JP2006286814A - プラズマ処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】プラズマ処理の面内均一性が高く、かつチャージアップダメージが生じ難い容量結合容量結合型のプラズマ処理装置を提供すること。
【解決手段】真空雰囲気に保持されるチャンバー１と、チャンバー１内に互いに平行に配置された第１および第２の電極２，１８と、第１および第２の電極２，１８の間に高周波電界を形成して処理ガスのプラズマを生成するプラズマ生成機構１０とを有する容量結合型のプラズマ処理装置１００において、第２の電極１８は、その少なくとも第１の電極２との対向部分が、導体からなりフローティング状態かまたは接地されている第１の分割片１８ｃ１および第２の分割片１８ｃ２に分割されており、第１の分割片１８ｃ１および第２の分割片１８ｃ２の間に電圧を印加する可変直流電源をさらに有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置の製造工程等において被処理基板に対しプラズマ処理を行う容量結合型のプラズマ処理装置に関する。
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいては、被処理基板である半導体ウエハに対して、エッチングやスパッタリング、ＣＶＤ（化学気相成長）等のプラズマ処理が多用されている。
このようなプラズマ処理を行うためのプラズマ処理装置としては、種々のものが用いられているが、その中でも容量結合型平行平板プラズマ処理装置が主流である。
容量結合型平行平板プラズマ処理装置は、チャンバ内に一対の平行平板電極（上部および下部電極）を配置し、処理ガスをチャンバ内に導入するとともに、電極の一方に高周波電力を供給して電極間に高周波電界を形成して高周波放電を生じさせる。そして、このような高周波放電により処理ガスのプラズマを形成して半導体ウエハの所定の層に対してプラズマエッチングを施す。例えば、半導体ウエハを載置する下部電極に高周波電力を供給する装置が知られている。この場合に、下部電極がカソード電極として機能し、上部電極がアノード電極として機能する。また、下部電極に印加される高周波電力は、プラズマ生成と被処理体に対する高周波バイアス印加の機能を兼備している。
このような容量結合型平行平板プラズマ処理装置においては、アノード電極として機能する上部電極としては、メタル汚染や消耗を防止するために、金属製のベースの表面に酸化皮膜やＹ２Ｏ３等の耐プラズマ性の高い絶縁性セラミックスのコーティング等を形成したものが用いられている。
電極間に生じる高周波放電によって生成されるプラズマは、電子とイオン電流が接地電位で中和されるように作用するため、上部電極の表面に形成された絶縁膜には接地電位に対する電位が発生する。この電位を基準にプラズマの電位も決まる。
ところで、近年、半導体等の製造プロセスにおけるデザインルールが益々微細化し、特にプラズマエッチングでは、より高い寸法精度が求められており、エッチングにおけるマスクや下地に対する選択比や面内均一性をより高くすることが求められている。そのため、チャンバー内のプロセス領域の低圧力化、低イオンエネルギー化が指向され、そのために２７ＭＨｚ以上といった従来よりも格段に高い周波数の高周波が用いられつつある。
しかしながら、このように低圧力化および低イオンエネルギー化が進んだことにより、従来は問題とならなかったプラズマ電位の面内不均一性を無視することができなくなりつつある。つまり、イオンエネルギーの高い従来の装置ではプラズマ電位が面内でばらついていても大きな問題は生じないが、より低圧でイオンエネルギーが低くなると、プラズマ電位の面内不均一が処理の不均一やチャージアップダメージを引き起こしやすくなるといった問題が生じる。
これに対し、特許文献１では、ウエハに印加される高周波バイアスによる高周波電流経路のうち、ウエハの外周付近における電流経路部分を対向電極のウエハ対向面に向かうように矯正する電流経路矯正手段を設けること、または高周波バイアスからみたアースまでのインピーダンスがウエハ面内で略均一となるようにするインピーダンス調整手段を設けることを開示している。それにより、高周波バイアスを印加した際に発生する自己バイアスのウエハ面内での均一性が高まり、チャージアップダメージ等のマイクロダメージを抑制できるとしている。
しかしながら、特許文献１の技術では、電流経路矯正手段やインピーダンス調整手段を設ける必要があり装置構成が複雑化することや、プラズマ処理の面内均一性に対しては必ずしも十分とはいえない等の問題がある。
特開２００１−１８５５４２号公報
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、プラズマ処理の面内均一性が高く、かつチャージアップダメージが生じ難い容量結合型のプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、真空雰囲気に保持されるチャンバーと、前記チャンバー内に互いに対向して設けられた第１および第２の電極と、前記第１および第２の電極の間に高周波電界を形成して処理ガスのプラズマを生成するプラズマ生成機構とを有する容量結合型のプラズマ処理装置であって、前記プラズマ生成機構は、前記第１の電極に接続された高周波電源を有し、前記第１の電極は、被処理基板を支持するとともに、前記高周波電源から高周波電力が印加され、前記第２の電極は、その少なくとも前記第１の電極との対向部分が複数の分割片に分割されており、これら分割片は導体を有し、フローティング状態かまたは接地されており、前記複数の分割片の少なくとも一つに直流電圧を印加する直流電源をさらに有することを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
本発明の第２の観点では、真空雰囲気に保持されるチャンバーと、前記チャンバー内に互いに対向して設けられた第１および第２の電極と、前記第１および第２の電極の間に高周波電界を形成して処理ガスのプラズマを生成するプラズマ生成機構とを有する容量結合型のプラズマ処理装置であって、前記プラズマ生成機構は、前記第１の電極に接続された高周波電源を有し、前記第１の電極は、被処理基板を支持するとともに、前記高周波電源から高周波電力が印加され、前記第２の電極は、その少なくとも前記第１の電極との対向部分が第１の分割片および第２の分割片に分割されており、これら第１および第２の分割片は導体を有し、それぞれフローティング状態かまたは接地されており、前記第１の分割片と前記第２の分割片との間に電圧を印加する第１の可変直流電源をさらに有することを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
本発明の第３の観点では、真空雰囲気に保持されるチャンバーと、前記チャンバー内に互いに対向して設けられた第１および第２の電極と、前記第１および第２の電極の間に高周波電界を形成して処理ガスのプラズマを生成するプラズマ生成機構とを有する容量結合型のプラズマ処理装置であって、前記プラズマ生成機構は、前記第１の電極に接続された高周波電源を有し、前記第１の電極は、被処理基板を支持するとともに、前記高周波電源から高周波電力が印加され、前記第２の電極は、その少なくとも前記第１の電極との対向部分が第１の分割片および第２の分割片に分割されており、これら第１および第２の分割片は導体を有し、前記第１の分割片に直流電圧を印加する第１の可変直流電源と、前記第２の分割片に前記第１の分割片とは独立に直流電圧を印加する第２の可変直流電源とをさらに有することを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
本発明の第４の観点では、真空雰囲気に保持されるチャンバーと、前記チャンバー内に互いに対向して設けられた第１および第２の電極と、前記第１および第２の電極の間に高周波電界を形成して処理ガスのプラズマを生成するプラズマ生成機構とを有する容量結合型のプラズマ処理装置であって、前記プラズマ生成機構は、前記第１の電極に接続された高周波電源を有し、前記第１の電極は、被処理基板を支持するとともに、前記高周波電源から高周波電力が印加され、前記第２の電極は、その少なくとも前記第１の電極との対向部分が少なくとも３つ以上の分割片に分割されており、これら分割片は導体を有し、フローティング状態かまたは接地されており、これら３つ以上の分割片の少なくとも２つに直流電圧を印加する直流電源と、前記直流電源が接続される少なくとも２つの分割片を選択的に切り替える切替機構とをさらに有することを特徴とすることを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
上記第１の観点によれば、高周波電力が印加される前記第１の電極の対向電極である第２電極について、その少なくとも第１の電極との対向部分が、導体を有しフローティング状態かまたは接地された複数の分割片に分割されており、これら複数の分割片の少なくとも一つに直流電圧を印加するので、第２電極の所定の分割片を介してプラズマ空間に局部的に直流電圧を印加して空間電位分布を制御可能である。これにより、空間電位分布を均一にすることができ、基板に入射するイオンのエネルギー分布を均一にすることも可能となり、さらに、イオンエネルギーの均一化はプラズマ生成電子エネルギーの均一化にもなるので電子密度分布も均一になって、プラズマ処理の面内均一性が向上するとともに、チャージアップダメージを低減することができる。
上記第２の観点によれば、高周波電力が印加される前記第１の電極の対向電極である第２電極について、その少なくとも前記第１の電極との対向部分が、導体を有しフローティング状態かまたは接地された第１の分割片および第２の分割片に分割されており、第１の分割片と前記第２の分割片との間に可変直流電源から電圧を印加するので、これら２つの分割片の間に所望の電圧を印加して空間電位分布を制御可能である。これにより、空間電位分布を均一にすることができ、基板に入射するイオンのエネルギー分布を均一にすることも可能となり、さらに、電子密度分布も均一になって、プラズマ処理の面内均一性が向上するとともに、チャージアップダメージを低減することができる。
上記第３の観点によれば、高周波電力が印加される前記第１の電極の対向電極である第２電極について、その少なくとも前記第１の電極との対向部分が、導体を有しフローティング状態かまたは接地された第１の分割片および第２の分割片に分割されており、第１の分割片と第２の分割片に、それぞれ独立に直流電圧を印加するので、これら２つの分割片の間に所望の電位差を形成して空間電位分布を制御可能である。これにより、空間電位分布を均一にすることができ、基板に入射するイオンのエネルギー分布を均一にすることも可能となり、さらに、電子密度分布も均一になって、プラズマ処理の面内均一性が向上するとともに、チャージアップダメージを低減することができる。
上記第４の観点によれば、高周波電力が印加される前記第１の電極の対向電極である第２電極について、その少なくとも前記第１の電極との対向部分が、導体を有しフローティング状態かまたは接地された少なくとも３つの分割片に分割されており、３つ以上の分割片の少なくとも２つに電圧を印加するとともに、前記直流電源が接続される少なくとも２つの分割片を選択的に切り替えるので、任意の分割片に所望の電位差を形成して空間電位分布を制御可能であり、空間電位分布を制御する位置を選択することができ、空間電位分布の制御の自由度を大きくすることができる。
上記第１の観点において、前記直流電源は、前記複数の分割片の少なくとも２つの間に電圧を印加することができる。また、前記直流電源は、可変直流電源であることが好ましい。
上記第２の観点において、前記可変直流電源の一方の極が前記第１の分割片に接続されており、他方の極が前記第２の分割片に接続されているように構成することができる。この場合に、前記第１の分割片および前記第２の分割片の一方が接地されており、一方がフローティング状態とすることができる。また、一方の極が前記第１の分割片および前記第２の分割片の一方に接続され、他方の極が接地されている第２の可変直流電源をさらに有するように構成することもできる。
上記第２および第３の観点において、前記第２の電極は、接地された本体を有し、前記第１の分割片および前記第２の分割片は、絶縁膜を介して前記本体に支持されている構成とすることができる。また、前記第１の分割片は内側に配置され、前記第２の分割片は外側に配置される構成とすることができる。この場合に、典型的な形態として、前記第１の分割片と前記第２の分割片とは同心円状に配置されることを挙げることができる。
上記第４の観点において、前記直流電源は一方の極が特定の分割片に接続されており、他方の極が前記切替機構により他の２以上の分割片に切り替え可能に接続される構成とすることができる。また、前記第２の電極は、接地された本体を有し、前記３つ以上の分割片は、絶縁膜を介して前記本体に支持されている構成とすることができる。前記３つ以上の分割片は、同心円状に配置することが好ましい。前記直流電源は可変直流電源であることが好ましい。
上記いずれの観点においても、直流電源はバイポーラ電源であることが好ましい。また、分割片としてメッシュ状をなしているものを用いることができる。さらに、各分割片に対する直流電圧をオン・オフするスイッチをさらに有する構成であることが好ましい。さらにまた、直流電源と分割片との間にローパスフィルタを設けることが好ましい。
本発明によれば、高周波電力が印加される第１の電極の対向電極である第２の電極の少なくとも前記第１の電極との対向部分が所定の分割片に分割されており、所定の分割片に直流電圧を印加することにより、プラズマ処理の面内均一性が高く、かつチャージアップダメージが生じ難い容量結合型のプラズマ処理装置を得ることができる。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明に係るプラズマ処理装置の一実施形態であるプラズマエッチング装置を示す断面図である。
このプラズマエッチング装置１００は、気密に構成され、略円筒状をなすチャンバー１を有している。このチャンバー１は、本体が例えばアルミニウム等の金属からなり、その内壁表面に、酸化処理皮膜や、Ｙ２Ｏ３等の絶縁セラミックスからなる皮膜（例えば溶射皮膜）のような絶縁膜が形成されている。チャンバー１は接地されている。
このチャンバー１内には、被処理基板であるウエハＷを水平に支持するとともに下部電極として機能する支持テーブル２が設けられている。支持テーブル２は例えば表面が酸化処理されたアルミニウムで構成されている。チャンバー１の底壁からは支持テーブル２の外周に対応するようにリング状の支持部３が突出して形成されており、この支持部３の上にはリング状の絶縁部材４が設けられていて、支持テーブル２はその外縁部がこの絶縁部材４を介して支持されている。また、支持テーブル２の上方の外周には導電性材料または絶縁性材料で形成されたフォーカスリング５が設けられている。絶縁部材４とチャンバー１周壁との間にはバッフル板１４が設けられている。また、支持テーブル２とチャンバー１の底壁との間には空洞部７が形成されている。
支持テーブル２の表面部分にはウエハＷを静電吸着するための静電チャック６が設けられている。この静電チャック６は絶縁体６ｂの間に電極６ａが介在されて構成されており、電極６ａにはスイッチ１３ａを介して直流電源１３が接続されている。そして電極６ａに直流電源１３から電圧が印加されることにより、静電力、例えばクーロン力によって半導体ウエハＷが吸着される。
支持テーブル２内には冷媒流路８ａが設けられ、この冷媒流路８ａには冷媒配管８ｂが接続されており、冷媒制御装置８により、適宜の冷媒がこの冷媒配管８ｂを介して冷媒流路８ａに供給され、循環されるようになっている。これにより、支持テーブル２が適宜の温度に制御可能となっている。また、静電チャック６の表面とウエハＷの裏面との間に熱伝達用の伝熱ガス、例えばＨｅガスを供給するための伝熱ガス配管９ａが設けられ、伝熱ガス供給装置９からこの伝熱ガス配管９ａを介してウエハＷ裏面に伝熱ガスが供給されるようになっている。これにより、チャンバー１内が排気されて真空に保持されていても、冷媒流路８ａに循環される冷媒の冷熱をウエハＷに効率良く伝達させることができ、ウエハＷの温度制御性を高めることができる。
支持テーブル２のほぼ中央には、高周波電力を供給するための給電線１２が接続されており、この給電線１２には整合器１１および高周波電源１０が接続されている。高周波電源１０からは所定の周波数の高周波電力が支持テーブル２に供給されるようになっている。
一方、支持テーブル２に対向してその上方には上部電極でもある円盤状のシャワーヘッド１８（以下、上部電極１８とも記す）が設けられている。シャワーヘッド１８は、チャンバー１の天壁部分に嵌め込まれている。このシャワーヘッド１８は、金属または半導体、例えばカーボンやＳｉ等からなる本体１８ａと、メタル汚染やプラズマによる消耗、さらには傷の発生を防止するために、本体１８ａの支持テーブル２に対向する表面に設けられた絶縁膜１８ｂと、さらにその表面に設けられ、図２に示すように、内側と外側に同心円状に分割された導体からなる内側分割片１８ｃ１および外側分割片１８ｃ２とを有している。絶縁膜１８ｂは、酸化処理皮膜、またはＹ２Ｏ３等の絶縁セラミックスからなる皮膜（例えば溶射皮膜）等で形成されている。本体１８ａの下部、絶縁膜１８ｂ、分割片１８ｃ１および１８ｃ２を貫通するように多数のガス吐出孔１７が設けられており、本体１８ａの上部にガス導入部１８ｄを有し、内部には空間１８ｅが形成されている。ガス導入部１８ｄにはガス供給配管１５ａが接続されており、このガス供給配管１５ａの他端には、エッチング用の処理ガスを供給する処理ガス供給装置１５が接続されている。
上部電極１８は、その本体１８ａがチャンバー１を介して接地されており、高周波電力が供給され下部電極として機能する支持テーブル２とともに一対の平行平板電極を構成している。そして、高周波電力が供給される下部電極としての支持テーブル２がカソード電極として機能し、接地された上部電極１８がアノード電極として機能する。
内側分割片１８ｃ１および外側分割片１８ｃ２には、可変直流電源３０が接続されておりこれらの間に直流電圧を印加するようになっている。具体的には内側分割片１８ｃ１が正極に接続されており、外側分割片１８ｃ２が負極に接続されている。可変直流電源３０から内側分割片１８ｃ１に至る給電線３０ａには、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３１およびリレースイッチ３２が介在されている。また、可変直流電源３０から外側分割片１８ｃ２に至る給電線３０ｂには、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３３およびリレースイッチ３４が介在されている。内側分割片１８ｃ１および外側分割片１８ｃ２はプラズマ空間に電圧を与える機能を有している。内側分割片１８ｃ１および外側分割片１８ｃ２の形成方法は特に限定されず、貼り合わせでも、溶射やＣＶＤ等の膜形成技術で形成しても構わない。なお、可変直流電源３０はバイポーラ電源であることが好ましい。
エッチングのための処理ガスとしては、従来用いられている種々のものを採用することができ、例えばフロロカーボンガス（ＣｘＦｙ）やハイドロフロロカーボンガス（ＣｐＨｑＦｒ）のようなハロゲン元素を含有するガスを好適に用いることができる。他にＡｒ、Ｈｅ等の希ガスやＮ２ガス、Ｏ２ガス等を添加してもよい。また、アッシングに適用する場合には、処理ガスとして例えばＯ２ガス等を用いることができる。
このような処理ガスが、処理ガス供給装置１５からガス供給配管１５ａ、ガス導入部１８ｄを介して本体１８ａ内の空間１８ｅに至り、ガス吐出孔１７から吐出され、ウエハＷに形成された膜のエッチングに供される。
チャンバー１の底壁には、排気管１９が接続されており、この排気管１９には真空ポンプ等を含む排気装置２０が接続されている。そして排気装置２０の真空ポンプを作動させることによりチャンバー１内を所定の真空度まで減圧することができるようになっている。一方、チャンバー１の側壁上側には、ウエハＷの搬入出口２３を開閉するゲートバルブ２４が設けられている。
一方、チャンバー１の搬入出口２３の上下にチャンバー１を周回するように、同心状に、２つのリング磁石２１ａ，２１ｂが配置されており、支持テーブル２と上部電極１８との間の処理空間の周囲に磁界を形成するようになっている。このリング磁石２１ａ，２１ｂは、図示しない回転機構により回転可能に設けられている。
リング磁石２１ａ，２１ｂは、永久磁石からなる複数のセグメント磁石がリング状にマルチポール状態で配置されている。すなわち、リング磁石２１においては、隣接する複数のセグメント磁石同士の磁極の向きが互いに逆向きになるように配置されており、したがって、磁力線が隣接するセグメント磁石間に形成され、処理空間の周辺部のみに例えば０．０２〜０．２Ｔ（２００〜２０００Ｇａｕｓｓ）、好ましくは０．０３〜０．０４５Ｔ（３００〜４５０Ｇａｕｓｓ）の磁場が形成され、ウエハ配置部分は実質的に無磁場状態となる。これにより、適度のプラズマ閉じこめ効果を得ることができる。
ウエハ配置部分における実質的に無磁場状態とは、完全に磁場が存在しない場合のみならず、ウエハ配置部分にエッチング処理に影響を与える磁場が形成されず、実質的にウエハ処理に影響を与えない磁場が存在する場合も含む。
プラズマ密度およびイオン引き込み作用を調整するために、プラズマ生成用の高周波電力とプラズマ中のイオンを引き込むための高周波電力とを重畳させてもよい。具体的には、図３に示すように、整合器１１に接続するプラズマ生成用の高周波電源１０の他に、イオン引き込み用の高周波電源２６を整合器１１ｂに接続し、これらを重畳させる。この場合に、プラズマ生成用の高周波電源１０の周波数は２７〜１６０ＭＨｚが好ましく、イオン引き込み用の高周波電源２６の周波数は、５００ＫＨｚ〜２７ＭＨｚが好ましい。これにより、イオンエネルギーを制御してエッチングレート等のプラズマ処理レートをより上昇させることができる。
プラズマエッチング装置１００の各構成部は、制御部（プロセスコントローラ）５０に接続されて制御される構成となっている。具体的には、冷媒制御装置８、伝熱ガス供給装置９、排気装置２０、静電チャック６のための直流電源１３のスイッチ１３ａ、高周波電源１０、整合器１１等が制御される。
また、制御部５０には、工程管理者がプラズマエッチング装置１００を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、プラズマ処理装置１００の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース５１が接続されている。
さらに、制御部５０には、プラズマエッチング装置１００で実行される各種処理を制御部５０の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じてプラズマエッチング装置の各構成部に処理を実行させるためのプログラムすなわちレシピが格納された記憶部５２が接続されている。レシピはハードディスクや半導体メモリーに記憶されていてもよいし、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬性の記憶媒体に収容された状態で記憶部５２の所定位置にセットするようになっていてもよい。
そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース５１からの指示等にて任意のレシピを記憶部５２から呼び出して制御部５０に実行させることで、制御部５０の制御下で、プラズマエッチング装置１００での所望の処理が行われる。
次に、このように構成されるプラズマエッチング装置の処理動作について説明する。
まず、図１のプラズマエッチング装置１００のゲートバルブ２４を開にして搬送アームにてエッチング対象層を有するウエハＷをチャンバー１内に搬入し、支持テーブル２上に載置した後、搬送アームを退避させてゲートバルブ２４を閉にし、排気装置２０の真空ポンプにより排気管１９を介してチャンバー１内を所定の真空度にする。
その後、チャンバー１内に処理ガス供給装置１５からエッチングのための処理ガスを所定の流量で導入し、チャンバー１内を所定の圧力、例えば０．１３〜１３３．３Ｐａ（１〜１０００ｍＴｏｒｒ）程度に維持する。このように所定の圧力に保持した状態で高周波電源１０から支持テーブル２に、周波数が２７ＭＨｚ以上、例えば１００ＭＨｚの高周波電力を供給する。このとき、直流電源１３から静電チャック６の電極６ａに所定の電圧が印加され、ウエハＷは例えばクーロン力により吸着される。
このようにして下部電極である支持テーブル２に高周波電力が印加されることにより、上部電極であるシャワーヘッド１８と下部電極である支持テーブル２との間の処理空間には高周波電界が形成され、これにより処理空間に供給された処理ガスがプラズマ化されて、そのプラズマによりウエハＷに形成されたエッチング対象層がエッチングされる。
このエッチングの際に、マルチポール状態のリング磁石２１ａ，２１ｂにより、処理空間の周囲に磁場を形成することにより、プラズマ閉じこめ効果が発揮され、本実施形態のようにプラズマの不均一が生じやすい高周波数の場合でも、プラズマをより均一に形成することが可能である。また、膜によってはこのような磁場の効果がない場合もあるが、その場合には、セグメント磁石を回転させて処理空間の周囲に実質的に磁場を形成しないようにして処理を行えばよい。
上記磁場を形成した場合には、支持テーブル２上のウエハＷの周囲に設けられた導電性または絶縁性のフォーカスリング５によりプラズマ処理の均一化効果を一層高めることができる。すなわち、フォーカスリング５がシリコンやＳｉＣ等の導電性材料で形成されている場合、フォーカスリング領域までが下部電極として機能するため、プラズマ形成領域がフォーカスリング５上まで広がり、ウエハＷの周辺部におけるプラズマ処理が促進されエッチングレートの均一性が向上する。またフォーカスリング５が石英等の絶縁性材料の場合、フォーカスリング５とプラズマ中の電子やイオンとの間で電荷の授受を行えないので、プラズマを閉じこめる作用を増大させることができエッチングレートの均一性が向上する。
また、上部電極１８は、その支持テーブル２と対向する表面が導体からなる内側分割片１８ｃ１、外側分割片１８ｃ２となっているため、上部電極１８の表面において電界の面内均一性を高くすることができ、ウエハＷ対するプラズマ処理性を均一化することができる。このことについて以下にさらに詳細に説明する。
従来のプラズマエッチング装置の場合には、図４に示すように、メタル汚染やプラズマによる損耗を防止するため、上部電極１８の本体１８ａの表面には、酸化処理皮膜、またはＹ２Ｏ３等の絶縁セラミックスからなる皮膜（例えば溶射皮膜）のような絶縁膜１８ｂが形成され、それが最外層であるため、上部電極１８の表面は絶縁体であった。また、チャンバー１の内壁表面にも同様な絶縁膜が形成されていた。この状態で高周波プラズマが生成されると、図５に示すように、高周波電流は上部電極１８の表面の絶縁膜１８ｂを通過して本体１８ａ側へ流れるが、表面の絶縁膜１８ｂの径方向（面内方向）へは殆ど流れない。そのため、高周波プラズマにおいて、電子密度分布の不均一等の理由で上部電極１８表面の絶縁膜１８ｂが径方向に電位分布を持つと、それが均されず、その電位分布がそのまま残存し、そのためプラズマ電位の面内均一性が悪くなる。その結果、カソード電極である下部電極を構成する支持テーブル２に入射するイオンエネルギーの面内分布が生じ、ウエハエッチングの面内均一性が悪くなる。かつてのようにプラズマ形成用高周波電源の周波数が２７ＭＨｚ以下でプロセス圧力が高く（２〜１０Ｐａ程度）、高イオンエネルギーのプラズマの場合には、このような電極表面の径方向の電位分布は問題にならなかったが、最近のように高周波電源の周波数が４０ＭＨｚを超えて、低圧力（１．３Ｐａ以下）、低電子密度（１×１０１０以下）のプラズマとなり、処理ガスとして負性ガスが用いられると、プラズマの抵抗率が高いためにこのような不均一を助長し、しかもプロセス性能の要望から低イオンエネルギー（１００ｅＶ以下）の制御が必要とされており、このようなプラズマ電位の面内不均一によるエネルギーの不均一が無視できなくなる。このようなことにより、プラズマエッチング処理の面内不均一や、ウエハのチャージアップの不均一によるゲート酸化膜の絶縁破壊（チャージアップダメージ）が生じるようになる。
このような不都合を防止するため、本実施形態では、図６に詳細に示すように、本体１８ａの支持テーブル２に対向する表面に絶縁膜１８ｂを形成し、さらにその表面に、内側と外側に同心円状に分割された導体からなる内側分割片１８ｃ１および外側分割片１８ｃ２とを設け、これらにそれぞれ可変直流電源３０の正極および負極を接続する。この状態で、高周波プラズマを形成するとともに、内側分割片１８ｃ１および外側分割片１８ｃ２の間に電圧を印加する。これにより、プラズマが形成される空間に電圧を与えることができるので、空間電位分布を制御することができる。具体的には、図５の空間電位分布状態において、外側分割片１８ｃ２よりも内側分割片１８ｃ１の電位を高くすることにより、空間電位分布を均一にすることができる。なお、矢印Ｉは電圧印加によるプラズマ空間での電流の流れである。この電流の向きは、直流電源の極性が逆になれば逆向きになる。このように空間電位分布を均一にすることにより、カソード電極である下部電極を構成する支持テーブル２に入射するイオンのエネルギー分布も均一化される。さらに、イオンエネルギーの均一化はプラズマ生成電子エネルギーの均一化にもなるので電子密度分布も均一になる。したがってエッチング処理の面内均一性の向上を達成することができ、また、ゲート酸化膜の絶縁破壊等のチャージアップダメージを減少させることができる。また、可変直流電源３０としてバイポーラ電源を用いることにより、電位分布を凸状から凹状まで制御可能である。この場合に、内側分割片１８ｃ１および外側分割片１８ｃ２の間に印加する直流電圧は数十Ｖで十分である。
なお、一方の分割片に直流電圧を印加しても、他方がフローティングの場合には、両者に電位差が生じないのでこのような効果を奏することができない。また、印加した直流電圧は内側分割片１８ｃ１からプラズマを介して外側分割片１８ｃ２に流れるので、異常放電は生じ難く、接地するための部材は不要である。
可変直流電源３０からの給電線３０ａ、３０ｂには、それぞれローパスフィルタ（ＬＰＦ）３１、３３が設けられているので可変直流電源３０への高周波の影響が排除される。また、リレースイッチ３２、３４が設けられているので、内側分割片１８ｃ１、外側分割片１８ｃ２への直流電圧をオン・オフすることができる。なお、リレースイッチは３２，３４は、図示のようにローパスフィルタ（ＬＰＦ）３１、３３よりもプラズマ側に設けるのが好ましい。これは、仮にリレースイッチ３２，３４をローパスフィルタ（ＬＰＦ）３１，３３よりも可変直流電源３０側に設けると、直流電圧を分割片に印加しない場合に、リレースイッチ３２，３４を保父にしても、プラズマからの高周波電力がローパスフィルタを通って、チャンバー１内のプラズマ状態がかわってしまう可能性があるからである。このことは、以下の全ての実施形態においても同様である。
内側分割片１８ｃ１および外側分割片１８ｃ２は導体であればよく、特に限定されない。また、空間に電圧を印加すればよいので、抵抗率は１×１０６Ωｃｍと若干高い値まで許容され、ＳｉやＳｉＣ等を用いることができる。したがって、これらの表面状態が多少変化しても効果を維持することができる。
本実施形態では従来から用いられている保護機能を有する絶縁膜１８ｂの上に内側分割片１８ｃ１および外側分割片１８ｃ２が形成されているので、従来と同様の保護機能を有しつつ上記効果を得ることができる。また、既存の上部電極に導電層を設けることにより、大きな改良を伴うことなく装置構成を実現することができる。
以上は、内側分割片１８ｃ１および外側分割片１８ｃ２をフローティング状態とした例について示したが、図７に示すように、一方の分割片を接地してもよい。図では外側分割片１８ｃ２を接地した場合を示しているが、内側分割片１８ｃ１を接地してもよい。このように、一方の分割片を接地することにより接地した側の空間電位はあまり動かさずに、接地していない側の空間電位を大きく変えることができる。
また、図８に示すように、空間電位分布を制御する可変直流電源３０の他に、一方の分割片に別の可変直流電源４０を接続するようにしてもよい。図では可変直流電源４０を外側分割片１８ｃ２に接続した場合を示しているが、内側分割片１８ｃ１に接続するようにしてもよい。このように、一方の分割片に可変直流電源４０を接続することにより、空間電位分布を維持したまま、空間電位の大きさ（プラズマと電極本体１８ａとの電位差）を変化させることができる。このように、空間電位分布ばかりでなくその大きさも制御できるので、ウエハＷのイオンエネルギーの制御を精度良く行うことができる。また、空間電位の大きさ自体を制御できることから上部電極１８へのデポの制御を行うこともできる。さらに、可変直流電源４０により空間電位の大きさ自体を変化させることができるので、分布制御用の可変直流電源３０は大きな電圧をかける必要がなく、この電源を小型化することが可能となる。
さらに、図９に示すように、内側分割片１８ｃ１に可変直流電源４２を接続し、外側分割片１８ｃ２に可変直流電源４４を接続して、それぞれ独立に電圧制御するようにしてもよい。これにより、内側分割片１８ｃ１および外側分割片１８ｃ２を独立に電圧制御することができる。
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
この実施形態では、図１０に示すように、上部電極１８の絶縁膜１８ｂの表面に、同心円状に内側から３つの分割片１８ｃ３，１８ｃ４，１８ｃ５を形成し、図１１に示すように、可変直流電源３０の負極を最外側の分割片１８ｃ５に給電線３０ｄを介して接続し、正極を中間の分割片１８ｃ４および最内側の分割片１８ｃ３にそれぞれ給電線３０ｃから分岐する給電線３０ｅおよび３０ｆを介して接続し、給電線３０ｅおよび３０ｆに介在されたリレースイッチ３６，３７により、分割片１８ｃ３，１８ｃ４のいずれか、または両方に切り替え可能となっている。なお、給電線３０ｃにはローパスフィルター（ＬＰＦ）３５が介在されており、給電線３０ｄにはローパスフィルター（ＬＰＦ）３８と直流電圧をオン・オフするためのリレースイッチ３９が介在されている。
このような構成によれば、電圧を印加する分割片を切り替えることが可能であるため、空間電位分布を制御する位置を選択することができ、空間電位分布の制御の自由度を大きくすることができる。
次に、本発明の効果を確認した実験について説明する。
まず、上部電極として本体の対向表面に２５０μｍのＹ２Ｏ３溶射皮膜を形成し、その上に同心円状にＳｉからなる内側分割片および外側分割片を形成したものを用い、内側分割片および外側分割片の一方を接地し、他の分割片に所定の直流電圧を印加した状態で、ウエハのプラズマ処理を行った。ウエハとしては３００ｍｍウエハを用い、上部電極としては直径３４０ｍｍのものを用いた。プラズマ処理は図１に示す装置を用いて行い、チャンバー内圧力：０．６７Ｐａ、処理ガス：Ｏ２ガス、流量：２００ｍＬ／ｍｉｎ、高周波電力の周波数：１００ＭＨｚ、高周波電力：２００Ｗ、５００Ｗ、８００Ｗ、１２００Ｗの条件で行った。
この際の、接地電位（ＧＮＤ）に対するプラズマ電位Ｖｆの面内分布、自己バイアス電圧Ｖｄｃの面内分布、電子密度分布Ｎｅの面内分布について求めた。その結果を図１２〜図１９に示す。各図（ａ）はＶｆの面内分布、（ｂ）はＶｄｃの面内分布、（ｃ）はＮｅの面内分布を示す。図１２は高周波電力を２００Ｗとして、内側分割片を接地し、外側分割片への直流電圧を＋４０Ｖ、＋２０Ｖ、０Ｖ、−８０Ｖとした場合である。図１３は高周波電力を２００Ｗとして、外側分割片を接地し、内側分割片への直流電圧を＋４０Ｖ、０Ｖ、−２．２Ｖ、−８０Ｖとした場合である。図１４は高周波電力を５００Ｗとして、内側分割片を接地し、外側分割片への直流電圧を＋５０Ｖ、０Ｖ、−５０Ｖ、−１００Ｖとした場合である。図１５は高周波電力を５００Ｗとして、外側分割片を接地し、内側分割片への直流電圧を＋４０Ｖ、０Ｖ、−３６．８Ｖ、−５０Ｖとした場合である。図１６は高周波電力を８００Ｗとして、内側分割片を接地し、外側分割片への直流電圧を＋４０Ｖ、＋１１．５Ｖ、０Ｖ、−８０Ｖとした場合である。図１７は高周波電力を８００Ｗとして、外側分割片を接地し、内側分割片への直流電圧を＋１０Ｖ、０Ｖ、−１９．８Ｖ、−６０Ｖとした場合である。図１８は高周波電力を１２００Ｗとして、内側分割片を接地し、外側分割片への直流電圧を＋１０Ｖ、０Ｖ、−１８．６Ｖ、−６０Ｖとした場合である。図１９は高周波電力を１２００Ｗとして、外側分割片を接地し、内側分割片への直流電圧を＋１５Ｖ、＋５．６Ｖ、０Ｖ、−６０Ｖとした場合である。なお、各図の（ａ）のΔＶｆはＶｆの面内ばらつきを示し、（ｂ）のΔＶｄｃはＶｄｃの面内ばらつきを示す。さらに、ΔＮｅは面内におけるＮｅの最大値と最小値の差を、Ｎｅの面内平均値の２倍で割って％表示した値である。また、ここでは、内側分割片の径を１００ｍｍ、外側分割片の外径を１８０ｍｍとした。
これらの図に示すように、上記実施形態に従って分割片に電圧を印加することにより、プラズマ電位Ｖｆの面内分布、自己バイアス電圧Ｖｄｃの面内分布、電子密度分布Ｎｅの面内分布を変化させることができ、これらを制御可能であることが確認された。特に、図１４、１５に示すように高周波電力を５００Ｗにして直流電圧を変化させた場合、具体的には図１４の内側分割片を接地し、外側分割片への直流電圧をかけた場合には−１００Ｖにおいて、また図１５の外側分割片を接地し、内側分割片への直流電圧をかけた場合には＋４０Ｖにおいて、プラズマ電位Ｖｆの面内分布、自己バイアス電圧Ｖｄｃの面内分布、電子密度分布Ｎｅの面内分布がいずれも均一になることが確認された。
次に、分布制御のための電源をオフにし、他の直流電源を内側分割片に接続してその効果を確認した。プラズマ条件は、高周波電力を２００Ｗ、５００Ｗとし、他の条件は上と同じとした。その結果を図２０に示す。図２０の（ａ）は高周波電力を２００Ｗとし、内側分割片への直流電圧を＋５０Ｖ、−３６Ｖ、−１２０Ｖとした場合の接地電位（ＧＮＤ）に対するプラズマ電位Ｖｆの面内分布を示し、（ｂ）は高周波電力を５００Ｗとし、内側分割片への直流電圧を＋１０Ｖ、−５６Ｖ、−１２０Ｖとした場合の接地電位（ＧＮＤ）に対するプラズマ電位Ｖｆの面内分布を示す。この図に示すように、他の直流電源の電圧を変化させることにより、Ｖｆの分布形態をほぼ同様に保ったまま、Ｖｆの大きさ自体を調整可能なことが確認された。
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく種々変更可能である。例えば、上記実施形態では、上部電極として接地された本体の下部電極との対向面に絶縁層を介して分割片を設けた場合について示したが、これに限らず、図２１に示すように、プラズマ中に浮かした状態の内側分割片１１８ａおよび外側分割片１１８ｂからなる上部電極１１８を用いてもよい。この場合に、内側分割片１１８ａおよび外側分割片１１８ｂはメッシュ状であってもよい。
また、上記最初の実施形態において、内側分割片と外側分割片とを同心状に設けたが、必ずしもこれに限らず、また、分割片の数も２つに限らない。
さらに、上記他の実施形態において、３つの分割片を同心状に設けた例を示したが、配置は同心状に限らず、また、分割片の数は４つ以上でもよい。切り替え態様についても、上記例では、直流電源の一方の極に接続する分割片を固定にして他方の極の分割片を切り替え可能にしたが、両方の極に接続する分割片を切り替え可能にしてもよい。上記他の実施形態は、上記図７、図８、図９に示す例とを組み合わせることも可能である。
さらにまた、上記実施形態では、永久磁石からなる複数のセグメント磁石をチャンバーの周囲にリング状に配置してなるマルチポール状態のリング磁石を用いて処理空間の周囲に磁場を形成するようにしたが、このような磁場形成手段は必ずしも必要ではない。また、上記実施形態では本発明をプラズマエッチング装置に適用した場合について示したが、プラズマＣＶＤ、スパッタリング等、他のプラズマ処理にも適用可能である。さらに、他の装置構成、導電層の材料等についても上記実施形態に限るものではなく、種々のものを用いることができる。さらにまた、上記実施形態では被処理基板として半導体ウエハを用いた場合について示したが、これに限らずＬＣＤに代表されるのフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）等の他の基板のプラズマ処理にも適用することができる。
本発明に係るプラズマ処理装置の一実施形態であるプラズマエッチング装置を示す断面図。 図１のプラズマエッチング装置における上部電極の内側分割片および外側分割片の配置を示す模式図。 プラズマ生成用の高周波電源とイオン引き込み用の高周波電源を下部電極である支持テーブルに接続した状態を示す概略断面図。 従来のプラズマエッチング装置の上部電極としての電極板の構造を示す模式図。 従来のプラズマエッチング装置を用いた場合のプラズマ中の電子密度分布およびプラズマ電位分布を示す図。 本発明に係るプラズマ処理装置の一実施形態であるプラズマエッチング装置の要部を示す模式図。 図１のプラズマエッチング装置における分割片への直流電圧印加方式の変形例を示す模式図。 図１のプラズマエッチング装置における分割片への直流電圧印加方式の他の変形例を示す模式図。 図１のプラズマエッチング装置における分割片への直流電圧印加方式のさらに他の変形例を示す模式図。 本発明に係るプラズマ処理装置の他の実施形態であるプラズマエッチング装置における上部電極の分割片の配置を示す模式図。 本発明に係るプラズマ処理装置の他の実施形態であるプラズマエッチング装置の要部を示す模式図。 高周波電力の周波数を２００Ｗとして、内側分割片を接地し、外側分割片への直流電圧を変化させた場合のプラズマ電位Ｖｆの面内分布、自己バイアス電圧Ｖｄｃの面内分布、電子密度分布Ｎｅの面内分布を示す図。 高周波電力の周波数を２００Ｗとして、外側分割片を接地し、内側分割片への直流電圧を変化させた場合のプラズマ電位Ｖｆの面内分布、自己バイアス電圧Ｖｄｃの面内分布、電子密度分布Ｎｅの面内分布を示す図。 高周波電力の周波数を５００Ｗとして、内側分割片を接地し、外側分割片への直流電圧を変化させた場合のプラズマ電位Ｖｆの面内分布、自己バイアス電圧Ｖｄｃの面内分布、電子密度分布Ｎｅの面内分布を示す図。 高周波電力の周波数を５００Ｗとして、外側分割片を接地し、内側分割片への直流電圧を変化させた場合のプラズマ電位Ｖｆの面内分布、自己バイアス電圧Ｖｄｃの面内分布、電子密度分布Ｎｅの面内分布を示す図。 高周波電力の周波数を８００Ｗとして、内側分割片を接地し、外側分割片への直流電圧を変化させた場合のプラズマ電位Ｖｆの面内分布、自己バイアス電圧Ｖｄｃの面内分布、電子密度分布Ｎｅの面内分布を示す図。 高周波電力の周波数を８００Ｗとして、外側分割片を接地し、内側分割片への直流電圧を変化させた場合のプラズマ電位Ｖｆの面内分布、自己バイアス電圧Ｖｄｃの面内分布、電子密度分布Ｎｅの面内分布を示す図。 高周波電力の周波数を１２００Ｗとして、内側分割片を接地し、外側分割片への直流電圧を変化させた場合のプラズマ電位Ｖｆの面内分布、自己バイアス電圧Ｖｄｃの面内分布、電子密度分布Ｎｅの面内分布を示す図。 高周波電力の周波数を１２００Ｗとして、外側分割片を接地し、内側分割片への直流電圧を変化させた場合のプラズマ電位Ｖｆの面内分布、自己バイアス電圧Ｖｄｃの面内分布、電子密度分布Ｎｅの面内分布を示す図。 高周波電力の周波数を２００Ｗ、５００Ｗとして、分布制御の電源から電圧を印加せず、内側分割片に印加する直流電圧を変化させた場合のプラズマ電位Ｖｆの面内分布を示す図。 上部電極の他の例を示す模式図。
符号の説明
１；チャンバー
１ｂ；導電性表面層
２；支持テーブル（第１の電極）
５；フォーカスリング
１０，２６；高周波電源
１５；処理ガス供給装置
１８；上部電極、シャワーヘッド（第２の電極）
１８ａ；本体
１８ｂ；絶縁膜
１８ｃ１，１８ｃ２，１８ｃ３，１８ｃ４，１８ｃ５：分割片
３０，４０；可変直流電源
３１，３３，３５，３８；ローパスフィルター（ＬＰＦ）
３２，３４，３６，３７，３９；リレースイッチ
１００；プラズマエッチング装置
Ｗ；半導体ウエハ（被処理基板）

Claims (20)

  1. 真空雰囲気に保持されるチャンバーと、
    前記チャンバー内に互いに対向して設けられた第１および第２の電極と、
    前記第１および第２の電極の間に高周波電界を形成して処理ガスのプラズマを生成するプラズマ生成機構と
    を有する容量結合型のプラズマ処理装置であって、
    前記プラズマ生成機構は、前記第１の電極に接続された高周波電源を有し、
    前記第１の電極は、被処理基板を支持するとともに、前記高周波電源から高周波電力が印加され、
    前記第２の電極は、その少なくとも前記第１の電極との対向部分が複数の分割片に分割されており、これら分割片は導体を有し、フローティング状態かまたは接地されており、
    前記複数の分割片の少なくとも一つに直流電圧を印加する直流電源をさらに有することを特徴とするプラズマ処理装置。
  2. 前記直流電源は、前記複数の分割片の少なくとも２つの間に電圧を印加す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。
  3. 前記直流電源は、可変直流電源であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラズマ処理装置。
  4. 真空雰囲気に保持されるチャンバーと、
    前記チャンバー内に互いに対向して設けられた第１および第２の電極と、
    前記第１および第２の電極の間に高周波電界を形成して処理ガスのプラズマを生成するプラズマ生成機構と
    を有する容量結合型のプラズマ処理装置であって、
    前記プラズマ生成機構は、前記第１の電極に接続された高周波電源を有し、
    前記第１の電極は、被処理基板を支持するとともに、前記高周波電源から高周波電力が印加され、
    前記第２の電極は、その少なくとも前記第１の電極との対向部分が第１の分割片および第２の分割片に分割されており、これら第１および第２の分割片は導体を有し、それぞれフローティング状態かまたは接地されており、
    前記第１の分割片と前記第２の分割片との間に電圧を印加する第１の可変直流電源をさらに有することを特徴とするプラズマ処理装置。
  5. 前記可変直流電源の一方の極が前記第１の分割片に接続されており、他方の極が前記第２の分割片に接続されていることを特徴とする請求項４に記載のプラズマ処理装置。
  6. 前記第１の分割片および前記第２の分割片の一方が接地されており、一方がフローティング状態であることを特徴とする請求項５に記載のプラズマ処理装置。
  7. 一方の極が前記第１の分割片および前記第２の分割片の一方に接続され、他方の極が接地されている第２の可変直流電源をさらに有することを特徴とする請求項５に記載のプラズマ処理装置。
  8. 真空雰囲気に保持されるチャンバーと、
    前記チャンバー内に互いに対向して設けられた第１および第２の電極と、
    前記第１および第２の電極の間に高周波電界を形成して処理ガスのプラズマを生成するプラズマ生成機構と
    を有する容量結合型のプラズマ処理装置であって、
    前記プラズマ生成機構は、前記第１の電極に接続された高周波電源を有し、
    前記第１の電極は、被処理基板を支持するとともに、前記高周波電源から高周波電力が印加され、
    前記第２の電極は、その少なくとも前記第１の電極との対向部分が第１の分割片および第２の分割片に分割されており、これら第１および第２の分割片は導体を有し、
    前記第１の分割片に直流電圧を印加する第１の可変直流電源と、
    前記第２の分割片に前記第１の分割片とは独立に直流電圧を印加する第２の可変直流電源と
    をさらに有することを特徴とするプラズマ処理装置。
  9. 前記第２の電極は、接地された本体を有し、前記第１の分割片および前記第２の分割片は、絶縁膜を介して前記本体に支持されていることを特徴とする請求項４から請求項８のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
  10. 前記第１の分割片は内側に配置され、前記第２の分割片は外側に配置されることを特徴とする請求項４から請求項９のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
  11. 前記第１の分割片と前記第２の分割片とは同心円状に配置されることを特徴とする請求項１０に記載のプラズマ処理装置。
  12. 真空雰囲気に保持されるチャンバーと、
    前記チャンバー内に互いに対向して設けられた第１および第２の電極と、
    前記第１および第２の電極の間に高周波電界を形成して処理ガスのプラズマを生成するプラズマ生成機構と
    を有する容量結合型のプラズマ処理装置であって、
    前記プラズマ生成機構は、前記第１の電極に接続された高周波電源を有し、
    前記第１の電極は、被処理基板を支持するとともに、前記高周波電源から高周波電力が印加され、
    前記第２の電極は、その少なくとも前記第１の電極との対向部分が少なくとも３つ以上の分割片に分割されており、これら分割片は導体を有し、フローティング状態かまたは接地されており、
    これら３つ以上の分割片の少なくとも２つに直流電圧を印加する直流電源と、
    前記直流電源が接続される少なくとも２つの分割片を選択的に切り替える切替機構と
    をさらに有することを特徴とすることを特徴とするプラズマ処理装置。
  13. 前記直流電源は一方の極が特定の分割片に接続されており、他方の極が前記切替機構により他の２以上の分割片に切り替え可能に接続されることを特徴とする請求項１２に記載のプラズマ処理装置。
  14. 前記第２の電極は、接地された本体を有し、前記３つ以上の分割片は、絶縁膜を介して前記本体に支持されていることを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載のプラズマ処理装置。
  15. 前記３つ以上の分割片は、同心円状に配置されていることを特徴とする請求項１２から請求項１４のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
  16. 前記直流電源は可変直流電源であることを特徴とする請求項１２から請求項１５のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
  17. 前記直流電源はバイポーラ電源であることを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
  18. 前記分割片はメッシュ状をなしていることを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
  19. 各分割片に対する直流電圧をオン・オフするスイッチをさらに有することを特徴とする請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
  20. 前記直流電源から前記分割片の間に設けられたローパスフィルターをさらに有することを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
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