JP2004031566A

JP2004031566A - プラズマ処理装置

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Publication number: JP2004031566A
Application number: JP2002184366A
Authority: JP
Inventors: Takushi Kaneko; 金子　拓史; Takeshi Noguchi; 野口　武史
Original assignee: YAC Co Ltd
Current assignee: YAC Co Ltd
Priority date: 2002-06-25
Filing date: 2002-06-25
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-06-25
Also published as: JP4080793B2

Abstract

【課題】給電部の電位が低く、プラズマ処理の面内均一性に優れ、制御性にも優れ、しかも、大面積のプラズマ処理が可能なプラズマ処理装置を提供する。
【解決手段】内部の圧力が制御可能な真空容器と、真空容器内に処理ガスを供給するガス供給手段と、真空容器内に設けられて上面に基板を載置する電極と、この電極に対向配置され２つのコイル３１ａ、３１ｂを並列に配置してなる平面状のコイルアンテナ３１とコイル３１ａ、３１ｂ各々に直列に接続されたコンデンサ３４ａ、３４ｂとを備えた集合体アンテナ１５とを備え、集合体アンテナ１５と電極との間に高周波電力を印加することによりプラズマを発生させて基板に処理を施すことを特徴とする。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマ処理装置に関し、更に詳しくは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等の表示装置の製造プロセス、特にドライエッチング工程、アッシング工程、クリーニング工程等の高密度プラズマを利用する工程に好適に用いられ、誘導結合型プラズマを用いることで大面積のプラズマ処理が可能なプラズマ処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶表示装置（ＬＣＤ）等の表示装置の大型化および生産性向上に伴い、プラズマ処理が施される基板（被処理物）も大型化し、メートル角程度、もしくはそれ以上となりつつある。この動向に伴い、基板にドライエッチング、アッシング、クリーニング等の処理を施すプラズマ処理装置においても、基板の大型化に対応する必要がある。
これらプラズマ処理装置は、その性能上の理由により高密度プラズマであることが必要である場合が多い。高密度プラズマを発生させるプラズマ源としては、単純な構造である点およびコストの点から誘導結合型プラズマ源が有利である。
【０００３】
このような高密度プラズマ処理装置、例えば、液晶表示装置の製造ラインにおけるエッチング・アッシング等の工程を担うプラズマ処理装置としては、平板状のコイルアンテナを用いた高密度プラズマ処理装置が多く用いられている（例えば、米国特許第４９４８４５８号等参照）。
図１０は、従来の高密度プラズマ処理装置のコイルアンテナの一例を示す概略構成図であり、図において、符号１は平面状コイルアンテナ、２は平面状コイルアンテナ１の一方の端部に接続されたマッチングボックス（Ｍ．Ｂ．：整合器）、３はマッチングボックス２に接続された高周波電源であり、この平面状コイルアンテナ１の他方の端部は接地電位とされている。
【０００４】
このプラズマ処理装置では、平面状コイルアンテナ１の巻き数は、基板上におけるプラズマ密度に応じて設定され、また、その大きさは、基板上におけるプラズマ密度の均一性を確保するために基板の大きさより大きめとされている。
ここで、高周波電源３により平面状コイルアンテナ１の一方の端部から高周波電力を給電し、他方の端部を接地電位とした場合の平面状コイルアンテナ１に流れる電流をＩ、印加される高周波電力の角周波数をω、平面状コイルアンテナ１の自己インダクタンスをＬとすると、給電部の電位はω・Ｌ・Ｉで表される。ここで、印加する高周波電力の周波数を１３．５６ＭＨｚ、平面状コイルアンテナ１の自己インダクタンスＬを４μＨ、平面状コイルアンテナ１に流れる電流Ｉを３０Ａ_ｒｍｓとすると、給電部の０−Ｐｅａｋ電位Ｖ_０−Ｐは１４．５ｋＶと高電圧となる。
【０００５】
このようなプラズマ処理装置では、基板サイズが大型化するにつれて、平面状コイルアンテナも大型化してインピーダンスが増大し、給電部の電位が高電圧となってしまう。また、平面状コイルアンテナを大型化した場合、処理に必要なプラズマ密度を得るためには、一定以上の電力密度が必要であるから、当然、印加する電力も増大し、給電部電位は益々高くなる。
【０００６】
給電部の電圧が高電圧になった場合、次に挙げるような不利な点がある。
（１）誘電体窓の局所的な損傷が発生する可能性が高い。
平面状コイルアンテナ１の電位が高くなると、プラズマとの電界結合成分が増加し、誘電体窓前面の電界が強まる（Ｖ_ｄｃが増加）ために、誘電体窓がイオンスパッタされて損傷を受ける。特に、誘電体窓の材料として石英を用い、フッ素を含むガスをチャンバー内に導入している場合には損傷は大きくなる。
（２）基板上でエッチング・アッシング量の空間分布が悪化する可能性がある。
アンテナ電位が高くなることによって、給電部近傍の電界結合成分は増加し、電位の高くない部分では誘導結合が持続され、面内のプラズマ密度の均一性もしくは電位分布が悪化し、エッチングやアッシングなどの均一性が損なわれる。
（３）マッチャーおよびアンテナ支持の耐電圧の改善が必要になる。
そこで、平面状コイルアンテナの低インピーダンス化が必要不可欠となる。
【０００７】
アンテナインピーダンスを低減する方法としては、コイルを並列配置する方法、例えば、直線状のコイルを並列化する方法がある（例えば、米国特許第５５８９７３７号等）。この方法では、直線状コイルにコンデンサを接続し、それぞれのインピーダンスを合わせることにより各コイルを流れる電流量および位相が同じになるように制御し、プラズマ均一性を保つ工夫がなされている。
また、他の方法として、端子間が接近したコイル状のアンテナに複数のコンデンサーを挿入してＬＣ直列回路を形成し、直列共振させることによってアンテナ全体のインピーダンスを低減し、端子間電圧を低下させたものも提案されている（例えば、特開平１０−７０１０号公報等）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の直線状のコイルを並列化する方法は、有益ではあるが、基板サイズがメートル角まで大型化した今日では、多数のコンデンサの容量調整が必要になり、制御性に欠けるという問題点があった。
また、従来のＬＣ直列回路を形成する方法では、直列共振させていることからコイルアンテナに定在波が発生し、局所的に強い電流が流れ、プラズマ密度がその位置においてのみ高くなる。したがって、この方法を平面状コイルアンテナに適用した場合、処理の面内均一性が低下してしまうという問題点があった。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、給電部の電位が低く、プラズマ処理の面内均一性に優れ、制御性にも優れ、しかも、大面積のプラズマ処理が可能なプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は次の様なプラズマ処理装置を提供した。すなわち、請求項１記載のプラズマ処理装置は、内部の圧力が制御可能な容器と、該容器内に処理ガスを供給するガス供給手段と、前記容器内に設けられて一主面上に被処理物を載置する第１の電極と、該第１の電極に対向配置された第２の電極とを備え、これら第１及び第２の電極間に高周波電力を印加することによりプラズマを発生させて前記被処理物に処理を施すプラズマ処理装置において、前記第２の電極は、複数のコイルを並列に配置してなる平面状のコイルアンテナと前記コイル各々に直列に接続された１つ以上のコンデンサとを備えた集合体アンテナからなることを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載のプラズマ処理装置は、請求項１記載のプラズマ処理装置において、前記コイルの自己インダクタンス（Ｌ）と、前記コンデンサの静電容量（Ｃ）とは、ＬＣ直列共振を生じないように設定されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載のプラズマ処理装置は、請求項１または２記載のプラズマ処理装置において、前記集合体アンテナを複数、同一平面上に配置してなることを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載のプラズマ処理装置は、請求項３記載のプラズマ処理装置において、前記複数の集合体アンテナは、各々が接地電位である導電性材料により囲われていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載のプラズマ処理装置は、請求項３または４記載のプラズマ処理装置において、前記複数の集合体アンテナ各々には高周波電源が接続され、これら高周波電源には、それぞれの位相を制御する位相制御手段が接続されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載のプラズマ処理装置は、請求項３または４記載のプラズマ処理装置において、前記複数の集合体アンテナ各々には高周波電源が接続され、これら高周波電源には、それぞれの周波数を制御する周波数制御手段が接続されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項７記載のプラズマ処理装置は、請求項３または４記載のプラズマ処理装置において、前記複数の集合体アンテナには、高周波電力を分配する高周波電力分配手段が接続され、該高周波電力分配手段には高周波電源が接続されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項８記載のプラズマ処理装置は、請求項３ないし７のいずれか１項記載のプラズマ処理装置において、前記複数の集合体アンテナは、互いに隣接する集合体アンテナのコイルの巻き方向が互いに逆向きであることを特徴とする。
【００１８】
請求項９記載のプラズマ処理装置は、請求項７記載のプラズマ処理装置において、前記高周波電力分配手段は、並列配置された複数の容量可変コンデンサからなり、これらの容量可変コンデンサは、前記複数の集合体アンテナ各々に直列または並列に接続されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項１０記載のプラズマ処理装置は、請求項９記載のプラズマ処理装置において、前記容量可変コンデンサ各々に、それが接続される前記集合体アンテナの高周波電流値を測定し、この測定結果に基づき静電容量を調整する調整手段を設けてなることを特徴とする。
【００２０】
本発明のプラズマ処理装置では、前記第２の電極を、複数のコイルを並列に配置してなる平面状のコイルアンテナと前記コイル各々に直列に接続された１つ以上のコンデンサとを備えた集合体アンテナとしたことにより、前記コイルアンテナの自己インダクタンスによるリアクタンス成分の増加を前記コンデンサにより低減する。これにより、コイルアンテナの給電部の電位を低減することが可能になる。
【００２１】
また、前記集合体アンテナを複数、同一平面上に配置することで、これらの集合体アンテナにより大面積の被処理物が覆われることとなり、大面積化した場合においても、コイルアンテナの給電部の電位を低減することが可能になる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明のプラズマ処理装置の各実施形態について図面に基づき説明する。
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態の誘導結合型プラズマ処理装置を示す構成図、図２は同プラズマ処理装置の集合体アンテナ（第２の電極）を示す構成図、図３は同集合体アンテナの電位低減の様を示す説明図である。
【００２３】
このプラズマ処理装置は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等の表示装置の製造プロセス中でドライエッチング処理を行うドライエッチング装置であり、内部の圧力が制御可能な金属製の真空容器１１と、真空容器１１の上面に設けられ電磁波を透す誘電体窓１２と、真空容器１１内を排気して所望の真空度、例えば０．１〜１００Ｐａ程度に保つ真空ポンプ１３と、真空容器１１内に設けられて上面（一主面）１４ａに基板（被処理物）Ｓを載置するアルミニウム等の導電性材料からなる（第１の）電極１４と、電極１４に対向して誘電体窓１２の上方に配置された集合体アンテナ（第２の電極）１５と、集合体アンテナ１５を覆うアルミニウム等の金属製の導電性材料からなるＲＦシールド１６とにより構成されている。
【００２４】
誘電体窓１２は、集合体アンテナ１５から放射される電磁波を透過させて真空容器１１内に放射させるもので、石英等の誘電体により構成されている。
真空容器１１の側面には、この真空容器１１内に処理ガスを導入するための処理ガス導入口２１が形成され、この処理ガス導入口２１は真空容器１１内に処理ガスを供給するためのガス供給手段（図示せず）に接続されている。
また、電極１４には、バイアス用のマッチングボックス（Ｍ．Ｂ．：整合器）２２が接続され、このマッチングボックス２２には、１〜１００ＭＨｚ程度の高周波を発振する高周波電源２３が接続されている。
【００２５】
集合体アンテナ１５は、真空容器１１内に電磁波を放射してプラズマを励起、発生させるもので、図２に示すように、例えば、アルミニウム等の導電性材料からなる一対のコイル３１ａ、３１ｂを互いに並列に配置した平面状のコイルアンテナ３１と、コイル３１ａ、３１ｂ各々の一端部に直列に接続されたコンデンサ３４ａ、３４ｂとにより構成されている。これらのコイル３１ａ、３１ｂ各々の一端部はコンデンサ３４ａ、３４ｂを介して接地電位とされている。
これらのコイル３１ａ、３１ｂ各々の他端部にはマッチングボックス（Ｍ．Ｂ．：整合器）３２が接続され、このマッチングボックス３２には０．４〜２０ＭＨｚ程度の高周波を発振する高周波電源３３が接続されている。
【００２６】
このプラズマ処理装置を用いて、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等の表示装置の製造プロセス中でドライエッチング処理を行うには、真空ポンプ１３を用いて真空容器１１内を所望の真空度、例えば０．１〜１００Ｐａ程度に排気した後、処理ガス導入口２１よりドライエッチング用ガスを導入するとともに、高周波電源３３によりコイルアンテナ３１に１〜１００ＭＨｚ程度の高周波を印加する。
このとき、コイルアンテナ３１から誘電体窓１２を透して真空容器１１内に電磁波が放射され、真空容器１１内にプラズマが発生する。ドライエッチング用ガスはプラズマ中で解離し、化学的に活性なラジカルとなって基板Ｓにドライエッチング処理を施す。
【００２７】
このときのコイルアンテナ３１の給電部の電位Ｖ_０−Ｐ’は、高周波電源３３によりコイルアンテナ３１に高周波電力を給電した場合のコイルアンテナ３１に流れる電流をＩ、印加される高周波電力の角周波数をω、コイルアンテナ３１の自己インダクタンスをＬ、コンデンサ３４ａ、３４ｂの静電容量をＣ_２とすると、次の式で表される。
Ｖ_０−Ｐ’＝｛ω・Ｌ−１／（ω・Ｃ_２）｝・Ｉ　　　……（１）
【００２８】
コイルアンテナ３１は、一対のコイル３１ａ、３１ｂを互いに並列に配置した構成であるから、互いに相互インダクタンスＭがあるため、コイルアンテナ３１のインピーダンスは６０〜８０％程度にしか減少しない。
コイル３１ａ、３１ｂ各々の他端部には、直列にコンデンサ３４ａ、３４ｂが接続されて接地電位とされているので、図３に示すように、コイルアンテナ３１の給電部の電位Ｖ_０−Ｐ’を低下させることができる。
【００２９】
例えば、印加する高周波電力の角周波数ωを１３．５６ＭＨｚ、コイルアンテナ３１の自己インダクタンスＬを４μＨ、コンデンサ３４ａ、３４ｂの容量を１５０ｐＦ、コイルアンテナ３１に流れる電流を３０Ａ_ｒｍｓとすると、コイルアンテナ３１の給電部の電位Ｖ_０−Ｐ’は７．８ｋＶとなり、コイル３１ａ、３１ｂの並列配置及びコンデンサ３４ａ、３４ｂの挿入を行わない場合と比較して、電位Ｖ_０−Ｐ’を５４％程度低減することができる。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態のプラズマ処理装置によれば、集合体アンテナ１５を、一対のコイル３１ａ、３１ｂを互いに並列に配置した平面状のコイルアンテナ３１と、マッチングボックス３２と、高周波電源３３と、コイル３１ａ、３１ｂ各々の他端部に直列に接続されたコンデンサ３４ａ、３４ｂとにより構成し、これらのコイル３１ａ、３１ｂ各々の一方を接地電位としたので、コイルアンテナ３１の自己インダクタンスＬによるリアクタンス成分の増加をコンデンサ３４ａ、３４ｂにより低減することができる。
【００３１】
したがって、コイルアンテナ３１の給電部の電位Ｖ_０−Ｐ’を、コイル３１ａ、３１ｂの並列配置及びコンデンサ３４ａ、３４ｂの挿入を行わない場合と比較して大きく低減させることができる。
また、集合体アンテナ１５を金属製のＲＦシールド１６により覆ったので、低給電点電位を保ったまま大面積化を実現することができる。
【００３２】
［第２の実施形態］
図４は本発明の第２の実施形態の誘導結合型プラズマ処理装置の集合体アンテナ（第２の電極）を示す構成図、図５は同集合体アンテナの電位低減の様を示す説明図である。
この第２の実施形態のプラズマ処理装置が上述した第１の実施形態のプラズマ処理装置と異なる点は、一対のコイル４１ａ、４１ｂ各々の途中（図では略中央部）にコンデンサ４２ａ、４２ｂを挿入し、これらのコイル４１ａ、４１ｂを互いに並列に配置して平面状のコイルアンテナ４３とした点である。
【００３３】
このときのコイルアンテナ４３の給電部の電位Ｖ_{０−Ｐ’’}は、高周波電源３３によりコイルアンテナ４３に高周波電力を給電した場合のコイルアンテナ４３に流れる電流をＩ、印加される高周波電力の角周波数をω、コイル４１ａ、４１ｂ各々の高周波電源３３側の自己インダクタンスをＬ_１、コンデンサ３４ａ、３４ｂ側の自己インダクタンスをＬ_２、コンデンサ４２ａ、４２ｂの静電容量をＣ_１、コンデンサ３４ａ、３４ｂの静電容量をＣ_２とすると、次の式で表される。
Ｖ_{０−Ｐ’’}＝〔ω・（Ｌ_１＋Ｌ_２）−（１／ω）・｛（１／Ｃ_１）＋（１／Ｃ_２）｝〕・Ｉ　　　……（２）
【００３４】
このコイルアンテナ４３では、コイル４１ａ、４１ｂ各々の途中にコンデンサ４２ａ、４２ｂを挿入した構成であるから、給電部の電位Ｖ_{０−Ｐ’’}をさらに低下させることができる。
例えば、印加する高周波電力の角周波数ωを１３．５６ＭＨｚ、コイルアンテナ４３の自己インダクタンスＬ_１、Ｌ_２を４μＨ、コンデンサ４２ａ、４２ｂの容量を２００ｐＦ、コンデンサ３４ａ、３４ｂの容量を１５０ｐＦ、コイルアンテナ４３に流れる電流を３０Ａ_ｒｍｓとすると、コイルアンテナ４３の給電部の電位Ｖ_{０−Ｐ’’}は６．０５ｋＶとなり、コイル３１ａ、３１ｂの並列配置及びコンデンサ３４ａ、３４ｂ、４２ａ、４２ｂの挿入を行わない場合と比較して、電位Ｖ_０−Ｐを４２％程度低減することができる。
【００３５】
本実施形態のプラズマ処理装置においても、コイルアンテナ４３の給電部の電位Ｖ_{０−Ｐ’’}を、コイル３１ａ、３１ｂの並列配置及びコンデンサ３４ａ、３４ｂ、４２ａ、４２ｂの挿入を行わない場合と比較して大きく低減させることができる。
【００３６】
［第３の実施形態］
図６は本発明の第３の実施形態の誘導結合型プラズマ処理装置の集合体アンテナ（第２の電極）を示す構成図である。
この第３の実施形態のプラズマ処理装置が上述した第１の実施形態のプラズマ処理装置と異なる点は、同一平面上に集合体アンテナ１５を複数（図６では２つ）配置し、これらの集合体アンテナ１５、１５の各高周波電源３３、３３に、高周波電源３３、３３それぞれの位相を制御する位相制御器（位相制御手段）５１を接続した点である。
【００３７】
メータ角程度の大きな基板を処理する場合、集合体アンテナ１５の大きさを基板の大きさに合わせて大きくしただけでは、コイル３１ａ、３１ｂの自己インダクタンスＬが１０μＨを超えてしまい、給電部での電位を充分に下げることができない。そこで、複数の集合体アンテナ１５を同一平面内に設置して基板全面を覆うことにより、低給電点電位を保ったまま大面積化を実現している。
【００３８】
また、これらの集合体アンテナ１５、１５を単に同一平面上に配置しただけでは、集合体アンテナ１５、１５各々から発生する誘導電磁界により互いに干渉し合うことになる。例えば、複数の高周波電源３３を用いる場合、実際には個々の高周波電源３３の電源周波数が微妙に異なっているために、うなりが発生し、放電に経時的な強弱が生じる。
【００３９】
さらに、集合体アンテナ１５、１５に給電される高周波の位相によって、例えば同方向巻きの場合は互いのアンテナにより発生する磁界が互いに誘導しあうため、位相が進んでいる方は弱められ、遅れている方は強められる（誘導起電力が元の電流よりπ／２進むため）。したがって、均一なプラズマを生成するためには位相制御が必要となる。
そこで、本実施形態では、１つの位相制御器（位相制御手段）５１から発信されるクロックを用いて高周波電源３３、３３それぞれの位相を制御する構成とした。
【００４０】
本実施形態のプラズマ処理装置によれば、同一平面上に集合体アンテナ１５、１５を配置し、これらの集合体アンテナ１５、１５の各高周波電源３３、３３に位相制御器５１を接続したので、集合体アンテナ１５、１５各々が互いに干渉し合うことなしに、均一なプラズマを発生させることができる。
【００４１】
［第４の実施形態］
図７は本発明の第４の実施形態の誘導結合型プラズマ処理装置の集合体アンテナ（第２の電極）を示す構成図である。
この第４の実施形態のプラズマ処理装置が上述した第３の実施形態のプラズマ処理装置と異なる点は、位相制御器５１を周波数制御器（周波数制御手段）６１に替えた点である。
【００４２】
本実施形態のプラズマ処理装置によれば、位相制御器５１を周波数制御器６１に替えたので、高周波電源３３、３３各々の周波数を積極的に変化させることで、発生するうなりをプラズマ処理に影響を及ぼさない程度の周波数になるように制御することができ、その結果、均一なプラズマ処理を施すことができる。
【００４３】
［第５の実施形態］
図８は本発明の第５の実施形態の誘導結合型プラズマ処理装置を示す構成図、図９は同プラズマ処理装置の集合体アンテナ（第２の電極）を示す構成図である。
この第５の実施形態のプラズマ処理装置が上述した第３及び第４の実施形態のプラズマ処理装置と異なる点は、集合体アンテナ１５、１５に高周波電力を分配する電力分配器（高周波電力分配手段）７１を接続し、この電力分配器７１にマッチングボックス３２及び高周波電源３３を直列に接続した点である。
【００４４】
電力分配器７１は、並列配置された複数の容量可変コンデンサ７２ａ、７２ｂにより構成されている。これらの容量可変コンデンサ７２ａ、７２ｂは、集合体アンテナ１５、１５各々に直列（または並列）に接続されている。
【００４５】
このプラズマ処理装置では、集合体アンテナ１５、１５に１つのマッチングボックス３２及び１つの高周波電源３３を用いて給電するために、電力分配器７１により集合体アンテナ１５、１５各々へ配分される高周波電力を制御している。各々の集合体アンテナ１５、１５のインピーダンスは、その形状とコンデンサの容量でほぼ決定される。そこで、集合体アンテナ１５、１５を同形状同容量とすることで、インピーダンスを揃えることができる。
【００４６】
また、集合体アンテナ１５、１５各々に容量可変コンデンサ７２ａ、７２ｂを直列に接続したので、容量可変コンデンサ７２ａ、７２ｂ各々の容量を変えることでマッチングボックス３２側から見たインピーダンスを微調整することができる。
この方法は、第３の実施形態のプラズマ処理装置の同位相状態と等価であり、隣り合う集合体アンテナ１５、１５が逆巻きの場合には逆位相と等価である。
本実施形態のプラズマ処理装置においても、集合体アンテナ１５、１５各々が互いに干渉し合うことなしに、均一なプラズマを発生させることができる。
【００４７】
以上、本発明のプラズマ処理装置の各実施形態について図面に基づき説明してきたが、具体的な構成は本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計の変更等が可能である。
例えば、第３の実施形態では、同一平面上に２つの集合体アンテナ１５を配置した構成としたが、集合体アンテナ１５の個数及び配置する位置等については、処理の対象となる基板Ｓの大きさに合わせて適宜変更可能である。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明のプラズマ処理装置によれば、前記第２の電極を、複数のコイルを並列に配置してなる平面状のコイルアンテナと前記コイル各々に直列に接続された１つ以上のコンデンサとを備えた集合体アンテナとしたので、前記コイルアンテナの自己インダクタンスによるリアクタンス成分の増加を前記コンデンサにより低減することができ、コイルアンテナの給電部の電位を低減することができる。
【００４９】
また、前記集合体アンテナを複数、同一平面上に配置することにより、これらの集合体アンテナにより大面積の被処理物を覆うこととなり、大面積化した場合においても、コイルアンテナの給電部の電位を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の誘導結合型プラズマ処理装置を示す構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の誘導結合型プラズマ処理装置の集合体アンテナを示す構成図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の誘導結合型プラズマ処理装置の集合体アンテナの電位低減の様を示す説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の誘導結合型プラズマ処理装置の集合体アンテナを示す構成図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の誘導結合型プラズマ処理装置の集合体アンテナの電位低減の様を示す説明図である。
【図６】本発明の第３の実施形態の誘導結合型プラズマ処理装置の集合体アンテナを示す構成図である。
【図７】本発明の第４の実施形態の誘導結合型プラズマ処理装置の集合体アンテナを示す構成図である。
【図８】本発明の第５の実施形態の誘導結合型プラズマ処理装置を示す構成図である。
【図９】本発明の第５の実施形態の誘導結合型プラズマ処理装置の集合体アンテナを示す構成図である。
【図１０】従来の高密度プラズマ処理装置のコイルアンテナの一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１１　真空容器
１２　誘電体窓
１３　真空ポンプ
１４　第１の電極
１４ａ　上面（一主面）
１５　集合体アンテナ（第２の電極）
１６　ＲＦシールド
２１　処理ガス導入口
２２　マッチングボックス（整合器）
２３　高周波電源
３１　コイルアンテナ
３１ａ、３１ｂ　コイル
３２　マッチングボックス（整合器）
３３　高周波電源
３４ａ、３４ｂ　コンデンサ
４１ａ、４１ｂ　コイル
４２ａ、４２ｂ　コンデンサ
４３　コイルアンテナ
５１　位相制御器（位相制御手段）
６１　周波数制御器（周波数制御手段）
７１　電力分配器（高周波電力分配手段）
７２ａ、７２ｂ　容量可変コンデンサ
Ｓ　基板（被処理物）

Claims

内部の圧力が制御可能な容器と、該容器内に処理ガスを供給するガス供給手段と、前記容器内に設けられて一主面上に被処理物を載置する第１の電極と、該第１の電極に対向配置された第２の電極とを備え、これら第１及び第２の電極間に高周波電力を印加することによりプラズマを発生させて前記被処理物に処理を施すプラズマ処理装置において、
前記第２の電極は、複数のコイルを並列に配置してなる平面状のコイルアンテナと前記コイル各々に直列に接続された１つ以上のコンデンサとを備えた集合体アンテナからなることを特徴とするプラズマ処理装置。
前記コイルの自己インダクタンス（Ｌ）と、前記コンデンサの静電容量（Ｃ）とは、ＬＣ直列共振を生じないように設定されていることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
前記集合体アンテナを複数、同一平面上に配置してなることを特徴とする請求項１または２記載のプラズマ処理装置。
前記複数の集合体アンテナは、各々が接地電位である導電性材料により囲われていることを特徴とする請求項３記載のプラズマ処理装置。
前記複数の集合体アンテナ各々には高周波電源が接続され、これら高周波電源には、それぞれの位相を制御する位相制御手段が接続されていることを特徴とする請求項３または４記載のプラズマ処理装置。
前記複数の集合体アンテナ各々には高周波電源が接続され、これら高周波電源には、それぞれの周波数を制御する周波数制御手段が接続されていることを特徴とする請求項３または４記載のプラズマ処理装置。
前記複数の集合体アンテナには、高周波電力を分配する高周波電力分配手段が接続され、該高周波電力分配手段には高周波電源が接続されていることを特徴とする請求項３または４記載のプラズマ処理装置。
前記複数の集合体アンテナは、互いに隣接する集合体アンテナのコイルの巻き方向が互いに逆向きであることを特徴とする請求項３ないし７のいずれか１項記載のプラズマ処理装置。
前記高周波電力分配手段は、並列配置された複数の容量可変コンデンサからなり、これらの容量可変コンデンサは、前記複数の集合体アンテナ各々に直列または並列に接続されていることを特徴とする請求項７記載のプラズマ処理装置。
前記容量可変コンデンサ各々に、それが接続される前記集合体アンテナの高周波電流値を測定し、この測定結果に基づき静電容量を調整する調整手段を設けてなることを特徴とする請求項９記載のプラズマ処理装置。