(57)【要約】【課題】プラズマ密度を精度よく制御する。【解決手段】処理容器内にて基板を処理する処理装置であって、前記処理容器内に配置され、基板を載置する第１電極と、前記第１電極に対向して配置される第２電極と、前記第１電極又は前記第２電極に高周波電力を印加する電力供給部と、前記第１電極及び前記第２電極が対向する面の反対の面であって、該第１電極又は該第２電極のいずれかの電極の面側に配置され、一端が前記電極に接続され、他端がグラウンドに接続されるコイルと、前記コイルから前記電極を通過する磁界の強度を制御する調節機構と、を有する処理装置が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器内にて基板を処理する処理装置であって、
前記処理容器内に配置され、基板を載置する第１電極と、
前記第１電極に対向して配置される第２電極と、
前記第１電極又は前記第２電極に高周波電力を印加する電力供給部と、
前記第１電極及び前記第２電極が対向する面の反対の面であって、該第１電極又は該第２電極のいずれかの電極の面側に配置され、一端が前記電極に接続され、他端がグラウンドに接続されるコイルと、
前記コイルから前記電極を通過する磁界の強度を制御する調節機構と、
を有する処理装置。
【請求項２】
処理容器の天井部又は該処理容器内に配置され、基板を載置する載置台を電極として機能させ、該処理容器内にて基板を処理する処理装置であって、
前記電極に高周波電力を印加する電力供給部と、
前記天井部又は前記載置台の処理空間側の面の反対の面側に配置され、一端が前記電極に接続され、他端がグラウンドに接続されるコイルと、
前記コイルから前記電極を通過する磁界の強度を制御する調節機構と、
を有する処理装置。
【請求項３】
前記コイルの一端は、前記電力供給部の給電ラインを介して前記電極に接続される、
請求項１又は２に記載の処理装置。
【請求項４】
前記コイルは、複数であり、
前記複数のコイルは、同心円状、格子状、三角状及びハニカム状のいずれかに配列されている、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項５】
前記調節機構は、前記電極と前記複数のコイルとの間又は該複数のコイルとグラウンドとの間に設けられている、
請求項４に記載の処理装置。
【請求項６】
前記調節機構は、前記複数のコイルのそれぞれの導通と絶縁とを切り替えるスイッチ回路を有する、
請求項４又は５に記載の処理装置。
【請求項７】
前記調節機構は、前記複数のコイルのそれぞれのインピーダンスを調整するインピーダンス調整回路を有する、
請求項４〜６のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項８】
前記調節機構は、前記複数のコイルのそれぞれを高さ方向に移動可能であり、前記複数のコイルのそれぞれと前記電極との距離を調整する第１駆動機構を有する、
請求項４〜７のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項９】
前記調節機構は、前記複数のコイルのそれぞれを前記処理容器の天井部に対して鉛直方向に回転可能であり、前記複数のコイルのそれぞれの角度を調整する第２駆動機構を有する、
請求項４〜８のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項１０】
前記調節機構は、前記複数のコイルのそれぞれを伸縮可能であり、前記複数のコイルのそれぞれの長さを調整する第３駆動機構を有する、
請求項４〜９のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項１１】
前記複数のコイルのそれぞれの内側に磁性体の棒状部材を設ける、
請求項４〜１０のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項１２】
前記調節機構は、前記棒状部材の移動が可能であり、前記複数のコイルのそれぞれに対する前記棒状部材の差し込み及び引き出しを調整する第４駆動機構を有する、
請求項１１に記載の処理装置。
【請求項１３】
前記電力供給部は、前記第２電極に高周波電力を印加する、
請求項１に記載の処理装置。
【請求項１４】
処理容器内にて基板を処理する処理装置であって、
前記処理容器内に配置され、基板を載置する第１電極と、
前記第１電極に対向して配置される第２電極と、
前記第１電極又は前記第２電極に高周波電力を印加する電力供給部と、
前記第１電極及び前記第２電極が対向する面の反対の面であって、該第１電極又は該第２電極のいずれかの電極の面側に配置され、一端が前記電極に接続され、他端がグラウンドに接続される複数のコイルと、
前記複数のコイルから前記電極を通過する磁界の強度を制御する調節機構と、を有する処理装置の制御方法であって、
前記調節機構を使用して前記複数のコイルの位置、角度、長さ及びインピーダンスの少なくともいずれかを制御する工程を有する、制御方法。
【請求項１５】
前記調節機構は、前記複数のコイルのそれぞれの導通と絶縁とを切り替えるスイッチ回路を有し、
前記工程は、前記スイッチ回路を使用して前記複数のコイルのそれぞれの導通及び絶縁を制御する、
請求項１４に記載の制御方法。
【請求項１６】
前記調節機構は、前記複数のコイルのそれぞれのインピーダンスを調整するインピーダンス調整回路を有し、
前記工程は、前記インピーダンス調整回路を使用して前記複数のコイルのそれぞれのインピーダンスを制御する、
請求項１４又は１５に記載の制御方法。
【請求項１７】
前記調節機構は、前記複数のコイルのそれぞれを高さ方向に移動可能であり、前記複数のコイルのそれぞれと前記電極との距離を調整する第１駆動機構を有し、
前記工程は、前記第１駆動機構を使用して前記複数のコイルのそれぞれの位置を制御する、
請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の制御方法。
【請求項１８】
前記調節機構は、前記複数のコイルのそれぞれを鉛直方向に回転可能であり、前記複数のコイルのそれぞれの角度を調整する第２駆動機構を有し、
前記工程は、前記第２駆動機構を使用して前記複数のコイルのそれぞれの角度を制御する、
請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の制御方法。
【請求項１９】
前記調節機構は、前記複数のコイルのそれぞれを伸縮可能であり、前記複数のコイルのそれぞれの長さを調整する第３駆動機構を有し、
前記工程は、前記第３駆動機構を使用して前記複数のコイルのそれぞれの長さを制御する、
請求項１４〜１８のいずれか一項に記載の制御方法。
【請求項２０】
前記複数のコイルのそれぞれの内側に磁性体の棒状部材を設け、
前記調節機構は、前記棒状部材の移動が可能であり、前記複数のコイルのそれぞれに対する前記棒状部材の差し込み及び引き出しを調整する第４駆動機構を有し、
前記工程は、前記第４駆動機構を使用して前記複数のコイルのそれぞれに対する前記棒状部材の移動を制御する、
請求項１４〜１９のいずれか一項に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、処理装置及び処理装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１、２は、プラズマ処理装置の上部電極の上面に複数の電磁石を配置し、複数の電磁石のコイルに電流源から供給する電流を制御し、エッチングレートの分布の制御性やプラズマ密度の面内均一性を高めることを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−７３５１８号公報
【特許文献２】特開２０１４−１５８００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、プラズマ密度を精度よく制御することができる処理装置及び処理装置の制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一の態様によれば、処理容器内にて基板を処理する処理装置であって、前記処理容器内に配置され、基板を載置する第１電極と、前記第１電極に対向して配置される第２電極と、前記第１電極又は前記第２電極に高周波電力を印加する電力供給部と、前記第１電極及び前記第２電極が対向する面の反対の面であって、該第１電極又は該第２電極のいずれかの電極の面側に配置され、一端が前記電極に接続され、他端がグラウンドに接続されるコイルと、前記コイルから前記電極を通過する磁界の強度を制御する調節機構と、を有する処理装置が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
一の側面によれば、プラズマ密度を精度よく制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態に係るプラズマ処理装置の一例を示す図。
【図２】一実施形態に係る複数のコイルの配列の一例を示す図。
【図３】一実施形態に係る調節機構の一例を示す図。
【図４】一実施形態に係る調節機構の動作の一例を示す図。
【図５】一実施形態に係るスイッチ回路のオン・オフに対する電界強度及びエッチングレートの実験結果の一例を示す図。
【図６】一実施形態の変形例１に係る調節機構の一例を示す図。
【図７】一実施形態の変形例２に係る調節機構の一例を示す図。
【図８】一実施形態の変形例３に係る調節機構の一例を示す図。
【図９】一実施形態の変形例４に係る調節機構の一例を示す図。
【図１０】一実施形態の変形例５に係る調節機構の一例を示す図。
【図１１】一実施形態に係る複数のコイルの配列の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本開示を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
【０００９】
［はじめに］
半導体の微細化に伴い、エッチング処理等を行う処理装置の装置間の差やパーツの消耗によるプロセス特性の変動が、エッチング処理等のプロセスの結果に与える影響はより大きくなっている。これに対して、ウェハの載置台の温度を多ゾーンで制御することでプロセス特性の変動を小さくすることが行われている。しかし、温度のみの制御では、エッチングレートやＣＤ（Critial Dimension）を合致させる制御を行っても、形状のテーパー角等にバラツキが生じることがあり、プロセス特性を均一にするには不十分である。そこで、一実施形態では、シンプルかつ安価な構成でプラズマ密度の面内分布を制御することが可能な、処理装置及び処理装置の制御方法を提供する。
【００１０】
［プラズマ処理装置の全体構成］
まず、本開示の一実施形態に係るプラズマ処理装置１の全体構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、一実施形態に係るプラズマ処理装置１の全体構成を示す縦断面図である。プラズマ処理装置１は、処理容器１０内にて載置台１１上のウェハＷを処理する処理装置の一例である。
【００１１】
プラズマ処理装置１は、例えば表面がアルマイト処理（陽極酸化処理）されたアルミニウムからなる円筒形の処理容器１０を有している。処理容器１０は、接地されている。
【００１２】
処理容器１０の内部には載置台１１が設けられている。載置台１１は、たとえばアルミニウム（Ａｌ）からなり、支持部に支持されている。これにより、載置台１１は、処理容器１０の底部に設置される。
【００１３】
処理容器１０の天井部には、リング状の絶縁部材１３を介して円盤状のガスシャワーヘッド１２が設けられている。ガス供給源１７は、ガス導入口１８からガスシャワーヘッド１２内にガスを供給する。ガスは、ガス拡散室１４を介して複数のガス配管１５内の流路を通り、複数のガス通気孔１６から処理容器１０内に導入される。
【００１４】
載置台１１には、整合器２３を介して高周波電源２４が接続されている。高周波電源２４は、バイアス電圧発生用の高周波電力を載置台１１に印加する。これにより、載置台１１は、下部電極として機能する。
【００１５】
ガスシャワーヘッド１２には、整合器２２を介して高周波電源２１が接続されている。高周波電源２１は、プラズマ生成用の高周波電力をガスシャワーヘッド１２に印加する。これにより、ガスシャワーヘッド１２は、上部電極として機能する。
【００１６】
高周波電源２１は、処理容器１０内にてプラズマを生成するために適した第１周波数、例えば６０ＭＨｚの高周波電力をガスシャワーヘッド１２に印加する。高周波電源２４は、第１周波数よりも低い第２周波数、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力を載置台１１に印加する。
【００１７】
整合器２２は、処理容器１０内にプラズマが生成されているときに高周波電源２１の内部インピーダンスと負荷インピーダンスとが見かけ上一致するように機能する。整合器２３は、処理容器１０内にプラズマが生成されているときに高周波電源２４の内部インピーダンスと負荷インピーダンスとが見かけ上一致するように機能する。
【００１８】
かかる構成により、高周波電源２１からの高周波電力が載置台１１とガスシャワーヘッド１２との間に容量的に印加され、載置台１１とガスシャワーヘッド１２との間の処理空間Ｕにプラズマが生成される。高周波電源２１からの高周波電力は、載置台１１に印加されてもよい。
【００１９】
なお、処理容器１０内に配置され、ウェハＷを載置する載置台１１（下部電極）は、第１電極の一例である。また、ガスシャワーヘッド１２（上部電極）は、第１電極に対向して配置される第２電極の一例である。高周波電源２１は、第１電極又は第２電極に高周波電力を印加する電力供給部の一例である。
【００２０】
処理容器１０の底部には、排気口を形成する排気管３０が設けられ、排気管３０は排気装置３１に接続されている。排気装置３１は、ターボ分子ポンプやドライポンプ等の真空ポンプから構成され、処理容器１０内の処理空間Ｕを所定の真空度まで減圧し、処理容器１０内のガスを排気する。
【００２１】
載置台１１及びガスシャワーヘッド１２が対向する面の反対側の面（つまり、裏面）であって、載置台１１及びガスシャワーヘッド１２のいずれかの電極の面側の処理容器１０の外部には、複数のコイル４１〜４５が配置されている。ガスシャワーヘッド１２の裏面の近傍には、ガスシャワーヘッド１２から浮いた状態で複数のコイル４１〜４５が配置されている。
【００２２】
各コイル４１〜４５の一端がガスシャワーヘッド１２に接続され、他端がグラウンドに接続される。コイル４１〜４５には、コイル４１〜４５から上部電極であるガスシャワーヘッド１２を通過する磁界の強度を制御する調節機構５０が連結されている。
【００２３】
図１のＡ−Ａ断面の一例である図２において、ガスシャワーヘッド１２の裏面の近傍に配列されたコイル４１〜４５（以下、総称して「コイル４０」ともいう。）の一例を説明する。図２は、一実施形態に係るコイル４０の配列の一例を示す図である。コイル４０は、ガスシャワーヘッド１２の裏面において中心Ｃ１のコイル４１に対して、同心円状に配置されている。図２の例では、中心の位置Ｃ１のコイル４１から外側に向けて円Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５の同心円状に複数のコイル４２、４３、４４、４５がそれぞれ等間隔に配置されている。
【００２４】
図１に戻り、制御部１００は、ＣＰＵ１０５、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１０、ＲＡＭ（Random Access Memory）１１５を有する。ＣＰＵ１０５は、ＲＯＭ１１０やＲＡＭ１１５に記憶されたレシピに設定された手順に従い、エッチング処理の制御や調節機構５０の制御を行う。
【００２５】
かかる構成のプラズマ処理装置１においてエッチング処理等のプラズマ処理を行う際には、まず、ウェハＷが搬送アーム上に保持された状態で、ゲートバルブＧの開口から処理容器１０内に進入する。ウェハＷは、搬送アームからプッシャーピンに受け渡され、プッシャーピンが降下することにより載置台１１上に載置される。ゲートバルブＧは、ウェハＷを搬入後に閉じられる。処理容器１０内の圧力は、排気装置３１により設定値に減圧される。ガスがガスシャワーヘッド１２からシャワー状に処理容器１０内に導入される。高周波電源２１からプラズマ生成用の高周波電力がガスシャワーヘッド１２に印加され、高周波電源２４からバイアス電圧発生用の高周波電力が載置台１１に印加される。
【００２６】
導入されたガスは、高周波電力により電離及び解離され、プラズマが生成される。プラズマの作用によりウェハＷにエッチング等のプラズマ処理が実行される。プラズマ処理が終了した後、ウェハＷは、プッシャーピンの上昇とともに持ち上げられ、搬送アームに受け渡され、処理容器１０外に搬出される。
【００２７】
上記プラズマ処理装置１では、複数のコイル４０は、ガスシャワーヘッド１２の処理空間Ｕ側の面と反対の面の処理容器１０よりも外側に配置され、一端が給電ラインを介して電極に接続され、他端が調節機構５０を介してグラウンドに接続される。ただし、複数のコイル４０の配置はこれに限られない。複数のコイル４０は、載置台１１の処理空間Ｕ側の面と反対の面の処理容器１０よりも外側に配置され、一端が給電ラインを介して電極に接続され、他端がグラウンドに接続されてもよい。この場合、調節機構５０は、載置台１１の対向電極であるガスシャワーヘッド１２から接地電位に流れるリターン電流を用いてコイル４０から載置台１１（下部電極）を通過する磁界の強度を制御する。
【００２８】
［調節機構］
次に、一実施形態に係る調節機構５０の内部構成の一例について、図３を参照しながら説明する。図３は、一実施形態に係る調節機構５０の一例を示す図である。図３では、コイル４２、４３及びこれらのコイルに接続された調節機構５０（スイッチ５２，５３）を図示し、その他のコイル４０及び調節機構５０の内部構成の図示を省略している。ただし、他のコイル４０も同様にスイッチに一対一に接続されている。
【００２９】
コイル４２、４３を含む複数のコイル４０の一端は、スイッチ回路５０ａのスイッチ５２，５３を含む複数のスイッチの一端に一対一に接続されている。複数のスイッチの他端は高周波電源２１の給電ラインＬを介してガスシャワーヘッド１２に接続されている。コイル４２、４３を含む複数のコイル４０の他端は、グラウンドに接続されている。スイッチ回路５０ａは、調節機構５０の一例である。調節機構５０は、図３に示すように複数のコイル４０と給電ラインＬとの間に設けられてもよいし、グラウンドと複数のコイル４０との間に設けられてもよい。
【００３０】
スイッチ回路５０ａは、制御部１００からの指示に従い複数のコイル４０のそれぞれの導通と絶縁とを切り替える。図４に一例を示すように、制御部１００は、スイッチ５２をオンすることで、コイル４２を導通する。制御部１００は、スイッチ５３をオフすることで、コイル４３を絶縁する。
【００３１】
導通されたコイル４２には、高周波電源２１から高周波電力の一部が供給される。これにより、コイル４２に高周波電流が流れると、ガスシャワーヘッド１２の裏面１２ａ（処理容器１０の天井部）に対して鉛直方向の磁界が発生する。コイル４２に高周波電流が流れることで発生する磁界は、ガスシャワーヘッド１２を通過して処理容器１０内に入る。処理容器１０内に入った磁界によってプラズマ中の電子がサイクロン運動（Ｅ×Ｂドリフト）をすることにより、コイル４２直下の処理空間Ｕのプラズマ密度を上げることができる。これにより、コイル４２直下の処理空間Ｕのエッチングレートが上げることができる。
【００３２】
以上から、スイッチ回路５０ａのオン・オフの制御により、複数のコイル４０にて発生する磁界の強度を制御することで、複数のコイル４０の分布に応じて処理空間Ｕ内の電界強度の分布を制御することができる。これにより、処理空間Ｕ内のプラズマ密度及びその分布を精度よく制御することができる。
【００３３】
なお、複数のコイル４０は、電極から少なくとも電気的にフローティングした状態であればよく、例えば、ガスシャワーヘッド１２の裏面から離れて配置されてもよいし、絶縁部材を介してガスシャワーヘッド１２上に配置されていてもよい。
【００３４】
［実験結果］
図５は、一実施形態に係るスイッチ回路のオン・オフに対する電界強度及びエッチングレートの実験結果の一例を示す図である。本実験のエッチング対象膜はＳｉＯ２膜とＳｉＮ膜とした。
【００３５】
本実施形態では、E/R Circle Initializedの欄のＢの位置にコイルを一つ配置した。コイルの一端は高周波電源の給電ラインを介してガスシャワーヘッドに接続されており、他端はスイッチ回路を介してグランドに接続されている。このスイッチ回路をオン状態にしたとき、Ｂの位置のコイル直下及びその近傍の処理空間Ｕにおける電界強度は、スイッチ回路がオフ状態のときの処理空間Ｕにおける同位置の電界強度よりも高くなった。また、エッチング対象膜がＳｉＯ２膜とＳｉＮ膜のいずれにおいても、スイッチ回路をオン状態にしたときのエッチングレートの範囲は、スイッチ回路がオフ状態のときのエッチングレートの範囲よりも広くなった。
【００３６】
Ｅ／Ｒ  Ｘ−Ｙの欄には、ウェハＷのＸ方向の径方向のエッチングレートと、Ｘ方向に垂直なウェハＷのＹ方向の径方向のエッチングレートとを計測した結果である。Ｅ／Ｒ  Ｘ−Ｙの欄に示すように、ＳｉＯ２膜とＳｉＮ膜のいずれをエッチングした場合にも、スイッチ回路をオン状態にしたときのエッチングレートは、スイッチ回路がオフ状態のときのエッチングレートよりもコイル下の処理空間Ｕにおいて高くなった。
【００３７】
この結果、Ｅ／Ｒ  Ｕｎｉｆ．の欄に示すように、スイッチ回路をオン状態にしたときのエッチングレート均一性は、スイッチ回路がオフ状態のときのエッチングレートの均一性よりも下がった。以上の結果から、コイルに高周波電流を流すことで、コイルに磁界が発生し、コイル下の電界分布が変わることで、コイル直下のプラズマ密度を制御し、コイルの配置に応じて部分的にエッチングレートが変動する現象が生じることがわかった。
【００３８】
ただし、本実験では、スイッチ回路をオン状態にしたときとオフ状態にしたときのエッチングレートを比べると、１つのコイルの導通によって制御可能なエッチングレートの変化は１％にも満たない。以上から、複数のコイル４０をそれぞれ制御することにより、エッチングレートの微小な制御が可能であることがわかった。
【００３９】
高周波電源２１から複数のコイル４０のそれぞれに流す高周波電流の大きさを１〜２倍の範囲で制御することで、複数のコイル４０下の電界分布を変え、プラズマ密度の制御の精度を高め、エッチングレートの制御性を向上させることができる。
【００４０】
ただし、高周波電源２１から複数のコイル４０に流れる高周波電流の大きさを１〜２倍の範囲で制御しても複数のコイル４０には、ガスシャワーヘッド１２側に供給される高周波電力の１％未満の極少量の高周波電力に応じた高周波電流が流れる。このため、複数のコイル４０に高周波電流の一部を流してもプロセスには影響を与えないことがわかる。
【００４１】
本実施形態では、コイルに流す電流は、高周波電源２１からの高周波電流であり、別途電流源を設ける必要がない。これにより、既存の電力源を用いて、シンプルかつ安価な構成で、プラズマ密度を精度よく制御することができる。
【００４２】
なお、ＳｉＯ２膜に対するＳｉＮ膜の選択比は、スイッチ回路のオン状態及びオフ状態の場合の実験結果で変わりはなく、いずれも１．７であった。
【００４３】
［調節機構の変形例］
（変形例１）
次に、一実施形態に係る調節機構５０の変形例と、変形例に係る調節機構５０を用いたプラズマ処理装置１の制御方法について説明する。まず、一実施形態に係る調節機構５０の変形例１について、図６を参照して説明する。図６は、一実施形態の変形例１に係る調節機構５０の一例を示す図である。
【００４４】
変形例１では、複数のコイル４０のそれぞれにインピーダンス調整回路５０ｂが接続されている。インピーダンス調整回路５０ｂは、調節機構５０の一例である。インピーダンス調整回路５０ｂは、複数のコイル４０のそれぞれに接続され、各コイル４０のインピーダンスを調整する。インピーダンス調整回路５０ｂは、例えば可変抵抗、可変インダクタンス及び可変キャパシタンスのいずれか一つ、またはこれらの組み合わせにより構成されてもよい。
【００４５】
制御部１００は、インピーダンス調整回路５０ｂを使用して複数のコイル４０のそれぞれのインピーダンスを制御する。これにより、複数のコイル４０下の処理容器１０内における電界分布を制御してプラズマ密度の制御の精度を高め、エッチングレートの制御性を向上させることができる。
【００４６】
（変形例２）
次に、一実施形態に係る調節機構５０の変形例２について、図７を参照して説明する。図７は、一実施形態の変形例２に係る調節機構５０の一例を示す図である。図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、変形例２では、調節機構５０は、上下駆動機構５０ｃを有する。上下駆動機構５０ｃは、複数のコイル４０のそれぞれを高さ方向に上下動させることが可能である。上下駆動機構５０ｃは、複数のコイル４０のそれぞれとガスシャワーヘッド１２の裏面１２ａとの距離を調整する第１駆動機構の一例である。
【００４７】
制御部１００は、上下駆動機構５０ｃを使用して複数のコイル４０のそれぞれの位置（高さ）を制御する。例えば、図７（ｂ）に示すように、制御部１００は、上下駆動機構５０ｃを使用してコイル４０の位置をコイル４０の初期位置Ｈ０から位置Ｈ１（Ｈ１＞Ｈ０）まで上昇させるように制御する。これにより、そのコイル４０下の処理容器１０内における電界強度を弱めることができる。
【００４８】
一方、制御部１００は、上下駆動機構５０ｃを使用してコイル４０の位置をコイル４０の初期位置Ｈ０から位置Ｈ２（Ｈ２＜Ｈ０）まで下降させるように制御する。これにより、そのコイル４０下の処理容器１０内における電界強度を強めることができる。これにより、複数のコイル４０下の電界分布を変え、プラズマ密度の制御の精度を高め、エッチングレートの制御性を向上させることができる。
【００４９】
（変形例３）
次に、一実施形態に係る調節機構５０の変形例３について、図８を参照して説明する。図８は、一実施形態の変形例３に係る調節機構５０の一例を示す図である。図８に示すように、変形例３では、調節機構５０は、回転駆動機構５０ｄを有する。回転駆動機構５０ｄは、複数のコイル４０のそれぞれをガスシャワーヘッド１２の裏面の鉛直方向に回転させることが可能である。回転駆動機構５０ｄは、複数のコイル４０のそれぞれの角度を調整する第２駆動機構の一例である。
【００５０】
制御部１００は、回転駆動機構５０ｄを使用して複数のコイル４０のそれぞれの角度を制御する。図８に示すように、制御部１００は、回転駆動機構５０ｄを使用してコイル４０の角度をコイル４０の初期角度Ｄ０から角度Ｄ１（Ｄ１＝−４５°）や角度Ｄ２（Ｄ２＝−９０°）までの角度に傾けるように制御する。これにより、そのコイル４０下の処理容器１０内における電界強度を弱めることができる。
【００５１】
一方、制御部１００は、回転駆動機構５０ｄを使用してコイル４０の角度をコイル４０の初期角度Ｄ０から角度Ｄ３（Ｄ３＝４５°）や角度Ｄ４（Ｄ４＝９０°）までの角度に傾けるように制御してもよい。これによっても、そのコイル４０下の処理容器１０内における電界強度を弱めることができる。
【００５２】
これにより、複数のコイル４０下の処理容器１０内における電界分布を変え、プラズマ密度を精度良く制御し、エッチングレートの制御性を向上させることができる。なお、コイル４０を９０°又は−９０°傾けた状態では、そのコイル４０下の処理容器１０内における電界強度を弱める又は０にすることができる。
【００５３】
（変形例４）
次に、一実施形態に係る調節機構５０の変形例４について、図９を参照して説明する。図９は、一実施形態の変形例４に係る調節機構５０の一例を示す図である。変形例４では、調節機構５０は、伸縮調節機構５０ｅを有する。伸縮調節機構５０ｅは、複数のコイル４０のそれぞれを伸縮させることが可能である。伸縮調節機構５０ｅは、複数のコイル４０のそれぞれの長さを調整する第３駆動機構の一例である。
【００５４】
制御部１００は、伸縮調節機構５０ｅを使用して複数のコイル４０のそれぞれの長さを制御する。例えば、複数のコイル４０は基底位置に固定されてもよい。図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、制御部１００は、伸縮調節機構５０ｅを使用してコイル４０の長さを初期長さＴ０よりも長い長さＴ１（Ｔ１＞Ｔ０）まで伸ばすように制御する。このように、コイル４０の長さをコイル４０の初期長さＴ０から伸縮させるように制御することにより、そのコイル４０下の処理容器１０内における電界強度を変えることができる。これにより、複数のコイル４０下の電界分布を変え、プラズマ密度の制御の精度を高め、エッチングレートの制御性を向上させることができる。
【００５５】
（変形例５）
次に、一実施形態に係る調節機構５０の変形例５について、図１０を参照して説明する。図１０は、一実施形態の変形例５に係る調節機構５０の一例を示す図である。変形例５では、調節機構５０は、ヨーク駆動機構５０ｆを有する。変形例５では、複数のコイル４０のそれぞれの内側に磁性体の棒状部材（以下、「ヨーク４６」ともいう。）が設けられる。ヨーク４６は、ヨーク駆動機構５０ｆに接続されている。
【００５６】
図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、ヨーク駆動機構５０ｆは、ヨーク４６を移動させることが可能である。ヨーク駆動機構５０ｆは、複数のコイル４０のそれぞれに対するヨーク４６の差し込み及び引き出しを調整する第４駆動機構の一例である。
【００５７】
制御部１００は、ヨーク駆動機構５０ｆを使用して複数のコイル４０のそれぞれに対するヨーク４６の移動を制御する。これにより、複数のコイル４０のそれぞれで発生する磁界の強さを変化させることができる。これにより、複数のコイル４０下の処理容器１０内の電界分布を変えることができる。この結果、プラズマ密度の制御の精度を高め、エッチングレートの制御性を向上させることができる。
【００５８】
［コイルの配列の変形例］
次に、一実施形態の変形例に係るコイルの配列について、図１１を参照して説明する。図１１は、一実施形態の変形例に係るコイルの配列の一例を示す図である。複数のコイル４０は、図２に示した同心円状の他、図１１（ａ）の格子状、図１１（ｂ）の三角状、図１１（ｃ）のハニカム状のいずれかの形状に配列されてもよい。
【００５９】
複数のコイル４０を図２及び図１１に示すように配列させることで、エッチングレートの面内均一性を高めたり、エッチングレートの面内分布の制御性を高めたりすることができる。例えば、ウェハＷのエッジ側のエッチングレートが高い場合、センタ側のコイル４０を制御してセンタ側のエッチングレートを高めることで、ウェハＷのエッチングレートの面内均一性を図ることができる。
【００６０】
本実施形態及び各変形例において、調節機構５０を構成するスイッチ回路５０ａ、インピーダンス調整回路５０ｂ、上下駆動機構５０ｃ、回転駆動機構５０ｄ、伸縮調節機構５０ｅ及びヨーク駆動機構５０ｆは、併用することが可能である。これにより、プラズマ密度の制御の精度をさらに高めることができる。
【００６１】
本実施形態及び各変形例において、コイル４０の数は１つでもよい。複数のコイル４０を使用する場合、複数のコイル４０は、同一のコイルであってもよいし、異なるコイルであってもよい。複数のコイル４０の巻き数、巻き方向、コイル長によって同一のコイル又は異なるコイルを形成することができる。
【００６２】
また、本実施形態及び各変形例において、制御部１００による調節機構５０を用いた複数のコイル４０の制御タイミングは、プラズマ処理装置１の出荷時であってもよいし、メンテナンス後であってもよいし、各種プロセスの前であってもよい。
【００６３】
なお、コイルが配置される側の電極（上部電極又は下部電極）には、磁性体材料を設けないことが必要である。コイルが配置される側の電極に設けられた磁性体材料により、コイルから電極を通過する磁界を遮断しないようにするためである。
【００６４】
今回開示された一実施形態に係る処理装置及び処理装置の制御方法は、すべての点において例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
【００６５】
本開示の処理装置は、Capacitively Coupled Plasma(CCP)、Inductively Coupled Plasma(ICP)、Radial Line Slot Antenna、Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR)、Helicon Wave Plasma(HWP)のどのタイプでも適用可能である。
【００６６】
例えば、本開示の処理装置は、処理容器１０の天井部又は処理容器１０内にて基板を載置する載置台１１に電極を有してもよい。処理装置は、前記電極に高周波電力を印加する高周波電源を有する。処理装置は、載置台１１の処理空間Ｕ側の面と反対の面又は処理容器１０の天井部の処理空間Ｕ側の面と反対の面の側に配置され、一端が前記電極に接続され、他端がグラウンドに接続されるコイル４０を有してもよい。
【００６７】
本明細書では、基板の一例としてウェハＷを挙げて説明した。しかし、基板は、これに限らず、LCD(Liquid Crystal Display)、FPD(Flat Panel Display)に用いられる各種基板、ＣＤ基板、プリント基板等であっても良い。
【符号の説明】
【００６８】
１０  処理容器
１１  載置台（下部電極）
１２  ガスシャワーヘッド（上部電極）
１７  ガス供給源
２１  高周波電源
２４  高周波電源
４０、４１〜４５  コイル
４６  ヨーク
５０  調節機構
５０ａ  スイッチ回路
５０ｂ  インピーダンス調整回路
５０ｃ  上下駆動機構
５０ｄ  回転駆動機構
５０ｅ  伸縮調節機構
５０ｆ  ヨーク駆動機構
１００  制御部
Ｌ      給電ライン
【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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