CN102089867A - 等离子体处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种通过等离子体对基板进行处理的等离子体处理装置，其包括：处理容器；设置在所述处理容器内用于载置基板的载置台；与所述载置台相对设置的、由在下面形成有向所述处理容器内供给处理气体的多个气体喷出孔的导电性部件构成的气体喷淋头；在包围所述气体喷淋头下方空间的区域中供给用于产生感应耦合型等离子体的高频电流的感应线圈；用于向所述气体喷淋头施加负的直流电压，由此将通过所述感应线圈感应产生的感应电场引入处理区域的中央部一侧的负电压供给单元；和对所述处理容器内进行抽真空的单元。

Description

等离子体处理装置
技术领域
本发明涉及用于对基板进行等离子体处理的等离子体处理装置和等离子体处理方法。
背景技术
在半导体的制造工序中，存在使用等离子体对作为基板的半导体晶片(以下称为晶片)的表面进行蚀刻处理和成膜处理等的等离子体处理的工序。
例如，在进行蚀刻处理的情况下，在图像掩膜的下层一侧上，具体来说例如防反射膜、无定形碳膜、二氧化硅膜和蚀刻停止膜等相互不同组成的膜从上侧开始以上述顺序依次被层叠在硅膜上。所以，在该多层膜上形成凹部时，在每个膜上切换蚀刻气体的同时，对该蚀刻气体的流量和压力等的处理条件进行调整。因此，为了在各个面内均匀地对各个膜进行蚀刻，根据各个膜的处理条件，在晶片上方的处理区域的浓度分布均匀的方式供应处理气体的同时，需要将该处理气体均匀地等离子体化。
在此，将处理气体等离子体化进行等离子体处理的方法有：例如CCP(Capacitively coupled plasma：电容耦合型等离子体)方式和ICP(inductively coupled plasma：感应耦合型等离子体)方式或利用微波的方式等。
CCP方式是采用平行平板型的等离子体处理装置的方式，将晶片载置在处理容器内的载置台上，以相对于该晶片的方式被设置在处理容器的顶壁上、在下面形成有多个气体喷出孔的例如由金属形成的气体喷淋头供给处理气体，根据在载置台和气体喷淋头之间施加高频电压将处理气体等离子体化。在该方式中，因为从气体喷淋头开始供给处理气体，即使上述方式的处理气体的流量和种类等的处理条件发生改变的情况下，也能够控制处理区域中的处理气体的浓度分布。另外，能够使处理气体的浓度分布均匀，能够使载置台与气体喷淋头接近，所以能够抑制处理容器的高度。还有，因为能够由易加工的材料例如金属构成气体喷淋头，能够在该气体喷淋头上方便地设置冷却装置、例如冷却水的液流通通道，因此能够对应处理条件容易地调整气体喷淋头的温度。
然而，在该CCP方式中，因为在载置台和气体喷淋头之间流动的电流线通道非常复杂，所以将难以将处理气体均匀地等离子体化，在晶片的面内等离子体的密度容易变得不均匀。因此，例如在晶片的径方向中，例如有时蚀刻速率变得不均衡。另外，因为在该方式中等离子体的电子温度较高，存在损伤晶片的隐患。还有，因为载置台和气体喷淋头的双方或任何一方需要连接到高频电源，所以装置的成本增加。
另一方面，所述的ICP方式是传统的方法，例如日本特开2008-109155(图1)所示的是利用电磁感应的方法。具体来说，例如由电介质例如石英构成处理容器的顶壁，在该顶壁上设置晶片和同心圆状多周卷绕的ICP线圈，并且通过向该线圈上施加高频电压，由顶壁在处理容器内产生电场，然后根据该电场将处理气体等离子体化。在该方式中，在线圈的下方的位置上形成电场，另外，因为根据施加在线圈上的电压的大小电场的强度改变，能够非常容易地把握等离子体产生的位置和浓度(量)。因此，例如根据调整线圈的位置，或例如将线圈分割为晶片的内周侧和外周侧两部分，通过调整施加在各个线圈上的电压，能够容易地调整等离子体的密度分布。另外，因为仅仅通过在处理容器的顶壁上设置线圈就能够将处理气体等离子体化，所以能够非常低廉地进行等离子体处理。
但是，在该方式中，若在处理容器的顶壁上设置由所述的金属形成的气体喷淋头、在该气体喷淋头上设置线圈，则该气体喷淋头将电场遮断。因此，为在处理区域中形成均匀的电场，则不能设置金属制的气体喷淋头。然而，相比于金属例如，石英这样的电介质是难以加工的材料，所以由该种电介质构成气体喷淋头，在加工上有困难。由此，采用该方式的情况下，替代气体喷淋头，例如在处理容器的顶壁的中央和侧壁上形成气体喷出孔，由该气体喷出孔供给处理气体。其结果，与使用气体喷淋头的情况相比，处理气体的分布容易变得不均匀。另外，在处理容器顶壁的附近和侧壁的附近，处理气体的浓度产生较大的偏差。所以，为了使在晶片附近的处理气体的浓度分布变得均匀，例如使处理容器的顶壁和侧壁与晶片(载置台)之间的间隙较大。但是，由于这样，处理容器变得大型化。还有，若处理容器的顶壁如所述的方式由电介质例如石英构成，因为在该顶壁上形成冷却水的液流通通道在加工上困难，所以难以调整顶壁的温度。
如上所述，因为在上述的两种方式中各有所长，所以仅仅以这些方式中的任何一种，对应各种处理条件以浓度均匀的方式供给处理气体且将该处理气体均匀地等离子体化是困难的。所以，在晶片的面内，例如具有蚀刻速率变得不均的隐患。另外，在所述使用微波的方式中，与ICP方式大致相同，处理气体的流量控制与顶壁的温度控制较难。所以，为了均匀地供给处理气体且将该处理气体均匀地等离子体化，例如在CCP方式的等离子体处理装置中，处理容器顶壁的气体喷淋头的周围由电介质构成，通过在该电介质上以与晶片同心圆状的方式卷绕线圈与ICP方式并用的技术正被研讨。另外，如日本特开2006-286813(特别是图1)所示，在CCP方式的等离子体处理装置中，也在研讨向气体喷淋头上施加直流电压的方法。尽管通过采用这些方法例如蚀刻处理的均匀性得到若干改善、但人们还在追求更均匀的处理方法。
另外，随着所述的图像掩膜的开口径变小，需要处理的面内均匀性。因此，随着配线结构的细微化的发展，更加需要均匀地形成等离子体。还有，在替代现有的300mm(12英寸)尺寸的晶片采用450mm(18英寸)的大型晶片的情况下，为了形成适合该晶片的较大的等离子体，需要更均匀地形成等离子体的技术。
另外，将处理气体等离子体化并进行等离子体处理的众所周知的方法之一是使用微波。该方法是例如通过电介质例如石英构成处理容器的顶壁的同时，在该顶壁上设置天线，根据利用微波发生装置向该天线供给微波，在处理容器内通过微波将处理气体等离子体化。由此，例如能够得到电子温度低的等离子体。
然而，在该方法中，在向晶片供给处理气体时，因为按照上述方式由电介质构成处理容器的顶壁，所以在处理容器的顶壁上不能设置下面形成有多个气体供给孔的气体喷淋头。因为电介质加工较难，根据电介质构成气体喷淋头在现实中比较困难，而且，若由容易加工的金属形成的气体喷淋头设置在天线的下侧，则由于该气体喷淋头微波被遮断。因此，在这种装置中，例如在处理容器的顶壁的中央部形成气体供给孔，虽然从该气体供给孔向处理容器内供给处理气体，但是在晶片的面内处理气体的浓度分布容易变得不均匀。具体来说，具有以下倾向：在处理区域的中央一侧处理气体的浓度较高，在处理区域的周边侧处理气体的浓度较低。因此，为了使在晶片附近的处理浓度梯度变小，例如需要使处理容器的顶壁和晶片之间的距离变大，结果处理容器变得大型化。还有，若处理容器的顶壁由电介质构成，因为在处理容器的顶壁的内部引导用于使冷却水流通的冷媒通道、在加工上较难，所以难以调整该顶壁的温度。
所以，为了使用微波并向晶片均匀地供给处理气体且将处理气体均匀地等离子体化，例如日本特开2008-140998(特别是图2、0027至0029段落)中所记载的那样，考虑在处理容器的中间位置(处理容器的顶壁和晶片之间的位置)上设置下面形成有多个气体供给孔的、由电介质例如石英形成的气体供给部的方法。而且，处理容器的上方位置(顶壁侧)和下方位置(晶片侧)连通的方式在气体供给部形成多个开口部，通过微波在处理容器的上方位置将等离子体生成用的气体例如氩气(Ar)等离子体化，通过经由气体供给部的开口部使该等离子体下降到晶片侧向晶片进行供给，在气体供给部的例如下方位置进一步将处理气体等离子体化。
通常认为采用这种处理气体的供给方法，与从处理容器的顶壁的中央部开始供给处理气体的情况相比，能够将处理气体的分布均匀化。然而，在该方法中，因为在气体供给部形成有开口部，所以在该开口部的下方侧处理气体的量较少，存在未形成均匀的等离子体而该开口部的序列模式被复写到晶片上的隐患。
另外，随着所述的图像掩膜的开口径变小，面内处理的均匀性变得必要。因此，随着配线结构的细微化的发展，更加需要均匀地形成等离子体化。还有，在替代现有的300mm(12英寸)尺寸的晶片采用450mm(18英寸)的大型晶片的情况下，为了形成适合该晶片的较大的等离子体，需要更均匀地形成等离子体的技术。另外，在该种大型的晶片中，因为周向等离子体的处理可能不均，所以需要关于在径向的等离子体的分布之上、周向的等离子体的分布也均匀化的技术
发明内容
本发明正是鉴于这种情况而产生的，其目的是提供在对基板进行等离子体处理时，能够进行面内均匀性高的处理的等离子体处理装置和等离子体处理方法。
本发明是一种等离子体处理装置，其通过等离子体对基板进行处理，其特征在于，具有：处理容器；被设置在所述处理容器内用于载置基板的载置台；与所述载置台相对设置、由在用于向所述处理容器内供给处理气体的多个气体喷出孔在下面形成的导电性部件组成的气体喷淋头；用于向包围所述气体喷淋头下方空间的区域供给产生感应耦合型等离子体的高频电流的感应线圈；用于向所述气体喷淋头施加负的直流电压，将经所述感应线圈感应的电场向处理区域的中央部一侧引入的负电压供给单元；和用于将所述处理容器内抽真空的单元。
采用本发明，在对基板进行等离子体处理时，以相对于载置基板的载置台的方式设置有由导电性部件构成的气体喷淋头，以提高面内均匀性的方式向基板进行气体供给，另一方面，在将气体喷淋头的下方空间包围的区域中产生感应耦合型等离子体，并且，通过向气体喷淋头施加负的直流电压在其下方形成厚的DC鞘层，通过该DC鞘层所述等离子体扩散到中央部侧。
所以，在利用感应耦合型等离子体方式的同时，能够使用气体喷淋头供给均匀性高的气体，而且，包括气体喷淋头下方一侧的空间沿着基板的面也能够产生均匀性高的等离子体。因此，能够实现对基板面内均匀性高的等离子体处理。
另外，优选所述感应线圈卷绕在与基板并行、且与所述处理容器的径向交差的方向上延伸的轴的周围。
另外，优选所述感应线圈沿处理容器的周向复数配置。
另外，优选所述感应线圈以其一边与基板并行的方式，卷绕成方形。
另外，优选所述感应线圈相比于所述处理容器被设置在上方一侧；所述气体喷淋头的周围的所述处理容器的顶壁由电介质构成。
另外，优选所述感应线圈被埋设于电介质中，构成所述处理容器顶壁的一部分。
另外，优选所述喷淋头的至少下面一侧由硅构成。
另外，优选等离子体处理装置还具有：将对基板进行的处理工序和所述负的直流电压的大小与向感应线圈供给的高频电流的大小对应并存储的存储部；和从所述存储部中读出与某工序对应的负的直流电压的大小和高频电流的大小并输出控制信号的控制部。
另外，本发明是一种等离子体处理方法，其根据等离子体对基板进行处理，其特征在于，具有：将基板载置到处理容器内的载置台的步骤；通过向比相对于所述载置台设置的导电性部件所组成的气体喷淋头更位于所述处理容器径方向的外方一侧的感应线圈供给高频电流而在包围所述气体喷淋头的下方一侧的空间区域中形成电场的步骤；从所述气体喷淋头下面的气体喷出孔向所述处理容器内供给处理气体，根据所述电场将该处理气体等离子体化的步骤；和向所述气体喷淋头施加负的直流电压，将经由所述感应线圈感应的电场引入到处理区域的中央部一侧的步骤。
优选：形成所述电场的步骤是由被卷绕在与基板并行且与所述处理容器的径向交差的方向上延伸的轴的周围的感应线圈所进行。
另外，优选形成所述电场的步骤是由沿着处理容器的周向被复数配置的所述感应线圈所进行。
另外，优选形成所述电场的步骤是由以其一边与基板并行的方式卷绕成方形的感应线圈所进行。
另外，优选等离子体处理方法，其特征在于，还具有：读出步骤，其从将对基板进行的处理方法和所述负的直流电压的大小与向感应线圈供给的高频电流的大小进行对应并存储的存储部读出与某个工序对应的负的直流电压的大小和高频电流的大小。
另外，本发明是用于在通过等离子体对基板进行处理的处理装置上，收纳计算机上运行的计算机程序的存储介质，其特征在于：所述计算机程序以具有实施所述任一特征的等离子处理方法的方式编程。
另外，本发明是一种等离子体处理装置，其通过等离子体对基板进行处理，其特征在于，具有：被设置在所述处理容器内用于设置基板的载置台；相对于该载置台设置、由用于向所述处理容器内供给处理气体的多个气体喷出孔的下面形成的导电性部件组成的气体喷淋头；向将所述气体喷淋头的下方空间包围的区域中供给用于将处理气体等离子化的微波的微波供给部；用于向所述气体喷淋头施加负的直流电压，将由所述微波形成的电场引入处理区域中央部一侧的负电压供给单元；和用于将所述处理容器内抽真空的单元。
采用本发明，在对基板进行等离子体处理时，以相对于载置基板的载置台的方式设有由导电性部件构成的气体喷淋头，以提高基板面内均匀性的方式供给气体；另一方面，在横跨包围气体喷淋头下方空间的区域中通过微波产生等离子体；还有，通过向气体喷淋头施加负的直流电压在其下方形成有厚的DC鞘层，所述等离子体通过该DC鞘层扩散到中央部一侧。
所以，在利用采用微波的等离子体方式的同时，能够使用气体喷淋头供给均匀性高的气体，而且，也包括气体喷淋头的下方一侧的空间沿着基板的面能够产生均匀性高的等离子体。因此，能够对基板实现面内均匀性高的等离子体处理。
另外，因为在包围气体喷淋头下方空间的区域中，在整个周方向通过微波产生均匀的等离子体，所以能够进一步实现面内均匀性高的等离子体处理。
优选所述微波供给部沿处理容器的周方向多个配置。
另外，优选所述气体喷淋头的周围的所述处理容器的顶壁由电介质构成；所述微波供给部被设置在该顶壁的上方一侧。
或者，优选在所述气体喷淋头的周围的所述微波供给部下方的所述处理容器的顶壁形成有开口部，所述微波供给部以封闭所述开口部的方式，被密封设置在所述处理容器上。
另外，优选等离子体处理装置还具有：将对基板进行处理的工序和所述负直流电压的大小进行对应并存储的存储部；和从所述存储部读出对应于某工序的负直流电压的大小并输出控制信号的控制部。
或者，优选等离子体处理装置还具有：将对基板进行的处理的工序和所述负的直流电压的大小和向所述微波供给部供给的微波的功率的大小进行对应并存储的存储部；和从所述存储部中读出对应于某工序的负直流电压的大小和微波的功率的大小并输出控制信号的控制部。
在该情况下，进一步优选沿处理容器的周方向多个配置所述微波供给部；所述存储部，其将向所述多个微波供给部供给的微波的功率的各个大小与所述工序进行对应并存储；所述控制部，其根据所述工序读出供给至所述多个微波供给部的微波电力的各个大小并输出控制信号。
附图说明
图1是表示本发明的等离子体处理装置的一个实施方式的纵截面图。
图2是从上面观看图1的等离子体处理装置的气体喷淋头的俯视图。
图3是将图2的气体喷淋头切开表示该气体喷淋头上的线圈的立体图。
图4A和图4B是表示图2的气体喷淋头的说明图。
图5是表示图1的等离子体处理装置的控制部的概略图。
图6是表示向气体喷淋头不施加负的直流电压时的电场模式图。
图7是表示在图1的等离子体处理装置中蚀刻气体被等离子体化的模式图。
图8是表示在图1的等离子体处理装置中蚀刻气体被等离子体化的模式图。
图9是表示在图1的等离子体处理装置中蚀刻气体被等离子体化的模式图。
图10是表示在图1的等离子体处理装置中蚀刻气体被等离子体化的模式图。
图11是表示线圈的其他的例子的气体喷淋头的俯视图。
图12是表示线圈的其他的例子的气体喷淋头的纵截面图。
图13是表示线圈的其他的例子的气体喷淋头的纵截面图。
图14是表示线圈的其他的例子的气体喷淋头的俯视图。
图15是从本发明的一个实施方式得到的特性图。
图16是从本发明的一个实施方式得到的特性图。
图17是从本发明的一个实施方式得到的特性图。
图18是表示本发明的等离子体处理装置的其他的实施方式的纵截面图。
图19是从上方观看图18的等离子体处理装置的气体喷淋头的立体图。
图20是表示本实施方式的天线模块和微波输出部的功能的概略图。
图21是表示本实施方式的天线模块的一个例子的纵截面图。
图22是表示本实施方式的天线模块的平面缝隙天线的俯视图。
图23是表示本实施方式的各个天线模块的平面缝隙天线的缝隙配置的俯视图。
图24是表示本实施方式的天线模块的印刷配线基板的平面图。
图25A和图25B是表示图18的气体喷淋头的冷却单元的一个例子的概略图。
图26是表示图18的等离子体处理装置的控制部的概略图。
图27是表示在图18的等离子体处理装置中蚀刻气体被等离子体化的模式图。
图28是表示在图18的等离子体处理装置中蚀刻气体被等离子体化的模式图。
图29是表示在图18的等离子体处理装置中蚀刻气体被等离子体化的模式图。
图30是表示在图18的等离子体处理装置中蚀刻气体被等离子体化的模式图。
图31是表示在图18的等离子体处理装置中蚀刻气体被等离子体化的模式图。
图32是表示等离子体处理装置的其他实施方式的纵截面图。
图33是表示等离子体处理装置的其他实施方式的纵截面图。
图34是表示图33的实施方式中的天线部的立体图。
图35是表示在图33的实施方式中蚀刻气体被等离子体化的模式图。
图36是从本发明的一个实施方式得到的特性图。
具体实施方式
参照图1至图5针对本发明的等离子体处理装置的一个实施方式进行说明。该等离子体处理装置是用于通过将处理气体等离子体化的等离子体，对作为基板的半导体晶片(以下称为「晶片」)W进行等离子体处理、例如蚀刻处理的装置。关于该晶片W，简单地进行说明。该晶片，由例如被图案化的规定的图案、例如由有机物构成的光致抗蚀剂掩模、例如由有机物构成的防反射膜、无定形碳膜、绝缘膜(SiO2膜和SiCOH膜)或Poly-Si(多晶硅)膜以及例如由无机膜组成的蚀刻停止膜等组成的层叠膜从上侧开始按上述顺序依次层叠在硅膜上。而且，按照以下说明的方式，根据该等离子体处理装置通过在光致抗蚀剂掩模上形成的图案，通过对下层的层叠膜进行蚀刻处理形成凹部。
该等离子体处理装置具有由真空腔室构成的处理容器21和被配置在该处理容器21内底面中央上的载置台3。处理容器21被电性接地。另外，在该处理容器21底面上的载置台3的侧方位置上，形成有排气口22。该排气口22通过具有作为压力调整单元的压力调整阀24a的排气管24，连接有包括真空泵等的真空排气单元23。通过这些压力调整阀24a和真空排气单元23，构成用于将处理容器21内真空排气的单元。在处理容器21的侧壁上设置有用于搬入搬出晶片W的搬送口25。该搬送口25通过门阀26能够打开和关闭。
载置台3由下部电极31和从下方侧支撑该下部电极31的支撑体32构成，通过绝缘部件33被配置在处理容器21的底面上。在载置台3的上部，设置有静电卡盘34，从高压直流电源35通过开关35a向该静电卡盘34施加电压。由此，晶片W被静电吸附在载置台3上。
在载置台3的内部形成有温度调节介质流通的温度调节通道37，通过该温度调节介质对晶片W的温度进行调整。另外，在载置台3的内部形成有气体通道38，其用于向晶片W的背面供给作为背面气体的热传导性气体。该气体通道38在载置台3的上面的多个部位开口。在所述的静电卡盘34上形成有连通该气体通道38的多个贯通孔34a。上述的背面气体，通过该贯通孔34a被供给到晶片W的背面一侧。
通过整合器31b，在下部电极31上连接有例如频率为13.56MHz、功率为0至4000W的偏磁用的高频电源31a。如后述的方式，从该高频电源31a供给的高频偏磁，是用于将等离子体中的离子引向晶片W侧。
另外，在该下部电极31的外周的边缘上，以围着静电卡盘34的方式设置有聚焦环39。通过该聚焦环39将等离子体聚集到载置台3上的晶片W上。
另外，以相对于该载置台3的方式，在处理容器21的顶壁的中央部配置有成为内侧顶壁的气体喷淋头4。该气体喷淋头4构成有：下面一侧呈圆形凹陷的例如由铝等的导电性材料形成的电极部42；和以覆盖该电极部42的下面一侧的方式设置的导电性部件例如多晶硅构成圆板状的形成喷淋板的支撑部件43。导电性部件既可以是该例子方式的半导体，也可以是导体、例如金属。被该电极部42和支撑部件43区分的空间成为处理气体扩散的气体扩散空间41。
电极部42通过开关52连接有用于施加例如0至-2000V的负的直流电压的直流电源53作为负电压供给单元。该直流电源53是根据在等离子体发生时施加在气体喷淋头4的下方侧的区域的电压的大小，用于形成厚的鞘层。根据该鞘层，能够通过后述的感应线圈70，将在处理区域的周边缘部形成的电场引到该处理区域的中央部侧。
在电极部42的中央部形成有联通气体扩散空间41的处理气体供给通道45。在该处理气体供给通道45的上流一侧，通过气体供给管48连接有处理气体供给系统49。该处理气体供给系统49是用于对晶片W供给处理气体的系统，在该例子中被构成为：作为处理气体用于进行蚀刻处理的蚀刻气体，例如氟碳气体、氯气(Cl2)、一氧化碳气体(CO)、溴化氢气体(HBr)或O3(臭氧)气体等与Ar(氩气)气体等的稀释气体同时向处理容器21内供给。另外，虽然省略了图示，该处理气体供给系统49包括例如设置有阀门和流量调整部的多个支路和连接到这些支路的每个储存有上述蚀刻气体和稀释气体的气体源，根据进行蚀刻处理的被蚀刻膜的种类，能够以所要求的流量比供给规定的蚀刻气体和Ar气体。
支撑部件43通过例如在上面的周边形成的未图示的密封部件等，被密封地压接在电极部42上。在支撑部件43上，以从气体扩散空间41向晶片W供给具有较高的面内均匀性的气体的方式，配置有多个气体喷出孔44。在该例子中，气体喷淋头4被设置为例如对着12英寸的晶片W，最外边的气体喷出孔44设置在距处理容器21的中心12.0cm的位置上。本来最外边的气体喷出孔44可以是构成乃至被配置为距所述中心15cm位置上(晶片W的外围)的方式，相反，也可以构成乃至被配置为比本例更接近中心的方式。关于气体喷淋头4的尺寸能够减小到何种尺寸，是在能够获得有效的对晶片W的气体供给的面内均匀性的范围内。
包围处理容器21的顶壁部的气体喷淋头4的环形的区域构成外侧顶板60，由电介质例如石英等构成。该外侧顶板60和气体喷淋头4通过例如在该外侧顶板60的内围一端形成的未图示的环形密封部件等，被密封地压接，另外，它们的下端面的高度位置被固定为相同的高度。该外侧顶板60在外围一端通过处理容器21的侧壁被支撑。在此，处理容器21的顶壁(气体喷淋头4和外侧顶板60)进入该处理容器21内，以接近气体喷淋头4和载置台3的方式，顶壁的外围一端的高度位置比其内围一侧高。另外，在处理容器21的侧壁的上端部，在整个周向形成有环形的槽61。在该槽61内，例如容纳有O形环等的密封部件62。而且，例如在处理容器21内的气体根据所述的真空排气单元23被抽真空时，外侧顶板60被引向处理容器21一侧，通过该密封部件62，维持处理容器21内的密封。
在该外侧顶板60上，如在图2中所示的方式，例如由金属构成的导线被多圈卷绕为方形的电介质的感应线圈70，在周向被等间隔地设置有多处例如8处。更详细来说，在处理容器21的水平面内，导线被卷绕在相当于多角形(三角形以上)在该例子中是八角形的各边的部位的周围，构成各个感应线圈70。该感应线圈70是用于通过电磁感应，经由外侧顶板60在处理容器21内的该感应线圈70的下方一侧的区域、即包围气体喷淋头4下方空间的区域中产生感应耦合型等离子体，各个线圈并列连接有例如频率为13.56MHz、功率为500至3000W的高频电源71。通过对感应线圈70通电高频电流，产生沿着感应线圈70的卷线的卷绕方向的电场Er和沿着与感应线圈70的中心轴正交的方向(垂直方向)的电场Ez。在此，以电场Er从处理容器21的周围向中央以及从中央向周围的方式(在处理容器21的径方向上产生的方式)，配置感应线圈70。在图3中，为了方便仅仅将一个感应线圈70进行扩大表示。另外，虽然在图2和图3中将图示简略化，但是该感应线圈70由多圈被卷绕的导线构成。所述的图1相当于图2中以A-A线切断处理容器21时的纵截面图。
虽然在图1中省略记载，但是气体喷淋头4具有冷却单元。该冷却单元具体来说是例如图4A和图4B所示的方式，在电极部42的内部以不干涉处理气体供给通道45的风琴褶方式被引导在水平方向上的温度调节通道110。根据通过将该温度调节通道110内调温至规定温度的温度调节介质例如水通过温度调节流体通道111进行流通，能够对该气体喷淋头4进行温度调节。另外，图4A相当于图4B中以A-A线切断气体喷淋头4时的纵截面图。
另外，图5中所示的方式，在该等离子体处理装置上连接有控制部7。该控制部7包括CPU11、程序(存储程序的程序存储部)12、操作用的工作存储器13和数据存储部的存储器14。在存储器14中设置有，按照每种工序写入进行蚀刻处理的膜(被蚀刻膜)的种类、蚀刻气体的种类、气体流量、处理压力、向感应线圈70供给的高频功率值、向直流电源53施加的负的直流电压值等的处理条件的区域。
如所述的方式，在晶片W上层积有种类各不相同的多层膜。因此，对该多层膜进行蚀刻处理的情况下，对每个膜进行蚀刻的气体的种类不同，另外，对每个膜进行蚀刻的气体的流量和处理压力也不同。因此，为了在晶片W的面内均匀地进行蚀刻处理，在每个膜上需要在面内将蚀刻气体均匀地等离子体化。特别是，需要在晶片W的径方向均匀地形成等离子体。所以，在本实施方式中，通过对向气体喷淋头4施加的负的直流电压的大小进行调整，在每个膜上对根据感应线圈70在处理区域的周边部形成的电场的强度和根据该负的直流电压被引进处理区域的中央部侧的电场的强度进行调整，则将根据该电场形成的等离子体的量(浓度)在面内均匀化。因此，例如进行实验和计算，预先求得在每个膜(方案)上向气体喷淋头4应施加的电压值，将该值按照各种方案分别存储在上述的存储器14上。另外，即使以这种方式对每种方案不预先求出电压值，例如可以在每次进行处理时、计算并求出该值。
上述的程序12含有如下命令：在对每个膜进行蚀刻处理时，通过CPU11从操作用的工作存储器13中读出来自存储器14的所述的方案，根据该工序，将控制信号发送到等离子体处理装置的各部，通过进行后述的各步骤而进行蚀刻处理。该程序(也包括处理参数的输入操作和与显示相关的程序)12容纳在存储部8上、例如硬盘、光盘、磁盘、存储卡等，一般从该存储部8安装到控制部7(的程序存储部12)上。
其次，参照图6至图10，关于上述的等离子体处理装置的作用进行说明。首先，对应在晶片W的表面上形成的被蚀刻膜的工序，从存储器14中被读出至工作存储器13中。在该例子中，如所述的方式，因为表层的被蚀刻例如是防反射膜，所以对应该膜的工序被读出。而且，从保持有真空气氛的真空搬送室通过基板搬送单元(均未图示)晶片W被搬入处理容器21内，被载置在载置台3上之后，将门阀26关闭。而且，通过真空排气单元23处理容器21内例如使压力调整阀24a全开至被抽空的状态，同时，从温度调节通道37和气体通道38供给温度被调节为规定温度的温度调节介质和背面气体，晶片W被调整至规定的温度。另外，通过使来自温度调节流体流通通道111的被温度调节至规定温度的温度调节介质在温度调节通道110内流通，气体喷淋头4被温度调节至规定的温度。
其次，随着向感应线圈70供给规定的功率的高频电波例如频率为13.56MHz、功率为2000W的高頻电波并通电，向载置台3供给来自高频电源31a的偏磁用的高频电波。通过向感应线圈70供给高频电波，经由外侧顶板60，在包围气体喷淋头4下方空间的区域中，在晶片W的径方向形成有由水平的(从处理区域的周边部一侧向着气体喷淋头4的中心方向以及从中心方向向着周边部一侧)电场Er和垂直方向的电场Ez组成的TM模式的电场。而且，向气体喷淋头4施加规定大小的负的例如-500V的直流电压。根据该负的直流电压，在接近该气体喷淋头4的下面的位置上形成负的电场。
其次，从处理气体供给系统49向处理容器21内，随着供给蚀刻气体的同时，例如供给Ar气体，将处理容器21内调整至例如2.67Pa(20mTorr)。因为Ar气体在较低能量下被激活，所以优选与蚀刻气体一起向处理容器21内供给。这些蚀刻气体和Ar气体的混合气体作为处理气体扩散至处理容器21内，通过所述的TM模式的电场，在感应线圈70的下方位置被等离子体化，生成包括Ar+离子和蚀刻气体材料的离子和电子的感应耦合型等离子体。而且，在处理区域的周边部侧生成的等离子体，扩散至处理容器21内、例如气体喷淋头4的中央部侧。通过该等离子体，该中央部侧的气体也被等离子体化。由此，在处理区域的整个水平方向生成有等离子体80。在此，若不向气体喷淋头4施加负的直流电压，如图6所示，主要仅在感应线圈70的下方的位置生成等离子体，中央部侧的等离子体密度比周边部小。在图6中，在等离子体密度高的区域中画有斜线。
但是，在本实施方式中，如所述的方式，因为向气体喷淋头4施加负的直流电压，在接近气体喷淋头4的下面的区域中形成有负的电场。因此，在其正下方形成有厚的DC鞘层75。该DC鞘层75具有对应负的直流电压的大小的厚度。而且电场Er向着气体喷淋头4的中央部一侧，浸透DC鞘层75内部，根据这些在晶片W的面内生成均匀性高的等离子体。关于该理由，可以推测如下。如图7所示，因为感应线圈70的下方一侧的等离子体被引进电场Er内并进入该DC鞘层75内，还有因为根据浸透中央部侧的电场Er在该中央部侧处理气体也被等离子体化，在DC鞘层75和气下方的等离子体区域的边界部分或接近这些的部分，等离子体的浓度变高。因此，如图8所示，在DC鞘层75的下方一侧也形成有与感应线圈70的下方侧相同的高密度的等离子体。
而且，若等离子体80中的电子与蚀刻气体和Ar气体冲突，根据这些气体被等离子体化，还有根据该等离子体化生成的电子依次冲突蚀刻气体和Ar气体，则依次进行等离子体化，等离子体80被高密度化。这样，根据感应线圈70生成的高密度的感应耦合型等离子体，亦即通过DC鞘层75向气体喷淋头4下方一侧扩散的同时，随着向下方一侧的排气流下降至晶片W上，在晶片W的面内形成有均匀性高的等离子体80。
另外，如图9所示，等离子体中的正的离子、例如上述的Ar+离子被强烈地引向DC鞘层75的负电场并冲撞气体喷淋头4，通过该冲撞气体喷淋头4产生二次电子，在DC鞘层75内该二次电子被加速在下方侧飞出，也具有通过该二次电子处理气体被等离子体化的效果。因此，晶片W上方的等离子体80的密度变得更高，另外，在面内变得更加均匀化。
而且，如图10所示，通过等离子体中的离子通过来自高频电源31a的高频偏磁被拉向晶片W一侧，进行垂直性高的蚀刻处理。这样，直到防反射膜的下层的无定形碳膜露出为止，一直进行该反射防止膜的蚀刻处理。
然后，随着供给的蚀刻气体和Ar气体被停止，向感应线圈70供给的高频电波和向气体喷淋头4施加的负的直流电压也被停止。而且，处理容器21内被真空排气，然后根据无定形碳膜即进行蚀刻处理的膜的工序从存储器14中被读出，开始该无定形碳膜的蚀刻处理。然后，对无定形碳膜的下层侧的膜，同样依次读出工序，进行蚀刻处理。
采用上述的实施方式，在处理容器21的顶壁的中央部设置有由导电性部件形成的气体喷淋头4，以面内均匀性高的方式对晶片W供给气体，另一方面，通过感应线圈70在包围气体喷淋头4下方空间的区域中产生感应耦合型等离子体，还有，通过向气体喷淋头施加负的直流电压、在其下方形成有DC鞘层75，通过该DC鞘层75所述等离子体在中央部一侧扩散。因此，在利用感应耦合型等离子体的同时，能够采用气体喷淋头4供给均匀性高的气体。而且，也包括气体喷淋头4的下方一侧的空间，能够沿着晶片W的面产生均匀性高的等离子体80。因此，能够实现对晶片W进行面内均匀性高的等离子体处理、在该例子中是蚀刻处理。
而且，根据向气体喷淋头4施加负的直流电压，通过调整DC鞘层75的厚度，能够容易得到对应处理工序的面内均匀性高的合适的等离子体80。感应耦合型等离子体80，按照该等离子体处理装置的方式，因为能够通过仅仅在处理容器21的顶板(外侧顶板60)上设置感应线圈70而产生，所以装置结构简单成本低廉。另一方面，现有的感应耦合型等离子体方式，虽然对于大面积的基板在气体供给等方面是不利的，但是在本实施方式的等离子体处理装置中，不存在那些不利因素。
另外，上述的装置，虽然考虑通过Ar+离子的冲撞，即如溅射的方式气体喷淋头4被物理性地切削，但是因为气体喷淋头4的下面由硅构成，所以没有污染的隐患。另外还有，因为从气体喷淋头4均匀地供给蚀刻气体，所以能够使该气体喷淋头4与载置台3接近，能够抑制处理容器21的高度。另外，通过将温度调节通道110引至支撑部件43，能够根据工序调整气体喷淋头4的温度。
在上述的例子中，对施加在气体喷淋头4上的负的直流电压的值进行调整而使面内的等离子体密度均匀化，但也可以将向感应线圈70供给的高频功率与该负直流电压的值一起进行调整而使面内的等离子体密度均匀化，或将负的直流电压固定为规定的值而调整供给感应线圈70的高频功率的大小，也可以使等离子体密度均匀化。
在上述的实施方式中，因为将感应线圈70卷绕为方型，有利于得到从处理容器21的周边朝向中央和从中央朝向周边的大的电场Er。原本作为感应线圈70，例如可以是其长轴是从处理容器21的周边向着中央延伸的方向绕卷的椭圆形，或者也可以卷绕为正圆形。另外，为了使在处理容器21内产生电场，替代使用感应线圈70，例如可以从处理容器21的中心部向着周边部呈放射形配置多个棒状的天线。
进而还有，在上述的实施方式中，沿着感应线圈70形成的电场Er中，以在处理容器21内产生的电场Er朝向处理容器21中央的方式、以在俯视图中以处理容器21的中心部为中心的八角形的各个边的周围构成各个感应线圈70，但是也可以如图11所示，在水平面内对着所述各边斜向的轴的周围卷绕各个感应线圈70。即使在该情况下，关于所述电场Er存在从处理容器21的周边朝向中央的成分，该电场成分进入DC鞘层75中。而且还有，可以设置对各个感应线圈70分别调整阻抗的调整部，独立地对高频电流的大小进行调整。另外，代替并联各个感应线圈70还可以串联。或者，为各个感应线圈70分别准备高频电源，可以对各个感应线圈70分别供给的高频电流的大小进行调整。
在上述的例子中，虽然可以在外侧顶板60的上方设置感应线圈70，但是如图12所示，将外侧顶板60分割为由上侧部分100和下侧部分101构成的结构体，并且在该下侧部分101例如在周向等间隔地形成多个凹部102，可以在该凹部102内容纳感应线圈70。即使在这种情况下得到与上述例子相同的作用，即，蚀刻气体被均匀地等离子体化在面内均匀地进行蚀刻处理。另外，这种在外侧顶板60的内部容纳感应线圈70以外，例如可以在外侧顶板60的下方位置的处理容器21内设置感应线圈70。这种情况下，如图13所示，优选例如由导电性部件构成外侧顶板60，在外侧顶板60和气体喷淋头4之间隔有绝缘性部件103。
另外，虽然在上述的例子中在周向多个位置设置感应线圈70，但是如图14所示，可以将感应线圈70在周向连接成一个的方式设置。在该情况下，因为在处理容器21内产生从周边一侧朝向中央部一侧的电场Er，电场Er浸透气体喷淋头4的下方侧的DC鞘层75，能够得到与所述的实施方式相同的效果。
还有，为了在处理容器21内形成电场，不限制于单相线圈，例如可以在处理容器21的周向配置星型接线或△结线的三相线圈。另外，在气体喷淋头4中，有导电性部件仅仅构成处理区域侧的气体喷淋头，以导电通道连接该气体喷淋头和直流电源53并向气体喷淋头施加负的电压的情况，也包含于本发明的技术范围。
在上述的各例子中，虽然以蚀刻处理为例对等离子体处理进行了说明，但是也可以适用于例如利用采用等离子体的CVD(Chemical Vapor Deposition)法的成膜处理装置，也可以适用于灰化处理装置。例如成膜装置中，根据成膜气体的种类和流量、压力等的处理条件，被施加在气体喷淋头4上的负的直流电压的大小被调整，在面内以均匀的成膜速度进行成膜处理。
(实验)
其次，如所述的方式，通过从负的直流电源53向气体喷淋头4施加的负的直流电压，为了确定电子密度如何变化采用CCP装置进行的实验进行说明。
采用电子密度测定探测器，将在气体喷淋头4上施加负的直流电压(900V)时、未施加负的直流电压时的该气体喷淋头4的下方的电子密度的差进行比较。
(结果)
如图15所示，可知：通过在气体喷淋头4上施加负的直流电压，在气体喷淋头4下方一侧的电子密度增加。即，气体喷淋头4和载置台3之间的正离子通过DC鞘层被引向气体喷淋头4一侧，另外，等离子体中的正离子(Ar+)冲撞气体喷淋头4，生成电子。
另外，虽然省略了图示，根据其他途径进行的计算和实验所知，通过在气体喷淋头4上施加200V以上的负的直流电压，电子密度增加。
(模拟)
其次，如所述的图3所示，随着卷绕感应线圈70的同时在气体喷淋头4施加负的直流电压时，为了确认在处理容器21内形成的TM模式的电场的密度分布如何变化，使用作为电磁场计算软件的COMSOL，进行模拟(计算)。
关于向感应线圈70供给13.56MHz、1500W的高频电波的情况进行说明。另外，通过在气体喷淋头4上施加负的直流电压，关于在气体喷淋头4的下方侧形成有DC鞘层75的厚度为1mm、5mm、10mm的情况分别进行计算。而且，对于与从处理容器21的中央开始的右半部分，对被吸收到处理气体的电场强度进行调查。根据该吸收电场强度(被吸收到处理气体的电场强度)，能够对DC鞘层75下方一侧的等离子体的电子密度进行评价。
(结果)
如图16(a)所示，即使在DC鞘层厚度为1mm的情况下，至接近处理容器21的中央部的区域为止，DC鞘层75的下方一侧的吸收电场强度一直变大。根据该情况可知，TM模式的电场向着晶片W的中央部一侧伸长。另外，如图16(b)和16(c)所示可知，根据DC鞘层的厚度增加，即根据在气体喷淋头4上施加负的直流电压变大，在感应线圈70的下方一侧形成的TM模式的电场向着晶片W的中央部一侧进一步被拉近并延伸。
(比较模拟)
其次，与日本特开2008-109155的装置相同，以形成有和晶片W的周边部同心圆形的电场(θ方向的电场：TE模式)的方式，关于将线圈卷绕为与晶片为同心圆的形状，进行与上述相同的模拟计算。
(结果)
其结果如图17所示，在吸收电场强度较大的区域中，仅在线圈的下方位置，电场未延伸至晶片W的中央部一侧。另外，即使DC鞘层的厚度增加的情况下，在该倾向中看不到较大的变化。因此，可知：为了使通过线圈形成的电场在晶片W的中央部侧延伸，需要形成TM模式的电场。
因此，如所述的方式，在本发明中的感应线圈70需要以形成有电场Er和电场Ez的方式，以形成有与晶片W的径方向大致平行的部分和与垂直方向大致平行的部分的方式被卷绕。
其次，参照图18至图26，关于适用于等离子体蚀刻处理装置的本发明的等离子体处理装置的一个实施方式进行说明。
该等离子体处理装置包括由真空腔室组成的处理容器1021和配置在该处理容器1021内的底面中央的载置台1003。处理容器1021被电性接地。另外，在该处理容器1021的底面的载置台1003的侧方位置上，形成有排气口1022。通过具有作为压力调整单元的压力调整阀1024a的排气管1024，含有真空泵等的真空排气单元1023被连接到该排气口1022上。根据这些压力调整阀1024a和真空排气单元1023，构成由用于对处理容器1021内进行真空排气的单元。在处理容器1021的侧壁上设置有用于将晶片W搬入搬出的搬送口1025。该搬送口1025通过门阀1026构成为能够开启关闭。
载置台1003由下部电极1031和从下方侧支撑该下部电极1031的支撑体1032构成，经由绝缘部件1033被配置在处理容器1021的底面上。在载置台1003的上部，设置有静电卡盘1034，从高压直流电源1035通过开关1035a向该静电卡盘1034施加电压。由此，晶片W被静电吸附在载置台1003上。
在载置台1003的内部形成有温度调节介质流通的温度调节通道1037，根据该温度调节介质对晶片W的温度进行调整。另外，在载置台1003的内部形成有气体通道1038，其用于向晶片W的背面供给作为背面气体的热传导性气体。该气体通道1038在载置台1003的上面的多个部位开口。在所述的静电卡盘1034上形成有连通该气体通道1038的多个贯通孔1034a。上述的背面气体，通过该贯通孔1034a被供给到晶片W的里面侧。
通过整合器1031b，在下部电极1031上连接有例如频率为20MHz、功率为0至4000W的偏磁用的高频电源1031a。如后述的方式，从该高频电源1031a供给的高频偏磁是用于将等离子体中的离子引向晶片W侧。
另外，在该下部电极1031的外围上，以包围静电卡盘1034的方式设置有聚焦环1039。通过该聚焦环1039将等离子体聚集到载置台1003上的晶片W上。
另外，以对着该载置台1003的方式，在处理容器1021的顶壁的中央部配置有成为内侧顶壁的气体喷淋头1004。该气体喷淋头1004构成有：下面一侧有圆形凹陷的例如由铝等的导电性材料形成的电极部1042；和以覆盖该电极部1042的下面一侧的方式设置的导电性部件例如多晶硅构成圆板状的喷淋板的支撑部件1043。导电性部件既可以是该例子方式的半导体，也可以是导体、例如金属。通过该电极部1042和支撑部件1043所区分的空间成为处理气体扩散的气体扩散空间1041。
通过开关1052，在电极部1042上连接有用于施加例如0至-2000V的负的直流电压的直流电源1053作为负电压供给单元。该直流电源1053是根据在等离子体发生时施加在气体喷淋头1004的下方一侧的区域的电压的大小，用于形成厚的鞘层。根据该鞘层，能够通过后述的天线单元1070，将在处理区域的周边缘部形成(感应)的电场引到该处理区域的中央部一侧。
在电极部1042的中央部形成有联通气体扩散空间1041的处理气体供给通道1045。在该处理气体供给通道1045的上流一侧，通过气体供给管1048连接有处理气体供给系统1049。该处理气体供给系统1049是用于对晶片W供给处理气体的系统，在该例子中被构成为：作为处理气体用于进行蚀刻处理的蚀刻气体，例如氟碳气体、氯气(Cl2)、一氧化碳气体(CO)、溴化氢气体(HBr)或O3(臭氧)气体等与Ar(氩气)气体等的稀释气体同时向处理容器1021内供给。另外，虽然省略了图示，该处理气体供给系统1049包括例如设置有阀和流量调整部的多个分支通道和连接到这些分支通道的每个储存有上述蚀刻气体和稀释气体的气体源，根据进行蚀刻处理的被蚀刻膜的种类，能够以期望的流量比供给规定的蚀刻气体和Ar气体。
支撑部件1043通过例如在上面的周边形成的未图示的密封部件等，被密封压接到电极部1042上。在支撑部件1043上，以从气体扩散空间1041向晶片W供给具有较高的面内均匀性的气体的方式，配置有多个气体喷出孔1044。在该例子中，气体喷淋头1004被设置为例如对着12英寸的晶片W，最外边的气体喷出孔1044位于距处理容器1021的中心12.0cm的位置上。本来最外边的气体喷出孔1044可以是构成乃至被配置为从所述中心开始15cm的位置(晶片W的外缘)的方式，相反，也可以构成乃至被配置为比本例相比更接近中心的方式。关于气体喷淋头4的尺寸能够减小到何种尺寸，其是在能够得到对晶片W的气体供给的面内均匀性的有效性的范围内。
将处理容器1021的顶壁部的气体喷淋头4包围的环形的区域构成外侧顶板1060，由电介质例如石英等构成。该外侧顶板1060和气体喷淋头1004，根据例如在该外侧顶板1060的内侧一端形成的环形的未图示的密封部件等，被密封压接，另外，其下端面的高度位置被固定为相同的高度。该外侧顶板1060被在外围一端的处理容器1021的侧壁支撑。在此，处理容器1021的顶壁(气体喷淋头1004和外侧顶板1060)进入该处理容器1021内，以接近气体喷淋头1004和载置台1003的方式，顶壁的外围一端的高度的位置比其内围一侧高。另外，在处理容器1021的侧壁的上端部，跨越周方向形成有环形的槽1061。在该槽1061内，例如容纳有O形环等的密封部件1062。而且，例如在处理容器1021内的气体通过所述的真空排气单元1023被抽真空时，外侧顶板1060被引向处理容器1021一侧，则通过该密封部件1062，维持处理容器1021内的密闭。
如在图19中所示的方式，在该外侧顶板1060上，在周向等间隔的多处例如8处，设置有成为微波供给部的天线模块1071。该天线模块1071是用于微波的电场，在将在该天线模块1071下方的区域，即包围气体喷淋头1004下方空间的区域中产生等离子体，分别并列地连接到微波输出部1080上。而且，向天线模块1071供给微波，根据采用如后述方式的图23所示的缝隙配置，在周方向上形成有从处理容器1021的周边朝向中央以及从中央朝向周边的电场Er。根据这些多个天线模块1071，构成天线单元1070。
如图20所示，微波输出部1080包括用于供给例如500至3000W的功率的电源部1081和用于例如使2.45GHz频率的微波振荡的微波振荡器1082和对振荡的微波进行放大的放大器1083以及用于将微波分配到各个天线模块1071的分配器1084。各个天线模块1071包括对通过分配器1084被分配的微波进行放大的放大器部1072和用于整合阻抗的调谐器1073以及将被扩大的微波向处理容器1021内放射的天线部1074。放大器部1072包括相位器1075、将供给至天线模块1071的微波功率水平按每个天线模块1071分别进行调整的可变增益放大器1076、和用于构成固态放大器的主放大器1077、和对在天线部1074进行反射返回至主放大器1077的反射微波进行分离的绝缘体1078。
相位器1075被构成为通过铁心调谐器能够使微波的相位发生变化，根据对该铁心调谐器进行调整能够对微波的放射特性进行调制。根据该铁心调谐器，相位器1075例如通过对每个天线模块1071调整微波的相位并控制方向性，能够使等离子体分布变化。或者，例如相邻的天线模块1071、1071中、通过每90°调整1071中后述的缝隙1101a的朝向，在相邻的天线模块1071中每90°错位微波的相位，能够得到圆偏振波。另外，当不需要调制这种放射特性的情况下，可以不设置相位器1075。
下面，关于所述的天线模块1071的具体的结构进行说明。如图21所示，调谐器1073和天线部1074从上侧开始以该顺序被收容在以下侧向外侧膨胀的大致圆筒形状形成的同轴管的外侧导体，例如金属制的筐体1100内。如图22所示，下侧的天线部1074包括：平面缝隙天线1101，其以圆弧状的2个缝隙1101a相对的方式形成为大致圆板状；环形的慢波材料1105，其用于在该平面缝隙天线1101的上侧设置的真空气体中使微波的波长变短、对等离子体的密度进行调整；和顶板1106，其由在平面缝隙天线1101的下侧设置的电介质部件、例如石英和陶瓷等构成。作为同轴管的内侧导体的金属棒1102，通过慢波材料1105的内周一侧以延伸至上方的方式，连接到在平面缝隙天线1101的上面的中央部。
如图23所示，在各个天线模块1071中，以大致在气体喷淋头1004的径方向上互相相对的方式配置有两个缝隙1101a、1101a。另外，在图23中概略地表示缝隙1101a的形状。另外，如图22所示的方式，优选缝隙1101a形成圆弧状，优选作为各个平面缝隙天线1101的数量如该例子一样两个或在周向等间隔地设置四个。
顶板1106是用于通过该顶板1106内，将来自微波输出部1080的被供给的微波导入处理容器1021内。
调谐器1073包括在内部以所述的金属棒1102上下贯通的方式，设置的环形且在上下方向上相离的两个电介质，例如由石英构成的芯子1108、1108。这些芯子1108、1108通过从筐体1100的外侧开始延伸的臂部1109a、1190a，升降自由地连接到筐体1100外部的驱动部1109上。在该驱动部1109上连接有控制器1109b，该控制器1109b被构成为：根据来自后述的控制部1007的指令，以从微波输出部1080开始看到下流一侧的天线模块1071时的电阻例如是50Ω的方式，按照各个天线模块1071对芯子1108、1108的高度位置(L1、L2)进行调整。
在调谐器1073的上方，以连接到金属棒1102的上端一侧的方式，设置有用于非接触供电的供电激励板1110。该供电激励板1110包括由印刷配线(PCB)等构成的电介质板1115和电介质部件1112，其是在该电介质板1115的下侧环形设置的电介质，例如由石英组成。如图24所示，在电介质板1115的里面侧形成有：以随着从外围朝向中心部侧互相相对的方式延伸并且先端部之间离开的两根例如由铜(Cu)等的导体组成的微带线1116、1116。
在电介质板1115的侧围面的微带线1116、1116的端部安装有各个连接器1118、1118，在这些连接器1118、1118上连接有各个所述的放大器部1072。因此，在调谐器1073中被供电有来自两个连接器1118、1118的被功率合成(空间合成)的微波。另外，关于这些微带线1116和连接器1118，除所述两组之外，可以是一组或者可以设置三组以上。在图21中，1114是用于反射微波的反射板。
在电介质部件1112的下面设置有：例如通过涂层等形成的、与所述的平面缝隙天线1101相同的两个缝隙1113a、1113a圆弧状地互相相对形成的例如由铜构成的圆板形的缝隙天线1113。在各个天线模块1071中，缝隙1113a的朝向被配置为与所述的图23所示的各缝隙1101a相同的朝向，另外，缝隙1113a的长度尺寸形成有例如1/2×λg(λg：微波的管内波长)的方式。该电介质部件1112是作为共振器与缝隙天线1113一起发挥功能的部件，在中心部以连接电介质板1115的下面一侧缝隙天线1113的方式上下贯通设置有中心导体1117。另外，该缝隙1113a可以配置在周向等间隔的多个位置例如四个位置上，另外，也可以形成为非圆弧状、例如直线的方式。另外，也可以不设置该缝隙1113a，以微波的波长为1/4×λg的单级天线的方式提供电力。另外，图18是表示图19中以A-A线切断处理容器1021时的纵截面图，另外，在图19中省略了供电激励板1110的图示。
虽然在图18中省略了记载，但是气体喷淋头1004具有冷却单元。具体来说，该冷却单元是例如图25A和图25B所示的方式，在电极部1042的内部以与处理气体供给通道1045不干涉的方式、风琴褶形的被引导在水平方向上的温度调节通道1310。根据通过将该温度调节通道1310内的温度调节为规定温度的温度调节介质例如温度流体通道1311进行流通，能够对该气体喷淋头4进行温度调节。另外，图25A相当于在图25B中以A-A线切断气体喷淋头4时的纵截面图。
另外，图26中所示的方式，在该等离子体处理装置上连接有控制部1007。该控制部1007包括CPU1011、程序(存储程序的存储部)1012、操作用的工作存储器1013和作为数据存储部的存储器1014。在存储器1014中设置有按照每个工序写入进行蚀刻处理的膜(被蚀刻膜)的种类、蚀刻气体的种类、气体流量、处理压力、气体喷淋头1004的温度、向各个天线模块1071供给的高频功率的值、向直流电源1053施加的负的直流电压的值等的处理条件的区域。
如后述的方式，在晶片W上层叠有互相种类不同的多层膜。因此，对该多层膜进行蚀刻处理的情况下，每个膜的蚀刻气体的种类不同，另外，对每个膜蚀刻的气体的流量和处理压力也不同。因此，为了在晶片W的面内均匀地进行蚀刻处理，在每个膜上需要在面内将蚀刻气体均匀地等离子体化。特别是，需要在晶片W的径方向均匀地形成等离子体。所以，在本实施方式中，根据对向气体喷淋头1004施加的负的直流电压的大小进行调整，在每个膜上对通过天线模块1071在处理区域的周边部形成的电场强度和根据该负的直流电压被引进处理区域的中央部一侧的电场的强度进行调整，则将根据该电场形成的等离子体的量(浓度)在面内均匀化。
另外，例如，根据可变增益放大器1076，在各个膜上对向各个天线模块1071供给的微波的功率的大小进行调整，能够将通过微波电场产生的等离子体的量周向均匀化。即，在本实施方式中，能够在各个膜的晶片W的面内(径向和周向)将等离子体的量均匀化。因此，例如进行实验和计算，求得在每个膜(工序)上向气体喷淋头1004应施加的电压值和应该向各个天线模块1071供给的微波功率的大小，然后将该值按照各种工序分别存储。另外，也可以不像这样针对每种工序预先求出这些值，而是例如在进行每次处理时对该值进行计算并求出。另外，也可以在多种工序中将向天线模块1071供给的微波的功率大小共通化，针对每种工序仅改变负的直流电压的大小。
上述的程序1012含有如下命令：在每次进行蚀刻处理时，通过CPU1011从操作用的工作存储器1013中读出来自存储器1014的所述的工序，根据该工序将控制信号发送到等离子体处理装置的各部，通过进行后述的各步骤而进行蚀刻处理。该程序(也包括处理参数的输入操作和与显示相关的程序)1012容纳在存储介质1008上、例如硬盘、光盘、磁盘、存储卡等，一般从该存储部1008安装到控制部1007(的程序存储部1012)上。
其次，参照图27至图31，关于上述的等离子体处理装置进行说明。
在此，关于作为被处理基板的半导体晶片(以下称为「晶片」)W简单地进行说明，该晶片W由例如规定的图案被图案化的光致抗蚀剂掩模、例如由有机物构成的防反射膜、无定形碳膜、绝缘膜(SiO2膜和SiCOH膜)或Poly-Si(多晶硅)膜以及例如由无机膜组成的蚀刻停止膜等组成的层叠膜，从上侧开始以上述顺序依次层叠在硅膜上。
首先，与在晶片W的表面上形成的被蚀刻膜对应的工序，从存储器1014中被读取到工作存储器1013中。在该例子中，按照所述的方式，表层的被蚀刻膜例如是防反射膜，则读取出对应该膜的工序。而且，从被保持为真空气氛的真空搬送室通过基板搬送单元(均未图示)被搬入处理容器1021内，被载置在载置台1003上之后，将门阀1026关闭。而且，通过真空排气单元1023在处理容器1021内例如从使压力调整阀1024a全开直至抽空状态，并且从温度调节通道1037和气体通道1038供给温度被调节为规定温度的温度调节介质和背面气体，晶片W被调整至规定的温度。另外，通过使来自温度调节流体流通通道1311被温度调节至规定温度的温度调节介质在温度调节通道1310内流通，气体喷淋头1004被温度调节至规定的温度。
然后，随着从微波输出部1080向天线模块1071供给规定功率的微波、例如频率为2.45GHz、功率为0至4000W的微波，从高频电源1031a向载置台1003供给偏磁用的高频电波。从微波输出部1080的微波振荡器1082发出的微波，通过放大器1083被放大之后，通过分配器1084被分配至各个天线模块1071。而且，在天线模块1071中，微波通过可变增益放大器1076和主放大器1077在各个天线模块1071中分别被扩大，接着从两根微带线1116、1116被输出并被合成之后，经由平面缝隙天线1101被供给到处理容器1021内。
向天线模块1071供给微波，根据采用如图23所示方式的缝隙配置，在包围气体喷淋头1004下方空间的区域中，通过外侧顶板1060在周方向、在晶片W的径方向形成有水平(从处理区域的周边部一侧朝向气体喷淋头1004的中心方向、以及从中心方向朝向周边部一侧)的电场Er。而且，在气体喷淋头1004上施加规定大小的负的例如-500V的直流电压。通过该负的直流电压，在接近该气体喷淋头1004的下面的位置上形成负的电场。
其次，从处理气体供给系统1049向处理容器1021内，供给蚀刻气体的同时例如也供给Ar气体，将处理容器1021内调整至规定的压力、例如5.3Pa(40mTorr)。因为Ar气体在较低能量下被激活，所以优选与蚀刻气体一起供给至处理容器1021内。这些蚀刻气体和Ar气体的混合气体作为处理气体扩散至处理容器1021内，根据所述的电场Er，在天线模块1071的下方的位置被等离子体化，生成包括Ar+离子和蚀刻气体材料的离子和电子的等离子体。而且，在处理区域的周边部一侧生成的等离子体，扩散至处理容器1021内、例如气体喷淋头4的中央部一侧。通过该等离子体，该中央部一侧的气体也被等离子体化。由此，在处理区域中的整个水平方向上生成等离子体1080。在此，若向气体喷淋头1004施加负的直流电压，如图27所示，主要仅在天线模块1071的下方位置生成等离子体，中央部一侧的等离子体密度比周边部小。在图27中，在等离子体密度大的区域中标有斜线。
但是，在本实施方式中，如上所述，因为向气体喷淋头1004施加负的直流电压，在接近气体喷淋头1004的下面的区域中形成有负的电场。因此，在其正下方形成有厚的DC鞘层1001。该DC鞘层1001具有对应负的直流电压的大小的厚度。如图28所示，因为电场Er向着气体喷淋头1004的中央部一侧浸透DC鞘层1001，根据该情况，在晶片W的面内生成均匀性高的等离子体。关于其理由，可推测如下。
即，因为根据DC鞘层1001，气体喷淋头1004的周边的电场Er被强烈地引向中央部一侧，即使在气体喷淋头1004的下方位置也形成有强度较高的电场。因此，从气体喷淋头1004喷出的处理气体，通过被引向该气体喷淋头1004的下方的电场，瞬间被等离子体化。另一方面，通过该电场，处理气体未被等离子体化的情况下，例如若该处理气体到达天线模块1071的下方位置，通过在该下方位置的强度较高的电场Er被等离子体化。还有，未被等离子体化的处理气体例如若达到DC鞘层1001的下端位置，则通过从该DC鞘层1001吸收电场的能量而被等离子体化。
而且，该等离子体1002向下方流动，例如若等离子体1002中的电子冲撞处理气体，该处理气体被等离子体化。另外，根据该等离子体化生成的电子依次冲撞处理气体，如图29所示，依次进行等离子体化，等离子体1002被高密度化。这样，根据天线模块1071生成的电场Er，亦即通过DC鞘层1001扩散至气体喷淋头1004的下方一侧的同时，通过该电场形成的等离子体1002朝着下方一侧，随着排气流下降到晶片W上，在晶片W的面内(径向和周向)形成有均匀性较高的等离子体1002。
另外，如图30所示，等离子体中的正的离子、例如上述的Ar+离子被强烈地引向DC鞘层1001的负的电场并冲撞气体喷淋头1004，通过该冲撞，气体喷淋头1004产生二次电子，在DC鞘层1001内该二次电子被加速并在下方一侧飞出，也具有根据该二次电子处理气体被等离子体化的效果。因此，晶片W上方的等离子体1002的密度变得更高，另外，在面内变得更加均匀化。
而且，如图31所示，通过等离子体中的离子被来自高频电源1031a的高频偏磁拉向晶片W一侧，进行垂直性高的蚀刻处理。这样，直到防反射膜下层的无定形碳膜露出为止，一直进行该防反射膜的蚀刻处理。
然后，随着停止供给蚀刻气体，供给天线模块1071的微波和施加在气体喷淋头1004的负的直流电压也被停止。而且，处理容器1021内被真空排气，然后对应于无定形碳膜、即进行蚀刻处理的膜的工序从存储器1014中被读出，开始该无定形碳膜的蚀刻处理。然后，对无定形碳膜的下层一侧的膜，同样依次读出工序，进行蚀刻处理。
采用上述的实施方式，在处理容器1021的顶壁的中央部设置有由导电性部件形成的气体喷淋头1004，以面内均匀性高的方式向晶片W供给气体，另一方面，通过多个天线模块1071在包围气体喷淋头1004下方的空间区域中、在周方向上产生均匀的等离子体，还有，通过向气体喷淋头1004施加负的直流电压、在其下方形成有DC鞘层1001，通过该DC鞘层1001所述等离子体1002在中央部一侧扩散。因此，在利用微波的方式的同时，能够采用气体喷淋头1004供给均匀性高的气体。而且，包括气体喷淋头1004的下方一侧的空间也能够沿着晶片W的面产生均匀性高的等离子体1002。因此，能够实现对晶片W进行面内均匀性高的等离子体处理、在该例子中是蚀刻处理。
而且，根据向气体喷淋头1004施加负的直流电压，通过调整DC鞘层1001的厚度，还有通过对供给各个天线模块1071的微波功率进行调整，能够容易得到对应处理工序的面内均匀性高的合适的等离子体1002。采用微波的等离子体1002，如该等离子体处理装置一样，因为能够通过仅仅在处理容器1021的顶板(外侧顶板1060)上设置天线模块1071而产生，所以装置结构简单成本低廉。另一方面，目前的方式，虽然对于大面积的基板在气体供给等方面是不利的，但是在本实施方式的等离子体处理装置中，不存在那些不利因素。
另外，上述的装置，虽然考虑通过Ar+离子的冲撞，即如溅射的方式气体喷淋头1004被物理性切削，但是因为气体喷淋头1004的下面是由硅构成的，所以没有污染的隐患。另外还有，因为从气体喷淋头1004均匀地供给蚀刻气体，所以能够使该气体喷淋头1004与载置台1003接近，能够抑制处理容器1021的高度。另外，根据将温度调节通道1310引至支撑部件1043，能够根据工序调整气体喷淋头1004的温度。
另外，在上述的例子中，虽然在外侧顶板1060的上方设置天线模块1071，如图32所示，在外侧顶板1060上、在周向等间隔地多个位置例如八个位置上、形成有例如圆形的开口部1120，也可以在该开口部1120内密闭埋设天线模块1071。在该情况下，例如通过将开口部1120的上端一侧较之下端一侧切得大一圈，在该下端一侧形成环形的接合台部1121，例如通过O型环等使该接合台部1121的台面与天线模块1071的下端的周边的被接合面接合，可以密封保持天线模块1071。即使在这样构成的等离子体处理装置中，也能够与上述例子一样在面内均匀地形成等离子体，获得相同的效果。
此时，因为天线模块1071的下方一侧的区域与处理区域是连通的，所以例如可以通过金属、例如铝构成外侧顶板1060。另外，外侧顶板1060的下方位置的处理容器1021内可以设置天线模块1071。在该情况下，可有例如由导电性部件例如金属构成外侧顶板1060。如这些例子一样由导电性部件构成外侧顶板1060的情况下，优选在外侧顶板1060和气体喷淋头1004之间隔有绝缘部件。
另外，虽然省略了图示，但是外侧顶板1060是由上侧部分和由电介质构成的下侧部分构成的分割结构体，并且在该下侧部分例如在周向等间隔地形成多个凹部，可以在该凹部内收纳天线模块1071。即使在这种情况下，能够得到与上述的例子相同的作用，即，在均匀地被等离子体化的面内、蚀刻气体均匀地进行蚀刻处理。
在上述的例子中，虽然对在气体喷淋头1004上施加的负的直流电压的值进行调整，将在径方向上的等离子体密度均匀化，但是可以将该负的直流电压值固定为规定的值、对向天线模块1071供给的微波的功率的大小进行调整，将在径方向上的等离子体密度均匀化。另外，在上述的例子中，虽然在周方向上对向各个天线模块1071供给的微波的功率进行调整，将周向等离子体的量也均匀化，但是例如周向的等离子体的偏差非常小的情况下，可以向各个天线模块1071供给相同的功率的微波。还有，将周向的等离子体1002的浓度均匀化时，既可以调整微波的相位，也可以与微波的相位一起调整微波功率的大小。
进而还有，在上述的例子中，虽然在周向多个位置设置天线模块1071，但是例如能够以覆盖处理容器1021顶壁(气体喷淋头1004以及外侧顶板1060)上方的方式设置作为微波供给部的天线部1200。关于这种例子，参照图33和图34进行说明。另外，关于与所述的图18所示的等离子体蚀刻处理装置相同的构成的部件，使用相同的符号并省略说明。
该天线部1200包括天线例如由厚度是1mm左右的铜板构成的、平面形状是圆形且下面一侧开口为圆形的扁平的天线主体1201和平面天线部件(缝隙板)1203，其设置为堵塞该天线主体1201的下面一侧的开口部的方式、例如形成有用于产生圆偏振波的多个缝隙1202。这些天线主体1201和缝隙部件1203由导体组成，构成扁平的圆形导波管。而且，平面天线部件1203的下面紧密连接到处理容器1021的上面(气体喷淋头1004和外侧顶板1060)。
上述缝隙1202如图34所示，大致呈T字状被配置为稍微离开的一对缝隙1202a、1202b为一组，例如形成为同心圆形和涡旋形。因为以互相大致正交的方式配列缝隙1202a和1202b，所以放射含有两个正交的偏振波成分的圆偏振波。此时，根据以对应通过后述的滞相板1204被压缩的微波的波长的间隔配列一对缝隙1202a、1202b，微波从平面天线部件1203作为大致的平面波被放射。
为了使所述圆形导波光内的微波的波长变短，可以在平面天线部件1203和天线主体1201之间设置滞相板1204，其例如由氧化铝(Al2O3)和氮化硅(Si3N4)等的低损失电介质材料构成。根据这些天线主体1201、平面天线部件1203和滞相板1204，构成径向线缝隙天线(Radial Line Slot Antenna)。
通过同轴导波管1205，在天线部1200的上面连接有微波发生单元1206。由此，向天线部1200供给例如频率为2.45GHz或8.3GHz的微波。同轴导波管1205由外侧的导波管1206A和内侧的中心导体1206B构成，导波管1206A连接到天线主体1201上，中心导体1206B通过在滞相板上形成的开口部连接到平面天线部件1203上。
在该等离子体蚀刻处理装置中，若从微波发生单元1206供给例如2.45GHz、500至3000W的微波，该微波通过TM模式或TE模式或TEM模式在同轴导波管1205内传播，到达天线部1200的平面天线部件1203。如图35所示，从平面天线部1203的中心部向着周边区域放射状地传播的同时，通过外侧顶板1060从缝隙对1202a、1202b向着处理容器1021内放出。因此，在包围气体喷淋头1004的下方空间的区域中，在周向形成有均匀的电场Er。然后，与所述的例子相同，通过在直流电源1053上施加例如0至-2000V的负的直流电压，所述电场Er被强烈地引向在气体喷淋头1004的下方形成的DC鞘层1001，与所述的例子相同在面内(周方向和径向)均匀地形成等离子体，进行垂直性较高的蚀刻处理。因此，即使在该等离子体时刻处理装置中，也能够得到与所述的例子相同的效果。
在该情况下，如所述的图32所示的方式，可以在外侧顶板1060的周向形成开口部1120，或者可以不设置外侧顶板1060、以包围气体喷淋头1004的方式形成环形的开口部，将气体喷淋头1004固定在天线部1200上，并且使天线主体1201的下面的周边与处理容器1021的上面的周边气密地接触。在此，以下的方式也包含于本发明的技术范围内：在气体喷淋头1004中，通过导电性部件仅仅构成处理区域一侧的喷淋板(支撑部件1043)，以导电通道连接该喷淋板和直流电源1053并在喷淋板上施加负的电压。
在上述的各个例子中，虽然列举蚀刻处理为例作为等离子体处理进行说明，本发明的等离子体处理装置例如可以适用于采用等离子体的CVD(Chemical Vapor Deposition)法的成膜处理装置，也可以适用于灰化装置。例如在成膜装置中，根据成膜气体的种类和流量、压力等的处理条件，对施加在气体喷淋头4上的负的直流电压的大小进行调整，在面内以均匀的成膜速度进行成膜处理。
(模拟)
如所述的图35的方式，设置天线模块1071，并且在气体喷淋头1004上施加负的直流电压时，为了确认在处理容器1021内形成的电场Er(TM模式的电场)的密度分布如何变化，使用作为电磁场计算软件的COMSOL，进行模拟(计算)。
针对向感应线圈1071供给1.8GHz、2000W的微波的情况进行计算。另外，根据在气体喷淋头1004上施加负的直流电压，针对在气体喷淋头1004的下方一侧形成有DC鞘层1001的厚度为1mm、5mm、10mm的情况分别进行计算。而且，对于与从处理容器1021的中央开始的右半部分，对被吸收到等离子体(处理气体)的电场强度进行调查。根据该吸收电场强度，能够对DC鞘层1001的下方一侧的等离子体的电子密度进行评价。
(结果)
如图36(a)、(b)所示，通过将DC鞘层1001的厚度从1mm增加至5mm，DC鞘层1001的下方一侧的吸收电场强度增大至接近处理容器1021的中央部的区域。根据这些可知，电场Er朝着晶片W的中央部一侧延伸变长，面内的等离子体密度被均匀化。另外，如图36(c)所示可知，通过DC鞘层1001的厚度增加，即通过施加在气体喷淋头1004上的负的直流电压变大，在天线模块1071的下方一侧形成的电场Er向着晶片W的中央部一侧进一步被拉近并延伸。

Claims (20)

1.一种等离子体处理装置，用于通过等离子体对基板进行处理，其特征在于，具有：
处理容器；
设置在所述处理容器内，用于载置基板的载置台；
与所述载置台相对设置的、由在下面形成有向所述处理容器内供给处理气体的多个气体喷出孔的导电性部件构成的气体喷淋头；
向包围所述气体喷淋头的下方空间的区域供给用于产生感应耦合型等离子体的高频电流的感应线圈；
用于向所述气体喷淋头施加负的直流电压，由此将通过所述感应线圈感应产生的电场引入处理区域的中央部一侧的负电压供给单元；和
对所述处理容器内进行抽真空的单元。
2.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，
所述感应线圈卷绕在与基板并行并且与所述处理容器的径向交差的方向上延伸的轴的周围。
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，
沿着处理容器的周方向配置有多个所述感应线圈。
4.如权利要求1至3的任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，
所述感应线圈被以其一边与基板并行的方式卷绕成方形。
5.如权利要求1至4的任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，
所述感应线圈被设置在比所述处理容器更上方一侧；
所述气体喷淋头周围的所述处理容器的顶壁由电介质构成。
6.如权利要求1至4的任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，
所述感应线圈埋设于电介质中，并构成所述处理容器的顶壁的一部分。
7.如权利要求1至6的任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，
所述喷淋头的至少下面一侧由硅构成。
8.如权利要求1至7的任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，还具有：
使对基板进行处理的工序、所述负的直流电压的大小以及向感应线圈供给的高频电流的大小对应并进行存储的存储部；和
从所述存储部中读出将与一个工序对应的负的直流电压的大小和高频电流的大小并输出控制信号的控制部。
9.一种等离子体处理方法，用于通过等离子体对基板进行处理，其特征在于，具有：
将基板载置到处理容器内的载置台上的步骤；
通过向比相对于所述载置台设置的导电性部件所构成的气体喷淋头更位于所述处理容器的径向外方一侧的感应线圈供给高频电流，在包围所述气体喷淋头下方一侧的空间的区域中形成电场的步骤；
从所述气体喷淋头下面的气体喷出孔向所述处理容器内供给处理气体，通过所述电场将该处理气体等离子体化的步骤；和
向所述气体喷淋头施加负的直流电压，将所述感应线圈感应产生的电场引入到处理区域的中央部一侧的步骤。
10.如权利要求9所述的等离子体处理方法，其特征在于，
形成所述电场的步骤通过卷绕在与基板并行、且与所述处理容器的径向交差的方向上延伸的轴的周围的感应线圈进行。
11.如权利要求9或10所述的等离子体处理方法，其特征在于，
形成所述电场的步骤通过沿处理容器的周向配置的多个所述感应线圈进行。
12.如权利要求9至11所述的等离子体处理方法，其特征在于，
形成所述电场的步骤通过以其一边与基板并行的方式且卷绕成方形的感应线圈进行。
13.如权利要求9至12所述的等离子体处理方法，其特征在于，还具有：
从使对基板进行的处理的工序和所述负的直流电压的大小以及向感应线圈供给的高频电流的大小对应并存储的存储部，读出与一个工序对应的负的直流电压的大小和高频电流的大小的步骤。
14.一种等离子体处理装置，用于通过等离子体对基板进行处理，其特征在于，具有：
设置在所述处理容器内，用于载置基板的载置台；
与所述载置台相对设置的、由在下面形成有向所述处理容器内供给处理气体的多个气体喷出孔的导电性部件构成的气体喷淋头；
向包围所述气体喷淋头的下方空间的区域供给用于将处理气体等离子化的微波的微波供给部，；
用于向所述气体喷淋头施加负的直流电压，由此将通过所述微波形成的电场引入处理区域的中央部一侧的负电压供给单元；和
对所述处理容器内进行抽真空的单元。
15.如权利要求14所述的等离子体处理装置，其特征在于：
沿着处理容器的周方向配置有多个所述微波供给部。
16.如权利要求14或15所述的等离子体处理装置，其特征在于，
所述气体喷淋头周围的所述处理容器的顶壁由电介质构成；
所述微波供给部被设置在该顶壁的上方一侧。
17.如权利要求14或15所述的等离子体处理装置，其特征在于，
在所述气体喷淋头周围的所述微波供给部下方的所述处理容器的顶壁上形成有开口部；
所述微波供给部以封闭所述开口部的方式被密封设置在所述处理容器上。
18.如权利要求14至17的任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，具有：
使对基板进行处理的工序以及所述负的直流电压的大小对应并进行存储的存储部；和
从所述存储部中读出与一个工序对应的负的直流电压的大小并输出控制信号的控制部。
19.如权利要求14至17的任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，还具有：
使对基板进行处理的工序、所述负的直流电压的大小以及向所述微波供给部供给的微波功率的大小对应并进行存储的存储部；和
从所述存储部中读出与一个工序对应的负的直流电压的大小和微波功率的大小并输出控制信号的控制部。
20.如权利要求19所述的等离子体处理装置，其特征在于，
所述微波供给部沿着处理容器的周方向多个配置；
所述存储部使向所述多个微波供给部供给的微波功率的各个大小和所述工序对应并进行存储；
所述控制部根据所述工序读出向所述多个微波供给部供给的微波功率的各个大小并输出控制信号。
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