JP2001053060A - プラズマ処理方法及び装置 - Google Patents

プラズマ処理方法及び装置

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plasma
plasma processing
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 着火性に優れ、かつ、高いイオン飽和電流密
度が得られるプラズマ処理方法及び装置を提供する。 【解決手段】 真空容器１内にガス供給装置２から所定
のガスを導入しつつ排気装置としてのポンプ３により排
気を行い、真空容器１内を所定の圧力に保ちながら、ア
ンテナ用高周波電源４により１００ＭＨｚの高周波電力
を、アンテナ５と真空容器１との間に挟まれ、かつ、ア
ンテナ５と外形寸法がほぼ等しい誘電板６に設けられた
貫通穴７を介してアンテナ５に供給すると、真空容器１
内にプラズマが発生し、基板電極８上に載置された基板
９に対してエッチング、堆積、表面改質等のプラズマ処
理を行うことができる。また、誘電板６と誘電板６の周
辺部に設けられた誘電体リング１２との間の溝状の空間
と、アンテナ５とアンテナ５の周辺部に設けられた導体
リング１３との間の溝状の空間からなるプラズマトラッ
プ１４が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体等の電子
デバイスやマイクロマシンの製造に利用されるドライエ
ッチング、スパッタリング、プラズマＣＶＤ等のプラズ
マ処理方法及び装置に関し、特にＶＨＦ帯またはＵＨＦ
帯の高周波電力を用いて励起するプラズマを利用するプ
ラズマ処理方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体等の電子デバイスの微細化に対応
するために、高密度プラズマの利用が重要であることに
ついて、特開平８−８３６９６号公報に述べられている
が、最近は、電子密度が高くかつ電子温度の低い、低電
子温度プラズマが注目されている。
【０００３】Ｃｌ2やＳＦ6等のように負性の強いガス、
言い換えれば、負イオンが生じやすいガスをプラズマ化
したとき、電子温度が３ｅＶ程度以下になると、電子温
度が高いときに比べてより多量の負イオンが生成され
る。この現象を利用すると、正イオンの入射過多によっ
て微細パターンの底部に正電荷が蓄積されることによっ
て起きる、ノッチと呼ばれるエッチング形状異常を防止
することができ、極めて微細なパターンのエッチングを
高精度に行うことができる。
【０００４】また、シリコン酸化膜等の絶縁膜のエッチ
ングを行う際に一般的に用いられるＣｘＦｙやＣｘＨｙ
Ｆｚ（ｘ、ｙ、ｚは自然数）等の炭素及びフッ素を含む
ガスをプラズマ化したとき、電子温度が３ｅＶ程度以下
になると、電子温度が高いときに比べてガスの解離が抑
制され、とくにＦ原子やＦラジカル等の生成が抑えられ
る。Ｆ原子やＦラジカル等はシリコンをエッチングする
速度が早いため、電子温度が低い方が対シリコンエッチ
ング選択比の大きい絶縁膜エッチングが可能になる。
【０００５】また、電子温度が３ｅＶ以下になると、イ
オン温度やプラズマ電位も低下するので、プラズマＣＶ
Ｄにおける基板へのイオンダメージを低減することがで
きる。
【０００６】電子温度の低いプラズマを生成できる技術
として現在注目されているのは、ＶＨＦ帯またはＵＨＦ
帯の高周波電力を用いるプラズマ源である。
【０００７】図７は、われわれが既に提案している板状
アンテナ式プラズマ処理装置の断面図である。図７にお
いて、真空容器１内にガス供給装置２から所定のガスを
導入しつつ排気装置としてのポンプ３により排気を行
い、真空容器１内を所定の圧力に保ちながら、アンテナ
用高周波電源４により１００ＭＨｚの高周波電力を、ア
ンテナ５と真空容器１との間に挟まれ、かつ、アンテナ
５と外形寸法がほぼ等しい誘電板６に設けられた貫通穴
７を介してアンテナ５に供給すると、真空容器１内にプ
ラズマが発生し、基板電極８上に載置された基板９に対
してエッチング、堆積、表面改質等のプラズマ処理を行
うことができる。このとき、図７に示すように、基板電
極８にも基板電極用高周波電源１０により高周波電力を
供給することで、基板９に到達するイオンエネルギーを
制御することができる。また、アンテナ５の表面は、絶
縁カバー１１により覆われている。
【０００８】また、アンテナ５とアンテナ５の周辺部に
設けられた導体リング１３との間の溝状の空間からなる
プラズマトラップ１４が設けられている。このような構
成により、アンテナ５から放射された電磁波がプラズマ
トラップ１４で強められ、また、低電子温度プラズマで
はホローカソード放電が起きやすい傾向があるため、固
体表面で囲まれたプラズマトラップ１４で高密度のプラ
ズマ（ホローカソード放電）が生成しやすくなる。した
がって、真空容器１内では、プラズマ密度がプラズマト
ラップ１４で最も高くなり、拡散によって基板９近傍ま
でプラズマが輸送されることで、より均一なプラズマが
得られる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示した従来の方式では、低圧で着火（放電開始）しにく
いという問題点があった。真空容器１内に塩素ガスを供
給し、ＶＨＦパワー１０００Ｗをアンテナ５に印加した
場合、０．３Ｐａ以下では着火しないことがわかった。
また、図７に示した従来の方式では、基板９近傍でのイ
オン飽和電流密度が低く、真空容器１内に塩素ガスを供
給し、ＶＨＦパワー１０００Ｗをアンテナ５に印加した
場合、１Ｐａで１．４１ｍＡ／ｃｍ2であった。
【００１０】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、着火
性に優れ、かつ、高いイオン飽和電流密度が得られるプ
ラズマ処理方法及び装置を提供することを目的としてい
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本願の第１発明のプラズ
マ処理方法は、真空容器内にガスを供給しつつ真空容器
内を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、
真空容器内の基板電極に載置された基板に対向して真空
容器内に設けられたアンテナに、アンテナと真空容器と
の間に挟まれ、かつ、アンテナと外形寸法がほぼ等しい
誘電板に設けられた貫通穴を介して周波数５０ＭＨｚ乃
至３ＧＨｚの高周波電力を印加することにより、真空容
器内にプラズマを発生させ、基板を処理するプラズマ処
理方法であって、誘電板と誘電板の周辺部に設けられた
誘電体リングとの間の溝状の空間と、アンテナとアンテ
ナの周辺部に設けられた導体リングとの間の溝状の空間
からなるプラズマトラップによって、基板上のプラズマ
分布が制御された状態で基板を処理することを特徴とす
る。
【００１２】本願の第２発明のプラズマ処理方法は、真
空容器内にガスを供給しつつ真空容器内を排気し、真空
容器内を所定の圧力に制御しながら、真空容器内の基板
電極に載置された基板に対向して真空容器内に設けられ
たアンテナに、アンテナと真空容器との間に挟まれ、か
つ、アンテナよりも外形寸法が大きい誘電板に設けられ
た貫通穴を介して周波数５０ＭＨｚ乃至３ＧＨｚの高周
波電力を印加することにより、真空容器内にプラズマを
発生させ、基板を処理するプラズマ処理方法であって、
アンテナとアンテナの周辺部に設けられた導体リングと
の間の溝状の空間からなるプラズマトラップによって、
基板上のプラズマ分布が制御された状態で基板を処理す
ることを特徴とする。
【００１３】本願の第３発明のプラズマ処理方法は、真
空容器内にガスを供給しつつ真空容器内を排気し、真空
容器内を所定の圧力に制御しながら、真空容器内の基板
電極に載置された基板に対向して真空容器内に設けられ
たアンテナに、アンテナと真空容器との間に挟まれ、か
つ、アンテナよりも外形寸法が大きい誘電板に設けられ
た貫通穴を介して周波数５０ＭＨｚ乃至３ＧＨｚの高周
波電力を印加することにより、真空容器内にプラズマを
発生させ、基板を処理するプラズマ処理方法であって、
アンテナとアンテナの周辺部に設けられた導体リングと
の間の溝状の空間と、誘電板と導体リングとの間の溝状
の空間からなるプラズマトラップによって、基板上のプ
ラズマ分布が制御された状態で基板を処理することを特
徴とする。
【００１４】本願の第１、第２、または第３発明のプラ
ズマ処理方法において、好適には、アンテナに等方的な
電磁界分布をもたらすために、アンテナと真空容器とを
短絡するショートピンを設けることが望ましい。
【００１５】また、好適には、アンテナの表面が絶縁カ
バーにより覆われていることが望ましい。
【００１６】本願の第１、第２、または第３発明のプラ
ズマ処理方法において、誘電板が異なる材質の複数の誘
電板からなる構成であってもよい。
【００１７】本願の第１、第２、または第３発明のプラ
ズマ処理方法は、とくに、真空容器内に直流磁界が存在
しない場合に効果的なプラズマ処理方法である。
【００１８】本願の第４発明のプラズマ処理装置は、真
空容器と、真空容器内にガスを供給するためのガス供給
装置と、真空容器内を排気するための排気装置と、真空
容器内に基板を載置するための基板電極と、基板電極に
対向して設けられたアンテナと、アンテナと真空容器と
の間に挟まれ、かつ、アンテナと外形寸法がほぼ等しい
誘電板と、誘電板に設けられた貫通穴を介してアンテナ
に周波数５０ＭＨｚ乃至３ＧＨｚの高周波電力を供給す
ることのできる高周波電源とを備えたプラズマ処理装置
であって、誘電板と誘電板の周辺部に設けられた誘電体
リングとの間の溝状の空間と、アンテナとアンテナの周
辺部に設けられた導体リングとの間の溝状の空間からな
るプラズマトラップが設けられていることを特徴とす
る。
【００１９】本願の第５発明のプラズマ処理装置は、真
空容器と、真空容器内にガスを供給するためのガス供給
装置と、真空容器内を排気するための排気装置と、真空
容器内に基板を載置するための基板電極と、基板電極に
対向して設けられたアンテナと、アンテナと真空容器と
の間に挟まれ、かつ、アンテナよりも外形寸法が大きい
誘電板と、誘電板に設けられた貫通穴を介してアンテナ
に周波数５０ＭＨｚ乃至３ＧＨｚの高周波電力を供給す
ることのできる高周波電源とを備えたプラズマ処理装置
であって、アンテナとアンテナの周辺部に設けられた導
体リングとの間の溝状の空間からなるプラズマトラップ
が設けられていることを特徴とする。
【００２０】本願の第６発明のプラズマ処理装置は、真
空容器と、真空容器内にガスを供給するためのガス供給
装置と、真空容器内を排気するための排気装置と、真空
容器内に基板を載置するための基板電極と、基板電極に
対向して設けられたアンテナと、アンテナと真空容器と
の間に挟まれ、かつ、アンテナよりも外形寸法が大きい
誘電板と、誘電板に設けられた貫通穴を介してアンテナ
に周波数５０ＭＨｚ乃至３ＧＨｚの高周波電力を供給す
ることのできる高周波電源とを備えたプラズマ処理装置
であって、アンテナとアンテナの周辺部に設けられた導
体リングとの間の溝状の空間と、誘電板と導体リングと
の間の溝状の空間からなるプラズマトラップが設けられ
ていることを特徴とする。
【００２１】本願の第４、第５、または第６発明のプラ
ズマ処理装置において、好適には、アンテナと真空容器
とを短絡するショートピンを設けることが望ましい。
【００２２】また、アンテナの表面が絶縁カバーにより
覆われていることが望ましい。
【００２３】本願の第４、第５、または第６発明のプラ
ズマ処理装置において、誘電板が異なる材質の複数の誘
電板からなる構成であってもよい。
【００２４】本願の第４、第５、または第６発明のプラ
ズマ処理装置は、とくに、真空容器内に直流磁界を印加
するためのコイルまたは永久磁石を備えていない場合に
効果的なプラズマ処理装置である。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施形態につ
いて、図１を参照して説明する。
【００２６】図１に、本発明の第１実施形態において用
いたプラズマ処理装置の断面図を示す。図１において、
真空容器１内にガス供給装置２から所定のガスを導入し
つつ排気装置としてのポンプ３により排気を行い、真空
容器１内を所定の圧力に保ちながら、アンテナ用高周波
電源４により１００ＭＨｚの高周波電力を、アンテナ５
と真空容器１との間に挟まれ、かつ、アンテナ５と外形
寸法がほぼ等しい誘電板６に設けられた貫通穴７を介し
てアンテナ５に供給すると、真空容器１内にプラズマが
発生し、基板電極８上に載置された基板９に対してエッ
チング、堆積、表面改質等のプラズマ処理を行うことが
できる。このとき、図１に示すように、基板電極８にも
基板電極用高周波電源１０により高周波電力を供給する
ことで、基板９に到達するイオンエネルギーを制御する
ことができる。また、アンテナ５の表面は、絶縁カバー
１１により覆われている。
【００２７】また、誘電板６と誘電板６の周辺部に設け
られた誘電体リング１２との間の溝状の空間と、アンテ
ナ５とアンテナ５の周辺部に設けられた導体リング１３
との間の溝状の空間からなるプラズマトラップ１４が設
けられている。図７に示す従来例では、アンテナ５から
放射される電磁波は、導体リング１３で反射されるた
め、プラズマトラップ１４での電界は比較的小さくな
る。一方、図１に示す本発明の第１実施形態では、アン
テナ５から放射される電磁波は、プラズマトラップ１４
を通過して誘電体リング１２の中に進入し、真空容器１
の側壁１’で反射されるため、従来例に比べてプラズマ
トラップ１４での電界が強くなるものと考えられる。
【００２８】図１に示す本発明の第１実施形態において
用いたプラズマ処理装置において、真空容器１内に塩素
ガスを供給し、ＶＨＦパワー１０００Ｗをアンテナ５に
印加した場合、０．１Ｐａでも着火することが確認でき
た。また、真空容器１内に塩素ガスを供給し、ＶＨＦパ
ワー１０００Ｗをアンテナ５に印加した場合、１Ｐａで
基板９近傍でのイオン飽和電流密度は２．２４ｍＡ／ｃ
ｍ2となり、従来例に比べて約５８％もの向上が見られ
た。
【００２９】次に、本発明の第２実施形態について、図
２を参照して説明する。
【００３０】図２に、本発明の第２実施形態において用
いたプラズマ処理装置の断面図を示す。図２において、
真空容器１内にガス供給装置２から所定のガスを導入し
つつ排気装置としてのポンプ３により排気を行い、真空
容器１内を所定の圧力に保ちながら、アンテナ用高周波
電源４により１００ＭＨｚの高周波電力を、アンテナ５
と真空容器１との間に挟まれ、かつ、アンテナ５よりも
外形寸法が大きい誘電板６に設けられた貫通穴７を介し
てアンテナ５に供給すると、真空容器１内にプラズマが
発生し、基板電極８上に載置された基板９に対してエッ
チング、堆積、表面改質等のプラズマ処理を行うことが
できる。このとき、図２に示すように、基板電極８にも
基板電極用高周波電源１０により高周波電力を供給する
ことで、基板９に到達するイオンエネルギーを制御する
ことができる。また、アンテナ５の表面は、絶縁カバー
１１により覆われている。
【００３１】また、アンテナ５とアンテナ５の周辺部に
設けられた導体リング１３との間の溝状の空間からなる
プラズマトラップ１４が設けられている。本発明の第２
実施形態においては、アンテナ５から放射される電磁波
は、誘電板６全体に広がり、真空容器１の側壁１’で反
射されるため、従来例に比べてプラズマトラップ１４で
の電界が強くなるものと考えられる。
【００３２】図２に示す本発明の第２実施形態において
用いたプラズマ処理装置において、真空容器１内に塩素
ガスを供給し、ＶＨＦパワー１０００Ｗをアンテナ５に
印加した場合、０．１Ｐａでも着火することが確認でき
た。また、真空容器１内に塩素ガスを供給し、ＶＨＦパ
ワー１０００Ｗをアンテナ５に印加した場合、１Ｐａで
基板９近傍でのイオン飽和電流密度は１．９５ｍＡ／ｃ
ｍ2となり、従来例に比べて約３８％もの向上が見られ
た。
【００３３】次に、本発明の第３実施形態について、図
３を参照して説明する。
【００３４】図３に、本発明の第２実施形態において用
いたプラズマ処理装置の断面図を示す。図２において、
真空容器１内にガス供給装置２から所定のガスを導入し
つつ排気装置としてのポンプ３により排気を行い、真空
容器１内を所定の圧力に保ちながら、アンテナ用高周波
電源４により１００ＭＨｚの高周波電力を、アンテナ５
と真空容器１との間に挟まれ、かつ、アンテナ５よりも
外形寸法が大きい誘電板６に設けられた貫通穴７を介し
てアンテナ５に供給すると、真空容器１内にプラズマが
発生し、基板電極８上に載置された基板９に対してエッ
チング、堆積、表面改質等のプラズマ処理を行うことが
できる。このとき、図３に示すように、基板電極８にも
基板電極用高周波電源１０により高周波電力を供給する
ことで、基板９に到達するイオンエネルギーを制御する
ことができる。また、アンテナ５の表面は、絶縁カバー
１１により覆われている。
【００３５】また、アンテナ５とアンテナ５の周辺部に
設けられた導体リング１３との間の溝状の空間と、誘電
板６と導体リング１３との間の溝状の空間からなるプラ
ズマトラップ１４が設けられている。本発明の第３実施
形態においては、アンテナ５から放射される電磁波は、
誘電板６全体に広がり、真空容器１の側壁１’で反射さ
れるため、従来例に比べてプラズマトラップ１４での電
界が強くなるものと考えられる。
【００３６】図３に示す本発明の第３実施形態において
用いたプラズマ処理装置において、真空容器１内に塩素
ガスを供給し、ＶＨＦパワー１０００Ｗをアンテナ５に
印加した場合、０．１Ｐａでも着火することが確認でき
た。また、真空容器１内に塩素ガスを供給し、ＶＨＦパ
ワー１０００Ｗをアンテナ５に印加した場合、１Ｐａで
基板９近傍でのイオン飽和電流密度は１．７２ｍＡ／ｃ
ｍ2となり、従来例に比べて約２２％もの向上が見られ
た。
【００３７】以上述べた本発明の実施形態においては、
本発明の適用範囲のうち、真空容器の形状、アンテナの
形状及び配置、誘電体の形状及び配置等に関して様々な
バリエーションのうちの一部を例示したに過ぎない。本
発明の適用にあたり、ここで例示した以外にも様々なバ
リエーションが考えられることは、いうまでもない。
【００３８】また、以上述べた本発明の実施形態におい
て、アンテナに１００ＭＨｚの高周波電力を供給する場
合について説明したが、周波数はこれに限定されるもの
ではなく、５０ＭＨｚ乃至３ＧＨｚの周波数を用いるプ
ラズマ処理方法及び装置において、本発明は有効であ
る。
【００３９】また、図４に示す本発明の第４実施形態の
ように、アンテナ５をショートピン１５により接地する
ことにより、より等方的な電磁界分布を得ることができ
る。図５のアンテナ５の平面図に示すように、ショート
ピン１５は３ヶ所に設けられており、それぞれのショー
トピン１５がアンテナ５の中心に対して等配置されてい
る。
【００４０】また、以上述べた本発明の実施形態におい
て、アンテナの表面が絶縁カバーにより覆われている場
合について説明したが、絶縁カバーは無くてもよい。た
だし、絶縁カバーが無いと、アンテナを構成する物質に
よる基板の汚染等の問題が発生する可能性があるため、
汚染に敏感な処理を行う際には、絶縁カバーを設けた方
がよい。また、絶縁カバーが無い場合は、アンテナとプ
ラズマとの容量的な結合の割合が増大し、基板中央部の
プラズマ密度が高まる傾向があるため、使用するガス種
やガス圧力によっては、絶縁カバーが無い場合の方が均
一なプラズマ分布を得られることもある。
【００４１】また、図６に示す本発明の第５実施形態の
ように、誘電板６が異なる材質の複数の誘電板６ａ、６
ｂからなる構成であってもよい。
【００４２】また、以上述べた本発明の実施形態におい
て、真空容器内に直流磁界が存在しない場合について説
明したが、高周波電力がプラズマ中に浸入できるように
なるほどの大きな直流磁界が存在しない場合、例えば、
着火性の改善のために数十ガウス程度の小さな直流磁界
を用いる場合においても、本発明は有効である。しか
し、本発明は、真空容器内に直流磁界が存在しない場合
にとくに有効である。
【００４３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本願の
第１発明のプラズマ処理方法によれば、真空容器内にガ
スを供給しつつ真空容器内を排気し、真空容器内を所定
の圧力に制御しながら、真空容器内の基板電極に載置さ
れた基板に対向して真空容器内に設けられたアンテナ
に、アンテナと真空容器との間に挟まれ、かつ、アンテ
ナと外形寸法がほぼ等しい誘電板に設けられた貫通穴を
介して周波数５０ＭＨｚ乃至３ＧＨｚの高周波電力を印
加することにより、真空容器内にプラズマを発生させ、
基板を処理するプラズマ処理方法であって、誘電板と誘
電板の周辺部に設けられた誘電体リングとの間の溝状の
空間と、アンテナとアンテナの周辺部に設けられた導体
リングとの間の溝状の空間からなるプラズマトラップに
よって、基板上のプラズマ分布が制御された状態で基板
を処理するため、着火性に優れ、かつ、高いイオン飽和
電流密度が得られるプラズマ処理方法を提供することが
できる。
【００４４】また、本願の第２発明のプラズマ処理方法
によれば、真空容器内にガスを供給しつつ真空容器内を
排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、真空
容器内の基板電極に載置された基板に対向して真空容器
内に設けられたアンテナに、アンテナと真空容器との間
に挟まれ、かつ、アンテナよりも外形寸法が大きい誘電
板に設けられた貫通穴を介して周波数５０ＭＨｚ乃至３
ＧＨｚの高周波電力を印加することにより、真空容器内
にプラズマを発生させ、基板を処理するプラズマ処理方
法であって、アンテナとアンテナの周辺部に設けられた
導体リングとの間の溝状の空間からなるプラズマトラッ
プによって、基板上のプラズマ分布が制御された状態で
基板を処理するため、着火性に優れ、かつ、高いイオン
飽和電流密度が得られるプラズマ処理方法を提供するこ
とができる。
【００４５】また、本願の第３発明のプラズマ処理方法
によれば、真空容器内にガスを供給しつつ真空容器内を
排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、真空
容器内の基板電極に載置された基板に対向して真空容器
内に設けられたアンテナに、アンテナと真空容器との間
に挟まれ、かつ、アンテナよりも外形寸法が大きい誘電
板に設けられた貫通穴を介して周波数５０ＭＨｚ乃至３
ＧＨｚの高周波電力を印加することにより、真空容器内
にプラズマを発生させ、基板を処理するプラズマ処理方
法であって、アンテナとアンテナの周辺部に設けられた
導体リングとの間の溝状の空間と、誘電板と導体リング
との間の溝状の空間からなるプラズマトラップによっ
て、基板上のプラズマ分布が制御された状態で基板を処
理するため、着火性に優れ、かつ、高いイオン飽和電流
密度が得られるプラズマ処理方法を提供することができ
る。
【００４６】また、本願の第４発明のプラズマ処理装置
によれば、真空容器と、真空容器内にガスを供給するた
めのガス供給装置と、真空容器内を排気するための排気
装置と、真空容器内に基板を載置するための基板電極
と、基板電極に対向して設けられたアンテナと、アンテ
ナと真空容器との間に挟まれ、かつ、アンテナと外形寸
法がほぼ等しい誘電板と、誘電板に設けられた貫通穴を
介してアンテナに周波数５０ＭＨｚ乃至３ＧＨｚの高周
波電力を供給することのできる高周波電源とを備えたプ
ラズマ処理装置であって、誘電板と誘電板の周辺部に設
けられた誘電体リングとの間の溝状の空間と、アンテナ
とアンテナの周辺部に設けられた導体リングとの間の溝
状の空間からなるプラズマトラップが設けられているた
め、着火性に優れ、かつ、高いイオン飽和電流密度が得
られるプラズマ処理装置を提供することができる。
【００４７】また、本願の第５発明のプラズマ処理装置
によれば、真空容器と、真空容器内にガスを供給するた
めのガス供給装置と、真空容器内を排気するための排気
装置と、真空容器内に基板を載置するための基板電極
と、基板電極に対向して設けられたアンテナと、アンテ
ナと真空容器との間に挟まれ、かつ、アンテナよりも外
形寸法が大きい誘電板と、誘電板に設けられた貫通穴を
介してアンテナに周波数５０ＭＨｚ乃至３ＧＨｚの高周
波電力を供給することのできる高周波電源とを備えたプ
ラズマ処理装置であって、アンテナとアンテナの周辺部
に設けられた導体リングとの間の溝状の空間からなるプ
ラズマトラップが設けられているため、着火性に優れ、
かつ、高いイオン飽和電流密度が得られるプラズマ処理
装置を提供することができる。
【００４８】また、本願の第６発明のプラズマ処理装置
によれば、真空容器と、真空容器内にガスを供給するた
めのガス供給装置と、真空容器内を排気するための排気
装置と、真空容器内に基板を載置するための基板電極
と、基板電極に対向して設けられたアンテナと、アンテ
ナと真空容器との間に挟まれ、かつ、アンテナよりも外
形寸法が大きい誘電板と、誘電板に設けられた貫通穴を
介してアンテナに周波数５０ＭＨｚ乃至３ＧＨｚの高周
波電力を供給することのできる高周波電源とを備えたプ
ラズマ処理装置であって、アンテナとアンテナの周辺部
に設けられた導体リングとの間の溝状の空間と、誘電板
と導体リングとの間の溝状の空間からなるプラズマトラ
ップが設けられているため、着火性に優れ、かつ、高い
イオン飽和電流密度が得られるプラズマ処理装置を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態で用いたプラズマ処理装
置の構成を示す断面図
【図２】本発明の第２実施形態で用いたプラズマ処理装
置の構成を示す断面図
【図３】本発明の第３実施形態で用いたプラズマ処理装
置の構成を示す断面図
【図４】本発明の第４実施形態で用いたプラズマ処理装
置の構成を示す断面図
【図５】本発明の第４実施形態で用いたアンテナの平面
図
【図６】本発明の第５実施形態で用いたプラズマ処理装
置の構成を示す断面図
【図７】従来例で用いたプラズマ処理装置の構成を示す
断面図
【符号の説明】
１ 真空容器 ２ ガス供給装置 ３ ポンプ ４ アンテナ用高周波電源 ５ アンテナ ６ 誘電板 ７ 貫通穴 ８ 基板電極 ９ 基板 １０ 基板電極用高周波電源 １１ 絶縁カバー １２ 誘電体リング １３ 導体リング １４ プラズマトラップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｍ Ｆターム(参考） 4K030 FA04 JA18 KA30 KA45 4K057 DA16 DE01 DE06 DM16 DM28 DN01 5F004 AA16 BA20 BB11 BB18 BC08 DA04 DA18 5F045 AA08 DP04 DQ10 EH02 EH19

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 真空容器内にガスを供給しつつ真空容器
    内を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、
    真空容器内の基板電極に載置された基板に対向して真空
    容器内に設けられたアンテナに、アンテナと真空容器と
    の間に挟まれ、かつ、アンテナと外形寸法がほぼ等しい
    誘電板に設けられた貫通穴を介して周波数５０ＭＨｚ乃
    至３ＧＨｚの高周波電力を印加することにより、真空容
    器内にプラズマを発生させ、基板を処理するプラズマ処
    理方法であって、誘電板と誘電板の周辺部に設けられた
    誘電体リングとの間の溝状の空間と、アンテナとアンテ
    ナの周辺部に設けられた導体リングとの間の溝状の空間
    からなるプラズマトラップによって、基板上のプラズマ
    分布が制御された状態で基板を処理することを特徴とす
    るプラズマ処理方法。
  2. 【請求項２】 真空容器内にガスを供給しつつ真空容器
    内を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、
    真空容器内の基板電極に載置された基板に対向して真空
    容器内に設けられたアンテナに、アンテナと真空容器と
    の間に挟まれ、かつ、アンテナよりも外形寸法が大きい
    誘電板に設けられた貫通穴を介して周波数５０ＭＨｚ乃
    至３ＧＨｚの高周波電力を印加することにより、真空容
    器内にプラズマを発生させ、基板を処理するプラズマ処
    理方法であって、アンテナとアンテナの周辺部に設けら
    れた導体リングとの間の溝状の空間からなるプラズマト
    ラップによって、基板上のプラズマ分布が制御された状
    態で基板を処理することを特徴とするプラズマ処理方
    法。
  3. 【請求項３】 真空容器内にガスを供給しつつ真空容器
    内を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、
    真空容器内の基板電極に載置された基板に対向して真空
    容器内に設けられたアンテナに、アンテナと真空容器と
    の間に挟まれ、かつ、アンテナよりも外形寸法が大きい
    誘電板に設けられた貫通穴を介して周波数５０ＭＨｚ乃
    至３ＧＨｚの高周波電力を印加することにより、真空容
    器内にプラズマを発生させ、基板を処理するプラズマ処
    理方法であって、アンテナとアンテナの周辺部に設けら
    れた導体リングとの間の溝状の空間と、誘電板と導体リ
    ングとの間の溝状の空間からなるプラズマトラップによ
    って、基板上のプラズマ分布が制御された状態で基板を
    処理することを特徴とするプラズマ処理方法。
  4. 【請求項４】 アンテナに等方的な電磁界分布をもたら
    すために、アンテナと真空容器とを短絡するショートピ
    ンを設けたことを特徴とする、請求項１、２、または３
    記載のプラズマ処理方法。
  5. 【請求項５】 アンテナの表面が絶縁カバーにより覆わ
    れていることを特徴とする、請求項１、２、または３記
    載のプラズマ処理方法。
  6. 【請求項６】 誘電板が異なる材質の複数の誘電板から
    なることを特徴とする、請求項１、２、または３記載の
    プラズマ処理方法。
  7. 【請求項７】 真空容器内に直流磁界が存在しないこと
    を特徴とする、請求項１、２、または３記載のプラズマ
    処理方法。
  8. 【請求項８】 真空容器と、真空容器内にガスを供給す
    るためのガス供給装置と、真空容器内を排気するための
    排気装置と、真空容器内に基板を載置するための基板電
    極と、基板電極に対向して設けられたアンテナと、アン
    テナと真空容器との間に挟まれ、かつ、アンテナと外形
    寸法がほぼ等しい誘電板と、誘電板に設けられた貫通穴
    を介してアンテナに周波数５０ＭＨｚ乃至３ＧＨｚの高
    周波電力を供給することのできる高周波電源とを備えた
    プラズマ処理装置であって、誘電板と誘電板の周辺部に
    設けられた誘電体リングとの間の溝状の空間と、アンテ
    ナとアンテナの周辺部に設けられた導体リングとの間の
    溝状の空間からなるプラズマトラップが設けられている
    ことを特徴とするプラズマ処理装置。
  9. 【請求項９】 真空容器と、真空容器内にガスを供給す
    るためのガス供給装置と、真空容器内を排気するための
    排気装置と、真空容器内に基板を載置するための基板電
    極と、基板電極に対向して設けられたアンテナと、アン
    テナと真空容器との間に挟まれ、かつ、アンテナよりも
    外形寸法が大きい誘電板と、誘電板に設けられた貫通穴
    を介してアンテナに周波数５０ＭＨｚ乃至３ＧＨｚの高
    周波電力を供給することのできる高周波電源とを備えた
    プラズマ処理装置であって、アンテナとアンテナの周辺
    部に設けられた導体リングとの間の溝状の空間からなる
    プラズマトラップが設けられていることを特徴とするプ
    ラズマ処理装置。
  10. 【請求項１０】 真空容器と、真空容器内にガスを供給
    するためのガス供給装置と、真空容器内を排気するため
    の排気装置と、真空容器内に基板を載置するための基板
    電極と、基板電極に対向して設けられたアンテナと、ア
    ンテナと真空容器との間に挟まれ、かつ、アンテナより
    も外形寸法が大きい誘電板と、誘電板に設けられた貫通
    穴を介してアンテナに周波数５０ＭＨｚ乃至３ＧＨｚの
    高周波電力を供給することのできる高周波電源とを備え
    たプラズマ処理装置であって、アンテナとアンテナの周
    辺部に設けられた導体リングとの間の溝状の空間と、誘
    電板と導体リングとの間の溝状の空間からなるプラズマ
    トラップが設けられていることを特徴とするプラズマ処
    理装置。
  11. 【請求項１１】 アンテナと真空容器とを短絡するショ
    ートピンを設けたことを特徴とする、請求項８、９、ま
    たは１０記載のプラズマ処理装置。
  12. 【請求項１２】 アンテナの表面が絶縁カバーにより覆
    われていることを特徴とする、請求項８、９、または１
    ０記載のプラズマ処理装置。
  13. 【請求項１３】 誘電板が異なる材質の複数の誘電板か
    らなることを特徴とする、請求項８、９、または１０記
    載のプラズマ処理装置。
  14. 【請求項１４】 真空容器内に直流磁界を印加するため
    のコイルまたは永久磁石を備えていないことを特徴とす
    る、請求項８、９、または１０記載のプラズマ処理装
    置。
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