CN102421238A - 等离子体处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种妥善地抑制RF天线内的波长效应并且在圆周方向上和直径方向上容易地实现均匀的等离子体工序的电感耦合型等离子体处理装置。在该电感耦合型等离子体处理装置中，为了生成电感耦合等离子体，在电介质窗(52)上设置的RF天线(54)在直径方向上分割为内侧线圈、中间线圈和外侧线圈(62)。内侧线圈(58)具有单一或串列地连接的内侧线圈段(59)。中间线圈(60)在圆周方向被分割，具有并联电连接的2个中间线圈段(61(1))、(61(2))。所述外侧线圈(62)在圆周方向被分割，具有并联电连接的3个外侧线圈段(63(1))、(63(2))、(63(3))。

Description

等离子体处理装置

技术领域

本发明涉及在被处理基板实施等离子体处理的技术，特别是涉及电感耦合型的等离子体处理装置。

背景技术

在半导体器件或FPD(Flat Panel Display)的制造工艺的蚀刻、沉积、氧化、溅射等处理中，为了使处理气体以比较低的温度进行良好的反应，经常使用等离子体。历来，在这种等离子体处理中大多使用利用MHz区域的高频放电生成的等离子体。就利用高频放电射出的等离子体而言，作为更具体的(装置的)等离子体生成法，大致分为电容耦合型等离子体和电感耦合型等离子体。

电感耦合型等离子体处理装置一般由电介质的窗构成处理容器的壁部的至少一部分(例如顶壁部)，向设置在该电电介质窗之外的线圈状的RF天线供给高频电力。处理容器作为能够减压的真空腔室构成，在腔室内的中央部配置被处理基板(例如半导体晶片、玻璃基板等)，向设定于电电介质窗与基板之间的处理空间导入处理气体。通过在RF天线中流动的高频电流，在RF天线的周围产生磁感线贯通电介质窗并通过腔室内的处理空间那样的高频交流磁场，根据该交流磁场的时间性的变化，在处理空间内，在方位角方向产生感应电场。然后，被该感应电场在方位角方向加速的电子与处理气体的分子或原子发生冲突，生成环形的等离子体。

通过在腔室内设置大的处理空间，上述环形的等离子体有效地向四方(特别是半径方向)扩散，在基板上等离子体的密度非常均匀。但是，在仅使用通常的RF天线时，在基板上能够得到的等离子体密度的均匀性对大多等离子体处理而言并不充分。在等离子体工序中，提高基板上的等离子体密度的均匀性也因为左右等离子体处理的均匀性·再现性甚至制造成品率而成为最重要的问题之一。

在电感耦合型的等离子体处理装置中，在腔室内的电介质窗附近生成的环状等离子体内的等离子体密度分布特性(分布图)是重要的，该重要的等离子体密度分布的分布图左右在扩散后的基板上得到的等离子体密度分布的特性(特别是均匀性)。

关于这点，作为提高圆周方向的等离子体密度分布的均匀性的技巧，提案有将RF天线分割为线圈直径不同的多个圆环状线圈的若干方式。在该种RF天线分割方式中，有串列地连接多个圆环状线圈的第一者式(例如专利文献1)，和并列地连接多个圆环状线圈的第二方式(例如专利文献2)。

现有技术文献

专利文献1：美国专利第5800619号

专利文献1：美国专利第6288493号

发明内容

发明要解决的课题

如上所述的现有技术的RF天线分割方式之中，上述第一者式，由于RF天线的全线圈长为全部线圈加在一起的较长的长度，所以RF天线内的电压下降为不能忽视的大小，并且因波长效应而在RF天线的RF输入端附近容易形成具有电流波节部的驻波。因此，上述第一者式，在直径方向当然也在圆周方向很难得到等离子体密度分布的均匀性，不适合于需要大口径等离子体的等离子体工序。

另一者面，上述第二方式，由高频供电部向RF天线供给的RF电流，在RF天线内的线圈直径小的(即阻抗小的)内侧线圈相对多地流动，在线圈直径大的(即阻抗大的)外侧线圈只相对较少地流动，在腔室内生成的等离子体的密度容易变为在直径方向的中心部高、周边部低。因此，上述第二方式，在RF天线内的各线圈附加(连接)阻抗调整用的电容器，以能够调节分配在各线圈的RF电流的分割比。

这种情况下，在高频供电部的回线或地线侧，即RF天线的终端侧设置阻抗调整用的电容器时，线圈的电位变为比接地电位更高，由此能够抑制电介质窗因来自等离子体的离子攻击而损伤劣化的溅射效果。但是，由于RF天线的线圈隔着电容器而被终端化，短路共振线的长度同等地变短，在线圈直径(线圈长)大的外侧线圈变得容易产生波长效应，面临与上述第一者式相同的问题。

本发明是用于解决如上所述的现有技术问题点的，并提供：能够一边妥善地抑制RF天线内的波长效应，一边在圆周方向和直径方向容易地实现均匀的等离子体工序的电感耦合型的等离子体处理装置。

课题解决的手段

本发明的等离子体处理装置，具备：具有电介质窗的处理容器；在上述处理容器内保持被处理基板的基板保持部；为了对上述基板实施希望的等离子体处理，而向上述处理容器内供给希望的处理气体的处理气体供给部；为了在上述处理容器内通过电感耦合来生成处理气体的等离子体，而设置在上述电介质窗之外的RF天线；将适合于上述处理气体的高频放电的频率的高频电力供给到上述RF天线的高频供电部，上述RF天线具有在直径方向隔有间隔且分别配置在内侧、中间和外侧的内侧线圈、中间线圈和外侧线圈，上述内侧线圈具有单一或串列连接的内侧线圈段，上述中间线圈在圆周方向被分割，具有并联电连接的多个中间线圈段，上述外侧线圈在圆周方向被分割，具有并联电连接的多个外侧线圈段。

在本发明的等离子体处理装置中，RF天线由在直径方向上分割的内侧线圈、中间线圈和外侧线圈构成，中间线圈和外侧线圈由在圆周方向被分割的多个中间线圈段和多个外侧线圈段构成。此处，多个中间线圈段彼此相互并联电连接，多个外侧线圈段也彼此相互并联电连接。因此，RF天线内的波长效应和电压下降取决于线圈段的长度。因而，为了在每个线圈段内不发生波长效应，而且为了不使电压下降过大，可以选择各线圈内的分割数或线圈段的长度。

按照本发明的一个优选方式，在高频供电部侧的第一节点(node)与接地电位侧的第二节点之间设置与中间线圈串联电连接的中间电容器。该中间电容器优选由可变电容器构成。而且，在从第一节点到第二节点使各个高频传送线路以一条线走线的情况下，采用通过中间线圈时的朝向与通过内侧线圈和外侧线圈时的朝向在圆周方向上相反的接线构造。

在相关的结构中，通过在构成中间线圈的多个中间线圈段与中间电容器的合成电抗为负值的区域内改变中间电容器的静电电容，由此在中间线圈流动的中间电流成为与分别在内侧线圈和外侧线圈流动的内侧电流和外侧电流在圆周方向上朝向相同，而且，能够使中间电流的电流值从大约零开始渐渐地增大，并且与内侧电流和外侧电流比较能够控制为相当少的电流量。由此，能够提高等离子体密度分布控制的自由度。

另外，按照其它的一个优选方式，在第一节点与上述第二节点之间，设置与内侧线圈段或多个外侧线圈段中的至少一者串联电连接的内侧电容器或外侧电容器。该内侧电容器或外侧电容器优选由可变电容器构成，通过改变其静电电容，能够调节分别在内侧线圈和外侧线圈流动的内侧电流和外侧电流之间的电流量的平衡。

发明的效果

按照本发明的等离子体处理装置，通过如上所述的结构和作用，能够一边妥善地抑制RF天线内的波长效应，一边在圆周方向和直径方向容易地实现均匀的等离子体工序。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式中的电感耦合型等离子体蚀刻装置的结构的纵截面图。

图2是表示实施方式中的RF天线的基本布局结构和电连接结构的立体图。

图3是对应图2的结构的电连接图。

图4是表示比较例的RF天线的布局和电连接结构的附图。

图5是对比并表示在实施方式的RF天线和比较例的天线分别产生的电位差(电压下降)的图表。

图6是表示在实施方式的RF天线设置可变电容型的中间电容器、可变电容型的外侧电容器和固定电容型的内侧电容器的结构例子的附图。

图7是表示在实施方式的RF天线中具备出侧共用电容器的结构例子的附图。

图8是表示实施方式的RF天线的中间电容器和外侧电容器设置在高频入口端一侧的结构例子的附图。

图9是表示在图8的RF天线中追加固定电容型的内侧电容器的一个变形例的附图。

图10是表示在RF天线内，内侧线圈内的内侧间隙、中间线圈内的中间间隙和外侧线圈内的外侧间隙设置为在相同方位角相互不重合的结构例子的附图。

图11表示将实施方式的RF天线的外侧线圈分割为4个线圈段的结构例子。

图12是表示将实施方式的RF天线的中间线圈分割为4个中间线圈段，并且将外侧线圈分割为2个外侧线圈段的结构例子的附图。

图13是表示实施方式的RF天线的内侧线圈形成为2圈，中间线圈和外侧线圈分别形成为1圈的结构例子的附图。

图14是表示实施方式的RF天线的中间线圈形成为1圈，内侧线圈和外侧线圈分别形成为2圈的结构例子的附图。

图15A是表示构成实施方式的RF天线的各线圈具有四角环形的结构例子的附图。

图15B是表示构成实施方式的RF天线的各线圈具有三角环形的结构例子的附图。

图16是表示在实施方式的RF天线的内侧线圈和外侧线圈之间设置口径不同的2个中间线圈的结构例子的附图。

图17是表示在与实施方式的RF天线的内侧线圈和外侧线圈相同方向(顺方向)上接线中间线圈的结构例子的附图。

图18A是表示将实施方式的RF天线内的全部线圈串联电连接的结构例子的附图。

图18B是表示图18A的结构例子的电路的附图。

图19是表示在高频供电部与RF天线之间设置变压器的结构例子的附图。

图20是表示在实施方式的RF天线完全不设置电容器的结构例子的附图。

符号说明

10：腔室

12：基座(susceptor)

26：排气装置

52：电介质窗

54：RF天线

58：内侧线圈

59：内侧线圈段

60：中间线圈

61(1)、61(2)、61(3)：中间线圈段

62：外侧线圈

63(1)、63(2)、63(3)、63(4)：中间线圈段

64(1)、64(2)：外侧线圈段

66：高频供电部

70：地线

72：等离子体生成用高频电源

74：匹配器

80：处理气体供给源

84：主控制部

90：内侧电容器

92：中间电容器

94：外侧电容器

96：电容可变部

110：出侧共用电容器

114：变压器

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。

【装置整体的结构和作用】

图1表示本发明的一个实施方式中的电感耦合型等离子体处理装置的结构。

该等离子体处理装置，被构成为使用平面线圈形的RF天线的电感耦合型的等离子体蚀刻装置，具有例如铝或不锈钢等的金属制的圆筒型真空腔室(处理容器)10。腔室10保护接地。

首先，说明与该电感耦合型等离子体蚀刻装置的等离子体生成无关的各部分的结构。

在腔室10内的下部中央，水平地配置载置作为被处理基板例如半导体晶片W的圆板状的基座12，作为兼做高频电极的基板保持台。该基座12，例如由铝构成，被从腔室10的底部向垂直上方延伸的绝缘性筒状支撑部14支撑着。

在沿着绝缘性筒状支撑部14的外周从腔室10的底部向垂直上方延伸的导电性筒状支撑部16与腔室10的内壁之间形成环状的排气路18，在该排气路18的上部或入口安装环状的挡板20，并且在底部设置排气口22。为了使腔室10内的气体的流动相对于基座12上的半导体晶片W轴对称地均匀地流动，优选在圆周方向等间隔地设置多个排气口22的结构。在各排气口22经由排气管24连接排气装置26。排气装置26，具有涡轮分子泵等真空泵，能够使腔室10内的等离子体处理空间减压到希望的真空度。在腔室10的侧壁之外安装使半导体晶片W的搬入搬出口27开关的闸阀28。

在基座12通过匹配器32和供电棒34电连接RF偏压用的高频电源30。该高频电源30能够以可变的功率输出恒定频率(13.56MHz以下)的高频RFL，该高频RFL适合于对引入半导体晶片W的离子的能量进行控制。匹配器32收容用于在高频电源30侧的阻抗与负荷(主要是基座、等离子体、腔室)侧的阻抗之间进行匹配的电抗(reactance)可变的匹配电路。在该匹配电路之中含有自偏压生成用的隔直电容器。

在基板12的上表面，设置用于以静电吸附力保持半导体晶片W的静电吸盘36，在静电吸盘36的半径方向外侧设置环状地包围半导体晶片W周围的聚焦环38。静电吸盘36是将由导电膜形成的电极36a夹入一对绝缘膜36b、36c之间而形成的部件，并且高压的直流电源40经由开关42和绝缘线43与电极36a电连接。通过由直流电源40施加的高压直流电压，能够以静电力将半导体晶片W吸附、保持在静电吸盘36上。

在基座12的内部设置例如在圆周方向延长的环状制冷剂流路或冷却流路44。在该制冷剂流路44，从冷却装置(未图示)经由配管46、48循环供给规定温度的冷却剂，例如冷却水cw。通过冷却水cw的温度能够控制静电吸盘36上的半导体晶片W的处理中的温度。与此相联系，来自传热气体供给部(未图示)的传热气体例如He气，经由气体供给管50供给到静电吸盘36的上表面与半导体晶片W的背面之间。另外，为了半导体晶片W的装载/卸载，设置在垂直方向贯通基座12且能够上下移动的升降销和其升降机构(未图示)等。

接着，说明与该电感耦合型等离子体蚀刻装置的等离子体生成有关的各部分的结构。

腔室10的顶壁或顶板设置为与基座12隔有比较大的距离间隔，并密闭地安装例如由石英板构成的圆形电介质窗52作为该顶板。在该电介质窗52之上，与腔室10一体地设置天线室56，该天线室56从外部电磁屏蔽并收容用于在腔室10内生成电感耦合的等离子体的RF天线54。

RF天线54具有与电介质窗52平行的、在直径方向隔开间隔并且分别配置在内侧、中间和外侧的内侧线圈58、中间线圈60和外侧线圈62。该实施方式的内侧线圈58、中间线圈60和外侧线圈62，各自具有圆环状的线圈形体，相互同轴地配置，并且相对于腔室10或基座12也同轴地配置。

并且，本发明的“同轴”，是在具有轴对称形状的多个物体间各个中心轴线互相重叠的位置关系，关于多个线圈之间不仅包括各个线圈面在轴方向相互偏置的情况，还包括在同一面上一致的情况(同心状的位置关系)。

内侧线圈58、中间线圈60和外侧线圈62，在从等离子体生成用的高频供电部66连接而来的高频供电线68与到达接地电位部件的回线70之间(2个节点N_A、N_B之间)并列地电连接。在此处，回线70是接地电位的地线，电连接保持接地电位的接地电位部件(例如腔室10或其它部件)。

在地线70侧的节点N_B与中间线圈60和外侧线圈62之间，分别连接(插入)可变电容器92、94。这些可变电容器92、94优选为在主控制部84的控制下通过电容可变部96能在一定范围内分别独立且任意地进行变化。以下，在节点N_A、N_B之间，与内侧线圈58串列地连接的电容器称作“内侧电容器”，与中间线圈60串列地连接的电容器称作“中间电容器”，与外侧线圈62串列地连接的电容器称作“外侧电容器”。

高频供电部66具有高频电源72和匹配器74。高频电源72，能够以可变功率输出高频RF_H，该高频RF_H适合于由电感耦合的高频放电所引起的等离子体生成的恒定频率(通常在13.56MHz以下)。匹配器74容纳用于在高频电源72侧的阻抗与负荷(主要是RF天线、等离子体)侧的阻抗之间进行匹配的电抗可变的匹配电路。

用于在腔室10内的处理空间供给处理气体的处理气体供给部具有：在比电介质窗52稍微低的位置设置于腔室10的侧壁之中(或外侧)的环状总管(manifold)或缓冲部76；在圆周方向以等间隔从缓冲部76朝向等离子体生成空间的多个侧壁气体排出孔78；从处理气体供给源80延伸到缓冲部76的气体供给管82。处理气体供给源80包括流量控制器和开关阀(未图示)。

主控制部84，包含例如微型计算机，控制该等离子体蚀刻装置内的各部分例如排气装置26、高频电源30、72、匹配器32、74、静电吸盘用的开关42、可变电容器92、94、处理气体供给源80、冷却装置(未图示)、传热气体供给部(未图示)等的各个运作和装置整体的运作(顺序(sequence))。

在该电感耦合型等离子体蚀刻装置中，为了进行蚀刻，首先设置闸阀28为打开状态并将加工对象的半导体晶片W搬入腔室10内，并载置在静电吸盘36之上。接着，关闭闸阀28后，从处理气体供给源80经由气体供给管82、缓冲部76和侧壁气体排出孔78以规定的流量和流量比向腔室10内导入蚀刻气体(一般为混合气体)，通过排气装置26使腔室10内的压力为设定值。然后，使高频供电部66的高频电源72开通并使等离子体生成用的高频RF_H以规定的RF功率输出，经由匹配器74、RF供电线68和回线70向RF天线54的内侧线圈58、中间线圈60和外侧线圈62供给高频RF_H的电流。另一者面，使高频电源30开通并以规定的RF功率输出离子吸引控制用的高频RF_L，该高频RF_L经由匹配器32和供电棒34施加在基座12上。另外，由传热气体供给部向静电吸盘36与半导体晶片W之间的接触界面供给传热气体(He气)，并且使开关42开通并由静电吸盘36的静电吸附力将传热气体关在上述接触界面。

在腔室10内，从侧壁气体排出孔78排出的蚀刻气体，扩散到电介质窗52的下方的处理空间。由于在RF天线54的各线圈58、60、62中流动的高频RF_H电流，在这些线圈周围产生的磁力线(磁通量)贯通电介质窗52并横切腔室10内的处理空间(等离子体生成空间)，在处理空间内产生方位角方向的感应电场。通过该感应电场，在方位角方向加速的电子与蚀刻气体的分子和原子发生电离冲突，而生成环状的等离子体。

该圆环状等离子体的自由基和离子在宽广的处理空间中四处扩散，自由基以各向同性地灌注的方式，离子以被直流偏压牵引的方式，供给到半导体晶片W的上表面(被处理面)。这样，在半导体晶片W的被处理面等离子体的活性种造成化学反应和物理反应，被加工膜蚀刻为希望的图案。

此处，“环状的等离子体”，不限定为在腔室10的直径方向内侧(中心部)等离子体不立起而只在直径方向外侧等离子体立起的严密的环状的等离子体，倒是意味着相比腔室10的直径方向内侧，直径方向外侧的等离子体的体积或密度更大。另外，根据在处理气体中使用的气体种类和腔室10内的压力值等条件，有可能不会形成此处所述的“环状的等离子体”。

该电感耦合型等离子体蚀刻装置，将RF天线54的内侧线圈58、中间线圈60和外侧线圈62设为如以下说明的特殊的空间布局和电连接结构，并且，通过在RF天线54附加电容器(在图1的示例中的可变电容器92、94)的结构，有效地抑制或降低RF天线54内的波长效应和电位差(电压下降)，以改善半导体晶片W上的等离子体工序特性即蚀刻特性(蚀刻比、选择比、蚀刻形状等)的圆周方向和直径方向的均匀性。

【RF天线的基本结构和作用】

该电感耦合型等离子体蚀刻装置的主要特征为RF天线54的内部的空间布局结构和电连接结构。

在图2和图3中表示该实施方式的RF天线54的布局和电连接(电路)的基本结构。

内侧线圈58，优选由单一的圆环状线圈段59构成，位于径方向的腔室10中心附近。以下，构成内侧线圈58的线圈段称作“内侧线圈段”。该内侧线圈段59，以单体填补圆周方向一周或其大部分的方式延长为环状，其两端59In、59Out在圆周方向隔着内侧间隙G_i相对置或邻接。并且，在本发明中，形成于内侧线圈58的圈上的间隙或断开处称作“内侧间隙”。

内侧线圈段59的一端即RF入口端部59In，经由向上方延伸的连接导体98和第一节点N_A连接高频供电部66的RF供电线68。内侧线圈段59的另一端即RF出口端59Out，经由向上方延伸的连接导体100和第二节点N_B连接地线70。

中间线圈60，优选由在圆周方向被分割的多个(例如2个)线圈段61(1)、61(2)构成，位于直径方向的腔室10的中间部。以下，构成中间线圈60的每个线圈段称作“中间线圈段”。

这2个中间线圈段61(1)、61(2)，在空间中分别形成为半圆的圆弧状，以填补圆周方向的一周或其大部分的方式串联地配置。更加详细地说，在中间线圈60的一周圈内，第一中间线圈段61(1)的RF入口端61(1)In与第二中间线圈段61(2)的RF出口端61(2)Out在圆周方向隔着中间间隙G_m相对置或邻接，第一中间线圈段61(1)的RF出口端61(1)Out与第二中间线圈段61(2)的RF入口端61(2)In在圆周方向隔着另外的中间间隙G_m相对置或邻接。并且，在本发明中，将形成于中间线圈60的圈上的间隙或断开处称作“中间间隙”。

这2个中间线圈段61(1)、61(2)，各自一端即RF入口端61(1)In、61(2)In经由向上方延伸的连接导体102(1)、102(2)和第一节点N_A电连接高频供电部66的RF供电线68，各自另一端即RF出口端61(1)Out、61(2)Out经由向上方延伸的连接导体104(1)、104(2)和第二节点N_B电连接地线70。

外侧线圈62，优选由在圆周方向被分割的多个(例如3个)线圈段63(1)、63(2)、63(3)构成，位于直径方向的腔室10侧壁附近。以下，将构成外侧线圈62的每个线圈段称作“外侧线圈段”。

这3个中间线圈段61(1)、61(2)、63(3)，在空间中分别形成为约1/3周的圆弧状，以填补圆周方向一周或其大部分的方式串联地配置。更加详细地说，在外侧线圈62的一周圈内，第一外侧线圈段63(1)的RF入口端63(1)In与第三外侧线圈段63(3)的RF出口端63(3)Out在圆周方向隔着外侧间隙G_o相对置或邻接，第一外侧线圈段63(1)的RF出口端63(1)Out与第二中间线圈段63(2)的RF入口端63(2)In在圆周方向隔着另外的外侧间隙G_o相对置或邻接，第二外侧线圈段63(2)的RF出口端63(2)Out与第三外侧线圈段63(3)的RF入口端63(3)In在圆周方向隔着另一个外侧间隙G_o相对置或邻接。并且，在本发明中，将形成于外侧线圈62的圈上的间隙或断开处称作“外侧间隙”。

这3个外侧线圈段63(1)、63(2)、63(3)，各自一端即RF入口端63(1)In、63(2)In、63(3)In经由向上方延伸的连接导体106(1)、106(2)、106(3)和第一节点N_A电连接高频供电部66的RF供电线68，各自另一端即RF出口端63(1)Out、63(2)Out、63(3)Out经由向上方延伸的连接导体108(1)、108(2)、108(3)和第二节点N_B电连接地线70。

这样，在高频供电部66的RF供电线68与地线70之间，或是第一节点N_A与第二N_B之间，构成中间线圈60的2个中间线圈段61(1)、61(2)彼此相互并联电连接，并且构成外侧线圈62的3个外侧线圈段63(1)、63(2)、63(3)彼此相互并联电连接，而且以单体来构成内侧线圈58的内侧线圈段59也与这些中间线圈段61(1)、61(2)和外侧线圈段63(1)、63(2)、63(3)并联电连接。而且，以分别在中间线圈段61(1)、61(2)流动的高频电流的方向在圆周方向相同、并且分别在外侧线圈段63(1)、63(2)、63(3)流动的高频电流的方向在圆周方向全部相同的方式，RF天线54内的各部分进行接线。

RF天线54的上述线圈接线结构的重要特征在于：在从高频供电部66的高频供电线68到地线70使各个高频传送线路以一条线进行走线的情况下，通过中间线圈60时的朝向(在图2中为顺时针旋转，在图3中为逆时针旋转)与通过内侧线圈58和外侧线圈62时的朝向(在图2中为逆时针旋转，在图3中为顺时针旋转)在圆周方向是相反的。而且，在这样的逆方向接线下，中间电容器92的静电电容C₉₂在规定的范围内为可变的或者被选定的，以使流动在中间线圈60的电流与分别流动在内侧线圈58和外侧线圈62的电流在圆周方向为相同朝向。

并且，在天线室56(图1)内，如图2所示，向RF天线54的上方延伸的连接导体98、100、102(1)、102(2)、104(1)、104(2)、106(1)、106(2)、106(3)、108(1)、108(2)、108(3)，与电介质窗52隔着充分大的距离(在相当高的位置)形成横方向的分歧线或搭接线，以减小对各线圈58、60、62的电磁影响。

在该实施方式中，作为优选的方式，不仅构成中间线圈60的2个中间线圈段61(1)、61(2)具有大致相等的自感，而且构成外侧线圈62的3个外侧线圈段63(1)、63(2)、63(3)也具有大致相等的自感，而且构成内侧线圈58的内侧线圈段59具有与这些中间线圈段61(1)、61(2)和外侧线圈段63(1)、63(2)、63(3)大致相等的自感。通常，通过使这些线圈段59、61(1)、61(2)、63(1)、63(2)、63(3)的线材、线径和线长相同，来满足自感的同一性或者近似性的要求。

此外，在内侧线圈段59、各个中间线圈段61(1)、61(2)和各个外侧线圈段63(1)、63(2)、63(3)的长度相等的情况下，内侧线圈58、中间线圈60与外侧线圈62的口径(直径)比为1∶2∶3。举例来说，在作为被处理体的半导体晶片W的口径为300mm的情况下，内侧线圈58、中间线圈60和外侧线圈62的口径分别选为100mm、200mm和300mm。

在该实施方式的电感耦合型等离子体蚀刻装置中，通过由高频供电部66供给的高频电流在RF天线54内的各部分流动，在构成RF天线54的内侧线圈58、中间线圈60和外侧线圈62的周围按照安培法则产生环状分布的高频交流磁场，并且在电介质窗52下方的比较深(下方)的区域也形成在半径方向横切处理空间的磁力线。

此处，处理空间的磁通量密度的半径方向(水平)成分，在腔室10的中心和周边部与高频电流的大小无关一直为零，并且其中间的某处非常大。由高频的交流磁场生成的方位角方向的感应电场的强度分布，也表示在直径方向与磁通量相同的分布。即，在直径方向，圆环状等离子体内的电子密度分布，宏观上来说大致对应RF天线54内的电流分布。

该实施方式中的RF天线54，与从其中心或内周端旋转到外周端的通常的涡形线圈不同，由局部存在于天线的中心部的圆环状的内侧线圈58、局部存在于天线中间部的圆环状的中间线圈60和局部存在于天线周边部的圆环状的外侧线圈62构成，RF天线54内的电流分布为对应各线圈58、60、62的位置的同心圆状的分布。

此处，在RF天线54内，如上所述，内侧线圈58由单一的圆环状线圈段59构成。由此，等离子体激发时，在内侧线圈58的一周内流有同样或均匀的高频电流I_i。另外，构成中间线圈60的2个中间线圈段61(1)、61(2)，具有大致相等的自感(即大致相等的阻抗)，且并联电连接。由此，等离子体激发时，在中间线圈60的一周内流有同样或均匀的高频电流I_m。此外，构成外侧线圈62的3个外侧线圈段63(1)、63(2)、63(3)，具有大致相等的自感(即大致相等的阻抗)，且并联电连接。由此，等离子体激发时，在外侧线圈62的一周内流有同样或均匀的高频电流I_o。

因此，在生成于腔室10的电介质窗52之下的圆环状等离子体中，分别在内侧线圈58、中间线圈60和外侧线圈62的正下方的位置附近，电流密度(即等离子体密度)突出地变高(变得非常大)。这样，圆环状等离子体内的电流密度分布在直径方向不均匀而变为凹凸的分布图。但是，通过在腔室10内的处理空间等离子体向四周扩散，在基座12的附近即基板W上等离子体密度非常均匀。

在该实施方式中，内侧线圈58、中间线圈60和外侧线圈62都为圆环状线圈，在线圈圆周方向流有同样或均匀的高频电流，因此，在线圈圆周方向环状等离子体内当然在基座12的附近即基板W上也总是得到大致均匀的等离子体密度分布。

此外，在直径方向，如后所述通过使中间电容器92和外侧电容器94的静电电容C92、C94在规定范围内可变或选定为适当的值，来调节分别在内侧线圈58、中间线圈60和外侧线圈62流动的电流I_i、I_m、I_o的平衡，能自由地控制圆环状等离子体内的等离子体密度分布。由此，能够自由地控制基座12附近即基板W上的等离子体密度分布，也能以高精度容易地达成等离子体密度分布的均匀化。并且，将分别在内侧线圈58、中间线圈60和外侧线圈62流动的电流称作“内侧电流”、“中间电流”和“外侧电流”。

在该实施方式中，RF天线54内的各线圈58、60、62由1个或多个的线圈段构成，与构成各线圈58、60、62的线圈段的数量无关，包含在RF天线54中的全部线圈段59、61(1)、61(2)、63(1)、63(2)、63(3)并联电连接。在这样的线圈段接线构造中，RF天线54内的波长效应和电压下降依存于各个线圈段59、61(1)、61(2)、63(1)、63(2)、63(3)的每个长度。

因此，为了在各个线圈段59、61(1)、61(2)、63(1)、63(2)、63(3)内不发生波长效应，并且为了电压下降也不要太大，通过选定构成内侧线圈58的内侧线圈段59、构成中间线圈60的各个中间线圈段61(1)、61(2)和构成外侧线圈62的各个外侧线圈段63(1)、63(2)、63(3)的长度，能够全部解决RF天线54内的波长效应和电压下降的问题。关于波长效应的防止，各个线圈段59、61(1)、61(2)、63(1)、63(2)、63(3)的长度优选为比高频RF_H的1/4波长更加短(更加优选充分的短)。

关于该实施方式的RF天线内的电压下降的降低效果，与图4所示的比较例对比后容易理解。该比较例的RF天线具有分别位于直径方向的内侧、中间侧和外侧且同轴地配置的圆环状的内侧线圈58′、中间线圈60′和外侧线圈62′。此处，内侧线圈58′与实施方式的内侧线圈58完全相同，由单体的线圈段59构成。但是，中间线圈60′和外侧线圈62′，与实施方式的中间线圈60和外侧线圈62不同，分别由具有线圈段59的2倍和3倍的长度的单体线圈段61′、63′构成。而且，比较例的RF天线，为了在内侧线圈58′、中间线圈60′和外侧线圈62′中流有相同大小的电流，将这三个线圈串列地连接。

并且，为了更容易理解该实施方式的RF天线内的电压下降的降低效果，省去电容器(92、94)，对比该实施方式的RF天线54与比较例(图4)。

在比较例的RF天线中，例如，等离子体激发时的内侧线圈58′(线圈段59)的电感设为400nH时，中间线圈60′(线圈段61′)和外侧线圈62′(线圈段63′)的电感分别是800nH、1200nH，RF天线整体的电感为2400nH。因此，在RF天线的各线圈中流有20A的高频电流(频率13.56MHz)时，在RF天线内产生约4kV的电位差(电压下降)。

对此，在该实施方式的RF天线54中，等离子体激发时的内侧线圈58(内侧线圈段59)的电感为400nH时，中间线圈60的中间线圈段61(1)、61(2)的电感和外侧线圈62的外侧线圈段63(1)、63(2)、63(3)的电感也分别为400nH，RF天线整体的电感为67nH。因此，在RF天线54的各线圈流有20A的高频电流(频率13.56MHz)时，在RF天线54内(即个线圈段内)产生的电位差(电压下降)约为680V，如图5所示降低到约1/6。并且，在上述的比较计算中，为了方便说明和容易理解，忽略RF天线内的电阻部分的电感。

这样，该实施方式的RF天线54，不仅不容易产生波长效应，而且在天线内产生的电压差(电压下降)小，因此通过RF天线54与等离子体的电容耦合能够减小射入电介质窗52的各部分的离子冲击的离散。由此，也能得到能降低电介质窗52的一部分局部地或集中地被削减的不希望的现象的发生的效果。

【在RF天线附加的电容器的功能】

在该实施方式的电感耦合型等离子体蚀刻装置的另一个重要的特征是在RF天线54附加的电容器(特别是中间电容器92)的功能。

在该实施方式的电感耦合型等离子体蚀刻装置中，通过改变中间电容器92的静电电容C₉₂，来改变中间线圈60与中间电容器92的合成电抗(以下称作“中间合成电抗”)X_m，而能改变在中间线圈60流动的中间电流I_m的电流值。

此处，在中间电容器92的静电容器C₉₂存在优选范围。即，与如上所述的相对高频供电部66中间线圈60的接线与内侧线圈58和外侧线圈62的接线为相反方向有关，优选改变或选定中间电容器92的静电电容C₉₂，以使中间合成电抗X_m为负值(中间电容器92的电容性电抗比中间线圈60的电感性电阻更大)。换个角度来看，比由中间线圈60和中间电容器92构成的串联电路发生串联共振时的静电电容更小的区域内，优选改变或选定中间电容器92的静电电容C₉₂。

在如上所述相对内侧线圈58和外侧线圈62中间线圈60向相反方向接线的RF天线54中，通过在中间合成电抗X_m为负值的区域改变中间电容器92的静电电容C₉₂，在中间线圈60流动的中间电流I_m与分别在内侧线圈58和外侧线圈62流动的内侧电流I_i和外侧电流I_o在圆周方向朝向相同。而且，还能够使中间电流I_m的电流值从大约零渐渐增大，能够在例如内侧电流I_i和外侧电流I_o的1/10以下进行选定。

而且，通过实验确认出：当这样将中间电流I_m控制在内侧电流I_i和外侧电流的I_o的1/10以下时，能够很好地使在腔室10内的正下方生成的环状等离子体内的等离子体密度均匀化。

这是因为即使在没有中间线圈60的情况下，由于分别在内侧线圈58和外侧线圈62的正下方位置附近生成的等离子体在直径方向扩散，也在如图3虚线所示的两线圈58、62的中间区域存在相当密度的等离子体。因此，在与两线圈58、62不同的、位于其中间的中间线圈60中，使少量的电流I_m与分别在两线圈58、62流动的电流I_i、I_o在圆周方向朝向相同地流动时，在中间线圈60的正下方位置附近电感耦合等离子体的生成适度增强，等离子体密度在直径方向上为均匀。

在该实施方式中，为了能够将在中间线圈60流动的中间电流I_m的电流值控制为相当小的值，如上所述使中间线圈60在相反方向接线，使中间电容器92的静电电容C₉₂在中间合成电抗X_m为负值的区域进行改变。在这种情况下，在X_m＜0的区域内越减小C₉₂的值，中间合成电抗X_m的绝对值越大，中间电流I_m的电流值越小(接近于零)。相反，在X_m＜0的区域内越增大C₉₂的值，中间合成电抗X_m的绝对值越小，中间电流I_m的电流值越大。

当然，对应需要，也能够使中间电容器92的静电电容C₉₂在中间合成电抗X_m为正值的区域进行改变。在这种情况下，在中间线圈60内流动的中间电流I_m成为与分别在内侧线圈58和外侧线圈62内流动的内侧电流I_i和外侧电流I_o在圆周方向上相反的朝向。这对于在中间线圈60的正下方附近意图降低等离子体密度的情况是有用的。

在RF天线54附加的外侧电容器94为了调整在内侧线圈58流动的内侧电流I_i与在外侧线圈62流动的外侧电流I_o的平衡而起作用。如上所述，在中间线圈60流动的中间电流I_m是少量的，从高频供电部66供给到RF天线54的高频电流的大部分分开流向内侧线圈58和外侧线圈62。此处，通过改变外侧电容器94的静电电容C₉₄，来改变外侧线圈62与外侧电容器94的合成电抗(以下称作“外侧合成电抗”)X_o，进而能够调节内侧电流I_i与外侧电流I_o之间的分配比。

并且，因为内侧线圈58和外侧线圈62都在顺方向上接线，所以在圆周方向上为了使内侧电流I_i和外侧电流I_o为相同朝向，可以在外侧合成电感X_o为正值的区域改变外侧电容器94的静电电容C₉₄。在这种情况下，在X_o＞0的区域内越减小C₉₄的值，外侧合成电抗X_o的值越小，外侧电流I_o的电流值相对地变大，这样内侧电流Ii的电流值相对地变小。相反，在X_o＞0的区域内越增大C₉₄的值，外侧合成电抗X_o的值越大，外侧电流I_o的电流值相对地变小，这样内侧电流Ii的电流值相对地变大。

这样，在该实施方式的电感耦合型等离子体蚀刻装置中，通过改变外侧电容器94的静电电容C₉₄，能够任意地调节在内侧线圈58流动的内侧电流I_i与在外侧线圈62流动的外侧电流I_o的平衡。另外，如上所述，通过改变中间电容器92的静电电容C₉₂，能够任意地调节在中间线圈60流动的中间电流I_m与内侧电流I_i和外侧电流I_o的平衡。

【关于带有电容器的RF天线的其它实施例或变形例】

如图6所示，除了如上所述的可变电容型的中间电容器92和可变电容型的外侧电容器94，还能设置固定电容型的内侧电容器90。按照该结构例子，降低内侧线圈58与内侧电容器90的合成电抗(以下称作“内侧合成电抗”。)X_i的值，由外侧电容器94能增大调整范围。

作为其它的变形例，省略图示，但是还可能是中间电容器92和内侧电容器90为可变电容器、外侧电容器94为固定电容器的结构。设置可变电容型的中间电容器92和可变电容型的内侧电容器90，并省去外侧电容器94的结构不用说也是可能的。

图7中表示在RF天线54的终端侧、即在第二节点NB与地线70之间(或是地线70上)具备与RF天线54内的全部的线圈段59、61(1)、61(2)、63(1)、63(2)、63(3)串联电连接的出侧共用电容器110的结构。该出侧(终端)的共用电容器110通常可以是固定电容器，也可以是可变电容器。

该出侧(终端)的共用电容器110，不仅具有调整RF天线54的整体阻抗的功能，还具有抑制因RF天线54的整体电位从接地电位直流地提高而使顶壁或电介质窗52蒙受的离子溅射。

出侧共用电容器110以外的电容器，可以设置在RF天线54的入口侧(第一节点N_A侧)。例如图8所示的结构例子，将中间电容器92连接于第一节点N_A与中间线圈60之间，将外侧电容器94连接于第一节点N_A与外侧线圈62之间。这样，在中间电容器92和外侧电容器94分别设置于中间线圈60和外侧线圈62的入口侧的结构中，回避两线圈60、62的短路共振线的长度变短，能够更加确实地防止或抑制波长效应的发生。

图9表示在图8的结构例子中追加固定电容型的内侧电容器90的一个变形例。如图示，在第一节点N_A与内侧线圈58之间连接内侧电容器90。在该结构例子中，降低内侧合成电抗X_i的值，由外侧电容器94能够增大调整范围。

图10所示的结构例子为：在RF天线54内，内侧线圈58内的内侧间隙G_i(入口端59In/出口端59Out)、中间线圈60内的中间间隙G_m(入口端61(1)In/出口端61(2)Out、入口端61(2)In/出口端61(1)Out)、和外侧线圈62内的外侧间隙G_o(入口端63(1)In/出口端63(3)Out、入口端63(2)In/出口端63(1)Out、入口端63(3)In/出口端63(2)Out)在相同方位角不重合。

当在各线圈58、60、62的一周圈内有间隙G_i、G_m、G_o时，在各间隙部分的正下方不能向等离子体施加电感电动势，因此等离子体密度变低，容易成为圆周方向的奇点。因此，如该结构例，通过使间隙G_i、G_m、G_o的位置在方位角方向上偏移，能够减少方位角方向的等离子体密度分布的偏斜。

图11表示外侧线圈62被分割为4个线圈段63(1)、63(2)、63(3)、63(4)的结构例子。这4个外侧线圈段63(1)、63(2)、63(3)、63(4)，在空间中，分别形成为大约1/4周的圆弧状，以整体填补圆周方向的一周或其大部分的方式串联地配置，在第一节点N_A和第二节点N_B之间相互并联电连接。

这样，在分别将中间线圈60和外侧线圈62分割为多个线圈段的RF天线54中，各线圈60、62的分割数不需要与线圈长的比成比例。特别是，在具备电流调整用的电容器92、94的情况下，中间线圈60和外侧线圈62的分割数(线圈段的个数)能够分别独立地进行选择。因此，如图12所示，例如可以是将中间线圈60分割为4个中间线圈段61(1)、61(2)、61(3)、61(4)并将外侧线圈62分割为2个外侧线圈段63(1)、63(2)的结构。

在该实施方式的RF天线54中，各线圈58、60、62不限定于单圈的线圈，也可以是多个圈的线圈。例如，如图13所示，可以使内侧线圈58形成为2圈，并分别使中间线圈60和外侧线圈62分别形成为1圈。虽然省略图示，但也可以使内侧线圈58和中间线圈60分别形成为1圈，使外侧线圈62形成为2圈。或者，如图14所示，可以使中间线圈60形成为1圈，内侧线圈58和外侧线圈62分别形成为2圈。

这样，通过增加内侧线圈58和/或外侧线圈62的圈数，来增大左右生成于它们正下方的等离子体的密度的线圈磁动势(安培圈)，进而降低内侧电流I_i和/或外侧电流I_o的值而能够使能量损失减少(即，使等离子体生成效率提高)。

构成该实施方式的RF天线54的各线圈58、60、62的环形不限于圆形，对应被处理体的形状，可以是例如图15A所示的四角形或图15B所示的三角形。这样在线圈58、60、62的环形是三角形的情况下，也优选如图所示在与内侧线圈58和外侧线圈62相反的方向上接线中间线圈60且具备中间电容器(省略图示)的结构。并且，在构成各线圈(环)的多个线圈段之间形状和自阻抗可以稍微不同。线圈或线圈段的截面形状不限于矩形，可以是圆形、椭圆形等，也不限于单线可以是绞线。

图16所示的结构例子，在内侧线圈58与外侧线圈62之间设置口径不同的2个中间线圈60A、60B。更详细地说，口径小的第一中间线圈60A被分割为2个中间线圈段61A(1)、61A(2)，口径大的中间第二线圈60B被分割为3个中间线圈段61B(1)、61B(2)、61B(3)。外侧线圈62被分割为4个外侧线圈段63(1)、63(2)、63(3)、63(4)。作为一个示例，内侧线圈58、第一中间线圈60A、第二中间线圈60B和外侧线圈62的口径分别选择为100mm、200mm、300mm和400mm。

这样，在该实施方式的RF天线54中，在口径最小的内侧线圈58与口径最大的外侧线圈62之间能够配置任意个数的中间线圈60(60A、60B、…)。另外，如图所示，在设置多个例如2个中间线圈60A、60B的情况下，优选在第一节点N_A和第二节点N_B之间与第一和第二中间线圈60A、60B分别串列地连接第一和第二中间电容器92A、92B的结构。

图17所示的结构例子，在与内侧线圈58和外侧线圈62相同方向(顺方向)上接线中间线圈60。即，从第一节点N_A到第二节点N_B使各个高频传送线路以一条线进行走线的情况下，成为通过中间线圈60时的朝向与通过内侧线圈58和外侧线圈62时的朝向在圆周方向上相同(图17中都是顺时针旋转)的接线结构。

在这种情况下，中间电容器92的静电电容C₉₂在中间合成电抗X_m为正的区域改变时，能够改变中间电流I_m为与内侧电流I_i和外侧电流I_o在圆周方向上朝向相同。即，在X_m＞0的区域内越减小C₉₂的值，中间合成电抗X_m的值越小，中间电流I_m越大。相反，在X_m＞0的区域内越增大C₉₂的值，中间合成电抗的值X_m越大，中间电流I_m越小。但是，即使无限增大C₉₂的值，中间合成电抗X_m的值也不会下降到中间线圈60的电感性电抗以下，因此中间电流I_m的电流值不能尽可能地减少(接近零)。因而，在通常的使用方法中，将中间电流I_m控制为内侧电流I_i和外侧电流I_o的1/10以下的电流值是困难的。

在图17所示的结构例子中，中间电容器92的静电电容C₉₂也能够在中间合成电抗X_m为负的区域进行改变。在这种情况下，中间电流I_m的流向与内侧电流I_i和外侧电流I_o的流向在圆周方向上相反。这对于在中间线圈60的正下方附近意图降低等离子体密度的情况是有用的。

图18A和图18B所示的结构例子，在RF天线54中，内侧线圈58、中间线圈60和外侧线圈62串联电连接。因为在中间线圈60和外侧线圈62内，中间线圈段61(1)、61(2)和外侧线圈段63(1)、63(2)、63(3)分别并联电连接，所以RF天线54的整个有效长用3个线圈段就能完成。这样使RF天线54内的全部线圈58、60、62串联电连接的结构，减少在RF天线54内进行分歧的电流，减少向RF天线54供给的高频电流，进而对于降低高频供电部66(特别是匹配器74)内的RF能量损失是有利的。

【其它实施例或变形例】

图19所示的结构例子，在高频供电部66与RF天线54之间设置变压器114。该变压器114的一次绕组电连接在匹配器74的输出端子，二次绕组电连接在RF天线54的入口侧的第一节点N_A。作为变压器114的通常形态，通过使一次绕组的圈数比二次绕组的圈数多，能够使从匹配器74流向变压器114的电流(一次电流)I₁比从变压器114流向RF天线54的二次电流I₂少。换个角度来说，能够不增加一次电流I₁的电流值而增加向RF天线54供给的二次电流I₂的电流值。

另外，在设置变压器114的情况下，通过在二次侧进行分接头转换，也能够改变二次电流I₂。在这种情况下，如图20所示，也能够从RF天线54全部省去电容器。

上述实施方式的电感耦合型等离子体蚀刻装置的结构是一个示例，等离子体生成机构的各部分当然可以进行各种变形，与等离子体生成无直接关系的各部分结构也能够进行各种的变形。

例如，作为RF天线的基本形态，也可以是平面型以外的类型例如圆顶型等。可以是在处理气体供给部在腔室10内从顶壁导入处理气体的结构，也可以是不向基座12施加直流偏压控制用的高频RF_L的方式。

并且，本发明的电感耦合型等离子体处理装置或等离子体处理方法，不限定于等离子体蚀刻的技术领域，也能适用于等离子体CVD、等离子体氧化、等离子体氮化、喷镀等其它的等离子体工序。此外，本发明的被处理基板不限定于半导体晶片，也可以是平板显示器用的各种基板、光掩膜、CD基板、印刷基板等。

Claims (35)

1.一种等离子体处理装置，其特征在于，具备：

具有电介质窗的处理容器；

基板保持部，其在所述处理容器内保持被处理基板；

处理气体供给部，其为了对所述基板实施希望的等离子体处理，而向所述处理容器内供给希望的处理气体；

RF天线，其为了在所述处理容器内通过电感耦合来生成处理气体的等离子体，而设置在所述电介质窗之外；

高频供电部，其向所述RF天线供给适合所述处理气体的高频放电的频率的高频电力，

所述RF天线具有在直径方向隔有间隔地分别配置于内侧、中间和外侧的内侧线圈、中间线圈和外侧线圈，

所述内侧线圈具有单一或串联连接的内侧线圈段(coil segment)，

所述中间线圈，在圆周方向被分割，具有并联电连接的多个中间线圈段，

所述外侧线圈，在圆周方向被分割，具有并联电连接的多个外侧线圈段。

2.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述内侧线圈段在圆周方向上至少为一周。

3.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述内侧线圈段比所述高频的1/4波长短。

4.如权利要求1～3中的任意一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述多个外侧线圈段比所述多个中间线圈段数量多。

5.如权利要求1～3中的任意一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述多个外侧线圈段，以整体填补圆周方向上的至少一周或其大部分的方式在空间中串列地配置。

6.如权利要求1～3中的任意一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述多个外侧线圈段中的任意一个比所述高频的1/4波长短。

7.如权利要求1～3中的任意一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述多个外侧线圈段具有大致相等的自感。

8.如权利要求1～3中的任意一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：

分别在所述多个外侧线圈段流动的电流的方向在圆周方向上全部相同。

9.如权利要求1～3中的任意一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：

分别在所述多个外侧线圈段流动的电流的电流值大致相同。

10.如权利要求1～3中的任意一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述多个中间线圈段，以整体填补圆周方向上的至少一周或其大部分的方式在空间中串列地配置。

11.如权利要求1～3中的任意一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述多个中间线圈段中的任意一个比所述高频的1/4波长短。

12.如权利要求1～3中的任意一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述多个中间线圈段具有大致相等的自感。

13.如权利要求1～3中的任意一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：

分别在所述多个中间线圈段流动的电流的方向在圆周方向上全部相同。

14.如权利要求1～3中的任意一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：

分别在所述多个中间线圈段流动的电流的电流值大致相同。

15.如权利要求1～3中的任意一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：

在所述内侧线圈流动的电流的方向、在所述中间线圈流动的电流的方向和在所述外侧线圈流动的电流的方向，在圆周方向上相同。

16.如权利要求1～3中的任意一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述内侧、中间和外侧的全部线圈段的自感大致相等。

17.如权利要求1～3中的任意一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述内侧线圈、所述中间线圈和所述外侧线圈，在所述高频供电部侧的第一节点与接地电位侧的第二节点之间并联电连接。

18.如权利要求17所述的等离子体处理装置，其特征在于：

在所述第一节点与所述第二节点之间，具有与所述多个中间线圈段串联电连接的中间电容器。

19.如权利要求18所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述中间电容器是可变电容器。

20.如权利要求18所述的等离子体处理装置，其特征在于：

从所述第一节点到所述第二节点使各个高频传送线路以一条线走线的情况下，通过所述中间线圈时的朝向与通过所述内侧线圈和所述外侧线圈时的朝向在圆周方向上相反。

21.如权利要求20所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述中间电容器具有所述多个中间线圈段与所述中间电容器的合成电抗为负值的区域的静电电容。

22.如权利要求18所述的等离子体处理装置，其特征在于：

在所述中间线圈段流动的电流，比分别在所述内侧线圈段和所述外侧线圈段流动的电流小。

23.如权利要求17所述的等离子体处理装置，其特征在于：

在所述第一节点与所述第二节点之间，具有与所述内侧线圈段串联电连接的内侧电容器。

24.如权利要求23所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述内侧电容器是可变电容器。

25.如权利要求24所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述内侧电容器具有所述内侧线圈段与所述内侧电容器的合成电抗为正值的区域的静电电容。

26.如权利要求17所述的等离子体处理装置，其特征在于：

在所述第一节点与所述第二节点之间，具有与所述多个外侧线圈段串联电连接的外侧电容器。

27.如权利要求26所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述外侧电容器是可变电容器。

28.如权利要求27所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述外侧电容器具有所述多个外侧线圈段与所述外侧电容器的合成电抗为正值的区域的静电电容。

29.如权利要求17所述的等离子体处理装置，其特征在于：

具有连接在所述第二节点与接地电位的部件之间的出口侧共用电容器。

30.如权利要求1～3中的任意一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述内侧线圈、所述中间线圈和所述外侧线圈串联电连接。

31.如权利要求1～3中的任意一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：

在所述内侧线圈与所述外侧线圈之间，空间性地且并联电连接地设置多个所述中间线圈。

32.如权利要求1～3中的任意一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述中间线圈是单圈，所述内侧线圈和所述外侧线圈中的至少一者为多圈。

33.如权利要求1～3中的任意一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述高频供电部，包括；

输出所述高频电力的高频电源；

匹配器，其用于在所述高频电源侧的阻抗与负荷侧的阻抗之间进行匹配；

变压器，其具有电连接在所述匹配器的输出端子的一次绕组和电连接在所述RF天线的二次绕组。

34.如权利要求1～3中的任意一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述电介质窗构成所述处理容器的顶板的一部分或全部，

所述内侧线圈、所述中间线圈和所述外侧线圈设置于所述电介质窗之上。

35.如权利要求1～3中的任意一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：

所述内侧线圈、所述中间线圈和所述外侧线圈相互为同轴。

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