JP3276514B2

JP3276514B2 - プラズマ処理装置

Info

Publication number: JP3276514B2
Application number: JP20800894A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　　朗; 修一石塚; 剛平川村; 次郎畑; 賢治石川
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1994-04-26
Filing date: 1994-08-09
Publication date: 2002-04-22
Anticipated expiration: 2017-04-22
Also published as: JPH0813169A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ処理装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体製造工程の一部にあって
は、被処理体としての半導体ウエハに対して各種の処
理、例えばプラズマエッチング等を施すために例えばプ
ラズマ処理装置が用いられている。この種のプラズマ処
理装置にあっては、例えば２枚の平板状の電極を平行に
処理容器内に位置させ、これらの間にプラズマ発生用の
高周波電源から例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を
印加することによりプラズマを発生させ、これによりウ
エハ表面にエッチング等の処理を施すようになってい
る。

【０００３】上述のような平行平板電極間に発生したプ
ラズマは、電界が一方の電極から他方の電極に向けられ
た交番電界となることからこの電界に沿って電子が吸引
されて気体分子と衝突し、これにより活性種が発生し、
この活性種がウエハ表面と衝突してエッチングが行われ
ることになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体製品
の高密度化、例えばＤＲＡＭに例をとれば４Ｍ、１６Ｍ
ビットの記憶容量から６４Ｍ、２５６Ｍビットの記憶容
量へ移行するに従って、更に細かな微細加工が要求され
ており、そのために、エッチング等の方向性を向上する
ために低い圧力領域でプラズマを発生させることが求め
られている。

【０００５】しかしながら、上述したような平行平板電
極型のプラズマ処理装置にあっては、電極間に形成され
る静電容量による結合回路であるために両電極間に電界
は発生するが磁界が発生し難く、そのために磁場による
プラズマの閉じ込めが十分ではないことからプラズマの
圧力領域は１×１０^-2Ｔｏｒｒ以上となり、比較的圧力
が高かった。そのために、エッチングを行う時の活性種
が気体分子の散乱を受けやすくなって方向性が劣化し、
６４Ｍや２５６ＭビットＤＲＡＭ等において必要とされ
る、形状のシャープなエッチング加工を施すことができ
ないという問題点があった。

【０００６】また、このようにエッチング圧力が高いと
エッチングによって発生した副生成物も十分に排出する
ことができず、このためにエッチング形状が一層劣化す
るのみならず、エッチングレートも劣化してしまうとい
う問題点も発生していた。また、プラズマ処理装置を用
いて例えば層間絶縁膜を堆積するためにプラズマＣＶＤ
処理を行う場合には、ウエハを比較的温度の高い、例え
ば４００℃程度まで加熱するが、サセプタ上にウエハを
吸着保持する静電チャックは、一般的には耐熱性のあま
り高くない、例えば最大耐熱温度が約１５０℃のポリイ
ミド樹脂を用いているため、プロセス温度をあまり高く
できなくて、プラズマ電力も十分に加えることができな
いという問題もあった。

【０００７】本発明は、以上のような問題点に着目し、
これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明
の目的は、アンテナ部材のインダクタンスによる誘導結
合と、アンテナ部材と処理容器或いはサセプタとの間の
容量結合とを組み合わせることにより１×１０^-3Ｔｏｒ
ｒ以下の低圧力でもプラズマを発生させることができる
プラズマ処理装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、上記問題
点を解決するために、気密な処理容器内にてサセプタ上
に載置された被処理体に対してプラズマ処理を施すプラ
ズマ処理装置において、前記処理容器内に、前記サセプ
タと対向する位置にアンテナ部材を配置し、このアンテ
ナ部材にプラズマ発生用の高周波電源を接続するように
構成したものである。

【０００９】第２の発明は、上記問題点を解決するため
に、気密な処理容器内にてサセプタ上に載置された被処
理体に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理装置にお
いて、前記処理容器の天井部を、電波を透過する誘電体
により形成すると共に少なくとも前記天井部の内面側を
セラミック材により形成し、前記天井部の上面側に前記
サセプタと対向するようにアンテナ部材を配置し、この
アンテナ部材にプラズマ発生用の高周波電源を接続する
ように構成したものである。このセラミッ材としてはＡ
ｌＮを用いることが好ましく、また、誘電体としては石
英或いはＡｌＮを用いることができる。

【００１０】また、サセプタ上に被処理体を吸着保持す
る静電チャックとしては、導電性薄膜をＳｉＣにより被
覆してなる静電チャックを用いることができる。また、
このサセプタには、バイアス電圧源を接続して、１ＭＨ
ｚ〜１０ＭＨｚの範囲内の周波数のバイアス電圧を印加
することができる。更には、処理容器内を真空引きする
真空排気系には反応生成物を除去するコールドトラップ
を設けることもできる。

【００１１】

【作用】第１の発明は、以上のように構成したので、処
理容器内においてサセプタと対向して配置されたアンテ
ナ部材に高周波電源を接続して高周波電圧を印加するこ
とにより、アンテナ部材からの電波及びアンテナ部材と
処理容器との間の電界の作用により処理容器内にプラズ
マが発生することになる。このプラズマは従来装置にお
いては発生し得なかった１×１０^-3Ｔｏｒｒ以下の低圧
力状態においても発生し、このため、例えばエッチング
時の方向性を改善して異方性に優れたエッチングが可能
となる。特に、アンテナ部材を処理容器内に収容したの
でアンテナ部材を被処理体と可能な限り接近させて設け
ることができ、効率良く電力を印加してプラズマの高密
度化及びプラズマの生成効率を高めることができる。

【００１２】第２の発明は、処理容器の天井部の上面側
にアンテナ部材を配置して、これからの電波を天井部に
透過させて処理容器内へ導入させるようにしたので、こ
の電磁波の誘導作用により密度の濃いプラズマを発生さ
せることができる。従って、プラズマ処理、例えばプラ
ズマＣＶＤ処理を効率的に行うことができる。

【００１３】また、天井部の少なくともプラズマに晒さ
れる内側面をＡｌＮ材により構成することにより、この
ＡｌＮ材は例えば石英等より耐熱性及び耐腐食性が大き
いので、耐熱性及び耐腐食性を向上できるのみならず、
クリーニング時に削られる量も大幅に抑制することがで
きる。

【００１４】また、ＳｉＮで被覆した静電チャックを用
いた場合には、これは耐熱性が非常に優れていることか
ら、十分なプラズマ電力を供給でき高いプロセス温度で
プラズマＣＶＤ処理を行うことができる。また、ＳｉＣ
チャックを用いることにより、プラズマに対するサセプ
タ或いは被処理体の電位差を大きくしてイオンの引き込
みが強くなり、その結果、ＣＶＤ時の垂直堆積効率が良
くなってボイド等の発生を抑制することができる。特
に、この時、サセプタに１ＭＨｚ〜１０ＭＨｚの範囲内
の周波数のバイアス電圧を印加することにより、このボ
イドの発生を一層抑制することが可能となる。

【００１５】更には、真空排気系にコールドトラップを
設けることにより、例えばプラズマＣＶＤ処理時に生成
した反応生成物が排気ガス中に含まれていてもこれを除
去することができ、従って例えば真空ポンプ等に悪影響
を与えることを防止することができる。

【００１６】

【実施例】以下に、本発明に係るプラズマ処理装置の一
実施例を添付図面に基づいて詳述する。図１は第１の発
明に係るプラズマ処理装置の一例を示す断面図、図２は
図１に示す装置のアンテナ部材を示す平面図である。本
実施例においては、本発明に係るプラズマ処理装置をプ
ラズマエッチング装置に適用した場合について説明す
る。

【００１７】このプラズマエッチング装置２は、処理容
器４内の天井部内側にアンテナ部材６を設け、このアン
テナ部材６の両端にプラズマ発生用の高周波電源８を接
続することにより特徴づけられる。すなわち、この処理
容器４はアルミニウムやステンレス等の導電性材料によ
り円筒体状に成形されており、この天井部１０及び底部
１２もアルミニウムやステンレス等の導電性材料により
形成され、この底部１２は、処理容器４の下端開口部に
シール部材１４を介して気密に取り付けられて内部を密
閉している。従って、処理容器４内には密閉された処理
室１６が形成されることになる。

【００１８】この処理容器４の側壁、天井部６及び底部
１２をアルミニウムにより形成する場合には、その内側
表面に耐腐食性コーティングを施すためにアルマイト処
理が施される。また、この処理容器４は、電気的には接
地状態になされている。処理容器４の側壁には、被処理
体として例えば半導体ウエハＷを搬出入する搬出入口１
６が形成されており、この搬出入口１６には気密に開閉
可能になされたゲートバルブ１７が設けられる。このゲ
ートバルブ１７の反対側の処理容器側壁には、図示しな
い処理ガス源より、処理ガス、例えばＨＦガスなどを図
示しないマスフローコントローラを介して処理室１６内
へ導入するための処理ガス供給管７８が設けられてい
る。この処理ガス供給管７８は、これにより高周波パワ
ーを吸収しないように石英やシリコン等の半導体により
構成するのが好ましい。また、処理容器４の底部には、
ガス排気管１８が接続されており、図示しない真空ポン
プにより処理容器４内を真空引き可能としている。

【００１９】処理容器４内には、被処理体としての半導
体ウエハＷを載置するための円板状のサセプタ２０が配
置され、この載置面には静電チャック（図示せず）等の
ウエハ保持部材が設けられてウエハを例えばクーロン力
により確実に吸着保持するようになっている。上記サセ
プタ２０は、絶縁された配線２２を介して、高周波電源
２２と相互に開閉が逆になされた２連スイッチ２４とよ
りなる並列回路に接続され、サセプタ２０を接地する
か、これに高周波電力を印加するか選択し得るようにな
っている。

【００２０】このサセプタ２０の下部には、半導体ウエ
ハＷの温度を調節するための温度調節装置、例えばセラ
ミックヒータ２６が設けられ、更にこのセラミックヒー
タ２６の下部には例えば液体窒素などの冷媒２８を流通
させることができる冷却ジャケット３０が設けられ、こ
の冷却ジャケット３０と上記セラミックヒータ２６とを
組み合わせることにより、ウエハ温度を液体窒素の温度
に近い低温域から高温域の範囲内にて任意の温度に設定
し得るようになっている。

【００２１】上記サセプタ２６から所定の間隙を隔てて
これと対向させて配置した本発明の特長とするアンテナ
部材６は、金或いは銅のような導電性部材よりなる断面
円形部材を図２に示すように例えば渦巻状に２ターン平
面的に巻回してなるアンテナ部３２よりなり、このアン
テナ部３２の内周端３２Ａと外周端３２Ｂとから配線３
４を引き出し、この配線３４間にプラズマ発生用の高周
波電源８とプラズマ安定発生のための容量を調整するマ
ッチングボックス３６を接続している。従って、このア
ンテナ部材６からその下方の処理室１６に向けて電波を
発射させると共にこのアンテナ部材６と処理容器側壁或
いはサセプタ２０との間に電界を発生させて、これによ
り、いわゆる誘導結合方式により処理室１６内にプラズ
マを立てるようになっている。

【００２２】この場合、アンテナ部材６は断面円形のも
のに限定されず、断面長方形状の幅広板状部材を巻回し
たもの等を用いることができる。また、アンテナ部材６
の巻回数としては２ターンのものに限定されず、図３に
示すように１ターンのもの或いは、３ターン以上渦巻状
に巻回したものも用いることができ、いずれにしてもそ
の直径は、ウエハの直径と同一か、或いはこれより大き
く設定してウエハ表面全体に亘ってプラズマ密度の均一
性を確保する。また、プラズマ発生用の高周波電源８の
周波数は１〜２００ＭＨｚの範囲内で設定され、好まし
くは、２ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ或いは５６ＭＨｚ程
度に設定される。

【００２３】また、処理容器４内に配置されるアンテナ
部材６全体は例えば石英やセラミック等の誘電体物質或
いは絶縁材よりなるアンテナ保護カバー３８により被わ
れている。具体的には、このアンテナ保護カバー３８は
アンテナ部材６全体を収容し得る大きさの円盤状の容器
として構成され、その中心部にはアルゴンガス等の不活
性ガスを導入するための不活性ガス導入管３８が上下に
貫通されて、アンテナ保護カバー３８を支持するように
して設けられている。この不活性ガス導入管３９は、こ
れにより高周波パワーを吸収しないように石英やシリコ
ン等の半導体により構成するのが好ましい。

【００２４】この不活性ガス導入管３９の上方は、処理
容器４の天井部１０の中心に設けた貫通孔に、例えば絶
縁性シール部材４０を介して気密に貫通させて設けられ
ており、この導入管３９は図示しないマスフローコント
ローラ等を介して不活性ガス源へ接続されている。従っ
て、上記アンテナ保護カバー３８は、上記不活性ガス導
入管３９により支持されることになる。尚、アンテナ保
護カバー３８の取り付け状態はこれに限定されないのは
勿論である。

【００２５】上記アンテナ保護カバー３８の厚みＬ１
は、内部に収容するアンテナ部材６がプラズマによりス
パッタされて重金属が処理室１６内に飛び出ることを防
止でき、しかもアンテナ部材６から発射される電波が形
状を変えることなく処理室１６内に伝搬し得る厚さ、例
えば数ｍｍ程度に設定されている。

【００２６】また、処理容器４の直径は、例えば被処理
体が８インチウエハの場合には５０ｃｍ程度に設定し、
その時、サセプタ表面とアンテナ保護カバー３８の下面
との間隔Ｌ２は３０〜１５０ｍｍの範囲内に設定する。
このようにアンテナ部材６を処理容器４内に収容して、
これとサセプタ２０との間を小さくすることにより少な
い電力で効率的にプラズマを立てることが可能となる。

【００２７】ここで、アンテナ部材６を収容容器４内で
はなく、この外側、例えば天井部１０の上面側に設ける
ことも考えられるがこの場合には以下の点よりあまり好
ましくはない。すなわち、上述のようにアンテナ部材６
を天井部１０の外側面の外部大気中に設けると、プラズ
マ処理時にアンテナ部材を構成する材料による重金属汚
染の問題は解決されるが、アンテナ部材６から発生する
電波を処理室１６内に効率的に伝搬させるために天井部
の構成材料をアルミニウムやステンレススチール等の導
電性材料から石英板等の誘電体に変えなければならな
い。

【００２８】この場合、石英板は、内外の圧力差に耐え
得るように数ｃｍもの厚さに設定しなければならないば
かりか、ウエハサイズにもよるが１２インチウエハ用の
処理容器の場合にはこの直径を５０ｃｍ程に設定しなけ
ればならず、石英板が非常に高価なものになってしま
う。

【００２９】また、上述のように石英板を耐圧性のもの
にしても、この石英板の外側面は常温の大気に接し、内
側面は温度が比較的高い処理室内雰囲気に接することか
ら表裏両面の温度差による破損が生じる可能性もあり、
特に、ＳｉＨ₄ 等の有害処理ガスを用いている場合には
このガスが大気中へ漏れる危険性もある。更には、アン
テナ部材を処理容器外へ設置することにより、アンテナ
部材とウエハとの間の距離がかなり大きくなってしまう
のみならず、高周波電力は石英板を透過して供給される
ため、印加する高周波電力が不十分であったり或いはエ
ネルギロスが多くなり、効率的なＲＦ電力の印加ができ
なくなる恐れがある。

【００３０】また、処理容器外にアンテナ部材を配置す
ることから装置周辺への電磁波の漏れを防止するために
シールド対策を施さねばならず、装置自体の構造が複雑
化してしまう。更に、天井部の外側にアンテナ部材を設
けることから、プラズマ処理用の処理ガスや不活性ガス
はともに側壁部から処理室内に導入せざるを得ず、エッ
チング処理やＣＶＤ処理のウエハ面内の均一性が十分に
確保することができない恐れがある。以上のような点か
ら、本発明においては、アンテナ部材６を絶縁した状態
で処理容器内に設置することとしている。

【００３１】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。まず、ゲートバルブ１７を介し
て半導体ウエハＷを、図示しない搬送アームにより処理
室１６内に収容し、これをサセプタ２０の載置面に載置
して静電チャックのクーロン力により吸着保持する。

【００３２】この処理室１６内は、ガス排気管１９に接
続される真空ポンプ（図示せず）により真空引きされ、
処理室１６内へは側壁に設けた処理ガス供給管１８及び
天井部１０の中央部に気密に貫通させて設けた不活性ガ
ス導入管３９からそれぞれＨＦガス等の処理ガス及びＡ
ｒガス等の不活性ガスを供給して例えば１×１０^-3Ｔｏ
ｒｒ程度のかなり低い圧力状態に維持し、同時にプラズ
マ発生用の高周波電源８より例えば１３．５６ＭＨｚの
高周波をアンテナ部材６の両端に印加する。

【００３３】するとアンテナ部材６のインダクタンス成
分の誘導作用により下方全面に向けて電波が発射される
と同時に、サセプタ２０にも高周波電源２２からＲＦ電
力を印加している場合にはこのアンテナ部材６とサセプ
タ２０との間の容量成分の作用により交番電界が生じ、
この結果、処理室１６内には処理ガスやＡｒガスが活性
化されてイオン化してプラズマが立ち、プラズマ放電励
起によって生じた活性種によってウエハ表面に異方性の
非常に高いエッチングを施すことができる。尚、この場
合、サセプタ２０には上述のようにＲＦ電力を印加させ
ていてもよいし、これを接地させていてもよい。

【００３４】活性種中の陰イオンは、例えば電波と電界
の作用により螺旋状に旋回しながらサセプタ２０側へ移
動しており、従来の平行平板電極形の装置と比較して陰
イオンの移動できる距離が長くなってこの間にガス分子
と衝突して多くのイオンが生ずることになる。従って、
その分プラズマの発生効率が良くなってエッチングレー
トを向上させることが可能となる。

【００３５】また、このプラズマは１×１０^-3Ｔｏｒｒ
〜１×１０^-6Ｔｏｒｒの範囲内のかなり低い圧力下でも
発生するので、エッチングする時の活性種の散乱も少な
くて方向性が揃っており、従って、上述のように異方性
の高い、すなわち形状がシャープなエッチング加工を施
すことができ、例えば６４Ｍや２５６ＭビットＤＲＡＭ
に要求される微細加工を施すことが可能となる。

【００３６】特に、本実施例においてはアンテナ部材６
を処理容器１６内に収容するようにしたので、これとウ
エハＷとの間の距離Ｌ２が短くなり、アンテナ部材６か
ら発射した電波がほとんど減衰することなく直ちに処理
室１６内のガスに照射されてこれを励起するのでプラズ
マの生成効率を大幅に高めることができ、しかもプラズ
マの高密度化も達成することができる。尚、この場合、
アンテナ部材６全体は、アンテナ保護カバー３８により
覆われているので、アンテナ部材６は活性種によりスパ
ッタされることはなく、ウエハが重金属汚染されること
もない。

【００３７】また、アンテナ部材６を処理容器４内へ収
容することにより、処理容器４の天井部１０が空くので
この部分に不活性ガス導入管３９等のガス導入管を設け
て処理室１６内の中心部にガスを直接導入することがで
き、従って、処理室１６内のウエハ表面略全域に亘って
ガスを均等に分散させてプラズマを均一に発生させるこ
とができ、面内均一性を向上させることができる。

【００３８】また、アンテナ部材６を処理容器４の外側
へ配置して天井部１０を厚い円盤状の石英により構成す
る場合と比較して、本実施例によれば石英板をなくして
この天井部分を例えばアルミニウム等により側壁と一体
化構造にでき、大幅なコストダウンを図ることができる
のみならず、石英板を用いることによって生ずる破損の
問題及び有害ガスの漏出の問題も解決することができ
る。更には、アンテナ部材６から発生した電波は導電性
材料よりなる処理容器４によりシールドされるので、特
別なシールド対策を別個独立に施す必要もない。

【００３９】上記実施例にあっては、アンテナ部材６と
して導体を平面状に渦巻状に巻回してなる平面状アンテ
ナ部３２を用いた場合について説明したが、これに代え
て、図４に示すような筒状のコイル部４２を用いるよう
にしてもよい。尚、これ以降に説明する実施例の図示例
中にはセラミックヒータや冷却ジャケット等が省略され
ているが、これを設けても設けなくてもよいのは勿論で
ある。この実施例においては銅等の導電性材料よりなる
太目の線材を、複数回、図示例にあっては３回螺旋状に
巻回して筒状のコイル部４２を構成している。この場
合、コイル部４２の直径は、処理すべきウエハＷの直径
と略同一か、或いはそれより僅かに大きく設定してプラ
ズマがウエハ面内に略均一に立つように構成する。

【００４０】そして、この筒状のアンテナ部材３２は、
処理容器４の天井部１０を上方へ円筒状に突出させて形
成したアンテナ収容突部１０Ａ内に収容し、コイル部４
２の巻回方向がウエハＷの表面と直交するような方向と
なるようにコイル部４２を配置する。

【００４１】また、コイル部４２全体も、例えば石英等
の誘電体よりなる内部が中空になされた円筒リング状の
アンテナ保護カバー３８により被われている。この円筒
リング状のアンテナ保護カバー３８の中心は、下端が開
口されてガス噴出口４３となっており、上端は閉塞され
てこの部分に不活性ガス導入管３９の下端が接続されて
おり、アンテナ部材６全体を支持している。尚、他の部
分の構成は図１に示す装置と同様に構成されている。

【００４２】この実施例においては不活性ガス導入管３
９を介して内部に導入された不活性ガスは、円筒状アン
テナ部材６の中心空間部を流下しつつアンテナ部材６か
らの電波により励起されてプラズマ化され、下端のガス
噴出口４４から流出する時に処理ガスと接触し、これを
活性化して活性種が形成されることになる。この場合に
も、１×１０^-3Ｔｏｒｒ〜１×１０^-6Ｔｏｒｒの範囲内
のかなり低い圧力下でもプラズマが発生し、異方性の高
いシャープなエッチング加工を施すことができるのみな
らず、効率的にプラズマを発生させることができ、図１
に示した第１の実施例と同様な作用効果を発揮すること
ができる。

【００４３】上記した第１及び第２の実施例は平面状の
アンテナ部材及び筒状のコイル状アンテナ部材をそれぞ
れ単独に設けた場合について説明したが、図５に示すよ
うにこれら平面状のアンテナ部材と筒状のコイル状アン
テナ部材を組み合わせるように構成してもよい。

【００４４】すなわちこの第３の実施例にあっては、図
４に示したような筒状のコイル部４２の上端部に図１に
示したような平板状のアンテナ部３２を配置し、全体を
図４に示したと同様に石英等よりなるアンテナ保護カバ
ー３８により被っている。そして、平板状のアンテナ部
３２及び筒状のコイル部４２の各両端には、それぞれ別
個のプラズマ発生用の高周波電源８Ａ、８Ｂがマッチン
グボックス３６Ａ、３６Ｂを介して接続されている。

【００４５】この場合、各高周波電源８Ａ、８Ｂの周波
数は１ＭＨｚ〜２００ＭＨｚの範囲内ならば任意に設定
でき、例えば２ＭＨｚと１３．５６ＭＨｚ、或いは５０
ＭＨｚと１３．５６ＭＨｚの組み合わせのように任意に
選択することができる。また、これら２つの平板状のア
ンテナ部材３２と筒状のコイル部材４２を直列に接続
し、これ全体に１つのプラズマ発生用の高周波電源を印
加するようにしてもよい。このように平板状のアンテナ
部材３２と筒状のコイル部材４２を組み合わせた場合に
も先の第１及び第２の実施例と同様な作用効果を発揮す
ることができる。

【００４６】特に、平板状のアンテナ部材を単独で用い
た場合には、図６に示すようにエッチングレートやＣＶ
Ｄ処理の場合にはＣＶＤ成膜レート等の処理レート曲線
４４がウエハ中心にてやや低くなり、その周辺部をピー
クとしてウエハ周縁部に向かうに従って徐々に低下して
おり、厳密には均一状態になっていない。そこで、筒状
のコイル部４２よりなるアンテナ部材を補助アンテナ部
材として組み合わせて用いることによりウエハ周縁部の
レート低下が修正されて処理レート曲線４４が一点鎖線
にて示すように略直線状態となり、処理、例えばエッチ
ングの面内均一性を一層達成することができる。

【００４７】上述した３つの実施例にあっては、まず、
アンテナ部材を形成し、この全体を容器状のアンテナ保
護カバー３８内に収容して被うように構成したがこれに
限定されず、例えば図７乃至図１０に示すようにアンテ
ナ部材を構成する導電性線材自体を、例えば石英等の誘
電体よりなる所定厚の保護層４６により直接表面コーテ
ィングしてアンテナ保護カバー３８を構成するようにし
てもよい。

【００４８】図７、図９、図１０に示す各アンテナ部材
６の配置は、図１、図４、図５に示すアンテナ部材とそ
れぞれ対応している。図８は、図７に示すアンテナ部材
３８の部分を拡大した断面図であり、例えば厚み数ｍｍ
程度の保護層４６により表面コーティングされたアンテ
ナ部材６は、処理容器４の天井部１０の下面に支持部材
４８により懸垂支持されている。この保護層４６の厚み
は、前述したようにスパッタによる重金属汚染を防止し
得るだけの厚さに設定される。このような保護層４６
は、例えばシリコン酸化物の溶液にアンテナ素線を浸漬
して結晶成長させることにより形成できる。

【００４９】また、図９及び図１０に示す装置例にあっ
ては、天井部１０の中心に設けた不活性ガス導入管３９
より導入した不活性ガスがアンテナ収容突部１０Ａ内を
流下する時に、螺旋状のコイル部４２の凹凸により乱流
状態とならないようにするために、導入管３９の下端に
は、例えば石英よりなる円筒状のプラズマ案内筒５０が
連結されており、案内筒５０の下端のガス噴出口４３か
らは図４及び図５に示した場合と同様に整流状態のプラ
ズマが処理室１６内に流下することになる。

【００５０】また、以上説明した各実施例にあっては不
活性ガス導入管３９からの不活性ガスは、直接処理容器
内へ導入されたが、これに限定されず例えば図１１及び
図１２に示すように不活性ガス導入管３９の先端に例え
ば石英よりなる周知のシャワーヘッド５２を設けるよう
にしてもよい。このシャワーヘッド５２は、多数の通気
孔５４を有する単数或いは複数の整流板５６を有してお
り、ウエハ面内全域に亘って均一に不活性ガスを供給す
るようになっている。

【００５１】図１１に示す実施例にあっては、処理容器
４の天井部１０の下面に直接上記シャワーヘッド５２を
設け、このシャワーヘッド５２の下面に図７に示すよう
にその表面が保護層４６により直接コーティングされた
１ターンのアンテナ部材６を配置した構成が示されてい
る。また、図１２に示す実施例にあっては、天井部１０
の下面に図１に示したと同様にアンテナ保護カバー３８
内に収容されたアンテナ部材６が配置され、更にこの下
面に上記シャワーヘッド５２を配置するように構成され
ている。

【００５２】これらの２つの実施例も、先の実施例と同
様な作用効果を発揮することができる。特に、シャワー
ヘッド５２を用いることによりウエハ面内全域に亘って
不活性ガスを供給することができ、プラズマ処理の面内
均一性を一層向上させることができる。

【００５３】尚、以上の各実施例においては、各アンテ
ナ部材の両端にプラズマ発生用の高周波電源を印加する
ように構成したが、これに限定されず、各アンテナ部材
の一端のみに高周波電源を印加し、他端を開放端となる
ように構成してもよい。また、アンテナ部材の巻回数も
上記各実施例のものに限定されないのも勿論であり、必
要に応じて更に巻回数を増加してもよい。

【００５４】上記実施例では処理容器内にアンテナ部材
を配置したプラズマエッチング装置を例にとって説明し
たが、次の第２の発明においては、アンテナ部材を処理
容器の外側に配置したプラズマＣＶＤ装置を例にとって
説明する。

【００５５】図１３は第２の発明に係るプラズマ処理装
置（プラズマＣＶＤ装置）を示す断面図、図１４はアン
テナ部材を示す平面図、図１５は静電チャックを示す分
解図、図１６はコールドトラップを示す断面図である。
図１３に示すようにこのプラズマＣＶＤ装置６０は、天
井部が開放された有底方形状或いは円筒状に成形された
例えばアルミニウム製の処理容器６２を有している。こ
の処理容器６２内には半導体ウエハＷを載置する下部電
極としての例えばアルミニウム製のサセプタ６４が容器
底部上に絶縁部材６６を介して設けられている。このサ
セプタ６４の上面である載置面には、例えば高圧直流源
６８に開閉スイッチ７０を介して接続された静電チャッ
ク７２が設けられており、クーロン力によりウエハを吸
着保持するようになっている。

【００５６】具体的には、図１５にも示すようにこの静
電チャック７２は、例えば銅等よりなる円板状或いは薄
膜状の導電性薄膜７６を、その上下より絶縁性を有する
ＳｉＣ薄膜７８、７８により挟み込むようにサンドイッ
チ状に被覆して形成されている。ＳｉＣ薄膜７８、７８
の直径は、導電性薄膜７６の直径よりも僅かに大きくな
されており、薄膜周端部も完全にＳｉＣ薄膜により被わ
れている。そして、上記導電性薄膜７６に、上記高圧直
流源６８の給電線８０が接続されることになる。これに
より、後述するように静電チャックの耐熱性とＣＶＤ時
の垂直堆積効率を改善することが可能となる。

【００５７】また、上記サセプタ６４内には、加熱手段
例えばセラミックヒータ８２が埋め込まれて、このヒー
タには加熱電源８４が開閉スイッチ８６を介して接続さ
れている。このサセプタ６４は、開閉スイッチ８８及び
高周波のバイアス電圧源９０が給電線９２を介して接続
されており、プラズマＣＶＤ処理時にこれにバイアス電
圧を印加するようになっている。この場合、静電チャッ
ク７２のＳｉＣ薄膜７８に対する電界の透過性及びセル
フバイアス効果を考慮してバイアス電圧の周波数を１Ｍ
Ｈｚから１０ＭＨｚの範囲内、好ましくは２ＭＨｚ近傍
に設定する。

【００５８】上記処理容器６２の底部には、真空ポンプ
９４が介設された真空排気系９６が接続されており、こ
の真空排気系９６の途中には、排ガス中に含まれる反応
生成物をトラップして除去するためのコールドトラップ
９８が介設される。具体的には、このコールドトラップ
９８は、図１６にも示すように真空ポンプ９４の上流側
に設けられて、真空排気系９６の配管９６Ａに対して着
脱可能になされた例えばアルミニウム製のトラップボッ
クス１００を有している。

【００５９】このボックス１００内には、対向する側壁
より相互に互い違いに延在された複数の邪魔板１０２
Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃが設けられており、ボックス１
００の導入口１０４から排出口１０６に通ずる蛇行状乃
至ジグザグ状のトラップ通路１０８を形成している。こ
れにより、トラップ通路１０８を通過する排ガス中に含
まれる反応生成物を邪魔板表面に付着させてトラップす
るようになっている。ここで、このトラップ効率を向上
させるために、各邪魔板１０２Ａ〜１０２Ｃの裏面には
パイプ状の多数の冷媒通路１１０が配設されており、冷
媒、例えば冷却水を流すことにより邪魔板の温度を下げ
てトラップ効率を向上させるようになっている。

【００６０】一方、処理容器は接地されて零電位になっ
ており、この容器側壁にはウエハを搬入・搬出する時に
気密に開閉されるゲートバルブＧ１が設けられる。処理
容器２４の少なくとも側壁は、純度がかなり高い、例え
ば純度９９％以上程度の純粋アルミニウムにより構成さ
れており、その内壁面は硬質アルマイト処理等は何らな
されておらず、アルミニウムが剥き出し状態になされて
いる。これによりプラズマスパッタを受けてもＭｇ等の
金属汚染物質を放出しないようになっている。

【００６１】また、処理容器６２の側壁には、処理ガス
を導入するためのガス導入ノズル１１２が貫通させて設
けられており、このノズル１１２にガス通路１１４が接
続されている。そして、このガス通路１１４には、成膜
用の処理ガスを供給する成膜用処理ガス供給源１１６が
接続される。この処理ガスとしては、シラン、Ｏ₂ 及び
Ａｒの混合ガスや、有機系成膜ガスであるＴＥＯＳ、Ｏ
₂ 及びＡｒの混合ガス等が用いられ、そのため、この供
給源１１６にはこれら使用ガスを貯留する複数のボンベ
１１８が設けられ、必要量をマスフローコントローラ１
２０により流量制御しつつ供給するようになっている。

【００６２】一方、上記処理容器６２の天井部の開放口
には、電磁波を透過し得る誘電体、例えばセラミック材
よりなる板状の天井部１２２が例えばＯリング等のシー
ル部材１２４を介して気密に設けられている。この天井
部１２２の厚みは、処理容器６２内の真空圧に耐え得る
ように厚く、例えば２０ｍｍ程度に設定されている。

【００６３】具体的には、このセラミック材としては、
石英よりも耐熱性、スパッタに対する耐久性及び耐腐食
性の高いＡｌＮ材を用いるのが好ましい。この場合、天
井部１２２全体をＡｌＮ材で構成してもよいし、また
は、天井部１２２の大部分を石英や他のセラミック材で
構成し、プラズマに晒されたことになる天井板内壁面側
のみに、所定の厚さのＡｌＮ層をコーティングするよう
にしてもよい。

【００６４】上記セラミック製の天井部１２２の上面に
は、図１４にも示すように略前面に亘って例えば２〜３
回渦巻状に巻回された導電体、例えば銅製のアンテナ部
材１２６が設けられている。そして、このアンテナ部材
１２６の中心端と外周端との間には、例えば１３．５６
ＭＨｚの高周波電源１２８が介設された高周波給電系１
３０が接続されており、この給電系１３０の途中には高
周波印加効率を改善するマッチング回路１３２が介設さ
れている。

【００６５】従って、アンテナ部材１２６に高周波電圧
を印加することによって発生した電磁波がセラミック製
の天井部１２２を透過して処理空間Ｓに至り、ここで処
理ガスを励起してプラズマを生ぜしめることになる。こ
こでアンテナ部材１２６の形状は、２〜３ターンの渦巻
状に限定されず、１ターンのリング状或いは４ターン以
上の渦巻状に設定してもよく、また、アンテナ部材１２
６の断面形状は図示例のような円形のみならず、例えば
矩形状などに設定してもよい。

【００６６】上記アンテナ部材１２６全体は外部に電磁
波が漏れることを防止するためにメッシュ状の例えば金
網よりなるシールド１３４により被われており、このシ
ールド１３４は接地されている。

【００６７】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。まず、サセプタ６４の上面の載
置面上に半導体ウエハＷを載置し、この静電チャック７
２の導電性薄膜７６に高圧直流電圧を印加することによ
りウエハをクーロン力によって確実に吸着保持する。

【００６８】次に、真空排気系９６を駆動することによ
り処理容器６２内を所定のプロセス圧力に維持しつつガ
ス導入ノズル１１２から成膜用の処理ガス、例えばシラ
ンと酸素とＡｒの混合ガスを導入し、また、セラミック
ヒータ８２を駆動することによりウエハＷを所定のプロ
セス温度、例えば４００℃程度に維持する。

【００６９】そして、高周波電源１２８からアンテナ部
材１２６に、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印
加することにより、アンテナ部材１２６からは電波が放
射されて、この電波がＡｌＮよりなる天井部１２２を透
過して処理空間Ｓに至る。また、アンテナ部材１２６と
処理容器側壁或いはサセプタ６４との間には電界が発生
し、これら電界と電波との作用により処理ガスはプラズ
マ化され、このプラズマ放電励起によって活性種が生成
されて反応が促進される。この時生成される反応生成物
であるＳｉＯ₂ がウエハ表面上に堆積することになる。
この時発生するプラズマ密度は、誘導結合作用の結果、
従来の平行平板方式の場合と比較してかなり高くなり、
その分、活性種の生成も促進されることになる。

【００７０】ここで、プラズマに晒される天井部１２２
は、耐熱性及び耐腐食性に優れたＡｌＮ材を用いている
ので、プロセス温度を十分に高く維持でき、ウエハ上の
アルミニウム配線が融けない温度、例えば最高６００℃
程度まで高くすることができる。従って、成膜の堆積効
率を高く維持することができる。

【００７１】また、天井部１２２の内側面は、プロセス
温度まで加熱されて上側面は略常温になっているので、
上側面と下側面との間の温度勾配はかなり大きくなる
が、前述のようにＡｌＮ材は石英等よりもかなり耐熱性
に優れるので、この破損の可能性を大幅に抑制すること
ができる。換言すれば、天井部として石英材を用いた場
合と比較すると、ＡｌＮ材を用いることにより耐熱性が
良好な分だけその厚みを薄くすることができ経済的であ
る。

【００７２】また、ＡｌＮ材は石英等と比較して耐久性
に優れているので、その内側面が処理空間のプラズマか
ら飛び出したイオンによりスパッタを受けても削られる
ことが非常に少なくなり、その分、石英の場合と比較し
てパーティクルの発生も抑制することができる。

【００７３】更には、プラズマＣＶＤ処理を繰り返し行
うことによって天井部１２２の内側面等には反応生成物
（ＳｉＯ₂ ）が付着するので、定期的或いは不定期的に
クリーニング操作が行われる。この場合、処理容器６２
内にＳｉＯ₂ を削り取るためのＣＦ₃ 等よりなるクリー
ニングガスを供給するが、ＡｌＮは、石英（ＳｉＯ₂）
と比較して腐食性に対しても優れていることから、Ａｌ
Ｎ材が削られることはほとんどない。

【００７４】また、ウエハＷを吸着保持する静電チャッ
ク７２は、従来用いていたポリイミド樹脂よりも耐熱性
に優れたＳｉＣ薄膜７８を用いているので、前述のよう
にプロセス温度を４００℃或いはそれ以上の６００℃近
傍まで高くしても熱により損傷を受けることもない。更
には、このようにポリイミド樹脂に替えてＳｉＣ薄膜７
８を用いることにより、プラズマに対するウエハＷの電
位差を大きく取ることができ、この結果、垂直方向の堆
積効率を高めることができるので、層間絶縁膜の埋め込
み時のボイド等の発生を大幅に抑制することができる。

【００７５】ここで層間絶縁膜の埋め込み形状の良否を
判定するための指標θについて説明する。図１７はＡｌ
配線表面に層間絶縁膜（ＳｉＯ₂ ）を埋め込む時の種類
の状況を示し、図１７（Ａ）は埋込形状が悪くてボイド
が発生する状態を示し、図１７（Ｂ）はボイドが発生す
る臨界状態を示し、図１７（Ｃ）は埋込形状が良くてボ
イドが発生しない状態を示す。

【００７６】この場合、埋め込み状況を判定する指標と
して、Ａｌ配線１３６の角部を通る水平線と配線溝部１
３８の堆積ＳｉＯ₂ の溝出口側接線とのなす角度θを用
いている。すなわち角度θが９０度よりも大きいとボイ
ド１４０が発生する傾向にあり、これに対して角度θが
９０度よりも小さいとボイドが発生しない傾向にあり角
度θが小さい方が好ましい。さて、上述のように静電チ
ャック７２の絶縁材としてＳｉＣを用いるとポリイミド
樹脂の場合と比較してボイドが発生しないか或いは発生
しても非常に小さなものとなり良好な結果となる。

【００７７】図１９（Ａ）はＳｉＣ静電チャックを用い
た時の埋め込み状態を示すＳＥＭ写真であり、図１９
（Ｂ）はポリイミド静電チャックを用いた時の埋め込み
状態を示すＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）写真である。こ
れらの写真から明らかなように図１９（Ａ）に示す場合
は角度θは略１００度でボイドが発生していないか或い
は発生しても非常に小さいが、図１９（Ｂ）に示す場合
は角度θは略１２５度でかなり大きなボイドが発生し、
好ましくない。

【００７８】また、本実施例においては、プラズマＣＶ
Ｄ成膜中においては、バイアス電圧源９０からサセプタ
６４に１ＭＨｚから１０ＭＨｚの範囲内の周波数の高周
波電圧でバイアス電圧を印加しているので、サセプタの
セルフバイアス効果が大きくなり、その結果、垂直方向
の堆積効率を一層高めることができるのでボイドの発生
を一層抑制することが可能となる。上記バイアス電圧
は、好ましくは２ＭＨｚ近傍の周波数に設定する。上述
のようにバイアス電圧の周波数帯を限定する理由は、静
電チャックに用いたＳｉＣ材は１ＭＨｚよりも低い周波
数帯域の電界の透過性が悪く、また１０ＭＨｚよりも高
い周波数帯域の電界に対してはイオンが重すぎて振動に
追従し得ないからである。

【００７９】ここで、実際のＳＥＭ写真に基づいてバイ
アス電圧の周波数依存性について説明する。図２０はバ
イアス電圧の周波数を種々変化させた時の埋め込み状態
を示すＳＥＭ写真である。図２０（Ａ）はバイアス電圧
の周波数が４００ＫＨｚ（５００Ｗ）の場合、図２０
（Ｂ）はバイアス電圧の周波数が２ＭＨｚ（３００Ｗ）
の場合、図２０（Ｃ）はバイアス電圧の周波数が１３．
５６ＭＨｚ（３００ｗ）の場合をそれぞれ示す。また、
図１８は上記各ＳＥＭ写真の評価結果をまとめたグラフ
である。

【００８０】この写真から明らかなようにバイアス電圧
の周波数が１ＭＨｚよりも小さい５００ＫＨｚの場合
（図２０（Ａ））には角度θは約１００度であり、ボイ
ドが発生し、また周波数が１０ＭＨｚよりも大きい１
３．５６ＭＨｚの場合（図２０（Ｃ））には、角度θは
約１１５度であり、この場合にもボイドが発生してい
る。これに対して周波数が２ＭＨｚの場合（図２０
（Ｂ））には、ボイドも発生せず良好な結果を示してい
る。

【００８１】また、成膜中においては一部の反応生成物
は、排ガスと共に真空排気系９６内を流れて行くが、こ
の排気系の真空ポンプ９４の直前にはコールドトラップ
９８が介設されているので、排ガスが邪魔板１０２Ａ〜
１０２Ｃにより区画された蛇行状のトラップ通路１０８
を通過する時に、ガス中に含まれる反応生成物が邪魔板
表面に付着し、ガス中から除去される。この場合、特
に、冷媒通路１１０に冷却水を流すことにより各邪魔板
は冷却されているので、反応生成物のトラップ効率を一
層向上させることができる。従って、排ガス中から効率
的に反応生成物を除去することができるので、後流側の
真空ポンプにダメージを与える恐れをなくすことが可能
となる。尚、各邪魔板に所定量の反応生成物が付着した
ならば、着脱可能になされているトラップボックス１０
０を新たなボックスと取り替えればよい。

【００８２】更には、処理容器６２の内壁は、硬質アル
マイト処理等が施されておらず、アルミニウムの剥材を
用いているので、プラズマのイオンによりスパッタを受
けても金属汚染の原因となるＭｇ等が放出されることも
なく、歩留まり低下を阻止することが可能となる。

【００８３】また、層間絶縁膜を形成するためには、シ
ランに代えて、ジシラン或いは有機系シリコンソースと
してＴＥＯＳやＴＭＯＳ（テトラメチルオルソシリケー
ト）やＯＭＣＴＳ（オクタメチルシクロテトラシロキサ
ン）やＴＭＣＴＳ（テトラメチルシクロテトラシロキサ
ン）などを用いてもよいし、更にＯ₂ ガスの代わりにオ
ゾン（Ｏ₃ ）ガスを用いてこれと有機系シリコンソース
とを反応させるようにしてもよい。尚、本発明はシリコ
ン酸化膜以外の層間絶縁膜或いはその他の薄膜を形成す
る場合に適用できる。

【００８４】上記各実施例にあっては、主にプラズマに
よるエッチング処理或いはプラズマＣＶＤ処理を例にと
って説明したが、これに限定されず、プラズマスパッタ
処理、プラズマアッシング処理等の他の処理にも適用し
得るのは勿論である。また、被処理体として半導体ウエ
ハを例にとって説明したが、これに限定されずＬＣＤ基
板等にも適用することができる。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプラズマ
処理装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮す
ることができる。本願の第２の発明によれば、誘導結合
型のプラズマ発生方式において、天井部に耐熱性及び耐
久性に優れたセラミック材を用いたので、プラズマ生成
密度を高く維持でき、しかもプロセス温度も高く設定す
ることができるので、例えば成膜時の堆積効率を上げる
ことができ、しかも、石英等を用いた場合と比較して破
損の恐れも減少させることができる。また、セラミック
材としてＡｌＮ材を用いることにより、一層耐久性、耐
熱性及び耐腐食性を向上させることができる。しかも、
スパッタによる影響も受け難くなるので、パーティクル
の発生も少なくなり、しかもクリーニング時に削られる
量も大幅に抑制することができる。更に、耐熱性に優れ
たＳｉＣ材により被覆した静電チャックを用いた場合に
は、従来のポリイミド樹脂のチャックと比較して上述の
ような高いプロセス温度での処理が可能となる。また、
プラズマに対する被処理体の電位差を大きくしてイオン
の引き込みを強くでき、その結果、成膜時の垂直堆積効
率が良くなってボイド等が発生せず、埋め込み効率を向
上させることができる。また、成膜時に、１ＭＨｚから
１０ＭＨｚの範囲内の周波数のバイアス電圧をサセプタ
に印加することにより、セルフバイアス効果を一層高め
てプラズマに対するサセプタ側の電位差を一層高めるこ
とができ、埋め込み効率を更に向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明に係るプラズマ処理装置の第１の実
施例を示す断面図である。

【図２】図１に示す装置のアンテナ部材を示す平面図で
ある。

【図３】１ターンのアンテナ部材を示す平面図である。

【図４】本発明のプラズマ処理装置の第２の実施例を示
す断面図である。

【図５】本発明のプラズマ処理装置の第３の実施例を示
す断面図である。

【図６】アンテナ部材の配置状態を変えた時の処理レー
ト曲線の変化を示す図である。

【図７】本発明のプラズマ処理装置の第４の実施例を示
す断面図である。

【図８】図７に示す処理装置のアンテナ部材の拡大断面
図である。

【図９】本発明のプラズマ処理装置の第５の実施例を示
す断面図である。

【図１０】本発明のプラズマ処理装置の第６の実施例を
示す断面図である。

【図１１】本発明のプラズマ処理装置の第７の実施例を
示す断面図である。

【図１２】本発明のプラズマ処理装置の第８の実施例を
示す断面図である。

【図１３】第２の発明に係るプラズマ処理装置（プラズ
マＣＶＤ装置）を示す断面図である。

【図１４】アンテナ部材を示す平面図である。

【図１５】静電チャックを示す分解図である。

【図１６】コールドトラップを示す断面図である。

【図１７】Ａｌ配線表面に層間絶縁膜（ＳｉＯ₂ ）を埋
め込む時の種々の状況を示す断面図である。

【図１８】埋め込み状態のバイアス電圧の周波数依存性
を示すグラフである。

【図１９】ＳｉＣ静電チャックとポリイミド静電チャッ
クに対する埋め込み状態を示すＳＥＭ写真である。

【図２０】埋め込み状態のバイアス電圧の周波数依存性
を示すＳＥＭ写真である。

【符号の説明】

４処理容器６アンテナ部材８，８Ａ，８Ｂプラズマ発生用の高周波電源２０サセプタ２６セラミックヒータ３０冷却ジャケット３２アンテナ部３８アンテナ保護カバー４２筒状のコイル部４６保護層５２シャワーヘッド６０プラズマＣＶＤ装置（プラズマ処理装置）６２処理容器６４サセプタ７２静電チャック７６導電性薄膜７８ＳｉＣ薄膜９０バイアス電圧源９６真空排気系９８コールドトラップ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ邪魔板１１０冷媒通路１２２天井部１２６アンテナ部材１２８高周波電源１３０高周波給電系Ｗ半導体ウエハ（被処理体）

フロントページの続き (72)発明者畑次郎東京都新宿区西新宿２丁目３番１号東京エレクトロン株式会社内 (72)発明者石川賢治神奈川県津久井郡城山町町屋１丁目２番 41号東京エレクトロン東北株式会社相模事業所内 (56)参考文献特開平１−184923（ＪＰ，Ａ) 特開平３−262119（ＪＰ，Ａ) 特開平６−41739（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−120676（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C23F 4/00 H01L 21/205 H01L 21/3065 H05H 1/46

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】気密な処理容器内にてサセプタ上に載置
された被処理体に対してプラズマ処理を施すプラズマ処
理装置において、前記処理容器の天井部を、電波を透過
する誘電体により形成すると共に少なくとも前記天井部
の内面側をセラミック材により形成し、前記天井部の上
面側に前記サセプタと対向するようにアンテナ部材を配
置し、このアンテナ部材にプラズマ発生用の高周波電源
を接続するように構成したことを特徴とするプラズマ処
理装置。
【請求項２】前記セラミック材はＡｌＮよりなること
を特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】前記誘電体は、石英或いはＡｌＮよりな
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。
【請求項４】気密な処理容器内にてサセプタ上に載置
された被処理体に対してプラズマ処理を施すプラズマ処
理装置において、前記サセプタと対向する位置にアンテ
ナ部材を配置し、このアンテナ部材にプラズマ発生用の
高周波電源を接続し、前記サセプタの上面に、導電性薄
膜をＳｉＣ薄膜により被覆してなる静電チャックを設け
るように構成したことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項５】前記サセプタには、１ＭＨｚから１０Ｍ
Ｈｚまでの範囲内の高周波のバイアス電圧を印加するた
めのバイアス電圧源が接続されることを特徴とする請求
項４記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】前記バイアス電圧は、略２ＭＨｚである
ことを特徴とする請求項４または５記載のプラズマ処理
装置。