(57)【要約】【課題】安定且つ短時間で装置の状態を変更可能なプラズマ処理装置及びプラズマ処理装置の運転方法を提供する。【解決手段】処理容器内のプラズマに関与する高周波を出力する複数の高周波電源を有し、これらの出力電力を順番に段階的に大きくし、得られたプラズマにより被処理体に対して処理を行うプラズマ処理装置は、各高周波電源毎に設けられた高周波電源ユニットは、高周波電源とその出力を制御する電力制御部と、反射波の電力値を計測する反射波計測手段とを含み、さらに各反射波の計測電力値がしきい値以下になったか否かを判断する手段と、出力電力を１段階大きくする順番が回ってきた一の高周波電源について、他の高周波電源の反射波の計測電力値がしきい値以下になった後、予め設定した時間経過したときに当該一の高周波電源の出力電力を１段階大きくするためのタイミング信号を前記電力制御部に与える手段とを備える。【選択図】図２
2010135422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器内のプラズマに関与する高周波を出力する複数の高周波電源を有し、プラズマにより前記処理容器内の被処理体に対して処理を行い、装置の状態を変更するためにこれら複数の高周波電源の出力電力を段階的に変化させるプラズマ処理装置において、
各高周波電源毎に設けられ、高周波電源と当該高周波電源の出力を制御する電力制御部と当該高周波電源に反射される反射波の電力値を計測する反射波計測手段とを含む高周波電源ユニットと、
各高周波電源の反射波の計測電力値がしきい値以下になったか否かを判断する手段と、
出力電力を変化させる一の高周波電源について、他の高周波電源の反射波の計測電力値がしきい値以下になった後、予め設定した時間経過したときに当該一の高周波電源の出力電力を変化させるためのタイミング信号を前記電力制御部に与える手段と、を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記装置の状態の変更はプラズマの立ち上げであり、また前記出力電力を変化させることは出力電力を１段階大きくすることであることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記タイミング信号は、他の高周波電源の反射波の計測電力値がしきい値以下になったことの条件と前記一の高周波電源の反射波の計測電力値がしきい値以下である条件との両条件が成立した後、予め設定した時間経過したときに生成されることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
各高周波電源ユニットの間に接続され、各高周波電源ユニット同士の間で反射波の計測電力値またはその計測電力値がしきい値以下であることの判断信号からなる反射波情報の伝送を直接行うための信号伝送路が設けられ、
前記タイミング信号を前記電力制御部に与える手段は、各高周波電源ユニットに設けられ、前記信号伝送路から送られた他の高周波電源の反射波情報に基づいて前記タイミング信号を生成する手段を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記タイミング信号を前記電力制御部に与える手段は、自己の高周波電源の反射波の計測電力値がしきい値以下になったか否かを判断する手段と、この手段における判断結果と前記信号伝送路から送られた他の高周波電源の反射波情報とに基づいて前記タイミング信号を生成する手段を含むことを特徴とする請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
高周波電源の反射波の計測電力値がしきい値以下になったか否かを判断する手段と、前記タイミング信号を生成する手段とは、論理回路により構成されていることを特徴とする請求項４または５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
処理容器内のプラズマに関与する高周波を出力する複数の高周波電源を有し、プラズマにより前記処理容器内の被処理体に対して処理を行い、装置の状態を変更するためにこれら複数の高周波電源の出力電力を段階的に変化させるプラズマ処理装置の運転方法において、
各高周波電源の反射波の電力値を計測する工程と、
出力電力を変化させる一の高周波電源以外の他の高周波電源の反射波の計測電力値がしきい値以下であるか否かを判断する工程と、
前記他の高周波電源の反射波の計測電力値がしきい値以下になったと判断された後、予め設定した時間経過したときに当該一の高周波電源の出力電力を変化させる工程と、を含むことを特徴とするプラズマ処理装置の運転方法。
【請求項８】
前記装置の状態の変更はプラズマの立ち上げであり、また前記出力電力を変化させることは出力電力を１段階大きくすることであることを特徴とする請求項７に記載のプラズマ処理装置の運転方法。
【請求項９】
前記一の高周波電源の反射波の計測電力値がしきい値以下であるか否かを判断する工程を備え、
前記一の高周波電源の出力電力を変化させる工程は、前記他の高周波電源の反射波の計測電力値がしきい値以下になったことの条件と前記一の高周波電源の反射波の計測電力値がしきい値以下である条件との両条件が成立した後、予め設定した時間経過したときに行われることを特徴とする請求項７または８に記載のプラズマ処理装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波電力により処理ガスをプラズマ化し、そのプラズマにより被処理体に対してエッチング等の処理を施すプラズマ処理装置に関し、特にこのプラズマ処理装置の装置の状態を変更する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスや液晶表示装置などのフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ：Flat Panel Display）の製造工程においては、半導体ウエハやガラス基板といった被処理体にエッチング処理を施すプラズマエッチング装置や、成膜処理を施すプラズマＣＶＤ装置等のプラズマ処理装置などが利用されている。
【０００３】
例えば平行平板型の電極に高周波電力を印加して、この電極間に形成される容量結合プラズマにより被処理体のエッチングを行うエッチング装置には、上下に対向して設けられた電極の一方側、例えば被処理体の載置台を兼用する下部側の電極（下部電極）にプラズマ形成用（以下、ソース用という）の高周波電源を接続してカソード電極とすると共に、この下部電極にバイアス用の高周波電源を接続したものが知られている。バイアス用の高周波電源はプラズマ中のイオンを被処理体側に引き込んでエッチングの異方性を確保したり、異常放電の発生を防止したりするための電力を供給する役割を果たしている。
【０００４】
このようなエッチング処理装置の起動にあたっては、上述の各高周波電源から下部電極に高周波電力の供給を開始することにより平行平板型の電極間にプラズマが形成されるが、この際に大電力が短時間で印加されると、例えば高周波電源と下部電極との間に設けた整合回路によるマッチングが取れなくなり、下部電極側から各高周波電源へ向かって向かう反射波が発生する。この反射波は安定したプラズマを形成する際の障害となってエッチング装置の起動に長時間を費やしてしまう要因となることから、例えばソース側やバイアス側の高周波電源からの電力供給を複数段階に分割して、徐々に電力を印加することにより起動時に発生する反射波を小さく抑える技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
図１０は、ソース側、バイアス側の各高周波電源から下部電極に電力を印加する従来のシーケンスの一例を模式的に表したものであり、本例では反射波の影響を抑えるためソース側、バイアス側各々の高周波電源からの電力供給を例えば２段階に分けて行っている。図１０（ａ）、図１０（ｃ）はエッチング処理装置全体の動作制御を統括する上位コンピュータ（制御部）から送信される起動信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）を各高周波電源にて受信するタイミングを示している。また図１０（ｂ）、図１０（ｄ）は各高周波電源から下部電極に供給される高周波電力（各図中、実線で表してある）及び、下部電極側から各高周波電源へ向けて伝播する反射波の電力（同、破線で示してある）の各電力値の経時変化を示している。図１０（ａ）〜図１０（ｄ）の各図の横軸は時間を示している。
【０００６】
従来の電力供給シーケンスによれば、各高周波電源は時刻Ｔ１に制御部より起動信号を受信すると、ソース側の高周波電源については下部電極への電力の印加を開始せずに待機する一方、バイアス側の高周波電源はプロセス時の電力値よりも低い予め定めた電力値（以下、第１段回目の電力という）となるまで徐々に印加電力を上げていく。この際、バイアス側の高周波電源には、電極側にて発生した反射波が伝播してくるが、高周波電力の印加を段階的に行っていることにより反射波の持つ電力も比較的小さいため、反射波は整合回路の作用により短い場合には例えば１秒〜２秒程度で減衰する。
【０００７】
そして、バイアス側の高周波電源からの印加電力が第１段回目の電力に達し、既述の時刻Ｔ１から予め定めた時間が経過してバイアス側の反射波が十分に減衰したと予想される時刻Ｔ２にて、今度はソース側の高周波電源より第１段回目の電力の印加を開始する。このときには、既に電力供給を開始しているバイアス側を含め、ソース側、バイアス側の双方の高周波電源に反射波が伝播してくるが、これらの反射波についても整合回路の作用によりやがて減衰する。
【０００８】
このようにして反射波が十分に減衰するマッチング完了までの時間間隔を予め設定しておき、例えば高周波電力の印加開始時刻Ｔ１から各々の設定時間が経過した時刻Ｔ２〜Ｔ４にて、例えばバイアス側にて第１段回目の電力を印加（時刻Ｔ１）→ソース側にて第１段回目の電力を印加（時刻Ｔ２）→バイアス側にてプロセス時の電力を印加（時刻Ｔ３）→ソース側にてプロセス時の電力を印加（時刻Ｔ４）と、バイアス側とソース側との高周波電力を交互に段階的に増大させことにより、反射波の影響を抑え、且つ、できるだけ短時間でエッチング処理装置を起動する電力供給シーケンスが採用されていた。
【０００９】
ところがＦＰＤ用のガラス基板を被処理体とするエッチング処理などにおいては、近年のガラス基板の大型化から例えば長辺が２ｍにもなる被処理体を処理する必要が生じており、被処理体の載置台を兼用する下部電極についても非常に大型化してきている。
【００１０】
下部電極が大型化するとプラズマの形成される空間も大きくなることから、プラズマ形成等に必要な電力の増大に伴って反射波のもつ電力も大きくなり、極端な場合にはマッチングの完了までに１０秒以上の時間を必要とする場合も生じてきている。このため、既述のように例えば数秒ごとに印加電力を上げる電力供給シーケンスでは、例えば図１０（ｂ）、図１０（ｄ）の時刻Ｔ４に示すように、前のステップにて発生した反射波が減衰する前に次のステップの電力供給が開始されてしまい、反射波がエッチング装置の回路内を重畳的に伝播してなかなか減衰せず、安定したプラズマを形成できないといった問題が生じている。
【００１１】
このようなトラブルを回避するためには、時刻Ｔ２〜Ｔ４の間隔をこれまでよりも長くとってマッチングの時間を十分に確保することも考えられる。ところがマッチングに必要な時間は一定ではなく、下部電極が大型化した場合であっても例えば１秒〜２秒程度でマッチングが完了する場合もあり、供給電力を上げるステップの間隔を一律に長くするとマッチングが完了しているにも拘らず、次のステップへ進めない待ち時間（図１０（ｄ）にΔｔ１、Δｔ２と表示してある）が増えてエッチング処理装置の起動時間が不必要に長時間化してしまうおそれが高い。
【００１２】
そこで例えば特許文献２、特許文献３には、反射波の電力を電力計などで監視して、その値が予め定めたしきい値よりも小さくなったことを確認してから次のステップの電力を印加する技術が記載されている。
【００１３】
このように特許文献１〜特許文献３には、高周波電力を段階的に印加する技術や高周波電力の印加によって発生した反射波を監視しながら次のステップの高周波電力を印加する技術が個別的に記載されている。しかしながら例えば図１０に示したようにソース側、バイアス側の高周波電力を段階的に印加していく場合における最適な電力供給シーケンスやこのシーケンスに適した装置構成についてはなんら開示されていない。
【特許文献１】再表ＷＯ９９／１１１０３号公報：第１１ページ第４行目〜第１６行目、第２図
【特許文献２】特開２００７−２１４５８９号公報；第００５９段落〜第００６１段落、第１５図、第１６図
【特許文献３】特開２００７−１２５５５号公報：第００２８段落〜第００２９段落、第２図
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、安定且つ短時間で装置の状態を変更可能なプラズマ処理装置及びプラズマ処理装置の運転方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係るプラズマ処理装置は、処理容器内のプラズマに関与する高周波を出力する複数の高周波電源を有し、プラズマにより前記処理容器内の被処理体に対して処理を行い、装置の状態を変更するためにこれら複数の高周波電源の出力電力を段階的に変化させるプラズマ処理装置において、
各高周波電源毎に設けられ、高周波電源と当該高周波電源の出力を制御する電力制御部と当該高周波電源に反射される反射波の電力値を計測する反射波計測手段とを含む高周波電源ユニットと、
各高周波電源の反射波の計測電力値がしきい値以下になったか否かを判断する手段と、
出力電力を変化させる一の高周波電源について、他の高周波電源の反射波の計測電力値がしきい値以下になった後、予め設定した時間経過したときに当該一の高周波電源の出力電力を変化させるためのタイミング信号を前記電力制御部に与える手段と、を備えたことを特徴とする。
ここで前記装置の状態の変更はプラズマの立ち上げであり、また前記出力電力を変化させることは出力電力を１段階大きくすることであることが好適である。
【００１６】
また前記タイミング信号は、他の高周波電源の反射波の計測電力値がしきい値以下になったことの条件と前記一の高周波電源の反射波の計測電力値がしきい値以下である条件との両条件が成立した後、予め設定した時間経過したときに生成されることが好ましい。
【００１７】
さらには、各高周波電源ユニットの間に接続され、各高周波電源ユニット同士の間で反射波の計測電力値またはその計測電力値がしきい値以下であることの判断信号からなる反射波情報の伝送を直接行うための信号伝送路が設けられ、前記タイミング信号を前記電力制御部に与える手段は、各高周波電源ユニットに設けられ、前記信号伝送路から送られた他の高周波電源の反射波情報に基づいて前記タイミング信号を生成する手段を含んでいるとよい。さらには前記タイミング信号を前記電力制御部に与える手段は、自己の高周波電源の反射波の計測電力値がしきい値以下になったか否かを判断する手段と、この手段における判断結果と前記信号伝送路から送られた他の高周波電源の反射波情報とに基づいて前記タイミング信号を生成する手段を含んでいることが好ましい。  
そして、高周波電源の反射波の計測電力値がしきい値以下になったか否かを判断する手段と、前記タイミング信号を生成する手段とは、論理回路により構成することが好適である。
【００１８】
また他の発明に係るプラズマ処理装置の運転方法は、処理容器内のプラズマに関与する高周波を出力する複数の高周波電源を有し、プラズマにより前記処理容器内の被処理体に対して処理を行い、装置の状態を変更するためにこれら複数の高周波電源の出力電力を段階的に変化させるプラズマ処理装置の運転方法において、
各高周波電源の反射波の電力値を計測する工程と、
出力電力を変化させる一の高周波電源以外の他の高周波電源の反射波の計測電力値がしきい値以下であるか否かを判断する工程と、
前記他の高周波電源の反射波の計測電力値がしきい値以下になったと判断された後、予め設定した時間経過したときに当該一の高周波電源の出力電力を変化させる工程と、を含むことを特徴とする。
ここで前記装置の状態の変更はプラズマの立ち上げであり、また前記出力電力を変化させることは出力電力を１段階大きくすることであることが好適である。
【００１９】
またこのとき、前記一の高周波電源の反射波の計測電力値がしきい値以下であるか否かを判断する工程を備え、
前記一の高周波電源の出力電力を変化させる工程は、前記他の高周波電源の反射波の計測電力値がしきい値以下になったことの条件と前記一の高周波電源の反射波の計測電力値がしきい値以下である条件との両条件が成立した後、予め設定した時間経過したときに行われることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、装置の状態の変更時に複数の高周波電源の出力電力を段階的に変化させるプラズマ処理装置において、出力電力を変化させる一の高周波電源について、他の高周波電源の反射波の計測電力値がしきい値以下になった後、予め設定した時間経過したときに当該一の高周波電源の出力電力を変化させるようにしているため、例えば予め設定した時間の経過を待って次のステップの高周波電力を印加する方法と比較して、反射波が十分減衰しないうちに次のステップが実行され反射波がエッチング装置の回路内を重畳的に伝播して装置の状態を変更できないといった事態の発生を防止してプラズマ処理装置の状態を安定的に変更することができる一方、反射波が早く減衰した場合には無駄な待ち時間を生じることなく迅速に次のステップを実行して迅速な装置の状態の変更を実現できる。
【００２１】
また前記一の高周波電源について、他の高周波電源の反射波の計測電力値がしきい値以下になったことを判断する手法は、高周波電源ユニット間に設けられた信号伝送路から直接送られた他の高周波電源の反射波情報に基づいて行うようにすることにより、高周波電源の出力電力を変更するタイミングの遅れを抑えることができ、この場合論理回路により各判断を行うことにより、反射波の電力がしきい値より小さくなった後、より迅速に出力電力の制御動作を開始することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明を、液晶ディスプレイ用の基板Ｓをエッチングするエッチング処理装置１の装置の状態の変更の一例であるエッチング処理装置１の起動に適用した実施の形態について以下に説明する。図１は本実施の形態に係るエッチング処理装置１の全体構成を示している。エッチング処理装置１は例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムからなる処理容器１０を備えている。処理容器１０は、例えば長辺が２ｍ以上の大型の角型基板Ｓを処理することが可能なように、例えば水平断面の一辺が３．５ｍ、他辺が３．０ｍ程度の大きさの角筒形状に形成されている。
【００２３】
この処理容器１０内の底面側中央部には下部電極４１が設けられており、下部電極４１は図示しない搬送手段により外部から搬送される基板Ｓを載置する載置台としての機能を兼ね備えている。下部電極４１の下部には絶縁体４２が設けられており、この絶縁体４２により下部電極４１は、処理容器１０から電気的に十分浮いた状態になっている。図中４３は下部電極４１の支持部である。また処理容器１０の下部には開口部４４が設けられ、この開口部４４の外側に接地筐体をなすマッチングボックス１６が設けられている。
【００２４】
マッチングボックス１６内には、各々一端側が例えば同軸ケーブルを介してプラズマ形成用（ソース用）の高周波電源ユニット２及びバイアス印加用の高周波電源ユニット３に接続された整合回路１６１、１６２が設けられており、これら整合回路１６１、１６２の他端側は下部電極４１に接続されている。整合回路１６１、１６２はプラズマのインピーダンスに合わせて下部電極４１と各高周波電源２、３間におけるインピーダンス調整（マッチング）を行い、エッチング処理装置１の回路内に発生した反射波を減衰させる役割を果たす。
【００２５】
また処理容器１０の側壁には排気路１４が接続されており、この排気路１４には真空ポンプ１５が接続されている。さらに処理容器１０の側壁には、外部と処理容器１０との間で基板Ｓを搬入出するための搬送口１１及びこの搬送口１１を開閉するためのゲートバルブ１２が設けられている。
【００２６】
下部電極４１の上方には、当該下部電極４１と対向するように上部電極５１が設けられており、この上部電極５１は処理容器１０内の処理空間１３にエッチング処理用の処理ガスを供給するガスシャワーヘッドとしての機能を兼ね備えている。上部電極５１は処理容器１０天井部の開口部５６の縁部に沿って設けられた絶縁体５２を介して当該処理容器１０の天井面に固定され、導電路５７及び導電性カバー５８を介して処理容器１０と電気的に接続されている。また、処理容器１０は接地されている。
【００２７】
上部電極５１内には、下部電極４１上の基板Ｓの載置面へ向けて開口するガス孔５５を備えたガス供給路５９が形成されており、このガス供給路５９はガス供給路５３を介して処理ガス供給部５４に接続され、当該処理ガス供給部５４からの処理ガスを処理空間１３内に供給することができる。
【００２８】
以上に説明した構成を備えたエッチング処理装置１の各高周波電源ユニット２、３は、起動時における反射波の影響によってプラズマの形成に障害が発生することを防止するため、高周波電源ユニット２、３内に設けられた高周波電源２１、３１の出力側（負荷側）から当該高周波電源２１、３１に反射して戻ってくる反射波の発生状況を監視しながら高周波電力の出力を段階的に増大させる機能を備えている。以下、図２〜図４を参照しながらその詳細を説明する。
【００２９】
図２は、ソース用高周波電源ユニット２及びバイアス用高周波電源ユニット３の構成を示すブロック図である。ソース用高周波電源ユニット２は例えば１３．５６ＭＨｚ、１０ｋＷの高周波を出力する高周波電源２１と、処理容器１０側（下部電極４１）への高周波電力の供給を制御する電力制御部２１１と、高周波電源２１の負荷側で発生する反射波を監視しながら立ち上げ時の段階的な出力増大のためのタイミング信号を電力制御部２１１に与えるタイミング信号生成部２２と、通信ボード２３と、を備えている。一方、バイアス用高周波電源ユニット３は例えば３．２ＭＨｚ、５ｋＷの高周波を出力する高周波電源３１と、処理容器１０側（下部電極４１）への高周波電力の供給を制御する電力制御部３１１と、高周波電源３１の負荷側で発生する反射波を監視しながら立ち上げ時の段階的な出力増大のためのタイミング信号を電力制御部３１１に与えるタイミング信号生成部３２と、通信ボード３３と、を備えている。
【００３０】
通信ボード２３、３３の第１のポート２３１、３３１は、各々後述する制御部１００の制御ボード１０１に接続されていて、制御部１００からの起動信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）を受信したり、処理容器１０へ向けて供給される電力（以下、進行波と言う）の電力値、及び反射波の電力値の計測結果を各高周波電源２１、３１から制御部１００へ向けて送信したりすることができるようになっている。
【００３１】
さらにソース用高周波電源ユニット２の第２のポート２３２はバイアス用高周波電源ユニット３の第２のポート３３２と信号伝送路を介して接続されていて、ソース用高周波電源ユニット２の高周波電源２１内で計測された反射波の電力値をバイアス用高周波電源ユニット３のタイミング信号生成部３２へと送信することができるようになっている。一方、バイアス用高周波電源ユニット３の第３のポート３３３はソース用高周波電源ユニット２の第３のポート２３３と信号伝送路を介して接続されておりバイアス用高周波電源ユニット３の高周波電源３１内にて計測された反射波の電力値をソース用高周波電源ユニット２のタイミング信号生成部２２へと送信することができるようになっている。このように各電源ユニット２、３は、相手側の電源ユニット３、２にて計測された反射波を互いに監視することができるようになっている。
【００３２】
また各高周波電源ユニット２、３内においては、ソース用高周波電源ユニット２側の高周波電源２１とタイミング信号生成部２２、バイアス用高周波電源ユニット３側の高周波電源３１とタイミング信号生成部３２とが互いに接続されていて、自己の電源ユニット２、３へ向けて伝播してきた反射波を各々タイミング信号生成部２２、３２にて監視することができるようになっている。各タイミング信号生成部２２、３２は、自己及び相手側の双方の電源ユニット２、３へ向けて伝播してきた反射波の監視結果に基づいて後述のタイミング信号を生成して各電力制御部２１１、３１１へ向けて出力する一方、電力制御部２１１、３１１はこのタイミング信号に基づいて高周波電源２１、３１へ向けて制御信号を出力し、当該高周波電源２１、３１の出力を段階的に増大させることができる。
【００３３】
図３及び図４は各高周波電源ユニット２、３内の内部構成を示す構成図である。先ず図３のソース用高周波電源ユニット２について説明すると、タイミング信号生成部２２は自己の高周波電力の反射波及びバイアス側電力の反射波に基づいて高周波電力の出力を段階的に大きくするためのタイミング信号を生成するためのものである。２２４はコンパレータであり、自己の反射波電力計２１４にて計測された反射波の電力値が予め設定したしきい値（第１のしきい値、例えば本例では後述の反射波電力計２１４の検出下限界）を越えたときに論理「１」を出力する。２２５は否定回路であり、コンパレータ２２４の出力を反転させた信号Ａ２を後段のワンショットマルチバイブレータ（以下、ＯＭＶという）２２３に与える。
【００３４】
また２２１はコンパレータであり、バイアス用高周波電源ユニット３側にて計測され、送信された反射波の電力値が予め設定したしきい値（第２のしきい値、例えば本例では後述の反射波電力計３１４の検出下限界）を越えているときに論理「１」を出力する。２２２はパルス出力回路であり、コンパレータ２２１の出力が「１」から「０」にたち下がったときに予め設定した長さのパルス信号Ａ１を出力する。このパルス出力回路２２２は例えば微分回路とＯＭＶとを組み合わせて構成される。
【００３５】
２２３はＯＭＶであり、両入力端の論理がいずれも「１」になったとき、つまりパルス出力回路２２２の出力信号Ａ１及び否定回路２２５の出力信号Ａ２が「１」になったときに、タイミング信号であるパルス信号Ａ３を電力制御部２１１に供給するためのものである。従って、タイミング信号生成部２２は自己の高周波電力の反射波の電力値が第１のしきい値以下であり、且つ、バイアス側の高周波電力の電力値が一旦増大してその後、第２のしきい値よりも小さくなったときに電力制御部２１１にタイミング信号を出力するようになっている。
【００３６】
電力制御部２１１は、制御部１００からの起動信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）及びタイミング信号生成部２２側からのタイミング信号に基づいて高周波電源２１の出力を制御する役割を果たす。高周波電源２１は、下部電極４１と上部電極５１との間に高周波電力を供給して処理ガスをプラズマ化（活性化）させるための高周波電力を出力する高周波電源本体２１２と、高周波電源本体２１２から処理容器１０側（下部電極４１）へ供給される進行波及び処理容器１０側からソース用高周波電源ユニット２へ向けて伝播してきた反射波を各々反射波電力計２１４、進行波電力計２１５に向けて取り出す方向性結合器２１３と、を備えている。
【００３７】
電力制御部２１１は制御部１００側からのＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮとなっており、且つ、タイミング信号生成部２２よりタイミング信号であるパルス信号Ａ３を受信した時点から予め設定した待機時間Δｔ０が経過した時刻にて、高周波電力の出力を予め設定した電力値まで増大させるよう高周波電源２１をコントロールする。電力制御部２１１は例えばＯＭＶ２２３からのパルス信号Ａ３を受信した回数をインクリメントして記憶する機能を備えており、パルス信号Ａ３の受信回数に応じて高周波電源本体２１２の出力が決定される。また高周波電源本体２１２の出力増大の速度は予め設定されている。
【００３８】
これらの機能により、例えば本例におけるソース用高周波電源ユニット２の高周波電源２１は、２段階のステップに分けて高周波電力を増大させることができ、パルス信号Ａ３を１回目に受信した時点から既述の待機時間が経過した後、例えば１秒ないし２秒かけて０ｋＷ→５ｋＷ（第１段回目の電力）までソース側から印加する高周波電力の出力を増大させ、パルス信号Ａ３を２回目に受信した時点から待機時間の経過後、同様の時間内で５ｋＷ→１０ｋＷ（プロセス時の電力）まで出力を増大させるように構成されている。
【００３９】
反射波電力計２１４、進行波電力計２１５は各々方向性結合器２１３にて取り出された進行波並びに反射波の電力値を計測する役割を果たし、反射波電力計２１４にて計測された反射波の電力値（反射波情報に相当する）は、自己のタイミング信号生成部２２、バイアス用高周波電源ユニット３側のタイミング信号生成部３２、並びに制御部１００の３箇所へ向けてリアルタイムで出力される。一方、進行波電力計２１５にて計測された進行波の電力値は制御部１００へ向けてリアルタイムで出力される。
【００４０】
ここで実施の形態に係るエッチング処理装置１の全体の作用について説明する前に、タイミング信号生成部２２の動作と電力制御部２１１の動作とについて、ソース側、バイアス側の各高周波電源ユニット２、３から下部電極４１に高周波電力を印加するシーケンスの一例を模式的に示す図７（ａ）〜図７（ｄ）を用いて簡単に述べる。各図の指示内容は背景技術にて説明した図１０（ａ）〜図１０（ｄ）と同様である。
【００４１】
今、各高周波電源ユニット２、３にて計測された進行波、反射波の電力値が図７に示した時刻Ｔ２’の手前であって、バイアス側の反射波の電力値が既述の第２のしきい値よりも大きな値であるとする。このとき、図７（ｂ）に示すようにソース側には高周波電力は印加されていないため、ソース用高周波電源ユニット２側の高周波電源２１にて計測される進行波、反射波共に電力値はゼロである。このため、コンパレータ２２４の出力は「０」であるからＯＭＶ２２３の他方側の入力信号Ａ２は「１」である。このときコンパレータ２２１に入力され反射波の電力値は上述のように第２のしきい値を越えているためパルス出力回路２２２からはパルスが出力されず、従ってＯＭＶ２２３の一方側の入力信号Ａ１は「０」である。
【００４２】
そして図７（ｄ）に示すようにバイアス用高周波電源ユニット３側で発生した反射波が減衰し、タイミング信号生成部２２のコンパレータ２２１に入力される電力値が第２のしきい値を下回ると、コンパレータ２２１の出力が「１」から「０」へと変化し、パルス出力回路２２２内の微分回路にてこの変化が検知され、パルス出力回路２２２からＯＭＶ２２３へパルス信号が出力される。
【００４３】
このためＯＭＶ２２３の一方の入力信号Ａ１が「１」になり、ＯＭＶ２２３の入力条件（アンド条件）が成立してＯＭＶ２２３から第１回目のタイミング信号であるパルス信号Ａ３が出力される。この結果、電力制御部２１１は予め設定された待機時間ｔ０の経過後の時刻Ｔ２’より高周波電源２１の出力を０ｋＷ→５ｋＷ（第１段回目の電力）まで増大させる動作を行う。
【００４４】
次に、図７に示した時刻Ｔ４’の手前のタイミングにて、ソース側、バイアス側の各々で発生した反射波が第１、第２のしきい値を下回るタイミングを検知して、高周波電源２１の出力を増大させる動作について説明する。この場合には、既に高周波電源２１よりソース側にプロセス時の電力よりも小さい第１段回目の電力が印加されていることから、時刻Ｔ３’においてバイアス側の高周波電源３１の出力が増大したことにより反射波がソース側にも発生し、この反射波の電力値が反射波電力計２１４にて計測されてコンパレータ２２４へと入力されている。
【００４５】
この反射波の電力値が第１のしきい値を越えている間は、ＯＭＶ２２３の他方の入力信号Ａ２は「０」の状態となっており、当該電力値が第１のしきい値を下回ると前記入力信号Ａ２が「１」になる。一方、バイアス側の反射波の電力値が第２のしきい値を下回ったタイミングにて既述のようにＯＭＶ２２３の入力条件が成立しＯＭＶ２２３から第２回目のタイミング信号であるパルス信号Ａ３が電力制御部２１１に出力される。
【００４６】
この結果、電力制御部２１１は待機時間Δｔ０の経過後、時刻Ｔ４’より高周波電源２１の出力を５ｋＷ→１０ｋＷ（プロセス時の電力）まで増大させる動作を行う。
【００４７】
ところで例えば図７（ｂ）及び図７（ｄ）の時刻Ｔ３’の後に発生した反射波の電力値の経時変化を見ても分かるように、一般には出力を増大させた高周波電源側（本例ではバイアス側の高周波電源３１）に発生する反射波の方が減衰するまでに長い時間を要し、出力を増大させていない相手側（本例ではソース側の高周波電源２１）に発生する反射波の方が比較的短い時間で減衰する。この場合には図３に示すタイミング信号生成部２２は、先ずソース側の反射波の電力値が第１のしきい値を下回って否定回路２２５からの出力信号が「１」となっており、これに続いてバイアス側の反射波の電力値が第２のしきい値を下回ってパルス出力回路２２２からパルス信号が出力され、この結果、ＯＭＶ２２３の両入力信号Ａ１、Ａ２が「１」となり電力制御部２１１へパルス信号Ａ３が出力される。
【００４８】
このように、信号Ａ２→パルス信号Ａ１の順にＯＭＶ２２３に信号が入力される場合には、各反射波が減衰するタイミングが互いに大きくずれたとしても、ＯＭＶ２２３は後から減衰したバイアス側の反射波がしきい値を下回ったタイミングを把握して電力制御部２１１を作動させることができる。
【００４９】
これに対して図７（ｂ）及び図７（ｄ）に示した例とは反対に、出力を増大させた高周波電源側（本例ではバイアス側の高周波電源３１）に発生する反射波の減衰よりも、出力を増大させていない相手側（本例ではソース側の高周波電源２１）に発生する反射波の減衰のタイミングが遅れるという事態が起こった場合について考える。この場合には、パルス出力回路２２２より出力されるパルス信号Ａ１の時間幅が短く設定されていると、例えばバイアス側の反射波の減衰を検知してパルス出力回路２２２からパルス信号Ａ１が出力されこのパルス信号のレベルが立ち下がった（パルス信号が消失した）後に、ソース側の反射波の減衰が検知されて否定回路２２５側の信号Ａ２が「１」になると、ＯＭＶ２２３の入力条件が成立しなくなる。
【００５０】
そこで実施の形態に係るパルス出力回路２２２は、既述のように所定の時間幅、例えば数秒程度の時間幅を有するパルス信号Ａ１を出力するように構成されており、例え出力を増大させていない高周波電源（例えば時刻Ｔ３’の後のタイミングにおいてはソース側の高周波電源２１）に発生する反射波が、出力を増大させた高周波電源（本例ではバイアス側の高周波電源３１）よりも後に減衰した場合であっても、一方の入力信号Ａ１が「１」の状態を一定時間継続していることにより、後から減衰したソース側の反射波がしきい値を下回ったタイミングを把握して電力制御部２１１を作動させることが可能となっている。
【００５１】
なお、２つの反射波の減衰するタイミングが大きく異なってしまい、パルス出力回路２２２から出力されるパルス信号Ａ１の持つ時間幅よりも遅いタイミングにて否定回路２２５の出力が「１」となるような場合には、例えば上位側の制御部１００にて予め設定した時間が経過しても下部電極４１に印加される電力が増大しないことを検知してこれをオペレータに通報したり、ソース用高周波電源ユニット２、バイアス用高周波電源ユニット３からの電力の印加動作を再度やり直したりするようにするとよい。  
また、パルス出力回路２２２から出力される信号Ａ１は、バイアス側の反射波の電力値が第２のしきい値を下回ったことを検知して「１」となるステップ信号を出力するように構成してもよいが、この場合には例えば各高周波電源２１、３１の出力を上げるタイミング（時刻Ｔ１’〜時刻Ｔ４’の各時刻）にてパルス出力回路２２２からの出力をリセットする動作が必要となる。
【００５２】
以上、各高周波電源２１、３１にて発生する反射波をソース用高周波電源ユニット２側にて監視し、その電力値が予め設定したしきい値（第１のしきい値、第２のしきい値）を下回った時点で当該ソース用高周波電源ユニット２側の高周波電源２１より印加される高周波電力の出力を増大させる回路の構成及びその動作についての説明を行ったが、図４に示したバイアス用高周波電源ユニット３側のタイミング信号生成部３２及び高周波電源３１の構成及び動作についても既述のソース用高周波電源ユニット２側のタイミング信号生成部３２とほぼ同様となっている。
【００５３】
即ち、自己の反射波電力計３１４にて計測された反射波は、コンパレータ３２４で予め設定されたしきい値（第３のしきい値）を越えたか否かが検出され、否定回路３２５で反転されて信号Ｂ２がＯＭＶ３２３に与えられる。またソース用高周波電源ユニット２側にて計測され、送信された反射波の電力値が予め設定されたしきい値（第４のしきい値）以下の値に減衰したら、パルス出力回路３２２より予め設定した長さのパルス信号Ｂ１がＯＭＶ３２３に出力される。ＯＭＶ３２３は両入力端の論理がいずれも「１」になったときに、タイミング信号であるパルス信号Ｂ３を電力制御部３１１に供給する。従って、タイミング信号生成部３２は自己の高周波電力の反射波の電力値が第３のしきい値以下であり、且つ、ソース側の高周波電力の反射波が一旦増大してその後、第４のしきい値よりも小さくなったときに電力制御部３１１にタイミング信号が出力されるようになっている。
【００５４】
また電力制御部３１１も既述のものと同様に、制御部１００側からのＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮであり、且つ、タイミング信号生成部３２よりタイミング信号であるパルス信号Ｂ３を受信した時点から予め設定した待機時間Δｔ０が経過した時刻にて、高周波電源３１の出力を予め設定した電力値まで増大させる。電力制御部３１１がＯＭＶ３２３からのパルス信号Ｂ３を受信した回数をインクリメントして記憶する機能や、パルス信号Ｂ３の受信回数に応じて高周波電源３１の出力を例えば０ｋＷ→２．５ｋＷ（第１段回目の電力）、２．５ｋＷ→５ｋＷ（プロセス時の電力）と増大させるように構成されている点も既述の通りである。
【００５５】
ここでバイアス用高周波電源ユニット３の起動開始直後においては、高周波電源３１、２１のいずれからも高周波電力が出力されていないことから、反射波は発生していないためＯＭＶ３２３はタイミング信号を生成することができない。そこでＯＭＶ３２３と電力制御部３１１との間にはＯＲ回路３２７を介してＯＭＶ３２６が接続されており、このＯＭＶ３２６が制御部１００からの起動信号がＯＮとなったタイミングで当該信号をパルス信号Ｂ４に変換し、このパルス信号Ｂ４を１回目のタイミング信号として電力制御部３１１へと出力し、高周波電源３１の出力増大を開始する構成となっている。この点においてバイアス側高周波電源ユニット３は、既に高周波電力が印加されており、ＯＭＶ２２３からタイミング信号（パルス信号Ａ３）を出力可能な状態で起動するソース用高周波電源ユニット２とは構成が異なっている。  
そのほか、高周波電源３１が高周波電源本体３１２、方向性結合器３１３、並びに反射波電力計３１４、進行波電力計３１５を備える点は、既述のソース用高周波電源ユニット２側の高周波電源２１と同様である。
【００５６】
また以上に説明した例においては、タイミング信号Ａ３（Ｂ３）が電力制御部２１１（３１１）に出力され、続いて電力制御部２１１（３１１）にて予め設定した時間経過後に電力増大のための制御動作が行われるが、例えばＯＭＶ２２３（３２３）の後段にパルス信号の出力を前記予め設定した時間だけ遅延させる遅延回路を設け、この遅延回路から出力されたパルス信号をタイミング信号Ａ３（Ｂ３）としてもよい。この場合には、タイミング信号Ａ３（Ｂ３）が電力制御部２１１（３１１）に入力された後、直ちに電力増大のための制御動作が行われることになる。
【００５７】
次にエッチング処理装置１の全体構成の説明に戻ると、既述の制御部１００は例えば図示しないＣＰＵとメモリとを備えたコンピュータとして構成されており、メモリには、各高周波電源ユニット２、３に起動信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）を出力したり、これら高周波電源ユニット２、３からの進行波、反射波の電力値を監視したりする既述の動作に加え、当該エッチング処理装置１の全体の動作の統括制御、即ち、処理容器１０内に基板Ｓを搬入し、下部電極４１上に載置された基板Ｓにエッチング処理を施してから搬出するまでの動作に係わる制御などについてのステップ（命令）群が組まれたプログラムが記憶されている。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカードなどの記憶媒体に格納され、そこからコンピュータにインストールされる。
【００５８】
続いてこのエッチング処理装置１の作用について図５、図６の流れ図並びに図７（ａ）〜図７（ｄ）を参照しながら説明する。先ずオペレータがガス種、処理容器１０内の圧力、各高周波電力ユニット２、３から供給されるプロセス時の電力などの処理条件を不図示の入力画面から入力する。そしてゲートバルブ１２を開き、例えば表面にレジストがパターニングされ、その下層に金属膜が形成された基板Ｓを、不図示の外部の搬送アームにより処理容器１０内に搬入し、当該搬送アームと不図示の昇降ピンとの協働作用により、この基板Ｓを下部電極４１に載置する。続いてゲートバルブ１２を閉じ、ガスシャワーヘッドを兼用する上部電極５１から処理容器１０内に処理ガスを供給しながら処理容器１０内を真空引きし、処理空間１３内を設定した圧力とする。
【００５９】
然る後、図５の流れ図に示すように制御部１００、バイアス用高周波電源ユニット３及びソース用高周波電源ユニット２にて電力の供給動作をスタートする。まず制御部１００は、図７（ａ）、図７（ｃ）に示すように、時刻Ｔ１’にてソース用高周波電源ユニット２とバイアス用高周波電源ユニット３とをＯＮとする起動信号を送信し（ステップＳ１０１）、電力供給に係る動作を終了する（エンド）。以下、下部電極４１にソース電力及びバイアス電力を印加する動作は、ソース用高周波電源ユニット２及びバイアス用高周波電源ユニット３にて制御部１００の制御から独立して実行される。
【００６０】
各高周波電源ユニット２、３にて、「ＯＮ」の状態の起動信号を受信すると（ステップＳ２０１、Ｓ３０１）、当該ＯＮ信号及び図４に示したＯＭＶ３２６の作用により電力制御部３１１が作動して、まずバイアス側の高周波電源３１から下部電極４１に、プロセス時の電力よりも低い第１段階目の電力を印加する動作が直ちに開始される（ステップＳ３０２）。負荷側に高周波電力が印加されたことにより、当該高周波電源３１には反射波が発生し、図７（ｄ）に示すように反射波の電力は、印加する電力の増大に合わせて増えていく。そして高周波電源３１より印加される電力は第１段階目の電力の設定値となった段階で一定となる一方、反射波の電力は整合回路１６２によるマッチングによって徐々に低下していく。
【００６１】
この間、バイアス用高周波電源ユニット３側で計測された反射波の電力値は、ソース用高周波電源ユニット２へとリアルタイムで送信されており（ステップＳ３０３）、ソース用高周波電源ユニット２においては、この電力値を受信して（ステップＳ２０２）、当該電力値が第２のしきい値以下となるまでバイアス用高周波電源ユニット３側の反射波を監視する（ステップＳ２０３；ＮＯ）。
【００６２】
そして、この反射波の電力値が一旦増大してその後、第２のしきい値よりも小さくなったことが既述のパルス出力回路２２２の作用により検知されると（ステップＳ２０３；ＹＥＳ）、タイミング信号が生成され、待機時間Δｔ０が経過した後の時刻Ｔ２’において電力制御部２１１が作動し、ソース側の高周波電源２１よりプロセス時の電力よりも低い第１段階目の電力が下部電極４１に印加される（ステップＳ２０４）。
【００６３】
この結果、図７（ｂ）、図７（ｄ）に示すようにソース側、バイアス側の双方の高周波電源２１、３１に向けて負荷側から反射波が伝播する。このときバイアス側においては自己の側に伝播してきた反射波の電力値が計測され（ステップＳ３０４）、またソース側においては、当該ソース側で計測された反射波の電力値がバイアス側へ向けて出力される（ステップＳ２０５）。
【００６４】
バイアス側では自己の反射波についての電力値の計測結果（図６、ステップＳ３０４）、及びソース側からの受信した反射波の電力値（ステップＳ３０５）が各々第３のしきい値、第４のしきい値以下の値となるまでこれらの値を監視する（ステップＳ３０６；ＮＯ）。そして、バイアス側の反射波の電力値が第３のしきい値以下となり、ソース側より受信した反射波の電力値が一旦増大してその後、第４のしきい値以下となったら（ステップＳ３０６；ＹＥＳ）、タイミング信号が生成され、待機時間Δｔ０が経過した後の時刻Ｔ３’において電力制御部３１１が作動し、バイアス側の高周波電源３１よりプロセス時の電力が下部電極４１に印加される（ステップＳ３０７）。
【００６５】
以下、この電力の印加動作でソース側、バイアス側双方に発生した反射波の電力値をリアルタイムで計測（ステップＳ２０６）、送受信して（ステップＳ３０８、Ｓ２０７）監視し（ステップＳ２０８；ＮＯ）、各々の電力値が第１、第２のしきい値以下となったら（ステップＳ２０８；ＹＥＳ）、タイミング信号が生成され、待機時間Δｔ０が経過した後の時刻Ｔ４’にて今度はソース側の高周波電源２１よりプロセス時の電力が下部電極４１に印加されて（ステップＳ２０９）、電力供給に関する起動動作を終える（エンド）。この結果、処理空間１３内に安定したプラズマが形成されて基板Ｓのエッチング処理が開始されることとなる。
【００６６】
本実施の形態によれば以下の効果がある。プラズマの立ち上げ時に複数の高周波電源２１、３１の出力電力を順番に段階的に大きくするエッチング処理装置１において、出力電力を１段階大きくする順番が回ってきた一の高周波電源２１、３１について、少なくとも他の高周波電源３１、２１の反射波の電力値がしきい値以下になった後、待機時間が経過したときに当該一の高周波電源２１、３１の出力電力を１段階大きくするようにしているため、例えば予め設定した時間の経過を待って次のステップの高周波電力を印加する方法と比較して、反射波が十分減衰しないうちに次のステップが実行され反射波がエッチング装置の回路内を重畳的に伝播してプラズマを形成できないといった事態の発生を防止してエッチング処理装置１を安定的に起動することができる一方、反射波が早く減衰した場合には無駄な待ち時間を生じることなく迅速に次のステップを実行して迅速な起動を実現できる。
【００６７】
そして本例では他の高周波電源３１、２１の反射波がしきい値以下となったことと、当該一の高周波電源２１、３１である自己側において計測された高周波電力の反射波がしきい値以下となったこととの両条件が成立してから出力電力を１段階大きくするようにしているため、反射波が減衰するタイミングが入れ替わるような場合においても安定してエッチング処理装置１を起動することができる。
【００６８】
また各高周波電源ユニット２、３には、反射波の電力値の送受信（伝送）を直接行うための信号伝送路が設けられており、タイミング信号生成部２２、３２が各高周波電源ユニット２、３に設けられていることから、これらの高周波電源ユニット２、３は制御部１００を介さずに高周波電源２１、３１を直接制御してその出力を増大させることができる。通常、エッチング処理装置１の起動時には、制御部１００は処理容器１０内の圧力制御やエッチングガスの供給量制御などを並行して実行しており、負荷の高い状態となっている。このため、反射波の電力値がしきい値以下となったか否かの判断や、この判断結果に基づいて高周波電源２１、３１の出力を増大させる制御を制御部１００側で行うと、これらの動作に遅延を生ずるおそれがある。この点、各高周波電源ユニット２、３は電力の供給動作に特化してこれらの判断や制御を実行することが可能であり、制御部１００にかかる負担を軽減して迅速な起動動作を実現することができる。
【００６９】
ここで図１に示したエッチング処理装置１においては、ソース側、バイアス側双方の高周波電力ユニット２、３を下部電極４１に接続する、いわゆる下部二周波タイプのエッチング処理装置１を示したが、高周波電力ユニット２、３の接続方式はこれに限定されるものではなく、例えばソース用高周波電源ユニット２を上部電極５１側に接続し、バイアス用高周波電源ユニット３を下部電極４１に接続するいわゆる上下二周波タイプのエッチング処理装置１にも本発明は適用することができる。
【００７０】
またエッチング処理装置１に設ける高周波電源の数も２つに限定されるものではなく、３つ以上であってもよい。例えばプラズマ形成用の電力を大容量で印加するために例えばソース側として２つの高周波電源Ｓ１、Ｓ２を下部電極４１に接続し、さらにバイアス側の高周波電源Ｂを下部電極４１に接続して下部二周波型のエッチング処理装置１を構成する場合などが考えられる。
【００７１】
この場合には、各高周波電源Ｓ１、Ｓ２、Ｂの出力を増大させるシーケンスは、例えば高周波電源Ｂ→高周波電源Ｓ１→高周波電源Ｓ２→高周波電源Ｂ→…、というように、３つの高周波電源Ｓ１、Ｓ２、Ｂの出力を順繰りに増大させてもよいし、高周波電源Ｂ→高周波電源Ｓ１とＳ２→高周波電源Ｂ→…というようにバイアス側、ソース側の出力を交互に増大させるようにしてもよい。いずれのシーケンスにおいても、出力電力を１段階大きくする順番が回ってきた一の高周波電源について、他の高周波電源の反射波の計測電力値がしきい値以下になった後、当該一の高周波電源の出力電力を１段階大きくするように構成することが可能である。
【００７２】
また図３、図４に示した各高周波電源ユニット２、３においては、自己の反射波の電力値と相手側の反射波の電力値との双方が予め設定したしきい値以下となった場合に限り各高周波電源２１、３１の出力電力を増大させる構成となっているが、例えば相手側の反射波のみが予め設定したしきい値以下となったことを検知して出力を増大させる構成としてもよい。
【００７３】
これは例えば図７（ｂ）及び図７（ｄ）を用いて既に説明したように、出力を増大させた高周波電源側に発生する反射波の方が減衰するまでに長い時間を要し、出力を増大させていない他方側に発生する反射波の方が比較的短い時間で減衰することが一般的であり、当該他方側の出力を増大させるにあたっては、相手側、即ち出力を増大させた高周波電源側に発生する反射波の値を監視しておけば十分な場合も多いからである。
【００７４】
さらにまた反射波の電力値が予め設定したしきい値以下となったか否かを判断する手法は、図３、図４に示したハードウェア的な手法により論理回路を用いて行う場合に限定されず、例えば各高周波電源ユニット２、３にＣＰＵを設けて、当該ＣＰＵにてソフトウェア的に判断を行うようにしてもよい。また、各高周波電源ユニット２、３にてこれらの判断を行う場合に限定されず、エッチング処理装置１全体の動作制御を行う制御部１００にて反射波の電力値の計測結果を取得し、しきい値以下となったか否かの判断を行って各高周波電源２１、３１の出力を増大させてもよいことは勿論である。
【００７５】
そしてこの判断は、図３、図４の実施の形態中に示したように、反射波の電力値の計測結果を反射波情報として相手側に送信して、これを受信した相手側にて、しきい値以下となったか否かを判断する方式に限定されるものではなく、反射波の電力値を計測した高周波電源２１、３１側にて当該電力値が相手側の出力を増大可能なしきい値以下となったか否かを判断し、相手側にはその電力値がしきい値以下となったことを示す判断信号を反射波情報として送信するようにしてもよい。
【００７６】
この他、複数の高周波電源を設けるプラズマ処理装置は、図１に示した並行平板型のものに限定されるものではなく、例えば誘導結合プラズマ（Inductively Coupled Plasma）型のエッチング装置の例えばらせん状コイルと下部電極とに夫々高周波電源を設けた場合などにおいても本発明は適用することができる。
【００７７】
また上述の実施の形態においては、プラズマの立ち上げ時に一の高周波電源２１、３１について、少なくとも他の高周波電源３１、２１の反射波の電力値がしきい値以下になってから当該一の高周波電源２１、３１の出力電力を１段階大きくする例について説明したが、本発明の適用可能なケースはプラズマの立ち上げ時に限定されない。例えば、処理容器１０内におけるプラズマ形成領域や、プラズマの電子温度、電子密度の調整など、エッチング処理装置１の状態を変更する目的で、例えば図８（ａ）、図８（ｂ）に示すようにソース側、バイアス側の各高周波電源ユニット２、３の印加電力を第１のプロセス時の電力から、第２のプロセス時の電力まで例えば中間電力を挟んで段階的に立ち上げていく場合にも本発明は適用することができる。
【００７８】
また図８に示した例とは逆に例えば図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、エッチング処理装置１の状態を変更する目的で、ソース側、バイアス側の各高周波電源ユニット２、３の印加電力を第１のプロセス時の電力から、第２のプロセス時の電力まで段階的に立ち下げていく場合、あるいは、一方は段階的に立ち上げて、他方は段階的に立ち下げる場合やなど、複数の高周波電源の出力電力を変化させる場合にも本発明は適用することができる。そして、この場合の運転状態の変更には、例えばエッチング処理装置１を停止する場合も含んでおり、この場合は図９に示した第２のプロセス時の電力はゼロとなる。
【００７９】
また、段階的な出力電力の変更（立ち上げや立ち下げ）は、各高周波電源３１、２１の出力の変更を順番に変更する場合に限定されるものではなく、例えば一方側を連続して２段階以上に分けて立ち上げ、然る後、他方側を連続して２段階以上に分けて立ち上げる場合などにも、双方の高周波電源３１、２１の反射波の電力値がしきい値以下になってから各段階の出力変更を実行するとよい。
【００８０】
さらにまた本発明の処理装置は、エッチング処理以外の例えばアッシングやＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）など、他の処理ガスを用いて被処理体に対して処理を行う処理に適用することができる。さらにまた被処理体としては角型の基板には限られず、ＦＰＤ基板や太陽電池用の基板の他、例えば円形の半導体ウエハなどであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本実施の形態に係るプラズマ処理装置の全体構成を示す縦断側面図である。
【図２】上記プラズマ処理装置に設けられた高周波電源ユニットの構成例を示すブロック図である。
【図３】ソース側の高周波電源ユニットの内部構成を示す説明図である。
【図４】バイアス側の高周波電源ユニットの内部構成を示す説明図である。
【図５】上記プラズマ処理装置の起動時における高周波電力の供給動作を示す第１の流れ図である。
【図６】前記高周波電力の供給動作を示す第２の流れ図である。
【図７】前記供給動作により、プラズマ処理装置に高周波電力が段階的に供給される様子を示す説明図である。
【図８】プラズマ状態を調整する際に、プラズマ処理装置に高周波電力が段階的に供給される様子を示す説明図である。
【図９】プラズマ状態を調整する際に、プラズマ処理装置に高周波電力が段階的に供給される様子を示す他の説明図である。
【図１０】従来型のプラズマ処理装置において高周波電力が段階的に供給される様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８２】
Ｓ          ＦＰＤ基板（基板）
１          エッチング処理装置
１０        処理容器
１６        マッチングボックス
１００      制御部
１０１      制御ボード
１６１、１６２
整合回路
２          ソース用高周波電源ユニット
２１        高周波電源
２２        タイミング信号生成部
２３        通信ボード
２１１      電力制御部
２１２      高周波電源本体
２１３      方向性結合器
２１４      反射波電力計
２１５      進行波電力計
２２１、２２４
コンパレータ
２２２      パルス出力回路
２２３      ワンショットマルチバイブレータ（ＯＭＶ）
２２５      否定回路
３          バイアス用高周波電源ユニット
３１        高周波電源
３２        タイミング信号生成部
３３        通信ボード
３１１      電力制御部
３１２      高周波電源本体
３１３      方向性結合器
３１４      反射波電力計
３１５      進行波電力計
３２１、３２４
コンパレータ
３２２      パルス出力回路
３２３、３２６
ＯＭＶ
３２５      否定回路
３２７      ＯＲ回路
４１        下部電極
５１        上部電極
５４        処理ガス供給部
【図１】
2010135422.tif 000003
【図２】
2010135422.tif 000004
【図３】
2010135422.tif 000005
【図４】
2010135422.tif 000006
【図５】
2010135422.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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