TWI585847B - Plasma processing device and plasma processing method - Google Patents

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Description

電漿處理裝置及電漿處理方法
本發明係關於一種對被處理基板施以電漿處理之技術，尤其係關於一種感應耦合型電漿處理裝置以及電漿處理方法。
於半導體元件、FPD(Flat Panel Display)之製程中之蝕刻、沉積、氧化、濺鍍等處理中，為了於處理氣體中以相對低溫進行良好的反應係廣泛利用電漿。以往，於此種電漿處理中多使用MHz頻域之高頻放電的電漿。高頻放電所得之電漿其更具體的(裝置性)電漿生成法可大致區分為電容耦合型電漿與感應耦合型電漿。
一般，感應耦合型電漿處理裝置係以介電質窗來構成處理容器壁部之至少一部分(例如天花板)，而對設置於該介電質窗外之線圈形狀的RF天線供給高頻電力。處理容器係以可減壓之真空室所構成，於腔室內之中央部配置被處理基板(例如半導體晶圓、玻璃基板等)，對設定在介電質窗與基板之間的處理空間導入處理氣體。藉由流經RF天線之高頻電流，磁力線貫通介電質窗而通過腔室內之處理空間的高頻交流磁場會於RF天線周圍產生，因此交流磁場之時間性變化而於處理空間內在方位角方向上產生感應電場。此外，因此感應電場而在方位角方向被加速之電子係和處理氣體之分子、原子產生電離衝撞而生成甜甜圈狀的電漿。
藉由於腔室內設置大的處理空間，上述甜甜圈狀電漿可高效率地往四方(尤其是半徑方向)擴散，於基板上之電漿密度被極度均勻化。但是，若僅使用通常的RF天線，則於基板上所得之電漿密度均勻性在大多數的電漿程序都不充分。於電漿程序中提高基板上之電漿密度均勻性或是控制性會影響程序之均勻性、再現性乃至於製造良率，故為最重要課題之一。
於感應耦合型電漿處理裝置，於腔室內之介電質窗附近所生成之甜甜圈狀電漿內之電漿密度分布特性(分布狀況)很重要，其核心的電漿密度分布之分布狀況會影響擴散後基板上所得之電漿密度分布特性(尤其是均勻性)。
關於此點，做為提高徑向電漿密度分布均勻性的技巧，有數個提案所採方式係將RF天線分割為線圈直徑互異之複數圓環狀線圈。此種RF天線分割方式有將複數圓環狀線圈加以串聯之第1方式(例如專利文獻1)與將複數圓環狀線圈加以並聯之第2方式(例如專利文獻2)。
先前技術文獻
專利文獻1 美國專利第5800619號
專利文獻2 美國專利第6164241號
上述以往之RF天線分割方式當中之上述第1方式，由於RF天線之全線圈長度成為將全部線圈相加之大的長度，故RF天線內之壓降大到無法忽視，再者於RF 天線之RF輸入端附近會因為波長效應而容易形成具有電流波節部之駐波。因此，上述第1方式不光是在徑向，即使在旋繞方向上也難以得到電漿密度分布之均勻性，並不適合於需要大口徑電漿之電漿程序。
另一方面，上述第2方式，從高頻供電部供給於RF天線之RF電流在RF天線內之線圈直徑小(亦即阻抗小)的內側線圈相對地流動較多，而於線圈直徑大(亦即阻抗大)之外側線圈相對地僅流動少量，於腔室內所生成之電漿密度容易變成於徑向中心部高而於周邊部低。是以，上述第2方式係於RF天線內之各線圈附加(連接)阻抗調整用可變電容器，調整流經各線圈之RF電流比。但是，該RF電流比之可變範圍有極限。因此，難以於基板保持部上之基板附近精細地控制電漿密度分布。
本發明係解決上述習知技術的問題點而提供一種感應耦合型電漿處理裝置以及電漿處理方法，可精細地控制甜甜圈狀電漿內之電漿密度分布，藉此可精細地控制基板保持部上之基板附近的電漿密度分布。
本發明之第1觀點之電漿處理裝置，係具備有：處理容器，係具有介電質窗；基板保持部，係於該處理容器內保持被處理基板；處理氣體供給部，係為了對該基板施以所希望之電漿處理而對該處理容器內供給所希望之處理氣體；RF天線，係為了於該處理容器內以感應耦合來生成處理氣體之電漿而設置於該介電質窗外；以及高頻供電部，係將適合於該處理氣體之高頻放電之頻率的高頻電力供給於該RF天線；該RF天線係具有內側 線圈以及外側線圈，於徑向上保有間隔而相對地分別配置在內側以及外側，在該高頻供電部之高頻傳送路徑所設置之第1以及第2節點之間呈電性並聯；當從該第1節點至該第2節點之個別高頻分岐傳送路徑係以從頭至尾連續形成的方式圍繞之情況下，通過該內側線圈時之方向與通過該外側線圈時之方向在旋繞方向上成為相反；於該第1節點與該第2節點之間設有和該內側線圈或是該外側線圈之其中一者呈電性串聯之第1電容器。
於上述第1觀點之電漿處理裝置，若從高頻供電部對RF天線供給高頻電力，則藉由流經RF天線之各部、亦即分別流經內側線圈以及外側線圈之高頻電流而於各線圈周圍產生RF磁場，於處理容器內形成供應做為處理氣體之高頻放電、亦即生成甜甜圈狀電漿的感應電場。於此電漿處理裝置，相對於高頻供電部，內側線圈與外側線圈係相互逆向連線，且藉由控制第1電容器以及與其呈電性串聯之線圈的合成阻抗、尤其是控制電抗，以控制該線圈內之電流方向、大小，進而控制甜甜圈狀電漿內之電漿密度分布。尤其，藉由使得流經與第1電容器呈串聯之線圈的電流和流經其他線圈之電流為相同方向可控制在充分小的電流量，進而可對甜甜圈狀電漿內之電漿密度分布乃至於基板上之電漿密度分布進行精細控制。
本發明之第2觀點之電漿處理裝置，係具備有：處理容器，係具有介電質窗；基板保持部，係於該處理容器內保持被處理基板；處理氣體供給部，係為了對該基 板施以所希望之電漿處理而對該處理容器內供給所希望之處理氣體；RF天線，係為了於該處理容器內以感應耦合來生成處理氣體之電漿而設置於該介電質窗外；以及高頻供電部，係將適合於該處理氣體之高頻放電之頻率的高頻電力供給於該RF天線；該RF天線係具有內側線圈、中間線圈以及外側線圈，於徑向上保有間隔而相對地分別配置在內側、中間以及外側，在該高頻供電部之高頻傳送路徑所設置之第1以及第2節點之間呈電性並聯；當從該第1節點至該第2節點之個別高頻分岐傳送路徑係以從頭至尾連續形成的方式圍繞之情況下，通過該中間線圈時之方向與通過該該內側線圈以及外側線圈時之方向在旋繞方向上成為相反；於該第1節點與該第2節點之間設有和該中間線圈呈電性串聯之第1電容器。
此外，本發明之電漿處理方法，係於電漿處理裝置對基板施以所希望之電漿處理；該電漿處理裝置係具有：處理容器，係具有介電質窗；基板保持部，係於該處理容器內保持被處理基板；處理氣體供給部，係為了對該基板施以所希望之電漿處理而對該處理容器內供給所希望之處理氣體；RF天線，係為了於該處理容器內以感應耦合來生成處理氣體之電漿而設置於該介電質窗外；以及高頻供電部，係將適合於該處理氣體之高頻放電之頻率的高頻電力供給於該RF天線；該RF天線係被分割為內側線圈、中間線圈以及外側線圈，於徑向上保有間隔而相對地分別配置於內側、中間以及外側，並 在該高頻供電部之高頻傳送路徑所設之第1以及第2節點之間做電性並聯；當從該第1節點至該第2節點之個別高頻分岐傳送路徑係以從頭至尾連續形成的方式圍繞之情況下，係將該內側線圈、該中間線圈以及該外側線圈連線成為：通過該中間線圈時之方向與分別通過該內側線圈以及該外側線圈時之方向在旋繞方向上成為相反；於該第1節點與該第2節點之間設有和該中間線圈呈電性串聯之第1可變電容器；並選定或是可變控制該第1可變電容器之靜電電容來控制該基板上之電漿密度分布。
上述第2觀點之電漿處理裝置或是上述電漿處理方法，若從高頻供電部對RF天線供給高頻電力，則藉由流經RF天線之各部、亦即分別流經內側線圈、中間線圈以及外側線圈之高頻電流於各線圈周圍產生RF磁場，於處理容器內形成供應於處理氣體之高頻放電、亦即生成甜甜圈狀電漿之感應電場。於此電漿處理裝置，相對於高頻供電部使得內側線圈以及外側線圈以順向連線且使得中間線圈以逆向連線，並調整中間線圈與第1電容器之合成阻抗、尤其是調整電抗以控制該線圈內之電流方向、大小，進而可對甜甜圈狀電漿內之電漿密度分布進行多種類且精細地控制。尤其，可將流經中間線圈之電流控制成為與分別流經內側線圈以及外側線圈之電流在旋繞方向上為相同方向且充分小的電流量，藉此，可對甜甜圈狀電漿內之電漿密度分布乃至於基板上之電漿密度分布進行多種類且精細地控制。
依據本發明之電漿處理裝置或是電漿處理方法，藉由上述構成以及作用可對於處理容器內以感應耦合所生成之甜甜圈狀電漿內之電漿密度分布乃至於基板上之電漿密度分布進行多種類且精細地控制。
以下，參見所附圖式來說明本發明之適宜的實施形態。
〔裝置全體之構成以及作用〕
圖1係顯示本發明之一實施形態之感應耦合型電漿處理裝置之構成。
此電漿處理裝置係以採用平面線圈形RF天線之感應耦合型電漿蝕刻裝置所構成，具有例如鋁或是不鏽鋼等金屬製圓筒型真空室(處理容器)10。腔室10受到防護接地。
首先，說明此感應耦合型電漿蝕刻裝置中無關於電漿生成之各部構成。
於腔室10內之下部中央，用以載置做為被處理基板之例如半導體晶圓W的圓板狀晶座12係以兼做為高頻電極之基板保持台的形式被水平配置著。此晶座12係例如由鋁所構成，被從腔室10底往垂直上方延伸之絕緣性筒狀支撐部14所支撐著。
在沿著絕緣性筒狀支撐部14外周而從腔室10底往垂直上方延伸之導電性筒狀支撐部16與腔室10內壁之間係形成有環狀排氣流路18，於此排氣流路18之上部或 是入口裝設有環狀的緩衝板20，且於底部設有排氣埠22。為了使得腔室10內之氣體流動相對於晶座12上之半導體晶圓W以軸對象而均勻化，使得排氣埠22於圓周方向以等間隔設置複數個之構成為佳。各排氣埠22經由排氣管24而連接著排氣裝置26。排氣裝置26具有渦輪分子泵等真空泵，可將腔室10內之電漿處理空間減壓至所希望之真空度。於腔室10之側壁外裝設有對半導體晶圓W之搬出入口27進行開閉之閘閥28。
RF偏壓用高頻電源30係經由匹配器32以及供電棒34而電性連接於晶座12。此高頻電源30能以可變功率方式輸出適合於控制被拉引到半導體晶圓W之離子能量之一定頻率(通常為13.56MHz以下)之高頻RFL。匹配器32係收容有電抗可變式匹配電路，可對高頻電源30側之阻抗與負荷(主要為晶座、電漿、腔室)側之阻抗之間取得匹配。於該匹配電路中包含有自偏壓生成用之阻隔電容器。
晶座12上面設有用以將半導體晶圓W以靜電吸附力來保持之靜電夾36，於靜電夾36之半徑方向外側設有將半導體晶圓W周圍以環狀包圍之聚焦環38。靜電夾36乃導電膜所構成之電極36a被夾持在一對絕緣膜36b,36c之間所得者，高壓直流電源40經由開關42以及被覆線43而電性連接於電極36a。藉由直流電源40所施加之高壓直流電壓，能以靜電力將半導體晶圓W吸附保持於靜電夾36上。
於晶座12內部設有例如沿著圓周方向延伸之環狀 冷媒室或是冷媒流路44。此冷媒室44中係從冷凝器單元(未圖示)經由配管46,48而被循環供給既定溫度之冷媒例如冷卻水cw。可藉由冷卻水cw之溫度來控制靜電夾36上半導體晶圓W之處理中的溫度。關聯於此，來自氣體供給部(未圖示)之熱傳氣體例如He氣體係經由氣體供給管50而被供給至靜電夾36之上面與半導體晶圓W內面之間。此外，為了進行半導體晶圓W之負載/卸載也設有朝垂直方向貫通晶座12而可上下移動之升降銷及其升降機構(未圖示)等。
其次，說明此感應耦合型電漿蝕刻裝置中有關電漿生成之各部構成。
腔室10之天花板或是頂板係和晶座12隔著相對大的距離間隔而設置，做為此頂板之例如石英板所構成的圓形介電質窗52係被氣密安裝著。於此介電質窗52之上，將用以於腔室10內生成感應耦合電漿的RF天線54以遮蔽外部電磁方式加以收容之天線室56和腔室10來一體化設置。
RF天線54係具有和介電質窗52平行而於徑向上隔著間隔分別配置在內側、中間以及外側之內側線圈58、中間線圈60以及外側線圈62。此實施形態之內側線圈58、中間線圈60以及外側線圈62分別具有圓環狀線圈形體，彼此同軸(更佳為同心圓狀)配置，相對於腔室10或是晶座12也為同軸配置。
此外，於本發明中所謂「同軸」係指具有軸對稱形狀之複數物體間，個別之中心軸線處在相互重疊之位置 關係，關於複數線圈間不光是個別的線圈面於軸向相互偏置的情況也包含於同一面上一致之情況(同心圓狀之位置關係)。
內側線圈58、中間線圈60以及外側線圈62係電性上在來自電漿生成用高頻供電部66之高頻供電線路68與到達接地電位構件之歸線線路70之間(2個節點NA、NB之間)串聯著。此處，歸線線路70係接地電位之地線，連接於電性上保持在接地電位之接地電位構件(例如腔室10或是其他構件)。
於地線70側之節點NB與中間線圈60以及外側線圈62之間係分別電性串聯(插入)著可變電容器86、88。此等可變電容器86、88在主控制部84之控制下藉由電容可變部90可於一定範圍內分別獨立且任意地可變。以下，將在節點NA、NB之間和內側線圈58形成串聯之電容器稱為「內側電容器」，將和中間線圈60形成串聯之電容器稱為「中間電容器」，而將和外側線圈62形成串聯之電容器稱為「外側電容器」。
高頻供電部66係具有高頻電源72以及匹配器74。高頻電源72能以可變功率來輸出適合於利用感應耦合高頻放電之電漿生成的一定頻率(通常為13.56MHz以上)之高頻RFH。匹配器74係收容有用以在高頻電源72側之阻抗與負荷(主要為RF天線、電漿)側之阻抗間進行匹配之電抗可變之匹配電路。
用以對腔室10內之處理空間供給處理氣體之處理氣體供給部係具有：環狀歧管或是緩衝部76，相對於介 電質窗52在略低位置設置在腔室10之側壁中(或是側壁外)；多數側壁氣體釋出孔78，係於圓周方向上以等間隔從緩衝部76面臨電漿生成空間；以及氣體供給管82，係從處理氣體供給源80延伸至緩衝部76。處理氣體供給源80包含有流量控制器以及開閉閥(未圖示)。
主控制部84係包含有例如微電腦，可控制此電漿蝕刻裝置內之各部例如排氣裝置26、高頻電源30,72、匹配器32,74、靜電夾用開關42、可變電容器86,88、處理氣體供給源80、冷凝器單元(未圖示)、熱傳氣體供給部(未圖示)等的個別動作以及裝置全體之動作(序列)。
於此感應耦合型電漿蝕刻裝置，在進行蝕刻時，首先將閘閥28調整為開放狀態以將加工對象之半導體晶圓W搬入腔室10內，載置於靜電夾36上。然後，於關閉了閘閥28之後，從處理氣體供給源80經由氣體供給管82、緩衝部76以及側壁氣體釋出孔78來將蝕刻氣體(一般為混合氣體)以既定流量以及流量比導入腔室10內，藉由排氣裝置26將腔室10內之壓力調整為設定值。再者，開啟高頻供電部66之高頻電源72來將電漿生成用高頻RFH以既定RF功率輸出，經由匹配器74、RF供電線路68以及歸線線路70以對RF天線54之內側線圈58、中間線圈60以及外側線圈62供給高頻RFH之電流。另一方面，開啟高頻電源30使得離子拉引控制用高頻RFL以既定RF功率輸出，將此高頻RFL經由匹配器32以及供電棒34來施加於晶座12。此外，從熱傳氣體供給部對於靜電夾36與半導體晶圓W之間的接觸界面供給熱傳氣體(He氣 體)，並開啟開關42藉由靜電夾36之靜電吸附力來將熱傳氣體封入上述接觸界面。
於腔室10內，從側壁氣體釋出孔78所釋出之蝕刻氣體係擴散至介電質窗52下之處理空間。藉由流經RF天線54之各線圈58、60、62的高頻RFH電流，在此等線圈周圍所產生之磁力線(磁束)會貫通介電質窗52而橫越腔室10內之處理空間(電漿生成空間)，在處理空間內產生方位角方向之感應電場。藉由此感應電場，朝方位角方向加速之電子會和蝕刻氣體之分子、原子發生電離衝撞，生成甜甜圈狀的電漿。
此甜甜圈狀電漿之自由基、離子係於寬廣的處理空間朝四方擴散，自由基等向性降落，離子則被直流偏壓拉引而供給於半導體晶圓W之上面(被處理面)。藉此，電漿之活性種在半導體晶圓W之被處理面產生化學反應與物理反應，被加工膜被蝕刻成為所希望之圖案。
此處所說的「甜甜圈狀電漿」並不限定於腔室10之徑向內側(中心部)不起電漿而僅在徑向外側產生電漿的嚴格環狀電漿，而是相較於腔室10之徑向內側，徑向外側之電漿體積或是密度相對來得大。此外，依據處理氣體所使用之氣體種類、腔室10內之壓力值等條件的不同，有時也不會成為此處所說的「甜甜圈狀電漿」。
此感應耦合型電漿蝕刻裝置係使得RF天線54之內側線圈58、中間線圈60以及外側線圈62成為以下所說明般之特殊電氣連接構成，再者藉由於RF天線54附加電容器(圖1之例為可變電容器86,88)之構成，可有效地抑制 或是降低RF天線54內之波長效應、電位差(壓降)，可達成半導體晶圓W上之電漿程序特性亦即蝕刻特性(蝕刻速率、選擇比、蝕刻形狀等)於旋繞方向以及徑向之提升。
〔RF天線之基本構成以及作用〕
此感應耦合型電漿蝕刻裝置之主要特徴在於RF天線54之內部空間布局構成以及電氣連接構成。圖2以及圖3係顯示了此實施形態之RF天線54之布局以及電氣連接(電路)之基本構成。
如圖2所示般，內側線圈58係夾著間隙或是斷開處Gi繞一周之半徑一定的單圈圓環狀線圈所構成，於徑向上位於腔室10的中心附近。內側線圈58之一端亦即RF入口端58in係經由往上方延伸之連接導體92以及第1節點NA來連接於高頻供電部66之RF供電線路68。
內側線圈58之另一端亦即RF出口端58out係經由往上方延伸之連接導體94以及第2節點NB而連接於地線70。
中間線圈60係由夾著間隙或是斷開處Gm繞一周之半徑一定的單圈圓環狀線圈所構成，於徑向上相對於內側線圈58於外側係位於腔室10之中間部。中間線圈60之一端亦即RF入口端60in於徑向上係鄰接於內側線圈58之RF出口部58out，經由上方延伸之連接導體96以及第1節點NA而連接於高頻供電部66之RF供電線路68。中間線圈60之另一端亦即RF出口端60out在徑向上係鄰接於內側線圈58之RF入口端58in，經由往上方延伸之連接導 體98以及第2節點NB而連接於地線70。
外側線圈62係由夾著間隙或是斷開處Go繞一周之半徑一定的單圈圓環狀線圈所構成，於徑向上相對於中間線圈60於外側位於腔室10之側壁附近。外側線圈62之一端亦即RF入口端62in在徑向上係鄰接於中間線圈60之RF出口端60out，經由往上方延伸之連接導體100以及第1節點NA來連接於高頻供電部66之RF供電線路68。外側線圈62之另一端亦即RF出口端62out在徑向上係鄰接於中間線圈60之RF入口端60in，經由往上方延伸之連接導體102以及第2節點NB來連接於地線70。
如圖2所示般，RF天線54往上方延伸之連接導體92~102在天線室56(圖1)內相對於介電質窗52隔著相當大的距離(在相當高的位置)形成橫向的分岐線或是跨線，減少對各線圈58、60、62所造成之電磁影響。
於上述之RF天線54內的線圈配置以及連線構造中，當從高頻電源72通過RF供電線路68、RF天線54以及地線70而繞到接地電位構件的情況、更極端而言當從第1節點NA到第2節點NB繞過構成RF天線54之各線圈58、60、62之高頻分岐傳送路徑的情況，分別通過內側線圈58以及外側線圈62之時在圖2中係成為逆時鐘旋轉，相對於此，當通過中間線圈60之時在圖2則成為順時鐘旋轉。如此般，通過中間線圈60時之方向與分別通過內側線圈58以及外側線圈62時之方向在旋繞方向成為相反一事為重要的特徴點。
此實施形態之感應耦合型電漿蝕刻裝置，藉由使得 從高頻供電部66所供給之高頻電流流經RF天線54內之各部，則於構成RF天線54之內側線圈58、中間線圈60以及外側線圈62的周圍會因為安培定律而產生以迴圈狀分布之高頻交流磁場，於介電質窗52下即使在相對深處(下方)之區域也會形成朝半徑方向橫斷處理空間之磁力線。
此處，處理空間中之磁束密度的半徑方向(水平)成分在腔室10之中心與周邊部無關乎於高頻電流大小係始終為零，而於其中間某處成為極大。藉由高頻交流磁場所生成之方位角方向的感應電場之強度分布也於徑向上呈現與磁束密度為同樣的分布。亦即，徑向上之甜甜圈狀電漿內的電子密度分布在巨觀上係和RF天線54內之電流分布大致對應。
此實施形態之RF天線54有別於從中心或是內周端旋繞至外周端之通常的漩渦線圈，而是由局限於天線中心部之圓環狀內側線圈58、局限於天線中間部之圓環狀中間線圈60、局限於天線周邊部之圓環狀外側線圈62所構成，RF天線54內之電流分布係對應於各線圈58、60、62之位置而呈現同心圓狀分布。
此處，內側線圈58於其迴圈內係流經一樣或是均勻的高頻電流(以下稱為「內側線圈電流」)Ii。中間線圈60於其迴圈內流經有一樣或是均勻的高頻電流(以下稱為「中間線圈電流」)Im。外側線圈62於其迴圈內流經有一樣或是均勻的高頻電流(以下稱為「外側線圈電流」)Io。此實施形態，基於上述線圈配置以及連線構造 (圖2)之情況下，藉由如後述般將中間電容器86以及外側電容器88的靜電電容C86、C88分別於既定範圍內可變調整或是選定於既定範圍內，可使得在RF天線54內分別流經此等線圈58、60、62之線圈電流Ii、Im、Io在旋繞方向上調整為全部成為相同方向。
從而，於腔室10之介電質窗52下(內側)所生成之甜甜圈狀電漿，電流密度(亦即電漿密度)在內側線圈58、中間線圈60以及外側線圈62的個別正下方位置附近會突出變高(成為極大)。如此般，甜甜圈狀電漿內之電流密度分布在徑向上並非均勻而是成為凹凸分布狀況。但是，藉由在腔室10內之處理空間使得電漿朝四處擴散，則可於晶座12附近亦即基板W上使得電漿密度被均化。
於本實施形態，內側線圈58、中間線圈60以及外側線圈62皆為圓環狀線圈，由於在線圈旋繞方向流經一樣或是均勻的高頻電流，故於線圈旋繞方向上不光是甜甜圈狀電漿內即便是晶座12附近亦即基板W上也可始終得到大致均勻的電漿密度分布。
此外，於徑向上，如後述般地中間電容器86以及外側電容器88之靜電電容C86、C88於既定範圍內為可變調整或是選定為適切的值，可調節分別流經內側線圈58、中間線圈60以及外側線圈62之電流Ii、Im、Io的平衡，而可自由地控制甜甜圈狀電漿內之電漿密度分布。藉此，可自由地控制晶座12附近亦即基板W上之電漿密度分布，亦可高精度且容易達成電漿密度分布之均勻化。
於此實施形態，RF天線54內之波長效應、壓降於 個別線圈58、60、62係取決於其長度。從而，為了避免個別線圈58、60、62產生波長效應，藉由選定各線圈長度，可完全解決RF天線54內之波長效應、壓降的問題。關於波長效應之防止，以將各線圈58、60、62之長度設定為較高頻RFH之1/4波長來得短為所希望者。
關於此線圈長度之未達1/4波長的條件，線圈直徑愈小、圈數愈少，愈容易滿足。從而，於RF天線54內之線圈直徑最小的內側線圈58容易採取複數圈之構成。另一方面，線圈直徑最大的外側線圈62相對於複數圈以單圈為所希望者。中間線圈60雖同樣取決於半導體晶圓W之口徑、高頻RFH之頻率等，但通常和外側線圈62同樣為單圈為所希望者。
〔附加於RF天線之電容器功能〕
此實施形態之感應耦合型電漿蝕刻裝置另一重要特徴在於附加在RF天線54之可變電容器(尤其是中間電容器86)的功能或是作用。
此實施形態之感應耦合型電漿蝕刻裝置中，藉由使得中間電容器86之靜電電容C86成為可變，可使得中間線圈60與中間電容器86之合成電抗(以下稱為「中間合成電抗」)Xm成為可變，可使得流經中間線圈60之中間電流Im的電流值成為可變。
此處，中間電容器86之靜電電容C86有希望的範圍。亦即，和上述中間線圈60對高頻供電部66之連線與內側線圈58以及外側線圈60之連線成為反向之事相關連，以中間合成電抗Xm成為負值(中間電容器86之電容 性電抗大於中間線圈60之感應性電抗)的方式來使得中間電容器86之靜電電容C86成為可變或是進行選定為所希望者。以別的角度來說，在較由中間線圈60與中間電容器86所構成之串聯電路產生串聯共振之時的靜電電容來得小的區域內來使得中間電容器86之靜電電容C86成為可變或是進行選定為所希望者。
如上述般，在中間線圈60相對於內側線圈58以及外側線圈62以反向連線之RF天線54，藉由在中間合成電抗Xm成為負值之區域使得中間電容器86之靜電電容C86成為可變，則流經中間線圈60之中間電流Im和分別流經內側線圈58以及外側線圈62之內側電流Ii以及外側電流Io在旋繞方向上成為相同方向。並且，中間電流Im的電流值可從約零開始慢慢增加，可例如選定內側電流Ii以及外側電流Io之1/10以下至1/5以下。
此外，若如上述般將中間電流Im控制在較內側電流Ii以及外側電流Io來得充分小的電流值，則於此實施形態般使用以並聯配置為同心圓狀的3個線圈58、60、62所構成之RF天線54的感應耦合型電漿蝕刻裝置中，在腔室10內正下方所生成之甜甜圈狀電漿內的電漿密度可精細且良好地均勻化，此可從圖4所示實驗獲得確認。
此實驗中，如圖4A所示般，RF天線54中內側線圈58係以直徑100mm捲繞形成2圈(2匝)，中間線圈60以及外側線圈62分別以直徑200mm、300mm形成單圈(1匝)。在主要的程序條件方面，高頻RFH之頻率為13.56MHz，RF功率為1500W，腔室10內之壓力為100mTorr，處理氣 體為Ar與O2之混合氣體，氣體之流量為Ar/O2=300/30sccm。
於此實驗中，使得中間電容器86以及外側電容器88之靜電電容C86、C88成為可變，而如圖4B所示般將內側線圈電流Ii調整為13.5A、中間線圈電流Im調整為3.9A、外側線圈電流Io調整為18.4A的結果，確認了如圖4C所示般在徑向上得到均勻的電漿密度分布。
此外，即使將中間線圈電流Im設定為0A(無中間線圈60之情況同樣)，由於在內側線圈58以及外側線圈62個別正下方位置附近所生成之電漿於徑向擴散，故如圖3之虛線所示般，即使於兩線圈58、62之中間區域仍會存在絕對不低(略為下降程度的)電漿密度。是以，若有別於兩線圈58、62而在位於中間之中間線圈60處使得少量的電流Im和分別於兩線圈58、62流動之電流Ii、Io於旋繞方向上以相同方向流動，則於中間線圈60之正下方位置附近，感應耦合電漿之生成以良好程度增強，電漿密度在徑向上成為均勻。
於此實施形態，以中間線圈電流Im之電流值可控制在相當小的值之方式而如上述般將中間線圈60做反向連線，使得中間電容器86之靜電電容C86於中間合成電抗Xm成為負值的區域進行可變。於此情況，於Xm<0的區域內若C86之值愈小則中間合成電抗Xm之絶對值變得愈大，中間電流Im之電流值會變小(接近於零)。相反地，於Xm<0之區域內使得C86之值愈大，則中間合成電抗Xm之絶對值變得愈小，中間電流Im之電流值變得愈大。
此處，參見圖5A以及圖5B來更詳細地說明中間電容器86之功能。
圖5A係描繪出於具有50Ω電抗之線圈(包含連線部分之相當於直徑約200mm的單圈圓環狀線圈)串聯可變電容器而使得此可變電容器之靜電電容C於20pF~1000pF之範圍進行可變時的合成電抗X值。圖5B係將此時流經線圈之電流IN的值予以規格化(相對於當無可變電容器之時所流經電流之比值)來進行描繪。
當可變電容器之靜電電容C充分小的時候，合成電抗X係顯示大的負值。隨著可變電容器之靜電電容C增加，合成電抗X通過相當於串聯共振之零(Ω)而變大，漸近於線圈之電抗值(50Ω)。
流經線圈之電流IN係和1/X成正比而以下述式表示。
此處，f係施加於線圈之高頻頻率。
若可變電容器之靜電電容C充分小則電流IN以接近約零之值成為負符號亦即反向電流。接著若繼續增加靜電電容C，透過與無可變電容器時流經線圈之電流為相同大小的電流IN成為反向流動之狀態(IN=-1)，逆向電流IN之電流值往成為串聯共振時之值CR而逐漸增大。然後，一旦通過串聯共振點CR，此次將會反過來成為在正向上流經大的電流IN之狀態，接著靜電電容C會更為變 大，而漸近於和無可變電容器之時流經線圈的電流為相同方向以及相同大小的電流IN產生流動之狀態(IN=+1)。
此處需要注意的是，由此線圈與可變電容器所構成之串聯電路，並不存在流經充分小(亦即較+1來得小)的正電流IN之狀態。於正向時必定僅有和沒有可變電容器之時為同等以上的大小(IN≧1)的電流IN流動。若欲將電流IN集中在較無可變電容器之時來得小之正值，只有讓靜電電容C在較串聯共振點CR來得小之範圍亦即電流IN成為逆向之範圍內進行可變。
是以，於此實施形態，關於中間線圈60，係以合成電抗Xm在成為負值的區域使得中間電容器86之靜電電容C86成為可變、且中間線圈電流Im與內側線圈電流Ii以及外側線圈電流Io在旋繞方向上以相同方向流動的方式來將中間線圈60之連線設定為和內側線圈58以及外側線圈62之連線成為逆向。藉此，可使得和內側線圈電流Ii以及外側線圈電流Io在旋繞方向上為相同方向之充分小的中間線圈電流Im流經中間線圈60，可使得電漿密度分布於徑向上精細地均勻化。
但是，流經逆向連線之中間線圈86的電流Im之選定受到1個限制。亦即，電性並聯之複數線圈，於逆向連線之線圈(此實施形態為中間線圈60)係不能流有和流經其他線圈(內側線圈58以及外側線圈62)之電流(Ii、Io)為同程度的電流(Im)。
由逆向連線之線圈與可變電容器所構成之串聯電 路，若於合成電抗成為負的條件下使得可變電容器之靜電電容從充分小的值逐漸變大，伴隨於此電流也會逐漸增加，至某個時點會到達與其他線圈側之合成電抗為符號相反但值相同的區域。以並聯電抗電路而言，考慮到電流比係和電抗倒數成正比，則此相當於流經符號相反但為同程度的電流之狀態。於該狀態下並聯電抗電路全體成為並聯共振電路，從匹配器所看到的負荷阻抗成為非常大的值。通常的匹配器於如此之區域會超出匹配範圍或是功率傳送效率極端惡化。從而，必須留意於逆向連線之中間線圈60不致流經和流經其他線圈58、62之電流為同程度的電流。
於RF天線54中，與中間電容器86一同附設之外側電容器88係發揮對流經內側線圈58之內側電流Ii與流經外側線圈62之外側電流I0的平衡進行調整之功能。如上述般，流經中間線圈60之中間電流Im通常為少量，從高頻供電部66供給於RF天線54之高頻電流的大部分係分往內側線圈58與外側線圈62來流動。此處，藉由使得外側電容器88之靜電電容C88成為可變，可使得外側線圈62與外側電容器88之合成電抗(以下稱為「外側合成電抗」)Zo成為可變，甚至可調節內側電流Ii與外側電流I0之間的分配比。
由於內側線圈58以及外側線圈62皆以順向連線，故在旋繞方向上要使得內側電流Ii與外側電流I0成為相同方向，只要在外側合成電抗Xo成為正值的區域來使得外側電容器88之靜電電容C88成為可變即可。於此情況， 於Xo>0之區域內使得C88之值愈小，則外側合成電抗Xo之值會成為愈小，外側電流Io之電流量會相對變大，對應於此，內側電流Ii之電流量會相對變小。相反地，於Xo>0之區域內C88之值愈大，則外側合成電抗Xo之值會愈大，外側電流Io之電流量會相對變小，對應於此，內側電流Ii之電流量會相對變大。
此外，亦可取代外側電容器88，考慮於內側線圈58串聯電容器之構成、亦即設置內側電容器之構成。但是，當RF天線54完全未附加電容器之情況，正比於線圈直徑，電流會集中流動於阻抗(尤其電抗)最低之內側線圈58，甜甜圈狀電漿內之電漿密度容易在中心部突出變高。附加內側電容器僅是增強電流集中於內側線圈58，從而僅是放大內側線圈電流Ii與外側線圈電流I0的失衡，對於電漿密度分布之控制上非所希望者。
如此般，在此實施形態之感應耦合型電漿蝕刻裝置，藉由使得外側電容器88之靜電電容C88成為可變，可對流經內側線圈58之內側電流Ii與流經外側線圈62之外側電流I0的平衡做任意的調節。此外，如上述般，藉由使得中間電容器86之靜電電容C86成為可變，可對流經中間線圈60之中間電流Im與內側電流Ii以及外側電流I0之平衡做任意調節。
〔關於RF天線之其他實施例或是變形例〕
上述實施形態，將中間電容器86以及外側電容器88分別連接在中間線圈60以及外側線圈62之RF出口端60out,62out與地線70側之第2節點NB之間。做為一變形 例，亦可如圖6所示般，在高頻電源72側之第1節點NA與中間線圈60以及外側線圈62之RF入口端60in,62in之間分別連接中間電容器86以及外側電容器88。
在其他實施例方面，亦可如圖7所示般，在第1節點NA與第2節點NB之間設置可使得中間線圈60之連線朝反向以及順向之任一方向切換的切換開關110。於圖示之構成例，於中間線圈60之兩端60a、60b分別連接切換開關110的2個可動接點110a、110b。第1可動接點110a可在連接於高頻電源72側第1節點NA的第1電源側固定接點110c與連接於地線70側第2節點NB之第1接地側固定接點110d之間進行切換。第2可動接點110b可在連接於高頻電源72側第1節點NA之第2電源側固定接點110e與連接於地線70側第2節點NB之第2接地側固定接點110f之間進行切換。
於相關構成中，若將第1以及第2可動接點110a、110b分別切換至第1電源側固定接點110c以及第2接地側固定接點110f，則中間線圈60成為反向連線。若將第1以及第2可動接點110a、110b分別切換至第1接地側固定接點110d以及第2電源側固定接點110e，則中間線圈60成為順向連線。
此外，於其他實施例方面，如圖8所示般，亦可採用兼具反向連線之第1中間線圈60A與順向連線之第2中間線圈60B的構成。於此情況亦以於第1節點NA與第2節點NB之間設置分別和第1以及第2中間線圈60A、60B進行串聯之第1以及第2中間電容器86A、86B為佳。
於此實施例中，當需要有相較於內側線圈電流Ii以及外側線圈電流Io為同等程度或是更大的中間線圈電流Im(ImA+ImB)之情況，係將順向側之第2中間電容器86B的靜電電容C86B從大的值朝串聯共振點CR調節，使得反向側之第1中間電容器86A之靜電電容C86A接近最小值附近。相反地，當需要有相較於內側線圈電流Ii以及外側線圈電流Io來得充分小之中間線圈電流Im(ImA+ImB)的情況，係使得第2中間電容器86B之靜電電容C86B接近最小值附近，將第1中間電容器86A之靜電電容C86A在最小值與串聯共振點CR之間做調節。
圖9A係顯示構成RF天線54之線圈(內側線圈54/中間線圈60/外側線圈62)分別處在空間上且電性上並列關係的一對螺旋線圈所構成之例。當波長效應不會成為太大問題的情況，亦可使用如此之螺旋線圈。
於圖示之構成例中，內側線圈58係由於旋繞方向上錯開180°平移之一對螺旋線圈58a、58b所構成。此等螺旋線圈58a、58b係在高頻電源72側節點NA的下游側所設之節點NC與地線70側節點NB的上游側所設之節點ND之間電性並聯著。
中間線圈60係由在旋繞方向上錯開180°平移之一對螺旋線圈60a、60b所構成。此等螺旋線圈60a、60b係在高頻電源72側節點NA的下游側所設之節點NE與地線側節點NB(進而相對於中間電容器86位於)上游側所設之節點NF之間電性並聯著。
外側線圈62係由在旋繞方向上錯開180°平移之一 對螺旋線圈62a、62b所構成。此等螺旋線圈62a、62b係在高頻電源72側節點NA之下游側所設之節點NG與地線70側節點NB(進而相對於外側電容器88位於)上游側所設之節點NH之間電性並聯著。
即使如此般使用並聯螺旋線圈之情況，內側線圈58以及外側線圈62也順向連線，而中間線圈60係反向連線。亦即，當從第1節點NA至節點NB個別高頻分岐傳送路徑係以從頭至尾連續形成方式來繞圈之情況，分別通過內側線圈58(58a、58b)以及外側線圈62(62a、62b)時的方向在圖9A為順時鐘，相對於此，通過中間線圈60(60a、60b)時的方向在圖9A中則成為逆時鐘。
即使於此實施例亦如圖9B所示般，可採行將中間電容器86以及外側電容器88設置於高頻電源72側之構成、更詳細地說乃分別連接於節點NA與節點NE、NG之間之構成。
構成此實施形態之RF天線54的各線圈58、60、62之迴圈形狀不限定於圓形，亦可因應於被處理體形狀等而成為例如圖10A以及圖10B所示之四角形。如此般即便於線圈58、60、62之迴圈形狀為多角形的情況，如圖示般使得中間線圈60相對於內側線圈58以及外側線圈62以反向連線，並具備可變式中間電容器86以及可變式外側電容器88為佳。此外，線圈之截面形狀不限定於矩形，亦可為圓形、橢圓形等，不限於單線亦可為撚線。
此外，雖圖示省略，於RF天線54，亦可於內側線圈58之徑向內側以及/或是外側線圈62之徑向外側進一 步配置其他線圈，整體上並聯4個以上線圈來構成。或是，亦可省略內側線圈58而僅使用中間線圈60與外側線圈62(於此情況，中間線圈60相對地成為內側線圈)。再者，亦可省略外側線圈62而僅使用內側線圈58與中間線圈60(中間線圈60相對地成為外側線圈)。於此情況，以和內側線圈58進行串聯的方式來連接可變式內側電容器為佳。
此外，亦可視需要使得中間電容器86之靜電電容C86在中間合成電抗Xm成為正值之區域為可變。於此情況，流經中間線圈60之中間線圈電流Im和分別於內側線圈58以及外側線圈62內流動之內側線圈電流Ii以及外側線圈電流Io在旋繞方向上成為相反方向。此在意圖降低中間線圈60正下方附近之電漿密度的情況有用。
再者，亦可將附加於RF天線54之電容器之一部分(也包含中間電容器86)做為固定電容器或是半固定電容器，亦可於RF天線54僅附加中間電容器86。
上述實施形態之感應耦合型電漿蝕刻裝置之構成為一例，不僅是電漿生成機構之各部分即使是和電漿生成無直接關係之各部構成也可做各種變形。
例如，在RF天線之基本形態方面除了亦可為平面型以外之類型例如圓頂型等。處理氣體供給部亦可採用從天花板對腔室10內導入處理氣體之構成，亦可為不對晶座12施加直流偏壓控制用高頻RFL之形態。
再者，本發明5之感應耦合型電漿處理裝置或是電漿處理方法不限定於電漿蝕刻技術領域，亦可適用 於電漿CVD、電漿氧化、電漿氮化、濺鍍等其他電漿程序。此外，本發明中之被處理基板不限定於半導體晶圓，亦可為平板顯示器用之各種基板、光罩、CD基板、印刷基板等。
10‧‧‧腔室
12‧‧‧晶座
26‧‧‧排氣裝置
52‧‧‧介電質窗
54‧‧‧RF天線
58‧‧‧內側線圈
60‧‧‧中間線圈
62‧‧‧外側線圈
66‧‧‧高頻供電部
70‧‧‧地線
72‧‧‧電漿生成用高頻電源
74‧‧‧匹配器
80‧‧‧處理氣體供給源
84‧‧‧主控制部
86‧‧‧中間電容器
88‧‧‧外側電容器
90‧‧‧電容可變部
圖1係顯示本發明之一實施形態之感應耦合型電漿處理裝置之構成的縱截面圖。
圖2係顯示實施形態之RF天線之基本布局構成以及電氣連接構成之立體圖。
圖3係和圖2之構成對應之電氣連接圖。
圖4A係顯示於實施形態之實驗所使用之RF天線之布局構成以及電氣連接構成之圖。
圖4B係顯示於上述實驗所選擇之線圈電流組合之一之圖。
圖4C係顯示以圖4B之線圈電流之組合所得到之甜甜圈狀電漿之照片圖像圖。
圖5A係顯示用以說明實施形態之中間電容器功能之靜電電容-合成電抗特性之繪圖。
圖5B係顯示用以說明實施形態之中間電容器功能之靜電電容-規格化電流特性之繪圖。
圖6係顯示實施形態之一變形例中RF天線之布局構成以及電氣連接構成之圖。
圖7係顯示其他實施例之RF天線之布局構成以及電氣連接構成之圖。
圖8係顯示其他實施例之RF天線之布局構成以及電氣連接構成之圖。
圖9A係顯示其他實施例之RF天線之布局構成以及電氣連接構成之圖。
圖9B係顯示圖9A之實施例之一變形例之圖。
圖10A係顯示其他實施例之RF天線之布局構成以及電氣連接構成之圖。
圖10B係顯示圖10A之實施例之一變形例之圖。
52‧‧‧介電質窗
58‧‧‧內側線圈
58in‧‧‧RF入口端
58out‧‧‧RF出口端
60‧‧‧中間線圈
60in‧‧‧RF入口端
60out‧‧‧RF出口端
62‧‧‧外側線圈
62in‧‧‧RF入口端
62out‧‧‧RF出口端
66‧‧‧電漿生成用高頻供電部
68‧‧‧高頻供電線路
70‧‧‧歸線線路
72‧‧‧高頻電源
86,88‧‧‧可變電容器
92,94,96,98‧‧‧連接導體
100,102‧‧‧連接導體

Claims (25)

  1. 一種電漿處理裝置，係具備有：處理容器，係具有介電質窗；基板保持部，係於該處理容器內保持被處理基板；處理氣體供給部，係為了對該基板施以電漿處理而對該處理容器內供給處理氣體；RF天線，係為了於該處理容器內以感應耦合來生成處理氣體之電漿而設置於該介電質窗外；以及高頻供電部，係將該處理氣體之高頻放電用頻率的高頻電力供給於該RF天線；其中該RF天線係具有內側線圈以及外側線圈，該等係於徑向上保有間隔而相對地分別配置在內側以及外側，在該高頻供電部之高頻傳送路徑所設置之第1以及第2節點之間呈電性並聯；該內側線圈及該外側線圈會相反捲繞，且當從該第1節點至該第2節點之個別高頻分岐傳送路徑係以從頭至尾連續形成的方式圍繞之情況下，從該第1節點至該第2節點而沿著該內側線圈來旋繞之方向與從該第1節點至該第2節點而沿著該外側線圈來旋繞之方向係成為相反；於該第1節點與該第2節點之間設有和該內側線圈或是該外側線圈之其中一者呈電性串聯之第1電容器；該內側線圈中之電流的流動方向會在周圍方向與該外側線圈中之電流的流動方向相同。
  2. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中於 該內側線圈以及該外側線圈分別流經有旋繞方向為相同方向之電流。
  3. 如申請專利範圍第2項之電漿處理裝置，其中於該內側線圈與該外側線圈之間，流經與該第1電容器呈電性串聯之線圈的電流係小於流經另一線圈的電流。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之電漿處理裝置，其中該第1電容器為可變電容器，藉由使其靜電電容值成為可變，以對流經與該第1電容器呈電性串聯之線圈的電流方向以及電流量進行控制。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之電漿處理裝置，其中於該第1節點與該第2節點之間係設有和該內側線圈或是該外側線圈之另一者呈電性串聯之第2電容器。
  6. 如申請專利範圍第5項之電漿處理裝置，其中該第2電容器為可變電容器，藉由使其靜電電容值成為可變，以對流經與該第2電容器呈電性串聯之線圈的電流之電流量進行控制。
  7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之電漿處理裝置，其中該內側線圈以及該外側線圈係呈同軸配置。
  8. 如申請專利範圍第7項之電漿處理裝置，其中該內側線圈以及該外側線圈係同心圓狀配置。
  9. 如申請專利範圍第8項之電漿處理裝置，其中該介電質窗係形成該處理容器之天花板；該內側線圈以及該外側線圈皆載放配置於該介電質窗上。
  10. 一種電漿處理裝置，係具備有： 處理容器，係具有介電質窗；基板保持部，係於該處理容器內保持被處理基板；處理氣體供給部，係為了對該基板施以電漿處理而對該處理容器內供給處理氣體；RF天線，係為了於該處理容器內以感應耦合來生成處理氣體之電漿而設置於該介電質窗外；以及高頻供電部，係將該處理氣體之高頻放電用頻率的高頻電力供給於該RF天線；其中該RF天線係具有內側線圈、中間線圈以及外側線圈，該等係於徑向上保有間隔而相對地分別配置在內側、中間以及外側，在該高頻供電部之高頻傳送路徑所設置之第1以及第2節點之間呈電性並聯；該中間線圈會與該內側線圈及該外側線圈呈相反捲繞，且當從該第1節點至該第2節點之個別高頻分岐傳送路徑係以從頭至尾連續形成的方式圍繞之情況下，從該第1節點至該第2節點而沿著該中間線圈來旋繞之方向與從該第1節點至該第2節點而沿著該內側線圈以及該外側線圈來旋繞之方向係成為相反；於該第1節點與該第2節點之間設有和該中間線圈呈電性串聯之第1電容器；該內側線圈中之電流的流動方向會在周圍方向與該外側線圈中之電流的流動方向相同。
  11. 如申請專利範圍第10項之電漿處理裝置，其中於該中間線圈所流經之電流係和分別流經該內側線圈以及該外側線圈之電流在旋繞方向上為相同方向。
  12. 如申請專利範圍第11項之電漿處理裝置，其中流經該中間線圈之電流係小於分別流經該內側線圈以及該外側線圈之電流。
  13. 如申請專利範圍第10至12項中任一項之電漿處理裝置，其中該第1電容器為可變電容器，藉由使得其靜電電容值成為可變，以對流經該中間線圈之電流方向以及電流量進行控制。
  14. 如申請專利範圍第10至12項中任一項之電漿處理裝置，其中於該第1節點與該第2節點之間具有和該外側線圈呈電性串聯之第2電容器。
  15. 如申請專利範圍第14項之電漿處理裝置，其中該第2電容器為可變電容器，藉由使得其靜電電容值成為可變，以對分別流經該內側線圈以及該外側線圈之電流的平衡進行控制。
  16. 如申請專利範圍第10至12項中任一項之電漿處理裝置，其中該內側線圈、該中間線圈以及該外側線圈係呈同軸配置。
  17. 如申請專利範圍第16項之電漿處理裝置，其中該內側線圈、該中間線圈以及該外側線圈係呈同心圓狀配置。
  18. 如申請專利範圍第17項之電漿處理裝置，其中該介電質窗係形成該處理容器之天花板；該內側線圈、該中間線圈以及該外側線圈皆載放、配置於該介電質窗上。
  19. 如申請專利範圍第10至12項中任一項之電 漿處理裝置，其中該外側線圈係於旋繞方向繞一周之單圈線圈。
  20. 如申請專利範圍第10至12項中任一項之電漿處理裝置，其中該中間線圈係於旋繞方向上繞一周之單圈線圈。
  21. 一種電漿處理方法，係於電漿處理裝置對基板施以所希望之電漿處理；該電漿處理裝置係具有：處理容器，係具有介電質窗；基板保持部，係於該處理容器內保持被處理基板；處理氣體供給部，係為了對該基板施以所希望之電漿處理而對該處理容器內供給所希望之處理氣體；RF天線，係為了於該處理容器內以感應耦合來生成處理氣體之電漿而設置於該介電質窗外；以及高頻供電部，係將適合於該處理氣體之高頻放電之頻率的高頻電力供給於該RF天線；其中該RF天線係被分割為內側線圈、中間線圈以及外側線圈，該等於徑向上保有間隔而相對地分別配置於內側、中間以及外側，並在該高頻供電部之高頻傳送路徑所設之第1以及第2節點之間做電性並聯；當從該第1節點至該第2節點之個別高頻分岐傳送路徑係以從頭至尾連續形成的方式圍繞之情況下，係將該內側線圈、該中間線圈以及該外側線圈連線成為：通過該中間線圈時之方向與分別通過該內側線圈以及該外側線圈時之方向在旋繞方向上成為相反；於該第1節點與該第2節點之間設有和該中間線圈呈電性串聯之第1可變電容器； 該內側線圈中之電流的流動方向會在周圍方向與該外側線圈中之電流的流動方向相同；並選定或是可變控制該第1可變電容器之靜電電容來控制該基板上之電漿密度分布。
  22. 如申請專利範圍第21項之電漿處理方法，係藉由降低該第1可變電容器之靜電電容，以將流經該中間線圈之電流的電流量調小。
  23. 如申請專利範圍第21或22項之電漿處理方法，其中於該中間線圈所流經之電流係和分別流經該內側線圈以及該外側線圈之電流在旋繞方向上為相同方向。
  24. 如申請專利範圍第23項之電漿處理方法，其中流經該中間線圈之電流相較於分別流經該內側線圈以及該外側線圈之電流係被控制在小的電流量。
  25. 如申請專利範圍第21或22項之電漿處理方法，其中於該第1節點與該第2節點之間以和該外側線圈呈電性串聯的方式連接第2可變電容器；並選定或是可變控制該第1以及第2可變電容器之靜電電容，來控制該基板上之電漿密度分布。
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