置中使用的阻抗設定部有關的誤差(個體差)來校正用的校正方法。
根據本發(fā)明的第一方面，提供一種使用等離子體來對被處理基板實施等離子體處理的裝置，其特征在于具備容納上述被處理基板的氣密處理室；向上述處理室內提供處理氣體的氣體供給系統(tǒng)；將上述處理室內排氣且將上述處理室內設定為真空的排氣系統(tǒng)；按照在上述處理室內相互對向的方式配置的第一和第二電極，在上述第一及第二電極間，形成將上述處理氣體激勵并等離子體化的RF電場；經匹配電路連接于上述第一及第二電極的、提供RF電力的RF電源，上述匹配電路自動進行輸入阻抗相對上述RF電力的匹配；阻抗設定部，經布線連接于在上述等離子體處理中與上述等離子體電耦合的規(guī)定部件上，設定作為與從上述等離子體輸入到上述規(guī)定部件的RF分量對應的阻抗的反方向阻抗，上述阻抗設定部可變更上述反方向阻抗的值；和向上述阻抗設定部提供關于上述反方向阻抗設定值的控制信號的控制部。
在本說明書中，上述“反方向”術語是指上述RF分量的流動方向為電氣上與電流從上述RF電源向上述處理室內的上述第一或第二電極流動的方向相反的方向。即，電流從上述RF電源向上述第一或第二電極流動的方向為正方向，與之相反的方向為反方向。
根據本發(fā)明的第二方面，提供一種使用等離子體來對被處理基板實施等離子體處理的裝置，其特征在于具備容納上述被處理基板的氣密處理室；向上述處理室內提供處理氣體的氣體供給系統(tǒng)；將上述處理室內排氣且將上述處理室內設定為真空的排氣系統(tǒng)；按照在上述處理室內相互對向的方式配置的第一及第二電極，在上述第一及第二電極間，形成將上述處理氣體激勵并等離子體化的RF電場；經匹配電路連接于上述第一及第二電極的、提供RF電力的RF電源，上述匹配電路自動進行輸入阻抗相對上述RF電力的匹配；阻抗設定部，經布線連接于在上述等離子體處理中與上述等離子體電耦合的規(guī)定部件上，設定反方向阻抗，該阻抗與從上述等離子體輸入到上述規(guī)定部件的相對上述RF分量的基本頻率而不同的高次諧波之一對應的阻抗，上述阻抗設定部可變更上述反方向阻抗的值；和向上述阻抗設定部提供關于上述反方向阻抗設定值的控制信號的控制部。
根據本發(fā)明的第三方面，提供一種使用等離子體來對被處理基板實施等離子體處理的裝置，其特征在于具備容納上述被處理基板的氣密處理室；向上述處理室內提供處理氣體的氣體供給系統(tǒng)；將上述處理室內排氣且將上述處理室內設定為真空的排氣系統(tǒng)；按照在上述處理室內相互對向的方式配置的第一及第二電極，在上述第一及第二電極間，形成將上述處理氣體激勵并等離子體化的RF電場；分別連接上述第一及第二電極且導出到上述處理室外的第一及第二布線，上述第一及第二布線形成包含上述第一及第二電極間的電耦合的交流電路的一部分；配置在上述第一布線上的、提供第一RF電力的第一RF電源；在上述第一布線上配置在上述第一電極和上述第一RF電源之間的、自動進行輸入阻抗相對上述第一RF電力的匹配的第一匹配電路；阻抗設定部，配置在上述第二布線上，設定作為與從上述等離子體輸入到上述第二電極的RF分量對應的阻抗的反方向阻抗，上述阻抗設定部可變更上述反方向阻抗的值，上述RF分量包含具有上述第一RF電力的基本頻率的分量；和向上述阻抗設定部提供關于上述反方向阻抗設定值的控制信號的控制部。
根據本發(fā)明的第4方面，提供一種使用等離子體來對被處理基板實施等離子體處理的裝置，其特征在于具備容納上述被處理基板的氣密處理室；向上述處理室內提供處理氣體的氣體供給系統(tǒng)；將上述處理室內排氣且將上述處理室內設定為真空的排氣系統(tǒng)；按照在上述處理室內相互對向的方式配置的第一及第二電極，在上述第一及第二電極間，形成將上述處理氣體激勵并等離子體化的RF電場；分別連接上述第一及第二電極且導出到上述處理室外的第一及第二布線，上述第一及第二布線形成包含上述第一及第二電極間的電耦合的交流電路的一部分；配置在上述第一布線上的、提供第一RF電力的第一RF電源；在上述第一布線上配置在上述第一電極和上述第一RF電源之間的、自動進行輸入阻抗相對上述第一RF電力的匹配的第一匹配電路；阻抗設定部，配置在上述第一布線上，設定作為與從上述等離子體輸入到上述第一電極的RF分量對應的阻抗的反方向阻抗，上述阻抗設定部可變更上述反方向阻抗值，上述RF分量包含具有上述第一RF電力的基本頻率的諧波；和向上述阻抗設定部提供關于上述反方向阻抗設定值的控制信號的控制部。
根據本發(fā)明的第5方面，提供一種使用等離子體來對被處理基板實施等離子體處理的裝置，其特征在于具備容納上述被處理基板的氣密處理室；向上述處理室內提供處理氣體的氣體供給系統(tǒng)；將上述處理室內排氣且將上述處理室內設定為真空的排氣系統(tǒng)；按照在上述處理室內相互對向的方式配置的第一及第二電極，在上述第一及第二電極間，形成將上述處理氣體激勵并等離子體化的RF電場；分別連接上述第一及第二電極且導出到上述處理室外的第一及第二布線，上述第一及第二布線形成包含上述第一及第二電極間的電耦合的交流電路的一部分；配置在上述第一布線上的、提供第一RF電力的第一RF電源；在上述第一布線上配置在上述第一電極和上述第一RF電源之間的、自動進行輸入阻抗相對上述第一RF電力的匹配的第一匹配電路；阻抗設定部，配置在上述第一布線上，設定作為與輸入到上述第一電極的RF分量對應的阻抗的反方向阻抗；配置在上述第二布線上的、提供第二RF電力的第二RF電源，上述第二RF電源可變更上述第二RF電力的頻率；在上述第二布線上配置在上述第二電極和上述第二RF電源之間的、自動進行輸入阻抗相對上述第二RF電力的匹配的第二匹配電路；和向上述第二RF電源提供關于上述第二RF電力頻率設定值的控制信號的控制部。
根據本發(fā)明的第6方面，提供一種涉及第一方面的裝置中上述阻抗設定部的校正方法，其特征在于具備如下步驟測定得到彌補上述阻抗設定部中固有的上述反方向阻抗設定中的誤差的校正數據的步驟；和在由上述校正數據修正上述設定值后，調整上述反方向阻抗的步驟。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將在后面的描述中得到闡明，一部分從該描述中顯而易見，或通過實踐本發(fā)明而得到。通過后面特別指出的說明和組合，可實現并獲得本發(fā)明的目的和優(yōu)點。


圖1是表示本發(fā)明實施方式1的等離子體處理裝置的示意結構圖。
圖2是表示圖1所示裝置中、連接于下部電極上的匹配電路與阻抗設定部的電路結構圖。
圖3是表示圖1所示裝置中、阻抗設定部的調整值(記數值)與電容量的相互關系的曲線。
圖4是表示圖1所示裝置中、阻抗設定部的調整值(記數值)與電抗的相互關系的曲線。
圖5是表示圖1所示裝置中、加工A、B的記數值與等離子體處理的面內均勻性3σ的關系曲線。
圖6A-C是表示由現有裝置和圖1所示裝置進行加工時的直徑300mm的晶片上的蝕刻率分布的曲線。
圖7A-G是表示圖1所示裝置中阻抗設定部的變形例的電路圖。
圖8是表示圖1所示裝置中、改變向上部電極與下部電極施加的RF電力組合時的等離子體穩(wěn)定性的圖。
圖9是表示圖1所示裝置中、阻抗設定部的記數值與等離子體穩(wěn)定性的關系圖。
圖10是表示圖1所示裝置中、進行校正時的電抗測定器的安裝狀態(tài)的圖。
圖11A-C是分別模式表示具有圖1所示結構的多個(2個)等離子體處理裝置的記數值與電抗的關系、校正前后的記數值的關系、記數值與電抗的關系的圖。
圖12是表示圖1所示裝置中、記數值與匹配位置的關系曲線。
圖13是表示本發(fā)明實施方式4的等離子體處理裝置的示意結構圖，這里，使用阻抗設定部與可變頻型RF電源。
圖14是表示本發(fā)明實施方式5的等離子體處理裝置的示意結構圖，這里，阻抗設定部連接在上部電極上。
圖15是表示圖14所示裝置中、連接于上部電極上的匹配電路與阻抗設定部的電路結構圖。
圖16是表示14所示裝置中、CD移位相對阻抗(13.56MHz)的變化曲線。
圖17是表示本發(fā)明實施方式6的等離子體處理裝置的示意結構圖，這里，僅一個電極上連接RF電源。
圖18是表示本發(fā)明實施方式7的等離子體處理裝置的示意結構圖，這里，配置諧振用阻抗設定部。
圖19是表示圖18所示裝置中、諧振用阻抗設定部一例的電路圖。
圖20是表示圖18所示裝置中、作為下部電極電壓值的底部電壓Vpp相對可變電容電容量的依賴性的曲線。
圖21A-D是表示圖18所示裝置中、包含基波的各諧波的底部電壓Vpp相對可變電容電容量的依賴性的曲線。
圖22是表示圖18所示裝置中、等離子體中的電子密度相對可變電容電容量的依賴性的曲線。
圖23是表示圖18所示裝置中、相對可變電容的電容量的蝕刻率面內均勻性評價的曲線。
圖24A-E是模式記述實施方式7的等離子體處理裝置來表示諧振用阻抗設定部的連接狀態(tài)的圖。
圖25A-C是表示實施方式7的具有多個阻抗可變部的諧振用阻抗設定部的變形例的電路圖。
圖26是說明圖25所示電路圖的各連接點用的模式圖。
圖27A-D是表示高通濾波器一例的電路圖。
圖28A-D是表示低通濾波器一例的電路圖。
圖29是表示陷波濾波器一例的電路圖。
圖30是表示將RF電源分別連接于上部電極和下部電極雙方上時的等離子體處理裝置的示意結構圖。
具體實施例方式
下面參照附圖來說明本發(fā)明的實施方式。以下的說明中，具有大致相同功能及結構的構成要素標以相同符號，僅在必要時進行重復說明。
實施方式1圖1是表示本發(fā)明實施方式1的等離子體處理裝置的示意結構圖。如圖1所示，等離子體處理裝置2具有例如鋁制可抽真空的筒體狀的處理室4。處理室4接地。在處理室4的天井部，經絕緣部件8安裝固定例如鋁制的上部電極6。上部電極6形成連接于氣體供給部GS的澆淋板結構。從澆淋板結構6向處理室4內導入處理氣體等處理中必需的各種氣體。
在上部電極6上連接RF線10。RF線10中途經第一匹配電路12連接于等離子體產生用第一RF電源14上。從第一RF電源14向上部電極6施加例如60MHz的RF電力。第一匹配電路12具有自動匹配功能，為了使從第一RF電源14向上部電極6提供的RF電力在上部電極6中不引起反射，輸入阻抗例如變?yōu)?0Ω。
在處理室4的底部，形成連接于包含真空泵等的真空排氣部ES的排氣口16。通過真空排氣部ES，將處理室4內排氣，同時，將處理室4內設定為真空。與上部電極6相對地在從處理室4的底部豎立的支柱上絕緣狀態(tài)配置下部電極18。下部電極18例如由鋁構成，也具有作為載置臺的功能。在上面裝載例如半導體晶片W，作為被處理基板。
在處理室4的側壁上配置在搬入搬出晶片W時開閉的門20。包圍上部電極18周圍地配置支撐在處理室側壁上并整流排氣氣體的整流板22。整流板22使向下方排氣的氣體從下部電極18均勻流出。在下部電極18的上面?zhèn)戎車?，為了將等離子體匯聚在晶片W的表面上，配置例如由石英或陶瓷等構成的聚焦環(huán)(未圖示)。
下部電極18上連接RF線24。RF線24經第二匹配電路26連接偏壓用第二RF電源28。偏壓用第二RF電源28發(fā)出頻率比第一RF電源14低的例如13.56MHz的RF電力。
RF線10、24或第一及第二RF電源14、28形成包含上部電極6與下部電極18之間電耦合的交流電路。從第一RF電源14向上部電極6施加的RF電力主要用于在下部電極18與上部電極6之間的處理空間S中形成等離子體化處理氣體的RF電場。從第二RF電源28向下部電極18施加的RF電力主要用于將等離子體中的離子引入晶片W的表面。另外，也可由第二RF電源28產生等離子體。
在第二匹配電路26與下部電極18之間的RF線24上配置阻抗設定部30。阻抗設定部30使從上部電極6側看的阻抗變化。換言之，阻抗設定部30根據從第一RF電源14供給上部電極6的60MHz的RF電力，設定作為與從等離子體輸入下部電極18的RF分量對應的阻抗的反方向阻抗。阻抗設定部30通過例如微計算機等構成的阻抗控制部32來調整并適當控制反方向阻抗。
具體而言，如圖2所示，第二匹配電路26具有第一固定線圈34、第一可變電容C1和第二固定線圈36。在RF線上從上部電極18(參照圖1)側順序向第二RF電源28側串聯(lián)連接這些部件。
在第二固定線圈36的兩端與地之間，分別并聯(lián)連接第二可變電容C2和固定電容C3。第二匹配電路26具有自動匹配功能(與上述的第一匹配電路12一樣)，為了使從第二RF電源28向下部電極18提供的RF電力的反射波不返回第二RF電源28，使輸入阻抗例如變?yōu)?0Ω。此時，位置傳感器38可確認自動變化的第一可變電容C1的調整位置(對應于此時的電容量)。從上部電極6提供的第一RF電源14的電流經處理室4的側壁或下部電極18等流入地。相反，從下部電極18提供的第二RF電源28的電流經處理室4的側壁或上部電極6流入地。
阻抗設定部30串聯(lián)連接于RF線24與地之間，例如由電感約為200nH的固定線圈40和可變電容42構成。通過變化可變電容42的電容量，如上所述，設定從施加60MHz的RF電力的上部電極6看的下部電極18側的阻抗。此時，通過串接在可變電容42上的調整部件44來自動變化可變電容42的電容量值。將代表此時的阻抗設定值的刻度調整值(下面稱為記數值)顯示在調整部件44等中。此時，也可同時顯示阻抗本身的值。從阻抗控制部32向調整部件44輸入來自對處理晶片的加工條件等加以規(guī)定的制法的指定阻抗，作為記數值。另外，也可代替顯示阻抗設定值或記數值的功能，或同時兼具向上位控制器傳送(輸出)信息的功能。
阻抗設定部30的各固定線圈40的阻抗或可變電容42的電容量(包含可變范圍)設定為相對第二RF電源28的頻率13.56MHz的阻抗至少比由處理室4及其中產生的等離子體構成的負載阻抗大2倍以上。由此，即使阻抗設定部30的阻抗變化，對于第二匹配電路26而言，也基本上對匹配動作無影響。另外，據此可防止設置阻抗設定部引起的RF電力的高損耗及伴隨其的阻抗設定部的燒壞。
圖3示出調整部件44的記數值DV與可變電容42的電容量的相關關系的一例。電容量相對記數值DV0-20可在5-130pF程度的范圍內大致直線變化。另外，這里設定得記數值DV大，電容量小。
圖4示出調整部件44的記數值與DV與相對施加于上部電極6上的60MHz的阻抗設定部側的電抗的相關關系。從圖4可知，通過使記數值DV在5-20的范圍內變化，可將電抗控制在-30-+600Ω的范圍內。
下面說明上述構成的本實施方式的動作。
這里，作為等離子體處理的一例，舉例說明通過蝕刻在例如由二氧化硅膜構成的基底層上形成的多晶硅膜來形成柵電極的情況。在同一等離子體處理裝置內連續(xù)進行蝕刻率大的加工A和蝕刻率小的過蝕刻用加工B。在兩階段加工中的加工A中，為了露出形狀，進行各向異性強的蝕刻，在加工B中，進行與基底層的選擇比非常大的蝕刻。
在加工A和加工B中，因為提供的多種氣體的供給量的氣體比、供給電力、加工壓力等加工條件變化，所以處理空間S中產生的等離子體的狀態(tài)對應地變化。此時，控制阻抗設定部30，保持等離子體處理的面內均勻性。
對于加工A和加工B，分別事先經實驗求出最佳的阻抗設定部30的阻抗設定值。阻抗設定值在進行各加工A、B時，從控制等離子體處理裝置2的整體動作的主控制部CPU，經阻抗控制部32，作為記數值輸入阻抗設定部30。阻抗設定部30對應于此記數值地使可變電容42的電容量自動變化，結果，將阻抗調整為最佳值。
這里，加工A和加工B的加工條件一例如下。
加工氣體(蝕刻氣體)HBr/O2＝400/1sccm
加工壓力2.7Pa(20mTorr)下部電極溫度75℃RF電力上部電極/下部電極＝200/100W(瓦特)[加工B]加工氣體(蝕刻氣體)HBr/O2＝1000/4sccm加工壓力20Pa(150mTorr)下部電極溫度75℃RF電力上部電極/下部電極＝650/200W(瓦特)下面，說明對各加工A、B的均勻性控制特性評價所進行的實驗。在本實驗中，邊稍改變阻抗設定部30的記數值邊分別執(zhí)行蝕刻25秒無抗蝕圖的一樣的多晶硅晶片(聚β晶片)的步驟。圖5是表示此時的加工A、B的記數值DV與等離子體處理的面內均勻性3σ的關系曲線。這時，σ表示標準偏差。
從圖5可知，使記數值變化后，使阻抗設定部30的阻抗稍稍變化。結果，面內均勻性變動大，可判斷各加工A、B都存在面內均勻性變?yōu)樽钚≈档挠洈抵怠４藭r，在加工A中面內均勻性變?yōu)樽钚≈档挠洈抵荡笾聻?1.5。在加工B中面內均勻性變?yōu)樽钚≈档挠洈抵荡笾聻?5.8。
這里，因為由現有裝置和本實施方式裝置各進行加工A、B，所以說明此時的評價結果。
圖6A、B、C是表示由現有裝置和本實施方式裝置進行加工時的直徑300mm晶片上的蝕刻率ER的分布曲線。作為現有裝置，使用共同固定上下電極，將阻抗調整為加工B用的裝置。
圖6A表示由現有裝置實施加工A的結果。省略記載由現有裝置實施加工B的結果。圖6B表示由本實施方式的裝置實施加工A的結果。圖6C表示由本實施方式的裝置實施加工A的結果。
在現有裝置進行加工B的情況下，雖未圖示，但等離子體處理可得到良好的面內均勻性。在現有裝置進行加工A的情況下，如圖6A所示，晶片中心部的蝕刻率ER小，前進到周圍部，蝕刻率ER變高。蝕刻的面內均勻性3σ惡化到14.4％左右。
相反，在本實施方式裝置中，參照上述圖5所示結果，以記數值DV11.5進行加工A，以記數值DV15.8進行加工B。結果，如圖6B所示，在加工A中，等離子體處理的面內均勻性3σ可非常高地維持在3.2％左右。另外，如圖6C所示，在加工C中，等離子體處理的面內均勻性3σ可非常高地維持在7.0％。因此，判斷在本實施方式裝置中，兩加工A、B都可高地維持等離子體處理的面內均勻性。
阻抗設定部32可構成廉價且非常小型的電氣元件作為主體。因此，與上下電極之一可升降的現有等離子體處理裝置相比，其結構非常簡單，并且可大幅度縮小設置空間。另外，阻抗設定部32的記數值只不過是表示一例，最佳值可隨加工條件等變動。
圖2中，示例在RF線24與地之間連接固定線圈40和可變電容42的串聯(lián)連接電路作為阻抗設定部30的情況。阻抗設定部30也可代之以采樣例如圖7A-G所示的電路結構。圖7A-G是表示阻抗設定部30的變形例的電路圖。
圖7A表示替換固定線圈40和可變電容42的連接順序所連接的電路。圖7B表示串聯(lián)連接可變化阻抗的可變線圈50與固定電容52的電路。也可設置可變電容42來代替固定電容52。圖7C表示串聯(lián)連接可變電容42和固定線圈55并與固定線圈40并聯(lián)連接的電路。據此，在可變電容42與固定線圈55的串聯(lián)諧振下可最小化阻抗。另一方面，通過可變電容42、固定線圈40、固定線圈55的并聯(lián)諧振可最大化阻抗。
圖7D表示將可變電容50和固定電容54的串聯(lián)電路與固定電容52并聯(lián)連接的電路。圖7E表示依次順序串聯(lián)連接固定電容52與固定線圈40的并聯(lián)連接電路、另一固定電容54、可變線圈50的電路。在該電路中，例如通過使固定線圈40與固定電容52產生的并聯(lián)諧振頻率與RF電源28的頻率一致，可確實將阻抗設定部30相對RF電源28的阻抗提高到10倍以上。
圖7F表示通過分別將開關53串聯(lián)連接在多個電容52上、任意組合這些開關53來切換開、關、從而階段性變化電容量的電路。圖7G表示分別將開關53串聯(lián)連接在多個電感40上、并將其與可變電容42組合的電路。通過任意組合開關53切換開、關，使電感階段性變化。由可變電容進行微調，由電感切換進行粗調。從而，可取得寬的控制范圍，并能進行細微控制。
在作為目標的阻抗處于彼此分離的兩點的情況下，通過切換固定電路元件來進行粗調，并且通過使頻率連續(xù)變化來進行微調，可以高精度實現作為目標的阻抗的變化。
實施方式2在上述實施方式1中，主要說明目的在于提高等離子體處理的面內均勻性的加工，但有時必需進行將等離子體的穩(wěn)定性維持得高的加工。
這里，就等離子體的穩(wěn)定性而言，處理空間S中的等離子體對應于加工條件、例如施加的RF電力或加工壓力等從整流板22(參照圖1)向下方時而漏出、時而不漏。從而，在等離子體從整流板22向下方時而不漏的情況和時而漏出的情況下，從第一匹配電路12或第二匹配電路26(參照圖1)看處理室4內的等離子體時的阻抗各不相同。同時，各匹配電路12、26為了如上所述匹配輸入阻抗，分別自動變化阻抗，改變調整位置。
此時，若等離子體在不漏的狀態(tài)下穩(wěn)定、或在漏出的狀態(tài)下穩(wěn)定，則不產生問題。但是，在中間狀態(tài)、即等離子體處于漏與不漏的臨界狀態(tài)時，匹配電路為了實現阻抗匹配，調整位置反復急劇變化。因此，等離子體放電變得不穩(wěn)定，在最差的情況下不會產生等離子體自身。
因此，在本實施方式2中，為了穩(wěn)定等離子體，使用上述實施方式1中使用的阻抗設定部30。等離子體處理裝置整體的裝置結構與實施方式1的情況完全一樣。這里，作為加工處理，舉例說明蝕刻例如由設置在光刻膠膜下層的有機物構成的防止反射膜的情況。
此時的加工條件如下。
加工氣體(蝕刻氣體)CF4/O2＝70/10sccm加工壓力0.67Pa(5mTorr)下部電極溫度60℃下面，說明關于等離子體穩(wěn)定性的實驗。在該實驗中，將分別向上部電極6和下部電極18施加的RF電力的組合進行各種變更，進行等離子體處理，目視確認此時的等離子體的穩(wěn)定性。使上部電極RF電力在100-500W的范圍內變化，使下部電極RF電力在30-105W的范圍內變化。將阻抗設定部30的記數值固定在15.2。
圖8示出此時的評價結果。圖8是表示改變向上部電極與下部電極施加的RF電力組合時的等離子體穩(wěn)定性的圖。等離子體的穩(wěn)定性的判斷基準如下。
○目視下，整流板上下都無閃變，電壓或RF電力的反射都無不穩(wěn)或亂調△目視下，整流板下閃變，電壓或RF電力的反射都無搖晃或亂調×目視下，整流板上下都閃變，電壓或RF電力的反射都劇烈不穩(wěn)定，亂調至少產生一次，在操作途中因RF電力反射錯誤而落下從圖8可知，通過對上部電極6的施加功率與對下部電極18的施加功率的組合，等離子體的狀態(tài)變化大。尤其是，在對上部電極6的施加功率為200W，對下部電極18的施加功率為45W時，等離子體的狀態(tài)變?yōu)椤翗擞洠浅２环€(wěn)定。
因此，原樣保持表示該不穩(wěn)定狀態(tài)的功率施加狀態(tài)、即向上部電極6施加200W的RF電力、且向下部電極18施加45W的RF電力的狀態(tài)下，將阻抗設定部30的記數值進行種種變化，目視觀察此時的等離子體狀態(tài)變化。
圖9示出此時的評價結果。圖9是表示阻抗設定部的記數值DV與等離子體穩(wěn)定性的關系圖。從圖9可知，作為等離子體穩(wěn)定產生的區(qū)域(○標記的部分)，存在記數值DV為11.4-11.6的區(qū)域A、和記數值DV為15.1-15.2的區(qū)域B等兩個區(qū)域。
這里，區(qū)域A是在產生等離子體泄漏狀態(tài)下等離子體穩(wěn)定的區(qū)域。另外，區(qū)域B是在無(不產生)等離子體泄漏狀態(tài)下等離子體穩(wěn)定的區(qū)域。
因此，在決定加工條件時，通過事先適當選擇并規(guī)定相對該加工的記數值，可在穩(wěn)定產生等離子體的狀態(tài)下進行等離子體處理。例如如上所述，使用組合記數值的制法來進行等離子體處理。另外，通過適當選擇記數值，還可擴大加工條件范圍，擴大加工裕度。
這里，上述加工種類或此時的記數值僅是一例，可對應于加工條件來確定各種適當的記數值。
實施方式3根據等離子體處理裝置的訂購數，通常制造多個相同標準的上述阻抗設定部30。此時，由于制造誤差等，難免在各阻抗設定部30中產生特性上的些許誤差。即，阻抗設定部30的記數值與此時的實際電抗的關系不限于總是一致，多由于阻抗設定部的誤差(個體差)而稍稍偏離。因此，在由預定的記數值來進行等離子體處理的情況下，可在某裝置中以高的面內均勻性來進行處理，但即使在其它裝置中以相同記數值來進行處理，有時也得不到高的面內均勻性。
因此，為了彌補各阻抗設定部及與其連接的匹配電路26的固有誤差，進行校正。這里，作為進行校正用的參數，使用阻抗設定部30的電抗。
圖10是表示等離子體處理裝置進行校正時的電抗測定器的安裝狀態(tài)的圖。如圖10所示，這里的等離子體處理裝置2與前面圖1中說明的結構完全相同地形成。
首先，為了測定電抗，在阻抗設定部30的輸出端子30A(下部電極18側)安裝電抗測定器56。另外，使用阻抗分析器或網絡分析器等測量器來測定記數值與電抗的關系。此時，測定圖10中箭頭60所示方向的電抗、即包含阻抗設定部30或第二匹配電路26的電抗。經驗上，誤差傾向于在可變電容42電容量小的一側小，在電容量大的一側大。
圖11A、B、C是分別模式表示多個(2個)等離子體處理裝置的記數值DV與電抗的關系等的圖。圖11A表示校正前記數值Y與電抗X的關系。圖11B表示校正前記數值Y與校正后記數值Y’的關系。圖11C表示校正后記數值Y’與電抗X的關系。如上所述，在圖11A中，示出應表示相同特性的NO1與NO2兩個等離子體處理裝置的記數值與電抗的相關關系。另外，圖11A中還示出作為預定基準的基準相關關系62。
在進行校正時，分別求出基準相關關系62與NO1和NO2的各等離子體處理裝置的相關關系之差，將消除該差的校正函數或校正表(校正數據)存儲在調整部件44(參照圖2)中。圖11B示出此時的校正前后的記數值。在實際的加工時的控制中，當從阻抗控制部32(參照圖2)側指令制法中的記數值時，根據該校正函數或校正表來控制可變電容42。
例如可用2點校正方法來求出上述校正函數。將電抗為X1、X2時的基準校正關系62中的記數值Y分別設為Y’1、Y’2。另外，在NO1裝置中，將電抗為X1、X2時的校正前記數值分別設為Y11、Y12。在采用所謂最簡單的Y’＝a1Y+b1函數作為校正函數時，對于兩個點得到下述的連立方程式。
Y’1＝a1·Y11+b1Y’2＝a1·Y12+b1另外，對NO1裝置的校正函數的系數a1、b1可分別如下式表示。
a1＝(Y’1-Y’2)/(Y11-Y12)b1＝Y’1-(Y’1-Y’2)·Y11/(Y11-Y12)以同樣的步驟可求出對NO2裝置的校正函數的系數a2、b2。如圖11B所示，NO1、NO2各裝置的校正前的記數值Y與校正后的記數值Y’的關系(校正函數)可表示為這樣的斜率和截距不同的兩個直線。另外，在誤差的主要因素中考慮固定線圈的阻抗誤差與可變電容的最小電容量誤差，在校正曲線中，前者影響斜率a，后者影響截距b。
圖11C示出如此校正后的記數值Y’與電抗X的值的關系。以校正前的記數值Y為橫軸時(圖11A)彼此間隔大的3條曲線在取校正后的記數值Y’為橫軸時基本一致。因此，NO1及NO2的哪個裝置都對相同記數值Y’具有相同的電抗X。若對每個等離子體處理裝置事先求出這種校正函數，則在包含相同記數值的加工條件(制法)時，可與誤差無關地形成各裝置間例如始終相同的等離子體狀態(tài)。
(包含處理室的校正之一)上述情況下，在阻抗設定部30的輸出端子30A上連接電抗測定器56，測定看箭頭60方向的電抗。但是，有時由于裝置結構、零部件結構(零部件交換等)，在每個裝置中，電抗產生偏離。因此，此時，如圖10所示，在下部電極18上連接電抗測定器56，并與上述情況一樣測定切斷阻抗設定部30及其RF電源側后向箭頭64方向看的電抗(60MHz時)。
這里也與上述一樣，將校正函數或校正表存儲在調整部件44(參照圖2)中?？赏瑫r執(zhí)行前面說明的在箭頭60方向上看時的校正和在箭頭64方向看時的校正。由此，對于各裝置，可以相同規(guī)格的不同個體安裝取代阻抗設定部30而不需校正地使用。
(包含處理室的校正之二)上述校正中，在下部電極18上設置電抗測定器56，測定電抗變化。但是，該方法精度高，相反，實際上不產生等離子體，所以不反映晶片狀態(tài)或加工條件引起的諧振錯位。因此，代之以實際產生等離子體，可測定記數值與第二匹配電路26的位置傳感器38檢測出的調整位置的關系(參照圖2)。即，因為在裝置結構、零部件結構、晶片狀態(tài)、加工條件等中產生諧振錯位，所以匹配調整位置相對記數值的舉動也對應地變動。
圖12是表示記數值DV與匹配位置MP的關系曲線。圖12中，還記載了作為匹配位置MP與記數值DV的基準的基準相關關系66。其中，示出兩者關系變化大的點、即兩個變化點P1、P2。以其中任一變化點、例如變化點P1為基準進行校正。
例如假設NO3的等離子體處理裝置的匹配位置與記數值的相關關系68相對基準相關關系66在記數值僅錯位M值。此時，事先制作抵消該M值的例如校正表，將其事先存儲在調整部件44(參照圖2)中，進行校正。
在上述校正中，說明求出匹配電路與記數值的相關關系的情況。也可代之以利用其它1個或多個參數與記數值的相關關系。其它參數包含從連接阻抗設定部的電極側施加的RF電力的電壓振幅、同電極側的匹配電路的調整值、從相對電極側施加的RF電力的電壓振幅、同電極側的匹配電路的調整值、蝕刻終點檢測用分光器的輸出。阻抗控制部等也可具備如下功能使記數值自動變化，取得與上述參數變化相關的數據，并自動進行上述校正方法。
實施方式4在上述各實施方式中，設置可使阻抗變化的阻抗設定部30。如圖13所示，也可代之以設置固定阻抗的阻抗設定部70。此時，使用可使RF電力的頻率變化的可變頻型RF電源72，作為與該阻抗設定部70所連接的電極、即下部電極18相對的電極、即上部電極6連接的RF電源。根據規(guī)定了處理晶片的加工條件等的制法等，由控制部71來調整RF電源72產生的RF電力的頻率。
RF電源72中，在設基本頻率fo例如為60MHz的情況下，變動幅度Δf為±5％是適當的。作為可變頻率型RF電源72，例如可使用特開平5-114819號公報或特開平9-55347號公報(對應于美國專利第5688357號)等中公開的RF電源。另外，在必需大于該變動幅度的情況下，可通過切換多個固定電路元件來實現。
即，通過組合利用電源頻率的控制與可變阻抗元件，可在通常不能太大的頻率可變范圍中擴寬阻抗控制范圍。
通過如此使RF電源72的頻率可變，可與加工條件一致地設定等離子體處理的面內均勻性變?yōu)樽罴训念l率。
實施方式5在圖1等中，示例了在連接于下部電極18的RF線24中設置阻抗設定部30等的情況。如圖14的實施方式5所示，也可代之以僅在連接上部電極6的RF線10中配置同樣結構的阻抗設定部30?；蛘撸趦蓚€RF線10、24中都配置阻抗設定部30。
圖15是以連接于上部電極的匹配電路與阻抗設定部為主體的電路結構圖。第一匹配電路12與從圖2所示匹配電路26中省略固定線圈34的結構一樣。另外，阻抗設定部30構成為固定電容52與可變線圈50的串聯(lián)電路。另外，各線圈的電感或電容的電容量與圖2所示情況不同，對應于相應的RF電力頻率來確定。這里省略阻抗控制部、調整部件、匹配調整位置傳感器等的記載。
下面，說明由圖14及圖15所示裝置結構進行等離子體灰化處理的實驗評價結果。
在該灰化處理中，使用如下被處理基板，該基板在硅晶片上形成厚度為100nm的TEOS的SiO2膜，并在其上面堆積形成厚度為80nm的BARC(有機類防止反射膜)和厚度為400nm、寬度為180nm線圖案的光刻膠。
BARC與SiO2的蝕刻條件如下。

加工氣體(蝕刻氣體)CH4/CHF3/O2＝157/52/11sccm加工壓力0.93Pa(7mTorr)下部電極溫度75℃RF電力上部電極/下部電極＝100/500瓦特過蝕刻10％[SiO2]加工氣體(蝕刻氣體)C4F8/Ar＝17/400sccm加工壓力5.3Pa(40mTorr)下部電極溫度75℃RF電力上部電極/下部電極＝600/600瓦特過蝕刻20％圖16是表示該實驗得到的CD(臨界尺寸Critical Dimension)移位相對阻抗Z(13.56MHz)的變化曲線。所謂CD移位表示TEOS的SiO2的蝕刻及抗蝕劑的灰化后的寬度尺寸與光刻膠的蝕刻前寬度尺寸的差。這里，使用電容量為55pF的固定電容52與可變線圈50來使阻抗變化。
圖16中，ISO表示孤立圖案，Nest表示線或空隙(1∶1)。如圖16所示，若使對應13.56MHz的阻抗Z變化，則對應地可使CD移位量在一定程度、例如在阻抗Z為40-50Ω的范圍內最大變化10nm左右。
實施方式6在圖1等中，示例在上部電極6和下部電極18兩者分別連接RF電源14、28的裝置例。取而代之，可在僅在一個電極上連接RF電源的裝置例中適用阻抗設定部30。此時，在與連接RF電源的電極相對的電極、例如在圖17所示結構中與連接RF電源14的上部電極6相對的下部電極18上連接阻抗設定部30。
實施方式7以上述各實施方式中，調整控制，使得從任一電極看其它電極時的阻抗變化。也可代之以控制從處理室內生成的等離子體看的阻抗。從等離子體中，對向其施加的RF基波產生各種高次諧波，并按照從處理室中釋放該諧波的狀態(tài)，等離子體的狀態(tài)變化。因此，在與等離子體電耦合的規(guī)定部件上連接上述可變更阻抗設定值的阻抗設定部，并設定其阻抗，使之可相對高次諧波中至少一個諧振。
圖18是表示實施方式7的設置了諧振用阻抗設定部等離子體處理裝置的示意結構圖，圖19是表示諧振用阻抗設定部一例的電路圖。這里，為了容易理解發(fā)明，省略圖1中記載的第一RF電源14及第一匹配電路12的記載。
在圖18所示裝置中，配置諧振用阻抗設定部80來代替圖1所示RF線24的阻抗設定部30。諧振用阻抗設定部80的阻抗設定值與阻抗設定部30一樣，根據規(guī)定處理晶片的加工條件等的制法等，由控制部81進行調整。
若從第二RF電源28向下部電極18與上部電極6之間施加作為基波的13.56MHz的RF電力，在處理空間S中產生等離子體，則從該等離子體對上述基波產生2次、3次、4次、5次等高次諧波。阻抗設定部80可變地設定從等離子體看的阻抗，以能相對多個高次諧波內的至少一個諧振。如上所述，13.56MHz的基波的RF電流經上部電極6或處理室4的側壁等流向地側。
如圖19所示，阻抗設定部80由濾波器82和一個阻抗可變部84的串聯(lián)電路構成。另外，阻抗可變部84由可變電容86與固定線圈88的串聯(lián)電路構成。
直接連接于RF線24上的濾波器82按照施加于濾波器82自身連接的下部電極18上的第二RF電源28的基波、即這里為13.56MHz不流入的方式切斷。另外，濾波器82選擇通過比基波大的頻率。這里，使用高通濾波器作為濾波器82。
阻抗可變部84的可變電容86的電容量可變。這里，調整控制從等離子體看的阻抗，以便從相對基波的2次諧波附近到4次諧波附近可選擇諧振。在進行實際蝕刻等的等離子體處理的情況下，可變地調整阻抗可變部84的可變電容86的電容量，并控制成從等離子體看的阻抗在2次諧波、3次諧波或4次諧波有選擇地諧振。由此，可將相對晶片W的等離子體處理的面內均勻性維持得高，或穩(wěn)定維持處理室4內的等離子體的狀態(tài)。
下面，說明變更各種可變電容86的電容量時的包含基波的各諧波的電壓變動狀態(tài)、此時的等離子體中的電子密度、及蝕刻的面內均勻性各評價的評價結果。圖20是表示作為下部電極18的電壓值的底部電壓Vpp(參照圖18)相對可變電容電容量(記數值DV)的依賴性的曲線。圖21A-D是表示包含基波的各諧波的底部電壓Vpp相對可變電容電容量(記數值DV)的依賴性的曲線。圖22是表示等離子體中的電子密度ED相對可變電容電容量(記數值DV)的依賴性的曲線。圖23是表示相對可變電容的電容量(記數值DV)的蝕刻率ER的面內均勻性評價的曲線。圖22中，用“0-11”來表示可變電容86的記數值DV，這對應于例如250pF-30pF的電容量變化。
從圖20可知，在記數值DV為“0”、“7.5”、“9.9”的各點A1、A2、A3，底部電壓Vpp上漲大，在各點A1-A3產生諧振。因此，包含基波來測定電壓對各諧波的變化。這里，作為諧波，示例2次、3次、4次的情況，但也可考慮更高次的諧波。
圖21A表示底部電壓Vpp相對基波(13.56MHz)的變化，可知各點A1、A2、A3雖然微少但電壓一次急劇下降。圖21B表示底部電壓Vpp相對2次諧波(27.12MHz)的變化，可知在點A1電壓急劇增加，在記數值DV“0”處，對2次諧波產生諧振。圖21C表示底部電壓Vpp相對2次諧波(40.68MHz)的變化，可知在點A2電壓急劇增加，在記數值DV“7.5”處，對2次諧波產生諧振。圖21D表示底部電壓Vpp相對2次諧波(54.24MHz)的變化，可知在點A3電壓急劇增加，在記數值DV“9.9”處，對2次諧波產生諧振。
另外，在等離子體中插入測定電子密度用的探針，測定電子密度ED。結果如圖22所示，可確認在各點A1、A2、A3(刻度0、7.5、9.9)，電子密度ED暫時低下，在該各點處等離子體的狀態(tài)受到控制。
根據上述評價結果，由各種不同的記數值DV來進行晶片的氧化硅膜的蝕刻處理。根據圖23來說明此時的蝕刻率ER。另外，這里使用直徑為200mm的晶片。加工條件為蝕刻氣體使用CF4，其流量為80sccm。另外，加工壓力為150mTorr(20Pa)。
圖23中，示出對應于各記數值的點A1-A3、B1-B4。從圖23可知，在偏離諧振點的各點B1-B4設定記數值，并進行蝕刻時，蝕刻率在晶片中心部全部拱起，周圍部低，蝕刻率的面內均勻性惡化。
相反，在諧振的各點A1-A3設定記數值的情況下，抑制了蝕刻率在晶片中心部拱起，整體大致平擔，大幅度地改善了蝕刻率的面內均勻性。此時，蝕刻率按照變?yōu)?次、2次、1次諧波順序逐漸降低。因此，為了將蝕刻率維持得高，優(yōu)選阻抗調整成在3次諧波下諧振。另外，在點A1設定記數值的情況下，雖可改善面內均勻性，但蝕刻率自身變得過低。
圖19中，示例使用可變電容86與固定線圈88的串聯(lián)電路作為阻抗可變部84的情況。阻抗可變部84不限于此，只要能改變阻抗，也可是任何電路，例如可使用圖7A-G所示的所有電路結構。此時，如上所述，設定可變的阻抗范圍，以能與相對于基波的諧波對應而諧振。如圖7F和圖7G所示，在開關53切換阻抗的情況下，將固定線圈40的阻抗或固定電容52的電容量設定為可在事先設為目標的特定高次諧波下諧振的值。
圖18中，示例在第二RF電源28的RF線24中設置阻抗設定部80的情況。阻抗設定部80不限于此，只要是流過RF電流的部分(換言之，與等離子體電耦合的部分)，可設置在任何地方。圖24A-E是表示可連接諧振用阻抗設定部的部分的模式圖。圖24A-E中模式記述等離子體處理裝置來表示諧振用阻抗設定部的連接狀態(tài)。
圖24A表示使用與RF線10不同的線來將阻抗設定部80連接于下部電極18上的情況。圖24B表示將阻抗設定部80連接于聚焦環(huán)90上的情況。圖24C表示將阻抗設定部80連接于整流板22上的情況。圖24D表示將阻抗設定部80連接于處理室4的壁(包含側壁及底壁)上的情況。圖24E表示將阻抗設定部80連接于上部電極6上的情況。在圖24D所示情況下，處理室4對于作為對象的高次諧波不直接接地，而是經阻抗設定部80接地。圖24所示的所有連接狀態(tài)可發(fā)揮與圖18說明的情況一樣的作用效果。
諧振用阻抗設定部80通過由1個可變電容86和1個固定線圈88構成的阻抗可變部84，可對2次-4次諧波諧振對應。也可代之以設置多個、這里為3個阻抗可變部，以對各諧波獨立進行阻抗控制。圖25A-C是表示具有這種多個阻抗可變部的諧振用阻抗設定部的變形例的電路圖。圖26是說明圖25A-C所示電路圖的各連接點用的模式圖。
圖26所示的表示阻抗設定部80的3點連接點的記號pa、pb、pc也表示在圖24A-E、圖25A-C及圖30的對應部位。圖26的連接點pc在將連接點pa連接于電極上時斷開或連接于匹配電路(參照圖30)。圖26的連接點pc還在將連接點pa連接于電極以外的部件上時斷開(參照圖24A-E)。
在圖25A所示情況下，在RF線24上，并聯(lián)連接通過各不相同諧波的3個帶通濾波器82A、82B、82C，構成濾波器82。此時，第一、第二、第三帶通濾波器82A、82B、82C分別通過以2次、3次、4次諧波為中心的頻帶。另外，各帶通濾波器82A-82C不通過基波(13.56MHz)。在各帶通濾波器82A-82C上分別串聯(lián)連接3個阻抗可變部84A、84B、84C，這些阻抗可變部通過將各可變電容86A、86B、86C分別與固定電容88A、88B、88C串聯(lián)連接來構成。
據此，在3個不同高次諧波內，可選擇地在1個諧波下諧振。另外，也可對任意兩個或3個諧波同時諧振。因此，可復合組合對各諧波具有的等離子體處理的特性。
在圖25B所示情況下，順序串聯(lián)連接通過2次諧波以上的頻率的第一高通濾波器92A、通過3次諧波以上的頻率的第二高通濾波器92B、通過4次諧波以上的頻率的第三高通濾波器92C，構成濾波器82。在第一與第二高通濾波器92A、92B之間，連接與圖25A所示一樣結構的2次諧波用阻抗可變部84A。在第二與第三高通濾波器92B、92C之間，連接3次諧波用阻抗可變部84B。在第三高通濾波器92C的下游側，連接4次諧波用阻抗可變部84C。此時，也可發(fā)揮與圖25A說明的一樣的作用效果。
圖25C所示電路結構因為在后述圖30所示的電路結構時使用，所以以流過基波為前提。因此，不用于在連接于下部電極18(參照圖24A)、聚焦環(huán)90(參照圖24B)及整流板22(參照圖24C)的情況，而用于連接于處理室4(參照圖24D)或上部電極6(參照圖24E)的情況下。另外，圖25A、B所示電路結構時不必此限制。如圖25C所示，濾波器82通過順序串聯(lián)連接通過4次諧波以下的頻率的第一高通濾波器94A、通過3次諧波以下的頻率的第二高通濾波器94B、通過2次諧波以下的頻率的第三高通濾波器94C來構成。
在第一與第二低通濾波器94A、94B之間，連接與圖25A所示一樣結構的4次諧波用阻抗可變部84C。在第二與第三低通濾波器94B、94C之間，連接3次諧波用阻抗可變部84B。在第三低通濾波器94C的下游側，連接2次諧波用阻抗可變部84A。此時，也可發(fā)揮與圖25A說明的一樣的作用效果。
上述實施方式中說明的各高通濾波器可按例如圖27A-D所示加以構成。圖27A表示由串聯(lián)連接于電路上的固定電容C1和并聯(lián)連接于電路上的固定電阻R1構成的結構。圖27B表示由串聯(lián)連接于電路上的固定電容C1和并聯(lián)連接于電路上的固定線圈L1構成的結構。圖27C表示由串聯(lián)連接于電路上的固定電容C1和并聯(lián)連接于電路上的、固定線圈L1與固定電容C2的串聯(lián)電路構成的結構。圖27D表示由串聯(lián)連接于電路上的、固定電容C1與固定線圈L1的并聯(lián)電路、和并聯(lián)連接于電路上的固定線圈L2構成的結構。
上述實施方式中說明的各低通濾波器可按例如圖28A-D所示構成。圖28A表示由串聯(lián)連接于電路上的固定電阻R1和并聯(lián)連接于電路上的固定電容C1構成的結構。圖28B表示由串聯(lián)連接于電路上的固定線圈L1和并聯(lián)連接于電路上的固定電容C1構成的結構。圖28C表示由串聯(lián)連接于電路上的固定線圈L1和并聯(lián)連接于電路上的、固定電容C1與固定線圈L2的串聯(lián)電路構成的結構。圖28D表示由串聯(lián)連接于電路上的、固定線圈L1與固定電容C1的并聯(lián)電路、和并聯(lián)連接于電路上的固定電容C2構成的結構。
圖29是表示陷波濾波器一例的電路圖。也可使用這種陷波濾波器來代替上述帶通濾波器82A-82C。該陷波濾波器串聯(lián)連接僅不通過特定波段的選擇器，通過期望的波段。例如，由第一固定線圈L1與第一固定電容C1的并聯(lián)電路來截斷基波的波段。由第二固定線圈L2與第二固定電容C2的并聯(lián)電路來截斷2次諧波的波段。由第三固定線圈L3與第三固定電容C3的并聯(lián)電路來截斷3次諧波的波段。通過串聯(lián)連接各并聯(lián)電路，可通過4次諧波的波段(具體而言，通過4次諧波以上的波段)。因此，若適當設定各固定線圈的阻抗與固定電容的電容量，則可截斷不期望的波段，通過期望的波段。
在實施方式7中，示例將RF電源28連接于下部電極18上的情況。在代之以將RF電源僅連接于上部電極6的情況下，僅上下顛倒，可得到與上述一樣的效果。此時，下部電極18設定成通過施加于上部電極6上的RF電流。
另外，如圖30所示，在上部電極6與下部電極18雙方分別連接RF電源14、28的情況(這點與圖1所示情況相同)下也可適用實施方式7。這里，在下部電極18的RF線24上設置阻抗設定值可變更的諧振用阻抗設定部80。在上部電極6的RF線10上也設置阻抗設定值可變更的諧振用阻抗設定部98。此時，上部電極6側的阻抗設定部98的結構除基本頻率從13.56MHz變更為第一RF電源14的60MHz外，完全適用在先對下部電極18側的阻抗設定部80說明的結構。也可擇一地選擇兩個阻抗設定部80、98之一。
在實施方式7中，說明了在將各阻抗可變部設定成對諧波完全諧振狀態(tài)的情況或離開諧振狀態(tài)大的情況。實施方式7也可代之以設定為不完全諧振狀態(tài)、例如50％左右的諧振狀態(tài)，控制等離子體的狀態(tài)。另外，也可控制諧振狀態(tài)的程度在0-100％線性地變化。
實施方式1-7中所用的RF電源的頻率僅是一例，也可使用例如800kHz、2MHz、27MHz、100MHz等。另外，也可將這些不同頻率的兩個以上RF電源連接于同一電極。此時，例如可使用40MHz和3.2MHz、100MHz和3.2MHz、40MHz和13.56MHz等的組合。
另外，作為被處理基板不是半導體晶片，而是在處理玻璃基板、LCD基板等時，也可適用各實施方式。
對于本領域的技術人員而言，其追加優(yōu)點及改善是顯而易見的。因此，本發(fā)明在其較寬的特征內不限于這里示出和描述的特定細節(jié)和代表性實施方式。因此，在不脫離下面權利要求及其等效描述所定義的一般發(fā)明概念的精神或范圍下，可進行不同的變更。
權利要求
1.一種使用等離子體對被處理基板實施等離子體處理的裝置，其特征在于具備容納所述被處理基板的氣密處理室；向所述處理室內提供處理氣體的氣體提供系統(tǒng)；將所述處理室內排氣且將所述處理室內設定為真空的排氣系統(tǒng)；在所述處理室內按照相互對向的方式配置的第一及第二電極，在所述第一及第二電極間，形成將所述處理氣體激勵并等離子體化的RF電場；經匹配電路連接于所述第一及第二電極的、提供RF電力的RF電源，所述匹配電路自動進行輸入阻抗相對所述RF電力的匹配；阻抗設定部，經布線連接于在所述等離子體處理中與所述等離子體電耦合的規(guī)定部件，設定作為與從所述等離子體輸入到所述規(guī)定部件的RF分量對應的阻抗的反方向阻抗，所述阻抗設定部可變更所述反方向阻抗的值；和向所述阻抗設定部提供關于所述反方向阻抗設定值的控制信號的控制部。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述控制部還具備存儲部，存儲關于條件互異的第一及第二處理和與其對應的所述反方向阻抗的第一及第二設定值之間關系的數據，所述控制部在所述處理室內進行的處理從所述第一處理變?yōu)樗龅诙幚頃r，根據所述數據，向所述阻抗設定部提供將所述反方向阻抗從所述第一設定值變更為所述第二設定值的控制信號。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述設定值，按照使所述等離子體處理的所述被處理基板上的面內均勻性提高的方式預先設定。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述設定值按照使所述等離子體穩(wěn)定的方式預先設定。
5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述等離子體處理裝置是蝕刻裝置，所述被處理基板具有形成圖案的掩膜層和在其下的被蝕刻的下側層，所述設定值，按照控制所述下側層的加工尺寸的方式預先設定。
6.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述阻抗設定部具備通過連續(xù)可變元件來使所述反方向阻抗連續(xù)變化的構成、及通過切換多個固定元件來使所述反方向阻抗階段性變化的構成之一或雙方。
7.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述阻抗設定部具備顯示所述設定值的功能。
8.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述控制部或所述阻抗設定部，根據彌補所述阻抗設定部中固有誤差的校正數據，在修正所述設定值后，調整所述反方向阻抗。
9.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述RF電源經第一布線連接于所述第一電極，另一方面，所述阻抗設定部經第二布線連接于所述第二電極，所述RF分量包含具有所述RF電力的基本頻率的分量。
10.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述RF電源及所述阻抗設定部經第一布線連接于所述第一電極，所述RF分量包含所述RF電力的基本頻率的諧波。
11.根據權利要求10所述的裝置，其特征在于所述阻抗設定部的所述輸入阻抗值按照變?yōu)閷谒鯮F電力的所述處理室和所述等離子體形成的RF負載阻抗值的2倍以上來設定。
12.一種使用等離子體來對被處理基板實施等離子體處理的裝置，其特征在于具備容納所述被處理基板的氣密處理室；向所述處理室內提供處理氣體的氣體供給系統(tǒng)；將所述處理室內排氣且將所述處理室內設定為真空的排氣系統(tǒng)；按照在所述處理室內相互對向的方式配置的第一及第二電極，在所述第一及第二電極間，形成將所述處理氣體激勵并等離子體化的RF電場；經匹配電路連接于所述第一及第二電極的、提供RF電力的RF電源，所述匹配電路自動進行輸入阻抗相對所述RF電力的匹配；阻抗設定部，經布線連接于在所述等離子體處理中與所述等離子體電耦合的規(guī)定部件上，設定反方向阻抗，該阻抗為與從所述等離子體輸入到所述規(guī)定部件的相對所述RF電力的基本頻率而不同的多個高次諧波之一對應的阻抗，所述阻抗設定部可變更所述反方向阻抗的值；和向所述阻抗設定部提供關于所述反方向阻抗設定值的控制信號的控制部。
13.根據權利要求12所述的裝置，其特征在于所述規(guī)定部件從所述第一及第二電極和所述處理室中選擇。
14.根據權利要求12所述的裝置，其特征在于所述規(guī)定部件是配置成包圍所述被處理基板的聚焦環(huán)。
15.根據權利要求12所述的裝置，其特征在于所述規(guī)定部件是在所述處理室內的處理空間與排氣路徑之間配置的整流板。
16.根據權利要求12所述的裝置，其特征在于所述阻抗設定部具備在所述多個不同的高次諧波中、通過連續(xù)可變元件來使所述反方向阻抗連續(xù)變化的構成、及通過切換多個固定元件來使所述反方向阻抗階段性變化的構成之一或雙方。
17.根據權利要求12所述的裝置，其特征在于所述阻抗設定部具有選擇作為諧振對象的高次諧波用的濾波器。
18.根據權利要求17所述的裝置，其特征在于所述濾波器相對所選的諧波以外的諧波，具有50Ω以上的高阻抗。
19.根據權利要求17所述的裝置，其特征在于所述濾波器具備從由高通濾波器、帶通濾波器、低通濾波器、及陷波濾波器構成的組中選擇的濾波器。
20.根據權利要求17所述的裝置，其特征在于所述濾波器截斷具有所述RF電力的基本頻率的分量。
21.一種使用等離子體來對被處理基板實施等離子體處理的裝置，其特征在于具備容納所述被處理基板的氣密處理室；向所述處理室內提供處理氣體的氣體供給系統(tǒng)；講所述處理室內排氣且將所述處理室內設定為真空的排氣系統(tǒng)；按照在所述處理室內相互對向的方式配置的第一及第二電極，在所述第一及第二電極間，形成將所述處理氣體激勵并等離子體化的RF電場；分別連接所述第一及第二電極且導出到所述處理室外的第一及第二布線，所述第一及第二布線形成包含所述第一及第二電極間的電耦合的交流電路的一部分；配置在所述第一布線上的、提供第一RF電力的第一RF電源；在所述第一布線上配置在所述第一電極和所述第一RF電源之間的、自動進行輸入阻抗相對所述第一RF電力的匹配的第一匹配電路；阻抗設定部，配置在所述第二布線上，設定作為與從所述等離子體輸入到所述第二電極的RF分量對應的阻抗的反方向阻抗，所述阻抗設定部可變更所述反方向阻抗的值，所述RF分量包含具有所述第一RF電力的基本頻率的分量；和向所述阻抗設定部提供關于所述反方向阻抗設定值的控制信號的控制部。
22.根據權利要求21所述的裝置，其特征在于所述第二布線經所述阻抗設定部接地。
23.根據權利要求21所述的裝置，其特征在于還具備配置在所述第二布線上的、提供第二RF電力的第二RF電源；和在所述第二布線上配置在所述第二電極和所述第二RF電源之間的、自動進行輸入阻抗相對所述第二RF電力的匹配的第二匹配電路。
24.根據權利要求23所述的裝置，其特征在于所述第一RF電力具有比所述第二RF電力高的頻率。
25.根據權利要求23所述的裝置，其特征在于所述第一RF電力具有比所述第二RF電力低的頻率。
26.一種使用等離子體來對被處理基板實施等離子體處理的裝置，其特征在于具備容納所述被處理基板的氣密處理室；向所述處理室內提供處理氣體的氣體供給系統(tǒng)；將所述處理室內排氣且將所述處理室內設定為真空的排氣系統(tǒng)；按照在所述處理室內相互對向的方式配置的第一和第二電極，在所述第一和第二電極間，形成將所述處理氣體激勵并等離子體化的RF電場；分別連接所述第一及第二電極且導出到所述處理室外的第一和第二布線，所述第一和第二布線形成包含所述第一及第二電極間的電耦合的交流電路的一部分；配置在所述第一布線上的、提供第一RF電力的第一RF電源；在所述第一布線上配置在所述第一電極和所述第一RF電源之間的、自動進行輸入阻抗相對所述第一RF電力的匹配的第一匹配電路；阻抗設定部，配置在所述第一布線上，設定作為與從所述等離子體輸入到所述第一電極的RF分量對應的阻抗的反方向阻抗，所述阻抗設定部可變更所述反方向阻抗值，所述RF分量包含具有所述第一RF電力的基本頻率的諧波；和向所述阻抗設定部提供關于所述反方向阻抗設定值的控制信號的控制部。
27.根據權利要求26所述的裝置，其特征在于所述阻抗設定部的所述輸入阻抗值按照變?yōu)閷谒龅谝籖F電力的所述處理室及所述等離子體形成的RF負載阻抗值的2倍以上來設定。
28.根據權利要求26所述的裝置，其特征在于還具備配置在所述第二布線上的、提供第二RF電力的第二RF電源；和在所述第二布線上配置在所述第二電極和所述第二RF電源之間的、自動進行輸入阻抗相對所述第二RF電力的匹配的第二匹配電路。
29.根據權利要求28所述的裝置，其特征在于所述第一RF電力具有比所述第二RF電力高的頻率。
30.根據權利要求28所述的裝置，其特征在于所述第一RF電力具有比所述第二RF電力低的頻率。
31.一種使用等離子體來對被處理基板實施等離子體處理的裝置，其特征在于具備容納所述被處理基板的氣密處理室；向所述處理室內提供處理氣體的氣體供給系統(tǒng)；將所述處理室內排氣且將所述處理室內設定為真空的排氣系統(tǒng)；按照在所述處理室內相互對向的方式配置的第一和第二電極，在所述第一和第二電極間，形成將所述處理氣體激勵并等離子體化的RF電場；分別連接所述第一及第二電極且導出到所述處理室外的第一及第二布線，所述第一及第二布線形成包含所述第一及第二電極間的電耦合的交流電路的一部分；配置在所述第一布線上的、提供第一RF電力的第一RF電源；在所述第一布線上配置在所述第一電極和所述第一RF電源之間的、自動進行輸入阻抗相對所述第一RF電力的匹配的第一匹配電路；配置在所述第一布線上的、設定作為與輸入到所述第一電極的RF分量對應的阻抗的反方向阻抗的阻抗設定部；配置在所述第二布線上的、提供第二RF電力的第二RF電源，所述第二RF電源可變更所述第二RF電力的頻率；在所述第二布線上配置在所述第二電極和所述第二RF電源之間的、自動進行輸入阻抗相對所述第二RF電力的匹配的第二匹配電路；和向所述第二RF電源提供關于所述第二RF電源頻率設定值的控制信號的控制部。
32.根據權利要求31所述的裝置，其特征在于所述阻抗設定部是所述反方向阻抗設定值一定。
33.根據權利要求31所述的裝置，其特征在于所述阻抗設定部具備通過連續(xù)可變元件來使所述反方向阻抗連續(xù)變化的構成、及通過切換多個固定元件來使所述反方向阻抗階段性變化的構成之一或雙方。
34.一種權利要求1所述裝置中所述阻抗設定部的校正方法，其特征在于具備如下步驟測定得到彌補所述阻抗設定部中固有的所述反方向阻抗設定中的誤差的校正數據的步驟；和在通過由所述校正數據修正所述設定值后，調整所述反方向阻抗的步驟。
35.根據權利要求34所述的方法，其特征在于具備如下步驟通過電抗測定器求出所述阻抗設定部相對所述RF分量的電抗與所述設定值的相關關系的步驟；和根據預定的基準相關關系和所述求出的相關關系，得到所述校正數據的步驟。
36.根據權利要求35所述的方法，其特征在于所述阻抗設定部連接于所述第一電極，所述RF分量具有施加于所述第二電極上的RF電力的頻率、或對所述等離子體分布影響大的頻率。
37.根據權利要求35所述的方法，其特征在于將所述電抗測定器連接于所述阻抗設定部的輸出端子。
38.根據權利要求35所述的方法，其特征在于在所述裝置中，將所述阻抗設定部連接于所述第一電極，在所述方法中，將所述電抗測定器連接于所述第一電極。
39.根據權利要求34所述的方法，其特征在于在所述裝置中，將所述阻抗設定部連接于所述第一電極，所述方法具備如下步驟求出第一參數和所述設定值的相關關系的步驟，所述第一參數代表從由施加于所述第一電極上的RF電力的電壓振幅、連接于所述第一電極上的匹配電路的調整值、施加于所述第二電極上的RF電力的電壓振幅、連接于所述第二電極上的匹配電路的調整值、終點檢測用分光器的輸出構成的組中選擇的信息；根據預定的基準相關關系和所述求出的相關關系，得到所述校正數據的步驟。
40.根據權利要求39所述的方法，其特征在于所述控制部通過使所述阻抗設定部的所述反方向阻抗自動變化，取得與所述第一參數變化相關的數據，得到所述校正數據。
全文摘要
一種使用等離子體來對被處理基板實施等離子體處理的裝置，包含在處理室內相互對向的第一及第二電極。在第一和第二電極間，形成激勵并等離子體化處理氣體的RF電場。RF電源經匹配電路連接于第一及第二電極，提供RF電力。匹配電路自動進行輸入阻抗相對RF電力的匹配?？勺冏杩乖O定部經布線連接于在與等離子體電耦合的規(guī)定部件上。阻抗設定部設定作為與從等離子體輸入規(guī)定部件的RF分量對應的阻抗的反方向阻抗。配置控制部，向阻抗設定部提供關于反方向阻抗設定值的控制信號。
文檔編號H01J37/32GK1476057SQ0314668
公開日2004年2月18日 申請日期2003年7月11日 優(yōu)先權日2002年7月12日
發(fā)明者山澤陽平, 巖田學, 輿水地鹽, 樋口文彥, 清水昭貴, 山下朝夫, 巖間信浩, 東浦勉, 張東勝, 中谷理子, 村上范和, 和, 夫, 子, 彥, 浩, 鹽, 貴 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社