等离子体处理装置和等离子体处理方法以及存储介质的制作方法

专利名称：等离子体处理装置和等离子体处理方法以及存储介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过高频电力使处理气体等离子体化，并且通过该等 离子体对基板实施蚀刻等处理的等离子体处理装置和等离子体处理方 法以及存储介质。
背景技术：
在半导体器件和液晶显示装置等平板(flatpand)的制造工序中， 为了对被称为半导体晶片、玻璃基板的被处理基板实施蚀刻处理、成 膜处理等的工艺(process)处理，使用等离子体蚀刻装置、等离子体 CVD成膜装置等的等离子体处理装置。图13是表示专利文献1中记载的平行平板型等离子体处理装置的 图。在该等离子体处理装置中，例如在由铝等构成的处理容器ll内设 置有兼用为成为气体供给部的气体喷淋头的上部电极12，并且以与该 上部电极12相对的方式设置有兼用为基板10的载置台的下部电极13。 上述电极12为通过绝缘件14相对处理容器11充分地电浮起的状态， 通过匹配电路(匹配电路)15与高频电源17连接而构成为阴极。下部电极13通过插入设置有阻抗调整部19的导电通路18a、支承 板18b和波纹管(bellows)体18c与处理容器11连接，构成为阳极。 处理容器11的上部侧通过作为接地的框体的匹配箱16接地。因为在 处理容器11内产生等离子体时，上部电极12和下部电极13之间电容 耦合，所以该装置中的高频电流的导电通路成为高频电源17—匹配电 路15—上部电极12—等离子体一下部电极13 —阻抗调整部19—处理 容器11的壁部一匹配箱16—接地。而且在该装置中，通过在下部电极13 (阳极电极)和处理容器ll 之间设置包括电容成分的阻抗调整部19,能够抑制在上部电极12和处 理容器11的壁部之间的等离子体的产生，从而在处理容器11内产生 均匀的等离子体。但是在半导体器件或液晶显示器中使用的薄膜晶体管(TFT: Thin Film Transistor)的制造工艺中，存在对作为被处理体的基板，向上部 电极施加高频电力并进行处理的情况，和向下部电极施加高频电力并 进行处理的情况，也存在连续进行这些处理的情况。此外为了縮短制 造工艺的时间，在一台装置中进行这些连续的处理是有效地，作为为 了此目的的装置，考虑了上部电极和下部电极分别与高频电源连接， 在上部电极和下部电极分别均设置有匹配电路和阻抗调整部的结构。在这样的装置中，在向上部电极侧施加高频电力的情况下，使用 上部电极侧的匹配电路和下部电极侧的阻抗调整部，在向下部电极侧 施加高频电力的情况下，使用下部电极侧的匹配电路和上部电极侧的 阻抗调整部。但是，像这样的在上部电极侧和下部电极侧分别均设置 有匹配电路和阻抗调整部的结构中，因为包括存在不使用的情况的匹 配电路和阻抗调整部，所以存在构成要素多，结构复杂的问题。此外在进行上述制造工艺时，在各个处理时，必须进行切换施加 高频电力的电极的操作，和对应于施加高频电力的电极、选择使用的 阻抗调整部的操作。此时，即使在对同一电极施加高频电力的情况下，当高频的施加 电力、处理气体、处理压力等的工艺条件产生变化时，阻抗调整部的 适当的阻抗值也不相同，如在未将阻抗值调整到适当的值的状态下进 行处理，则无法进行稳定的等离子体处理。但是在专利文献1中并没 有着眼于抑制装置的复杂化、根据处理对从高频电源部施加高频电力 的电极进行切换、调整阻抗值，而且也没有记载其解决方法。专利文献l:日本特开2005-340760号公报图l发明内容本发明是在这样的情况下提出的，其目的在于提供一种技术，通 过在第一匹配电路和第二匹配电路中， 一方使用原来的匹配电路，另 一方使用阻抗调整电路，减少装置的构成要素，抑制装置结构的复杂 化，并且通过根据等离子体处理类别，自动进行连接高频电源部的电 极的选择，和作为阻抗调整电路起作用的匹配电路的阻抗值的调整， 能够总是进行稳定的等离子体处理。为此本发明的等离子体处理装置是包括在处理容器内与该处理 容器绝缘并且相互相对设置的第一电极和第二电极；通过切换部选择 性地与第一电极和第二电极连接的第一高频电源部；和在该第一高频 电源部分别与第一电极和第二电极连接时，自动进行阻抗值的匹配的 第一匹配电路和第二匹配电路，通过在第一电极和第二电极间产生的 等离子体对基板进行处理的平行平板型的等离子体处理装置，其特征 在于，包括存储对应下述内容的数据的存储部等离子体处理类别、通过上 述切换部选择的电极、在上述第一高频电源部与第一电极连接时作为 阻抗调整电路起作用的第二匹配电路的适当的阻抗值、在上述第一高 频电源部与第二电极连接时作为阻抗调整电路起作用的第一匹配电路 的适当的阻抗值；控制部，在已选择等离子体处理类别时，参照上述存储部的数据， 通过切换部使上述第一高频电源部与对应的电极连接，并且输出用于 将第一匹配电路和第二匹配电路中作为阻抗调整电路起作用的匹配电 路调整为适当的阻抗值的控制信号。此处所谓的"第一电极和第二电 极与处理容器绝缘"，意味着在除去阻抗调整电路以外的部位，相对处 理容器充分地电浮起。也可以采用以下结构，上述控制部的存储部具有包括连续的多个 等离子体处理类别的方案(recipe),在上述方案中，对多个等离子体 处理类别的每一个，记载对应下述内容的数据等离子体处理类别； 通过上述切换部选择的电极；在上述第一高频电源部与第一电极连接 时，作为阻抗调整电路起作用的第二匹配电路的适当的阻抗值；和在 上述第一高频电源部与第二电极连接时，作为阻抗调整电路起作用的 第一匹配电路的适当的阻抗值，通过选择一个方案，连续进行多个等 离子体处理类别。此时，在上述第一高频电源部与第一电极连接时，第一匹配电路 作为匹配电路起作用，同时第二匹配电路作为阻抗调整电路起作用， 而在上述第一高频电源部与第二电极连接时，第二匹配电路作为匹配 电路起作用，同时第一匹配电路作为阻抗调整电路起作用。此外也可 以具有其一端侧通过匹配电路与上述第二电极连接的第二高频电源部，和其一端侧与上述第一电极连接，且另一端侧与上述处理容器连 接的上述第二高频电力用的阻抗调整部。此外，本发明的等离子体处理方法，是在等离子体处理装置中进 行的等离子体处理方法，该等离子体处理装置包括在处理容器内与 该处理容器绝缘并且相互相对设置的第一电极和第二电极；通过切换 部选择性地与第一电极和第二电极连接的第一高频电源部；和在该第 一高频电源部分别与第一电极和第二电极连接时，自动进行阻抗值的 匹配的第一匹配电路和第二匹配电路，通过在第一电极和第二电极间 产生的等离子体对基板进行处理，该方法的特征在于，包括将对应下述内容的数据存储于控制部的存储部的工序等离子体 处理类别、通过上述切换部选择的电极、在上述第一高频电源部与第 一电极连接时作为阻抗调整电路起作用的第二匹配电路的适当的阻抗 值、在上述第一高频电源部与第二电极连接时作为阻抗调整电路起作 用的第一匹配电路的适当的阻抗值；选择等离子体处理类别的工序；参照对应于已选择的等离子体处理类别的上述存储部的数据，通 过切换部使上述第一高频电源部与对应的电极连接，并且输出用于将 第一匹配电路和第二匹配电路中作为阻抗调整电路起作用的匹配电路 调整至适当的阻抗值的控制信号的工序；禾口在处理容器内载置基板，对上述基板进行已选择的等离子体处理 类别的处理的工序。此时也可以是，上述控制部的存储部具有包括连续的多个等离子 体处理类别的方案，在上述方案中，对多个等离子体处理类别的每一 个，记载对应下述内容的数据等离子体处理类别；通过上述切换部 选择的电极；在上述第一高频电源部与第一电极连接时，作为阻抗调 整电路起作用的第二匹配电路的适当的阻抗值；和在上述第一高频电 源部与第二电极连接时，作为阻抗调整电路起作用的第一匹配电路的 适当的阻抗值，通过选择一个方案，连续进行多个等离子体处理类别。进而，本发明的存储介质，是在平行平板型的等离子体处理装置 中使用的、储存在计算机上运行的计算机程序的存储介质，该平行平 板型的等离子体处理装置包括在处理容器内与该处理容器绝缘并且相互相对设置的第一电极和第二电极；通过切换部选择性地与第一电 极和第二电极连接的第一高频电源部；和在该第一高频电源部分别与第一电极和第二电极连接时，自动进行阻抗值的匹配的第一匹配电路 和第二匹配电路，通过在第一电极和第二电极间产生的等离子体对基板进行处理，该存储介质的特征在于上述计算机程序以实施上述等 离子体处理方法的方式组合步骤。根据本发明，通过在第一高频电源部与第一电极连接时，使用第 二匹配电路作为阻抗调整电路，在第一高频电源部与第二电极连接时， 使用第一匹配电路作为阻抗调整电路，从而在第一匹配电路和第二匹 配电路中，使用一方作为匹配电路，使用另一方作为阻抗调整电路， 因此能够减少装置的构成要素，能够抑制装置结构的复杂化。此外通过选择等离子体处理类别，能够自动进行与第一高频电源 部连接的电极的选择，和作为阻抗调整电路起作用的匹配电路的阻抗 值的调整，因此能够总是进行稳定的等离子体处理。


图1为表示作为本发明的实施方式的等离子体处理装置的整体结 构的概要的纵截侧面图。图2为表示上述实施方式的第一匹配电路和第二匹配电路的电路图。图3为用于说明上述实施方式的作用的结构图。 图4为用于说明上述实施方式的作用的结构图。 图5为用于说明上述实施方式的作用的结构图。 图6为表示在本发明的等离子体处理装置中使用的控制部的概要 的结构图。图7为表示薄膜晶体管的制造工序的工序图。 图8为表示薄膜晶体管的制造工序的工序图。 图9为表示薄膜晶体管的制造工序的工序图。 图IO为表示作为用于确认本发明的效果的实验的结果的、阻抗调 整电路的调整位置和阻抗值的关系的说明图。图11为表示作为上述的一个实验结果的阻抗调整电路的调整位置和高频电流的关系的说明图。图12为表示作为上述的一个实验结果的等离子体的产生状态的目 视结果的说明图。图13为表示现有的等离子体处理装置的整体结构的概要的纵截侧 面图。符号说明10基板2处理容器3上部电极31绝缘件32气体供给通路40第一同轴电缆41第一匹配电路42第一匹配箱5第一高频电源部51切换开关52第二高频电源部6下部电极60绝缘件65第二同轴电缆71第二匹配电路72第二匹配箱100控制部具体实施方式
对本发明的等离子体处理装置应用于蚀刻液晶显示器用的玻璃基 板的装置的实施方式进行说明。在图1中2是例如由表面被阳极氧化 处理的铝构成的角筒形状的处理容器。在该处理容器2的上部设置有 上部电极3，其成为兼用为作为气体供给部的气体喷淋头的第一电极， 该上部电极3通过沿着处理容器2的上面的开口部30的开口边缘设置 的绝缘件31成为相对处理容器2充分地电浮起的状态。作为上部电极3的气体喷淋头以通过气体供给通路32与处理气体供给系统连接，并且将从气体供给通路32供给的气体从多个气体孔33 供给到处理容器2内的方式构成。在该例子中，处理气体供给系统具 有作为处理气体的SF6气体的供给源34、 Cl2气体的供给源35、 02气 体的供给源36，各个供给源34、 35、 36通过例如由组合开关阀和流量 调整部而构成的流量调整阀VI、 V2、 V3，与上述气体供给通路32连上述上部电极3通过导电通路40a、第一匹配电路41、第一同轴 电缆40和成为切换部的切换开关51，与输出10MHz 30MHz，例如 13.56MHz的等离子体产生用的第一高频电力的第一高频电源部5连 接。此外以包围处理容器2的上述开口部30，在其中包括有第一匹配 电路41的方式设置第一匹配箱42。该第一匹配箱42通过上述第一同 轴电缆40的外部导体和上述高频电源部5的框体接地。在该例子中， 第一匹配箱42相当于第一匹配电路41的接地框体。在处理容器2的底部设置有成为兼用为载置基板10的载置台的第 二电极的下部电极6，该下部电极6通过绝缘件60支承在支承部61 上。因此下部电极6成为从处理容器2充分地电浮起的状态。在支承 部61的下面的中央部设置有贯通在处理容器2的底壁上形成的开口部 20的、向下方延伸的保护管62。该保护管62的下面，通过比该保护 管62直径大的导电性的支承板63支承，并且管内被堵塞。导电性的 波纹管体64的下端固定于该支承板63的周边，且该波纹管体64的上 端固定于处理容器2的上述开口部20的开口边缘。波纹管体64气密 地划分配置有保护管62的内部空间和大气侧空间，并且能够通过未图 示的升降机构，隔着支承板63升降载置台6。设置在保护管62内的导电通路65a的一端与下部电极6连接，该 导电通路65a的另一端侧与第二匹配电路71连接。在上述保护管62 的下部侧设置有第二匹配箱72，在其内部设置有上述第二匹配电路71 ， 进而第二匹配电路71通过第二同轴电缆65、切换开关51与上述第一 高频电源部5连接。上述第二匹配箱72通过上述第二同轴电缆65的 外部导体和上述高频电源部5的框体接地。在该例子中，第二匹配箱 72相当于第二匹配电路71的接地框体。此处使用图2对上述第一匹配电路41和上述第二匹配电路71进行说明。首先对第一匹配电路41进行说明，其例如由电感器81和两 个电容可变电容器82a、 82b组合而构成。于是，当令第一高频电源部 5侧为上游侧时，上述第一匹配电路41以在连接上部电极3和第一高 频电源部5的第一同轴电缆40的一端，将上述电感器81和电容可变 电容器82a从上游侧以该顺序设置，该电容可变电容器82a的一端侧 通过导电通路40a与上述电极3连接，上述电感器81的另一端侧隔着 上述切换开关51与第一高频电源部5连接的方式设置。并且以上述电 感器81的上游侧分支，其另一端侧隔着电容可变电容器82b经由第一 匹配箱42接地的方式设置。另一方面，上述第二匹配电路71也例如由电感器81和两个电容 可变电容器82组合而构成，当令第一高频电源部5侧为上游侧时，上 述第二匹配电路71以在连接下部电极6和第一高频电源部5的第二同 轴电缆65的一端，将上述电感器81和电容可变电容器82a从上游侧 以该顺序设置，该电容可变电容器82a的一端侧通过导电通路65a与 上述下部电极6连接，上述电感器81的另一端侧隔着上述切换开关51 与第一高频电源部5连接的方式设置。并且以上述电感器81的上游侧 分支，其另一端侧隔着电容可变电容器82b经由第二匹配箱72接地的 方式设置。返回图l，继续说明整体结构，下部电极6与输出0.2MHz 6MHz， 例如3.2kW的高频电力的第二高频电源部52连接。从该第二高频电源 部52输出起到将等离子体中的离子引入基板10侧的作用的偏置电力 用的第二高频电力。此外在上述第二匹配箱72的内部设置有作为第二 高频电力用的匹配电路的第三匹配电路67，该第三匹配电路67通过导 电通路66a与下部电极6连接，并且通过第三同轴电缆66与第二高频 电源52连接。此时上述第二匹配箱72通过上述同轴电缆66的外部导 体和上述第二高频电源部52的框体接地。进而在上部电极3和第一匹 配箱42之间通过导电通路46设置有作为第二高频电力用的阻抗调整 电路的阻抗调整电路47，该阻抗调整电路47通过第一匹配箱42与处 理容器2的上部，例如顶部连接。此处，在上部电极3和第一匹配电路41之间，以及在下部电极6和第二匹配电路71之间，例如在第一和第二匹配电路41、 71的内部设置有用于仅使对应于第一高频电源部5的高频的频带的高频通过的 高通滤波器(未图示)，并且在第三匹配电路67的内部设置有用于仅 使对应于第二高频电源部52的高频的频带的高频通过的低通滤波器 (未图示)，使得在第一高频电源部5和第二高频电源部52之间不能 输入对方的高频成分。此外，在阻抗调整电路47上设置有上述低通滤 波器(未图示)。上述处理容器2的侧壁上连接有排气通路21，该排气通路21上连 接有真空排气单元22。并且在处理容器2的侧壁上设置有用于开关基 板10的搬送口 23的闸阀24。进一步在上部电极3和下部电极4上分 别连接有例如1 10MQ的电阻25、 26。在这样的装置中，通过切换开关51，对第一高频电源部5与上部 电极3连接的情况、和第一高频电源部5与下部电极6连接的情况进 行切换，以在第一高频电源部5与上部电极3连接时，例如图3 (a) 所示，第一匹配电路41作为匹配电路(图中以M表示(以下同))， 第二匹配电路71作为阻抗调整电路(图中以Z表示(以下同))分别 发挥作用；在第一高频电源部5与下部电极6连接时，例如图3 (b) 所示，第二匹配电路71作为匹配电路M，第一匹配电路作为阻抗调整 电路Z分别发挥作用的方式构成。上述第一和第二匹配电路41、 71在作为匹配电路M起作用时， 以从第一高频电源部5看，装置整体的输入阻抗为50Q的方式自动控 制阻抗值，在作为阻抗调整电路Z起作用时，向驱动各个致动器 (actuator)例如电容可变电容器82的调整(trim)机构的电机输出来 自后述的控制部100的控制信号，根据等离子体处理类别调整其阻抗 值。此外，对于上述阻抗调整电路47，也向驱动致动器例如电容可变 电容器的调整机构的电机输出来自后述的控制部100的控制信号，调 整阻抗值。在此对高频电流的返回通路进行说明，在第一高频电源部5与上 部电极3连接时，如图4所示，高频电流以第一高频电源部5—第一同 轴电缆40—第一匹配电路41 —上部电极3—等离子体一下部电极6— 第二匹配电路71—第二匹配箱72—处理容器2的壁部一第一匹配箱42—第一同轴电缆40的外部导体一第一高频电源部5的框体一接地的通 路流动。即在该情况下，在作为匹配电路M起作用的第一匹配电路41中， 通过调整电容可变电容器82a的阻抗值、电容可变电容器82b的阻抗 值，以使高频电流朝向电容可变电容器82a侧流动的方式进行自动控 制。进而在作为阻抗调整电路Z起作用的第二匹配电路71中，因为第 二同轴电缆65的终端没有连接在第一高频电源部5上，所以高频不是 传送到切换开关51侦L而是向第二匹配箱72侧传送。此时，因为第 二同轴电缆65的终端没有连接在第一高频电源部5上，所以下部电极 6为电浮起的状态，但因为与电阻26连接，所以能够防止直流电流的 充电。此处，如在背景技术的项目中所记载的，因为担心高频电流从上 部电极3通过等离子体流动至处理容器2的壁部，所以以使从上部电 极3通过下部电极6到达处理容器2的上部的正常的返回通路的阻抗 值，比包括上部电极3—等离子体一处理容器2的壁部的所谓的异常通 路的阻抗小，高频电流以上述正常的返回通路流动的方式，调整作为 阻抗调整电路Z起作用的第二匹配电路71的阻抗值。此外在第一高频电源部5与下部电极6连接时，如图5所示，高 频电流以第一高频电源部5 —第二同轴电缆65—第二匹配电路71 —下 部电极6—等离子体一上部电极3—第一匹配电路41—第一匹配箱42 —处理容器2的壁部一第二匹配箱72—第二同轴电缆65的外部导体一 高频电源部5的框体一接地的通路流动。即在该情况下，在作为匹配电路M起作用的第二匹配电路71中， 通过调整电容可变电容器82a的阻抗值和电容可变电容器82b的阻抗 值，以使高频电流朝向电容可变电容器82a侧流动的方式进行设定。 进而在作为阻抗调整电路Z起作用的第一匹配电路41中，因为第一同 轴电缆40的终端没有连接在第一高频电源部5上，所以高频不是传送 到切换开关51侧，而是向第一匹配箱42侧传送。此时，因为第一同 轴电缆40的终端没有连接在第一高频电源部5上，所以上部电极3为 电浮起的状态，但因为与电阻25连接，所以能够防止直流电流的充电。此处，为了抑制高频电流从下部电极6通过等离子体流动到处理容器2的壁部，以使从下部电极6通过上部电极3到达处理容器2的 下部的正常的返回通路的阻抗值，比包括下部电极6—等离子体一处理 容器2的壁部的所谓的异常通路的阻抗小，高频电流以上述正常的返 回通路流动的方式，调整作为阻抗调整电路Z起作用的第一匹配电路 41的阻抗值。此外在向下部电极6施加来自第二高频电源52的偏压用的第二高 频电力时，来自第二高频电源52的高频电流，以高频电源52—第三同 轴电缆66—第三匹配电路67—下部电极6—等离子体一上部电极3 — 阻抗调整电路47—第一匹配箱42—处理容器2的壁部一第二匹配箱72 —第三同轴电缆66的外部导体一第二高频电源部52的框体一接地的 通路流动。因此，以从下部电极6通过等离子体、上部电极3和处理 容器2的壁部直至第二匹配箱72的第二高频电源52的高频的阻抗值， 比从下部电极6通过等离子体和处理容器2的壁部直至第二匹配箱72 的第二高频电源52的高频的阻抗值小的方式，调整阻抗调整电路47 的阻抗值。此处，在使上述正常的返回通路的第一和第二匹配电路41、 71、 阻抗调整电路47的阻抗值变小时，优选例如对第一和第二匹配电路 41、 71、阻抗调整电路47的阻抗值进行各种变化，求取在该通路流动 的电流值，以使其成为最大值的方式进行设定，即以使正常通路的阻 抗最小的方式进行设定。这样，通过试行错误的实验，预先求取根据 等离子体处理的类别使用为阻抗调整电路Z时的第一和第二匹配电路 41、 71的适当的阻抗值，以及阻抗调整电路47的适当的阻抗值，将其 储存于后述的控制部100的存储部。进而，上述等离子体处理装置具有由进行第一高频电源部5、第二 高频电源部52、切换开关51、第一匹配电路41、第二匹配电路7K 阻抗调整电路47、处理气体供给系统的流量调整阀V1 V3、真空排 气单元22等的驱动控制的计算机构成的控制部100。该控制部100具 有成为例如由计算机程序构成的存储部的程序储存部。在该程序储存部中存储对应下述内容的数据等离子体处理的类 别；通过切换开关51选择的电极；在上述第一高频电源部5与上部电 极3连接时，作为阻抗调整电路起作用的第二匹配电路71的适当的阻抗值；和在上述第一高频电源部5与下部电极6连接时，作为阻抗调 整电路起作用的第一匹配电路41的适当的阻抗值。更具体地说，采用下述结构，将对应下述内容的数据例如存储为表等离子体处理的类别；通过切换开关51选择的电极；作为阻抗调整电路起作用时的第一匹配电路41或第二匹配电路71的适当的阻抗 值；来自第二高频电源部52的偏压用高频电力的施加的有无；施加的 高频的电力；处理气体的种类和流量；处理温度；处理压力；阻抗调 整电路47的适当的阻抗值，在已选择处理的类别时从对应的表中读出 对应于该处理的上述适当的调整值，并从控制部100向各部输出控制 信号。此处，例如在连续进行等离子体处理的情况下，例如图6所示， 通过对等离子体处理的每个步骤制作上述表，并且将这些表按照处理 的顺序记载在一个方案中，通过选择一个方案而连续进行多个等离子 体处理类别。对图6的方案1、方案2和阻抗值Z1 Z5，在后述的薄 膜晶体管(TFT: Thin Film Transistor)的制造工艺中进行说明。然后通过在控制部100读出上述程序，通过控制部100对等离子 体处理装置整体的作用进行控制。其中，该程序以容纳于例如软盘、 硬盘、光盘、磁光盘、存储卡等存储介质中的状态储存于程序储存部 中。对这样的等离子体处理装置的作用效果，以例如使用本发明的等 离子体处理装置，实施使用四个掩模制造在液晶显示器中使用的薄膜 晶体管的四掩模工艺(4 mask process)的情况为例进行说明。该四掩 模工艺使用网板抗蚀掩模(halftone resist mask),进行源极 漏极图案 和沟道图案的蚀刻。首先对四掩模工艺的工序进行简单说明，首先如图7 (a)所示， 在玻璃基板101表面上形成例如由铝(Al)合金构成的金属膜，使用 第一掩模102选择性地进行湿蚀刻以形成栅电极103。接着如图7 (b) 所示，在栅电极103之上，从下方依次形成例如由氮化硅膜构成的栅 绝缘膜104、成为晶体管的沟道的几乎不包含杂质的非晶硅层105、作 为晶体管的源极 漏极的掺杂有N型杂质的N"非晶硅层106，并且在 其上形成例如由钼等高熔点金属构成的金属膜107。图7 (b)中108是由网板抗蚀掩模构成的第二掩模。接着如图7 (C)所示，使用上述第二掩模108选择性地进行上述金属膜107的湿蚀刻，形成源极 漏 极层109。之后，如图8 (a)所示，实施用于使用上述第二掩模108形成岛 (island)的干蚀刻工序(第一步骤)，接着如图8 (b)所示，实施上 述第二掩模108的网板灰化(halftone ashing)工序(第二步骤)。接着 如图8 (c)所示，使用上述第二掩模108在源极 漏极层109上形成 沟道部110，进行用于形成源极"漏极配线的干蚀刻工序(第三步骤)。然后，如图9(a)所示，使用上述第二掩模108对W非晶硅层106 和非晶硅层105，以残留非晶硅层105的方式实施干蚀刻工序(第四步 骤)，由此形成成为TFT的沟道的几乎不包含杂质的非晶硅层105。接着，如图9 (b)所示，除去上述第二掩模108，在源极*漏极 层109之上形成例如由氮化硅膜等构成的钝化膜111，使用第三掩模 112，实施用于形成接触孔的干蚀刻工序(第五步骤)。然后，如图9 (c)所示，在除去上述第三掩模112，并且形成由氧化铟锡(ITO)等 构成的透明导电膜113之后，使用第四掩模]14选择性地对上述透明 导电膜113进行干蚀刻，进行像素电极的图案形成，除去不需要的第 四掩模114,从而形成TFT。然后在本发明的等离子体处理装置中，实施上述第一步骤 第五 步骤。此时，因为连续进行第一步骤 第四步骤，所以如图6所示， 在方案1中对第一步骤 第四步骤，将每个步骤的上述数据，即分别 对应下述内容的数据处理类别；被施加高频电力的电极；作为阻抗 调整电路起作用的第一匹配电路41或第二匹配电路71的适当的阻抗 值；来自第二高频电源部52的偏压用高频电力的施加的有无；施加的 高频的电力；处理气体的种类和流量；处理温度；处理压力；和阻抗 调整电路47的适当的阻抗值，制作成表，按照处理的顺序记载这些表， 并且储存在控制部100的存储部。此外对于第五步骤，仅制作该步骤 的表，并且作为方案2储存在上述存储部。在图6的方案1、方案2 中，为了图示的方便，记载表的一部分。首先，打开闸阀24，将上述图7 (c)所示的工序已结束的基板IO 从未图示的负载锁定室通过未图示的搬送臂搬入处理容器2内，通过与贯通下部电极6内的未图示的升降销之间的协同动作，该基板10转移到下部电极6之上，关闭闸阀24。接着通过控制部100选择方案1。当选择方案1时，读出第一步骤 的数据，输出至各部。然后，第一高频电源部5与下部电极6连接， 第一匹配电路41作为阻抗调整电路起作用，读出该匹配电路41的阻 抗值Z1，将其调整为适当的值。接着例如分别以500sccm、 5000sccm 的流量从处理气体供给系统通过上部电极3向处理容器2内供给SF6 气体和Cl2气体，同时通过由真空排气单元22进行真空排气，而将处 理容器2内维持在例如50mTorr (7Pa)的压力。然后从第一高频电源 部5向下部电极6施加例如13.56MHz、 10kW的高频电力，同时从第 二高频电源52向下部电极6施加例如3.2MHz、 10kW的偏压用的高频 电力。此时因为第二匹配电路71作为匹配电路起作用，所以以从第一 高频电源部5看，装置整体的输入阻抗为50Q的方式自动控制阻抗值， 如此实施作为岛的形成处理的第一步骤。这样在第一步骤结束之后，将基板10保持载置在下部电极6上， 读出作为下一个步骤的第二步骤的数据，输出至各部。在该步骤中第 一高频电源部5与上部电极3连接，因此第二匹配电路71作为阻抗调 整电路起作用，将该匹配电路71的阻抗值Z2调整为从数据中读出的 适当的值。然后例如分别以700sccm、 7000sccm的流量向处理容器2 内供给SF6气体和02气体，同时将处理容器2内维持在例如200mTorr (26Pa)的压力。此外从第一高频电源部5向上部电极3施加例如 13.56MHz、 15kW的高频电力，如上述那样自动控制作为匹配电路起 作用的第一匹配电路41的阻抗值，如此实施作为网板灰化处理的第二 步骤。这样在第二歩骤结束之后，将基板10保持载置在下部电极6上， 读出作为下一个步骤的第三步骤的数据，输出至各部。在该步骤中第 一高频电源部5与下部电极6连接，因此第一匹配电路41作为阻抗调 整电路起作用，将该匹配电路41的阻抗值Z3调整为适当的值。然后 例如分别以1000sccm、 1000sccm的流量向处理容器2内供给Cl/气体 和02气体，同时将处理容器2内维持在例如100mTorr(13Pa)的压力。 此外从第一高频电源部5向上部电极3施加例如13.56MHz、 7kW的高频电力，同时从第二高频电源52向下部电极6施加例如3.2MHz、 7kW 的偏压用的高频电力，如上述那样自动控制作为匹配电路起作用的第 二匹配电路71的阻抗值，如此实施作为沟道部的源极，漏极的蚀刻处理的第三步骤。这样在第三步骤结束之后，将基板10保持载置在下部电极6上， 实施作为下一个步骤的第四步骤。在该步骤中第一高频电源部5与下 部电极6连接，因此第一匹配电路41作为阻抗调整电路起作用，将该 匹配电路41的阻抗值Z4调整为适当的值。然后例如分别以500sccm、 5000sccm的流量向处理容器2内供给SFe气体和Cl2气体，同时将处理 容器2内维持在例如50mTorr (7Pa)的压力。此外从第一高频电源部 5向下部电极6施加例如13.56MHz、 5kW的高频电力，同时从第二高 频电源52向下部电极6施加例如3.2MHz、 5kW的偏压用高频电力， 如上述那样自动控制作为匹配电路起作用的第二匹配电路71的阻抗 值，如此实施作为沟道部的蚀刻处理的第四步骤。这样连续进行第一 步骤、第二步骤、第三步骤、第四步骤，结束方案l。之后，从该等离子体处理装置搬出基板10，在实施形成钝化膜111 和第三掩模112的工序之后，将基板10搬入到本发明的等离子体处理 装置，选择方案2读出第五步骤的数据，输出至各部。在该步骤中第 一高频电源部5与上部电极3连接，因此第二匹配电路71作为阻抗调 整电路起作用，将该匹配电路71的阻抗值Z5调整为适当的值。然后例如分别以2500sccm、 2500sccm的流量通过上部电极3向处 理容器2内供给SFe气体和02气体，并且通过真空排气单元22将处理 容器2内维持在例如50mTorr (7Pa)的压力。此外从第一高频电源部 5向上部电极3施加例如13.56MHz、 10kW的高频电力，同时从第二 高频电源部52向下部电极6施加例如3.2MHz、 10kW的偏压用高频电 力，如上述那样自动控制作为匹配电路起作用的第一匹配电路41的阻 抗值，如此实施作为接触孔的蚀刻处理的第五步骤，并结束方案2。在这样的等离子体处理装置中，在高频电源部5与上部电极3连 接时，使用第二匹配电路71作为阻抗调整电路，在高频电源部5与下 部电极6连接时，使用第一匹配电路41作为阻抗调整电路，从而使用 第一匹配电路41和第二匹配电路71中的一方作为匹配电路，使用另一方作为阻抗调整电路，总是使用两方的匹配电路，所以与在上部电 极3侧和下部电极6侧分别均设置匹配电路和阻抗调整电路的结构相 比，能够减少装置的构成要素，抑制装置结构的复杂化。此时，在第一和第二匹配电路41、 71中，使用不与第一高频电源 部5连接的一侧的匹配电路作为阻抗调整电路，但由后述的实施例可 知，通过调整匹配电路的电容可变电容器82的致动器的调整位置，阻 抗值产生变化，能够进行阻抗值的调整，所以能够不改良现有的匹配 电路，将其用作阻抗调整电路。因此没必要进行设计变更，减轻了设 计的负担，并且从成本方面看也是有效的。此外，通过选择等离子体处理的类别，由切换开关51选择与第一 高频电源部5连接的电极，则自动进行第一匹配电路41和第二匹配电 路71中作为阻抗调整电路起作用的匹配电路的阻抗值的调整，因此总 是能够根据等离子体处理的类别进行最佳的阻抗值的调整，总是能够 进行稳定的等离子体处理。此处，上述第一和第二匹配电路41、71的阻抗值的最佳的调整值， 根据施加高频电力的电极是上部电极3和下部电极6中的哪一个而有 所不同，即使施加高频电力的电极相同，根据高频的施加电力、处理 气体的种类、处理压力，最佳的调整值也会发生变化，因此预先求取 上述最佳的调整值，在控制部100的存储部，将等离子体处理类别、 与第一高频电源部5连接的电极、作为阻抗调整电路起作用的匹配电 路的适当的阻抗值的数据储存为表，读出每个处理的表，并进行各部 的调整操作，这对于进行稳定的等离子体处理是有效的。此外，即使在连续进行等离子体处理类别的情况下，通过制作处 理的每个步骤的上述表，按照处理的顺序将这些表记载在一个方案中， 并且储存在存储部内，通过选择一个方案即自动连续进行多个等离子 体处理类别，因此能够更平滑地进行第一高频电源部5与上部电极3 或下部电极6的切换，第一匹配电路41或第二匹配电路71的阻抗值 的调整操作，能够达到生产率的提高。此处，作为上述等离子体处理的类别的具体例，列举对一块基板， 在连续进行相互不同的蚀刻处理的情况下，决定每个蚀刻处理的上述 适当的设定值的例子，或在进行连续成膜工艺的情况下，决定每个成膜处理的上述适当的设定值的例子等。此外在处理容器2内产生等离子体时，因为如上所述以上述正常 的返回通路的阻抗值为大致最小值的方式进行设定，其比上述异常的通路的阻抗值小，所以在上部电极3或下部电极6与处理容器2的壁 部之间难以产生等离子体。于是等离子体集中在上部电极3和下部电 极6之间，基板10上的等离子体的面内均匀性高，因此例如在进行蚀 刻处理、灰化处理等的等离子体处理的情况下，处理速度的面内均匀 性高，从而能够进行面内均匀的等离子体处理。此外，在上述实施方式中，虽然从第二高频电源部52向下部电极 6施加偏压用的高频电力，但因为在第一匹配电路41和第二匹配电路 71上分别设置有高通滤波器，并且在第三匹配电路67和阻抗调整电路 47上分别设置有低通滤波器，因此能够抑制其它的高频电流进入各个 高频电流的通路。实施例接着对用于确认本发明的效果的实验例进行说明。A. 实验方法试验装置为图1所示的平行平板型的等离子体处理装置，使用第 一高频电源部5与第一匹配电路41连接，向该上部电极3施加高频电 力，将第二匹配电路71用作阻抗调整电路的装置，改变第二匹配电路 71的阻抗值，并进行实验。上述阻抗值，通过固定电容可变电容器82b， 对电容可变电容器82a的调整器(trimmer)的位置进行各种改变，将 该匹配电路71的阻抗值设定为各种值，目视观察在每个设定值下，在 处理容器2产生的等离子体的状态，并且检测出流过上述第二匹配电 路71和处理容器2之间的导电通路的电流(流过下部电极6的电流)。 关于等离子体的产生条件，设定上部电极3和下部电极6之间为60mm， 使用SF6气体、Cl2气体和0/气体的混合气体作为等离子体产生用气体， 设定高频电源的频率、电力分别为13.56MHz、 7.5kW，设定压力为 150mTorr (20Pa)。B. 实验结果图10为表示上述第二匹配电路71的电容可变电容器82a、 82b的 调整器位置和该匹配电路71的阻抗值的关系的特性图，图11为表示上述第二匹配电路71的电容可变电容器82a、 82b的调整器位置和流 过下部电极6的电流(下部电流)的值的关系的特性图，图12为表示 上述电容可变电容器82a、 82b的调整器位置和等离子体的目视状态的 关系的说明图。关于等离子体的目视状态，使用下述四种评价发光 状态的均匀性极高(◎)，发光状态的均匀性大致良好(〇)，发光状 态的均匀性稍差(△)，发光状态的均匀性差(X)。其中，图10中阻 抗调整电路的阻抗值的单位为n，图11中电流值的单位为A。由该结果可知，通过使第二匹配电路71的阻抗值变化，确认流过 下部电极6的电流和等离子体状态也产生变化。根据该结果，可以理 解，即使在使用第一和第二匹配电路41、 71的情况下，也能够进行阻 抗调整。下部电流在调整器位置7为最大值，此时的等离子体的状态最佳。 因此优选以下部电流值为大致最大值的方式调整阻抗值。换言之，所 谓下部电流值为大致最大的情况，是指从上部电极3通过等离子体流 过处理容器2的壁部的电流为大致最小的情况，是能够抑制上部电极3 和处理容器2的壁部之间的放电，提高等离子体的均匀性的情况。在以上的本发明中，在使用第一匹配电路41和第二匹配电路71 作为阻抗调整电路时的阻抗值的调整，可以通过如上所述固定电容可 变电容器82b，改变电容可变电容器82a的调整器位置来进行，也可以 通过改变电容可变电容器82a、 82b的各自的调整器位置来进行，也可 以通过固定电容可变电容器82a，改变电容可变电容器82b的调整器位 置来进行。
权利要求
1.一种等离子体处理装置，是包括在处理容器内与该处理容器绝缘并且相互相对设置的第一电极和第二电极；通过切换部选择性地与第一电极和第二电极连接的第一高频电源部；和在该高频电源部分别与第一电极和第二电极连接时，自动进行阻抗值的匹配的第一匹配电路和第二匹配电路，通过在第一电极和第二电极间产生的等离子体对基板进行处理的平行平板型的等离子体处理装置，其特征在于，包括存储对应下述内容的数据的存储部等离子体处理类别、通过所述切换部选择的电极、在所述第一高频电源部与第一电极连接时作为阻抗调整电路起作用的第二匹配电路的适当的阻抗值、在所述第一高频电源部与第二电极连接时作为阻抗调整电路起作用的第一匹配电路的适当的阻抗值；和控制部，在已选择等离子体处理类别时，参照所述存储部的数据，通过切换部使所述第一高频电源部与对应的电极连接，并且输出用于将第一匹配电路和第二匹配电路中作为阻抗调整电路起作用的匹配电路调整为适当的阻抗值的控制信号。
2. 如权利要求l所述的等离子体处理装置，其特征在于 所述控制部的存储部具有包括连续的多个等离子体处理类别的方案，在所述方案中，对多个等离子体处理类别的每一个，记载对应下 述内容的数据等离子体处理类别；通过所述切换部选择的电极；在 所述第一高频电源部与第一电极连接时，作为阻抗调整电路起作用的 第二匹配电路的适当的阻抗值；和在所述第一高频电源部与第二电极 连接时，作为阻抗调整电路起作用的第一匹配电路的适当的阻抗值， 通过选择一个方案，连续进行多个等离子体处理类别。
3. 如权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其特征在于 在所述第一高频电源部与第一电极连接时，第一匹配电路作为匹配电路起作用，同时第二匹配电路作为阻抗调整电路起作用；在所述第一高频电源部与第二电极连接时，第二匹配电路作为匹配电路起作 用，同时第一匹配电路作为阻抗调整电路起作用。
4. 如权利要求1 3中任一项所述的等离子体处理装置，其特征 在于，包括其一端侧通过匹配电路与所述第二电极连接的第二高频电源部；禾口其一端侧与所述第一电极连接，并且另一端侧与所述处理容器连 接的第二高频电力用的阻抗调整部。
5. —种等离子体处理方法，是在等离子体处理装置中进行的等离 子体处理方法，该等离子体处理装置包括在处理容器内与该处理容 器绝缘并且相互相对设置的第一电极和第二电极；通过切换部选择性 地与第一电极和第二电极连接的第一高频电源部；和在该第一高频电 源部分别与第一电极和第二电极连接时，自动进行阻抗值的匹配的第 一匹配电路和第二匹配电路，通过在第一电极和第二电极间产生的等 离子体对基板进行处理，该方法的特征在于，包括将对应下述内容的数据存储于控制部的存储部的工序等离子体 处理类别、通过所述切换部选择的电极、在所述第一高频电源部与第 一电极连接时作为阻抗调整电路起作用的第二匹配电路的适当的阻抗 值、在所述第一高频电源部与第二电极连接时作为阻抗调整电路起作 用的第一匹配电路的适当的阻抗值；选择等离子体处理类别的工序；参照对应于已选择的等离子体处理类别的所述存储部的数据，通 过切换部使所述第一高频电源部与对应的电极连接，并且输出用于将 第一匹配电路和第二匹配电路中作为阻抗调整电路起作用的匹配电路 调整为适当的阻抗值的控制信号的工序；和在处理容器内载置基板，对所述基板进行己选择的等离子体处理 类别的处理的工序。
6. 如权利要求5所述的等离子体处理方法，其特征在于所述控制部的存储部具有包括连续的多个等离子体处理类别的方 案，在所述方案中，对多个等离子体处理类别的每一个，记载对应下 述内容的数据等离子体处理类别；通过所述切换部选择的电极；在 所述第一高频电源部与第一电极连接时，作为阻抗调整电路起作用的 第二匹配电路的适当的阻抗值；和在所述第一高频电源部与第二电极连接时，作为阻抗调整电路起作用的第一匹配电路的适当的阻抗值， 通过选择一个方案，连续进行多个等离子体处理类别。
7. —种存储介质，是在平行平板型的等离子体处理装置中使用的、储存有在计算机上运行的计算机程序的存储介质，该平行平板型的等离子体处理装置包括在处理容器内与该处理容器绝缘并且相互相对 设置的第一电极和第二电极；通过切换部选择性地与第一电极和第二 电极连接的第一高频电源部；和在该第一高频电源部分别与第一电极 和第二电极连接时，自动进行阻抗值的匹配的第一匹配电路和第二匹 配电路，通过在第一电极和第二电极间产生的等离子体对基板进行处 理，该存储介质的特征在于所述计算机程序以实施权利要求5或6所述的等离子体处理方法 的方式组合步骤。
全文摘要
本发明提供一种等离子体处理装置和等离子体处理方法以及存储介质。提供能够减少装置的构成要素，抑制装置结构的复杂化，并且总是能够进行稳定的等离子体处理的技术。该等离子体处理装置通过切换开关(51)使第一高频电源部选择性地与上部电极(3)和下部电极(6)连接，具有自动进行阻抗值的匹配的第一匹配电路(41)和第二匹配电路(71)，在已选择等离子体类别时，参照存储部的数据，通过切换开关(51)使上述高频电源部(5)与对应的电极连接，并且将第一匹配电路(41)和第二匹配电路(71)中作为阻抗调整电路起作用的匹配电路调整至适当的阻抗值。
文档编号H01L21/00GK101237742SQ200810009208
公开日2008年8月6日 申请日期2008年1月29日 优先权日2007年1月29日
发明者佐藤亮, 齐藤均 申请人:东京毅力科创株式会社