(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板が収容されるチャンバーと、
チャンバー内に相対向するように設けられた第１および第２の電極と、
前記第１の電極に高周波を印加する高周波印加手段と、
前記第１の電極の前記第２の電極に対向する面と反対側の面において、その中心から離隔した位置に前記高周波印加手段から高周波電力を給電する給電棒と、
一端が第１の電極に接続され、かつ他端が接地された状態で配置され、前記第１の電極に給電される高周波電力の電圧および電流の位相を調整する位相調整手段と、
前記チャンバー内を所定の減圧状態に維持する排気手段と、
前記チャンバー内に処理ガスを導入する処理ガス導入手段と
を具備し、
前記位相調整手段は、前記第１の電極の前記第２の電極に対向する面と反対側の面の中心を挟んで、前記給電棒の給電位置と反対側の部分に設けられたＬＣ回路を有し、
前記第１または第２の電極に被処理基板を支持させた状態で、前記第１および第２の電極間に高周波電界を形成することにより処理ガスのプラズマを形成し、このプラズマにより被処理基板にプラズマ処理を施すことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
さらに、前記給電棒の周囲に給電棒に近接して設けられ、接地された導電性の筒状部材と、前記第１の電極の前記第２の電極に対向する面と反対側の面に近接して設けられ、接地された導電性の板状部材とを具備することを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記第１の電極に印加する高周波の周波数は２７ＭＨｚより高いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記第２の電極に１００ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの高周波を印加する高周波印加手段をさらに具備することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板等の基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいては、被処理基板である半導体ウエハに対して、エッチングやスパッタリング、ＣＶＤ（化学気相成長）等のプラズマ処理が多用されている。
【０００３】
このようなプラズマ処理を行うためのプラズマ処理装置としては、種々のものが用いられているが、その中でも容量結合型平行平板プラズマ処理装置が主流である。
【０００４】
容量結合型平行平板プラズマ処理装置は、チャンバー内に一対の平行平板電極（上部および下部電極）を配置し、処理ガスをチャンバー内に導入するとともに、電極の一方に高周波を印加して電極間に高周波電界を形成し、この高周波電界により処理ガスのプラズマを形成して半導体ウエハに対してプラズマ処理を施す。
【０００５】
このような容量結合型平行平板プラズマ処理装置により半導体ウエハ上の膜、例えば酸化膜をエッチングする場合には、チャンバー内を中圧にして、中密度プラズマを形成することにより、最適ラジカル制御が可能であり、それによって適切なプラズマ状態を得ることができ、高い選択比で、安定性および再現性の高いエッチングを実現している。
【０００６】
しかしながら、近年、ＵＳＬＩにおけるデザインルールの微細化がますます進み、ホール形状のアスペクト比もより高いものが要求されており、酸化膜のエッチング等において従来の条件では必ずしも十分とはいえなくなりつつある。
【０００７】
そこで、印加する高周波電力の周波数を上昇させ、良好なプラズマの解離状態を維持しつつ、高密度プラズマを形成することが試みられている。これにより、より低圧の条件下で適切なプラズマを形成することができるので、さらなるデザインルールの微細化に適切に対応することが可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、本発明者の検討結果によれば、このように印加する高周波電力の周波数を上昇させ、プラズマ密度を上昇させた場合には、以下のような新たな問題が生じることが判明した。
【０００９】
従来、上部電極への給電は給電棒を介して行っており、給電棒の周囲をチャンバーと略同一寸法の箱で覆って電磁波を遮蔽している。しかし、給電棒のインダクタンスが非常に大きいため、プラズマ密度を高くするために上部電極へ供給する高周波電力の周波数を高くすると、プラズマからの反射波の高調波が給電棒のインダクタンス成分のために反射され、さらに給電棒が設置されている箱の中の至るところで反射し、反射した高調波がプラズマに接触している上部電極表面に戻る。そして、電極径がφ２５０〜φ３００ｍｍの場合に、このような高調波により電極表面に定在波が生成されやすく、このような定在波が生じると電極表面の電界分布が不均一になる。
【００１０】
また、給電棒は上部電極の裏面の中心位置に設けられているが、高密度プラズマを形成するために印加周波数を上昇させると、高周波電流は電極の表面しか流れないようになり、給電棒から上部電極に供給された高周波電力は、電極裏面を通って電極の円周方向に至り、電極のプラズマ接触面を円周から中心に向けて徐々に供給される。また、上部電極の円周部分は絶縁体（容量成分）で囲まれており、絶縁体の外側のチャンバーは接地されている。このため、上部電極のプラズマ接触面で干渉作用により定在波が形成され、電極径方向での電界分布が不均一になる。
【００１１】
このように電界分布が不均一になるとプラズマ密度が不均一となり、エッチングレート分布が不均一となるため、上記いずれかの電界分布不均一の原因を取り除いてエッチングレート分布を均一にすることが必要となる。
【００１２】
しかしながら、従来、このような高密度プラズマを用いた場合の問題点が必ずしも明確に認識されていたわけではなく、上記のような電界分布不均一を解消しようとする試みは未だ十分になされていないのが現状である。
【００１３】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、より微細化に対応可能な高密度プラズマを用いたプラズマ処理において、電極表面における電界分布の不均一を小さくすることが可能であり、プラズマ密度を均一にすることが可能なプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の一観点によれば、被処理基板が収容されるチャンバーと、
チャンバー内に相対向するように設けられた第１および第２の電極と、
前記第１の電極に高周波を印加する高周波印加手段と、
前記第１の電極の前記第２の電極に対向する面と反対側の面において、その中心から離隔した位置に前記高周波印加手段から高周波電力を給電する給電棒と、
一端が第１の電極に接続され、かつ他端が接地された状態で配置され、前記第１の電極に給電される高周波電力の電圧および電流の位相を調整する位相調整手段と、
前記チャンバー内を所定の減圧状態に維持する排気手段と、
前記チャンバー内に処理ガスを導入する処理ガス導入手段と
を具備し、
前記位相調整手段は、前記第１の電極の前記第２の電極に対向する面と反対側の面の中心を挟んで、前記給電棒の給電位置と反対側の部分に設けられたＬＣ回路を有し、
前記第１または第２の電極に被処理基板を支持させた状態で、前記第１および第２の電極間に高周波電界を形成することにより処理ガスのプラズマを形成し、このプラズマにより被処理基板にプラズマ処理を施すことを特徴とするプラズマ処理装置が提供される。
【００１７】
また、上記各プラズマ処理装置において、前記第１の電極に印加する高周波の周波数は２７ＭＨｚより高いことが好ましい。
さらに、上記各プラズマ処理装置において、前記第２の電極に１００ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの高周波を印加する高周波印加手段をさらに具備することが好ましい。
【００１９】
上記本発明の一観点によれば、第１の電極の前記第２の電極に対向する面と反対側の面において、その中心から離隔した位置に前記高周波印加手段から高周波電力を給電する給電棒と、第１の電極に給電される高周波電力の電圧および電流の位相を調整する位相調整手段とを設けたので、第１の電極のプラズマ接触面において、電極の円周側から供給される電圧、電流の位相を円周上で不均一にすることができ、干渉作用による定在波の形成を防止することができる。したがって、第１の電極のプラズマ接触面における電界分布をより均一とすることができ、プラズマ密度を均一にすることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係るプラズマ処理装置を模式的に示す断面図である。このプラズマ処理装置１は、電極板が上下平行に対向し、一方にプラズマ形成用電源が接続された容量結合型平行平板エッチング装置として構成されている。
【００２１】
このプラズマエッチング処理装置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状に成形されたチャンバー２を有しており、このチャンバー２は接地されている。前記チャンバー２内の底部にはセラミックなどの絶縁板３を介して、被処理体、例えば半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）Ｗを載置するための略円柱状のサセプタ支持台４が設けられており、さらにこのサセプタ支持台４の上には、下部電極を構成するサセプタ５が設けられている。このサセプタ５にはハイパスフィルター（ＨＰＦ）６が接続されている。
【００２２】
前記サセプタ支持台４の内部には、冷媒室７が設けられており、この冷媒室７には、例えば液体窒素などの冷媒が冷媒導入管８を介して導入されて循環し、その冷熱が前記サセプタ５を介して前記ウエハＷに対して伝熱され、これによりウエハＷの処理面が所望の温度に制御される。
【００２３】
前記サセプタ５は、その上中央部が凸状の円板状に成形され、その上にウエハＷと略同形の静電チャック１１が設けられている。静電チャック１１は、絶縁材の間に電極１２が介在されており、電極１２に接続された直流電源１３から例えば１．５ｋＶの直流電圧が印加されることにより、例えばクーロン力によってウエハＷを静電吸着する。
【００２４】
そして、前記絶縁板３、サセプタ支持台４、サセプタ５、さらには前記静電チャック１１には、被処理体であるウエハＷの裏面に、伝熱媒体、例えばＨｅガスなどを供給するためのガス通路１４が形成されており、この伝熱媒体を介してサセプタ５の冷熱がウエハＷに伝達されウエハＷが所定の温度に維持されるようになっている。
【００２５】
前記サセプタ５の上端周縁部には、静電チャック１１上に載置されたウエハＷを囲むように、環状のフォーカスリング１５が配置されている。このフォーカスリング１５はシリコンなどの導電性材料からなっており、これによりエッチングの均一性が向上される。
【００２６】
前記サセプタ５の上方には、このサセプタ５と平行に対向して上部電極２１が設けられている。この上部電極２１は、絶縁材２５を介して、チャンバー２の上部に支持されており、サセプタ５との対向面を構成し、多数の吐出孔２４を有する、例えばシリコン、ＳｉＣ、アモルファスカーボン、または導電性高抵抗セラミックスからなる電極板２３と、この電極板２３を支持し、導電性材料、例えば表面がアルマイト処理されたアルミニウムからなる水冷構造の電極支持体２２とによって構成されている。なお、サセプタ５と上部電極２１とは、例えば１０〜６０ｍｍ程度離間している。
【００２７】
前記上部電極２１における電極支持体２２にはガス導入口２６が設けられ、さらにこのガス導入口２６には、ガス供給管２７が接続されており、このガス供給管２７には、バルブ２８、およびマスフローコントローラ２９を介して、処理ガス供給源３０が接続されている。処理ガス供給源３０から、プラズマ処理、例えばエッチングのための処理ガスが供給される。
【００２８】
処理ガスとしては、従来用いられている種々のものを採用することができ、例えばフロロカーボンガス（ＣｘＦｙ）やハイドロフロロカーボンガス（ＣｐＨｑＦｒ）のようなハロゲン元素を含有するガスを好適に用いることができる。他にＡｒ、Ｈｅ等の希ガスやＮ２を添加してもよい。
【００２９】
前記チャンバー２の底部には排気管３１が接続されており、この排気管３１には排気装置３５が接続されている。排気装置３５はターボ分子ポンプなどの真空ポンプを備えており、これによりチャンバー２内を所定の減圧雰囲気、例えば０．０１Ｐａ以下の所定の圧力まで真空引き可能なように構成されている。また、チャンバー２の側壁にはゲートバルブ３２が設けられており、このゲートバルブ３２を開にした状態でウエハＷが隣接するロードロック室（図示せず）との間で搬送されるようになっている。
【００３０】
上部電極２１には、整合器４１を介して第１の高周波電源４０が接続されており、その際の給電は上部電極２１の上面中央部（すなわち電極支持体２２の上面中央）に接続された給電棒３３により行われる。また、上部電極２１にはローパスフィルター（ＬＰＦ）４２が接続されている。この第１の高周波電源４０は、２７ＭＨｚ以上の周波数を有しており、このように高い周波数を印加することによりチャンバー２内に好ましい解離状態でかつ高密度のプラズマを形成することができ、低圧条件下のプラズマ処理が可能となる。この例では、高周波電源４０として６０ＭＨｚのものを用いている。
【００３１】
給電棒３３は、チャンバー２から連続するチャンバー２と同径の電磁波遮蔽箱６０に設けられており、これにより電磁波が遮蔽されるようになっている。また、給電棒３３の周囲には、給電棒３３に近接して導電性の筒状部材６１が設けられている。一方、電極支持体２２の上面に近接して導電性の板状部材６２が設けられている。筒状部材６１と板状部材６２とは電気的に接続されており、また板状部材６２は接地されたチャンバー２に電気的に接続されている。すなわち、筒状部材６１および板状部材６２はチャンバー２を介して接地されている。この筒状部材６１により、後述するように、給電棒３３のインダクタンスを低下させることができるとともに、高調波をグランドに落とすことができる。また、板状部材６２により、電極２１のインダクタンスを低下させることができるとともに、高調波をグランドに落とすことができる。
【００３２】
下部電極としてのサセプタ５には、第２の高周波電源５０が接続されており、その給電線には整合器５１が介在されている。この第２の高周波電源５０は例えば１００ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの範囲の周波数を有しており、このような範囲の周波数を印加することにより、被処理体であるウエハＷに対してダメージを与えることなく適切なイオン作用を与えることができる。この例では、この第２の高周波電源５０としては２ＭＨｚのものを用いている。
【００３３】
次に、以上のように構成されるプラズマ処理装置１における処理動作について、ウエハＷに形成された所定の膜をエッチングする場合を例にとって説明する。まず、被処理体であるウエハＷは、ゲートバルブ３２が開放された後、図示しないロードロック室からチャンバー２内へと搬入され、静電チャック１１上に載置される。そして、高圧直流電源１３から直流電圧が印加されることによって、ウエハＷが静電チャック１１上に静電吸着される。次いで、ゲートバルブ３２が閉じられ、排気装置３５によって、チャンバー２内が所定の真空度まで真空引きされる。
【００３４】
その後、バルブ２８が開放されて、処理ガス供給源３０から処理ガスがマスフローコントローラ２９によってその流量が調整されつつ、処理ガス供給管２７、ガス導入口２６を通って上部電極２１の内部へ導入され、さらに電極板２３の吐出孔２４を通って、図１の矢印に示すように、ウエハＷに対して均一に吐出され、チャンバー２内の圧力が所定の値に維持される。
【００３５】
そして、その後、第１の高周波電源４０から２７ＭＨｚ以上、例えば６０ＭＨｚの高周波が上部電極２１に印加される。これにより、上部電極２１と下部電極としてのサセプタ５との間に高周波電界が生じ、処理ガスが解離してプラズマ化し、このプラズマにより、ウエハＷに対してエッチング処理が施される。
【００３６】
他方、第２の高周波電源５０からは、１００ｋＨｚ〜１０ＭＨｚ、例えば２ＭＨｚの高周波が下部電極であるサセプタ５に印加される。これにより、プラズマ中のイオンがサセプタ５側へ引き込まれ、イオンアシストによりエッチングの異方性が高められる。
【００３７】
このように、上部電極２１に印加する高周波の周波数を２７ＭＨｚよりも高くすることにより、プラズマ密度を上げることができるが、従来の上部電極構造では、プラズマからの反射波の高調波により電極板２３下面に定在波が生成されることによって、電極板２３下面での電界の不均一が生じやすくなる。
【００３８】
つまり、給電棒３３のインダクタンスが非常に大きいため、プラズマ密度を高くするために上部電極２１へ供給する高周波電力の周波数を高くすると、プラズマからの反射波の高調波が給電棒３３のインダクタンス成分のために反射され、さらに電磁波遮蔽箱６０の中の至るところで反射し、反射した高調波がプラズマに接触している上部電極２１表面（下面）に戻る。そして、電極径がφ２５０〜φ３００ｍｍの場合に、このような高調波により電極２１表面に定在波が生成されやすく、このような定在波が生じると電極表面の電界分布が不均一になる。
【００３９】
これに対して、本実施の形態のように、給電棒３３の周囲の導電性の筒状部材６１を給電棒３３に近接して設けることにより、等価回路的には、図２に示すように、給電棒３３と筒状部材６１との間には多数のコンデンサーが並列に形成されている状態となり、給電棒３３のインダクタンス成分がこのコンデンサーの容量成分によりキャンセルされてインピーダンスが低下し、結果的に給電棒３３のインダクタンスが低下する。また、筒状部材６１は接地されているので、給電棒３３で反射した高調波が筒状部材６１を通ってグランドへ落ちる。したがって、プラズマからの高調波が給電棒３３で反射され難くなり、かつ高調波そのものも減少するので、電極板２３のプラズマ接触面において高調波の反射に起因する定在波が生じ難くなる。したがって、電極板２３のプラズマ接触面内における電界分布をより均一とすることができ、その結果プラズマ密度を均一にすることができる。
【００４０】
また、電極支持体２２の上面、すなわち上部電極２１の給電側の面のインダクタンス成分も高調波の反射による定在波形成に寄与するが、電極支持体２２の上面に近接して板状部材６２を形成しているので、等価回路的には、図３に示すように、電極支持体２２と板状部材６２との間に多数のコンデンサーが並列に形成されている状態となり、同様の原理でその部分のインダクタンスも低下する。また、高調波は板状部材６２を通ってグランドに落ちる。したがって、板状部材６２の存在により、定在波の生成を防止する効果を一層大きくすることができる。
【００４１】
なお、筒状部材６１と給電棒３３との間の距離、および板状部材６２と電極支持体２２との間の距離は、定在波を解消するに必要な容量に応じて適宜設定すればよい。例えば、高周波電力が２０００Ｗの場合には、大気のブレークダウンを起こさないように、８ｍｍ以上必要である。また、コンデンサーを形成する観点からは、筒状部材６１と給電棒３３との間、および板状部材６２と電極支持体２２との間には部材を装入する必要はないが、フィルター機能を高めるために電波吸収体を装入してもよいし、誘電率を調節するためにフッ素樹脂（商品名テフロン）等の誘電体を装入してもよい。
【００４２】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図４は本発明の第２の実施形態に係るプラズマ処理装置を模式的に示す断面図である。このプラズマ処理装置１’も、第１の実施形態と同様、電極板が上下平行に対向し、一方にプラズマ形成用電源が接続された容量型平行平板エッチング装置として構成されており、図４において、図１と同じものには基本的に同じ符号を付して説明を省略する。
【００４３】
本実施形態においては、第１の実施形態とは異なり、上部電極２１への給電は、上部電極２１の上面中心（すなわち電極支持体２２の上面中心）から外周方向へシフトした位置に配置された給電棒３３’を介して行われる。一方、上部電極２１の上面の給電棒３３’の設置位置とは反対側の部分には、上部電極２１に給電される高周波電力の電圧および電流の位相を調整する位相調整手段としてのＬＣ回路７０が設けられている。このＬＣ回路７０は、上部電極２１とチャンンバー２との間に直列に、インダクタンス可変のコイル７１と容量可変のコンデンサー７２が接続されて構成されている。給電棒３３’に近接して導電性の筒状部材６１’が設けられ、電極支持体２２の上面に近接して導電性の板状部材６２’が設けられている。筒状部材６１’と板状部材６２’とは電気的に接続されており、また板状部材６２’は接地されたチャンバー２に電気的に接続されている。他の構成については、基本的に図１と同様である。
【００４４】
このように構成されるプラズ処理装置１’においては、基本的に第１の実施形態に係るプラズ処理装置１と同様にエッチング処理が行われる。この場合に、第１の実施形態と同様、上部電極２１に印加する高周波の周波数を２７ＭＨｚ以上とすることにより、プラズマ密度を上げることができるが、給電棒を電極中心位置に配置する従来の装置では、上部電極２１のプラズマ接触面において、電流、電圧の位相差に基づく干渉作用によって定在波が形成され、電界の不均一が生じる。
【００４５】
すなわち、上部電極２１の電極板２３は、通常、ＳｉやＳｉＣ等の導電体もしくは半導体、または導電性高抵抗セラミックスで構成されており、高周波電源４０から給電棒３３を介して供給される高周波電流が高周波数化すると、表皮効果により電極の極表面にしか電力が供給されず（この時の表面深さδは（２／ωσμ）１／２と表される。ただし、ω＝２πｆ（ｆ：周波数）、σ：導電率、μ：透磁率）、従来のように上部電極２１の中心に給電棒３３が存在する場合には、図５に示すように、電圧および電流は給電棒３３の表面、電極支持体２２の上面、電極支持体２２の側面、電極板２３の側面を通ってプラズマ接触面である電極板２３の下面に達する。この場合に、給電棒３３は上部電極２１の中心に存在しているため、電極板２３下面のエッジ部ではどこも電圧および電流が同じ位相であり、図６に示すように、電極板２３のエッジ部から同位相で中心方向へ徐々に電力が供給される。そのため、電極板２３の中心とエッジ部とで位相差ｄ／λ（λは電極表面波の波長、ｄは電極の半径）が生じる。また、電気的な等価回路上、上部電極２１の円周部分は、プラズマに電力が供給される方向と並列に絶縁体（Ｃ成分）を介してグランドに落ち、特性インピーダンス（５０Ω）で終端しているため、円周位置での電界強度Ｅ０は、Ｅ０＝Ｅ・ｃｏｓ（ωｔ）となる。また、電極中心部分での電界強度Ｅｃは、Ｅｃ＝Ｅ・ｃｏｓ（ωｔ＋ｄ／λ）となる。ただし、λは、印加周波数およびプラズマからの反射による高調波および印加周波数がプラズマを介して形成される（波長短縮）波長である。この時、高周波電力は円周部分から中心に向けて徐々に供給されるため、円周側からの電圧および電流が電極板２３の中心部に集まる。また、印加周波数が高くなると、電極板２３下面の径方向のインダクタンスを無視できなくなり、電圧および電流の上記位相差による干渉作用によって、電極板２３下面の中央部分のインピーダンスが低くなる。これらによって、電極板２３下面の中心部分の電界強度がエッジ部分の電界強度よりも高くなる。また、中心位置はプラズマと接しているため、ＲＦ等価回路的には開放端となっている。したがって、電極板２３の下面には波長λ＝２ｄの定在波が形成される。そのため、プラズマ密度の不均一を生じる。
【００４６】
そこで本実施形態では、このような原因によって生じる定在波を解消するため、給電棒３３’を介して上部電極２１の中心から円周方向へシフトした位置に高周波電力を供給するとともに、位相調整手段としてＬＣ回路７０を上部電極２１の上面の給電棒３３’と反対側の位置に設けることにより、上部電極２１に供給される高周波の電圧および電流の位相を円周上で不均一にする。
【００４７】
すなわち、上部電極２１の中心から円周方向へシフトした位置に高周波電力を供給することにより、電極板２３下面における電圧および電流の経路が電極板２３の中心部に集中することを回避したうえで、位相調整手段としてのＬＣ回路７０を用い、コイル７１のインダクタンスとコンデンサー７２の容量を調節して電圧および電流の位相をシフトさせることによって、電極板２３の円周上で電圧および電流の位相を不均一にすることができ、電極板２３下面に電極中心から給電することに起因する定在波が形成されることを防止することができる。したがって、電極板２３の下面、つまりプラズマ接触面内における電界分布をより均一とすることができ、その結果プラズマ密度を均一にすることができる。
【００４８】
また、第１の実施形態の筒状部材６１および板状部材６２と同様の筒状部材６１’および板状部材６２’が設けられているので、第１の実施形態と同様に、電極板２３のプラズマ接触面において高調波の反射に起因する定在波が生じ難くなり、電極板２３のプラズマ接触面内における電界分布をより一層均一にすることができる。
【００４９】
なお、給電棒３３’の設置位置は、上部電極２１の中心から多少でも円周方向にシフトしていれば一定の効果を得ることができるが、例えば電極径が２５０ｍｍの場合には、中心から６０ｍｍ以上シフトしていることが好ましい。
【００５０】
上記第１の実施形態および第２の実施形態のいずれにおいても、印加周波数が高くなるほど定在波が形成されやすくなり、印加周波数が２７ＭＨｚ以上の場合に特に有効であるが、２７ＭＨｚ未満の周波数であっても定在波の影響が皆無ではなく、本発明を適用することにより一定の効果を得ることができる。また、プラズマ密度が１×１０１１個／ｃｍ３以上の場合に上記問題が生じやすく、本発明はこのような場合に特に有効である。
【００５１】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では、上下電極に高周波を印加したが、一方のみに高周波を印加するタイプであってもよい。また、本発明を上部電極に適用した場合について示したが、下部電極に適用することも可能である。さらに、被処理基板として半導体ウエハを用い、これにエッチングを施す場合について説明したが、これに限らず、処理対象としては液晶表示装置（ＬＣＤ）基板等の他の基板であってもよく、またプラズマ処理もエッチングに限らず、スパッタリング、ＣＶＤ等の他の処理であってもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第１の電極の前記第２の電極に対向する面と反対側の面に高周波印加手段から高周波電力を給電する給電棒を設け、この給電棒の周囲に、給電棒に近接して、接地された導電性の筒状部材を設けたので、等価回路的には、給電棒と筒状部材との間には多数のコンデンサーが並列に形成されている状態となり、給電棒のインダクタンス成分がこのコンデンサーの容量成分によりキャンセルされてインピーダンスが低下し、結果的に給電棒のインダクタンスが低下する。また、筒状部材は接地されているので、給電棒で反射した高調波が筒状部材を通ってグランドへ落ちる。また、第１の電極の給電側の面に近接して、接地された導電性の板状部材を形成することにより、その部分のインダクタンスも低下し、しかも高調波は板状部材を通ってグランドに落ちる。したがって、プラズマからの高調波が給電棒で反射され難くなり、高調波自体も減少するので、第１の電極のプラズマ接触面において定在波が生じ難くなり。第１の電極のプラズマ接触面における電界分布をより均一とすることができ、プラズマ密度を均一にすることができる。
【００５３】
また、本発明の他の観点によれば、第１の電極の前記第２の電極に対向する面と反対側の面において、その中心から離隔した位置に前記高周波印加手段から高周波電力を給電する給電棒と、第１の電極に給電される高周波電力の電圧および電流の位相を調整する位相調整手段とを設けたので、第１の電極のプラズマ接触面において、電極の円周側から供給される電圧、電流の位相を円周上で不均一にすることができ、干渉作用による定在波の形成を防止することができる。したがって、第１の電極のプラズマ接触面における電界分布をより均一とすることができ、プラズマ密度を均一にすることができる。
【００５４】
さらに、上記２つの発明を併用することにより、プラズマ密度を一層均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るプラズマ処理装置を示す断面図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るプラズマ処理装置における給電棒および導電性の筒状部材の等価回路を示す図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るプラズマ処理装置における上部電極上面（電極支持体上面）および導電性の板状部材の等価回路を示す図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るプラズマ処理装置を示す断面図。
【図５】従来の上部電極における高周波電力の供給系路を模式的に示す断面図。
【図６】従来の上部電極における高周波電力の供給系路を模式的に示す底面図。
【符号の説明】
１，１’；プラズマ処理装置
２；チャンバー
５；サセプタ（第２の電極）
６；ハイパスフィルタ
２１；上部電極（第１の電極）
２３；電極板
３０；処理ガス供給源
３３，３３’；給電棒
３５；排気装置
４０；第１の高周波電源
４２；ローパスフィルタ
４１，５１；整合器
５０；第２の高周波電源
６１；筒状部材
６２；板状部材
７０；ＬＣ回路（位相調整手段）
Ｗ；半導体ウエハ
【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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