(57)【要約】【課題】プラズマ処理における良好なエッチング均一性および再現性を両立する。【解決手段】プラズマ処理装置１００において、載置用電極１０８は、ウエハ１１０を静電吸着させる内周部電極１１１と内周部電極１１１の外側に配置されウエハ１１０を静電吸着させる外周部電極１１２を具備してウエハ１１０が載置される直流電源部１５５は、内周部伝送路１１５を介して内周部電極１１１に第一の高周波電力を供給する。直流電源部１５６は、外周部伝送路１１６を介して外周部電極１１２に第一の高周波電力の周波数と同じ周波数の第二の高周波電力を供給する。電磁波発生用電源１０６は、プラズマを生成するための第三の高周波電力を供給する。制御部１２７は、内周部電極１１１に印加される高周波電圧の位相と外周部電極１１２に印加される高周波電圧の位相が同等となるように第一の高周波電力の位相と第二の高周波電力の位相との位相差を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料がプラズマ処理される真空処理室と、
前記試料を静電吸着させるための第一の電極と前記第一の電極の外側に配置され前記試料を静電吸着させるための第二の電極を具備し前記試料が載置される試料台と、
第一の伝送路を介して前記第一の電極に第一の高周波電力を供給する第一の高周波電源と、
第二の伝送路を介して前記第二の電極に前記第一の高周波電力の周波数と同じ周波数の第二の高周波電力を供給する第二の高周波電源と、
プラズマを生成するための第三の高周波電力を供給する第三の高周波電源と、
前記第一の電極に印加される高周波電圧の位相と前記第二の電極に印加される高周波電圧の位相が概ね同等となるように前記第一の高周波電力の位相と前記第二の高周波電力の位相との位相差を制御する制御部と、
を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプラズマ処理装置において、
一方の伝送路が他方の伝送路に影響を与えるクロストークを抑制し前記第一の伝送路と前記第二の伝送路の間に配置されたクロストーク抑制部をさらに備え、
前記クロストーク抑制部は、インダクタンスを具備し、
前記インダクタンスの値は、前記第一の伝送路と前記第二の伝送路の間のクロストークが抑制される値であることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載のプラズマ処理装置において、
前記第一の伝送路と前記第二の伝送路の間のクロストークが抑制される値は、前記第二の伝送路の電位を前記第一の伝送路の電位により除した値の最小値に基づいて求められた値であることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項４】
試料がプラズマ処理される真空処理室と、
前記試料を静電吸着させるための第一の電極と前記第一の電極の外側に配置され前記試料を静電吸着させるための第二の電極を具備し前記試料が載置される試料台と、
第一の伝送路を介して前記第一の電極に第一の高周波電力を供給する第一の高周波電源と、
第二の伝送路を介して前記第二の電極に前記第一の高周波電力の周波数と同じ周波数の第二の高周波電力を供給する第二の高周波電源と、
プラズマを生成するための第三の高周波電力を供給する第三の高周波電源と、
一方の伝送路が他方の伝送路に影響を与えるクロストークを抑制し前記第一の伝送路と前記第二の伝送路の間に配置されたクロストーク抑制部と、
前記クロストーク抑制部に流れる電流の最小値に基づいて前記第一の高周波電力の位相と前記第二の高周波電力の位相との位相差を制御する制御部と、
を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載のプラズマ処理装置において、
前記クロストーク抑制部は、インダクタンスを具備し、
前記インダクタンスの値は、前記第一の伝送路と前記第二の伝送路の間のクロストークが抑制される値であることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載のプラズマ処理装置において、
前記第一の伝送路と前記第二の伝送路の間のクロストークが抑制される値は、前記第二の伝送路の電位を前記第一の伝送路の電位により除した値の最小値に基づいて求められた値であることを特徴とするプラズマ処理装置。  
【請求項７】
試料がプラズマ処理される真空処理室と、前記試料を静電吸着させるための第一の電極と前記第一の電極の外側に配置され前記試料を静電吸着させるための第二の電極を具備し前記試料が載置される試料台と、第一の伝送路を介して前記第一の電極に第一の高周波電力を供給する第一の高周波電源と、第二の伝送路を介して前記第二の電極に前記第一の高周波電力の周波数と同じ周波数の第二の高周波電力を供給する第二の高周波電源と、プラズマを生成するための第三の高周波電力を供給する第三の高周波電源と、を備えるプラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法であって、
前記第一の電極に印加される高周波電圧の位相と前記第二の電極に印加される高周波電圧の位相が概ね同等となるように前記第一の高周波電力の位相と前記第二の高周波電力の位相との位相差を制御する工程を有することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項８】
請求項７に記載のプラズマ処理方法において、
前記第一の伝送路と前記第二の伝送路の間における、一方の伝送路が他方の伝送路に影響を与えるクロストークを抑制する工程をさらに有することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項９】
請求項８に記載のプラズマ処理方法において、
前記第二の伝送路の電位を前記第一の伝送路の電位により除した値の最小値に基づいて前記クロストークを抑制する工程をさらに有することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項１０】
試料がプラズマ処理される真空処理室と、前記試料を静電吸着させるための第一の電極と前記第一の電極の外側に配置され前記試料を静電吸着させるための第二の電極を具備し前記試料が載置される試料台と、第一の伝送路を介して前記第一の電極に第一の高周波電力を供給する第一の高周波電源と、第二の伝送路を介して前記第二の電極に前記第一の高周波電力の周波数と同じ周波数の第二の高周波電力を供給する第二の高周波電源と、プラズマを生成するための第三の高周波電力を供給する第三の高周波電源と、一方の伝送路が他方の伝送路に影響を与えるクロストークを抑制し前記第一の伝送路と前記第二の伝送路の間に配置されたクロストーク抑制部とを備えるプラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法であって、
前記クロストーク抑制部に流れる電流の最小値に基づいて前記第一の高周波電力の位相と前記第二の高周波電力の位相との位相差を制御する工程を有することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載のプラズマ処理方法において、
前記第一の伝送路と前記第二の伝送路の間のクロストークを抑制する工程をさらに有することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載のプラズマ処理方法において、
前記第二の伝送路の電位を前記第一の伝送路の電位により除した値の最小値に基づいて前記第一の伝送路と前記第二の伝送路の間のクロストークを抑制する工程をさらに有することを特徴とするプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法に関し、特に、半導体素子基板などの被処理材の加工に好適なプラズマエッチングに有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程では、一般にプラズマを用いたドライエッチングが行われている。ドライエッチングを行うためのプラズマ処理装置は、様々な方式が使用されている。一般にプラズマ処理装置は、真空処理室内にプラズマを発生させるプラズマ発生部によりシャワープレートなどから真空処理室内に供給された処理ガスをプラズマ状態とすることにより、ウエハ載置用電極に保持されたウエハのエッチング処理が行われる。
【０００３】
近年、半導体デバイスの集積度の向上に伴い、微細加工つまり加工精度の向上が要求されており、特にエッチングレートの面内均一性あるいはエッチングパターン形状におけるＣＤ値（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）のウエハ面内均一性の向上が要求されている。
【０００４】
エッチング処理の面内均一性は、プラズマ密度分布、ガス反応生成物分布、ウエハ面内温度分布、および入射イオンエネルギの面内分布の影響を受けている。ウエハ面内エッチングレートやＣＤの不均一を改善あるいは制御する技術として、ウエハ周辺の電気的課題、特にイオンエネルギのウエハ面内分布を制御することにより改善する方法が提案されている。
【０００５】
特許文献１には、同心円状に２分割された電極である試料台を用いて試料を加工するプラズマ処理装置において、電極である試料台の中心側の試料台ブロックと外周側の試料台ブロックとに２つの高周波バイアス電源から印加するバイアス電力をそれぞれ独立して制御する旨が記載されている。
【０００６】
また、特許文献２には、試料が載置される同心円状に中心側の内側ステージと、試料が載置される円周領域のさらに外周側の外側ステージとに２分割された電極台を用いて試料を加工するプラズマ処理装置において、電極台の内側ステージと外側ステージとに２つの高周波バイアス電源から供給され、それぞれの高周波電力の位相を同一あるいは制御して印加する構成が記載されている。
【０００７】
それぞれの高周波電力の位相を同一あるいは制御して印加し、内側ステージと外側ステージとの各々の電力に差をつけることで、電極台に試料に印加される高周波ＲＦバイアスのピーク・トウ・ピーク電圧(以下、Ｖｐｐとする)が試料の概略内側部と外側部で差がつくことになり、イオンエネルギのウエハ面内分布を変えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−６７０３７号公報
【特許文献２】特開２００４−２２８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した電極面内の複数の領域に印加される高周波ＲＦバイアス、特にＶｐｐの大きさを制御してエッチング面内均一性を向上する技術の場合、微細化が現行レベルであれば問題はないが、微細化のレベルがさらに進化すると、複数の領域に印加される各高周波ＲＦバイアス間の位相差に対するエッチングレートの感度が向上してしまい、高周波ＲＦバイアスの位相差が無視できなくなるという問題がある。
【００１０】
その結果、意図したエッチングレート分布にならなかったり、再現性良くエッチングできなかったりする恐れがあり、ひいては装置毎に性能が変化するという問題なども発生する。
【００１１】
本発明の目的は、プラズマ処理における良好なエッチング均一性および再現性を両立することのできる技術を提供することにある。
【００１２】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１４】
すなわち、代表的なプラズマ処理装置は、真空処理室、試料台、第一の高周波電源、第二の高周波電源、第三の高周波電源、および制御部を備える。真空処理室は、試料がプラズマ処理される。試料台は、該試料を静電吸着させるための第一の電極と該第一の電極の外側に配置され試料を静電吸着させるための第二の電極を具備して試料が載置される。
【００１５】
第一の高周波電源は、第一の伝送路を介して第一の電極に第一の高周波電力を供給する。第二の高周波電源は、第二の伝送路を介して第二の電極に第一の高周波電力の周波数と同じ周波数の第二の高周波電力を供給する。第三の高周波電源は、プラズマを生成するための第三の高周波電力を供給する。
【００１６】
制御部は、第一の電極に印加される高周波電圧の位相と第二の電極に印加される高周波電圧の位相が概ね同等となるように第一の高周波電力の位相と第二の高周波電力の位相との位相差を制御する。
【００１７】
また、プラズマ処理装置は、クロストーク抑制部を備える。クロストーク抑制部は、一方の伝送路が他方の伝送路に影響を与えるクロストークを抑制し第一の伝送路と第二の伝送路の間に配置される。
【００１８】
特に、クロストーク抑制部は、インダクタンスを具備し、該インダクタンスの値は、第一の伝送路と第二の伝送路の間のクロストークが抑制される値である。
【発明の効果】
【００１９】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００２０】
再現性がよく、均一性の高いエッチング処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態１によるマイクロ波ＥＣＲエッチング装置における構成の一例を示す説明図である。
【図２】図１のマイクロ波ＥＣＲエッチング装置における高周波ＲＦバイアスを印加する際の一例を示す説明図である。
【図３】図１のマイクロ波ＥＣＲエッチング装置が有するクロストーク防止回路によるクロストークの抑制動作を示す説明図である。
【図４】図１のマイクロ波ＥＣＲエッチング装置による高周波ＲＦバイアスにおける位相差の制御の一例を示す説明図である。
【図５】図１のマイクロ波ＥＣＲエッチング装置が有する位相差測定器における位相測定の一例を示す説明図である。
【図６】図５の位相測定における他の例を示す説明図である。
【図７】図１のマイクロ波ＥＣＲエッチング装置による高周波ＲＦバイアスにおける同位相制御の処理例を示すフローチャートである。
【図８】図７の同位相制御の他の処理例を示すフローチャートである。
【図９】本発明者の検討による位相差の有無による高周波ＲＦバイアスを印加した際のエッチングレート分布の一例を示す説明図である。
【図１０】本発明者の検討によるウエハの面内におけるＶｐｐ分布内の一例を示す説明図である。
【図１１】本発明者の検討によるクロストークによる位相差の発生の一例を示す説明図である。
【図１２】本発明者の検討によるクロストークを防止するインダクタンスを設けた際のＶｐｐ差の発生例を示す説明図である。
【図１３】本発明者の検討による位相差およびＶｐｐ差がある時のエッチングレート分布の変化例を示す説明図である。
【図１４】実施の形態２による高周波ＲＦバイアスを印加する際の一例を示す説明図である。
【図１５】図１４の載置用電極における電極分割の一例を示す説明図である。
【図１６】図１５の電極分割の他の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２３】
（実施の形態１）
以下、実施の形態を詳細に説明する。
【００２４】
〈プラズマ処理装置の構成例〉
図１は、本実施の形態１によるプラズマ処理装置１００における構成の一例を示す説明図である。
【００２５】
プラズマ処理装置１００は、例えばマイクロ波ＥＣＲ(Electron Cyclotron Resonance)エッチング装置などからなり、図１に示すように真空処理室である処理室１０４を有する。処理室１０４は、真空容器１０１、石英シャワープレート１０２、および誘電体窓１０３から構成されている。
【００２６】
誘電体窓１０３は、真空容器１０１の上部に設けられており、この誘電体窓１０３によって該真空容器１０１内にエッチングガスが封入される。誘電体窓１０３は、例えば石英などからなる。誘電体窓１０３の下方には、石英シャワープレート１０２が設けられている。また、真空容器１０１には、排気口１２５を介して図示しない真空排気装置が接続されている。
【００２７】
誘電体窓１０３の上方には、電磁波を伝送する導波管１０５が設けられる。この導波管１０５によってプラズマを生成する電力が処理室１０４に伝送される。電磁波発生用電源１０６にて生成された電磁波は、導波管１０５を介して処理室１０４に入力される。
【００２８】
電磁波の周波数は、例えば２．４５ＧＨｚ程度のマイクロ波を使用する。処理室１０４の外周部には、磁場を形成する磁場発生コイル１０７が設けられている。電磁波発生用電源１０６よって発振された電力は、磁場発生コイル１０７により形成された磁場との相互作用により、処理室１０４内に高密度のプラズマ１２６を生成する。
【００２９】
これら導波管１０５、電磁波発生用電源１０６、および磁場発生コイル１０７などによってプラズマ生成部が構成されている。
【００３０】
真空容器１０１の内部においては、誘電体窓１０３に対向するように載置用電極１０８が設けられている。載置用電極１０８は、試料である半導体素子基板などのウエハ１１０を載置する。
【００３１】
載置用電極１０８の上部には、アルミナ、セラミックスなどの溶射膜を有する誘電体膜１０９が形成されている。誘電体膜１０９内部には、第一の電極である内周部電極１１１および第二の電極である外周部電極１１２がそれぞれ設けられている。
【００３２】
内周部電極１１１は、膜状の円盤形状からなる電極であり、誘電体膜１０９の中心に配置されている。外周部電極１１２は、膜状のリング形状からなる電極であり、内周部電極１１１を取り囲むように外周側に配置されている。
【００３３】
内周部電極１１１および外周部電極１１２には、第一の高周波電源である直流電源部１５５、第二の高周波電源である直流電源部１５６が高周波カットフィルタ１５３、高周波カットフィルタ１５４を介してそれぞれ接続されており、ウエハ１１０を静電気力によって吸着する。内周部電極１１１および外周部電極１１２の面積は、均等なウエハ吸着を実現するためそれぞれ同じ程度としている。
【００３４】
内周部電極１１１には、内周部キャパシタ１５１を介して内周部マッチング回路１１３が接続されている。外周部電極１１２には、外周部キャパシタ１５２を介して外周部マッチング回路１１４が接続されている。
【００３５】
内周部バイアス電源部１１７は、内周部マッチング回路１１３が接続されており、外周部バイアス電源部１１８は、外周部マッチング回路１１４が接続されている。内周部キャパシタ１５１および外周部キャパシタ１５２は、ウエハ吸着用の直流ＤＣ電圧をカットする。
【００３６】
ここで、内周部電極１１１と内周部マッチング回路１１３との間のラインを内周部伝送路１１５とし、外周部電極１１２と外周部マッチング回路１１４との間のラインを外周部伝送路１１６とする。内周部伝送路１１５は、第一の伝送路であり、外周部伝送路１１６は、第二の伝送路である。
【００３７】
エッチング処理を開始すると、処理室１０４内にウエハ１１０が搬送される。載置用電極１０８によってウエハ１１０を吸着させた後、エッチングガスが導入される。エッチングガスは、ガス供給システム１２４から図示しないマスフローコントロ−ラを介して、誘電体窓１０３と石英シャワープレート１０２との間を通過する。そして、石英シャワープレート１０２のガス孔より処理室１０４に導入される。
【００３８】
真空容器１０１内が所定の圧力になると、第三の高周波電源である電磁波発生用電源１０６がマイクロ波を印加することによって処理室１０４内にプラズマを発生させる。内周部バイアス電源部１１７および外周部バイアス電源部１１８から高周波バイアスを発振して内周部電極１１１および外周部電極１１２に印加する。これによって、プラズマ１２６からウエハ１１０へイオンを引き込みエッチングが進行する。エッチングガスやエッチングにより発生した反応生成物は排気口１２５から排気される。
【００３９】
内周部伝送路１１５には、Ｖｉ電圧モニタ１２１が接続されており、外周部伝送路１１６には、Ｖｏ電圧モニタ１２２が接続されている。Ｖｉ電圧モニタ１２１およびＶｏ電圧モニタ１２２は、内周部伝送路１１５および外周部伝送路１１６の電圧をそれぞれ検出、測定する。
【００４０】
Ｖｉ電圧モニタ１２１およびＶｏ電圧モニタ１２２は、ピーク間電圧Ｖｐｐを測定できるものであればよいが、Ａ／Ｄ変換器などにより構成される高時間分解能にてモニタできるものであればより好ましい。
【００４１】
Ａ／Ｄ変換器などにより構成される高時間分解能のモニタの場合は、高周波バイアスが間欠的に印加あるいは時間変調されてもＶｐｐ測定が可能である。また、高周波バイアスの電圧が歪みを伴った時でも、高周波バイアスのＶｐｐ、各伝送路位相および伝送路間の位相差を高精度に測定することができる。
【００４２】
また、内周部伝送路１１５と外周部伝送路１１６との間には、クロストーク防止回路１２０および位相差測定器１２３がそれぞれ接続されている。クロストーク抑制部であるクロストーク防止回路１２０は、クロストークを抑制する。位相差測定器１２３は、内周部電極１１１と外周部電極１１２との位相差を測定する。
【００４３】
制御部１２７は、Ｖｉ電圧モニタ１２１、Ｖｏ電圧モニタ１２２、および位相差測定器１２３などの測定結果に基づいて、クロストーク防止回路１２０、内周部バイアス電源部１１７、および外周部バイアス電源部１１８などの動作を制御する。
【００４４】
また、内周部マッチング回路１１３、外周部マッチング回路１１４、内周部バイアス電源部１１７、外周部バイアス電源部１１８、クロストーク防止回路１２０、Ｖｉ電圧モニタ１２１、Ｖｏ電圧モニタ１２２、位相差測定器１２３、内周部キャパシタ１５１、外周部キャパシタ１５２、および制御部１２７によって高周波バイアス電力制御印加部が構成されている。
【００４５】
〈高周波バイアスの印加例〉
図２は、図１のプラズマ処理装置１００における高周波バイアスを印加する際の一例を示す説明図である。
【００４６】
図２は、内周部電極１１１および外周部電極１１２に高周波バイアスを同位相にて印加する技術の詳細を示したものである。また、図２は、図１の載置用電極１０８、内周部マッチング回路１１３、外周部マッチング回路１１４、内周部バイアス電源部１１７、外周部バイアス電源部１１８、クロストーク防止回路１２０、Ｖｉ電圧モニタ１２１、Ｖｏ電圧モニタ１２２、位相差測定器１２３、内周部キャパシタ１５１、外周部キャパシタ１５２、高周波カットフィルタ１５３，１５４、および直流電源部１５５，１５６などに注目したものである。
【００４７】
内周部バイアス電源部１１７および外周部バイアス電源部１１８は、高周波バイアスを任意にすることが設定できる。ここでは、高周波バイアスの周波数が４００ＫＨｚ程度であるものとする。
【００４８】
内周部バイアス電源部１１７および外周部バイアス電源部１１８は、同じ周波数にて高周波バイアスを発振する必要がある。理由は少しでも周波数の差があるとビート信号が発生して、それに起因した反射波によるバイアス電源部１１７，１１８の故障やマッチング回路１１３，１１４の整合不調などの不具合を防止するためである。もうひとつの理由としては、ビート信号によりバイアス電源部１１７，１１８が一定でない高周波バイアスの印加を防止するためである。
【００４９】
同じ周波数によって発振するためには、内周部バイアス電源部１１７および外周部バイアス電源部１１８を４００ＫＨｚ程度の高周波バイアスをそれぞれ発振させるのではなく、同じ基準クロック信号１５０に基づいて、発振させることが好ましい。
【００５０】
内周部マッチング回路１１３および外周部マッチング回路１１４は、それぞれ独立して動作している。すなわち内周部マッチング回路１１３および外周部マッチング回路１１４は、高周波バイアスの入射波と反射波の電力を検知する。
【００５１】
上述したように、内周部マッチング回路１１３および外周部マッチング回路１１４の各出力部には、内周部キャパシタ１５１と外周部キャパシタ１５２がそれぞれ接続されている。
【００５２】
また、内周部キャパシタ１５１と内周部電極１１１との間および外周部キャパシタ１５２と外周部電極１１２との間において、内周部伝送路１１５および外周部伝送路１１６には、高周波カットフィルタ１５３，１５４を介して直流電源部１５５，１５６がそれぞれ接続されている。つまり、内周部電極１１１および外周部電極１１２には、それぞれ４００ＫＨｚ程度の高周波バイアスとウエハ吸着用の直流（ＤＣ）電圧とが重畳して印加される。  
【００５３】
高周波バイアスの電圧、特に位相を厳密に測定するには、Ｖｉ電圧モニタ１２１、Ｖｏ電圧モニタ１２２、および位相差測定器１２３は、内周部伝送路１１５や外周部伝送路１１６において、できるだけウエハ１１０、あるいは内周部電極１１１、外周部電極１１２に近い位置に設置する必要がある。
【００５４】
また、Ｖｉ電圧モニタ１２１およびＶｏ電圧モニタ１２２によるモニタ測定位置と内周部電極１１１、外周部電極１１２との距離はどちらとも同じにすることも必要である。そうしないと位相差が正しく測定できない、あるいはＶｐｐの測定が不正確となる場合がある。
【００５５】
内周部伝送路１１５と外周部伝送路１１６との間に接続されているクロストーク防止回路１２０は、上述したようにクロストークを抑制する。クロストークは、片側に印加された高周波バイアスがもう一方の相手側まで伝播することによって相手側にとって反射波となる。
【００５６】
これを抑制しないと反射波の作用により、バイアス電源部１１７，１１８の故障やマッチング回路１１３，１１４の整合不調、反射波増加、あるいは高周波バイアスの印加が安定しないなどの問題がある。
【００５７】
クロストーク防止回路１２０は、例えばインダクタンス回路であるインダクタンス１５７および電流計１５８から構成されている。インダクタンス１５７は、例えば制御部１２７によってインダクタンス値が調整される。インダクタンス値を変えることによって、クロストークを調整する。ここで、内周部電極１１１から外周部電極１１２を見たとき、電気的にはほぼ容量成分とみなされる。
【００５８】
また、エッチング処理中のプラズマも容量と抵抗成分とみなされ、さらにウエハ１１０それ自身、ウエハ１１０が載置された状態の載置用電極１０８、内周部キャパシタ１５１、および外周部キャパシタ１５２などすべてが容量成分とみなされるため、これら全てを合成したものは、ほぼ合成容量とみなしてよい。
【００５９】
クロストーク防止回路１２０におけるインダクタンス１５７のインダクタンス値および内周部伝送路１１５と外周部伝送路１１６との間の容量によって、ＬＣ共振になるように設定されており、内周部電極１１１または外周部電極１１２のいずれか一方の電極から見た他方の電極のインピーダンスを上げて電気回路的に干渉しないようにしている。
【００６０】
〈クロストークの抑制例〉
図３は、図１のプラズマ処理装置１００が有するクロストーク防止回路１２０によるクロストークの抑制動作を示す説明図である。なお、以下に示す処理は、制御部１２７が主体となって行うものとする。
【００６１】
クロストークの抑制制御については、図３に示すように、電磁波発生用電源１０６がオンすることによってプラズマが生成した後、高周波バイアスを内周部バイアス電源部１１７または外周部バイアス電源部１１８のどちらか一方に印加する。ここで、図３では、内周部バイアス電源部１１７によって高周波バイアスが印加される例を示している。
【００６２】
そのとき、Ｖｉ電圧モニタ１２１およびＶｏ電圧モニタ１２２によって内周部伝送路１１５および外周部伝送路１１６の電圧、すなわち図３の曲線７０１であるＶｉ電圧モニタＶｐｐ値および図３の曲線７０２であるＶｏ電圧モニタＶｐｐ値をそれぞれ測定する。
【００６３】
クロストーク防止回路１２０におけるインダクタンス１５７を調整し、クロストークがどれくらい抑制できているかの度合いを示すＶｐｐのＶｏ／Ｖｉ、すなわち図３の曲線７０３が最小となるようにすればクロストークは最小である。
【００６４】
例えばＶｏ／Ｖｉが１／１０であるとすれば、クロストークは電力換算で１／１００となっている。Ｖｏ／Ｖｉがそれ以下の場合にはほとんどクロストークはないものとみなしてもかまわない。
【００６５】
理想的にはクロストークが最小、つまりＶｏ／Ｖｉが最小値を取るように制御することが望ましいが、ある基準値を設けて、それ以下であるならクロストークはないものとみなしてもよい。
【００６６】
実際に複数の高周波バイアスを同一の載置用電極に印加する際、クロストークがゼロということはあり得ない。そのなかでクロストーク防止回路なしでのクロストークの度合い、クロストークによるバイアス電源部の不具合の防止、および後述のクロストーク起因による位相差の発生が抑制できる範囲という３つの観点から基準値を設定する。
【００６７】
それによると、クロストークがどれくらい抑制できているかの度合いを示すＶｐｐのＶｏ／Ｖｉは、１.５／１０＝１５（％）＝−１６．４（ｄＢ）以下を満たすインダクタンス１５７を設定すれはよく、そのインダクタンス値の範囲は、約１００マイクロヘンリ±２０％である。
【００６８】
なお、内周部伝送路１１５と外周部伝送路１１６と間のクロストークを調べる場合には、どちらか一方のバイアス電源部、例えば本例では内周部バイアス電源部１１７による高周波バイアスを印加してインダクタンス調整するだけで十分であり、逆側である外周部バイアス電源部１１８のみ印加する方は省略することができる。  
【００６９】
上記したクロストークを十分抑制してから予め設定された高周波バイアスを印加する。本例はクロストークを抑制するため内周部バイアス電源部１１７のみ印加しており、この後、外周部バイアス電源部１１８の高周波バイアスも印加することになる。つまり、この時点で内周部電極１１１および外周部電極１１２の両方に所望の高周波バイアスが印加されることになる。
【００７０】
〈高周波バイアスの位相差制御例〉
図４は、図１のプラズマ処理装置１００による高周波バイアスにおける位相差の制御の一例を示す説明図である。この図４の処理についても、制御部１２７が主体となって行うものとする。
【００７１】
クロストークを抑制する処理に続いて、ウエハ１１０に印加される高周波バイアスの位相を調整する。高周波バイアスの位相調整は、図４に示すように、内周部バイアス電源部１１７または外周部バイアス電源部１１８うち、片側のバイアス電源部に供給される４００ＫＨｚ程度の基準クロック信号１５０を電源位相差θＲＦだけ変化させて、それに基づいて高周波バイアスを発振することにより位相差を制御する。
【００７２】
図４において、電源位相差θＲＦは、内周部バイアス電源部１１７および外周部バイアス電源部１１８が生成する高周波バイアスの位相差を示している。θｉは、内周部バイアス電源部１１７が高周波バイアスをそれぞれ発振させるクロック信号であり、θｏは、外周部バイアス電源部１１８が高周波バイアスをそれぞれ発振させるクロック信号である。
【００７３】
制御部１２７は、内周部バイアス電源部１１７および外周部バイアス電源部１１８が生成する高周波バイアスの位相差が電源位相差θＲＦとなるように、クロック信号θｉおよびクロック信号θｏの位相差を制御する制御信号を出力する。
【００７４】
内周部バイアス電源部１１７および外周部バイアス電源部１１８は、図示しないクロック生成部を有しており、制御部１２７から出力される制御信号に基づいて、クロック信号θｉ，θｏをそれぞれ生成する。
【００７５】
なお、バイアス電源部１１７，１１８の別方式として、同じオシレータによる発振、つまり内周部伝送路１１５または外周部伝送路１１６のいずれか一方の伝送路上に遅延回路を設けて、１つのバイアス電源部にて位相を制御することが考えられる。その場合、遅延回路によって余分に発生するクロストークを十分考慮しなければならない。
【００７６】
また、１つのバイアス電源部の電力を内周部電極１１１および外周部電極１１２にそれぞれ分配することも必要となるが、その際、電力を分配する電力分配回路についてもクロストークを十分考慮しなければならない。
【００７７】
内周部バイアス電源部１１７および外周部バイアス電源部１１８の電力は同じとして、これらバイアス電源部１１７，１１８の発振する初期位相差がゼロにて印加した時、たまたま位相差測定器１２３による位相差がゼロであれば、Ｖｉ電圧モニタ１２１のＶｐｐ値およびＶｏ電圧モニタ１２２のＶｐｐ値は、内周部マッチング回路１１３および外周部マッチング回路１１４の整合位置が同じとなることもある。この場合は、位相差の調整は不要である。
【００７８】
しかし、通常のエッチング条件では、設定されるバイアス電源部１１７，１１８の電力に差がある場合が多い。基準信号である基準クロック信号１５０を受け取って高周波バイアスを発振する際に大きい電力と小さい電力の差があると高周波バイアスの発振時間のズレ、つまり位相ずれが生じる。
【００７９】
あるいは内周部マッチング回路１１３と外周部マッチング回路１１４との整合位置の差による位相ずれ、プラズマシースなどのプラズマ負荷の影響による位相ずれなどが発生する。
【００８０】
これらのことにより、電源位相差の調整は、エッチング条件ごとに基本的に必要となるが、例外としてエッチング条件や処理ウエハの抵抗値が固定または繰り返しで、既にデータとしてインダクタンス位置をＡ、２つの高周波バイアスの位相差をＢ度とすれば、ウエハに印加される高周波バイアスの位相差がゼロであることがわかっている場合には制御を省略することができる。
【００８１】
〈位相差測定器の動作例〉
図５は、図１のプラズマ処理装置１００が有する位相差測定器１２３における位相測定の一例を示す説明図である。
【００８２】
この図５および図６に示す処理についても、制御部１２７が主体となって行うものとする。上述したように内周部電極１１１と外周部電極１１２との位相差については、位相差測定器１２３にて測定する。図５の下方に示す位相差測定器１２３は、高周波バイアスの位相差を同位相、位相進み、あるいは位相遅れを数度レベルにて検出できることが望ましい。
【００８３】
位相差電圧をどの位相ポイントにて測るかについては、図５上方の測定位相差９０１，９０２，９０３に示すように、ポイントによって位相差が変わるが、高周波バイアス電圧の最小値が最もエッチングレートへの影響が大きいことから、位相差測定ポイントが１点であれば電圧最小ポイント測定位相差９０３を採用することが望ましい。
【００８４】
あるいは図５の曲線９０５，９０６のように電圧を高時間分解能にてモニタできるＶｉ電圧モニタ１２１およびＶｏ電圧モニタ１２２によって、それぞれの測定結果の位相差を測ることもできる。
【００８５】
位相差測定器１２３は、Ｖｉ電圧モニタ１２１およびＶｏ電圧モニタ１２２が測定した１周期の電圧波形のすべてのサンプリングポイントにおいて、それぞれの位相差を測定する。そして、測定したすべての位相差の平均値を算出して、その算出結果を位相差として制御部１２７に出力する。
【００８６】
この場合は、判定には時間がかかるが、ＲＦバイアス波形にある程度の歪みがあっても位相差を検知できるという利点がある。また、全ポイントの位相であっても位相差が測定できるので位相差の判定をより厳密にできるというメリットがある。
【００８７】
〈位相測定の他の例〉
図６は、図５の位相測定における他の例を示す説明図である。
【００８８】
この図６は、インダクタンス電流により位相を制御する例を示したものである。
【００８９】
位相差測定器１２３を用いずに位相差を制御する技術としては、例えば図６（ａ）に示すようにクロストーク防止回路１２０のインダクタンス１５７に流れる電流を測定する電流計１５８の値が最小となるように制御部１２７が電源位相差θＲＦを調整する。
【００９０】
具体的な方法としては、電源位相差θＲＦをマイナスからプラス、たとえば内周部側が位相が５度早い状態から外周部側の位相が５度早い状態まで電源位相差を走査する。インダクタンス１５７に流れる電流は、その位相差によって図６（ｂ）の曲線１００２に示すように変化する。
【００９１】
その電流値が最小になるように、高周波バイアスの発振位相差を制御して、最終的に図６の丸印１００３の位相差に決定するものである。この技術では、インダクタンス電流は、高周波バイアスの１周期全体の位相差を正確に反映して表しているので高精度に判定することができる。
【００９２】
また、内周部バイアス電源部１１７と外周部バイアス電源部１１８との電力に極端な差がある組み合わせにおいて位相差測定器１２３による位相差検出ができないときにも位相差を検出することができる。よって、高周波バイアス電圧の波形の歪みにも関係なく位相差を検出可能とすることができる。
【００９３】
ここでは、電流計１５８と位相差測定器１２３の２つを用いた。最初に位相差測定器１２３にて概略の位相差を測定して、それに基づいて走査する電源位相差範囲を決定し、インダクタンス１５７に流れる電流値が最小となるように制御している。
【００９４】
また、インダクタンス１５７に流れる電流値を最小とするのではなく、高周波バイアスの電源位相差０度から３６０度までのすべての範囲にて、インダクタンス１５７に流れる電流をプロットした際の電流値の下位数％、例えば下位３％程度の電流値を最小の電流値とみなすようにしてもよい。
【００９５】
〈位相制御の処理例〉
図７は、図１のプラズマ処理装置１００による高周波バイアスにおける同位相制御の処理例を示すフローチャートである。図８は、図７の同位相制御の他の処理例を示すフローチャートである。
【００９６】
図７は、図５による位相制御を用いた処理例を示しており、図８は、インダクタンス電流による位相制御を用いた処理例を示している。これら図７および図８の処理についても、制御部１２７が主体となって行う。
【００９７】
図７および図８のいずれの場合においても、ウエハの内周部と外周部とを同位相の高周波バイアスにて印加する制御順序は、まず、クロストーク防止（図７のステップＳ１０１，Ｓ１０２および図８のステップＳ２０１，Ｓ２０２）、続いて設定された複数ＲＦバイアスを印加（図７のステップＳ１０３および図８のステップＳ２０３）、最後に電源位相差調整（図７のステップＳ１０４，Ｓ１０５および図８のステップＳ２０４，Ｓ２０５）という処理順であることが望ましい。
【００９８】
クロストークを抑制せずに位相調整をするとＲＦバイアスの電圧波形が歪み、位相測定の調整が困難となり、また位相調整後高周波バイアスを変化させてしまうと、それだけで位相差変化してしまうからである。
【００９９】
ここで、背景技術で述べた電極に印加される高周波バイアス、特にＶｐｐの大きさを制御してエッチング面内均一性を向上する技術の問題点について詳しく説明する。
【０１００】
背景技術にて述べたように微細化が現行レベルであればこれで問題ないが、微細化のレベルがより進化すると、複数の領域に印加される各高周波バイアス間の位相差に対するエッチングレートの感度が向上し高周波バイアスの位相差が無視できなくなる。
【０１０１】
〈本発明者による検討例〉
図９は、本発明者の検討による位相差の有無による高周波バイアスを印加した際のエッチングレート分布の一例を示す説明図である。図１０は、本発明者の検討によるウエハの面内におけるＶｐｐ分布内の一例を示す説明図である。
【０１０２】
電極上の試料であるウエハ面の２つの領域、例えばウエハの内周部と外周部とに印加される高周波バイアスのＶｐｐが同じであったとしても、これら高周波バイアスに位相差がある場合とない場合とでは、図９（ａ）の曲線２０１および図９（ｂ）の曲線２０２に示すようにエッチングレート分布が異なるという現象が発生する。
【０１０３】
ここで、図９（ａ）は、ウエハの内周部に印加する高周波バイアスと該ウエハの外周部に印加する高周波バイアスとに位相差がない場合のエッチングレート分布例を示しており、図９（ｂ）は、ウエハの内周部に印加する高周波バイアスと該ウエハの外周部に印加する高周波バイアスとに位相差がある場合のエッチングレート分布例を示している。
【０１０４】
具体的には、位相差ありと位相差なしとでは、ウエハ面内のＶｐｐ分布が異なる。図１０（ａ）は、位相差がない場合におけるウエハ１１０の内周部、外周部、および中間部の電圧を示しており、図１０（ｂ）は、位相差がある場合におけるウエハ１１０の内周部、外周部、および中間部の電圧を示している。
【０１０５】
位相差がある場合、ウエハ１１０の高周波バイアスがそれぞれ印加される内周部と外周部との間であるウエハ１１０の中間部における高周波バイアスの電圧は、図１０（ｂ）における曲線２０３に示すように、ウエハ内周部と外周部とのＶｐｐだけでなく、曲線２０４および曲線２０５に示すようにウエハ１１０の内周部と外周部との位相差の影響も受けるためである。
【０１０６】
図１１は、本発明者の検討によるクロストークによる位相差の発生の一例を示す説明図である。
【０１０７】
位相差の発生要因は、図１１に示すようにクロストーク３００１が挙げられる。クロストークとは、前述したようにある一方に印加された高周波バイアスがもう一方の相手側伝送路まで伝播することであり、これにより、相手側に伝播した高周波バイアスが相手側にとっては反射波とみなされる。
【０１０８】
この反射波の大きさは、印加した高周波バイアスの入射波に比例係数を掛けたものであり、以下に示す式１にて表され、ウエハの内周部およびウエハの外周部に印加される高周波バイアスの設定によってそれぞれ異なる。
【０１０９】
“一方に印加された高周波バイアスの大きさ”×“クロストーク度合い”  （式１）
この反射波の位相は、プラズマ３００３およびプラズマシース３００４も経由して伝播しているので、ウエハの内周部を例にすると、図１１の右側下方のグラフの曲線３００５に示す高周波バイアスの入射波と、図１１の右側下方のグラフの曲線３００６に示す高周波バイアスの反射波とのグラフのように高周波バイアスの入射波と反射波の位相とは約９０度程度異なる。
【０１１０】
入射波と反射波との合成波である伝送線路の電圧、つまり実際に印加される高周波バイアスの電圧を図１１の右側下方のグラフの曲線３００７に示すと、曲線３００５にて示す元の高周波バイアスの位相と異なる。ウエハ１１００の内周部と外周部との高周波バイアス電力が同じであれば、ウエハの内周部と外周部とは、それぞれクロストークにより伝播する高周波バイアスの電力量も同じであり、ウエハの内周部と外周部との同位相となるため問題はない。
【０１１１】
しかし、多くの場合、エッチングレートを制御するために、ウエハの内周部と外周部との高周波バイアスの設定が異なっており、図１１の上側の矢印３０８にて示すウエハ内周部の高周波バイアス電力と矢印３０９にて示すウエハ外周部の高周波バイアス電力は同じでない。
【０１１２】
ウエハの内周部および外周部の反射波の大きさは、前述した式１にしたがい、それぞれ図１１の上側の矢印３００１、矢印３００２のようになる。実際に印加されるウエハ内周部の電圧グラフは、図１１の左側下方に示すようになり、ウエハ外周部の電圧グラフは、図１１の右側下方に示すようになり、ウエハの内周部と外周部との高周波バイアスの電力差が変わる、つまり設定した高周波バイアス電力の組み合わせが変わるごとに、曲線３０７にて示すウエハ内周部と曲線３１００にて示すウエハ外周部との位相差が変化することになる。これがクロストーク起因の位相差であり、クロストークを抑制すればするほどこの位相差は低減することができる。
【０１１３】
図１２は、本発明者の検討によるクロストークを防止するインダクタンス４００１を設けた際のＶｐｐ差の発生例を示す説明図である。
【０１１４】
この図１２では、クロストークを防止する目的にて、ウエハの内周部と外周部とに高周波バイアスを印加する伝送路間にインダクタンス４００１を設けた例を示している。
【０１１５】
クロストークを防止する目的にてインダクタンス４００１を設けた場合、ウエハの内周部に印加する高周波バイアス４００２とウエハの外周部に印加する高周波バイアス４００３との間に位相差があると、インダクタンス４００１に電流が流れる。この電流は、インダクタンス４００１の両端に電圧差を生じさせるため、結果２つの伝送路間にＶｐｐ差が発生する。
【０１１６】
たとえ内周部と外周部に同じ高周波バイアスを印加したとしても、インダクタンス４００１の両端にて位相差がある場合には、それだけでウエハの内周部と外周部とにＶｐｐ差が発生する。
【０１１７】
図１３は、本発明者の検討による位相差およびＶｐｐ差がある時のエッチングレート分布の変化例を示す説明図である。
【０１１８】
図１３（ａ）に示すように、電源位相差θＲＦが遅い方がＶｐｐはより大きくなり、逆に位相が早い場合には、Ｖｐｐはより小さくなる。また、図１３（ｂ）に示すように、ウエハの内周部および外周部のＶｐｐの大きさに従ってエッチングレート分布も変化する。
【０１１９】
これら３つの要因により、複数の領域に高周波バイアスを印加する場合、ウエハに印加される時点の面内の高周波バイアスの位相差を考慮しないと意図したエッチングレート分布にならない。
【０１２０】
また、高周波バイアスを印加するバイアス電源部の個体差、プラズマ、高周波バイアス電力の組み合わせなどの条件により、再現性よくエッチングできなかったりする。ひいては装置毎に性能が変化するという機差問題も発生する。
【０１２１】
一方、本実施の形態のプラズマ処理装置１００によれば、上述したように図７などに示した位相制御処理によりエッチング条件、装置の個体差などに関係なく、ウエハ１１０の内周部および外周部に同位相にて高周波バイアスを印加することができる。
【０１２２】
それにより、位相差起因によるＶｐｐバラツキおよびエッチングレート分布のバラツキを抑制することができる。その結果、再現性がよく、均一性の高いエッチング処理を行うことができる。
【０１２３】
（実施の形態２）
本実施の形態２においては、内周部バイアス電源部１１７または外周部バイアス電源部１１８のいずれか一方のみによって高周波バイアスを印加することにより、位相差要因をなくす技術について説明する。
【０１２４】
〈高周波バイアスの印加例〉
図１４は、本実施の形態２による高周波バイアスを印加する際の一例を示す説明図である。
【０１２５】
なお、プラズマ処理装置１００の構成については、前記実施の形態１の図１と同様であるが、該プラズマ処理装置１００が有する内周部バイアス電源部１１７および外周部バイアス電源部１１８は、図１４のパルス信号１１０１に示すように、高周波バイアスの印加を間欠的に、つまり時間変調できるものとする。
【０１２６】
また、内周部バイアス電源部１１７および外周部バイアス電源部１１８は、ウエハ１１０の内周部に印加する高周波バイアスおよびウエハ１１０の外周部に印加する高周波バイアスの印加タイミングをそれぞれ個別に任意に調整することができるものとする。これらの制御は、制御部１２７が行う。
【０１２７】
内周部バイアス電源部１１７または外周部バイアス電源部１１８のいずれか一方によって高周波バイアスを印加して、クロストークが最小になるようにクロストーク防止回路１２０のインダクタンス１５７を調整するまでは、前記実施の形態１と同様であるが、そこから、図１４の下方の信号タイミングチャートの電圧波形１１０２，１１０３に示すように、ウエハ１１０の処理中において、内周部バイアス電源部１１７および外周部バイアス電源部１１８が交互に高周波バイアスをそれぞれ印加するようにする。
【０１２８】
ここで、図１４において、電圧波形１１０２は、内周部バイアス電源部１１７が内周部電極１１１に印加する高周波バイアスの電圧波形を示したものであり、電圧波形１１０３は、外周部バイアス電源部１１８が外周部電極１１２に印加する高周波バイアスの電圧波形を示したものである。
【０１２９】
このような片側のみに高周波バイアスを印加する際は、既にクロストークが最小のため、他方の高周波バイアスが印加されていないウエハ１１０の領域側には、ほぼ高周波バイアスは印加されず、そのため位相差はほとんどない。
【０１３０】
また、クロストークが抑制しきれずに僅かに伝播した高周波バイアスと印加された入射波との間に位相差があっても、それは常に一定の位相差であるためエッチング条件によって変わることがない。よって、Ｖｐｐ差およびエッチングレート分布は、一定でありエッチングレートの再現性は保たれる。
【０１３１】
なお、エッチングレート分布を決定する平均のＶｐｐの大きさの設定は、時間変調されたバイアス時間のオンデューティ比あるいは電力の大きさにより調整することができる。
【０１３２】
エッチング形状改善の観点からどうしても複数の高周波バイアスを同時に印加することが必須な場合には使用できないが、それ以外の場合には適用可能である。
【０１３３】
例えばエッチング処理において、初期の不安定時あるいは前記実施の形態１における電源位相差の調整前半、最低限の高周波バイアスを同時に印加するタイミングにて位相差を調整した後にそれぞれの高周波バイアス時間変調のオン時間を延ばすことにより、前記実施の形態１に比べて位相差の影響をさらに軽減してのエッチング処理を行うことができる。それにより、エッチングレート分布の再現性を向上させることができる。
【０１３４】
なお前記実施の形態１および本実施の形態２ともに、載置用電極１０８の電極を内周部電極１１１と外周部電極１１２との２つにした例を示したが、電極数はこれに限定されるものではなく、３つ以上の電極としてもよい。
【０１３５】
〈載置電極の他の例〉
図１５は、図１４の載置用電極１０８における電極分割の一例を示す説明図である。図１６は、図１５の電極分割の他の例を示す説明図である。
【０１３６】
図１５は、載置用電極１０８を４つの電極に分割した例を示したものである。この場合、載置用電極１０８は、電極１１１ａ〜１１１ｄを有する構成からなる。電極１１１ａは、同心円状の電極からなり、載置用電極１０８の中心部に設けられている。
【０１３７】
電極１１１ｂ〜１１１ｄは、それぞれドーナッツ状の電極からなり、電極１１１ｂは、電極１１１ａを囲むように設けられている。電極１１１ｃは、電極１１１ｂを囲むように設けられている。電極１１１ｄは、電極１１１ｃを囲むように設けられている。
【０１３８】
図１６は、載置用電極１０８が５つ電極を有する例を示したものである。この場合、載置用電極１０８は、電極１１１ａ〜１１１ｅを有する。電極１１１ａは、同心円状であり、載置用電極１０８の中心部に設けられている。残りの電極１１１ｂ〜１１１ｅによって、座金形状の電極が形成されている。これら電極１１１ｂ〜１１１ｅによって形成される座金状の電極は、電極１１１ａを囲むように設けられている。
【０１３９】
しかし、載置用電極１０８を２つから３つに分割、あるいは４つに分割すると、クロストーク抑制と位相差制御との組み合わせ回数が単純には１通りから３通り、さらに６通りとなり、制御の複雑さも増大して制御も時間がかかる。
【０１４０】
この場合、図１５および図１６の下方にそれぞれ示すように、クロストーク抑制については、ウエハ１１０における隣接する領域のみを制御する、あるいは電源位相差は、最も影響のある領域の位相差のみゼロにするようにしてもよい。その他領域については、各高周波バイアスの位相をその平均や補完する、あるいは同じ位相にするなどして省略することができる。
【０１４１】
その結果、載置用電極１０８をどのような分割数にしても、載置用電極１０８の各位相差の要素をほぼゼロにすることができる。
【０１４２】
載置用電極１０８において、エッチングレートの低い領域は、Ｖｐｐを大きくして、逆にエッチングレートの高い領域は、Ｖｐｐを小さくすることにより、さらに高精度のエッチングレートを達成することができ、設計を容易にすることができる。
【０１４３】
以上の実施の形態１，２では、被エッチング材料を例えばシリコン酸化膜とするが、ポリシリコン膜、フォトレジスト膜、反射防止有機膜、窒化シリコン酸化膜、窒化シリコン膜、Low-k 材料、High-k 材料、アモルファスカーボン膜、あるいはＳｉ（シリコン）基板などにおいても同等の効果が得られる。
【０１４４】
エッチングを実施するガスとしては、例えば、塩素、臭化水素、四フッ化メタン、三フッ化メタン、二フッ化メタン、アルゴン、ヘリウム、酸素、窒素、二酸化炭素、一酸化炭素、水素、アンモニア、八フッ化プロパン、三フッ化窒素、六フッ化硫黄、メタン、四フッ化シリコス、あるいは四塩化シリコンなどを使用することができる。
【０１４５】
エッチング装置の放電方式についても、マイクロ波ＥＣＲ放電を利用したエッチング装置だけではなく、例えば有磁場ＵＨＦ（Ultra High Frequency）放電、容量結合型放電、誘導結合型放電、あるいはマグネトロン放電などを利用したドライエッチング装置においても同様の効果がある。
【０１４６】
基本的にはプラズマエッチング装置において、イオン引き込み用高周波バイアス電源を備え、該高周波バイアス電源を印加することにより発生するＶｐｐに従い、エッチングレートに差がでる、つまりイオンエネルギとエッチングレートに相関があるプロセスについて広く適用することができる。
【０１４７】
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【０１４８】
１００  プラズマ処理装置
１０１  真空容器
１０２  石英シャワープレート
１０３  誘電体窓
１０４  処理室
１０５  導波管
１０６  電磁波発生用電源
１０７  磁場発生コイル
１０８  載置用電極
１０９  誘電体膜
１１０  ウエハ
１１１  内周部電極
１１２  外周部電極
１１３  内周部マッチング回路
１１４  外周部マッチング回路
１１５  内周部伝送路
１１６  外周部伝送路
１１７  内周部バイアス電源部
１１８  外周部バイアス電源部
１２０  クロストーク防止回路
１２１  Ｖｉ電圧モニタ
１２２  Ｖｏ電圧モニタ
１２３  位相差測定器
１２４  ガス供給システム
１２５  排気口
１２７  制御部
１５１  内周部キャパシタ
１５２  外周部キャパシタ
１５３  高周波カットフィルタ
１５４  高周波カットフィルタ
１５５  直流電源部
１５６  直流電源部
１５７  インダクタンス
１５８  電流計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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