在该实施方式的电感耦合型等离子体蚀刻装置中，通过从高频供电部62供给的 高频的天线电流在RF天线54内的各部流动，并且在浮置线圈60内流动感应电流，根据安 培定律，在构成RF天线54的线圈段84 (1)、84 (2)的周围产生环状分布的高频交流磁场，且 在电介质窗52的下面且在较内侧（下方）的区域，形成沿半径方向横切处理空间的磁力 线。
[0130] 在此，处理空间的磁通密度的半径方向（水平）成分在腔室10的中心和周边部， 与高频电流的大小无关，常为零，在其中间的某个地方极大。由高频交流磁场生成的方位角 方向的感应电场的强度分布也在径方向上显示与磁通密度同样的分布。即，在径方向上，环 状等离子体内的电子密度分布宏观上与RF天线54 (线圈段84 (1)、84 (2))及浮置线圈60 内的电流分布大致对应。
[0131] 在此，在RF天线54内，如上所述，线圈段84(1)、84(2)具有大约相等的自感（即， 大约相等的阻抗），且电并联地连接。由此，在等离子体激励时，在第一线圈段84(1)的半周 环和第二线圈段84(2)的半周环内，常流动相同大小的天线电流Ikf，在RF天线54的整体 即一周的环内流动均匀的天线电流Ikf。另外，在浮置线圈60内，在其一周的环内，常流动 相同大小的感应电流I IND。
[0132] 因此，在腔室10的电介质窗52的下面（内侧）生成的环状等离子体中，在RF天 线54 (线圈段84 (1)、84 (2))及浮置线圈60的各自的正下方的位置附近，电流密度（即，等 离子体密度）突出地变高（极大）。这样，环状等离子体内的电流密度分布不是在径方向上 均匀，而是成为凹凸的曲线。但是，通过等离子体在腔室10内的处理空间内四处扩散，在基 座12的附近即基板W上，等离子体的密度相当均匀。
[0133] 在该实施方式中，在RF天线54(线圈段84(1)、84(2))及浮置线圈60中，由于一 致或均匀的天线电流Ikf及感应电流I ?在各自的环内流动，因此在环绕方向上，在环状等 离子体内，常得在基座12的附近即基板W上，当然也到大致均匀的等离子体密度分布。
[0134] 另外，在径方向上，通过在主控制部80的控制下，利用容量可变部82对可变电容 器58的静电电容进行可变调节，能够对在浮置线圈60内流动的感应电流I ind的方向及电 流量进行任意控制。由此，能够对在浮置线圈60的正下方附近生成的等离子体的密度进行 任意控制，进而，能够在径方向上对作为环状等离子体在处理空间内四处（特别是径方向） 扩散的结果而得到的基座12附近的等离子体密度分布进行任意或多样地控制。关于浮置 线圈60的作用，在后面进行详细说明。
[0135] 在该实施方式中，由于由电并联连接的多个线圈段84(1)、84(2)构成RF天线54， 因此RF天线54内的波长效应及电压下降对每个线圈段84 (1)、84 (2)而言，都依赖于其长 度。因此，通过以在各线圈段84(1)、84(2)内不发生波长效应，而且电压下降不太大的方式 选定各自的线圈段84(1)、84 (2)的长度，能够全部解决RF天线54内的波长效应及电压下 降的问题。关于波长效应的防止，优选将各线圈段84(1)、84(2)的长度制成比高频1^^的 1/4波长短（更优选充分短）。
[0136] 这样，该实施方式的RF天线54不仅难以发生波长效应，而且在天线内产生的电位 差（电压下降）小，因此通过RF天线54和等离子体的电容耦合，能够减小入射到电介质窗 52的各部的离子冲击的不均。由此，也可得到能够降低电介质窗52的一部分出现局部或集 中地被削减这种不希望的现象之类的效果。
[0137] 浮置线圈60对等离子体生成的作用特别是在使可变电容器58的静电电容可变时 的作用当对如图4所示的简单模型（基本构成）进行考察时，就会容易理解。在该实施方 式中，由多个（两个）线圈段84(1)、84(2)构成的RF天线54关于生成电感耦合等离子体 的作用，与如图所示的同一口径的圆环状单匝线圈[54]等效。
[0138] 在图4的模型中，在从高频电源64向RF天线54供给规定频率f的高频RFh并在 RF天线54内流动天线电流1@时，根据法拉弟定律，通过电磁感应而在浮置线圈60内产生 的电动势即感应电动势Vind用下式⑴表示。
[0139] 式（1)
[0140] Vind= -d?/dt = -i UMIKF ????⑴
[0141] 在此，《为角频率（《= 2 Jr f)，M为RF天线54和浮置线圈60之间的互感。另 外，在上述的式（1)中，浮置线圈60和等离子体之间的互感相对较小，因此忽略不计。
[0142] 通过该感应电动势Vim而在浮置线圈60内流动的电流（感应电流）Iind用下式（2) 表不。
[0143] 式（2)
[0144] Iind= V 腳/Z6tl=-iM ? ? ? (2)
[0145] 在此，Z6tl为浮置线圈60的阻抗，R6tl为浮置线圈60的电阻（也包含等离子体吸收 的功率引起的电阻成分），L 6tl为浮置线圈60的自感，而且，C 58为可变电容器58的静电电 容。
[0146] 在浮置线圈60的通常的材质和构造、以及通常的使用方式中，由于I RfJ f I L6tlu- 1/C58u I，因此感应电流I IND用下面的近似式⑶来表示。
[0147] 式（3)
[0148]
[0149] 该式（3)的意思是在浮置线圈60内流动的感应电流Iind的方向在环绕方向上随 着可变电容器58的静电电容C 58而变。即，当设在浮置线圈60内发生串联共振时的可变电 容器58的静电电容C58的值为C挪，在C 58大于C亦情况下，成为L 6(lu > 1/C 58u，即，浮置线 圈60内的电抗（L6CIu - 1/C 58u)为正值，在浮置线圈60内流动负极性（与天线电流!^在 环绕方向上反向）的感应电流Iim。但是，在C 58小于(^的情况下，成为L6(lu<l/C58u，即， 浮置线圈60内的电抗（L 6tlu- 1/C58J为负值，在浮置线圈60内流动正极性（与在RF天 线54内流动的电流Ikf在环绕方向上同向）的感应电流I IND。将该特性表示在图5的曲线 (曲线图）图中。
[0150] 在图5的曲线图中，横轴为可变电容器58的静电电容C58，从20pF连续变化到 lOOOpF。纵轴为感应电流I im和天线电流IKF之比（I IND/IKF)，表示相对于在RF天线54内流 动的天线电流Ikf而言几倍的感应电流IIND在浮置线圈60内流动。在电流比（I IND/IKF)为正 值时，感应电流Iind在环绕方向上与天线电流I KF同向地流动，相反，在电流比（I IND/IKF)为 负值时，感应电流Iim在环绕方向上与天线电流I KF反向地流动。另外，在该曲线图的计算 例中，采用 f (?/2jt) =13. 56MHz、M= 350nH、L6tl= 580nH。在这种情况下，根据 L6tlO = 1/CKU的共振条件，在浮置线圈60内发生串联共振的静电电容C58的值C kS CRN230pF。
[0151] 如图5所示，在可变电容器58的静电电容C58为20pF时，感应电流I IND为接近零 的正值。当使C58的值从20pF增大时，感应电流I IND在正向上（与天线电流I KF同向）逐 渐增大，不久就超过天线电流Ikf，此后就指数函数地增大，在发生串联共振的静电电容值 c K之前达到最大。而且，当C58的值超Sck时，正巧感应电流Iind就在负向（与天线电流 Ikf反向）上成为较大的电流，另外，当C 58的值增大时，感应电流I _在保持负向的状态下， 对数函数地减小，最终在绝对值上逐渐接近比天线电流Ikf小的值Is，在此，饱和值Is为 Is _MIrf / U。，在上述的例子（M = 350nH、L6tl= 580nH)中，Ish 0,6Irf。
[0152] 在浮置线圈60的作用中，特别重要的一点是，感应电流Iind流动的方向随着可变 电容器58的静电电容C 58的值而变，由此，给在腔室10内生成的环状等离子体内的等离子 体密度分布所带来的影响（作用效果）完全不相同。
[0153] 即，在感应电流Iind在浮置线圈60内且环绕方向上与天线电流I!^反向地流动时， 在其线圈导体的正下方位置附近，可得到局部地降低感应磁场的强度或电感耦合等离子体 的密度的作用效果，感应电流Iind的电流值越大，其等离子体密度降低效果的程度越增大。
[0154] 与此相对，当感应电流Iind在浮置线圈60内且在环绕方向上与天线电流IKF同向 地流动时，在其线圈导体的正下方位置附近，可得到局部地增强感应磁场的强度或电感耦 合等离子体的密度的作用效果，感应电流I im的电流值越大，其等离子体密度增强效果的程 度越增大。
[0155] 因此，通过使可变电容器58的静电电容C58可变，在将浮置线圈60固定于规定位 置的状态下，能够自如地对在腔室10内生成的环状等离子体内的等离子体密度分布进行 控制，进而，能够在径方向上对作为环状等离子体在处理空间四处（特别是径方向）扩散的 结果而得到的基座12附近的等离子体密度分布进行任意或多样地控制。
[0156] 另外，如上所述，通过使天线电流Ikf和在环绕方向上同向的感应电流I IND在浮置 线圈60内流动，不仅在RF天线54上，而且在浮置线圈60上，作为积极或正向地作用于电 感耦合等离子体生成时的效果，也具有使RF功率供给效率提高的一面，即，在使浮置线圈 60在增强电感耦合等离子体生成的方向上发挥作用的情况下，能够减轻RF天线54侧的负 担，能够降低供给到RF天线54的高频电流1@的电流量。由此，能够降低在高频供电系统 的各部（特别是匹配器66、高频供电线68等）产生的高频RFh的功率损失。
[0157] 上述的图4的模型在RF天线54的径方向内侧配置有浮置线圈60,但是如图6所 示，在将浮置线圈60配置在RF天线54的径方向外侧的构成中，作用也相同。即，如果互感 M相同，贝U无论浮置线圈60在RF天线54的内侧还是在外侧，都在浮置线圈60内流动同向 及相同大小的感应电流I IND。
[0158] 不过，当浮置线圈60远离RF天线54时，互感M就变小，在浮置线圈60内被激励 的感应电动势Vind就减弱（降低）。但是，在这种情况下，也能够通过对可变电容器58的静 电电容C 58进行调节并在浮置线圈60内制作串联共振的状态或接近串联共振的状态，来得 到实用上足够大小的感应电流I IND。
[0159] 但是，在浮置线圈60内发生串联共振状态或接近串联共振的状态时，不适用上述 的近似式（3)，而是适用下面的近似式（4)。
[0160] 式（4)
[0161]
[0162] 由该式（4)可知，在浮置线圈60内发生串联共振状态或接近串联共振的状态的情 况下，感应电流Iind相对于天线电流Ikf具有90°左右的相位差。在这种情况下，当互感M 过小时，即，当式（4)的系数（MoVR 6tl)过小时，不适合实用。因此，需要该系数（MoVR6tl)大 于1，即，需要满足下面的条件式（5)。
[0163] 式（5)
[0164] ]\1?>1?6〇或者2 31邡>1?6。....（5)
[0165] 在此，如上所述，右边的R6tl为浮置线圈60的电阻，且是其线圈导体的电阻R6(C和 相当于等离子体侧的功率吸收的电阻R6tip之和（R6cc+R6(IP)，但大体上前者（R6CC)起支配作用， 在设计上，后者（R6tip)可忽略不计。
[0166] 在理论上，RF天线54及浮置线圈60为如图4或图6所示的圆环状单匝线圈，当 设两者的半径分别为a、b，且设两者间的距离为d时，互感M用下面的式（6)表示。
[0172] 作为一个例子，在同一平面上同轴地配置有半径50mm的RF天线54和半径r的浮 置线圈60的情况下，从上述的式（6)求出的互感M和角频率《的乘积Mo在如图7所示 的特性中，依赖于浮置线圈60的半径r。其中，采用f (?/2jt) =13. 56MHz。
[0173] 当作为浮置线圈60的电阻R的典型值而估算为R = I(D)时，由图7可知，如果 r <约150mm，即，浮置线圈60的半径r在RF天线54的半径（50mm)的约3倍以内，则 > 1，即，满足上述的条件式（5)。
[0174] 另外，图7的特性假设浮置线圈60在径方向上位于RF天线54的外侧。在浮置线 圈60在径方向上位于RF天线54的内侧的情况下，两者的关系相反，如果天线54的半径 (50mm)在浮置线圈60的半径r的约3倍以下，则> 1，即，上述的条件式（5)成立。换 一种看法就是，如果浮置线圈60的半径r在RF天线54的半径的约1/3倍以上，则M? > 1，即，满足上述的条件式（5)。
[0175] [实施方式2]
[0176] 接着，基于图8~图10对本发明的第二实施方式进行说明。
[0177] 图8表示的是该第二实施方式的电感耦合型等离子体蚀刻装置的构成，图9和图 10表示的是该第二实施方式的RF天线54以及浮置线圈60的配置构成（布局）和电气接 线构成。图中，在具有与上述的第一实施方式的装置（图1)同样的构成或功能的部分，附 加同一符号。
[0178] 在该第二实施方式中，RF天线54具有半径不同的圆环状的内侧天线线圈5七及外 侧天线线圈54。。在此，外侧天线线圈54。具有相当于上述的第一实施方式的RF天线54的 构成，即，具有空间地沿圆环状的一周环串联地配置且电并联地连接的多个例如两个线圈 段84 (1)、84 (2)，在径方向上，位于靠近腔室10的侧壁。
[0179] 内侧天线线圈51由具有比浮置线圈60小的口径的单一的圆形线圈段90构成，与 浮置线圈60及外侧天线线圈54。同轴地配置在同一平面上（电介质窗52的上面）。该内 侧线圈段90单体地以填埋环绕方向的一周或其大部分的方式环状地延伸，其两端90 (RF - In)、90 (RF - out)在环绕方向上隔着内侧间隙G9tl相对向或邻接。内侧线圈段90的一端即 RF入口端部90 (RF - In)经由向上方延伸的连接导体92及高频入口侧的节点乂而与来自 高频供电部62的RF供电线68连接。内侧线圈段90的另一端即RF出口端90 (RF - out) 经由向上方延伸的连接导体94及高频出口侧的节点Ne而与接地线70连接。而且，在节点 Nb和节点Ne之间，连接（插入）有作为阻抗调节部的可变电容器96。
[0180] 作为一个例子，在被处理基板即半导体晶片W的口径为300mm的情况下，内侧天线 线圈54丨、浮置线圈60及外侧天线线圈54。的口径分别选定为100mm、200mm及300mm。
[0181] 这样，根据内侧天线线圈54d线圈段90)、外侧天线线圈54。（