JP2022045827A - プラズマ処理装置およびプラズマ処理装置の高周波電力印加方法 - Google Patents

Abstract

【課題】面内均一性の高いプラズマを生成することができるプラズマ処理装置およびプラズマ処理装置の高周波電力印加方法を提供する。【解決手段】プラズマ処理装置は、真空排気可能な処理容器と、処理容器内に設けられた電極と、電極の背面の周辺部に接続される複数の給電体と、複数の給電体を介して電極に高周波電力を供給する高周波電源と、制御部と、を有し、制御部は、複数の給電体のそれぞれに、周期的に高周波電力を印加するようプラズマ処理装置を制御するように構成される。【選択図】図１

Description

本開示は、プラズマ処理装置およびプラズマ処理装置の高周波電力印加方法に関する。

プラズマ処理装置として、例えば、容量結合型のプラズマ処理装置が知られている。容量結合型のプラズマ処理装置では、例えば、チャンバ内に一対の平行平板電極（上部電極および下部電極）を配置し、処理ガスをチャンバ内に導入するとともに、一方の電極に高周波を印加することで処理ガスのプラズマを形成する。ここで、プラズマの密度を高くするために、電極に印加する高周波の周波数を高くすると、高調波により電極表面に定在波が生成されやすくなる。定在波が生じると電極表面の電界分布が不均一となり、プラズマ生成分布も不均一となる。これに対し、電極に高周波を印加する給電棒と、電極の反対側とに導電性の部材を設けて接地することで、プラズマ生成分布を均一にすることが提案されている。また、電極裏面の給電棒を中心部と複数の外周部とに分けて、高周波電力の供給を分配することで、プラズマ生成分布を制御することが提案されている。

特開２０００－３３１９９６号公報 特開２００７－２６６２３１号公報

本開示は、面内均一性の高いプラズマを生成することができるプラズマ処理装置およびプラズマ処理装置の高周波電力印加方法を提供する。

本開示の一態様によるプラズマ処理装置は、真空排気可能な処理容器と、処理容器内に設けられた電極と、電極の背面の周辺部に接続される複数の給電体と、複数の給電体を介して電極に高周波電力を供給する高周波電源と、制御部と、を有し、制御部は、複数の給電体のそれぞれに、周期的に高周波電力を印加するようプラズマ処理装置を制御するように構成される。

本開示によれば、面内均一性の高いプラズマを生成することができる。

図１は、本開示の一実施形態におけるプラズマ処理装置の一例を示す図である。 図２は、上部電極に対する高周波電源および給電体の接続の一例を示す図である。 図３は、下部電極に対する高周波電源および給電体の接続の一例を示す図である。 図４は、電極の中心部に給電する場合と、外周部にパルス給電する場合とにおける電圧の分布の一例を示す図である。 図５は、電極の給電体の位置と電圧が最大となる位置との関係の一例を示す断面図である。 図６は、電極の給電体の位置と電圧が最大となる位置との関係の一例を示す斜視図である。 図７は、電極の給電体の位置と電圧が最大となる位置との関係の一例を示す上面図と、給電体が位置する円周上における電圧分布とを示す図である。 図８は、パルス給電における印加タイミングの一例を示す図である。 図９は、図８の印加タイミングにおける電極の電圧が最大となる位置の遷移の一例を示す図である。 図１０は、図８の印加タイミングにおける各給電体が位置する円周上における電圧分布を示す図である。 図１１は、本実施形態におけるプラズマ処理の一例を示すフローチャートである。 図１２は、変形例１における給電体を奇数個配置した場合の配置の一例を示す図である。 図１３は、変形例１における給電体を偶数個配置した場合の配置の一例を示す図である。 図１４は、変形例１における給電体を複数の円周上に配置した場合の配置の一例を示す図である。 図１５は、変形例２の上部電極に対する高周波電源および給電体の接続の一例を示す図である。 図１６は、変形例３の上部電極に対する高周波電源および給電体の接続の一例を示す図である。 図１７は、変形例４のパルス給電における印加タイミングの一例を示す図である。 図１８は、図１７の印加タイミングにおける各給電体が位置する円周上における電圧分布を示す図である。 図１９は、本実施形態および変形例５の各給電体への高周波電力の印加の順番の一例を示す図である。 図２０は、変形例６の各給電体への高周波電力の印加の順番の一例を示す図である。 図２１は、変形例７の上部電極に対する高周波電源および給電体の接続の一例を示す図である。 図２２は、変形例８の下部電極に対する高周波電源および給電体の接続の一例を示す図である。 図２３は、電極の中心部にパルス給電する場合と、外周部にパルス給電する場合とを組み合わせた場合における電圧の分布の一例を示す図である。 図２４は、変形例７のパルス給電における印加タイミングの一例を示す図である。 図２５は、図２４の印加タイミングにおける電極の電圧が最大となる位置の遷移の一例を示す図である。 図２６は、変形例７，８における高周波電力の出力に応じた電極の中心部および外周部の電圧分布の変化の一例を示す図である。

以下に、開示するプラズマ処理装置およびプラズマ処理装置の高周波電力印加方法の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により開示技術が限定されるものではない。

近年、プラズマ処理装置では、さらなる微細化に対応するために、より高い周波数（例えば、１００ＭＨｚ程度。）の高周波電力を供給することが求められている。周波数がより高くなると、電極内の電界強度分布が大きくなる。例えば、電極の中心部の電界強度が高く、プラズマ密度が高い状態となり、電極の外周部では電界強度が低く、プラズマ密度が低い状態といった分布となる場合がある。このため、プラズマ処理における均一性等への影響が大きくなる。そこで、面内均一性の高いプラズマを生成することが期待されている。

［プラズマ処理装置１の構成］
図１は、本開示の一実施形態におけるプラズマ処理装置の一例を示す図である。プラズマ処理装置１は、被処理体の一例である半導体ウエハ（以下、ウエハという。）に対してエッチングや成膜等のプラズマ処理を行う装置である。プラズマ処理装置１は、装置本体１０および制御装置１００を備える。プラズマ処理装置１は、空気の温度および湿度が所定範囲に制御されたクリーンルーム内等に配置されている。

装置本体１０は、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウム等からなる略円筒状のチャンバ１１を有する。チャンバ１１は保安接地されている。チャンバ１１の底部には、例えば石英等からなる円筒状の支持部材２６を介して円柱状の支持台１４が配置され、支持台１４の上に例えばアルミニウム等からなる載置台１６が設けられている。載置台１６は下部電極としても機能する。

載置台１６の上面には、ウエハＷを静電力で吸着保持する静電チャック１８が設けられている。静電チャック１８は、導電膜からなる電極２０を一対の絶縁層または絶縁シートで挟んだ構造を有する。電極２０には直流電源２２が電気的に接続されている。ウエハＷは、直流電源２２から印加された直流電圧により静電チャック１８の上面に生じたクーロン力等の静電力により、静電チャック１８の上面に吸着保持される。

静電チャック１８の周囲であって、載置台１６の上面の位置には、エッチングの均一性を向上させるための、例えばシリコンからなる導電性のエッジリング２４が配置されている。載置台１６および支持台１４の側面には、支持部材２６が配置されている。

支持台１４の内部には流路２８が設けられており、流路２８内には、配管３０ａを介して、チャンバ１１の外部に設けられたチラーユニットからの冷媒が供給される。また、流路２８内に供給された冷媒は、配管３０ｂを介してチラーユニットに戻される。チラーユニットは、流路２８内に供給される冷媒の温度を制御する。温度制御された冷媒が流路２８内を循環することにより、支持台１４の温度が制御され、支持台１４上の載置台１６および静電チャック１８を介して、静電チャック１８上のウエハＷの温度が制御される。

支持台１４、載置台１６、および静電チャック１８内には、配管３２が設けられている。図示しない伝熱ガス供給機構から配管３２に供給された伝熱ガスは、配管３２を通ってウエハＷと静電チャック１８との間に供給される。伝熱ガスは、例えばヘリウムガスである。ウエハＷと静電チャック１８との間に供給される伝熱ガスの圧力を制御することにより、ウエハＷと静電チャック１８との間の熱の伝達率を制御することができる。

載置台１６の上方には、載置台１６と略平行に対向するようにシャワーヘッド３４が設けられている。シャワーヘッド３４は、上部電極としても機能する。すなわち、シャワーヘッド３４と載置台１６とは、一対の電極（上部電極および下部電極、あるいは、第１の電極および第２の電極）として機能する。シャワーヘッド３４と載置台１６との間の空間がプラズマ生成空間となる。

シャワーヘッド３４は、絶縁性の遮蔽部材４２を介して、チャンバ１１の上部に支持されている。シャワーヘッド３４は、載置台１６と対向するように配置された天板３６と、天板３６を上方から支持するベース部材３８とを備える。

天板３６には、厚さ方向に貫通し、チャンバ１１内に処理ガスを噴出する複数の吐出穴３７が形成されている。天板３６は、例えばシリコンやＳｉＣ等により形成されている。

ベース部材３８は、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウム等の導電性材料により構成され、その下部に天板３６を着脱自在に支持する。ベース部材３８の内部には、処理ガスを複数の吐出穴３７に供給するための拡散室４０が形成されている。ベース部材３８の底部には、拡散室４０の下部に位置するように、複数の流通穴４１が形成されている。複数の流通穴４１は、複数の吐出穴３７にそれぞれ連通している。

ベース部材３８には、拡散室４０へ処理ガスを導入するための導入口６２が形成されている。導入口６２には、配管５１の一端が接続されている。配管５１の他端には、板状部材１１ａに設けられた導入口を介して、配管６４の一端が接続されている。配管６４の他端には、処理ガスを供給するガス供給源６６が接続されている。配管６４には、上流側から順に流量制御器６７、および、バルブ６８が設けられている。なお、流量制御器６７は、フローコントロールシステム（ＦＣＳ）またはマスフローコントローラ（ＭＦＣ）である。静電チャック１８上のウエハＷに対してプラズマ処理が行われる場合、ガス供給源６６から供給された処理ガスは、配管６４および配管５１を介して拡散室４０内に供給され、拡散室４０内を拡散する。拡散室４０内を拡散した処理ガスは、流通穴４１および吐出穴３７を介して、チャンバ１１内にシャワー状に供給される。

また、ベース部材３８の内部には流路９２が設けられており、流路９２内には、図示しない配管および配管５２を介して、チャンバ１１の外部に設けられた図示しないチラーユニットからの冷媒が供給される。配管５２の一端は、流路９２に接続されている。配管５２の他端には、板状部材１１ａに設けられた導入口を介して、図示しない配管が接続されている。なお、図１では、配管５２の途中からチラーユニットまでを省略している。また、配管５２の材料は、それぞれの誘電率が同じか近い材料であればよく、例えば、ＰＰＳ（Poly Phenylene Sulfide）やＰＴＦＥ（Poly Tetra Fluoro Ethylene）等のフッ素樹脂等を用いることができる。

図示しないチラーユニットから配管５２を介してベース部材３８の流路９２内に供給された冷媒は、流路９２内を循環し、配管５２を介してチラーユニットに戻される。チラーユニットは、流路９２内に供給される冷媒の温度を制御する。チラーユニットは、温度制御部の一例である。温度制御された冷媒が流路９２内を循環することにより、載置台１６とシャワーヘッド３４との間に生成されたプラズマからの入熱によるシャワーヘッド３４の温度上昇が抑制される。

流路９２内を循環する冷媒の温度は、チャンバ１１の外気の露点温度よりも低い温度である。本実施形態において、冷媒の温度は、例えば０℃以下の温度である。流路９２が形成されたベース部材３８は、冷却部の一例である。

また、ベース部材３８には、ＲＦ（Radio Frequency）導入部４３ａ～４３ｄが設けられ、給電体４４ａ～４４ｄおよび整合器４６ａ～４６ｄを介して、高周波電源４８ａ～４８ｄが電気的に接続されている。給電体４４ａ～４４ｄは、それぞれベース部材３８の中心から同一半径の円周上に同一間隔で配置される。なお、以下の説明において、給電体４４ａ～４４ｄを区別しない場合は給電体４４と表現する。また、図１では、ＲＦ導入部４３ｂ、給電体４４ｂ、整合器４６ｂおよび高周波電源４８ｂは、断面の手前側に位置するため図示を省略している。本実施形態において、給電体４４ａ～４４ｄは、アルミニウム等の導電性の金属で構成された中空の円筒状の部材である。高周波電源４８ａ～４８ｄは、プラズマ生成用の電源であり、１３．５６ＭＨｚ以上の周波数、例えば６０ＭＨｚから１００ＭＨｚの高周波電力（以下、ＲＦ電力ともいう。）を発生させる。高周波電源４８ａ～４８ｄが発生させた高周波電力は、それぞれ、整合器４６ａ～４６ｄおよび給電体４４ａ～４４ｄを介して、ベース部材３８に供給される。ベース部材３８は、図示はしないが給電体４４ａ～４４ｄのそれぞれに対応する領域が互いに絶縁されている。整合器４６ａ～４６ｄは、高周波電源４８ａ～４８ｄの内部（または出力）インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させる。整合器４６ａ～４６ｄは、チャンバ１１内にプラズマが生成されている時に高周波電源４８ａ～４８ｄの出力インピーダンスと負荷インピーダンスとが見かけ上一致するように機能する。整合器４６ａ～４６ｄの出力端子は、給電体４４ａ～４４ｄの上端に電気的に接続されている。

シャワーヘッド３４および給電体４４ａ～４４ｄは、チャンバ１１の側壁よりも上方に設けられた略円筒状のカバー部材１１ｄによって覆われている。カバー部材１１ｄは、アルミニウム等の導電性の材料により構成されており、チャンバ１１を介して接地されている。これにより、シャワーヘッド３４に供給された高周波電力の、装置本体１０の外部への漏洩が抑制される。カバー部材１１ｄは、板状部材１１ａと、筒状部材１１ｂと、壁部材１１ｃとを有する。板状部材１１ａは、カバー部材１１ｄの天壁部分であってシャワーヘッド３４と略平行となるように設けられている。筒状部材１１ｂは、給電体４４ａ～４４ｄの周囲を覆い、板状部材１１ａと整合器４６ａ～４６ｄとを接続する。壁部材１１ｃは、チャンバ１１の側壁の上端部から板状部材１１ａまでを接続する。板状部材１１ａには、配管５１と、配管６４との接続を介する導入口が設けられている。また、板状部材１１ａには、図示はしないが配管５２とチラーユニットへの配管との接続を介する導入口が設けられている。給電体４４ａ～４４ｄは、それぞれ筒状部材１１ｂの中心部を通り、ベース部材３８と整合器４６ａ～４６ｄとを接続している。なお、カバー部材１１ｄによって覆われた空間は大気圧下である。

下部電極として機能する載置台１６には、給電体８９および整合器８７を介して高周波電源８８が電気的に接続されている。高周波電源８８は、イオン引き込み用（バイアス用）の電源であり、３００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数、例えば２ＭＨｚの高周波電力を載置台１６に供給する。整合器８７は、高周波電源８８の内部（または出力）インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させる。整合器８７は、チャンバ１１内にプラズマが生成されている時に高周波電源８８の内部インピーダンスと負荷インピーダンスとが見かけ上一致するように機能する。

チャンバ１１の底部には排気口８０が設けられている。排気口８０には、排気管８２およびＡＰＣ（Auto Pressure Control）バルブ８３を介して排気装置８４が接続されている。排気装置８４は、ターボ分子ポンプ等の真空ポンプを有しており、チャンバ１１内を所望の真空度まで減圧可能となっている。ＡＰＣバルブ８３は、チャンバ１１内の圧力を調整する。

チャンバ１１の側壁にはウエハＷの搬入および搬出を行うための開口８５が設けられており、開口８５は、ゲートバルブ８６により開閉される。また、チャンバ１１の内側壁には、チャンバ１１にエッチング副生成物（デポ）が付着することを防止するためのデポシールド１２が着脱自在に設けられている。デポシールド１２は、支持部材２６の外周にも設けられている。チャンバ１１の底部であって、チャンバ１１の側壁側のデポシールド１２と、支持部材２６側のデポシールド１２との間には排気プレート８１が設けられている。デポシールド１２および排気プレート８１としては、アルミニウム材にＹ２Ｏ３等のセラミックスを被覆したもの等を好適に用いることができる。

チャンバ１１の内壁に沿って配置されたデポシールド１２のウエハＷとほぼ同じ高さの位置には、導電性部材により構成され、直流的にグランドに接続されたＧＮＤブロック９１が設けられている。ＧＮＤブロック９１により、チャンバ１１内の異常放電が防止される。

上記のように構成された装置本体１０は、制御装置１００によって、その動作が統括的に制御される。制御装置１００は、プロセッサ、メモリ、および入出力インターフェイスを有する。メモリには、プログラムや処理レシピ等が格納される。プロセッサは、メモリから読み出されたプログラムを実行することにより、メモリから読み出された処理レシピに従って、入出力インターフェイスを介して装置本体１０の各部を制御する。

このように構成されたプラズマ処理装置１においてウエハＷにプラズマを用いた処理が行われる場合、制御装置１００は、プラズマ処理装置１の各部に対して、例えば以下の制御を行う。まず、制御装置１００は、静電チャック１８上にウエハＷが載置された状態で、流量制御器６７およびバルブ６８を制御して、拡散室４０内に所定の流量の処理ガスを供給する。拡散室４０内に供給された処理ガスは、拡散室４０内を拡散し、複数の流通穴４１および吐出穴３７を介してチャンバ１１内にシャワー状に供給される。また、制御装置１００は、ＡＰＣバルブ８３および排気装置８４を制御し、チャンバ１１内を所定の圧力に制御する。

そして、制御装置１００は、高周波電源４８ａ～４８ｄにプラズマの発生に用いられる所定周波数の高周波電力を発生させ給電体４４ａ～４４ｄを介してシャワーヘッド３４に供給させる。これにより、チャンバ１１内の処理ガスがプラズマ化される。また、制御装置１００は、高周波電源８８にイオンの引き込み（バイアス）に用いられる所定周波数の高周波電力を発生させ載置台１６に供給させる。これにより、プラズマ中のイオン等の荷電粒子が静電チャック１８上のウエハＷに引き込まれる。これにより、静電チャック１８上のウエハＷにエッチング等の所定のプラズマ処理が施される。

［電極への給電体の接続］
図２は、上部電極に対する高周波電源および給電体の接続の一例を示す図である。図２は、上部電極であるシャワーヘッド３４のベース部材３８への給電体４４ａ～４４ｄの接続を斜視図で表している。給電体４４ａ～４４ｄは、それぞれベース部材３８の中心から同一半径の円周上に同一間隔で配置される。また、給電体４４ａ～４４ｄには、高周波電源４８ａ～４８ｄが接続されている。なお、整合器４６ａ～４６ｄは省略している。また、ベース部材３８は、図示はしないが給電体４４ａ～４４ｄのそれぞれに対応する領域が互いに絶縁されている。

高周波電源４８ａ～４８ｄは、給電体４４ａ～４４ｄに、周期的にＲＦ電力（高周波電力）を印加する。つまり、高周波電源４８ａ～４８ｄは、断続的にＲＦ電力を出力可能なパルス電源である。この場合、例えば、給電体４４ｃにＲＦ電力が印加されると、シャワーヘッド３４の給電体４４ａ直下の電圧が高くなり、プラズマＰに流れ込む電流が増加する。高周波電源４８ａ～４８ｄは、給電体４４ａ～４４ｄに、例えば、所定の円周方向に隣接する順番でＲＦ電力を印加することで、プラズマＰの密度を平均化できる。

図３は、下部電極に対する高周波電源および給電体の接続の一例を示す図である。図３は、下部電極である載置台１６への給電体８９を複数とした場合における接続を示している。図３では、載置台１６ａへの給電体８９ａ～８９ｄの接続を斜視図で表している。給電体８９ａ～８９ｄは、上部電極の場合と同様に、それぞれ載置台１６ａの中心から同一半径の円周上に同一間隔で配置される。また、給電体８９ａ～８９ｄには、高周波電源８８ａ～８８ｄが接続されている。なお、整合器は省略している。また、載置台１６ａは、図示はしないが給電体８９ａ～８９ｄのそれぞれに対応する領域が互いに絶縁されている。高周波電源８８ａ～８８ｄは、上部電極の場合と同様に、給電体８９ａ～８９ｄに、周期的にＲＦ電力を印加することで、プラズマＰの密度を平均化できる。

［電極の中心部に給電する場合との比較］
図４は、電極の中心部に給電する場合と、外周部にパルス給電する場合とにおける電圧の分布の一例を示す図である。なお、以下の説明では、上部電極を反転させた状態で説明している。図４の中心給電２００では、上部電極２０１の中心に接続された給電体２０２によってＲＦ電力２０３が供給されている。このとき、上部電極２０１の電圧分布は、グラフ２０４に示すように、上部電極２０１の中心部が高く、外周部が低くなるような状態である。

これに対し、外周部パルス給電２１０では、状態２１１と状態２１２とが交互に繰り返される。なお、図４では、説明のために給電体は直線上に位置する２つとしている。状態２１１の場合、上部電極２１３の外周部の図中左側に接続された給電体２１４によってＲＦ電力２１５が供給されている。このとき、上部電極２１３の電圧分布は、グラフ２１６に示すように、給電体２１４と反対側の外周部が高く、給電体２１４の直上側の外周部が低くなる。一方、状態２１２の場合、上部電極２１３の外周部の図中右側に接続された給電体２１７によってＲＦ電力２１８が供給されている。このとき、上部電極２１３の電圧分布は、グラフ２１９に示すように、給電体２１７と反対側の外周部が高く、給電体２１７の直上側の外周部が低くなる。外周部パルス給電２１０では、状態２１１と状態２１２とが交互に繰り返されるので、グラフ２１６とグラフ２１９は、時間的に平均化され、上部電極２１３における電圧分布はグラフ２２０に示すようになる。グラフ２２０は、中心給電２００の場合のグラフ２０４と比較して、電圧分布の均一性が改善していることがわかる。

［一本の給電体における電圧分布］
図５は、電極の給電体の位置と電圧が最大となる位置との関係の一例を示す断面図である。図５に示す状態２１１における上部電極２１３では、半径ｒの円周上において給電体２１４と反対側の上部電極２１３の表面に、電圧が最大、つまりプラズマに流入する電流の大きさを表す矢印の大きさが最大となる点２０５が位置している。つまり、給電体２１４から上部電極２１３の面に沿って等距離の位置である点２０５は、電圧が最大となっている。

図６は、電極の給電体の位置と電圧が最大となる位置との関係の一例を示す斜視図である。図６は、状態２１１における上部電極２１３を斜めから見た場合における、ＲＦ電力の経路２１５ａ～２１５ｈ上のプラズマに流入する電流の大きさを表す矢印を示している。状態２１１ａは、給電体２１４と、点２０５とを最短距離で結ぶ経路２１５ａ，２１５ｅ上の矢印のみを抜き出して示している。状態２１１ｂは、上部電極２１３における電圧分布を見るために、上部電極２１３の円周を略等間隔に分けるような経路２１５ａ～２１５ｈ上の矢印を示している。図６に示すように、上部電極２１３の表面において、プラズマに流入する電流の大きさを表す矢印、つまり電圧が最も高いのは、点２０５であることがわかる。

図７は、電極の給電体の位置と電圧が最大となる位置との関係の一例を示す上面図と、給電体が位置する円周上における電圧分布とを示す図である。図７の上面図に示すように、上部電極２１３において、給電体２１４を投影した領域２２１、および、点２０５を含む領域２２２の位置は、半径ｒの円周２２３上にある。また、電圧分布は領域２２２を中心とした同心円状となっている。このとき、円周２２３における電圧分布をθ方向に１周分プロットするとグラフ２２４となる。グラフ２２４に示すように、円周２２３における電圧は、領域２２１に対応する区間２２１ａで最小となり、領域２２２に対応する区間２２２ａで最大となる。

［位相シフトパルス給電］
図８は、パルス給電における印加タイミングの一例を示す図である。図９は、図８の印加タイミングにおける電極の電圧が最大となる位置の遷移の一例を示す図である。図８に示すように、本実施形態では、給電体４４ａ～４４ｄへのＲＦ電力のパルスの印加タイミングをシフトする。図８の例では、給電体４４ａから円周方向に隣接する順番に、給電体４４ｂ、給電体４４ｃ、給電体４４ｄ、給電体４４ａ、・・・というように、円を描くようにＲＦ電力のパルスの印加タイミングをシフトさせていく。すると、図９に示すように、給電体４４ａ～４４ｄの投影位置２３０ａ～２３０ｄと中心を挟んで反対側の半径ｒの円周上の領域２３１ａ～２３１ｄが、順番に電圧分布が最大となる状態を繰り返す。すなわち、領域２３１ａ～２３１ｄに対して順番に定在波の腹部が位置することになり、偏ったプラズマが生成される。偏ったプラズマは、パルスの位相変化に応じた定在波の腹部の回転により、同様に回転することになる。また、パルスの周波数を変更することで、偏ったプラズマの回転数を制御することができる。つまり、位相変化やパルス入力パラメータ等によって回転プラズマを制御することで、任意の分布のプロセスを形成することができる。

図１０は、図８の印加タイミングにおける各給電体が位置する円周上における電圧分布を示す図である。給電体４４ａ～４４ｄそれぞれに対してＲＦ電力が印加された場合における半径ｒの円周上の電圧分布を、図１０のグラフ２３２ａ～２３２ｄに示す。給電体４４ａ～４４ｄに対して図８に示すタイミングでＲＦ電力のパルスが印加されると、時間的に平均化されてグラフ２３２ｅに示すように、均一性が高い電圧分布となる。なお、給電体の数を増加させることで、さらに均一性を向上させることができる。

なお、例えば、給電体４４ａ対して高周波電力を印加しているタイミングと、給電体４４ｂに対して高周波電力を印加しているタイミングとが重なる期間がある場合、給電体４４ａからの定在波と給電体４４ｂからの定在波とが干渉してしまい、上部電極２１３の表面上の電圧分布において干渉縞が生じ、均一性に影響する虞がある。そのため、上述の図８に示すように、給電体４４ａ～４４ｄに対する高周波電力の印加タイミングは、周期的であることと同時に、排他的であることが望ましい。

しかしながら、上部電極２１３の大きさや、給電体４４ａ～４４ｄの投影位置２３０ａ～２３０ｄの相互間距離によっては、干渉縞を利用してさらなる電圧分布の均一性を向上させることが期待できる。

また、排他的である場合、例えば、給電体４４ａへの高周波電力の印加をオフした後に給電体４４ｂへの高周波電力の印加をオンすることとなるため、瞬時的にプラズマの生成が不安定になる虞がある。そのため、例えば、給電体４４ａへの高周波電力の印加をオフする前に給電体４４ｂへの高周波電力の印加をオンするといった、若干の時間の間、給電体４４ａ対して高周波電力を印加しているタイミングと、給電体４４ｂに対して高周波電力を印加しているタイミングとが重なる期間を設けることによって、プラズマが安定する可能性がある。なお、高周波電力の印加は、図８に示すような矩形的な印加ではなく、例えば、給電体４４ａ対して高周波電力を印加しているタイミングと、給電体４４ｂに対して高周波電力を印加しているタイミングとが重なる期間において、段階的または勾配的にオン／オフを行ってもよい。

よって、高周波電力の印加タイミングが排他的であることに限定されるものではない。

［プラズマ処理方法］
次に本実施形態におけるプラズマ処理方法について説明する。図１１は、本実施形態におけるプラズマ処理の一例を示すフローチャートである。

本実施形態におけるプラズマ処理方法では、制御装置１００は、図示しない搬送装置によりチャンバ１１内にウエハＷを搬入し、静電チャック１８上に載置させる。制御装置１００は、静電チャック１８上にウエハＷが載置された状態で、流量制御器６７およびバルブ６８を制御して、拡散室４０を介して所定の流量の処理ガスをチャンバ１１内に供給する（ステップＳ１）。また、制御装置１００は、ＡＰＣバルブ８３および排気装置８４を制御し、チャンバ１１内を所定の圧力に制御する。

制御装置１００は、高周波電源４８ａ～４８ｄを制御して、例えば上述の図８に示す印加タイミングのように、給電体４４ａ～４４ｄに周期的に高周波電力を印加し、高周波電力をシャワーヘッド３４に供給させる（ステップＳ２）。また、制御装置１００は、高周波電源８８にバイアス用の高周波電力を発生させ載置台１６に供給させる。これにより、チャンバ１１内に発生したプラズマにより、ウエハＷに対してエッチング等の所定のプラズマ処理が施される。

制御装置１００は、所定のプラズマ処理が完了すると、高周波電源４８ａ～４８ｄおよび高周波電源８８の高周波電力を停止する（ステップＳ３）。その後、制御装置１００は、図示しない搬送装置によりチャンバ１１内からウエハＷを搬出し、プラズマ処理を終了する。このように、本実施形態では、給電体４４ａ～４４ｄに周期的に高周波電力を印加するので、面内均一性の高いプラズマを生成することができる。

［変形例１］
ここで、変形例１として、図１２から図１４を用いて給電体４４の配置の変形例について説明する。図１２は、変形例１における給電体を奇数個配置した場合の配置の一例を示す図である。図１２に示す配置例２４０は、３個の給電体４４をベース部材３８上の１つの円周上に均等配置した例である。配置例２４１は、５個の給電体４４をベース部材３８上の１つの円周上に均等配置した例である。なお、配置例２４１では、各給電体４４は中心角θごとに配置される。また、奇数個配置の例としては、３個以上であれば個数は限定されず、７個、９個といった、さらに多くの給電体４４を配置してもよい。なお、給電体４４は、奇数個配置した場合、回転対称に配置されることになる。

図１３は、変形例１における給電体を偶数個配置した場合の配置の一例を示す図である。図１３に示す配置例２４２は、６個の給電体４４をベース部材３８上の１つの円周上に均等配置した例である。配置例２４３は、８個の給電体４４をベース部材３８上の１つの円周上に均等配置した例である。また、偶数個配置の例としては、４個以上であれば個数は限定されず、１０個、１２個といった、さらに多くの給電体４４を配置してもよい。なお、給電体４４は、偶数個配置した場合、軸対称に配置されることになり、また、奇数個配置した場合と同様に回転対称に配置されることになる。

図１４は、変形例１における給電体を複数の円周上に配置した場合の配置の一例を示す図である。図１４に示す配置例２４４は、ベース部材３８上の２つの円周２４５，２４６上に、それぞれ６個の給電体４４を均等配置し、円周２４５，２４６上の各給電体４４が半径方向に重ならないように配置した例である。この場合、給電体４４は、円周２４５，２４６上それぞれで回転対称または軸対称に配置される。なお、円周２４５，２４６上それぞれにおける給電体４４の数は、奇数個配置では３個以上、偶数個配置では４個以上であれば個数は限定されない。配置例２４４では、例えば、円周２４５上の給電体４４と、円周２４６上の給電体４４とに、交互に円周方向の順番にＲＦ電力のパルスを印加する。なお、配置例２４４では、例えば、円周２４５上の給電体４４のみにＲＦ電力のパルスを印加するようにしてもよいし、円周２４６上の給電体４４のみにＲＦ電力のパルスを印加するようにしてもよい。また、図１２から図１４では、給電体４４の数が多い程、電極外周部の周方向において、均一性の高いプラズマを生成することができる。

［変形例２，３］
次に、高周波電源の接続方法の変形例を変形例２，３として説明する。図１５は、変形例２の上部電極に対する高周波電源および給電体の接続の一例を示す図である。図１５では、上記実施形態における高周波電源４８ａ～４８ｅに代えて、１つの高周波電源４８ｅと、給電体４４ａ～４４ｄのそれぞれに設けられたスイッチ４５ａ～４５ｄとを有する。高周波電源４８ｅは、スイッチ４５ａ～４５ｄに接続される。図１５では、スイッチ４５ａ～４５ｄを制御装置１００から制御することで、パルス給電を行う。スイッチ４５ａ～４５ｄは、例えば、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）スイッチ等のＲＦスイッチである。制御装置１００は、例えば図８に示す印加タイミングにて給電体４４ａ～４４ｄに高周波電力が印加されるように、スイッチ４５ａ～４５ｄを制御する。これにより、高周波電源の数を減らすことができる。

図１６は、変形例３の上部電極に対する高周波電源および給電体の接続の一例を示す図である。図１６では、上記実施形態における高周波電源４８ａ～４８ｅに代えて、１つの高周波電源４８ｅと、給電体４４ａ～４４ｄのそれぞれに設けられた可変コンデンサ４７ａ～４７ｄとを有する。高周波電源４８ｅは、可変コンデンサ４７ａ～４７ｄに接続される。図１６では、可変コンデンサ４７ａ～４７ｄを制御装置１００から制御することで、パルス給電を行う。可変コンデンサ４７ａ～４７ｄは、例えば、バリアブルコンデンサ等である。制御装置１００は、例えば図８に示す印加タイミングにて給電体４４ａ～４４ｄに高周波電力が印加されるように、可変コンデンサ４７ａ～４７ｄを制御する。これにより、高周波電源の数を減らすことができる。

［変形例４］
続いて、パルス給電の波形により電圧分布を調整する変形例４について説明する。図１７は、変形例４のパルス給電における印加タイミングの一例を示す図である。図１７に示すように、給電体４４ａ～４４ｄへ印加されるＲＦ電力のパルスについて、例えばパルス２５０に示すように一部のパルスの電圧を下げる。

図１８は、図１７の印加タイミングにおける各給電体が位置する円周上における電圧分布を示す図である。給電体４４ａ～４４ｄそれぞれに対して、図１７の印加タイミングでＲＦ電力が印加された場合における半径ｒの円周上の電圧分布を、図１８のグラフ２５１ａ～２５１ｄに示す。このとき、給電体４４ｃのグラフ２５１ｃでは、パルス２５０に対応する領域２５０ａのピーク電圧が下がることになる。グラフ２５１ａ～２５１ｄを時間的に平均化したグラブ２５１ｅでは、パルス２５０に対応する領域２５０ｂの電圧が下がることになる。つまり、給電体４４ａ～４４ｄに印加するパルスの波形を変化させることで、周方向におけるプラズマの均一性について特定箇所を敢えて偏らせることができる。すなわち、給電部以外の要因、例えば排気系や組付け誤差等でプラズマが偏った場合に、パルスの波形によってプラズマの均一性を調整することができる。

［変形例５，６］
次に、給電体４４へのＲＦ電力の印加の順番について説明する。図１９は、本実施形態および変形例５の各給電体への高周波電力の印加の順番の一例を示す図である。図１９に示す印加順２６０は、上記実施形態の給電体４４ａ～４４ｄと同様に、ベース部材３８の円周２６１に配置された４本の給電体４４に順番にＲＦ電力を印加する場合を示す。印加順２６０では、各給電体４４に対して、所定の円周方向、例えば円周２６１の左回りの方向に隣接する順番でＲＦ電力を印加する。

同様に、給電体４４が５本および８本の場合を変形例５として説明する。印加順２６２は、ベース部材３８の円周２６３上に配置された５本の給電体４４に順番にＲＦ電力を印加する場合を示す。印加順２６２では、各給電体４４に対して、所定の円周方向、例えば円周２６３の左回りの方向に隣接する順番でＲＦ電力を印加する。印加順２６４は、ベース部材３８の円周２６５上に配置された８本の給電体４４に順番にＲＦ電力を印加する場合を示す。印加順２６４では、各給電体４４に対して、所定の円周方向、例えば円周２６５の左回りの方向に隣接する順番でＲＦ電力を印加する。

図２０は、変形例６の各給電体への高周波電力の印加の順番の一例を示す図である。図２０に示す変形例６では、各給電体４４を頂点とする多角形の対角線、または、四角形の対角線および辺を一筆書きとなる順番で、ＲＦ電力を印加する場合を示す。印加順２６６では、ベース部材３８の円周２６１に配置された４本の給電体４４に対して、各給電体４４を頂点とする四角形の対角線および辺を一筆書きとなる順番にＲＦ電力を印加する。

印加順２６７では、ベース部材３８の円周２６３に配置された５本の給電体４４に対して、各給電体４４を頂点とする五角形の対角線を一筆書きとなる順番にＲＦ電力を印加する。印加順２６８では、ベース部材３８の円周２６５に配置された８本の給電体４４に対して、各給電体４４を頂点とする八角形の対角線を一筆書きとなる順番にＲＦ電力を印加する。

［変形例７，８］
続いて、電極の外周部に加え、中心部にも給電体を追加した変形例を変形例７，８として説明する。図２１は、変形例７の上部電極に対する高周波電源および給電体の接続の一例を示す図である。図２１では、上部電極であるシャワーヘッド３４のベース部材３８の外周部に位置する給電体４４ａ～４４ｄに加えて、ベース部材３８の中心部に給電体４９ａを設ける。給電体４９ａには、給電体４４ａ～４４ｄに接続される高周波電源４８ａ～４８ｄと同様に、高周波電源４９ｂが接続されている。なお、整合器は省略している。ベース部材３８は、図示はしないが給電体４４ａ～４４ｄ，４９ａのそれぞれに対応する領域が互いに絶縁されている。

図２２は、変形例８の下部電極に対する高周波電源および給電体の接続の一例を示す図である。図２２は、図３に示す下部電極である載置台１６ａの外周部に給電体８９ａ～８９ｄを接続する場合に、さらに載置台１６ａの中心部に給電体９５ａを設ける。給電体９５ａには、給電体８９ａ～８９ｄに接続される高周波電源８８ａ～８８ｄと同様に、高周波電源９５ｂが接続されている。なお、整合器は省略している。また、載置台１６ａは、図示はしないが給電体８９ａ～８９ｄ，９５ａのそれぞれに対応する領域が互いに絶縁されている。

次に、電極の中心部へのパルス給電と外周部へのパルス給電とを組み合わせる場合について説明する。図２３は、電極の中心部にパルス給電する場合と、外周部にパルス給電する場合とを組み合わせた場合における電圧の分布の一例を示す図である。なお、以下の説明では、上部電極を反転させた状態で説明している。図２３の中心給電の状態２７０では、上部電極２７３の中心に接続された給電体２７４によってＲＦ電力２７５が供給されている。このとき、上部電極２７３の電圧分布は、グラフ２７６に示すように、上部電極２７３の中心部が高く、外周部が低くなるような状態である。

外周部パルス給電では、状態２７１と状態２７２とが状態２７０を間に挟んで交互に繰り返される。なお、図２３では、説明のために給電体は直線上に位置する２つとしている。状態２７１の場合、上部電極２７３の外周部の図中左側に接続された給電体２７７によってＲＦ電力２７８が供給されている。このとき、上部電極２７３の電圧分布は、グラフ２７９に示すように、給電体２７７と反対側の外周部が高く、給電体２７７の直上側の外周部が低くなる。一方、状態２７２の場合、上部電極２７３の外周部の図中右側に接続された給電体２８０によってＲＦ電力２８１が供給されている。このとき、上部電極２７３の電圧分布は、グラフ２８２に示すように、給電体２８０と反対側の外周部が高く、給電体２８０の直上側の外周部が低くなる。

中心部へのパルス給電と外周部へのパルス給電とを組み合わせると、電圧分布はグラフ２８３に示すようになる。グラフ２８３は、中心部へのパルス給電のグラフ２７６と、外周部へのパルス給電の状態２７１と状態２７２とを平均化したグラフ２８４とを、さらに平均化したグラフとなる。グラフ２８３では、上部電極の中心部も含めて、より電圧分布の均一性が改善していることがわかる。

図２４は、変形例７のパルス給電における印加タイミングの一例を示す図である。図２５は、図２４の印加タイミングにおける電極の電圧が最大となる位置の遷移の一例を示す図である。図２４に示すように、変形例７では、給電体４４ａ～４４ｄへのＲＦ電力のパルスの印加タイミングをシフトするとともに、給電体４４ａ～４４ｄのパルスの間に給電体４９ａへのＲＦ電力のパルスを挿入する。図２４の例では、給電体４４ａから順番に、給電体４９ａ、給電体４４ｂ、給電体４９ａ、給電体４４ｃ、給電体４９ａ、給電体４４ｄ、給電体４９ａ、給電体４４ａ、・・・というように、ＲＦ電力のパルスの印加タイミングをシフトさせていく。すると、図２５に示すように、給電体４４ａ～４４ｄの投影位置２３０ａ～２３０ｄと中心を挟んで反対側の半径ｒの円周上の領域２３１ａ～２３１ｄと、給電体４９ａの投影位置２９０を含む領域２９１とが、交互に電圧分布が最大となる状態を繰り返す。つまり、領域２３１ａ、領域２９１、領域２３１ｂ、領域２９１、領域２３１ｃ、領域２９１、領域２３１ｄ、領域２９１、領域２３１ａ、・・・というように、電圧分布が最大となる状態が移動することになる。これにより、中心部のＲＦ電力の印加時間に応じて、中心部と外周部との間でプラズマの均一性の制御を行うことができる。

図２６は、変形例７，８における高周波電力の出力に応じた電極の中心部および外周部の電圧分布の変化の一例を示す図である。図２６に示すように、高周波電力（ＲＦ電力）の出力が高い場合ほど、電圧分布の変化が大きい。このため、中心部へのパルス給電と外周部へのパルス給電との組み合わせは、ＲＦ電力の出力が低い場合から高い場合まで、いずれの領域でも、プラズマの均一性の制御を行うことができる。なお、ＲＦ電力の周波数についても同様に、周波数が高いほど電圧分布の変化が大きいので、同様に中心部へのパルス給電と外周部へのパルス給電とを組み合わせることで、プラズマの均一性の制御を行うことができる。

なお、例えば、給電体４４ａ対して高周波電力を印加しているタイミングと、給電体４９ａに対して高周波電力を印加しているタイミングとが重なる期間がある場合、給電体４４ａからの定在波と給電体４９ａからの定在波が干渉してしまい、上部電極２７３の表面上の電圧分布において干渉縞が生じ、均一性に影響を及ぼす虞がある。そのため、上述の図２４に示すように、給電体４４ａ～４４ｄおよび４９ａに対する高周波電力の印加タイミングは、周期的であることと同時に、排他的であることが望ましい。

しかしながら、上部電極２７３の大きさや、給電体４４ａ～４４ｄ，４９ａの投影位置２３０ａ～２３０ｄ，２９０の相互間距離によっては、干渉縞を利用してさらなる電圧分布の均一性を向上させることも期待されることや、例えば、給電体４４ａへの高周波電力の印加をオフする前に給電体４９ａへの高周波電力の印加をオンするといった、若干の時間の間、給電体４４ａ対して高周波電力を印加しているタイミングと、給電体４９ａに対して高周波電力を印加しているタイミングとが重なる期間を設けることによって、プラズマが安定する可能性があることから、高周波電力の印加タイミングが排他的であることに限定されるものではない。

以上、本実施形態によれば、プラズマ処理装置１は、真空排気可能な処理容器（チャンバ１１）と、処理容器内に設けられた電極（シャワーヘッド３４）と、電極の背面の周辺部に接続される複数の給電体４４ａ～４４ｄと、複数の給電体を介して電極に高周波電力を供給する高周波電源（４８ａ～４８ｄ）と、制御部（制御装置１００）とを有する。制御部は、複数の給電体のそれぞれに、周期的に高周波電力を印加するようプラズマ処理装置１を制御するように構成される。その結果、面内均一性の高いプラズマを生成することができる。

また、本実施形態によれば、複数の給電体は、電極の背面において、電極の中心から同一半径の円周上に同一間隔で配置される。その結果、面内均一性の高いプラズマを生成することができる。

また、本実施形態によれば、複数の給電体の数は、３つ以上である。その結果、面内均一性の高いプラズマを生成することができる。

また、本実施形態によれば、高周波電源は、複数の給電体４４ａ～４４ｄのそれぞれと対になる複数の高周波電源４８ａ～４８ｄであり、複数の高周波電源４８ａ～４８ｄのそれぞれは、断続的に高周波電力を出力可能なパルス電源である。その結果、複数の給電体４４ａ～４４ｄへの高周波電力の印加タイミングを制御することができる。

また、変形例２によれば、高周波電源は、複数の給電体４４ａ～４４ｄのそれぞれと対になる複数のスイッチ４５ａ～４５ｄを介して、複数の給電体４４ａ～４４ｄのそれぞれと接続される。その結果、１つの高周波電源から給電体４４ａ～４４ｄのそれぞれに供給する高周波電力の印加タイミングを制御することができる。

また、変形例３によれば、高周波電源は、複数の給電体４４ａ～４４ｄのそれぞれと対になる複数の可変コンデンサ４７ａ～４７ｄを介して、複数の給電体４４ａ～４４ｄのそれぞれと接続される。その結果、１つの高周波電源から給電体４４ａ～４４ｄのそれぞれに供給する高周波電力の印加タイミングを制御することができる。

また、本実施形態および変形例５によれば、制御部は、複数の給電体４４のそれぞれに、所定の円周方向に隣接する順番で高周波電力を印加する。その結果、面内均一性の高いプラズマを生成することができる。

また、変形例６によれば、制御部は、複数の給電体４４のそれぞれに、複数の給電体４４のそれぞれを頂点とする多角形の対角線、または、四角形の対角線および辺を一筆書きとなる順番で、高周波電力を印加する。その結果、面内均一性の高いプラズマを生成することができる。

また、変形例４によれば、制御部は、複数の給電体４４に供給される高周波電力のうち、特定の給電体４４に供給される高周波電力を他の給電体４４に供給される高周波電力と異なる値とする。その結果、周方向におけるプラズマの均一性を調整することができる。

また、変形例７，８によれば、さらに、電極の背面の中心部に接続される中心給電体（４９ａ，９５ａ）を有し、高周波電源（４９ｂ，９５ｂ）は、中心給電体を介して電極に高周波電力を供給し、制御部は、複数の給電体（４４，８９）のそれぞれ、および、中心給電体に、周期的に高周波電力を印加するようプラズマ処理装置１を制御するように構成される。その結果、電極の中心部のＲＦ電力の印加時間に応じて、中心部と外周部との間でプラズマの均一性の制御を行うことができる。

また、変形例７，８によれば、高周波電源は、複数の給電体のそれぞれ、および、中心給電体と対になる複数の高周波電源（４４ａ～４４ｄ，４９ｂ，８８ａ～８８ｄ，９５ｂ）であり、複数の高周波電源のそれぞれ、および、中心給電体は、断続的に高周波電力を出力可能なパルス電源である。その結果、電極の中心部のＲＦ電力の印加時間に応じて、中心部と外周部との間でプラズマの均一性の制御を行うことができる。

また、変形例２，７，８によれば、高周波電源は、複数の給電体のそれぞれ、および、中心給電体と対になる複数のスイッチを介して、複数の給電体のそれぞれ、および、中心給電体と接続される。その結果、１つの高周波電源から複数の給電体のそれぞれ、および、中心給電体に供給する高周波電力の印加タイミングを制御することができる。

また、変形例３，７，８によれば、高周波電源は、複数の給電体のそれぞれ、および、中心給電体と対になる複数の可変コンデンサを介して、複数の給電体のそれぞれ、および、中心給電体と接続される。その結果、１つの高周波電源から複数の給電体のそれぞれ、および、中心給電体に供給する高周波電力の印加タイミングを制御することができる。

また、変形例７によれば、制御部は、複数の給電体のそれぞれに、所定の円周方向に隣接する順番で高周波電力を印加するとともに、複数の給電体のそれぞれへの高周波電力の印加の間に、中心給電体に高周波電力を印加する。その結果、電極の中心部のＲＦ電力の印加時間に応じて、中心部と外周部との間でプラズマの均一性の制御を行うことができる。

また、変形例７によれば、制御部は、複数の給電体のそれぞれに、複数の給電体のそれぞれを頂点とする多角形の対角線、または、四角形の対角線および辺を一筆書きとなる順番で、高周波電力を印加するとともに、複数の給電体のそれぞれへの高周波電力の印加の間に、中心給電体に高周波電力を印加する。その結果、電極の中心部のＲＦ電力の印加時間に応じて、中心部と外周部との間でプラズマの均一性の制御を行うことができる。

また、変形例４，７によれば、制御部は、複数の給電体および中心給電体に供給される高周波電力のうち、特定の給電体に供給される高周波電力を他の給電体に供給される高周波電力と異なる値とする。その結果、周方向および半径方向におけるプラズマの均一性を調整することができる。

また、本実施形態によれば、制御部は、さらに排他的に高周波電力を印加するようプラズマ処理装置１を制御するように構成される。その結果、面内均一性の高いプラズマを生成することができる。

今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形体で省略、置換、変更されてもよい。

また、上記した実施形態では、カバー部材によって覆われた空間は大気圧下としたが、これに限定されない。例えば、真空ポンプによってカバー部材によって覆われた空間を減圧して、真空状態にしてもよい。これにより、露点温度より低いチラー冷媒を用いた場合もカバー部材によって覆われた空間において結露の発生を抑制できる。

１ プラズマ処理装置
１０ 装置本体
１１ チャンバ
１１ａ 板状部材
１１ｄ カバー部材
１６ 載置台
１８ 静電チャック
３４ シャワーヘッド
３６ 天板
３８ ベース部材
４４ａ～４４ｄ，４９ａ，８９ａ～８９ｄ，９５ａ 給電体
４５ａ～４５ｄ スイッチ
４６ａ～４６ｄ，８７ 整合器
４７ａ～４７ｄ 可変コンデンサ
４８ａ～４８ｅ，４９ｂ，８８，８８ａ～８８ｄ，９５ｂ 高周波電源
５１，５２，６４ 配管
６６ ガス供給源
８３ ＡＰＣバルブ
８４ 排気装置
１００ 制御装置
Ｗ ウエハ

Claims (18)

1. プラズマ処理装置であって、
   真空排気可能な処理容器と、
   前記処理容器内に設けられた電極と、
   前記電極の背面の周辺部に接続される複数の給電体と、
   前記複数の給電体を介して前記電極に高周波電力を供給する高周波電源と、
   制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記複数の給電体のそれぞれに、周期的に前記高周波電力を印加するよう前記プラズマ処理装置を制御するように構成される、
   プラズマ処理装置。
2. 前記複数の給電体は、前記電極の背面において、前記電極の中心から同一半径の円周上に同一間隔で配置される、
   請求項１に記載のプラズマ処理装置。
3. 前記複数の給電体の数は、３つ以上である、
   請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
4. 前記高周波電源は、前記複数の給電体のそれぞれと対になる複数の高周波電源であり、前記複数の高周波電源のそれぞれは、断続的に高周波電力を出力可能なパルス電源である、
   請求項１～３のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
5. 前記高周波電源は、前記複数の給電体のそれぞれと対になる複数のスイッチを介して、前記複数の給電体のそれぞれと接続される、
   請求項１～３のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
6. 前記高周波電源は、前記複数の給電体のそれぞれと対になる複数の可変コンデンサを介して、前記複数の給電体のそれぞれと接続される、
   請求項１～３のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
7. 前記制御部は、前記複数の給電体のそれぞれに、所定の円周方向に隣接する順番で前記高周波電力を印加する、
   請求項１～６のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
8. 前記制御部は、前記複数の給電体のそれぞれに、前記複数の給電体のそれぞれを頂点とする多角形の対角線、または、四角形の対角線および辺を一筆書きとなる順番で、前記高周波電力を印加する、
   請求項１～６のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
9. 前記制御部は、前記複数の給電体に供給される前記高周波電力のうち、特定の給電体に供給される前記高周波電力を他の給電体に供給される前記高周波電力と異なる値とする、
   請求項１～８のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
10. さらに、前記電極の背面の中心部に接続される中心給電体を有し、
    前記高周波電源は、前記中心給電体を介して前記電極に前記高周波電力を供給し、
    前記制御部は、前記複数の給電体のそれぞれ、および、前記中心給電体に、周期的に前記高周波電力を印加するよう前記プラズマ処理装置を制御するように構成される、
    請求項１～３のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
11. 前記高周波電源は、前記複数の給電体のそれぞれ、および、前記中心給電体と対になる複数の高周波電源であり、前記複数の高周波電源のそれぞれ、および、前記中心給電体は、断続的に高周波電力を出力可能なパルス電源である、
    請求項１０に記載のプラズマ処理装置。
12. 前記高周波電源は、前記複数の給電体のそれぞれ、および、前記中心給電体と対になる複数のスイッチを介して、前記複数の給電体のそれぞれ、および、前記中心給電体と接続される、
    請求項１０に記載のプラズマ処理装置。
13. 前記高周波電源は、前記複数の給電体のそれぞれ、および、前記中心給電体と対になる複数の可変コンデンサを介して、前記複数の給電体のそれぞれ、および、前記中心給電体と接続される、
    請求項１０に記載のプラズマ処理装置。
14. 前記制御部は、前記複数の給電体のそれぞれに、所定の円周方向に隣接する順番で前記高周波電力を印加するとともに、前記複数の給電体のそれぞれへの前記高周波電力の印加の間に、前記中心給電体に前記高周波電力を印加する、
    請求項１０～１３のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
15. 前記制御部は、前記複数の給電体のそれぞれに、前記複数の給電体のそれぞれを頂点とする多角形の対角線、または、四角形の対角線および辺を一筆書きとなる順番で、前記高周波電力を印加するとともに、前記複数の給電体のそれぞれへの前記高周波電力の印加の間に、前記中心給電体に前記高周波電力を印加する、
    請求項１０～１３のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
16. 前記制御部は、前記複数の給電体および前記中心給電体に供給される前記高周波電力のうち、特定の給電体に供給される前記高周波電力を他の給電体に供給される前記高周波電力と異なる値とする、
    請求項１０～１５のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
17. 前記制御部は、さらに排他的に前記高周波電力を印加するよう前記プラズマ処理装置を制御するように構成される、
    請求項１～１６のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
18. プラズマ処理装置の高周波電力印加方法であって、
    前記プラズマ処理装置は、
    真空排気可能な処理容器と、
    前記処理容器内に設けられた電極と、
    前記電極の背面の周辺部に接続される複数の給電体と、
    前記複数の給電体を介して前記電極に高周波電力を供給する高周波電源と、を備え、
    前記複数の給電体のそれぞれに、周期的に前記高周波電力を印加する工程と、
    前記高周波電力の印加を停止する工程と、
    を有するプラズマ処理装置の高周波電力印加方法。

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