用于產(chǎn)生適合于對向載置臺14上的半導(dǎo)體晶圓W入射的離子的能量進(jìn)行控制的頻率(例如3.2MHz)的高頻電力。第2匹配器24具有用于使高頻電源22的輸出阻抗和下部電極側(cè)的輸入阻抗相匹配的匹配電路。
[0044]在載置臺(下部電極)14的上方，以隔著處理空間S與載置臺14相對的方式配置有上部電極26。上部電極26構(gòu)成腔室12的頂板并自處理空間S的上方劃分現(xiàn)成處理空間S。上部電極26以其中心軸線與載置臺14的中心軸線Z大致一致的方式配置。
[0045]上部電極26兼有將規(guī)定的處理氣體以噴淋狀導(dǎo)入到處理空間S內(nèi)的噴頭的功能。在該實施方式中，在上部電極26中形成有緩沖室26a、內(nèi)部氣體管線26b以及多個氣體孔26c。緩沖室26a經(jīng)由內(nèi)部氣體管線26b和外部氣體管線28與處理氣體供給部30相連接。上部電極26的氣體孔26c自緩沖室26a向下方延伸并朝向處理空間S開口。另一方面，腔室12的底部與未圖示的TMP (Turbo Molecular Pump:禍輪分子栗)和DP (Dry Pump:干栗)等排氣機構(gòu)相連接，能夠?qū)⑶皇?2內(nèi)的處理空間S維持為規(guī)定壓力的減壓氣氛。
[0046]在上部電極26之上同時設(shè)有主磁體單元32和輔助磁體單元70。在后面詳細(xì)說明主磁體單元32和輔助磁體單元70的結(jié)構(gòu)和作用。
[0047]在該等離子體蝕刻裝置10中，控制部60具有I個或多個微型計算機，該控制部60根據(jù)存儲在外部存儲器或內(nèi)部存儲器中的軟件(程序)和制程信息對裝置內(nèi)的各部分、特別是高頻電源18、22、匹配器20、24、處理氣體供給部30、電磁體激勵電路56、排氣裝置等各自的動作和整個裝置的動作(時序)進(jìn)行控制。
[0048]另外，控制部60還與包括鍵盤等輸入裝置、液晶顯示器等顯示裝置在內(nèi)的人機界面用的操作面板(未圖示)和存儲或積累有各種程序、制程、設(shè)定值等各種數(shù)據(jù)的外部存儲裝置(未圖示)等相連接。在該實施方式中，作為控制部60而示出I個控制單元，但也可以采用控制部60的功能由多個控制單元并行或分級地分擔(dān)的形態(tài)。
[0049]在該等離子體蝕刻裝置10中，在要對載置臺14上的半導(dǎo)體晶圓W實施干蝕刻時，自處理氣體供給部30經(jīng)由噴頭(上部電極)26向腔室12內(nèi)的處理空間S供給處理氣體、即蝕刻氣體，并將來自第I高頻電源18的高頻電力施加于載置臺(下部電極)14，從而使上部電極26與載置臺14之間產(chǎn)生高頻電場。由此，在處理空間S中，因處理氣體的高頻放電而生成等離子體。然后，通過構(gòu)成處理氣體的分子或原子在等離子體中發(fā)生解離或電離而生成的自由基和離子，能夠?qū)Π雽?dǎo)體晶圓W表面的被處理膜施加蝕刻掩模所限定的規(guī)定圖案的蝕刻加工。另外，通過對自第2高頻電源22向作為下部電極的載置臺14施加的高頻偏壓電力進(jìn)行調(diào)整，能夠?qū)ο虬雽?dǎo)體晶圓W入射的離子的能量進(jìn)行控制。
[0050]在該等離子體蝕刻裝置10中，由于等離子體生成機構(gòu)是電容耦合方式，因此，在不使主磁體單元32和輔助磁體單元70發(fā)揮功能的情況下，處理空間S中的等離子體密度分布乃至半導(dǎo)體晶圓W上的蝕刻速率容易成為以徑向上的中心附近為頂點的平緩的山形的曲線。但是，通過以下所述的主磁體單元32和輔助磁體單元70的疊加性或復(fù)合性的作用，能夠以較大的控制范圍和自由度來對處理空間S內(nèi)的徑向上的等離子體密度分布特性乃至半導(dǎo)體晶圓W上的工藝特性(特別是蝕刻速率特性)進(jìn)行調(diào)整，在此基礎(chǔ)上，還能夠有效地消除徑向上的中心成為等離子體密度分布特性或工藝特性的突出點或特異點那樣不期望的現(xiàn)象。
[0051]主磁體單元的結(jié)構(gòu)和作用
[0052]主磁體單元32與上部電極26以及下部電極14同軸地配置并具有主芯或主磁軛34和多個主電磁線圈36、38、40、42。主磁軛34具有由芯部44、多個圓筒部45、46、48、50、52以及基座部或襯板部54 —體形成的構(gòu)造且由軟磁性體構(gòu)成。襯板部54沿水平延伸并具有大致圓板形狀。芯部44具有大致圓盤形狀或圓柱形狀并與襯板部54形成或結(jié)合為一體，芯部44的中心軸線以沿著中心軸線Z的方式設(shè)置。
[0053]圓筒部45、46、48、50、52設(shè)為同心圓狀并分別具有與中心軸線Z平行地延伸的圓筒形狀。更詳細(xì)而言，如圖2所示，圓筒部45、46、48、50、52分別沿著以中心軸線Z為中心的多個同心圓Cl、C2、C3、C4、C5設(shè)置。圓筒部45沿著半徑LI的同心圓Cl配置。圓筒部46沿著具有比半徑LI大的半徑L2的同心圓C2配置。圓筒部48沿著具有比半徑L2大的半徑L3的同心圓C3配置。圓筒部50沿著具有比半徑L3大的半徑L4的同心圓C4配置。圓筒部52沿著具有比半徑L4大的半徑L5的同心圓C5配置。
[0054]在一個例子中，半徑L1、L2、L3、L4、L5 分別為 30mm、76mm、127mm、178mm、229mm。另夕卜，線圈36、38、40、42的中心的位置分別距中心軸線Z大致50mm、100mm、150mm、200mm。
[0055]在主磁軛34中，在最內(nèi)周的圓筒部45與同該圓筒部45在外部相鄰的圓筒部46之間形成有下表面敞開的環(huán)狀的槽。如圖1所示，在該槽內(nèi)容納有沿著芯部44的外周面卷繞的主電磁線圈36。由此，使主電磁線圈36的下表面暴露，主電磁線圈36的內(nèi)側(cè)面、外側(cè)面以及上表面被主磁軛34的圓筒部45、圓筒部46以及襯板部54覆蓋。
[0056]在圓筒部46與同該圓筒部46在外部相鄰的圓筒部48之間也形成有下表面敞開的環(huán)狀的槽。在該槽內(nèi)容納有沿著圓筒部46的外周面卷繞的主電磁線圈38。由此，使主電磁線圈38的下表面暴露，線圈38的內(nèi)側(cè)面、外側(cè)面以及上表面被主磁軛34的圓筒部46、圓筒部48以及襯板部54覆蓋。
[0057]在圓筒部48與同該圓筒部48在外部相鄰的圓筒部50之間也形成有下表面敞開的環(huán)狀的槽，在該槽內(nèi)容納有沿著圓筒部48的外周面卷繞的主電磁線圈40。由此，使主電磁線圈40的下表面暴露，線圈40的內(nèi)側(cè)面、外側(cè)面以及上表面被主磁軛34的圓筒部48、圓筒部50以及襯板部54覆蓋。
[0058]另外，在圓筒部50與同該圓筒部50在外部相鄰(最外周)的圓筒部52之間也形成有下表面敞開的環(huán)狀的槽，在該槽內(nèi)容納有沿著圓筒部50的外周面卷繞的主電磁線圈42。由此，使主電磁線圈42的下表面暴露，主電磁線圈42的內(nèi)側(cè)面、外側(cè)面以及上表面被主磁軛34的圓筒部50、圓筒部52以及襯板部54覆蓋。
[0059]如上所述，在主磁體單元32中，半徑L4、L5大于半導(dǎo)體晶圓W的半徑150mm。因而，如圖1所示，最外周的主電磁線圈42以位于比半導(dǎo)體晶圓W的外周邊緣靠徑向外側(cè)的位置且其至少一部分位于聚焦環(huán)16的上方的方式配置。另外，最內(nèi)周的主電磁線圈36以位于半導(dǎo)體晶圓W的中心部的上方的方式配置。另外，自線圈中心起第2個主電磁線圈38以在半徑方向上橫跨半導(dǎo)體晶圓W的中間部和周邊部的方式配置。并且，自線圈中心起第3個主電磁線圈40以在半徑方向上橫跨半導(dǎo)體晶圓W的周邊部和外側(cè)的方式配置。
[0060]主電磁線圈36、38、40、42各自的兩端與電磁體激勵電路56電連接。在后述的控制部60的控制下，電磁體激勵電路56不僅能夠以任意的勵磁電流對從主電磁線圈36、38、40,42中選擇的一個線圈進(jìn)行通電，還能夠以共用的任意的勵磁電流或單獨的任意的勵磁電流對任意的組合的多個線圈同時進(jìn)行通電。
[0061]采用所述結(jié)構(gòu)的主磁體單元32，通過對主電磁線圈36、38、40、42中的I個以上的主電磁線圈供給電流，能夠形成磁場B，在該磁場B中，穿過通電了的各主電磁線圈的內(nèi)側(cè)的磁力線MFL以相對于中心軸線Z構(gòu)成點對稱的方式在鉛垂面內(nèi)描繪出U字狀的環(huán)并通過處理空間S。
[0062]圖3A不出在對自線圈中七、起弟2個王電磁線圈38供給電流時自王磁體單兀32延伸到處理空間S內(nèi)的磁力線MFL的圖形。在該情況下，自主磁軛34的位于比主電磁線圈38靠徑向內(nèi)側(cè)的各部分的下表面、即自芯部44和圓筒部45、46的下端出去的磁力線MFL —邊以相對于中心軸線Z構(gòu)成點對稱的方式在鉛垂面內(nèi)描繪出U字狀的環(huán)一邊跨過主電磁線圈38的下方而向半徑方向外側(cè)延伸，并到達(dá)主磁軛34的位于比主電磁線圈38靠徑向外側(cè)的各部分的下表面、即圓筒部48、50、52中的任意一個圓筒部的下端。并且，到達(dá)了圓筒部48、50、52中的任意一個圓筒部的下端的各磁力線MFL在主磁軛34之中繞過襯板部54而返回到芯部44和圓筒部45、46中的任意一者。
[0063]另外，在比最內(nèi)周的圓筒部45靠徑向內(nèi)側(cè)的位置，構(gòu)成后述的輔助磁體單元70的多個棒型電磁體72A、72B自主磁軛34的芯部44向鉛垂下方突出。即使這些棒型電磁體72A、72B沒有被勵磁，磁力線MFL也會經(jīng)由主磁軛34自各個棒型電磁體72A、72B的棒狀鐵心(輔助鐵心)74的下端出去。與以上同樣地，這些磁力線MFL也描繪出U字狀環(huán)并通過處理空間S，從而達(dá)到圓筒部48、50、52中的任意一個圓筒部的下端。
[0064]這樣，在僅將主磁體單元32中的主電磁線圈38激勵的情況下，如圖4B所示，處理空間S內(nèi)的磁場B的在半徑方向上的水平成分強度(水平磁場強度)分布成為在主電磁線圈38的正下方附近具有峰值那樣的比較險峻的山形的曲線。
[0065]圖3B示出在對最外側(cè)的主電磁線圈42供給電流時自主磁體單元32延伸到處理空間S內(nèi)的磁力線MFL的圖形。在該情況下，自主磁軛34