JP2001160553A

JP2001160553A - プラズマ装置

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Publication number: JP2001160553A
Application number: JP2000302140A
Authority: JP
Inventors: Jiro Hata; 次郎畑; Nobuo Ishii; 信雄石井
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1993-01-12
Filing date: 2000-10-02
Publication date: 2001-06-12
Anticipated expiration: 2017-06-24
Also published as: JP3294839B2

Abstract

(57)【要約】【課題】被処理体における被処理面付近のプラズマ密
度の均一性を向上させて均一なプラズマ処理を実現す
る。【解決手段】プラズマ発生部Ａとプラズマ処理部Ｂと
を有し、第１の高周波電源６によってアンテナ手段３に
高周波を印加することにより、処理室１１内に交番電界
を形成し、電源８により電磁コイル４を励起することに
より石英管２の軸方向に磁力線を有する静磁場を形成す
る。ウエハＷ表面に垂直にプラズマ流が入射し、均一な
処理が行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ＬＳＩ等の半導体デバイスの製
造工程を例にとって説明すると、エッチング、アッシン
グ、ＣＶＤ、スパッタリングなどの各種プロセスにおい
て、処理ガスのイオン化や化学反応を促進するために、
プラズマを発生させるプラズマ装置が多く利用されてい
るが、近年では、半導体ウエハ（以下、「ウエハ」とい
う）などの被処理体に施すパターンの微細化が進むにつ
れ、プラズマのエネルギー密度分布、及びプラズマとサ
セプタとの間のバイアス電位をより高い精度で調整した
り、電極からの重金属汚染を減少させる観点から、渦巻
状のアンテナを用いるいわゆる高周波誘導方式のプラズ
マ装置が提案されている。

【０００３】例えば欧州特許公開明細書第３７９８２８
号に開示されているように、気密に構成された処理容器
（チャンバ）におけるウエハ載置台と対向部分（一般に
上壁部分）を石英ガラス等の絶縁物で構成し、その外側
の壁面にスパイラル状のアンテナを固定しこれに高周波
電流を流して処理容器内に高周波電磁場を作り、これに
よって処理容器内に供給される処理ガスを電離させ、プ
ラズマを生成するようにしている。かかる方式を用いる
プラズマ装置では、アンテナの真下に位置する処理容器
内の空間にプラズマが生成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記した
従来のプラズマ装置によれば、次のような問題がある。
即ち、一般的にプラズマの生成密度は、スパイラル状の
アンテナの半径方向における中心と外側との中間部に対
応する位置でプラズマ密度が最も高く、それより内側及
び外側に向かうほどプラズマ密度が低くなっている。即
ちプラズマ密度が均一ではない。そのためプラズマ処理
についての均一性、再現性が未だ十分ではなかった。ま
たかかるプラズマ密度の調整を行うための方法も十分に
開示されていなかった。

【０００５】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、被処理体における被処理面付近のプラズマ密度の
均一性を向上させてプラズマ処理における均一性に優
れ、またプラズマ密度の調整も可能としたプラズマ装置
を提供することをその目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
請求項１によれば、プラズマ発生部とプラズマ処理部と
から構成され、前記プラズマ発生部で発生されたプラズ
マ流を前記プラズマ処理部の処理室内に導入することに
より、その処理室内においてサセプタ上に載置固定され
た被処理体に対してプラズマ処理を施すためのプラズマ
装置であって、前記プラズマ発生部には、高周波電流を
印加することにより絶縁部材を介して前記処理室内に交
番電界を形成するアンテナ手段と、前記プラズマ発生部
を囲むように配置され、前記交番電界と直交する方向に
静磁場を形成する第１の磁場形成手段とが設けられ、前
記アンテナ手段は上部リング部材と下部リング部材とを
有しており、上記交番電界と静磁場とを適当に調整する
ことにより、上記処理室内に電子サイクロトロン共鳴領
域を形成し、前記プラズマ処理部には、前記処理室を囲
むように配設され前記処理室内に導入された前記プラズ
マ流を前記被処理体に対して整形保持するための第２の
磁場形成手段が設けられていることを特徴とする、プラ
ズマ装置が提供される。

【０００７】請求項１のプラズマ装置は、プラズマ発生
部に設置されたアンテナ手段に高周波電流を印加するこ
とにより絶縁部材を介して処理室内に交番電界を形成す
るように構成されている。このようにこの請求項１の発
明に基づくプラズマ装置では、超高周波のマイクロ波を
用いずにＥＣＲ条件を達成するように構成されており、
そのため利用する周波数領域を比較的短い領域に、例え
ば１００ＭＨｚ以下に設定することができる。従って上
記アンテナ手段による交番電界と直交する方向に形成す
る静磁場の磁束密度を小さくしてもＥＣＲ条件を達成す
ることが可能になり、そのための第１の磁場形成手段の
小型化を図ることができる。また、ＥＣＲ条件を達成す
るために必要な磁場も小さいもので十分なので、プラズ
マ流に対する発散磁界の影響を最小限にすることが可能
である。

【０００８】また前記請求項１のプラズマ装置において
は、処理室を囲むように第２の磁場形成手段が設けられ
ている。そのため処理室内に導入されたプラズマ竜の展
開領域を被処理体近傍の面状に拡大し、その処理領域に
均一なプラズマ流を保持すると共に、プラズマ流の方向
を被処理体の処理面に対して垂直に方向付けることが可
能となる。

【０００９】さらにまた本発明の請求項２によれば、サ
セプタ上の被処理体に対してプラズマ処理を施すべく構
成された処理室と、前記処理室の外側における前記被処
理体に対応する部分に絶縁体を介して設けられ、かつ高
周波電力の供給によって前記被処理体近傍に誘導電界を
形成するための誘導手段と、前記高周波電力を供給する
高周波電源とを備えたプラズマ装置であって、前記誘導
手段はアンテナ手段であって、このアンテナ手段は中央
部に渦の中心がある複数の渦巻アンテナからなることを
特徴とする、プラズマ装置が提供される。

【００１０】かかる構成のプラズマ装置によれば、効率
よく交番電界を形成できると共に、均一なプラズマを発
生させることができる。

【００１１】前記プラズマ装置において、請求項３に記
載したように、前記高周波電源から前記アンテナ手段に
前記高周波電力が供給される部分は、アンテナ手段の中
央部に設定してもよい。

【００１２】また請求項４に記載したように、前記各ア
ンテナに供給される高周波電力は、各々独立して制御さ
れる如く構成すれば、各アンテナによって誘起される交
番電界の強度を調整できるので、極めて精細でかつ広範
囲にプラズマ密度の制御が行える。

【００１３】そして請求項５に記載したように、被処理
体に高周波バイアスを印加する高周波印加手段をさらに
付加すれば、プラズマ中のイオンをより加速させること
が可能である。

【００１４】前記絶縁体としては、例えば請求項６に記
載したように、石英板を用いることができる。

【００１５】そして被処理体が例えばＬＣＤ基板など長
方形の場合には、前記アンテナ手段もそれに対応させ
て、請求項７に記載したように、長方形のループ状に形
成したり、請求項８に記載したように、順次内側に直角
に折曲していく長方形の渦巻状に形成したりすればよ
い。

【００１６】前記アンテナ手段の上方に、請求項９に記
載したように、垂直下方に向かって徐々に発散する磁力
線を有する静磁場を形成可能な電磁コイルを設置すれ
ば、前記アンテナ手段とこの電磁コイルの出力を適当に
調整することで、所望の領域、例えば被処理体の処理表
面の上方２０〜３０ｃｍ領域にＥＣＲ領域を形成するこ
とが可能である。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の好ましい実施の形態について説明する。第１の実施の
形態はＥＣＲプラズマエッチング装置に適用した例であ
って、まず図１〜図４に基づいて、第１の実施の形態に
係るプラズマ装置１の装置構成について説明する。

【００１８】このプラズマ装置１は、図１に概略的に示
すように、プラズマ発生部Ａとプラズマ処理部Ｂとから
構成されている。プラズマ発生部Ａは、例えば頂部がド
ーム形状の円筒石英管２と、その石英管２の周囲を囲む
アンテナ手段３と、そのアンテナ手段３の上方において
前記石英管２を囲むように配置された電磁コイル４とか
ら構成される。

【００１９】前記アンテナ手段３はマッチングボックス
５を介して第１の高周波電源６に接続されて、コントロ
ーラ７からの指令に応じて、高周波電流を印加すること
が可能である。また、前記電磁コイル４は電源８に接続
されて、コントローラ７からの指令に応じて、所望の静
磁場を励起可能に構成されている。また、前記石英管２
のドーム部分の頂部には、第１のガス源９から、図示し
ないマスフローコントローラを介して第１のプロセスガ
ス、例えばアルゴンなどの不活性ガスを導入可能な第１
のガス導入管路１０が取り付けられている。

【００２０】図２に詳細に示されるように、前記アンテ
ナ手段３は、上部リング部材３ａ、下部リング部材３ｂ
及び両リング部材を連結する連結部材３ｃから構成さ
れ、前記第１の高周波電源６から前記マッチングボック
ス５を介して、図２の矢印で示すように、所望の高周波
電流を印加することにより、前記円筒石英管２内に交番
電界を形成することが可能なように構成されている。な
お、アンテナの構造は交番電界を所望の領域に形成でき
ればよく、前記形状に特定されない。

【００２１】また、図２及び図３から明かなように、前
記電磁コイル４は、前記アンテナ手段３の上部におい
て、前記円筒石英管２を取り囲むように配置されてい
る。なお、図２では、構造の理解を容易にするために、
前記電磁コイル４の略半分を切り欠いた状態で示してい
る。図３の平面図に矢印で示したように、前記電源８に
より電磁コイル４を励起することにより、前記交番電界
と直交する方向、すなわち図示の例では垂直方向（円筒
石英管の軸方向）下方に向かう静磁場を形成するように
構成されている。

【００２２】なお、プラズマ発生部を構成する前記石英
管２、アンテナ手段３、電磁コイル４の寸法及び出力
は、後述するように、被処理体であるウエハＷの反応表
面の上方、約２０〜３０ｃｍ付近、すなわち図１の例で
は、前記石英管２と後述の処理室１１の接続部分付近
に、ＥＣＲ領域（Ｅｃ）が形成されるように調整され
る。

【００２３】再び図１を参照して、第１の実施の形態に
係るプラズマ装置１のプラズマ処理部Ｂの構成について
説明する。前記プラズマ処理部Ｂは、前記プラズマ発生
部Ａで発生したプラズマ流により被処理体、例えばウエ
ハＷを処理する処理室１１を備え、その処理室１１内に
は、前記ウエハＷを載置固定するためのサセプタ１２が
収納されている。このサセプタ１２はマッチングボック
ス１３を介して第２の高周波電源１４に接続されてお
り、前記コントローラ７からの指令によりエッチング処
理を行う際には、ＲＦバイアスを前記サセプタ１２に印
加することが可能なように構成されている。

【００２４】前記処理室１１の肩口には、第２のガス源
１８から図示しないマスフローコントローラを介して第
２のプロセスガスを導入可能な第２のガス供給管路１９
が設けられており、同処理室１１の反対側下方には、例
えば真空ポンプなどの排気系１５に連通する排気管１６
が接続されており、処理工程に応じて、前記処理室９１
内にプロセスガスを導入したり、あるいは前記処理室１
１内を真空引きすることができるように構成されてい
る。

【００２５】さらに本実施の形態によれば、前記処理室
１１の側壁を取り囲むように磁場形成手段１７が配置さ
れている。この磁場形成手段１７は、図４に詳細に示す
ように、複数の永久磁石１７ａ、１７ｂ等を交互に極性
が異なるように環状に配して成るもので、図４の矢印に
示すような磁力線を有する多極磁場を構成する。この多
極磁場の作用により、後述するように、プラズマ発生部
Ａから導入されたプラズマ流を、被処理体であるウエハ
Ｗの処理表面付近にて整形保持することが可能になる。

【００２６】第１実施の形態に係るプラズマ装置１１は
以上のように構成されており、次にその動作について説
明すると、エッチング処理を行う場合には、図示しない
カセット室から搬送アームにより図示しないロードロッ
ク室に搬送された被処理体であるウエハＷが、前記ロー
ドロック室から図示しないゲートバルブを介して、処理
室１１内に搬送される。即ち予め減圧雰囲気、例えば１
０^−６Ｐａに設定された処理室１１内に搬送され、その
処理室１１内のサセプタ１２上に、図示しない静電チャ
ックなどの固定手段により載置固定される。

【００２７】次いで、前記石英管１２のドーム頂部の前
記第１のガス供給管路１０及び前記処理室１１の肩口に
設けられた前記第２のガス供給管路１９から、ウエハＷ
にプラズマエッチングを施すための所定のプロセスガス
が、前記石英管１２及び前記処理室１１に導入される。
この時、処理室１１内の圧は、例えば１０^−３Ｔｏｒｒ
に調節されている。例えば、前記第１のガス供給管路１
０からアルゴンなどの不活性ガスを導入し、第２のガス
供給管路１９からＣｌ_２やＣＨＦ_３を供給することが可
能である。このように、２系列のガス供給管路からプラ
ズマ発生部Ａ及びプラズマ処理部Ｂにプロセスガスを供
給可能なように構成することにより、エッチングに最適
なプロセスガスの混合比を、プラズマ発生部Ａ及びプラ
ズマ処理部Ｂ、それぞれにおいて、別個にパラメータ設
定して、より制御性に優れたプラズマエッチング処理が
可能となる。

【００２８】プラズマを発生させる際には、第１の高周
波電源６から適当な高周波電流をアンテナ手段３に送る
ことにより、処理室１１内に交番電界を形成すると共
に、電源８により電磁コイル４を励起することにより、
垂直方向下方、すなわち石英管２の軸方向に磁力線を有
する静磁場が形成される。そして後述するＥＣＲ条件が
満足されると、ＥＣＲ領域に存在する電子はその磁界の
磁力線に巻き付くように螺旋運動をしてプラズマ電位に
到達し、弱磁界方向、すなわち垂直方向下方に加速され
る。この結果、被処理体であるウエハＷの処理表面に対
して垂直方向に向かうプラズマ流を形成することが可能
となる。

【００２９】ここで、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣ
Ｒ）条件は、Ｂ＝２πｍ_ｅｆ_ｃ／ｅを満足させることで得られる。ただし、上式において、
Ｂは磁束密度、ｍ_ｅは電子の質量、ｆ_ｃは周波数、ｅ
は電荷である。そのため、従来のマイクロ波ＥＣＲプラ
ズマ装置においては、工業的に利用可能な２．４５ＧＨ
ｚのマイクロ波に対してＥＣＲ条件を満たす磁場として
８７５Ｇａｕｓｓが必要であったので、磁場を得るため
に大きな重いマグネットが必要となり、装置が大型化せ
ざるを得なかった。また、マイクロ波を伝播するための
特別な導波管も必要であった。

【００３０】しかし、低い周波数を用いれば、それだけ
低い磁場でＥＣＲ条件を達成することが可能なことは、
上式から明らかである。そこで本実施の形態に基づくプ
ラズマ装置１によれば、アンテナ手段３に、例えば１０
０ＭＨｚ以下の高周波電流を供給することにより、交番
電界を形成することが可能なので、例えば３５Ｇａｕｓ
ｓ程度の非常に小さい磁場を形成すれば、ＥＣＲ条件を
満足させることが可能である。そのため、従来の装置に
比較して遥かに小さな電磁コイルを使用すれば十分なの
で、装置の簡易化、小型化を図ることができる。

【００３１】図３に示すように、第１の磁場形成手段に
よる磁力線は、垂直方向下方に向かうにつれて処理室外
方に反れる発散磁界を形成している。そのため、被処理
体Ｗに向かうプラズマ流も発散する傾向を有している。
特に従来のマイクロ波ＥＣＲプラズマ装置では、８７５
Ｇａｕｓｓという大きな磁界を使用せざるを得ないの
で、処理室１１内に形成される発散磁界も大きなものと
なり、プラズマ流の発散傾向も大きくなり、ウエハＷの
処理表面にプラズマ流を垂直に入射させることが困難で
あった。

【００３２】しかしながら、本実施の形態に基づくプラ
ズマ装置１によれば、例えば３５Ｇａｕｓｓといった小
さな磁場を用いることが可能なので、処理室１１内に生
じる発散磁界も小さくすることができ、前記処理室１１
内に導入されたプラズマ流の発散傾向を最小限に抑える
ことが可能である。特に、ＥＣＲ領域と２０〜３０ｃｍ
程度離れた地点では発散磁界の影響はほとんど無視する
ことができるので、ウエハＷの処理表面にプラズマ流を
垂直に案内することが可能になるので、選択比の高い良
好な異方性エッチングを達成することができる。

【００３３】また、図１に示すプラズマ装置１の処理室
１１の周囲には図４に示すような多極構成の磁場形成手
段１７が配置されているので、プラズマ発生部Ａから処
理室１１内に導入されたプラズマ流を被処理体Ｗの処理
表面に対応するように整形保持することが可能である。
またかかる多極構成の磁場形成手段１７によって上述の
プラズマ流の発散傾向を減少させ、処理表面に垂直入射
するプラズマ流とすることで、高い選択比及びエッチン
グの均一化を確保することが可能となる。

【００３４】また、図１に示す実施の形態ではサセプタ
１２にマッチングボックス１３を介して第２の高周波電
源１４からＲＦバイアスを印加することが可能なように
構成されている。そのため、使用される処理ガスやガス
圧力に応じて、ＲＦバイアスを適宜印加することによ
り、プラズマ流中のイオンの加速を図ると共に、イオン
流の均一化を図ることが可能である。

【００３５】前記のようにして被処理体であるウエハＷ
の処理が完了すると、排気管路１６を開放して、真空ポ
ンプなどの排気系１５により前記処理室１１内の残留処
理ガスや反応性生物を十分に排気した後に、前記処理室
１１の側面に設けられた図示しないゲートバルブが開口
され、搬送アームによりサセプタ上の被処理体をロード
ロック室に搬出する。以上が、第１の実施の形態にかか
るプラズマ装置１を用いた場合の動作説明である。

【００３６】次に、前記石英管２の頂部ドーム部分の第
１のガス供給管路１０からのプロセスガスの導入経路に
関するさらに別の例について、図５及び図６を参照しな
がら説明する。図１の第１の実施の形態おいては、石英
管２の頂部ドーム部分に形成された第１のガス供給管路
１０から処理ガスが、直接石英管２内に導入されるが、
処理ガスを処理室１１内に均一かつ迅速に分散させるた
めに、図５又は図６に示す構成を採用することが可能で
ある。図５に示す他の実施の形態においては、複数の貫
通孔２０が穿設された板部材２１を介して処理ガスを導
入することにより、ガス分散の均一化及び加速を図って
いる。

【００３７】また、図６に示す他の例においては、スポ
ンジ状の多孔性材料２２が前記第１のガス供給管路１０
付近に設置されており、処理ガスは前記多孔性材料２２
中の微小孔２３を介してプラズマ発生部Ａに導入し、ガ
ス分散の均一化及び加速を図ることができるように構成
されている。

【００３８】次に、図７及び図８を参照して、第２の実
施の形態について説明する。ただし、図１に示す第１の
実施の形態と同じ機能及び構造を有する構成部材につい
ては、同一の番号を付すことにより、重複説明を省略し
ている。この第２の実施の形態においては、図１に示す
石英管２に代えて、石英板３０が処理室１１の上面に配
置されており、この石英板３０の外側表面上に、アンテ
ナ手段３１が設置されている。

【００３９】このアンテナ手段３１は、図８に示すよう
に、渦巻形状を有する渦巻アンテナであり、高周波電源
６からマッチングボックス５を介して高周波電流を印加
することにより効率よく交番電界を形成することが可能
である。なお、石英板３０の外側表面に設置されるアン
テナ構造については、所望の領域に所望の交番電界を形
成できればよく、前記形状に限定されない。

【００４０】例えば図９〜図１５に示された各種形態の
アンテナを使用することができ、またかかる場合、図９
〜図１５に示された高周波電源、キャパシタの接続構成
を採ることが可能である。しかもアンテナ、高周波電源
の接続等をそのように構成することにより、対応する箇
所で述べたように、プラズマ密度の均一化を図って、よ
り均一なプラズマ処理を施すことが可能になるものであ
る。なお図９において、５１はリング状のアンテナ、５
１ａ、５１ｂは端子、５２はキャパシタ、５３は高周波
電源である。また図１０において、５５はアンテナであ
って、中央部の空間領域の径は、アンテナの渦巻き数
（旋回数）、その端子５５ａ、５５ｂに接続される高周
波電源５３の出力電力、被処理体であるウエハＷの直
径、アンテナ５５とウエハＷ間の距離等に応じて適宜選
択される。

【００４１】また図１１において、６０は中央部に空間
領域を有するスパイラル状のアンテナであって、アンテ
ナ中心部を縦方向に貫通する磁束の本数が減少するた
め、その直径で誘起される交番電界の強度が小さくな
り、プラズマ生成領域が半径方向において外側に変位す
る。この場合も、中央部の空間領域の径は、アンテナの
渦巻き数（旋回数）、その端子６０ａ、６０ｂに接続さ
れる高周波電源５３の出力電力、被処理体であるウエハ
の直径、アンテナ６０とウエハ間の距離等に応じて適宜
選択される。

【００４２】図１２に示された例では、スパイラル状
（渦巻状）のアンテナ６５において、アンテナ導体のピ
ッチを半径方向で変化させ、アンテナ外側部では密に、
アンテナ中心部では疎になっている。このような渦巻き
構造によれば、アンテナ直下で誘起される同心円状の交
番電界が、相対的に内周部（中心部）で小さくなるた
め、プラズマ生成領域も半径方向外側にシフトし、プラ
ズマ密度がより均一化される。

【００４３】図１３の例では、リング状のアンテナ８１
及び８２を同心状に、好ましくは同一平面上に設け、外
側のアンテナ８１の端子８１ａ及び８１ｂとの間には、
マッチング回路としてのキャパシター８３を介して第１
の高周波電源８４が接続されている。他方、内側のリン
グ状のアンテナ８２の端子８２ａ及び８２ｂとの間に
は、マッチング回路としてのキャパシター８５を介して
第２の高周波電源８６が接続された構成を有している。

【００４４】前記第１および第２の高周波電源８４、８
６は、夫々独立した第１および第２の高周波電力を同一
周波数（たとえば１３．５６ＭＨｚ）、かつ同位相でそ
れぞれ外側および内側のリング状アンテナ８１、８２に
供給する。

【００４５】これにより、外側のリング状のアンテナ８
１には、相対的に大きな高周波電流ｉARFが流れるとと
もに、内側のリング状のアンテナ８２には相対的に小さ
な高周波電流ｉBRFが流れる。この場合、アンテナ直下
のチャンバ内空間におけるプラズマ生成領域が、単一の
アンテナに同一の高周波電流が流れた場合のプラズマ生
成領域よりも外側にシフトするので、プラズマ密度の均
一化を図ることができる。

【００４６】なおこの場合、図１３に示すように、外側
のリング状のアンテナ８１と内側のリング状のアンテナ
８２との間に対応する位置に、被処理体としてのウエハ
Ｗが位置するように、各アンテナを配置することが、プ
ラズマ密度を一層均一化するうえで好ましい。また、リ
ング状のアンテナは図１３のように２つに限らず、３つ
以上であってもよい。

【００４７】さらに誘導部材としてのアンテナをこのよ
うに構成することにより、内側のアンテナと外側のアン
テナとで高周波電力を独立に設定できるため、プラズマ
生成領域をより精細かつ広範囲に制御することができ
る。なお、高周波電源と両アンテナ８１、８２との間に
電力分配回路を設けることで、第１および第２の高周波
電源８４、８６を一つの高周波電源で共用化することも
可能である。

【００４８】図１４の例では、同心状に２つのスパイラ
ル状のアンテナ９１及び９２を配置した例を示す。すな
わち、スパイラル状のアンテナ９１の内側にスパイラル
状のアンテナ９２を設け、夫々キャパシター９３、９４
を介して、対応する高周波電源９５、９６を接続したも
のである。この場合にも、図１３に示した例と同様の効
果が得られる。なお各スパイラル状のアンテナ９１、９
２の巻数は、各高周波電源の出力、被処理体であるウエ
ハの直径、アンテナとウエハとの距離等に応じて任意に
選択することができる。

【００４９】図１５では、スパイラル状のアンテナ１０
１とリング状のアンテナ１０２とを同心状に配置した例
であるが、この場合にも同様の効果を得ることができ
る。なお、図１５のようにリング状のアンテナ１０２が
内側であってもよいし、リング状アンテナ１０２が外側
であってもよい。なお各アンテナ１０１、１０２には夫
々キャパシター９３、９４を介して、対応する高周波電
源９５、９６が接続される。

【００５０】また、前記第２実施の形態においても、図
１に示す第１の実施の形態と同様に、前記アンテナ手段
３１の上方には電磁コイル４が設置されており、垂直方
向下方に向かって徐々に発散する磁力線を有する静磁場
を形成することが可能に構成されている。このように、
本実施の形態においても、前記アンテナ手段３１と前記
電磁コイル４の出力を適当に調整することにより、所望
の領域、例えば、被処理体の処理表面の上方、２０〜３
０ｃｍ領域にＥＣＲ領域を形成することが可能である。

【００５１】さらに、本実施の形態によれば、図１に示
した第１の実施の形態にかかるプラズマ装置１における
石英管２のような、嵩高の構成部材を使用する必要がな
いので、プラズマ装置のより小型化を図ることが可能で
ある。

【００５２】以上、本発明に基づくプラズマ装置につい
て実施の形態に基づいて説明したが、本発明に基づくプ
ラズマ装置は前記各実施の形態に限定されず、アッシン
グ装置、スパッタ装置、イオン注入装置、プラズマＣＶ
Ｄ装置などにも適用することが可能である。

【００５３】また被処理体ついても、例えばＬＣＤ基板
の処理を実施する各種のプラズマ装置に対して適用可能
である。かかる場合の誘導手段の誘導部材、アンテナ手
段の形態については、当該基板の平面形態に合わせて構
成すればよい。例えばＬＣＤ基板が長方形の場合には、
ループ状の誘導部材やアンテナ手段も、線状、管状の導
電性材料でいわば長方形のループ状に形成すればよい。
また渦巻状の形態についても、順次内側に直角に折曲し
ていくいわば長方形の渦巻状に形成すればよい。このよ
うに構成することにより、長方形の被処理体に対しても
既述の各実施の形態と同様の作用効果が得られ、これを
均一にプラズマ処理することが可能である。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、均一なプラズマを発生
させることができるから、均一なプラズマ処理が実施で
きる。特に請求項４の場合には、極めて精細でかつ広範
囲にプラズマ密度の制御が行える。そして請求項５の場
合には、プラズマ中のイオンをより加速させることが可
能であるから、例えばエッチング処理においては、エッ
チングレートを向上させることができる。また請求項
７、８の場合には、ＬＣＤ基板など被処理体が長方形の
場合に、均一なプラズマ処理が可能である。請求項９の
場合には、前記アンテナ手段とこの電磁コイルの出力を
適当に調整することで、所望の領域にＥＣＲ領域を形成
することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係るプラズマ装置の概略的
な縦断面図である。

【図２】図１に示すプラズマ装置のプラズマ発生部分の
概略的な見取図である。

【図３】図１に示すプラズマ装置のプラズマ発生部分を
水平方向に切断した概略的な断面図である。

【図４】図１に示すプラズマ装置のプラズマ処理部分を
水平方向に切断した概略的な断面図である。

【図５】第１の実施の形態で用いることができるプラズ
マ発生部分へのガス導入経路の他の例を示す概略的な断
面図である。

【図６】第１の実施の形態で用いることができるプラズ
マ発生部分へのガス導入経路の他の例を示す概略的な断
面図である。

【図７】第２実施の形態に係るプラズマ装置の概略的な
縦断面図である。

【図８】図７に示すプラズマ装置の概略的な平面図であ
る。

【図９】第２の実施の形態で用いることができるアンテ
ナの他の例であるループ状のアンテナを示す平面説明図
である。

【図１０】第２の実施の形態で用いることができるアン
テナの他の例である渦巻状のアンテナを示す平面説明図
である。

【図１１】第２の実施の形態で用いることができるアン
テナの他の例を示す平面説明図である。

【図１２】第２の実施の形態で用いることができるアン
テナの他の例を示す平面説明図である。

【図１３】第２の実施の形態で用いることができるアン
テナの他の例を示す平面説明図である。

【図１４】第２の実施の形態で用いることができるアン
テナの他の例を示す平面説明図である。

【図１５】第２の実施の形態で用いることができるアン
テナの他の例を示す平面説明図である。

【符号の説明】

１プラズマ装置２円筒石英管３アンテナ手段３ａ上部リング部材３ｂ下部リング部材４電磁コイル５、１３マッチングボックス６第１の高周波電源７コントローラ９第１のガス源１１処理室１２サセプタ１４第２の高周波電源１８第２のガス源３０石英板３１アンテナ手段Ａプラズマ発生部Ｂプラズマ処理部Ｗウエハ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラズマ発生部とプラズマ処理部とから
構成され、前記プラズマ発生部で発生されたプラズマ流
を前記プラズマ処理部の処理室内に導入することによ
り、その処理室内においてサセプタ上に載置固定された
被処理体に対してプラズマ処理を施すためのプラズマ装
置であって、前記プラズマ発生部には、高周波電流を印加することに
より絶縁部材を介して前記処理室内に交番電界を形成す
るアンテナ手段と、前記プラズマ発生部を囲むように配
置され、前記交番電界と直交する方向に静磁場を形成す
る第１の磁場形成手段とが設けられ、前記アンテナ手段は上部リング部材と下部リング部材と
を有しており、上記交番電界と静磁場とを適当に調整す
ることにより、上記処理室内に電子サイクロトロン共鳴
領域を形成し、前記プラズマ処理部には、前記処理室を
囲むように配設され前記処理室内に導入された前記プラ
ズマ流を前記被処理体に対して整形保持するための第２
の磁場形成手段が設けられていることを特徴とする、プ
ラズマ装置。
【請求項２】サセプタ上の被処理体に対してプラズマ
処理を施すべく構成された処理室と、前記処理室の外側
における前記被処理体に対応する部分に絶縁体を介して
設けられ、かつ高周波電力の供給によって前記被処理体
近傍に誘導電界を形成するための誘導手段と、前記高周
波電力を供給する高周波電源とを備えたプラズマ装置で
あって、前記誘導手段はアンテナ手段であって、このアンテナ手
段は中央部に渦の中心がある複数の渦巻アンテナからな
ることを特徴とする、プラズマ装置。
【請求項３】前記高周波電源から前記アンテナ手段に
前記高周波電力が供給される部分は、アンテナ手段の中
央部であることを特徴とする、請求項２に記載のプラズ
マ装置。
【請求項４】前記各アンテナに供給される高周波電力
は、各々独立して制御される如く構成されたことを特徴
とする、請求項２に記載のプラズマ装置。
【請求項５】被処理体に高周波バイアスを印加する高
周波印加手段をさらに有することを特徴とする、請求項
２、３又は４に記載のプラズマ装置。
【請求項６】前記絶縁体は石英板であることを特徴と
する、請求項２、３、４又は５に記載のプラズマ装置。
【請求項７】被処理体は、長方形であって、前記アン
テナ手段は、長方形のループ状に形成されたものである
ことを特徴とする、請求項２、３、４、５又は６に記載
のプラズマ装置。
【請求項８】被処理体は、長方形であって、前記アン
テナ手段は、順次中央部から直角に折曲していく長方形
の渦巻状に形成されたものであることを特徴とする、請
求項２、３、４、５又は６に記載のプラズマ装置。
【請求項９】前記アンテナ手段の上方には、垂直下方
に向かって徐々に発散する磁力線を有する静磁場を形成
可能な電磁コイルが設置されていることを特徴とする、
請求項２、３、４、５、６、７又は８に記載のプラズマ
装置。