(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波（RF）電力結合システムであって、
RF電力を、プラズマ処理システムのプラズマに結合するように構成されたRF電極と、
前記RF電極の複数の電力結合位置に、RF電力を電気的に結合するように構成された複数の電力結合素子と、
前記複数の電力結合素子に結合され、RF電力信号を前記複数の電力結合素子の各々に結合するように構成されたRF電力システムと、
を有し、
前記複数の電力結合素子は、前記RF電極の中央に配置された中心素子と、前記RF電極の前記中央から離れて配置されたm個の周辺素子とを有し、ここでmは、2以上の整数であり、
中心RF電力信号は、前記中心素子に結合され、前記中心RF電力信号は、中心周波数を含み、
第1の周辺RF電力信号は、前記m個の周辺素子の第1の周辺素子に結合され、前記第1の周辺RF電力信号は、前記中心周波数とは、前記中心周波数の10％以下の量だけ異なる第1の周辺周波数を含み、
第2の周辺RF電力信号は、前記m個の周辺素子の第2の周辺素子に結合され、前記第2の周辺RF電力信号は、前記第1の周辺周波数と実質的に等しい、第2の周辺周波数を含み、
前記m個の周辺電力結合素子への前記周辺RF電力信号は、一定の態様で、2π／mに等しい量だけ、相対的な位相が相互に異なる、高周波電力結合システム。
【請求項２】
前記第1の周辺素子および前記第2の周辺素子は、動径方向において第1の半径位置に配置され、方位方向において等間隔の角度インターバルで配置された電力結合位置に設置される、請求項1に記載の高周波電力結合システム。
【請求項３】
第2の半径位置に配置され、方位方向において等間隔の角度インターバルで配置された、前記m個の周辺素子の第3および第4の周辺素子を有する、請求項2に記載の高周波電力結合システム。
【請求項４】
前記第1の周辺素子および前記第3の周辺素子は、同じ第1の半径区間に配置され、
前記第2の周辺素子および前記第4の周辺素子は、同じ第2の半径区間に配置される、請求項3に記載の高周波電力結合システム。
【請求項５】
前記第2の半径位置は、前記第1の半径位置と同じであり、
前記第1、第2、第3、および第4の周辺素子は、方位方向においてπ／2の等間隔の角度インターバルで配置される、請求項3に記載の高周波電力結合システム。
【請求項６】
前記m個の周辺素子は、動径的に同じ半径位置に配置され、方位方向において等間隔の
角度インターバルで配置された電力結合位置に配置される、請求項1に記載の高周波電力
結合システム。
【請求項７】
前記m個の周辺素子の少なくとも2つは、動径的に異なる半径位置に配置された電力結合配置に配置される、請求項1に記載の高周波電力結合システム。
【請求項８】
前記第1の周辺周波数は、前記中心周波数の10％以下だけ、前記中心周波数よりも小さ
い、請求項1に記載の高周波電力結合システム。
【請求項９】
前記第1の周辺周波数は、前記中心周波数の5％以下の量だけ、前記中心周波数よりも小さい、請求項1に記載の高周波電力結合システム。
【請求項１０】
前記中心RF電力信号、前記第1の周辺RF電力信号、および前記第2の周辺RF電力信号の少なくとも一つは、それぞれ、前記中心周波数、前記第1の周辺周波数、および前記第2の周辺周波数とは異なる追加周波数における電力を含む、請求項1に記載の高周波電力結合システム。
【請求項１１】
前記追加周波数は、それぞれ、前記中心周波数、前記第1の周辺周波数、および前記第2の周辺周波数の高調波周波数である、請求項10に記載の高周波電力結合システム。
【請求項１２】
前記RF電力システムは、前記RF電極を用いた基板の処理の間、時間の関数として、前記中心RF電力信号、前記第1の周辺RF電力信号、または前記第2の周辺RF電力信号の振幅および位相の少なくとも一つを変化させるように構成される、請求項1に記載の高周波電力結合システム。
【請求項１３】
前記RF電極は、複数の区画を有する、請求項1に記載の高周波電力結合システム。
【請求項１４】
前記RF電極は、非円形の形状を有する、請求項1に記載の高周波電力結合システム。
【請求項１５】
前記RF電極の周囲に隣接して配置されたRFインダクタを有する、請求項1に記載の高周波電力結合システム。
【請求項１６】
高周波（RF）電力結合システムを作動させる方法であって、
プラズマ処理システム内にRF電極を提供するステップであって、前記RF電極は、前記プラズマ処理システム内のプラズマに、RF電力を結合するように構成される、ステップと、
前記RF電極の複数の電力結合位置に、RF電力を電気的に結合するように構成された複数の電力結合素子を提供するステップであって、前記複数の電力結合素子は、前記RF電極の中央に配置された中心素子と、前記RF電極の中心から離れて配置されたm個の周辺素子とを有し、ここでmは、2以上の整数である、ステップと、
前記複数の電力結合素子に結合され、前記複数の電力結合素子の各々に、RF電力信号を結合するように構成されたRF電力システムを提供するステップと、
前記中心素子に、中心RF電力信号を結合するステップであって、前記中心RF電力信号は、中心周波数を有する、ステップと、
第1の周辺RF電力信号を、前記m個の周辺素子の第1の周辺素子に結合するステップであって、前記第1の周辺RF電力信号は、前記中心周波数の10％以下の量だけ、前記中心周波数とは異なる第1の周辺周波数を含む、ステップと、
前記m個の周辺素子の第2の周辺素子に、第2の周辺RF電力信号を結合するステップであって、前記第2の周辺RF電力信号は、前記第1の周辺周波数と実質的に等しい第2の周辺周波数を含む、ステップと、
前記周辺RF電力信号の間で、前記m個の周辺電力結合素子への位相を変化させ、これにより、前記周辺RF電力信号において、一定の態様で、2π／mに等しい量だけ、相対的な位相が相互に異なる、ステップと、
を有する、方法。
【請求項１７】
前記RF電力信号は、機械的または電気的に回転する、請求項16に記載の方法。
【請求項１８】
前記RF電極は、負の直流電流でバイアス化される、請求項16に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、C.F.R.1.78(a)（4）に基づき、2011年11月16日に出願された同時係属の仮出願第60／560,290号、および2011年12月21日に出願された同時係属の仮出願第61／578,739号の優先権の利益を主張するものであり、これらは、本願の参照として明確に取り入れられる。
【０００２】
本発明は、高周波（RF）電力をプラズマ処理システム内のプラズマに結合するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
（例えばプラズマ処理機器内の）RF電極を介してRF電力を結合する際に、RF電極表面には電圧定在波VRF(r)が生じる。電圧定在波は一般的には、電極の中心(r=0)で最大をとる動径関数（通常は方位角方向に対称）である。その電流共役IRF(r)は、r=0で最小値をとる。平坦な電極のRF波長（自由空間波長ではない）が、電極半径の約10倍の範囲内の寸法にまで短くなると、エネルギー空間分布の問題が生じる。しかし、この比較的平坦な電極のRF波長は、10倍超または10倍未満に寸法化された際にも、依然不十分なエネルギー空間分布を発生させる恐れがある。
【０００４】
RF周波数が高く、例えばVHF範囲（約30MHz〜約300MHz、例えば100MHz）にあり、これが大きなフォーマットのウエハ（又は基板）のプラズマ処理とともに使用される場合、不均一な空間エネルギー分布が容易に認められる。例えば、r＝（基板の）中心での電圧は、r＝（基板の）端部での電圧よりも顕著に大きくなる。問題が電磁気学的であるため、不均一性は、同様に電流共役を有する。r＝端部のときのRF電流は、r＝0のRF電流（RF電流はr＝0において0である）よりも顕著に大きくなる。定在波のエネルギー空間分布の問題は、基本的に、中心における強い容量性モードを引き起こす電圧の定在波効果、及び端部における強い誘導性モードを引き起こす端部スキン効果から生じる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような不規則な空間エネルギー分布により、不均一なプラズマ分布が生じ、その結果、基板処理特性は不規則となる。従って、RFエネルギーの均一性を向上するための改善された機器及び方法が要望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
高周波（RF）電力結合システムが提供される。当該システムは、RF電力をプラズマ処理システム内のプラズマに結合するように構成されたRF電極と、該RF電極上の複数の電力結合位置に、RF電力を電気的に結合するように構成された複数の電力結合素子と、該複数の電力結合素子に結合され、RF電力信号を前記複数の電力結合素子の各々に結合するように構成されたRF電力システムと、を有する。前記複数の電力結合素子は、前記RF電極の中央に配置された中心素子と、前記RF電極の中心から離れて配置されたm個の周辺素子とを有する。ここで、mは、2以上の整数である。中心RF電力信号は、前記中心素子に結合され、前記中心RF電力信号は、中心周波数を含む。第1の周辺RF電力信号は、前記m個の周辺素子の第1の周辺素子に結合される。前記第1の周辺RF電力信号は、前記中心周波数とは異なる第1の周辺周波数を含む。第2の周辺RF電力信号は、前記m個の周辺素子の第2の周辺素子に結合され、前記第2の周辺RF電力信号は、前記第1の周辺周波数と実質的に等しい、第2の周辺周波数を含む。第1の周辺RF電力信号は、第2の周辺RF電力信号とは位相が異なる。
【０００７】
高周波（RF）電力結合システムを作動させる方法が提供される。当該方法は、プラズマ処理システム内にRF電極を提供する工程を有する。前記RF電極は、RF電力を前記プラズマ処理システム内のプラズマに結合するように構成される。また、当該方法は、RF電極の複数の電力結合位置に、RF電力を電気的に結合するように構成された、複数の電力結合素子を提供する工程を有する。前記複数の電力結合素子は、前記RF電極の中央に配置された中心素子と、前記RF電極の中心から離れて配置されたm個の周辺素子とを有し、ここで、mは、2以上の整数である。さらに、当該方法は、前記複数の電力結合素子に結合され、前記複数の電力結合素子の各々に、RF電力信号を結合するように構成されたRF電力システムを提供する工程を有する。さらに、中心周波数を含む中心RF電力信号は、前記中心素子に結合される。前記中心周波数とは異なる第1の周辺周波数を含む第1の周辺RF電力信号は、前記m個の周辺素子の第1の周辺素子に結合され、前記第1の周辺周波数と実質的に等しい第2の周辺周波数を含む第2の周辺RF電力信号は、前記m個の周辺素子の第2の周辺素子に結合される。さらに、
当該方法は、前記第1の周辺RF電力信号と前記第2の周辺RF電力信号との間で、位相差又は振幅差の少なくとも一つを同調して変化させる工程を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例の上面図である。
【図２】中心電力結合素子により生成される電場を示すライングラフである。
【図３】中心結合素子により生成されるプラズマ密度を表す写真である。
【図４】複数の周辺電力結合素子により生成される電場を示すライングラフである。
【図５】複数の電力結合素子により生成されるプラズマ密度を表す写真である。
【図６】本発明の別の実施例の上面図である。
【図７】本発明の方法に係る実施例のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書に含まれ、本明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の実施例を例示し、上述の本発明の一般的な説明及び後述の詳細な説明と共に、本発明を説明する。
【００１０】
以降の議論では、Ne(r)は、プラズマ密度（又は電子密度）の空間分布関数を表し、Neは、別個の領域における電子のエネルギーを表す。IEDf(r)は、ウエハ上のイオンエネルギー分布の空間分布関数を表す。本発明は、IEDf(r)の均一性のような、プラズマ処理特性及び電子密度Ne(r)の均一性を調節するシステム及び方法を提供する。本発明では、位相、周波数、及び振幅が変化する複数のRF又はVHF電力供給（結合）位置を利用し、VRF(r)、さらにはIEDf(r)及びNe(r)に対する有害な波長の影響が克服される。
【００１１】
図1には、複数の電力結合素子に結合されるRF電極12を用いた、開示された高周波電力結合システム10の実施例を示す。電力結合素子は、中心素子14及び複数（m個）の周辺素子16を有する。m個の周辺素子16の各々は、中心素子14から動径方向に離れた位置に設けられる。図示された実施例では、4個の周辺素子（m=4）が描かれており、それぞれ16a-16dでラベル化されている。ただし、任意の複数（m>1）が用いられても良い。中心素子14及び周辺素子16a-16dは、一体で使用され、（供給）電力をRF電極12へ結合する。ただし、複数の電力結合素子14、16a-16dの各々は、後述するように、振幅及び位相シフト（複素振幅(phasor)）を変化させるRF信号により活性化される。
【００１２】
この例では、4個の周辺素子16a-16dは、中心素子14から動径方向に一定の距離に設けられ、周辺素子16a-16dの各々は、動径（半径）方向及び方位角方向の対称性が得られるように、等しい角度インターバルで配置される（4個の周辺素子16a-16dは、0、π/2、π、及び3π/2ラジアンに、対称となるように設けられる）。これらの周辺素子16a-16dは、改善された均一性Ne(r)が得られるように、中心素子14と併用される。
【００１３】
これに加えて、周辺素子16は、単位角度配置（区間）あたり1つの素子に限られる必要はない。例えば、ある実施例では、中心素子14から異なる半径距離で、所与の角度位置又は動径方向の区間で、複数の周辺素子16を配置することが望ましい場合がある。例えば、追加の周辺素子16eは、0ラジアンの区間に設けられ、追加の周辺素子16fは、πラジアンの区間に配置されても良い（図1には、任意の追加の素子16e-16fが、破線で示されている）。追加の周辺素子16e,16fは、相互に同じ、又は異なる半径方向の位置に設けられても良い。以降の議論の大部分は、対称な配置で示されるが、半導体処理システムに用いられる際には、ある所望の不均一性を生じさせるため、非対称な配置も用いられ得ることを理解する必要がある。例えば、周辺素子16は、中心素子14から同一の動径方向の距離に配置されなくても良い。
【００１４】
RF電力システム18は、複数の電力結合素子14、16に結合され、素子14、16a-16dの各々に、独立したRF電力信号を提供するように構成される。上述したように、中心素子14が、プラズマ処理システム内で独立して用いられ、100MHzの正弦波信号により駆動される場合、プラズマ分布は、r＝0で高密度を有し、かつ、r＝端部で低密度を有するようになる。
【００１５】
使用の際には、中心素子14は、中心振幅及び中心周波数を有する中心RF電力信号を用いて、RF電力システム18により活性化される。この点に関し、周辺素子16が使用されない場合、前述のように得られるIEDF(r)及びNe(r)は、図2、3に示されるように、コンピュータモデルにより表すことができる。図2には、得られる電圧が、電極の中心（すなわち、被処理基板の中心）に対して最大となり、端部付近で最小となることが示されている。同様に、図3には、プラズマ密度Ne(r)が示されている。図中、高いプラズマ密度は、被処理基板の中心付近に認められ、低い密度は、基板の端部に認められる。
【００１６】
図1に戻ると、これらの不均一性を改善するため、図2及び図3に示されたIEDF(r)及びNe(r)に対して実質的に反転したIEDF(r)及びNe(r)を生成することが可能である。中心素子14により生成されたIEDF(r)及びNe(r)と、その反転したものとを合計することにより、実質的に平坦又は均一なIEDF(r)及びNe(r)が得られる。
【００１７】
このため、第1の周辺素子16aは、RF電力システム18により、第1の周辺振幅、第1の周辺周波数、及び第1の周辺位相（第1の周辺素子16aは、参照位置にあるため、その位相はゼロである）を有するように活性化される。同様に、第2の周辺素子16cは、RF電力システム18により、第2の周辺振幅、第2の周辺周波数、及び第2の周辺位相を有するように活性化される。他の複数の周辺素子16b、16dの各々にも、同様の称呼（第3の周辺振幅、第3の周辺周波数、及び第3の周辺位相等）が適用される。
【００１８】
周辺素子16は、RF電力システム18により、実質的に等しい振幅で駆動されて良い（この議論を通じて、「実質的に」という用語は、製造誤差、環境のばらつき又はRFドリフトの結果生じ得る、真の等値からのずれを含むものと解する必要がある）。しかしながら、ある状況下では、例えば、処理チャンバ壁に取り付けられた非対称な構造又は不規則性により生じるNe(r)を補償するため、周辺素子16a-16dの個々の振幅を操作して、均一性を高めても良い。中心素子14が活性化されない場合、周辺素子16a-16dは、RF電力システム18により供給される個々の位相成分を調節することにより、r＝端部で大きくなり、r＝0で低くなるNe(r)を生成するように構成されても良い。この現象は、コンピュータモデルにより表された、図4-5に示されている。図4には、得られる電圧が、電極の中心（すなわち被処理基板の中心）に対して最小となり、端部付近で最大となることが示されている。同様に、図5には、プラズマ密度Ne(r)が示されている。図中、被処理基板の中心付近に、低いプラズマ密度が認められ、基板の端部に、高い密度が認められる。
【００１９】
ある実施例では、周辺素子16a-16dの各々は、それぞれ、0、π/2、π、及び3π/2ラジアンの位相で駆動される（周辺素子16の個数mによらず、2π/mの漸進する位相シフトは、許容可能な結果を生成し得る）。そのようにすることにより、個々の周辺素子16に提供されるRF電力信号は、処理チャンバ内で建設的及び破壊的に組み合わされ、r＝端部で高く、r＝0で低くなるNe(r)が提供される。このように周辺素子16を動作させることにより、中心素子14を同時に活性化させながら、均一性が改善されたNe(r)が生成される。角度位置の関数として、VRFのわずかな不規則性が検出される場合、その不規則性は、周辺素子16の周辺位相を、本来の間隔であるπ/2から数度ずらすことにより、補正され得る。
【００２０】
位相は、低電力信号発生器を用いて、低電力信号を増幅装置に供給し、その後増幅された信号をインピーダンス整合ネットワークに接続することにより操作されても良い。次に、増幅されインピーダンス整合された複数の信号の各々は、複数の電力結合素子14、16を介してRF電極12に結合されても良い。あるいは、単一の高電力信号が、複数のランプ化回路素子を用いて、又は信号源、RF電極12、及び素子14、16の間で変化するケーブル長を利用することにより、分割され、位相シフトされても良い。適切な設計の考慮に基づいて、当業者には明らかな追加の技術が選択されても良い。
【００２１】
以上、途切れのない電極を参照して、複数の素子14、16を利用する例について説明したが、本発明のシステム及び方法は、プラズマ処理特性のさらなる可変性を実現するため、区画化された電極を含むように修正されても良い。例えば、RF電極12は、中心素子14が存在する中心区画と、各々が少なくとも1つの周辺素子を含む、1又は2以上の周辺区画とを含むように改変されても良い。
【００２２】
図6に示されたシステム10’を参照すると、複数に区画化された電極12’の実施例は、中心素子14が存在する中心区画12aと、複数の周辺素子16が存在する3つの周辺区画12b1、12b2、12b3とを有する。この例では、9個の周辺素子が存在し（すなわち、m＝9）、周辺区画12b1、12b2、12b3の各々に、3つの素子16が存在する。3つの周辺素子16g-16i（m1＝3）は、第1の動径距離r1に配置される。周辺素子16g-16iの各々は、r1の周の回りに対称に配置される。（2π／3の増加分）。各々は、それぞれ、周辺区画12b1-12b3の区分け線15内の中央に位置する。
【００２３】
これに加えて、6つの周辺素子16j-16o（m2＝6）が、第2の動径距離r2に設置される。周辺素子16j-16oの各々は、r2の周の回りに対称に配置される（2π／6の増加分）。16jと16k、16lと16m、及び16nと16oの各組は、それぞれ、周辺区画12b1-12b3の区分け線15内の中央に位置する。システム10’は、複数の素子14、16j-16oに結合されるRF電力システムを有する。
【００２４】
ある実施例では、システム10’のRF電力システム18は、中心素子14に中心周波数を提供し、複数の周辺素子16j-16oに共通の周辺周波数を提供するように構成されても良い。また、中心素子14に印加されるRF信号の位相は、任意であるのに対して、複数の周辺素子16j-16oの各々に印加されるRF信号の位相シフトは、それぞれ、2π／m1及び2π／m2の変化量で、徐々に増加しても良い。この実施例では、m＝m1＋m2である。ここで、m1は、r1に位置する周辺素子16の個数（つまり3）を表し、2π／m1は、r1での位相又は角度のインターバル間隔（つまり2π／3ラジアン）を定める。また、m2は、r2に位置する周辺素子の個数（つまり6）を表し、2π／m2は、r2での位相又は角度のインターバル間隔（つまり2π／6ラジアン）を定める。その結果、この実施例では、周辺素子16g-16iは、それぞれ、0、2π／3、及び4π／3ラジアンの位相で駆動される。一方で、周辺素子16j-16oは、それぞれ、0、π／3、2π／3、π、4π／3、及び5π／3ラジアンで駆動される。図に示されているように、2π／mxを用いて、各々の動径位置での位相（角度インターバル）が定められる。ここでxは、素子16が配置されている動径位置の数である。すなわち、角度インターバルは、各動径位置で等しい間隔となるが、これは、すべての周辺素子mについて、必ずしも必要ではない。代わりに、すべての周辺素子mは、動径位置によらず、すなわち半径区間上の位置によらず、等しい間隔の角度インターバルで配置されても良い。従って、図6における9個の周辺素子16j-16oは、2π／9の角度インターバルで、9個のそれぞれの半径区間に沿って配置されても良い。前述のシステム10及び図1で議論したような、変化する周波数、位相、振幅、及び機械的又は電気的な回転を含む、構成の変更の各々が、システム10’に有意に適用されても良い。
【００２５】
前述のシステム10を作動させる方法は、図7のフローチャートに記載されている。30では、RF電極12がプラズマ処理システム内に提供される。ここで、RF電極12は、プラズマ処理システム内のプラズマに、RF電力を結合するように構成される。32では、複数の電力結合素子が提供され、これは、RF電極12上の複数の電力結合位置に、RF電力を電気的に結合するように構成される。複数の電力結合素子は、RF電極12の中央に設置された中心素子14と、RF電極12の中心から離れた位置に設置されたm個の周辺素子16と、を有する。ここで、mは、2以上の整数である。34では、RF電力システム18に、複数の電力結合素子が提供され、これは、複数の電力結合素子の各々に、RF電力信号を結合するように構成される。
【００２６】
当該方法は、さらに、36において、中心周波数を含む中心RF電力信号を、中心素子14に結合する工程を有し、38において、第1の周辺周波数を含む第1の周辺RF電力信号を、m個の周辺素子のうち第1の周辺素子16aに結合する工程を有し、40において、前記第1の周辺周波数と実質的に等しい第2の周辺周波数を含む第2の周辺RF電力信号を、m個の周辺素子のうち第2の周辺素子16cに結合する工程を有する。当該方法は、さらに、42において、第1の周辺RF電力信号と第2の周辺RF電力信号との間で、位相差及び/又は振幅差の少なくとも一つを同調して（in  phase）変化させる工程を有する。
【００２７】
いくつかの変数は、得られるNe(r)を改善するために調節されても良い。例えば、VRF(r)を平坦（すなわち均一）に調節するため、中心素子14は、複数の周辺素子16に提供される周波数とは異なる中心周波数により、任意の位相で活性化されても良い。一般に、RF電力システム18により、複数の周辺素子16a-16dの各々に提供されるそれぞれの周波数は、実質的に等しい。しかしながら、中心素子14と複数の周辺素子16a-16dとの間で、周波数が実質的に同一であることが許容される場合、中心素子14から得られる放射は、複数の周辺素子16a-16dからの放射に、好ましくない影響を及ぼすリスクがある。またその逆も生じ得る（すなわち、クロストーク又は共チャネル干渉が起こり得る）。この現象を防止するため、RF電力システム18により中心素子14に供給される周波数が、複数の周辺素子16a-16dに供給される周波数と、約1%又はそれ以上異なるようにした場合、クロストークは生じない。例えば、中心素子14が101MHzで活性化され、周辺素子16a-16dが100MHzで活性化されても、許容可能な結果が得られ得る。また、5%又は10%の変化は、ある構成において許容可能な結果を提供し得る。その結果、5つの複素振幅（phasors）（中心素子14の中心振幅及び中心位相と、周辺素子16a-16dの各周辺振幅及び周辺位相）が相互に合算され、平坦なVRF(r)、さらには平坦なIEDf(r)が形成される。
【００２８】
同様に、中心素子14の中心振幅は、周辺素子16a-16dの周辺振幅とは独立に調節されても良い。中心素子14の適切な振幅と、周辺素子16a-16dの適切な周辺振幅とが、平坦なVRF(r) 、さらには平坦なIEDf(r)が得られるように数学的に計算されるものの、それらの理論値からのずれが必要となる場合が生じ得る。例えば、ある半導体処理プロセス手順の間、IEDf(r)にある程度の非対称性を有することが望ましい場合がある（ただし、中心素子14単独の動作から得られる顕著な勾配よりも軽微である）。そのような環境では、RF電力システム18により中心素子14に提供される振幅は、RF電力システム18により複数の周辺素子16a-16dに提供される振幅とは独立に調節されても良い。逆も同様である。同様に、処理チャンバ内部の物理的構造又は変化した処理環境の結果、数学的モデルで説明されないようなIEDf(r)の不規則性が生じても良い。その結果、IEDf(r)の均一性は、中心素子14又は複数の周辺素子16a-16dの振幅を調節することにより、基板処理中にin-situで調整されても良い。中心素子14と周辺素子16a-16dとの間での振幅のそのような独立した調整は、複数の周辺素子16a-16dの間における振幅の個々の調整とともに達成されても良い。
【００２９】
RF信号（例えば電圧、電流等）は、少なくとも1つのRF複素振幅により特徴化されても、複数の複素振幅の重ね合わせを含んでも良いことを理解する必要がある。RF電力結合素子14又は16a-16dの少なくとも1つに結合されるRF信号は、第1の周波数でRF電力により活性化され、第1のRF複素振幅により特徴化されても良い。RF電力結合素子の少なくとも1つに結合されたRF信号は、さらに、第2の周波数においてRF電力を有し、第2のRF複素振幅により特徴化されても良い。ある構成では、第2の周波数は、第1の周波数の高調波（参照周波数の整数倍）であっても良い。
【００３０】
複数の周辺素子16を追加することにより、IEDf(r)及びNe(r)において局在化された外乱が導入される恐れがある。しかしながら、それらの外乱の影響は、得られるVRF(r)を機械的に又は電気的に回転させることにより、抑制することができる。VRF(r)を電気的に回転させるため、複数の周辺素子16a-16dの各々は、PINダイオード又は他の適切なRFスイッチングネットワークを用いることにより、一時的なパターンにおいて、選択的に活性化され又は非活性化されても良い。あるいは、VRF(r)を電気的に回転させるため、別の実施例が使用されても良い。まず、図1に示されているように、複数の固定された導体22a-22dが、中心素子14に対して対称な状態で、複数の周辺素子16a-16dの各々に隣接して配置される。複数の周辺素子16a-16dは、連続的に活性化されるのに対して、複数の導体22a-22dの各々は、インピーダンス負荷24を介して、グランウンド（ゼロ電位）に選択的に接続され、切断される。図1において、すべての素子22は、相互につなげられ、これにより、素子22が別個に制御されることが難しくなる。図面は、変更されても良い。導体22a-22dの各々をグランドに接続することは、導体に隣接する周辺素子16を非活性化させることと等しい。
【００３１】
機械的な回転は、RF電極12を物理的に回転させること、又は基板を物理的に回転させることにより、実現されても良い。あるいは、前述の固定導体22a-22dと同様の可動導体26が、選択的に活性化され、又はグランドに選択的に接続される一方、可動導体26は、中心素子14又は複数の周辺素子16a-16dに対して、機械的に移転される。これは、回転又は並進によって実現されても良い。選択的に活性化されるか、選択的にグランドに接続されるかに関わらず、可動導体26は、VRF(r)に影響を及ぼし、これが動いた際に、局在化された不規則性が移動する。電気的回転と機械的回転の両方により、基板での局在化された影響を抑制するように、不規則性が方位角方向に薄められる（分配される）。
【００３２】
VHFスペクトルの上限（すなわち300MHz）に接近すると、スキン効果が支配的になる。従って、上部VHF範囲(100〜300MHz)のRF電力信号が中心素子14に結合されると、VRF（端部）は極めて大きくなり、複数の周辺素子16a-16dがVRF（中心）を高めることは難しくなる。その状況では、基板付近の主要なDC電源が中心のNe(r)を高めるため、RF電極12は、（DCバイアスを導入することにより）陰極として構成され得る。その後、複数の周辺素子16a-16dを用いて、平坦なVRF(r)及び平坦なIEDf(r)が維持される。
【００３３】
一方、中心素子14が、VHFスペクトルの下限（すなわち30MHz）に接近する周波数で活性化される場合、定在波特性が支配的になる。そのような構成では、下部VHF範囲(30〜99MHz)のRF電力信号により、中心Ne(r)が極めて大きくなり、複数の周辺素子16a-16dは、中心電圧を低下させ、中心Ne(r)を下げるように使用される。しかしながら、ある状況下では、中心電圧を十分に低くして、VRF(r)が実質的に不均一となるようにする必要が生じる（中心のイオンエネルギーが低すぎると、しばしば、不均一なIEDf(r)が生じる）。それらの状況下では、平坦なNe(r)を実現するため、システム10は、最初に、複数の周辺素子16a-16dに、略平坦なIEDf(r)が得られることを要求し、その後、埋設されたRFインダクタ20を利用することを要求する。RFインダクタ20は、RF電極12の周囲に隣接して設けられ、周囲に誘導結合プラズマを生成する。RFインダクタの結合プラズマは、端部Ne(r)を補完し、平坦なNe(r)が提供される。
【００３４】
RF電極12は、上部に基板が配置される下部電極を有しても良く、また、複数のRF電力結合素子が結合されるRF電極は、例えば基板と下部電極に対向する、上部電極を有して良い。同様に、実施例では、半導体ウエハ−のような環状基板を処理する環状電極が示されているが、他の形状、例えば正方形、矩形状等も想定される。さらに、本発明の例では、VHF用途に焦点を当てて説明されているが、機器及び方法は、選択波長が電極サイズに比べて約1桁大きい（すなわち、好ましくない「波長効果」が存在する）、いかなる高周波数容量結合プラズマ（CCP）においても有意に使用され得る。
【００３５】
本発明のある実施例のみについて詳細に説明したが、実施例において、本発明の新しい示唆および利点から実質的に逸脱しないで、多くの変更が可能であることは、当業者には容易に理解できる。従って、全てのそのような変更は、本発明の範囲に含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３６】
10  高周波(RF)電力結合システム
12  RF電極
14  中心素子
16  周辺素子
18  RF電力システム
22  固定された導体
24  インピーダンス負荷
26  可動導体
【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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