(57)【要約】  試料の面内方向についての処理のバラつきを低減し、処理の歩留まりを向上させることができる技術を提供する。本プラズマ処理装置１は、試料台１１０内に配置された第１電極（基材１１０Ｂ）と、試料台１１０の上面部３１０（誘電体膜部１１０Ａ）の外周側を囲んで配置されたリング状の第２電極（導体リング１１４）と、第２電極を覆って、上面部３１０の外周を囲むように配置された誘電体製のリング状部材（サセプタリング１１３）と、第１電極および第２電極の各々に高周波電源から高周波電力を供給するための複数の給電経路と、第２電極への給電経路上に配置された整合器１１７とを備える。そして、第２電極への給電系路上の整合器１１７と第２電極との間における第１箇所（Ａ１）と接地箇所との間が、所定の値にされた抵抗１１８を介して電気的に接続されている。
2019229784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内の処理室内に配置された試料台の上面の上方に載せられた試料を、前記試料室内に形成したプラズマを用いて処理するプラズマ処理装置であって、
前記試料台内に配置された第１電極と、
前記試料台の前記第１電極の前記上面を含む上面部の外周側で前記上面部を囲むように配置されたリング状の第２電極と、
前記第２電極を覆って、前記第１電極の前記上面部を含む外周を囲むように配置された誘電体製のリング状部材と、
前記第１電極および前記第２電極の各々に高周波電源からの高周波電力を供給する複数の給電経路と、
前記複数の給電経路のうち前記高周波電源から前記第２電極への給電経路上に配置された整合器と、
を備え、
前記整合器と前記第２電極との間における前記給電系路上の第１箇所と接地箇所との間が、所定の値にされた抵抗素子を介して電気的に接続されている、
プラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１記載のプラズマ処理装置において、
前記高周波電源は、前記第１電極に対して電気的に接続され第１周波数の第１高周波電力を供給するための第１高周波電源と、前記第２電極に対して電気的に接続され第２周波数の第２高周波電力を供給するための第２高周波電源と、を含み、
前記複数の給電経路は、前記第１電極に前記第１高周波電源から前記第１高周波電力を供給する第１給電経路と、前記第２電極に前記第２高周波電源から前記第２高周波電力を供給する第２給電経路と、を含み、
前記第２給電経路上の前記第１箇所と前記接地箇所との間に前記抵抗素子を備える、
プラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項２記載のプラズマ処理装置において、
前記第２高周波電力は、前記第１高周波電力よりも低い、
プラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項１記載のプラズマ処理装置において、
前記第１電極は、第１径を持つ前記上面部と、前記上面部の下側にあり前記第１径よりも大きい第２径を持つ下側部と、を含む凸型形状を有し、
前記リング状部材は、前記第２電極を覆って前記上面部の外周側に配置された第１部分と、前記下側部の外周側に配置された第２部分と、を有する、
プラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置の技術に関する。また、本発明は、真空容器内の処理室内に設置された試料台に載置された、処理対象の半導体ウエハ等の基板状の試料を、プラズマを用いて処理する際に、試料台に高周波電力を供給して処理する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスを作製する工程において、半導体ウエハ等の試料の上面に予め形成されたマスク層と処理対象の膜層とを含む複数の膜が積層されて構成された膜構造を、そのマスク層に基いてエッチング処理して、回路構造を形成する処理が、広く行われている。このようなエッチング処理には、一般的に、真空容器内の処理室内に配置された試料をその処理室内に形成したプラズマを用いて処理するプラズマ処理装置が用いられている。【０００３】
特に、現在多く用いられているプラズマ処理装置では、高周波バイアス技術を用いられている。この技術では、処理室内に導入された処理用のガスが励起され、電離、乖離させて形成されたプラズマ内のイオン等の荷電粒子を、試料の上面に形成した高周波電力によるバイアス電位によって試料表面に誘引する。これにより、異方性の高いエッチングが行われている。【０００４】
従来から、このようなプラズマ処理装置は、半導体デバイスの生産性や歩留まりを向上するため、試料の表面をその面内の方向についてより均一に処理することが求められている。例えば、円形または円形と見做せる程度に近似した略円形を有するウエハの上面において、中央側の領域と外周側の領域とで、処理対象の膜層をエッチングする処理の進行の速度が異なる場合がある。その場合に、処理後に得られる中央側領域の膜層の形状と外周側領域での膜層の形状との差が大きくなってしまう場合がある。そして、エッチング処理の工程から得られる回路の性能の差が大きくなって、その性能の一方が許容範囲外となってしまう場合がある。これにより、半導体デバイスを製造する歩留まりが損なわれてしまうという課題が生じていた。【０００５】
このような一般的な課題に対し、例えば以下のようなことが考えられてきた。すなわち、ウエハ上面での面内方向についての処理の速度の差は、ウエハの外周側部分におけるプラズマの電位や荷電粒子の分布の偏りが一因であると考えられる。そして、ウエハ上面の全体について電界の強度の値や分布をより均一に近付けることが考えられてきた。【０００６】
上記のようなプラズマ処理装置に関する先行技術例としては、特開２０１６−３１９５５号公報（特許文献１）が挙げられる。特許文献１では、プラズマ処理装置等として、以下のような旨が記載されている。このプラズマ処理装置では、処理室内に配置された試料台の上部上面を構成するウエハの載置面の外周を囲んで配置されたリング状の凹み部に導電性を有するリング状の部材とその部材の上部を覆う誘電体製のリングカバーとを備える。このプラズマ処理装置は、ウエハの処理中に、その導電性を有するリング状の部材に高周波電力を供給する。特に、試料台内部に配置された電極である金属製の基材に供給されるバイアス電位形成用の高周波電力とは異なる周波数または異なる電力値に独立に調節される別の高周波電力が、導電性を有するリング状の部材に供給される。これにより、処理中のウエハの上面上方に形成されるバイアス電位の値や高周波電力による電界の強度の分布を、ウエハ面内方向について所望のものに制御する。これにより、面内方向について処理の結果得られる処理後の膜構造の形状のバラつきを低減して、処理の歩留まりを向上させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１６−３１９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来技術例のプラズマ処理装置では、以下の点については十分な考慮がなされていなかったため、課題が生じていた。【０００９】
すなわち、プラズマ処理装置が、ウエハを載置する基材に高周波電力を供給する第１の回路と、リング状部材に高周波電力を供給する第２の回路（例えば整合器を含む）とを有する場合を考える。その場合、第１の回路と第２の回路とが、プラズマ中で電気的に結合し、電力の一部が第１の回路から第２の回路に漏れる場合がある。そのため、プラズマや２つの高周波電力の条件によっては、第２の回路中の整合器が不安定となるために、そのリング状部材によるウエハ外周縁近傍の電界の制御が困難になってしまう。【００１０】
また、このプラズマ処理装置の構成では、導電性の部材を覆う誘電体製のリングカバーのインピーダンスが非常に大きいため、そのままでは効率的に高周波電力を供給できないことがわかった。さらにまた、第１の回路から漏れ出た電力により、誘電体のリングカバーに電圧が発生し、ウエハ外周縁近傍でのエッチング性能が変化するおそれがあった。【００１１】
本発明の目的は、プラズマ処理装置に関して、様々なプラズマ条件に対応して、試料の外周縁近傍の電界の不均一を抑制して、試料の面内方向についての処理のバラつきを低減し、処理の歩留まりを向上させることができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のうち代表的な実施の形態は、プラズマ処理装置であって、以下に示す構成を有することを特徴とする。一実施の形態のプラズマ処理装置は、真空容器内の処理室内に配置された試料台の上面の上方に載せられた試料を、前記試料室内に形成したプラズマを用いて処理するプラズマ処理装置であって、前記試料台内に配置された第１電極と、前記試料台の前記第１電極の前記上面を含む上面部の外周側で前記上面部を囲むように配置されたリング状の第２電極と、前記第２電極を覆って、前記第１電極の前記上面部を含む外周を囲むように配置された誘電体製のリング状部材と、前記第１電極および前記第２電極の各々に高周波電源からの高周波電力を供給する複数の給電経路と、前記複数の給電経路のうち前記高周波電源から前記第２電極への給電経路上に配置された整合器と、を備え、前記整合器と前記第２電極との間における前記給電系路上の第１箇所と接地箇所との間が、所定の値にされた抵抗素子を介して電気的に接続されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のうち代表的な実施の形態によれば、プラズマ処理装置に関して、様々なプラズマ条件に対応して、試料の外周縁近傍の電界の不均一を抑制して、試料の面内方向についての処理のバラつきを低減し、処理の歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の構成の概略を模式的に示す縦断面図である。
【図２】図１の実施の形態のプラズマ処理装置における、高周波バイアス電力の経路を等価的に示す回路図である。
【図３】図１のプラズマ処理装置で、試料台の一部を拡大で模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図１〜図３を用いて、本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置について説明する。
【００１６】
［プラズマ処理装置（１）］
図１は、本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置１の構成概略を模式的に示す縦断面図である。なお、説明上、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向を用いる）。Ｚ方向は、鉛直方向であり、円筒等の形状の中心軸方向である。Ｘ方向、Ｙ方向は、Ｚ方向に対し垂直な水平面、ウエハ等の面を構成する２つの方向であり、径方向に対応する。図１では、Ｚ方向の一点鎖線の中心軸を中心とした断面を示す。
【００１７】
本実施の形態のプラズマ処理装置１では、ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance：電子サイクロトロン共鳴）を用いてプラズマエッチング処理を行うマイクロ波ＥＣＲプラスマエッチング装置に関する構成例を示す。ＥＣＲ方式では、処理室１０４内にプラズマを形成するための電界として、特定の周波数のマイクロ波を用い、さらに、処理室１０４内にその電界の周波数に対応した強度を有する磁界を供給する。これらの電界と磁界との相互作用によってＥＣＲが生起する。そして、本方式では、ＥＣＲによって、処理室１０４内に供給されたガスの原子または分子を励起して、プラズマを形成し、ウエハ１４０上面の処理対象の膜構造をエッチングする。
【００１８】
図１に示す実施の形態のプラズマ処理装置１は、内部に処理室１０４を備える真空容器１０１と、プラズマ形成手段と、排気手段とを備える。
【００１９】
処理室１０４は、円筒形状を有し、内部が真空とされる。処理室１０４等は、円筒等の軸対称形状を有する。
【００２０】
プラズマ形成手段は、真空容器１０１のＺ方向の上方、および処理室１０４を囲んで配置され、プラズマを形成するための電界および磁界を供給する。プラズマ形成手段は、特に、ＥＣＲを形成する手段としており、具体的には、複数のソレノイドコイル１０８等を有する。
【００２１】
真空容器１０１の上部の円筒形の側壁の外周、および誘電体窓１０３および空間部１０２０の上方には、それらを囲むようにして、磁界を生成するための円筒形の複数のソレノイドコイル１０８が配置されている。処理室１０４に供給された電界は、ソレノイドコイル１０８により生成された磁界との相互作用（すなわちＥＣＲ）を生起して、処理室１０４に供給された処理用のガスの粒子を励起し、処理室１０４内にプラズマ１０９が発生する。なお、２．４５ＧＨｚのマイクロ波に対して、ＥＣＲの生起に必要な磁束密度は、０．０８７５Ｔである。
【００２２】
排気手段は、真空容器１０１のＺ方向の下方に配置され、処理室１０４内のガスやプラズマ粒子等を外部に排気する真空ポンプを含む。
【００２３】
処理室１０４の上部には、誘電体窓１０３が配置されている。誘電体窓１０３は、円板形状を有し、Ｚ方向の上方から供給されたマイクロ波が内部を透過して、処理室１０４内に供給される。処理室１０４と誘電体窓１０３との間には、図示しないＯリング等のシール部材がある。これにより、処理室１０４と外部の雰囲気とが気密に封止されている。
【００２４】
誘電体窓１０３の下方には、シャワープレート１０２が配置されている。シャワープレート１０２は、処理用のガスが流れて処理室１０４内に導入するための複数の貫通孔を有する。シャワープレート１０２は、処理室１０４の主要な空間の天井面を構成している。誘電体窓１０３とシャワープレート１０２との間には、図示しないガス導入管路と接続されてガスが充填される、高さの小さい所定の厚さの空間が構成されている。
【００２５】
また、処理室１０４の底部には、底部と略同心の位置に、真空排気口１０５が配置されている。真空排気口１０５を通じて、ターボ分子ポンプ等の真空排気手段により供給されたガスや、処理室１０４内で生成されたプラズマの粒子が、外部に排出される。
【００２６】
誘電体窓１０３の上方には、空間部１２０を介して、プラズマを生成するためのマイクロ波の電界を処理室１０４内に供給するために、電界が内部を伝播する導波管１０７が配置されている。導波管１０７は、より詳しくは、円形導波管と方形導波管とがコーナー部を通じて接続されることで構成されている。
【００２７】
導波管１０７の端部（図示のＸ方向の一方端部）には、マグネトロン等の電界発生用電源１０６が接続されている。電界発生電源１０６により形成された電界は、導波管１０７を伝播して、誘電体窓１０３の上方の空間部１２０に導入される。誘電体窓１０３と導波管１０７との間には、共振用の円筒形状の空間部１２０が配置されている。空間部１２０の底面は誘電体窓１０３に対応する。
【００２８】
誘電体窓１０３は、電界が透過するように、石英等の材質の部材から成る。マイクロ波電界は、誘電体窓１０３を透過して、処理室１０４内に供給される。この電界の周波数は、特に限定されないが、本実施の形態では、２．４５ＧＨｚのマイクロ波が使用される。
【００２９】
処理室１０４の下部（例えば図１のＺ方向で下半分程度の空間）には、処理室１０４と略同心の位置に、試料台１１０が配置されている。試料台１１０は、円柱形状または円板形状を有し、上面には、試料であるウエハ１４０が載置される。
【００３０】
試料台１１０は、より詳しくは、基材１１０Ｂ（第１電極）と、基材１１０Ｂの上部の誘電体膜部１１０Ａと、基材１１０Ｂおよび誘電体膜部１１０Ａの外周に配置されたリング状部材１１３とを含む。基材１１０Ｂは、試料台１１０の主な部分を構成する円柱または円板形状を持つ金属製（導体製）の部材（第１電極）である。
【００３１】
図３には、図１の試料台１１０等の一部を拡大した模式図を示す。図３では、誘電体膜部１１０Ａの内部に配置されている膜状の電極３０３（静電吸着電極）の例についても図示している。
【００３２】
ウエハ１４０が載せられる試料台１１０の上面（載置面３００）は、ウエハ１４０と同様に円形または円形と見做せる程度に近似した形状を有する。この上面を含む上面部３１０は、基材１１０Ｂの上面に溶射によりアルミナやイットリア等のセラミクスで構成される誘電体膜が被覆されることで、誘電体膜部１１０Ａとして構成されている。
【００３３】
上面部３１０の誘電体膜部１１０Ａ内には、膜状の電極３０３が内蔵されている。この膜状の電極３０３は、ウエハ１４０を静電吸着するための静電吸着電極である。
【００３４】
試料台１１０内の基材１１０Ｂ、または誘電体膜部１１０Ａ内の膜状の電極は、処理室１０４外に配置された高周波電源（第１高周波電源）１１１と、給電用のケーブル等を通して、整合器（第１整合器）１１２を介して、電気的に接続されている。
【００３５】
本プラズマ処理装置１では、ウエハ１４０の処理中に、試料台１１０の基材１１０Ｂまたは膜状の電極３０３には、高周波電源１１１から、整合器１１２を介して、高周波電力が供給される。ウエハ１４０の処理中に、試料台１１０の上面上方の処理室１０４内のプラズマ形成用の空間には、プラズマ１０９（概略的に破線枠領域で示す）が形成される。これにより、その高周波電力（第１高周波電力）と、その空間に形成されたプラズマ１０９の電位との電位差に応じて、ウエハ１４０上に、バイアス電位が形成される。このバイアス電位とプラズマ１０９の電位との間の電位差に応じて、プラズマ１０９内のイオン等の荷電粒子が、ウエハ１４０上面に向けて誘引される。そして、その誘引された荷電粒子が、ウエハ１４０上面に予め形成された膜構造に衝突し、膜構造内の処理対象の膜層がエッチング処理される。
【００３６】
また、試料台１１０（基材１１０Ｂおよび誘電体膜部１１０Ａ）の上部には、図３のように、Ｘ方向、Ｙ方向で中央部分が外周部分よりも高くされた凸部３２０を有する。この凸部３１０の上面は、ウエハ１４０の載置面３００を構成する。この凸部３２０の上面は、ウエハ１４０の形状にあわせて略円形を有する。
【００３７】
さらに、試料台１１０の上部で、この凸部３２０の外周側にある部分では、この凸部３２０の外周を囲んでＺ方向の高さを低くした凹部３３０が形成されている。この凹部３３０は、言い換えるとリング状の空間である。この凹部３３０における上面３０１（凸部３２０から外周に出ている側壁部分の上面）と凸部３２０の外周の側面３０２の上部は、被膜で覆われている。この被膜は、誘電体膜部１１０Ａと同じセラミクス材料製である。
【００３８】
さらに、この凹部３３０の上面３０１の被膜上には、サセプタリング１１３（そのうちの上部、内周側に出た部分）が載せられている。サセプタリング１１３は、石英等の材料により構成された誘電体製のリング状部材である。このサセプタリング１１３により、試料台１１０の上面部３１０の凸部３２０は、外周側が囲まれており、また、基材１１０Ｂの外周側も囲まれている。試料台１１０は、サセプタリング１１３を含めた形状として、円柱または円板形状を有する。
【００３９】
サセプタリング１１３が凸部３２０の外周側の凹部３３０に載せられた状態で、サセプタリング１１３の石英製の上面は、Ｚ方向で処理室１０４の天井面を構成するシャワープレート１０２に対向してプラズマ１０９に面する。サセプタリング１１３の石英製のリング内周壁面は、凸部３２０の外周側壁面（側面３０２）と所定の隙間を介して対向して、凸部３２０の外周側壁面を囲んでいる。さらに、サセプタリング１１３の上面は、試料台１１０の凸部３２０の上面である載置面３００の外周を囲んでいる。
【００４０】
このような構成により、試料台１１０の凸部３２０の側壁面および凹部３３０の上面３０１は、プラズマ１０９に対してサセプタリング１１３によって覆われて保護されている。
【００４１】
また、本実施の形態では、石英製のサセプタリング１１３（特に上面部３１０の外周に配置されているリング状部分）の内部には、導体リング１１４（第２電極）が配置されている。導体リング１１４は、試料台１１０のウエハ１４０の載置面３００を含む誘電体膜部１１０Ａ（上面部３１０の凸部３２０）の外周側で、この凸部３２０（膜状の電極３０３を含む）を囲む位置に配置されている。導体リング１１４は、金属等の導電性を有する材料から構成されている。
【００４２】
導体リング１１４は、高周波電源（第２高周波電源）１１５と、整合器（第２整合器）１１６および負荷インピーダンス可変ボックス（負荷インピーダンス調節回路）１１７を介して、給電用のケーブル等を通して、電気的に接続されている。
【００４３】
本プラズマ処理装置１では、ウエハ１４０の処理中に、高周波電源１１５からの高周波電力（第２高周波電力）は、給電用のケーブルを含む給電用の経路を通り、導体リング１１４に供給される。これにより、導体リング１１４の上方に、導体リング１１４の電位とプラズマ１０９の電位との間の電位差に基づいた電界が形成される。
【００４４】
プラズマ処理装置１は、導体リング１１４への第２高周波電力の供給を調節する。これにより、ウエハ１４０上面の中心部から外周側部分、さらにはサセプタリング１１３の上面にわたる領域の上方における、電界の強度や電位の分布が、処理に適した所望のものに近付けられる。そして、ウエハ１４０上面のエッチング処理の速度や荷電粒子の入射角度に影響される、加工後の形状のウエハ１４０における径方向（Ｘ方向、Ｙ方向）についての分布が調節される。
【００４５】
なお、本実施の形態では、導体リング１１４とインピーダンス可変ボックス１１７との間の給電経路上の所定の箇所Ａ１は、接地電位にされた電極であるアース（アース電極）１１９と接続されている。このアース１１９と所定の箇所Ａ１との間は、所定の値にされた抵抗（抵抗素子）１１８を介して、電気的に接続されている。また、高周波電源１１５は、アース１１９と電気的に接続されている。高周波電源１１１は、アース１１９と電気的に接続されている。基材１１０Ｂ（第１電極）は、アース１１９と電気的に接続されている。
【００４６】
［プラズマ処理装置（２）］
図２は、図１の実施の形態のプラズマ処理装置における、高周波電力に関する等価回路を示す説明図である。特に、図２の例では、図１の高周波電源１１１から供給されるバイアス形成用の第１高周波電力、および、高周波電源１１５から導体リング１１４に供給されるバイアス形成用の第２高周波電力について、それぞれの給電の経路に沿って等価な回路を模式的に示している。
【００４７】
本例において、高周波電源（第１高周波電源）１１１は、一端側の給電経路が接地電位の箇所と電気的に接続されている。高周波電源１１１は、他端側から出力された所定の第１周波数の電力（第１高周波電力）が、他端に接続された給電経路上に配置された整合器（第１整合器）１１２を経て、試料台１１０の第１電極である基材１１０Ｂへ供給される。そして、その電力は、基材１１０Ｂを通り、基材１１０Ｂの上面部３１０を構成する誘電体膜部１１０Ａに供給される。その電力は、誘電体膜部１１０Ａの静電容量を示す誘電体膜容量１２４（容量Ｃ１）と、ウエハ１４０上面上方に形成されるシースの静電容量を示すシース容量１２５（容量Ｃ２）とを通して、プラズマ１０９の抵抗成分１２６へ伝送され、接地電位の箇所に流れる。
【００４８】
また、同様に、高周波電源（第２高周波電源）１１５は、一端側の給電経路が接地電位の箇所と電気的に接続されている。高周波電源１１５は、他端側から、高周波電源１１１の出力電力とは異なる第２周波数の電力（第２高周波電力）が出力される。高周波電源１１５の他端側から出力されたその電力は、他端部と導体リング１１４との間を接続する給電経路上に配置された整合器（第２整合器）１１６、および負荷インピーダンス調節回路１１７を介して供給される。その電力は、その電力の一部が、導体リング１１４を通してサセプタリング１１３の静電容量を示すサセプタリング容量１２７（Ｃ３）、およびサセプタリング１１３上面上方に形成されるシースの静電容量を示すシース容量１２８（Ｃ４）を通して、プラズマ１０９の抵抗成分１２９へ伝送される。その電力の他の部分は、前述の箇所Ａ１に接続された抵抗１１８で消費され、アース１１９等の接地電位の箇所に流れる。
【００４９】
一方で、高周波電源１１１と高周波電源１１５とは、誘電体であるプラズマ１０９、あるいは給電ケーブル等の高周波電力用の給電経路に接続された試料台１１０の内部を通して電気的に結合されている。そのため、高周波電源１１１と高周波電源１１５とは、少なくとも何れか一方から出力された高周波電力の一部が、他方の給電経路に流れ込む、いわゆる漏洩する現象が発生する。図２の回路上では、この給電経路同士の結合を、プラズマ１０９における抵抗成分１３０、および容量成分１３１で示した。容量成分１３１は、整合器１１２と基材１１０Ｂとの間の給電経路（第１給電経路）、および負荷インピーダンス調節回路１１７と導体リング１１４との間の給電経路（第２給電経路）の給電経路同士の間の容量成分である。
【００５０】
本実施の形態のプラズマ処理装置１では、高周波電源１１１の出力（第１高周波電力）が、導体リング１１４側の高周波電源１１５の出力（第２高周波電力）に対して相対的に高くされている。すなわち、第２高周波電力は、第１高周波電力よりも低い。高周波電源１１１側の第１給電経路から高周波電源１１５側の第２給電経路に漏れ出す電力量は、高周波電源１１５側の第２給電経路から高周波電源１１１側の第１給電経路に漏れ出す電力量と比べて大きくなる。
【００５１】
本実施の形態に対する比較例のプラズマ処理装置では、整合器（第２整合器）１１６から漏れた電力が反射電力として検知され、その反射電力に合わせて高周波電源（第２高周波電源）１１５の給電経路上のインピーダンスを整合しようとして動作する。そのため、却って、その給電経路での整合が不安定となってしまう。また、その際の負荷インピーダンスが大きいために、エッチング条件によっては、インピーダンス整合が困難となる。さらにはまた、その漏れた電力が、サセプタリング容量１２７やシース容量１２８に電圧を発生させることになる。このような電圧の大きさが調節できない場合には、ウエハ１４０の外周側部分でのエッチング性能が所期のものからズレてしまう。
【００５２】
本実施の形態のプラズマ処理装置１では、サセプタリング１１３と整合器（第２整合器）１１６との間、特にサセプタリング１１３と負荷インピーダンス調節回路１１７との間の第２給電経路上の所定の箇所Ａ１とアース１１９との間が電気的に接続されている。そして、その分岐を含む第２給電経路では、シース容量１２７へ漏れる高周波電源（第１高周波電源）１１１からの高周波電力を分岐して、抵抗１１８を経由してアース１１９から接地電極に流す。これにより、高周波電源１１１から見た負荷インピーダンスを、整合器１１６の側に比べ、抵抗１１８の側で小さくして、高周波電源１１１から整合器１１６へ流れ込む電力量を減少させている。これにより、整合器（第２整合器）１１６は、安定的にインピーダンス整合することが可能となる。これにより、高周波電源１１１から整合器１１６への電力の侵入を勘案することなく、独立に、導体リング１１４へ供給する電力を設定することができる。
【００５３】
また、図２に示す等価回路上、高周波電源（第２高周波電源）１１５からのサセプタリング１１３を通る第２給電経路上の整合器（第２整合器）１１６から見た負荷であるサセプタリング容量１２７とシース容量１２８とが直列に接続された構成に対して、抵抗１１８が並列に接続されている。これにより、この直列に接続された構成の容量によるインピーダンスの大きさが低減される。これにより、整合器（第２整合器）１１６は、様々なエッチング条件に対応して効率的にインピーダンスを整合させることができる。
【００５４】
さらにまた、容量成分１３１から見たサセプタリング容量１２７およびシース容量１２８のインピーダンスが低減される。これにより、上記２つの給電経路の間で漏れる高周波電力の結合を示す容量成分１３１を介して漏れ電力により発生するサセプタ容量１２７およびシース容量１２８での電圧の降下を低減することができる。これにより、漏れ電力によって発生するウエハ１４０の外周側部でのエッチング性能の変動を抑制することができる。
【００５５】
以上のように、実施の形態のプラズマ処理装置１によれば、様々なプラズマ条件に対応して、試料（ウエハ１４０）の外周縁近傍の電界の不均一を抑制して、試料の面内方向についての処理のバラつきを低減し、処理の歩留まりを向上させることができる。
【００５６】
以上、本発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は前述の実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。上記実施の形態では、マイクロ波ＥＣＲプラズマを利用したエッチング装置を例に説明したが、他の方式のプラズマ（例えば有磁場ＵＨＦプラズマ、容量結合型プラズマ、誘導結合型プラズマ、表面波励起プラズマ）を利用したドライエッチング装置等においても、上記と同様に適用可能であり、上記と同様の作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１…プラズマ処理装置、１０１…真空容器、１０２…シャワープレート、１０３…誘電体窓、１０４…処理室、１０５…真空排気口、１０６…電界発生用電源、１０７…導波管、１０８…ソレノイドコイル、１０９…プラズマ、１１０…試料台、１１０Ａ…誘電体膜部、１１０Ｂ…基材、１１１…高周波電源、１１２…整合器、１１３…サセプタリング、１１４…導体リング、１１５…高周波電源、１１６…整合器、１１７…負荷インピーダンス調節回路、１１８…抵抗、１１９…アース、１２０…空間部、１２４…誘電体膜容量、１２５…シース容量、１２６…抵抗成分、１２７…サセプタリング容量、１２８…シース容量、１２９…抵抗成分、１３０…抵抗成分、１３１…容量成分、１４０…ウエハ、３００…載置面、３０１…上面、３０２…側面、３０３…電極、３１０…上面部、３２０…凸部、３３０…凹部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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