(57)【要約】【課題】安定したプラズマを用いた処理を実行可能であると共に、電源部とプラズマとのインピーダンスの整合を高速に実行可能なプラズマ制御装置を提供する。【解決手段】プラズマ制御装置１００は、電源部１と、共振発生部２と、電圧計５とを備える。共振発生部２は、コイルＬ１とコンデンサＣ１とが接続されたＬＣ回路と、ＬＣ回路に流れる電流と印加される電圧との位相差を検出するセンサＳ２とを具備し、ＬＣ回路のコンデンサＣ１の静電容量は、プラズマＰの想定静電容量よりも大きい。電源部１は、電圧計５によって測定した電圧が目標とする設定電圧に近づくように、供給する高周波電力の大きさを制御すると共に、センサＳ２によって検出した位相差が極小となるように、供給する高周波電力の周波数を制御する。
2017126662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理装置に高周波電力を供給するプラズマ制御装置であって、
前記プラズマ処理装置は、誘導結合プラズマを発生させるためのコイル又は容量結合プラズマを発生させるための電極と、基板が載置され、該載置された基板に前記何れかのプラズマを用いた処理が施される載置台とを備え、
前記プラズマ制御装置は、
前記載置台に高周波電力を供給するための電源部と、
前記電源部と、前記載置台との間に介設され、前記電源部から供給された高周波電力を前記載置台に印加する共振発生部と、
前記載置台の電圧を測定する電圧計とを備え、
前記共振発生部は、
コイルとコンデンサとが接続されたＬＣ回路と、
前記ＬＣ回路に流れる電流と印加される電圧との位相差を検出するセンサとを具備し、
前記ＬＣ回路のコンデンサの静電容量は、前記プラズマの想定静電容量よりも大きく、
前記電源部は、前記電圧計によって測定した電圧が目標とする設定電圧に近づくように、供給する前記高周波電力の大きさを制御すると共に、前記センサによって検出した位相差が極小となるように、供給する前記高周波電力の周波数を制御することを特徴とするプラズマ制御装置。
【請求項２】
プラズマ処理装置に高周波電力を供給するプラズマ制御装置であって、
前記プラズマ処理装置は、誘導結合プラズマを発生させるためのプラズマ発生用コイルと、基板が載置され、該載置された基板に前記誘導結合プラズマを用いた処理が施される載置台とを備え、
前記プラズマ制御装置は、
前記プラズマ発生用コイルに高周波電力を供給するための電源部と、
前記電源部と、前記プラズマ発生用コイルとの間に介設され、前記電源部から供給された高周波電力を前記プラズマ発生用コイルに印加する共振発生部と、
前記プラズマ発生用コイルに流れる電流を測定する電流計とを備え、
前記共振発生部は、
前記プラズマ発生用コイルに並列接続又は直列接続されたコンデンサと、
前記共振発生部に流れる電流と印加される電圧との位相差を検出するセンサとを具備し、
前記電源部は、前記電流計によって測定した電流が目標とする設定電流に近づくように、供給する前記高周波電力の大きさを制御すると共に、前記センサによって検出した位相差が極小となるように、供給する前記高周波電力の周波数を制御することを特徴とするプラズマ制御装置。
【請求項３】
プラズマ処理装置に高周波電力を供給するプラズマ制御装置であって、
前記プラズマ処理装置は、容量結合プラズマを発生させるためのプラズマ発生用電極と、基板が載置され、該載置された基板に前記容量結合プラズマを用いた処理が施される載置台とを備え、
前記プラズマ制御装置は、
前記プラズマ発生用電極に高周波電力を供給するための電源部と、
前記電源部と、前記プラズマ発生用電極との間に介設され、前記電源部から供給された高周波電力を前記プラズマ発生用電極に印加する共振発生部と、
前記プラズマ発生用電極の電圧を測定する電圧計とを備え、
前記共振発生部は、
コイルとコンデンサとが接続されたＬＣ回路と、
前記ＬＣ回路に流れる電流と印加される電圧との位相差を検出するセンサとを具備し、
前記ＬＣ回路のコンデンサの静電容量は、前記プラズマの想定静電容量よりも大きく、
前記電源部は、前記電圧計によって測定した電圧が目標とする設定電圧に近づくように、供給する前記高周波電力の大きさを制御すると共に、前記センサによって検出した位相差が極小となるように、供給する前記高周波電力の周波数を制御することを特徴とするプラズマ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に対してエッチング処理等のプラズマを用いた処理を実行するプラズマ処理装置に高周波電力を供給するプラズマ制御装置に関する。特に、本発明は、プラズマの状態変化によってプラズマのインピーダンスが変化した場合であっても、電源部とプラズマとのインピーダンスの整合を高速に実現可能な上、プラズマを用いた処理に重要な電圧・電流の安定制御を実現することで、高精度で且つ安定したプラズマを用いた処理を実行可能なプラズマ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１に示すように、チャンバＣと、チャンバＣの上部に取り付けられ、チャンバＣ内にプラズマＰを発生させるための要素１０と、チャンバＣの下部に取り付けられ、基板Ｓが載置される載置台２０とを備え、チャンバＣ内に発生したプラズマＰによって、載置された基板Ｓにエッチング処理等のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置が知られている。
プラズマＰがいわゆる誘導結合プラズマである場合、要素１０としてはコイルが用いられ、プラズマＰがいわゆる容量結合プラズマである場合、要素１０としては載置台２０に平行に配設された電極が用いられる。【０００３】
載置台２０及び要素１０には、それぞれ高周波電力が印加される。
具体的には、載置台２０には、高周波電力を供給するための電源部１’と、電源部１’とプラズマＰとのインピーダンスの整合を行うインピーダンス整合器２’とを備えるプラズマ制御装置１００’が接続される。電源部１’から供給された高周波電力は、インピーダンス整合器２’を介して、載置台２０に印加される。
また、要素１０には、高周波電力を供給するための電源部３’と、電源部３’とプラズマＰとのインピーダンスの整合を行うインピーダンス整合器４’とを備えるプラズマ制御装置２００’が接続される。電源部３’から供給された高周波電力は、インピーダンス整合器４’を介して、要素１０に印加される。【０００４】
例えば、要素１０がコイルであり、チャンバＣ内に誘導結合プラズマを発生させる場合、プラズマ制御装置２００’によってコイル１０に印加された高周波電力により磁界が発生し、この磁界によってチャンバＣ内で圧力制御されたガスが励起されることでプラズマＰが発生する。また、プラズマ制御装置１００’によって載置台２０に印加された高周波電力により、プラズマＰと載置台２０との間に電位差が生じ、プラズマＰ中のイオンが積極的に載置台２０に引き込まれ、エッチング処理等のプラズマ処理が促進される。【０００５】
以下、図２〜図４を参照して、従来のプラズマ制御装置１００’、２００’の具体的構成例について説明する。
図２は、プラズマ制御装置１００’の具体的構成例を示す図である。なお、図２では、プラズマ処理装置が備える要素１０の図示は省略している。
図２に示すように、プラズマ制御装置１００’は、電源部１’とインピーダンス整合器２’とを備える。
電源部１’は、電源制御部、直流（ＤＣ）電源、周波数固定の発振器、パワーアンプ及び方向性結合器Ｓ１を具備する。なお、図２において、Ｔｒ１、Ｔｒ２は、ＦＥＴ又はＩＧＢＴ等のトランジスタである。また、Ｔ１はトランスである。
インピーダンス整合器２’は、整合器制御部、電動機Ｍ、可変素子（図２に示す可変コンデンサＶＣ１、ＶＣ２や、図示しない可変コイルなど）及びインピーダンス整合器２’内を流れる電流と印加される電圧の大きさの比率及び位相差を検出するセンサＳ２を具備する。【０００６】
以上の構成を有するプラズマ制御装置１００’において、電源部１’の電源制御部には、目標とする設定電力と、方向性結合器Ｓ１から出力された進行波／反射波信号とが入力され、電源制御部は、設定電力が得られるようにＤＣ電源の出力を調整する電力帰還制御を実行する。
また、インピーダンス整合器２’の整合器制御部には、センサＳ２で検出したインピーダンス整合器２’内を流れる電流と印加される電圧の大きさの比率及び位相差が入力され、整合器制御部で整合状態を監視する。不整合状態であれば、整合器制御部は、電動機Ｍの機械的駆動によって、可変素子（可変コンデンサＶＣ１、ＶＣ２）の定数を変化させるインピーダンス帰還制御を実行し、電源部１’とプラズマＰとのインピーダンスの整合を行う。【０００７】
図３、図４は、プラズマ制御装置２００’の具体的構成例を示す図である。図３は、要素１０がコイルＬ１である場合（プラズマＰが誘導結合プラズマである場合）、図４は、要素１０が電極である場合（プラズマＰが容量結合プラズマである場合）を示す。図３、図４に示すように、プラズマ制御装置２００’は、プラズマ制御装置１００’と同様に、電源部３’とインピーダンス整合器４’とを備える。
電源部３’は、電源部１’と同様の構成を有し、インピーダンス整合器４’は、インピーダンス整合器２’と同様の構成を有する。【０００８】
以上の構成を有するプラズマ制御装置２００’においても、プラズマ制御装置１００’と同様に、電源部３’の電源制御部には、目標とする設定電力と、方向性結合器Ｓ１から出力された進行波／反射波信号とが入力され、電源制御部は、設定電力が得られるようにＤＣ電源の出力を調整する電力帰還制御を実行する。
また、インピーダンス整合器４’の整合器制御部には、センサＳ２で検出したインピーダンス整合器４’内を流れる電流と印加される電圧の大きさの比率及び位相差が入力され、整合器制御部で整合状態を監視する。不整合状態であれば、整合器制御部は、電動機Ｍの機械的駆動によって、可変素子（可変コンデンサＶＣ１、ＶＣ２）の定数を変化させるインピーダンス帰還制御を実行し、電源部３’とプラズマＰとのインピーダンスの整合を行う。【０００９】
以上に説明した従来のプラズマ制御装置１００’において、プラズマＰと載置台２０との電位差、ひいては、載置台２０とグランドとの電位差、すなわち、図２に示す電圧計（Ｖｐｐセンサ）によってモニタされる載置台２０の電圧（ピークツーピーク電圧）は、電源部１’に設定する設定電力（電源部１’の電源制御部に入力する設定電力）と、プラズマＰの状態とによって、間接的に決定される。このため、プラズマ処理を施す基板Ｓの状態変化等に伴い、プラズマＰの状態が変化し、プラズマＰのインピーダンスが変化（例えば、図２に示す容量成分Ｃ２と抵抗成分Ｒｐ１、Ｒｐ２からなるプラズマ等価回路において、容量成分Ｃ２の静電容量が変化）した場合、載置台２０の電圧が変化し、プラズマＰと載置台２０との電位差も変化することになる。これにより、高精度で且つ安定したエッチング等のプラズマ処理を実行できないおそれがある。また、電源部１’とプラズマＰとのインピーダンスの整合を機械的駆動によって行うため、高速な整合を行うことができないという問題もある。【００１０】
また、従来のプラズマ制御装置２００’において、プラズマＰの吸収エネルギーは、電源部３’に設定する設定電力（電源部３’の電源制御部に入力する設定電力）と、プラズマＰの状態とによって、間接的に決定される。このため、プラズマ処理を施す基板Ｓの状態変化等に伴い、プラズマＰの状態が変化し、プラズマＰのインピーダンスが変化（例えば、図３に示すインダクタンス成分Ｌｐと抵抗成分Ｒｐからなるプラズマ等価回路において、インダクタンス成分Ｌｐのインダクタンスや、プラズマＰとコイルＬ１との相互インダクタンスＭｐが変化。図４に示す容量成分Ｃ２と抵抗成分Ｒｐ１、Ｒｐ２からなるプラズマ等価回路において、容量成分Ｃ２の静電容量が変化）した場合、プラズマＰの吸収エネルギーが変化することになる。これにより、高精度で且つ安定したエッチング等のプラズマ処理を実行できないおそれがある。また、電源部３’とプラズマＰとのインピーダンスの整合を機械的駆動によって行うため、高速な整合を行うことができないという問題もある。【００１１】
すなわち、従来のプラズマ制御装置１００’及び２００’のいずれにも、プラズマＰの状態変化によってプラズマＰのインピーダンスが変化した場合に、電源部１’、３’とプラズマＰとのインピーダンスの整合を高速に実行できなかったり、高精度で且つ安定したプラズマ処理を実行できないおそれがある。【００１２】
例えば、載置台２０側に接続されるプラズマ制御装置として、特許文献１に記載のような装置が提案されているものの、上記の問題を十分に解決できるものではない。【００１３】
また、要素１０（コイル）側に接続されるプラズマ制御装置として、特許文献２に記載のような装置が提案されているものの、上記の問題を十分に解決できるものではない。  【００１４】
以上を纏めると、従来のプラズマ制御装置の課題は、電源部とプラズマとのインピーダンスの整合を高速に実現可能とする他、以下の通りである。
（１）生成するプラズマが誘導結合プラズマである場合、プラズマの生成及び維持に必要な電力の伝播は、プラズマ発生用コイルによるプラズマとの誘導結合により行われるため、プラズマへの吸収電力は、このコイルに流れる電流の二乗に比例する。従って、電流値を用いた制御は電力値を用いた制御より直接的なものとなり、より安定したプラズマ生成を維持するには、安定した電流制御が必要である。【００１５】
（２）生成するプラズマが容量結合プラズマである場合も、プラズマの生成及び維持に必要な電力の伝播は、プラズマ発生用電極や載置台とプラズマとの間に与えられた高周波電界強度により決まる。さらにその電界強度は、電力を印加した高周波電圧に依存する。従って、その電圧値を用いた制御は電力値を用いた制御より直接的なものとなり、より安定したプラズマ生成を維持するには、安定した電圧制御が必要である。【００１６】
（３）プラズマ処理装置では、プラズマによって生成されたイオンを基板に引き込むエネルギーを制御することで、基板の加工形状や成膜状態を制御する。引き込まれるイオンのエネルギーは、載置台に印加された高周波電圧やその高周波電圧で発生する載置台の直流（ＤＣ）バイアスにより制御することができる。従って、電圧値を用いた制御は電力値を用いた制御より直接的なものとなり、より安定した加工性能・成膜性能を維持するには、安定した電圧制御が必要である。【００１７】
（４）プラズマにかかる電圧や流れる電流を決める要素は、プラズマのインピーダンスに依存する。したがって、従来のプラズマ制御装置ではこれらの要素を直接操作することが困難である。このため、基板の加工形状や成膜状態を制御するには、プラズマ処理条件によって想定されるこれらの要素を想定した上で、プラズマ処理中に変動するインピーダンスの変化に起因した変動も考慮しなければならなかったため、精度の高いプラズマ処理を実行することが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】日本国特許第４７７７４８１号公報
【特許文献２】日本国特開２００５−２５２０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、プラズマの状態変化によってプラズマのインピーダンスが変化した場合であっても、電源部とプラズマとのインピーダンスの整合を高速に実現可能な上、プラズマ処理に重要な電圧・電流の安定制御を実現することで、高精度で且つ安定したプラズマ処理を実行可能なプラズマ制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記課題を解決するため、本発明は、第１の手段として、プラズマ処理装置に高周波電力を供給するプラズマ制御装置であって、前記プラズマ処理装置は、誘導結合プラズマを発生させるためのコイル又は容量結合プラズマを発生させるための電極と、基板が載置され、該載置された基板に前記何れかのプラズマを用いた処理が施される載置台とを備え、前記プラズマ制御装置は、前記載置台に高周波電力を供給するための電源部と、前記電源部と、前記載置台との間に介設され、前記電源部から供給された高周波電力を前記載置台に印加する共振発生部と、前記載置台の電圧を測定する電圧計とを備え、前記共振発生部は、コイルとコンデンサとが接続されたＬＣ回路と、前記ＬＣ回路に流れる電流と印加される電圧との位相差を検出するセンサとを具備し、前記ＬＣ回路のコンデンサの静電容量は、前記プラズマの想定静電容量よりも大きく、前記電源部は、前記電圧計によって測定した電圧が目標とする設定電圧に近づくように、供給する前記高周波電力の大きさを制御すると共に、前記センサによって検出した位相差が極小となるように、供給する前記高周波電力の周波数を制御することを特徴とするプラズマ制御装置を提供する。【００２１】
本発明の第１の手段に係るプラズマ制御装置は、基板を載置する載置台に接続されるプラズマ制御装置である。
第１の手段に係るプラズマ制御装置が具備する共振発生部は、載置台に接続され、ＬＣ回路を具備している。そして、センサで検出したＬＣ回路に流れる電流と印加される電圧との位相差が極小（共振状態）となるように、電源部が供給する高周波電力の周波数が制御（調整）されるため、共振発生部のＬＣ回路、載置台及びプラズマにより、ＲＬＣ共振回路が構成されることになる。このため、プラズマのインピーダンスが変化したとしても、共振現象によって増幅された電圧が載置台に印加されることになる。また、ＬＣ回路のコンデンサの静電容量がプラズマの想定静電容量よりも大きいため、プラズマのインピーダンスが変化したとしても、載置台の電圧の変化に及ぼす影響が少ない。さらに、電圧計によって測定した載置台の電圧が、目標とする設定電圧に近づくように、電源部が供給する高周波電力の大きさが制御される。以上の構成により、プラズマの状態変化によってプラズマのインピーダンスが変化した場合であっても、載置台の電圧は設定電圧に近い値に維持されるため、高精度で且つ安定したプラズマを用いた処理を実行可能である。
また、共振発生部のＬＣ回路、載置台及びプラズマによるＲＬＣ共振回路が構成されることにより、電源部とプラズマとのインピーダンスの整合が実行されるため、従来のような機械的駆動を必要とせず、インピーダンスの整合を高速に実行可能である。【００２２】
なお、プラズマの想定静電容量は、例えば、図２を参照して前述した従来のプラズマ制御装置１００’において、インピーダンス整合器２’による電源部１’とプラズマＰとのインピーダンスの整合が完了した時点における可変素子の定数を調べて計算することで算出可能である。
具体的には、プラズマの静電容量は、例えば、電源部１’から供給する高周波電力の周波数が２ＭＨｚのときに１００ｐＦ〜１１０ｐＦ程度に想定され、電源部１’から供給する高周波電力の周波数が３８０ｋＨｚのときに４００ｐＦ〜１２００ｐＦ程度に想定される。
前述のように、ＬＣ回路のコンデンサの静電容量は、プラズマの想定静電容量よりも大きく設定されるが、例えばプラズマの想定静電容量の４倍以上程度に設定することが好ましい。【００２３】
また、本発明の第１の手段に係るプラズマ制御装置を適用するプラズマ処理装置としては、生成したプラズマそのものによって基板にエッチング処理や成膜処理を施す装置の他、生成したプラズマ中のイオンを中性化して得られた中性粒子によって基板にエッチング処理や成膜処理を施す装置も含まれる。後述の第２の手段及び第３の手段に係るプラズマ処理装置についても同様である。【００２４】
また、前記課題を解決するため、本発明は、第２の手段として、プラズマ処理装置に高周波電力を供給するプラズマ制御装置であって、前記プラズマ処理装置は、誘導結合プラズマを発生させるためのプラズマ発生用コイルと、基板が載置され、該載置された基板に前記誘導結合プラズマを用いたプラズマ処理が施される載置台とを備え、前記プラズマ制御装置は、前記プラズマ発生用コイルに高周波電力を供給するための電源部と、前記電源部と、前記プラズマ発生用コイルとの間に介設され、前記電源部から供給された高周波電力を前記プラズマ発生用コイルに印加する共振発生部と、前記プラズマ発生用コイルに流れる電流を測定する電流計とを備え、前記共振発生部は、前記プラズマ発生用コイルに並列接続又は直列接続されたコンデンサと、前記共振発生部に流れる電流と印加される電圧との位相差を検出するセンサとを具備し、前記電源部は、前記電流計によって測定した電流が目標とする設定電流に近づくように、供給する前記高周波電力の大きさを制御すると共に、前記センサによって検出した位相差が極小となるように、供給する前記高周波電力の周波数を制御することを特徴とするプラズマ制御装置を提供する。【００２５】
本発明の第２の手段に係るプラズマ制御装置は、誘導結合プラズマを発生させるためのプラズマ発生用コイルに接続されるプラズマ制御装置である。
第２の手段に係るプラズマ制御装置が具備する共振発生部は、プラズマ発生用コイルに接続され、プラズマ発生用コイルに並列接続又は直列接続されたコンデンサを具備している。そして、センサで検出した共振発生部に流れる電流と印加される電圧との位相差が極小（共振状態）となるように、電源部が供給する高周波電力の周波数が制御（調整）されるため、共振発生部のコンデンサ、プラズマ発生用コイル及びプラズマにより、ＲＬＣ共振回路が構成されることになる。このため、プラズマのインピーダンスが変化したとしても、共振現象によって増幅された電流がプラズマ発生用コイルに流れることになる。また、電流計によって測定したプラズマ発生用コイルに流れる電流が、目標とする設定電流に近づくように、電源部が供給する高周波電力の大きさが制御される。以上の構成により、プラズマの状態変化によってプラズマのインピーダンスが変化した場合であっても、プラズマ発生用コイルに流れる電流が設定電流に近い値に維持される。プラズマの吸収エネルギーは、プラズマ発生用コイルに流れる電流の二乗に比例することが知られているため、プラズマ発生用コイルに流れる電流が設定電流に近い値に維持されると、プラズマの吸収エネルギーの変化が少なく、高精度で且つ安定したプラズマ処理を実行可能である。
また、共振発生部のコンデンサ、プラズマ発生用コイル及びプラズマによるＲＬＣ共振回路が構成されることにより、電源部とプラズマとのインピーダンスの整合が実行されるため、従来のような機械的駆動を必要とせず、インピーダンスの整合を高速に実行可能である。【００２６】
さらに、前記課題を解決するため、本発明は、第３の手段として、プラズマ処理装置に高周波電力を供給するプラズマ制御装置であって、前記プラズマ処理装置は、容量結合プラズマを発生させるためのプラズマ発生用電極と、基板が載置され、該載置された基板に前記容量結合プラズマを用いた処理が施される載置台とを備え、前記プラズマ制御装置は、前記プラズマ発生用電極に高周波電力を供給するための電源部と、前記電源部と、前記プラズマ発生用電極との間に介設され、前記電源部から供給された高周波電力を前記プラズマ発生用電極に印加する共振発生部と、前記プラズマ発生用電極の電圧を測定する電圧計とを備え、前記共振発生部は、コイルとコンデンサとが接続されたＬＣ回路と、前記ＬＣ回路に流れる電流と印加される電圧との位相差を検出するセンサとを具備し、前記ＬＣ回路のコンデンサの静電容量は、前記プラズマの想定静電容量よりも大きく、前記電源部は、前記電圧計によって測定した電圧が目標とする設定電圧に近づくように、供給する前記高周波電力の大きさを制御すると共に、前記センサによって検出した位相差が極小となるように、供給する前記高周波電力の周波数を制御することを特徴とするプラズマ制御装置を提供する。【００２７】
本発明の第３の手段に係るプラズマ制御装置は、容量結合プラズマを発生させるためのプラズマ発生用電極に接続されるプラズマ制御装置である。
第３の手段に係るプラズマ制御装置が具備する共振発生部は、プラズマ発生用電極に接続され、ＬＣ回路を具備している。そして、センサで検出したＬＣ回路に流れる電流と印加される電圧との位相差が極小（共振状態）となるように、電源部が供給する高周波電力の周波数が制御（調整）されるため、共振発生部のＬＣ回路、プラズマ発生用電極及びプラズマにより、ＲＬＣ共振回路が構成されることになる。このため、プラズマのインピーダンスが変化したとしても、共振現象によって増幅された電圧がプラズマ発生用電極に印加されることになる。また、ＬＣ回路のコンデンサの静電容量がプラズマの想定静電容量よりも大きいため、プラズマのインピーダンスが変化したとしても、プラズマ発生用電極の電圧の変化に及ぼす影響が少ない。さらに、電圧計によって測定したプラズマ発生用電極の電圧が、目標とする設定電圧に近づくように、電源部が供給する高周波電力の大きさが制御される。以上の構成により、プラズマの状態変化によってプラズマのインピーダンスが変化した場合であっても、プラズマ発生用電極の電圧が設定電圧に近い値に維持されるため、プラズマの吸収エネルギーの変化が少なく、高精度で且つ安定したプラズマを用いた処理を実行可能である。
また、共振発生部のＬＣ回路、プラズマ発生用電極及びプラズマによるＲＬＣ共振回路が構成されることにより、電源部とプラズマとのインピーダンスの整合が実行されるため、従来のような機械的駆動を必要とせず、インピーダンスの整合を高速に実行可能である。【００２８】
なお、プラズマの想定静電容量は、例えば、図４を参照して前述した従来のプラズマ制御装置２００’において、インピーダンス整合器４’による電源部３’とプラズマＰとのインピーダンスの整合が完了した時点における可変素子の定数を調べて計算することで算出可能である。
具体的には、プラズマの静電容量は、例えば、電源部３’から供給する高周波電力の周波数が２ＭＨｚのときに１００ｐＦ〜１１０ｐＦ程度に想定され、電源部３’から供給する高周波電力の周波数が３８０ｋＨｚのときに４００ｐＦ〜１２００ｐＦ程度に想定される。
前述のように、ＬＣ回路のコンデンサの静電容量は、プラズマの想定静電容量よりも大きく設定されるが、例えばプラズマの想定静電容量の４倍以上程度に設定することが好ましい。【００２９】
なお、本発明の第１の手段〜第３の手段に係るプラズマ制御装置は、それぞれ単独でプラズマ処理装置に適用することも可能であるし、誘導結合プラズマを発生させるプラズマ処理装置の場合には、第１の手段及び第２の手段に係るプラズマ制御装置を組み合わせて適用したり、容量結合プラズマを発生させるプラズマ処理装置の場合には、第１の手段及び第３の手段に係るプラズマ制御装置を組み合わせて適用することも可能である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係るプラズマ制御装置によれば、プラズマの状態変化によってプラズマのインピーダンスが変化した場合であっても、電源部とプラズマとのインピーダンスの整合を高速に実現可能な上、プラズマを用いた処理に重要な電圧・電流の安定制御を実現することで、高精度で且つ安定したプラズマを用いた処理を実行可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来のプラズマ制御装置の概略構成図である。
【図２】載置台に接続される従来のプラズマ制御装置の具体的構成例を示す図である。
【図３】プラズマ発生用コイルに接続される従来のプラズマ制御装置の具体的構成例を示す図である。
【図４】プラズマ発生用電極に接続される従来のプラズマ制御装置の具体的構成例を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るプラズマ制御装置の概略構成図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るプラズマ制御装置の具体的構成例を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るプラズマ制御装置の概略構成図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るプラズマ制御装置の具体的構成例を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るプラズマ制御装置の他の具体的構成例を示す図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係るプラズマ制御装置の概略構成図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係るプラズマ制御装置の具体的構成例を示す図である。
【図１２】本発明の効果を示す評価結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
【００３３】
＜第１実施形態＞
図５は、本発明の第１実施形態に係るプラズマ制御装置の概略構成図である。
図５に示すように、第１実施形態に係るプラズマ制御装置１００が適用されるプラズマ処理装置は、以下の構成を有する。すなわち、プラズマ処理装置は、チャンバＣと、チャンバＣの上部に取り付けられ、チャンバＣ内にプラズマＰを発生させるための要素１０と、チャンバＣの下部に取り付けられ、基板Ｓが載置される載置台２０とを備え、チャンバＣ内に発生したプラズマＰによって、載置された基板Ｓにエッチング処理等のプラズマを用いた処理を施す装置である。プラズマＰがいわゆる誘導結合プラズマである場合、要素１０としてはコイルが用いられ、プラズマＰがいわゆる容量結合プラズマである場合、要素１０としては載置台２０に平行に配設された電極が用いられる。
【００３４】
第１実施形態に係るプラズマ制御装置１００は、上記の構成を有するプラズマ処理装置の載置台２０に高周波電力を供給する装置である。図５に示すように、プラズマ制御装置１００は、載置台２０に高周波電力を供給するための電源部１と、電源部１と載置台２０との間に介設され、電源部１から供給された高周波電力を載置台２０に印加する共振発生部２と、載置台２０の電圧を測定する電圧計５とを備える。本実施形態では、電源部１と共振発生部２とが一体化されて電源装置３０を構成している。
【００３５】
以下、図６を参照しつつ、第１実施形態に係るプラズマ制御装置１００の具体的構成例について説明する。
図６は、第１実施形態に係るプラズマ制御装置１００の具体的構成例を示す図である。なお、図６では、プラズマ処理装置が備える要素１０の図示は省略している。
図６に示すように、プラズマ制御装置１００は、電源部１と、共振発生部２と、電圧計（ピークツーピーク電圧Ｖｐｐを測定するＶｐｐセンサ）５とを備え、電源部１と共振発生部２とが一体化されて電源装置３０を構成している。
【００３６】
電源部１は、電源装置３０を構成する要素の中で、共振発生部２を構成する要素以外の要素から構成されており、総合制御部、直流（ＤＣ）電源、周波数可変の発振器（例えば、ダイレクトデジタルシンセサイザ（ＤＤＳ））及びパワーアンプを具備する。なお、図６において、Ｔｒ１、Ｔｒ２は、ＦＥＴ又はＩＧＢＴ等のトランジスタである。また、Ｔ１はトランスである。
【００３７】
共振発生部２は、コイルＬ１とコンデンサＣ１（本実施形態は更にコンデンサＣ３も含む）とが接続されたＬＣ回路（具体的には、コイルＬ１とコンデンサＣ１とが直列接続されたＬＣ直列回路）と、ＬＣ回路に流れる電流と印加される電圧との位相差を検出するセンサＳ２とを具備する。コンデンサＣ１、Ｃ３は、固定の静電容量を有する固定コンデンサであり、例えば、酸化チタン系コンデンサが用いられる。センサＳ２は、ＬＣ回路に取り付けられ、電流を取り出す変圧器や、電圧を取り出すコンデンサを具備し、取り出した電流と電圧の位相差に応じた電位差が生じる回路構成となっている。共振発生部２が具備するＬＣ回路のコンデンサＣ１の静電容量は、プラズマＰの想定静電容量よりも大きく設定されている。すなわち、コンデンサＣ１の静電容量は、図６に示す容量成分Ｃ２と抵抗成分Ｒｐ１、Ｒｐ２からなるプラズマ等価回路における容量成分Ｃ２の想定静電容量よりも大きく設定されている。
なお、共振発生部２は、方向性結合器Ｓ１も具備するが、方向性結合器Ｓ１から出力される進行波／反射波信号は、電源部１の総合制御部による制御には用いられず、単にモニタ可能とされているだけである。
【００３８】
電源部１は、電圧計５によって測定した電圧が目標とする設定電圧に近づくように、供給する高周波電力の大きさを制御する。具体的には、電源部１の総合制御部には、目標とする設定電圧（設定Ｖｐｐ）と、電圧計５によって測定した電圧（Ｖｐｐ信号）とが入力され、総合制御部は、測定電圧が設定電圧に近づくように、ＤＣ電源の出力を調整する電圧帰還制御を実行する。
また、電源部１は、センサＳ２によって検出した位相差が極小となるように、供給する高周波電力の周波数を制御する。具体的には、電源部１の総合制御部には、共振発生部２のセンサＳ２によって検出した位相差が入力され、総合制御部は、この位相差が極小となるように、発振器の周波数を制御する共振周波数調整制御（インピーダンス帰還制御）を実行する。
【００３９】
以上に説明した第１実施形態に係るプラズマ制御装置１００によれば、共振発生部２は、載置台２０に接続され、ＬＣ回路を具備している。そして、センサＳ２で検出したＬＣ回路に流れる電流と印加される電圧との位相差が極小（共振状態）となるように、電源部１が供給する高周波電力の周波数が制御（調整）されるため、共振発生部２のＬＣ回路、載置台２０及びプラズマＰにより、ＲＬＣ共振回路（具体的には、ＲＬＣ直列共振回路）が構成されることになる。このため、プラズマＰのインピーダンスが変化したとしても、共振現象によって増幅された電圧が載置台２０に印加されることになる。
【００４０】
図６に示すＲＬＣ共振回路は、コイルＬ１、コンデンサＣ１、コンデンサＣ３、容量成分Ｃ２、抵抗成分Ｒｐ２から構成される。このＲＬＣ共振回路のインピーダンスをＺ、コイルＬ１のインダクタンスをＬ１、コンデンサＣ１の静電容量をＣ１、コンデンサＣ３の静電容量をＣ３、容量成分Ｃ２の想定静電容量をＣ２、抵抗成分Ｒｐ２の抵抗値をＲｐ２、高周波電力の周波数を角周波数で表わしたものをωとすると、
Ｚ＝Ｒｐ２＋ｊ［ω・Ｌ１−Ｃ３・（Ｃ１＋Ｃ２）／｛ω・（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）｝］となる。
共振状態では、インピーダンスＺの虚数成分がゼロに近くなるため、ＲＬＣ共振回路のインピーダンスはＲｐ２と同等になる。
【００４１】
また、ＬＣ回路のコンデンサＣ１の静電容量Ｃ１がプラズマＰの想定静電容量（容量成分Ｃ２の想定静電容量Ｃ２）よりも大きいため、プラズマＰのインピーダンスが変化したとしても、ＲＬＣ共振回路のインピーダンスＺは大きく変化せず、載置台２０の電圧の変化に及ぼす影響が少ない。
さらに、電圧計５によって測定した載置台２０の電圧が、目標とする設定電圧に近づくように、電源部１が供給する高周波電力の大きさが制御される。以上の構成により、プラズマＰの状態変化によってプラズマＰのインピーダンスが変化した場合であっても、載置台２０の電圧は設定電圧に近い値に維持されるため、高精度で且つ安定したプラズマを用いた処理を実行可能である。
【００４２】
また、共振発生部２のＬＣ回路、載置台２０及びプラズマＰによるＲＬＣ共振回路が構成されることにより、電源部１とプラズマＰとのインピーダンスの整合が実行されるため、従来のような機械的駆動を必要とせず、インピーダンスの整合を高速に実行可能である。また、周波数可変の発振器として、ダイレクトデジタルシンセサイザ（ＤＤＳ）を用いた場合には、機械的駆動を必要とせずに、高速に発振器の周波数を制御可能である。
【００４３】
さらに、電源部１と共振発生部２とが一体化されて電源装置３０を構成しているため、この電源装置３０を市販の同軸ケーブル等を介さずに載置台２０に直接接続することで、規格で決められた特性インピーダンス（例えば５０Ω）に規制されることなく、特性インピーダンスを自由に設定でき、小出力で高電圧を発生することが可能である。
【００４４】
＜第２実施形態＞
図７は、本発明の第２実施形態に係るプラズマ制御装置の概略構成図である。
図７に示すように、第２実施形態に係るプラズマ制御装置２００が適用されるプラズマ処理装置は、第１実施形態で説明したプラズマ処理装置と同様の構成を有する。ただし、第２実施形態に係るプラズマ制御装置２００が適用されるプラズマ処理装置は、プラズマＰが誘導結合プラズマであり、要素１０としてコイルが用いられる。
【００４５】
第２実施形態に係るプラズマ制御装置２００は、上記の構成を有するプラズマ処理装置の要素（プラズマ発生用コイル）１０に高周波電力を供給する装置である。図７に示すように、プラズマ制御装置２００は、要素１０に高周波電力を供給するための電源部３と、電源部３と要素１０との間に介設され、電源部３から供給された高周波電力を要素１０に印加する共振発生部４と、要素１０に流れる電流を測定する電流計６とを備える。本実施形態では、電源部３と共振発生部４とが一体化されて電源装置４０を構成している。
【００４６】
以下、図８を参照しつつ、第２実施形態に係るプラズマ制御装置２００の具体的構成例について説明する。
図８は、第２実施形態に係るプラズマ制御装置２００の具体的構成例を示す図である。
図８に示すように、プラズマ制御装置２００は、電源部３と、共振発生部４と、電流計６とを備え、電源部３と共振発生部４とが一体化されて電源装置４０を構成している。
【００４７】
電源部３は、電源装置４０を構成する要素の中で、共振発生部４を構成する要素以外の要素から構成されており、総合制御部、直流（ＤＣ）電源、周波数可変の発振器（例えば、ダイレクトデジタルシンセサイザ（ＤＤＳ））及びパワーアンプを具備する。なお、図８において、Ｔｒ１、Ｔｒ２は、ＦＥＴ又はＩＧＢＴ等のトランジスタである。また、Ｔ１はトランスである。
【００４８】
共振発生部４は、要素１０としてのプラズマ発生用コイルＬ１に並列接続されたコンデンサＣ１と、共振発生部４に流れる電流と印加される電圧との位相差を検出するセンサＳ２とを具備する。コンデンサＣ１は、固定の静電容量を有する固定コンデンサであり、例えば、酸化チタン系コンデンサが用いられる。
なお、共振発生部４は、方向性結合器Ｓ１も具備するが、方向性結合器Ｓ１から出力される進行波／反射波信号は、電源部３の総合制御部による制御には用いられず、単にモニタ可能とされているだけである。
【００４９】
電源部１は、電流計６によって測定した電流が目標とする設定電流に近づくように、供給する高周波電力の大きさを制御する。具体的には、電源部３の総合制御部には、目標とする設定電流と、電流計６によって測定した電流とが入力され、総合制御部は、測定電流が設定電流に近づくように、ＤＣ電源の出力を調整する電流帰還制御を実行する。
また、電源部３は、センサＳ２によって検出した位相差が極小となるように、供給する高周波電力の周波数を制御する。具体的には、電源部３の総合制御部には、共振発生部４のセンサＳ２によって検出した位相差が入力され、総合制御部は、この位相差が極小となるように、発振器の周波数を制御する共振周波数調整制御（インピーダンス帰還制御）を実行する。
【００５０】
以上に説明した第２実施形態に係るプラズマ制御装置２００によれば、共振発生部４は、プラズマ発生用コイルＬ１に接続され、プラズマ発生用コイルＬ１に並列接続されたコンデンサＣ１を具備している。そして、センサＳ２で検出した共振発生部４に流れる電流と印加される電圧との位相差が極小（共振状態）となるように、電源部３が供給する高周波電力の周波数が制御（調整）されるため、共振発生部４のコンデンサＣ１、プラズマ発生用コイルＬ１及びプラズマＰにより、ＲＬＣ共振回路が構成されることになる。このため、プラズマＰのインピーダンスが変化したとしても、共振現象によって増幅された電流がプラズマ発生用コイルＬ１に流れることになる。また、電流計６によって測定したプラズマ発生用コイルＬ１に流れる電流が、目標とする設定電流に近づくように、電源部３が供給する高周波電力の大きさが制御される。以上の構成により、プラズマＰの状態変化によってプラズマＰのインピーダンスが変化した場合であっても、プラズマ発生用コイルＬ１に流れる電流が設定電流に近い値に維持されるため、プラズマＰの吸収エネルギーの変化が少なく、高精度で且つ安定したプラズマ処理を実行可能である。
また、共振発生部４のコンデンサＣ１、プラズマ発生用コイルＬ１及びプラズマＰによるＲＬＣ共振回路が構成されることにより、電源部３とプラズマＰとのインピーダンスの整合が実行されるため、従来のような機械的駆動を必要とせず、インピーダンスの整合を高速に実行可能である。また、周波数可変の発振器として、ダイレクトデジタルシンセサイザ（ＤＤＳ）を用いた場合には、機械的駆動を必要とせずに、高速に発振器の周波数を制御可能である。
さらに、電源部３と共振発生部４とが一体化されて電源装置４０を構成しているため、この電源装置４０を市販の同軸ケーブル等を介さずにプラズマ発生用コイルＬ１に直接接続することで、規格で決められた特性インピーダンス（例えば５０Ω）に規制されることなく、特性インピーダンスを自由に設定でき、小出力で高電流を発生することが可能である。
【００５１】
なお、図８では、共振発生部４が具備するコンデンサＣ１が、プラズマ発生用コイルＬ１に並列接続された例について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、図９に示すように、共振発生部４が具備するコンデンサＣ１が、プラズマ発生用コイルＬ１に直列接続されている場合であってもよい。
【００５２】
＜第３実施形態＞
図１０は、本発明の第３実施形態に係るプラズマ制御装置の概略構成図である。
図１０に示すように、第３実施形態に係るプラズマ制御装置２００Ａが適用されるプラズマ処理装置は、第１及び第２実施形態で説明したプラズマ処理装置と同様の構成を有する。ただし、第３実施形態に係るプラズマ制御装置２００Ａが適用されるプラズマ処理装置は、プラズマＰが容量結合プラズマであり、要素１０として電極が用いられる。
【００５３】
第３実施形態に係るプラズマ制御装置２００Ａは、上記の構成を有するプラズマ処理装置の要素（プラズマ発生用電極）１０に高周波電力を供給する装置である。図１０に示すように、プラズマ制御装置２００Ａは、要素１０に高周波電力を供給するための電源部３Ａと、電源部３Ａと要素１０との間に介設され、電源部３Ａから供給された高周波電力を要素１０に印加する共振発生部４Ａと、要素１０の電圧を測定する電圧計７とを備える。本実施形態では、電源部３Ａと共振発生部４Ａとが一体化されて電源装置４０Ａを構成している。
【００５４】
以下、図１１を参照しつつ、第３実施形態に係るプラズマ制御装置２００Ａの具体的構成例について説明する。
図１１は、第３実施形態に係るプラズマ制御装置２００Ａの具体的構成例を示す図である。
図１１に示すように、プラズマ制御装置２００Ａは、電源部３Ａと、共振発生部４Ａと、電圧計（ピークツーピーク電圧Ｖｐｐを測定するＶｐｐセンサ）７とを備え、電源部３Ａと共振発生部４Ａとが一体化されて電源装置４０Ａを構成している。
【００５５】
電源部３Ａは、電源装置４０Ａを構成する要素の中で、共振発生部４Ａを構成する要素以外の要素から構成されており、総合制御部、直流（ＤＣ）電源、周波数可変の発振器（例えば、ダイレクトデジタルシンセサイザ（ＤＤＳ））及びパワーアンプを具備する。なお、図１１において、Ｔｒ１、Ｔｒ２は、ＦＥＴ又はＩＧＢＴ等のトランジスタである。また、Ｔ１はトランスである。
【００５６】
共振発生部４Ａは、コイルＬ１とコンデンサＣ１（本実施形態は更にコンデンサＣ３も含む）とが接続されたＬＣ回路（具体的には、コイルＬ１とコンデンサＣ１とが直列接続されたＬＣ直列回路）と、ＬＣ回路に流れる電流と印加される電圧との位相差を検出するセンサＳ２とを具備する。コンデンサＣ１、Ｃ３は、固定の静電容量を有する固定コンデンサであり、例えば、酸化チタン系コンデンサが用いられる。共振発生部４Ａが具備するＬＣ回路のコンデンサＣ１の静電容量は、プラズマＰの想定静電容量よりも大きく設定されている。すなわち、コンデンサＣ１の静電容量は、図１１に示す容量成分Ｃ２と抵抗成分Ｒｐ１、Ｒｐ２からなるプラズマ等価回路における容量成分Ｃ２の想定静電容量よりも大きく設定されている。
なお、共振発生部４Ａは、方向性結合器Ｓ１も具備するが、方向性結合器Ｓ１から出力される進行波／反射波信号は、電源部３Ａの総合制御部による制御には用いられず、単にモニタ可能とされているだけである。
【００５７】
電源部３Ａは、電圧計７によって測定した電圧が目標とする設定電圧に近づくように、供給する高周波電力の大きさを制御する。具体的には、電源部３Ａの総合制御部には、目標とする設定電圧（設定Ｖｐｐ）と、電圧計７によって測定した電圧（Ｖｐｐ信号）とが入力され、総合制御部は、測定電圧が設定電圧に近づくように、ＤＣ電源の出力を調整する電圧帰還制御を実行する。
また、電源部３Ａは、センサＳ２によって検出した位相差が極小となるように、供給する高周波電力の周波数を制御する。具体的には、電源部３Ａの総合制御部には、共振発生部４のセンサＳ２によって検出した位相差が入力され、総合制御部は、この位相差が極小となるように、発振器の周波数を制御する共振周波数調整制御（インピーダンス帰還制御）を実行する。
【００５８】
以上に説明した第３実施形態に係るプラズマ制御装置２００Ａによれば、共振発生部４Ａは、プラズマ発生用電極１０に接続され、ＬＣ回路を具備している。そして、センサＳ２で検出したＬＣ回路に流れる電流と印加される電圧との位相差が極小（共振状態）となるように、電源部３Ａが供給する高周波電力の周波数が制御（調整）されるため、共振発生部４ＡのＬＣ回路、プラズマ発生用電極１０及びプラズマＰにより、ＲＬＣ共振回路（具体的には、ＲＬＣ直列共振回路）が構成されることになる。このため、プラズマＰのインピーダンスが変化したとしても、共振現象によって増幅された電圧がプラズマ発生用電極１０に印加されることになる。また、ＬＣ回路のコンデンサＣ１の静電容量がプラズマＰの想定静電容量よりも大きいため、プラズマＰのインピーダンスが変化したとしても、プラズマ発生用電極１０の電圧の変化に及ぼす影響が少ない。さらに、電圧計７によって測定したプラズマ発生用電極１０の電圧が、目標とする設定電圧に近づくように、電源部３Ａが供給する高周波電力の大きさが制御される。以上の構成により、プラズマＰの状態変化によってプラズマＰのインピーダンスが変化した場合であっても、プラズマ発生用電極１０の電圧が設定電圧に近い値に維持されるため、プラズマＰの吸収エネルギーの変化が少なく、高精度で且つ安定したプラズマ処理を実行可能である。
また、共振発生部４ＡのＬＣ回路、プラズマ発生用電極１０及びプラズマＰによるＲＬＣ共振回路が構成されることにより、電源部３ＡとプラズマＰとのインピーダンスの整合が実行されるため、従来のような機械的駆動を必要とせず、インピーダンスの整合を高速に実行可能である。また、周波数可変の発振器として、ダイレクトデジタルシンセサイザ（ＤＤＳ）を用いた場合には、機械的駆動を必要とせずに、高速に発振器の周波数を制御可能である。
さらに、電源部３Ａと共振発生部４Ａとが一体化されて電源装置４０Ａを構成しているため、この電源装置４０Ａを市販の同軸ケーブル等を介さずにプラズマ発生用電極１０に直接接続することで、規格で決められた特性インピーダンス（例えば５０Ω）に規制されることなく、特性インピーダンスを自由に設定でき、小出力で高電圧を発生することが可能である。
【００５９】
以上に説明した第１実施形態に係るプラズマ制御装置１００、第２実施形態に係るプラズマ制御装置２００、第３実施形態に係るプラズマ制御装置２００Ａは、それぞれ単独でプラズマ処理装置に適用することも可能である。また、誘導結合プラズマを発生させるプラズマ処理装置の場合には、第１実施形態に係るプラズマ制御装置１００と第２実施形態に係るプラズマ制御装置２００とを組み合わせて適用したり、容量結合プラズマを発生させるプラズマ処理装置の場合には、第１実施形態に係るプラズマ制御装置１００と第３実施形態に係るプラズマ制御装置２００Ａとを組み合わせて適用することも可能である。
【００６０】
以下、本発明の第１実施形態に係るプラズマ制御装置１００と、従来のプラズマ制御装置１００’の性能を評価した結果について説明する。
具体的には、誘導結合プラズマを発生させるプラズマ処理装置に対して、基板Ｓを載置する載置台２０に第１実施形態に係るプラズマ制御装置１００（図６参照）を接続し、プラズマ発生用コイル１０に従来のプラズマ制御装置２００’（図３参照）を接続して、基板Ｓにエッチング処理を施す試験１を行った。一方、同じプラズマ処理装置に対して、載置台２０に従来のプラズマ制御装置１００’（図２参照）を接続し、プラズマ発生用コイル１０に従来のプラズマ制御装置２００’（図３参照）を接続して、基板Ｓにエッチング処理を施す試験２を行った。
【００６１】
上記試験１、２の結果を表１に示す。
【表１】
2017126662.tif 000003
表１において、「Ｖｐｐ」の欄に記載の値は、電圧計によって測定した載置台２０の電圧（Ｖｐｐ信号）を意味する。「周波数」の欄に記載の値は、電源部１、１’から供給される高周波電力の周波数を意味する。「出力」の欄に記載の値は、載置台２０に印加される電力値を意味する。「Ｅ／Ｒ」の欄に記載の値は、基板Ｓのエッチングレートを意味する。「均一性」の欄に記載の値は、エッチングレートの基板Ｓの面内の均一性を意味する。
【００６２】
表１に示すように、載置台２０の電圧を同条件にした場合、本発明は、小出力（小電力値）でも従来と同等のエッチング性能が得られることがわかった。
【００６３】
また、上記の試験１、２において、それぞれエッチング処理の途中でチャンバＣ内の圧力を変化させ、このときの載置台２０の電圧の安定性を評価した。具体的には、以下の（１）〜（３）に示す条件において、チャンバＣ内の圧力を３０Ｐａから５Ｐａに変化させ、このときに電圧計によって測定した電圧（Ｖｐｐ信号）の変動を評価した。
（１）プラズマ発生用コイル１０への設定電力：４０Ｗ
（２）チャンバＣ内への供給ガス：Ｃ４Ｆ８（流量８ｓｃｃｍ）
（３）試験１における設定Ｖｐｐ：１７０Ｖ
【００６４】
図１２は、上記試験の評価結果の一例を示す図である。図１２（ａ）は試験２（従来）の評価結果を、図１２（ｂ）は試験１（本発明）の評価結果を示す。
図１２（ａ）に示すように、載置台２０に従来のプラズマ制御装置１００’（図２参照）を接続した試験２の場合には、チャンバＣ内の圧力変化に伴い、載置台２０の電圧に変化が生じている。これに対し、図１２（ｂ）に示すように、載置台２０に第１実施形態に係るプラズマ制御装置１００（図６参照）を接続した試験１の場合には、チャンバＣ内の圧力変化が生じたとしても、載置台２０の電圧は安定していることがわかった。
【符号の説明】
【００６５】
１、３、３Ａ・・・電源部
２、４、４Ａ・・・共振発生部
５、７・・・電圧計
６・・・電流計
１０・・・要素（プラズマ発生用コイル又はプラズマ発生用電極）
２０・・・載置台
Ｓ・・・基板
Ｃ・・・チャンバ
Ｐ・・・プラズマ
【図１】
2017126662.tif 000004
【図２】
2017126662.tif 000005
【図３】
2017126662.tif 000006
【図４】
2017126662.tif 000007
【図５】
2017126662.tif 000008
【図６】
2017126662.tif 000009
【図７】
2017126662.tif 000010
【図８】
2017126662.tif 000011
【図９】
2017126662.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
2017126662.tif 000016
2017126662.tif 000017
2017126662.tif 000018
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