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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023087396
(43)【公開日】2023-06-23
(54)【発明の名称】プラズマ処理装置及び電位制御方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/3065 20060101AFI20230616BHJP
H05H 1/46 20060101ALN20230616BHJP
【ＦＩ】
H01L21/302 101G
H01L21/302 101C
H05H1/46 L
H05H1/46 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】19
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021201751
(22)【出願日】2021-12-13
(71)【出願人】
【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】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】石川 真矢
(72)【発明者】
【氏名】針生 大輝
【テーマコード（参考）】
2G084
5F004
【Ｆターム（参考）】
2G084AA02
2G084CC12
2G084CC13
2G084CC14
2G084CC33
2G084DD03
2G084DD13
2G084DD37
2G084DD38
2G084DD55
5F004AA16
5F004BA20
5F004BB13
5F004BB22
5F004BB25
5F004BB26
5F004CA04
5F004CA06
(57)【要約】
【課題】基板側とエッジリング側とで電位を独立して制御できること。
【解決手段】プラズマ処理装置は、チャンバと、電気バイアスを発生するバイアス電源と、チャンバ内で基板及びエッジリングを支持する基板支持器であって、基板を保持する第１の領域と、第１の領域を囲むように設けられておりエッジリングを保持する第２の領域と、電気バイアスを受けるために第１の領域内に設けられた第１のバイアス電極と、第１の領域内に設けられ接地される第１のインピーダンス調整電極と、電気バイアスを受けるために第２の領域内に設けられた第２のバイアス電極と、第２の領域内に設けられ接地される第２のインピーダンス調整電極とを有する基板支持器と、第１のインピーダンス調整電極と第２のインピーダンス調整電極との少なくとも一方に接続されるインピーダンス調整機構と、バイアス電源と第１のバイアス電極と第２のバイアス電極とを接続する電気的パスとを備える。
【選択図】図２
【解決手段】プラズマ処理装置は、チャンバと、電気バイアスを発生するバイアス電源と、チャンバ内で基板及びエッジリングを支持する基板支持器であって、基板を保持する第１の領域と、第１の領域を囲むように設けられておりエッジリングを保持する第２の領域と、電気バイアスを受けるために第１の領域内に設けられた第１のバイアス電極と、第１の領域内に設けられ接地される第１のインピーダンス調整電極と、電気バイアスを受けるために第２の領域内に設けられた第２のバイアス電極と、第２の領域内に設けられ接地される第２のインピーダンス調整電極とを有する基板支持器と、第１のインピーダンス調整電極と第２のインピーダンス調整電極との少なくとも一方に接続されるインピーダンス調整機構と、バイアス電源と第１のバイアス電極と第２のバイアス電極とを接続する電気的パスとを備える。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
チャンバと、
電気バイアスを発生するように構成されたバイアス電源と、
前記チャンバ内で基板及びエッジリングを支持するように構成された基板支持器であって、
前記基板を保持するように構成された第１の領域と、
前記第１の領域を囲むように設けられており、前記エッジリングを保持するように構成された第２の領域と、
前記電気バイアスを受けるために前記第１の領域内に設けられた第１のバイアス電極と、
前記第１の領域内に設けられ接地される第１のインピーダンス調整電極と、
前記電気バイアスを受けるために前記第２の領域内に設けられた第２のバイアス電極と、
前記第２の領域内に設けられ接地される第２のインピーダンス調整電極と、
を有する前記基板支持器と、
前記第１のインピーダンス調整電極と、前記第２のインピーダンス調整電極との少なくとも一方に接続されるインピーダンス調整機構と、
前記バイアス電源と、前記第１のバイアス電極と、前記第２のバイアス電極とを接続する電気的パスと、
を備えるプラズマ処理装置。
電気バイアスを発生するように構成されたバイアス電源と、
前記チャンバ内で基板及びエッジリングを支持するように構成された基板支持器であって、
前記基板を保持するように構成された第１の領域と、
前記第１の領域を囲むように設けられており、前記エッジリングを保持するように構成された第２の領域と、
前記電気バイアスを受けるために前記第１の領域内に設けられた第１のバイアス電極と、
前記第１の領域内に設けられ接地される第１のインピーダンス調整電極と、
前記電気バイアスを受けるために前記第２の領域内に設けられた第２のバイアス電極と、
前記第２の領域内に設けられ接地される第２のインピーダンス調整電極と、
を有する前記基板支持器と、
前記第１のインピーダンス調整電極と、前記第２のインピーダンス調整電極との少なくとも一方に接続されるインピーダンス調整機構と、
前記バイアス電源と、前記第１のバイアス電極と、前記第２のバイアス電極とを接続する電気的パスと、
を備えるプラズマ処理装置。
【請求項2】
前記第１のバイアス電極と、前記第１のインピーダンス調整電極とは、平行になるように配置される、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項3】
前記第２のバイアス電極と、前記第２のインピーダンス調整電極とは、平行になるように配置される、
請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項4】
前記第１のインピーダンス調整電極は、前記第１のバイアス電極よりも前記基板を保持する面側に配置される、
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】
前記第２のインピーダンス調整電極は、前記第２のバイアス電極よりも前記エッジリングを保持する面側に配置される、
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】
前記電気バイアスは、高周波である、
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】
前記電気バイアスは、パルス波である、
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１～５のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項8】
前記インピーダンス調整機構は、可変抵抗、可変コンデンサ及び可変インダクタのうち、少なくとも１つによって構成される、
請求項１～７のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
請求項１～７のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項9】
前記インピーダンス調整機構は、可変抵抗、可変コンデンサ、可変インダクタ及び直流電源のうち、少なくとも１つによって構成される、
請求項１～７のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
請求項１～７のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項10】
前記第１のインピーダンス調整電極及び前記第２のインピーダンス調整電極は、前記インピーダンス調整機構が接続されない場合、所定値のインピーダンスを介して接地されるか、又は、接地されない、
請求項１～９のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
請求項１～９のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項11】
前記第１のインピーダンス調整電極及び前記第２のインピーダンス調整電極は、前記基板及び前記エッジリングを、前記第１の領域及び前記第２の領域にそれぞれ静電吸着するための吸着電極としても機能する、
請求項１～１０のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
請求項１～１０のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項12】
前記第１のインピーダンス調整電極及び前記第２のインピーダンス調整電極のうち少なくとも一方は、複数の領域に分割されており、前記複数の領域それぞれを独立してインピーダンスの調整が可能である、
請求項１～１１のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
請求項１～１１のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項13】
前記電気的パスは、前記バイアス電源が前記基板支持器の基台に接続され、前記基台に前記第１のバイアス電極及び前記第２のバイアス電極が接続される、
請求項１～１２のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
請求項１～１２のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項14】
前記電気的パスは、前記バイアス電源が前記基板支持器の基台に接続されず、前記バイアス電源と、前記第１のバイアス電極及び前記第２のバイアス電極とが直接接続される、
請求項１～１２のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
請求項１～１２のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項15】
前記電気的パスは、前記バイアス電源が前記基板支持器の基台に接続され、前記基台と、前記第１のバイアス電極及び前記第２のバイアス電極との間が、磁界共鳴、電界共鳴、容量結合又は誘導結合で接続される、
請求項１～１２のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
請求項１～１２のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項16】
前記バイアス電源は、少なくとも第１のバイアス電源と、第２のバイアス電源とを含み、
前記電気的パスは、前記第１のバイアス電源と、前記第１のバイアス電極及び前記第２のバイアス電極のうち、少なくとも１つとを接続する第１の電気的パス、並びに、前記第２のバイアス電源と、前記第１のバイアス電極及び前記第２のバイアス電極のうち、少なくとも１つとを接続する第２の電気的パスを含む、
請求項１～１５のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
前記電気的パスは、前記第１のバイアス電源と、前記第１のバイアス電極及び前記第２のバイアス電極のうち、少なくとも１つとを接続する第１の電気的パス、並びに、前記第２のバイアス電源と、前記第１のバイアス電極及び前記第２のバイアス電極のうち、少なくとも１つとを接続する第２の電気的パスを含む、
請求項１～１５のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項17】
プラズマ処理装置における電位制御方法であって、
前記プラズマ処理装置は、
チャンバと、
電気バイアスを発生するように構成されたバイアス電源と、
前記チャンバ内で基板及びエッジリングを支持するように構成された基板支持器であって、
前記基板を保持するように構成された第１の領域と、
前記第１の領域を囲むように設けられており、前記エッジリングを保持するように構成された第２の領域と、
前記電気バイアスを受けるために前記第１の領域内に設けられた第１のバイアス電極と、
前記第１の領域内に設けられ接地される第１のインピーダンス調整電極と、
前記電気バイアスを受けるために前記第２の領域内に設けられた第２のバイアス電極と、
前記第２の領域内に設けられ接地される第２のインピーダンス調整電極と、
を有する前記基板支持器と、
前記第１のインピーダンス調整電極と、前記第２のインピーダンス調整電極との少なくとも一方に接続されるインピーダンス調整機構と、
前記バイアス電源と、前記第１のバイアス電極と、前記第２のバイアス電極とを接続する電気的パスと、
を備え、
前記インピーダンス調整機構によって、前記第１のインピーダンス調整電極と、前記第２のインピーダンス調整電極との少なくとも一方の電位を制御することで、前記基板と前記エッジリングとの少なくとも一方の電位を制御する工程、を有する、
電位制御方法。
前記プラズマ処理装置は、
チャンバと、
電気バイアスを発生するように構成されたバイアス電源と、
前記チャンバ内で基板及びエッジリングを支持するように構成された基板支持器であって、
前記基板を保持するように構成された第１の領域と、
前記第１の領域を囲むように設けられており、前記エッジリングを保持するように構成された第２の領域と、
前記電気バイアスを受けるために前記第１の領域内に設けられた第１のバイアス電極と、
前記第１の領域内に設けられ接地される第１のインピーダンス調整電極と、
前記電気バイアスを受けるために前記第２の領域内に設けられた第２のバイアス電極と、
前記第２の領域内に設けられ接地される第２のインピーダンス調整電極と、
を有する前記基板支持器と、
前記第１のインピーダンス調整電極と、前記第２のインピーダンス調整電極との少なくとも一方に接続されるインピーダンス調整機構と、
前記バイアス電源と、前記第１のバイアス電極と、前記第２のバイアス電極とを接続する電気的パスと、
を備え、
前記インピーダンス調整機構によって、前記第１のインピーダンス調整電極と、前記第２のインピーダンス調整電極との少なくとも一方の電位を制御することで、前記基板と前記エッジリングとの少なくとも一方の電位を制御する工程、を有する、
電位制御方法。
【請求項18】
前記電位を制御する工程は、前記第１のバイアス電極と前記第１のインピーダンス調整電極との間のインピーダンスよりも、前記第１のインピーダンス調整電極と接地との間のインピーダンスが大きくなるように、前記インピーダンス調整機構のインピーダンスを制御することで、前記第１のインピーダンス調整電極の電位を制御する、
請求項１７に記載の電位制御方法。
請求項１７に記載の電位制御方法。
【請求項19】
前記電位を制御する工程は、前記第２のバイアス電極と前記第２のインピーダンス調整電極との間のインピーダンスよりも、前記第２のインピーダンス調整電極と接地との間のインピーダンスが大きくなるように、前記インピーダンス調整機構のインピーダンスを制御することで、前記第２のインピーダンス調整電極の電位を制御する、
請求項１７又は１８に記載の電位制御方法。
請求項１７又は１８に記載の電位制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、プラズマ処理装置及び電位制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
プラズマ処理装置では、基板（以下、ウエハともいう。）とエッジリングとの電位差によってプラズマシースの厚みが異なる場合がある。このため、電界の向きが基板と垂直にならずにイオンの軌道が傾き、エッチングホールが斜めに傾くチルティングが発生する。また、エッジリングが侵食された場合に、エッジリングの下に配置された輪状電極に接続された可変コンデンサを調整することで、エッジリングでのＲＦ（Radio Frequency）電圧を増加させることが提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１７－１３０６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示は、基板側とエッジリング側とで電位を独立して制御できるプラズマ処理装置及び電位制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一態様によるプラズマ処理装置は、チャンバと、電気バイアスを発生するように構成されたバイアス電源と、チャンバ内で基板及びエッジリングを支持するように構成された基板支持器であって、基板を保持するように構成された第１の領域と、第１の領域を囲むように設けられており、エッジリングを保持するように構成された第２の領域と、電気バイアスを受けるために第１の領域内に設けられた第１のバイアス電極と、第１の領域内に設けられ接地される第１のインピーダンス調整電極と、電気バイアスを受けるために第２の領域内に設けられた第２のバイアス電極と、第２の領域内に設けられ接地される第２のインピーダンス調整電極と、を有する基板支持器と、第１のインピーダンス調整電極と、第２のインピーダンス調整電極との少なくとも一方に接続されるインピーダンス調整機構と、バイアス電源と、第１のバイアス電極と、第２のバイアス電極とを接続する電気的パスと、を備える。
【発明の効果】
【0006】
本開示によれば、基板側とエッジリング側とで電位を独立して制御できる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下に、開示するプラズマ処理装置及び電位制御方法の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により開示技術が限定されるものではない。
【0009】
チルティングの抑制のためには、エッジリングの駆動やエッジリングへのＤＣ（Direct Current）印加が考えられるが、これらは機械的な動作を行うパーツやＤＣを印加するためのハウジングが必要になる。このため、プラズマ処理装置内部の空間の占有率増加や設計コストの増大等が問題となる。また、チルティングは、ウエハとエッジリングとの電位差だけでなく、基板支持部の電極やセラミック板の微妙な厚みの違いにより発生する電位差による、ウエハ全面で半径方向や周方向にプラズマシースの位置依存性が現れるグローバルチルティングも問題となる。そこで、ウエハ（基板）側とエッジリング側とで電位を独立して制御することが期待されている。
【0010】
［プラズマ処理装置１の構成］
以下に、プラズマ処理装置１の一例としての誘導結合プラズマ処理装置の構成例について説明する。図１は、本開示の一実施形態におけるプラズマ処理装置の一例を示す図である。図１に示すように、誘導結合プラズマ処理装置１は、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）方式のプラズマ処理装置であり、プラズマ処理チャンバ１０、ガス供給部２０、電源３０及び排気システム４０を含む。プラズマ処理チャンバ１０は、誘電体窓１０１を含む。また、プラズマ処理装置１は、基板支持部１１、ガス導入部及びアンテナ１４を含む。基板支持部１１は、基板支持器の一例であり、プラズマ処理チャンバ１０内に配置される。アンテナ１４は、プラズマ処理チャンバ１０上又はその上方（すなわち誘電体窓１０１上又はその上方）に配置される。プラズマ処理チャンバ１０は、誘電体窓１０１、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０２及び基板支持部１１により規定されたプラズマ処理空間１０ｓを有する。
以下に、プラズマ処理装置１の一例としての誘導結合プラズマ処理装置の構成例について説明する。図１は、本開示の一実施形態におけるプラズマ処理装置の一例を示す図である。図１に示すように、誘導結合プラズマ処理装置１は、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）方式のプラズマ処理装置であり、プラズマ処理チャンバ１０、ガス供給部２０、電源３０及び排気システム４０を含む。プラズマ処理チャンバ１０は、誘電体窓１０１を含む。また、プラズマ処理装置１は、基板支持部１１、ガス導入部及びアンテナ１４を含む。基板支持部１１は、基板支持器の一例であり、プラズマ処理チャンバ１０内に配置される。アンテナ１４は、プラズマ処理チャンバ１０上又はその上方（すなわち誘電体窓１０１上又はその上方）に配置される。プラズマ処理チャンバ１０は、誘電体窓１０１、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０２及び基板支持部１１により規定されたプラズマ処理空間１０ｓを有する。
【0011】
基板支持部１１は、本体部１１１及びリングアセンブリ１１２を含む。本体部１１１は、基板（ウエハ）Ｗを支持するための中央領域（基板支持面）１１１ａと、リングアセンブリ１１２を支持するための環状領域（リング支持面）１１１ｂとを有する。本体部１１１の環状領域１１１ｂは、平面視で本体部１１１の中央領域１１１ａを囲んでいる。基板Ｗは、本体部１１１の中央領域１１１ａ上に配置され、リングアセンブリ１１２は、本体部１１１の中央領域１１１ａ上の基板Ｗを囲むように本体部１１１の環状領域１１１ｂ上に配置される。中央領域１１１ａは、第１の領域の領域の一例であり、環状領域１１１ｂは、第２の領域の一例である。
【0012】
一実施形態において、本体部１１１は、基台１１１ｃ及び静電チャック１１１ｄを含む。基台１１１ｃは、導電性部材を含む。基台１１１ｃの導電性部材は後述する第１のバイアス電極３３及び第２のバイアス電極３４と接続される電気的パス３５の一部として機能する。静電チャック１１１ｄは、基台１１１ｃの上に配置される。静電チャック１１１ｄは、図示しない吸着電極を有する。静電チャック１１１ｄの上面は、基板支持面１１１ａを有する。リングアセンブリ１１２は、１又は複数の環状部材を含む。１又は複数の環状部材のうち少なくとも１つはエッジリングである。また、図示は省略するが、基板支持部１１は、静電チャック１１１ｄ、リングアセンブリ１１２及び基板Ｗのうち少なくとも１つをターゲット温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでもよい。温調モジュールは、ヒータ、伝熱媒体、流路、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路には、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。また、基板支持部１１は、基板Ｗの裏面と基板支持面１１１ａとの間に伝熱ガスを供給するように構成された伝熱ガス供給部を含んでもよい。
【0013】
静電チャック１１１ｄは、基板支持面１１１ａの下部において、基板支持面１１１ａ側から順に、第１のインピーダンス調整電極５０と第１のバイアス電極３３とを内部に備え、誘電体、例えばセラミックスで形成される。また、静電チャック１１１ｄは、リング支持面１１１ｂの下部において、リング支持面１１１ｂ側から順に、第２のインピーダンス調整電極５１と第２のバイアス電極３４とを内部に備える。第１のバイアス電極３３及び第２のバイアス電極３４は、基台１１１ｃと導電性部材で接続され、電気的パス３５が形成される。なお、第１のバイアス電極３３及び第２のバイアス電極３４と、基台１１１ｃとの接続は、導電性部材に限定されず、例えば、磁気共鳴、電界共鳴、容量結合及び誘導結合等のバイアスＲＦ信号を供給可能な手法であればよい。また、電気的パス３５は、後述する第２のＲＦ生成部３１ｂが基台１１１ｃに接続されず、第２のＲＦ生成部３１ｂと、第１のバイアス電極３３及び第２のバイアス電極３４とが直接接続されるようにしてもよい。
【0014】
第１のインピーダンス調整電極５０は、インピーダンス調整機構５２を介して接地される。インピーダンス調整機構５２は、第１のバイアス電極３３から供給されるＲＦ信号（電気バイアス）の一部についてグランドに流す量を調整する。第１のインピーダンス調整電極５０によって、ＲＦ信号のうちグランドに流す量を調整することで、基板Ｗの電位を調整し、チルト角を制御したり、エッチングレートの調整に利用する。なお、第１のインピーダンス調整電極５０は、第１のバイアス電極３３と平行になるように配置される。
【0015】
第２のインピーダンス調整電極５１は、インピーダンス調整機構５３を介して接地される。インピーダンス調整機構５３は、第２のバイアス電極３４から供給されるＲＦ信号（電気バイアス）の一部についてグランドに流す量を調整する。第２のインピーダンス調整電極５１によって、ＲＦ信号のうちグランドに流す量を調整することで、リングアセンブリ１１２の電位を調整し、チルト角を制御したり、エッチングレートの調整に利用する。なお、第２のインピーダンス調整電極５１は、第２のバイアス電極３４と平行になるように配置される。
【0016】
第１のバイアス電極３３及び第２のバイアス電極３４は、基板Ｗ及びリングアセンブリ１１２に可能な限り近付けることで、基板Ｗ及びリングアセンブリ１１２と静電チャック１１１ｄのセラミックスと当該電極とで構成されるコンデンサのインピーダンスを小さくする。これにより、第１のバイアス電極３３及び第２のバイアス電極３４と、基板Ｗ及びリングアセンブリ１１２との間の電位差を小さくする。同様に、第１のバイアス電極３３及び第２のバイアス電極３４と、第１のインピーダンス調整電極５０及び第２のインピーダンス調整電極５１とで構成されるコンデンサのインピーダンスも小さくなる。また、第１のインピーダンス調整電極５０及び第２のインピーダンス調整電極５１と、基板Ｗ及びリングアセンブリ１１２とで構成されるコンデンサのインピーダンスも小さくなる。
【0017】
なお、インピーダンス調整機構５２，５３は、少なくとも一方を設けるようにしてもよいし、両方を設けるようにしてもよい。インピーダンス調整機構５２，５３のうち一方を設けない場合、設けない側の第１のインピーダンス調整電極５０又は第２のインピーダンス調整電極５１は、所定値のインピーダンスを介してグランドに接続されるか、又は、グランドに接続されず、フロート状態となる。
【0018】
ガス導入部は、ガス供給部２０からの少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓ内に導入するように構成される。一実施形態において、ガス導入部は、中央ガス注入部（ＣＧＩ：Ｃｅｎｔｅｒ Ｇａｓ Ｉｎｊｅｃｔｏｒ）１３を含む。中央ガス注入部１３は、基板支持部１１の上方に配置され、誘電体窓１０１に形成された中央開口部に取り付けられる。中央ガス注入部１３は、少なくとも１つのガス供給口１３ａ、少なくとも１つのガス流路１３ｂ、及び少なくとも１つのガス導入口１３ｃを有する。ガス供給口１３ａに供給された処理ガスは、ガス流路１３ｂを通過してガス導入口１３ｃからプラズマ処理空間１０ｓ内に導入される。なお、ガス導入部は、中央ガス注入部１３に加えて又はその代わりに、側壁１０２に形成された１又は複数の開口部に取り付けられる１又は複数のサイドガス注入部（ＳＧＩ：Ｓｉｄｅ Ｇａｓ Ｉｎｊｅｃｔｏｒ）を含んでもよい。
【0019】
ガス供給部２０は、少なくとも１つのガスソース２１及び少なくとも１つの流量制御器２２を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース２１からそれぞれに対応の流量制御器２２を介してガス導入部に供給するように構成される。各流量制御器２２は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する少なくとも１つの流量変調デバイスを含んでもよい。
【0020】
電源３０は、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ１０に結合されるＲＦ電源３１を含む。ＲＦ電源３１は、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のような少なくとも１つのＲＦ信号（ＲＦ電力）を、基板支持部１１の導電性部材及びアンテナ１４に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間１０ｓに供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、ＲＦ電源３１は、プラズマ生成部の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスＲＦ信号を基板支持部１１の導電性部材に供給することにより、基板Ｗにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオンを基板Ｗに引き込むことができる。
【0021】
一実施形態において、ＲＦ電源３１は、第１のＲＦ生成部３１ａ及び第２のＲＦ生成部３１ｂを含む。第１のＲＦ生成部３１ａは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介してアンテナ１４に結合され、プラズマ生成用のソースＲＦ信号（ソースＲＦ電力）を生成するように構成される。一実施形態において、ソースＲＦ信号は、１３ＭＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第１のＲＦ生成部３１ａは、異なる周波数を有する複数のソースＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のソースＲＦ信号は、アンテナ１４に供給される。第２のＲＦ生成部３１ｂは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して基板支持部１１の導電性部材に結合され、バイアスＲＦ信号（バイアスＲＦ電力）を生成するように構成される。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、ソースＲＦ信号よりも低い周波数を有する。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、４００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第２のＲＦ生成部３１ｂは、異なる周波数を有する複数のバイアスＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のバイアスＲＦ信号は、基板支持部１１の基台１１１ｃを介して、第１のバイアス電極３３及び第２のバイアス電極３４に供給される。また、種々の実施形態において、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。
【0022】
また、電源３０は、プラズマ処理チャンバ１０に結合されるＤＣ電源３２を含んでもよい。ＤＣ電源３２は、バイアスＤＣ生成部３２ａを含む。一実施形態において、バイアスＤＣ生成部３２ａは、基板支持部１１の導電性部材に接続され、バイアスＤＣ信号を生成するように構成される。生成されたバイアスＤＣ信号は、基板支持部１１の基台１１１ｃを介して、第１のバイアス電極３３及び第２のバイアス電極３４に印加される。一実施形態において、バイアスＤＣ信号が、基台１１１ｃに印加されてもよい。
【0023】
種々の実施形態において、バイアスＤＣ信号は、パルス化されてもよい。この場合、電圧パルスのシーケンスが少なくとも１つのバイアス電極に印加される。電圧パルスは、矩形、台形、三角形又はこれらの組み合わせのパルス波形を有してもよい。一実施形態において、ＤＣ信号から電圧パルスのシーケンスを生成するための波形生成部がバイアスＤＣ生成部３２ａと少なくとも１つのバイアス電極との間に接続される。従って、バイアスＤＣ生成部３２ａ及び波形生成部は、電圧パルス生成部を構成する。電圧パルスは、正の極性を有してもよく、負の極性を有してもよい。また、電圧パルスのシーケンスは、１周期内に１又は複数の正極性電圧パルスと１又は複数の負極性電圧パルスとを含んでもよい。なお、バイアスＤＣ生成部３２ａは、ＲＦ電源３１に加えて設けられてもよく、第２のＲＦ生成部３１ｂに代えて設けられてもよい。
【0024】
アンテナ１４は、１又は複数のコイルを含む。一実施形態において、アンテナ１４は、同軸上に配置された外側コイル及び内側コイルを含んでもよい。この場合、ＲＦ電源３１は、外側コイル及び内側コイルの双方に接続されてもよく、外側コイル及び内側コイルのうちいずれか一方に接続されてもよい。前者の場合、同一のＲＦ生成部が外側コイル及び内側コイルの双方に接続されてもよく、別個のＲＦ生成部が外側コイル及び内側コイルに別々に接続されてもよい。
【0025】
排気システム４０は、例えばプラズマ処理チャンバ１０の底部に設けられたガス排出口１０ｅに接続され得る。排気システム４０は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間１０ｓ内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。
【0026】
［基板支持部１１上の電位］
次に、図２を用いて基板支持部１１上の電位について説明する。図２は、本実施形態における電極の構成の一例を示す図である。なお、図２では、第１のバイアス電極３３及び第２のバイアス電極３４には、第２のＲＦ生成部３１ｂから基台１１１ｃ及び導電性部材による電気的パス３５を介してバイアスＲＦ信号が供給されるものとする。
次に、図２を用いて基板支持部１１上の電位について説明する。図２は、本実施形態における電極の構成の一例を示す図である。なお、図２では、第１のバイアス電極３３及び第２のバイアス電極３４には、第２のＲＦ生成部３１ｂから基台１１１ｃ及び導電性部材による電気的パス３５を介してバイアスＲＦ信号が供給されるものとする。
【0027】
図２に示すように、基板支持面１１１ａでは、その下部に配置される第１のバイアス電極３３から供給されるバイアスＲＦ信号が、第１のインピーダンス調整電極５０及び基板Ｗを介してプラズマに供給されるＲＦ信号６０と、第１のインピーダンス調整電極５０からインピーダンス調整機構５２を介してグランドに流れるＲＦ信号６２とに分かれる。また、リング支持面１１１ｂでは、その下部に配置される第２のバイアス電極３４から供給されるバイアスＲＦ信号が、第２のインピーダンス調整電極５１及びリングアセンブリ１１２を介してプラズマに供給されるＲＦ信号６１と、第２のインピーダンス調整電極５１からインピーダンス調整機構５３を介してグランドに流れるＲＦ信号６３とに分かれる。
【0028】
このとき、基板Ｗの上部において所定の電位をイメージする線である電位６４と、リングアセンブリ１１２の上部において所定の電位をイメージする線である電位６５とは、例えば図２に示すように、異なる高さであったとする。この場合、例えばインピーダンス調整機構５３を調整することで、電位６５の高さを範囲６６内で調整する。これにより、電位６４と電位６５との比で電界の向き６７に対応するチルト角を制御することができる。なお、図２では、説明のために電界の向き６７の角度を強調して表している。また、本実施形態では、第１のインピーダンス調整電極５０及び第２のインピーダンス調整電極５１を静電チャック１１１ｄに埋め込むので、プラズマ処理装置１の構造をコンパクトにすることができる。
【0029】
次に、図３を用いてバイアスＲＦ信号が流れる回路の等価回路について説明する。図３は、本実施形態における静電チャック及びプラズマの等価回路の一例を示す図である。図３では、第１のバイアス電極３３及び第２のバイアス電極３４に供給されるバイアスＲＦ信号をＶＲＦと表している。また、第１のバイアス電極３３及び第２のバイアス電極３４と、第１のインピーダンス調整電極５０及び第２のインピーダンス調整電極５１との間のインピーダンスをＺ１と表している。また、第１のインピーダンス調整電極５０及び第２のインピーダンス調整電極５１と、基板Ｗ及びリングアセンブリ１１２との間のインピーダンスをＺ２と表し、第１のインピーダンス調整電極５０及び第２のインピーダンス調整電極５１と、接地（グランド）との間のインピーダンス調整機構５２，５３のインピーダンスをＺ３と表している。また、基板Ｗ及びリングアセンブリ１１２と接地との間のプラズマのインピーダンスをＺ４と表している。
【0030】
ここで、Ｚ３にかかる電圧Ｖ３と、Ｚ４にかかる電圧Ｖｗａｆｅｒは、それぞれ下記の式（１）、式（２）で表すことができる。なお、式（１）～（４）では、ＶＲＦをＶと表している。
【0031】
【数1】
【数2】
【0032】
式（１）を式（２）に代入すると、Ｚ４にかかる電圧Ｖｗａｆｅｒは、下記の式（３）で表すことができる。また、式（３）の分数の項をそれぞれＺ４、Ｚ３で除算すると、下記の式（４）となる。
【0033】
【数3】
【数4】
【0034】
式（４）の分数の項は、ｆ（ｘ）＝１／（ｘ＋１）の形式となっており、ｆ（ｘ）は、ｘが小さいほど１に近づく関数である。従って、式（４）より、Ｚ２がＺ４に対して小さいほどプラズマに電位が伝わる効率が上がることになる。また、Ｚ１がＺ３に対して小さいほどプラズマに電位が伝わる効率が上がることになる。Ｚ２を小さくするには、第１のインピーダンス調整電極５０及び第２のインピーダンス調整電極５１と、基板Ｗ及びリングアセンブリ１１２とをなるべく近づけることが好ましい。同様に、Ｚ１を小さくするには、第１のバイアス電極３３及び第２のバイアス電極３４と、第１のインピーダンス調整電極５０及び第２のインピーダンス調整電極５１とをなるべく近づけることが好ましい。このように、第１のバイアス電極３３及び第２のバイアス電極３４、第１のインピーダンス調整電極５０及び第２のインピーダンス調整電極５１、並びに、基板Ｗ及びリングアセンブリ１１２をなるべく近づけることで、電位制御の感度を上げることができる。
【0035】
［電位制御方法］
図３に示す等価回路より、プラズマ処理装置１における電位制御方法は、第１のバイアス電極３３と第１のインピーダンス調整電極５０との間のインピーダンスＺ１よりも、第１のインピーダンス調整電極５０と接地との間のインピーダンスＺ３が大きくなるように、インピーダンス調整機構５２のインピーダンスＺ３を制御することで、第１のインピーダンス調整電極５０の電位を制御する。
図３に示す等価回路より、プラズマ処理装置１における電位制御方法は、第１のバイアス電極３３と第１のインピーダンス調整電極５０との間のインピーダンスＺ１よりも、第１のインピーダンス調整電極５０と接地との間のインピーダンスＺ３が大きくなるように、インピーダンス調整機構５２のインピーダンスＺ３を制御することで、第１のインピーダンス調整電極５０の電位を制御する。
【0036】
また、プラズマ処理装置１における電位制御方法は、第２のバイアス電極３４と第２のインピーダンス調整電極５１との間のインピーダンスＺ１よりも、第２のインピーダンス調整電極５１と接地との間のインピーダンスＺ３が大きくなるように、インピーダンス調整機構５３のインピーダンスＺ３を制御することで、第２のインピーダンス調整電極５１の電位を制御する。
【0037】
［インピーダンス調整機構の回路構成］
続いて、図４を用いてインピーダンス調整機構５２，５３における回路構成のバリエーションについて説明する。図４は、本実施形態におけるインピーダンス調整機構の回路構成の一例を示す図である。図４に示すように、インピーダンス調整機構５２，５３は、回路７０～７４といった各種の構成が考えられる。回路７０は、インダクタと可変コンデンサとを用いたＬＣ直列回路である。回路７１は、抵抗と可変コンデンサとを用いたＲＣ直列回路である。回路７２は、抵抗と可変抵抗とを用いたＲＲ直列回路である。回路７３は、高周波用のＬＣ直列回路と、低周波用のＲＲ直列回路とをスイッチＳＷで切替可能とした回路である。回路７４は、高効率用のＬＣ直列回路と、低効率用のＬＣ直列回路とをスイッチＳＷで切替可能とした回路である。回路７４は、グラフ７５に示すように、スイッチＳＷを切り替えることで、調整範囲のワイドレンジ化を行ったものである。なお、図４において例示はしていないが、インピーダンス調整機構５２，５３は、可変インダクタを用いた回路構成としてもよい。
続いて、図４を用いてインピーダンス調整機構５２，５３における回路構成のバリエーションについて説明する。図４は、本実施形態におけるインピーダンス調整機構の回路構成の一例を示す図である。図４に示すように、インピーダンス調整機構５２，５３は、回路７０～７４といった各種の構成が考えられる。回路７０は、インダクタと可変コンデンサとを用いたＬＣ直列回路である。回路７１は、抵抗と可変コンデンサとを用いたＲＣ直列回路である。回路７２は、抵抗と可変抵抗とを用いたＲＲ直列回路である。回路７３は、高周波用のＬＣ直列回路と、低周波用のＲＲ直列回路とをスイッチＳＷで切替可能とした回路である。回路７４は、高効率用のＬＣ直列回路と、低効率用のＬＣ直列回路とをスイッチＳＷで切替可能とした回路である。回路７４は、グラフ７５に示すように、スイッチＳＷを切り替えることで、調整範囲のワイドレンジ化を行ったものである。なお、図４において例示はしていないが、インピーダンス調整機構５２，５３は、可変インダクタを用いた回路構成としてもよい。
【0038】
このように、インピーダンス調整機構５２，５３では、調整する回路定数の種類（Ｒ，Ｌ，Ｃ）は問わず、可変抵抗、可変コンデンサ、可変インダクタ等を用いることができる。また、インピーダンス調整機構５２，５３は、バイアスＲＦ信号の周波数、パーツサイズ及び調整範囲に合わせて、１つ以上の可変機構（可変抵抗、可変コンデンサ、可変インダクタ等）を組合せてもよい。なお、インピーダンス調整機構５２，５３は、ヒータ電流を通す必要がないので、可変抵抗や可変コンデンサを用いることができる。さらに、インピーダンス調整機構５２，５３は、可変抵抗、可変コンデンサ、可変インダクタ及び直流電源のうち、少なくとも１つによって構成されるようにしてもよい。例えば、バイアスＲＦ信号が高周波の場合、上述のＺ１及びＺ２が小さい値になるので、直流電源を用いて電位を制御することで、より効果的に電位を制御できる。
【0039】
［実験結果］
次に、図５から図７を用いて、第１のバイアス電極３３及び第２のバイアス電極３４へのバイアスＲＦ信号の供給の有無と、リングアセンブリ１１２（エッジリング）側のインピーダンス調整機構５３による電位制御の可否との関係についての実験結果を説明する。図５から図７は、エッジリングの電位制御の実験結果の一例を示す図である。なお、図５から図７では、基板Ｗに代えて、導電性部材（例えばアルミニウム）で構成される基板Ｗ１を基板支持面１１１ａに載置し、基板Ｗ１及びリングアセンブリ１１２にプラズマを模擬するコンデンサ７６を接続して実験を行った。また、インピーダンス調整機構５３のインピーダンスを約１００Ωから約１０００Ωまで変化させた場合における基板Ｗ１及びリングアセンブリ１１２の電位を、それぞれで規格化した場合の基台１１１ｃの電位との比率をグラフ７７～７９で表す。なお、グラフ７７～７９では、基板Ｗ１で規格化した場合のグラフをウエハ規格化と表し、リングアセンブリ１１２で規格化した場合のグラフをエッジリング規格化と表している。
次に、図５から図７を用いて、第１のバイアス電極３３及び第２のバイアス電極３４へのバイアスＲＦ信号の供給の有無と、リングアセンブリ１１２（エッジリング）側のインピーダンス調整機構５３による電位制御の可否との関係についての実験結果を説明する。図５から図７は、エッジリングの電位制御の実験結果の一例を示す図である。なお、図５から図７では、基板Ｗに代えて、導電性部材（例えばアルミニウム）で構成される基板Ｗ１を基板支持面１１１ａに載置し、基板Ｗ１及びリングアセンブリ１１２にプラズマを模擬するコンデンサ７６を接続して実験を行った。また、インピーダンス調整機構５３のインピーダンスを約１００Ωから約１０００Ωまで変化させた場合における基板Ｗ１及びリングアセンブリ１１２の電位を、それぞれで規格化した場合の基台１１１ｃの電位との比率をグラフ７７～７９で表す。なお、グラフ７７～７９では、基板Ｗ１で規格化した場合のグラフをウエハ規格化と表し、リングアセンブリ１１２で規格化した場合のグラフをエッジリング規格化と表している。
【0040】
図５は参考例であり、第２のＲＦ生成部３１ｂから供給されるバイアスＲＦ信号が基台１１１ｃに供給され、第１のバイアス電極３３及び第２のバイアス電極３４に供給されない場合である。なお、図５の例では、インピーダンス調整機構５３を第２のバイアス電極３４に接続して実験を行った。図５の参考例の場合、グラフ７７（エッジリング規格化のグラフ）に示すように、インピーダンス調整機構５３のインピーダンスの変化にリングアセンブリ１１２の電位の比率が追従せず、リングアセンブリ１１２の電位を制御出来ているとは言えない。
【0041】
図６は参考例であり、第１のバイアス電極３３が基台１１１ｃと接続され、第２のＲＦ生成部３１ｂから供給されるバイアスＲＦ信号が第１のバイアス電極３３に供給される場合である。また、第２のバイアス電極３４には、バイアスＲＦ信号がされない。なお、図６の例では、インピーダンス調整機構５３を第２のバイアス電極３４に接続して実験を行った。図６の参考例の場合、グラフ７８（エッジリング規格化のグラフ）に示すように、インピーダンス調整機構５３のインピーダンスの変化にリングアセンブリ１１２の電位の比率が追従せず、リングアセンブリ１１２の電位を制御出来ているとは言えない。
【0042】
図７は実験例であり、第１のバイアス電極３３及び第２のバイアス電極３４が基台１１１ｃと接続され、第２のＲＦ生成部３１ｂから供給されるバイアスＲＦ信号が第１のバイアス電極３３及び第２のバイアス電極３４に供給される場合である。なお、図７の例では、インピーダンス調整機構５３を第２のインピーダンス調整電極５１に接続して実験を行った。図７の実験例の場合、グラフ７９（エッジリング規格化のグラフ）に示すように、インピーダンス調整機構５３のインピーダンスの変化にリングアセンブリ１１２の電位の比率が追従しており、リングアセンブリ１１２の電位を制御出来ている。また、図７の実験例では、リングアセンブリ１１２の電位を６０％程度変化させることができた。図５から図７の実験結果より、第１のバイアス電極３３及び第２のバイアス電極３４と、第２のインピーダンス調整電極５１との組合せにより、リングアセンブリ１１２の電位を独立して制御することができる。つまり、リングアセンブリ１１２の電位を独立して制御することで、チルティング制御を行うことができる。
【0043】
［変形例１］
上記の実施形態では、図示しない吸着電極を別途設けたが、第１のインピーダンス調整電極５０及び第２のインピーダンス調整電極５１を吸着電極としても用いてよく、この場合の実施の形態につき、変形例１として説明する。なお、変形例１におけるプラズマ処理装置１の一部の構成は上述の実施形態と同様であるので、その重複する構成及び動作の説明については省略する。
上記の実施形態では、図示しない吸着電極を別途設けたが、第１のインピーダンス調整電極５０及び第２のインピーダンス調整電極５１を吸着電極としても用いてよく、この場合の実施の形態につき、変形例１として説明する。なお、変形例１におけるプラズマ処理装置１の一部の構成は上述の実施形態と同様であるので、その重複する構成及び動作の説明については省略する。
【0044】
図８は、変形例１におけるインピーダンス調整機構の接続の一例を示す図である。図８に示す変形例１では、第２のインピーダンス調整電極５１に代えて、複数の第２のインピーダンス調整電極５１ａ，５１ｂを有する。また、変形例１では、第１のインピーダンス調整電極５０に静電吸着用の直流電源５４が接続され、第２のインピーダンス調整電極５１ａ，５１ｂに、それぞれ静電吸着用の直流電源５６ａ，５６ｂが接続されている。
【0045】
直流電源５４は、ローパスフィルタ５５を介して、第１のインピーダンス調整電極５０とインピーダンス調整機構５２とを接続する回路に接続される。直流電源５４が直流高電圧ＨＶｗａｆｅｒを第１のインピーダンス調整電極５０に印加することで、基板Ｗが静電チャック１１１ｄに吸着される。同様に、直流電源５６ａ，５６ｂは、ローパスフィルタ５７ａ，５７ｂを介して、第２のインピーダンス調整電極５１ａ，５１ｂとインピーダンス調整機構５３ａ，５３ｂとをそれぞれ接続する回路に接続される。直流電源５６ａ，５６ｂが直流高電圧ＨＶＥＲＡ，ＨＶＥＲＢを第２のインピーダンス調整電極５１ａ，５１ｂにそれぞれ印加することで、リングアセンブリ１１２が静電チャック１１１ｄに吸着される。
【0046】
基板Ｗの電位は、インピーダンス調整機構５２を調整することで、上述の実施形態と同様に制御することができる。また、リングアセンブリ１１２の電位は、インピーダンス調整機構５３ａ，５３ｂを調整することで、上述の実施形態と同様に制御することができる。なお、インピーダンス調整機構５３ａ，５３ｂは、それぞれ独立して制御を行うことで、リングアセンブリ１１２の内周側と外周側の電位をそれぞれ制御することができる。
【0047】
［変形例２］
上記の実施形態では、第１のインピーダンス調整電極５０を１つ設けたが、基板支持面１１１ａを例えば同心円状及び円周方向に複数の領域に分割し、それぞれに対応するインピーダンス調整電極を設けてもよく、この場合の実施の形態につき、変形例２として説明する。なお、変形例２におけるプラズマ処理装置１の一部の構成は上述の実施形態と同様であるので、その重複する構成及び動作の説明については省略する。
上記の実施形態では、第１のインピーダンス調整電極５０を１つ設けたが、基板支持面１１１ａを例えば同心円状及び円周方向に複数の領域に分割し、それぞれに対応するインピーダンス調整電極を設けてもよく、この場合の実施の形態につき、変形例２として説明する。なお、変形例２におけるプラズマ処理装置１の一部の構成は上述の実施形態と同様であるので、その重複する構成及び動作の説明については省略する。
【0048】
図９は、変形例２におけるインピーダンス調整機構の接続の一例を示す図である。図９に示す変形例２では、第１のインピーダンス調整電極５０に代えて、複数の第１のインピーダンス調整電極５０ａ～５０ｅを有する。また、変形例２では、インピーダンス調整機構５２に代えて、複数の第１のインピーダンス調整電極５０ａ～５０ｅにそれぞれ対応するインピーダンス調整機構５２ａ～５２ｅを有する。なお、変形例２では、第２のインピーダンス調整電極５１に接続されるインピーダンス調整機構５３は省略している。
【0049】
第１のインピーダンス調整電極５０ｃは、例えば、基板支持面１１１ａの中心を含む円形の領域の下部に設けられる。第１のインピーダンス調整電極５０ｂ，５０ｄは、第１のインピーダンス調整電極５０ｃを囲む同心円の一部の領域の下部にそれぞれ設けられる。第１のインピーダンス調整電極５０ａ，５０ｅは、第１のインピーダンス調整電極５０ｂ，５０ｄを囲む同心円の一部の領域の下部にそれぞれ設けられる。
【0050】
基板Ｗの上部において所定の電位をイメージする線である電位６４ａ～６４ｅは、インピーダンス調整機構５２ａ～５２ｅをそれぞれ制御することで、独立して制御することができる。つまり、基板Ｗ全体で電界の向き６８に対応するチルト角を制御することができる。なお、リングアセンブリ１１２の上部において所定の電位をイメージする線である電位６５は、上述の実施形態と同様に、インピーダンス調整機構５３で調整することができる。変形例２では、温度感度がない膜についても、基板Ｗ上の電位６４ａ～６４ｅを制御することで、エッチングレートの微調整を行うことができる。つまり、温度以外の調整ノブとして作用する。また、基板支持面１１１ａの複数の領域で電位を調整できるので、基板Ｗ上のグローバルチルティングを改善することができる。
【0051】
また、上記した実施形態では、電気バイアスとして第２のＲＦ生成部３１ｂからバイアスＲＦ信号を供給する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、電気バイアスとしてバイアスＤＣ生成部３２ａからバイアスＤＣ信号を供給してもよい。この場合、例えば、電気的パス３５は、第１のバイアス電源である第２のＲＦ生成部３１ｂと、第１のバイアス電極３３及び第２のバイアス電極３４のうち、少なくとも１つとを接続する第１の電気的パスを含む。また、例えば、電気的パス３５は、第２のバイアス電源であるバイアスＤＣ生成部３２ａと、第１のバイアス電極３３及び第２のバイアス電極３４のうち、少なくとも１つとを接続する第２の電気的パスを含む。これにより、第１のバイアス電極３３及び第２のバイアス電極３４に対して、任意のバイアスＲＦ信号及びバイアスＤＣ信号を供給することができる。
【0052】
以上、本実施形態によれば、プラズマ処理装置１は、チャンバ（プラズマ処理チャンバ１０）と、電気バイアスを発生するように構成されたバイアス電源（第２のＲＦ生成部３１ｂ、バイアスＤＣ生成部３２ａ）と、チャンバ内で基板Ｗ及びエッジリング（リングアセンブリ１１２）を支持するように構成された基板支持器（基板支持部１１）であって、基板Ｗを保持するように構成された第１の領域（中央領域１１１ａ）と、第１の領域を囲むように設けられており、エッジリングを保持するように構成された第２の領域（環状領域１１１ｂ）と、電気バイアスを受けるために第１の領域内に設けられた第１のバイアス電極３３と、第１の領域内に設けられ接地される第１のインピーダンス調整電極５０と、電気バイアスを受けるために第２の領域内に設けられた第２のバイアス電極３４と、第２の領域内に設けられ接地される第２のインピーダンス調整電極５１と、を有する基板支持器と、第１のインピーダンス調整電極５０と、第２のインピーダンス調整電極５１との少なくとも一方に接続されるインピーダンス調整機構５２，５３と、バイアス電源と、第１のバイアス電極３３と、第２のバイアス電極３４とを接続する電気的パス３５と、を備える。その結果、基板Ｗ側とエッジリング側とで電位を独立して制御できる。
【0053】
また、本実施形態によれば、第１のバイアス電極３３と、第１のインピーダンス調整電極５０とは、平行になるように配置される。その結果、基板Ｗ上の電位を制御することができる。
【0054】
また、本実施形態によれば、第２のバイアス電極３４と、第２のインピーダンス調整電極５１とは、平行になるように配置される。その結果、エッジリング（リングアセンブリ１１２）上の電位を制御することができる。
【0055】
また、本実施形態によれば、第１のインピーダンス調整電極５０は、第１のバイアス電極３３よりも基板Ｗを保持する面側に配置される。その結果、基板Ｗ上の電位を制御することができる。
【0056】
また、本実施形態によれば、第２のインピーダンス調整電極５１は、第２のバイアス電極３４よりもエッジリングを保持する面側に配置される。その結果、エッジリング上の電位を制御することができる。
【0057】
また、本実施形態によれば、電気バイアスは、高周波である。その結果、基板Ｗ側とエッジリング側とで電位を独立して制御できる。
【0058】
また、本実施形態によれば、電気バイアスは、パルス波である。その結果、基板Ｗ側とエッジリング側とで電位を独立して制御できる。
【0059】
また、本実施形態によれば、インピーダンス調整機構５２，５３は、可変抵抗、可変コンデンサ及び可変インダクタのうち、少なくとも１つによって構成される。その結果、基板Ｗ上及びエッジリング上の電位を制御できる。
【0060】
また、本実施形態によれば、インピーダンス調整機構５２，５３は、可変抵抗、可変コンデンサ、可変インダクタ及び直流電源のうち、少なくとも１つによって構成される。その結果、基板Ｗ上及びエッジリング上の電位を制御できる。
【0061】
また、本実施形態によれば、第１のインピーダンス調整電極５０及び第２のインピーダンス調整電極５１は、インピーダンス調整機構５２，５３が接続されない場合、所定値のインピーダンスを介して接地されるか、又は、接地されない。その結果、その結果、基板Ｗ上又はエッジリング上の電位を所定値に制御できる。
【0062】
また、本実施形態によれば、第１のインピーダンス調整電極５０及び第２のインピーダンス調整電極５１は、基板Ｗ及びエッジリングを、第１の領域及び第２の領域にそれぞれ静電吸着するための吸着電極としても機能する。その結果、吸着電極をインピーダンス調整電極として活用することができる。
【0063】
また、本実施形態によれば、第１のインピーダンス調整電極５０及び第２のインピーダンス調整電極５１のうち少なくとも一方は、複数の領域に分割されており、複数の領域それぞれを独立してインピーダンスの調整が可能である。その結果、より細かく電位を制御することができる。
【0064】
また、本実施形態によれば、電気的パス３５は、バイアス電源が基板支持器の基台１１１ｃに接続され、基台１１１ｃに第１のバイアス電極３３及び第２のバイアス電極３４が接続される。その結果、バイアスＲＦ信号を効率よく供給することができるとともに、電位を制御することができる。
【0065】
また、本実施形態によれば、電気的パス３５は、バイアス電源が基板支持器の基台１１１ｃに接続されず、バイアス電源と、第１のバイアス電極３３及び第２のバイアス電極３４とが直接接続される。その結果、バイアスＲＦ信号を効率よく供給することができるとともに、電位を制御することができる。
【0066】
また、本実施形態によれば、電気的パス３５は、バイアス電源が基板支持器の基台１１１ｃに接続され、基台１１１ｃと、第１のバイアス電極３３及び第２のバイアス電極３４との間が、磁界共鳴、電界共鳴、容量結合又は誘導結合で接続される。その結果、バイアスＲＦ信号を効率よく供給することができるとともに、電位を制御することができる。
【0067】
また、本実施形態によれば、バイアス電源（第２のＲＦ生成部３１ｂ、バイアスＤＣ生成部３２ａ）は、少なくとも第１のバイアス電源（第２のＲＦ生成部３１ｂ）と、第２のバイアス電源（バイアスＤＣ生成部３２ａ）とを含み、電気的パスは、第１のバイアス電源と、第１のバイアス電極３３及び第２のバイアス電極３４のうち、少なくとも１つとを接続する第１の電気的パス、並びに、第２のバイアス電源と、第１のバイアス電極３３及び第２のバイアス電極３４のうち、少なくとも１つとを接続する第２の電気的パスを含む。その結果、バイアスＲＦ信号及びバイアスＤＣ信号を供給することができるとともに、電位を制御することができる。
【0068】
また、本実施形態によれば、プラズマ処理装置１における電位制御方法であって、プラズマ処理装置１は、チャンバと、電気バイアスを発生するように構成されたバイアス電源と、チャンバ内で基板Ｗ及びエッジリングを支持するように構成された基板支持器であって、基板Ｗを保持するように構成された第１の領域と、第１の領域を囲むように設けられており、エッジリングを保持するように構成された第２の領域と、電気バイアスを受けるために第１の領域内に設けられた第１のバイアス電極３３と、第１の領域内に設けられ接地される第１のインピーダンス調整電極５０と、電気バイアスを受けるために第２の領域内に設けられた第２のバイアス電極３４と、第２の領域内に設けられ接地される第２のインピーダンス調整電極５１と、を有する基板支持器と、第１のインピーダンス調整電極５０と、第２のインピーダンス調整電極５１との少なくとも一方に接続されるインピーダンス調整機構５２，５３と、バイアス電源と、第１のバイアス電極３３と、第２のバイアス電極３４とを接続する電気的パス３５と、を備え、電位制御方法は、インピーダンス調整機構５２，５３によって、第１のインピーダンス調整電極５０と、第２のインピーダンス調整電極５１との少なくとも一方の電位を制御することで、基板Ｗとエッジリングとの少なくとも一方の電位を制御する工程、を有する。その結果、基板Ｗ側とエッジリング側とで電位を独立して制御できる。
【0069】
また、本実施形態によれば、電位を制御する工程は、第１のバイアス電極３３と第１のインピーダンス調整電極５０との間のインピーダンスよりも、第１のインピーダンス調整電極５０と接地との間のインピーダンスが大きくなるように、インピーダンス調整機構５２のインピーダンスを制御することで、第１のインピーダンス調整電極５０の電位を制御する。その結果、基板Ｗ上の電位を制御することができる。
【0070】
また、本実施形態によれば、電位を制御する工程は、第２のバイアス電極３４と第２のインピーダンス調整電極５１との間のインピーダンスよりも、第２のインピーダンス調整電極５１と接地との間のインピーダンスが大きくなるように、インピーダンス調整機構５３のインピーダンスを制御することで、第２のインピーダンス調整電極５１の電位を制御する。その結果、エッジリング上の電位を制御することができる。
【0071】
今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形体で省略、置換、変更されてもよい。
【0072】
また、上記した実施形態では、プラズマ源として誘導結合型プラズマを用いて基板Ｗに対してエッチング等の処理を行うプラズマ処理装置１を例に説明したが、開示の技術はこれに限られない。プラズマを用いて基板Ｗに対して処理を行う装置であれば、プラズマ源は誘導結合プラズマに限られず、例えば、容量結合プラズマ、マイクロ波プラズマ、マグネトロンプラズマ等、任意のプラズマ源を用いることができる。
【符号の説明】
【0073】
１ プラズマ処理装置
１０ プラズマ処理チャンバ
１１ 基板支持部
３１ａ 第１のＲＦ生成部
３１ｂ 第２のＲＦ生成部
３３ 第１のバイアス電極
３４ 第２のバイアス電極
３５ 電気的パス
５０，５０ａ～５０ｅ 第１のインピーダンス調整電極
５１，５１ａ，５１ｂ 第２のインピーダンス調整電極
５２，５２ａ～５２ｅ，５３，５３ａ，５３ｂ インピーダンス調整機構
５４，５６ａ，５６ｂ 直流電源
５５，５７ａ，５７ｂ ローパスフィルタ
１１１ 本体部
１１１ａ 中央領域
１１１ｂ 環状領域
１１１ｃ 基台
１１１ｄ 静電チャック
１１２ リングアセンブリ
Ｗ 基板
１０ プラズマ処理チャンバ
１１ 基板支持部
３１ａ 第１のＲＦ生成部
３１ｂ 第２のＲＦ生成部
３３ 第１のバイアス電極
３４ 第２のバイアス電極
３５ 電気的パス
５０，５０ａ～５０ｅ 第１のインピーダンス調整電極
５１，５１ａ，５１ｂ 第２のインピーダンス調整電極
５２，５２ａ～５２ｅ，５３，５３ａ，５３ｂ インピーダンス調整機構
５４，５６ａ，５６ｂ 直流電源
５５，５７ａ，５７ｂ ローパスフィルタ
１１１ 本体部
１１１ａ 中央領域
１１１ｂ 環状領域
１１１ｃ 基台
１１１ｄ 静電チャック
１１２ リングアセンブリ
Ｗ 基板
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】