JP2013168489A

JP2013168489A - プラズマ処理装置および半導体装置の製造方法

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Publication number: JP2013168489A
Application number: JP2012030567A
Authority: JP
Inventors: Katsunori Yahashi; 勝典矢橋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2012-02-15
Filing date: 2012-02-15
Publication date: 2013-08-29

Abstract

【課題】被処理基板の面内での加工ばらつきを抑制できるようにする。
【解決手段】実施形態によれば、被処理基板を保持する基板支持電極３と、前記基板支持電極に高周波出力を印加する高周波電源５ａ、５ｂと、前記基板支持電極と対向配置された誘電体板７と、前記誘電体板を挟んで前記基板支持電極に対向して配置される対向電極８とを備える。前記対向電極は、前記誘電体板と接するように配置され孔部９ｂを有する第１電極板９と、可動機構１２により移動可能に設けられ前記第１電極板の前記孔部を補完する度合いを変更可能な第２電極板１０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、プラズマ処理装置および半導体装置の製造方法に関する。

プラズマ処理装置として、例えば静電結合型ＲＩＥ（reactive ion etching）装置は、内部を真空に維持するチャンバー内に、半導体ウエハを保持する基板支持電極およびこの基板支持電極と対向する対向電極を配置している。基板支持電極には、例えば６０ＭＨｚおよび１３．５６ＭＨｚの各高周波電源がインピーダンス整合器を介して接続されている。チャンバーにはエッチング用のガスが導入される導入口が形成されている。

このようなＲＩＥ装置にて、所定のチャンバー内気圧、塩素および酸素のエッチングガス流量を所定流量とし、６０ＭＨｚの高周波出力が大きい条件にて所定の高周波パワーを印加してプラズマを生成し、半導体ウエハをエッチングする。このとき、チャンバー内のプラズマ分布は、定在波の影響により基板支持電極中央部の密度が高く周辺に向かって低くなる傾向にある。このため、基板支持電極に載せた半導体ウエハ上の被エッチング膜のエッチングレートは、中央部で大きく周辺部に向かって小さくなり、半導体ウエハ上での加工ばらつきが発生する不具合があった。

特開２００８−２７７５８３号公報

そこで、高周波を印加して半導体ウエハを加工する場合に、半導体ウエハ上での加工ばらつきを抑制できるようにしたプラズマ処理装置および半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

本実施形態のプラズマ処理装置は、プラズマ空間を形成する処理室と、前記処理室内に設けられ被処理基板を支持する基板支持電極と、前記基板支持電極に高周波出力を印加する高周波電源と、前記処理室内に設けられ前記基板支持電極と対向配置された誘電体と、前記誘電体を挟んで前記基板支持電極に対向して配置される対向電極とを備え、前記対向電極は、前記誘電体と接するように配置され孔部を有する第１電極板と、可動機構により移動可能に設けられ前記第１電極板の前記孔部を補完する度合いを変更可能な第２電極板とを備えたことを特徴とする。

第１実施形態の模式的な全体構成図対向電極の回転位置を示す図で（ａ）は第１電極板の平面図、（ｂ）は第２電極板の平面図、（ｃ）は孔部の断面図基板支持電極と対向電極との間の容量分布図被加工基板の（ａ）中央部と（ｂ）周辺部のエッチング深さを示す図第２電極板の回転位置を変えた場合の図２相当図第２電極板の回転位置を変えた場合の図３相当図第２電極板の回転位置を変えた場合の図４相当図第１電極板の孔部の状態が（ａ）全閉の場合（従来相当）、（ｂ）孔部の補完状態を図２のように設定した場合、（ｃ）は孔部の補完状態を図５のように設定した場合の基板支持電極と対向電極との間のプラズマ分布図膜のエッチングをする場合の被加工基板の（ａ）中央部と（ｂ）周辺部のエッチング状態を示す図第２実施形態の模式的な全体構成図基板支持電極と対向電極との間の容量分布図第２電極板の上下位置を変えた場合の模式的な全体構成図第２電極板の上下位置を変えた場合の基板支持電極と対向電極との間の容量分布図第３実施形態を示す対向電極の（ａ）第１電極板および（ｂ）第２電極板の平面図第４実施形態を示す模式的な全体構成図その他の実施形態を示す第１電極板の孔部の種々の変形例の図

（第１実施形態）
以下、第１実施形態について、ＲＩＥ装置に適用した例を図１〜図９を参照して説明する。図１はＲＩＥ装置１の全体構成を概略的に示している。このＲＩＥ装置１は、２周波重畳印加方式の静電結合型のプラズマエッチング装置として構成されている。プラズマ空間を形成するための処理室としてのチャンバー２は、アルミニウムなどの導電性の材料を有底円筒状に形成したもので、電気的に接地されている。

チャンバー２の底面部には被処理基板である半導体ウエハＷを保持するための基板支持電極３が設けられている。基板支持電極３には、静電吸着により半導体ウエハＷを保持する静電チャックが設けられると共に、処理中の半導体ウエハＷの温度を制御するための温度調整部が設けられている。基板支持電極３は、電源部４から高周波電力が供給される。電源部４には、第１高周波電源５ａ、第２高周波電源５ｂ、およびインピーダンス整合器６が設けられる。第１高周波電源５ａは第１高周波として６０ＭＨｚの高周波電圧を出力し、第２高周波電源５ｂは第２高周波として１３．５６ＭＨｚの高周波を出力する。インピーダンス整合器６は、第１高周波電源５ａおよび第２高周波電源５ｂの出力を重畳させて基板支持電極３に印加する。

チャンバー２の上部には、基板支持電極３と対向するように例えば石英板からなる誘電体板７が設けられ、その上面に誘電体板７と接するように対向電極８が設けられている。誘電体板７は、チャンバー２内部で発生するプラズマから対向電極８を保護するために設けられている。対向電極８は、第１電極板９および第２電極板１０を上下に重ねた構成とされ、両者共に接地されている。第２電極板１０は中央部に回転軸１１が上方に突出して設けられ、この回転軸１１には可動機構１２が接続されている。第２電極板１０は可動機構１２の駆動により回転軸１１を中心として回転移動可能に設けられている。なお、誘電体板７の代わりに電極表面に酸化などにより誘電体膜を形成して対向電極８を保護しても良く、この場合、表面に誘電体膜が形成された電極の裏面側から後述する多数の孔部を設けて対向電極８の第１電極板９とすれば良い。

第１電極板９および第２電極板１０は、図２（ａ）、（ｂ）に示す平面図のように、中心位置にガス供給口９ａ、１０ａが形成されると共に、このガス供給口９ａ、１０ａを中心として所定半径毎に、周方向に一定の角度を存して周期的に切り抜かれた円形をなす孔部９ｂ、１０ｂが多数形成されている。第１電極板９の孔部９ｂと、第２電極板１０の孔部１０ｂとは同じ位置で同じ径で表面側から裏面側まで貫通するように形成されており、形成位置はガス供給口９ａ、１０ａを中心とした３つの同心円上にそれぞれ所定間隔（角度）を存した位置とされている。これら孔部９ｂ、１０ｂは、ガス供給口９ａ、１０ａよりも径が大きく、第１電極板９に対する第２電極板１０の回転位置によって基板支持電極３との間の静電容量の分布状態を変化させるためのものである。可動機構１２を駆動させて第２電極板１０を例えばθ１だけ回転移動させることで、図２（ｃ）に示すように、第１電極板９の孔部９ｂと第２電極板１０の孔部１０ｂとの重なり具合（補完の度合い）を変化させることができ、これによって開口させる幅寸法ｄ１を変えて、対向する基板支持電極３との間の静電容量の分布を部分的に変化させることができる。

チャンバー２にはガス供給管１３が接続されており、ガス供給源１４からガス供給管１３を通じてチャンバー２内部に所定の処理ガスが供給される。チャンバー２内においては、ガス供給管１３から供給されるエッチング用の所定の処理ガスが、対向電極８の第２電極板１０および第１電極板９の各ガス供給口１０ａ、９ａおよび誘電体板７のガス供給口７ａを介して内部空間に導入される。また、チャンバー２には排気管１５が接続されており、この排気管１５を通じて真空排気装置１６が接続されている。真空排気装置１６は、一般的な粗引き用ポンプと高真空に真空引きする分子ターボポンプなどを組み合わせた構成で、チャンバー２内を所定の真空度まで減圧させるものである。

次に、上記構成の作用について説明する。
エッチングの対象となる半導体ウエハＷは、例えば上面にシリコン酸化膜などの膜Ｆが形成されている。この半導体ウエハＷに対して、例えば膜Ｆおよび半導体ウエハＷの基材であるシリコン基板をエッチングしてラインアンドスペースパターンに加工することで素子分離用の溝を形成する。このエッチングに先立って、膜Ｆ上には、半導体ウエハＷをラインアンドスペースパターンに加工するためのレジストパターンが形成されており、そのレジストパターンをマスク材としてエッチングを行う。

半導体ウエハＷは、基板支持電極３上に載置され、静電チャックなどの手段により固定される。真空排気装置１６によりチャンバー２内が所定の真空度に達するまで排気され、その後、所定の処理ガスがチャンバー２の内部に導入される。このときチャンバー２内は、内気圧４０ｍＴｏｒｒ（５．３３Ｐａ）とされ、処理ガスとして塩素（Ｃｌ_２）および酸素（Ｏ_２）がガス供給管１３から供給される。ここで処理ガスの流量は例えばＣｌ_２／Ｏ_２＝１００／５ｓｃｃｍとしている。また、第１高周波電源５ａの第１高周波の出力と第２高周波電源５ｂの第２高周波出力とを、第１高周波である６０ＭＨｚの高周波出力が大きい条件となるように、１０００Ｗ／２００Ｗとして設定して半導体ウエハＷをエッチングする。

この場合、上記の条件にてエッチングを実施するときに、対向電極８の第１電極板９に対する第２電極板１０の回転位置をどのように設定するかによってチャンバー２内部のプラズマ空間に発生するプラズマの密度分布を変化させることができる。例えば、従来と同等の状態すなわち孔部９ｂが形成されていない状態に相当する位置（回転位置を調整して孔部９ｂが第２電極板１０により全閉状態としたときの位置）では、基板支持電極３と対向電極８との間のプラズマ空間における静電容量の分布が平坦（フラット）になる。この場合には、図８（ａ）に示すように、定在波の影響により半導体ウエハＷの中央部Ｗｃにおいてプラズマの密度分布が高く、周辺部Ｗｐにおいて密度分布が低い状態となる。

これに対して、図２に示すように、対向電極８の第２電極板１０を、可動機構１２により角度θ１だけ回転移動させて、第１電極板９との相対的な位置関係が図２（ｃ）に示す状態つまり孔部９ｂ、１０ｂの重なり度合いが半分程度となって開口幅がｄ１である場合（半開状態）には、図３に示すように、対向電極８の中央部において基板支持電極３との間の静電容量が減少された静電容量の分布状態となる。この結果、基板支持電極３と対向電極８との間のプラズマ空間に発生するプラズマの密度分布は図８（ｂ）に示すようにほぼ全領域にわたって均一となり、平坦なプラズマ密度分布状態が得られる。

このような対向電極８の回転位置でのエッチング処理では、半導体ウエハＷは、中央部Ｗｃから周辺部Ｗｐにわたりほぼ同じエッチング速度でエッチングすることができ、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、両者のエッチング深さＨｃ１、Ｈｐ１はほぼ同じとなる。これは、中央部において静電容量が周辺部よりも相対的に小さくなっているため、プラズマの発生密度を低下させる効果があり、これによって全体的にほぼ均一なプラズマの密度分布を得ることができるからである。

また、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、第２電極板１０を回転させて角度θ１よりも小さい回転角度θ２（＜θ１）に設定した場合には、孔部９ｂと孔部１０ｂとの位置がほぼ同じ（開口幅がｄ２で全開に近い状態）となる。これにより、孔部９ｂから孔部１０ｂまで対向電極８に貫通穴ができた状態となり、この部分での容量が小さくなり、全体として図６に示すような静電容量の分布状態となる。周辺部の静電容量に対して中央部では図３に示したレベルよりも小さくなっている。この結果、基板支持電極３と対向電極８との間のプラズマ空間におけるプラズマ密度分布は、図８（ｃ）に示すように、周辺部の密度に対して中央部で低くなる分布状態となる。

この結果、この条件でエッチング工程を行った場合には、図７に示すように、半導体ウエハＷの中央部Ｗｃでエッチング深さＨｃ２が小さく、周辺部Ｗｐでエッチング深さＨｐ２が大きくなる。エッチング量の分布は従来方式の分布と逆転する傾向となるが、このような条件でのエッチングは、例えば、従来方式でエッチング工程を行なって中央部でのエッチング量が多くなってしまった半導体ウエハＷに対してこれを調整する目的で用いることができる。

このように、可動機構１２を駆動させて第２電極板１０の孔部１０ｂの位置を所定角度に回転させることで、基板支持電極３との間の静電容量の分布を調整し、プラズマ密度分布を図８（ａ）〜（ｃ）に示しているように、所望する分布パターンに設定することができる。これによって、プラズマ密度分布を図８（ｂ）のように半導体ウエハＷの中央部から周辺部に渡って均一な状態に設定する使い方ができる。また、個々の半導体ウエハＷの状態や、エッチング工程の内容に応じて図８（ａ）あるいは図８（ｃ）のような不均一なプラズマ密度分布となるように変更設定して用いることができる。

次に、図９を参照して、上記したＲＩＥ装置１を用いた上記とは異なる半導体ウエハＷｏのエッチング処理工程について説明する。被処理基板である半導体ウエハＷｏとしてシリコン基板上に第１絶縁膜Ｆａ、被加工膜としての第２絶縁膜Ｆｂを形成したものを用い、第２絶縁膜ＦｂをレジストパターンＲをマスク材としてエッチング処理する。第２絶縁膜Ｆｂは、第１絶縁膜Ｆａをエッチングストッパとして選択的にエッチング処理が行えるものである。レジストパターンＲは、第２絶縁膜Ｆｂに開口部Ｐを形成するようにパターニングされている。このエッチング工程では、第１エッチングステップと第２エッチングステップとからなり、第１エッチングステップとして通常のエッチングを行い、続く第２エッチングステップとしてオーバーエッチングを行う。

図９（ａ）は、半導体ウエハＷｏの中央部Ｗｃにおける断面を示し、図９（ｂ）は、半導体ウエハＷｏの周辺部Ｗｐにおける断面を示している。前述したようにＲＩＥ装置１によりエッチング（第１エッチングステップ）を行うと、チャンバー２内のプラズマ密度分布によっては、図９（ａ）、（ｂ）に示しているように、半導体ウエハＷｏの中央部Ｗｃと周辺部Ｗｐとでエッチング速度に差が発生することがある。これによって、例えば半導体ウエハＷｏの中央部Ｗｃにおいては第２絶縁膜Ｆｂがエッチングされて第１絶縁膜Ｆａが露出する状態となっているのに対して、周辺部Ｗｐにおいてはまだ第２絶縁膜Ｆｂが完全にエッチングされずエッチング残り部Ｆｂｂが発生している。

これに対して、続いて第２エッチングステップとしてオーバーエッチング処理を行うことで半導体ウエハＷｏの全域にわたって第２絶縁膜Ｆｂに開口Ｐを確実に形成することができる。ここで、それまでのエッチング条件からオーバーエッチング用の条件に変更するが、オーバーエッチングをする際には、エッチング対象である第２絶縁膜Ｆｂが少なく、エッチングによる生成物の発生も少ないことを考慮してオーバーエッチング用の条件が設定される。

このとき、同時に、半導体ウエハＷｏの中央部Ｗｃと周辺部Ｗｐとでエッチング量に差が発生することを考慮して、対向電極８の第２電極板１０の位置を可動機構１２により移動させて、プラズマ密度分布を変更設定し、最初のエッチング条件で予想される不均一なエッチング状態を修正するような設定とすることができる。

このような第１実施形態によれば、対向電極８として、第１電極板９に対して可動機構１２により回転可能に設けた第２電極板１０で回転位置を変更設定することで基板支持電極３との間の静電容量の分布を調整し、プラズマ密度分布が半導体ウエハＷの全面にわたって平坦な分布となる条件を得ることができ、さらにはプラズマ密度分布が中央部で低く周辺部で高くなるような条件も得ることができる。

これにより、エッチング対象となる半導体ウエハＷの中央部Ｗｃと周辺部Ｗｐとでエッチング量が異なる不具合を解消することができる。また、一旦不具合が発生した半導体ウエハＷにおいても、プラズマ密度分布を中央部で低く周辺部で高くなるような設定をして再度エッチング工程を実施することで修復することができる。

そして、通常のエッチングとオーバーエッチングを行う場合に限ることなく、エッチング工程を複数ステップに分けてステップ毎に条件が設定されるようなエッチング処理においても、各ステップにおけるエッチング条件に適合するプラズマ密度分布を得るように対向電極８の第２電極板１０を回転させて変更設定することができ、より適切なエッチング工程を確立することができる。

（第２実施形態）
図１０〜図１３は第２実施形態を示すもので、以下、第１実施形態と異なる部分について説明する。このＲＩＥ装置２０においては、対向電極８に代えて、対向電極２１を設けている。対向電極２１は、第１電極板２２と第２電極板２３とを備えるが、第２電極板２３は第１電極板２２に対して回転移動するのではなく上下移動する構成である。第２電極板２３は、支持部２４を介して可動機構２５により上下移動可能に設けられている。

第１電極板２２には第１実施形態と同様にして孔部２２ａが形成されており、第２電極板２３には第１電極板２２の孔部２２ａに対応する位置に挿入される金属製の挿入凸部２３ａが設けられている。第２電極板２３が下がった状態で第１電極板２２と接する位置にあるときには、第２電極板２３の挿入凸部２３ａが第１電極板２２の孔部２２ａに貫通状態で挿入されている。第２電極板２３を可動機構２５により上方に移動させると、挿入凸部２３ａは孔部２２ａから抜けていき、孔部２２ａ内に高さｇ１の空間部が形成される。

上記のようにして孔部２２ａ内の空間部の高さｇが変化されることで、基板支持電極３と対向電極２１との間の静電容量の分布を変化させることができる。例えば図示の孔部２２ａの空間部の高さがｇ１の場合には、図１１に示すような静電容量の分布となり、第１実施形態と同様に静電容量の分布を変更することでプラズマ密度分布を図８（ｂ）のように設定することができる。

また、図１２に示すように、第２電極板２３を可動機構２５により更に上昇させて第１電極板２２の孔部２２ａに形成する空間部の高さをｇ２とすると、図１３に示すように基板支持電極３の中央部側において静電容量を大きく下げた条件に設定することができる。これにより、プラズマ密度分布を図８（ｃ）のように中央部で低く、周辺部で高く設定することができる。

このように、対向電極２１の第２電極板２３を可動機構２５により上下動させることで、挿入凸部２３ａの孔部２２ａへの挿入度合いを調整して対向電極２１と基板支持電極３との間の静電容量の分布を変化させ、これによってプラズマ密度分布を半導体ウエハＷの全面に渡って平坦な条件あるいは中央部で低くする条件を設定することができ、第１実施形態と同等の効果を得ることができる。
また、この構成によってもエッチングステップ毎に第２電極板２３の上下位置を制御して静電容量の分布を調整することでプラズマ密度分布を代えてエッチングステップを実施することができる。

（第３実施形態）
図１４は第３実施形態を示すもので、第１の実施形態と異なるところは、次の点である。図１４（ａ）には、対向電極を構成する第１電極板３０が示され、図１４（ｂ）には、第２電極板３１の構成が示されている。第１電極板３０には、所定半径の円周上に処理ガスを導入するための多数の孔部３０ａが所定間隔で形成されている。図示のものでは、例えば２つの同心円の周上にガス導入用の孔部３０ａが形成されている。また孔部３０ａが並べられた円周の間および外周側の外の所定半径の円周上に、電極中心に対して周方向に周期的に切り抜かれた静電容量調整用の孔部３０ｂが所定間隔で形成されている。

第２電極板３１は、中心部３２、内周部３３および外周部３４の３つの部分に分割されている。これら３つの部分３２〜３４は、第１電極板３０の孔部３０ａの形成位置を上部側に連通させる隙間を設けて同心状に配置されている。中心部３２は円板状に形成され、内周部３３および外周部３４は孔部３０ｂに対応する位置に孔部３１ｂが形成されている。内周部３３および外周部３４は、それぞれ独立して回転可能に設けられており、それぞれの孔部３１ｂと第１電極板３０の孔部３０ｂとの重なり度合いを独立して調整可能である。

なお、図示はしていないが、内周部３３および外周部３４には、これらを独立して回転駆動させるための可動機構が設けられている。また、中心部３２、内周部３３および外周部３４の間に隙間が形成されていて、その隙間に第１電極板３０の孔部３０ａが対向するように位置されている。これにより、内周部３３、外周部３４の回転位置にかかわらず第１電極板３０の孔部３０ａは、常にガス供給側からチャンバー２内のプラズマ空間に隙間を通じて連通した状態とされ、処理ガスの供給が妨げられることはない。

このような第３実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて次の効果が得られる。すなわち、対向電極を第１電極板３０と３部分に分割した第２電極板３１（３２〜３４）とから構成し、個別に可動機構により内周部３３および外周部３４を回転移動可能な構成としたので、静電容量の分布を中央部とその周辺部とでさらに細分して設定することができ、これによってプラズマ密度分布の設定の制御性もさらに高められる。

また、第２電極板３１の中央部３２、内周部３３および外周部３４のそれぞれの間に隙間を設け、第１電極板３０のガス供給口３０ａを常に第２電極板３１の隙間と連通可能としているので、回転位置に応じて処理ガスの流通の度合いが変化されることなく安定したガス供給を行うことができる。

（第４実施形態）
図１５は第４実施形態を示すもので、第２実施形態と異なるところは、対向電極４１の構成である。このＲＩＥ装置４０においては、図１５に示すように、対向電極４１を、第１電極板４２と内外に分割した２つの第２電極板４３、４４とにより構成し、一方の第２電極板４３は支持部４５を介して可動機構４６により上下動可能とし、他方の第２電極板４４は支持部４７を介して可動機構４８により上下動可能とした。

これにより、第１電極板４２に形成した孔部４２ａ、４２ｂのうち、外周側の孔部４２ａは第２電極板４３を上下動させると挿入凸部４３ａが孔部４２ａ内を移動して基板支持電極３との間の静電容量が変化する。第１電極板４２の内周側の孔部４２ｂは第２電極板４４を上下動させると挿入凸部４４ａが孔部４２ｂ内を移動して基板支持電極３との間の静電容量が変化する。

このような第４実施形態によっても、第２実施形態の構成と同様の効果が得られると共に、基板支持電極３と対向電極４１との間の静電容量の分布を中央部とその周辺部とでさらに細分して設定することができ、これによってプラズマ密度分布の設定の制御性も高められる。

なお、上記実施形態において、第２電極板４４は、回転させるのではなく上下動させる構成であるから、円形のもの以外でも適用できる。また、孔部４２ａ、４２ｂも円形に限らず様々な形状に設定することができる。
さらに、２つの第２電極板４３、４４に分割するのではなく、３つ以上の第２電極板に分割する構成としても良い。

（他の実施形態）
図１６（ａ）〜（ｄ）は上記実施形態の対向電極の変形例を示している。
図１６（ａ）は、対向電極の第１電極板５１として、中央側に径の大きい孔部５１ａを形成し、周辺側に径の小さい孔部５１ｂを形成したものである。これに対して、第２電極板は同じ位置に孔部を形成しても良いし、異なる形状あるいは異なる位置に形成することもできる。第２電極板を第１実施形態と同様にして回転移動させて孔部５１ａ、５１ｂの開口度合いを調整することで、基板支持電極との間の静電容量の分布を調整することができる。これにより、半導体ウエハの中央部と周辺部とでプラズマ密度分布を調整してフラットな分布としたり、中央部が高く周辺部が低い状態としたり、あるいは中央部が低く周辺部が高い状態としたりすることができる。なお、この第１電極板５１を用いる場合には、第２電極板を上下動させる第２実施形態の構成に適用することもできる。

図１６（ｂ）は、対向電極の第１電極板５２として、四方向に所定間隔を存して長尺状（線状）の孔部５２ａを配置する構成である。これに対する第２電極板は、第２実施形態と同様に、孔部５２ａ内に対応する形状の挿入凸部を挿通させる構成とすることができる。これにより、基板支持電極との間の静電容量の分布を調整することができる。なお、孔部５２ａは、図示の配置状態に限らず、外周側に向かうにしたがって長さを長くすることもできる。

同様に、図１６（ｃ）は、第１電極板５３として、短い長尺状の孔部５３ａを格子状に配置している。また、図１６（ｄ）は、同心状に配置された円弧状の孔部５４ａを設けたものである。いずれの構成においても、第２実施形態と同様に、第２電極板側に孔部５３ａ、５４ａと同じ位置に挿入凸部が設けられて上下動されることで静電容量の分布を調整するものである。

上記の変形例に加えて次のような変形をすることができる。
高周波電源として第１高周波および第２高周波を、６０ＭＨｚおよび１３．５６ＭＨｚに設定したが、適宜の周波数に設定することができる。また、高周波電源として２個の第１高周波電源５ａ、第２高周波電源５ｂを設ける構成のもので説明したが、１個の高周波電源を用いる構成の装置にも適用できる。

第１実施形態で、対向電極８の第１電極板９と第２電極板１０の孔部９ｂ、１０ｂは同じ位置で同じ形状でも良いし、異なる形状、異なる位置としても良い。回転移動により孔部の開口度合い（補完の度合い）を調整することで静電容量の調整が可能な構成であれば良い。

第２実施形態では、対向電極２１の第２電極板２３に設ける挿入凸部２３ａを金属製のものとしたが、誘電体製のものとすることもできる。
上記他の実施形態で示したものに限らず、静電容量の分布を変更可能な構成であれば、適宜の孔部の形状あるいは構成を採用することができる。さらには、各実施形態で示したような孔部のパターンを組み合わせて形成することもできる。

また、ＲＩＥ装置以外のプラズマ処理装置にも適用することができる。そして、被処理基板に対するプラズマ処理工程を複数ステップに分けてステップ毎に条件が設定されるようなプラズマ処理を行う場合に、第２電極板を回転移動または上下動させて第１電極板の孔部を補完する度合いを変化させ、各ステップにおいてより適切なプラズマ処理条件が確立されるように被処理基板におけるプラズマ処理の処理量の分布を変更設定しても良い。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

図面中、１、２０、４０はＲＩＥ装置（プラズマ処理装置）、２はチャンバー（処理室）、３は基板支持電極、４は電源部、５ａは第１高周波電源、５ｂは第２高周波電源、６はインピーダンス整合器６、７は誘電体板、８、２１、４１は対向電極、９、２２、３０、４２は第１電極板、９ｂ、１０ｂ、２２ａ、３０ｂ、３１ｂ、４２ａ、４２ｂは孔部、１０、２３、３１、４３、４４は第２電極板、１２、２５、４６、４８は可動機構、１４はガス供給部、１６は排気部、２３ａ、４３ａ、４４ａは挿入凸部、Ｗ、Ｗｏは半導体ウエハ（被処理基板）である。

Claims

プラズマ空間を形成する処理室と、
前記処理室内に設けられ被処理基板を支持する基板支持電極と、
前記基板支持電極に高周波出力を印加する高周波電源と、
前記処理室内に設けられ前記基板支持電極と対向配置された誘電体と、
前記誘電体を挟んで前記基板支持電極に対向して配置される対向電極とを備え、
前記対向電極は、前記誘電体と接するように配置され孔部を有する第１電極板と、可動機構により移動可能に設けられ前記第１電極板の前記孔部を補完する度合いを変更可能な第２電極板とを備えていることを特徴とするプラズマ処理装置。
請求項１に記載のプラズマ処理装置において、
前記第１電極板は、電極中心に対して周方向に周期的に切り抜かれた複数の前記孔部を有し、
前記第２電極板は、前記第１電極板の前記孔部と対応する部分に電極中心に対して周方向に周期的に切り抜かれた複数の孔部が設けられると共に前記可動機構により前記電極中心を回転中心として回転移動可能に設けられていることを特徴とするプラズマ処理装置。
請求項１に記載のプラズマ処理装置において、
前記第２電極板は、前記第１電極板の前記孔部と対応する部分にその孔部に嵌合する挿入凸部が形成されると共に前記可動機構により前記第１電極板との距離を変更可能に設けられ、前記孔部に嵌合する挿入凸部の挿入度合いを変更可能に構成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載のプラズマ処理装置において、
前記第１電極板が有する前記孔部は、複数の丸孔、複数の線状孔、複数の円弧状孔、格子状パターンを形成する複数の孔のいずれかもしくはこれらを組み合わせた孔のパターンにより形成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
請求項１ないし４のいずれかに記載のプラズマ処理装置を用い、被処理基板に対するプラズマ処理を行う半導体装置の製造方法であって、
前記被処理基板に対して第１のプラズマ処理を行う工程と、
前記被処理基板に対して前記第１のプラズマ処理の後に、前記被処理基板に対して続けて第２のプラズマ処理を行う工程とを備え、
前記被処理基板に対して前記第１のプラズマ処理の後に前記第２のプラズマ処理を実施する前に、前記可動機構により前記プラズマ処理装置の前記第２電極板を移動させて前記第１電極板の前記孔部を補完する度合いを変化させ、前記被処理基板におけるプラズマ処理の処理量の分布を変更設定することを特徴とする半導体装置の製造方法。