JP5350043B2 - プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関し、特に、ＡＣ（Ａｎｏｄｅ Ｃａｔｈｏｄｅ）比を制御する機構に関する。

プラズマ電位は、周囲の電位より高い電位をもっている。たとえば、図１に示した処理容器内の壁側の領域Ｃａと載置台側（ウエハ側）領域Ｃｃにて囲まれたプラズマ処理空間において、バイアス電位が負のタイミング（ウエハ電位が負）の場合、すなわち、ウエハ電位が壁電位（すなわち、グラウンド）より低くなる場合、プラズマ電位は壁電位より１０〜５０Ｖ程度高い電位となる。一方、バイアス電位が正のタイミング（ウエハ電位が正）の場合、すなわち、ウエハ電位が壁電位（すなわち、グラウンド）より高くなる場合、プラズマ電位は、ウエハ側の電位に対して１０〜５０Ｖ程度高い電位となる。

エッチングレート等を上昇させて加工時間を短縮することによりスループットを向上させたいというユーザの要求に応じて、よりハイパワーの高周波電力を処理容器内に供給する必要が生じている。高周波電源から大パワーの高周波電力が出力されると、壁面のシース電圧が最大で３００Ｖ程度になる。この状態では、プラズマ中のイオンによる壁面へのスパッタ力が強くなり、プラズマ中のラジカルが壁面に堆積しにくくなって、壁の削れが大きくなってくる。

壁の削れを防ぐためには、ＡＣ比を大きくすればよい。ＡＣ比は、アノード電極及びカソード電極間の非対称性を示し、たとえば、ウエハ側の面積と壁側の面積との比で表すことができる。後述するように、（ウエハ側の面積／壁側の面積）の比はその４乗で（壁側のシース電圧／ウエハ側のシース電圧）の比に影響を及ぼすため、ウエハ側の面積に対して壁側の面積を大きくし、ＡＣ比を大きくすれば、壁面側のシース電圧を効果的に低く抑えることができる。

ＡＣ比を単に大きくする方法としては、処理容器（チャンバ）自身を大きくすればよい。しかし、これでは製造コストが高くなることに加え、プラズマ存在領域がウエハのサイズに対して必要以上に大きくなり、投入した高周波電力のうちウエハに作用する電力の割合が低くなってエネルギー効率が下がってしまう。

そこで、処理容器を大きくすることなくＡＣ比を大きくする機構が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、処理時にはバッフル板が下方に移動し、クリーニング時には上方に移動する。これにより、処理時にはウエハ側の面積に対する壁側の面積の割合を大きくしてＡＣ比が大きくなるようにし、反対にクリーニング時にはウエハ側の面積に対する壁側の面積の割合を小さくしてＡＣ比が小さくなるように制御している。

特開平１０−３２１６０５号公報

しかしながら、バッフル板や載置台を可動式にして昇降させる方法によれば、可動部からゴミが生じたり、異常放電が生じたりする場合がある。この結果、コンタミネーションが発生したり、プラズマ状態が不安定になったりして被処理体に良好なプラズマ処理が行えず、歩留まりが低下して生産性が落ちるという課題を有していた。

また、単にＡＣ比を大きくすると、プロセスによっては壁へのイオンの衝突力が小さくなりすぎる場合があり、その結果、壁に不要な付着物が堆積してしまう。近年、１つのチャンバで多種のプロセスを行うことが多く、たとえば、ＣＦ系ガスの処理後、ＣＦ系ガスが壁に付着している状態で次プロセスを行うと、次プロセスの信頼性が低下する場合もある。さらに、ＡＣ比の適正値は、プロセスの種類によって異なる。よって、壁を削りすぎず、かつ壁に付着物が堆積しすぎないようにするためには、プロセス毎にＡＣ比を適正に調整する必要があった。

上記課題に鑑み、本発明は、大がかりな可動部を設けることなくＡＣ比を可変にすることが可能な、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のある態様によれば、処理容器内のプラズマ処理空間にて被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって、
前記処理容器内に配置され、被処理体を載置する、アノード電極して機能する載置台と、前記載置台の外周と前記処理容器の側壁との間に設けられたバッフル板と、前記処理容器内の側壁と前記プラズマとの間に設けられ、当該処理容器内のプラズマ存在領域に少なくとも一部が接するように、前記バッフル板の内部に、当該バッフル板と接しないように配置された、電気的にフローティング状態な複数の調整部材と、
前記調整部材に連結され、前記調整部材と前記処理容器の側壁との電気的接続状態を制御するインピーダンス調整回路と、を備え、
前記調整部材は、排気方向に対して平行に設けられ、
前記処理容器は接地され、当該処理容器の側壁はカソード電極として機能し、
前記インピーダンス調整回路により、前記複数の調整部材と前記処理容器の側壁との電気的接続状態を個別に制御することにより、前記プラズマ処理空間の接地容量を調整するプラズマ処理装置が提供される。

これによれば、処理容器内のプラズマ存在領域に調整部材の少なくとも一部が接するように、調整部材が配設される。調整部材にはインピーダンス調整回路が連結され、調整部材と接地面との電気的接続状態を可変にする。これにより、調整部材を接地状態にしたり、フローティング状態にしたりすることができる。

調整部材を接地状態にすると、ウエハ側の面積に対して壁側の接地面積が相対的に大きくなり、ＡＣ比が大きくなるため、壁面側のシース電圧が低くなる。これにより、壁面側のシース領域にてイオンの加速を弱め、壁へのイオンの衝突力を小さくすることができ、壁の削れを抑えることができる。

一方、調整部材をフローティング状態にすると、ウエハ側の面積に対して壁側の接地面積が相対的に小さくなり、ＡＣ比が小さくなるため、壁面側のシース電圧が高くなる。これにより、壁へのイオンの衝突力を大きくすることができ、壁にラジカル等の付着物が堆積することを低減することができる。

このようにしてＡＣ比を可変にすることにより、大がかりな可動部を設けることなく壁面へのイオンのアタック力をプロセス毎に調整することができる。これにより、壁の過度な削れや壁への過度な付着物の堆積を防止することができる。

前記インピーダンス調整回路は、一端が接地されたスイッチ機構を含み、該スイッチ機構を用いて前記調整部材の接地面積を調整することにより前記プラズマ処理空間の接地容量を調整してもよい。

インピーダンス調整回路は、可変コンデンサを含み、該可変コンデンサを用いて前記調整部材の電気的接続状態を調整することにより前記プラズマ処理空間の接地容量を調整してもよい。

前記調整部材は、前記バッフル板の中心に対して放射状に複数枚配置されていてもよい。

前記調整部材は、前記バッフル板の中心に対して周方向に１枚又は２枚以上配置されていてもよい。

前記調整部材は、等間隔に複数枚配置されてもよく、対称的に複数枚配置されていてもよい。

前記複数枚の調整部材のそれぞれには、前記インピーダンス調整回路に含まれる複数の前記スイッチ機構又は複数の前記可変コンデンサの少なくともいずれかが、一対一に連結されていてもよい。

前記インピーダンス調整回路は、前記スイッチ機構毎又は前記可変コンデンサ毎の制御により前記プラズマ存在領域の接地容量を調整してもよい。

メモリを有し、前記メモリに予め記憶したレシピに従い前記インピーダンス調整回路を制御する制御装置を有していてもよい。

上記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、処理容器内のプラズマ処理空間にて被処理体をプラズマ処理す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、前記プラズマ処理装置は、前記処理容器内に配置され、被処理体を載置する、アノード電極として機能する載置台と、前記載置台の外周と前記処理容器の側壁との間に設けられたバッフル板と、少なくとも一部が前記処理容器内のプラズマ存在領域に接するように、前記バッフル板の内部に、当該バッフル板と接しないように前記処理容器内の側壁と前記プラズマとの間に設けられた、電気的にフローティング状態な調整部材を有し前記調整部材は、排気方向に対して平行に設けられ、前記処理容器は接地され、当該処理容器の側壁はカソード電極として機能し、前記調整部材に連結されたインピーダンス調整回路により、前記複数の調整部材と前記処理容器の側壁との電気的接続状態を個別に制御することによって前記プラズマ処理空間の接地容量を調整するプラズマ処理方法が提供される。

以上説明したように本発明によれば、大がかりな可動部を設けることなくＡＣ比を可変にすることが可能な、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係るプラズマ処理装置の全体構成の縦断面図である。 第１実施形態に係るバッフル板及び調整部材としてのフィンの構成を説明するための図である。 第１実施形態に係るフィン及びインピーダンス調整回路の一部を示した図である。 第１実施形態に係る調整部材の変形例を示した図である。 第１実施形態に係るインピーダンス調整回路の変形例を示した図である。 本発明の第２実施形態に係るプラズマ処理装置の全体構成の縦断面図である。 第２実施形態に係る調整部材の変形例を示した図である。 ＡＣ比と電圧比との関係を説明するための図である。 ＡＣ比と壁電位との関係を示したグラフである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜第１実施形態＞
（プラズマ処理装置の全体構成）
まず、本発明の第１実施形態に係るプラズマ処理装置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、容量結合型（平行平板型）のエッチング装置を模式的に示した縦断面図である。エッチング装置１０は、処理容器内部にて被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置の一例である。

エッチング装置１０は、ゲートバルブＧＶから搬入したウエハＷをプラズマ処理する処理容器１００を有する。処理容器１００は円筒状の形状で、たとえばアルミニウム等の金属から形成され、接地されている。

処理室の内部には、上部電極１０５及び下部電極１１０が対向して配設され、これにより、一対の平行平板電極を構成している。上部電極１０５の表面には、アルミナ又はイットリアが溶射されている。上部電極１０５には、複数のガス穴１０５ａが貫通していて、ガス供給源１１５から供給されたガスを複数のガス穴１０５ａから処理室内に導入するようになっている。

下部電極１１０には、ウエハＷを載置する載置台１２０が設けられている。載置台１２０は、アルミニウム等の金属から形成されていて、図示しない絶縁体を介して支持部材１２５により支持されている。これにより、下部電極１１０は電気的に浮いた状態になっている。載置台１２０の外周近傍には、バッフル板１３０が設けられていてガスの流れを制御する。バッフル板１３０は接地されている。バッフル板１３０の形状については後程詳しく説明する。

上部電極１０５は、整合器１３５を介して高周波電源１４０に接続されている。ガス供給源１１５から供給されたガスは、高周波電源１４０から出力された、例えば６０ＭＨｚの高周波の電界エネルギーにより励起される。これにより生成された放電型のプラズマによってウエハＷにエッチング処理が施される。

下部電極１１０は、整合器１４５を介して例えば２ＭＨｚの高周波を出力する高周波電源１５０に接続されている。高周波電源１５０を用いて載置台１２０にバイアス電圧を印加することにより、載置台１２０に向けてのイオンの引き込みを大きくする。

処理容器１００の底面には排気口１５５が設けられ、排気口１５５に接続された排気装置１６０により処理容器１００の内部を排気し、処理容器内を所望の真空状態に維持する。

本実施形態のプラズマ処理空間は、載置台１２０及びバッフル板１３０の上部であって処理容器内の壁側の領域Ｃａとウエハ側の領域Ｃｃにて囲まれた空間である。

本実施形態のプラズマ存在領域は、プラズマ処理空間中、プラズマが存在する領域であり、バッフル板の上方空間である。

高周波電力（ＲＦ）が印加された電極近くのプラズマ存在領域のプラズマ電位は、周囲の電位より高い電位をもっている。たとえば、ウエハ側の領域Ｃｃにて囲まれたプラズマ処理空間において、バイアス電位が負のタイミング（ウエハ電位が負）の場合、すなわち、ウエハ電位が壁電位（すなわち、グラウンド）より低くなる場合、プラズマ電位は壁電位より１０〜５０Ｖ程度高い電位となる。一方、バイアス電位が正のタイミング（ウエハ電位が正）の場合、すなわち、ウエハ電位が壁電位（すなわち、グラウンド）より高くなる場合、プラズマ電位は、ウエハ側の電位に対して１０〜５０Ｖ程度高い電位となる。

（ＡＣ比の原理）
次に、ＡＣ比の原理について、図８及び図９を参照しながら説明する。「プラズマプロセシングの基礎」（電気書院、著者 Brian N.Chapman）には、「ブロッキングコンデンサを用いたときの電極付近の電圧分布」について次のような記載がある。

図８に示したように、２つの電極９０，９２の面積Ａ_１，Ａ_２（Ａ_１≠Ａ_２）の関係を考察し、それぞれのシース電圧Ｖ_１，Ｖ_２及びシースの厚さＤ_１，Ｄ_２を高周波放電の電極面積で表す。図８では、ブロッキングコンデンサ９４を用いて、高周波電源９６から高周波電力を供給したときの電極付近の電圧分布を示す。

このとき、質量ｍ_ｉの正イオンはグロー空間内に生じ、衝突することなく暗部を飛行し、空間電荷制限電流ｊ_ｉに従う。
ｊ_ｉ＝ＫＶ^３／２／ｍ_ｉ ^１／２Ｄ^２ （Ｋ：定数）

また、正イオンの電流密度は一様で両電極で等しい。この２つの仮定を用いると、
Ｖ_１ ^３／２／Ｄ_１ ^２＝Ｖ_２ ^３／２／Ｄ_２ ^２・・・（１）
が成り立つ。

暗部の容量は電極面積に比例し、暗部の厚さに反比例する。
Ｃ∝Ａ／Ｄ・・・（２）

高周波電圧は２つの容量で容量的に配分される。
Ｖ_１／Ｖ_２＝Ｃ_２／Ｃ_１・・・（３）

（２）式及び（３）式を組み合わせると、
Ｖ_１／Ｖ_２＝Ａ_２／Ｄ_２×Ｄ_１／Ａ_１

これを（１）式に代入すると、
Ｖ_１／Ｖ_２＝（Ａ_２／Ａ_１）^４・・・（４）

式（４）は、次のことを示す。
（ａ）大きなシース電圧は小さな電極にかかる。
（ｂ）電極間の非対称性（Ａ_２／Ａ_１）はその４乗で電圧比（Ｖ_１／Ｖ_２）に影響を及ぼす。

図９には、横軸にＡＣ比、縦軸に壁電位が示されている。ここでは、アノード電極はウエハ側であり、カソード電極は壁側である。ここでは、高パワーの高周波電圧を印加して、壁に取り付けたＱＳＭにより壁へ入射するイオンエネルギーを計測した。これによれば、ＡＣ比を大きくするほど壁に入射するイオンエネルギーが減少することがわかる。

（ＡＣ比を変える機構）
よって、壁に入射するイオンエネルギーを減少させ、壁の削れを防ぐためには、ＡＣ比を大きくすればよい。ＡＣ比を大きくするためには、処理容器自体を大きくする方法やバッフル板や載置台を可動式にして昇降させる方法が考えられる。しかし、処理容器自体を大きくする場合、プラズマ存在領域が必要以上に大きくなり、ウエハに作用する電力の割合が低くなる。また、バッフル板等を昇降させる場合、可動部からのゴミや異常放電の問題が生じる。また、プロセスの種類によって適正なＡＣ比は異なるため、単にＡＣ比を大きくすると、プロセスによっては壁へのイオンの衝突力が小さくなりすぎる場合がある。

（ＡＣ比の調整部材／フィン）
よって、本実施形態では、大がかりな可動部を設けることなくＡＣ比を可変に制御可能なように、バッフル板１３０の内部空間にＡＣ比を調整するための複数のフィンが設けられる。図１〜図３を参照しながら、バッフル板１３０内部の機構について説明する。

図１及び図２に示したように、バッフル板１３０は環状に形成され、載置台１２０の外周に配置される。図３に一部を拡大して示したように、バッフル板１３０の内周壁１３０ａと外周壁１３０ｂとの間は中空になっている。バッフル板１３０の底面１３０ｃは傾斜をなして形成され、ガスを排気するために多数の孔１３０ｃ１が設けられている。バッフル板１３０は接地されている。

プレート状のフィン２００は、バッフル板１３０の内部空間にてバッフル板１３０に接しないように設けられている。フィン２００の下部は、バッフル板１３０の底面の傾斜に合わせて同方向に傾斜した板状部材である。フィン２００は、処理容器１００内のプラズマ存在領域に少なくとも一部が接するように配設された調整部材の一例である。

図２に示したように、フィン２００は、バッフル板１３０の中心に対して放射状に２４枚配置されている。フィン２００は、排気方向に対して平行に設けられ、等間隔に対称的に配置されている。これにより、プロセスガスの流れを妨げないようにして、コンダクタンスを良好に保つようになっている。ＡＣ比を大きくするためには、コンダクタンスに悪影響を与えない範囲でフィン２００の枚数を大きくすればよい。ただし、フィンの枚数は一枚であってもよい。複数枚の場合には、各フィン２００から接地までの電流パスが対称になるようにすることが好ましい。

フィン２００は、アルミニウム（Ａｌ）にイットリア（Ｙ_２Ｏ_３）の絶縁被膜等でコーティングされていてもよいし、アルマイト処理されていてもよい。フィン２００は、また、誘電体の表面に金属と絶縁膜コートが積層された構造であってもよい。

図１及び図３に示したように、フィン２００には、フィン２００の電気的接続状態を制御するインピーダンス調整回路２１０が接続されている。インピーダンス調整回路２１０は、２４枚のフィン２００のそれぞれに一対一に設けられたスイッチＳＷを含んで形成される。フィン２００とスイッチＳＷとは給電棒（線）１を介して接続されている。各フィン２００は、図１に示したように、処理容器１００の外部にてスイッチＳＷと接続されている。各スイッチＳＷの他端は処理容器１００に繋がり、これにより接地される。

なお、図示していないが、給電棒１は、クォーツ等の保護部材にて覆われた状態で処理容器１００の側壁を貫通し、スイッチＳＷに接続される。給電棒１を絶縁物により形成された保護部材にて覆うことにより、フィン２００が短絡しないようになっている。

再び図３を参照すると、インピーダンス調整回路２１０は、制御装置２２０と接続されている。制御装置２２０は、ＣＰＵ２２０ａ、メモリ２２０ｂ、インタフェース（Ｉ／Ｆ）２２０ｃを有していて、各部は内部バス２２０ｄにより信号のやり取りが可能になっている。

メモリ２２０ｂには、予め、インピーダンス調整回路２１０の各スイッチＳＷのオン又はオフの切り替えを制御するためのレシピが記憶されている。レシピは、プロセス毎にオンすべきスイッチを変え、接地されるべきフィン２００の枚数と位置とを特定する。ＣＰＵ２２０ａは、これから実行するプロセスに合致したレシピを選択し、そのレシピに従って各スイッチＳＷのオン及びオフを制御する。

これによれば、接地されたフィン２００の枚数により、フィン２００の接地面積を可変にすることによって（４）式に基づきＡＣ比を調整することができる。たとえば、制御装置２２０の制御により、スイッチＳＷをオフした状態では、各フィン２００はフローティング状態になっている。一方、スイッチＳＷをオンした状態にするとフィン２００は接地状態になる。

スイッチＳＷをオンにする数を増加させることによって、接地されたフィン２００の枚数を多くすることができる。これにより、図１に示した壁側の領域Ｃａの接地面積の割合は、ウエハ側の領域Ｃｃに対して相対的に大きくなる。この結果、ＡＣ比が大きくなり壁側の領域Ｃａのシース電圧を低くすることができる。この結果、イオンによる壁へのスパッタ力が小さくなって、壁の削れを抑えることができる。

たとえば、高パワーのプロセス時には、壁の削れが激しくなる。これを避けるために、スイッチＳＷをオンにする数を増やして接地状態のフィン２００の枚数を増やし、ＡＣ比を大きくして、壁面側Ｃａのシース電圧を低くする。これにより、壁面へのイオンのアタック力を小さくすることができ、壁の削れを抑えることができる。

一方、スイッチＳＷをオフにする数を増加させることによって、接地状態のフィン２００の枚数を少なくすることができる。これにより、図１に示した壁側の領域Ｃａの接地面積の割合は、ウエハ側の領域Ｃｃに対して相対的に小さくなる。この結果、ＡＣ比が小さくなり壁側の領域Ｃａのシース電圧を高くすることができる。この結果、イオンによる壁へのスパッタ力が大きくなって、壁への付着物の堆積を抑えることができる。

たとえば、低パワーのプロセス時には、壁にラジカル等が付着しやすくなる。これを避けるために、スイッチＳＷをオフにしてフィン２００をフローティング状態にし、ＡＣ比を小さくして、壁面側Ｃａのシース電圧を高くする。これにより、壁を叩く力を大きくすることができ、付着物の堆積を抑制することができる。

比較的パワーが小さいプラズマクリーニングにおいて壁を叩くイオンが不足してしまい、クリーニング時間が増加する場合においても、これを避けるために、スイッチＳＷをオフにしてフィン２００をフローティング状態にし、ＡＣ比を小さく制御して、壁面側Ｃａのシース電圧を高くするように制御すれば、壁を叩く力を大きくすることができる。

このように、本実施形態によれば、スイッチＳＷの切り替えにより、プロセスによって壁面側のシース電圧を適正な大きさにすることができ、壁が削れすぎたり、壁に付着物が堆積しすぎたりすることを防止できる。この結果、チャンバサイズや高周波電源のパワーを無駄にすることなく、高速エッチングが可能になり、生産コストの低減、フットプリントの向上及び省エネを図ることができる。また、クリーニングプロセスやマスクプロセス等の低高周波パワー時にも処理の高速化を図り、壁への付着物の堆積状態を安定化して、プロセスの制御性を向上させることができる。

また、本実施形態では、２４枚のフィン２００を配置し、それぞれにスイッチＳＷを設けているため、各スイッチＳＷの切り替えによりフィン２００の接地状態を細かく制御することができる。

たとえば、ウエハの酸化膜をエッチング時、下部電極１１０に１０００〜２０００Ｖ程度の電圧をかけたい場合、ウエハに大きなイオンエネルギーを与えるには、ＡＣ比が大きいほど良いため、多くのフィン２００を接地状態にすればよい。一方、ウエハ側のエネルギーを下げ、壁を叩くエネルギーを上げる場合には、ＡＣ比が小さいほど良いため、多くのフィン２００をフローティング状態にすればよい。このように、フィン２００の接地枚数を変えることにより、載置台などを可動させる機構を必要とせずに、壁への付着物の堆積状態及び壁へのスパッタ状態を微調整することができる。

なお、各フィン２００の接地／非接地の状態は、なるべく対称性をもって等間隔になるように制御した方がよい。これにより、壁へのデポ物を均一に付着させることができるとともに、壁を均一に削ることができる。

なお、スイッチ機構は、メカニカル、リレー、半導体スイッチなどを使うことができる。また、スイッチの切り替え及び切り替えタイミングは、レシピの設定によりプロセス中に可変にすることも可能である。

＜第１実施形態の変形例１：ＡＣ比の調整部材／リング状部材＞
調整部材の他の例としては、フィン２００に替えて、図４に示したリング状部材２５０を用いてもよい。リング状部材２５０は、フィン２００と同様にバッフル板１３０の内部空間に設けられ、バッフル板１３０と接触していない。リング状部材２５０は、バッフル板１３０に対して周方向に１枚設けられているが、２枚以上設けられていてもよい。リング状部材２５０は、排気方向に対して平行に設けられ、これにより、プロセスガスの流れを妨げないようにして、コンダクタンスを良好に保つようになっている。リング状部材２５０は、バッフル板１３０の内周壁１３０ａと外周壁１３０ｂとの間に等間隔に配置される。

本変形例によっても、図４では図示しないインピーダンス調整回路２１０のスイッチＳＷの切り替えにより、リング状部材２５０を接地又は非接地状態に制御することにより、（４）式に基づきＡＣ比を調整することができる。これにより、壁が削れすぎたり、壁に付着物が堆積しすぎたりすることを防止できる。

＜第１実施形態の変形例２：インピーダンス調整回路＞
インピーダンス調整回路２１０の他の例としては、第１実施形態にて説明したスイッチ構成に加えて、図５に示した固定コンデンサＣをフィン２００とスイッチＳＷとの間に設けても良い。これによれば、複数の固定コンデンサＣと複数のスイッチＳＷとの組み合わせにより可変コンデンサが形成される。インピーダンス調整回路２１０には、別の機構の可変コンデンサを用いても良い。

第１実施形態では、一端が接地されたスイッチＳＷを用いてフィン２００の接地面積を調整することにより接地容量を調整した。これに対して、変形例２では、可変コンデンサを用いてフィン２００の電気的接続状態を調整することにより接地容量を調整する。

式（３）及び式（４）によれば、式（５）が導き出される。
Ｖ_１／Ｖ_２＝（Ａ_２／Ａ_１）^４＝Ｃ_２／Ｃ_１・・・（５）

これによれば、壁側の領域Ｃａとウエハ側の領域Ｃｃとの面積比の替わりに、壁側の領域Ｃａとウエハ側の領域Ｃｃとの容量比を用いてＡＣ比を定めることができる。スイッチＳＷでは、オン及びオフにより接地／非接地の２値のみを切り替えることができたが、可変コンデンサを有するインピーダンス調整回路２１０によれば、接地容量を連続的に変えることができる。

具体的には、可変コンデンサの容量を大きくすると接地容量が大きくなり、可変コンデンサの容量を小さくすると接地容量が小さくなる。よって、スイッチＳＷをオンする数を増やすほど、フィン２００が接地された状態に近くなり、ウエハ側の領域Ｃｃのシース容量に対する壁側の領域Ｃａのシース容量の比を大きくすることができ、ＡＣ比が大きくなる。これにより、壁の削れを抑えることができる。

一方、スイッチＳＷをオフする数を増やすほど、フィン２００がフローティング状態に近くなり、ウエハ側の領域Ｃｃのシース容量に対する壁側の領域Ｃａのシース容量の比を小さくすることができ、ＡＣ比が小さくなる。これにより、壁へのラジカルの付着を減らすことができる。

以上に説明したように、本実施形態及びその変形例によれば、調整部材を用いて壁側の接地面積、接地容量を可変にすることにより、ＡＣ比を制御することができ、これにより、壁の削れや付着物の堆積状態を調整することができる。

＜第２実施形態＞
（プラズマ処理装置の全体構成）
次に、本発明の第２実施形態に係るプラズマ処理装置の全体構成について、図６を参照しながら説明する。本実施形態では、調整部材の一例である棒状部材２６０ａ、２６０ｂ、２６０ｄ、２６０ｅ又はリング状部材２６０ｃが、プラズマ存在領域に少なくとも一部が接するように配設されている。

本実施形態においても、スイッチＳＷをオン又はオフにして棒状部材２６０ａ、２６０ｂ、２６０ｄ、２６０ｅ又はリング状部材２６０ｃを接地状態又は非接地状態に制御することにより、ＡＣ比を調整して壁側のシース電圧を変化させる。これにより、壁に対するイオンの衝突力を調整することができ、壁の過度な削れや付着物の過度な堆積を抑えることができる。

図７（ａ）（ｂ）は、棒状又はリング状の調整部材の他の構成例を示している。棒状又はリング状の調整部材２６０ｆ、２６０ｇは、ガスの流れを妨げないようにしながら、かつ調整部材の表面積をなるべく多くするために、排気方向に対して平行に複数設けられている。各調整部材２６０ｆ、２６０ｇの配置位置は、ウエハ近傍やウエハ上部を避け、図７（ａ）に示したように載置台１２０の外周や、ウエハの上部外周側であって、ウエハの搬送にじゃまにならない箇所に配置すると好ましい。これにより、コンタミネーションの問題を回避することができる。

図７（ｂ）の棒状又はリング状の調整部材２６０ｈでは、表面が絶縁物で覆われた２枚の導電性部材２６０ｈ１の間に絶縁部材２６０ｈ２が挟まれた積層構造を有している。各導電性部材２６０ｈ１には、それぞれスイッチＳＷが連結されていて、各スイッチＳＷのオン、オフをそれぞれ切り替えることにより、各導電性部材２６０ｈ１をそれぞれ別々に接地／非接地状態に制御できる。これにより、調整部材２６０ｈの両面を用いて片面毎に接地状態を調整することができる。

本実施形態によっても、スイッチＳＷの切り替えにより、プロセスによって壁面側のシース電圧を適正に制御することができ、壁が削れすぎたり、壁に付着物が堆積しすぎたりすることを防止できる。

以上に説明したように、調整部材は、少なくとも一部がプラズマ存在領域に接している部材であればよく、調整部材を用いてＡＣ比を可変にする。これにより、壁側の接地容量を調整して壁面に衝突するイオンエネルギーを上げたり下げたりすることにより、壁の削れや壁への付着物の堆積を制御することができる。

かかる構成によれば、載置台やバッフル板を可動式にするなどの大掛かりな構造を必要としないため、コストやフットプリントにおいて有利である。また、プラズマ処理空間も必要以上に大きくならないため、高周波電力を必要以上にハイパワーに設定する必要がなく、エネルギーの無駄な消費を抑制することができる。

上記各実施形態においてプラズマ処理装置を構成する各部の動作は互いに関連しており、互いの関連を考慮しながら、一連の動作として置き換えることができる。これにより、プラズマ処理装置の実施形態を、プラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法の実施形態とすることができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、本発明に係る調整部材は、板状であってもよく、棒状であってもよい。本発明に係る調整部材は、蛇行していてもよい。表面積の小さい調整部材を多数設ければ接地面積の微調整ができる。一方、表面積の大きい調整部材を設ければＡＣ比を大きく調整することができる。

また、本発明のプラズマ処理装置は、エッチング装置に限られず、アッシング、表面改質、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等のプラズマ処理を行う装置であればよい。

また、本発明のプラズマ処理装置によりプラズマ処理される被処理体は、シリコンウエハに限れず、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）用基板又は太陽電池用基板等であってもよい。

１０ エッチング装置
１００ 処理容器
１０５ 上部電極
１１０ 下部電極
１２０ 載置台
１３０，１８０ バッフル板
１４０、１５０ 高周波電源
２００ フィン
２１０ インピーダンス調整回路
２２０ 制御装置
２５０、２６０ｃ リング状部材
２６０ａ、２６０ｂ、２６０ｄ、２６０ｅ 棒状部材
２６０ｃ リング状部材
ＳＷ スイッチ

Claims (11)

1. 処理容器内のプラズマ処理空間にて被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって、
   接地された前記処理容器内に配置され、被処理体を載置する、アノード電極として機能する載置台と、
   接地され、前記載置台の外周と前記処理容器の側壁との間に設けられたバッフル板と、
   前記処理容器内の側壁と前記プラズマとの間に設けられ、当該処理容器内のプラズマ存在領域に少なくとも一部が接するように、前記バッフル板の内部に、当該バッフル板と接しないように配置された、電気的にフローティング状態な複数の調整部材と、
   前記調整部材に連結され、前記調整部材と前記処理容器の側壁との電気的接続状態を制御するインピーダンス調整回路と、を備え、
   前記調整部材は、排気方向に対して平行に設けられ、
   前記処理容器は接地され、当該処理容器の側壁はカソード電極として機能し、
   前記インピーダンス調整回路により、前記複数の調整部材と前記処理容器の側壁との電気的接続状態を個別に制御することにより、前記プラズマ処理空間の接地容量を調整するプラズマ処理装置。
2. 前記インピーダンス調整回路は、一端が接地されたスイッチ機構を含み、該スイッチ機構を用いて前記調整部材の接地面積を調整することにより前記プラズマ処理空間の接地容量を調整する請求項１に記載のプラズマ処理装置。
3. 前記インピーダンス調整回路は、可変コンデンサを含み、該可変コンデンサを用いて前記調整部材の電気的接続状態を調整することにより前記プラズマ処理空間の接地容量を調整する請求項１又は請求項２のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
4. 前記調整部材は、前記バッフル板の中心に対して放射状に複数枚配置される請求項１〜３のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
5. 前記調整部材は、前記バッフル板の中心に対して周方向に１枚又は２枚以上配置される請求項１〜３のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
6. 前記調整部材は、対称的に複数枚配置される請求項４又は請求項５のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
7. 前記調整部材は、等間隔に複数枚配置される請求項４〜６のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
8. 前記複数枚の調整部材のそれぞれには、前記インピーダンス調整回路に含まれる複数の前記スイッチ機構又は複数の前記可変コンデンサの少なくともいずれかが、一対一に連結されている請求項４〜７のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
9. 前記インピーダンス調整回路は、前記スイッチ機構毎又は前記可変コンデンサ毎の制御により前記プラズマ存在領域の接地容量を調整する請求項８に記載のプラズマ処理装置。
10. メモリを有し、前記メモリに予め記憶したレシピに従い前記インピーダンス調整回路を制御する制御装置を備える１〜９のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
11. 処理容器内のプラズマ処理空間にて被処理体をプラズマ処理す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、
    前記プラズマ処理装置は、前記処理容器内に配置され、被処理体を載置する、アノード電極として機能する載置台と、前記載置台の外周と前記処理容器の側壁との間に設けられたバッフル板と、少なくとも一部が前記処理容器内のプラズマ存在領域に接するように、前記バッフル板の内部に、当該バッフル板と接しないように前記処理容器内の側壁と前記プラズマとの間に設けられた、電気的にフローティング状態な調整部材を有し
    前記調整部材は、排気方向に対して平行に設けられ、
    前記処理容器は接地され、当該処理容器の側壁はカソード電極として機能し、
    前記調整部材に連結されたインピーダンス調整回路により、前記複数の調整部材と前記処理容器の側壁との電気的接続状態を個別に制御することによって前記プラズマ処理空間の接地容量を調整するプラズマ処理方法。

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