KR102614990B1

KR102614990B1 - 플라즈마 처리 장치 및 제어 방법

Info

Publication number: KR102614990B1
Application number: KR1020170009275A
Authority: KR
Inventors: 료타 사카네
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2016-01-26
Filing date: 2017-01-19
Publication date: 2023-12-15
Also published as: JP2017134950A; US20170213703A1; TW201737762A; KR20170089409A; US9991100B2; TWI735509B

Abstract

플라즈마 처리 장치 내에 생성되는 플라즈마의 균일성을 향상시킨다.
플라즈마 처리 장치(10)는, 고주파 전력이 인가되는 제1 전극과, 제1 전극에 대하여 대향 전극으로서 기능하는 제2 전극과, 제1 전극과 제2 전극 사이에 생성된 플라즈마의 분포를 제어하는 제어부(60)를 구비한다. 제1 전극은, 예컨대 상부 전극(16)이다. 제2 전극은, 하부 전극(2a)과, 하부 전극(2a)의 주위에 배치된 주변부를 갖는다. 주변부는, 둘레 방향으로 분할된 복수의 분할 전극을 포함한다. 제어부(60)는, 복수의 분할 전극의 각각에 대해서, 상기 분할 전극을 통한 플라즈마와 접지 사이의 임피던스를 제어한다.

Description

플라즈마 처리 장치 및 제어 방법{PLASMA PROCESSING APPARATUS AND CONTROL METHOD}

본 발명의 여러 가지 측면 및 실시형태는, 플라즈마 처리 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.

반도체의 제조 공정에서는, 플라즈마를 이용하여 처리를 행하는 공정이 있다. 플라즈마를 이용한 처리 공정에서는, 처리 장치 내에 생성되는 플라즈마의 균일성이, 제조되는 반도체의 특성을 좌우하는 중요한 요소의 하나이다. 그 때문에, 플라즈마를 이용한 처리 공정에서는, 플라즈마의 분포를 높은 정밀도로 제어하는 것이 요구된다. 처리 장치 내에 생성되는 플라즈마의 편향을 적게 하기 위해서는, 처리 장치에 있어서, 플라즈마가 생성되는 공간을 대칭의 구조로 하는 것이 생각된다. 그러나, 플라즈마가 생성되는 공간을 대칭의 구조가 되도록 설계하였다고 해도, 부품의 가공 치수의 오차나, 부착의 변동, 부품의 소모 등에 의해, 처리 장치 내의 공간이 대칭의 구조가 되지 않는 경우가 많다.

이를 방지하기 위해, 플라즈마를 생성하기 위한 전극을 중심부와 주변부로 나누어, 중심부와 접지 사이의 임피던스와, 주변부와 접지 사이의 임피던스를 제어함으로써, 직경 방향의 플라즈마의 분포를 제어하는 기술이 알려져 있다. 또한, 전극에 고주파 전력을 인가하는 급전부의 주위에, 급전부와 접지 사이의 임피던스를 제어하는 장치를 마련하고, 전극에 인가되는 고주파 전력의 둘레 방향의 분포를 제어하는 기술이 알려져 있다.

특허문헌 1: 미국 특허 제8299390호 명세서 특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2009-164608호 공보 특허문헌 3: 미국 특허 제8652297호 명세서

그러나, 처리 장치 내에 생성되는 플라즈마의 분포를, 직경 방향 및 둘레 방향에 대해서 동시에 제어하는 방법은 존재하지 않는다. 그 때문에, 처리 장치 내에 생성되는 플라즈마의 분포를, 직경 방향 및 둘레 방향에 대해서 동시에 제어하는 것이 요구된다.

본 발명의 일측면은, 플라즈마 처리 장치로서, 고주파 전력이 인가되는 제1 전극과, 제1 전극에 대하여 대향 전극으로서 기능하는 제2 전극과, 제1 전극과 제2 전극 사이에 생성된 플라즈마의 분포를 제어하는 제어부를 구비한다. 제2 전극은, 중심부와, 중심부의 주위에 배치된 주변부를 갖는다. 주변부는, 둘레 방향으로 분할된 복수의 분할 전극을 포함한다. 제어부는, 복수의 분할 전극의 각각에 대해서, 상기 분할 전극을 통한 플라즈마와 접지 사이의 임피던스를 제어한다.

본 발명의 여러 가지 측면 및 실시형태에 따르면, 플라즈마 처리 장치 내에 생성되는 플라즈마의 균일성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 플라즈마 처리 장치의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2는 실시예 1에 있어서의 플라즈마 처리 장치의 상면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 실시예 1에 있어서의 분포 조정부의 일례를 나타내는 확대 단면도이다.
도 4는 분할 전극의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 5는 분포 조정부 부근의 등가회로의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 분할 전극의 위치에 대하는 플라즈마와 챔버의 측벽 사이의 임피던스의 변화의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 정전 포텐셜의 분포의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 정전 포텐셜의 변화율의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9는 에칭 레이트의 편향의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10은 분포 조정부에 의해 보정된 에칭 레이트의 분포의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11은 플라즈마 처리 장치의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 12는 실시예 2에 있어서의 플라즈마 처리 장치의 상면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 13은 실시예 2에 있어서의 분포 조정부의 일례를 나타내는 확대 단면도이다.
도 14는 실시예 2에 있어서의 분포 조정부의 다른 예를 나타내는 확대 단면도이다.
도 15는 분할 전극의 판부의 배치의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 16은 실시예 2에 있어서의 분포 조정부의 다른 예를 나타내는 확대 단면도이다.
도 17은 실시예 3에 있어서의 분포 조정부의 일례를 나타내는 확대 단면도이다.
도 18은 실시예 3에 있어서의 분포 조정부의 다른 예를 나타내는 확대 단면도이다.
도 19는 실시예 3에 있어서의 분포 조정부의 다른 예를 나타내는 확대 단면도이다.
도 20은 실시예 4에 있어서의 플라즈마 처리 장치의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 21은 실시예 4에 있어서의 플라즈마 처리 장치의 상면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 22는 실시예 4에 있어서의 플라즈마 처리 장치의 상면의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 23은 실시예 5에 있어서의 분포 조정부의 일례를 나타내는 확대 단면도이다.
도 24는 실시예 5에 있어서의 제어부의 처리의 일례를 나타내는 흐름도이다.

개시하는 플라즈마 처리 장치는, 하나의 실시형태에 있어서, 고주파 전력이 인가되는 제1 전극과, 제1 전극에 대하여 대향 전극으로서 기능하는 제2 전극과, 제1 전극과 제2 전극 사이에 생성된 플라즈마의 분포를 제어하는 제어부를 구비한다. 제2 전극은, 중심부와, 중심부의 주위에 배치된 주변부를 갖는다. 주변부는, 둘레 방향으로 분할된 복수의 분할 전극을 포함한다. 제어부는, 복수의 분할 전극의 각각에 대해서, 상기 분할 전극을 통한 플라즈마와 접지 사이의 임피던스를 제어한다.

또한, 개시하는 플라즈마 처리 장치의 하나의 실시형태에 있어서, 각각의 분할 전극은, 접지된 도체여도 좋다. 제어부는, 각각의 분할 전극에 대해서, 제2 전극과 대향하는 제1 전극의 전극면에 대하여 수직인 방향에 있어서의 위치, 상기 전극면에 대하여 병행인 방향에 있어서의 위치, 또는 그 양방의 위치를 제어함으로써, 각각의 분할 전극을 통한 플라즈마와 접지 사이의 임피던스를 제어하여도 좋다.

또한, 개시하는 플라즈마 처리 장치의 하나의 실시형태에 있어서, 각각의 분할 전극은, 제1 가변 임피던스 회로를 통해 접지된 도체여도 좋다. 제어부는, 각각의 분할 전극에 접속된 제1 가변 임피던스 회로의 임피던스를 제어함으로써, 각각의 분할 전극을 통한 플라즈마와 접지 사이의 임피던스를 제어하여도 좋다.

또한, 개시하는 플라즈마 처리 장치의 하나의 실시형태에 있어서, 제1 가변 임피던스 회로는, 분할 전극과 접지 사이의 도통 및 비도통을 제어하는 스위치여도 좋다.

또한, 개시하는 플라즈마 처리 장치의 하나의 실시형태에 있어서, 제1 가변 임피던스 회로는, 가변 저항, 가변 콘덴서 및 가변 인덕터 중 적어도 어느 하나를 포함하여도 좋다.

또한, 개시하는 플라즈마 처리 장치는, 하나의 실시형태에 있어서, 각각의 분할 전극에 접속되어, 상기 분할 전극과 접지 사이의 전압 및 상기 분할 전극을 흐르는 전류 중 적어도 어느 한쪽을 측정하는 측정부를 구비하여도 좋다. 제어부는, 각각의 분할 전극의 전압 및 전류 중 적어도 어느 한쪽이, 복수의 분할 전극 사이에서 미리 정해진 관계를 만족시키도록, 각각의 분할 전극을 통한 플라즈마와 접지 사이의 임피던스를 제어하여도 좋다.

또한, 개시하는 플라즈마 처리 장치의 하나의 실시형태에 있어서, 분할 전극은, 판형의 도체여도 좋고, 분할 전극의 두께 방향이 직경 방향이 되도록, 제2 전극의 중심부의 주위에 배치되어 있어도 좋다.

또한, 개시하는 플라즈마 처리 장치의 하나의 실시형태에 있어서, 분할 전극은, 봉형의 도체여도 좋고, 분할 전극의 길이 방향이, 제2 전극과 대향하는 제1 전극의 전극면에 대하여 수직인 방향이 되는 방향으로, 제2 전극의 중심부의 주위에 배치되어 있어도 좋다.

또한, 개시하는 플라즈마 처리 장치의 하나의 실시형태에 있어서, 제2 전극의 중심부는, 접지되어 있어도 좋고, 제2 가변 임피던스 회로를 통해 접지되어 있어도 좋다.

또한, 개시하는 플라즈마 처리 장치의 제어 방법은, 하나의 실시형태에 있어서, 고주파 전력이 인가되는 제1 전극과, 제1 전극에 대하여 대향 전극으로서 기능하는 제2 전극과, 제1 전극과 제2 전극 사이에 생성된 플라즈마의 분포를 제어하는 제어부를 구비하는 플라즈마 처리 장치의 제어부에 의해 실행된다. 제2 전극은, 중심부와, 중심부의 주위에 배치된 주변부를 갖는다. 주변부는, 둘레 방향으로 분할된 복수의 분할 전극을 포함한다. 제어부는, 각각의 분할 전극과 접지 사이의 전압 및 상기 분할 전극을 흐르는 전류를 측정하는 공정과, 각각의 분할 전극의 전압 및 전류가, 복수의 분할 전극 사이에서 미리 정해진 관계를 만족시키도록, 각각의 분할 전극을 통한 플라즈마와 접지 사이의 임피던스를 결정하는 공정과, 결정된 임피던스가 되도록, 각각의 분할 전극에 대해서, 상기 분할 전극을 통한 플라즈마와 접지 사이의 임피던스를 제어하는 공정을 실행한다.

이하에, 개시하는 플라즈마 처리 장치 및 제어 방법의 실시형태에 대해서, 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시형태에 의해, 개시되는 플라즈마 처리 장치 및 제어 방법이 한정되는 것이 아니다.

[플라즈마 처리 장치(10)의 구성]

도 1은 플라즈마 처리 장치(10)의 일례를 나타내는 단면도이다. 본 실시예에 있어서의 플라즈마 처리 장치(10)는, 예컨대 용량 결합형 평행 평판 플라즈마 에칭 장치이다. 플라즈마 처리 장치(10)는, 예컨대 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄에 의해 형성되고, 내부에 대략 원통 형상의 공간이 형성된 챔버(1)를 갖는다. 챔버(1)는 보안 접지되어 있다. 챔버(1)는, 챔버(1)의 내측벽에 의해 형성된 대략 원통 형상의 공간의 중심축이, 도 1에 나타내는 축선(A)에 일치하도록 배치되어 있다.

챔버(1) 내에는, 반도체 웨이퍼(W)가 배치되는 대략 원통 형상의 배치대(2)가 마련된다. 배치대(2)는, 하부 전극(2a), 기재(4), 포커스 링(5) 및 정전 척(6)을 갖는다. 기재(4)는, 세라믹스 등에 의해 형성되고, 절연판(3)을 통해 챔버(1)의 바닥부에 배치되어 있다. 기재(4) 위에 예컨대 알루미늄 등으로 형성된 하부 전극(2a)이 마련되어 있다.

하부 전극(2a)의 상면에는, 반도체 웨이퍼(W)를 정전기력으로 흡착 유지하는 정전 척(6)이 마련되어 있다. 정전 척(6)은, 도전막으로 형성된 전극(6a)을 한쌍의 절연층(6b)으로 사이에 끼운 구조를 갖는다. 전극(6a)에는 직류 전원(12)이 전기적으로 접속되어 있다. 반도체 웨이퍼(W)는, 정전 척(6)의 상면에 배치되어, 직류 전원(12)으로부터 공급된 직류 전압에 의해 정전 척(6)의 표면에 생긴 정전기력에 의해 정전 척(6)의 상면에 흡착 유지된다.

하부 전극(2a)의 상면에는, 정전 척(6)을 둘러싸도록, 예컨대 단결정 실리콘 등으로 형성된 도전성의 포커스 링(5)이 마련된다. 포커스 링(5)에 의해, 반도체 웨이퍼(W)의 표면에 있어서, 에칭 등의 플라즈마 처리의 균일성이 향상된다. 하부 전극(2a) 및 기재(4)의 측면은, 예컨대 석영 등으로 형성된 원통 형상의 내벽 부재(3a)에 의해 둘러싸여 있다.

하부 전극(2a)의 내부에는, 예컨대 환형의 냉매실(2b)이 형성되어 있다. 냉매실(2b)에는, 외부에 마련된 도시하지 않는 칠러 유닛으로부터, 배관(2c 및 2d)을 통해, 예컨대 갈덴 등의 냉매가 순환 공급된다. 냉매실(2b) 내를 순환하는 냉매에 의해, 하부 전극(2a), 기재(4) 및 정전 척(6)의 온도가 제어되어, 정전 척(6) 상의 반도체 웨이퍼(W)가 미리 정해진 온도로 제어된다.

또한, 정전 척(6) 상에 배치된 반도체 웨이퍼(W)의 이면과 정전 척(6)의 상면 사이에는, 도시하지 않는 전열 가스 공급 기구로부터, 예컨대 He 가스 등의 전열 가스가, 배관(13)을 통해 공급된다.

하부 전극(2a)에는, 정합기(8b)를 통해 고주파 전원(7b)이 접속되어 있다. 고주파 전원(7b)은, 이온의 인입(바이어스)에 이용되는 미리 정해진 주파수(예컨대 13 ㎒)의 고주파 전력을 하부 전극(2a)에 공급한다.

배치대(2)의 주위에는, 배치대(2)를 둘러싸도록 배기로(71)가 마련되어 있다. 배기로(71) 내에는, 복수의 관통 구멍을 갖는 배플판(75)이 마련되어 있다. 배기로(71)에는, 배기구(72)를 통해 배기 장치(73)가 접속되어 있다. 배기 장치(73)는, 예컨대 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 가지고 있어, 챔버(1) 내를 원하는 진공도까지 감압할 수 있다.

챔버(1)의 측벽에는, 개구부(74)가 마련되어 있고, 개구부(74)에는, 그 개구부(74)를 개폐하기 위한 게이트 밸브(G)가 마련되어 있다. 또한, 챔버(1)의 내측벽 및 배치대(2)의 외측벽에는, 디포지션 실드(76 및 77)가 착탈 가능하게 마련되어 있다. 디포지션 실드(76 및 77)는, 챔버(1)의 내측벽에 디포지션이 부착하는 것을 방지한다.

하부 전극(2a)의 상방에는, 배치대(2)와 대향하도록 상부 전극(16)이 마련되어 있다. 하부 전극(2a)과 상부 전극(16)은, 서로 대략 평행이 되도록 챔버(1) 내에 마련되어 있다. 이하에서는, 정전 척(6) 상에 배치된 반도체 웨이퍼(W)와, 상부 전극(16)의 하면 사이의 공간을 처리 공간(S)이라고 부르는 경우가 있다.

상부 전극(16)은, 절연성 부재(45)를 통해, 챔버(1)의 상부에 지지되어 있다. 상부 전극(16)은, 천장판 지지부(160) 및 상부 천장판(161)을 갖는다. 천장판 지지부(160)는, 예컨대 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄 등에 의해 대략 원판 형상으로 형성되며, 그 하부에 상부 천장판(161)을 착탈 가능하게 지지한다. 상부 천장판(161)은, 예컨대, Si, SiC, 석영 등의 실리콘 함유 물질로 대략 원판 형상으로 형성된다. 상부 천장판(161)의 하면은, 전극면의 일례이다.

천장판 지지부(160)에는, 정합기(8a)를 통해 고주파 전원(7a)이 접속되어 있다. 고주파 전원(7a)은, 플라즈마의 발생에 이용되는 미리 정해진 주파수(예컨대 60 ㎒)의 고주파 전력을 천장판 지지부(160)에 공급한다.

천장판 지지부(160)의 내부에는, 가스 확산실(162)이 마련되어 있다. 천장판 지지부(160)의 바닥부에는, 가스 확산실(162)의 하부에 위치하도록, 복수의 가스 유통구(163)가 형성되어 있다. 복수의 가스 유통구(163)는, 축선(A)을 중심으로 하여 동심 원형으로 대략 균등한 간격으로 가스 확산실(162)의 하부에 형성되어 있다.

상부 천장판(161)에는, 상부 천장판(161)을 두께 방향으로 관통하도록 복수의 가스 유통구(164)가 마련되어 있다. 복수의 가스 유통구(164)는, 축선(A)을 중심으로 하여 동심 원형으로 대략 균등한 간격으로 상부 천장판(161)에 형성되어 있다. 각각의 가스 유통구(164)는, 상기한 가스 유통구(163) 중 하나에 연통하고 있다. 가스 확산실(162)에 공급된 처리 가스는, 복수의 가스 유통구(163 및 164)를 통해 챔버(1) 내에 샤워형으로 확산되어 공급된다. 또한, 복수의 가스 유통구(163 및 164)는, 축선(A)을 중심으로 하여 동심 원형으로 대략 균등한 간격으로 배치되어 있다. 그 때문에, 복수의 가스 유통구(163 및 164)를 통해 챔버(1) 내에 공급되는 처리 가스는, 축선(A)을 중심으로 하여 둘레 방향에 대략 균일한 유량으로 처리 공간(S) 내에 공급된다.

또한, 상부 전극(16)에는, 도시하지 않는 히터나, 냉매를 순환시키기 위한 도시하지 않는 배관 등의 온도 조정 기구가 마련되어 있어, 반도체 웨이퍼(W)의 처리 중에 상부 전극(16)을 원하는 범위 내의 온도로 제어할 수 있게 되어 있다. 또한, 상부 전극(16)에는, 챔버(1) 내의 처리 공간(S)에 플라즈마가 생성될 때에, 필요에 따라, 마이너스의 직류 전압이 로우패스 필터(LPF)를 통해 인가되어도 좋다.

상부 전극(16)의 천장판 지지부(160)에는, 가스 확산실(162)에 처리 가스를 도입하기 위한 가스 도입구(165)가 마련되어 있다. 또한, 가스 도입구(165)는, 축선(A)이 가스 도입구(165)의 중심을 통과하도록 배치되는 것이 바람직하다. 가스 도입구(165)에는, 배관(15b)의 일단이 접속되어 있다. 배관(15b)의 타단은, 밸브(V) 및 매스플로우 컨트롤러(MFC)(15a)를 통해, 반도체 웨이퍼(W)의 처리에 이용되는 처리 가스를 공급하는 가스 공급원(15)에 접속되어 있다. 가스 공급원(15)으로부터 공급된 처리 가스는, 배관(15b)를 통해 가스 확산실(162)에 공급되어, 가스 유통구(163 및 164)를 통해 챔버(1) 내에 샤워형으로 확산되어 공급된다.

배치대(2)의 주위로서, 배치대(2)의 상방에는, 처리 공간(S)을 둘러싸도록, 챔버(1)의 측벽을 따라 복수의 분포 조정부(100)가 배치되어 있다. 복수의 분포 조정부(100)는, 예컨대 도 2에 나타내는 바와 같이, 축선(A)을 중심축으로 하는 원형으로 대략 균등한 간격으로 배치되어 있으며, 처리 공간(S) 내에 생성된 플라즈마의 분포를 제어한다. 도 2는 실시예 1에 있어서의 플라즈마 처리 장치(10)의 상면의 일례를 나타내는 도면이다. 본 실시예에 있어서, 챔버(1) 내에는, 처리 공간(S)을 둘러싸도록 12개의 분포 조정부(100)가 배치되어 있다. 또한, 분포 조정부(100)의 수는, 예컨대 도 2에 나타내는 바와 같이, 축선(A)을 중심축으로 하는 원형으로 배치되어 있으면, 12개 미만이어도 좋고, 12개보다 많아도 좋다.

[분포 조정부(100)의 구조]

도 3은 실시예 1에 있어서의 분포 조정부(100)의 일례를 나타내는 확대 단면도이다. 본 실시예에 있어서의 분포 조정부(100)는, 분할 전극(101) 및 액츄에이터(104)를 갖는다. 분할 전극(101)은, 절연성 부재(45)에 형성된 관통구를 통해, 상부 전극(16)보다 하방의 위치의 공간으로서, 챔버(1), 절연성 부재(45) 및 절연 부재(105)로 둘러싸인 공간에 삽입되어 있다.

액츄에이터(104)는, 예컨대 에어 실린더 등이며, 분할 전극(101)을 축선(A)을 따라 상하 방향으로 이동시킨다. 상하 방향이란, 하부 전극(2a)과 대향하는 상부 천장판(161)의 하면인 전극면에 대하여 수직인 방향이다. 액츄에이터(104)는, 제어부(60)로부터의 지시에 따라, 제어부(60)로부터 지시된 이동량만큼, 분할 전극(101)을 축선(A)을 따라 상하 방향으로 이동시킨다.

도 4는 분할 전극(101)의 일례를 나타내는 사시도이다. 분할 전극(101)은, 알루미늄 등의 도체로 형성되며, 지지봉(102) 및 판부(103)를 갖는다. 본 실시예에 있어서, 판부(103)는, 대략 원통형의 챔버(1)의 측벽을 따르는 형상으로 만곡하고 있다. 축선(A)을 중심축으로 하는 원의 둘레 방향에 있어서의 판부(103)의 폭(L)은, 축선(A)으로부터 분할 전극(101)이 배치된 위치까지의 거리를 반경으로 하는 원을, 분포 조정부(100)의 수로 균등 분할한 길이로부터, 인접하는 분포 조정부(100)의 판부(103) 사이에 마련되는 간극의 거리를 뺀 길이이다. 인접하는 분포 조정부(100)의 판부(103) 사이에 마련되는 간극은, 좁은 편이 바람직하다. 분할 전극(101)은, 판부(103)의 두께 방향이, 축선(A)을 중심축으로 하는 원의 직경 방향을 향하도록, 챔버(1) 내에 배치되어 있다. 또한, 판부(103)는, 만곡하지 않는 평판 형상이어도 좋다.

본 실시예에 있어서, 분할 전극(101)은, 접지되어 있다. 분할 전극(101)은, 이동하여도 접지 전위와의 접속이 유지되는 접속 방법이면, 케이블, 금속판, 금속 무급유 부시, 또는 메탈 시일 등, 어떠한 방법으로 접지 전위에 접속되어도 좋다.

액츄에이터(104)가, 분할 전극(101)을 상하 방향으로 이동시킴으로써, 분할 전극(101)을 통한 처리 공간(S) 내의 플라즈마와 접지 사이의 임피던스가 변화한다. 이에 의해, 처리 공간(S) 내의 고주파 전력의 분포가 변화하여, 처리 공간(S) 내에 생성되는 플라즈마의 분포가 변화한다. 각각의 분포 조정부(100)에 있어서, 분할 전극(101)의 상하 방향의 위치는 독립적으로 제어 가능하다. 그 때문에, 처리 공간(S)과 각 분포 조정부(100) 사이에 있어서, 플라즈마의 분포가 독립적으로 제어된다. 이에 의해, 처리 공간(S) 내에 있어서, 축선(A)을 중심축으로 하는 원의 둘레 방향 및 직경 방향의 각각에 있어서, 처리 공간(S) 내에 생성된 플라즈마의 분포를 제어할 수 있다.

또한, 상부 전극(16)은, 플라즈마 생성용의 고주파 전력이 인가되는 캐소드로서 기능한다. 한편, 플라즈마 생성용의 고주파 전력에 대하여, 하부 전극(2a) 및 각각의 분할 전극(101)은, 상부 전극(16)에 대한 대향 전극인 애노드로서 기능한다. 상부 전극(16)은, 제1 전극의 일례이며, 하부 전극(2a) 및 복수의 분할 전극(101)은, 제2 전극의 일례이다. 또한, 하부 전극(2a)는, 제2 전극에 있어서의 중심부의 일례이며, 복수의 분할 전극(101)은, 하부 전극(2a)의 주위에 배치된 주변부의 일례이다.

상기한 바와 같이 구성된 플라즈마 처리 장치(10)는, 제어부(60)에 의해, 그 동작이 통괄적으로 제어된다. 제어부(60)는, CPU(Central Processing Unit) 등을 가지며 플라즈마 처리 장치(10)의 각 부를 제어하는 프로세서(61)와, 사용자 인터페이스(62)와, 기억부(63)를 구비한다.

사용자 인터페이스(62)는, 오퍼레이터가 플라즈마 처리 장치(10)를 조작하기 위한 커맨드 등의 입력에 이용되는 키보드나, 플라즈마 처리 장치(10)의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등을 포함한다.

기억부(63)에는, 플라즈마 처리 장치(10)에서 실행되는 각종 처리를 프로세서(61)가 실현하기 위한 제어 프로그램(소프트웨어)이나, 처리 조건의 데이터 등이 기억된 레시피가 저장되어 있다. 프로세서(61)는, 기억부(63) 내에 기억된 제어 프로그램을 읽어내고, 읽어낸 제어 프로그램에 기초하여 동작한다. 그리고, 프로세서(61)는, 사용자 인터페이스(62)를 통해 접수한 지시 등에 따라, 레시피 등을 기억부(63)로부터 읽어내고, 읽어낸 레시피 등에 기초하여 플라즈마 처리 장치(10)를 제어한다. 이에 의해, 플라즈마 처리 장치(10)에 의해 원하는 처리가 행해진다. 또한, 프로세서(61)는, 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체 등에 저장된 제어 프로그램이나 레시피 등을, 상기 기록 매체로부터 읽어내어 실행하는 것도 가능하다. 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체란, 예컨대, 하드디스크, DVD(Digital Versatile Disc), 플렉시블 디스크, 반도체 메모리 등이다. 또한, 프로세서(61)는, 다른 장치의 기억부 내에 저장된 제어 프로그램이나 레시피 등을, 예컨대 통신 회선을 통해 상기 다른 장치로부터 취득하여 실행하는 것도 가능하다.

플라즈마 처리 장치(10)에 있어서 반도체 웨이퍼(W)에 플라즈마를 이용한 처리를 행하는 경우, 제어부(60)는, 플라즈마 처리 장치(10)에 대하여 이하의 제어를 행한다. 먼저, 제어부(60)는, 정전 척(6) 상에 반도체 웨이퍼(W)가 배치된 상태로, 밸브(V) 및 MFC(15a)를 제어하여, 가스 확산실(162) 내에 미리 정해진 유량의 처리 가스를 공급한다. 가스 확산실(162) 내에 공급된 처리 가스는, 복수의 가스 유통구(163 및 164)를 통해 챔버(1) 내에 샤워형으로 확산되어 공급된다. 또한, 제어부(60)는, 배기 장치(73)를 가동시켜, 챔버(1) 내를 미리 정해진 압력으로 제어한다.

그리고, 제어부(60)는, 고주파 전원(7a)에 미리 정해진 주파수의 고주파 전력을 발생시켜 상부 전극(16)에 인가시키며, 고주파 전원(7b)에 미리 정해진 주파수의 고주파 전력을 발생시켜 하부 전극(2a)에 인가시킨다. 이에 의해, 정전 척(6) 상의 반도체 웨이퍼(W)와 상부 전극(16) 사이의 처리 공간(S)에, 처리 가스의 플라즈마가 생성된다. 그리고, 처리 공간(S)에 생성된 플라즈마에 포함되는 이온이나 라디칼에 의해, 정전 척(6) 상의 반도체 웨이퍼(W)에 에칭 등의 미리 정해진 처리가 행해진다.

[시뮬레이션 결과]

도 5는 분포 조정부(100) 부근의 등가 회로의 일례를 나타내는 도면이다. 처리 공간(S) 내에 생성되는 플라즈마와 배치대(2) 사이의 용량을 C1, 플라즈마와 상부 전극(16) 사이의 용량을 C2, 플라즈마와 챔버(1)의 측벽 사이의 용량을 C3∼C10으로 정의한다. 분할 전극(101)의 상하 방향의 위치를 변화시키면, 도 5에 나타낸 용량(C5) 및 용량(C8)이 변화한다. 이에 의해, 처리 공간(S) 내의 플라즈마와 접지 사이의 임피던스가 변화한다.

여기서, 예컨대 도 5에 나타내는 바와 같이, 플라즈마와 배치대(2) 사이의 용량(C1)을 Cb로 재정의하고, 플라즈마와 챔버(1)의 측벽 사이의 용량(C3∼C10)을 용량(Cw)으로 재정의한다. 또한, 예컨대 도 5에 나타내는 바와 같이, 분할 전극(101)의 하단과 절연 부재(105)의 상면 사이의 거리를 h1, 절연 부재(105)의 상면으로부터 상부 전극(16)의 하면까지의 높이를 h2로 정의한다. 그리고, 분할 전극(101)의 위치를 변화시킨 경우의 용량(Cw)과 용량(Cb)의 용량비(Cw/Cb)를 시뮬레이션에 의해 구하였다.

h1=0인 경우, 용량비(Cw/Cb)=1.24였다. h1=h2/2인 경우, 용량비(Cw/Cb)=0.92였다. h1=h2인 경우, 용량비(Cw/Cb)=0.60이었다. 이 결과로부터, 분할 전극(101)의 삽입량에 따라, 플라즈마와 배치대(2) 사이의 용량(Cb)과, 플라즈마와 챔버(1)의 측벽 사이의 용량(Cw)의 용량비(Cw/Cb)가 크게 변하는 것을 알 수 있었다. 용량비(Cw/Cb)가 변하면, 처리 공간(S)의 중심부와 주변부에서 고주파 전력의 비도 변한다. 처리 공간(S)의 중심부와 주변부에서 고주파 전력의 비가 변하면, 처리 공간(S)의 중심부와 주변부에서 플라즈마의 분포도 변한다. 따라서, 분할 전극(101)의 삽입량을 제어함으로써, 처리 공간(S)의 중심부와 주변부에서 플라즈마의 분포를 제어할 수 있다.

또한, 분할 전극(101)의 위치를 변화시킨 경우의 용량(Cw)에 따른 임피던스의 변화를 시뮬레이션에 의해 구하였다. 도 6은 분할 전극(101)의 위치에 대한 플라즈마와 챔버(1)의 측벽 사이의 임피던스의 변화의 일례를 나타내는 도면이다. 도 6에서는, 플라즈마 생성용의 고주파 전력으로서 40 ㎒의 고주파 전력을 이용하여 시뮬레이션을 행하였다.

도 6의 시뮬레이션결과를 참조하면, 분할 전극(101)의 삽입량을 적게 할수록, 즉 h1이 커질수록, 플라즈마와 챔버(1)의 측벽 사이의 임피던스가 커지는 것을 알 수 있었다. 이것은, 플라즈마와 챔버(1)의 측벽 사이의 용량(Cw)이 작아지기 때문이다. 또한, 도 6의 시뮬레이션 결과를 참조하면, 분할 전극(101)의 삽입량을 변화시킴으로써, 플라즈마와 챔버(1)의 측벽 사이의 임피던스가 최대값과 최소값에서 2배 정도의 차가 나타나는 것을 알 수 있었다. 도 6의 시뮬레이션 결과로부터 분명한 바와 같이, 각각의 분할 전극(101)의 삽입량을 독립적으로 제어함으로써, 처리 공간(S) 내의 플라즈마의 둘레 방향의 분포를 제어하는 것도 가능하다.

도 7은 정전 포텐셜의 분포의 일례를 나타내는 도면이다. 도 7에 나타내는 「아래」는, 분할 전극(101)의 위치가 h1=0인 경우의 정전 포텐셜의 분포를 나타낸다. 도 7에 나타내는 「중간」은, 분할 전극(101)의 위치가 h1=2h/2인 경우의 정전 포텐셜의 분포를 나타낸다. 도 7에 나타내는 「위」는, 분할 전극(101)의 위치가 h1=h2인 경우의 정전 포텐셜의 분포를 나타낸다. 도 7에 있어서의 종축의 값은, 반도체 웨이퍼(W)의 중심 위치[즉, 축선(A)가 통과하는 반도체 웨이퍼(W) 상의 위치]에 있어서의 정전 포텐셜로 규격화되어 있다. 도 7을 참조하면, 분할 전극(101)의 삽입량에 따라, 정전 포텐셜의 분포가 변화하고 있는 것을 알 수 있다.

도 8은 정전 포텐셜의 변화율의 일례를 나타내는 도면이다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 반도체 웨이퍼(W)의 엣지 부근일수록, 분할 전극(101)의 삽입량에 대한 정전 포텐셜의 변화량이 큰 것을 알 수 있다. 이 결과로부터, 반도체 웨이퍼(W)의 면 내에 있어서, 엣지 부분의 플라즈마의 분포를 보다 효과적으로 제어할 수 있는 것을 알 수 있다.

예컨대 도 9에 나타내는 바와 같이, 반도체 웨이퍼(W)의 에칭 레이트가, 반도체 웨이퍼(W)의 면 내에 있어서 x 방향(도 9의 하측)으로 치우쳐 있는 경우, 반도체 웨이퍼(W)의 중심[축선(A)]에서 보아 x 방향에 있는 분할 전극(101)의 삽입량을 제어한다. 예컨대 도 2에 나타내는 바와 같이 복수의 분포 조정부(100)가 배치되어 있는 경우, 축선(A)에서 보아 x 방향에 있는 분포 조정부(100-6∼100-8)에 있어서, 분할 전극(101)을 상방으로 끌어올린다. 이에 의해, 축선(A)으로부터 분포 조정부(100-6∼100-8)의 방향에 있어서, 플라즈마와 접지 사이의 임피던스가 증가하고, 고주파 전력이 감소한다. 이에 의해, 축선(A)으로부터 분포 조정부(100-6∼100-8)의 방향에 있어서의 플라즈마가 감소한다.

또한, 예컨대 도 2에 나타내는 바와 같이 복수의 분포 조정부(100)가 배치되어 있는 경우, 축선(A)에서 보아 x 방향과 반대 방향에 있는 분포 조정부(100-12, 100-1 및 100-2)에 있어서, 분할 전극(101)을 하방으로 끌어내린다. 이에 의해, 축선(A)으로부터 분포 조정부(100-12, 100-1 및 100-2)의 방향에 있어서, 플라즈마와 접지 사이의 임피던스가 감소하고, 고주파 전력이 증가한다. 이에 의해, 축선(A)으로부터 분포 조정부(100-12, 100-1 및 100-2)의 방향에 있어서의 플라즈마가 증가한다.

이에 의해, x 방향에 있어서의 플라즈마가 감소하고, x 방향과 반대 방향에 있어서의 플라즈마가 증가한다. 이에 의해, 플라즈마의 분포가, 도 9에 나타낸 에칭 레이트의 분포가 형성되었을 때의 분포보다 x 방향과 반대 방향으로 기운다. 이에 의해, 예컨대 도 10에 나타내는 바와 같이, 에칭 레이트의 편향이 억제된다.

상기 설명으로부터 분명한 바와 같이, 본 실시예의 플라즈마 처리 장치(10)에 따르면, 둘레 방향에 균등 배치된 복수의 분할 전극(101)의 삽입량을 각각 독립적으로 제어함으로써, 둘레 방향 및 직경 방향에 있어서 플라즈마의 분포를 동시에 제어하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 플라즈마 처리 장치(10) 내에 생성되는 플라즈마의 균일성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기한 실시예 1에서는, 고주파 전원(7a)에 의해 생성된 플라즈마 생성용의 고주파 전력이 정합기(8a)를 통해 상부 전극(16)에 인가되었지만, 개시된 기술은 이것에 한정되지 않는다. 예컨대 도 11에 나타내는 바와 같이, 고주파 전원(7a)에 의해 생성된 플라즈마 생성용의 고주파 전력이 정합기(8a)를 통해 하부 전극(2a)에 인가되어도 좋다. 도 11은 플라즈마 처리 장치(10)의 다른 예를 나타내는 단면도이다. 이 경우, 천장판 지지부(160)는 직접 혹은 콘덴서 등의 소자를 통해 접지된다.

도 11의 예에서는, 하부 전극(2a)은, 플라즈마 생성용의 고주파 전력이 인가되는 캐소드로서 기능한다. 한편, 플라즈마 생성용의 고주파 전력에 대하여, 상부 전극(16) 및 각각의 분할 전극(101)은, 하부 전극(2a)에 대한 대향 전극인 애노드로서 기능한다. 이 경우, 하부 전극(2a)은, 제1 전극의 일례이며, 상부 전극(16) 및 복수의 분할 전극(101)은, 제2 전극의 일례이다. 또한, 상부 전극(16)은, 제2 전극에 있어서의 중심부의 일례이며, 복수의 분할 전극(101)은, 상부 전극(16)의 주위에 배치된 주변부의 일례이다.

또한, 상기한 실시예 1의 분할 전극(101)은, 지지봉(102)과 판부(103)를 갖지만, 개시된 기술은 이것에 한정되지 않고, 각각의 분할 전극(101)은, 판부(103)를 갖지 않는, 1개의 봉형의 도체여도 좋다.

또한, 상기한 실시예 1에서는, 각각의 분포 조정부(100)의 액츄에이터(104)는, 분할 전극(101)을 상하 방향으로 이동시키지만, 다른 예로서, 액츄에이터(104)는, 분할 전극(101)을, 축선(A)을 중심축으로 하는 원의 직경 방향으로 이동시켜도 좋다. 또한, 액츄에이터(104)는, 분할 전극(101)을, 상하 방향 및 축선(A)을 중심축으로 하는 원의 직경 방향으로 이동시켜도 좋다.

[분포 조정부(100)의 구성]

상기한 실시예 1에서는, 처리 공간(S)의 주위에, 챔버(1)의 측벽을 따라 복수의 분포 조정부(100)가 1열분 마련되었다. 실시예 2에서는, 처리 공간(S)의 주위에, 챔버(1)의 측벽을 따라 복수의 분포 조정부(100)가 동심 원형으로 복수열 마련되는 점이 실시예 1과는 상이하다.

도 12는 실시예 2에 있어서의 플라즈마 처리 장치(10)의 상면의 일례를 나타내는 도면이다. 본 실시예의 플라즈마 처리 장치(10)는, 예컨대 도 12에 나타내는 바와 같이, 챔버(1)의 측벽을 따라 복수의 분포 조정부(100)가 마련된다. 각각의 분포 조정부(100)에는, 분포 조정부(100a)와 분포 조정부(100b)가 포함된다. 복수의 분포 조정부(100a)와, 복수의 분포 조정부(100b)는, 축선(A)을 중심축으로 하는 2개의 동심원의 각각을 따라 배치되어 있다. 도 12의 예에서는, 챔버(1)의 측벽측에 분포 조정부(100a-1∼100a-12)가 마련되고, 축선(A)측에 분포 조정부(100b-1∼100b-12)가 마련되어 있다.

도 13은 실시예 2에 있어서의 분포 조정부(100)의 일례를 나타내는 확대 단면도이다. 분포 조정부(100a)는, 분할 전극(101a) 및 액츄에이터(104a)를 갖는다. 분할 전극(101a)은, 지지봉(102a) 및 판부(103a)를 갖는다. 분포 조정부(100b)는, 분할 전극(101b) 및 액츄에이터(104b)를 갖는다. 분할 전극(101b)은, 지지봉(102b) 및 판부(103b)를 갖는다. 분할 전극(101a)과 분할 전극(101b) 사이에는, 유전체(106)가 배치된다. 분할 전극(101a)과 분할 전극(101b) 사이에 유전체(106)가 배치됨으로써, 분할 전극(101a) 및 분할 전극(101b)의 상하 방향의 이동에 따른, 플라즈마와 접지 사이의 임피던스의 변화량을 크게 할 수 있다.

여기서, 실시예 1에서는, 챔버(1)의 측벽을 따라 복수의 분포 조정부(100)가 1열로 배치되어 있었다. 그 때문에, 분할 전극(101)의 상하 방향의 이동에 의해, 상하 방향에 있어서의 임피던스 분포도 크게 변화한다. 이에 대하여, 본 실시예에서는, 분포 조정부(100a)와 분포 조정부(100b)가 직경 방향에 복수 배치되어 있다. 그 때문에, 분할 전극(101a)의 상하 방향으로의 이동과, 분할 전극(101b)의 상하 방향을 독립적으로 제어함으로써, 상하 방향에 있어서의 임피던스의 분포의 변화를 적게 할 수 있다.

[분포 조정부(100)의 다른 예]

분할 전극(101a) 및 분할 전극(101b)은, 예컨대 도 14에 나타내는 바와 같이, 판부(103a) 및 판부(103b)가 상하 방향으로 중첩되는 위치가 되도록 배치되어도 좋다. 도 14는 실시예 2에 있어서의 분포 조정부(100)의 다른 예를 나타내는 확대 단면도이다.

이 경우, 복수의 판부(103a)와, 복수의 판부(103b)는, 예컨대 도 15에 나타내는 바와 같이, 둘레 방향에 인접하는 판부(103a) 사이의 간극과, 둘레 방향에 인접하는 판부(103b) 사이의 간극이, 둘레 방향에 있어서 상이한 위치가 되도록 배치되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 처리 공간(S) 내에 생성되는 플라즈마에 대하여, 둘레 방향에 인접하는 판부(103a) 사이의 간극 및 둘레 방향에 인접하는 판부(103b) 사이의 간극의 영향을 저감할 수 있다.

또한, 각각의 판부(103a)와, 각각의 판부(103b)는, 예컨대 도 16에 나타내는 바와 같이, 두께 방향이 상하 방향을 향하도록 배치되어도 좋다. 또한, 실시예 2에서는, 각각의 분포 조정부(100a)의 액츄에이터(104a)는, 분할 전극(101a)을 상하 방향으로 이동시키고, 각각의 분포 조정부(100b)의 액츄에이터(104b)는, 분할 전극(101b)을 상하 방향으로 이동시키는데, 개시된 기술은 이것에 한정되지 않는다. 다른 예로서, 액츄에이터(104a)는, 분할 전극(101a)을, 축선(A)을 중심축으로 하는 원의 직경 방향으로 이동시키고, 액츄에이터(104b)도, 분할 전극(101b)을, 축선(A)을 중심축으로 하는 원의 직경 방향으로 이동시켜도 좋다. 또한, 액츄에이터(104a)는, 분할 전극(101a)을, 상하 방향 및 축선(A)을 중심축으로 하는 원의 직경 방향으로 각각 이동시키고, 액츄에이터(104b)도, 분할 전극(101b)을, 상하 방향 및 축선(A)을 중심축으로 하는 원의 직경 방향으로 각각 이동시켜도 좋다.

상기 설명으로부터 분명한 바와 같이, 본 실시예의 플라즈마 처리 장치(10)에 따르면, 둘레 방향 및 직경 방향에 있어서 플라즈마의 분포를 동시에 제어할 수 있어, 플라즈마 처리 장치(10) 내에 생성되는 플라즈마의 균일성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 실시예의 플라즈마 처리 장치(10)에 따르면, 상하 방향에 있어서의 플라즈마의 분포의 변화를 적게 할 수 있다.

상기한 실시예 1 및 실시예 2에서는, 접지된 분할 전극(101)을 이동시킴으로써, 플라즈마와 접지 사이의 임피던스를 제어하였다. 이에 대하여, 실시예 3에서는, 분할 전극(101)을 이동시키는 일없이, 분할 전극(101)과 접지 사이의 임피던스를 변화시킴으로써, 플라즈마와 접지 사이의 임피던스를 제어하는 점이 실시예 1 및 2와는 상이하다.

도 17은 실시예 3에 있어서의 분포 조정부(100)의 일례를 나타내는 확대 단면도이다. 각각의 분포 조정부(100)는, 분할 전극(101) 및 스위치(107)를 갖는다. 분할 전극(101)은, 절연성 부재(45)에 형성된 관통구를 통해, 상부 전극(16)보다 하방의 위치의 공간으로서, 챔버(1), 절연성 부재(45) 및 절연 부재(105)로 둘러싸인 공간에 삽입되어, 절연성 부재(45)에 고정되어 있다. 분할 전극(101)은, 도체로 형성되며, 지지봉(102) 및 판부(103)를 갖는다.

지지봉(102)은, 스위치(107)를 통해 접지되어 있다. 스위치(107)는, 제어부(60)로부터의 지시에 따라, 지지봉(102)과 접지의 접속 및 차단을 제어한다. 스위치(107)는, 제1 가변 임피던스 회로의 일례이다. 스위치(107)가 지지봉(102)과 접지의 접속 및 차단을 제어함으로써, 분할 전극(101)을 통한, 플라즈마와 접지 사이의 임피던스가 변화한다. 이에 의해, 둘레 방향 및 직경 방향에 있어서 플라즈마의 분포를 동시에 제어할 수 있어, 플라즈마 처리 장치(10) 내에 생성되는 플라즈마의 균일성을 향상시킬 수 있다.

또한, 지지봉(102)은, 예컨대 도 18에 나타내는 바와 같이, 스위치(107) 대신에, 가변 임피던스 회로(108)를 통해 접지되어도 좋다. 도 18은 실시예 3에 있어서의 분포 조정부(100)의 다른 예를 나타내는 확대 단면도이다. 가변 임피던스 회로(108)는, 저항, 콘덴서 및 인덕터 중 적어도 어느 하나를 이용하여 구성된 회로를 포함한다. 가변 임피던스 회로(108)는, 제1 가변 임피던스 회로의 일례이다. 가변 임피던스 회로(108)는, 제어부(60)로부터의 지시에 따라, 지지봉(102)과 접지 사이의 임피던스를 변화시킨다. 가변 임피던스 회로(108)를 이용함으로써, 지지봉(102)과 접지 사이의 임피던스를 보다 섬세하고 치밀하게 제어할 수 있다. 또한, 가변 임피던스 회로(108)는, 지지봉(102)과 접지 사이의 저항 및 리액턴스를 각각 독립적으로 변화시키는 것이 바람직하다.

또한, 예컨대 도 19에 나타내는 바와 같이, 상하 방향 및 직경 방향에 복수의 판부(103a∼103d)를 배치하고, 판부(103a∼103d)의 각각과 접지 사이의 임피던스를 제어하도록 하여도 좋다. 도 19는 실시예 3에 있어서의 분포 조정부(100)의 다른 예를 나타내는 확대 단면도이다.

예컨대 도 19에 나타내는 바와 같이, 분할 전극(101a)은, 절연성 부재(45)에 형성된 관통구를 통해, 상부 전극(16)보다 하방의 위치의 공간으로서, 챔버(1), 절연성 부재(45) 및 절연 부재(105)로 둘러싸인 공간에 삽입되어, 절연성 부재(45)에 고정되어 있다. 분할 전극(101a)은, 도체로 형성되며, 지지봉(102a) 및 판부(103a)를 갖는다. 지지봉(102a)은, 스위치(109a)를 통해 접지되어 있다. 스위치(109a)는, 제어부(60)로부터의 지시에 따라, 지지봉(102a)과 접지의 접속 및 차단을 제어한다.

분할 전극(101b)은, 절연성 부재(45)에 형성된 관통구를 통해, 상부 전극(16)보다 하방의 위치의 공간으로서, 챔버(1), 절연성 부재(45) 및 절연 부재(105)로 둘러싸인 공간에 삽입되어, 절연성 부재(45)에 고정되어 있다. 분할 전극(101b)은, 도체로 형성되며, 지지봉(102b) 및 판부(103b)를 갖는다. 지지봉(102b)은, 스위치(109b)를 통해 접지되어 있다. 스위치(109b)는, 제어부(60)로부터의 지시에 따라, 지지봉(102b)과 접지의 접속 및 차단을 제어한다.

분할 전극(101c)은, 절연성 부재(45)에 형성된 관통구를 통해, 상부 전극(16)보다 하방의 위치의 공간으로서, 챔버(1), 절연성 부재(45) 및 절연 부재(105)로 둘러싸인 공간에 삽입되어, 절연성 부재(45)에 고정되어 있다. 분할 전극(101c)은, 도체로 형성되며, 지지봉(102c) 및 판부(103c)를 갖는다. 지지봉(102c)은, 스위치(109c)를 통해 접지되어 있다. 스위치(109c)는, 제어부(60)로부터의 지시에 따라, 지지봉(102c)과 접지의 접속 및 차단을 제어한다.

분할 전극(101d)은, 절연성 부재(45)에 형성된 관통구를 통해, 상부 전극(16)보다 하방의 위치의 공간으로서, 챔버(1), 절연성 부재(45) 및 절연 부재(105)로 둘러싸인 공간에 삽입되어, 절연성 부재(45)에 고정되어 있다. 분할 전극(101d)은, 도체로 형성되며, 지지봉(102d) 및 판부(103d)를 갖는다. 지지봉(102d)은, 스위치(109d)를 통해 접지되어 있다. 스위치(109d)는, 제어부(60)로부터의 지시에 따라, 지지봉(102d)과 접지의 접속 및 차단을 제어한다.

또한, 도 19에 예시한 분포 조정부(100)에 있어서, 스위치(109a∼109d) 대신에, 가변 임피던스 회로가 각각 마련되어도 좋다.

상기 설명으로부터 분명한 바와 같이, 본 실시예의 플라즈마 처리 장치(10)에 따르면, 둘레 방향 및 직경 방향에 있어서 플라즈마의 분포를 동시에 제어할 수 있어, 플라즈마 처리 장치(10) 내에 생성되는 플라즈마의 균일성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 실시예의 플라즈마 처리 장치(10)에 따르면, 각각의 분할 전극(101)이 고정되기 때문에, 분할 전극(101)을 이동시키기 위한 액츄에이터(104)를 마련하지 않아도 좋다. 그 때문에, 분할 전극(101)을 이동시키기 위한 공간 및 액츄에이터(104)를 배치하기 위한 공간이 불필요해져, 플라즈마 처리 장치(10)를 소형화할 수 있다.

상기한 실시예 1∼3에서는, 처리 공간(S)의 주위에 마련된 복수의 분포 조정부(100)에 의해, 둘레 방향에 있어서의 플라즈마와 접지 사이의 임피던스를 제어하였다. 이에 대하여, 실시예 4에서는, 상부 전극(16)이, 중심부와, 주변부로 나누어지고, 주변부가 둘레 방향에 복수로 분할된다. 그리고, 분할된 각각의 상부 전극(16)과 접지의 임피던스를 제어함으로써, 둘레 방향에 있어서의 플라즈마와 접지 사이의 임피던스를 제어하는 점이 실시예 1∼3과는 상이하다.

도 20은 실시예 4에 있어서의 플라즈마 처리 장치(10)의 일례를 나타내는 단면도이다. 도 21은 실시예 4에 있어서의 플라즈마 처리 장치(10)의 상면의 일례를 나타내는 도면이다. 또한, 이하에 설명하는 점을 제외하고, 도 20 및 도 21에 있어서, 도 1 또는 도 2와 동일한 부호를 붙인 구성은, 도 1 또는 도 2에 있어서의 구성과 동일 또는 동일한 기능을 갖기 때문에 설명을 생략한다. 본 실시예에 있어서의 상부 전극(16)은, 상부 전극(16a)과, 상부 전극(16a)의 주위에 배치된 복수의 상부 전극(16b-1∼16b-12)을 갖는다. 복수의 상부 전극(16b-1∼16b-12)은, 축선(A)을 중심축으로 하는 원주형으로 대략 등간격으로 배치되어 있다. 상부 전극(16a)과 복수의 상부 전극(16b-1∼16b-12)은, 절연성 부재(45)에 의해 절연되어 있다. 또한, 복수의 상부 전극(16b-1∼16b-12)은, 절연성 부재(45)에 의해 서로 절연되어 있다.

상부 전극(16a)은, 절연성 부재(45)를 통해, 챔버(1)의 상부에 지지되어 있다. 상부 전극(16a)은, 천장판 지지부(160a) 및 상부 천장판(161a)을 갖는다. 천장판 지지부(160a)는, 예컨대 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄 등에 의해 대략 원판 형상으로 형성되며, 그 하부에 상부 천장판(161a)을 착탈 가능하게 지지한다. 상부 천장판(161a)은, 예컨대, Si, SiC, 석영 등의 실리콘 함유 물질로 대략 원판 형상으로 형성된다.

천장판 지지부(160a)는, 가변 임피던스 회로(166a)를 통해 접지되어 있다. 또한, 다른 예로서, 천장판 지지부(160a)는, 가변 임피던스 회로(166a)를 통하는 일없이 접지되어 있어도 좋다. 가변 임피던스 회로(166a)는, 제2 가변 임피던스 회로의 일례이다. 천장판 지지부(160a)의 내부에는, 가스 확산실(162a)이 마련되어 있다. 가스 확산실(162a)은, 복수의 가스 유통구(163a)가 형성되어 있다. 복수의 가스 유통구(163a)는, 축선(A)을 중심으로 하여 동심 원형으로 대략 균등한 간격으로 가스 확산실(162a)의 하부에 형성되어 있다.

상부 천장판(161a)에는, 축선(A)을 중심으로 하여 동심 원형으로 대략 균등한 간격으로 복수의 가스 유통구(164a)가 형성되어 있다. 각각의 가스 유통구(164a)는, 가스 유통구(163a)에 연통하고 있다. 천장판 지지부(160a)에는, 가스 확산실(162a)에 처리 가스를 도입하기 위한 가스 도입구(165a)가 마련되어 있다. 배관(15b)의 일단은, 밸브(V)에 접속되고, 타단은, 복수로 분기되며, 그 하나는 가스 도입구(165a)에 접속되어 있다. 가스 공급원(15)으로부터 공급된 처리 가스는, 배관(15b) 및 가스 도입구(165a)를 통해 가스 확산실(162a)에 공급되어, 가스 유통구(163a 및 164a)를 통해 챔버(1) 내에 샤워형으로 확산되어 공급된다.

각각의 상부 전극(16b)은, 절연성 부재(45)를 통해, 챔버(1)의 상부에 지지되어 있다. 상부 전극(16b)은, 천장판 지지부(160b) 및 상부 천장판(161b)을 갖는다. 천장판 지지부(160b)는, 예컨대 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄 등에 의해 형성되며, 그 하부에 상부 천장판(161b)을 착탈 가능하게 지지한다. 상부 천장판(161b)은, 예컨대, Si, SiC, 석영 등의 실리콘 함유 물질로 형성된다.

각각의 천장판 지지부(160b)는, 하나의 상부 전극(16b)에 대하여 하나 마련된 가변 임피던스 회로(166b)를 통해 접지되어 있다. 천장판 지지부(160b)의 내부에는, 가스 확산실(162b)이 마련되어 있다. 가스 확산실(162b)은, 복수의 가스 유통구(163b)가 형성되어 있다. 복수의 가스 유통구(163b)는, 축선(A)을 중심으로 하는 동심원의 원주형으로 대략 균등한 간격으로 가스 확산실(162b)의 하부에 형성되어 있다.

각각의 상부 천장판(161b)에는, 축선(A)을 중심으로 하는 동심원의 원주형으로 대략 균등한 간격으로 복수의 가스 유통구(164b)가 형성되어 있다. 각각의 가스 유통구(164b)는, 가스 유통구(163b)에 연통하고 있다. 각각의 천장판 지지부(160b)에는, 가스 확산실(162b)에 처리 가스를 도입하기 위한 가스 도입구(165b)가 마련되어 있다. 배관(15b)의 일단은, 밸브(V)에 접속되고, 타단은, 복수로 분기되며, 그 하나는 가스 도입구(165b)에 접속되어 있다. 가스 공급원(15)으로부터 공급된 처리 가스는, 배관(15b) 및 가스 도입구(165b)를 통해 가스 확산실(162b)에 공급되어, 가스 유통구(163b 및 164b)를 통해 챔버(1) 내에 샤워형으로 확산되어 공급된다.

실시예 4에 있어서, 고주파 전원(7a)에 의해 생성된 플라즈마 생성용의 고주파 전력은, 정합기(8a)를 통해 하부 전극(2a)에 인가된다. 실시예 4에서는, 하부 전극(2a)은, 플라즈마 생성용의 고주파 전력이 인가되는 캐소드로서 기능한다. 한편, 플라즈마 생성용의 고주파 전력에 대해서, 상부 전극(16a) 및 복수의 상부 전극(16b-1∼16b-12)의 각각은, 하부 전극(2a)에 대한 대향 전극인 애노드로서 기능한다. 이 경우, 하부 전극(2a)은, 제1 전극의 일례이며, 상부 전극(16a) 및 복수의 상부 전극(16b-1∼16b-12)은, 제2 전극의 일례이다. 또한, 상부 전극(16a)은, 제2 전극에 있어서의 중심부의 일례이며, 복수의 상부 전극(16b-1∼16b-12)은, 상부 전극(16)의 주위에 배치된 주변부의 일례이다. 또한, 복수의 상부 전극(16b-1∼16b-12)의 각각은, 분할 전극의 일례이다.

본 실시예에 있어서도, 복수의 상부 전극(16b-1∼16b-12)의 각각에 접속되어 있는 가변 임피던스 회로(166b)의 임피던스를 독립적으로 제어함으로써, 상부 전극(16b)을 통한 플라즈마와 접지 사이의 임피던스를 제어할 수 있다. 이에 의해, 둘레 방향 및 직경 방향에 있어서 플라즈마의 분포를 동시에 제어할 수 있어, 플라즈마 처리 장치(10) 내에 생성되는 플라즈마의 균일성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기한 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 상부 전극(16a)의 주위에, 축선(A)을 중심축으로 하는 원주형으로 복수의 상부 전극(16b-1∼16b-12)이 1열로 배치되어 있지만, 예컨대 도 22에 나타내는 바와 같이, 2열 이상 배치되어도 좋다. 도 22는 실시예 4에 있어서의 플라즈마 처리 장치(10)의 상면의 다른 예를 나타내는 도면이다. 도 22의 예에서는, 축선(A)을 중심축으로 하는 원주형으로 복수의 상부 전극(16b-1∼16b-12)이 1열 배치되고, 더욱 그 내측에, 축선(A)을 중심축으로 하는 원주형으로 복수의 상부 전극(16c-1∼16c-12)이 1열 배치되어 있다.

또한, 각각의 상부 전극(16b) 및 상부 전극(16c)은, 예컨대 도 22에 나타내는 바와 같이, 인접하는 2개의 상부 전극(16b) 사이의 간극과, 인접하는 2개의 상부 전극(16c) 사이의 간극이, 축선(A)을 중심축으로 하는 원주의 직경 방향에 있어서 중첩되지 않도록 배치되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 처리 공간(S) 내에 생성되는 플라즈마에 대하여, 둘레 방향에 인접하는 상부 전극(16b) 사이의 간극 및 둘레 방향에 인접하는 상부 전극(16c) 사이의 간극의 영향을 저감할 수 있다.

실시예 5에서는, 각 분포 조정부(100)의 전압 및 전류를 측정하고, 측정 결과에 기초하여, 각 분포 조정부(100)의 분할 전극(101)을 이동시킨다. 또한, 실시예 5에서는, 전압 및 전류의 양방을 측정하고, 측정 결과에 기초하여, 각 분포 조정부(100)의 분할 전극(101)을 이동시키는데, 다른 예로서, 전압 및 전류 중 어느 한쪽을 측정하고, 측정 결과에 기초하여, 각 분포 조정부(100)의 분할 전극(101)을 이동시키도록 하여도 좋다. 도 23은 실시예 5에 있어서의 분포 조정부(100)의 일례를 나타내는 확대 단면도이다. 각각의 분포 조정부(100)는, 분할 전극(101), 액츄에이터(104), 저항(110), 전압계(111) 및 전류계(112)를 갖는다. 또한, 이하에 설명하는 점을 제외하고, 도 23에 있어서, 도 3과 동일한 부호를 붙인 구성은, 도 3에 있어서의 구성과 동일 또는 동일한 기능을 갖기 때문에 설명을 생략한다.

지지봉(102)은, 저항(110) 및 전류계(112)를 통해 접지된다. 전류계(112)는, 분할 전극(101)에 흐르는 전류를 측정하고, 측정 결과를 제어부(60)에 출력한다. 전압계(111)는, 분할 전극(101)의 전압을 측정하고, 측정 결과를 제어부(60)에 출력한다. 제어부(60)는, 챔버(1) 내에서 플라즈마가 생성되고 있는 상태에서, 각각의 분포 조정부(100)에 대해서, 전압계(111)에 의해 측정된 전압값과, 전류계(112)에 의해 측정된 전류값에 기초하여, 분할 전극(101)의 임피던스의 조정량을 결정한다. 제어부(60)는, 예컨대, 각각의 분포 조정부(100)에 대해서, 측정된 전압값, 전류값, 또는 그 양방이, 미리 정해진 관계를 만족시키기 위한 임피던스의 제어량을 산출한다.

제어부(60)는, 예컨대, 각각의 분포 조정부(100)에 대해서, 플라즈마와 접지의 임피던스가 동일해지기 위한 임피던스의 제어량을 산출한다. 제어부(60)는, 예컨대, 각각의 분포 조정부(100)에 대해서, 측정된 전압값, 전류값, 또는 그 양방이 동일한 값이 되기 위한 임피던스의 제어량을 산출한다. 그리고, 제어부(60)는, 산출한 임피던스의 제어량을 실현하기 위한 분할 전극(101)의 이동량을, 각각의 분포 조정부(100)에 대해서 산출한다. 그리고, 제어부(60)는, 산출한 이동량을, 각각의 분포 조정부(100)의 액츄에이터(104)에 지시한다. 이에 의해, 복수의 분포 조정부(100) 사이에 있어서, 플라즈마와 접지 사이의 임피던스의 편향을 작게 할 수 있다. 이에 의해, 플라즈마 처리 장치(10) 내에 생성되는 플라즈마의 균일성을 향상시킬 수 있다.

[제어부(60)의 처리]

도 24는 실시예 5에 있어서의 제어부(60)의 처리의 일례를 나타내는 흐름도이다.

먼저, 제어부(60)는, 각각의 분포 조정부(100)의 분할 전극(101)을 초기 위치로 설정하도록, 각각의 분포 조정부(100)의 액츄에이터(104)에 지시한다. 각각의 분포 조정부(100)의 액츄에이터(104)는, 제어부(60)로부터의 지시에 따라, 분할 전극(101)을 초기 위치로 이동시킨다(S100). 초기 위치는, 예컨대, 분할 전극(101)의 전체 삽입량의 절반 정도의 삽입량이 되는 위치이다.

다음에, 제어부(60)는, 챔버(1) 내를 진공 배기하고, 챔버(1) 내에 처리 가스를 공급하여, 상부 전극(16) 및 하부 전극(2a)에 고주파 전력을 인가함으로써, 챔버(1) 내에 처리 가스의 플라즈마를 생성한다(S101).

다음에, 제어부(60)는, 각각의 분포 조정부(100)에 대해서, 전압계(111)에 분할 전극(101)의 전압을 측정시키고, 전류계(112)에 분할 전극(101)의 전류를 측정시킨다(S102). 그리고, 제어부(60)는, 각각의 분포 조정부(100)에 대해서, 전압계(111)에 의해 측정된 전압값을 취득하고, 전류계(112)에 의해 측정된 전류값을 취득한다. 그리고, 제어부(60)는, 취득한 전압값 및 전류값에 기초하여, 분할 전극(101)의 임피던스의 조정량을 산출한다.

그리고, 제어부(60)는, 산출한 임피던스의 조정량을 실현하기 위한 분할 전극(101)의 이동량을, 각각의 분포 조정부(100)에 대해서 산출한다(S103). 그리고, 제어부(60)는, 산출한 이동량을, 각각의 분포 조정부(100)의 액츄에이터(104)에 지시한다. 각각의 분포 조정부(100)의 액츄에이터(104)는, 제어부(60)로부터의 지시에 따라, 분할 전극(101)의 위치를 제어한다(S104). 그리고, 제어부(60)는, 본 흐름도에 나타낸 처리를 종료한다. 또한, 단계 S102∼S104의 처리는, 복수회 반복되어도 좋다.

본 실시예의 플라즈마 처리 장치(10)에 따르면, 복수의 분포 조정부(100) 사이에 있어서, 플라즈마와 접지 사이의 임피던스의 편향을 작게 할 수 있다. 이에 의해, 플라즈마 처리 장치(10) 내에 생성되는 플라즈마의 균일성을 향상시킬 수 있다.

<그 외>

또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 그 요지의 범위 내에서 수많은 변형이 가능하다.

예컨대, 상기한 실시예 1∼2와 실시예 3을 조합하여, 각각의 분할 전극(101)의 상하 방향의 위치를 변화시키며, 분할 전극(101)과 접지 사이의 임피던스를 변화시켜도 좋다. 또한, 실시예 1∼4와 실시예 5를 조합하여, 각각의 분할 전극(101)의 전압 및 전류 중 적어도 어느 한쪽의 측정 결과에 기초하여, 각각의 분할 전극(101)의 상하 방향의 위치나, 분할 전극(101)과 접지 사이의 임피던스를 변화시켜도 좋다.

또한, 상기한 실시예에서는, 플라즈마 처리 장치(10)로서, 용량 결합형 평행 평판 플라즈마 에칭 장치를 예로 설명하였지만, 개시된 기술은 이것에 한정되지 않는다. 플라즈마를 이용하여 반도체 웨이퍼(W)에 대하여 미리 정해진 처리를 행하는 장치이면, ICP(Inductively Coupled Plasma) 등, 다른 방식을 이용한 에칭 장치에 있어서도 개시된 기술을 적용할 수 있다. 또한, 가스를 이용하여 반도체 웨이퍼(W)에 대하여 미리 정해진 처리를 행하는 장치이면, 에칭 장치 외에, 성막이나 개질 등의 처리를 행하는 장치에 있어서도, 개시된 기술을 적용할 수 있다.

G 게이트 밸브
S 처리 공간
W 반도체 웨이퍼
10 플라즈마 처리 장치
1 챔버
2 배치대
2a 하부 전극
6 정전 척
16 상부 전극
160 천장판 지지부
161 상부 천장판
45 절연성 부재
60 제어부
100 분포 조정부
101 분할 전극
102 지지봉
103 판부
104 액츄에이터
105 절연 부재
106 유전체
107 스위치
108 가변 임피던스 회로
109 스위치
110 저항
111 전압계
112 전류계

Claims

플라즈마 처리 장치에 있어서,
고주파 전력이 인가되는 제1 전극과,
상기 제1 전극에 대하여 대향 전극으로서 기능하는 제2 전극과,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 생성된 플라즈마의 분포를 제어하는 제어부
를 포함하고,
상기 제2 전극은, 중심부와, 상기 중심부의 주위에 배치된 주변부를 가지며,
상기 주변부는 둘레 방향으로 분할된 복수의 분할 전극을 포함하고,
상기 플라즈마 처리 장치는 상기 복수의 분할 전극의 각각에 접속되어, 상기 복수의 분할 전극과 접지 사이의 전압 및 상기 복수의 분할 전극을 흐르는 전류 중 적어도 어느 한쪽을 측정하는 측정부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 복수의 분할 전극의 각각에 대해서, 상기 측정부로 하여금 각각의 상기 복수의 분할 전극의 상기 전압 및 상기 전류 중 적어도 어느 한쪽을 측정하도록 하고, 각각의 상기 복수의 분할 전극의 상기 전압 및 상기 전류 중 적어도 어느 한쪽이 상기 복수의 분할 전극 사이에서 미리 정해진 관계를 만족시키도록, 측정된 상기 전압 및 상기 전류 중 적어도 어느 한쪽에 기초하여 각각의 상기 복수의 분할 전극을 통한 상기 플라즈마와 접지 사이의 임피던스를 결정하고,
각각의 상기 복수의 분할 전극을 통한 상기 플라즈마와 접지 사이의 임피던스를 상기 결정된 임피던스가 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 처리 장치.
제1항에 있어서,
각각의 상기 분할 전극은 접지된 도체이며,
상기 제어부는 각각의 상기 분할 전극에 대해서, 상기 제2 전극과 대향하는 상기 제1 전극의 전극면에 대하여 수직인 방향에 있어서의 위치, 상기 전극면에 대하여 병행인 방향에 있어서의 위치, 또는 그 양방의 위치를 제어함으로써, 각각의 상기 분할 전극을 통한 상기 플라즈마와 접지 사이의 임피던스를 더 제어하는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 처리 장치.
제1항에 있어서,
각각의 상기 분할 전극은, 제1 가변 임피던스 회로를 통해 접지된 도체이고,
상기 제어부는, 각각의 상기 분할 전극에 접속된 상기 제1 가변 임피던스 회로의 임피던스를 제어함으로써, 각각의 상기 분할 전극을 통한 상기 플라즈마와 접지 사이의 임피던스를 더 제어하는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 처리 장치.
제3항에 있어서,
상기 제1 가변 임피던스 회로는, 상기 분할 전극과 접지 사이의 도통 및 비도통을 제어하는 스위치인 것을 특징으로 하는, 플라즈마 처리 장치.
제3항에 있어서,
상기 제1 가변 임피던스 회로는, 가변 저항, 가변 콘덴서 및 가변 인덕터 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 처리 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분할 전극은 판형의 도체이며, 상기 분할 전극의 두께 방향이 직경 방향이 되도록, 상기 중심부의 주위에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 처리 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분할 전극은 봉형의 도체이며, 상기 분할 전극의 길이 방향이, 상기 제2 전극과 대향하는 상기 제1 전극의 전극면에 대하여 수직인 방향이 되는 방향으로, 상기 중심부의 주위에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 처리 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 전극의 상기 중심부는 접지되어 있는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 처리 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 전극의 상기 중심부는 제2 가변 임피던스 회로를 통해 접지되어 있는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 처리 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 플라즈마와 접지 사이의 임피던스가 변화하도록 상기 플라즈마와 접지 사이의 상기 임피던스를 더 제어하여, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 처리 공간 내에 생성되는 플라즈마의 분포를 상기 처리 공간의 중심축에 대한 상기 처리 공간의 둘레 방향 및 직경 방향에 있어서 동시에 제어하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
플라즈마 처리 장치의 제어 방법에 있어서,
상기 플라즈마 처리 장치는,
고주파 전력이 인가되는 제1 전극과,
상기 제1 전극에 대하여 대향 전극으로서 기능하는 제2 전극과,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 생성된 플라즈마의 분포를 제어하는 제어부
를 포함하고,
상기 제2 전극은, 중심부와, 상기 중심부의 주위에 배치된 주변부를 가지고,
상기 주변부는, 둘레 방향으로 분할된 복수의 분할 전극을 포함하며,
상기 제어부가,
각각의 상기 분할 전극과 접지 사이의 전압 및 상기 분할 전극을 흐르는 전류 중 적어도 어느 한쪽을 측정하는 공정과,
각각의 상기 분할 전극의 상기 전압 및 상기 전류 중 적어도 어느 한쪽이, 상기 복수의 분할 전극 사이에서 미리 정해진 관계를 만족시키도록, 각각의 상기 분할 전극을 통한 상기 플라즈마와 접지 사이의 임피던스를 결정하는 공정과,
결정된 임피던스가 되도록, 각각의 분할 전극에 대해서, 상기 분할 전극을 통한 플라즈마와 접지 사이의 임피던스를 제어하는 공정
을 실행하는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 처리 장치의 제어 방법.