特許 6353223 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6353223

(24)【登録日】2018年6月15日

(45)【発行日】2018年7月4日

(54)【発明の名称】プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置

(51)【国際特許分類】

   H05H 1/46 20060101AFI20180625BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20180625BHJP

   C23C 16/509 20060101ALI20180625BHJP

【ＦＩ】

   H05H1/46 R

   H01L21/302 101B

   H05H1/46 M

   C23C16/509

【請求項の数】10

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2013-263996(P2013-263996)

(22)【出願日】2013年12月20日

(65)【公開番号】特開2015-122150(P2015-122150A)

(43)【公開日】2015年7月2日

【審査請求日】2016年9月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100125254

【弁理士】

【氏名又は名称】別役 重尚

(74)【代理人】

【識別番号】100118278

【弁理士】

【氏名又は名称】村松 聡

(72)【発明者】

【氏名】輿水 地塩

(72)【発明者】

【氏名】山涌 純

【審査官】 右▲高▼ 孝幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−１３９９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０６４６９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｈ１／００−１／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

高周波電源が接続された第１の電極と、該第１の電極に対向して配置される第２の電極との間においてプラズマを発生させ、該プラズマによって基板へプラズマ処理を施すプラズマ処理方法であって、
前記プラズマの着火前における前記高周波電源から見た接地までの負荷インピーダンスと、前記プラズマの着火後における前記高周波電源から見た接地までの負荷インピーダンスとの差を減少させる補助回路を設ける第１のステップと、
前記プラズマを着火する第２のステップと、
前記プラズマを維持する第３のステップとを有し、
前記プラズマの着火前に前記高周波電源から発せられる高周波電流が流れる第１の経路は、前記プラズマの着火後に前記高周波電源から発せられる高周波電流が流れる第２の経路と異なり、
前記補助回路は前記第１の経路に配置され、
前記補助回路は、前記第１の経路の反射最小周波数と、前記第２の経路の反射最小周波数との差を減少させ、
前記プラズマの着火後に、前記補助回路の容量を調整することを特徴とするプラズマ処理方法。

【請求項2】

前記高周波電源は周波数可変電源であり、
前記周波数可変電源が変化させる周波数の範囲は、前記第１の経路の反射最小周波数及び前記第２の経路の反射最小周波数を含むことを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理方法。

【請求項3】

前記第１の経路の反射最小周波数及び前記第２の経路の反射最小周波数の差は２ＭＨｚ以内であることを特徴とする請求項２記載のプラズマ処理方法。

【請求項4】

前記高周波電源及び前記第１の電極の間には容量を変化させる整合回路が配置され、
前記整合回路は、前記第１の経路の反射最小周波数と、前記第２の経路の反射最小周波数との差を調整することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプラズマ処理方法。

【請求項5】

高周波電源が接続された第１の電極と、該第１の電極に対向して配置される第２の電極との間においてプラズマを発生させ、該プラズマによって基板へプラズマ処理を施すプラズマ処理方法であって、
前記プラズマの着火前における前記高周波電源から見た接地までの負荷インピーダンスと、前記プラズマの着火後における前記高周波電源から見た接地までの負荷インピーダンスとの差を減少させる補助回路を設ける第１のステップと、
前記プラズマを着火する第２のステップと、
前記プラズマを維持する第３のステップとを有し、
前記プラズマの着火前に前記高周波電源から発せられる高周波電流が流れる第１の経路は、前記プラズマの着火後に前記高周波電源から発せられる高周波電流が流れる第２の経路と異なり、
前記補助回路は前記第１の経路に配置され、
前記補助回路は、前記プラズマの着火前における前記高周波電源から見た接地までの負荷インピーダンスと、前記プラズマの着火後における前記高周波電源から見た接地までの負荷インピーダンスとの差を減少させるように前記補助回路の容量を調整することを特徴とするプラズマ処理方法。

【請求項6】

高周波電源が接続された第１の電極と、該第１の電極に対向して配置される第２の電極との間においてプラズマを発生させ、該プラズマによって基板へプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において、
前記プラズマの着火前における前記高周波電源から見た接地までの負荷インピーダンスと、前記プラズマの着火後における前記高周波電源から見た接地までの負荷インピーダンスとの差を減少させる補助回路を備え、
前記プラズマの着火前に前記高周波電源から発せられる高周波電流が流れる第１の経路は、前記プラズマの着火後に前記高周波電源から発せられる高周波電流が流れる第２の経路と異なり、
前記補助回路は前記第１の経路に配置され、
前記補助回路は前記第１の電極へ接続されることを特徴とするプラズマ処理装置。

【請求項7】

前記補助回路は、前記第１の経路の反射最小周波数と、前記第２の経路の反射最小周波数との差を減少させることを特徴とする請求項６記載のプラズマ処理装置。

【請求項8】

高周波電源が接続された第１の電極と、該第１の電極に対向して配置される第２の電極との間においてプラズマを発生させ、該プラズマによって基板へプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において、
前記プラズマの着火前における前記高周波電源から見た接地までの負荷インピーダンスと、前記プラズマの着火後における前記高周波電源から見た接地までの負荷インピーダンスとの差を減少させる補助回路を備え、
前記プラズマの着火前に前記高周波電源から発せられる高周波電流が流れる第１の経路は、前記プラズマの着火後に前記高周波電源から発せられる高周波電流が流れる第２の経路と異なり、
前記補助回路は前記第１の経路に配置され、
前記補助回路は前記第２の電極へ接続されることを特徴とするプラズマ処理装置。

【請求項9】

高周波電源が接続された第１の電極と、該第１の電極に対向して配置される第２の電極との間においてプラズマを発生させ、該プラズマによって基板へプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において、
前記プラズマの着火前における前記高周波電源から見た接地までの負荷インピーダンスと、前記プラズマの着火後における前記高周波電源から見た接地までの負荷インピーダンスとの差を減少させる補助回路を備え、
前記プラズマの着火前に前記高周波電源から発せられる高周波電流が流れる第１の経路は、前記プラズマの着火後に前記高周波電源から発せられる高周波電流が流れる第２の経路と異なり、
前記補助回路は前記第１の経路に配置され、
前記基板を収容する処理室をさらに備え、
前記第１の電極及び前記第２の電極は前記処理室内において対向し、
前記補助回路は、前記第１の電極及び前記第２の電極以外の前記処理室の壁部へ配置されて前記プラズマに面する第３の電極に接続されることを特徴とするプラズマ処理装置。

【請求項10】

高周波電源が接続された第１の電極と、該第１の電極に対向して配置される第２の電極との間においてプラズマを発生させ、該プラズマによって基板へプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において、
前記プラズマの着火前における前記高周波電源から見た接地までの負荷インピーダンスと、前記プラズマの着火後における前記高周波電源から見た接地までの負荷インピーダンスとの差を減少させる補助回路を備え、
前記プラズマの着火前に前記高周波電源から発せられる高周波電流が流れる第１の経路は、前記プラズマの着火後に前記高周波電源から発せられる高周波電流が流れる第２の経路と異なり、
前記補助回路は前記第１の経路に配置され、
前記補助回路は、前記プラズマの着火前における前記高周波電源から見た接地までの負荷インピーダンスと、前記プラズマの着火後における前記高周波電源から見た接地までの負荷インピーダンスとの差を減少させるように前記補助回路の容量を調整することを特徴とするプラズマ処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、容量結合型のプラズマを用いるプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

容量結合型のプラズマを用いるプラズマ処理装置、例えば、平行平板型のプラズマ処理装置では、処理室内の上部電極及び下部電極の間に処理ガスを導入し、該導入した処理ガスを電界によって励起させてプラズマを発生させる（プラズマが着火する）。

【0003】

したがって、プラズマを着火する際には高周波電源に接続された電極（上部電極又は下部電極）の電圧を高めて上部電極及び下部電極の間に電界を生じさせる必要があるが、プラズマが着火する前には上部電極及び下部電極の間に導体として機能するプラズマが存在しないため、高周波電源１１０から発する高周波電流は上部電極１１１及び下部電極としてのサセプタ１１２の間を流れず、寧ろ、高周波電源１１０に接続された上部電源１１１からチャンバ１１３の絶縁部材（インシュレータ等）を介して接地へ流れる。

【0004】

一方、プラズマが着火した後には、上部電極１１１及びサセプタ１１２の間にプラズマＰが存在するため、高周波電源１１０から発する高周波電流は上部電極１１１及びサセプタ１１２の間を介して接地へ流れる。

【0005】

すなわち、プラズマＰが着火する前の高周波電流の第１の経路Ｌ_１（図１１中の実線で示す矢印）と、プラズマＰが着火した後の高周波電流の第２の経路Ｌ_２（図１１中の破線で示す矢印）とが異なり、第１の経路Ｌ_１にはインシュレータ等のパス容量が存在する一方、第２の経路Ｌ_２にはシースＳ_１のパス容量、プラズマＰのパス容量、シースＳ_２のパス容量、ウエハＷ−サセプタ１１２の間のパス容量が存在し、第１の経路Ｌ_１のパス容量と第２の経路Ｌ_２のパス容量は異なるため、プラズマＰの着火前後において高周波電源１１０から見た接地までの負荷インピーダンスが大きく変化する。

【0006】

経路のパス容量が変化すると経路の共振周波数が変化し、引いては共振周波数近傍の反射最小周波数も変化するため、プラズマＰが着火する前に高周波電源１１０が第１の経路Ｌ_１の反射最小周波数で高周波電流を発している場合、プラズマＰが着火して高周波電流の経路が第１の経路Ｌ_１から第２の経路Ｌ_２へ変わると、当該高周波電流の周波数が第２の経路Ｌ_２の反射最小周波数と異なるため、高周波電流の大部分が高周波電源１１０へ反射されてしまう。その結果、第２の経路Ｌ_２に高周波電流が殆ど流れず、上部電極１１１及びサセプタ１１２の間の電界が維持できないため、プラズマＰの維持ができない。

【0007】

これに対して、プラズマの着火前後において高周波電源から発せられる高周波電流の周波数を変化させることが提案されている。特に、高周波電源１１０と上部電極１１１の間においた配置された整合回路（マッチャー）１１４の可変コンデンサ１１５の容量を変化させることは、高周波電源１１０から発せされる高周波電流の周波数を変化させることと等価であるため、プラズマの着火前後においてマッチャー１１４の可変コンデンサ１１５の容量を変化させることが提案されている。

【0008】

しかしながら、可変コンデンサ１１５の容量の変化は可変コンデンサ１１５における機械的な動作を伴うため、ある程度時間がかかり、プラズマの着火前後における第１の経路Ｌ_１の反射最小周波数から第２の経路Ｌ_２の反射最小周波数への変化へ時間的に追従できず、結果として、第２の経路Ｌ_２に高周波電流が殆ど流れない期間が生じてプラズマＰを維持できないことがある。

【0009】

そこで、近年、高周波電源１１０から発せられる高周波電流の周波数を電子的に変化させる技術、例えば、高周波電流の周波数を高周波電源とは別に設けられた制御器によって制御し、プラズマの着火時に高周波電流の周波数を高くする技術も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。高周波電流の周波数を電子的に変化させる場合、周波数を素早く変化させることができるため、高周波電流の周波数は、第１の経路Ｌ_１の反射最小周波数から第２の経路Ｌ_２の反射最小周波数への変化へ時間的に追従することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開平１０−６４６９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

しかしながら、第１の経路Ｌ_１のパス容量と第２の経路Ｌ_２のパス容量の差は大きく、プラズマの着火前後における第１の経路Ｌ_１の反射最小周波数から第２の経路Ｌ_２の反射最小周波数への変化幅は大きい一方、高周波電流の周波数を電子的に変化させる場合における周波数の変化幅はさほど大きくすることができないため、高周波電流の周波数を第２の経路Ｌ_２の反射最小周波数まで変化させることができず、結果として、第２の経路Ｌ_２に高周波電流が殆ど流れずにプラズマを維持できないことがある。

【0012】

本発明の目的は、プラズマを確実に維持することができるプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記目的を達成するために、本発明のプラズマ処理方法は、高周波電源が接続された第１の電極と、該第１の電極に対向して配置される第２の電極との間においてプラズマを発生させ、該プラズマによって基板へプラズマ処理を施すプラズマ処理方法であって、前記プラズマの着火前における前記高周波電源から見た接地までの負荷インピーダンスと、前記プラズマの着火後における前記高周波電源から見た接地までの負荷インピーダンスとの差を減少させる補助回路を設ける第１のステップと、前記プラズマを着火する第２のステップと、前記プラズマを維持する第３のステップとを有し、前記プラズマの着火前に前記高周波電源から発せられる高周波電流が流れる第１の経路は、前記プラズマの着火後に前記高周波電源から発せられる高周波電流が流れる第２の経路と異なり、前記補助回路は前記第１の経路に配置され、前記補助回路は、前記第１の経路の反射最小周波数と、前記第２の経路の反射最小周波数との差を減少させ、前記プラズマの着火後に、前記補助回路の容量を調整することを特徴とする。

【0014】

上記目的を達成するために、本発明のプラズマ処理装置は、高周波電源が接続された第１の電極と、該第１の電極に対向して配置される第２の電極との間においてプラズマを発生させ、該プラズマによって基板へプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において、前記プラズマの着火前における前記高周波電源から見た接地までの負荷インピーダンスと、前記プラズマの着火後における前記高周波電源から見た接地までの負荷インピーダンスとの差を減少させる補助回路を備え、前記プラズマの着火前に前記高周波電源から発せられる高周波電流が流れる第１の経路は、前記プラズマの着火後に前記高周波電源から発せられる高周波電流が流れる第２の経路と異なり、前記補助回路は前記第１の経路に配置され、前記補助回路は前記第１の電極へ接続されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、補助回路によってプラズマの着火前における高周波電源から見た接地までの負荷インピーダンスと、プラズマの着火後における高周波電源から見た接地までの負荷インピーダンスとの差を減少させるので、プラズマの着火前に高周波電源から発せられる高周波電流が流れる第１の経路の反射最小周波数と、プラズマの着火後に高周波電源から発せられる高周波電流が流れる第２の経路の反射最小周波数との差を減少させることができる。その結果、高周波電源によって高周波電流の周波数を電子的に変化させる場合、高周波電源は第１の経路の反射最小周波数の高周波電流と、第２の経路の反射最小周波数の高周波電流とのいずれも発することができ、もって、プラズマを確実に着火できるとともに、プラズマを確実に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係るプラズマ処理装置の構成を概略的に示す断面図である。

【図2】図１のプラズマ処理装置におけるプラズマ着火前後の高周波電流の反射特性を説明するための図である。

【図3】本実施の形態に係るプラズマ処理方法を説明するための図である。

【図4】本実施の形態に係るプラズマ処理方法におけるＶＦ電源からの高周波電流の周波数について説明するための図であり、図４（Ａ）はプラズマ着火前後において高周波電流の周波数のみを変化させる場合を示し、図４（Ｂ）はプラズマ着火前後において高周波電流の周波数を変化させない場合を示し、図４（Ｃ）はプラズマ着火前後において高周波電流の周波数を変化させるとともに、第２の経路の反射特性も変化させる場合を示す。

【図5】本発明の第２の実施の形態に係るプラズマ処理装置の構成を概略的に示す断面図である。

【図6】本実施の形態に係るプラズマ処理方法を説明するための図である。

【図7】本発明の第３の実施の形態に係るプラズマ処理装置の構成を概略的に示す断面図である。

【図8】本発明の第４の実施の形態に係るプラズマ処理装置の構成を概略的に示す断面図である。

【図9】本発明の第５の実施の形態に係るプラズマ処理装置の構成を概略的に示す断面図である。

【図10】補助回路の容量が高周波電流の経路の反射特性に与える影響について説明するための図であり、図１０（Ａ）は本発明者が上記影響の確認実験に用いたプラズマ処理装置の回路を概略的に示す配線図であり、図１０（Ｂ）は処理空間の内圧が８００ｍＴｏｒｒであって、処理ガスがアルゴンガス及び酸酸素ガスの混合ガスからなる場合の反射特性を示すグラフであり、図１０（Ｃ）は処理空間の内圧が８００ｍＴｏｒｒであって、処理ガスが窒素ガスの単ガスからなる場合の反射特性を示すグラフである。

【図11】従来のプラズマ処理装置の構成を概略的に示す断面図である。

【図12】本発明の第６の実施の形態に係るプラズマ処理装置の構成を概略的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

【0018】

まず、本発明の第１の実施の形態に係るプラズマ処理装置について説明する。

【0019】

図１は、本実施の形態に係るプラズマ処理装置の構成を概略的に示す断面図である。

【0020】

図１において、プラズマ処理装置１０は、内部を減圧可能な略円筒状のチャンバ１１（処理室）と、該チャンバ１１内の底部に配置されて半導体ウエハＷ（以下、単に「ウエハＷ」という。）を載置する台状のサセプタ１２（第２の電極）と、該サセプタ１２において載置されたウエハＷを囲むように配置される円環状のフォーカスリング１３と、チャンバ１１の天井部においてサセプタ１２と対向する上部電極１４（第１の電極）と、上部電極１４へマッチャー１５（整合回路）を介して接続される周波数可変電源（以下、「ＶＦ電源」という。）１６と、上部電極１４に接続されて接地する補助回路１７とを備える平行平板容量結合型のプラズマ処理装置である。

【0021】

プラズマ処理装置１０では、減圧されたチャンバ１１の内部へ処理ガスが導入されるとともにチャンバ１１の内部へＶＦ電源１６から高周波電力が供給され、供給された高周波電力によって生じた電界がプラズマＰを着火して生成し、該プラズマＰによってウエハＷへ所望のプラズマ処理、例えば、ドライエッチング処理や成膜処理が施される。

【0022】

電界は上部電極１４と下部電極として機能するサセプタ１２との間に生じるため、プラズマＰも上部電極１４とサセプタ１２との間に生じる。このとき、上部電極１４及びプラズマＰの間にはシースＳ_１が介在し、プラズマＰ及びサセプタ１２の間にはシースＳ_２が介在する。

【0023】

ＶＦ電源１６は供給する高周波電力の周波数を所定の範囲、例えば、±１ＭＨｚの範囲で電子的に変化させることができ、マッチャー１５は可変コンデンサ１８を有してＶＦ電源１６から発せられる高周波電流の上部電極１４における反射を最小限に留めるように可変コンデンサ１８の容量を変化させる。また、チャンバ１１は絶縁部材であるインシュレータ等（図示しない）を有し、接地され、補助回路１７は配線を切断可能なスイッチ１９とコンデンサ２０と抵抗２１とを有する。

【0024】

このプラズマ処理装置１０では、プラズマＰが着火する（プラズマＰが生じる）前において、上部電極１４及びサセプタ１２の間の空間（以下、「処理空間」という。）に導体として機能するプラズマＰが存在せず、処理空間の静電容量が極めて小さいため、ＶＦ電源１６から発せられる高周波電流は処理空間を流れず、上部電極１４から補助回路１７を介して接地へ流れる。

【0025】

一方、プラズマＰを着火した後には、処理空間にプラズマＰが存在するため、ＶＦ電源１６から上部電極１４を介して静電容量の大きいサセプタ１２が見えるようになり、ＶＦ電源１６から発せられる高周波電流は処理空間を流れてサセプタ１２を介して接地へ流れる。

【0026】

すなわち、プラズマ処理装置１０では、プラズマＰが着火する前の高周波電流の第１の経路Ｌ_１（図１中の実線で示す矢印）と、プラズマＰが着火した後の高周波電流の第２の経路Ｌ_２（図１中の破線で示す矢印）とが異なり、第１の経路Ｌ_１には、例えば、マッチャー１５のパス容量や補助回路１７のパス容量が存在し、第２の経路Ｌ_２には、例えば、シースＳ_１のパス容量、プラズマＰのパス容量、シースＳ_２のパス容量、ウエハＷ−サセプタ１２の間のパス容量が存在するため、第１の経路Ｌ_１及び第２の経路Ｌ_２はそれぞれ異なる固有のパス容量を有する。高周波電流の経路の共振周波数は経路の固有のパス容量によって決まるため、第１の経路Ｌ_１の共振周波数と第２の経路Ｌ_２の共振周波数も異なる。

【0027】

ところで、一般的に、高周波電流の経路の共振周波数の近傍、具体的には、並列共振周波数及び直列共振周波数の間には当該経路における高周波電流の反射率が最も低くなる反射最小周波数が存在し、当該経路へ反射最小周波数の高周波電流を流せば、効率よく多量の高周波電流を流すことができるため、例えば、プラズマＰが着火する前、処理空間に電界を生じさせるべく上部電極１４の電圧を高めるためには、ＶＦ電源１６から反射最小周波数Ｆ_１（以下、単に「反射最小周波数Ｆ_１」という。）の高周波電流を発して第１の経路Ｌ_１に多量の高周波電流を流せばよい。一方、プラズマＰが着火した後、処理空間の電界を維持すべく処理空間に多量の高周波電流を流すためには、ＶＦ電源１６から反射最小周波数Ｆ_２（以下、単に「反射最小周波数Ｆ_２」という。）の高周波電流を発すればよい。

【0028】

ここで、プラズマ処理装置１０において、仮に補助回路１７が存在しないとすると、第１の経路Ｌ_１には、主にマッチャー１５のパス容量とチャンバ１１のインシュレータ等のパス容量のみしか存在しなくなり、第１の経路Ｌ_１の固有のパス容量は非常に小さくなるため、静電容量の大きいサセプタ１２が存在する第２の経路Ｌ_２の固有のパス容量との差が大きくなり、図２に示すように、第１の経路Ｌ_１の反射特性（一点鎖線）と第２の経路Ｌ_２の反射特性（破線）の差が大きくなり、反射最小周波数Ｆ_１と反射最小周波数Ｆ_２の差も大きくなる。

【0029】

反射最小周波数Ｆ_１と反射最小周波数Ｆ_２の差が大きいと、例えば、ＶＦ電源１６から反射最小周波数Ｆ_１の高周波電流を発している場合、プラズマの着火後に処理空間の電界を維持するために高周波電流の周波数を反射最小周波数Ｆ_２へ変化させようとしても、反射最小周波数Ｆ_２がＶＦ電源１６の周波数可変範囲を外れ、高周波電流の周波数を反射最小周波数Ｆ_２まで変化させられない場合がある。

【0030】

そこで、本実施の形態では、これに対応して、プラズマＰが着火する前に第１の経路Ｌ_１の固有のパス容量を調整して反射最小周波数Ｆ_１と反射最小周波数Ｆ_２との差を減少させる。具体的には、補助回路１７のパス容量を調整して第１の経路Ｌ_１の固有のパス容量を増加させ、第１の経路Ｌ_１の負荷インピーダンス（プラズマの着火前における高周波電源から見た接地までの負荷インピーダンス）と、第２の経路Ｌ_２の負荷インピーダンス（プラズマの着火後における高周波電源から見た接地までの負荷インピーダンス）との差を減少させる。例えば、適切な容量のコンデンサ２０の選択や抵抗２１の抵抗値の調整により、図２に示すように、第１の経路Ｌ_１の反射特性（一点鎖線、実線）を第２の経路Ｌ_２の反射特性（破線）へ近づける（図中の白抜き矢印参照）。

【0031】

これにより、反射最小周波数Ｆ_１及び反射最小周波数Ｆ_２が近づいてＶＦ電源１６が反射最小周波数Ｆ_１の高周波電流と、反射最小周波数Ｆ_２の高周波電流とのいずれも発することができるようになるため、プラズマＰを確実に着火できるとともに、プラズマＰを確実に維持することができる。特に、上述したプラズマ処理装置１０では、反射最小周波数Ｆ_１及び反射最小周波数Ｆ_２がＶＦ電源１６の周波数可変範囲に収まることが好ましく、具体的には、反射最小周波数Ｆ_１及び反射最小周波数Ｆ_２の差が２ＭＨｚ以内であるのが好ましい。

【0032】

また、ＶＦ電源１６は内部において機械的に回路を切り替えることによって発する高周波電流の周波数を変化させることが無いため、故障し難く、もって、プラズマ処理装置１０の信頼性を向上することができる。

【0033】

次に、本実施の形態に係るプラズマ処理方法について説明する。

【0034】

図３は、本実施の形態に係るプラズマ処理方法を説明するための図である。

【0035】

図３において、まず、プラズマＰが着火する前に、補助回路１７のスイッチ１９を閉じ（ＯＮにし）、第１の経路Ｌ_１に補助回路１７を経由させる（第１のステップ）。このとき、適切な容量のコンデンサ２０の選択や抵抗２１の抵抗値の調整により、図２に示すように、第１の経路Ｌ_１の反射特性を第２の経路Ｌ_２の反射特性へ近づける。

【0036】

次いで、ＶＦ電源１６から反射最小周波数Ｆ_１の高周波電流を発し、処理空間に処理ガスを導入する（図中「Ｔ_１」）。ここで、第１の経路Ｌ_１の反射最小周波数が反射最小周波数Ｆ_１なので、第１の経路Ｌ_１には多量の高周波電流が流れ、上部電極１４の電圧が高まり、処理空間に電界が生じる。

【0037】

やがて、電界が十分に発達すると、処理ガスが励起されてプラズマＰが着火し、処理空間におけるプラズマＰの発光強度が増す（図中「Ｔ_２」）（第２のステップ）。

【0038】

プラズマＰの発光強度、上部電極１４の電圧や上部電極１４からの高周波電流の反射等をモニタし、これらの変化点を検出することにより、プラズマＰの着火を確認した後、スイッチ１９を開き（ＯＦＦにし）（図中「Ｔ_３」）、ＶＦ電源１６から発する高周波電流の周波数を反射最小周波数Ｆ_１から反射最小周波数Ｆ_２へ変化させる（図４（Ａ））。このとき、第１の経路Ｌ_１の固有のパス容量が低下し、反射最小周波数Ｆ_１が上昇して反射最小周波数Ｆ_２から大きく離れるため、第１の経路Ｌ_１に高周波電流は殆ど流れず、第２の経路Ｌ_２に効率よく高周波電流が流れ、処理空間においてプラズマＰが維持される（第３のステップ）。

【0039】

上述したプラズマ処理方法によれば、プラズマＰが着火する前に高周波電流の周波数が反射最小周波数Ｆ_１に設定されるので、第１の経路Ｌ_１に多量の高周波電力を流して上部電極１４の電圧を大きく高めることができ、もって、プラズマＰを確実に着火できるだけでなく、プラズマＰの着火速度を向上でき、さらに、プラズマＰの失火を防止することができる。これにより、プラズマＰの失火の衝撃に起因するＶＦ電源１６やマッチャー１５の故障を未然に防止することができる。

【0040】

また、上述したプラズマ処理方法によれば、プラズマＰが着火した後に高周波電流の周波数が反射最小周波数Ｆ_２に設定されるので、プラズマＰが着火した後に第２の経路Ｌ_２に多量の高周波電流を流して処理空間の電界を維持することができ、もって、プラズマＰを確実に維持することができる。

【0041】

上述したプラズマ処理方法では、プラズマＰの着火前後においてＶＦ電源１６から発せられる高周波電流の周波数を変更したが、プラズマＰの着火前後において高周波電流の周波数を変更しなくてもよい。この場合、高周波電流の周波数を、例えば、図４（Ｂ）に示すように、反射最小周波数Ｆ_１及び反射最小周波数Ｆ_２の間の周波数Ｆ_３に設定する。周波数Ｆ_３では、第１の経路Ｌ_１の反射特性における反射係数及び第２の経路Ｌ_２の反射特性における反射係数がいずれもある程度小さい値に留まるため、プラズマＰが着火する前において第１の経路Ｌ_１にある程度の高周波電流が流れ、プラズマＰが着火した後においても第２の経路Ｌ_２にある程度の高周波電流が流れる。これにより、高周波電流の周波数を変更しなくても、プラズマＰの着火及びプラズマＰの維持を両立することができる。

【0042】

また、適切な容量のコンデンサ２０の選択や抵抗２１の抵抗値の調整によっても、反射最小周波数Ｆ_１を反射最小周波数Ｆ_２へ十分に近づけることができない場合、プラズマＰの着火後にマッチャー１５の可変コンデンサ１８の容量を変化させることにより、第２の経路Ｌ_２の固有のパス容量を変化させ（図４（Ｃ）中の黒矢印参照）、反射最小周波数Ｆ_２を反射最小周波数Ｆ_１へ近づけてもよい。これにより、反射最小周波数Ｆ_１及び反射最小周波数Ｆ_２をＶＦ電源１６の周波数可変範囲に収めることができる。

【0043】

上述したプラズマ処理方法は、プラズマＰを確実に着火でき、且つプラズマＰを確実に維持することができるため、特に、プラズマ処理においてチャンバ１１の内部の圧力が高くプラズマが着火しにくい処理条件や着火しにくい処理ガスを用いる処理条件において高い効果がある。

【0044】

上述した本実施の形態では、反射最小周波数Ｆ_１を反射最小周波数Ｆ_２に近づけるが、図２に示すように、反射最小周波数Ｆ_１及び反射最小周波数Ｆ_２とも反射係数は０とならないため、ＶＦ電源１６はある程度、高周波電流の反射を許容する反射耐性が高いものが好ましく、また、高周波電流の反射を見越して必要とされる高周波電流の量よりも多くの量の高周波電流を発するのが好ましい。

【0045】

また、補助回路１７の形態としては、図１に示す形態に限られず、コイルを有するものであってもよく、補助回路１７自体の浮遊容量がコンデンサを兼ねてもよく、さらに、補助回路１７の配線がコイル特性を有していてもよい。

【0046】

次に、本発明の第２の実施の形態に係るプラズマ処理装置について説明する。

【0047】

本実施の形態は、その構成や作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであり、補助回路の構成が異なる点で上述した第１の実施の形態と異なる。したがって、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。

【0048】

図５は、本実施の形態に係るプラズマ処理装置の構成を概略的に示す断面図である。

【0049】

図５において、プラズマ処理装置２２は、上部電極１４に接続されて接地する補助回路２３を備え、補助回路２３は可変コンデンサ２４と抵抗２１とを有する。

【0050】

本実施の形態においても、プラズマＰが着火する前に補助回路２３のパス容量を調整して第１の経路Ｌ_１の固有のパス容量を増加させ、第１の経路Ｌ_１の負荷インピーダンスと、第２の経路Ｌ_２の負荷インピーダンスとの差を減少させる。例えば、補助回路２３の可変コンデンサ２４の容量や抵抗２１の抵抗値を調整し、第１の経路Ｌ_１の反射特性を第２の経路Ｌ_２の反射特性へ近づける。これにより、反射最小周波数Ｆ_１が低下して反射最小周波数Ｆ_１が反射最小周波数Ｆ_２に近づくので、ＶＦ電源１６が反射最小周波数Ｆ_１の高周波電流と、反射最小周波数Ｆ_２の高周波電流とのいずれも発することができるようになり、プラズマＰを確実に着火できるとともに、プラズマＰを確実に維持することができる。

【0051】

次に、本実施の形態に係るプラズマ処理方法について説明する。

【0052】

図６は、本実施の形態に係るプラズマ処理方法を説明するための図である。

【0053】

図６において、まず、プラズマＰが着火する前に、補助回路２３の可変コンデンサ２４の容量を増大させ、第１の経路Ｌ_１の固有のパス容量を増加させ、図２に示すように、第１の経路Ｌ_１の反射特性を第２の経路Ｌ_２の反射特性へ近づけて反射最小周波数Ｆ_１を低下させることにより、第１の経路Ｌ_１を第２の経路Ｌ_２へ近づける。

【0054】

次いで、ＶＦ電源１６から反射最小周波数Ｆ_１の高周波電流を発し、処理空間に処理ガスを導入する（図中「Ｔ_１」）。このとき、第１の経路Ｌ_１には多量の高周波電流が流れ、上部電極１４の電圧が高まり、処理空間に電界が生じる。

【0055】

やがて、電界が十分に発達すると、処理ガスが励起されてプラズマＰが着火し、処理空間におけるプラズマＰの発光強度が増す（図中「Ｔ_２」）。

【0056】

次いで、プラズマＰの着火を確認した後、補助回路２３の可変コンデンサ２４の容量を低下させ（図中「Ｔ_３」）、ＶＦ電源１６から発する高周波電流の周波数を反射最小周波数Ｆ_１から反射最小周波数Ｆ_２へ変化させる。このとき、第１の経路Ｌ_１の固有のパス容量が低下し、反射最小周波数Ｆ_１が上昇して反射最小周波数Ｆ_２から大きく離れるため、第２の経路Ｌ_２に効率よく高周波電流が流れ、処理空間においてプラズマＰが維持される。

【0057】

本実施の形態において、補助回路２３の形態としては、図５に示す形態に限られず、容量を変化できるものであればよく、例えば、可変抵抗を有するものであってもよい。

【0058】

なお、本実施の形態では、プラズマＰが着火した後も補助回路２３の配線が切断されることがないため、第１の経路Ｌ_１にも微量の高周波電流が流れることがあり、これにより、処理空間においてプラズマＰの分布が多少乱れるおそれがある。そこで、複数の補助回路２３を上部電極１４の中心に関して対称に配置するのが好ましい。これにより、上部電極１４の中心に関して微量の高周波電流が流れる複数の第１の経路Ｌ_１を対称に配置することができ、処理空間においてプラズマＰの分布が乱れるのを抑制することができる。

【0059】

次に、本発明の第３の実施の形態に係るプラズマ処理装置について説明する。

【0060】

本実施の形態は、その構成や作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであり、補助回路がサセプタに接続される点で上述した第１の実施の形態と異なる。したがって、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。

【0061】

図７は、本実施の形態に係るプラズマ処理装置の構成を概略的に示す断面図である。

【0062】

図７において、プラズマ処理装置２５は、サセプタ１２に接続されて接地する補助回路２６を備え、補助回路２６は可変コンデンサ２４と抵抗２１とを有する。

【0063】

このプラズマ処理装置２５では、プラズマＰが着火する前の高周波電流の第１の経路Ｌ_１（図７中の実線で示す矢印）と、プラズマＰが着火した後の高周波電流の第２の経路Ｌ_２（図７中の破線で示す矢印）とが同じであるが、第１の経路Ｌ_１及び第２の経路Ｌ_２を比較すると、プラズマＰのパス容量が存在する点で第２の経路Ｌ_２は第１の経路Ｌ_１と異なるため、第１の経路Ｌ_１及び第２の経路Ｌ_２はそれぞれ異なる固有のパス容量を有する。

【0064】

そこで、本実施の形態では、これに対応して、プラズマＰが着火する前に補助回路２６のパス容量を調整して反射最小周波数Ｆ_１と反射最小周波数Ｆ_２との差を減少させる。具体的には、プラズマＰが着火する前に、補助回路２６の可変コンデンサ２４の容量を増大させて第１の経路Ｌ_１の固有のパス容量を増加させ、第１の経路Ｌ_１の反射特性を第２の経路Ｌ_２の反射特性へ近づける。これにより、反射最小周波数Ｆ_１が低下して反射最小周波数Ｆ_１が反射最小周波数Ｆ_２に近づくので、ＶＦ電源１６が反射最小周波数Ｆ_１の高周波電流と、反射最小周波数Ｆ_２の高周波電流とのいずれも発することができるようになり、プラズマＰを確実に着火できるとともに、プラズマＰを確実に維持することができる。

【0065】

また、プラズマＰが着火した後には、補助回路２６の可変コンデンサ２４の容量を低下させて第１の経路Ｌ_１の固有のパス容量を減少させる。これにより、反射最小周波数Ｆ_１を上昇させて反射最小周波数Ｆ_１を反射最小周波数Ｆ_２から大きく離す。その結果、第２の経路Ｌ_２に効率よく高周波電流が流れ、処理空間においてプラズマＰが維持される。

【0066】

次に、本発明の第４の実施の形態に係るプラズマ処理装置について説明する。

【0067】

本実施の形態は、その構成や作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであり、補助回路がチャンバの側壁部に配置される電極に接続される点で上述した第１の実施の形態と異なる。したがって、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。

【0068】

図８は、本実施の形態に係るプラズマ処理装置の構成を概略的に示す断面図である。

【0069】

図８において、プラズマ処理装置２７は、チャンバ１１の側壁１１ａにおいてプラズマＰに面するように配置される側壁電極２８（第３の電極）と、側壁電極２８に接続されて接地する補助回路２９を備え、補助回路２９は可変コンデンサ２４と抵抗２１とを有する。

【0070】

このプラズマ処理装置２７では、プラズマＰが着火する前の高周波電流の第１の経路Ｌ_１（図８中の実線で示す矢印）は、マッチャー１５、側壁電極２８及び補助回路２９を経由して接地し、プラズマＰが着火した後の高周波電流の第２の経路Ｌ_２（図８中の破線で示す矢印）は、マッチャー１５、シースＳ_１、プラズマＰ、シースＳ_２、ウエハＷ及びサセプタ１２を経由して接地する。すなわち、第１の経路Ｌ_１と第２の経路Ｌ_２は異なり、第１の経路Ｌ_１及び第２の経路Ｌ_２はそれぞれ異なる固有のパス容量を有する。

【0071】

そこで、本実施の形態においても、プラズマＰが着火する前に補助回路２９のパス容量を調整して反射最小周波数Ｆ_１と反射最小周波数Ｆ_２との差を減少させる。具体的には、プラズマＰが着火する前に、補助回路２９の可変コンデンサ２４の容量を増大させて第１の経路Ｌ_１の固有のパス容量を増加させ、第１の経路Ｌ_１の反射特性を第２の経路Ｌ_２の反射特性へ近づける。これにより、ＶＦ電源１６が反射最小周波数Ｆ_１の高周波電流と、反射最小周波数Ｆ_２の高周波電流とのいずれも発することができるようになり、プラズマＰを確実に着火できるとともに、プラズマＰを確実に維持することができる。

【0072】

また、プラズマＰが着火した後には、補助回路２９の可変コンデンサ２４の容量を低下させて第１の経路Ｌ_１の固有のパス容量を減少させて反射最小周波数Ｆ_１を反射最小周波数Ｆ_２から大きく離す。その結果、第２の経路Ｌ_２に効率よく高周波電流が流れ、処理空間においてプラズマＰが維持される。

【0073】

上述した本実施の形態では、プラズマＰが着火した後に、補助回路２９の可変コンデンサ２４の容量を低下させるが、処理空間にプラズマＰが存在する場合、側壁電極２８はプラズマＰを介して上部電極１４の対向電極としても機能するので、プラズマＰが着火した後に可変コンデンサ２４の容量を低下させない、若しくは、微少に低下させることにより、側壁電極２８の電位を調整し（例えば、側壁電極２８の電位をサセプタ１２の電位と同じにし）、プラズマ処理装置２７におけるアノード／カソード比を調整することができる。

【0074】

また、処理空間にプラズマＰが存在する場合、プラズマＰから陽イオンが側壁電極２８の電位に応じてチャンバ１１の側壁１１ａの内表面へ打ち込まれるため、プラズマＰが着火した後に可変コンデンサ２４の容量を低下させない、若しくは、微少に低下させることにより、陽イオンのスパッタリングによって当該内表面に堆積した堆積物等を除去し、チャンバ１１の側壁１１ａの内表面をクリーニングすることができる。

【0075】

次に、本発明の第５の実施の形態に係るプラズマ処理装置について説明する。

【0076】

本実施の形態は、その構成や作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであり、ＶＦ電源がサセプタへ接続され、補助回路が上部電極に接続される点で上述した第１の実施の形態と異なる。したがって、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。

【0077】

図９は、本実施の形態に係るプラズマ処理装置の構成を概略的に示す断面図である。

【0078】

図９において、プラズマ処理装置３０では、ＶＦ電源１６がマッチャー１５を介してサセプタ１２へ接続され、補助回路３１が上部電極１４に接続されるとともに接地する。

【0079】

このプラズマ処理装置３０では、プラズマＰが着火する前の高周波電流の第１の経路Ｌ_１（図９中の実線で示す矢印）と、プラズマＰが着火した後の高周波電流の第２の経路Ｌ_２（図９中の破線で示す矢印）とは同じであるが、第１の経路Ｌ_１及び第２の経路Ｌ_２を比較すると、第３の実施の形態と同様に、プラズマＰのパス容量が存在する点で第２の経路Ｌ_２は第１の経路Ｌ_１と異なるため、第１の経路Ｌ_１及び第２の経路Ｌ_２はそれぞれ異なる固有のパス容量を有する。

【0080】

そこで、本実施の形態でも、これに対応して、プラズマＰが着火する前に、補助回路３１の可変コンデンサ２４の容量を増大させて反射最小周波数Ｆ_１を反射最小周波数Ｆ_２に近づける。これにより、ＶＦ電源１６が反射最小周波数Ｆ_１の高周波電流と、反射最小周波数Ｆ_２の高周波電流とのいずれも発することができるようになり、プラズマＰを確実に着火できるとともに、プラズマＰを確実に維持することができる。

【0081】

また、プラズマＰが着火した後には、補助回路３１の可変コンデンサ２４の容量を低下させて反射最小周波数Ｆ_１を反射最小周波数Ｆ_２から大きく離す。その結果、第２の経路Ｌ_２に効率よく高周波電流が流れ、処理空間においてプラズマＰが維持される。

【0082】

次に、本発明の第６の実施の形態に係るプラズマ処理装置について説明する。

【0083】

本実施の形態は、その構成や作用が上述した第４の実施の形態と基本的に同じであり、チャンバの側壁部に配置される電極が直接接地し、補助回路がサセプタに接続される点で上述した第４の実施の形態と異なる。したがって、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。

【0084】

図１２は、本実施の形態に係るプラズマ処理装置の構成を概略的に示す断面図である。

【0085】

図１２において、プラズマ処理装置４０では、側壁電極２８が直接接地し、サセプタ１２は補助回路４１を介して接地する。補助回路４１は可変コンデンサ４２やコイル４３を有する。

【0086】

このプラズマ処理装置４０では、プラズマＰが着火する前の高周波電流の第２の経路Ｌ_２（図１２中の破線で示す矢印）は、マッチャー１５、シースＳ_１、プラズマＰ、シースＳ_２、ウエハＷ及びサセプタ１２を経由して接地し、プラズマＰが着火した後の高周波電流の第１の経路Ｌ_１（図１２中の実線で示す矢印）は、マッチャー１５及び側壁電極２８を経由して接地する。すなわち、第１の経路Ｌ_１と第２の経路Ｌ_２は異なり、第１の経路Ｌ_１及び第２の経路Ｌ_２はそれぞれ異なる固有のパス容量を有する。

【0087】

そこで、本実施の形態においても、プラズマＰが着火する前に補助回路４１のパス容量を調整して反射最小周波数Ｆ_１と反射最小周波数Ｆ_２との差を減少させる。具体的には、補助回路４１の可変コンデンサ４２の容量を変更して第２の経路Ｌ_２の固有のパス容量を変更し、第２の経路Ｌ_２の反射特性を第１の経路Ｌ_１の反射特性へ近づける。これにより、ＶＦ電源１６が反射最小周波数Ｆ_１の高周波電流と、反射最小周波数Ｆ_２の高周波電流とのいずれも発することができるようになる。

【0088】

プラズマ処理装置４０では、プラズマＰが着火する前に、ＶＦ電源１６から反射最小周波数Ｆ_２の高周波電流を発して第２の経路Ｌ_２へ効率よく高周波電流を流し、処理空間においてプラズマＰを効率よく着火する。

【0089】

プラズマＰが着火した後は、ＶＦ電源１６から反射最小周波数Ｆ_１の高周波電流を発して第１の経路Ｌ_１へ効率よく高周波電流を流し、処理空間におけるプラズマＰの過剰生成やウエハＷの電位の上昇を抑制し、過剰なプラズマＰによるエッチングによってウエハＷがダメージを受けるのを抑制する。

【0090】

また、プラズマＰが着火した後に、補助回路４１の可変コンデンサ４２の容量を変更して第２の経路Ｌ_２の固有のパス容量を第１の経路Ｌ_１の固有のパス容量に近づけて反射最小周波数Ｆ_２を反射最小周波数Ｆ_１へ近づけてもよい。

【0091】

例えば、プラズマＰが着火する前には第２の経路Ｌ_２へ効率よく高周波電流を流し、プラズマＰが着火した後に、補助回路４１の可変コンデンサ４２の容量を変更して反射最小周波数Ｆ_２を反射最小周波数Ｆ_１へ近づけることにより、第１の経路Ｌ_１だけでなく第２の経路Ｌ_２へも高周波電流を流してもよい。これにより、処理空間においてプラズマＰの生成を確実に維持することができる。また、プラズマＰによるウエハＷのプラズマ処理中に、補助回路４１の可変コンデンサ４２の容量を変更して反射最小周波数Ｆ_２を反射最小周波数Ｆ_１へ近づけてもよい。これにより、処理空間におけるパワー（高周波電流）の経路を変化させてプラズマＰの密度や分布を変更することができるので、ウエハＷのプラズマ処理中にプラズマ処理の不均一やエッチングにおけるビアやトレンチの傾きを解消することができる。

【0092】

さらに、第４の実施の形態と同様に、プラズマＰが着火する前に、ＶＦ電源１６から反射最小周波数Ｆ_１の高周波電流を発して第１の経路Ｌ_１へ効率よく高周波電流を流し、プラズマＰが着火した後は、ＶＦ電源１６から反射最小周波数Ｆ_２の高周波電流を発して第２の経路Ｌ_２へ効率よく高周波電流を流してもよい。これにより、プラズマＰが着火する際に大きな高周波電流が第２の経路Ｌ_２を流れて当該第２の経路Ｌ_２に存在する構成部品等が電気的に破壊されるのを防止するとともに、プラズマＰが着火した後に処理空間においてプラズマＰが失火するのを防止することができる。

【0093】

また、プラズマＰによるウエハＷのプラズマ処理中に、ＶＦ電源１６から発せられる高周波電流の周波数を反射最小周波数Ｆ_１と反射最小周波数Ｆ_２の間で変化させてもよい。これによっても、処理空間におけるパワー（高周波電流）の経路が変化し、プラズマＰの密度や分布を変更することができるので、ウエハＷのプラズマ処理中にプラズマ処理の不均一やエッチングにおけるビアやトレンチの傾きを解消することができる。

【0094】

なお、第１の経路Ｌ_１や第２の経路Ｌ_２の選択順序については、チャンバ１１の特性や要求されるウエハ処理特性に応じて変更してもよい。

【0095】

以上、本発明について、上述した各実施の形態を用いて説明したが、本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではない。

【0096】

また、本発明の目的は、上述した各実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体をコンピュータ（図示しない）等に供給し、コンピュータのＣＰＵが記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。

【0097】

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した各実施の形態の機能を実現することになり、プログラムコード及びそのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

【0098】

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、ＲＡＭ、ＮＶ−ＲＡＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ）等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、他のＲＯＭ等の上記プログラムコードを記憶できるものであればよい。或いは、上記プログラムコードは、インターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワーク等に接続される不図示の他のコンピュータやデータベース等からダウンロードすることによりコンピュータに供給されてもよい。

【0099】

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、ＣＰＵ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

【0100】

更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

【0101】

上記プログラムコードの形態は、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラムコード、ＯＳに供給されるスクリプトデータ等の形態から成ってもよい。

【実施例】

【0102】

次に、補助回路の容量が高周波電流の経路の反射特性に与える影響について説明する。

【0103】

図１０は、補助回路の容量が高周波電流の経路の反射特性に与える影響について説明するための図であり、図１０（Ａ）は本発明者が上記影響の確認実験に用いたプラズマ処理装置の回路を概略的に示す配線図であり、図１０（Ｂ）は処理空間の内圧が８００ｍＴｏｒｒであって、処理ガスがアルゴンガス及び酸素ガスの混合ガスからなる場合の反射特性を示すグラフであり、図１０（Ｃ）は処理空間の内圧が８００ｍＴｏｒｒであって、処理ガスが窒素ガスの単ガスからなる場合の反射特性を示すグラフである。図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）のグラフにおける縦軸はプラズマの着火に必要な高周波電力であるが、高周波電流の反射係数はプラズマの着火に必要な高周波電力に比例するため、図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）のグラフにおける縦軸は高周波電流の反射係数に対応する。

【0104】

まず、本発明者は、チャンバ内に配置された上部電極３２及び下部電極３３からなる一対の平行電極３４と、上部電極３２へマッチャー３５を介して接続されるＶＦ電源３６と、ＶＦ電源３６及び上部電極３２の間で分岐して接地する補助回路３７とを備えるプラズマ処理装置３８を準備した。なお、プラズマ処理装置３８では、上部電極３２及び下部電極３３の間の処理空間が減圧されるとともに、上部電極３２及び下部電極３３の間の処理空間に処理ガスが導入され、補助回路３７は可変コンデンサ３９を有し、プラズマが着火する前の高周波電流の経路（以下、「着火前経路」という。）はマッチャー３５及び補助回路３７を介して接地し、プラズマが着火した後の高周波電流の経路（以下、「着火後経路」という。）はマッチャー３５及び平行電極３４を介して接地した。

【0105】

次いで、上部電極３２及び下部電極３３の間の処理空間を８００ｍＴｏｒｒまで減圧し、当該処理空間へ流量比が４００／４０ｓｃｃｍのアルゴンガス／酸素ガスの混合ガスからなる処理ガスを導入し、ＶＦ電源３６から高周波電力を平行電極３４へ供給した。このとき、補助回路３７の可変コンデンサ３９の容量を変化させるとともに、ＶＦ電源３６から供給される高周波電力の周波数も変化させ、上記処理空間においてプラズマが着火する際に必要な高周波電力を測定し、その結果を、図１０（Ｂ）のグラフに示した。すなわち、プラズマが着火する前の反射特性を図１０（Ｂ）のグラフに示した。また、図示はしないが、着火前経路の反射最小周波数と、着火後経路の反射最小周波数とを測定し、これらの差分（以下、「着火前後における反射最小周波数の差分」という。）も記録した。

【0106】

ここで、可変コンデンサ３９の容量が１０９ｐＦの場合を実施例１とし、同容量が１４８ｐＦの場合を実施例２とし、同容量が２２６ｐＦの場合を実施例３とし、同容量が３０４ｐＦの場合を実施例４とした。

【0107】

着火前後における反射最小周波数の差分は、実施例１において２．４ＭＨｚであり、実施例２において１．６ＭＨｚであり、実施例３において０．７ＭＨｚであり、実施例４において０．２ＭＨｚであった。これにより、補助回路３７の容量が増えると着火前後における反射最小周波数の差分が小さくなることが分かった。すなわち、補助回路３７の容量が増えるとプラズマが着火する前の高周波電流の経路の反射特性はプラズマが着火した後の高周波電流の経路の反射特性に近づき、着火前経路の反射最小周波数及び着火後経路の反射最小周波数のいずれもがＶＦ電源３６の周波数可変範囲に含まれる可能性が高まることが分かった。

【0108】

また、図１０（Ｂ）のグラフより、補助回路３７の容量が減少すると着火可能な高周波電力の周波数の範囲が増加するが、着火前経路の反射最小周波数は高くなることが分かった。換言すれば、補助回路３７の容量が減少するとプラズマは着火しやすくなるものの、比較的高い周波数の高周波電力を必要とすることが分かった。

【0109】

次いで、上部電極３２及び下部電極３３の間の処理空間を８００ｍＴｏｒｒまで減圧し、当該処理空間に流量４００ｓｃｃｍの窒素ガスの単ガスからなる処理ガスを導入し、ＶＦ電源３６から高周波電力を平行電極３４へ供給した。このときも、補助回路３７の可変コンデンサ３９の容量を変化させるとともに、ＶＦ電源３６から供給される高周波電力の周波数も変化させ、上記処理空間においてプラズマが着火する際に必要な高周波電力を測定し、その結果を、図１０（Ｃ）のグラフに示した。また、図示はしないが、着火前経路の反射最小周波数と、着火後経路の反射最小周波数とを測定し、着火前後における反射最小周波数の差分も記録した。

【0110】

ここで、可変コンデンサ３９の容量が１０９ｐＦの場合を実施例５とし、同容量が１４８ｐＦの場合を実施例６とし、同容量が２２６ｐＦの場合を実施例７とし、同容量が３０４ｐＦの場合を実施例８とした。

【0111】

着火前後における反射最小周波数の差分は、実施例５において１．５ＭＨｚであり、実施例６において０．９ＭＨｚであり、実施例７において０．３ＭＨｚであり、実施例８において０．１ＭＨｚであった。ここからも、補助回路３７の容量が増えるとプラズマが着火する前の高周波電流の経路の反射特性はプラズマが着火した後の高周波電流の経路の反射特性に近づき、着火前経路の反射最小周波数及び着火後経路の反射最小周波数のいずれもがＶＦ電源３６の周波数可変範囲に含まれる可能性が高まることが分かった。

【0112】

また、図１０（Ｃ）のグラフからも、補助回路３７の容量が減少すると着火可能な高周波電力の周波数の範囲が増加するが、着火前経路の反射最小周波数は高くなることが分かった。

【符号の説明】

【0113】

１０，２２，２５，２７，３０，３８，４０ プラズマ処理装置
１１ チャンバ
１２ サセプタ
１４，３２ 上部電極
１５，３５ マッチャー
１６，３６ ＶＦ電源
１７，２３，２６，２９，３７，４１ 補助回路
２８ 側壁電極
３３ 下部電極

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】