JP2001060581A - プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 - Google Patents
プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 より微細化に対応可能な高密度プラズマを用
いたプラズマ処理において、電極表面における電界分布
の不均一を小さくすることが可能であり、プラズマ密度
を均一にすることが可能な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。 【解決手段】 チャンバー内に相対向するように設けら
れた第１および第２の電極21,5を配置し、給電面である
第１の電極21の第２の電極5に対向する面と反対側の面
から微小離隔して給電板52を配置し、給電板52におけ
る、第１の電極21の給電面の中心に対応する位置から径
方向にずれた位置に給電棒51を接続し、給電板52を回転
させて、給電棒51の給電位置を前記第１の電極の給電面
上で回転させる。このようにして給電して、第１および
第２の電極間21,5に高周波電界を形成することによりプ
ラズマを形成し、基板Ｗにプラズマ処理を施す。
いたプラズマ処理において、電極表面における電界分布
の不均一を小さくすることが可能であり、プラズマ密度
を均一にすることが可能な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。 【解決手段】 チャンバー内に相対向するように設けら
れた第１および第２の電極21,5を配置し、給電面である
第１の電極21の第２の電極5に対向する面と反対側の面
から微小離隔して給電板52を配置し、給電板52におけ
る、第１の電極21の給電面の中心に対応する位置から径
方向にずれた位置に給電棒51を接続し、給電板52を回転
させて、給電棒51の給電位置を前記第１の電極の給電面
上で回転させる。このようにして給電して、第１および
第２の電極間21,5に高周波電界を形成することによりプ
ラズマを形成し、基板Ｗにプラズマ処理を施す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板等の基
板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置およびプラズ
マ処理方法に関する。
板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置およびプラズ
マ処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば半導体デバイスの製造プロセスに
おいては、被処理基板である半導体ウエハに対して、エ
ッチングやスパッタリング、ＣＶＤ（化学気相成長）等
のプラズマ処理が多用されている。
おいては、被処理基板である半導体ウエハに対して、エ
ッチングやスパッタリング、ＣＶＤ（化学気相成長）等
のプラズマ処理が多用されている。
【０００３】このようなプラズマ処理を行うためのプラ
ズマ処理装置としては、種々のものが用いられている
が、その中でも容量結合型平行平板プラズマ処理装置が
主流である。
ズマ処理装置としては、種々のものが用いられている
が、その中でも容量結合型平行平板プラズマ処理装置が
主流である。
【０００４】容量結合型平行平板プラズマ処理装置は、
チャンバー内に一対の平行平板電極（上部および下部電
極）を配置し、処理ガスをチャンバー内に導入するとと
もに、電極の一方に高周波を印加して電極間に高周波電
界を形成し、この高周波電界により処理ガスのプラズマ
を形成して半導体ウエハに対してプラズマ処理を施す。
チャンバー内に一対の平行平板電極（上部および下部電
極）を配置し、処理ガスをチャンバー内に導入するとと
もに、電極の一方に高周波を印加して電極間に高周波電
界を形成し、この高周波電界により処理ガスのプラズマ
を形成して半導体ウエハに対してプラズマ処理を施す。
【０００５】このような容量結合型平行平板プラズマ処
理装置により半導体ウエハ上の膜、例えば酸化膜をエッ
チングする場合には、チャンバー内を中圧にして、中密
度プラズマを形成することにより、最適ラジカル制御が
可能であり、それによって適切なプラズマ状態を得るこ
とができ、高い選択比で、安定性および再現性の高いエ
ッチングを実現している。
理装置により半導体ウエハ上の膜、例えば酸化膜をエッ
チングする場合には、チャンバー内を中圧にして、中密
度プラズマを形成することにより、最適ラジカル制御が
可能であり、それによって適切なプラズマ状態を得るこ
とができ、高い選択比で、安定性および再現性の高いエ
ッチングを実現している。
【０００６】しかしながら、近年、ＵＬＳＩにおけるデ
ザインルールの微細化がますます進み、ホール形状のア
スペクト比もより高いものが要求されており、酸化膜の
エッチング等において従来の条件では必ずしも十分とは
いえなくなりつつある。
ザインルールの微細化がますます進み、ホール形状のア
スペクト比もより高いものが要求されており、酸化膜の
エッチング等において従来の条件では必ずしも十分とは
いえなくなりつつある。
【０００７】そこで、印加する高周波電力の周波数を上
昇させ、良好なプラズマの解離状態を維持しつつ、高密
度プラズマを形成することが試みられている。これによ
り、より低圧の条件下で適切なプラズマを形成すること
ができるので、さらなるデザインルールの微細化に適切
に対応することが可能となる。
昇させ、良好なプラズマの解離状態を維持しつつ、高密
度プラズマを形成することが試みられている。これによ
り、より低圧の条件下で適切なプラズマを形成すること
ができるので、さらなるデザインルールの微細化に適切
に対応することが可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、本発明者の
検討結果によれば、このように印加する高周波電力の周
波数を上昇させ、プラズマ密度を上昇させた場合には、
以下のような新たな問題が生じることが判明した。
検討結果によれば、このように印加する高周波電力の周
波数を上昇させ、プラズマ密度を上昇させた場合には、
以下のような新たな問題が生じることが判明した。
【０００９】従来、上部電極への給電は給電棒を介して
行っており、この給電棒は上部電極の裏面の中心位置に
設けられているが、高密度プラズマを形成するために印
加周波数を上昇させると、高周波電流は電極のごく表面
しか流れないようになり、給電棒から上部電極に供給さ
れた高周波電力は、電極裏面を通って電極の円周方向に
至り、電極のプラズマ接触面を円周側から中心に向かっ
て徐々に供給される。また、上部電極の円周部分は絶縁
体（容量成分）で囲まれており、絶縁体の外側のチャン
バーは保安接地されている。このため、上部電極のプラ
ズマ接触面で干渉作用により定在波が形成され、電極径
方向での電界分布が不均一になる。
行っており、この給電棒は上部電極の裏面の中心位置に
設けられているが、高密度プラズマを形成するために印
加周波数を上昇させると、高周波電流は電極のごく表面
しか流れないようになり、給電棒から上部電極に供給さ
れた高周波電力は、電極裏面を通って電極の円周方向に
至り、電極のプラズマ接触面を円周側から中心に向かっ
て徐々に供給される。また、上部電極の円周部分は絶縁
体（容量成分）で囲まれており、絶縁体の外側のチャン
バーは保安接地されている。このため、上部電極のプラ
ズマ接触面で干渉作用により定在波が形成され、電極径
方向での電界分布が不均一になる。
【００１０】このように電界分布が不均一になるとプラ
ズマ密度が不均一となり、エッチングではエッチングレ
ート分布が不均一となるため、このような電界分布不均
一の原因を取り除いてエッチングレート分布を均一にす
ることが必要となる。
ズマ密度が不均一となり、エッチングではエッチングレ
ート分布が不均一となるため、このような電界分布不均
一の原因を取り除いてエッチングレート分布を均一にす
ることが必要となる。
【００１１】しかしながら、従来、このような高密度プ
ラズマを用いた場合の問題点が必ずしも明確に認識され
ていたわけではなく、上記のような電界分布不均一を解
消しようとする試みは未だ十分になされていないのが現
状である。
ラズマを用いた場合の問題点が必ずしも明確に認識され
ていたわけではなく、上記のような電界分布不均一を解
消しようとする試みは未だ十分になされていないのが現
状である。
【００１２】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、より微細化に対応可能な高密度プラズマを用
いたプラズマ処理において、電極表面における電界分布
の不均一を小さくすることが可能であり、プラズマ密度
を均一にすることが可能な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を目的とする。
であって、より微細化に対応可能な高密度プラズマを用
いたプラズマ処理において、電極表面における電界分布
の不均一を小さくすることが可能であり、プラズマ密度
を均一にすることが可能な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を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１の観点によれば、被処理基板が収容さ
れるチャンバーと、チャンバー内に相対向するように設
けられた第１および第２の電極と、前記第１の電極に整
合器を介して高周波電力を印加する高周波電源と、前記
第１の電極の前記第２の電極に対向する面と反対側の面
に前記高周波電源から高周波電力を給電する給電部材
と、前記給電部材の給電位置を移動させる移動機構と、
前記チャンバー内を所定の減圧状態に維持する排気手段
と、前記チャンバー内に処理ガスを導入する処理ガス導
入手段とを具備し、前記高周波電力により処理ガスをプ
ラズマ化してプラズマ処理を行うことを特徴とするプラ
ズマ処理装置が提供される（請求項１）。
に、本発明の第１の観点によれば、被処理基板が収容さ
れるチャンバーと、チャンバー内に相対向するように設
けられた第１および第２の電極と、前記第１の電極に整
合器を介して高周波電力を印加する高周波電源と、前記
第１の電極の前記第２の電極に対向する面と反対側の面
に前記高周波電源から高周波電力を給電する給電部材
と、前記給電部材の給電位置を移動させる移動機構と、
前記チャンバー内を所定の減圧状態に維持する排気手段
と、前記チャンバー内に処理ガスを導入する処理ガス導
入手段とを具備し、前記高周波電力により処理ガスをプ
ラズマ化してプラズマ処理を行うことを特徴とするプラ
ズマ処理装置が提供される（請求項１）。
【００１４】本発明の第２の観点によれば、被処理基板
が収容されるチャンバーと、チャンバー内に相対向する
ように設けられた第１および第２の電極と、前記第１の
電極に整合器を介して高周波電力を供給する高周波電源
と、前記第１の電極の前記第２の電極に対向する面と反
対側の面に前記高周波電源から高周波電力を給電する給
電手段と、前記チャンバー内を所定の減圧状態に維持す
る排気手段と、前記チャンバー内に処理ガスを導入する
処理ガス導入手段とを具備し、前記給電手段は、前記第
１の電極の前記第２の電極に対向する面と反対側の面か
ら離隔して設けられた給電板と、この給電板における、
前記第１の電極の前記第２の電極に対向する面と反対側
の面の中心に対応する位置から径方向にずれた位置に接
続され、前記高周波電源からの高周波電力を前記第１の
電極に給電する給電部材と、前記給電板を回転させて、
前記給電部材の給電位置を前記第１の電極の給電面上で
回転させる回転機構とを有し、前記高周波電力により処
理ガスをプラズマ化してプラズマ処理を行うことを特徴
とするプラズマ処理装置が提供される（請求項３）。
が収容されるチャンバーと、チャンバー内に相対向する
ように設けられた第１および第２の電極と、前記第１の
電極に整合器を介して高周波電力を供給する高周波電源
と、前記第１の電極の前記第２の電極に対向する面と反
対側の面に前記高周波電源から高周波電力を給電する給
電手段と、前記チャンバー内を所定の減圧状態に維持す
る排気手段と、前記チャンバー内に処理ガスを導入する
処理ガス導入手段とを具備し、前記給電手段は、前記第
１の電極の前記第２の電極に対向する面と反対側の面か
ら離隔して設けられた給電板と、この給電板における、
前記第１の電極の前記第２の電極に対向する面と反対側
の面の中心に対応する位置から径方向にずれた位置に接
続され、前記高周波電源からの高周波電力を前記第１の
電極に給電する給電部材と、前記給電板を回転させて、
前記給電部材の給電位置を前記第１の電極の給電面上で
回転させる回転機構とを有し、前記高周波電力により処
理ガスをプラズマ化してプラズマ処理を行うことを特徴
とするプラズマ処理装置が提供される（請求項３）。
【００１５】本発明の第３の観点によれば、被処理基板
が収容されるチャンバーと、チャンバー内に相対向する
ように設けられた第１および第２の電極と、前記第１の
電極に整合器を介して高周波電力を供給する高周波電源
と、前記第１の電極の前記第２の電極に対向する面と反
対側の面に前記高周波電源から高周波電力を給電する給
電手段と、前記チャンバー内を所定の減圧状態に維持す
る排気手段と、前記チャンバー内に処理ガスを導入する
処理ガス導入手段とを具備し、前記給電手段は、前記高
周波電源に接続された給電部と、前記第１の電極の前記
第２の電極に対向する面のその中心以外の位置に設けら
れた複数の受電端子部と、その一端が前記給電部に接続
されるとともに、前記複数の受電端子部のそれぞれに給
電できるように移動可能に設けられ、前記高周波電源か
らの高周波電力を受電する受電端子部を順次切り換える
スイッチ機構とを有し、前記高周波電力により処理ガス
をプラズマ化してプラズマ処理を行うことを特徴とする
プラズマ処理装置が提供される（請求項８）。
が収容されるチャンバーと、チャンバー内に相対向する
ように設けられた第１および第２の電極と、前記第１の
電極に整合器を介して高周波電力を供給する高周波電源
と、前記第１の電極の前記第２の電極に対向する面と反
対側の面に前記高周波電源から高周波電力を給電する給
電手段と、前記チャンバー内を所定の減圧状態に維持す
る排気手段と、前記チャンバー内に処理ガスを導入する
処理ガス導入手段とを具備し、前記給電手段は、前記高
周波電源に接続された給電部と、前記第１の電極の前記
第２の電極に対向する面のその中心以外の位置に設けら
れた複数の受電端子部と、その一端が前記給電部に接続
されるとともに、前記複数の受電端子部のそれぞれに給
電できるように移動可能に設けられ、前記高周波電源か
らの高周波電力を受電する受電端子部を順次切り換える
スイッチ機構とを有し、前記高周波電力により処理ガス
をプラズマ化してプラズマ処理を行うことを特徴とする
プラズマ処理装置が提供される（請求項８）。
【００１６】本発明の第４の観点によれば、被処理基板
が収容されるチャンバーと、チャンバー内に相対向する
ように設けられた第１および第２の電極と、前記第１の
電極に高周波電力を供給する高周波電源と、前記第１の
電極の前記第２の電極に対向する面と反対側の面に前記
高周波電源から高周波電力を給電する給電手段と、前記
チャンバー内を所定の減圧状態に維持する排気手段と、
前記チャンバー内に処理ガスを導入する処理ガス導入手
段とを具備し、前記給電手段は、前記第１の電極の前記
第２の電極に対向する面のその中心以外の位置に設けら
れた複数の受電端子部と、前記高周波電源と前記受電端
子部を接続する複数の給電ラインと、前記複数の受電端
子部のうち前記高周波電源からの高周波電力を受電する
受電端子部を順次切り換えるスイッチ機構とを有し、前
記高周波電力により処理ガスをプラズマ化してプラズマ
処理を行うことを特徴とするプラズマ処理装置が提供さ
れる（請求項１５）。
が収容されるチャンバーと、チャンバー内に相対向する
ように設けられた第１および第２の電極と、前記第１の
電極に高周波電力を供給する高周波電源と、前記第１の
電極の前記第２の電極に対向する面と反対側の面に前記
高周波電源から高周波電力を給電する給電手段と、前記
チャンバー内を所定の減圧状態に維持する排気手段と、
前記チャンバー内に処理ガスを導入する処理ガス導入手
段とを具備し、前記給電手段は、前記第１の電極の前記
第２の電極に対向する面のその中心以外の位置に設けら
れた複数の受電端子部と、前記高周波電源と前記受電端
子部を接続する複数の給電ラインと、前記複数の受電端
子部のうち前記高周波電源からの高周波電力を受電する
受電端子部を順次切り換えるスイッチ機構とを有し、前
記高周波電力により処理ガスをプラズマ化してプラズマ
処理を行うことを特徴とするプラズマ処理装置が提供さ
れる（請求項１５）。
【００１７】本発明の第５の観点によれば、相対向する
ように設けられた第１および第２の電極間の処理空間に
被処理基板を配置し、この処理空間に処理ガスを導入し
つつ前記第１の電極に高周波電力を供給することにより
処理空間にプラズマを形成して前記基板にプラズマ処理
を施すプラズマ処理方法であって、前記第１の前記第１
の電極の前記第２の電極に対向する面と反対側の面に高
周波電力を給電してプラズマを形成する際に、その給電
面内で給電位置を移動させることを特徴とするプラズマ
処理方法が提供される（請求項２３）。
ように設けられた第１および第２の電極間の処理空間に
被処理基板を配置し、この処理空間に処理ガスを導入し
つつ前記第１の電極に高周波電力を供給することにより
処理空間にプラズマを形成して前記基板にプラズマ処理
を施すプラズマ処理方法であって、前記第１の前記第１
の電極の前記第２の電極に対向する面と反対側の面に高
周波電力を給電してプラズマを形成する際に、その給電
面内で給電位置を移動させることを特徴とするプラズマ
処理方法が提供される（請求項２３）。
【００１８】本発明の第６の観点によれば、相対向する
ように設けられた第１および第２の電極間の処理空間に
被処理基板を配置し、この処理空間に処理ガスを導入し
つつ前記第１の電極に高周波電力を供給することにより
処理空間にプラズマを形成して前記基板にプラズマ処理
を施すプラズマ処理方法であって、前記第１の電極の前
記第２の電極に対向する面と反対側の面の中心以外の位
置に複数の受電端子部を設け、前記第１の電極に高周波
電力を給電してプラズマを形成する際に、高周波電力を
受電する受電端子部を順次切り換えることを特徴とする
プラズマ処理方法が提供される（請求項２６）。
ように設けられた第１および第２の電極間の処理空間に
被処理基板を配置し、この処理空間に処理ガスを導入し
つつ前記第１の電極に高周波電力を供給することにより
処理空間にプラズマを形成して前記基板にプラズマ処理
を施すプラズマ処理方法であって、前記第１の電極の前
記第２の電極に対向する面と反対側の面の中心以外の位
置に複数の受電端子部を設け、前記第１の電極に高周波
電力を給電してプラズマを形成する際に、高周波電力を
受電する受電端子部を順次切り換えることを特徴とする
プラズマ処理方法が提供される（請求項２６）。
【００１９】本発明によれば、相対向するように設けら
れた第１および第２の電極間の処理空間に被処理基板を
配置し、この処理空間に処理ガスを導入しつつ前記第１
の電極に高周波電力を供給することにより処理空間にプ
ラズマを形成して前記基板にプラズマ処理を施すに際
し、第１の電極の前記第２の電極に対向する面と反対側
の面に高周波電力を給電してプラズマを形成する際に、
その給電面内で給電位置を移動させるので、電極の中心
から給電する場合のような干渉が生じず、干渉作用によ
る定在波の形成を防止することができる。例えば、給電
位置を電極中心からシフトさせて回転させることによ
り、電界強度が高い位置が移動し、電界強度が平均化さ
れる。したがって、第１の電極のプラズマ接触面におけ
る電界分布をより均一とすることができ、プラズマ密度
を均一にすることができる。
れた第１および第２の電極間の処理空間に被処理基板を
配置し、この処理空間に処理ガスを導入しつつ前記第１
の電極に高周波電力を供給することにより処理空間にプ
ラズマを形成して前記基板にプラズマ処理を施すに際
し、第１の電極の前記第２の電極に対向する面と反対側
の面に高周波電力を給電してプラズマを形成する際に、
その給電面内で給電位置を移動させるので、電極の中心
から給電する場合のような干渉が生じず、干渉作用によ
る定在波の形成を防止することができる。例えば、給電
位置を電極中心からシフトさせて回転させることによ
り、電界強度が高い位置が移動し、電界強度が平均化さ
れる。したがって、第１の電極のプラズマ接触面におけ
る電界分布をより均一とすることができ、プラズマ密度
を均一にすることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。まず、第１の実施形態
について説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係
るプラズマ処理装置を模式的に示す断面図である。この
プラズマ処理装置１は、電極板が上下平行に対向し、一
方にプラズマ形成用電源が接続された容量結合型平行平
板エッチング装置として構成されている。
の実施の形態について説明する。まず、第１の実施形態
について説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係
るプラズマ処理装置を模式的に示す断面図である。この
プラズマ処理装置１は、電極板が上下平行に対向し、一
方にプラズマ形成用電源が接続された容量結合型平行平
板エッチング装置として構成されている。
【００２１】このプラズマエッチング処理装置１は、表
面がアルマイト処理（陽極酸化処理）されたアルミニウ
ムからなる円筒形状に成形されたチャンバー２を有して
おり、このチャンバー２は保安接地されている。前記チ
ャンバー２内の底部にはセラミックなどの絶縁板３を介
して、被処理体、例えば半導体ウエハ（以下「ウエハ」
という）Ｗを載置するための略円柱状のサセプタ支持台
４が設けられており、さらにこのサセプタ支持台４の上
には、下部電極を構成するサセプタ５が設けられてい
る。このサセプタ５にはハイパスフィルター（ＨＰＦ）
６が接続されている。
面がアルマイト処理（陽極酸化処理）されたアルミニウ
ムからなる円筒形状に成形されたチャンバー２を有して
おり、このチャンバー２は保安接地されている。前記チ
ャンバー２内の底部にはセラミックなどの絶縁板３を介
して、被処理体、例えば半導体ウエハ（以下「ウエハ」
という）Ｗを載置するための略円柱状のサセプタ支持台
４が設けられており、さらにこのサセプタ支持台４の上
には、下部電極を構成するサセプタ５が設けられてい
る。このサセプタ５にはハイパスフィルター（ＨＰＦ）
６が接続されている。
【００２２】前記サセプタ支持台４の内部には、冷媒室
７が設けられており、この冷媒室７には、冷媒が冷媒導
入管８を介して導入され冷媒排出管９から排出されて循
環し、その冷熱が前記サセプタ５を介して前記ウエハＷ
に対して伝熱され、これによりウエハＷの処理面が所望
の温度に制御される。
７が設けられており、この冷媒室７には、冷媒が冷媒導
入管８を介して導入され冷媒排出管９から排出されて循
環し、その冷熱が前記サセプタ５を介して前記ウエハＷ
に対して伝熱され、これによりウエハＷの処理面が所望
の温度に制御される。
【００２３】前記サセプタ５は、その上中央部が凸状の
円板状に成形され、その上にウエハＷと略同形の静電チ
ャック１１が設けられている。静電チャック１１は、絶
縁材の間に電極１２が介在されており、電極１２に接続
された直流電源１３から１．５ｋＶの直流電圧が印加さ
れることにより、クーロン力によってウエハＷを静電吸
着する。
円板状に成形され、その上にウエハＷと略同形の静電チ
ャック１１が設けられている。静電チャック１１は、絶
縁材の間に電極１２が介在されており、電極１２に接続
された直流電源１３から１．５ｋＶの直流電圧が印加さ
れることにより、クーロン力によってウエハＷを静電吸
着する。
【００２４】そして、前記絶縁板３、サセプタ支持台
４、サセプタ５、さらには前記静電チャック１１には、
被処理体であるウエハＷの裏面に、伝熱媒体であるＨｅ
ガスを供給するためのガス通路１４が形成されており、
この伝熱媒体を介してサセプタ５の冷熱がウエハＷに伝
達されウエハＷが所定の温度に維持されるようになって
いる。
４、サセプタ５、さらには前記静電チャック１１には、
被処理体であるウエハＷの裏面に、伝熱媒体であるＨｅ
ガスを供給するためのガス通路１４が形成されており、
この伝熱媒体を介してサセプタ５の冷熱がウエハＷに伝
達されウエハＷが所定の温度に維持されるようになって
いる。
【００２５】前記サセプタ５の上端周縁部には、静電チ
ャック１１上に載置されたウエハＷを囲むように、環状
のフォーカスリング１５が配置されている。このフォー
カスリング１５はシリコンなどの導電性材料からなって
おり、これによりエッチングの均一性が向上される。
ャック１１上に載置されたウエハＷを囲むように、環状
のフォーカスリング１５が配置されている。このフォー
カスリング１５はシリコンなどの導電性材料からなって
おり、これによりエッチングの均一性が向上される。
【００２６】前記サセプタ５の上方には、このサセプタ
５と平行に対向して上部電極２１が設けられている。こ
の上部電極２１は、絶縁材２５を介して、チャンバー２
の上部に支持されており、サセプタ５との対向面を構成
し、多数の吐出孔２４を有する、例えば表面がアルマイ
ト処理されたアルミニウム、シリコン、ＳｉＣ、または
アモルファスカーボンからなる電極板２３と、この電極
板２３を支持し、導電性材料、例えば表面がアルマイト
処理されたアルミニウムからなる水冷構造の電極支持体
２２とによって構成されている。なお、サセプタ５と上
部電極２１とは、１０〜６０ｍｍ程度離間している。
５と平行に対向して上部電極２１が設けられている。こ
の上部電極２１は、絶縁材２５を介して、チャンバー２
の上部に支持されており、サセプタ５との対向面を構成
し、多数の吐出孔２４を有する、例えば表面がアルマイ
ト処理されたアルミニウム、シリコン、ＳｉＣ、または
アモルファスカーボンからなる電極板２３と、この電極
板２３を支持し、導電性材料、例えば表面がアルマイト
処理されたアルミニウムからなる水冷構造の電極支持体
２２とによって構成されている。なお、サセプタ５と上
部電極２１とは、１０〜６０ｍｍ程度離間している。
【００２７】前記上部電極２１における電極支持体２２
にはガス導入口２６が設けられ、さらにこのガス導入口
２６には、ガス供給管２７が接続されており、このガス
供給管２７には、バルブ２８、およびマスフローコント
ローラ２９を介して、処理ガス供給源３０が接続されて
いる。処理ガス供給源３０から、プラズマ処理、例えば
エッチングのための処理ガスが供給される。
にはガス導入口２６が設けられ、さらにこのガス導入口
２６には、ガス供給管２７が接続されており、このガス
供給管２７には、バルブ２８、およびマスフローコント
ローラ２９を介して、処理ガス供給源３０が接続されて
いる。処理ガス供給源３０から、プラズマ処理、例えば
エッチングのための処理ガスが供給される。
【００２８】処理ガスとしては、従来用いられている種
々のものを採用することができ、フロロカーボンガス
（ＣｘＦｙ）やハイドロフロロカーボンガス（ＣｐＨｑ
Ｆｒ）のようなハロゲン元素を含有するガスを好適に用
いることができる。他にＡｒ、Ｈｅ等の希ガスやＮ２を
添加してもよい。
々のものを採用することができ、フロロカーボンガス
（ＣｘＦｙ）やハイドロフロロカーボンガス（ＣｐＨｑ
Ｆｒ）のようなハロゲン元素を含有するガスを好適に用
いることができる。他にＡｒ、Ｈｅ等の希ガスやＮ２を
添加してもよい。
【００２９】前記チャンバー２の底部には排気管３１が
接続されており、この排気管３１には排気装置３５が接
続されている。排気装置３５はターボ分子ポンプなどの
真空ポンプを備えており、これによりチャンバー２内を
所定の減圧雰囲気、例えば０．０１Ｐａ以下の所定の圧
力まで真空引き可能なように構成されている。また、チ
ャンバー２の側壁にはゲートバルブ３２が設けられてお
り、このゲートバルブ３２を開にした状態でウエハＷが
隣接するロードロック室（図示せず）との間で搬送され
るようになっている。
接続されており、この排気管３１には排気装置３５が接
続されている。排気装置３５はターボ分子ポンプなどの
真空ポンプを備えており、これによりチャンバー２内を
所定の減圧雰囲気、例えば０．０１Ｐａ以下の所定の圧
力まで真空引き可能なように構成されている。また、チ
ャンバー２の側壁にはゲートバルブ３２が設けられてお
り、このゲートバルブ３２を開にした状態でウエハＷが
隣接するロードロック室（図示せず）との間で搬送され
るようになっている。
【００３０】上部電極２１には、第１の高周波電源４０
から高周波電力が供給されるようになっており、その給
電線４２には整合器４１が介在されている。また、上部
電極２１にはローパスフィルター（ＬＰＦ）４３が接続
されている。この第１の高周波電源４０は、２７ＭＨｚ
以上の周波数を有しており、このように高い周波数を印
加することによりチャンバー２内に好ましい解離状態で
かつ高密度のプラズマを形成することができ、低圧条件
下のプラズマ処理が可能となる。この例では、高周波電
源４０として６０ＭＨｚのものを用いている。
から高周波電力が供給されるようになっており、その給
電線４２には整合器４１が介在されている。また、上部
電極２１にはローパスフィルター（ＬＰＦ）４３が接続
されている。この第１の高周波電源４０は、２７ＭＨｚ
以上の周波数を有しており、このように高い周波数を印
加することによりチャンバー２内に好ましい解離状態で
かつ高密度のプラズマを形成することができ、低圧条件
下のプラズマ処理が可能となる。この例では、高周波電
源４０として６０ＭＨｚのものを用いている。
【００３１】チャンバー２の上方には、チャンバー２と
同径の電磁波遮蔽箱５０がチャンバー２に連続して設け
られており、その中に上部電極２１に高周波電力を給電
する給電棒（給電部材）５１と給電板５２とが設けられ
ている。さらに電磁波遮蔽箱５０の外側に給電板５２を
回転させるモータ５３が設けられている。そして、給電
棒５１、給電板５２およびモータ５３により給電手段を
構成している。
同径の電磁波遮蔽箱５０がチャンバー２に連続して設け
られており、その中に上部電極２１に高周波電力を給電
する給電棒（給電部材）５１と給電板５２とが設けられ
ている。さらに電磁波遮蔽箱５０の外側に給電板５２を
回転させるモータ５３が設けられている。そして、給電
棒５１、給電板５２およびモータ５３により給電手段を
構成している。
【００３２】図２にも示すように、給電板５２は円盤状
をなし、上部電極２１の裏面と平行に上部電極２１から
微小離隔してその中心を回転軸として回転可能に設けら
れている。この給電板５２は上部電極２１よりも小径で
あり、上部電極２１と同心状に配置されている。
をなし、上部電極２１の裏面と平行に上部電極２１から
微小離隔してその中心を回転軸として回転可能に設けら
れている。この給電板５２は上部電極２１よりも小径で
あり、上部電極２１と同心状に配置されている。
【００３３】給電棒５１は、電磁遮蔽箱５０の天壁から
給電板５２の中心に向かって垂直に延びる上垂直部５１
ａと、この上垂直部５１ａに連続し水平方向外側に延び
る水平部５１ｂと、この水平部５１ｂに連続して垂直に
延び給電板５２の中心からずれた位置に接続される下垂
直部５１ｃとを有するクランク状をなしている。そし
て、上垂直部５１ａと電磁遮蔽箱５０の天壁との間には
ベアリング５６が設けられており、給電棒５１が回転可
能となっている。また、ベアリング５６の上方には、整
合器４１の出力である固定された上部給電棒４６と回転
可能な給電棒５１とを接続する接続機構５７が設けられ
ている。この接続機構５７は、図３に示すように、ボッ
クス５７ａとその中に貯留される水銀５７ｂとを有して
いる。そして上部給電棒４６の先端に設けられた円盤部
４６ａを含む上部給電棒４６の先端部が水銀５７ｂに浸
漬されている。給電棒５１が回転する場合には、ボック
ス５７ａごと回転するようになっている。
給電板５２の中心に向かって垂直に延びる上垂直部５１
ａと、この上垂直部５１ａに連続し水平方向外側に延び
る水平部５１ｂと、この水平部５１ｂに連続して垂直に
延び給電板５２の中心からずれた位置に接続される下垂
直部５１ｃとを有するクランク状をなしている。そし
て、上垂直部５１ａと電磁遮蔽箱５０の天壁との間には
ベアリング５６が設けられており、給電棒５１が回転可
能となっている。また、ベアリング５６の上方には、整
合器４１の出力である固定された上部給電棒４６と回転
可能な給電棒５１とを接続する接続機構５７が設けられ
ている。この接続機構５７は、図３に示すように、ボッ
クス５７ａとその中に貯留される水銀５７ｂとを有して
いる。そして上部給電棒４６の先端に設けられた円盤部
４６ａを含む上部給電棒４６の先端部が水銀５７ｂに浸
漬されている。給電棒５１が回転する場合には、ボック
ス５７ａごと回転するようになっている。
【００３４】モータ５３は電磁遮蔽箱５０の上に設けら
れており、その回転軸５４が電磁遮蔽箱５０の内部へ垂
直下方へ延びており、その下端部にはギア５５が取り付
けられている。一方、上記給電板５２の周面はギアとな
っており、給電板５２とギア５５とが噛合されている。
また、給電板５２は不図示の支持機構により支持されて
いる。したがって、給電板５２は給電棒５１を軸として
回転可能となっている。
れており、その回転軸５４が電磁遮蔽箱５０の内部へ垂
直下方へ延びており、その下端部にはギア５５が取り付
けられている。一方、上記給電板５２の周面はギアとな
っており、給電板５２とギア５５とが噛合されている。
また、給電板５２は不図示の支持機構により支持されて
いる。したがって、給電板５２は給電棒５１を軸として
回転可能となっている。
【００３５】給電板５２と上部電極２１との離間距離は
例えば５ｍｍ程度であり、これらは容量結合されてい
る。この状態で上述のように給電板５２が回転すること
により、給電棒５１の給電板５２に対する接続部５８が
給電板５２の中心を回転中心として回転する。したがっ
て、上部電極２１への給電位置が電極２１の裏面上、す
なわち電極支持体２２の上面上で上部電極２１の中心を
回転中心として回転する。
例えば５ｍｍ程度であり、これらは容量結合されてい
る。この状態で上述のように給電板５２が回転すること
により、給電棒５１の給電板５２に対する接続部５８が
給電板５２の中心を回転中心として回転する。したがっ
て、上部電極２１への給電位置が電極２１の裏面上、す
なわち電極支持体２２の上面上で上部電極２１の中心を
回転中心として回転する。
【００３６】下部電極としてのサセプタ５には、第２の
高周波電源４４が接続されており、その給電線には整合
器４５が介在されている。この第２の高周波電源４４は
例えば１００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲から選択
された周波数を有しており、このような範囲の周波数を
印加することにより、被処理体であるウエハＷに対して
適切なイオン作用を与えることができる。この例では、
この第２の高周波電源４４としては２ＭＨｚのものを用
いている。
高周波電源４４が接続されており、その給電線には整合
器４５が介在されている。この第２の高周波電源４４は
例えば１００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲から選択
された周波数を有しており、このような範囲の周波数を
印加することにより、被処理体であるウエハＷに対して
適切なイオン作用を与えることができる。この例では、
この第２の高周波電源４４としては２ＭＨｚのものを用
いている。
【００３７】次に、以上のように構成されるプラズマ処
理装置１における処理動作について説明する。まず、被
処理基板であるウエハＷは、ゲートバルブ３２が開放さ
れた後、図示しないロードロック室からチャンバー２内
へと搬入され、静電チャック１１上に載置される。そし
て、高圧直流電源１３から直流電圧が印加されることに
よって、ウエハＷが静電チャック１１上に静電吸着され
る。次いで、ゲートバルブ３２が閉じられ、排気装置３
５によって、チャンバー２内が所定の真空度まで真空引
きされる。
理装置１における処理動作について説明する。まず、被
処理基板であるウエハＷは、ゲートバルブ３２が開放さ
れた後、図示しないロードロック室からチャンバー２内
へと搬入され、静電チャック１１上に載置される。そし
て、高圧直流電源１３から直流電圧が印加されることに
よって、ウエハＷが静電チャック１１上に静電吸着され
る。次いで、ゲートバルブ３２が閉じられ、排気装置３
５によって、チャンバー２内が所定の真空度まで真空引
きされる。
【００３８】その後、バルブ２８が開放されて、処理ガ
ス供給源３０から処理ガスがマスフローコントローラ２
９によってその流量が調整されつつ、処理ガス供給管２
７、ガス導入口２６を通って上部電極２１の内部へ導入
され、さらに電極板２３の吐出孔２４を通って、図１の
矢印に示すように、ウエハＷに対して均一に吐出され、
チャンバー２内の圧力が所定の値に維持される。
ス供給源３０から処理ガスがマスフローコントローラ２
９によってその流量が調整されつつ、処理ガス供給管２
７、ガス導入口２６を通って上部電極２１の内部へ導入
され、さらに電極板２３の吐出孔２４を通って、図１の
矢印に示すように、ウエハＷに対して均一に吐出され、
チャンバー２内の圧力が所定の値に維持される。
【００３９】そして、その後、第１の高周波電源４０か
ら６０ＭＨｚの高周波が上部電極２１に印加される。こ
れにより、上部電極２１と下部電極としてのサセプタ５
との間に高周波電界が生じ、処理ガスが解離してプラズ
マ化し、このプラズマにより、ウエハＷに対してエッチ
ング処理が施される。
ら６０ＭＨｚの高周波が上部電極２１に印加される。こ
れにより、上部電極２１と下部電極としてのサセプタ５
との間に高周波電界が生じ、処理ガスが解離してプラズ
マ化し、このプラズマにより、ウエハＷに対してエッチ
ング処理が施される。
【００４０】他方、第２の高周波電源４４からは２ＭＨ
ｚの高周波が下部電極であるサセプタ５に印加される。
これにより、プラズマ中のイオンがサセプタ５側へ引き
込まれ、イオンアシスト作用によりエッチングの異方性
が高められる。
ｚの高周波が下部電極であるサセプタ５に印加される。
これにより、プラズマ中のイオンがサセプタ５側へ引き
込まれ、イオンアシスト作用によりエッチングの異方性
が高められる。
【００４１】このような場合に生じる従来技術の問題点
について図４、図５を用いて説明する。上述のように上
部電極２１に印加する高周波の周波数を２７ＭＨｚより
も高くすることにより、プラズマ密度を上げることがで
きるが、給電棒を電極中心位置に配置する従来の装置で
は、上部電極２１のプラズマ接触面において、電流、電
圧の位相差に基づく干渉作用によって定在波が形成さ
れ、電界の不均一が生じる。
について図４、図５を用いて説明する。上述のように上
部電極２１に印加する高周波の周波数を２７ＭＨｚより
も高くすることにより、プラズマ密度を上げることがで
きるが、給電棒を電極中心位置に配置する従来の装置で
は、上部電極２１のプラズマ接触面において、電流、電
圧の位相差に基づく干渉作用によって定在波が形成さ
れ、電界の不均一が生じる。
【００４２】すなわち、上部電極２１の電極板２３は、
通常、表面がアルマイト処理されたアルミニウム、Ｓ
ｉ、ＳｉＣ等の導電体または半導体で構成されており、
高周波電源４０から給電棒５１’を介して供給される高
周波電流が高周波数化すると、表皮効果により電極のご
く表面にしか電力が供給されず（この時の表面深さδは
（２／ωσμ）１／２と表される。ただし、ω＝２πｆ
（ｆ：周波数）、σ：導電率、μ：透磁率）、上部電極
２１の中心に給電棒が存在する場合には、電圧および電
流は給電棒５１’の表面、電極支持体２２の上面、電極
支持体２２の側面、電極板２３の側面を通ってプラズマ
接触面である電極板２３の下面に達する。この場合に、
給電棒５１’は上部電極２１の中心に存在しているた
め、電極板２３下面のエッジ部ではどこも電圧および電
流が同じ位相であり、図５に示すように、電極板２３の
エッジ部から同位相で中心方向へ徐々に電力が供給され
る。そのため、電極板２３の中心とエッジ部とで位相差
ｄ／λ（λは電極表面波の波長、ｄは電極の半径）が生
じる。また、電気的な等価回路上、上部電極２１の円周
部分は、プラズマに電力が供給される方向と並列に絶縁
体（Ｃ成分）を介してグランドに落ち、円周位置での電
界強度Ｅ０は、Ｅ０＝Ｅ・ｃｏｓ（ωｔ）となる。ま
た、電極中心部分での電界強度Ｅｃは、Ｅｃ＝Ｅ・ｃｏ
ｓ（ωｔ＋ｄ／λ）となる。ωは印加周波数であり、λ
は印加周波数および高調波がプラズマを介して形成され
る（波長短縮）波長である。この時、高周波電力は円周
部分から中心に向けて徐々に供給されるため、円周側か
らの電圧および電流が電極板２３の中心部に集まる。こ
れによって、電極板２３下面の中心部分の電界強度がエ
ッジ部分の電界強度よりも高くなる。また、中心位置は
プラズマと接しているため、ＲＦ等価回路的には開放端
となっている。したがって、電極板２３の下面には半径
方向に波長λ＝２ｄの定在波が形成される。そのため、
プラズマ密度の不均一を生じる。
通常、表面がアルマイト処理されたアルミニウム、Ｓ
ｉ、ＳｉＣ等の導電体または半導体で構成されており、
高周波電源４０から給電棒５１’を介して供給される高
周波電流が高周波数化すると、表皮効果により電極のご
く表面にしか電力が供給されず（この時の表面深さδは
（２／ωσμ）１／２と表される。ただし、ω＝２πｆ
（ｆ：周波数）、σ：導電率、μ：透磁率）、上部電極
２１の中心に給電棒が存在する場合には、電圧および電
流は給電棒５１’の表面、電極支持体２２の上面、電極
支持体２２の側面、電極板２３の側面を通ってプラズマ
接触面である電極板２３の下面に達する。この場合に、
給電棒５１’は上部電極２１の中心に存在しているた
め、電極板２３下面のエッジ部ではどこも電圧および電
流が同じ位相であり、図５に示すように、電極板２３の
エッジ部から同位相で中心方向へ徐々に電力が供給され
る。そのため、電極板２３の中心とエッジ部とで位相差
ｄ／λ（λは電極表面波の波長、ｄは電極の半径）が生
じる。また、電気的な等価回路上、上部電極２１の円周
部分は、プラズマに電力が供給される方向と並列に絶縁
体（Ｃ成分）を介してグランドに落ち、円周位置での電
界強度Ｅ０は、Ｅ０＝Ｅ・ｃｏｓ（ωｔ）となる。ま
た、電極中心部分での電界強度Ｅｃは、Ｅｃ＝Ｅ・ｃｏ
ｓ（ωｔ＋ｄ／λ）となる。ωは印加周波数であり、λ
は印加周波数および高調波がプラズマを介して形成され
る（波長短縮）波長である。この時、高周波電力は円周
部分から中心に向けて徐々に供給されるため、円周側か
らの電圧および電流が電極板２３の中心部に集まる。こ
れによって、電極板２３下面の中心部分の電界強度がエ
ッジ部分の電界強度よりも高くなる。また、中心位置は
プラズマと接しているため、ＲＦ等価回路的には開放端
となっている。したがって、電極板２３の下面には半径
方向に波長λ＝２ｄの定在波が形成される。そのため、
プラズマ密度の不均一を生じる。
【００４３】そこで本実施形態では、このような原因に
よって生じる定在波を解消するため、円盤状をなす給電
板を上部電極２１の裏面と平行に上部電極２１から微小
離隔してその中心を回転軸として回転可能に設け、給電
棒５１をこの給電板５２の中心からシフトした位置に接
続している。給電板５２と上部電極２１とは容量結合さ
れているので、この状態で給電板５２を回転させること
により、給電棒５１の給電板５２に対する接続部５８が
給電板５２の中心を回転中心として回転する。高周波電
流は容量結合している給電板５２から上部電極２１へ流
れるので、上部電極２１への給電位置が電極支持体２２
の上面上で上部電極２１の中心を回転中心として回転す
ることとなる。
よって生じる定在波を解消するため、円盤状をなす給電
板を上部電極２１の裏面と平行に上部電極２１から微小
離隔してその中心を回転軸として回転可能に設け、給電
棒５１をこの給電板５２の中心からシフトした位置に接
続している。給電板５２と上部電極２１とは容量結合さ
れているので、この状態で給電板５２を回転させること
により、給電棒５１の給電板５２に対する接続部５８が
給電板５２の中心を回転中心として回転する。高周波電
流は容量結合している給電板５２から上部電極２１へ流
れるので、上部電極２１への給電位置が電極支持体２２
の上面上で上部電極２１の中心を回転中心として回転す
ることとなる。
【００４４】このように給電位置が上部電極２１の給電
面内で移動されるので、上部電極２１の中心から給電す
る場合のような干渉作用による定在波の形成を防止する
ことができる。すなわち、給電位置を上部電極２１の中
心からシフトさせることにより、電界強度の高い位置が
中心からずれるとともに、給電位置を回転させることに
より、それにともなって電界強度が高い位置が移動する
ため、電界強度が平均化される。したがって、上部電極
２１のプラズマ接触面における電界分布をより均一にす
ることができ、プラズマ密度を均一にすることができ
る。
面内で移動されるので、上部電極２１の中心から給電す
る場合のような干渉作用による定在波の形成を防止する
ことができる。すなわち、給電位置を上部電極２１の中
心からシフトさせることにより、電界強度の高い位置が
中心からずれるとともに、給電位置を回転させることに
より、それにともなって電界強度が高い位置が移動する
ため、電界強度が平均化される。したがって、上部電極
２１のプラズマ接触面における電界分布をより均一にす
ることができ、プラズマ密度を均一にすることができ
る。
【００４５】この場合に、給電位置の上部電極２１中心
からのシフト量は、特に限定されないが、上部電極２１
の中心から給電する場合に形成される定在波の半値幅の
半径分シフトすることが好ましい。
からのシフト量は、特に限定されないが、上部電極２１
の中心から給電する場合に形成される定在波の半値幅の
半径分シフトすることが好ましい。
【００４６】また、給電位置の回転速度、すなわち給電
板５２の回転速度は、エッチングする膜が絶縁性である
場合にプラズマの不均一に起因して生じるおそれがある
チャージアップダメージを回避することができるよう
に、かつエッチングの均一性が良好になるように、でき
るだけ速く回転することが好ましい。しかし、エッチン
グの均一性のみを考慮すると２０ｒｐｍ以上であれば十
分である。
板５２の回転速度は、エッチングする膜が絶縁性である
場合にプラズマの不均一に起因して生じるおそれがある
チャージアップダメージを回避することができるよう
に、かつエッチングの均一性が良好になるように、でき
るだけ速く回転することが好ましい。しかし、エッチン
グの均一性のみを考慮すると２０ｒｐｍ以上であれば十
分である。
【００４７】なお、整合器４１は、図６に示すような構
造となっており、高周波電源４０および給電棒５１に対
して直列に上流側からコイル８１および可変コンデンサ
ー８４が設けられており、さらにコイル８１の上流側に
は接地されたコンデンサー８０が接続され、コイル８１
の下流側には接地された可変コンデンサー８２とコンデ
ンサー８３が接続されている。ここで、上記上部電極２
１と給電板５２とはコンデンサーを形成するが、その静
電容量が整合器４１の給電棒５１と直列に形成された可
変コンデンサー８４の静電容量以下であると整合範囲が
変化するおそれがある。したがって、上部電極２１と給
電板５２とで形成されたコンデンサーの静電容量は、可
変コンデンサー８４の静電容量よりも大きいことが整合
範囲を変化させない観点から好ましく、その１０倍以上
であることが一層好ましい。
造となっており、高周波電源４０および給電棒５１に対
して直列に上流側からコイル８１および可変コンデンサ
ー８４が設けられており、さらにコイル８１の上流側に
は接地されたコンデンサー８０が接続され、コイル８１
の下流側には接地された可変コンデンサー８２とコンデ
ンサー８３が接続されている。ここで、上記上部電極２
１と給電板５２とはコンデンサーを形成するが、その静
電容量が整合器４１の給電棒５１と直列に形成された可
変コンデンサー８４の静電容量以下であると整合範囲が
変化するおそれがある。したがって、上部電極２１と給
電板５２とで形成されたコンデンサーの静電容量は、可
変コンデンサー８４の静電容量よりも大きいことが整合
範囲を変化させない観点から好ましく、その１０倍以上
であることが一層好ましい。
【００４８】また、固定された上部給電棒４６と回転可
能な給電棒５１とを接続する接続機構５７は水銀を用い
てこれらを接続しているので、その構造を簡易なものと
できることに加え、電気抵抗を低く抑え、かつ摩擦を生
じさせないようにすることができるといった効果を得る
ことができる。
能な給電棒５１とを接続する接続機構５７は水銀を用い
てこれらを接続しているので、その構造を簡易なものと
できることに加え、電気抵抗を低く抑え、かつ摩擦を生
じさせないようにすることができるといった効果を得る
ことができる。
【００４９】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。図７は本発明の第２の実施形態に係るプラズマ
処理装置を模式的に示す断面図であり、図８は図７の装
置に用いられる上部電極周辺部を一部切り欠いて示す斜
視図である。このプラズマ処理装置１’も、第１の実施
形態と同様、電極板が上下平行に対向し、一方にプラズ
マ形成用電源が接続された容量型平行平板エッチング装
置として構成されており、図７において、図１と同じも
のには基本的に同じ符号を付して説明を省略する。
明する。図７は本発明の第２の実施形態に係るプラズマ
処理装置を模式的に示す断面図であり、図８は図７の装
置に用いられる上部電極周辺部を一部切り欠いて示す斜
視図である。このプラズマ処理装置１’も、第１の実施
形態と同様、電極板が上下平行に対向し、一方にプラズ
マ形成用電源が接続された容量型平行平板エッチング装
置として構成されており、図７において、図１と同じも
のには基本的に同じ符号を付して説明を省略する。
【００５０】本実施形態においては、第１の実施形態と
は異なり、上部電極２１の裏面、すなわち電極支持体２
２の上面における上部電極２１と同心的な円周上に等間
隔で配置された複数（図では６個）の受電端子部６０
と、上部給電棒４６に一端が接続され、複数の受電端子
部６０のそれぞれに給電できるように設けられ、高周波
電源４０からの高周波電力を受電する受電端子部６０を
順次切り換えるスイッチ機構６１とを有している。
は異なり、上部電極２１の裏面、すなわち電極支持体２
２の上面における上部電極２１と同心的な円周上に等間
隔で配置された複数（図では６個）の受電端子部６０
と、上部給電棒４６に一端が接続され、複数の受電端子
部６０のそれぞれに給電できるように設けられ、高周波
電源４０からの高周波電力を受電する受電端子部６０を
順次切り換えるスイッチ機構６１とを有している。
【００５１】スイッチ機構６１は、電極支持体２２上面
の中央に設けられ、筐体６２と、筐体６２内に設けられ
るとともに、一つの受電端子部６０に５枚ずつ接続され
た受電端子板６３と、筐体６２内の中央に垂直にかつ回
転可能に設けられた回転部材６４と、回転部材６４に取
り付けられ、同じ方向に延びる扇形をなす４枚の給電端
子板６５と、筐体６２内の底部に設けられ回転部材６４
を回転させるモータ６６とを有している。各受電端子の
５枚の受電端子板６３はその外側部分同士が部材６３ａ
により接続されており、筐体６２の周壁と部材６３ａと
の間には、絶縁部材６２ｂが設けられている。そして、
筐体６２内には円盤状の支持壁６２ａが設けられ、この
支持壁６２ａと回転部材６４との間にはベアリング６７
が取り付けられている。また、上部給電棒４６と回転可
能な回転部材６４とを接続する接続機構５７’が設けら
れている。接続機構５７’は第１の実施形態の接続機構
５７と同様、水銀を介して接続するようになっている。
また、筐体６２の上壁と固定されている上部給電棒４６
との間は密閉されており、筐体６２は図示しない排気手
段により真空状態に維持することが可能となっている。
の中央に設けられ、筐体６２と、筐体６２内に設けられ
るとともに、一つの受電端子部６０に５枚ずつ接続され
た受電端子板６３と、筐体６２内の中央に垂直にかつ回
転可能に設けられた回転部材６４と、回転部材６４に取
り付けられ、同じ方向に延びる扇形をなす４枚の給電端
子板６５と、筐体６２内の底部に設けられ回転部材６４
を回転させるモータ６６とを有している。各受電端子の
５枚の受電端子板６３はその外側部分同士が部材６３ａ
により接続されており、筐体６２の周壁と部材６３ａと
の間には、絶縁部材６２ｂが設けられている。そして、
筐体６２内には円盤状の支持壁６２ａが設けられ、この
支持壁６２ａと回転部材６４との間にはベアリング６７
が取り付けられている。また、上部給電棒４６と回転可
能な回転部材６４とを接続する接続機構５７’が設けら
れている。接続機構５７’は第１の実施形態の接続機構
５７と同様、水銀を介して接続するようになっている。
また、筐体６２の上壁と固定されている上部給電棒４６
との間は密閉されており、筐体６２は図示しない排気手
段により真空状態に維持することが可能となっている。
【００５２】一つの受電端子部６０に接続されている５
枚の受電端子板６３は水平に配置されており、４枚の給
電端子板６５も水平に設けられている。そして、これら
５枚の受電端子板６３のそれぞれの間を４枚の給電端子
板６５がそれぞれ通過することが可能となっており、図
示するように、一つの受電端子部６０に接続された５枚
の受電端子板６３のそれぞれの間に４枚の給電端子板６
５が上下に配置されることにより、受電端子板６３と給
電端子板６５とが容量結合するようになっている。この
状態では、高周波電源４０からの高周波電力は、回転部
材６４から対応する受電端子部６０を介して上部電極２
１へ供給される。そして回転部材６４を回転させること
により、受電する受電端子部６０が順次切り換えられ
る。他の構成については、基本的に図１と同様である。
枚の受電端子板６３は水平に配置されており、４枚の給
電端子板６５も水平に設けられている。そして、これら
５枚の受電端子板６３のそれぞれの間を４枚の給電端子
板６５がそれぞれ通過することが可能となっており、図
示するように、一つの受電端子部６０に接続された５枚
の受電端子板６３のそれぞれの間に４枚の給電端子板６
５が上下に配置されることにより、受電端子板６３と給
電端子板６５とが容量結合するようになっている。この
状態では、高周波電源４０からの高周波電力は、回転部
材６４から対応する受電端子部６０を介して上部電極２
１へ供給される。そして回転部材６４を回転させること
により、受電する受電端子部６０が順次切り換えられ
る。他の構成については、基本的に図１と同様である。
【００５３】このように構成されるプラズ処理装置１’
においては、基本的に第１の実施形態に係るプラズ処理
装置１と同様にエッチング処理が行われる。
においては、基本的に第１の実施形態に係るプラズ処理
装置１と同様にエッチング処理が行われる。
【００５４】本実施形態では、上部電極２１の裏面、す
なわち電極支持体２２の上面に複数の受電端子部６０を
設け、各受電端子部６０に接続された受電端子板６３
と、回転部材６４に接続された給電端子板６５とが容量
結合可能とし、回転部材６４を回転させることにより受
電端子板６３の上下を給電端子板６５が通過して、各受
電端子部６０においてこのような容量結合を順次形成す
るようにしたので、容量結合（コンデンサー）が形成さ
れた受電端子部６０が高周波電源４０からの高周波電力
を順次受電することとなる。したがって、回転部材６４
の回転に対応して、上部電極２１への給電位置が移動す
ることとなり、上部電極２１の中心から給電する場合の
ような固定された干渉縞が生じず、干渉作用に起因する
定在波の形成を防止することができる。具体的には、上
部電極２１における給電位置をその中心からシフトさせ
た位置である受電端子部６０とすることにより電界強度
の高い位置が中心からずれるとともに、上部電極２１と
同心的な円周上に配置された受電端子部６０のうち受電
する端子部を順次切り換えて上部電極２１の給電位置を
回転させることによって電界強度が高い位置が移動する
ため、電界強度が平均化される。したがって、上部電極
２１のプラズマ接触面における電界分布をより均一にす
ることができ、プラズマ密度を均一にすることができ
る。
なわち電極支持体２２の上面に複数の受電端子部６０を
設け、各受電端子部６０に接続された受電端子板６３
と、回転部材６４に接続された給電端子板６５とが容量
結合可能とし、回転部材６４を回転させることにより受
電端子板６３の上下を給電端子板６５が通過して、各受
電端子部６０においてこのような容量結合を順次形成す
るようにしたので、容量結合（コンデンサー）が形成さ
れた受電端子部６０が高周波電源４０からの高周波電力
を順次受電することとなる。したがって、回転部材６４
の回転に対応して、上部電極２１への給電位置が移動す
ることとなり、上部電極２１の中心から給電する場合の
ような固定された干渉縞が生じず、干渉作用に起因する
定在波の形成を防止することができる。具体的には、上
部電極２１における給電位置をその中心からシフトさせ
た位置である受電端子部６０とすることにより電界強度
の高い位置が中心からずれるとともに、上部電極２１と
同心的な円周上に配置された受電端子部６０のうち受電
する端子部を順次切り換えて上部電極２１の給電位置を
回転させることによって電界強度が高い位置が移動する
ため、電界強度が平均化される。したがって、上部電極
２１のプラズマ接触面における電界分布をより均一にす
ることができ、プラズマ密度を均一にすることができ
る。
【００５５】この際に、スイッチ機構６１の筐体６２内
は、図示しない排気機構により所定の真空状態となって
おり、大気ブレークダウンが発生し難いので、受電端子
板６３と給電端子板６５との間隔を狭くすることがで
き、形成されるコンデンサーの静電容量が大きくなって
高周波電力の損失を減少させることができる。また、各
受電端子部６０において複数の受電端子板６３を設け、
それらの間に複数の給電端子板６５が配置されることに
より、コンデンサーの電極面積が大きくなって静電容量
が大きくなるため、高周波電力の損失を減少させること
ができる。もちろん受電端子板６３を各受電端子部６０
につき１枚ずつとし、給電端子板６５を１枚として１つ
のコンデンサーを形成するようにしてもよい。特に、本
実施形態のようにスイッチ機構６１の筐体６２内を真空
状態としている場合には上述のように受電端子板６３と
給電端子板６５との間隔を狭くすることができるので、
受電端子板６３を各受電端子部６０につき１枚ずつと
し、給電端子板６５を１枚として１つのコンデンサーを
形成するようにしても大きな静電容量を得ることができ
る。なお、図１に示す第１の実施形態においても、給電
板５２等が設けられている空間を真空排気すれば同様の
効果を得ることができる。
は、図示しない排気機構により所定の真空状態となって
おり、大気ブレークダウンが発生し難いので、受電端子
板６３と給電端子板６５との間隔を狭くすることがで
き、形成されるコンデンサーの静電容量が大きくなって
高周波電力の損失を減少させることができる。また、各
受電端子部６０において複数の受電端子板６３を設け、
それらの間に複数の給電端子板６５が配置されることに
より、コンデンサーの電極面積が大きくなって静電容量
が大きくなるため、高周波電力の損失を減少させること
ができる。もちろん受電端子板６３を各受電端子部６０
につき１枚ずつとし、給電端子板６５を１枚として１つ
のコンデンサーを形成するようにしてもよい。特に、本
実施形態のようにスイッチ機構６１の筐体６２内を真空
状態としている場合には上述のように受電端子板６３と
給電端子板６５との間隔を狭くすることができるので、
受電端子板６３を各受電端子部６０につき１枚ずつと
し、給電端子板６５を１枚として１つのコンデンサーを
形成するようにしても大きな静電容量を得ることができ
る。なお、図１に示す第１の実施形態においても、給電
板５２等が設けられている空間を真空排気すれば同様の
効果を得ることができる。
【００５６】また、給電位置の移動速度、すなわち受電
端子部６０の切り換える際の周期は、エッチングする膜
が絶縁性である場合にプラズマの不均一に起因して生じ
るおそれがあるチャージアップダメージを回避すること
ができるように、かつエッチングの均一性が良好になる
ように、できるだけ速いほうが好ましい。しかし、エッ
チングの均一性のみを考慮するとその周期が２０回／分
以上であれば十分である。
端子部６０の切り換える際の周期は、エッチングする膜
が絶縁性である場合にプラズマの不均一に起因して生じ
るおそれがあるチャージアップダメージを回避すること
ができるように、かつエッチングの均一性が良好になる
ように、できるだけ速いほうが好ましい。しかし、エッ
チングの均一性のみを考慮するとその周期が２０回／分
以上であれば十分である。
【００５７】なお、本実施形態において、上記受電端子
板６３と給電端子板６５とはコンデンサーを形成する
が、その静電容量が整合器４１の給電棒５１と直列に形
成された可変コンデンサー８４の静電容量以下であると
整合範囲が変化するおそれがある。したがって、受電端
子板６３と給電端子板６５とで形成されたコンデンサー
の静電容量は、可変コンデンサー８４の静電容量よりも
大きいことが整合範囲を変化させない観点から好まし
く、その１０倍以上であることが一層好ましい。
板６３と給電端子板６５とはコンデンサーを形成する
が、その静電容量が整合器４１の給電棒５１と直列に形
成された可変コンデンサー８４の静電容量以下であると
整合範囲が変化するおそれがある。したがって、受電端
子板６３と給電端子板６５とで形成されたコンデンサー
の静電容量は、可変コンデンサー８４の静電容量よりも
大きいことが整合範囲を変化させない観点から好まし
く、その１０倍以上であることが一層好ましい。
【００５８】次に、本発明の第３の実施形態について説
明する。図９は本発明の第３の実施形態に係るプラズマ
処理装置を模式的に示す断面図である。このプラズマ処
理装置１''も、従前の実施形態と同様、電極板が上下平
行に対向し、一方にプラズマ形成用電源が接続された容
量型平行平板エッチング装置として構成されており、図
９において、図１と同じものには基本的に同じ符号を付
して説明を省略する。
明する。図９は本発明の第３の実施形態に係るプラズマ
処理装置を模式的に示す断面図である。このプラズマ処
理装置１''も、従前の実施形態と同様、電極板が上下平
行に対向し、一方にプラズマ形成用電源が接続された容
量型平行平板エッチング装置として構成されており、図
９において、図１と同じものには基本的に同じ符号を付
して説明を省略する。
【００５９】本実施形態においては、第２の実施形態に
おける受電端子部６０と同様、上部電極２１の裏面、す
なわち電極支持体２２の上面における上部電極２１と同
心的な円周上に等間隔で配置された複数の受電端子部６
０’を有している。そして、整合器４１に接続された給
電棒６８と、給電棒６８から分岐して各受電端子部６
０’に接続された給電部材６９と、各給電部材６９に設
けられたＰＩＮダイオードからなるスイッチ素子７１
と、これらスイッチ素子７１を制御するコントローラ７
２とを有するスイッチ機構７０が設けられている。
おける受電端子部６０と同様、上部電極２１の裏面、す
なわち電極支持体２２の上面における上部電極２１と同
心的な円周上に等間隔で配置された複数の受電端子部６
０’を有している。そして、整合器４１に接続された給
電棒６８と、給電棒６８から分岐して各受電端子部６
０’に接続された給電部材６９と、各給電部材６９に設
けられたＰＩＮダイオードからなるスイッチ素子７１
と、これらスイッチ素子７１を制御するコントローラ７
２とを有するスイッチ機構７０が設けられている。
【００６０】スイッチ機構７０においては、スイッチ素
子７１がコントローラ７２からの信号によりオン・オフ
可能となっており、コントローラ７２から各スイッチ素
子７１へ所定のパルス信号が出力されることにより、各
スイッチ素子７１を順次オン状態にすることが可能とな
っている。他の構成については、基本的に図１と同様で
ある。
子７１がコントローラ７２からの信号によりオン・オフ
可能となっており、コントローラ７２から各スイッチ素
子７１へ所定のパルス信号が出力されることにより、各
スイッチ素子７１を順次オン状態にすることが可能とな
っている。他の構成については、基本的に図１と同様で
ある。
【００６１】このように構成されるプラズ処理装置１''
においては、基本的に第１の実施形態に係るプラズ処理
装置１と同様にエッチング処理が行われる。
においては、基本的に第１の実施形態に係るプラズ処理
装置１と同様にエッチング処理が行われる。
【００６２】本実施形態では、上部電極２１の裏面、す
なわち電極支持体２２の上面に複数の受電端子部６０’
を設け、各受電端子部６０’に接続された給電棒６８か
ら分岐する給電部材６９にＰＩＮダイオードからなるス
イッチ素子７１をそれぞれ設け、コントローラ７２によ
りオン状態にするスイッチ素子７１を順次切り換えるよ
うにしたので、それに対応して各受電端子部６０’が高
周波電源４０からの高周波電力を順次受電することとな
る。したがって、コントローラ７２からの信号によるス
イッチ素子７１のオン・オフ動作に対応して、上部電極
２１への給電位置が移動することとなり、上部電極２１
の中心から給電する場合のような干渉が生じず、干渉作
用に起因する定在波の形成を防止することができる。具
体的には、上部電極２１における給電位置をその中心か
らシフトさせた位置である受電端子部６０’とすること
により電界強度の高い位置が中心からずれるとともに、
上部電極２１と同心的な円周上に配置された受電端子部
６０’のうち受電する端子部を順次切り換えて上部電極
２１の給電位置を回転させることによって電界強度が高
い位置が移動するため、電界強度が平均化される。した
がって、上部電極２１のプラズマ接触面における電界分
布をより均一にすることができ、プラズマ密度を均一に
することができる。
なわち電極支持体２２の上面に複数の受電端子部６０’
を設け、各受電端子部６０’に接続された給電棒６８か
ら分岐する給電部材６９にＰＩＮダイオードからなるス
イッチ素子７１をそれぞれ設け、コントローラ７２によ
りオン状態にするスイッチ素子７１を順次切り換えるよ
うにしたので、それに対応して各受電端子部６０’が高
周波電源４０からの高周波電力を順次受電することとな
る。したがって、コントローラ７２からの信号によるス
イッチ素子７１のオン・オフ動作に対応して、上部電極
２１への給電位置が移動することとなり、上部電極２１
の中心から給電する場合のような干渉が生じず、干渉作
用に起因する定在波の形成を防止することができる。具
体的には、上部電極２１における給電位置をその中心か
らシフトさせた位置である受電端子部６０’とすること
により電界強度の高い位置が中心からずれるとともに、
上部電極２１と同心的な円周上に配置された受電端子部
６０’のうち受電する端子部を順次切り換えて上部電極
２１の給電位置を回転させることによって電界強度が高
い位置が移動するため、電界強度が平均化される。した
がって、上部電極２１のプラズマ接触面における電界分
布をより均一にすることができ、プラズマ密度を均一に
することができる。
【００６３】この場合に、給電位置の移動速度、すなわ
ち受電端子部６０’を切り換える際の周期は、第２の実
施形態と同様、エッチングの均一性のみを考慮するとそ
の周期が２０回／分以上であれば十分である。しかし、
エッチングする膜が絶縁性である場合にプラズマの不均
一に起因して生じるおそれがあるチャージアップダメー
ジを回避するためにはこの周期はできるだけ速いほうが
好ましく、具体的には５００ｋＨｚ以上であれば、チャ
ージアップダメージが生じるおそれをほぼなくすること
ができると考えられる。第１および第２の実施形態で
は、給電位置の移動を機械的機構により実現していたた
め、このような高速で給電位置を移動させることは実質
的に不可能であり、チャージアップダメージの発生を完
全には防止することができなかったが、本実施形態で
は、コントローラ７２からの電気信号によりスイッチ素
子を切り換えるため、このような高速な給電位置の移動
が可能であり、チャージアップダメージをほぼ完全に防
止することができる。
ち受電端子部６０’を切り換える際の周期は、第２の実
施形態と同様、エッチングの均一性のみを考慮するとそ
の周期が２０回／分以上であれば十分である。しかし、
エッチングする膜が絶縁性である場合にプラズマの不均
一に起因して生じるおそれがあるチャージアップダメー
ジを回避するためにはこの周期はできるだけ速いほうが
好ましく、具体的には５００ｋＨｚ以上であれば、チャ
ージアップダメージが生じるおそれをほぼなくすること
ができると考えられる。第１および第２の実施形態で
は、給電位置の移動を機械的機構により実現していたた
め、このような高速で給電位置を移動させることは実質
的に不可能であり、チャージアップダメージの発生を完
全には防止することができなかったが、本実施形態で
は、コントローラ７２からの電気信号によりスイッチ素
子を切り換えるため、このような高速な給電位置の移動
が可能であり、チャージアップダメージをほぼ完全に防
止することができる。
【００６４】上記第１から第３の実施形態において、上
部電極への印加周波数が高くなるほど定在波が形成され
やすくなるため、印加周波数が２７ＭＨｚ以上の場合に
特に有効であるが、２７ＭＨｚ未満の周波数であっても
定在波の影響が皆無ではなく、本発明を適用することに
より一定の効果を得ることができる。また、プラズマ密
度が１×１０１１個／ｃｍ３以上の場合に上記問題が生
じやすく、本発明はこのような場合に特に有効である。
部電極への印加周波数が高くなるほど定在波が形成され
やすくなるため、印加周波数が２７ＭＨｚ以上の場合に
特に有効であるが、２７ＭＨｚ未満の周波数であっても
定在波の影響が皆無ではなく、本発明を適用することに
より一定の効果を得ることができる。また、プラズマ密
度が１×１０１１個／ｃｍ３以上の場合に上記問題が生
じやすく、本発明はこのような場合に特に有効である。
【００６５】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ることなく、種々変形可能である。例えば、上記第１の
実施形態では、給電位置を上部電極の給電面における上
部電極と同心的な所定半径の円周上を移動させるように
したが、これに限らず上部電極の中心を通らない円周を
移動すればよく、また給電位置の移動軌跡も円周に限ら
ず他のものであってもよい。また、固定部と移動部との
接続機構として水銀による結合を用いたが、これに限ら
ず機械的機構等他の機構であってもよい。
ることなく、種々変形可能である。例えば、上記第１の
実施形態では、給電位置を上部電極の給電面における上
部電極と同心的な所定半径の円周上を移動させるように
したが、これに限らず上部電極の中心を通らない円周を
移動すればよく、また給電位置の移動軌跡も円周に限ら
ず他のものであってもよい。また、固定部と移動部との
接続機構として水銀による結合を用いたが、これに限ら
ず機械的機構等他の機構であってもよい。
【００６６】また、第２および第３の実施形態におい
て、受電端子部を上部電極の給電面における上部電極と
同心的な所定半径の円周上に等間隔で配置したが、必ず
しも上部電極と同心的な円周でなくてもよく、その配置
も等間隔である必要はない。さらに、受電される受電端
子部を順次切り換えることができれば、それらの配置は
円周状でなくてもよい。また、受電端子部を６個設けた
例を示したが、その数は特に限定されない。ただし、３
個以上であることが好ましく、よりプラズマの均一化を
促進するためにはその数は多いほどよい。
て、受電端子部を上部電極の給電面における上部電極と
同心的な所定半径の円周上に等間隔で配置したが、必ず
しも上部電極と同心的な円周でなくてもよく、その配置
も等間隔である必要はない。さらに、受電される受電端
子部を順次切り換えることができれば、それらの配置は
円周状でなくてもよい。また、受電端子部を６個設けた
例を示したが、その数は特に限定されない。ただし、３
個以上であることが好ましく、よりプラズマの均一化を
促進するためにはその数は多いほどよい。
【００６７】第２の実施形態ではスイッチ機構として静
電結合を利用したが、スイッチ機構が可動部を有し複数
の受電端子部に順次給電することができれば、これに限
るものではない。また、第３の実施形態ではスイッチ素
子としてＰＩＮダイオードを用いたが、スイッチ機能を
有する素子であればこれに限るものではない。さらに、
給電位置の移動手段は、第１ないし第３の実施形態のも
のに限らず、給電位置を移動することができればどのよ
うな手段であってもよい。
電結合を利用したが、スイッチ機構が可動部を有し複数
の受電端子部に順次給電することができれば、これに限
るものではない。また、第３の実施形態ではスイッチ素
子としてＰＩＮダイオードを用いたが、スイッチ機能を
有する素子であればこれに限るものではない。さらに、
給電位置の移動手段は、第１ないし第３の実施形態のも
のに限らず、給電位置を移動することができればどのよ
うな手段であってもよい。
【００６８】上記いずれの実施形態においても、上下電
極に高周波電力を供給したが、一方のみに高周波電力を
供給するタイプであってもよい。また、本発明を上部電
極に適用した場合について示したが、下部電極に適用す
ることも可能である。さらに、被処理基板として半導体
ウエハを用い、これにエッチングを施す場合について説
明したが、これに限らず、処理対象としては液晶表示装
置（ＬＣＤ）基板等の他の基板であってもよく、またプ
ラズマ処理もエッチングに限らず、スパッタリング、Ｃ
ＶＤ等の他の処理であってもよい。
極に高周波電力を供給したが、一方のみに高周波電力を
供給するタイプであってもよい。また、本発明を上部電
極に適用した場合について示したが、下部電極に適用す
ることも可能である。さらに、被処理基板として半導体
ウエハを用い、これにエッチングを施す場合について説
明したが、これに限らず、処理対象としては液晶表示装
置（ＬＣＤ）基板等の他の基板であってもよく、またプ
ラズマ処理もエッチングに限らず、スパッタリング、Ｃ
ＶＤ等の他の処理であってもよい。
【００６９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
相対向するように設けられた第１および第２の電極間の
処理空間に被処理基板を配置し、この処理空間に処理ガ
スを導入しつつ前記第１の電極に高周波電力を供給する
ことにより処理空間にプラズマを形成して前記基板にプ
ラズマ処理を施すに際し、第１の電極の前記第２の電極
に対向する面と反対側の面に高周波電力を給電してプラ
ズマを形成する際に、その給電面内で給電位置を移動さ
せるので、電極の中心から給電する場合のような干渉が
生じず、干渉作用による定在波の形成を防止することが
できる。したがって、第１の電極のプラズマ接触面にお
ける電界分布をより均一とすることができ、プラズマ密
度を均一にすることができる。このため、プラズマ処理
を均一に行うことができ、チャージアップダメージの発
生を抑制することができる。
相対向するように設けられた第１および第２の電極間の
処理空間に被処理基板を配置し、この処理空間に処理ガ
スを導入しつつ前記第１の電極に高周波電力を供給する
ことにより処理空間にプラズマを形成して前記基板にプ
ラズマ処理を施すに際し、第１の電極の前記第２の電極
に対向する面と反対側の面に高周波電力を給電してプラ
ズマを形成する際に、その給電面内で給電位置を移動さ
せるので、電極の中心から給電する場合のような干渉が
生じず、干渉作用による定在波の形成を防止することが
できる。したがって、第１の電極のプラズマ接触面にお
ける電界分布をより均一とすることができ、プラズマ密
度を均一にすることができる。このため、プラズマ処理
を均一に行うことができ、チャージアップダメージの発
生を抑制することができる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係るプラズマ処理装
置を示す断面図。
置を示す断面図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るプラズマ処理装
置における上部電極への給電機構を説明するための斜視
図。
置における上部電極への給電機構を説明するための斜視
図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るプラズマ処理装
置に用いた、上部給電棒と給電棒とを接続する接続機構
を示す断面図。
置に用いた、上部給電棒と給電棒とを接続する接続機構
を示す断面図。
【図４】従来の上部電極における高周波電力の供給系路
を模式的に示す断面図。
を模式的に示す断面図。
【図５】従来の上部電極における高周波電力の供給系路
を模式的に示す底面図。
を模式的に示す底面図。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るプラズマ処理装
置に用いた整合器を示す回路図。
置に用いた整合器を示す回路図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るプラズマ処理装
置を示す断面図。
置を示す断面図。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るプラズマ処理装
置に用いられる上部電極周辺部を一部切り欠いて示す斜
視図
置に用いられる上部電極周辺部を一部切り欠いて示す斜
視図
【図９】本発明の第３の実施形態に係るプラズマ処理装
置を示す断面図。
置を示す断面図。
１，１’，１''；プラズマ処理装置 ２；チャンバー ５；サセプタ（第２の電極） ２１；上部電極（第１の電極） ２２；電極支持体 ２３；電極板 ３０；処理ガス供給源 ３５；排気装置 ４０；第１の高周波電源 ４１，４５；整合器 ４４；第２の高周波電源 ５１；給電棒 ５２；給電板 ５３，６６；モーター ５７；接続機構 ６０，６０’；受電端子部 ６１，７０；スイッチ機構 ６３；受電端子板 ６４；回転部材 ６５；給電端子板 ７１；スイッチ素子 ７２；コントローラ Ｗ；半導体ウエハ
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G075 AA24 AA30 BC02 BC04 BC06 CA03 CA47 EA05 EB01 EB42 EC21 FB02 FB04 FC15 4K030 CA04 CA12 DA04 FA03 KA14 KA30 KA45 LA15 LA18 5F004 AA01 AA06 BA04 BA09 BB11 BB13 BB22 BB25 BB28 BB29 BB30 BC08 DA00 DA01 DA02 DA03 DA15 DA16 DA22 DA23 DA25
Claims (27)
- 【請求項１】 被処理基板が収容されるチャンバーと、 チャンバー内に相対向するように設けられた第１および
第２の電極と、 前記第１の電極に整合器を介して高周波電力を供給する
高周波電源と、 前記第１の電極の前記第２の電極に対向する面と反対側
の面に前記高周波電源から高周波電力を給電する給電部
材と、 前記給電部材の給電位置を移動させる移動機構と、 前記チャンバー内を所定の減圧状態に維持する排気手段
と、 前記チャンバー内に処理ガスを導入する処理ガス導入手
段とを具備し、 前記高周波電力により処理ガスをプラズマ化してプラズ
マ処理を行うことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項２】 前記移動機構は、前記給電部材の給電位
置を、実質的に前記第１の電極の給電面における第１の
電極と同心的な所定半径の円周上を移動させることを特
徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項３】 被処理基板が収容されるチャンバーと、 チャンバー内に相対向するように設けられた第１および
第２の電極と、 前記第１の電極に整合器を介して高周波電力を供給する
高周波電源と、 前記第１の電極の前記第２の電極に対向する面と反対側
の面に前記高周波電源から高周波電力を給電する給電手
段と、 前記チャンバー内を所定の減圧状態に維持する排気手段
と、 前記チャンバー内に処理ガスを導入する処理ガス導入手
段とを具備し、 前記給電手段は、 前記第１の電極の前記第２の電極に対向する面と反対側
の面から離隔して設けられた給電板と、 この給電板における、前記第１の電極の前記第２の電極
に対向する面と反対側の面の中心に対応する位置から径
方向にずれた位置に接続され、前記高周波電源からの高
周波電力を前記第１の電極に給電する給電部材と、 前記給電板を回転させて、前記給電部材の給電位置を前
記第１の電極の給電面上で回転させる回転機構とを有
し、 前記高周波電力により処理ガスをプラズマ化してプラズ
マ処理を行うことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項４】 前記給電位置は、第１の電極の前記第２
の電極に対向する面と反対側の面における第１の電極と
同心的な所定半径の円周上を移動することを特徴とする
請求項３に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項５】 前記給電位置の回転数は、２０ｒｐｍ以
上であることを特徴とする請求項３または請求項４に記
載のプラズマ処理装置。 - 【請求項６】 前記高周波電源と前記給電部材とは水銀
を介して接続されていることを特徴とする請求項３ない
し請求項５のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項７】 前記第１の電極と前記給電板とによって
形成される静電結合の静電容量は、前記整合器内におい
て給電部材と直列に形成された静電容量よりも大きいこ
とを特徴とする請求項３ないし請求項６のいずれか１項
に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項８】 被処理基板が収容されるチャンバーと、 チャンバー内に相対向するように設けられた第１および
第２の電極と、 前記第１の電極に整合器を介して高周波電力を供給する
高周波電源と、 前記第１の電極の前記第２の電極に対向する面と反対側
の面に前記高周波電源から高周波電力を給電する給電手
段と、 前記チャンバー内を所定の減圧状態に維持する排気手段
と、 前記チャンバー内に処理ガスを導入する処理ガス導入手
段とを具備し、 前記給電手段は、 前記高周波電源に接続された給電部と、 前記第１の電極の前記第２の電極に対向する面のその中
心以外の位置に設けられた複数の受電端子部と、 その一端が前記給電部に接続されるとともに、前記複数
の受電端子部のそれぞれに給電できるように移動可能に
設けられ、前記高周波電源からの高周波電力を受電する
受電端子部を順次切り換えるスイッチ機構とを有し、 前記高周波電力により処理ガスをプラズマ化してプラズ
マ処理を行うことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項９】 前記スイッチ機構は、 前記複数の受電端子部にそれぞれ接続された受電端子板
と、 前記給電部に接続されるとともに、前記各受電端子部の
受電端子板の直上または直下を通過可能であり、かつ前
記各受電端子板と対向した際に、その受電端子板との間
で静電結合可能な給電端子板と、 前記給電端子板を移動させて、前記各受電端子部の受電
端子板の直上または直下に順次位置させる駆動機構とを
有することを特徴とする請求項８に記載のプラズマ処理
装置。 - 【請求項１０】 前記スイッチ機構は、前記給電端子板
が取り付けられ、かつ前記駆動機構により回転される回
転部材を有し、前記給電端子板へは前記回転部材を介し
て給電されることを特徴とする請求項９に記載のプラズ
マ処理装置。 - 【請求項１１】 前記スイッチ機構を減圧雰囲気に存在
させる減圧手段をさらに有することを特徴とする請求項
９または請求項１０に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項１２】 前記各受電端子部に接続された受電端
子板は、それぞれの受電端子部に複数枚ずつ設けられ、
かつ各受電端子部の複数の受電端子板と静電結合可能な
ように複数の給電端子板を有することを特徴とする請求
項９ないし請求項１１のいずれか１項に記載のプラズマ
処理装置。 - 【請求項１３】 前記給電部と前記スイッチ機構とは水
銀を介して接続されていることを特徴とする請求項８な
いし請求項１２のいずれか１項に記載のプラズマ処理装
置。 - 【請求項１４】 前記受電端子板と前記給電端子板とに
よって形成される静電結合の静電容量は、前記整合器内
の給電部材と直列に形成された静電容量よりも大きいこ
とを特徴とする請求項９ないし請求項１３のいずれか１
項に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項１５】 被処理基板が収容されるチャンバー
と、 チャンバー内に相対向するように設けられた第１および
第２の電極と、 前記第１の電極に高周波電力を供給する高周波電源と、 前記第１の電極の前記第２の電極に対向する面と反対側
の面に前記高周波電源から高周波電力を給電する給電手
段と、 前記チャンバー内を所定の減圧状態に維持する排気手段
と、 前記チャンバー内に処理ガスを導入する処理ガス導入手
段とを具備し、 前記給電手段は、 前記第１の電極の前記第２の電極に対向する面のその中
心以外の位置に設けられた複数の受電端子部と、 前記高周波電源と前記受電端子部を接続する複数の給電
ラインと、 前記複数の受電端子部のうち前記高周波電源からの高周
波電力を受電する受電端子部を順次切り換えるスイッチ
機構とを有し、 前記高周波電力により処理ガスをプラズマ化してプラズ
マ処理を行うことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項１６】 前記スイッチ機構は、 前記複数の給電ラインに設けられたスイッチ素子と、 これらスイッチ素子を順次オン状態にする制御手段とを
有することを特徴とする請求項１５に記載のプラズマ処
理装置。 - 【請求項１７】 前記スイッチ素子はＰＩＮダイオード
を有することを特徴とする請求項１６に記載のプラズマ
処理装置。 - 【請求項１８】 前記複数の受電端子部は、前記第１の
電極の前記第２の電極に対向する面と反対側の面におけ
るその中心を通らない円周上に配置されることを特徴と
する請求項１５ないし請求項１７のいずれか１項に記載
のプラズマ処理装置。 - 【請求項１９】 前記複数の受電端子部は、前記第１の
電極の前記第２の電極に対向する面と反対側の面におけ
る第１の電極と同心的な所定半径の円周上に等間隔で配
置されることを特徴とする請求項１８に記載のプラズマ
処理装置。 - 【請求項２０】 前記円周上に配置された給電端子部を
順次切り換える際の周期が２０回／分以上であることを
特徴とする請求項１８または請求項１９に記載のプラズ
マ処理装置。 - 【請求項２１】 前記受電端子部は、少なくとも３個で
あることを特徴とする請求項８ないし請求項２０のいず
れか１項に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項２２】 前記第２の電極に高周波を印加する他
の高周波電源をさらに具備することを特徴とする請求項
１ないし請求項２１のいずれか１項に記載のプラズマ処
理装置。 - 【請求項２３】 相対向するように設けられた第１およ
び第２の電極間の処理空間に被処理基板を配置し、この
処理空間に処理ガスを導入しつつ前記第１の電極に高周
波電力を供給することにより処理空間にプラズマを形成
して前記基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法で
あって、 前記第１の前記第１の電極の前記第２の電極に対向する
面と反対側の面に高周波電力を給電してプラズマを形成
する際に、その給電面内で給電位置を移動させることを
特徴とするプラズマ処理方法。 - 【請求項２４】 前記給電位置は、実質的に前記第１の
電極の給電面における第１の電極と同心的な所定半径の
円周上で移動されることを特徴とする請求項２３に記載
のプラズマ処理方法。 - 【請求項２５】 前記給電位置の移動速度は、２０ｒｐ
ｍ以上であることを特徴とする請求項２４に記載のプラ
ズマ処理方法。 - 【請求項２６】 相対向するように設けられた第１およ
び第２の電極間の処理空間に被処理基板を配置し、この
処理空間に処理ガスを導入しつつ前記第１の電極に高周
波電力を供給することにより処理空間にプラズマを形成
して前記基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法で
あって、 前記第１の電極の前記第２の電極に対向する面と反対側
の面の中心以外の位置に複数の受電端子部を設け、前記
第１の電極に高周波電力を給電してプラズマを形成する
際に、高周波電力を受電する受電端子部を順次切り換え
ることを特徴とするプラズマ処理方法。 - 【請求項２７】 前記受電端子部は円周状に配置され、
前記受電端子部を順次切り換える際の速度が２０ｒｐｍ
以上であることを特徴とする請求項２６に記載のプラズ
マ処理方法。
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
| JP23419899A JP4493756B2 (ja) | 1999-08-20 | 1999-08-20 | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
| PCT/JP2000/005408 WO2001015212A1 (fr) | 1999-08-20 | 2000-08-11 | Appareil de traitement au plasma et procede de traitement au plasma |
| EP00951961A EP1213749B1 (en) | 1999-08-20 | 2000-08-11 | Plasma processing apparatus and method of plasma processing |
| KR1020027002155A KR100674625B1 (ko) | 1999-08-20 | 2000-08-11 | 플라즈마 처리장치 및 플라즈마 처리방법 |
| DE60036631T DE60036631T2 (de) | 1999-08-20 | 2000-08-11 | Plasmabehandlungsapparatur und plasmabehandlungsverfahren |
| US10/049,989 US7153387B1 (en) | 1999-08-20 | 2000-08-11 | Plasma processing apparatus and method of plasma processing |
| TW089116860A TW463264B (en) | 1999-08-20 | 2000-08-19 | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP23419899A JP4493756B2 (ja) | 1999-08-20 | 1999-08-20 | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
Publications (2)
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|---|---|
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ID=16967234
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (7)
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|---|---|
| US (1) | US7153387B1 (ja) |
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