JP2011228694A - プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プロセスに応じて適正にＡ／Ｃ比を制御する。
【解決手段】第１の高周波電源１４０からプラズマ生成用の高周波電力を印加して処理容器内のプラズマ処理空間Ｕにプラズマを生成するプラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法であって、プラズマ処理装置は、バイアス用の高周波電力を印加する第２の高周波電源１５０と、プラズマ処理空間Ｕを形成する処理容器１００の内壁に少なくとも一部が接し、処理容器内にて上下動することによりプラズマ処理空間Ｕの接地容量を調整する調整機構２００とを有し、プラズマ処理方法では、第２の高周波電源１５０から印加される高周波電力が５００Ｗ以下の場合、調整機構２００を可動範囲の上側に位置付け、該高周波電力が１５００Ｗ以上の場合、調整機構２００を可動範囲の下側に位置付ける。
【選択図】図６

Description

本発明は、被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置に関し、特に、ＡＣ（Ａｎｏｄｅ Ｃａｔｈｏｄｅ）比を制御する機構に関する。

プラズマ電位は、周囲の電位より高い電位をもっている。これを、図９に示した平行平板型プラズマ処理装置９９を例に用いて説明する。処理容器９００内のプラズマ処理空間において、バイアス電位が負のタイミング（ウエハ電位が負）の場合、すなわち、ウエハ電位Ｖ_{ｗａｆｅｒ}が壁電位Ｖ_ｗａｌｌ（すなわち、グラウンド）より低くなる場合、プラズマ電位Ｖ_{ｐｌａｓｍａ}は壁電位Ｖ_ｗａｌｌより高い電位となる。一方、バイアス電位が正のタイミング（ウエハ電位が正）の場合、すなわち、ウエハ電位Ｖ_{ｗａｆｅｒ}が壁電位Ｖ_ｗａｌｌより高くなる場合、プラズマ電位Ｖ_{ｐｌａｓｍａ}は、ウエハ電位Ｖ_{ｗａｆｅｒ}より高い電位となる。

処理容器９００の壁とプラズマ間の電位差（Ｖ_ｗａｌｌ−Ｖ_{ｐｌａｓｍａ}）は、エッチングプロセスの生産性に大きく関係する。つまり、電位差（Ｖ_ｗａｌｌ−Ｖ_{ｐｌａｓｍａ}）が大きすぎると、プラズマ中のイオンによる壁面へのスパッタ力が強くなり、またプラズマ中のラジカルが壁面に堆積しにくくなって、処理容器の壁が削られ、パーティクル、チャンバ内汚染、パーツの消耗等の原因になる。

一方、電位差（Ｖ_ｗａｌｌ−Ｖ_{ｐｌａｓｍａ}）が小さすぎると、プラズマ中のイオンによる壁面へのスパッタ力が弱くなり、プラズマ中のラジカルが壁面に付着し易くなって、壁に反応生成物が堆積し膜を形成する。例えば、前工程にてＣＦ系ガスを使用したプロセスを実行した場合、プロセス中に処理容器の壁面にＣＦ膜（ポリマー）が形成される。この状態で次工程にて同一処理容器内でＯ_２ガスを使用したプロセスを実行すると、Ｏ_２にＣＦが混在した形でプラズマが生成されることとなり、壁面に付着したＣＦ膜の成分がプラズマ中に入り込んで他の物質と化学反応を起こし、所望のプラズマ処理に悪影響を及ぼすこととなる。いわゆるメモリイフェクト（Ｍｅｍｏｒｙ Ｅｆｆｅｃｔ）の問題である。このメモリイフェクトの問題に加え、壁への膜の付着が多いほど処理容器内を頻繁にクリーニングする必要が生じ、生産性の低下、製造コストの増大を引き起こす。

さらに、近年、エッチングレート等を上昇させて加工時間を短縮することによりスループットを向上させたいというユーザの要求が高まっている。この要求に応じて、よりハイパワーの高周波電力を処理容器内に供給する必要が生じている。高周波電源からハイパワーの高周波電力が出力されると、壁面へのスパッタ力が強くなる一方、ラジカルが壁面に堆積しにくくなって壁の削れが大きくなってくる。

壁の削れを抑止するためには、Ａ／Ｃ比を大きくすればよい。Ａ／Ｃ比は、アノード電極及びカソード電極間の非対称性を示し、たとえば、壁側（アノードＡ）の面積とウエハ側（カソードＣ）の面積との比で表すことができる。ウエハ側の面積に対して壁側の面積を大きくすることによりＡ／Ｃ比を大きくすれば、壁面側のシース電圧を下げ、壁面へのスパッタ力を弱めることができる。

そこで、Ａ／Ｃ比を可変に制御する機構が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、処理容器の内壁の一部が可動板となっていて、可動板を壁面より内側に引き込むことによりＡ／Ｃ比を変化させる。

特開平９−２０２９６８号公報

一般的に、処理容器の壁及びプラズマ間の電位差（Ｖ_ｗａｌｌ−Ｖ_{ｐｌａｓｍａ}）は、電極から供給する高周波のパワーに依存する。よって、上記問題を解決するためには、壁が削れ過ぎず、かつ壁に膜が堆積しすぎないように高周波のパワーを制御すればよい。

しかし、高周波のパワーは、プラズマを生成するために最適な値に設定する必要がある。このため、壁にかかる電位は、積極的に制御する対象とはならず、高周波のパワーや処理容器の形によって決まってしまう。

また、同一処理容器内で異なるプロセスが連続的に実行される場合、プロセス毎に最適な高周波のパワーは異なるため、あらゆるプロセス条件で処理容器の壁及びプラズマ間の電位差を所望の範囲内に納めることは極めて困難である。従って、使用する代表的な高周波のパワーに対して最適な、壁及びプラズマ間の電位差になるように処理容器の構造を設計している。しかし、近年、多層膜構造の異なる複数のエッチングプロセスを同一処理容器内で連続して実行するという多層膜構造の一括エッチングが主流となっている。このため、同一処理容器内で高周波のパワーが非常に低い条件と非常に高い条件との連続プロセスが要求される。これにより、さらに壁及びプラズマ間の電位差（Ｖ_ｗａｌｌ−Ｖ_{ｐｌａｓｍａ}）が非常に大きくなったり非常に小さくなったりして上記壁の削れや壁への膜の堆積の問題が大きくなっている。

上記特許文献１のＡ／Ｃ比の制御方法によれば、可動板は処理容器の側壁の一部に取り付けられ、上下動する。このため、可動部からゴミが生じたり、異常放電が生じたりする場合がある。また、可動板を壁の内側に引き込むため、処理容器全体の対称性が失われ、プラズマの状態が不安定になり、ウエハに良好なプラズマ処理を施しにくいという問題を有していた。

上記課題に鑑み、本発明は、プラズマの状態を安定的に保ちながら、プロセスに応じて適正にＡ／Ｃ比を制御することが可能な、プラズマ処理方法及び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に、本発明のある態様によれば、第１の高周波電源からプラズマ生成用の高周波電力を印加して処理容器内のプラズマ処理空間にプラズマを生成するプラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法であって、前記プラズマ処理装置は、バイアス用の高周波電力を印加する第２の高周波電源と、前記プラズマ処理空間を形成する処理容器の内壁に少なくとも一部が接し、前記処理容器内にて上下動することにより前記プラズマ処理空間の接地容量を調整する調整機構とを有し、前記第２の高周波電源から印加される高周波電力が５００Ｗ以下の場合、前記調整機構を可動範囲の上側に位置付け、前記第２の高周波電源から印加される高周波電力が１５００Ｗ以上の場合、前記調整機構を可動範囲の下側に位置付けることを特徴とするプラズマ処理方法が提供される。

かかる構成によれば、バイアス用の高周波電力が５００Ｗ以下の場合、調整機構は可動範囲の上側に位置付けられる。これにより、プラズマ処理空間の接地容量が小さくなり、Ａ／Ｃ比を小さくすることができる。この結果、処理容器の壁とプラズマとの電位差（Ｖ_ｗａｌｌ−Ｖ_{ｐｌａｓｍａ}）は大きくなり、壁面側のシース電圧が高くなる。これにより、壁面側のシース領域にてイオンの加速を強め、壁へのイオンの衝突力を大きくして、壁に反応物が堆積することを抑制することができる。この結果、処理容器内にて壁が削れ過ぎず、かつ壁に堆積物が付着しすぎないように制御することができる。

一方、バイアス用の高周波電力が１５００Ｗ以上の場合、調整機構は可動範囲の下側に位置付けられる。これにより、プラズマ処理空間の接地容量が大きくなり、Ａ／Ｃ比を大きくすることができる。この結果、処理容器の壁とプラズマとの電位差（Ｖ_ｗａｌｌ−Ｖ_{ｐｌａｓｍａ}）は小さくなり、壁面側のシース電圧は低くなる。これにより、壁面側のシース領域にてイオンの加速を弱め、壁へのイオンの衝突力を小さくし、壁の削れを抑制することができる。この結果、バイアス用の高周波電力が１５００Ｗ以上であっても、壁が削れ過ぎず、かつ壁に堆積物が付着しすぎないように制御することができる。

また、かかる構成によれば、上記Ａ／Ｃ比の制御にかかわらず、プラズマ生成用の高周波電力は、プロセスに応じて適正なパワーを印加することができるため、プラズマの状態を安定的に保つことも確保される。

前記第２の高周波電源から印加される高周波電力が５００Ｗより大きく１５００Ｗより小さい場合、前記調整機構を移動させないか、又は前記調整機構を可動範囲のいずれかの位置に位置付けてもよい。

前記第１の高周波電源から印加される高周波電力は、２００Ｗ以上に設定されてもよい。

多層膜構造の異なる複数のエッチングプロセスを前記処理容器内で連続して実行する場合、前記調整機構は、各エッチングプロセスの条件に応じて上下動することにより、前記プラズマ処理空間の接地容量を調整してもよい。

前記調整機構に対して前記プラズマ処理空間と反対側の位置に設けられ、一方の端部を前記処理容器の内壁に固定し、他方の端部を前記調整機構に固定したメタル製シール材をさらに有してもよい。

上記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、処理容器内のプラズマ処理空間にプラズマを生成し、被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって、前記プラズマ処理空間を形成する処理容器の内壁に少なくとも一部が接し、前記処理容器内にて上下動することにより前記プラズマ処理空間の接地容量を調整する調整機構と、前記調整機構に対して前記プラズマ処理空間と反対側の位置に設けられ、一方の端部を前記処理容器の内壁に固定し、他方の端部を前記調整機構に固定したメタル製シール材と、を備えることを特徴とするプラズマ処理装置が提供される。

前記メタル製シール材は、フレキシブルなメタルに絶縁物を被覆して形成されてもよい。

前記プラズマ処理装置は、対向位置に上部電極と下部電極とを有し、前記調整機構は、前記下部電極の外周に配置された複数の細孔を持つバッフル板を有し、該バッフル板に可動棒を取り付けて該バッフル板を上下動させてもよい。

該バッフル板の内周側には、前記プラズマ処理空間と反対側に向けて第１の仕切り板が固定され、前記メタル製シール材は、一方の端部を前記処理容器の内壁に固定し、他方の端部を前記第１の仕切り板に固定する第１のメタル製シール材を含んでもよい。

前記バッフル板の外周側には、前記バッフル板に対して前記第１の仕切り板と反対側の向きに第２の仕切り板が固定され、前記メタル製シール材は、一方の端部を前記処理容器の内壁に固定し、他方の端部を前記第２の仕切り板に固定する第２のメタル製シール材を含んでもよい。

前記プラズマ処理装置は、対向位置に上部電極と下部電極とを有し、前記調整機構は、前記上部電極の外周に配置された平板を有し、該平板に可動棒を取り付けて該平板を上下動させてもよい。

前記平板の内周側には、前記プラズマ処理空間と反対側に向けて第３の仕切り板が固定され、前記メタル製シール材は、一方の端部を前記処理容器の内壁に固定し、他方の端部を前記第３の仕切り板に固定する第３のメタル製シール材を含んでもよい。

前記平板の外周側には、前記平板に対して前記第３の仕切り板と同じ向きに第４の仕切り板が前記処理容器に近接して固定され、前記メタル製シール材は、一方の端部を前記処理容器の内壁に固定し、他方の端部を前記第４の仕切り板に固定する第４のメタル製シール材を含んでもよい。

上記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、処理容器内のプラズマ処理空間にプラズマを生成し、被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって、前記処理容器内のプラズマ処理空間に露出可能なように配置され、接地されたメタル製部材と、可動により、前記プラズマ処理空間に露出する前記メタル製部材の面積を調整することを特徴とするプラズマ処理装置が提供される。

前記調整機構は、前記メタル製部材自身を可動する、又は前記メタル製部材に近接して誘電部材を可動してもよい。

前記調整機構は、可動棒によって前記誘電部材を前記メタル製部材に近接して動かすことにより、前記メタル製部材が前記プラズマ処理空間に露出する面積を調整してもよい。

前記調整機構は、可動棒によって前記メタル製部材を動かすことにより、前記メタル製部材が前記プラズマ処理空間に露出する面積を調整してもよい。

以上説明したように本発明によれば、プラズマの状態を安定的に保ちながら、プロセスに応じて適正にＡ／Ｃ比を制御することができる。

本発明の第１実施形態に係るエッチング装置の全体構成を示した縦断面図である。 第１〜第３実施形態に係るメタル製シール材を説明するための図である。 ＬＦパワーとイオンエネルギーの関係を示したグラフである。 第１実施形態に係る調整機構の位置と壁の電位を示した図である。 第１実施形態に係るウエハ電位とプラズマの変化を示した図である。 第１実施形態に係るエッチング装置を用いた多層膜構造の連続エッチングを説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係るエッチング装置の全体構成を示した縦断面図である。 本発明の第３実施形態に係るエッチング装置の全体構成を示した縦断面図である。 プラズマ処理空間での電位の状態を説明するための図である。 Ａ／Ｃ比の原理を説明するための図である。 本発明の第４及び第５実施形態に係るプラズマ−チャンバ壁間のポテンシャルを説明するための図である。 第４実施形態に係るエッチング装置の全体構成を示した縦断面図である。 第５実施形態に係るエッチング装置の全体構成を示した縦断面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜第１実施形態＞
（プラズマ処理装置の全体構成）
まず、本発明の第１実施形態に係るプラズマ処理装置の全体構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る容量結合型（平行平板型）のエッチング装置を模式的に示した縦断面図である。エッチング装置１０は、処理容器内部にて被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置の一例である。図１（ａ）は、調整機構２００が上方に位置する場合、図１（ｂ）は、調整機構２００が下方に位置する場合を示している。

エッチング装置１０は、ウエハＷをプラズマ処理する処理容器１００を有する。処理容器１００は円筒状で、たとえばアルミニウム等の金属から形成され、接地されている。

処理容器１００の内部には、上部電極１０５及び下部電極１１０が対向して配設され、これにより、一対の平行平板電極が構成されている。上部電極１０５の表面には、アルミナ又はイットリアが溶射されている。上部電極１０５には、複数のガス穴１０５ａが貫通していて、ガス供給源１１５から供給されたガスを複数のガス穴１０５ａから処理容器内に導入するようになっている。

上部電極１０５は、可変直流電源（以下、直流電源１３０とも称呼する。）に接続されていて、直流電源１３０から供給された直流電流を上部電極１０５に印加することにより、処理容器内で生成されるプラズマを変動させることなく、上部電極１０５に付着したＦ系膜を取り除くことができる。

下部電極１１０には、ウエハＷを載置する載置台１２０が設けられている。載置台１２０は、アルミニウム等の金属から形成されていて、図示しない絶縁体を介して支持部材１２５により支持されている。これにより、下部電極１１０は電気的に浮いた状態になっている。載置台１２０の外周近傍には、細孔を有するバッフル板２０５が設けられていてガスの流れを制御する。バッフル板２０５は接地されている。バッフル板２０５を含む調整機構２００の構成及び動作については後程詳しく説明する。

下部電極１１０には、整合器１３５を介して第１の高周波電源１４０が接続されている。第１の高周波電源１４０は、プラズマ生成用の高周波電力を出力する。ガス供給源１１５から供給されたガスは、第１の高周波電源１４０から出力された、例えば６０ＭＨｚの高周波の電界エネルギーにより励起され、これにより、プラズマ処理空間Ｕにプラズマが生成される。生成されたプラズマにより、ウエハＷにエッチング処理が施される。なお、プラズマ処理空間Ｕは、処理容器の内壁側のアノード領域Ｃａとウエハ側のカソード領域Ｃｃとに囲まれた空間である。

下部電極１１０には、整合器１４５を介して第２の高周波電源１５０が接続されている。第２の高周波電源１５０は、例えば２ＭＨｚのバイアス用の高周波電力を出力する。第２の高周波電源１５０を用いて載置台１２０にバイアス電圧を印加することにより、載置台１２０に向けてイオンを引き込む。

なお、第１の高周波電源１４０から出力される高周波電力は、６０ＭＨｚに限られず、４０ＭＨｚや１００ＭＨｚ等であってもよい。また、第２の高周波電源１５０から出力される高周波電力は、２ＭＨｚに限られず、８００ｋＨｚや３ＭＨｚ等であってもよい。

処理容器１００の底面には排気口１５５が設けられ、排気口１５５に接続された図示しない排気装置により処理容器１００の内部を排気し、処理容器内を所望の真空状態に維持する。

（Ａ／Ｃ比の原理）
ここで、調整機構２００について説明する前に、Ａ／Ｃ比の原理について説明する。図１０に示したように、２つの電極９０，９２の面積Ａ_１，Ａ_２（Ａ_１≠Ａ_２）の関係を考察し、それぞれのシース電圧Ｖ_１，Ｖ_２及びシースの厚さＤ_１，Ｄ_２を高周波放電の電極面積で表す。図１０では、ブロッキングコンデンサ９４を用いて、高周波電源９６から高周波電力を供給したときの電極付近の電圧分布を示す。

このとき、質量ｍ_ｉの正イオンはグロー空間内に生じ、衝突することなくシースを飛行し、空間電荷制限電流ｊ_ｉに従う。
ｊ_ｉ＝ＫＶ^３／２／ｍ_ｉ ^１／２Ｄ^２ （Ｋ：定数）

また、正イオンの電流密度は一様で両電極で等しい。この２つの仮定を用いると、
Ｖ_１ ^３／２／Ｄ_１ ^２＝Ｖ_２ ^３／２／Ｄ_２ ^２・・・（１）
が成り立つ。

シースの容量は電極面積に比例し、シースの厚さに反比例する。
Ｃ∝Ａ／Ｄ・・・（２）

高周波電圧は２つの容量で容量的に配分される。
Ｖ_１／Ｖ_２＝Ｃ_２／Ｃ_１・・・（３）

（２）式及び（３）式を組み合わせると、
Ｖ_１／Ｖ_２＝Ａ_２／Ｄ_２×Ｄ_１／Ａ_１

これを（１）式に代入すると、
Ｖ_１／Ｖ_２＝（Ａ_２／Ａ_１）^４・・・（４）

式（４）は、次のことを示す。
（ａ）大きなシース電圧は小さな電極にかかる。
（ｂ）電極間の非対称性（Ａ_２／Ａ_１）はその４乗で電圧比（Ｖ_１／Ｖ_２）に影響を及ぼす。

よって、壁に入射するイオンエネルギーを減少させ、壁の削れを抑止するためには、Ａ／Ｃ比を大きくすればよい。一方、壁に入射するイオンエネルギーを増大させ、壁への成膜を抑止するためには、Ａ／Ｃ比を小さくすればよい。

（調整機構）
そこで、本実施形態では、図１に示したように調整機構２００が設けられている。調整機構２００は、バッフル板２０５、可動棒２１０、第１の仕切り板２１５、第２の仕切り板２２０、第１のメタル製シール材２２５及び第２のメタル製シール材２３０を有している。調整機構２００は、下部電極１１０の外周に配置されている。調整機構２００の各部は、アルミニウムにアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）又はイットリア（Ｙ_２Ｏ_３）を溶射した部材を使用する。ただし、メタルに絶縁物が被覆されていれば他の材料を使用してもよい。

バッフル板２０５には可動棒２１０が取り付けられている。可動棒２１０は、処理容器の底部を突き抜けている。図示しないモータ又はエアーシリンダにより可動棒２１０を上下動させることによって、下部電極１１０と処理容器１００の側壁との間でバッフル板２０５を上下動させる。

バッフル板２０５の内周側には、プラズマ処理空間Ｕと反対側に向けて第１の仕切り板２１５が固定されている。バッフル板２０５の外周側には、バッフル板２０５に対して第１の仕切り板２１５と反対側の向きに第２の仕切り板２２０が固定されている。第２の仕切り板２２０は、処理容器１００の内壁に近接している。第１の仕切り板２１５及び第２の仕切り板２２０により、調整機構２２０が上下動してもプラズマがプラズマ処理空間Ｕから上部電極１０５の外周側や下部電極１１０の外周側に回り込まないようになっている。

メタル製シール材は、調整機構２００に対してプラズマ処理空間Ｕと反対側の位置に設けられた第１のメタル製シール材２２５及び第２のメタル製シール材２３０を有している。第１のメタル製シール材２２５の一方の端部は、処理容器１００の内壁に固定され、他方の端部は第１の仕切り板２１５に固定されている。第２のメタル製シール材２３０の一方の端部は、処理容器１００の内壁に固定され、他方の端部は第２の仕切り板２２０に固定されている。

第１のメタル製シール材２２５及び第２のメタル製シール材２３０は、概ね同一構成であるため、ここでは、第１のメタル製シール材２２５を図示した図２（ａ）を参照しながらメタル製シール材について説明する。

第１のメタル製シール材２２５は、柔軟性をもったフレキシブルなメタルのシート材である。調整機構２００の上下動に応じて可動するため、フレキシブルな材料が用いられる。第１のメタル製シール材２２５は、短冊状に形成され、両端近傍に貫通穴２２５ａが設けられている。第１のメタル製シール材２２５の両方の貫通穴２２５ａにネジ２２５ｂを挿入し、両ネジ２２５ｂによって第１の仕切り板２１５と処理容器１００の壁とにネジ止めする。ネジ止めの際、第１のメタル製シール材２２５にたわみを持たせておく。このようにして、フレキシブルなメタル製シール材で導電をとる。

これにより、同電位（グラウンド）のメタル製シール材でプラズマを閉じ込めることができる。この結果、バッフル板２０５が上下動する際に生じるガスの流れにより、プラズマがバッフル板２０５の穴から排気側に漏れてしまうのを防ぐことができる。

なお、第１のメタル製シール材２２５及び第２のメタル製シール材２３０は、下部電極１１０及び上部電極１０５の外周にて、第１の仕切り板２１５及び第２の仕切り板２２０と処理容器１００との間を橋渡しする状態で複数枚設置されることが好ましい。

第１のメタル製シール材２２５の変形例としては、図２（ｂ）に示したように、金属のワイヤ２２５ｃを複数本束ねて両端でメタル部材２２５ｄに取り付けるようにしてもよい。この場合にも、メタル部材２２５ｄに形成された貫通穴２２５ａにネジ２２５ｂを挿入して第１のメタル製シール材２２５を処理容器の壁面及び仕切り板にネジ止めする。

処理容器の壁とプラズマ間の電位差（Ｖ_ｗａｌｌ−Ｖ_{ｐｌａｓｍａ}）は、エッチングプロセスの生産性に大きく関係する。つまり、電位差（Ｖ_ｗａｌｌ−Ｖ_{ｐｌａｓｍａ}）が大きすぎると、プラズマ中のイオンによる壁面へのスパッタ力が強くなり、またプラズマ中のラジカルが壁面に堆積しにくくなって、処理容器の壁が削られ、パーティクル、チャンバ内汚染、パーツの消耗等の原因になる。

一方、電位差（Ｖ_ｗａｌｌ−Ｖ_{ｐｌａｓｍａ}）が小さすぎると、プラズマ中のイオンによる壁面へのスパッタ力が弱くなり、プラズマ中のラジカルが壁面に付着し易くなって、壁に反応生成物が堆積し膜を形成する。例えば、前工程にてＣＦ系ガスを使用したプロセスを実行した場合、プロセス中に処理容器の壁面にＣＦ膜（ポリマー）が形成される。この状態で次工程にて同一処理容器内でＯ_２ガスを使用したプロセスを実行すると、Ｏ_２にＣＦが混在した形でプラズマが生成されることとなり、壁面に付着したＣＦ膜の成分がプラズマ中に入り込んで他の物質と化学反応を起こし、所望のプラズマ処理に悪影響を及ぼすこととなる。いわゆるメモリイフェクト（Ｍｅｍｏｒｙ Ｅｆｆｅｃｔ）の問題である。このメモリイフェクトの問題に加え、壁への膜の付着が多いほど処理容器内を頻繁にクリーニングする必要が生じ、生産性の低下、製造コストの増大を引き起こす。

さらに、近年、エッチングレート等を上昇させて加工時間を短縮することによりスループットを向上させたいというユーザの要求が高まっている。この要求に応じて、よりハイパワーの高周波電力を処理容器内に供給する必要が生じている。高周波電源からハイパワーの高周波電力が出力されると、壁面へのスパッタ力が強くなる一方、ラジカルが壁面に堆積しにくくなって壁の削れが大きくなってくる。

（調整機構の位置）
そこで、本実施形態では、上述したように、プラズマ処理空間Ｕを形成する処理容器１００の内壁に少なくとも一部が接し、処理容器内にて上下動することによりプラズマ処理空間Ｕの接地容量を調整する調整機構２００が設けられている。

例えば、図１（ａ）では、調整機構２００は可動範囲の上端部に位置付けられている。図１（ｂ）では、調整機構２００は可動範囲の下端部に位置付けられている。図１（ａ）に示した調整機構２００の位置では、アノード領域Ｃａの面積は小さくなり（すなわち、Ａ／Ｃ比は小さくなり）、壁へのスパッタ力は大きくなる。一方、図１（ｂ）に示した調整機構２００の位置では、アノード領域Ｃａの面積は大きくなり（すなわち、Ａ／Ｃ比は大きくなり）、壁へのスパッタ力は小さくなる。

よって、壁への膜の付着を防ぐためには、図１（ａ）のように調整機構２００を上方位置に移動させ、Ａ／Ｃ比を小さくすればよい。一方、壁の削れを防ぐためには、図１（ｂ）のように調整機構２００を下方位置に移動させ、Ａ／Ｃ比を大きくすればよい。

しかしながら、近年、多層膜構造の異なる複数のエッチングプロセスを同一処理容器内で連続して実行する一括エッチングが主流となっているため、一つの処理容器内で高周波のパワーが非常に低い条件と非常に高い条件との連続ステップが要求される。これにより、処理容器１００の壁面及びプラズマ間の電位差（Ｖ_ｗａｌｌ−Ｖ_{ｐｌａｓｍａ}）が非常に大きくなったり非常に小さくなったりして壁の削れや壁への堆積の問題が大きくなっている。

図３には、プラズマ励起用の高周波電力（ＨＦパワー）を１５００Ｗに固定し、バイアス用の高周波電力（ＬＦパワー）を可変にして横軸に表し、アルゴンのイオンＡｒ^＋の最大エネルギーを縦軸に表したときのパーティクル発生及びポリマー付着の状態を示している。グラフ上の直線は、上からバイアス用の高周波電力が２ＭＨｚでＡ／Ｃ比が６の場合、バイアス用の高周波電力が１３ＭＨｚでＡ／Ｃ比が４の場合、バイアス用の高周波電力が１３ＭＨｚでＡ／Ｃ比が６の場合が示されている。

このグラフは、イオンの最大エネルギーが１５０[ｅＶ]以上では、壁の削れによりパーティクルが発生する懸念があり、７５[ｅＶ]以下では壁にポリマーが付着する懸念があることを示している。しかし、いずれの条件の場合にも、イオンの最大エネルギーを７５[ｅＶ]〜１５０[ｅＶ]に制御することは上記連続ステップのプロセスではほぼ不可能である。

ここで、グラフ内の３つの直線を比べてみると、すべての場合においてＬＦパワーが高いほうが、スパッタ力が大きくなり、壁が削れやすいことがわかる。また、ＬＦパワーが同じ場合には、Ａ／Ｃ比が大きい（Ａ／Ｃ＝４＜Ａ／Ｃ＝６）ほうが、スパッタ力が小さくなり、壁に膜がつきやすいことがわかる。

したがって、バイアス用の高周波電力が２ＭＨｚでＡ／Ｃ比が６の場合であって、ＬＦパワーが５００Ｗ以下の場合、調整機構２００を可動範囲の上側に位置付ける。これにより、スパッタ力を上げることができ、壁にポリマーが堆積しすぎる懸念を払拭できる。また、同条件の場合、ＬＦパワーが１５００Ｗ以上の場合、調整機構２００を可動範囲の下側に位置付ける。これにより、スパッタ力を下げることができ、壁を削りすぎてパーティクルが発生する懸念を払拭できる。特に、ＨＡＲＣ（Ｈｉｇｈ Ａｓｐｅｃｔ Ｒａｔｉｏ Ｃｏｎｔａｃｔ）では、一般的に２ＭＨｚ程度の低い周波数をバイアス用の高周波電力として使用するため、調整機構２００を、上記パワーを基準として切り替えることが好ましい。

なお、バイアス用の高周波電力のＬＦパワーが５００Ｗより大きく１５００Ｗより小さい場合には、調整機構２００を可動範囲のどの位置に置いても、パーティクル発生及びポリマー付着の懸念はない。よって、この範囲のＬＦパワーでは調整機構２００は動かさない方が、ゴミ等が発生せず好ましい。また、このような調整機構２００の上下動の制御は、プラズマ励起用の高周波電力のＨＦパワーが、２００Ｗ以上に設定されていることが基準となる。

同様に、バイアス用の高周波電力が１３ＭＨｚでＡ／Ｃ比が４の場合であって、ＬＦパワーが６００Ｗ以下の場合、調整機構２００を可動範囲の上側に位置付ける。これにより、スパッタ力を上げることができるため、壁にポリマーが堆積しすぎる懸念を払拭できる。また、同条件の場合、ＬＦパワーが２２５０Ｗ以上の場合、調整機構２００を可動範囲の下側に位置付ける。これにより、スパッタ力を下げることができるため、壁を削りすぎてパーティクルが発生する懸念を払拭できる。

同様に、バイアス用の高周波電力が１３ＭＨｚでＡ／Ｃ比が６の場合、ＬＦパワーが１２５０Ｗ以下の場合、調整機構２００を可動範囲の上側に位置付ける。これにより、スパッタ力を上げることができるため、壁にポリマーが堆積しすぎる懸念を払拭できる。

調整機構２００を上下動させた場合の処理容器内の状態を、図４及び図５を参照しながら説明する。図４（ａ）は、調整機構２００を可動範囲の最上部位置（図１（ａ）参照）に配置した場合の壁の電位を示し、図４（ｂ）は、最下部位置（図１（ｂ）参照）に配置した場合の壁の電位を示している。なお、このときのプロセス条件は、圧力 ３０ｍＴｏｒｒ、ガス Ｃ_４Ｆ_６ガス／Ｏ_２ガス／Ａｒガス＝７０／７０／２００ｓｃｃｍ、４０ＭＨｚのプラズマ励起用のＲＦパワー １５００Ｗである。また、直流電源１３０から０Ｖ又は−１５０Ｖの直流電圧ＤＣＳが印加されている。

これによれば、直流電圧ＤＣＳの値によらず、かつＬＦパワー電位（ＬＦ Ｖｐｐ）が変化していても、調整機構２００を最上部位置に移動させた場合には、最下部位置に移動させた場合より、壁の電位が高くなることがわかる。これは、前述したように、調整機構２００を最上部位置に移動させた場合には、最下部位置に移動させた場合より、スパッタ力が強くなることを表している。

図５（ａ）は、バッフル板（調整機構２００）が可動範囲の最上部位置（バッフル板 上；図１（ａ）参照）及び最下部位置（バッフル板 下；図１（ｂ）参照）の場合のＬＦパワー電位（ＬＦ Ｖｐｐ）及び直流電圧Ｖｄｃを、直流電源１３０からの直流電圧ＤＣＳが０Ｖの場合（右側）と−１５０Ｖの場合（左側）について示している。図５（ｂ）は、バッフル板（調整機構２００）が可動範囲の最上部位置（バッフル板 上；図１（ａ）参照）及び最下部位置（バッフル板 下；図１（ｂ）参照）の場合のＲＦパワー電位（ＨＦ Ｖｐｐ）を、直流電源１３０からの直流電圧ＤＣＳが０Ｖの場合（右側）と−１５０Ｖの場合（左側）について示している。なお、このときのプロセス条件は、圧力 ３０ｍＴｏｒｒ、ガス Ｃ_４Ｆ_６ガス／Ｏ_２ガス／Ａｒガス＝７０／７０／２００ｓｃｃｍ、４０ＭＨｚのプラズマ励起用のＲＦパワー １５００Ｗである。

これによれば、直流電圧ＤＣＳが０Ｖの場合、−１５０Ｖの場合のいずれも、ＬＦパワー電位（ＬＦ Ｖｐｐ）に変化はなかった。また、直流電圧Ｖｄｃ、ＲＦパワー電位（ＨＦ Ｖｐｐ）も若干の変化程度であった。このことは、調整機構２００を上下動させることにより、ウエハＷ上の電位はほとんど変化せず、ウエハ上のプラズマ特性には大きな影響を与えずに、壁とプラズマ間の電位を変化させることができることを示している。

（多層膜の連続エッチングの具体例）
次に、本実施形態に係るエッチング装置１０を用いて、多層膜構造の異なる複数のエッチングプロセスを同一処理容器内で連続して実行する場合の具体例について、図６を参照しながら説明する。図６（ａ）に示したように、シリコン基板Ｓｉには、下から順にＳｉＯ_２膜４０、アモルファスカーボン膜５０、ＳｉＯＮ膜６０、反射防止膜（ＢＡＲＣ）７０、レジスト膜８０が積層されている。

本例の多層膜の連続エッチングでは、まず、レジスト膜８０をマスクとして、反射防止膜７０及びＳｉＯＮ膜６０をエッチングする。このときのプロセス条件は、圧力／１００ｍＴｏｒｒ、ガス種／ＣＦ４ガス、ガス流量／２００ｓｃｃｍ、ＨＦ／周波数４０ＭＨｚ／パワー１０００Ｗ、ＬＦ／周波数３ＭＨｚ／パワー０Ｗである。このプロセスではＬＦパワーは印加されない。よって、プロセス中、壁はたたかれない。このため、壁に膜が付着しやすい。よって、アノード面積を小さくして壁がたたかれやすいようにしたほうがよい。以上から、本エッチング実行前に調整機構２００を上部位置に上げておく。

次に、図６（ｂ）に示したアモルファスカーボン（α−カーボン）膜５０をエッチングする。このときのプロセス条件は、圧力／１０ｍＴｏｒｒ、ガス種／Ｏ_２ガス／ＣＯＳガスの混合ガス、ガス流量／４００／２０ｓｃｃｍ、ＨＦ／周波数４０ＭＨｚ／パワー１０００Ｗ、ＬＦ／周波数３ＭＨｚ／パワー０Ｗである。このプロセスでもＬＦパワーは印加されないため、壁はたたかれない。しかし、本プロセスではガス種により壁に膜はつかない。以上から、本エッチングの実行に際しては調整機構２００は上部位置に上げたまま動かさない。ただし、調整機構２００を任意の位置に動かしてもよい。

次に、図６（ｃ）に示したＳｉＯ_２膜４０をエッチングする。このときのプロセス条件は、圧力／３０ｍＴｏｒｒ、ガス種／Ｃ_４Ｆ_６／Ｏ_２／Ａｒの混合ガス、ガス流量／７０／７０／２００ｓｃｃｍ、ＨＦ／周波数４０ＭＨｚ／パワー１５００Ｗ、ＬＦ／周波数３ＭＨｚ／パワー４５００Ｗである。このプロセスでは、ＬＦパワー４５００Ｗであるため、壁がたたかれる。よって、アノード面積を大きくして壁がたたかれにくいようにしたほうがよい。以上から、本エッチング実行前に調整機構２００を下部位置に下げておく。

このように、調整機構２００は、同一処理容器内での多層膜の連続エッチングプロセスに応じて各プロセス開始前に位置を調整する。これにより、プラズマ処理空間Ｕの接地容量を調整し、パーティクルの発生や壁への膜の付着を抑止し、壁が削れ過ぎず、かつ壁に堆積物が付着しすぎない状態に制御することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るエッチング装置の全体構成について、図７を参照しながら説明する。第２実施形態に係るエッチング装置１０では、調整機構の構成及び設置位置が第１実施形態に係る調整機構と異なる。よって、その相違点を中心に説明し、第１実施形態と同じ構成については説明を省略する。

本実施形態に係る調整機構３００は、平板３０５、可動棒３１０、第３の仕切り板３１５、第４の仕切り板３２０、第３のメタル製シール材３２５及び第４のメタル製シール材３３０を有している。調整機構３００は、上部電極１０５の外周に配置されている。

平板３０５の内周側には、プラズマ処理空間Ｕと反対側に向けて第３の仕切り板３１５が固定されている。平板３０５の外周側には、平板３０５に対して第３の仕切り板３１５と同じ向きに第４の仕切り板３２０が固定されている。第４の仕切り板３２０は、処理容器１００に近接して配置されている。

第３のメタル製シール材３２５材は、一方の端部を処理容器１００の内壁に固定し、他方の端部を第３の仕切り板３１５に固定する。第４のメタル製シール材３３０は、一方の端部を処理容器１００の内壁に固定し、他方の端部を第４の仕切り板３２０に固定する。平板３０５には可動棒３１０が取り付けられている。第１実施形態と異なり、可動棒３１０は、処理容器の天井面を突き抜けている。図示しないモータ又はエアーシリンダの駆動により可動棒３１０を通じて平板３０５が上下動する。なお、仕切り板及びメタル製シール材の機能は第一実施形態と同様である。

図７（ａ）は、調整機構３００が可動範囲の最上位置にある場合、図７（ｂ）は、調整機構３００が可動範囲の最下位置にある場合を示している。

本実施形態によっても、調整機構３００の位置調整によりＡ／Ｃ比を変化させてプラズマ処理空間Ｕの接地容量を調整し、パーティクルの発生及び壁への膜の付着を抑止し、壁が削れ過ぎず、かつ壁に堆積物が付着しすぎない状態に制御することができる。また、本実施形態では、バッフル板２０５は固定されているため、調整機構の移動とともにバッフル板２０５の穴からプラズマが漏れることを防止できる。ただし、第１実施形態と異なり、プラズマ処理空間Ｕより上部に位置する調整機構３００を可動させるため、パーティクルが発生したときには処理容器全体に広がるおそれがある。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係るエッチング装置の全体構成について、図８を参照しながら説明する。第３実施形態に係るエッチング装置１０では、調整機構の構成が第２実施形態に係る調整機構と異なる。よって、その相違点を中心に説明し、第２実施形態と同じ構成については説明を省略する。

本実施形態に係る調整機構４００は、平板４０５、可動棒４１０、第３の仕切り板４１５、第４の仕切り板４２０、第３のメタル製シール材４２５及び第４のメタル製シール材４３０を有している。調整機構４００は、上部電極１０５の外周に配置されている。

平板４０５の内周側には、プラズマ処理空間Ｕと反対側に向けて第３の仕切り板４１５が固定されている。平板４０５の外周側には、平板４０５に対して第３の仕切り板４１５と同じ向きに第４の仕切り板４２０が固定されている。第４の仕切り板４２０は、処理容器１００に近接して配置されている。平板４０５には可動棒４１０が取り付けられている。第２実施形態と異なり、可動棒４１０は、処理容器の底部を突き抜けている。図示しないモータ又はエアーシリンダの駆動により可動棒４１０を通じて平板４０５が上下動する。なお、仕切り板及びメタル製シール材の機能は第１及び第２実施形態と同様である。

第３のメタル製シール材４２５は、一方の端部を処理容器１００の内壁に固定し、他方の端部を第３の仕切り板４１５に固定する。第４のメタル製シール材４３０は、一方の端部を処理容器１００の内壁に固定し、他方の端部を第４の仕切り板４２０に固定する。

図８（ａ）は、調整機構４００が上側に位置する場合、図８（ｂ）は、調整機構４００が下側に位置する場合を示している。

本実施形態によっても、調整機構４００の位置調整によりＡ／Ｃ比を変化させてプラズマ処理空間Ｕの接地容量を調整し、パーティクルの発生及び壁への膜の付着を抑止し、壁が削れ過ぎず、かつ壁に付着物が堆積しすぎない状態に制御することができる。また、本実施形態では、第２実施形態と同様に、バッフル板２０５は固定されているため、バッフル板２０５の穴からプラズマが漏れることを防止することができる。ただし、プラズマ処理空間Ｕより上部に位置する調整機構４００を可動させるため、パーティクルが発生したときには処理容器全体に広がるおそれがある。

以上、上記各実施形態に係るエッチング装置１０のいずれかを用いて本実施形態に係るプラズマ処理方法を実行することができる。これにより、多層膜構造の一括エッチングにおいて、同一処理容器内で高周波のパワーが非常に低い条件と非常に高い条件との連続ステップを実行しても、調整機構の位置調節により壁が削れ過ぎず、かつ壁に堆積物が付着しすぎない状態に制御することができる。

次に、本発明の第４及び第５実施形態に係るエッチング装置について説明する。各実施形態に係るエッチング装置の具体的構成を説明する前に、第４及び第５実施形態に係るエッチング装置によって、プラズマ−チャンバ壁間のポテンシャル（Ｖｗａｌｌ−Ｖｐｌａｓｍａの電位差）を大きく制御できることを、図１１を参照しながら説明する。

図１１は、調整機構に後述するメタル製部材を用いた場合（直線Ｐｔｃ）と、アノード部材を用いた場合（比較例Ｐｔ）とを比較して示したグラフである。メタル製部材は導体又は半導体で形成され、処理容器内に配置され、接地されている。アノード部材は、例えばアルミニウムが溶射膜にて被覆され、処理容器内に配置され、接地されている。比較例の直線Ｐｔは、アノード部材を用いた調整機構の一例を示した第１〜第３実施形態の場合を示す。直線Ｐｔｃは、メタル製部材を用いた調整機構の一例を示した第４実施形態の場合を示す。

図１１の結果を得るために行ったプロセス条件を示す。
圧力 ３０ｍＴｏｒｒ
プラズマ励起用の高周波電力 ４０ＭＨｚ １５００Ｗ
バイアス用の高周波電力 ３ＭＨｚ ０〜４５００Ｗ
ＤＣ電圧 ０Ｖ
ガス種及びガス流量 Ｃ_４Ｆ_６／Ａｒ／Ｏ_２＝７０／２００／７０ｓｃｃｍ

図１１の横軸は、バイアス用の高周波電力を示し、縦軸は、プラズマ−チャンバ壁間のポテンシャル（Ｖｗａｌｌ−Ｖｐｌａｓｍａの電位差）を示す。

これによれば、直線Ｐｔｃは、直線Ｐｔに比べてバイアス用の高周波電力に対する傾斜が小さい。よって、第４実施形態では、プロセス条件に合わせてバイアス用の高周波電力の出力を大きく変化させても、プラズマ−チャンバ壁間のポテンシャルをバラツキなく適正な範囲内の値に制御することができる。

上記観点から、第４実施形態に係るエッチング装置では、処理容器内にメタル製部材を装着し、メタル製部材のプラズマ空間への露出面積を変化させる。また、第５実施形態に係るエッチング装置では、第４実施形態に係るエッチング装置の変形例を示す。以下に具体的構成を説明する。

＜第４実施形態＞
まず、本発明の第４実施形態に係るエッチング装置の全体構成について、図１２を参照しながら説明する。図１２では、図１の処理容器１００及び処理容器１００内の各パーツの形状が異なって示されているが、第４実施形態に係るエッチング装置１０の基本的構成は、調整機構を除き、第１実施形態（図１）と同一である。図１２ではガス供給源は省略されている。

第４実施形態に係る調整機構５００は、メタル製部材５１０、可動棒５２０及び誘電部材５３０を有している。メタル製部材５１０は、処理容器１００内の下部電極１１０の外周にて下部電極１１０を囲むようにリング状に配置され、バッフル板２０５に固定されている。具体的には、メタル製部材５１０は、径方向の断面がＬ字型になるように、底部にて外側に突出し、その突出部分がバッフル板２０５と接続されることにより接地されている。

メタル製部材５１０は、Ｓｉの導体やＳｉＣ等の半導体など、シリコン含有物質であることが好ましい。メタル製部材５１０には、Ｃを用いることもできる。メタル製部材５１０の位置は、プラズマ処理空間Ｕへ露出するように設けられ、かつ後述するように、誘電部材５３０によってプラズマ処理空間Ｕから遮蔽可能な位置であれば、図１２に示した位置に限られない。

メタル製部材５１０の突出部分の上方には、誘電部材５３０が昇降可能に設けられている。誘電部材５３０は、石英、アルミナ等の誘電体で形成されている。誘電部材５３０は、可動棒５２０の上端部に固定され、支持される。可動棒５２０とバッフル板２０５とは分離している。可動棒５２０は処理容器１００の底部を突き抜けていて、図示しないモータ又はエアーシリンダに接続され、モータ又はエアーシリンダからの駆動力より上下に可動する。これによって誘電部材５３０が昇降する。これにより、誘電部材５３０は、下部電極１１０の外周部であって下部電極１１０と処理容器１００の側壁との間を、メタル製部材５１０に近接して動く。

このようにして、誘電部材５３０をメタル製部材５１０の外周側に近接した位置より上下動させることにより、メタル製部材５１０は、プラズマ処理空間Ｕに露出したり、誘電部材５３０によりその露出を遮蔽されたりする。このようにしてプラズマ処理空間Ｕに露出するメタル製部材５１０の面積が調整される。

以上に説明したように、本実施形態に係るエッチング装置１０によれば、固定され、接地されたメタル製部材５１０のプラズマ処理空間Ｕへの露出面積を、可動式の誘電部材５３０により可変に制御する。これにより、図１１の直線Ｐｔｃに示したように、バイアス用の高周波電力の出力を、例えばプロセス条件に合わせて大きく変化させても、プラズマ−チャンバ壁間のポテンシャルのバラツキを抑え、適正な範囲内の値に制御することができる。これにより、壁が削れ過ぎず、かつ壁に膜が堆積しすぎないように高周波のパワーを制御することができる。この結果、パーティクル、チャンバ内汚染、パーツの消耗、メモリイフェクト（Ｍｅｍｏｒｙ Ｅｆｆｅｃｔ）等の問題を効果的に解消することができる。また、バイアス電圧が高いパワー条件の場合であっても、プラズマリークが発生するまでのマージンを向上させることができる。

＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態に係るエッチング装置の全体構成について、図１３を参照しながら説明する。第４実施形態と同様、第５実施形態に係るエッチング装置１０の基本的構成は、調整機構を除き、第１実施形態と同一である。

第５実施形態に係る調整機構６００は、メタル製部材６１０、可動棒６２０、連結部材６３０、メタル製シール材６４０、支持部材６５０を有している。第５実施形態に係るメタル製部材６１０は、下部電極１１０の外周にて下部電極１１０を囲むようにリング状に配置されている。本実施形態では、メタル製部材６１０はバッフル板２０５に固定されていない。メタル製部材６１０の材質は、第４実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。メタル製部材６１０の位置は、メタル製部６１０の昇降によって、メタル製部６１０がプラズマ処理空間Ｕへ露出したり、プラズマ処理空間Ｕから遮蔽されることが可能な位置であれば、図１３に示した位置に限られない。

連結部材６３０は逆Ｌ字状であり、その突出部の上面にてメタル製部材６１０と連結し、メタル製部材６１０を支持する。連結部材６３０はまた、その下端部にて可動棒６２０と連結する。さらに、連結部材６３０は、その外周側壁にてメタル製シール材６４０の一端と接続されている。メタル製シール材６４０の他端は、処理容器１００の内壁と接続される。これにより、連結部材６３０は、メタル製シール材６４０を介して接地される。連結部材６３０は、その突出部の下面が支持部材６５０の上端部と当接する位置で止まる。これにより、メタル製部材６１０はバッフル板２０５より下方まで降下しないようになっている。

可動棒６２０は処理容器１００の底部を突き抜けていて、図示しないモータ又はエアーシリンダに接続され、モータ又はエアーシリンダからの駆動力より上下に可動する。これにより、メタル製材材６１０は下部電極１１０の外周部の下部電極１１０と処理容器１００の側壁との間で昇降する。このようにして、第５実施形態に係る調整機構６００によれば、メタル製部材６１０を直接可動することにより、プラズマ処理空間Ｕに露出するメタル製部６１０の面積を調整することができる。

以上に説明したように、本実施形態に係るエッチング装置１０によれば、メタル製部材６１０のプラズマ処理空間Ｕへの露出面積を、メタル製部材６１０を直接可動することにより、可変に制御する。これにより、第４実施形態と同様に、バイアス用の高周波電力の出力を、例えばプロセス条件に合わせて大きく変化させても、プラズマ−チャンバ壁間のポテンシャルのバラツキを抑え、適正な範囲内の値に制御することができる。これにより、壁が削れ過ぎず、かつ壁に膜が堆積しすぎないように高周波のパワーを制御することができる。この結果、パーティクル、チャンバ内汚染、パーツの消耗、メモリイフェクト（Ｍｅｍｏｒｙ Ｅｆｆｅｃｔ）等の問題を効果的に解消することができ、バイアス電圧が高いパワー条件の場合であっても、プラズマリークのマージンを向上させることができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、本発明に係る調整機構は、第１実施形態の調整機構と第２実施形態の調整機構とを組み合わせ、両方を駆動させるようにしてもよい。また、第１実施形態の調整機構と第３実施形態の調整機構とを組み合わせ、両方を駆動させるようにしてもよい。その他、各実施形態のいかなる組み合わせも可能である。

一般に、平行平板型プラズマ処理装置では、圧力が１００ｍＴｏｒｒ以下の場合には、全体にプラズマが生成される。一方、圧力が１００ｍＴｏｒｒ以上の場合、印加した側にプラズマが生成される。よって、上部電極又は下部電極のいずれかにプラズマ励起用の高周波電力を印加した場合、特に圧力が１００ｍＴｏｒｒ以上のプロセスでは、印加された電極側近傍にプラズマが生成されることとなる。よって、印加された電極の外周に配置された調整機構を可動させたほうが、壁の削れ及び壁への堆積物の付着をより効果的に制御することができる場合がある。

他方、生成されたプラズマが乱れないようにプラズマが生成される側と反対側に位置する調整機構を駆動させたほうが上記各実施形態の効果が発揮されやすい場合もある。

本発明のプラズマ処理装置によりプラズマ処理される被処理体は、シリコンウエハに限れず、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）用基板又は太陽電池用基板等であってもよい。

１０ エッチング装置
４０ ＳｉＯ_２膜
５０ アモルファスカーボン膜
６０ ＳｉＯＮ膜
７０ 反射防止膜（ＢＡＲＣ）
８０ レジスト膜
１００ 処理容器
１０５ 上部電極
１１０ 下部電極
１２０ 載置台
１４０ 第１の高周波電源
１５０ 第２の高周波電源
２００，３００，４００ 調整機構
２０５ バッフル板
２１０，３１０，４１０ 可動棒
２１５ 第１の仕切り板
２２０ 第２の仕切り板
２２５ 第１のメタル製シール材
２３０ 第２のメタル製シール材
３０５，４０５ 平板
３１５，４１５ 第３の仕切り板
３２０，４２０ 第４の仕切り板
３２５，４２５ 第３のメタル製シール材
３３０，４３０ 第４のメタル製シール材
５００ 調整機構
５１０ メタル製部材
５２０ 可動棒
５３０ 誘電部材
６００ 調整機構
６１０ メタル製部材
６２０ 可動棒
６３０ 連結部材
６４０ メタル製シール材
６５０ 支持部材
Ｕ プラズマ処理空間

Claims (17)

1. 第１の高周波電源からプラズマ生成用の高周波電力を印加して処理容器内のプラズマ処理空間にプラズマを生成するプラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法であって、
   前記プラズマ処理装置は、バイアス用の高周波電力を印加する第２の高周波電源と、前記プラズマ処理空間を形成する処理容器の内壁に少なくとも一部が接し、前記処理容器内にて上下動することにより前記プラズマ処理空間の接地容量を調整する調整機構とを有し、
   前記第２の高周波電源から印加される高周波電力が５００Ｗ以下の場合、前記調整機構を可動範囲の上側に位置付け、
   前記第２の高周波電源から印加される高周波電力が１５００Ｗ以上の場合、前記調整機構を可動範囲の下側に位置付けることを特徴とするプラズマ処理方法。
2. 前記第２の高周波電源から印加される高周波電力が５００Ｗより大きく１５００Ｗより小さい場合、前記調整機構を移動させないか、又は前記調整機構を可動範囲のいずれかの位置に位置付けることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理方法。
3. 前記第１の高周波電源から印加される高周波電力は、２００Ｗ以上に設定される請求項１又は２に記載のプラズマ処理方法。
4. 多層膜構造の異なる複数のエッチングプロセスを前記処理容器内で連続して実行する場合、前記調整機構は、各エッチングプロセスの条件に応じて上下動することにより、前記プラズマ処理空間の接地容量を調整する請求項１〜３のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
5. 前記調整機構に対して前記プラズマ処理空間と反対側の位置に設けられ、一方の端部を前記処理容器の内壁に固定し、他方の端部を前記調整機構に固定したメタル製シール材をさらに有する請求項１〜４のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
6. 処理容器内のプラズマ処理空間にプラズマを生成し、被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって、
   前記プラズマ処理空間を形成する処理容器の内壁に少なくとも一部が接し、前記処理容器内にて上下動することにより前記プラズマ処理空間の接地容量を調整する調整機構と、
   前記調整機構に対して前記プラズマ処理空間と反対側の位置に設けられ、一方の端部を前記処理容器の内壁に固定し、他方の端部を前記調整機構に固定したメタル製シール材と、を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
7. 前記メタル製シール材は、フレキシブルなメタルに絶縁物を被覆して形成される請求項６に記載のプラズマ処理装置。
8. 前記プラズマ処理装置は、対向位置に上部電極と下部電極とを有し、
   前記調整機構は、
   前記下部電極の外周に配置された複数の細孔を持つバッフル板を有し、該バッフル板に可動棒を取り付けて該バッフル板を上下動させることを特徴とする請求項６又は７に記載のプラズマ処理装置。
9. 該バッフル板の内周側には、前記プラズマ処理空間と反対側に向けて第１の仕切り板が固定され、
   前記メタル製シール材は、一方の端部を前記処理容器の内壁に固定し、他方の端部を前記第１の仕切り板に固定する第１のメタル製シール材を含む請求項８に記載のプラズマ処理装置。
10. 前記バッフル板の外周側には、前記バッフル板に対して前記第１の仕切り板と反対側の向きに第２の仕切り板が固定され、
    前記メタル製シール材は、一方の端部を前記処理容器の内壁に固定し、他方の端部を前記第２の仕切り板に固定する第２のメタル製シール材を含む請求項８又は９に記載のプラズマ処理装置。
11. 前記プラズマ処理装置は、対向位置に上部電極と下部電極とを有し、
    前記調整機構は、
    前記上部電極の外周に配置された平板を有し、該平板に可動棒を取り付けて該平板を上下動させることを特徴とする請求項６〜１０のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
12. 前記平板の内周側には、前記プラズマ処理空間と反対側に向けて第３の仕切り板が固定され、
    前記メタル製シール材は、一方の端部を前記処理容器の内壁に固定し、他方の端部を前記第３の仕切り板に固定する第３のメタル製シール材を含む請求項１１に記載のプラズマ処理装置。
13. 前記平板の外周側には、前記平板に対して前記第３の仕切り板と同じ向きに第４の仕切り板が前記処理容器に近接して固定され、
    前記メタル製シール材は、一方の端部を前記処理容器の内壁に固定し、他方の端部を前記第４の仕切り板に固定する第４のメタル製シール材を含む請求項１２に記載のプラズマ処理装置。
14. 処理容器内のプラズマ処理空間にプラズマを生成し、被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって、
    前記処理容器内のプラズマ処理空間に露出可能なように配置され、接地されたメタル製部材と、
    可動により、前記プラズマ処理空間に露出する前記メタル製部材の面積を調整することを特徴とするプラズマ処理装置。
15. 前記調整機構は、前記メタル製部材自身を可動する、又は前記メタル製部材に近接して誘電部材を可動することを特徴とする請求項１４に記載のプラズマ処理装置。
16. 前記調整機構は、可動棒によって前記誘電部材を前記メタル製部材に近接して動かすことにより、前記メタル製部材が前記プラズマ処理空間に露出する面積を調整することを特徴とする請求項１５に記載のプラズマ処理装置。
17. 前記調整機構は、可動棒によって前記メタル製部材を動かすことにより、前記メタル製部材が前記プラズマ処理空間に露出する面積を調整することを特徴とする請求項１５に記載のプラズマ処理装置。
    

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