特許 6636691 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法

(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】6636691

(24)【登録日】2019年12月27日

(45)【発行日】2020年1月29日

(54)【発明の名称】プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法

(51)【国際特許分類】

   H05H 1/46 20060101AFI20200120BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20200120BHJP

【ＦＩ】

   H05H1/46 L

   H01L21/302 101C

【請求項の数】9

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2014-201807(P2014-201807)

(22)【出願日】2014年9月30日

(65)【公開番号】特開2016-72138(P2016-72138A)

(43)【公開日】2016年5月9日

【審査請求日】2017年9月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002428

【氏名又は名称】芝浦メカトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108062

【弁理士】

【氏名又は名称】日向寺 雅彦

(74)【代理人】

【識別番号】100168332

【弁理士】

【氏名又は名称】小崎 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100146592

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 浩

(73)【特許権者】

【識別番号】318010018

【氏名又は名称】キオクシア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108062

【弁理士】

【氏名又は名称】日向寺 雅彦

(72)【発明者】

【氏名】ガナシェフ イヴァン ペトロフ

(72)【発明者】

【氏名】板 浩嗣

(72)【発明者】

【氏名】東野 秀史

(72)【発明者】

【氏名】本川 剛治

【審査官】 藤原 伸二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０４４９６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０８４７３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１４５７９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０３１５５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２０９３５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２８８１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００７３７５７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｈ １／００−１／５４

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能な処理容器と、
前記処理容器の内部を所定の圧力まで減圧する減圧部と、
前記処理容器の内部に設けられ、被処理物を載置する載置部と、
前記処理容器の内部にガスを供給するガス供給部と、
前記処理容器に設けられ、電磁波を透過させる窓部と、
前記窓部の外側に設けられ、電磁場を発生させる複数の導体部を有した負荷部と、
前記負荷部と前記窓部との間に設けられ、スリットを有するファラデーシールドと、
前記負荷部と前記ファラデーシールドとの間に設けられた絶縁部と、
前記負荷部に電力を印加する電源と、
前記複数の導体部のそれぞれの接地側に直列接続された容量部と、
前記容量部の容量を制御して、前記電磁場の強さを前記複数の導体部毎に調整し、水平方向におけるプラズマの密度分布を変化させる制御部と、
を備え、
前記複数の導体部は、円形の閉ループ状の図形の周上の、前記円の中心に対して、互いに回転対称となる位置に配置され、前記電源に並列に接続されているプラズマ処理装置。

【請求項2】

前記複数の導体部毎に設けられ、プラズマの密度を直接的または間接的に測定する測定
部と、をさらに備え、
前記制御部は、前記測定部による測定結果に基づいて、前記容量部の容量を制御する請求項１記載のプラズマ処理装置。

【請求項3】

前記複数の導体部は、前記処理容器の中心軸を中心とする前記円の周上に配置されている請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。

【請求項4】

前記複数の導体部と並列に接続され、位相を制御する位相調整部をさらに備えた請求項１〜３のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。

【請求項5】

前記絶縁部の厚みは、変化している請求項１〜４のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。

【請求項6】

前記絶縁部は、樹脂材料を含む請求項１〜５のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。

【請求項7】

前記絶縁部は、ポーラス材料を含む請求項１〜６のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。

【請求項8】

誘導結合型プラズマを用いたプラズマ処理方法であって、
電磁場を発生させる複数の導体部が、円形の閉ループ状の図形の周上の、前記円の中心に対して、互いに回転対称となる位置に配置され、且つ、前記複数の導体部が、電源に並列に接続されている負荷部と、
前記負荷部において発生した電磁場を透過させる窓部と、
前記負荷部と前記窓部との間に設けられ、スリットを有するファラデーシールドと、
前記負荷部と前記ファラデーシールドとの間に設けられた絶縁部と、
前記複数の導体部のそれぞれの接地側に直列接続された容量部と、
を備え、
前記電源が前記負荷部に電力を印加し、
前記容量部の容量の制御を行い、前記電磁場の強さを前記複数の導体部毎に調整し、水平方向におけるプラズマの密度分布を変化させる工程を備えるプラズマ処理方法。

【請求項9】

前記水平方向におけるプラズマの密度分布を変化させる工程において、
前記複数の導体部のそれぞれの中間位置におけるインピーダンスの虚数成分が０（ゼロ）となるように制御する請求項８記載のプラズマ処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

高周波電力を印加することで発生させるプラズマに誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ：Inductively Coupled Plasma）がある。誘導結合型プラズマは、広い領域に高密度なプラズマを発生させることができるため各種のプラズマ処理に広く利用されている。
この様な誘導結合型プラズマを発生可能なプラズマ処理装置には、高周波電力が印加されるプラズマ励起用の負荷部（アンテナなどとも称される）が設けられている。また、負荷部は、処理容器の外部に設けられ、処理容器に設けられた誘電体などからなる窓部を介して電磁場を処理容器の内部に導入することができるようになっている。

【0003】

ここで、均一な密度のプラズマを発生させるために、渦巻き状を呈する負荷部が提案されている（特許文献１を参照）。
また、ループ状の負荷部を複数設け、複数の負荷部を電気的に並列接続する技術も提案されている（特許文献２を参照）。
しかしながら、さらに均一な密度のプラズマを発生させることができる技術の開発が望まれていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４−２１４１９７号公報

【特許文献2】特開２００２−１００６１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、均一な密度のプラズマを発生させることができるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態に係るプラズマ処理装置は、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能な処理容器と、前記処理容器の内部を所定の圧力まで減圧する減圧部と、前記処理容器の内部に設けられ、被処理物を載置する載置部と、前記処理容器の内部にガスを供給するガス供給部と、前記処理容器に設けられ、電磁波を透過させる窓部と、前記窓部の外側に設けられ、電磁場を発生させる複数の導体部を有した負荷部と、前記負荷部と前記窓部との間に設けられ、スリットを有するファラデーシールドと、前記負荷部と前記ファラデーシールドとの間に設けられた絶縁部と、前記負荷部に電力を印加する電源と、前記複数の導体部のそれぞれの接地側に直列接続された容量部と、前記容量部の容量を制御して、前記電磁場の強さを前記複数の導体部毎に調整し、水平方向におけるプラズマの密度分布を変化させる制御部と、を備えている。
前記複数の導体部は、円形の閉ループ状の図形の周上の、前記円の中心に対して、互いに回転対称となる位置に配置され、前記電源に並列に接続されている。

【発明の効果】

【0007】

本発明の実施形態によれば、均一な密度のプラズマを発生させることができるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１の実施形態に係るプラズマ処理装置１を例示するための模式図である。

【図2】ファラデーシールド１０を例示するための模式図である。

【図3】（ａ）、（ｂ）は、負荷部２０を例示するための模式図である。

【図4】（ａ）、（ｂ）は、エッチング量の分布を例示するためのグラフ図である。

【図5】（ａ）、（ｂ）は、負荷部１２０を例示するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
また、特に断らない限り、電位差と電流の振幅や位相はフェーザ表示を使って表し、フェーザ表示の基準を電流が実数成分のみの場合、すなわち位相が０（ゼロ）の場合とする。
また、本明細書において、電位が０（ゼロ）は接地電位を意味し、特に断らない限り、電位差は接地電位に対するものとしている。

【0010】

[第１の実施形態]
図１は、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置１を例示するための模式図である。
図２は、ファラデーシールド１０を例示するための模式図である。
なお、図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
図１に示すように、プラズマ処理装置１には、処理容器２、窓部３、載置部４、電源６ａ、電源６ｂ、減圧部９、ゲートバルブ１７、ガス供給部１８、負荷部２０、ファラデーシールド１０、絶縁部１１、測定部２５、および制御部２４などが設けられている。
なお、プラズマ処理装置１には、負荷部２０の代わりに負荷部１２０を設けることもできる。

【0011】

処理容器２は、両端が閉塞された略円筒形状を呈している。処理容器２は、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能な気密構造を有している。
処理容器２の内部には、被処理物Ｗをプラズマ処理するための空間である処理空間１５が設けられている。被処理物Ｗは、例えば、半導体ウェーハ、フォトマスク基板、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板などとすることができる。

【0012】

処理容器２の天井中央部分には、ガスＧを導入するためのガス導入口１２が設けられている。
窓部３は、誘電体材料（例えば、石英など）などから形成されている。窓部３は、後述する負荷部２０（負荷部１２０）において発生した電磁場を透過させる。窓部３は、処理容器２の天井中央部分であって、ガス導入口１２の周囲に設けられている。

【0013】

載置部４は、処理容器２の内部であって、処理空間１５の下方に設けられている。載置部４の上面は被処理物Ｗを載置するための載置面となっている。載置部４は、載置部４の内部に内蔵された図示しない静電チャックなどにより載置された被処理物Ｗを保持する。 載置部４に載置された被処理物Ｗの中心の位置は、処理容器２の中心軸２ａ上にあるようになっている。
絶縁リング５は、誘電体材料（例えば、石英など）などから形成されている。絶縁リング５は、載置部４の周囲を覆っている。

【0014】

電源６ａは、整合器１６ａを介して載置部４に電気的に接続されている。電源６ａは、いわゆるバイアス制御用の高周波電源である。すなわち、電源６ａは、載置部４に載置、保持された被処理物Ｗに引き込むイオンのエネルギーを制御するために設けられている。 電源６ａは、イオンを引き込むために適した比較的低い周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ以下）を有する高周波電力を載置部４に印加するものとすることができる。
整合器１６ａには、電源６ａ側のインピーダンスと、プラズマＰ側のインピーダンスとの間で整合をとるための整合回路などが設けられている。

【0015】

電源６ｂは、プラズマＰを発生させるための高周波電源である。すなわち、電源６ｂは、処理空間１５において高周波放電を生じさせてプラズマＰを発生させるために設けられている。
電源６ｂは、１００ＫＨｚ〜１００ＭＨｚ程度の周波数を有する高周波電力を負荷部２０（負荷部１２０）に印加するものとすることができる。この場合、プラズマＰの発生に適した比較的高い周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）を有する高周波電力を負荷部２０（負荷部１２０）に印加するものとすることができる。

【0016】

また、電源６ｂは、出力する高周波電力の周波数ｆを変化させることができるものとすることができる。
電源６ｂの端子Ｂ１は、整合器１６ｂを介して負荷部２０（負荷部１２０）に電気的に接続されている。電源６ｂの端子Ｂ２は、例えば、接地することができる。
整合器１６ｂには、電源６ｂ側のインピーダンスと、プラズマＰ側のインピーダンスとの間で整合をとるための整合回路などが設けられている。

【0017】

減圧部９は、処理容器２の内部が所定の圧力となるように減圧する。減圧部９は、例えば、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ：Turbo Molecular Pump）などとすることができる。減圧部９は、処理容器２の底部に設けられた排気口７に圧力制御部８を介して接続されている。
圧力制御部８は、処理容器２の内圧を検出する図示しない真空計などの出力に基づいて、処理容器２の内圧が所定の圧力となるように制御する。圧力制御部８は、例えば、ＡＰＣ（Auto Pressure Controller）などとすることができる。

【0018】

処理容器２の側壁には、被処理物Ｗを搬入搬出するための搬入搬出口１９が設けられている。また、搬入搬出口１９を気密に閉鎖するゲートバルブ１７が設けられている。
ゲートバルブ１７は、Ｏ（オー）リングのようなシール部材１４を備える扉１３を有している。扉１３は、図示しないゲート開閉機構により開閉される。扉１３が閉まった時には、シール部材１４が搬入搬出口１９の壁面に押しつけられ、搬入搬出口１９が気密に閉鎖されるようになっている。

【0019】

ガス供給部１８は、ガス導入口１２を介して処理容器２の内部にガスＧを供給する。ガス供給部１８は、例えば、ガスＧを収納した高圧ボンベなどとすることができる。
また、処理容器２の内部に供給するガスＧの種類を切り替える切換部２１を設けることができる。
例えば、ガス供給部１８は、エッチング処理などのような被処理物Ｗのプラズマ処理に用いられるガスを供給するガス供給部１８ａと、クリーニング処理などに用いられるガスを供給するガス供給部１８ｂとを備えたものとすることができる。この場合、切換部２１は、プラズマ処理の種類に応じて処理容器２の内部に供給するガスＧの種類を切り替える。
また、ガス供給部１８から処理容器２の内部にガスＧを供給する際に流量や圧力などを制御する図示しないＭＦＣ（Mass Flow Controller）などを設けることができる。

【0020】

負荷部２０または負荷部１２０は、窓部３の上方に設けられている。
負荷部２０は、電磁場を発生させる複数の導体部２０ａを有している。そのため、負荷部２０は、処理容器２に設けられた誘電体などからなる窓部３を介して、電磁場を処理容器２の内部に導入することができる。
この場合、導体部２０ａは、インダクタンスＬを変化させることができるものとすることができる。
負荷部１２０は、複数の導体部２０ａ、および複数の導体部２０ａのそれぞれに電気的に直列接続された容量部２０ｂを有している。
この場合、複数の導体部２０ａのそれぞれの接地側には、容量部２０ｂが直列接続されているようにすることができる。
また、容量部２０ｂは、容量Ｃを変化させることができるものとすることができる。 そのため、負荷部１２０は、処理容器２に設けられた誘電体などからなる窓部３を介して、電磁場を処理容器２の内部に導入することができる。
なお、負荷部２０および負荷部１２０に関する詳細は後述する。

【0021】

また、負荷部２０（負荷部１２０）と窓部３との間にはファラデーシールド１０が設けられている。負荷部２０（負荷部１２０）とファラデーシールド１０との間には絶縁部１１が設けられている。

【0022】

図２に示すように、ファラデーシールド１０には、金属などの導体から形成された本体部１０ａと、複数のスリット１０ｂとが設けられている。
ファラデーシールド１０の本体部１０ａは、電気的に接地することができる。
なお、後述するクリーニング処理などの場合には、本体部１０ａに電圧を印加することもできる。ファラデーシールド１０の本体部１０ａに電圧を印加する場合には、図示しない電源を本体部１０ａに電気的に接続すればよい。
スリット１０ｂは、放射状に配置することができる。この場合、放射状のスリット１０ｂの中心は、処理容器２の中心軸２ａ（円周上に配置された複数の導体部２０ａの中心）と一致するようにすることができる。この様にすれば、導体部２０ａによる高周波電界方向に対して実質的に直角な方向に伸びるスリット１０ｂとすることができる。

【0023】

この様なスリット１０ｂをファラデーシールド１０に設けるようにすれば、導体部２０ａによる高周波電界の方向と同一方向に電流経路が形成されるのを抑制することができる。そのため、処理容器２の内部に高周波電界を発生させることができるとともに、導体部２０ａとプラズマＰとの間の容量結合を抑制することができる。その結果、導体部２０ａから導入される電磁場のエネルギーをプラズマＰの生成に効率よく利用することができる。

【0024】

また、導体部２０ａとプラズマＰとの間の容量結合を抑制することができるので、プラズマ処理中に窓部３などに負のバイアスがかかることを抑制することができる。そのため、窓部３にプラズマＰ中のイオンが衝突することを抑制することができるので、窓部３の損傷を抑制することができる。

【0025】

絶縁部１１は、誘電体からなるものとすることができる。絶縁部１１は、例えば、樹脂材料、石英、セラミックス、空気（空間）などや、これらを組み合わせたものからなるものとすることができる。
絶縁部１１に樹脂材料を用いる場合は、例えば、電気絶縁性が高く且つ耐熱温度が１００℃を超える樹脂材料（ＰＴＦＥ、ＰＣＴＦＥ、ＰＩ、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＵＬＴＥＭ）を用いることが好ましい。

【0026】

また、導体部２０ａに流れる電流の一部がファラデーシールド１０に漏れると、処理容器２内のプラズマＰの密度分布に影響を及ぼす場合がある。そこで、絶縁部１１の厚み、材料、構造などを適宜選択し、絶縁部１１の静電容量を小さくする。
例えば、絶縁部１１の材料を誘電率の低いポーラス材料とすることができる。また、漏れ電流が発生する場所において絶縁部１１の厚みを変化させ、静電容量の分布を調整することもできる。
この様にすれば、導体部２０ａからファラデーシールド１０へ漏れる電流を抑制することができる。そのため、プラズマＰの密度を均一にすることができる。

【0027】

測定部２５は、複数設けられている。測定部２５は、複数の導体部２０ａ毎に設けられている。この場合、１つの導体部２０ａに対して、１つの測定部２５を設けることができる。
ここで、プラズマＰの密度が変わると、その付近の導体部２０ａのインピーダンスも変わる。また、その導体部２０ａの電流又は電圧も変わる。
そのため、測定部２５は、導体部２０ａのインピーダンス、電流、および電圧の少なくとも１つを測定するものとすることができる。
また、プラズマＰの密度の分布が偏ると、プラズマＰの発光強度の分布も偏る。
そのため、測定部２５は、発光強度の変化を検出するものとすることもできる。
以上は、プラズマＰの密度を間接的に測定する場合である。
測定部２５は、プラズマＰの密度を直接的に測定するものとすることもできる。
この場合、測定部２５は、例えば、ラングミュアプローブやプラズマ吸収プローブなどとすることができる。

【0028】

制御部２４は、測定部２５による測定結果に基づいて、導体部２０ａのインダクタンスＬ、および電源６ｂの周波数ｆの少なくともいずれかを制御する。
また、後述するように、負荷部１２０が容量部２０ｂを有するものの場合には、制御部２４は、測定部２５による測定結果に基づいて、導体部２０ａのインダクタンスＬ、容量部２０ｂの容量Ｃ、および電源６ｂの周波数ｆの少なくともいずれかを制御する。
なお、測定部２５による測定、および制御部２４による制御に関する詳細は後述する。

【0029】

次に、負荷部２０についてさらに説明する。
図３（ａ）、（ｂ）は、負荷部２０を例示するための模式図である。
なお、図３（ａ）は、負荷部２０の構成を例示するための模式図である。
図３（ｂ）は、負荷部２０における高周波電位の分布を例示するための模式グラフ図である。
また、図３（ａ）、（ｂ）中におけるＬは導体部２０ａのインダクタンス、Ｉは導体部２０ａに流れる電流、φは周方向角度、ωは角周波数、Ｄ１は導体部２０ａにおけるインピーダンスの虚数成分、Ｄ２は導体部２０ａにおけるインピーダンスの実数成分である。

【0030】

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、負荷部２０には、複数の導体部２０ａが設けられている。
なお、図３（ａ）、（ｂ）においては、３つの導体部２０ａが設けられる場合を例示したが、導体部２０ａの数は２つ以上であればよい。
また、複数の導体部２０ａのインダクタンスＬは、同じ値となっている。
なお、インダクタンスＬの値には、多少のばらつきがあってもよい。例えば、インダクタンスＬの値は、製造時における誤差の範囲内でばらついていてもよい。

【0031】

複数の導体部２０ａは、処理容器２の中心軸２ａを中心とする円周上に配置されている。複数の導体部２０ａは、等間隔で配置されている。この場合、複数の導体部２０ａは、処理容器２の中心軸２ａを中心として、互いに回転対称となる位置に設けることができる。

【0032】

複数の導体部２０ａは、電源６ｂに電気的に並列接続されている。すなわち、複数の導体部２０ａの一方の端部のそれぞれは、電源６ｂの端子Ｂ１に電気的に接続されている。複数の導体部２０ａの他方の端部のそれぞれは、接地されている。

【0033】

この様な構成を有する負荷部２０を設けるようにすれば、円周上に配置された複数の導体部２０ａの中心に対して、互いに回転対称となる位置に電磁場を導入することができる。
また、複数の導体部２０ａは、電気的に並列接続され、且つ、複数の導体部２０ａのインダクタンスＬは、同じ値となっている。
そのため、処理容器２の内部の互いに回転対称となる位置に同じ強さの電磁場を導入することができる。すなわち、プラズマＰ中の互いに回転対称となる位置に同じ強さの電磁場を導入することができる。
その結果、均一な密度のプラズマＰを発生させることができ、また、均一な密度のプラズマＰの維持が可能となる。
また、被処理物Ｗの面内における処理の均一性（例えば、エッチングレートの均一性など）を向上させることができる。

【0034】

図４（ａ）、（ｂ）は、エッチング量の分布を例示するためのグラフ図である。
図４（ａ）は、比較例に係る場合（導体部２０ａを直列に接続した場合）である。
図４（ｂ）は、本実施の形態に係る場合（導体部２０ａを並列に接続した場合）である。
プラズマＰの密度の分布を直接測定するのは困難である。そのため、エッチング量の分布から、プラズマＰの密度の分布を間接的に評価することにした。
なお、図４（ａ）、（ｂ）は、同じ導体部２０ａを３個用いた場合である。
また、図４（ｂ）の場合は、３個の導体部２０ａが、処理容器２の中心軸２ａを中心とする円周の中心に対して、互いに回転対称となる位置に設けられているものとした。
導体部２０ａに流れる電流の値は同じになる様にした。そのため、図４（ｂ）の場合は、図４（ａ）の場合と比べて、電源６ｂから約３倍の電流が流れることになる。
そこで、位相調整部２６の容量Ｃｍが、「Ｃ／Ｎ」となるようにした。なお、位相調整部２６の容量Ｃｍに関する詳細は後述する。
エッチングのプロセス条件は、同じになるようにした。
なお、エッチング量は、モノトーン色の濃淡で表し、エッチング量が少ないほど濃く、エッチング量が多いほど淡くなる様にした。
図４（ａ）から分かるように、導体部２０ａを直列に接続すると、エッチング量の分布が左右、上下とも非対称となる。
図４（ｂ）から分かるように、導体部２０ａを並列に接続すると、エッチング量の分布が左右、上下ともほぼ対称となるようにすることができる。
ここで、エッチング処理においては、載置部４に載置された被処理物Ｗの中心の位置（処理容器２の中心軸２ａの位置）の近傍におけるエッチング量の均一性が重要となる。 そのため、図４（ａ）、（ｂ）中の領域１００においてエッチング量の均一性を評価した。
図４（ａ）の場合（導体部２０ａを直列に接続した場合）では、エッチング量の均一性は、３σで１．０％であった。
図４（ｂ）の場合（導体部２０ａを並列に接続した場合）では、エッチング量の均一性は、３σで０．２％であった。
すなわち、エッチング量の均一性が５倍改善した。
なお、容量２０ｂの容量Ｃを選択することで、導体部２０ａに印加される電圧を低くすることができる。そのため、高電圧に起因する異常放電および誘電体スパッターを抑制することができる。

【0035】

ここで、複数の導体部を直列に接続した場合に発生するプラズマと同様のプラズマを、複数の導体部２０ａを並列に接続した場合にも発生させることを考慮すると、導体部２０ａには直列接続の場合と同様の電流を流す必要がある。
ところが、複数の導体部２０ａを並列に接続した場合に、導体部２０ａに直列接続の場合と同様の電流を流すと、電源６ｂに流れる電流の値は、「導体部２０ａの数×１つの導体部２０ａに流れる電流の値」となる。電源６ｂに流れる電流が増加すると、電源６ｂが過熱するおそれがある。
この場合、位相を制御して電力が所定の範囲内に収まるようにすれば、電流が増加しても電源６ｂが過熱するのを抑制することができる。
そのため、電源６ｂには、位相を制御する位相調整部２６が、複数の導体部２０ａと並列に電気的に接続されている。
位相調整部２６のサセプタンスの絶対値は、導体部２０ａのサセプタンスの絶対値とほぼ同じとなるようにする。
位相調整部２６における位相は、導体部２０ａにおける位相と逆になるようにする。
この様にすれば、電源６ｂには、導体部２０ａに流れる電流と同様の振幅で逆位相の電流を流すことができる。
そのため、合計のサセプタンスが減り、電源６ｂに流れる合計電流が抑制される。その結果、電源６ｂの過熱を抑えることができる。

【0036】

ここで、並列共振となるようにすれば、電源６ｂに流れる合計電流を最小化することができる。
並列共振となるようにするためには、位相調整部２６の容量Ｃｍが以下の式を満足するようにすればよい。
Ｃｍ＝(Ｃ／Ｎ)／(４π^２ｆ^２ＣＬ−１)
ここで、Ｎは導体部２０ａの数、Ｌは各導体部２０ａのインダクタンス、Ｃは各導体部２０ａに接続された容量部２０ｂの容量、ｆは電源周波数である。
この場合、「４π^２ｆ^２ＣＬ」が１を超えるようにする必要がある。
そのため、各導体部２０ａに接続された容量部２０ｂのリアクタンス「１／（２πfＣ）」が、導体部２０ａのリアクタンス「２πfＬ」より小さくなるようにすればよい。
すなわち、「Ｃ＞1/（４π^２f^２Ｌ）」となるようにすればよい。
後述するように、導体部２０ａの中間位置におけるインピーダンスの虚数成分が０（ゼロ）となるようにすれば、容量部２０ｂの容量Ｃは、「１／（２π^２ｆ^２Ｌ）」となるので、「Ｃ＞1/（４π^２f^２Ｌ）」となるようにすることができる。
この場合、位相調整部２６の容量Ｃｍは、「Ｃ／Ｎ」となる。

【0037】

次に、負荷部１２０についてさらに説明する。
図５（ａ）、（ｂ）は、負荷部１２０を例示するための模式図である。
なお、図５（ａ）は、負荷部１２０の構成を例示するための模式図である。
図５（ｂ）は、負荷部１２０における高周波電位の分布を例示するための模式グラフ図である。
また、図５（ａ）、（ｂ）中におけるＬは導体部２０ａのインダクタンス、Ｃは容量部２０ｂの容量、Ｉは導体部２０ａに流れる電流、φは周方向角度、ωは角周波数、Ｄ１は導体部２０ａにおけるインピーダンスの虚数成分、Ｄ２は導体部２０ａにおけるインピーダンスの実数成分である。

【0038】

図５（ａ）、（ｂ）に示すように、負荷部１２０には、複数の導体部２０ａ、および複数の導体部２０ａのそれぞれに電気的に直列接続された容量部２０ｂが設けられている。
なお、図５（ａ）、（ｂ）においては、導体部２０ａと容量部２０ｂとが３組設けられる場合を例示したが、導体部２０ａと容量部２０ｂの組数は２つ以上であればよい。

【0039】

また、複数の導体部２０ａのインダクタンスＬは、同じ値となっている。
なお、インダクタンスＬの値には、多少のばらつきがあってもよい。例えば、インダクタンスＬの値は、製造時における誤差の範囲内でばらついていてもよい。
また、複数の容量部２０ｂの容量Ｃは、同じ値となっている。
なお、容量Ｃの値には、多少のばらつきがあってもよい。例えば、容量Ｃの値は、製造時における誤差の範囲内でばらついていてもよい。

【0040】

複数の導体部２０ａは、処理容器２の中心軸２ａを中心とする円周上に配置されている。複数の導体部２０ａは、等間隔で配置されている。この場合、複数の導体部２０ａは、処理容器２の中心軸２ａを中心として、互いに回転対称となる位置に設けることができる。

【0041】

複数の導体部２０ａは、電気的に並列接続されている。すなわち、複数の導体部２０ａの一方の端部のそれぞれは、電源６ｂの端子Ｂ１に電気的に接続されている。複数の導体部２０ａの他方の端部のそれぞれは、容量部２０ｂを介して、接地されている。

【0042】

また、容量部２０ｂは、導体部２０ａの接地側の端部に接続されている。
容量部２０ｂを導体部２０ａの接地側の端部に接続すれば、図５（ｂ）に示すように、複数の導体部２０ａのそれぞれにおいて、インピーダンスの虚数成分Ｄ１が０（ゼロ）となる周方向角度φが生ずるようにすることができる。

【0043】

ここで、インピーダンスの虚数成分Ｄ１は、実数成分Ｄ２に比べて極めて大きなものとなる。
そのため、インピーダンスの虚数成分Ｄ１が０（ゼロ）となる周方向角度φが生ずるようにすれば、電位が最大となる点の電位差を低下させることができる。
そして、電位が最大となる点の電位差を低下させることができれば、異常放電により窓部３などが損傷するのを抑制することができる。

【0044】

この場合、複数の導体部２０ａのそれぞれにおいて、導体部２０ａの中間位置におけるインピーダンスの虚数成分が０（ゼロ）となるようにすることが好ましい。
導体部２０ａの中間位置におけるインピーダンスの虚数成分が０（ゼロ）となるようにすれば、正側と負側における電位の最大値の絶対値が同程度となるようにすることができる。
そのため、電位が最大となる点の電位差を大幅に低下させることができるので、異常放電により窓部３などが損傷するのをさらに抑制することができる。

【0045】

例えば、容量部２０ｂの容量Ｃと、導体部２０ａのインダクタンスＬと、電源６ｂ（電力）の周波数ｆとの関係を以下の様にすれば、導体部２０ａの中間位置におけるインピーダンスの虚数成分が０（ゼロ）となるようにすることができる。
Ｃ＝１／（２π^２ｆ^２Ｌ）
ここで、複数の導体部２０ａを取り付けた際に、複数の導体部２０ａが配置される円の中心位置と、処理容器２の中心軸２ａの位置との間にずれが生じる場合がある。
また、処理容器２の形状が中心軸２ａに対して対称となっていない場合がある。
また、処理容器２の中心軸２ａの位置と、載置部４に載置された被処理物Ｗの中心位置との間にずれが生じる場合がある。

【0046】

そのため、処理容器２の中心軸２ａに対して互いに回転対称となる位置に同じ強さの電磁場を導入することができなかったり、載置部４に載置された被処理物Ｗの中心位置からずれた位置に対して互いに回転対称となる位置に同じ強さの電磁場が導入されたりするおそれがある。
その結果、被処理物Ｗの面内におけるラジカルやイオンの分布の均一性が悪くなるおそれがある。

【0047】

また、プロセス条件などによりプラズマＰが変動すると、インダクタンスＬの値が影響を受ける。
また、プラズマ処理において用いられるラジカルは、主に、重力や気流により移動する。
ところが、処理容器２の中心軸２ａに対して対称な位置からガスＧが導入されなかったり、理容器２の中心軸２ａに対して対称な位置から排気が行われなかったりする場合がある。
そのため、ガスの流れが偏り、被処理物Ｗの面内におけるラジカルの分布の均一性が悪くなるおそれがある。

【0048】

すなわち、組み立て誤差、処理容器２などの形状、プロセス条件、ガスの流れなどにより、被処理物Ｗの面内におけるラジカルやイオンの分布の均一性、ひいては処理の均一性が悪くなる場合がある。
この様な場合には、複数の導体部２０ａ毎に、導入される電磁場の強さを調整すればよい。
例えば、処理容器２の中心軸２ａの位置から遠い導体部２０ａから導入される電磁場の強さを強くし、近い導体部２０ａから導入される電磁場の強さを弱くすることができる。
これによりプラズマＰの密度分布を調整することができる。この場合、例えば、水平方向におけるプラズマＰの密度分布を変化させることができる。
ここで、導体部２０ａ毎に設けられた測定部２５は、プラズマＰの密度を直接的または間接的に測定する。そのため、測定部２５により、プラズマＰの密度を測定すれば、導体部２０ａから導入される電磁場の強さを間接的に求めることができる。

【0049】

そして、測定部２５による測定結果に基づいて、制御部２４により導体部２０ａのインダクタンスＬ、容量部２０ｂの容量Ｃ、および電源６ｂの周波数ｆの少なくともいずれかを制御する。
この様にすれば、複数の導体部２０ａ毎に、導入される電磁場の強さを調整することができる。

【0050】

以上は、被処理物Ｗのプラズマ処理を行う場合である。
クリーニング処理を行う場合には、電位が最大となる点の電位差を所定の範囲内で大きくしたり、導体部２０ａの両端子間における電位差を所定の範囲内で大きくしたりする。 すなわち、導体部２０ａにおける電位を制御することで前述した関係が満たされないようにして、窓部３などに衝突するイオンを増やすようにする。
なお、窓部３などに衝突するイオンを増加させすぎると窓部３などが損傷するおそれがある。そのため、デポ物の付着量などに基づいて予め実験などにより求められた制御範囲内において制御を行うようにする。

【0051】

またさらに、ファラデーシールド１０の本体部１０ａに電圧を印加することで、クリーニング処理中に窓部３などに負のバイアスを印加することもできる。そのようにすれば、窓部３などにより多くのイオンを衝突させることができるので、クリーニング処理の効率を向上させることができる。

【0052】

次に、プラズマ処理装置１の作用について例示する。
この場合、一例として、被処理物Ｗをエッチング処理する場合について例示する。
ゲートバルブ１７の扉１３を、図示しないゲート開閉機構により開く。
図示しない搬送部により、搬入搬出口１９から被処理物Ｗを処理容器２内に搬入する。搬入された被処理物Ｗは載置部４上に載置され、載置部４に内蔵された図示しない静電チャックなどにより保持される。
図示しない搬送部を処理容器２の外に退避させる。
図示しないゲート開閉機構によりゲートバルブ１７の扉１３を閉じる。
減圧部９により処理容器２内が所定の圧力となるように減圧される。この際、処理容器２の内圧を検出する図示しない真空計などの出力に基づいて、圧力制御部８により、処理容器２内が所定の圧力となるように制御される。

【0053】

次に、ガス供給部１８ａから切換部２１、ガス導入口１２を介して処理空間１５内にエッチング処理に用いられるガスを供給する。この際、図示しないＭＦＣ（Mass Flow Controller）などにより供給するガスの流量や圧力などが制御される。エッチング処理に用いられるガスとしては、例えば、ＣＦ_４、ＣＨＦ_３、ＮＦ_３などやこれらの混合ガスなどを例示することができる。

【0054】

次に、電源６ｂにより所定の周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）を有する高周波電力が負荷部２０（負荷部１２０）に印加される。また、電源６ａにより所定の周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ以下）を有する高周波電力が載置部４に印加される。

【0055】

すると、負荷部２０（負荷部１２０）の導体部２０ａが誘導結合型電極を構成するので、導体部２０ａから窓部３を介して電磁場が処理容器２の内部に導入される。そのため、処理容器２の内部に導入された電磁場により処理空間１５にプラズマＰが発生する。発生したプラズマＰによりエッチング処理に用いられるガスが励起、活性化されて中性活性種、イオン、電子などの反応生成物が生成される。この生成された反応生成物が、処理空間１５内を下降して被処理物Ｗの表面に到達し、エッチング処理が施される。

【0056】

この場合、負荷部２０（負荷部１２０）により、処理容器２の内部の互いに回転対称となる位置に同じ強さの電磁場を導入することができる。すなわち、プラズマＰ中の互いに回転対称となる位置に同じ強さの電磁場を導入することができる。
その結果、均一な密度のプラズマＰを発生させることができ、また、均一な密度のプラズマＰの維持が可能となる。
また、被処理物Ｗの面内における処理の均一性（例えば、エッチングレートの均一性など）を向上させることができる。
また、負荷部１２０により、異常放電による窓部３などの損傷を抑制することができる。

【0057】

また、前述したように、必要に応じて、複数の導体部２０ａ毎に、導入される電磁場の強さを調整することもできる。
例えば、導体部２０ａ毎に設けられた測定部２５により、プラズマＰの密度を直接的または間接的に測定する。
そして、制御部２４は、測定部２５による測定結果に基づいて、導体部２０ａのインダクタンスＬ、容量部２０ｂの容量Ｃ、および電源６ｂの周波数ｆの少なくともいずれかを制御する。
この様にすれば、複数の導体部２０ａ毎に、導入される電磁場の強さを調整することができる。
そのため、プロセス条件などの変動に対しても対応が可能となる。

【0058】

また、ファラデーシールド１０の作用により、導体部２０ａとプラズマＰとの間の容量結合が抑制される。そのため、エッチング処理中に窓部３などに負のバイアスがかかることを抑制することができるので、窓部３にプラズマＰ中のイオンが衝突することを抑制することができる。その結果、窓部３の損傷を抑制することができる。また、導体部２０ａから導入される電磁場のエネルギーをプラズマＰの生成に効率よく利用することもできる。

【0059】

また、電源６ａにより高周波電力が載置部４に印加されることにより、被処理物Ｗにバイアスが印加される。そのため、生成されたイオンを被処理物Ｗの表面に引き込むことができるので、効率の良い異方性エッチング処理を行うことができる。なお、電源６ａによる高周波電力の印加を行わずにエッチング処理を行うこともできる。

【0060】

残余のガス、反応生成物、副生成物などの多くは、排気口７から処理容器２外に排出される。

【0061】

被処理物Ｗのエッチング処理が終了すると、処理容器２内の圧力とゲートバルブ１７の扉１３の外側の圧力とがほぼ等しくなるように、ガス導入口１２からパージガスなどが導入される。
そして、ゲートバルブ１７の扉１３を図示しないゲート開閉機構により開く。
図示しない搬送部により、エッチング処理が施された被処理物Ｗを搬出する。
以上のようにして、被処理物Ｗのエッチング処理が終了する。

【0062】

次に、クリーニング処理を行う場合について例示をする。
生成されたイオンを窓部３などに衝突させることができれば、副生成物が付着することで形成されたデポ物を除去することができる。
そのため、クリーニング処理を行う場合には、導体部２０ａにおける電位が最大となる点の電位差の値を所定の範囲内で大きくしたり、導体部２０ａの両端子間における電位差を所定の範囲内で大きくしたりするようにする。

【0063】

この場合、測定部２５による測定結果に基づいて、制御部２４により導体部２０ａのインダクタンスＬ、容量部２０ｂの容量Ｃ、および電源６ｂの周波数ｆの少なくともいずれかを制御するようにする。

【0064】

クリーニング処理を行う場合には、まず、図示しないゲート開閉機構によりゲートバルブ１７の扉１３を閉じる。
次に、減圧部９により処理容器２内が所定の圧力となるように減圧される。この際、処理容器２の内圧を検出する図示しない真空計などの出力に基づいて、圧力制御部８により、処理容器２内が所定の圧力となるように制御される。

【0065】

次に、切換部２１により供給されるガスの種類が切り換えられる。そして、ガス供給部１８ｂから切換部２１、ガス導入口１２を介して処理空間１５内にクリーニング処理に用いられるガスを供給する。この際、図示しないＭＦＣ（Mass Flow Controller）などにより供給するガスの流量や圧力などが制御される。クリーニング処理に用いられるガスとしては、例えば、Ｏ_２、ＳＦ_６、ＮＦ_３、ＣｌＦ_３、Ｃｌ_２、ＨＣｌ、Ａｒなどを例示することができる。

【0066】

次に、電源６ｂにより所定の周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）を有する高周波電力が負荷部２０（負荷部１２０）に印加される。
すると、導体部２０ａが誘導結合型電極を構成するので、導体部２０ａから窓部３を介して高周波電力が処理容器２の内部に導入される。そのため、処理容器２の内部に導入された高周波電力により処理空間１５にプラズマＰが発生する。発生したプラズマＰによりクリーニング処理に用いられるガスが励起、活性化されて中性活性種、イオン、電子などの反応生成物が生成される。この生成された反応生成物により処理容器２内に付着しているデポ物が除去される。

【0067】

ここで、測定部２５による測定結果に基づいて、制御部２４により導体部２０ａのインダクタンスＬ、容量部２０ｂの容量Ｃ、および電源６ｂの周波数ｆの少なくともいずれかを制御することで、導体部２０ａにおける電位が最大となる点の電位差の値を所定の範囲内で大きくしたり、導体部２０ａの両端子間における電位差を所定の範囲内で大きくしたりする。
すなわち、導体部２０ａにおける電位を制御することで前述した関係が満たされないようにして、窓部３などに衝突するイオンを増やすようにする。
なお、窓部３などに衝突するイオンを増加させすぎると窓部３などが損傷するおそれがある。そのため、デポ物の付着量などに基づいて予め実験などにより求められた制御範囲内において制御を行うようにする。

【0068】

またさらに、ファラデーシールド１０の本体部１０ａに電圧を印加することで、クリーニング処理中に窓部３などに負のバイアスを印加するようにすることもできる。このようにすれば、窓部３などにより多くのイオンを衝突させることができるので、クリーニング処理の効率を向上させることができる。

【0069】

残余のガス、反応生成物、除去されたデポ物などは、排気口７から処理容器２外に排出される。
なお、載置部４の載置面を保護するためにダミーの被処理物Ｗを載置した状態で前述したクリーニング処理を行うようにすることもできる。
以上のようにして、クリーニング処理が終了する。

【0070】

[第２の実施形態]
次に、第２の実施形態に係るプラズマ処理方法について例示をする。
本実施の形態に係るプラズマ処理方法は、誘導結合型プラズマを用いたプラズマ処理方法である。
そして、電磁場を発生させる複数の導体部２０ａが、円周上に配置され、且つ、複数の導体部２０ａが、電源６ｂに並列に接続されている負荷部２０（負荷部１２０）に電力を印加する工程を備えている。

【0071】

この場合、複数の導体部２０ａは、円周の中心に対して、互いに回転対称となる位置に設けることができる。
そして、負荷部２０（負荷部１２０）に電力を印加する工程において、プラズマＰ中の互いに回転対称となる位置に電磁場を導入するようにする。

【0072】

また、導体部２０ａのインダクタンスＬ、複数の導体部２０ａのそれぞれの接地側に直列接続された容量部２０ｂの容量Ｃ、電力の周波数ｆからなる群より選ばれた少なくとも１つの制御を行う工程をさらに備えることができる。
そして、複数の導体部２０ａのそれぞれの中間位置におけるインピーダンスの虚数成分が０（ゼロ）となるように制御するようにする。
なお、各工程における内容や作用、効果などは、前述したプラズマ処理装置１において例示をしたものと同様とすることができるので詳細な説明は省略する。

【0073】

以上、実施の形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、プラズマ処理装置１が備える各要素の形状、寸法、材質、配置、数などは、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
例えば、複数の導体部２０ａが円周上に配置されている例を示したが、複数の導体部２０ａは、閉ループ状の図形（例えば、円や、多角形など）の周上の位置に配置されていればよい。
また、例えば、負荷部２０または負荷部１２０が窓部３の上方に設けられている例を示したが、負荷部２０または負荷部１２０は、窓部３の側壁に設けられていてもよい。すなわち、負荷部２０または負荷部１２０は、窓部３の外側に設けられていればよい。
また、プラズマ処理の一例として、エッチング処理、クリーニング処理を例示したがこれらに限定されるわけではない。誘導結合型プラズマを用いて行うプラズマ処理に広く適用させることができる。
また同様に、エッチング処理を行うプラズマエッチング処理装置に限定されるわけではない。誘導結合型プラズマを発生可能なプラズマ処理装置に広く適用させることができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

【符号の説明】

【0074】

１ プラズマ処理装置、２ 処理容器、２ａ 中心軸、３ 窓部、４ 載置部、６ａ 電源、６ｂ 電源、９ 減圧部、１０ ファラデーシールド、１７ ゲートバルブ、１８ ガス供給部、２０ 負荷部、２０ａ 導体部、２０ｂ 容量部、２１ 切換部、２４ 制御部、２５ 測定部、２６ 位相調整部、１２０ 負荷部、Ｇ ガス、Ｐ プラズマ、Ｗ 被処理物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】