JP2002110565A - プラズマ処理装置及び処理方法、並びに半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラズマ処理装置において、チャンバ内壁の
セルフクリーニング、又はプリコート等のプラズマ処理
を効率良く行えるようにする。 【解決手段】 プラズマ発生源２と、プラズマ発生源２
に配置された複数の磁場発生手段７ａ、７ｂと、各磁場
発生手段７ａ、７ｂの磁場を夫々独立に制御する磁場制
御手段１４ａ１４ｂを有し、磁場制御手段１４ａ１４ｂ
は、少なくとも磁場の向きを反転させる機能を有して成
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、例えば半導体デバ
イス、液晶表示装置、更には固体撮像素子等の製造に適
用される、プラズマ処理装置及び処理方法、並びに半導
体装置の製造方法に関する。プラズマ処理装置として
は、例えばプラズマＣＶＤ装置、プラズマエッチング装
置等を含む。処理方法としては、被処理基板に対するプ
ラズマ処理前のチャンバ内壁のいわゆるセルフクリーニ
ング処理、プリコート処理を含む。半導体装置として
は、ＬＳＩなどの半導体デバイス、固体撮像素子、或い
は液晶表示装置における薄膜トランジスタ素子を有する
表示基板等を含む。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体デバイス、液晶表示装
置、更には固体撮像素子等の製造において、所要の成
膜、エッチング処理にプラズマ処理装置が用いられてい
る。近年、例えば、ＬＳＩ等の半導体装置の高集積化や
高性能化か進展するに伴い、半導体装置の製造過程に於
けるプラズマＣＶＤ技術では微細パターンの埋め込み特
性の向上や緻密で良好な膜質の形成が要求され、プラズ
マエッチング技術では高度な微細加工精度が要求されて
いる。この要求を満足する為に、半導体製造装置として
高密度プラズマ生成が可能なプラズマ・ソースの開発が
盛んに行われている。

【０００３】その中ので、比較的広い空間に及び安定し
た高密度プラズマが得られ、且つ被処理基板をプラズマ
発生部の外に載置することで被処理基板が損傷を受ける
ことを回避し得て、さらに装置構成がシンプルなこと等
の特徴から、ヘリコン波プラズマ処理装置が知られてい
る。

【０００４】一般的なヘリコン波プラズマ処理装置は、
プラズマを生成するプラズマ生成チャンバと、ヘリコン
波伝播用磁場発生手段及びプラズマ輸送用磁場発生手段
と、被処理基板を収容するプラズマ拡散チャンバから成
り、さらにプラズマ拡散チャンバの外周囲にプラズマの
発散を抑制する目的でカスプ磁場を発生する機構を配置
して構成される。

【０００５】一方、通常のプラズマ処理装置、例えばプ
ラズマＣＶＤ装置では、被処理基板上に所定の薄膜を形
成することを目的としているが、一般に、所望の膜を形
成しようとする被処理基板以外の部分、例えば、被処理
基板の周辺（例えば基板ステージ上等）や成膜処理を行
う反応室の内壁表面（上部及び側壁）等にも、余剰の反
応生成物が堆積される。これらの反応生成物の形成は、
意図した反応生成物でないため、不完全な反応物である
ことが多い。よって、成膜処理を重ねることで此の余剰
反応生成物が増加し、これが原因となってパーティクル
の発生や、成膜再現性の悪化等の問題を引き起こす。

【０００６】換言すれば、ＣＶＤを行う際の成膜コンデ
ィションは、被処理基板上に成膜される膜質が最良とな
るように設定されており、それ以外の部分に余剰に成膜
される反応生成物の膜質は一般的に被処理基板上に成膜
されるものより著しく劣る。更に繰り返し行われる成膜
の結果、余剰反応生成物は剥離し易い状態となり、これ
を放置することにより余剰反応生成物が、成膜中に被処
理基板上に落下、もしくは被処理基板の出し入れや圧力
変動により剥離し、ダストとなり成膜の前後の工程で被
処理基板に付着し、ＣＶＤ膜の品質を著しく損ねかねな
い。

【０００７】このような背景から、一般的なプラズマＣ
ＶＤ装置では、余剰反応生成物が成膜に影響を及ぼす状
態になる前段階で、前記反応室内の（いわゆる内壁面
の）余剰反応生成物を除去するセルフクリーニング処理
を実施し、ＣＶＤ膜の品質低下を防いでいる。

【０００８】このように、被処理基板にプラズマ処理を
行う反応室内に余剰生成物が形成される問題は、プラズ
マエッチング装置でも発生する問題である。従って、プ
ラズマエッチング装置でも同様にセルフクリーニング処
理を実施している。

【０００９】これとは別に、一般的なプラズマＣＶＤ装
置では、セルフクリーニング処理後、もしくはメカニカ
ルクリーニング終了後に、反応室内の雰囲気を最適な状
態にするために、プリコート処理を実施することが多
い。これは、クリーニング終了後の反応室内の雰囲気が
不安定であり、プラズマＣＶＤ膜の成膜特性が安定しな
い恐れがあるためである。即ち、例えばフッ素系または
塩素系のガスを用いてセルフクリーニングを行った場合
は、反応室内部材に吸着した残留フッ素成分または残留
塩素成分の外方拡散を抑制するために、また成膜時に被
処理基板以外の反応室内部材への成膜に消費されること
を避け等のために、プリコート処理を実施している。具
体的には、反応室内壁や基板ステージ表面及び電極表面
について、所定の、多くは被処理基板に成膜するものと
同種の膜を上記影響がなくなる膜厚までプリコート処理
を行う。

【００１０】上述したように、プラズマ処理装置では、
各処理の再現性や信頼性等を向上させる目的で、被処理
基板以外の反応室内の部位（その内壁面）に対して積極
的なプラズマ処理を実施している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うにヘリコン波プラズマ処理装置では、被処理基板にプ
ラズマ処理を行うプラズマ拡散チャンバの周囲にカスプ
磁場発生機構が配置されているため、このカスプ磁場の
影響によりセルフクリーニング処理やプリコート処理の
効果が阻害される問題が発生する。具体的には、以下の
ようなメカニズムによる。

【００１２】セルフクリーニング処理時に導入されたク
リーニングガスが反応性イオン種になると、この反応性
イオン種は、カスプ磁場の影響によりプラズマ拡散チャ
ンバの内壁に到達することができず、本来の目的である
セルフクリーニングに寄与できなくなる。従って、セル
フクリーニングは電気的に中性で反応性の低いラディカ
ル種のみに依存するため、僅かにしか行われず十分なク
リーニング効果が得られない。

【００１３】また、ヘリコン波プラズマＣＶＤ装置の特
徴として、所望の成膜処理を行う時には、、カスプ磁場
の影響で余剰反応生成物がプラズマ拡散チャンバの内壁
に堆積しにくいことが挙げられる。これは、セルフクリ
ーニング時の問題と同様の原理で発生する現象である
が、同様にプリコート時にはその効果が阻害されること
になる。

【００１４】結果的には連続で成膜処理を行う場合、徐
々に成膜特性の変化が進行する問題が発生する。かかる
問題に対し、充分な膜厚をプリコートするためにプリコ
ート処理時間を長くすることは、解決の一方法である
が、カスプ磁場の影響が及び難い部位での余剰反応生成
物の堆積が極端に進行し、ここからの発塵の問題等が強
く懸念される。

【００１５】以上のような現象により、ヘリコン波プラ
ズマＣＶＤ装置またはヘリコン波プラズマエッチング装
置のセルフクリーニングが充分に行えないと、ダストの
発生による半導体装置の特性や、或いはこのプラズマ処
理装置を解放するメカニカルクリーニングの頻度が増加
し、プラズマ処理装置の稼働率を低下させ、生産性に著
しい影響を及ぼすことになる。また、ヘリコン波プラズ
マＣＶＤ装置のプリコート処理が充分に行えないと、成
膜再現性が悪化し、半導体装置の特性の集中性が悪化す
る問題が発生する。

【００１６】上述した問題は、ヘリコン波プラズマ処理
装置に限らず、カスプ磁場を利用した他のプラズマ処理
装置においても内在している。また、一般的なプラズマ
処理装置においても、より十分なセルフクリーニングあ
るいはプリコート処理が望まれている。

【００１７】本発明は、上述の点に鑑み、十分なセルフ
クリーニング処理あるいはプリコート処理を可能にした
プラズマ処理装置及びその処理方法を提供するものであ
る。本発明は、かかるプラズマ処理装置を用いて、半導
体装置の特性を向上すると共に、生産性の向上を図った
半導体装置の製造方法を提供するものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るプラズマ処
理装置は、プラズマ発生源と、チャンバの外側に配置さ
れた複数の磁場発生手段と、磁場発生手段の磁場を夫々
独立に制御する磁場制御手段を有し、磁場制御手段が、
少なくとも磁場の向きを反転させる機能を有して構成す
る。

【００１９】本発明のプラズマ処理装置では、チャンバ
の外側に配置した複数の磁場発生手段と、この磁場発生
手段の磁場を夫々独立に制御し、少なくとも磁場の向き
を反転させる機能を有する磁場制御手段を備えるので、
チャンバ内のプラズマ処理（例えばセルフクリーニン
グ、プリコート処理等）に際して、上記複数の磁場発生
手段の磁場を夫々独立に制御することで、反応性イオン
種が到達できる領域が拡大し、充分な上記プラズマ処理
が可能になる。

【００２０】本発明に係るプラズマ処理装置は、プラズ
マ発生源と、チャンバ内にカスプ磁場を形成する磁場発
生手段とチャンバ内壁のプラズマ処理時にチャンバ内か
ら磁場発生手段によるカスプ磁場を消滅させる手段を備
えて構成する。

【００２１】本発明のプラズマ処理装置では、チャンバ
内から磁場発生手段によるカスプ磁場を消滅させる手段
を備えているので、チャンバ内のプラズマ処理（例えば
セルフクリーニング、プリコート処理等）に際して、チ
ャンバ内からカスプ磁場を消滅させることで、反応性イ
オン種が到達できる領域が拡大し、充分な上記プラズマ
処理が可能になる。

【００２２】本発明に係る処理方法は、プラズマ処理装
置のチャンバの外側に配置された複数の磁場発生手段の
各磁場を夫々独立に制御して、チャンバ内壁をプラズマ
処理する。

【００２３】本発明の処理方法では、チャンバの外側に
配置された複数の磁場発生手段の各磁場を夫々独立に制
御して、チャンバ内壁をプラズマ処理（例えばセルフク
リーニング、プリコート処理等）するので、反応性イオ
ン種が到達できる領域を拡大でき、プラズマ処理が効率
良く行える。

【００２４】本発明に係る処理方法は、プラズマ処理装
置のチャンバ内からカスプ磁場を消滅させて、チャンバ
内壁をプラズマ処理する。

【００２５】本発明の処理方法では、チャンバ内からカ
スプ磁場を消滅させて、チャンバ内壁をプラズマ処理
（例えばセルフクリーニング、プリコート処理等）する
ので、反応性イオン種が到達できる領域を拡大でき、プ
ラズマ処理が効率良く行える。

【００２６】本発明に係る半導体装置の製造方法は、プ
ラズマ処理装置のチャンバ内壁を、チャンバ外側に配置
された複数の磁場発生手段の各磁場を夫々独立に制御し
てプラズマ処理した後、チャンバ内に被処理基板を載置
し、被処理基板の面に成膜又はエッチングを施し、被処
理基板をチャンバ内から取り出す。

【００２７】本発明の半導体装置の製造方法では、被処
理基板に対する成膜またはエッチングの前に、チャンバ
内壁を、チャンバ外側に配置された複数の磁場発生手段
の各磁場を夫々独立に制御してプラズマ処理（例えばセ
ルフクリーニング、プリコート処理等）するので、かか
るプラズマ処理が効率良く且つ良好に行える。その後、
チャンバ内に被処理基板を載置して、成膜又はエッチン
グを行うので、特性の良い半導体装置が製造される。プ
ラズマ処理の効率化で、半導体装置の生産性が向上す
る。

【００２８】本発明に係る半導体装置の製造方法は、プ
ラズマ処理装置のチャンバ内からカスプ磁場を消滅させ
てチャンバ内壁をプラズマ処理した後、チャンバ内に被
処理基板を載置し、被処理基板の面に成膜又はエッチン
グを施し、被処理基板をチャンバから取り出す。

【００２９】本発明の半導体装置の製造方法では、被処
理基板に対する成膜またはエッチングの前に、チャンバ
内からカスプ磁場を消滅させてチャンバ内壁をプラズマ
処理（例えばセルフクリーニング、プリコート処理等）
するので、かかるプラズマ処理が効率良く且つ良好に行
える。その後、チャンバ内に被処理基板を載置して、成
膜又はエッチングを行うので、特性の良い半導体装置が
製造される。プラズマ処理の効率化で、半導体装置の生
産性が向上する。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明に係るプラズマ処理装置
は、プラズマ発生源と、チャンバの外側に配置された複
数の磁場発生手段と、各磁場発生手段の磁場を夫々独立
に制御する磁場制御手段を有し、磁場制御手段に、少な
くとも磁場の向きを反転させる機能を有せしめた構成と
する。磁場制御手段には、磁場の向きを反転させる機能
の他、消滅、生成、または磁場の強さを調整できる機能
を有せしめることができる。複数の磁場発生手段は、プ
ラズマ処理装置の構成に応じて、チャンバの外側の何れ
かの所要の位置に配置することができる。

【００３１】本発明に係るプラズマ処理装置は、プラズ
マ発生源と、このプラズマ発生源に配置された複数の磁
場発生手段と、各磁場発生手段の磁場を夫々独立に制御
する磁場制御手段を有し、磁場制御手段に、少なくとも
磁場の向きを反転させる機能を有せしめた構成とする。
磁場制御手段には、磁場の向きを反転させる機能の他、
消滅、生成、または磁場の強さを調整できる機能を有せ
しめることができる。複数の磁場発生手段は、プラズマ
発生源の一部を構成する磁場発生手段で構成することが
できる。また、複数の磁場発生手段は、プラズマ発生源
の位置に対応して配置することができる。複数の磁場発
生手段は、例えばヘリコン波プラズマ処理装置に適用し
たときには、プラズマ発生源を構成するヘリコン波伝播
用磁場発生手段とプラズマ輸送用磁場発生手段で構成す
ることができる。

【００３２】本発明に係るプラズマ処理装置は、プラズ
マ発生源と、チャンバの外側に配置された電磁コイルか
らなる複数の磁場発生手段と、各磁場発生手段の電磁コ
イルの電流を夫々独立に制御する電流制御手段を有し、
電流制御手段に、少なくとも電磁コイルに供給する電流
の向きを反転させる機能を有せしめた構成とする。電流
制御手段には、電磁コイルに供給する電流の向きを反転
させる機能の他、電磁コイルへの電流を印加、停止、又
は電流量を調整する機能機能を有せしめることができ
る。複数の磁場発生手段の電磁コイルは、プラズマ処理
装置の構成に応じて、チャンバの外側の何れかの所要の
位置に配置することができる。

【００３３】本発明に係るプラズマ処理装置は、プラズ
マ発生源と、このプラズマ発生源に配置された電磁コイ
ルからなる複数の磁場発生手段と、各磁場発生手段の電
磁コイルの電流を夫々独立に制御する電流制御手段を有
し、電流制御手段に、少なくとも電磁コイルに供給する
電流の向きを反転させる機能を有せしめた構成とする。
電流制御手段には、電磁コイルに供給する電流の向きを
反転させる機能の他、電磁コイルへの電流を印加、停
止、又は電流量を調整する機能機能を有せしめることが
できる。複数の磁場発生手段の電磁コイルは、プラズマ
発生源の一部を構成する電磁コイルで構成することがで
きる。また、複数の磁場発生手段の電磁コイルは、プラ
ズマ発生源の位置に対応して配置することができる。複
数の磁場発生手段の電磁コイルは、例えばヘリコン波プ
ラズマ処理装置に適用したときには、プラズマ発生源を
構成するヘリコン波伝播用磁場発生手段とプラズマ輸送
用磁場発生手段の両電磁コイルで構成することができ
る。

【００３４】本発明は、上述したチャンバの外側に配置
された複数の磁場発生手段および各磁場発生手段の磁場
を夫々独立に制御する磁場制御手段を有するプラズマ処
理装置、又はその下位概念の、チャンバの外側に配置さ
れた電磁コイルからなる複数の磁場発生手段および各磁
場発生手段の電磁コイルの電流を夫々独立に制御する電
流制御手段を有するプラズマ処理装置において、その磁
場発生手段を、クリーニング用磁場発生手段、又はプリ
コート用磁場発生手段として構成することができる。

【００３５】本発明は、上述したプラズマ発生源に配置
された複数の磁場発生手段および各磁場発生手段の磁場
を夫々独立に制御する磁場制御手段を有するプラズマ処
理装置、又はその下位概念の、プラズマ発生源に配置さ
れた電磁コイルからなる複数の磁場発生手段および各磁
場発生手段の電磁コイルの電流を夫々独立に制御する電
流制御手段を有するプラズマ処理装置において、その磁
場発生手段を、クリーニング用磁場発生手段、又はプリ
コート用磁場発生手段と兼ねて構成することができる。

【００３６】本発明は、上述したプラズマ発生源に配さ
れたヘリコン波伝播用磁場発生手段とプラズマ輸送用磁
場発生手段、およびヘリコン波伝播用磁場発生手段と、
プラズマ輸送用磁場発生手段の磁場を夫々独立に制御す
る磁場制御手段を有するプラズマ処理装置、又はその下
位概念の、プラズマ発生源に配置された電磁コイルから
なるヘリコン波伝播用磁場発生手段とプラズマ輸送用磁
場発生手段、およびヘリコン波伝播用磁場発生手段、プ
ラズマ輸送用磁場発生手段の電磁コイルの電流を夫々独
立に制御する電流制御手段を有するプラズマ処理装置に
おいて、そのヘリコン波伝播用磁場発生手段およびプラ
ズマ輸送用磁場発生手段を、クリーニング用磁場発生手
段、又はプリコート用磁場発生手段と兼ねて構成するこ
とができる。

【００３７】本発明に係るプラズマ処理装置は、プラズ
マ発生源と、チャンバ内にカスプ磁場を形成する磁場発
生手段と、チャンバ内壁のプラズマ処理時にチャンバ内
から前記磁場発生手段によるカスプ磁場を消滅させる機
構を備えた構成とする。上記カスプ磁場を消滅させる機
構としては、磁場発生手段を構成する電磁コイルへの電
流供給を停止する手段で形成することができる。上記カ
スプ磁場を消滅させる機構としては、磁場発生手段を構
成する永久磁石をキュリー温度を越えない高温に加熱す
る手段で形成することができる。上記カスプ磁場を消滅
させる機構としては、磁場発生手段を構成する永久磁石
をチャンバ外側から離す手段で形成することができる。

【００３８】本発明に係るプラズマ処理装置は、ヘリコ
ン波プラズマ発生源と、チャンバ内にカスプ磁場を形成
する磁場発生手段と、チャンバ内壁のプラズマ処理時に
磁場発生手段によるカスプ磁場をチャンバ内から消滅さ
せる機構を備え、この機構を、磁場発生手段を構成する
永久磁石をチャンバ外側から離す手段で形成した構成と
する。

【００３９】チャンバからカスプ磁場を消滅させる機構
を備えたプラズマ処理装置において、上記チャンバ内壁
のプラズマ処理は、クリーニング処理、又はプリコート
処理とすることができる。

【００４０】本発明に係る処理方法は、プラズマ処理装
置のチャンバ外側に配置された複数の磁場発生手段の各
磁場を夫々独立に制御して、チャンバ内壁をプラズマ処
理する。磁場発生手段の各磁場の制御としては、磁場
を、選択的に消滅、発生、反転、又は磁場の強さを調整
して制御することができる。

【００４１】本発明に係る処理方法は、プラズマ処理装
置のプラズマ発生源に配置された複数の磁場発生手段の
各磁場を夫々独立に制御して、チャンバ内壁をプラズマ
処理する。磁場発生手段の各磁場の制御としては、磁場
を、選択的に消滅、発生、反転、又は磁場の強さを調整
して制御することができる。複数の磁場発生手段は、例
えばヘリコン波プラズマ処理装置に適用したときには、
プラズマ発生源を構成するヘリコン波伝播用磁場発生手
段とプラズマ輸送用磁場発生手段で構成することができ
る。

【００４２】本発明に係る処理方法は、プラズマ処理装
置のチャンバ外側に配置された複数の磁場発生手段の各
電磁コイルに供給する電流を夫々独立に制御して、チャ
ンバ内壁をプラズマ処理する。磁場発生手段の各電磁コ
イルに供給する電流の制御としては、電磁コイルへの電
流を、選択的に印加、停止、反転、又は電流量を調整し
て制御することができる。

【００４３】本発明に係る処理方法は、プラズマ処理装
置のプラズマ発生源に配置された複数の磁場発生手段の
各電磁コイルに供給する電流を夫々独立に制御して、チ
ャンバ内壁をプラズマ処理する。磁場発生手段の各電磁
コイルに供給する電流の制御としては、電磁コイルへの
電流を、選択的に印加、停止、反転、又は電流量を調整
して制御することができる。複数の磁場発生手段は、例
えばヘリコン波プラズマ処理装置に適用したときには、
プラズマ発生源を構成するヘリコン波伝播用磁場発生手
段とプラズマ輸送用磁場発生手段で構成することができ
る。

【００４４】上記処理方法におけるプラズマ処理は、ク
リーニング処理、又はプリコート処理とすることができ
る。

【００４５】本発明に係る処理方法は、プラズマ処理装
置のチャンバ内からカスプ磁場を消滅させて、チャンバ
内壁をプラズマ処理する。チャンバ内からカスプ磁場を
消滅させる方法としては、 例えば、カスプ磁場発生用
の磁場発生手段を電磁コイルで構成し、その電磁コイル
への電流供給を停止することにより、消滅させることが
できる。または、カスプ磁場発生用の磁場発生手段を永
久磁石で構成し、この永久磁石をキュリー温度を越えな
い高温に加熱することにより、消滅させることができ
る。または、カスプ磁場発生用の磁場発生手段を構成す
る永久磁石をチャンバ外側から離すことにより、消滅さ
せることができる。例えば、プラズマ処理装置を、ヘリ
コン波プラズマ処理装置で構成したときは、カスプ磁場
発生用の磁場発生手段を構成する永久磁石をチャンバ外
側から離すことで、チャンバ内からカスプ磁場を消滅さ
せることができる。このプラズマ処理は、クリーニング
処理、又はプリコート処理とすることができる。

【００４６】本発明に係る半導体装置の製造方法は、プ
ラズマ処理装置のチャンバ外側に配置された複数の磁場
発生手段の各磁場を夫々独立に制御してチャンバ内壁を
プラズマ処理した後、チャンバ内に被処理基板を載置
し、被処理基板の面に成膜又はエッチングを施し、この
被処理基板をチャンバから取り出す。成膜又はエッチン
グされた被処理基板をチャンバから取り出した後、再び
上記の方法でチャンバ内壁をプラズマ処理が施される。
上記磁場発生手段の各磁場の制御としては、磁場を、選
択的に消滅、発生、反転、又は磁場の強さを調整して制
御することができる。

【００４７】本発明に係る半導体装置の製造方法は、プ
ラズマ処理装置のプラズマ発生源に配置された複数の磁
場発生手段の各磁場を夫々独立に制御してチャンバ内壁
をプラズマ処理した後、チャンバ内に被処理基板を載置
し、被処理基板の面に成膜又はエッチングを施し、この
被処理基板をチャンバから取り出す。成膜又はエッチン
グされた被処理基板をチャンバから取り出した後、再び
上記の方法でチャンバ内壁をプラズマ処理が施される。
上記磁場発生手段の各磁場の制御としては、磁場を、選
択的に消滅、発生、反転、又は磁場の強さを調整して制
御することができる。複数の磁場発生手段は、例えばヘ
リコン波プラズマ処理装置に適用したときには、プラズ
マ発生源を構成するヘリコン波伝播用磁場発生手段とプ
ラズマ輸送用磁場発生手段で構成することができる。

【００４８】本発明に係る半導体装置の製造方法は、プ
ラズマ処理装置のチャンバ外側に配置された複数の磁場
発生手段の各電磁コイルに供給する電流を夫々独立に制
御してチャンバ内壁をプラズマ処理した後、チャンバ内
に被処理基板を載置し、被処理基板の面に成膜又はエッ
チングを施し、この被処理基板をチャンバから取り出
す。成膜又はエッチングされた被処理基板をチャンバか
ら取り出した後、再び上記の方法でチャンバ内壁をプラ
ズマ処理が施される。磁場発生手段の各電磁コイルに供
給する電流の制御としては、電磁コイルへの電流を、選
択的に印加、停止、反転、又は電流量を調整して制御す
ることができる。

【００４９】本発明に係る半導体装置の製造方法は、プ
ラズマ処理装置のプラズマ発生源に配置された複数の磁
場発生手段の各電磁コイルに供給する電流を夫々独立に
制御してチャンバ内壁をプラズマ処理した後、チャンバ
内に被処理基板を載置し、被処理基板の面に成膜又はエ
ッチングを施し、この被処理基板をチャンバから取り出
す。成膜又はエッチングされた被処理基板をチャンバか
ら取り出した後、再び上記の方法でチャンバ内壁をプラ
ズマ処理が施される。磁場発生手段の各電磁コイルに供
給する電流の制御としては、電磁コイルへの電流を、選
択的に印加、停止、反転、又は電流量を調整して制御す
ることができる。複数の磁場発生手段は、例えばヘリコ
ン波プラズマ処理装置に適用したときには、プラズマ発
生源を構成するヘリコン波伝播用磁場発生手段とプラズ
マ輸送用磁場発生手段で構成することができる。

【００５０】本発明に係る半導体装置の製造方法は、プ
ラズマ処理装置のチャンバ内からカスプ磁場を消滅させ
てチャンバ内壁をプラズマ処理した後、チャンバ内に被
処理基板を載置し、被処理基板の面に成膜又はエッチン
グを施し、この被処理基板を前記チャンバから取り出
す。成膜又はエッチングされた被処理基板をチャンバか
ら取り出した後、再び上記の方法でチャンバ内壁をプラ
ズマ処理が施される。チャンバ内からカスプ磁場を消滅
させる方法としては、 例えば、カスプ磁場発生用の磁
場発生手段を電磁コイルで構成し、その電磁コイルへの
電流供給を停止することにより、消滅させることができ
る。または、カスプ磁場発生の磁場発生手段を永久磁石
で構成し、この永久磁石をキュリー温度を越えない高温
に加熱することにより、消滅させることができる。また
は、カスプ磁場発生用の磁場発生手段を構成する永久磁
石をチャンバ外側から離すことにより、消滅させること
ができる。例えば、プラズマ処理装置を、ヘリコン波プ
ラズマ処理装置で構成したときは、磁場発生手段を構成
する永久磁石をチャンバ外側から離すことで、チャンバ
内からカスプ磁場を消滅させることができる。

【００５１】上記半導体装置の製造方法におけるプラズ
マ処理は、クリーニング処理、又はプリコート処理とす
ることができる。

【００５２】半導体装置としては、ＬＳＩなどの半導体
デバイス、固体撮像素子、或いは液晶表示装置における
薄膜トランジスタ素子を有する表示基板等を含む。半導
体装置の製造方法における被処理基板４としては、半導
体デバイス、固体撮像素子の製造では半導体ウェハに相
当し、液晶表示装置の製造では薄膜トランジスタ素子が
形成される表示基板に相当する。

【００５３】以下、図面を参照して本発明の実施の形態
の例を説明する。

【００５４】図１は、本発明のプラズマ処理装置の一実
施の形態を示す。本例はヘリコン波プラズマ処理装置に
適用した場合である。本実施の形態に係るヘリコン波プ
ラズマ処理装置１は、ヘリコン波プラズマの発生源２
と、そのプラズマ生成チャンバ３に連通するように接続
され、被処理基板４が配置されるプラズマ拡散チャンバ
５から構成される。ヘリコン波プラズマ発生源２は、石
英からなるプラズマ発生容器、即ち内部にプラズマが生
成されるプラズマ生成チャンバ３と、このチャンバ３の
外周に配置されたループ状の高周波アンテナ６と、プラ
ズマ生成チャンバ３の外周に同心円上に配置した２つの
電磁コイル、いわゆるソレノイドコイルからなるヘリコ
ン波伝播用磁場発生手段７ａ及びプラズマ輸送用磁場発
生手段７ｂを有し、高周波アンテナ６にインピーダンス
整合手段８を介して所要の高周波帯、例えば数十ＭＨｚ
帯の高周波電力を供給するための高周波電源９が接続さ
れて構成される。

【００５５】２つのソレノイドコイル７（７ａ及び７
ｂ）には、後述するように夫々独立にＤＣ電流が供給さ
れるようになされる。内側に配置したソレノイドコイル
７ａは、主としてヘリコン波の伝播に寄与するヘリコン
波伝播磁場を発生させ、外側に配置したソレノイドコイ
ル７ｂは、主としてプラズマ拡散チャンバ５内へのヘリ
コン波プラズマの輸送に寄与スルプラズマ輸送用磁場を
発生する。

【００５６】ヘリコン波プラズマは、ヘリコン波からラ
ンダウ減衰の過程を通じたエネルギー輸送により電子を
加速し、この電子をガス分子に衝突させることにより、
高いイオン化率を得るプラズマ・ソースである。従っ
て、このヘリコン波プラズマを発生させるプラズマ処理
装置では、プラズマ生成チャンバ３内よりもプラズマ拡
散チャンバ５側に高いプラズマ密度を得ることができ
る。

【００５７】このため、被処理基板４に本来のプラズマ
処理を行う場合、内側のヘリコン波伝播用磁場発生手段
を構成するソレノイドコイル７ａに印加する電流の向き
は、プラズマ生成チャンバ３内で発生した電子をプラズ
マ拡散チャンバ５へ導くための磁場（図１の矢印Ａ）を
発生させる方向であり、外側のプラズマ輸送用磁場発生
手段を構成するソレノイドコイル７ｂに印加する電流の
向きは、ソレノイドコイル７ａによる磁場とは反対方向
の磁場（図１の矢印Ｂ）を発生させる方向である。

【００５８】一方、プラズマ拡散チャンバ５内には、被
処理基板４を載置するための基板ステージ１０が配置さ
れる。プラズマ拡散チャンバ５の外周には、基板ステー
ジ１０近傍における発散磁界を収束させるために、補助
磁界生成手段としてマルチ・カスプ磁場を生成する磁場
発生手段１１が配置される。このカスプ磁場用の磁場発
生手段１１としては、後述するように、例えば棒状の永
久磁石、或いは電磁コイル、いわゆるソレノイドコイル
で構成することができる。プラズマ拡散チャンバ５に
は、内部に反応ガスを導入するための反応ガス導入手段
１２と、内部を排気するための排気手段１３が設けられ
る。更に図示せざるも、各制御機構と被処理基板の搬送
手段を有している。

【００５９】そして、本実施の形態においては、特に、
ヘリコン波伝播用磁場発生手段７ａによる磁場とプラズ
マ輸送用磁場発生手段７ｂによる磁場を、夫々独立に制
御する磁場制御手段が設けられる。これらの磁場制御手
段は、少なくとも磁場の向きを反転させる機能を有せし
め、さらに磁場の消滅、生成、または磁場の強さを調整
できる機能を有せしめる。本例では、図１に示すよう
に、ヘリコン波伝播用磁場発生手段を構成するソレノイ
ドコイル７ａと、プラズマ輸送用磁場発生手段を構成す
るソレノイドコイル７ｂに、ソレノイドコイル７ａ、７
ｂに供給する電流を夫々独立に制御する電流制御手段１
４ａ及び１４ｂを接続し、各電流制御手段１４ａ、１４
ｂにソレノイドコイル７ａ、７ｂへ電流を供給するＤＣ
電源１５ａ、１５ｂを接続して構成される。ＤＣ電源１
５ａ、１５ｂは、共通電源で構成しても良い。

【００６０】次に、このヘリコン波プラズマ処理装置１
の動作を説明する。被処理基板４に例えばＣＶＤ膜を形
成する場合、或いはエッチングする場合等の本来のプラ
ズマ処理を行う際は、反応ガス導入手段１２より所要の
反応ガスをプラズマ拡散チャンバ５内に導入し、プラズ
マを発生させる。このとき、ヘリコン波プラズマ発生用
磁場発生手段を構成するソレノイドコイル７ａには、電
流制御手段１４ａを介して電流を供給し、図１の矢印Ａ
の向きにヘリコン波伝播磁場を発生させ、プラズマ輸送
用磁場発生手段を構成するソレノイドコイル７ｂには、
電流制御手段１４ｂを介して電流を供給し、図１の矢印
Ｂの向きにプラズマ輸送用磁場を発生させる。一方、カ
スプ磁場用の磁場発生手段１１として、例えば棒状の永
久磁石が用いられ、この永久磁石１１によりプラズマ拡
散チャンバ５内にカスプ磁場が発生する。図１０に示す
ように、生成されたプラズマ２０は、このカスプ磁場１
９によりプラズマ拡散チャンバ５の内壁５ａに到達せ
ず、中央に収束される。これによって、被処理基板４に
所要のプラズマ処理、例えばＣＶＤ膜の形成、或いはエ
ッチング処理がなされる。

【００６１】ヘリコン波プラズマ処理装置１では、被処
理基板４へのプラズマ処理を効率良く実現するために、
ランダウ減衰を起こしてエネルギー輸送を行うことで高
密度プラズマを発生させる作用と、被処理基板４近傍に
効率良く反応性イオン種を収束させる作用に、磁場の影
響が大きく寄与している。ここで、効率良く反応性イオ
ン種を被処理基板４近傍に収束させる点に注目する。反
応性イオン種を被処理基板４近傍に収束させる作用をす
る磁場生成手段としては、プラズマ輸送用磁場発生手段
を構成するソレノイドコイル７ｂにより発生する磁場
と、カスプ磁場がある。これらの磁場によって、発生し
たイオン種がプラズマ拡散チャンバ５の内壁に衝突して
消滅することを防止し、被処理基板４のプラズマ処理効
率の向上を図っている。

【００６２】反面、ソレノイドコイル７ｂによる磁場及
びカスプ磁場は、前述したセルフクリーニングやプリコ
ート等のプラズマ拡散チャンバ５の内壁に積極的にプラ
ズマ処理する際に、逆にその処理効果を抑制するように
作用する。

【００６３】本実施の形態では、セルフクリーニングや
プリコート等のプラズマ処理時には、ヘリコン波伝播用
磁場発生手段を構成するソレノイドコイル７ａ及びプラ
ズマ輸送用磁場発生手段を構成するソレノイドコイル７
ｂによる磁場を夫々独立に制御して、プラズマ拡散チャ
ンバ５、プラズマ生成チャンバ３の内壁に積極的に反応
性イオン種を到達させるようにする。

【００６４】なお、被処理基板４近傍の、例えば基板ス
テージ１０周辺等のプラズマ拡散チャンバ５の下面側に
対するセルフクリーニング処理やプリコート処理は、ソ
レノイドコイル７ａ、７ｂによる磁場を制御しなくと
も、被処理基板４に対するプラズマ処理と同じ磁場条件
で容易に実現できる。

【００６５】プラズマ拡散チャンバ５の上側壁に対する
セルフクリーニング、或いはプリコート等のプラズマ処
理は、図２に示すように、プラズマ生成チャンバ３で発
生した反応性イオン種が、磁場による影響を受けずに広
範囲に拡散することが望ましい。１８は、反応性イオン
種の密度が高くなるプラズマ活性領域を示す。本実施の
形態では、ソレノイドコイル７ａ及び７ｂによるヘリコ
ン波伝播用磁場及びプラズマ輸送用磁場を消失させて、
プラズマ活性領域１８をプラズマ拡散チャンバ５の上側
壁に拡散させて、プラズマ処理を行うようにする。具体
的には、電流制御手段１４ａ及び１４ｂにより、ソレノ
イドコイル７ａ及び７ｂに印加する電流を停止して、ソ
レノイドコイル７ａ及び７ｂによるヘリコン波伝播用磁
場及びプラズマ輸送用磁場を消失させ、プラズマ拡散チ
ャンバ５の上側壁のプラズマ処理を行う。

【００６６】プラズマ拡散チャンバ５の内側壁に対する
セルフクリーニング、或いはプリコート等のプラズマ処
理は、図３に示すように、ソレノイドコイル７ａによる
ヘリコン波伝播用磁場の向きは変えずに（被処理基板４
に対するＣＶＤ膜、エッチング時の磁場と同じ向き）、
ソレノイドコイル７ｂによるプラズマ輸送用磁場の向き
を反転させ（被処理基板４に対するＣＶＤ膜、エッチン
グ時の磁場と逆向き）、プラズマ活性領域１８をプラズ
マ拡散チャンバ５の内側壁に拡散させて、プラズマ処理
を行うようにする。具体的には、ソレノイドコイル７ａ
に印加する電流の向きは変えずに（被処理基板４に対す
るＣＶＤ膜、エッチング時の電流と同じ向き）、電流制
御手段１４ｂによりソレノイドコイル７ｂに印加する電
流の向きを反転させて（被処理基板４に対するＣＶＤ
膜、エッチング時の電流の向きと逆向き）、ソレノイド
コイル７ｂによるプラズマ輸送用磁場を逆向きにし、プ
ラズマ拡散チャンバ５の内側壁のプラズマ処理を行う。

【００６７】また、ソレノイドコイル７ａ及び７ｂによ
るヘリコン波伝播用磁場及びプラズマ輸送用磁場の夫々
の強さを調整することで、反応性イオン種の分布を所望
に位置に制御することが可能である。従って、これらの
磁場の強さを調整して、例えばプラズマ拡散チャンバ５
の内側壁の下端から上端まで、反応性イオン種の密度が
高くなる領域をスキャンさせることが可能になる。これ
により、さらに有効な所望のプラズマ処理の実施を可能
にする。

【００６８】例えば、ヘリコン波伝播用磁場を強くし、
プラズマ輸送用磁場を弱くすると、反応性イオン種は上
端側に行き、逆にヘリコン波伝播用磁場を弱くし、プラ
ズマ輸送用磁場を強くすると、反応性イオン種は下端側
に行く。具体的には、電流制御手段１４ａ及び１４ｂに
より、ソレノイドコイル７ａ及び７ｂに印加する電流を
夫々独立に調整して、ヘリコン波伝播用磁場及びプラズ
マ輸送用磁場の強さを調整し、プラズマ活性領域１８を
スキャンさせてプラズマ拡散チャンバ５の内側壁のプラ
ズマ処理を行う。

【００６９】通常、プラズマ拡散チャンバ５の上側壁の
外周部近傍に対するセルフクリーニング、或いはプリコ
ート等のプラズマ処理は、困難である。このプラズマ拡
散チャンバ５の上側壁の外周部近傍に対するプラズマ処
理は、図４に示すように、ソレノイドコイル７ａによる
ヘリコン波伝播用磁場を発生させるも、ソレノイドコイ
ル７ｂによるプラズマ輸送用磁場を消失させ、プラズマ
活性領域１８をプラズマ拡散チャンバ５上側壁の外周部
近傍に拡散させて、プラズマ処理を行うようにする。具
体的には、ソレノイドコイル７ａに電流を印加するも、
電流制御手段１４ｂにより、ソレノイドコイル７ｂに印
加する電流を停止して、ソレノイドコイル７ｂによるプ
ラズマ輸送用磁場を消失させ、プラズマ拡散チャンバ５
上側壁の外周部近傍のプラズマ処理を行う。

【００７０】また、図４において、ソレノイドコイル７
ａによるヘリコン波伝播用磁場の強さを調整することに
より、反応性イオン種の分布を所望の位置に制御するこ
とが可能になる。例えば、プラズマ拡散チャンバ５上側
壁の外周部近傍の半径方向に沿って、反応性イオン種の
密度が高くなる領域をスキャンさせることが可能にな
る。これにより、さらに有効な所望のプラズマ処理の実
施を可能にする。具体的には、電流制御手段１４ｂによ
り、ソレノイドコイル７ｂに印加する電流を停止し、電
流制御手段１４ａにより、ソレノイドコイル７ａに印加
する電流量を調整して、プラズマ活性領域１８をスキャ
ンさせてプラズマ拡散チャンバ５上側壁の外周部近傍の
プラズマ処理を行う。

【００７１】通常、プラズマ拡散チャンバ５上側壁のプ
ラズマ生成チャンバ３との接続部近傍に対するセルフク
リーニング、或いはプリコート等のプラズマ処理は、困
難である。このプラズマ拡散チャンバ５上側壁のプラズ
マ生成チャンバ３との接続部近傍（いわゆる内周部近
傍）に対するプラズマ処理は、図５に示すように、ソレ
ノイドコイル７ｂによるプラズマ輸送用磁場を発生させ
るも、ソレノイドコイル７ａによるヘリコン波伝播用磁
場を消失させ、プラズマ活性領域１８をプラズマ拡散チ
ャンバ５上側壁の内周部近傍に拡散させて、プラズマ処
理を行うようにする。具体的には、ソレノイドコイル７
ｂに電流を印加するも、電流制御手段１４ａにより、ソ
レノイドコイル７ａに印加する電流を停止して、ソレノ
イドコイル７ａによるヘリコン波伝播用磁場を消失さ
せ、プラズマ拡散チャンバ上側壁の内周部近傍のプラズ
マ処理を行う。

【００７２】また、図５において、ソレノイドコイル７
ｂによるプラズマ輸送用磁場の強さを調整することによ
り、反応性イオン種の分布を所望の位置に制御すること
が可能になる。例えば、プラズマ拡散チャンバ上側壁の
内周部近傍の半径方向に沿って、反応性イオン種の密度
が高くなる領域をスキャンさせることが可能になる。こ
れにより、さらに有効な所望のプラズマ処理の実施を可
能にする。具体的には、電流制御手段１４ａにより、ソ
レノイドコイル７ａに印加する電流を停止し、電流制御
手段１４ｂにより、ソレノイドコイル７ｂに印加する電
流量を調整して、プラズマ活性領域１８をスキャンさせ
てプラズマ拡散チャンバ５上側壁の内周部近傍のプラズ
マ処理を行う。

【００７３】さらに、本例では、図６に示すように、プ
ラズマ生成チャンバ３内の側壁に有効なセルフクリーニ
ング、或いはプリコート等のプラズマ処理が可能であ
る。例えば、ヘリコン波プラズマＣＶＤ装置におけるセ
ルフクリーニングや、反応生成物の安定化等が考えられ
る。このプラズマ生成チャンバ３の内側壁に対するプラ
ズマ処理は、ソレノイドコイル７ｂによるプラズマ輸送
用磁場の向きは変えずに（被処理基板４に対するＣＶＤ
膜、エッチングにの磁場と同じ向き）、ソレノイドコイ
ル７ａによるヘリコン波伝播用磁場の向きを反転させ
（被処理基板４に対するＣＶＤ膜、エッチング時の磁場
と逆向き）、プラズマ活性領域１８をプラズマ生成チャ
ンバ３の内側壁に拡散させて、プラズマ処理を行うよう
にする。具体的には、ソレノイドコイル７ｂに印加する
電流の向きは変えず（被処理基板４に対するＣＶＤ膜、
エッチング時の電流と同じ向き）、電流制御手段１４ａ
により、ソレノイドコイル７ａに印加する電流の向きを
反転させて（被処理基板４に対するＣＶＤ膜、エッチン
グ時の電流の向きと逆向き）、ソレノイドコイル７ａに
よるヘリコン波伝播用磁場を逆向きにし、プラズマ生成
チャンバ３の内側壁のプラズマ処理を行う。

【００７４】本実施の形態に係るプラズマ処理装置１に
よれば、チャンバの外側に配した複数の磁場発生手段、
本例ではヘリコン波伝播用磁場発生手段７ａとプラズマ
輸送用磁場発生手段７ｂに、夫々の磁場を独立に制御で
きる磁場制御手段を設けることにより、チャンバ５及び
３内のセルフクリーニング、或いはプリコート等のプラ
ズマ処理時に、磁場制御手段によって、ヘリコン波伝播
用磁場及びプラズマ輸送用磁場が夫々独立に制御可能と
なり、即ち、選択的に磁場の消滅、発生、反転、又は磁
場の強さを調整が可能になり、積極的なプラズマ処理を
効率良く実施することができる。

【００７５】具体的には、ヘリコン波伝搬用のソレノイ
ドコイル７ａ及びプラズマ輸送用のソレノイドコイル７
ｂへの電流を、磁場制御手段となる電流制御手段１４ａ
及び１４ｂによって、選択的に印加、停止、反転、又は
電流量を調整することにより、ソレノイドコイル７ａ及
び７ｂによるヘリコン波伝播用磁場及びプラズマ輸送用
磁場が制御され、チャンバ５、３内に対する上記プラズ
マ処理を効率良く行うことができる。

【００７６】これによって、プラズマＣＶＤ装置やプラ
ズマエッチング装置のセルフクリーニング処理、又はプ
ラズマＣＶＤ装置のプリコート処理を効率よく実施でき
る。

【００７７】本実施の形態に係るプラズマ処理装置のチ
ャンバ内のセルフクリーニング、或いはプリコート等の
プラズマ処理方法によれば、チャンバの外側に配した複
数の磁場発生手段、本例ではヘリコン波伝播用磁場発生
手段７ａとプラズマ輸送用磁場発生手段７ｂの磁場を、
夫々独立に制御する、即ち、選択的に磁場の消滅、発
生、反転、又は磁場の強さを調整することにより、チャ
ンバ５、３の側壁にプラズマ活性領域１８を選択的に拡
散することができ、チャンバ内のプラズマ処理を効率良
く行える。具体的には、ソレノイドコイル７ａ及び７ｂ
への電流を制御（選択的に印加、停止、反転、又は電流
量を調整）することり、ヘリコン波伝播用磁場及びプラ
ズマ輸送用磁場が制御され、チャンバ内のプラズマ処理
を効率良く行える。

【００７８】一方、プラズマ処理装置として、チャンバ
内のカスプ磁場の発生と消滅を任意に制御する磁場制御
手段を設け、セルフクリーニング、或いはプリコート処
理に際し、チャンバ内のカスプ磁場を消滅させて、その
プラズマ処理を充分に行えるように構成することができ
る。その例を次に示す。

【００７９】図７は、本発明のプラズマ処理装置の他の
実施の形態を示す。本例はヘリコン波プラズマ処理装置
に適用した場合である。本実施の形態に係るヘリコン波
プラズマ処理装置２１は、前述の図１と同様に、ヘリコ
ン波プラズマの発生源２と、そのプラズマ生成チャンバ
３に連通するように接続され、被処理基板４が配置され
るプラズマ拡散チャンバ５から成る。ヘリコン波プラズ
マ発生源２は、石英からなるプラズマ発生容器、即ちプ
ラズマ生成チャンバ３と、このチャンバ３の外周に配置
されたループ状の高周波アンテナ６と、プラズマ生成チ
ャンバ３の外周に同心円上に配置した２つの電磁コイ
ル、いわゆるソレノイドコイルからなるヘリコン波伝播
用磁場発生手段７ａ及びプラズマ輸送用磁場発生手段７
ｂを有し、高周波アンテナ６がインピーダンス整合手段
８を介して所要の高周波帯、例えば数十ＭＨｚ帯の高周
波電力を供給するための高周波電源９周波電源９に接続
されて構成される。

【００８０】２つのソレノイドコイル７（７ａ及び７
ｂ）には、夫々ＤＣ電流が供給されるようになされ、内
側のソレノイドコイル７ａにより、主としてヘリコン波
の伝播に寄与するヘリコン波伝播磁場が発生し、外側の
ソレノイドコイル７ｂにより、主としてプラズマ拡散チ
ャンバ５内へのヘリコン波プラズマの輸送に寄与スルプ
ラズマ輸送用磁場が発生する。

【００８１】一方、プラズマ拡散チャンバ５内には、被
処理基板４を載置するための基板ステージ１０が配置さ
れる。プラズマ拡散チャンバ５の外周には、基板ステー
ジ１０近傍における発散磁界を収束させるために、補助
磁界生成手段としてマルチ・カスプ磁場を生成する磁場
発生手段１１が配置される。このカスプ磁場発生用の磁
場発生手段１１としては、後述するように、例えば棒状
の永久磁石、或いは電磁コイル、いわゆるソレノイドコ
イルで構成することができる。プラズマ拡散チャンバ５
には、内部に反応ガスを導入するための反応ガス導入手
段１２と、内部を排気するための排気手段１３が設けら
れる。更に図示せざるも、各制御機構と被処理基板の搬
送手段を有している。

【００８２】そして、本実施の形態においては、特に、
プラズマ拡散チャンバ５の外周に配置したカスプ磁場を
生成する磁場発生手段１１に、プラズマ拡散チャンバ５
内からカスプ磁場を消滅させる機構を設ける。即ち、プ
ラズマ拡散チャンバ５内に対してカスプ磁場の生成及び
消滅を制御するカスプ磁場制御機構２２を設ける。

【００８３】本例では、カスプ磁場を生成する磁場発生
手段１１を、図１０で示すと同様に、長い棒状の永久磁
石２３で構成すると共に、カスプ磁場制御機構２２とし
て磁場発生手段１１の永久磁石２３の温度を制御する温
度制御手段（図示せず）を設けて構成する。この温度制
御手段は、加熱手段を含み、プラズマ拡散チャンバ５内
に充分なカスプ磁場を発生させるに足る温度と、プラズ
マ拡散チャンバ５内からカスプ磁場を消滅するに足る温
度、例えば永久磁石２３のキュリー温度を越えない高温
に加熱できるように構成される。棒状永久磁石２３は、
プラズマ拡散チャンバ５の外周において、円周方向の隣
り合った磁石の極性が互い違いになるように配列され
る。

【００８４】永久磁石２３は、温度上昇と共に磁力が低
下して行きキュリー温度でその磁力が消滅する。具体的
な温度は、永久磁石の材質により異なるため一該には定
義できないが、多くは９０℃付近から磁力が低下し始め
る。この永久磁石２３を加熱してカスプ磁場を消滅させ
る方法は、例えばプラズマＣＶＤ装置に適用した場合、
ＣＶＤ材料に高沸点の液体材料を気化させてプラズマ拡
散チャンバ５内に供給するプロセス等で、チャンバ側壁
への吸着及び再液化を防ぐためにそのチャンバ側壁の加
温用のヒータを施してある場合に有効である。 例え
ば、永久磁石２３に対して、常時８０℃近傍に加温して
おき、セルフクリーニング時及びプリコート時に９０℃
近傍まで温度を上昇させ、永久磁石２３の磁力を弱め、
カスプ磁場を萎縮させる手法をとることが可能である。

【００８５】ここで、厳密に永久磁石２３の磁力を消滅
させるにはキュリー温度まで上げる必要があるが、その
温度まで上げてしまうと熱消磁により磁性体としての性
質が奪われてしまうので注意が必要である。従って、キ
ュリー温度に近い高温（キュリー温度未満の高温）に設
定するを可とする。

【００８６】本実施の形態のプラズマ処理装置２１によ
れば、被処理基板４に例えばＣＶＤ膜を形成する場合、
或いはエッチングする場合等の本来のプラズマ処理を行
う際は、被処理基板４をプラズマ拡散チャンバ５内の基
板ステージ１０上に載置し、反応ガス導入手段１２より
所要の反応ガスをプラズマ拡散チャンバ５内に導入し、
プラズマを発生させる。一方、カスプ磁場制御機構、本
例では温度制御手段２２により、カスプ磁場発生用磁場
発生手段１１の永久磁石２３は、カスプ磁場が発生し得
る所定温度に設定される。これにより、プラズマ拡散チ
ャンバ５内にカスプ磁場が発生し、プラズマ、従ってそ
の反応性イオン種を中央に収束して（図１０参照）、良
好なプラズマ処理が行える。

【００８７】次に、プラズマ拡散チャンバ５内の内側壁
に対してセルフクリーニング、或いはプリコート等のプ
ラズマ処理を行う際は、温度制御手段２２により、カス
プ磁場発生用磁場発生手段１１の永久磁石２３をそのキ
ュリー温度を越えない高温にまで加熱し、プラズマ拡散
チャンバ５内からカスプ磁場を略消滅させる。これによ
り、反応性イオン種はプラズマ拡散チャンバ５の内側壁
へ拡散し、充分なプラズマ処理を行うことができる。こ
の方法は、昇降温に時間を要する事を考慮し生産性の観
点から、メカニカルクリーニングの前後のセルフクリー
ニングやプリコートに利用して好適である。

【００８８】図８及び図９は、本発明のプラズマ処理装
置の他の実施の形態を示す。本例はヘリコン波プラズマ
処理装置に適用した場合である。本実施の形態に係るヘ
リコン波プラズマ処理装置２６は、前述の図７と同様
に、ヘリコン波プラズマの発生源２と、そのプラズマ生
成チャンバ３に連通するように接続され、被処理基板４
が配置されるプラズマ拡散チャンバ５とを有し、プラズ
マ拡散チャンバ５の外周に複数の棒状永久磁石２３を配
列してなるカスプ磁場発生用の磁場発生手段１１を配置
して構成される。磁場発生手段１１を除く他のヘリコン
波プラズマ発生源２等の構成は、図７と同様なので、同
一符号を付して詳細説明を省略する。

【００８９】本実施の形態においては、特に、磁場発生
手段１１を、夫々一対の棒状永久磁石２３が固定板２４
に固定されなる複数の永久磁石部材２５で構成し、プラ
ズマ拡散チャンバ５の外周に対して各永久磁石部材２５
が開閉できるように構成される。即ち、各永久磁石部材
２５は、その下部をチャンバベース３０にヒンジ２８で
固定すると共に、その上部をチャンバベース３０の固定
したエアシリンダ２９に固定し、エアシリンダ２９によ
りヒンジ２８を中心に開閉可能にし、プラズマ拡散チャ
ンバ５の外周に対して離間、近接できるように構成され
る。

【００９０】本実施の形態のプラズマ処理装置２６によ
れば、被処理基板４に例えばＣＶＤ膜を形成する場合、
或いはエッチングする場合等の本来のプラズマ処理を行
う際は、被処理基板４をプラズマ拡散チャンバ５内の基
板ステージ１０上に載置し、反応ガス導入手段１２より
所要の反応ガスをプラズマ拡散チャンバ５内に導入し、
プラズマを発生させる。一方、図８に示すように、エア
シリンダ２９によりカスプ磁場発生用磁場発生手段１１
を構成する各永久磁石部材２５を閉じてプラズマ拡散チ
ャンバ５の外周に近接させる。、これにより、図１０に
示すように、プラズマ拡散チャンバ５内にカスプ磁場１
９が発生し、プラズマ２０、従ってその反応性イオン種
を中央に収束して、被処理基板４に対して良好なプラズ
マ処理が行える。

【００９１】次に、プラズマ拡散チャンバ５内の内側壁
に対してセルフクリーニング、或いはプリコート等のプ
ラズマ処理を行う際は、図１１に示すように、エアシリ
ンダ２９により、カスプ磁場発生用の磁場発生手段１１
を構成する各永久磁石部材２５を開いてプラズマ拡散チ
ャンバ５の外周から離し、図１１に示すように、プラズ
マ拡散チャンバ５内からカスプ磁場１９を消滅させる。
これにより、プラズマ２０、従ってその反応性イオン種
はプラズマ拡散チャンバ５の内側壁へ拡散し、充分なプ
ラズマ処理を行うことができる。

【００９２】図１０及び図１１では、永久磁石部材２５
の下端をヒンジ２８で固定する方法を採ったが、この方
法に限るものではなく、例えば下端側にエアシリンダを
設け、永久磁石部材２５をプラズマ拡散チャンバ５の軸
方法対し平行を保ったままスライドさせる事でも実現可
能である。

【００９３】図１２及び図１３は、本発明のプラズマ処
理装置の他の実施の形態を示す。本例はヘリコン波プラ
ズマ処理装置に適用した場合である。本実施の形態に係
るヘリコン波プラズマ処理装置３１は、前述の図７と同
様に、ヘリコン波プラズマの発生源２と、そのプラズマ
生成チャンバ３に連通するように接続され、被処理基板
４が配置されるプラズマ拡散チャンバ５とを有し、プラ
ズマ拡散チャンバ５の外周にカスプ磁場発生用の磁場発
生手段１１を配置して構成される。磁場発生手段１１を
除く他のヘリコン波プラズマ発生源２等の構成は、図７
と同様なので、同一符号を付して詳細説明を省略する。

【００９４】本実施の形態においては、特に、磁場発生
手段１１を、複数の電磁コイル、即ちソレノイドコイル
３２で構成する。各ソレノイドコイル３２は、図１３に
示すように、夫々円周方向に隣り合ったコイルと巻き方
向を変え、極性が互い違いになるように配慮される。但
し、プラズマ拡散チャンバ５の軸に平行な配列のソレノ
イドコイル３２は、その軸方向で極性を揃えるために巻
き方向を同じにする。

【００９５】ソレノイドコイル３２は、本来のプラズマ
処理時に電源３３から電力供給され、セルフクリーニン
グ時及びプリコート時に電源３３からの電力供給が絶た
れるように成されている。

【００９６】本実施の形態のプラズマ処理装置３１によ
れば、被処理基板４に例えばＣＶＤ膜を形成する場合、
或いはエッチングする場合等の本来のプラズマ処理を行
う際は、被処理基板４をプラズマ拡散チャンバ５内の基
板ステージ１０上に載置し、反応ガス導入手段１２より
所要の反応ガスをプラズマ拡散チャンバ５内に導入し、
プラズマを発生させる。一方、カスプ磁場発生用の磁場
発生手段１１を構成するソレノイドコイル３２に電源３
３から電流を供給する。これにより、プラズマ拡散チャ
ンバ５内にカスプ磁場が発生し、反応性イオン種を中央
に収束して、良好なプラズマ処理が行える。

【００９７】次に、プラズマ拡散チャンバ５内の内側壁
に対してセルフクリーニング、或いはプリコート等のプ
ラズマ処理を行う際は、カスプ磁場発生用の磁場発生手
段１１を構成するソレノイドコイル３２への電流供給を
絶つ。これにより、プラズマ拡散チャンバ５内からカス
プ磁場が消滅し、反応性イオン種はプラズマ拡散チャン
バ５の内側壁へ拡散し、充分なプラズマ処理を行うこと
ができる。本実施の形態のプラズマ処理装置３１は、例
えばプラズマＣＶＤ装置に適用した場合に、ＣＶＤ成膜
特性を維持しつつ、純粋にプラズマ拡散チャンバ５の側
壁のセルフクリーニング、或いはプリコート処理の効果
を高めることができる。

【００９８】次に、上述した本発明のプラズマ処理装置
を用いて、半導体ウェハに対してＣＶＤ膜の形成、或い
はエッチングを行うようにした半導体装置の製造方法の
実施の形態を説明する。

【００９９】図１のプラズマ処理装置１を用いた例を示
す。被処理基板、例えば半導体ウェハ４に対するプラズ
マ処理前に、ヘリコン波伝播用磁場発生手段であるソレ
ノイドコイル７ａ及びプラズマ輸送用磁場発生手段であ
るソレノイドコイル７ｂに供給する電流を前述したよう
に制御してソレノイドコイル７ａ及び７ｂによる磁場を
制御し、プラズマ拡散チャンバ５内側壁、又は／及びプ
ラズマ発生チャンバ３内側壁をセルフクリーニング処
理、又はプリコート処理する。次に、プラズマ拡散チャ
ンバ５内の基板ステージ１０上に半導体ウェハ４を載置
し、プラズマ発生源２を作動すると共に、反応ガス導入
手段１２を通じて所要の反応ガスをプラズマ拡散チャン
バ５内に導入し、プラズマを発生させて半導体ウェハ４
に所要のプラズマ処理を施す。例えば、ＣＶＤ膜の形
成、或いはエッチング処理を行う。半導体ウェハ４に対
するプラズマ処理が終了すると、半導体ウェハ４はプラ
ズマ処理装置１より取り出される。セルフクリーニン
グ、或いはプリコート処理を、半導体ウェハ４に対する
１プラズマ処理毎に行う場合は、半導体ウェハ４をプラ
ズマ処理装置１より取り出した後、再び上記のセルフク
リーニング、或いはプリコート処理が行われる。

【０１００】次に、カスプ磁場を消滅させる方式を採る
図７、図１０、又は図１２のプラズマ処理装置２１、２
６、又は３１を用いた例を説明する。被処理基板、例え
ば半導体ウェハ４に対するプラズマ処理前に、プラズマ
拡散チャンバ５の外周にはいされたカスプ磁場発生用の
磁場発生手段１１を、温度制御手段２２の加熱手段によ
り加熱し（図７の永住磁石２３を使用した例）、或いは
プラズマ拡散チャンバ５から離し（図１０、図１１の永
久磁石２３を使用した例）、或いはそのソレノイドコイ
ル３２への電流供給を停止し（図１２の例）、プラズマ
プラズマ拡散チャンバ５内からカスプ磁場を消滅させて
プラズマ拡散チャンバ５内側壁をセルフクリーニング処
理、又はプリコート処理する。次に、プラズマ拡散チャ
ンバ５内の基板ステージ１０上に半導体ウェハ４を載置
し、プラズマ発生源２を作動すると共に、反応ガス導入
手段１２を通じて所要の反応ガスをプラズマ拡散チャン
バ５内に導入し、プラズマを発生させて半導体ウェハ４
に所要のプラズマ処理を施す。例えば、ＣＶＤ膜の形
成、或いはエッチング処理を行う。半導体ウェハ４に対
するプラズマ処理が終了すると、半導体ウェハ４はプラ
ズマ処理装置１より取り出される。セルフクリーニン
グ、或いはプリコート処理を、半導体ウェハ４に対する
１プラズマ処理毎に行う場合は、半導体ウェハ４をプラ
ズマ処理装置１より取り出した後、再び上記のセルフク
リーニング、或いはプリコート処理が行われる。

【０１０１】これら本実施の形態の半導体装置の製造方
法によれば、例えば半導体ウェハ４に対するプラズマ処
理前に、プラズマ拡散チャンバ５、又は／及びプラズマ
発生チャンバ３の内側壁をより完全にセルフクリーニン
グ、或いはプリコート処理されるので、半導体ウェハ４
の処理面が余剰反応生成物によって損なわれることがな
く、処理の再現性、信頼性。を向上できる。即ち、半導
体ウェハ４上に成膜したＣＶＤ膜の品質を損ねることが
なく、成膜特性が安定し、或いはエッチング後の半導体
ウェハ４の品質を損ねることがない。従って、信頼性の
高い半導体装置を製造することができる。

【０１０２】本発明の他の実施の形態として、複数の磁
場発生手段の磁場を夫々独立に制御できる機構、例えば
図１のソレノイドコイル７ａ、７ｂの電流を夫々独立に
制御出来る機構と、図７〜図１３のチャンバ内のカスプ
磁場の消滅、発生させる機構とを組み合わせてプラズマ
処理装置を構成することもできる。

【０１０３】上述の実施の形態では、いずれもヘリコン
波プラズマ処理装置に適用した場合であるが、その他、
カスプ磁場を利用したプラズマ処理装置、他の一般的な
プラズマ処理装置、例えばマイクロ波プラズマ等を用い
たプラズマ処理装置に適用することもできる。この場
合、セルフクリーニング、或いはプリコート処理時に反
応性イオン種をチャンバ側壁へ積極的に拡散させる図１
の方式を採るときには、チャンバの外側には、反応イオ
ン種をチャンバ側壁へ積極的に拡散させるための複数、
少なくとも２つの磁場発生手段を配置して構成する。こ
の複数の磁場発生手段はプラズマ発生源に配された磁場
発生手段で兼用してもよい。又は、カスプ磁場を消滅さ
せる図７〜図１３の方式を採るときには、図７に示すカ
スプ磁場発生用の磁場発生手段の永久磁石をキュリー温
度近くまで加熱する加熱手段を設ける構成、図１０に示
すカスプ磁場発生用の磁場発生手段の永久磁石をチャン
バに対して近接、離間させる構成、或いは図１２に示す
カスプ磁場発生用の磁場発生手段を構成するソレノイド
コイルに供給する電流をオン、オフ制御する構成とする
ことができる。

【０１０４】

【発明の効果】本発明に係るプラズマ処理装置によれ
ば、チャンバの外側に配置した複数の磁場発生手段、又
はプラズマ発生源に配置した複数の磁場発生手段と、各
磁場発生手段を夫々独立に制御する磁場制御手段を有
し、磁場制御手段に少なくとも磁場の向きを反転させる
機能を有せしめて構成するので、セルフクリーニング、
または、プリコート処理等のチャンバ内のプラズマ処理
に際し、上記複数の磁場発生手段による磁場を選択的に
制御することで、反応性イオン種を積極的にチャンバ内
側壁に拡散させることが可能になり、チャンバ内のプラ
ズマ処理を効率の良く実施することができる。従って、
その後の被処理基板に対してプラズマ処理面が損なわれ
ず、処理の再現性、信頼性が向上する。

【０１０５】本発明に係るプラズマ処理装置によれば、
チャンバの外側に配置した電磁コイルからなる複数の磁
場発生手段、又はプラズマ発生源に配置した電磁コイル
からなる複数の磁場発生手段と、各磁場発生手段の電磁
コイルの電流を夫々独立に制御する電流制御手段を有
し、電流制御手段に少なくとも電磁コイルに供給する電
流の向きを反転させる機能を有せしめて構成するので、
セルフクリーニング、または、プリコート処理等のチャ
ンバ内のプラズマ処理に際し、上記複数の電磁コイルに
供給する電流を選択的に制御して磁場を制御すること
で、反応性イオン種を積極的にチャンバ内側壁へ拡散さ
せることが可能になり、チャンバ内のプラズマ処理を効
率の良く実施することができる。従って、その後の被処
理基板に対してプラズマ処理面が損なわれず、処理の再
現性、信頼性が向上する。

【０１０６】上記プラズマ処理装置において、複数の磁
場発生手段をヘリコン波伝播用磁場発生手段とプラズマ
輸送用磁場発生手段で構成するときは、ヘリコン波プラ
ズマ処理装置におけるプラズマ拡散チャンバ、又は／及
びプラズマ発生チャンバの内壁のセルフクリーニング、
又はプリコート処理を効率良く実施できる。

【０１０７】本発明に係るプラズマ処理装置によれば、
プラズマ発生源と、チャンバ内にカスプ磁場を形成する
磁場発生手段と、セルフクリーニング、又はプリコート
等のチャンバ内のプラズマ処理時にチャンバ内からカス
プ磁場を消滅させる機構を有する構成とするので、チャ
ンバ内のプラズマ処理に際し、カスプ磁場の影響を受け
ずに反応性イオン種をチャンバ内側壁へ積極的に拡散さ
れることができ、チャンバ内のプラズマ処理を効率の良
く実施することができる。従って、その後の被処理基板
に対してプラズマ処理面が損なわれず、処理の再現性、
信頼性が向上する。

【０１０８】カスプ磁場を消滅させる機構として、磁場
発生手段を構成する永久磁石をキュリー温度を越えない
高温に加熱手段で構成すときは、加熱温度の制御でチャ
ンバ内のカスプ磁場の発生、消滅を任意に制御すること
ができる。カスプ磁場を消滅させる機構として、磁場発
生手段を構成する電磁コイルへの電流を停止する手段で
構成するときが、電磁コイルへの電流のオン、オフ制御
でチャンバ内のカスプ磁場の発生、消滅を任意に制御す
ることができる。カスプ磁場を消滅させる機構として、
磁場発生手段を構成する永久磁石をチャンバから離す手
段で構成するときは、永久磁石のチャンバに対する近
接、離間制御で、チャンバ内のカスプ磁場の発生、消滅
を任意に制御することができる。

【０１０９】本発明のプラズマ処理装置によれば、充分
なセルフクリーニングが可能になるので、メカニカルク
リーニングの頻度を減らし、プラズマ処理装置の稼働率
の低下が回避され、生産性の向上を図ることができる。

【０１１０】本発明に係る処理方法によれば、プラズマ
処理装置の、チャンバ外側に配置した複数の磁場発生手
段、又はプラズマ発生源に配置した複数の磁場発生手段
の各磁場を夫々独立に制御して、チャンバ内壁をプラズ
マ処理することにより、チャンバの磁場を自在に制御で
き、チャンバ内壁のセルフクリーニング、或いはプリコ
ート等のプラズマ処理を効率の良く実施できる。

【０１１１】本発明に係る処理方法によれば、プラズマ
処理装置の、チャンバ外側に配置した複数の磁場発生手
段、又はプラズマ発生源に配置した複数の磁場発生手段
の各電磁コイルに供給する電流を夫々独立に制御して、
チャンバ内壁をプラズマ処理することにより、チャンバ
の磁場を自在に制御でき、チャンバ内壁のセルフクリー
ニング、或いはプリコート等のプラズマ処理を効率の良
く実施できる。

【０１１２】上記処理方法において、複数の磁場発生手
段をヘリコン波伝播用磁場発生手段とプラズマ輸送用磁
場発生手段で構成するときは、ヘリコン波プラズマ処理
装置におけるプラズマ拡散チャンバ、又は／及びプラズ
マ発生チャンバの内壁のセルフクリーニング、又はプリ
コート処理を効率良く実施できる。

【０１１３】上記処理方法において、複数の磁場発生手
段の磁場を、選択的に消滅、発生、反転、又は磁場の強
さを調整することにより、反応性イオン種の分布をチャ
ンバ内壁の所望の位置に制御することができる。

【０１１４】上記処理方法において、複数の磁場発生手
段の電磁コイルへの電流を、選択的に印加、停止、反
転、又は電流量を調整することにより、チャンバ内の磁
場を自在に制御し、反応性イオン種の分布をチャンバ内
壁の所望の位置に制御することができる。

【０１１５】本発明に係る処理方法によれば、プラズマ
処理装置のチャンバ内からカスプ磁場を消滅させて、チ
ャンバ内壁をセルフクリーニング、又はプリコート処理
することにより、カスプ磁場の影響を受けずにチャンバ
内壁のセルフクリーニング、或いはプリコート等のプラ
ズマ処理を効率の良く実施できる。

【０１１６】本発明に係る半導体装置の製造方法によれ
ば、上述した方法によってプラズマ処理装置のチャンバ
内壁をセルフクリーニング、又はプリコート等のプラズ
マ処理した後、チャンバ内に半導体ウェハを載置し、半
導体ウェハの面に成膜又はエッチングを施し、処理終了
後、半導体ウェハをチャンバから取り出すようにしてい
るので、半導体ウェハの処理面が余剰反応生成物で損な
われることがなく、処理の再現性、信頼性が得られ、信
頼性の高い半導体装置を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプラズマ処理装置の一実施の形態
を示す構成図である。

【図２】図１のプラズマ処理装置におけるチャンバ内プ
ラズマ処理の一形態を示す構成図である。

【図３】図１のプラズマ処理装置におけるチャンバ内プ
ラズマ処理の他の形態を示す構成図である。

【図４】図１のプラズマ処理装置におけるチャンバ内プ
ラズマ処理の他の形態を示す構成図である。

【図５】図１のプラズマ処理装置におけるチャンバ内プ
ラズマ処理の他の形態を示す構成図である。

【図６】図１のプラズマ処理装置におけるチャンバ内プ
ラズマ処理の他の形態を示す構成図である。

【図７】本発明に係るプラズマ処理装置の他の実施の形
態を示す構成図である。

【図８】本発明に係るプラズマ処理装置の他の実施の形
態を示す構成図である。

【図９】図８のプラズマ処理装置のカスプ磁場発生用の
磁場発生手段の動作説明図である。

【図１０】被処理基板に対するプラズマ処理時のカスプ
磁場及びプラズマの分布状態を示す説明図である。

【図１１】チャンバ内壁のセルフクリーニング、或いは
プリコート処理時のカスプ磁場及びプラズマの分布状態
を示す説明図である。

【図１２】本発明に係るプラズマ処理装置の他の実施の
形態を示す構成図である。

【図１３】図１２のプラズマ処理装置のカスプ磁場発生
用の磁場発生手段の部分の断面図である。

【符号の説明】

１、２１、２６、３１・・・プラズマ処理装置、２・・
・プラズマ発生源、３・・・プラズマ発生チャンバ、４
・・・被処理基板、５・・・プラズマ拡散チャンバ、６
・・・高周波アンテナ、７ａ・・・ヘリコン波伝播用磁
場発生手段、７ｂ・・・プラズマ輸送用磁場発生手段、
８・・・インピーダンス整合手段、９・・・高周波電
源、１０・・・基板ステージ、１１・・カスプ磁場発生
用磁場発生手段、１２・・・反応ガス導入手段、１３・
・・排気手段、１４ａ、１４ｂ・・・電流制御手段、１
５ａ、１５ｂ・・・電源、１８・・・プラズマ活性領
域、２３・・・棒状永久磁石、２４・・・固定板、２５
・・・永久磁石部材、２８・・・ヒンジ、２９・・・エ
アシリンダ、３０・・・チャンバベース、３２・・・ソ
レノイドコイル、３３・・・ソレノイドコイル用電源。

フロントページの続き (72)発明者 堀内 悟志 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 幸本 徹哉 東京都大田区南六郷３丁目19番２号 株式 会社シー・ヴィ・リサーチ内 (72)発明者 川浦 廣 東京都大田区南六郷３丁目19番２号 株式 会社シー・ヴィ・リサーチ内 Ｆターム(参考） 4K030 DA06 FA01 JA15 KA30 KA34 5F004 AA14 AA15 BA11 BB08 CA09 DB00 5F045 AA08 BB08 BB15 EB06 EH11 EH16 EH18 EH19

Claims (34)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラズマ発生源と、チャンバの外側に配
   置された複数の磁場発生手段と、前記各磁場発生手段の
   磁場を夫々独立に制御する磁場制御手段を有し、 前記磁場制御手段は、少なくとも磁場の向きを反転させ
   る機能を有して成ることを特徴とするプラズマ処理装
   置。
2. 【請求項２】 プラズマ発生源と、該プラズマ発生源に
   配置された複数の磁場発生手段と、前記各磁場発生手段
   の磁場を夫々独立に制御する磁場制御手段を有し、 前記磁場制御手段は、少なくとも磁場の向きを反転させ
   る機能を有して成ることを特徴とするプラズマ処理装
   置。
3. 【請求項３】 前記磁場発生手段は、ヘリコン波伝播用
   磁場発生手段とプラズマ輸送用磁場発生手段とから成る
   ことを特徴とする請求項２に記載のプラズマ処理装置。
4. 【請求項４】 プラズマ発生源と、チャンバの外側に配
   置された電磁コイルからなる複数の磁場発生手段と、前
   記各磁場発生手段の電磁コイルの電流を夫々独立に制御
   する電流制御手段を有し、 前記電流制御手段は、少なくとも前記電磁コイルに供給
   する電流の向きを反転させる機能を有して成ることを特
   徴とするプラズマ処理装置。
5. 【請求項５】 プラズマ発生源と、該プラズマ発生源に
   配置された電磁コイルからなる複数の磁場発生手段と、
   前記各磁場発生手段の電磁コイルの電流を夫々独立に制
   御する電流制御手段を有し、 前記電流制御手段は、少なくとも前記電磁コイルに供給
   する電流の向きを反転させる機能を有して成ることを特
   徴とするプラズマ処理装置。
6. 【請求項６】前記磁場発生手段は、ヘリコン波伝播用磁
   場発生手段とプラズマ輸送用磁場発生手段とから成るこ
   とを特徴とする請求項５に記載のプラズマ処理装置。
7. 【請求項７】 前記磁場発生手段が、クリーニング用磁
   場発生手段、又はプリコート用磁場発生手段であること
   を特徴とする請求項１又は４に記載のプラズマ処理装
   置。
8. 【請求項８】 前記磁場発生手段が、クリーニング用磁
   場発生手段、又はプリコート用磁場発生手段を兼ねてい
   ることを特徴とする請求項２、３、５又は６に記載のプ
   ラズマ処理装置。
9. 【請求項９】 プラズマ発生源と、チャンバ内にカスプ
   磁場を形成する磁場発生手段と、チャンバ内壁のプラズ
   マ処理時にチャンバ内から前記磁場発生手段によるカス
   プ磁場を消滅させる機構を備えて成ることを特徴とする
   プラズマ処理装置。
10. 【請求項１０】 前記機構が、前記磁場発生手段を構成
    する電磁コイルへの電流供給を停止する手段で形成され
    て成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。
11. 【請求項１１】 前記機構が、前記磁場発生手段を構成
    する永久磁石をキュリー温度を越えない高温に加熱する
    手段で形成されて成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。
12. 【請求項１２】 ヘリコン波プラズマ発生源と、チャン
    バ内にカスプ磁場を形成する磁場発生手段と、チャンバ
    内壁のプラズマ処理時に前記磁場発生手段によるカスプ
    磁場を前記チャンバ内から消滅させる機構を備え、 前記機構が、前記磁場発生手段を構成する永久磁石をチ
    ャンバ外側から離す手段で形成されて成ることを特徴と
    するプラズマ処理装置。
13. 【請求項１３】 前記チャンバ内壁のプラズマ処理が、
    クリーニング処理又はプリコート処理であることを特徴
    とする請求項９、１０、１１又は１２に記載のプラズマ
    処理装置。
14. 【請求項１４】 プラズマ処理装置のチャンバ外側に配
    置された複数の磁場発生手段の各磁場を夫々独立に制御
    して、チャンバ内壁をプラズマ処理することを特徴とす
    る処理方法。
15. 【請求項１５】 プラズマ処理装置のプラズマ発生源に
    配置された複数の磁場発生手段の各磁場を夫々独立に制
    御して、チャンバ内壁をプラズマ処理することを特徴と
    する処理方法。
16. 【請求項１６】 前記複数の磁場発生手段は、ヘリコン
    波伝播用磁場発生手段とプラズマ輸送用磁場発生手段で
    あることを特徴とする請求項１５に記載の処理方法。
17. 【請求項１７】 プラズマ処理装置のチャンバ外側に配
    置された複数の磁場発生手段の各電磁コイルに供給する
    電流を夫々独立に制御して、前記チャンバ内壁をプラズ
    マ処理することを特徴とする処理方法。
18. 【請求項１８】 プラズマ処理装置のプラズマ発生源に
    配置された複数の磁場発生手段の各電磁コイルに供給す
    る電流を夫々独立に制御して、チャンバ内壁をプラズマ
    処理することを特徴とする処理方法。
19. 【請求項１９】 前記複数の磁場発生手段は、ヘリコン
    波伝播用磁場発生手段とプラズマ輸送用磁場発生手段で
    あることを特徴とする請求項１８に記載の処理方法。
20. 【請求項２０】 前記複数の磁場発生手段の磁場を、選
    択的に消滅、発生、反転、又は磁場の強さを調整して制
    御することを特徴とする請求項１４、１５又は１６に記
    載の処理方法。
21. 【請求項２１】 前記複数の磁場発生手段の電磁コイル
    への電流を、選択的に印加、停止、反転、又は電流量を
    調整して制御することを特徴とする請求項１７、１８又
    は１９に記載の処理方法。
22. 【請求項２２】 前記プラズマ処理は、クリーニング処
    理又はプリコート処理であることを特徴とする請求項１
    ４、１５、１６、１７、１８、１９、２０又は２１に記
    載の処理方法。
23. 【請求項２３】 プラズマ処理装置のチャンバ内からカ
    スプ磁場を消滅させて、チャンバ内壁をプラズマ処理す
    ることを特徴とする処理方法。
24. 【請求項２４】 前記プラズマ処理は、クリーニング処
    理又はプリコート処理であることを特徴とする請求項２
    ３に記載の処理方法。
25. 【請求項２５】 プラズマ処理装置のチャンバ外側に配
    置された複数の磁場発生手段の各磁場を夫々独立に制御
    してチャンバ内壁をプラズマ処理した後、 前記チャンバ内に半導体ウェハを載置し、前記半導体ウ
    ェハの面に成膜又はエッチングを施し、該半導体ウェハ
    を前記チャンバから取り出すことを特徴とする半導体装
    置の製造方法。
26. 【請求項２６】 プラズマ処理装置のプラズマ発生源に
    配置された複数の磁場発生手段の各磁場を夫々独立に制
    御してチャンバ内壁をプラズマ処理した後、 前記チャンバ内に被処理基板を載置し、前記被処理基板
    の面に成膜又はエッチングを施し、該被処理基板を前記
    チャンバから取り出す。ことを特徴とする半導体装置の
    製造方法。
27. 【請求項２７】 前記複数の磁場発生手段が、ヘリコン
    波伝播用磁場発生手段と輸送用磁場発生手段であること
    を特徴とする請求項２６に記載の半導体装置の製造方
    法。
28. 【請求項２８】 プラズマ処理装置のチャンバ外側に配
    置された複数の磁場発生手段の各電磁コイルに供給する
    電流を夫々独立に制御してチャンバ内壁をプラズマ処理
    した後、 前記チャンバ内に被処理基板を載置し、前記被処理基板
    の面に成膜又はエッチングを施し、該被処理基板を前記
    チャンバから取り出す。ことを特徴とする半導体装置の
    製造方法。
29. 【請求項２９】 プラズマ処理装置のプラズマ発生源に
    配置された複数の磁場発生手段の各電磁コイルに供給す
    る電流を夫々独立に制御してチャンバ内壁をプラズマ処
    理した後、 前記チャンバ内に被処理基板を載置し、前記被処理基板
    の面に成膜又はエッチングを施し、該被処理基板を前記
    チャンバから取り出す。ことを特徴とする半導体装置の
    製造方法。
30. 【請求項３０】 前記複数の磁場発生手段が、ヘリコン
    波伝播用磁場発生手段と輸送用磁場発生手段であること
    を特徴とする請求項２９に記載の半導体装置の製造方
    法。
31. 【請求項３１】 前記複数の磁場発生手段の磁場を、選
    択的に消滅、発生、反転、又は磁場の強さを調整して制
    御することを特徴とする請求項２５、２６又は２７に記
    載の半導体装置の製造方法。
32. 【請求項３２】 前記複数の磁場発生手段の電磁コイル
    への電流を、選択的に印加、停止、反転、又は電流量を
    調整して制御することを特徴とする請求項２８、２９又
    は３０に記載の半導体装置の製造方法。
33. 【請求項３３】 プラズマ処理装置のチャンバ内からカ
    スプ磁場を消滅させてチャンバ内壁をプラズマ処理した
    後、 前記チャンバ内に被処理基板を載置し、前記被処理基板
    の面に成膜又はエッチングを施し、該被処理基板を前記
    チャンバから取り出す。ことを特徴とする半導体装置の
    製造方法。
34. 【請求項３４】 前記プラズマ処理がクリーニング処理
    又はプリコート処理であることを特徴とする請求項２
    ５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２又は３
    ３に記載の半導体装置の製造方法。