(57)【要約】      （修正有）【課題】反射波の変動を確実に検出し、異常放電の発生を未然に防止するプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】第２の高周波電源部からの高周波の供給が安定した後、時刻Ｔ３で第１の高周波電源部及び第２の高周波電源部において、遮断用しきい値のレベルを、ともに相対的に低いレベルに切り替える。この遮断用しきい値の相対的に低いレベルは、第１の高周波電源部及び第２の高周波電源部において、ともに同じ時間（時刻Ｔ３からＴ４まで）継続される。時刻Ｔ４で第１の高周波電源部より１回目の電力供給の増加が開始されると、しきい値設定部は遮断用しきい値を設定し直し、それぞれ、相対的に高いレベルに引き上げる。この相対的に高いレベルは、第１の高周波電源部及び第２の高周波電源部において、ともに同じ時間（時刻Ｔ４からＴ６まで）継続される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体を収容する処理容器と、
前記処理容器内で生成させる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と、
前記複数の高周波電源への反射波をそれぞれ検出する複数の反射波検出部と、
前記複数の高周波電源の出力を制御する電力制御部と、
前記複数の高周波電源のいずれかにおける反射波の検出値が、各高周波電源について予め設定された遮断用しきい値を超えた場合に、前記複数の高周波電源のすべてについて高周波の供給を遮断する遮断制御部と、
前記複数の高周波電源のいずれか一つにおいて、高周波の供給を開始するタイミング、もしくは出力を変化させるタイミングで、前記遮断用しきい値のすべてを相対的に高いレベルに設定し、前記複数の高周波電源のすべてについて、高周波の供給が安定した後に前記遮断用しきい値のすべてを相対的に低いレベルに切り替えるしきい値設定部と、
を備えたプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記複数の高周波電源として、少なくとも、第１の高周波電源と、前記第１の高周波電源とは周波数が異なる高周波を出力する第２の高周波電源と、を有し、
前記複数の反射波検出部として、前記第１の高周波電源への反射波を検出する第１の反射波検出部と、前記第２の高周波電源への反射波を検出する第２の反射波検出部と、を有し、
前記遮断制御部は、前記第１の高周波電源における反射波の検出値又は前記第２の高周波電源における反射波の検出値のいずれか片方が、それぞれについて予め設定された遮断用しきい値を超えた場合に、前記第１の高周波電源及び前記第２の高周波電源の両方の高周波の供給を遮断し、
前記しきい値設定部は、前記第１の高周波電源又は前記第２の高周波電源のいずれか一方において、高周波の供給を開始するタイミング、もしくは出力を変化させるタイミングで、前記遮断用しきい値をともに相対的に高いレベルに設定し、前記第１の高周波電源及び前記第２の高周波電源からの高周波の供給が安定した後に前記遮断用しきい値のレベルをともに相対的に低いレベルに切り替える請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記プラズマを立ち上げる過程で、前記電力制御部は、前記第１の高周波電源及び前記第２の高周波電源からの高周波の出力を、それぞれ段階的に増加させるソフトスタート制御を行う請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記電力制御部は、前記第１の反射波検出部による反射波の検出値及び前記第２の反射波検出部による反射波の検出値が、それぞれ、予め設定された立ち上げ用しきい値以下になった後に、前記第１の高周波電源からの高周波の出力を増加させるように制御する請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記しきい値設定部は、前記第１の反射波検出部による反射波の検出値及び前記第２の反射波検出部による反射波の検出値が、それぞれ、予め設定された立ち上げ用しきい値以下になった後、前記第１の高周波電源からの高周波の出力を増加させるまでの間に、前記遮断用しきい値を前記相対的に低いレベルに設定する請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記電力制御部は、前記第１の反射波検出部による反射波の検出値及び前記第２の反射波検出部による反射波の検出値が、それぞれ、予め設定された立ち上げ用しきい値以下になった後に、前記第２の高周波電源からの高周波の出力を増加させるように制御する請求項５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記しきい値設定部は、前記第１の反射波検出部による反射波の検出値及び前記第２の反射波検出部による反射波の検出値が、予め設定された立ち上げ用しきい値以下になった後、前記第２の高周波電源からの高周波の出力を増加させるまでの間に、前記遮断用しきい値を前記相対的に低いレベルに設定する請求項６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記相対的に高いレベルの遮断用しきい値が、前記第１の高周波電源又は第２の高周波電源からそれぞれ出力される定格電力値の２５％以上である請求項２から７のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記相対的に低いレベルの遮断用しきい値が、前記第１の高周波電源又は第２の高周波電源からそれぞれ出力される定格電力値の５％以下である請求項２から８のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記第１の高周波電源又は第２の高周波電源についてそれぞれ設定される前記遮断用しきい値の前記相対的に低いレベルの設定期間が同じである請求項２から９のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記第１の高周波電源又は第２の高周波電源についてそれぞれ設定される前記遮断用しきい値の前記相対的に高いレベルの設定期間が同じである請求項２から１０のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１２】
被処理体を収容する処理容器と、
前記処理容器内で生成させる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と、
前記複数の高周波電源への反射波をそれぞれ検出する複数の反射波検出部と、
前記複数の高周波電源の出力を制御する電力制御部と、
前記複数の高周波電源のいずれにおける反射波の検出値が、各高周波電源について予め設定された遮断用しきい値を超えた場合に、前記複数の高周波電源のすべてについて高周波の供給を遮断する遮断制御部と、
を備え、前記処理容器でプラズマを生成させて被処理体を処理するプラズマ処理装置の運転方法であって、
前記複数の高周波電源のいずれか一つにおいて、高周波の供給を開始するタイミング、もしくは出力を変化させるタイミングで、前記遮断用しきい値のすべてを相対的に高いレベルに設定するステップと、
前記複数の高周波電源のすべてについて、高周波の供給が安定した後に前記遮断用しきい値のすべてを相対的に低いレベルに切り替えるステップと、
を含むプラズマ処理装置の運転方法。
【請求項１３】
前記高周波の出力を変化させる場合に、
前記複数の高周波電源への反射波の電力値を計測する工程と、
高周波の出力を変化させる一の高周波電源を含むすべての高周波電源の反射波の検出値が予め設定されたしきい値以下であるか否かを判断する工程と、
前記すべての高周波電源の反射波の検出値が予め設定されたしきい値以下になった後、前記一の高周波電源の出力を変化させる工程と、
を含むことを特徴とする請求項１２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及びその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスや、液晶表示装置に代表されるフラット・パネル・ディスプレイ（ＦＰＤ）など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供給して、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たものが知られている。このようなエッチング装置の起動にあたっては、高周波電源から電極に高周波電力を供給することにより、平行平板型の電極間にプラズマが形成される。この際に大電力が短時間で供給されると、例えば高周波電源と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、電極側から高周波電源へ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り、異常放電の前兆ともなる。そこで、高周波電源からの電力供給を複数段階に分割して、徐々に電力を供給することにより起動時に発生する反射波電力を小さく抑えるソフトスタート制御が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、プラズマ処理装置では、他にも、さまざまな要因によって異常放電が発生する。異常放電が発生すると、部品の損傷やデバイスの破壊などの悪影響が生じる。そこで、上部電極又は下部電極のいずれか片方に高周波電力を供給する１周波方式のプラズマ処理装置において、反射波電力をしきい値と比較することによって異常放電を検出し、異常放電が検出された場合に、所定の時間幅で高周波電源を遮断制御する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１３５４２２号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００９／１１８９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
プラズマ処理装置における異常放電の発生は、電極側から高周波電源へ向かう反射波の変動を監視することによって検知できる。しかし、例えば反射波の変化率を指標に監視を行う方法では、反射波の変動が急激な場合は検知出来るが、反射波の変動が緩やかに起こる場合には検知できず、異常放電を引き起こしてしまう場合がある。
【０００７】
また、上記特許文献２の提案内容は、１周波方式のプラズマ処理装置を前提にしているため、プラズマに関与する高周波電力を２つの高周波電源からそれぞれ電極へ供給する２周波方式のプラズマ処理装置への適用は考慮されていない。
【０００８】
従って、本発明の目的は、プラズマに関与する高周波電力を少なくとも２つの高周波電源からそれぞれ上部電極及び／又は下部電極へ供給する方式のプラズマ処理装置において、反射波の変動を確実に検出し、異常放電の発生を未然に防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のプラズマ処理装置は、被処理体を収容する処理容器と、前記処理容器内で生成させる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と、前記複数の高周波電源への反射波をそれぞれ検出する複数の反射波検出部と、前記複数の高周波電源の出力を制御する電力制御部と、前記複数の高周波電源のいずれかにおける反射波の検出値が、各高周波電源について予め設定された遮断用しきい値を超えた場合に、前記複数の高周波電源のすべてについて高周波の供給を遮断する遮断制御部と、前記複数の高周波電源のいずれか一つにおいて、高周波の供給を開始するタイミング、もしくは出力を変化させるタイミングで、前記遮断用しきい値のすべてを相対的に高いレベルに設定し、前記複数の高周波電源のすべてについて、高周波の供給が安定した後に前記遮断用しきい値のすべてを相対的に低いレベルに切り替えるしきい値設定部と、を備えている。
【００１０】
本発明のプラズマ処理装置は、前記複数の高周波電源として、少なくとも、第１の高周波電源と、前記第１の高周波電源とは周波数が異なる高周波を出力する第２の高周波電源と、を有し、前記複数の反射波検出部として、前記第１の高周波電源への反射波を検出する第１の反射波検出部と、前記第２の高周波電源への反射波を検出する第２の反射波検出部と、を有し、前記遮断制御部は、前記第１の高周波電源における反射波の検出値又は前記第２の高周波電源における反射波の検出値のいずれか片方が、それぞれについて予め設定された遮断用しきい値を超えた場合に、前記第１の高周波電源及び前記第２の高周波電源の両方の高周波の供給を遮断し、前記しきい値設定部は、前記第１の高周波電源又は前記第２の高周波電源のいずれか一方において、高周波の供給を開始するタイミング、もしくは出力を変化させるタイミングで、前記遮断用しきい値をともに相対的に高いレベルに設定し、前記第１の高周波電源及び前記第２の高周波電源からの高周波の供給が安定した後に前記遮断用しきい値のレベルをともに相対的に低いレベルに切り替えるものであってもよい。
【００１１】
本発明のプラズマ処理装置は、前記プラズマを立ち上げる過程で、前記電力制御部は、前記第１の高周波電源及び前記第２の高周波電源からの高周波の出力を、それぞれ段階的に増加させるソフトスタート制御を行ってもよい。
【００１２】
本発明のプラズマ処理装置において、前記電力制御部は、前記第１の反射波検出部による反射波の検出値及び前記第２の反射波検出部による反射波の検出値が、それぞれ、予め設定された立ち上げ用しきい値以下になった後に、前記第１の高周波電源からの高周波の出力を増加させるように制御するものであってもよい。
【００１３】
本発明のプラズマ処理装置において、前記しきい値設定部は、前記第１の反射波検出部による反射波の検出値及び前記第２の反射波検出部による反射波の検出値が、それぞれ、予め設定された立ち上げ用しきい値以下になった後、前記第１の高周波電源からの高周波の出力を増加させるまでの間に、前記遮断用しきい値を前記相対的に低いレベルに設定するものであってもよい。
【００１４】
本発明のプラズマ処理装置において、前記電力制御部は、前記第１の反射波検出部による反射波の検出値及び前記第２の反射波検出部による反射波の検出値が、それぞれ、予め設定された立ち上げ用しきい値以下になった後に、前記第２の高周波電源からの高周波の出力を増加させるように制御するものであってもよい。
【００１５】
本発明のプラズマ処理装置において、前記しきい値設定部は、前記第１の反射波検出部による反射波の検出値及び前記第２の反射波検出部による反射波の検出値が、予め設定された立ち上げ用しきい値以下になった後、前記第２の高周波電源からの高周波の出力を増加させるまでの間に、前記遮断用しきい値を前記相対的に低いレベルに設定するものであってもよい。
【００１６】
本発明のプラズマ処理装置は、前記相対的に高いレベルの遮断用しきい値が、前記第１の高周波電源又は第２の高周波電源からそれぞれ出力される定格電力値の２５％以上であってもよい。
【００１７】
本発明のプラズマ処理装置は、前記相対的に低いレベルの遮断用しきい値が、前記第１の高周波電源又は第２の高周波電源からそれぞれ出力される定格電力値の５％以下であってもよい。
【００１８】
本発明のプラズマ処理装置は、前記第１の高周波電源又は第２の高周波電源についてそれぞれ設定される前記遮断用しきい値の前記相対的に低いレベルの設定期間が同じであってもよい。
【００１９】
本発明のプラズマ処理装置は、前記第１の高周波電源又は第２の高周波電源についてそれぞれ設定される前記遮断用しきい値の前記相対的に高いレベルの設定期間が同じであってもよい。
【００２０】
本発明のプラズマ処理装置の運転方法は、被処理体を収容する処理容器と、前記処理容器内で生成させる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と、前記複数の高周波電源への反射波をそれぞれ検出する複数の反射波検出部と、前記複数の高周波電源の出力を制御する電力制御部と、前記複数の高周波電源のいずれにおける反射波の検出値が、各高周波電源について予め設定された遮断用しきい値を超えた場合に、前記複数の高周波電源のすべてについて高周波の供給を遮断する遮断制御部と、を備え、前記処理容器でプラズマを生成させて被処理体を処理するプラズマ処理装置の運転方法である。
【００２１】
本発明のプラズマ処理装置の運転方法は、前記複数の高周波電源のいずれか一つにおいて、高周波の供給を開始するタイミング、もしくは出力を変化させるタイミングで、前記遮断用しきい値のすべてを相対的に高いレベルに設定するステップと、前記複数の高周波電源のすべてについて、高周波の供給が安定した後に前記遮断用しきい値のすべてを相対的に低いレベルに切り替えるステップと、を含んでいてもよい。
【００２２】
本発明のプラズマ処理装置の運転方法は、前記高周波の出力を変化させる場合に、前記複数の高周波電源への反射波の電力値を計測する工程と、高周波の出力を変化させる一の高周波電源を含むすべての高周波電源の反射波の検出値が予め設定されたしきい値以下であるか否かを判断する工程と、前記すべての高周波電源の反射波の検出値が予め設定されたしきい値以下になった後、前記一の高周波電源の出力を変化させる工程と、を含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、複数の高周波電源のいずれか一つにおいて高周波の供給を開始し、もしくは変化させるタイミングで遮断用しきい値のすべてを相対的に高いレベルに設定し、複数の高周波電源のすべてについて高周波の供給が安定した後に遮断用しきい値のすべてを相対的に低いレベルに切り替えることによって、反射波の変動を確実に検出し、異常放電の発生を未然に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施の形態に係るプラズマエッチング装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るプラズマエッチング装置の制御部のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】図２におけるモジュールコントローラのハードウェア構成を示すブロック図である。
【図４】２つの高周波電源部の構成と、モジュールコントローラの機能構成との関係について説明するブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置の運転方法の一例を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置の運転方法の手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の処理装置の第１の実施の形態としてのプラズマエッチング装置の概略構成を示す断面図である。図１に示したように、プラズマエッチング装置１００は、被処理体として、例えばＦＰＤ用のガラス基板（以下、単に「基板」と記す）Ｓに対してエッチングを行なう容量結合型の平行平板プラズマエッチング装置として構成されている。なお、ＦＰＤとしては、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネセンス（Electro Luminescence；ＥＬ）ディスプレイ、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等が例示される。
【００２７】
このプラズマエッチング装置１００は、内側が陽極酸化処理（アルマイト処理）されたアルミニウムからなる角筒形状に成形された処理容器１を有している。処理容器１の本体（容器本体）は、底壁１ａ、４つの側壁１ｂ（２つのみ図示）によって構成されている。また、処理容器１の本体の上部には、蓋体１ｃが接合されている。図示は省略するが、側壁１ｂには基板搬送用開口と、これを封止するゲートバルブが設けられている。なお、処理容器１は接地されている。
【００２８】
蓋体１ｃは、図示しない開閉機構により、側壁１ｂに対して開閉可能に構成されている。蓋体１ｃを閉じた状態で蓋体１ｃと各側壁１ｂとの接合部分は、Ｏリング３によってシールされ、処理容器１内の気密性が保たれている。
【００２９】
処理容器１内の底部には、枠形状の絶縁部材１０が配置されている。絶縁部材１０の上には、基板Ｓを載置可能な載置台であるサセプタ１１が設けられている。下部電極でもあるサセプタ１１は、基材１２を備えている。基材１２は、例えばアルミニウムやステンレス鋼（ＳＵＳ）などの導電性材料で形成されている。基材１２は、絶縁部材１０の上に配置され、両部材の接合部分にはＯリングなどのシール部材１３が配備されて気密性が維持されている。絶縁部材１０と処理容器１の底壁１ａとの間も、Ｏリングなどのシール部材１４により気密性が維持されている。基材１２の側部外周は、絶縁部材１５により囲まれている。これによって、サセプタ１１の側面の絶縁性が確保され、プラズマ処理の際の異常放電が防止されている。
【００３０】
サセプタ１１の上方には、このサセプタ１１と平行に、かつ対向して上部電極として機能するシャワーヘッド３１が設けられている。シャワーヘッド３１は処理容器１の上部の蓋体１ｃに支持されている。シャワーヘッド３１は中空状をなし、その内部には、ガス拡散空間３３が設けられている。また、シャワーヘッド３１の下面（サセプタ１１との対向面）には、処理ガスを吐出する複数のガス吐出孔３５が形成されている。このシャワーヘッド３１は、サセプタ１１とともに一対の平行平板電極を構成している。
【００３１】
シャワーヘッド３１の上部中央付近には、ガス導入口３７が設けられている。このガス導入口３７には、処理ガス供給管３９が接続されている。この処理ガス供給管３９には、２つのバルブ４１，４１およびマスフローコントローラ（ＭＦＣ）４３を介して、エッチングのための処理ガスを供給するガス供給源４５が接続されている。処理ガスとしては、例えばハロゲン系ガスやＯ２ガスのほか、Ａｒガス等の希ガスなどを用いることができる。
【００３２】
処理容器１内の底壁１ａには、複数の箇所（例えば８か所）に貫通した排気用開口５１が形成されている。各排気用開口５１には、排気管５３が接続されている。排気管５３は、その端部にフランジ部５３ａを有しており、このフランジ部５３ａと底壁１ａとの間にＯリング（図示省略）を介在させた状態で固定されている。排気管５３には、ＡＰＣバルブ５５が設けられており、さらに排気管５３は排気装置５７に接続されている。排気装置５７は、例えばターボ分子ポンプなどの真空ポンプを備えており、これにより処理容器１内を所定の減圧雰囲気まで真空引きすることが可能に構成されている。
【００３３】
シャワーヘッド３１には、給電線６１が接続されている。この給電線６１には、マッチングボックス（Ｍ．Ｂ．）６３を介してプラズマ形成用（ソース用）の第１の高周波電源部６５が接続されている。これにより、第１の高周波電源部６５から例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力が、上部電極としてのシャワーヘッド３１に供給される。
【００３４】
サセプタ１１の基材１２には、給電線７１が接続されている。この給電線７１には、マッチングボックス（Ｍ．Ｂ．）７３を介してバイアス用の第２の高周波電源部７５が接続されている。これにより、第２の高周波電源部７５から例えば３．２ＭＨｚの高周波電力が、下部電極としてのサセプタ１１に供給される。なお、給電線７１は、底壁１ａに形成された貫通開口部としての給電用開口７７を介して処理容器１内に導入されている。
【００３５】
マッチングボックス（Ｍ．Ｂ．）６３内には、一端側が例えば同軸ケーブルを介して第１の高周波電源部６５に接続された整合回路（図示省略）が設けられており、この整合回路の他端側は上部電極であるシャワーヘッド３１に接続されている。整合回路はプラズマのインピーダンスに合わせて負荷（プラズマ）と第１の高周波電源部６５との間におけるインピーダンス調整（マッチング）を行い、プラズマエッチング装置１００の回路内に発生した反射波を減衰させる役割を果たす。
【００３６】
マッチングボックス（Ｍ．Ｂ．）７３内には、一端側が例えば同軸ケーブルを介して第２の高周波電源部７５に接続された整合回路（図示省略）が設けられており、この整合回路の他端側は下部電極であるサセプタ１１に接続されている。整合回路はプラズマのインピーダンスに合わせて負荷（プラズマ）と第２の高周波電源部７５との間におけるインピーダンス調整（マッチング）を行い、プラズマエッチング装置１００の回路内に発生した反射波を減衰させる役割を果たす。
【００３７】
プラズマエッチング装置１００の各構成部は、制御部８０に接続されて制御される構成となっている。図２を参照して、本実施の形態のプラズマエッチング装置１００をその一部分に含む基板処理システムの制御部８０について説明する。図２は、制御部８０のハードウェア構成を示すブロック図である。図２に示したように、制御部８０は、装置コントローラ（Equipment Controller；以下、「ＥＣ」と記すことがある）８１と、複数（図２では２つのみ図示しているが、これに限るものではない）のモジュールコントローラ（Module Controller；以下、「ＭＣ」と記すことがある）８３と、ＥＣ８１とＭＣ８３とを接続するスイッチングハブ（ＨＵＢ）８５とを備えている。
【００３８】
ＥＣ８１は、複数のＭＣ８３を統括して、基板処理システムの全体の動作を制御する主制御部（マスタ制御部）である。複数のＭＣ８３は、それぞれ、ＥＣ８１の制御の下で、プラズマエッチング装置１００をはじめとする各モジュールの動作を制御する副制御部（スレーブ制御部）である。スイッチングハブ８５は、ＥＣ８１からの制御信号に応じて、ＥＣ８１に接続されるＭＣ８３を切り替える。
【００３９】
ＥＣ８１は、基板処理システムで実行される基板Ｓに対する各種処理を実現するための制御プログラムと、処理条件データ等が記録されたレシピとに基づいて、各ＭＣ８３に制御信号を送ることによって、基板処置システムの全体の動作を制御する。
【００４０】
制御部８０は、更に、サブネットワーク８７と、ＤＩＳＴ（Distribution）ボード８８と、入出力（以下、Ｉ／Ｏと記す。）モジュール８９と、を備えている。各ＭＣ８３は、サブネットワーク８７およびＤＩＳＴボード８８を介してＩ／Ｏモジュール８９に接続されている。
【００４１】
Ｉ／Ｏモジュール８９は、複数のＩ／Ｏ部９０を有している。Ｉ／Ｏ部９０は、プラズマエッチング装置１００をはじめとする各モジュールの各エンドデバイスに接続されている。図示しないが、Ｉ／Ｏ部９０には、デジタル信号、アナログ信号およびシリアル信号の入出力を制御するためのＩ／Ｏボードが設けられている。各エンドデバイスに対する制御信号は、それぞれＩ／Ｏ部９０から出力される。また、各エンドデバイスからの出力信号は、それぞれＩ／Ｏ部９０に入力される。プラズマエッチング装置１００において、Ｉ／Ｏ部９０に接続されたエンドデバイスとしては、例えば、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）４３、ＡＰＣバルブ５５、排気装置５７、２つのマッチングボックス６３，７３、２つの高周波電源部（第１の高周波電源部６５，第２の高周波電源部７５）などが挙げられる。
【００４２】
ＥＣ８１は、ＬＡＮ（Local  Area  Network）９１を介して、基板処理システムが設置されている工場全体の製造工程を管理するＭＥＳ（Manufacturing  Execution  System）としてのコンピュータ９３に接続されている。コンピュータ９３は、基板処理システムの制御部８０と連携して工場における工程に関するリアルタイム情報を基幹業務システムにフィードバックすると共に、工場全体の負荷等を考慮して工程に関する判断を行う。コンピュータ９３は、例えば他のコンピュータ９５などの情報処理機器に接続されていてもよい。
【００４３】
次に、図３を参照して、ＭＣ８３のハードウェア構成の一例について説明する。ＭＣ８３は、主制御部１０１と、キーボード、マウス等の入力装置１０２と、プリンタ等の出力装置１０３と、表示装置１０４と、記憶装置１０５と、外部インターフェース１０６と、これらを互いに接続するバス１０７とを備えている。主制御部１０１は、ＣＰＵ（中央処理装置）１１１、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１１２およびＲＯＭ（リードオンリメモリ）１１３を有している。記憶装置１０５は、情報を記憶できるものであれば、その形態は問わないが、例えばハードディスク装置または光ディスク装置である。また、記憶装置１０５は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体１１５に対して情報を記録し、また記録媒体１１５より情報を読み取るようになっている。記録媒体１１５は、情報を記録できるものであれば、その形態は問わないが、例えばハードディスク、光ディスク、フラッシュメモリなどである。記録媒体１１５は、本実施の形態に係るプラズマエッチング方法のレシピを記録した記録媒体であってもよい。
【００４４】
ＭＣ８３では、ＣＰＵ１１１が、ＲＡＭ１１２を作業領域として用いて、ＲＯＭ１１３または記憶装置１０５に格納されたプログラムを実行することにより、本実施の形態のプラズマエッチング装置１００において基板Ｓに対するプラズマエッチング処理を実行できるようになっている。なお、図２に示したＥＣ８１や、コンピュータ９３，９５のハードウェア構成も、図３に示したものとほぼ同様の構成になっている。
【００４５】
次に、図４を参照して、第１の高周波電源部６５及び第２の高周波電源部７５の構成と、ＭＣ８３の機能構成との関係について説明する。図４は、第１の高周波電源部６５及び第２の高周波電源部７５の構成と、ＭＣ８３の機能構成の一部分を抜粋して示す機能ブロック図である。なお、以下の説明では、ＭＣ８３のハードウェア構成が図３に示した構成になっているものとして、図３中の符号も参照する。
【００４６】
図４に示したようにＭＣ８３は、電力制御部１２１と、遮断制御部１２２と、しきい値設定部１２３と、を備えている。これらは、ＣＰＵ１１１が、ＲＡＭ１１２を作業領域として用いて、ＲＯＭ１１３または記憶装置１０５に格納されたソフトウエア（プログラム）を実行することによって実現される。
【００４７】
第１の高周波電源部６５は、発振部１３１、演算増幅部１３２、電力増幅部１３３及びセンサ部１３４を備えている。ここで、発振部１３１、演算増幅部１３２及び電力増幅部１３３は、高周波電源１３５を構成している。
【００４８】
第２の高周波電源部７５は、発振部１４１、演算増幅部１４２、電力増幅部１４３及びセンサ部１４４を備えている。ここで、発振部１４１、演算増幅部１４２及び電力増幅部１４３は、高周波電源１４５を構成している。
【００４９】
発振部１３１，１４１は、高周波信号を生成する。この高周波信号の周波数は、プラズマ負荷に供給する高周波に応じて定めることができる。
【００５０】
演算増幅部１３２，１４２は、電力制御部１２１の指令信号に基づいて高周波信号の振幅を制御する。
【００５１】
電力増幅部１３３，１４３は、演算増幅部１３２，１４２からの出力信号を受け、電力を増幅させる。
【００５２】
センサ部１３４，１４４は、それぞれ、第１の高周波電源部６５又は第２の高周波電源部７５から負荷（プラズマ）に送られる進行波電力ＰＦおよび負荷（プラズマ）から第１の高周波電源部６５又は第２の高周波電源部７５に向かう反射波電力ＲＥＦを検出する。センサ部１３４，１４４は、進行波電力ＰＦおよび反射波電力ＲＥＦを検出し、進行波電力ＰＦの検出信号および反射波電力ＲＥＦの検出信号を電力制御部１２１、遮断制御部１２２及びしきい値設定部１２３に送る。
【００５３】
電力制御部１２１は、予め記憶装置１０５に保存されているレシピやパラメータ等に基づいて、第１の高周波電源部６５又は第２の高周波電源部７５の発振部１３１，１４１や演算増幅部１３２，１４２に制御信号を送信することにより、プラズマエッチング装置１００において所望のプラズマエッチング処理が行われるように電力供給を制御する。例えば、電力制御部１２１は、センサ部１３４，１４４から進行波電力ＰＦをフィードバック信号として受信し、このフィードバック信号と電力指令値との偏差に基づいてフィードバック制御を行い、第１の高周波電源部６５又は第２の高周波電源部７５の出力電力がそれぞれ電力指令値となるように制御する。電力制御部１２１によるフィードバック制御においては、電力指令値と進行波電力ＰＦとの差分信号を、出力電力を制御する指令信号として生成し、演算増幅部１３２，１４２に入力する。一方、演算増幅部１３２，１４２には、発振部１３１，１４１から、基準となる高周波信号も入力される。これによって、演算増幅部１３２，１４２は、負荷（プラズマ）に供給する電力が電力指令値となるように制御される。演算増幅部１３２，１４２の出力信号は、電力増幅部１３３，１４３によって所定電力とした後、それぞれ、マッチングボックス６３，７３を通して、シャワーヘッド３１，サセプタ１１に送られる。
【００５４】
また、電力制御部１２１は、センサ部１３４，１４４からの反射波電力ＲＥＦの検出信号を受けて必要により垂下制御を行い、反射波電力ＲＥＦの増加に伴う過電流や過電圧を抑制して電源を保護する。なお、電力制御部１２１による制御は、電力指令値に対して出力電力を制御する他、電圧指令値に対して出力電圧を制御することによって行うこともできる。
【００５５】
遮断制御部１２２は、センサ部１３４，１４４からの反射波電力ＲＥＦの検出信号を受けて第１の高周波電源部６５又は第２の高周波電源部７５による高周波電力供給の遮断処理を行う。具体的には、遮断制御部１２２は、センサ部１３４又はセンサ部１４４で検出した反射波電力ＲＥＦの検出信号と遮断用しきい値とを比較し、いずれかの反射波電力ＲＥＦの大きさが遮断用しきい値を越えたとき、発振部１３１及び発振部１４１の両方の動作を停止させる遮断指令信号を送出する。発振部１３１及び１４１の動作を停止させることによって、第１の高周波電源部６５及び第２の高周波電源部７５から負荷（プラズマ）への電力供給が一時的に停止する。なお、遮断制御部１２２による遮断制御として、電力供給を停止する代わりに、供給する電力量を低減させる制御を行うこともできる。例えば、発振部１３１，１４１の動作停止に代えて電力制御部１２１によって出力を抑制するようにしてもよい。
【００５６】
しきい値設定部１２３は、遮断制御部１２２が遮断処理を行う場合に参照する反射波電力ＲＥＦのしきい値を設定する。しきい値は、第１の高周波電源部６５と第２の高周波電源部７５とにおいて、それぞれ独立して設定することができる。第１の高周波電源部６５の遮断制御に用いる遮断用しきい値は、相対的に高いレベルのしきい値と、相対的に低いレベルのしきい値の少なくとも２種類を設定することができる。同様に、第２の高周波電源部７５の遮断制御に用いる遮断用しきい値も、相対的に高いレベルのしきい値と、相対的に低いレベルのしきい値の少なくとも２種類を設定することができる。
【００５７】
また、しきい値設定部１２３は、第１の高周波電源部６５又は第２の高周波電源部７５から、高周波の供給を開始するタイミング、もしくは、出力を変化させるタイミングで、遮断用しきい値を、それぞれ、相対的に高いレベルに設定する。そして、しきい値設定部１２３は、第１の高周波電源部６５又は第２の高周波電源部７５からの高周波電力の供給が安定した後、遮断用しきい値のレベルを相対的に低いレベルに切り替える。ここで、高周波電力の供給が安定した状態とは、マッチングボックス６３，７３によるインピーダンスのマッチングが完了し、例えば、センサ部１３４，１４４によって検出される反射波電力ＲＥＦが所定のしきい値以下（ゼロを含む）となった場合を意味する。また、相対的に高いレベルの遮断用しきい値は、プラズマの立ち上げ時に不可避的に発生する反射波によって遮断制御が行われないようにするため、例えば、第１の高周波電源部６５又は第２の高周波電源部７５からそれぞれ出力される定格電力値の２５％以上であり、好ましくは２５％以上１００％以下の範囲内とすることができる。また、相対的に低いレベルの遮断用しきい値は、異常放電につながる可能性がある反射波への対応を速やかに行うため、第１の高周波電源部６５又は第２の高周波電源部７５からそれぞれ出力される定格電力値の５％以下、好ましくは２％以上５％以下の範囲内とすることができる。
【００５８】
次に、以上のように構成されるプラズマエッチング装置１００における処理動作について説明する。まず、図示しないゲートバルブが開放された状態で基板搬送用開口を介して、被処理体である基板Ｓが、図示しない搬送装置のフォークによって処理容器１内へと搬入され、サセプタ１１へ受け渡される。その後、ゲートバルブが閉じられ、排気装置５７によって、処理容器１内が所定の真空度まで真空引きされる。
【００５９】
次に、バルブ４１を開放して、処理ガスをガス供給源４５から処理ガス供給管３９、ガス導入口３７を介してシャワーヘッド３１のガス拡散空間３３へ導入する。この際、マスフローコントローラ４３によって処理ガスの流量制御が行われる。ガス拡散空間３３に導入された処理ガスは、さらに複数のガス吐出孔３５を介してサセプタ１１上に載置された基板Ｓに対して均一に吐出され、処理容器１内の圧力が所定の値に維持される。
【００６０】
この状態で第１の高周波電源部６５から高周波電力がマッチングボックス６３を介してシャワーヘッド３１に供給される。これにより、上部電極としてのシャワーヘッド３１と下部電極としてのサセプタ１１との間に高周波電界が生じ、処理ガスが解離してプラズマ化する。このプラズマにより、基板Ｓにエッチング処理が施される。また、プラズマ処理の間、第２の高周波電源部７５からバイアス用の高周波電力がマッチングボックス７３を介してサセプタ１１に供給される。これにより、プラズマ中のイオンが基板Ｓへ引き込まれる。第１の高周波電源部６５及び第２の高周波電源部７５からの高周波電力供給の制御方法の詳細については後述する。
【００６１】
エッチング処理を施した後、第１の高周波電源部６５及び第２の高周波電源部７５からの高周波電力の供給を停止し、ガス導入を停止した後、処理容器１内を所定の圧力まで減圧する。次に、ゲートバルブを開放し、サセプタ１１から図示しない搬送装置のフォークに基板Ｓを受け渡し、処理容器１の基板搬送用開口から基板Ｓを搬出する。以上の操作により、基板Ｓに対するプラズマエッチング処理が終了する。
【００６２】
次に、図５を参照しながら、プラズマエッチング装置１００においてプラズマ着火（立ち上げ）を行う際の第１の高周波電源部６５及び第２の高周波電源部７５からの高周波電力供給の制御方法について説明する。図５は、第１の高周波電源部６５から上部電極（シャワーヘッド３１）へ、及び第２の高周波電源部７５から下部電極（サセプタ１１）へ、それぞれに高周波電力を供給してプラズマを立ち上げる際のソフトスタート制御のシーケンスの一例を示している。図５（ａ）〜（ｄ）までは、第１の高周波電源部６５からの電力供給に関し、図５（ｅ）〜（ｈ）までは、第２の高周波電源部７５からの電力供給に関する。
【００６３】
本実施の形態では、反射波の影響を抑えるため、第１の高周波電源部６５及び第２の高周波電源部７５からの電力供給の増加を例えば２段階に分けて行っている。図５（ａ）は、プラズマエッチング装置１００の動作を制御するＭＣ８３から送信される起動信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）を第１の高周波電源部６５にて受信するタイミングを示している。また、図５（ｅ）は同様の起動信号を第２の高周波電源部７５にて受信するタイミングを示している。
【００６４】
また、図５（ｂ）は、第１の高周波電源部６５の遮断制御に用いるしきい値の変化を示し、図５（ｆ）は、第２の高周波電源部７５の遮断制御に用いるしきい値の変化を示している。
【００６５】
また、図５（ｃ）は、第１の高周波電源部６５から上部電極に供給される高周波電力の出力変化を示し、図５（ｇ）は、第２の高周波電源部７５から下部電極に供給される高周波電力の出力変化を示している。
【００６６】
また、図５（ｄ）は、上部電極側のセンサ部１３４で検出される反射波の電力値の経時変化を示し、図５（ｈ）は、下部電極側のセンサ部１４４で検出される反射波の電力値の経時変化を示している。
【００６７】
また、図５（ａ）〜図５（ｈ）の横軸は時間を示している。
【００６８】
本実施の形態の電力供給シーケンスによれば、まず、第１の高周波電源部６５及び第２の高周波電源部７５は時刻Ｔ１にＭＣ８３より起動信号を受信する。第１の高周波電源部６５については上部電極への電力の供給を開始せずに待機する。一方、第２の高周波電源部７５は、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの時間をかけて、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段階」の電力値という）となるまで徐々に供給電力を上げていく。この際、第２の高周波電源部７５には、図５（ｈ）に示すように、下部電極側にて発生した反射波が伝播してくる。この場合、高周波電力の供給を段階的に行っていることにより、反射波の持つ電力は比較的小さく抑えられ、例えば１秒〜２秒間程度で減衰する。
【００６９】
そして、第２の高周波電源部７５からの供給電力は時刻Ｔ２で第１段階の電力値に達する。さらに、時刻Ｔ２から時間が経過して第２の高周波電源部７５への反射波が十分に減衰した後、時刻Ｔ４から第１の高周波電源部６５より１回目の電力の供給を開始し、時刻Ｔ５までの時間をかけて、第１段階の電力値まで上昇させる。このとき、第１の高周波電源部６５だけでなく、既に電力供給を開始している第２の高周波電源部７５を含め、第１の高周波電源部６５及び第２の高周波電源部７５の両方に反射波が伝播してくる。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。
【００７０】
次に、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考慮して、時刻Ｔ７から第２の高周波電源部７５による２回目の供給電力の上昇を開始し、時刻Ｔ８までの時間をかけて第２段階の電力値まで上昇させる。図５では、この第２段階の電力値が第２の高周波電源部７５によるプロセス時の設定電力値となっている。なお、第２の高周波電源部７５による供給電力をプロセス時の設定電力値まで上昇させる段階は２段階に限らず、３段階以上としてもよい。
【００７１】
次に、第２の高周波電源部７５の供給電力の上昇に伴う反射波が減衰した後、時刻Ｔ１０から第１の高周波電源部６５による２回目の供給電力の上昇を開始し、時刻Ｔ１１までの時間をかけて第２段階の電力値まで上昇させる。図５では、この第２段階の電力値が、第１の高周波電源部６５によるプロセス時の設定電力値となっている。なお、第１の高周波電源部６５による供給電力をプロセス時の設定電力値まで上昇させる段階は２段階に限らず、３段階以上としてもよい。
【００７２】
このように、本実施の形態では、第２の高周波電源部７５と第１の高周波電源部６５での高周波電力を交互に段階的に増加させる電力供給シーケンス（ソフトスタート制御）を行う。これによって、プラズマエッチング装置１００において、反射波の影響を抑え、且つ、できるだけ短時間でプラズマを立ち上げることができる。
【００７３】
次に、図５を参照しながら、遮断制御部１２２が遮断処理を行う場合に参照する遮断用しきい値の設定について説明する。上記のとおり、遮断用しきい値は、しきい値設定部１２３によって設定される。遮断用しきい値の大きさは、第１の高周波電源部６５、第２の高周波電源部７５のそれぞれについて独立して設定できるが、相対的に高いレベルと相対的に低いレベルの切り替えは、第１の高周波電源部６５、第２の高周波電源部７５において互いに関連付けて同じタイミングで行われる。
【００７４】
まず、しきい値設定部１２３は、図５（ｂ）、（ｆ）に示すように、初期状態（時刻Ｔ３まで）は、第１の高周波電源部６５及び第２の高周波電源部７５において、遮断用しきい値を、それぞれ、相対的に高いレベルに設定しておく。プラズマの立ち上げの初期には、比較的大きな反射波が発生しやすいためである。
【００７５】
次に、しきい値設定部１２３は、第２の高周波電源部７５からの高周波の供給が安定した後、時刻Ｔ３で第１の高周波電源部６５及び第２の高周波電源部７５において遮断用しきい値のレベルを、ともに相対的に低いレベルに切り替える。この遮断用しきい値の相対的に低いレベルは、第１の高周波電源部６５及び第２の高周波電源部７５において、ともに同じ時間（時刻Ｔ３からＴ４まで）継続される。高周波電力を変化させない時刻Ｔ３からＴ４までの期間では、遮断用しきい値のレベルを低下させておくことによって、異常放電につながる反射波への応答性を早めることが可能になり、異常放電を未然に防止できる。
【００７６】
次に、時刻Ｔ４で第１の高周波電源部６５より１回目の電力供給の増加が開始されると、しきい値設定部１２３は、図５（ｂ），（ｆ）に示すように、遮断用しきい値を設定し直し、それぞれ、相対的に高いレベルに引き上げる。この相対的に高いレベルは、第１の高周波電源部６５及び第２の高周波電源部７５において、ともに同じ時間（時刻Ｔ４からＴ６まで）継続される。上記のとおり、第１の高周波電源部６５による１回目の電力供給の増加は、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までかけて行われるため、この期間に第１の高周波電源部６５及び第２の高周波電源部７５においてそれぞれ反射波電力が検出される。センサ部１３４，１４４において検出される反射波は、第２の高周波電源部７５に比べ、直前に電力を変化させた第１の高周波電源部６５においてより長く検出され、時刻Ｔ５を少し過ぎたところで終息する。つまり、整合回路によるマッチングが完了する。第１の高周波電源部６５よって電力供給の増加を開始した時刻Ｔ４からマッチングが完了する時刻Ｔ６までの期間は、電力変化時に不可避な反射波が生成するため、遮断用しきい値を相対的に高いレベルに設定しておくことによって、スムーズなプラズマの立ち上げが可能になる。
【００７７】
整合回路によるマッチングが完了し、第１の高周波電源部６５による電力供給が安定化した段階で、しきい値設定部１２３は、時刻Ｔ６で第１の高周波電源部６５及び第２の高周波電源部７５において遮断用しきい値のレベルを相対的に低いレベルに切り替える。この遮断用しきい値の相対的に低いレベルは、第１の高周波電源部６５及び第２の高周波電源部７５において、ともに同じ時間（時刻Ｔ６からＴ７まで）継続される。高周波電力を変化させない時刻Ｔ６からＴ７までの期間では、遮断用しきい値のレベルを低下させておくことによって、異常放電につながる反射波への応答性を早めることが可能になり、異常放電を未然に防止できる。
【００７８】
次に、時刻Ｔ７で第２の高周波電源部７５より２回目の電力供給の増加が開始されると、しきい値設定部１２３は、図５（ｂ）、（ｆ）に示すように、遮断用しきい値を設定し直し、それぞれ、相対的に高いレベルに引き上げる。この相対的に高いレベルは、第１の高周波電源部６５及び第２の高周波電源部７５において、ともに同じ時間（時刻Ｔ７からＴ９まで）継続される。上記のとおり、第２の高周波電源部７５による２回目の電力供給の増加は、時刻Ｔ７から時刻Ｔ８までかけて行われ、第１の高周波電源部６５及び第２の高周波電源部７５においてそれぞれ反射波が検出される。センサ部１３４，１４４において検出される反射波は、第１の高周波電源部６５に比べ、直前に電力を変化させた第２の高周波電源部７５においてより長く検出され、時刻Ｔ８を少し過ぎたところで終息する。つまり、整合回路によるマッチングが完了する。第２の高周波電源部７５よって電力供給の増加を開始した時刻Ｔ７からマッチングが完了する時刻Ｔ９までの期間は、電力変化時に不可避な反射波が生成するため、遮断用しきい値を相対的に高いレベルに設定しておくことによって、スムーズなプラズマの立ち上げが可能になる。
【００７９】
整合回路によるマッチングが完了し、第２の高周波電源部７５による電力供給が安定化した段階で、しきい値設定部１２３は、時刻Ｔ９で第１の高周波電源部６５及び第２の高周波電源部７５において遮断用しきい値のレベルを相対的に低いレベルに切り替える。この遮断用しきい値の相対的に低いレベルは、第１の高周波電源部６５及び第２の高周波電源部７５において、ともに同じ時間（時刻Ｔ９からＴ１０まで）継続される。時刻Ｔ９からＴ１０までの期間では、高周波電力を変化させないため、遮断用しきい値のレベルを低下させておくことによって、異常放電につながる反射波への応答性を早めることが可能になり、異常放電を未然に防止できる。
【００８０】
次に、時刻Ｔ１０で第１の高周波電源部６５より第２回目の電力供給の増加が開始されると、しきい値設定部１２３は、図５（ｂ）、（ｆ）に示すように、遮断用しきい値を設定し直し、それぞれ、相対的に高いレベルに引き上げる。この相対的に高いレベルは、第１の高周波電源部６５及び第２の高周波電源部７５において、ともに同じ時間（時刻Ｔ１０からＴ１２まで）継続される。上記のとおり、第１の高周波電源部６５による２回目の電力供給の増加は、時刻Ｔ１０から時刻Ｔ１１までかけて行われ、第１の高周波電源部６５及び第２の高周波電源部７５においてそれぞれ反射波が検出される。センサ部１３４，１４４において検出される反射波は、第２の高周波電源部７５に比べ、直前に電力を変化させた第１の高周波電源部６５においてより長く検出され、時刻Ｔ１１を少し過ぎたところで終息する。つまり、整合回路によるマッチングが完了する。第１の高周波電源部６５よって電力供給の増加を開始した時刻Ｔ１０からマッチングが完了する時刻Ｔ１２までの期間は、電力変化時に不可避な反射波が生成するため、遮断用しきい値を相対的に高いレベルに設定しておくことによって、スムーズなプラズマの立ち上げが可能になる。
【００８１】
整合回路によるマッチングが完了し、第１の高周波電源部６５による第２段階の電力供給が安定化した段階で、しきい値設定部１２３は、時刻Ｔ１２で第１の高周波電源部６５及び第２の高周波電源部７５において遮断用しきい値のレベルを相対的に低いレベルに切り替える。図５では、第２段階の電力値が第２の高周波電源部７５によるプロセス時の設定電力値となっている。図示は省略するが、この遮断用しきい値の相対的に低いレベルは、第１の高周波電源部６５又は第２の高周波電源部７５のいずれかにおいて、ともに次の供給電力変化（例えば、プラズマの立ち下げ）が生じるまで継続される。
【００８２】
図５は、プラズマエッチング装置１００においてプラズマを立ち上げる場合を例に挙げているが、第１の高周波電源部６５又は第２の高周波電源部７５で検出される反射波が遮断用しきい値を超え、高周波電力の供給を停止した後で、再度、プラズマを立ち上げる場合にも、図５と同様のソフトスタート制御としきい値の切り替えを行うことができる。
【００８３】
次に、図５及び図６を参照しながら、プラズマエッチング装置１００において実施される運転方法の一形態としてＭＣ８３で行われるしきい値設定に関する手順を説明する。図６に示すフローチャートは、第２の高周波電源部７５からサセプタ１１へ供給する高周波電力値を増加させる場合のしきい値の設定手順を示している。このしきい値の設定手順は、図６のステップＳ１〜ステップＳ６を含むことができる。
【００８４】
まず、前提として、ＭＣ８３の電力制御部１２１は、第２の高周波電源部７５からサセプタ１１へ供給する高周波電力を増加させるように発振部１４１及び演算増幅部１４２に対して指令信号を送出する。これにより、例えば図５の時刻Ｔ７からバイアス用高周波電力の増加が開始される。
【００８５】
上記高周波電力を増加させるための電力制御部１２１による指令信号は、しきい値設定部１２３へも同時に送信される。図６において、ステップＳ１では、しきい値設定部１２３が前記指令信号を受信する。この指令信号を受け、次に、ステップＳ２では、しきい値設定部１２３が、反射波に関する遮断用しきい値を相対的に高いレベルに設定する。この遮断用しきい値は、第１の高周波電源部６５のセンサ部１３４で検出される反射波に関するしきい値と、第２の高周波電源部７５のセンサ部１４４で検出される反射波に関するしきい値の両方を含む。第２の高周波電源部７５よって電力供給の増加を開始した時点からマッチングが完了するまでの期間は、電力変化時に不可避な反射波が生成するため、遮断用しきい値を相対的に高いレベルに設定しておくことによって、スムーズなプラズマの立ち上げが可能になる。
【００８６】
バイアス用の高周波電力値が所定の値に達した場合（例えば図５の時刻Ｔ８）、ＭＣ８３の電力制御部１２１が第２の高周波電源部７５からサセプタ１１へ供給する高周波電力の増加を停止させる（つまり、一定電力量を供給する）ように発振部１４１及び演算増幅部１４２に対して指令信号を送出する。上記高周波電力の増加を停止させるための電力制御部１２１による指令信号は、しきい値設定部１２３へも同時に送信される。図６のステップＳ３では、しきい値設定部１２３が前記指令信号を受信する。
【００８７】
次に、ステップＳ４では、しきい値設定部１２３が、ソース用の高周波電力が安定しているか否かを判断する。具体的には、しきい値設定部１２３が、電力制御部１２１を介してセンサ部１３４における反射波の検出値の情報を参照し、反射波の検出値が例えば所定のしきい値以下に減衰しているか否かを判断する。例えば、反射波の検出値が所定のしきい値以下に減衰している場合には、ソース用の高周波電力が安定している（Ｙｅｓ）と判断され、
反射波の検出値が所定のしきい値を超えている場合には、ソース用の高周波電力が安定していない（Ｎｏ）と判断される。
【００８８】
ステップＳ４で、ソース用の高周波電力が安定している（Ｙｅｓ）と判断された場合は、次に、ステップＳ５で、しきい値設定部１２３が、バイアス用の高周波電力が安定しているか否かを判断する。具体的には、しきい値設定部１２３が、電力制御部１２１を介してセンサ部１４４における反射波の検出値の情報を参照し、反射波の検出値が例えば所定のしきい値以下に減衰しているか否かを判断する。例えば、反射波の検出値が所定のしきい値以下に減衰している場合には、バイアス用の高周波電力が安定している（Ｙｅｓ）と判断され、
反射波の検出値が所定のしきい値を超えている場合には、バイアス用の高周波電力が安定していない（Ｎｏ）と判断される。
【００８９】
なお、ステップＳ４とステップＳ５は、順序が逆であってもよいし、実質的に同時に行ってもよい。
【００９０】
ステップＳ５で、バイアス用の高周波電力が安定している（Ｙｅｓ）と判断された場合は、次にステップＳ６で、しきい値設定部１２３が、遮断用しきい値を相対的に低いレベルに設定する（例えば、図５の時刻Ｔ９から時刻Ｔ１０）。この遮断用しきい値は、第２の高周波電源部６５のセンサ部１３４で検出される反射波に関するしきい値と、第２の高周波電源部７５のセンサ部１４４で検出される反射波に関するしきい値の両方を含む。高周波電力を変化させず、一定電力量を供給する期間では、遮断用しきい値のレベルを低下させておくことによって、異常放電につながる反射波への応答性を早めることが可能になり、異常放電を未然に防止できる。
【００９１】
以上のステップＳ１〜ステップＳ６の手順を実行することによって、しきい値設定部１２３は、遮断用しきい値を相対的に高いレベルと低いレベルに切り替えて設定することができる。このように、遮断用しきい値を相対的に高いレベルと低いレベルに切り替えて設定することにより、以下のような利点が得られる。すなわち、高周波電力の出力を変化させるときには、高いレベルのしきい値によって異常放電につながらない程度の反射波による電力遮断を回避することが可能になり、プラズマのスムーズな立ち上げが実現する。また、高周波電力の出力を変化させず、一定電力量を供給する期間では、低いレベルのしきい値によって、異常放電の発生につながる反射波を素早く検出し、異常放電を未然に防止できる。
【００９２】
なお、図６では、第２の高周波電源部７５からサセプタ１１へ供給する高周波電力値を増加させる場合のしきい値の設定手順を示したが、第１の高周波電源部６５からシャワーヘッド３１へ供給する高周波電力値を増加させる場合のしきい値の設定も同様に行うことができる。
【００９３】
以上、本発明の実施の形態を例示の目的で詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に制約されることはなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、高周波電力の供給量を段階的に増加させてプラズマを立ち上げる場合について例を挙げて説明したが、高周波電力の供給量を段階的に減少させてプラズマを立ち下げる場合についても、本発明を適用することができる。
【００９４】
また、上記実施の形態では、遮断用しきい値を相対的に高いレベルと相対的に低いレベルの２段階で設定したが、遮断用しきい値を３段階以上設定することもできる。
【００９５】
また、上記実施の形態では、上部電極と下部電極のそれぞれに高周波電力を供給するプラズマ処理装置を対象としているが、本発明は、下部電極に２系統以上の高周波電力を供給する場合や、上部電極に２系統以上の高周波電力を供給する場合にも同様に適用できる。
【００９６】
また、上記実施の形態では、平行平板型のプラズマエッチング装置を例に挙げたが、本発明は、上部電極及び／又は下部電極に２系統以上の高周波電力を供給するプラズマ処理装置であれば、特に制限なく適用できる。例えば、誘導結合プラズマ装置など他の方式のプラズマエッチング装置にも適用可能である。また、ドライエッチング装置に限らず、成膜装置やアッシング装置などにも同等に適用可能である。
【００９７】
また、本発明は、ＦＰＤ用基板を被処理体とするものに限らず、例えば半導体ウエハや太陽電池用基板を被処理体とする場合にも適用できる。
【符号の説明】
【００９８】
１…処理容器、１ａ…底壁、１ｂ…側壁、１ｃ…蓋体、１１…サセプタ、１２…基材、１３，１４…シール部材、１５…絶縁部材、３１…シャワーヘッド、３３…ガス拡散空間、３５…ガス吐出孔、３７…ガス導入口、３９…処理ガス供給管、４１…バルブ、４３…マスフローコントローラ、４５…ガス供給源、５１…排気用開口、５３…排気管、５３ａ…フランジ部、５５…ＡＰＣバルブ、５７…排気装置、６１…給電線、６３…マッチングボックス（Ｍ．Ｂ．）、６５…第１の高周波電源部、７１…給電線、７３…マッチングボックス（Ｍ．Ｂ．）、７５…第２の高周波電源部、１００…プラズマエッチング装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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