(57)【要約】【課題】高い制御性を有するプラズマ処理装置およびプラズマエッチング方法を提供する。【解決手段】第１下部電極１３と、第１下部電極１３を取り囲んで接触し、且つ上下に摺動可能に配置された第２下部電極１４と、第２下部電極１４を取り囲んで接触する第３下部電極１５と、第２下部電極１４を跨ぐように第１下部電極１３上と第３下部電極１５上とに載置され、第２下部電極１４に対向して第２下部電極１４より幅の広い凹部１６を有するフォーカスリング１７とが容器１１内に設けられる。第２下部電極１４を上下に駆動し、第２下部電極１４をフォーカスリング１７の凹部１６に挿抜する駆動部１８が、予め求めたエッチング処理特性に応じて第２下部電極１４の位置を変更した後に、半導体基板１２をプラズマエッチング処理する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板をその内部に収納しつつプラズマ発生可能に構成された容器と、
前記半導体基板を支持し、且つその外周部の上面がフォーカスリングの第１の載置面として設定可能に配置された第１下部電極と、
前記第１下部電極を取り囲んで接触し、且つ上下に摺動可能に配置された第２下部電極と、
前記第２下部電極を取り囲んで接触し、且つその上面が前記フォーカスリングの第２の載置面として設定可能に配置された第３下部電極と、
前記第２下部電極を上下に駆動し、前記第２下部電極を跨ぐように載置された前記フォーカスリングの前記第１の載置面と第２の載置面との間の空間に挿抜する駆動部と、
を具備することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記第２下部電極が径方向に分割され、前記第１下部電極と前記第３下部電極とが、隣り合う前記第２下部電極の間を通る放射状のスポークで接続されてい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２下部電極が周方向に分割され、隣り合う前記第２下部電極が互いに接触し、且つそれぞれ独立に上下に摺動可能に配置されてい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４】
半導体基板を支持する第１下部電極と、前記第１下部電極を取り囲んで接触し、且つ上下に摺動可能に配置された第２下部電極と、前記第２下部電極を取り囲んで接触する第３下部電極と、前記半導体基板の外周部に、前記第２下部電極を跨ぐように前記第１下部電極上と前記第３下部電極上とに載置され、前記第２下部電極に対向して前記第２下部電極より幅の広い凹部を有するフォーカスリングとが設けられてなる容器内でプラズマを発生させて、前記半導体基板をエッチング処理するプラズマエッチング方法であって、
予め求めたエッチング処理特性に基づいて、前記フォーカスリングの前記凹部に挿抜するように前記第２下部電極の位置を変更した後に、前記半導体基板をエッチング処理することを特徴とするプラズマエッチング方法。
【請求項５】
予め求めた前記エッチング処理特性の経時変化に基づいて、前記経時変化を打ち消すように前記第２下部電極の位置を変更することを特徴とする請求項４に記載のプラズマエッチング方法。
【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エッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラズマエッチング装置では、電極の保護および半導体基板の外周近傍でのプラズマを制御し、半導体基板面内のエッチングレートの均一性を向上させるための電界制御手段として、反応容器の内側に半導体基板の外周に沿って配置されたフォーカスリングが用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に開示されたプラズマエッチング装置は、半導体基板外周部のエッチングレートがフォーカスリングの高さに依存して変化することから、フォーカスリングを上下に駆動する駆動機構を設け、フォーカスリングの上面の位置を制御している。
【０００４】
然しながら、特許文献１に開示されたプラズマエッチング装置は、上下動時のフォーカスリングの振動などにより、付着物が剥離してパーティクルが発生しやすい問題がある。発生したパーティクルが半導体基板表面に付着し、デバイス特性の劣化をもたらす恐れがある。
【０００５】
また、反応容器の外側に電磁界制御手段を配置し、内部の高周波電界分布を制御するプラズマエッチング装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
特許文献２に開示されたプラズマエッチング装置は、プラズマを形成するガス雰囲気を形成するための反応容器と、反応容器の内部に配置された放電電極と、放電電極と高周波電源との間のインピーダンス整合を行なうための共振器および放電電極に接続された複数の予備電極と、反応容器の内部の高周波電界分布を制御するための電磁界制御手段とを備え、電磁界制御手段は、共振器と予備電極との間の複数の高周波電気経路のうち、少なくとも１つ以上の経路に、高周波電気経路のインピーダンスを変化させるインピーダンス可変手段を有し、高周波電界分布が変動するように形成されている。
【０００７】
これにより、予備電極への給電位置を順次変更して、高周波電界分布を変動させながらプラズマ処理することにより、時間平均されたプラズマ処理結果を得ている。
【０００８】
然しながら、特許文献２に開示されたプラズマエッチング装置は、時間平均されたプラズマエッチング結果を得るものなので、多種多様な被エッチング体を有し、高い制御性が要求される微細化、高集積化された半導体集積回路に適用するのが難しいという問題がある。
【０００９】
更に、電磁界制御手段を反応容器の外側に配置しているので、プラズマ処理装置が大掛かりになるという問題がある。  
予備電極を複数有しているので、反応容器と予備電極との間の絶縁体から高周波が外部に漏洩しやすく、周囲の電子機器に影響を与える恐れがある。
【特許文献１】特許第３３８８２２８号公報
【特許文献２】特開２００６−４０８１０号公報（２７頁、図１８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、高い制御性を有するプラズマ処理装置およびプラズマエッチング方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の一態様のプラズマエッチング装置は、半導体基板をその内部に収納しつつプラズマ発生可能に構成された容器と、前記半導体基板を支持し、且つその外周部の上面がフォーカスリングの第１の載置面として設定可能に配置された第１下部電極と、前記第１下部電極を取り囲んで接触し、且つ上下に摺動可能に配置された第２下部電極と、前記第２下部電極を取り囲んで接触し、且つその上面が前記フォーカスリングの第２の載置面として設定可能に配置された第３下部電極と、前記第２下部電極を上下に駆動し、前記第２下部電極を跨ぐように載置された前記フォーカスリングの前記第１の載置面と第２の載置面との間の空間に挿抜する駆動部と、を具備することを特徴としている。
【００１２】
また、本発明の一態様のプラズマエッチング方法は、半導体基板を支持する第１下部電極と、前記第１下部電極を取り囲んで接触し、且つ上下に摺動可能に配置された第２下部電極と、前記第２下部電極を取り囲んで接触する第３下部電極と、前記半導体基板の外周部に、前記第２下部電極を跨ぐように前記第１下部電極上と前記第３下部電極上とに載置され、前記第２下部電極に対向して前記第２下部電極より幅の広い凹部を有するフォーカスリングとが設けられてなる容器内でプラズマを発生させて、前記半導体基板をエッチング処理するプラズマエッチング方法であって、予め求めたエッチング処理特性に基づいて、前記フォーカスリングの前記凹部に挿抜するように前記第２下部電極の位置を変更した後に、前記半導体基板をエッチング処理することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、高い制御性を有するプラズマ処理装置およびプラズマエッチング方法が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１５】
本発明の実施例１について図１乃至図４を用いて説明する。図１は本実施例のプラズマエッチング装置を示す断面図、図２はプラズマエッチング装置のプラズマ強度を模式的に示す図で、図２（ａ）はフォーカスリングの下面と第２下部電極の上面との距離とプラズマ強度との関係を示す図、図２（ｂ）は距離とプラズマ強度分布との関係を示す図、図３は本実施例のプラズマエッチング方法を示す図で、半導体装置の製造工程の要部を示す断面図、図４は本実施例の効果を比較例と対比して示す図で、図４（ａ）が本実施例を示す図、図４（ｂ）が比較例を示す図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施例のプラズマエッチング装置１０は、内部でプラズマ発生可能に構成された容器１１と、容器１１に収納された半導体基板１２を支持する円板状の第１下部電極１３と、第１下部電極１３を同心円状に取り囲んで接触し、且つ上下に摺動可能に配置されたリング状の第２下部電極１４と、第２下部電極１４を同心円状に取り囲んで接触するリング状の第３下部電極１５と、を具備している。
【００１７】
更に、容器１１内には、半導体基板１２の外周部に、第２下部電極１４を跨ぐように第１下部電極１３上と第３下部電極１５上とに載置され、第２下部電極１４に対向して第２下部電極１４の幅Ｗ１より広い幅Ｗ２を有する凹部１６を備えたフォーカスリング１７が設けられ、プラズマエッチング装置１０は、第２下部電極１４を上下に駆動し、第２下部電極１４をフォーカスリング１７の凹部１６に挿抜する駆動部１８を具備している。
【００１８】
ここで、第１下部電極１３の外周部のフォーカスリング１７が載置される上面（第１の載置面）と、第３下部電極１５のフォーカスリング１７が載置される上面（第２の載置面）とは、略同一平面上、即ち実質的に等しい高さに配置されている。  
これにより、フォーカスリング１７の凹部１６の側壁の長さが等しくなり、フォーカスリング１７を第１下部電極１３上と第３下部電極１５上とに安定して載置することができ、且つフォーカスリング１７の製造が容易になる。
【００１９】
更に、容器１１の上面の外壁に沿って多重に巻かれ、外壁に固着されたコイル１９と、コイル１９に交流電力を供給し、容器１１内にプラズマ２０を発生させるための高周波電源２１と、半導体基板１２に高周波バイアスを印加するための高周波電源２２と、容器１１内にプロセスガスを供給するガス供給部２３と、容器１１を減圧するための排気部２４とを具備している。
【００２０】
容器１１は、半導体基板１２および半導体基板１２上に形成された種々多様な被エッチング膜をエッチングするための処理室で、気密性を有する絶縁材、例えはセラミックスを加工して形成された円筒形のチャンバ１１ａと、チャンバ１１ａを載置するベース部１１ｂとを有し、チャンバ１１ａとベース部１１ｂを気密に接触させることにより、内部を減圧可能に構成されている。
【００２１】
コイル１９は、容器１１外に設けられたプラズマ発生電極であり、インピーダンス整合回路２５を介して高周波電源２１に接続されている。  
第１乃至第３下部電極１３、１４、１５は、容器１１内に設けられ、接触して電気的に接続されたカソード電極であり、インピーダンス整合回路２６を介して、高周波電源２２に接続されている。
【００２２】
フォーカスリング１７は、例えばセラミックスからなり、半導体基板１２、例えばシリコン基板の外周部を取り囲むように配置され、半導体基板１２の外周部のプラズマ強度を制御している。
【００２３】
駆動部１８は、制御部２７の指令に基づいてモータＭを駆動し、シャフト２８と絶縁材２９を介して第２下部電極１４を上下に移動させる。  
これにより、第２下部電極１４を、第１下部電極１３および第３下部電極１５と摺動させながら、フォーカスリング１７の第１の載置面と第２の載置面との間の空間、即ちフォーカスリング１７の凹部１６に挿抜することが可能である。
【００２４】
ガス供給部２３からプロセスガスを容器１１内に導入し、排気部２４により減圧状態を保持し、高周波電源２１、２２から高周波電力を供給すると、容器１１内にプラズマ２０が発生し、半導体基板１２がエッチング処理される。
【００２５】
図２はプラズマエッチング装置１０のプラズマ強度を模式的に示す図で、図２（ａ）はフォーカスリング１７の下面と第２下部電極１４の上面との距離ｄとフォーカスリング上のプラズマ強度との関係を示す図、図２（ｂ）は距離ｄをパラメータとした半導体基板の径方向のプラズマ強度分布を示す図で、実線が距離ｄ＝ｄ２のときのプラズマ強度分布、一点破線が距離ｄ＝ｄ１のときのプラズマ強度分布、二点破線が距離ｄ＝ｄ３のときのプラズマ強度分布である。
【００２６】
図２（ａ）に示すように、距離ｄを大きくする、即ち駆動部１８により第２下部電極１４を下降させて第２下部電極１４をフォーカスリング１７から遠ざけると、第２下部電極１４とフォーカスリング１７との間のキャパシタンスが小さくなる。  
その結果、プラズマ２０と第２下部電極１４との間の容量結合インピーダンスＺが大きくなるので、フォーカスリング１７上のプラズマ強度は、距離ｄに反比例して低下する。
【００２７】
一方、距離ｄを小さくする、即ち駆動部１８により第２下部電極１４を上昇させて第２下部電極１４をフォーカスリング１７に近づけると第２下部電極１４と、フォーカスリング１７との間のキャパシタンスが大きくなる。  
その結果、プラズマ２０と第２下部電極１４との間の容量結合インピーダンスＺが小さくなり、フォーカスリング１７上のプラズマ強度は、距離ｄに反比例して増加する。
【００２８】
図２（ｂ）に示すように、距離ｄ＝ｄ２のときに半導体基板１２上のプラズマ強度分布が中心と外周部で略等しくＰ４であると仮定すると、距離ｄをｄ２からｄ１に小さくすると、フォーカスリング１７上のプラズマ強度がＰ２からＰ１に増加し、半導体基板１２の外周部のプラズマ強度がＰ４からＰ５に低下する。
【００２９】
一方、距離ｄをｄ２からｄ３に大きくすると、フォーカスリング１７上のプラズマ強度がＰ２からＰ３に低下し、半導体基板１２の外周部のプラズマ強度がＰ４からＰ６に増加する。
【００３０】
これは、フォーカスリング１７と半導体基板１２の外周部との境界が特異点であるため、プラズマがフォーカスリング１７側で密（疎）になると、境界条件を満たすように半導体基板１２の外周部側で疎（密）になるためである。
【００３１】
これにより、フォーカスリング１７の下面と第２下部電極１４の上面との距離ｄを変更して、容量結合インピーダンスＺを調節することにより、半導体基板１２の径方向のプラズマ強度分布を変えることができる。
【００３２】
プラズマエッチングにおいて、プラズマ強度分布は、被エッチング材（絶縁材：ＳｉＮ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３など、導電材：Ｓｉ、Ｐｏｌｙ−Ｓｉ、Ａｌなど）や、エッチング条件（圧力、高周波パワー、ガス種など）によって変動する。
【００３３】
被エッチング材やエッチング条件が、刻々と変化する半導体集積装置の製造工程において、被エッチング材やエッチング条件を変更したときに、予め求めておいたエッチング処理特性に基づいて、第２下部電極１４を上下に移動させて位置を変更することにより、その都度プラズマ強度分布を最適化することが可能である。
【００３４】
次に、プラズマエッチング装置１０を用いたプラズマエッチング方法について、図３および図４を用いて説明する。本実施例は、半導体基板１２に浅い溝による素子分離パターンＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）を形成する場合の例である。
【００３５】
始めに、図３（ａ）に示すように、半導体基板１２上に、例えば熱酸化法によりシリコン酸化膜４０を形成し、シリコン酸化膜４０上に、例えばプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によりシリコン窒化膜４１を形成する。  
次に、シリコン窒化膜４１上に、フォトリソグラフィ法により、素子分離パターンに対応した開口４２ａを有するレジスト膜４２を形成する。
【００３６】
次に、図３（ｂ）に示すように、レジスト膜４２をマスクとして、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法により、シリコン窒化膜４１、シリコン酸化膜４２を異方性エッチングする。
【００３７】
このとき、第２下部電極１４の位置を、図１に示す第１下部電極１３および第３下部電極１５より、例えば２ｍｍ程度高い位置Ａに設定する。  
この第２下部電極１４の位置Ａは、予め求めたシリコン窒化膜４１のエッチング特性に基づいて、半導体基板１２の中央部と外周部でエッチング特性が均一になる最適なプラズマ強度分布が得られる位置を意味している。
【００３８】
その他のエッチング条件は、従来と同じく、例えば圧力１０ｍＴｏｒｒ、エッチングガスＣＦ４／Ａｒ＝１００／２００ｓｃｃｍ、高周波電源２１の周波数１３．５６ＭＨｚ、パワー６００Ｗ、高周波電源２２の周波数１３．５６ＭＨｚ、パワー３００Ｗの条件で行う。
【００３９】
次に、図３（ｃ）に示すように、ＲＩＥ法により、半導体基板１２を異方性エッチングし、所定の深さのトレンチ４３を形成する。
【００４０】
このとき、第２下部電極１４の位置を、図1に示す第１下部電極１３および第３下部電極１５とほぼ等しい位置Ｂに設定する。  
この第２下部電極１４の位置Ｂは、予め求めた半導体基板１２のエッチング特性に基づいて、半導体基板１２の中央部と外周部でエッチング特性が均一になる最適なプラズマ強度分布が得られる位置を意味している。
【００４１】
その他のエッチング条件は、従来と同じく、例えば圧力２０ｍＴｏｒｒ、エッチングガスＨＢｒ／Ｃｌ２／Ｏ２＝１００／３０／５ｓｃｃｍ、高周波電源２１のパワー８００Ｗ、高周波電源２２のパワー２５０Ｗの条件で行う。
【００４２】
次に、レジスト膜４２と、堆積付着物（図示せず）などを除去した後、シリコン窒化膜４１をウエットエッチングにより横方向に後退（図示せず）させ、トレンチ４３の内側を熱酸化してシリコン酸化膜（図示せず）を形成する。
【００４３】
次に、図３（ｄ）に示すように、トレンチ４３の内側を含む半導体基板１２上に、ＣＶＤ法によりシリコン酸化膜４４を形成する。これによりトレンチ４３が、シリコン酸化膜４４により埋め込まれる。
【００４４】
次に、図３（ｅ）に示すように、シリコン窒化膜４１をストッパーとしてＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法により、シリコン窒化膜４１が露出するまでシリコン酸化膜４４を研磨する。  
次に、シリコン窒化膜４１およびシリコン酸化膜４０を除去することにより、半導体基板１２にＳＴＩ４５が形成される。
【００４５】
図４は本実施例の効果を、比較例と対比して示す図で、図４（ａ）が本実施例を示す図、図４（ｂ）が比較例を示す図である。  
ここで、比較例とは、図１に示す第２下部電極１４の位置を、位置Ａから位置Ｂに変更せずに、図３（ｃ）に示す半導体基板１２を異方性エッチングし、トレンチ４３を形成する場合を意味している。
【００４６】
始めに、比較例について説明する。比較例では、第２下部電極１４の位置がＡのままなので、外周部のプラズマ強度が中央部より低下し、半導体基板１２の外周部のエッチング速度が、中央部に比べて低下する。
【００４７】
その結果、図４（ｂ）に示すように、外周部のトレンチ４３ａの深さＬ１が、中央部のトレンチ４３ｂの深さＬ２より小さくなる。  
更に、半導体基板１２を異方性エッチングするときのマスクであるシリコン窒化膜４１が、エッチングされて目減りする量も減少するので、半導体基板１２の外周部のシリコン窒化膜４１ａの側面の傾斜角度θ１が、中央部のシリコン窒化膜４１ｂの側面の傾斜角度θ２より大きく、より垂直に近くなる。
【００４８】
一方、本実施例では、第２下部電極１４を、位置Ａから半導体基板１２の外周部のプラズマ強度を増加させるように位置Ｂまで下げているので、外周部でのプラズマ強度の低下が打ち消され、プラズマ強度分布はほぼ一定に維持されるので、半導体基板１２の外周部と中央部でほぼ等しいエッチング速度が得られる。
【００４９】
その結果、図４（ａ）に示すように、外周部のトレンチ４３ｃの深さおよび中央部のトレンチ４３ｄの深さは、ともにＬ２でほぼ等しくなる。  
シリコン窒化膜４１が、エッチングされて目減りする量も等しいので、半導体基板１２の外周部のシリコン窒化膜４１ｃの側面の傾斜角度および中央部のシリコン窒化膜４１ｄの側面の傾斜角度は、ともにθ２でほぼ等しくなる。
【００５０】
これにより、被エッチング材がシリコン窒化膜からシリコンに変更され、それに応じてエッチング条件が変更されても、それぞれの被エッチング材に最適なプラズマ分布を形成することができるので、半導体基板１２の外周部と中央部で均一なエッチング処理結果を得ることが可能である。
【００５１】
以上説明したように、本実施例では、第１下部電極１３および第３下部電極１５との間に、上下に摺動可能に配置された第２下部電極１４を有し、予め求めた被エッチング材のエッチング処理特性に基づいて、第２下部電極１４の位置を変更している。
【００５２】
その結果、プラズマ２０と第２下部電極１４との間の容量結合インピーダンスＺを調整し、プラズマ強度分布を変えることにより、それぞれの被エッチング材に最適なプラズマ分布を形成し、半導体基板１２の外周部と中央部で均一なエッチング処理結果が得られる。従って、高い制御性を有するプラズマエッチング装置およびそれを用いたプラズマエッチング方法が得られる。
【００５３】
更に、同じ被エッチング材であっても、予め求めたエッチング処理特性の経時変化に基づいて、経時変化を打ち消すように第２下部電極１４の位置を変更することにより、エッチング速度の再現性およびエッチング速度の面内均一性を略一定に維持できるので、エッチング装置を長期間安定に稼動させることができる。  
その結果、安定した特性の半導体集積装置が得られ、プラズマエッチング装置のランニングコストを抑えることができる。
【００５４】
しかも、フォーカスリング１７の位置を変える場合に比べて、プラズマに曝される部分に可動部が無く、パーティクルの発生が防止できるので、パーティクルが半導体基板１２の表面に付着し、デバイス特性の劣化をもたらす恐れは皆無である。
【００５５】
ここでは、被エッチング材が、シリコン窒化膜とシリコン基板である場合について説明したが、その他の被エッチング材であっても構わず、同様の効果を得ることができる。
【００５６】
プラズマエッチング装置１０の容器１１が円筒状のチャンバ１１ａを有する場合について説明したが、チャンバ１１ａがドーム状または平板状であっても構わない。  
また、チャンバ１１ａがセラミックスである場合について説明したが、金属製チャンバであっても構わない。その場合、コイル１９に替えて、容器１１の内部に上部電極を設ける。
【００５７】
第１下部電極１３の外周のフォーカスリング１７が載置される上面と、第３下部電極１５のフォーカスリング１７が載置される上面とが、同一平面上に配置されている場合について説明したが、異なる平面上、即ち高さが異なるように配置することもできる。
【００５８】
更に、プラズマエッチング装置１０を、プロセスガスとして、例えばシランガス（ＳｉＨ４）と酸素ガス（Ｏ２）とを用いて、シリコン酸化膜を形成するプラズマＣＶＤ装置とすることも可能である。
【実施例２】
【００５９】
本発明の実施例２に係るプラズマエッチング装置について図５を用いて説明する。図５はプラズマエッチング装置の下部電極を示す図で、図５（ａ）はその平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向に眺めた断面図である。  
本実施例において、上記実施例１と同一の構成部分には同一符号を付してその説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００６０】
本実施例が実施例１と異なる点は、第２下部電極が径方向に分割され、第１下部電極と第３下部電極とが、隣り合った第２下部電極の間を通る放射状のスポークで接続されていることにある。
【００６１】
即ち、図５に示すように、本実施例のプラズマエッチング装置は、径方向に４分割された第２下部電極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを有している。  
第２下部電極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、それぞれ第１下部電極１３を同心円状に取り囲んで接触し、且つ上下に摺動可能に配置されている。  
第３下部電極１５は、第２下部電極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを同心円状に取り囲んで接触している。
【００６２】
第１下部電極１３および第３下部電極１５は、隣り合う第２下部電極１４ａ〜１４ｄの間を通る放射状のスポーク５１ａ〜５１ｄで接続されている。  
具体的には、第１下部電極１３および第３下部電極１５は、第２下部電極１４ａと第２下部電極１４ｂとの間でスポーク５１ａを介して接続され、第２下部電極１４ｂと第２下部電極１４ｃとの間でスポーク５１ｂを介して接続され、第２下部電極１４ｃと第２下部電極１４ｄとの間でスポーク５１ｃを介して接続され、第２下部電極１４ｄと第２下部電極１４ａとの間でスポーク５１ｄを介して接続されている。
【００６３】
これにより、第１下部電極１３と第２下部電極１４との間の接触抵抗Ｒ１および第２下部電極１４と第３下部電極１５との間の接触抵抗Ｒ２に、第１下部電極１３と第３下部電極１５を接続するスポーク５１ａ〜５１ｄのシャント抵抗Ｒ３が並列接続されるので、第１乃至第３下部電極１３、１４、１５全体の抵抗が低減する。  
その結果、高周波電源２１、２２からの高周波の電力損失を、低減することが可能である。
【００６４】
更に、第２下部電極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの位置を、それぞれ独立に微調整することができるので、プラズマ強度の周方向の分布を改善し、プラズマ強度分布の均一性を高めることが可能である。
【００６５】
第２下部電極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの位置をそれぞれ独立に微調整するのは、例えばシャフト２８と絶縁材２９との間にそれぞれピエゾ素子を介在させ、ピエゾ素子に電圧を印加することにより行うことができる。
【００６６】
即ち、駆動部１８のモータＭにより第２下部電極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄのマクロな位置決めを行い、個別のピエゾ素子により第２下部電極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄのミクロな位置を微調整することができる。
【００６７】
以上説明したように、本実施例のプラズマエッチング装置は、径方向に４分割された第２下部電極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを有し、第１下部電極１３と第３下部電極１５とが、隣り合った第２下部電極１４ａ〜１４ｄの間を通る放射状のスポーク５１ａ〜５１ｄで接続されている。
【００６８】
その結果、第１乃至第３下部電極１３、１４、１５全体の抵抗が低減するので、高周波の電力損失が低減される利点がある。  
更に、第２下部電極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの位置を、それぞれ独立に微調整することにより、プラズマ強度の周方向分布の均一性を高めることができる利点がある。
【００６９】
ここでは、第２下部電極１４を径方向に４分割した場合について説明したが、分割数には特に制限は無い。
【００７０】
また、実施例１と同様、プラズマＣＶＤ装置などプラズマエッチング装置以外のプラズマ処理装置にも適用可能である。
【実施例３】
【００７１】
本発明の実施例３に係るプラズマエッチング装置について図６を用いて説明する。図６はプラズマエッチング装置の下部電極を示す図で、図６（ａ）はその平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ線に沿って切断し矢印方向に眺めた断面図である。  
本実施例において、上記実施例１と同一の構成部分には同一符号を付してその説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００７２】
本実施例が実施例１と異なる点は、第２下部電極が周方向に分割されていることにある。即ち、図６に示すように、本実施例のプラズマエッチング装置は、周方向に３分割されたリング状の第２下部電極１４ｅ、１４ｆ、１４ｇを有している。
【００７３】
隣接する第２下部電極１４ｆは第２下部電極１４ｅを同心円状に取り囲んで接触し、隣接する第２下部電極１４ｇは第２下部電極１４ｆを同心円状に取り囲んで接触し、且つ互いに独立して上下に摺動可能に配置されている。  
第２下部電極１４ｅは第１下部電極１３を同心円状に取り囲んで接触し、第３下部電極１５は第２下部電極１４ｇを同心円状に取り囲んで接触している。
【００７４】
これにより、第２下部電極１４ｅ、１４ｆ、１４ｇの位置を、それぞれ独立に微調整することができるので、プラズマ強度の径方向の分布をきめ細かく調整して、プラズマ強度分布の均一性を高めることが可能である。
【００７５】
第２下部電極１４ｅ、１４ｆ、１４ｇの位置をそれぞれ独立に微調整するのは、例えば絶縁材２９を第２下部電極１４ｅ、１４ｆ、１４ｇに合せて３分割し、シャフト２８と各絶縁材２９との間にそれぞれピエゾ素子６１ａ、６１ｂ、６１ｃを介在させ、ピエゾ素子に電圧を印加することにより行うことができる。
【００７６】
即ち、駆動部１８のモータＭにより、第２下部電極１４ｅ、１４ｆ、１４ｇのマクロな位置決めを行い、ピエゾ素子６１ａ、６１ｂ、６１ｃによりミクロな位置を微調整することができる。
【００７７】
以上説明したように、本実施例のプラズマエッチング装置は、周方向に３分割された第２下部電極１４ｅ、１４ｆ、１４ｇを有し、第２下部電極１４ｅ、１４ｆ、１４ｇは、順に同心円状に接触し、且つ互いに独立して上下に摺動可能に配置されている。
【００７８】
その結果、第２下部電極１４ｅ、１４ｆ、１４ｇの位置を、それぞれ独立に微調整し、プラズマ強度の径方向の分布をきめ細かく調整して、プラズマ強度分布の均一性を高めることができる利点がある。
【００７９】
ここでは、第２下部電極１４を周方向に３分割した場合について説明したが、分割数には特に制限は無い。
【００８０】
また、実施例１と同様、プラズマＣＶＤ装置などプラズマエッチング装置以外のプラズマ処理装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施例１に係るプラズマエッチング装置を示す断面図。
【図２】本発明の実施例１に係るプラズマエッチング装置のプラズマ強度を模式的に示す図で、図２（ａ）はフォーカスリングの下面と第２下部電極の上面との距離とフォーカスリング上のプラズマ強度との関係を示す図、図２（ｂ）は半導体基板の径方向のプラズマ強度分布を示す図。
【図３】本発明の実施例１に係るプラズマエッチング装置を用いたプラズマエッチング方法を示す図で、半導体装置の製造工程の要部を示す断面図。
【図４】本発明の実施例１に係るプラズマエッチング装置の効果を比較例と対比して示す図で、図４（ａ）が本実施例を示す図、図４（ｂ）が比較例を示す図。
【図５】本発明の実施例２に係るプラズマエッチング装置の下部電極を示す図で、図５（ａ）はその平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向に眺めた断面図。
【図６】本発明の実施例３に係るプラズマエッチング装置の下部電極を示す図で、図６（ａ）はその平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ線に沿って切断し矢印方向に眺めた断面図。
【符号の説明】
【００８２】
１０  プラズマエッチング装置
１１  容器
１１ａ  チャンバ
１１ｂ  ベース部
１２  半導体基板
１３  第１下部電極
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆ、１４ｇ  第２下部電極
１５  第３下部電極
１６  凹部
１７  フォーカスリング
１８  駆動部
１９  コイル
２０  プラズマ
２１、２２  高周波電源
２３  ガス供給部
２４  排気部
２５、２６  整合器
２７  制御部
２８  シャフト
２９  絶縁材
４０、４４  シリコン酸化膜
４１、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ  シリコン窒化膜
４２  レジスト膜
４３、４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ  トレンチ
４５  ＳＴＩ
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ  スポーク
６１ａ、６１ｂ、６１ｃ  ピエゾ素子
【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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