(57)【要約】【課題】均一性を向上できるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を提供する。【解決手段】チャンバ内に設けられ被処理体が載置される載置部と、チャンバ内にプラズマを発生させる上部電極と、上部電極と載置部との間に設けられ、電界を遮蔽する遮蔽部と、上部電極と接続し、上部電極の始端と終端を入れ替えることが可能であるスイッチ部と、を含む、プラズマ処理装置を提供する。上部電極の始端と終端を入れ替えるステップと、チャンバ内にプラズマを発生させるステップと、チャンバ内に反応ガスを供給するステップと、を含む、プラズマ処理方法を提供する。【選択図】図１
2020145138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ内に設けられ被処理体が載置される載置部と、
チャンバ内にプラズマを発生させる上部電極と、
前記上部電極と前記載置部との間に設けられ、電界を遮蔽する遮蔽部と、
前記上部電極と接続し、前記上部電極の始端と終端を入れ替えることが可能であるスイッチ部と、
を含む、プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記スイッチ部は、
配線と接触する第２の絶縁部と、
配線と接触する第３の絶縁部と、
を含み、
前記第２の絶縁部は、前記第３の絶縁部の中心の軸に対して回転可能である、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記スイッチ部は、スイッチを含み、
前記スイッチは、接続しないことが可能である、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
上部電極の始端と終端を入れ替えるステップと、
チャンバ内にプラズマを発生させるステップと、
チャンバ内に反応ガスを供給するステップと、
を含む、プラズマ処理方法。
【請求項５】
第２の絶縁部を第３の絶縁部の中心の軸に対して回転させるステップと、
を含む、請求項４に記載のプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、プラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
均一なプラズマ処理を行うプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を提供する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００８／１２９８４４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本実施形態は、均一性を向上できるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
チャンバ内に設けられ被処理体が載置される載置部と、チャンバ内にプラズマを発生させる上部電極と、前記上部電極と前記載置部との間に設けられ、電界を遮蔽する遮蔽部と、前記上部電極と接続し、前記上部電極の始端と終端を入れ替えることが可能であるスイッチ部と、を含む、プラズマ処理装置を提供する。上部電極の始端と終端を入れ替えるステップと、チャンバ内にプラズマを発生させるステップと、チャンバ内に反応ガスを供給するステップと、を含む、プラズマ処理方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本実施形態に係るプラズマ処理装置を示す図である。
【図２ａ】本実施形態に係る電極部の一部を示す概念図である。
【図２ｂ】本実施形態に係る電極部の一部を示す概念図の別の例である。
【図３ａ】本実施形態に係る電極部の一部を示す斜視図である。
【図３ｂ】本実施形態に係る電極部の一部を示す斜視図の別の例である。
【図４ａ】本実施形態に係る電極部の一部を示す斜視図の別の例である。
【図４ｂ】本実施形態に係る電極部の一部を示す斜視図の別の例である。
【図４ｃ】本実施形態に係る電極部の一部を示す斜視図の別の例である。
【図５】本実施形態に係る電極部の一部を示す斜視図の別の例である。
【図６】本実施形態に係る電極部の一部を示す斜視図の別の例である。
【図７】本実施形態に係る電極部の一部を示す斜視図の別の例である。
【図８】本実施形態に係る上部電極の一部を示す上面図である。
【図９】本実施形態に係るプラズマ処理の方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【０００８】
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
【０００９】
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【００１０】
本願明細書において、「に設けられる」とは、直接接して設けられる場合の他に、間に別の要素が挿入され、もしくは、間に空間を介して設けられる場合も含む。
【００１１】
図１は、本実施形態に係るプラズマ処理装置１００を示す図である。
【００１２】
図１に示すように、プラズマ処理装置１００は、上部電極１と、第１の絶縁部２と、遮蔽部３と、第２の絶縁部４と、第３の絶縁部５と、チャンバ１１と、支持部１２と、保持部１３と、下部電極１４と、整合器１５ａ、１５ｂと、電源部１６ａ、１６ｂと、載置部１７と、供給口１８と、排気口１９と、制御部２０と、ポンプ２１と、配線３１〜３４と、を有する。
【００１３】
上部電極１は、例えば、ＣＣＰ（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）アンテナ及びＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）アンテナを含み、ＣＣＰアンテナに流れるＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電流及びＩＣＰアンテナに流れるＲＦ電流により、支持部１２を介してチャンバ１１内に電界を発生させる。そして、チャンバ１１内に発生した電界によりプラズマが発生する。つまり、上部電極１によって容量結合によるプラズマ及び誘導結合によるプラズマがチャンバ１１内に発生する。上部電極１は、導電性を有し、材料として例えば銅などの導電性の良い金属で形成されている。上部電極１は、導線を含み、渦巻形状である。
【００１４】
例えば、上部電極１の外側の一端は、配線３３、配線３１を介して整合器１５ａに接続している。上部電極１の内側の一端は、配線３４、配線３２を介して接地している。整合器１５ａは、電源部１６ａに接続されている。例えば、整合器１５ａは、マッチングボックスであってコンデンサを有する。電源部１６ａは、例えば、１ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数を有する高周波電源である。整合器１５ａによって、電源部１６ａから電力が上部電極１に印加される。
【００１５】
第１の絶縁部２は、上部電極１と遮蔽部３の間に設けられている。
【００１６】
第２の絶縁部４は、配線３１、配線３２と接触している。第３の絶縁部５は、配線３３、配線３４と接触している。第１の絶縁部２、第２の絶縁部４、及び第３の絶縁部５は、絶縁性を有する物質で形成されていればよく、例えば、ガラスやプラスチック、セラミック等で形成されていてもよい。さらに第２の絶縁部４、及び第３の絶縁部５の接触している面の面内方向が回転した際に、接触できるよう、第２の絶縁部４、及び第３の絶縁部５は、第２の絶縁部４、及び第３の絶縁部５の中心の軸に対して点対称な図形を底面とした立体であればよく、例えば、円柱や四角柱でもよい。遮蔽部３は、第１の絶縁部２と支持部１２の間に設けられている。遮蔽部３は導電性を有し、材料として例えば銅などの導電性の良い金属で形成されている。
【００１７】
尚、上部電極１と遮蔽部３は接触しておらず、電気的に接続していない。
【００１８】
配線３１は、第２の絶縁部４と接触しており、整合器１５ａ、電源部１６ａと接続している。配線３２は、第２の絶縁部４と接触しており、接地している。配線３３は、第３の絶縁部５と接触しており、渦巻形状の上部電極１の外側の一端と接続している。配線３４は、第３の絶縁部５と接触しており、上部電極１の内側の一端と接続している。
【００１９】
チャンバ１１内には、例えば、被処理体（ワークＷ）としてウェーハが載置部１７によって保持される。載置部１７は、例えば、環状である。載置部１７の中央領域の空間に、下部電極１４の少なくとも一部が設けられる。載置部１７の凹部によりウェーハの外縁が保持される。チャンバ１１内には、例えば、被処理体（ワークＷ）としてウェーハは下部電極１４の上に設けられる保持される。下部電極１４上に設けられた被処理体（ワークＷ）に真空チャックや冷却を施してもよい。ウェーハの中央領域は、下部電極１４の上方に位置する。例えば、ウェーハの形状は、上方から見て円形である。被処理体（ワークＷ）として、フォトリソグラフィ法におけるマスクが用いられても良い。
【００２０】
例えば、プラズマ処理装置１００により、チャンバ１１内にプラズマを発生させることでウェーハにエッチング処理が施される。例えば、プラズマ処理装置１００には、チャンバ１１に接続される制御部２０が設けられており、例えば、制御部２０によってチャンバ１１内の圧力を調整して減圧状態にすることでプラズマが発生する。
【００２１】
例えば、ウェーハは基板を含み、基板（被処理体）上には被加工膜が形成されている。被加工膜は、例えば、絶縁膜であってシリコン酸化物を含む。プラズマの発生によって、プラズマ内の活性化原子（ラジカル）と、被加工膜内の材料との化学反応により揮発性化合物が生成される。この揮発性化合物の発生によって被加工膜がエッチングされ、被加工膜に開口が形成される。
【００２２】
支持部１２は、ウェーハが載置される載置部１７の上方に設けられる。載置部１７にウェーハが載置されたときに、支持部１２は、ウェーハに対向する。支持部１２は、例えば、石英またはガラスによって形成された矩形状または円形状の板である。
【００２３】
支持部１２によって、上部電極１、第１の絶縁部２、遮蔽部３、が支持されている。支持部１２の厚さは、電極部１０を支持できる機械的強度及び耐久性を有し、電極部１０から発生した電界や磁界の減衰が少ない（プラズマ強度が減少しないような）厚さであることが望ましい。
【００２４】
ウェーハの上方であって、保持部１３及び支持部１２によって囲まれた領域内には、上部電極１に電力が印加されることでプラズマが発生する。プラズマを生成する上部電極１によって、エッチング処理速度（エッチングレート）が大きくなる。
【００２５】
この領域内には、上部電極１から電界や磁界が発生し、支持部１２を介して上部電極１を含む電極部１０からプラズマが発生する。
【００２６】
保持部１３は、ウェーハが載置される載置部１７の周囲に設けられている。保持部１３は、例えば、環状である。保持部１３の内側領域に載置部１７が設けられる。載置部１７は、保持部１３の上端部よりも下方に設けられる。保持部１３は支持部１２を保持する。保持部１３には、反応ガス（Ｇ）を供給する供給口１８が設けられている。供給口１８により、保持部１３の外側から保持部１３の内側の空間へ向けて、反応ガス（Ｇ）が供給される。反応ガス（Ｇ）は、例えば、炭素（Ｃ）、フッ素（Ｆ）、アルゴン（Ａｒ）等を含む。保持部１３の下方には、チャンバ１１内の排気ガスを排気する排気口１９が設けられている。排気口１９により、保持部１３の内側から保持部１３の外側の空間へ向けて、反応ガス（Ｇ）が排気される。排気口１９には、ポンプ２１が接続されている。ポンプ２１は制御部２０と接続されており、チャンバ１１内の圧力を調整することができる。保持部１３は、例えば、チャンバ１１の内部に設けられる。保持部１３が、チャンバ１１の一部（周壁）となっても良い。
【００２７】
下部電極１４は、整合器１５ｂを介して電源部１６ｂに接続されている。下部電極１４は、例えば、導電性を有し、材料として例えば銅などの導電性の良い金属で形成されている。
【００２８】
整合器１５ｂは、例えば、マッチングボックスであってコンデンサを有する。整合器１５ｂによってインピーダンスが整合される。電源部１６ｂは、例えば、１ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数を有する高周波電源である。整合器１５ｂの整合によって、電源部１６ｂが電力を下部電極１４に印加する。
【００２９】
本実施形態に係るプラズマ処理装置１００において、チャンバ１１で発生するプラズマは容量結合プラズマ（ＣＣＰ）及び誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）を含む。ＣＣＰは、電極に対して垂直方向に運動しやすく、ＩＣＰは電極に対して水平方向の運動で、電極を流れる電子の向きと逆向きにチャンバ１１内で発生する電流に伴って発生しやすい。
【００３０】
また電極に高周波電圧をかける場合、自己バイアス電圧によりイオンシースとプラズマ間の電位差が発生し、電界にダイオード性が見られ、電極下に直流電界が発生する。
【００３１】
ＩＣＰは、コイル状の電極に高周波かつ大電流を流すことにより発生する。チャンバ１１内で相互誘電が起こり、電子がコイル状の電極に流れる向きと逆方向にプラズマが生成する。電極間に金属板を挟んだ場合、金属板内で相互誘導が起こり、チャンバ１１内のプラズマ密度が減少する。
【００３２】
ＣＣＰ及び直流電圧によるプラズマは、保持部１３に対して垂直方向に運動しやすく、ＩＣＰは、保持部１３に対して水平方向に対して運動しやすい。保持部１３に対して垂直方向のプラズマの運動は、水平方向のプラズマの運動と比較して保持部１３を損傷しやすく装置の寿命を早めるだけでなく、不純物がチャンバ１１内に混入するおそれがある。
【００３３】
ＣＣＰは、電極にＲＦ電力を印加することでも発生する。また電極は必ずしも接地していなくてもよい。この際、チャンバ１１内の圧力を低下させると、すなわちチャンバ１１内の原子及び分子が少なくなると、電子とイオンの密度が上がるためプラズマが生成しやすくなる。電子、原子及び分子の速度が速いほど、放出された電子が原子及び分子に衝突し電子が放出されるので、電子密度が高くなる。電極間を電子が飛ぶため、チャンバ１１内を電子が高速で移動し、被処理体（ワークＷ）のプラズマ処理が可能となる。
【００３４】
図２ａ、図２ｂは、本実施形態に係る電極部１０、スイッチ部４０の一部を示す概念図である。図２ａ、図２ｂに示すように、電極部１０は、上部電極１、第１の絶縁部２、遮蔽部３を含み、スイッチ部４０は、スイッチ４１、４２を含む。
【００３５】
図２ａ、図２ｂに示すように、配線３１は、整合器１５ａを介して電源部１６ａと接続している。配線３２は、接地している。配線３３は、渦巻形状の上部電極１の外側の一端と接続している。配線３４は、上部電極１の内側の一端と接続している。
【００３６】
図２ａに示すように、スイッチ４１が配線３１と配線３３の間に存在し、スイッチ４２が配線３２と配線３４の間に存在する場合、電源部１６ａは、整合器１５ａ、配線３１、スイッチ４１、配線３３を介して上部電極１の外側の一端と接続し、電圧を印加する。
【００３７】
図２ｂに示すように、スイッチ４１が配線３１と配線３４の間に存在し、スイッチ４２が配線３２と配線３３の間に存在する場合、電源部１６ａは、整合器１５ａ、配線３１、スイッチ４２、配線３４を介して上部電極１の内側の一端と接続し、電圧を印加する。
【００３８】
スイッチ４１、４２の接続を入れ替えることで、接続する配線の組み合わせを入れ替え、上部電極１に電圧を印加する電極の始端と終端を入れ替える。
【００３９】
電極に印加する電圧は、電極中で電圧降下が起こるため、電極の始端と終端で電圧が異なり、電極の終端の電圧は、電極の始端に比べて電圧が低くなる。
【００４０】
接続する配線の組み合わせを入れ替え、電圧を印加する電極の一端を入れ替えることで、電極の内側、外側の電圧を入れ替えることができる。プラズマ密度は電圧の大きさによって変化するため、電極に印加する電圧の制御によってチャンバ内のプラズマ密度を制御することができ、より均一なプラズマ密度の制御が可能となる。
【００４１】
図３ａ、図３ｂは、本実施形態に係る電極部１０、スイッチ部５０の一部を示す斜視図である。スイッチ部５０は、スイッチ部４０の具体例の１つである。図３ａ、図３ｂに示すように、電極部１０は、上部電極１、第１の絶縁部２、遮蔽部３、第２の絶縁部４、第３の絶縁部５を含み、スイッチ部５０は、第２の絶縁部４、第３の絶縁部５含む。図３ａ、図３ｂに示すように、配線３１は、第２の絶縁部４と接触しており、整合器１５ａを介して電源部１６ａと接続している。配線３２は、第２の絶縁部４と接触しており、接地している。配線３３は、第３の絶縁部５と接触しており、渦巻形状の上部電極１の外側の一端と接続している。配線３４は、第３の絶縁部５と接触しており、上部電極１の内側の一端と接続している。
【００４２】
図３ａに示すように、配線３１と配線３３が、配線３２と配線３４が、接続する場合、電源部１６ａは、整合器１５ａ、配線３１、配線３３を介して上部電極１の外側の一端と接続し、電圧を印加する。
【００４３】
図３ｂに示すように、配線３１と配線３４が、配線３２と配線３３が、接続する場合、電源部１６ａは、整合器１５ａ、配線３１、配線３４を介して上部電極１の内側の一端と接続し、電圧を印加する。
【００４４】
第２の絶縁部４と、第３の絶縁部５の接触している面は回転可能である。第２の絶縁部４は、配線３１と配線３２と接触しており、第３の絶縁部５は配線３３と配線３４と接触している。第２の絶縁部４と、第３の絶縁部５の接触している面が回転する場合、第２の絶縁部４に接触している配線３１、配線３２も第２の絶縁部４に伴って、第２の絶縁部４、及び第３の絶縁部５の中心の軸に対して回転する。第２の絶縁部４と、第３の絶縁部５の接触している面が回転する場合、接続する配線の組み合わせが入れ替わり、上部電極１に電圧を印加する電極の始端と終端が入れ替わる。
【００４５】
次に、電極部１０、及びスイッチ部５０について説明する。
【００４６】
図３ａ、図３ｂに示すように、電極部１０は、上部電極１、第１の絶縁部２、遮蔽部３、第２の絶縁部４、第３の絶縁部５を含み、スイッチ部５０は、第２の絶縁部４、第３の絶縁部５を含む。
【００４７】
遮蔽部３は、第１の絶縁部２と支持部１２の間に設けられている。遮蔽部３はファラデーシールドの役割をしており、上部電極１から発せられるＣＣＰ及び直流電圧によるプラズマを吸収する。
【００４８】
第１の絶縁部２は、上部電極１と遮蔽部３の間に設けられている。第１の絶縁部２は、上部電極１と遮蔽部３が導通しないよう絶縁する役割をしている。
【００４９】
第２の絶縁部４と第３の絶縁部５は、接している面の、第２の絶縁部４と第３の絶縁部５の中心の軸に対する角度を回転可能である。接触している面の角度を回転させることで、電圧を印加する上部電極１の始端と終端を入れ替えることができる。
【００５０】
図４ａ、図４ｂ、図４ｃは、本実施形態に係る電極部１０、スイッチ部６０の一部を示す斜視図の別の例である。図４ａ、図４ｂ、図４ｃに示すように、電極部１０は、上部電極１、第１の絶縁部２、遮蔽部３を含み、スイッチ部６０は、スイッチ６１、６２、６３、６４を含む。上部電極１は、複数の導線が並列して接続しており、ある１点で４本の導線が接続されているが、複数の導線が接続していればよい。
【００５１】
スイッチ６１、６２、６３、６４は互いに独立してスイッチの制御が可能であり、それぞれ、整合器１５ａを介して電源部１６ａと接続する、または接地する、またはそのいずれとも接続しないようスイッチを切断することが可能である。但し、スイッチ６１、６２、６３、６４と接続する整合器１５ａ及び、電源部１６ａは、複数用いてもよく、単一のものを共有して用いてもよい。図４ａに示すように、例えば、スイッチ６１が電源部１６ａと接続し、スイッチ６２、６３、６４が接地している場合、電源部１６ａはスイッチ６１を介して上部電極１の内側から電力を供給する。
【００５２】
図４ｂに示すように、例えば、スイッチ６１が接地し、スイッチ６２、６３、６４が電源部１６ａと接続している場合、電源部１６ａはスイッチ６２、６３、６４を介して上部電極１の外側から電力を供給する。
【００５３】
図４ｃに示すように、例えば、スイッチ６１が切断し、スイッチ６２が電源部１６ａと接続し、スイッチ６３、６４が接地している場合、電源部１６ａはスイッチ６２を介して上部電極１の外側で、スイッチ６２の近傍から電力を供給する。
【００５４】
以上、例に示したように、上部電極１の一端に設けられたスイッチを切り替えることで、上部電極１の任意の一端から電力を供給することができる。
【００５５】
図５は、本実施形態に係る電極部１０、スイッチ部７０の一部を示す斜視図の別の例である。図５に示すように、電極部１０は、上部電極１、第１の絶縁部２、遮蔽部３を含み、スイッチ部７０は、スイッチ７１、７２、導通部品７５、７６、７７、７８を含む。上部電極１、スイッチ７１、７２、導通部品７５、７６、７７、７８は、導電性を有し、材料として例えば銅などの導電性の良い金属で形成されている。上部電極１は、導線を含み、渦巻形状である。
【００５６】
図５に示すように、スイッチ７１は、導通部品７５上に設けられ、導通部品７５と接触している点を軸として回転することができる。スイッチ７１は、導通部品７５と接触している点を軸として回転することで、導通部品７７、７８のどちらか一方に接続する。スイッチ７１を介して導通部品７５は導通部品７７、７８のどちらか一方と接続することが可能である。スイッチ７２は、導通部品７６上に設けられ、導通部品７６と接触している点を軸として回転することができる。スイッチ７２は、導通部品７６と接触している点を軸として回転することで、導通部品７７、７８のどちらか一方に接続する。スイッチ７２を介して導通部品７６は導通部品７７、７８のどちらか一方と接続することが可能である。なお、スイッチ７１、７２は、導通部品７７、７８のどちらか一方と接続可能であるが、短絡しないよう互いに異なる導通部品と接続する必要がある。
【００５７】
導通部品７５は、整合器１５ａを介して電源部１６ａと接続している。導通部品７６は、接地している。導通部品７７は、渦巻形状の上部電極１の内側の一端と接続している。導通部品７８は、上部電極１の内側の一端と接続している。
【００５８】
スイッチ７１、７２の接続を入れ替えることで、接続する配線の組み合わせを入れ替え、上部電極１に電圧を印加する電極の始端と終端を入れ替える。
【００５９】
電極に印加する電圧は、電極中で電圧降下が起こるため、電極の始端と終端で電圧が異なり、電極の終端の電圧は、電極の始端に比べて電圧が低くなる。
【００６０】
接続する配線の組み合わせを入れ替え、電圧を印加する電極の一端を入れ替えることで、電極の内側、外側の電圧を入れ替えることができる。プラズマ密度は電圧の大きさによって変化するため、電極に印加する電圧の制御によってチャンバ内のプラズマ密度を制御することができ、より均一なプラズマ密度の制御が可能となる。
【００６１】
図６は、本実施形態に係る電極部１０、スイッチ部８０の一部を示す斜視図の別の例である。図６に示すように、電極部１０は、上部電極１ａ、１ｂ、第１の絶縁部２、遮蔽部３を含み、スイッチ部８０は、スイッチ８１、８２、８３、８４、導通部品８５ａ、８５ｂ、８５ｃ、８５ｄ、８５ｅ、８６、８７、８８、８９を含む。上部電極１ａ、１ｂ、スイッチ８１、８２、８３、８４、導通部品８５ａ、８５ｂ、８５ｃ、８５ｄ、８５ｅ、８６、８７、８８、８９は、導電性を有し、材料として例えば銅などの導電性の良い金属で形成されている。上部電極１ａ、１ｂには、開口Ｏが設けられている。例えば、上部電極１は、一部に開口Ｏを含む円環状の形状である。
【００６２】
図６に示すように、スイッチ８１は、導通部品８６上に設けられ、導通部品８６と接触している点を軸として回転することができる。スイッチ８１は、導通部品８６と接触している点を軸として回転することで、導通部品８５ａ、８５ｂのどちらか一方に接続し、スイッチ８１を介して導通部品８６は導通部品８５ａ、８５ｂのどちらか一方と接続することが可能である。
【００６３】
スイッチ８２は、導通部品８７上に設けられ、導通部品８７と接触している点を軸として回転することができる。スイッチ８２は、導通部品８７と接触している点を軸として回転することで、導通部品８５ａ、８５ｃのどちらか一方に接続し、スイッチ８２を介して導通部品８７は導通部品８５ａ、８５ｃのどちらか一方と接続することが可能である。
【００６４】
スイッチ８３は、導通部品８８上に設けられ、導通部品８８と接触している点を軸として回転することができる。スイッチ８３は、導通部品８８と接触している点を軸として回転することで、導通部品８５ａ、８５ｄのどちらか一方に接続し、スイッチ８３を介して導通部品８７は導通部品８５ａ、８５ｄのどちらか一方と接続することが可能である。
【００６５】
スイッチ８４は、導通部品８９上に設けられ、導通部品８９と接触している点を軸として回転することができる。スイッチ８４は、導通部品８９と接触している点を軸として回転することで、導通部品８５ａ、８５ｅのどちらか一方に接続し、スイッチ８４を介して導通部品８７は導通部品８５ａ、８５ｅのどちらか一方と接続することが可能である。
【００６６】
なお、スイッチ８１、８２、８３、８４は、それぞれ導通部品８５ａと８５ｂ、８５ａと８５ｃ、８５ａと８５ｄ、８５ａと８５ｅ、のどちらか一方と接続可能であるが、開回路にならないように接続する必要がある。
【００６７】
導通部品８５ａは、整合器１５ａを介して電源部１６ａと接続している。導通部品８５ｂ、８５ｃ、８５ｄ、８５ｅは、接地している。導通部品８６は、開口Ｏに面する上部電極１ｂの一端と接続している。導通部品８７は、開口Ｏを介して上記一端と対向する上部電極１ｂの他端と接続している。導通部品８８は、開口Ｏに面する上部電極１ａの一端と接続している。導通部品８９は、開口Ｏを介して上記一端と対向する上部電極１ａの他端と接続している。
【００６８】
スイッチ８１、８２、８３、８４の接続を入れ替えることで、接続する配線の組み合わせを入れ替え、上部電極１ａ、１ｂの任意の一端から電力を供給することができる。
【００６９】
電極に印加する電圧は、電極中で電圧降下が起こるため、電極の始端と終端で電圧が異なり、電極の終端の電圧は、電極の始端に比べて電圧が低くなる。
【００７０】
接続する配線の組み合わせを入れ替え、電圧を印加する電極の一端を入れ替えることで、電極の内側、外側の電圧を入れ替えることができる。プラズマ密度は電圧の大きさによって変化するため、電極に印加する電圧の制御によってチャンバ内のプラズマ密度を制御することができ、より均一なプラズマ密度の制御が可能となる。
【００７１】
図７は、本実施形態に係る電極部１０、スイッチ部９０の一部を示す斜視図の別の例である。図７に示すように、電極部１０は、上部電極１ａ、１ｂ、第１の絶縁部２、遮蔽部３を含み、スイッチ部９０は、スイッチ９１、９２、９３、９４、導通部品９５ａ、９５ｂ、９５ｃ、９５ｄ、９５ｅ、９６、９７、９８、９９を含む。上部電極１、スイッチ９１、９２、９３、９４、導通部品９５ａ、９５ｂ、９５ｃ、９５ｄ、９５ｅ、９６、９７、９８、９９は、導電性を有し、材料として例えば銅などの導電性の良い金属で形成されている。上部電極１ａ、１ｂには、開口Ｏが設けられている。例えば、上部電極１は、一部に開口Ｏを含む円環状の形状である。
【００７２】
図７が、図６に示す電極部１０、スイッチ部８０と異なる点は、スイッチ９１、９２、９３、９４のみであり、その他は図６に示したものと同等である。図７に示すように、スイッチ９１は、導通部品９６上に設けられ、導通部品９６上で移動可能である。スイッチ９１は、導通部品９６上で移動することで、導通部品９５ａ、９５ｂのどちらか一方に接続し、スイッチ９１を介して導通部品９６は導通部品９５ａ、９５ｂのどちらか一方と接続することが可能である。
【００７３】
スイッチ９２は、導通部品９７上に設けられ、導通部品９７上で移動可能である。スイッチ９２は、導通部品９７上で移動することで、導通部品９５ａ、９５ｃのどちらか一方に接続し、スイッチ９２を介して導通部品９７は導通部品９５ａ、９５ｃのどちらか一方と接続することが可能である。
【００７４】
スイッチ９３は、導通部品９８上に設けられ、導通部品９８上で移動可能である。スイッチ９３は、導通部品９８上で移動することで、導通部品９５ａ、９５ｄのどちらか一方に接続し、スイッチ９３を介して導通部品９８は導通部品９５ａ、９５ｄのどちらか一方と接続することが可能である。
【００７５】
スイッチ９４は、導通部品９９上に設けられ、導通部品９９上で移動可能である。スイッチ９４は、導通部品９９上で移動することで、導通部品９５ａ、９５ｅのどちらか一方に接続し、スイッチ９４を介して導通部品９９は導通部品９５ａ、９５ｅのどちらか一方と接続することが可能である。
【００７６】
図８は、本実施形態に係る上部電極１の一部を示す上面図である。図８に示すように上部電極１は、導電性を有し、材料として例えば銅などの導電性の良い金属で形成されている。図４ａ、図４ｂ、図４ｃに示した上部電極１と同様に複数の導線が並列して接続しており、ある１点で７本の導線が接続されているが、複数の導線が接続していればよい。
【００７７】
本実施形態に係るプラズマ処理装置１００において、上部電極が複数の導線を有するほど、複数の接続方法を取ることが可能となるため、電極に印加する電力の位置を制御しやすくなる。プラズマ密度は電圧の大きさによって変化するため、電極に印加する電圧の制御によってチャンバ内のプラズマ密度を制御することができ、より均一なプラズマ密度の制御が可能となる。
【００７８】
次に、プラズマ処理装置１００を用いたエッチング処理の例について説明する。
【００７９】
図９は、プラズマエッチングの方法を示すフローチャートである。
【００８０】
まず、第２の絶縁部４と第３の絶縁部５の位置を設定する（ステップＳ１１０）。
【００８１】
例えば、配線３１と配線３３が、配線３２と配線３４が、接続するように設定する。図３ａに示すように、配線３１と配線３３が、配線３２と配線３４が、接続する場合、電源部１６ａは、整合器１５ａ、配線３１、配線３３を介して上部電極１の外側の一端と接続し、電圧を印加する。
【００８２】
あるいは、例えば、配線３１と配線３４が、配線３２と配線３３が、接続するように設定する。図３ｂに示すように、配線３１と配線３４が、配線３２と配線３３が、接続する場合、電源部１６ａは、整合器１５ａ、配線３１、配線３４を介して上部電極１の内側の一端と接続し、電圧を印加する。
【００８３】
次に、プラズマ処理装置１００の装置条件を設定する（ステップＳ１２０）。例えば、プラズマ処理装置１００の装置条件とは、チャンバ１１内の圧力を設定することである。例えば、プラズマ処理装置１００の装置条件とは、所定の周波数を有する電源部１６ａの電力を設定することである。例えば、プラズマ処理装置１００の装置条件は、反応ガス（Ｇ）の種類を設定することである。例えば、装置条件の設定は制御部２０によって行われる。
【００８４】
次に、チャンバ内に反応ガス（Ｇ）を注入する（ステップＳ１３０）。
【００８５】
次に、プラズマを発生させる（ステップＳ１４０）。プラズマ処理装置１００において、下部電極１４に電力が印加される。プラズマ処理装置１００において、上部電極１に電力が印加される。例えば、プラズマ処理装置１００においてチャンバ１１内にプラズマが発生する。プラズマは、上部電極１によって領域内に発生する。
【００８６】
これにより、例えば、プラズマ密度の分布を均一にできる。本実施形態によれば、均一性を向上できるプラズマ処理装置１００を提供できる。
【００８７】
本実施形態では、プラズマ処理装置１００により、チャンバ１１内にプラズマを発生させることでウェーハにエッチング処理が施される。本実施形態のプラズマ処理装置１００は、プラズマを用いた種々のドライエッチング装置に適用できる。このようなプラズマ処理装置１００を用いた処理は、半導体装置に限らず種々の装置に適用される。
【００８８】
本実施形態を説明したが、この実施形態は、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。
【符号の説明】
【００８９】
１、１ａ、１ｂ…上部電極
２…第１の絶縁部
３…遮蔽部
４…第２の絶縁部
５…第３の絶縁部
１１…チャンバ
１２…支持部
１３…保持部
１４…下部電極
１５ａ、１５ｂ…整合器
１６ａ、１６ｂ…電源部
１７…載置部
１８…供給口
１９…排気口
２０…制御部
２１…ポンプ
３１、３２、３３、３４…配線
４１、４２、６１、６２、６３、６４、７１、７２、８１、８２、８３、８４、９１、９２、９３、９４…スイッチ
７５、７６、７７、７８、８５ａ、８５ｂ、８５ｃ、８５ｄ、８５ｅ、８６、８７、８８、８９、９５ａ、９５ｂ、９５ｃ、９５ｄ、９５ｅ、９６、９７、９８、９９…導通部品
１０…電極部
４０、５０、６０、７０、８０、９０…スイッチ部
１００…プラズマ処理装置
Ｏ…開口
Ｗ…ワーク
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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