JP3379394B2 - プラズマ処理方法及び装置 - Google Patents
プラズマ処理方法及び装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ドライエッチング、
プラズマＣＶＤ等のプラズマ処理方法及び装置に関する
ものである。
プラズマＣＶＤ等のプラズマ処理方法及び装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体素子の微細化に対応して、
ドライエッチング技術においては高アスペクト比の加工
等を実現するために、またプラズマＣＶＤ技術において
は高アスペクト比の埋め込み等を実現するために、より
高真空でプラズマ処理を行うことが求められている。
ドライエッチング技術においては高アスペクト比の加工
等を実現するために、またプラズマＣＶＤ技術において
は高アスペクト比の埋め込み等を実現するために、より
高真空でプラズマ処理を行うことが求められている。
【０００３】例えば、ドライエッチングの場合において
は、高真空において高密度プラズマを発生させると、基
板表面に形成されるイオンシース中でイオンが中性ガス
粒子等と衝突する確率が小さくなるために、イオンの方
向性が基板に向かって揃い、また電離度が高いために基
板に到達するイオン対中性ラジカルの入射粒子束の比が
大きくなる。したがって、エッチング異方性が高めら
れ、高アスペクト比の加工が可能となる。
は、高真空において高密度プラズマを発生させると、基
板表面に形成されるイオンシース中でイオンが中性ガス
粒子等と衝突する確率が小さくなるために、イオンの方
向性が基板に向かって揃い、また電離度が高いために基
板に到達するイオン対中性ラジカルの入射粒子束の比が
大きくなる。したがって、エッチング異方性が高めら
れ、高アスペクト比の加工が可能となる。
【０００４】また、プラズマＣＶＤの場合においては、
高真空において高密度プラズマを発生させると、イオン
によるスパッタリング効果によって微細パターンの埋め
込み・平坦化作用が得られ、高アスペクト比の埋め込み
が可能になる。
高真空において高密度プラズマを発生させると、イオン
によるスパッタリング効果によって微細パターンの埋め
込み・平坦化作用が得られ、高アスペクト比の埋め込み
が可能になる。
【０００５】高真空において高密度プラズマを発生させ
ることができるプラズマ処理装置としていくつかの方式
が提案されている。図７は、スポークアンテナ式プラズ
マ源を搭載したプラズマ処理装置の断面図である。図７
において、真空容器１内にガス供給ユニット２から所定
のガスを導入しつつポンプ３により排気を行い、真空容
器１内を所定の圧力に保ちながら、アンテナ用高周波電
源４により５００ＭＨｚの高周波電力を誘電体９上のス
ポークアンテナ５に供給すると、真空容器１内にプラズ
マが発生し、電極６上に載置された基板７に対してエッ
チング、堆積、表面改質等のプラズマ処理を行うことが
できる。このとき、図７に示すように、電極６にも電極
用高周波電源８により高周波電力を供給することで、基
板７に到達するイオンエネルギーを制御することができ
る。なお、この方式については、S.Samukawa et al., "
New Ultra-High-Frequency Plasma Source for Large-S
cale Etching Processes", Jpn.J.Appl.Phys., Vol.34,
Pt.1, No.12B(1995)に詳しく述べられている。
ることができるプラズマ処理装置としていくつかの方式
が提案されている。図７は、スポークアンテナ式プラズ
マ源を搭載したプラズマ処理装置の断面図である。図７
において、真空容器１内にガス供給ユニット２から所定
のガスを導入しつつポンプ３により排気を行い、真空容
器１内を所定の圧力に保ちながら、アンテナ用高周波電
源４により５００ＭＨｚの高周波電力を誘電体９上のス
ポークアンテナ５に供給すると、真空容器１内にプラズ
マが発生し、電極６上に載置された基板７に対してエッ
チング、堆積、表面改質等のプラズマ処理を行うことが
できる。このとき、図７に示すように、電極６にも電極
用高周波電源８により高周波電力を供給することで、基
板７に到達するイオンエネルギーを制御することができ
る。なお、この方式については、S.Samukawa et al., "
New Ultra-High-Frequency Plasma Source for Large-S
cale Etching Processes", Jpn.J.Appl.Phys., Vol.34,
Pt.1, No.12B(1995)に詳しく述べられている。
【０００６】図８は、我々がすでに提案しているスパイ
ラルアンテナ式プラズマ処理装置の斜視図である。図８
において、真空容器１内に、ガス供給ユニット２から所
定のガスを導入しつつ、ポンプ３により排気を行い、真
空容器１内を所定の圧力に保ちながら、アンテナ用高周
波電源４により１００MHzの高周波電力を誘電体９上に
載置されたスパイラルアンテナ５に供給することによ
り、真空容器１内にプラズマが発生し、電極６上に載置
された基板７に対してエッチング、堆積、表面改質等の
プラズマ処理を行うことができる。また、電極６に高周
波電力を供給するための電極用高周波電源８が設けられ
ており、基板７に到達するイオンエネルギーを制御する
ことができるようになっている。
ラルアンテナ式プラズマ処理装置の斜視図である。図８
において、真空容器１内に、ガス供給ユニット２から所
定のガスを導入しつつ、ポンプ３により排気を行い、真
空容器１内を所定の圧力に保ちながら、アンテナ用高周
波電源４により１００MHzの高周波電力を誘電体９上に
載置されたスパイラルアンテナ５に供給することによ
り、真空容器１内にプラズマが発生し、電極６上に載置
された基板７に対してエッチング、堆積、表面改質等の
プラズマ処理を行うことができる。また、電極６に高周
波電力を供給するための電極用高周波電源８が設けられ
ており、基板７に到達するイオンエネルギーを制御する
ことができるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７及
び図８に示した従来の方式では、誘電体９に反応生成物
が多量に堆積するために、ダストの発生や、メンテナン
スサイクルの低下を招くという問題点があった。また、
真空容器１内の雰囲気が安定せず、プラズマ処理の再現
性に乏しいという問題点があった。以下でこれを詳しく
説明する。
び図８に示した従来の方式では、誘電体９に反応生成物
が多量に堆積するために、ダストの発生や、メンテナン
スサイクルの低下を招くという問題点があった。また、
真空容器１内の雰囲気が安定せず、プラズマ処理の再現
性に乏しいという問題点があった。以下でこれを詳しく
説明する。
【０００８】プラズマＣＶＤの場合、基板７上に薄膜を
堆積する過程で誘電体９にも同様の薄膜が堆積してしま
う。ドライエッチングの場合にも、エッチング反応や気
相反応で生じた物質が誘電体９上で薄膜化することがあ
る。処理を重ねていくにつれてこのような堆積膜は膜厚
を増していくが、ある膜厚を越えると膜応力によりはが
れが生じ、ダストとなって基板７上に降ってくる。図７
及び図８に示した従来の方式では、少数の基板７を処理
しただけでダストが発生するため、誘電体９を純水ある
いはエタノール等で洗浄（メンテナンス）する頻度が高
かった。
堆積する過程で誘電体９にも同様の薄膜が堆積してしま
う。ドライエッチングの場合にも、エッチング反応や気
相反応で生じた物質が誘電体９上で薄膜化することがあ
る。処理を重ねていくにつれてこのような堆積膜は膜厚
を増していくが、ある膜厚を越えると膜応力によりはが
れが生じ、ダストとなって基板７上に降ってくる。図７
及び図８に示した従来の方式では、少数の基板７を処理
しただけでダストが発生するため、誘電体９を純水ある
いはエタノール等で洗浄（メンテナンス）する頻度が高
かった。
【０００９】また、処理を重ねていくと、上述した堆積
膜の膜厚が変化するため、ラジカルの吸着率が変化し、
真空容器１内の雰囲気、すなわち反応種の分圧が変化
し、プラズマ処理の再現性が悪化する。誘電体９に衝突
する高エネルギーイオンによる加熱で誘電体９の温度が
上昇することもラジカルの吸着率の変化を引き起こす。
膜の膜厚が変化するため、ラジカルの吸着率が変化し、
真空容器１内の雰囲気、すなわち反応種の分圧が変化
し、プラズマ処理の再現性が悪化する。誘電体９に衝突
する高エネルギーイオンによる加熱で誘電体９の温度が
上昇することもラジカルの吸着率の変化を引き起こす。
【００１０】誘導結合型プラズマ処理装置においては、
上記の問題点を解決できるプラズマ処理方法及び装置が
すでに実現されている。以下、図９〜１１を用いて詳し
く説明する。図９は装置の斜視図、図１０は装置の断面
図、図１１は平面状ヒーターの詳細な平面図である。図
９及び図１０において、真空容器１内にガス供給ユニッ
ト２から所定のガスを導入しつつポンプ３により排気を
行い、真空容器１内を所定の圧力に保ちながら、放電コ
イル用高周波電源４により高周波電力を平面状渦形放電
コイル２１に供給すると、真空容器１内にプラズマが発
生し、電極６上に載置された基板７に対してエッチン
グ、堆積、表面改質等のプラズマ処理を行うことができ
る。このとき、図９及び図１０に示すように、電極６に
も電極用高周波電源８により高周波電力を供給すること
で、基板７に到達するイオンエネルギーを制御すること
ができる。誘電体９に設けられた圧着式の熱電対１０
と、平面状ヒーター１１がヒーター用温調器１２に接続
され、誘電体９を所望の温度に温調できるようになって
いる。平面状ヒーター１１と平面状渦形放電コイル２１
の間には、断熱材１３が設けられ、平面状渦形放電コイ
ル２１が過熱されないようになっている。図１１に示す
ように、平面状ヒーター１１の発熱体１５は、コイル２
１に高周波電力を供給することによって発生する電磁波
が透過できるように、誘電体の片面のうち、平面状ヒー
ター１１の発熱体１５によって遮られ、電磁波が透過で
きない部分は、誘電体９の片面の全面積の４０％以下に
なっている。さらに、ベルトヒーター２２を備えたイン
ナーチャンバー１６が設けられ、誘電体９のみならず、
プラズマに接触する部分のほとんどが加熱できるように
構成されている。
上記の問題点を解決できるプラズマ処理方法及び装置が
すでに実現されている。以下、図９〜１１を用いて詳し
く説明する。図９は装置の斜視図、図１０は装置の断面
図、図１１は平面状ヒーターの詳細な平面図である。図
９及び図１０において、真空容器１内にガス供給ユニッ
ト２から所定のガスを導入しつつポンプ３により排気を
行い、真空容器１内を所定の圧力に保ちながら、放電コ
イル用高周波電源４により高周波電力を平面状渦形放電
コイル２１に供給すると、真空容器１内にプラズマが発
生し、電極６上に載置された基板７に対してエッチン
グ、堆積、表面改質等のプラズマ処理を行うことができ
る。このとき、図９及び図１０に示すように、電極６に
も電極用高周波電源８により高周波電力を供給すること
で、基板７に到達するイオンエネルギーを制御すること
ができる。誘電体９に設けられた圧着式の熱電対１０
と、平面状ヒーター１１がヒーター用温調器１２に接続
され、誘電体９を所望の温度に温調できるようになって
いる。平面状ヒーター１１と平面状渦形放電コイル２１
の間には、断熱材１３が設けられ、平面状渦形放電コイ
ル２１が過熱されないようになっている。図１１に示す
ように、平面状ヒーター１１の発熱体１５は、コイル２
１に高周波電力を供給することによって発生する電磁波
が透過できるように、誘電体の片面のうち、平面状ヒー
ター１１の発熱体１５によって遮られ、電磁波が透過で
きない部分は、誘電体９の片面の全面積の４０％以下に
なっている。さらに、ベルトヒーター２２を備えたイン
ナーチャンバー１６が設けられ、誘電体９のみならず、
プラズマに接触する部分のほとんどが加熱できるように
構成されている。
【００１１】この装置を用いて、ガス種及びその流量、
圧力、平面状渦形放電コイル印加高周波電力、電極印加
高周波電力がそれぞれＣ４Ｆ８／Ｈ２＝５０／１５ｓｃ
ｃｍ、１０ｍＴｏｒｒ、１０００Ｗ、３００Ｗという条
件でシリコン酸化膜付き基板を多数エッチングしたと
き、平面状ヒーター１１のない場合は、処理を重ねるに
つれて誘電体９の温度が徐々に上昇していくのに対し
て、平面状ヒーター１１を設け、設定温度を８０℃以上
にした場合は、処理を重ねても誘電体９の温度は設定温
度±１５℃で推移し、良好な安定性を示した。平面状ヒ
ーター１１のない場合には、１５枚処理したころから基
板７上に多くのダストが降り始めたが、平面状ヒーター
１１を設けて誘電体９を８０℃以上に設定した場合は、
１００枚処理しても基板７上にはダストはほとんど降ら
なかった。また、平面状ヒーター１１のない場合には、
連続処理した１５枚のエッチング速度再現性は、±８％
であったのに対し、平面状ヒーター１１を設けて誘電体
９を８０℃に設定した場合は、エッチング速度再現性
は、±２％であった。なお、この技術については、特願
平７-２９７９９３号に詳しく述べられている。
圧力、平面状渦形放電コイル印加高周波電力、電極印加
高周波電力がそれぞれＣ４Ｆ８／Ｈ２＝５０／１５ｓｃ
ｃｍ、１０ｍＴｏｒｒ、１０００Ｗ、３００Ｗという条
件でシリコン酸化膜付き基板を多数エッチングしたと
き、平面状ヒーター１１のない場合は、処理を重ねるに
つれて誘電体９の温度が徐々に上昇していくのに対し
て、平面状ヒーター１１を設け、設定温度を８０℃以上
にした場合は、処理を重ねても誘電体９の温度は設定温
度±１５℃で推移し、良好な安定性を示した。平面状ヒ
ーター１１のない場合には、１５枚処理したころから基
板７上に多くのダストが降り始めたが、平面状ヒーター
１１を設けて誘電体９を８０℃以上に設定した場合は、
１００枚処理しても基板７上にはダストはほとんど降ら
なかった。また、平面状ヒーター１１のない場合には、
連続処理した１５枚のエッチング速度再現性は、±８％
であったのに対し、平面状ヒーター１１を設けて誘電体
９を８０℃に設定した場合は、エッチング速度再現性
は、±２％であった。なお、この技術については、特願
平７-２９７９９３号に詳しく述べられている。
【００１２】しかし、図９〜１１に示した誘導結合型プ
ラズマ処理装置で用いたような平面状ヒーターを、図７
あるいは図８に示したアンテナ式プラズマ処理装置に応
用すると、平面状ヒーターの発熱体において電磁波が吸
収され、誘導加熱によって発熱体が激しく昇温するとと
もに、平面状ヒーターが無い場合に比べて著しくプラズ
マ密度が低下してしまうということがわかった。このよ
うにヒーターにおいて大きな熱損失が発生する現象は、
誘導結合型プラズマ処理装置ではみられなかったもので
あるが、電磁波の周波数の違いが重要であると考えられ
た。すなわち、誘導結合型プラズマ処理装置では１３．
５６ＭＨｚの高周波電力を用いたのに対し、スポークア
ンテナ式プラズマ処理装置では５００ＭＨｚ、スパイラ
ルアンテナ式プラズマ処理装置では１００ＭＨｚの高周
波電力を用いている。
ラズマ処理装置で用いたような平面状ヒーターを、図７
あるいは図８に示したアンテナ式プラズマ処理装置に応
用すると、平面状ヒーターの発熱体において電磁波が吸
収され、誘導加熱によって発熱体が激しく昇温するとと
もに、平面状ヒーターが無い場合に比べて著しくプラズ
マ密度が低下してしまうということがわかった。このよ
うにヒーターにおいて大きな熱損失が発生する現象は、
誘導結合型プラズマ処理装置ではみられなかったもので
あるが、電磁波の周波数の違いが重要であると考えられ
た。すなわち、誘導結合型プラズマ処理装置では１３．
５６ＭＨｚの高周波電力を用いたのに対し、スポークア
ンテナ式プラズマ処理装置では５００ＭＨｚ、スパイラ
ルアンテナ式プラズマ処理装置では１００ＭＨｚの高周
波電力を用いている。
【００１３】そこで、誘導結合型プラズマ処理装置のコ
イルに供給する高周波電力の周波数を１〜１００ＭＨｚ
と変化させて、平面状ヒーターによる電磁波の吸収につ
いて調べたところ、３０ＭＨｚ以上で激しい吸収が起こ
ることがわかった。１００ＭＨｚ以上の周波数を用いる
場合は、スポークアンテナ式プラズマ処理装置の例でも
わかるように、平面状ヒーターによる電磁波の吸収が問
題となることが容易に推察される。
イルに供給する高周波電力の周波数を１〜１００ＭＨｚ
と変化させて、平面状ヒーターによる電磁波の吸収につ
いて調べたところ、３０ＭＨｚ以上で激しい吸収が起こ
ることがわかった。１００ＭＨｚ以上の周波数を用いる
場合は、スポークアンテナ式プラズマ処理装置の例でも
わかるように、平面状ヒーターによる電磁波の吸収が問
題となることが容易に推察される。
【００１４】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、ダス
トの発生が少なく、メンテナンス頻度が小さく、プラズ
マ処理の再現性に優れ、かつ、ヒーターにおいて大きな
熱損失が生じることのないアンテナ式プラズマ処理方法
及び装置を提供することを目的としている。
トの発生が少なく、メンテナンス頻度が小さく、プラズ
マ処理の再現性に優れ、かつ、ヒーターにおいて大きな
熱損失が生じることのないアンテナ式プラズマ処理方法
及び装置を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明のプラズマ処理方
法は、真空容器内にガスを供給しつつ真空容器内を排気
し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、高周波電
力をアンテナに供給することにより、誘電体を介して真
空容器内に電磁波を放射し、真空容器内にプラズマを発
生させ、真空容器内の電極に載置された基板を処理する
プラズマ処理方法において、その表面が導体外皮によっ
て覆われた発熱体から成る抵抗加熱ヒーターに電流を流
すことを特徴とする。
法は、真空容器内にガスを供給しつつ真空容器内を排気
し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、高周波電
力をアンテナに供給することにより、誘電体を介して真
空容器内に電磁波を放射し、真空容器内にプラズマを発
生させ、真空容器内の電極に載置された基板を処理する
プラズマ処理方法において、その表面が導体外皮によっ
て覆われた発熱体から成る抵抗加熱ヒーターに電流を流
すことを特徴とする。
【００１６】本発明のプラズマ処理方法は、ガスが、ハ
ロゲン化水素ガス、または、ハロゲン化ホウ素ガス、ま
たは、ＣＦ４、Ｃ４Ｆ８等のフッ化炭素ガス、または、
ＣＨＦ３、ＣＨ２Ｆ２等の水素・炭素・フッ素を含むガ
スである場合にとくに有効なプラズマ処理方法である。
ロゲン化水素ガス、または、ハロゲン化ホウ素ガス、ま
たは、ＣＦ４、Ｃ４Ｆ８等のフッ化炭素ガス、または、
ＣＨＦ３、ＣＨ２Ｆ２等の水素・炭素・フッ素を含むガ
スである場合にとくに有効なプラズマ処理方法である。
【００１７】また、プラズマ処理が、マスクとして有機
薄膜を用いるエッチングである場合にとくに有効なプラ
ズマ処理方法である。
薄膜を用いるエッチングである場合にとくに有効なプラ
ズマ処理方法である。
【００１８】また、アンテナに供給される高周波電力の
周波数が３０ＭＨｚ〜３ＧＨｚである場合にとくに有効
なプラズマ処理方法である。
周波数が３０ＭＨｚ〜３ＧＨｚである場合にとくに有効
なプラズマ処理方法である。
【００１９】好適には、誘電体の片面の全面積をＳｙ、
誘電体の片面のうち抵抗加熱ヒーターによって遮られ、
電磁波が透過できない部分の面積をＳｈとしたとき、 Ｓｙ×０．６ ＞ Ｓｈ であることが望ましい。
誘電体の片面のうち抵抗加熱ヒーターによって遮られ、
電磁波が透過できない部分の面積をＳｈとしたとき、 Ｓｙ×０．６ ＞ Ｓｈ であることが望ましい。
【００２０】また、好適には、導体外皮を構成する導体
の電気抵抗率が３×１０ -8 Ω・ｍ以下であることが望ま
しい。
の電気抵抗率が３×１０ -8 Ω・ｍ以下であることが望ま
しい。
【００２１】また、好適には、導体外皮を構成する導体
が、金、銀、銅、またはアルミニウムであることが望ま
しい。
が、金、銀、銅、またはアルミニウムであることが望ま
しい。
【００２２】また、好適には、誘電体の側面に圧着式熱
電対を設けることにより、誘電体の温度をモニタしつつ
誘電体の温調を行うことが望ましい。
電対を設けることにより、誘電体の温度をモニタしつつ
誘電体の温調を行うことが望ましい。
【００２３】本発明のプラズマ処理装置は、真空容器内
にガスを供給する手段と、真空容器内を排気する手段
と、アンテナと、アンテナに高周波電力を供給する高周
波電源と、基板を載置する電極と、アンテナから放射さ
れる電磁波を真空容器内に導入する誘電体と、誘電体を
加熱する抵抗加熱ヒーターと、抵抗加熱ヒーターに電流
を流すヒーター用電源とを備えたプラズマ処理装置であ
って、その表面が導体外皮によって覆われた発熱体から
成る抵抗加熱ヒーターを有することを特徴とする。
にガスを供給する手段と、真空容器内を排気する手段
と、アンテナと、アンテナに高周波電力を供給する高周
波電源と、基板を載置する電極と、アンテナから放射さ
れる電磁波を真空容器内に導入する誘電体と、誘電体を
加熱する抵抗加熱ヒーターと、抵抗加熱ヒーターに電流
を流すヒーター用電源とを備えたプラズマ処理装置であ
って、その表面が導体外皮によって覆われた発熱体から
成る抵抗加熱ヒーターを有することを特徴とする。
【００２４】本発明のプラズマ処理装置は、アンテナに
供給される高周波電力の周波数が３０ＭＨｚ〜３ＧＨｚ
である場合にとくに有効なプラズマ処理装置である。
供給される高周波電力の周波数が３０ＭＨｚ〜３ＧＨｚ
である場合にとくに有効なプラズマ処理装置である。
【００２５】好適には、誘電体の片面の全面積をＳｙ、
誘電体の片面のうち抵抗加熱ヒーターによって遮られ、
電磁波が透過できない部分の面積をＳｈとしたとき、 Ｓｙ×０．６ ＞ Ｓｈ であることが望ましい。
誘電体の片面のうち抵抗加熱ヒーターによって遮られ、
電磁波が透過できない部分の面積をＳｈとしたとき、 Ｓｙ×０．６ ＞ Ｓｈ であることが望ましい。
【００２６】また、好適には、導体外皮を構成する導体
の電気抵抗率が３×１０ -8 Ω・ｍ以下であることが望ま
しい。
の電気抵抗率が３×１０ -8 Ω・ｍ以下であることが望ま
しい。
【００２７】また、好適には、導体外皮を構成する導体
が、金、銀、銅、またはアルミニウムであることが望ま
しい。
が、金、銀、銅、またはアルミニウムであることが望ま
しい。
【００２８】また、好適には、誘電体の側面に圧着式熱
電対を設けることにより、誘電体の温度をモニタしつつ
誘電体の温調を行うことができるように構成されること
が望ましい。
電対を設けることにより、誘電体の温度をモニタしつつ
誘電体の温調を行うことができるように構成されること
が望ましい。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施形態につ
いて、図１〜図５を参照して説明する。
いて、図１〜図５を参照して説明する。
【００３０】図１〜図４に、本発明の第１実施形態にお
いて用いたプラズマ処理装置の構成図を示す。図１は装
置の斜視図、図２は装置の断面図、図３は抵抗加熱ヒー
ターの詳細な平面図である。図１及び図２において、真
空容器１内にガス供給ユニット２から所定のガスを導入
しつつポンプ３により排気を行い、真空容器１内を所定
の圧力に保ちながら、アンテナ用高周波電源４により高
周波電力をスパイラルアンテナ５に印加すると、真空容
器１内にプラズマが発生し、電極６上に載置された基板
７に対してエッチング、堆積、表面改質等のプラズマ処
理を行うことができる。このとき、図１及び図２に示す
ように、電極６にも電極用高周波電源８により高周波電
力を供給することで、基板７に到達するイオンエネルギ
ーを制御することができる。誘電体９に設けられた圧着
式の熱電対１０と、抵抗加熱ヒーター１１がヒーター用
温調器１２に接続され、誘電体９を所望の温度に温調で
きるようになっている。抵抗加熱ヒーター１１とスパイ
ラルアンテナ５の間には断熱材１３が設けられ、スパイ
ラルアンテナ５が過熱されないようになっており、ま
た、抵抗加熱ヒーター１１と誘電体９の間には断熱材１
４が設けられ、誘電体９を均熱性良く加熱できるように
構成されている。
いて用いたプラズマ処理装置の構成図を示す。図１は装
置の斜視図、図２は装置の断面図、図３は抵抗加熱ヒー
ターの詳細な平面図である。図１及び図２において、真
空容器１内にガス供給ユニット２から所定のガスを導入
しつつポンプ３により排気を行い、真空容器１内を所定
の圧力に保ちながら、アンテナ用高周波電源４により高
周波電力をスパイラルアンテナ５に印加すると、真空容
器１内にプラズマが発生し、電極６上に載置された基板
７に対してエッチング、堆積、表面改質等のプラズマ処
理を行うことができる。このとき、図１及び図２に示す
ように、電極６にも電極用高周波電源８により高周波電
力を供給することで、基板７に到達するイオンエネルギ
ーを制御することができる。誘電体９に設けられた圧着
式の熱電対１０と、抵抗加熱ヒーター１１がヒーター用
温調器１２に接続され、誘電体９を所望の温度に温調で
きるようになっている。抵抗加熱ヒーター１１とスパイ
ラルアンテナ５の間には断熱材１３が設けられ、スパイ
ラルアンテナ５が過熱されないようになっており、ま
た、抵抗加熱ヒーター１１と誘電体９の間には断熱材１
４が設けられ、誘電体９を均熱性良く加熱できるように
構成されている。
【００３１】図３に示すように、誘電体の片面の全面積
をＳｙ、誘電体の片面のうち抵抗加熱ヒーター１１によ
って遮られ、電磁波が透過できない部分の面積をＳｈと
したとき、 Ｓｙ×０．６ ＞ Ｓｈ の関係が成り立つように構成されている。さらに、図２
に示すように、ベルトヒーター２２を備えたインナーチ
ャンバー１６が設けられ、誘電体９のみならず、プラズ
マに接触する部分のほとんどが加熱できるように構成さ
れている。
をＳｙ、誘電体の片面のうち抵抗加熱ヒーター１１によ
って遮られ、電磁波が透過できない部分の面積をＳｈと
したとき、 Ｓｙ×０．６ ＞ Ｓｈ の関係が成り立つように構成されている。さらに、図２
に示すように、ベルトヒーター２２を備えたインナーチ
ャンバー１６が設けられ、誘電体９のみならず、プラズ
マに接触する部分のほとんどが加熱できるように構成さ
れている。
【００３２】図４は、抵抗加熱ヒーター１１の詳細な断
面図である。図４に示すように、抵抗加熱ヒーター１１
は、導体外皮１７によって電磁波から遮蔽された発熱体
１８に電流を流すことによって誘電体９を加熱できるよ
うに構成されている。なお、導体外皮１７はステンレス
１９の表面を銀メッキしたものであり、発熱体１８とは
絶縁材料２０により電気的に絶縁されている。銀メッキ
の厚さは５０μｍとしたが、１００ＭＨｚの電磁波の銀
に対する表皮深さ（ｓｋｉｎ ｄｅｐｔｈ）は約７μｍ
であるから、スパイラルアンテナ５から放射される電磁
波が銀メッキの内側に進入できないようにするには十分
な厚さである。
面図である。図４に示すように、抵抗加熱ヒーター１１
は、導体外皮１７によって電磁波から遮蔽された発熱体
１８に電流を流すことによって誘電体９を加熱できるよ
うに構成されている。なお、導体外皮１７はステンレス
１９の表面を銀メッキしたものであり、発熱体１８とは
絶縁材料２０により電気的に絶縁されている。銀メッキ
の厚さは５０μｍとしたが、１００ＭＨｚの電磁波の銀
に対する表皮深さ（ｓｋｉｎ ｄｅｐｔｈ）は約７μｍ
であるから、スパイラルアンテナ５から放射される電磁
波が銀メッキの内側に進入できないようにするには十分
な厚さである。
【００３３】誘電体の温度を２５℃〜２００℃まで変化
させ、シリコン酸化膜付きの基板７を、ガス種及びその
流量、圧力、スパイラルアンテナ５に供給する高周波電
力、電極６に供給する高周波電力がそれぞれＣ４Ｆ８／
Ｈ２＝５０／１５ｓｃｃｍ、１０ｍＴｏｒｒ、１０００
Ｗ、３００Ｗという条件で５分間エッチングしたとき
の、誘電体９に堆積した堆積膜の膜厚を測定した結果を
図５に示す。図５から、誘電体９へ堆積する薄膜の膜厚
は、誘電体９の温度が高いほど小さくなり、とくに設定
温度を８０℃以上にした場合に著しく低下することがわ
かる。また、上記エッチング条件と同様の条件で、シリ
コン酸化膜付き基板７を多数エッチングしたとき、抵抗
加熱ヒーター１１のない場合は、処理を重ねるにつれて
誘電体９の温度が徐々に上昇していくのに対して、抵抗
加熱ヒーター１１を設け、設定温度を８０℃以上にした
場合は、処理を重ねても誘電体９の温度は設定温度±１
５℃で推移し、良好な安定性を示した。抵抗加熱ヒータ
ー１１のない場合には、１５枚処理したころから基板７
上に多くのダストが降り始めたが、抵抗加熱ヒーター１
１を設けて誘電体９を８０℃以上に設定した場合は、１
００枚処理しても基板７上にはダストはほとんど降らな
かった。また、抵抗加熱ヒーター１１のない場合には、
連続処理した１５枚のエッチング速度再現性は、±８％
であったのに対し、抵抗加熱ヒーター１１を設けて誘電
体９を８０℃に設定した場合は、エッチング速度再現性
は、±２％であった。ただし、エッチング速度再現性
は、式
させ、シリコン酸化膜付きの基板７を、ガス種及びその
流量、圧力、スパイラルアンテナ５に供給する高周波電
力、電極６に供給する高周波電力がそれぞれＣ４Ｆ８／
Ｈ２＝５０／１５ｓｃｃｍ、１０ｍＴｏｒｒ、１０００
Ｗ、３００Ｗという条件で５分間エッチングしたとき
の、誘電体９に堆積した堆積膜の膜厚を測定した結果を
図５に示す。図５から、誘電体９へ堆積する薄膜の膜厚
は、誘電体９の温度が高いほど小さくなり、とくに設定
温度を８０℃以上にした場合に著しく低下することがわ
かる。また、上記エッチング条件と同様の条件で、シリ
コン酸化膜付き基板７を多数エッチングしたとき、抵抗
加熱ヒーター１１のない場合は、処理を重ねるにつれて
誘電体９の温度が徐々に上昇していくのに対して、抵抗
加熱ヒーター１１を設け、設定温度を８０℃以上にした
場合は、処理を重ねても誘電体９の温度は設定温度±１
５℃で推移し、良好な安定性を示した。抵抗加熱ヒータ
ー１１のない場合には、１５枚処理したころから基板７
上に多くのダストが降り始めたが、抵抗加熱ヒーター１
１を設けて誘電体９を８０℃以上に設定した場合は、１
００枚処理しても基板７上にはダストはほとんど降らな
かった。また、抵抗加熱ヒーター１１のない場合には、
連続処理した１５枚のエッチング速度再現性は、±８％
であったのに対し、抵抗加熱ヒーター１１を設けて誘電
体９を８０℃に設定した場合は、エッチング速度再現性
は、±２％であった。ただし、エッチング速度再現性
は、式
【００３４】
【数１】
【００３５】によって計算した。また、抵抗加熱ヒータ
ー１１による電磁波の吸収について調べたところ、抵抗
加熱ヒーター１１の発熱体１８において電磁波が吸収さ
れ、誘導加熱によって発熱体１８が激しく昇温したり、
抵抗加熱ヒーター１１が無い場合に比べて著しくプラズ
マ密度が低下してしまうといった、抵抗加熱ヒーター１
１において大きな熱損失が発生する現象はみられなかっ
た。これは、抵抗加熱ヒーター１１の導体外皮（銀メッ
キ）１７によって発熱体１８が電磁波からほぼ完全に遮
蔽されたためである。
ー１１による電磁波の吸収について調べたところ、抵抗
加熱ヒーター１１の発熱体１８において電磁波が吸収さ
れ、誘導加熱によって発熱体１８が激しく昇温したり、
抵抗加熱ヒーター１１が無い場合に比べて著しくプラズ
マ密度が低下してしまうといった、抵抗加熱ヒーター１
１において大きな熱損失が発生する現象はみられなかっ
た。これは、抵抗加熱ヒーター１１の導体外皮（銀メッ
キ）１７によって発熱体１８が電磁波からほぼ完全に遮
蔽されたためである。
【００３６】このように、誘電体９を８０℃以上に加熱
すると、誘電体９へ堆積する薄膜の膜厚は、加熱を行わ
ない場合に比較して著しく小さくなり、また、その膜質
も低温の場合に比べて緻密になるため、ダストの発生が
抑制される。誘電体９のメンテナンス頻度も著しく小さ
くなる。また、処理を重ねていった際も、堆積膜の膜厚
変化は小さく、かつ誘電体９の温度は高温に保たれてい
るため、ラジカルの吸着率は低いままで大きくは変化し
ない。したがって、真空容器１内の雰囲気、すなわち反
応種の分圧は安定し、再現性に優れたプラズマ処理を行
うことができる。
すると、誘電体９へ堆積する薄膜の膜厚は、加熱を行わ
ない場合に比較して著しく小さくなり、また、その膜質
も低温の場合に比べて緻密になるため、ダストの発生が
抑制される。誘電体９のメンテナンス頻度も著しく小さ
くなる。また、処理を重ねていった際も、堆積膜の膜厚
変化は小さく、かつ誘電体９の温度は高温に保たれてい
るため、ラジカルの吸着率は低いままで大きくは変化し
ない。したがって、真空容器１内の雰囲気、すなわち反
応種の分圧は安定し、再現性に優れたプラズマ処理を行
うことができる。
【００３７】また、誘電体９の片面の全面積をＳｙ、誘
電体９の片面のうち抵抗加熱ヒーター１１によって遮ら
れ、電磁波が透過できない部分の面積をＳｈとしたと
き、 Ｓｙ×０．６ ＞ Ｓｈ の関係があると、スパイラルアンテナ５から放射される
電磁波が、真空容器１内に十分透過するため、放電維持
が可能となる。我々は、上式を満たさない場合、放電が
不安定になったり、高周波反射電力が発生することがあ
り、ひどい場合には放電維持ができなくなることもある
ことを見いだしている。
電体９の片面のうち抵抗加熱ヒーター１１によって遮ら
れ、電磁波が透過できない部分の面積をＳｈとしたと
き、 Ｓｙ×０．６ ＞ Ｓｈ の関係があると、スパイラルアンテナ５から放射される
電磁波が、真空容器１内に十分透過するため、放電維持
が可能となる。我々は、上式を満たさない場合、放電が
不安定になったり、高周波反射電力が発生することがあ
り、ひどい場合には放電維持ができなくなることもある
ことを見いだしている。
【００３８】また、誘電体９の側面に圧着式熱電対１０
を設けることにより、誘電体９の温度をモニタしつつ誘
電体９の温調を行うと、高周波ノイズの影響が小さくな
るため誤動作の発生しにくい温調が可能となるととも
に、圧着式熱電対１０は温度応答性に優れているため正
確な温調が可能となる。
を設けることにより、誘電体９の温度をモニタしつつ誘
電体９の温調を行うと、高周波ノイズの影響が小さくな
るため誤動作の発生しにくい温調が可能となるととも
に、圧着式熱電対１０は温度応答性に優れているため正
確な温調が可能となる。
【００３９】以上述べた本発明の実施形態では、スパイ
ラルアンテナに供給する高周波電力の周波数が１００MH
zである場合について説明したが、周波数はこれに限定
されるものではなく、３０MHz〜３ＧHzの周波数におい
て、とくに本発明のプラズマ処理方法及び装置は有効で
ある。アンテナの形態もスパイラルアンテナに限定され
るものではなく、図１０に示したスポークアンテナ等、
他のアンテナを用いるプラズマ処理方法及び装置に本発
明を適用することができる。
ラルアンテナに供給する高周波電力の周波数が１００MH
zである場合について説明したが、周波数はこれに限定
されるものではなく、３０MHz〜３ＧHzの周波数におい
て、とくに本発明のプラズマ処理方法及び装置は有効で
ある。アンテナの形態もスパイラルアンテナに限定され
るものではなく、図１０に示したスポークアンテナ等、
他のアンテナを用いるプラズマ処理方法及び装置に本発
明を適用することができる。
【００４０】また、以上述べた本発明の実施形態では、
平面状誘電体及び平面状抵抗加熱ヒーターを用いる例に
ついて説明したが、誘電体及び抵抗加熱ヒーターの形態
はこれに限定されるものではなく、図６に示すようなド
ーム状誘電体９及びドーム状抵抗加熱ヒーター１１を用
いたもの等、様々な形態に本発明が適用できることはい
うまでもない。なお、図６に示す実施形態では、インナ
ーチャンバーを用いずに、真空容器１そのものにヒータ
ーが埋め込まれており、誘電体９の加熱と合わせ、プラ
ズマに接触する部分のほとんどが加熱できるように構成
されている。
平面状誘電体及び平面状抵抗加熱ヒーターを用いる例に
ついて説明したが、誘電体及び抵抗加熱ヒーターの形態
はこれに限定されるものではなく、図６に示すようなド
ーム状誘電体９及びドーム状抵抗加熱ヒーター１１を用
いたもの等、様々な形態に本発明が適用できることはい
うまでもない。なお、図６に示す実施形態では、インナ
ーチャンバーを用いずに、真空容器１そのものにヒータ
ーが埋め込まれており、誘電体９の加熱と合わせ、プラ
ズマに接触する部分のほとんどが加熱できるように構成
されている。
【００４１】また、以上述べた本発明の実施形態では、
Ｃ４Ｆ８及びＨ２を用いてシリコン酸化膜をエッチング
する例について説明したが、本発明は、アルミ合金、ポ
リシリコン、ポリサイド、白金、強誘電体等のエッチン
グ、あるいはシリコン酸化膜、シリコン窒化膜等の堆積
（ＣＶＤ）に適用することもできることはいうまでもな
い。とくに、ガスが、ハロゲン化水素ガス、または、ハ
ロゲン化ホウ素ガス、または、ＣＦ４、Ｃ４Ｆ８等のフ
ッ化炭素ガス、または、ＣＨＦ３、ＣＨ２Ｆ２等の水素
・炭素・フッ素を含むガスである場合、抵抗加熱ヒータ
ーを用いない場合には誘電体に高速にポリマー等の薄膜
が堆積してしまうが、本発明を用いることにより、誘電
体への薄膜の堆積速度を著しく低下させることができ
る。また、プラズマ処理が、マスクとして有機薄膜を用
いるエッチングである場合にも、エッチングの過程でマ
スク材料から発生した炭素を含む反応生成物が誘電体に
堆積する速度を著しく低下させることができる。
Ｃ４Ｆ８及びＨ２を用いてシリコン酸化膜をエッチング
する例について説明したが、本発明は、アルミ合金、ポ
リシリコン、ポリサイド、白金、強誘電体等のエッチン
グ、あるいはシリコン酸化膜、シリコン窒化膜等の堆積
（ＣＶＤ）に適用することもできることはいうまでもな
い。とくに、ガスが、ハロゲン化水素ガス、または、ハ
ロゲン化ホウ素ガス、または、ＣＦ４、Ｃ４Ｆ８等のフ
ッ化炭素ガス、または、ＣＨＦ３、ＣＨ２Ｆ２等の水素
・炭素・フッ素を含むガスである場合、抵抗加熱ヒータ
ーを用いない場合には誘電体に高速にポリマー等の薄膜
が堆積してしまうが、本発明を用いることにより、誘電
体への薄膜の堆積速度を著しく低下させることができ
る。また、プラズマ処理が、マスクとして有機薄膜を用
いるエッチングである場合にも、エッチングの過程でマ
スク材料から発生した炭素を含む反応生成物が誘電体に
堆積する速度を著しく低下させることができる。
【００４２】また、以上述べた本発明の実施形態では、
導体外皮として銀を用いた場合について説明したが、導
体外皮を構成する導体の電気抵抗率が３×１０−８Ω・
ｍ以下であれば、抵抗加熱ヒーターの発熱体において電
磁波が吸収され、誘導加熱によって発熱体が激しく昇温
したり、抵抗加熱ヒーターが無い場合に比べて著しくプ
ラズマ密度が低下してしまうといった、ヒーターにおい
て大きな熱損失が発生する現象を防止することができ
る。とくに、導体外皮として、金や銀等の電気抵抗率が
小さく、かつ、メッキ処理が容易な金属を、市販のシー
スヒーターのステンレス製外皮にメッキ処理によりコー
ティングすることにより、安価な抵抗加熱ヒーターを構
成することができる。また、市販のシースヒーターのよ
うに比較的電気抵抗率の大きい金属（ステンレス等）で
構成された外皮の表面に、電気抵抗率が３×１０−８Ω
・ｍ以下の金属をコーティングするのではなく、銅やア
ルミニウム等の電気抵抗率が小さく、かつ、安価な金属
で構成された外皮をもつヒーターを製作することによ
り、安価な抵抗加熱ヒーターを構成することができる。
導体外皮として銀を用いた場合について説明したが、導
体外皮を構成する導体の電気抵抗率が３×１０−８Ω・
ｍ以下であれば、抵抗加熱ヒーターの発熱体において電
磁波が吸収され、誘導加熱によって発熱体が激しく昇温
したり、抵抗加熱ヒーターが無い場合に比べて著しくプ
ラズマ密度が低下してしまうといった、ヒーターにおい
て大きな熱損失が発生する現象を防止することができ
る。とくに、導体外皮として、金や銀等の電気抵抗率が
小さく、かつ、メッキ処理が容易な金属を、市販のシー
スヒーターのステンレス製外皮にメッキ処理によりコー
ティングすることにより、安価な抵抗加熱ヒーターを構
成することができる。また、市販のシースヒーターのよ
うに比較的電気抵抗率の大きい金属（ステンレス等）で
構成された外皮の表面に、電気抵抗率が３×１０−８Ω
・ｍ以下の金属をコーティングするのではなく、銅やア
ルミニウム等の電気抵抗率が小さく、かつ、安価な金属
で構成された外皮をもつヒーターを製作することによ
り、安価な抵抗加熱ヒーターを構成することができる。
【００４３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のプラズマ処理方法によれば、真空容器内にガスを供給
しつつ真空容器内を排気し、真空容器内を所定の圧力に
制御しながら、高周波電力をアンテナに供給することに
より、誘電体を介して真空容器内に電磁波を放射し、真
空容器内にプラズマを発生させ、真空容器内の電極に載
置された基板を処理するプラズマ処理方法において、そ
の表面が導体外皮によって覆われた発熱体から成る抵抗
加熱ヒーターに電流を流すため、誘電体へ堆積する薄膜
の膜厚は、加熱を行わない場合に比較して著しく小さく
なり、また、その膜質も低温の場合に比べて緻密になる
ため、ダストの発生が抑制され、誘電体のメンテナンス
頻度も著しく小さくなる。また、処理を重ねていった際
も、堆積膜の膜厚変化は小さく、かつ誘電体の温度は高
温に保たれているため、ラジカルの吸着率は低いままで
大きくは変化しない。したがって、真空容器内の雰囲
気、すなわち反応種の分圧は安定し、再現性に優れたプ
ラズマ処理を行うことができる。また、抵抗加熱ヒータ
ーにおいては、導体外皮によって発熱体が電磁波からほ
ぼ完全に遮蔽されているため、熱損失がほとんど発生し
ない。
のプラズマ処理方法によれば、真空容器内にガスを供給
しつつ真空容器内を排気し、真空容器内を所定の圧力に
制御しながら、高周波電力をアンテナに供給することに
より、誘電体を介して真空容器内に電磁波を放射し、真
空容器内にプラズマを発生させ、真空容器内の電極に載
置された基板を処理するプラズマ処理方法において、そ
の表面が導体外皮によって覆われた発熱体から成る抵抗
加熱ヒーターに電流を流すため、誘電体へ堆積する薄膜
の膜厚は、加熱を行わない場合に比較して著しく小さく
なり、また、その膜質も低温の場合に比べて緻密になる
ため、ダストの発生が抑制され、誘電体のメンテナンス
頻度も著しく小さくなる。また、処理を重ねていった際
も、堆積膜の膜厚変化は小さく、かつ誘電体の温度は高
温に保たれているため、ラジカルの吸着率は低いままで
大きくは変化しない。したがって、真空容器内の雰囲
気、すなわち反応種の分圧は安定し、再現性に優れたプ
ラズマ処理を行うことができる。また、抵抗加熱ヒータ
ーにおいては、導体外皮によって発熱体が電磁波からほ
ぼ完全に遮蔽されているため、熱損失がほとんど発生し
ない。
【００４４】また、本発明のプラズマ処理装置によれ
ば、真空容器内にガスを供給する手段と、真空容器内を
排気する手段と、アンテナと、アンテナに高周波電力を
供給する高周波電源と、基板を載置する電極と、アンテ
ナから放射される電磁波を真空容器内に導入する誘電体
と、誘電体を加熱する抵抗加熱ヒーターと、抵抗加熱ヒ
ーターに電流を流すヒーター用電源とを備えたプラズマ
処理装置であって、その表面が導体外皮によって覆われ
た発熱体から成る抵抗加熱ヒーターを有するため、誘電
体へ堆積する薄膜の膜厚は、加熱を行わない場合に比較
して著しく小さくなり、また、その膜質も低温の場合に
比べて緻密になるため、ダストの発生が抑制され、誘電
体のメンテナンス頻度も著しく小さくなる。また、処理
を重ねていった際も、堆積膜の膜厚変化は小さく、かつ
誘電体の温度は高温に保たれているため、ラジカルの吸
着率は低いままで大きくは変化しない。したがって、真
空容器内の雰囲気、すなわち反応種の分圧は安定し、再
現性に優れたプラズマ処理を行うことができる。また、
抵抗加熱ヒーターにおいては、導体外皮によって発熱体
が電磁波からほぼ完全に遮蔽されているため、熱損失が
ほとんど発生しない。
ば、真空容器内にガスを供給する手段と、真空容器内を
排気する手段と、アンテナと、アンテナに高周波電力を
供給する高周波電源と、基板を載置する電極と、アンテ
ナから放射される電磁波を真空容器内に導入する誘電体
と、誘電体を加熱する抵抗加熱ヒーターと、抵抗加熱ヒ
ーターに電流を流すヒーター用電源とを備えたプラズマ
処理装置であって、その表面が導体外皮によって覆われ
た発熱体から成る抵抗加熱ヒーターを有するため、誘電
体へ堆積する薄膜の膜厚は、加熱を行わない場合に比較
して著しく小さくなり、また、その膜質も低温の場合に
比べて緻密になるため、ダストの発生が抑制され、誘電
体のメンテナンス頻度も著しく小さくなる。また、処理
を重ねていった際も、堆積膜の膜厚変化は小さく、かつ
誘電体の温度は高温に保たれているため、ラジカルの吸
着率は低いままで大きくは変化しない。したがって、真
空容器内の雰囲気、すなわち反応種の分圧は安定し、再
現性に優れたプラズマ処理を行うことができる。また、
抵抗加熱ヒーターにおいては、導体外皮によって発熱体
が電磁波からほぼ完全に遮蔽されているため、熱損失が
ほとんど発生しない。
【図１】本発明の実施形態で用いたプラズマ処理装置の
構成を示す斜視図
構成を示す斜視図
【図２】本発明の実施形態で用いたプラズマ処理装置の
構成を示す断面図
構成を示す断面図
【図３】本発明の実施形態で用いた抵抗加熱ヒーターの
構成を示す平面図
構成を示す平面図
【図４】本発明の実施形態で用いた抵抗加熱ヒーターの
構成を示す断面図
構成を示す断面図
【図５】本発明の実施形態において誘電体に堆積した堆
積膜の膜厚を測定した結果を示すグラフ
積膜の膜厚を測定した結果を示すグラフ
【図６】他の実施形態におけるプラズマ処理装置の構成
を示す断面図
を示す断面図
【図７】従来例のプラズマ処理装置の概略構成を示す斜
視図
視図
【図８】従来例のプラズマ処理装置の概略構成を示す斜
視図
視図
【図９】従来例で用いたプラズマ処理装置の構成を示す
斜視図
斜視図
【図１０】従来例で用いたプラズマ処理装置の構成を示
す断面図
す断面図
【図１１】従来例で用いた平面状ヒーターの構成を示す
平面図
平面図
１ 真空容器
２ ガス供給ユニット
３ ポンプ
４ アンテナ用高周波電源
５ アンテナ
６ 電極
７ 基板
８ 電極用高周波電源
９ 誘電体
１１ 抵抗加熱ヒーター
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平９−97783（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−83697（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/3065
C23C 16/50
C23F 4/00
H01L 21/31
H05H 1/46
Claims (14)
- 【請求項１】 真空容器内にガスを供給しつつ真空容器
内を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、
高周波電力をアンテナに供給することにより、誘電体を
介して真空容器内に電磁波を放射し、真空容器内にプラ
ズマを発生させ、真空容器内の電極に載置された基板を
処理するプラズマ処理方法において、その表面が導体外
皮によって覆われた発熱体から成る抵抗加熱ヒーターに
電流を流すことを特徴とするプラズマ処理方法。 - 【請求項２】 ガスが、ハロゲン化水素ガス、または、
ハロゲン化ホウ素ガス、または、ＣＦ４、Ｃ４Ｆ８等の
フッ化炭素ガス、または、ＣＨＦ３、ＣＨ２Ｆ２等の水
素・炭素・フッ素を含むガスであることを特徴とする、
請求項１記載のプラズマ処理方法。 - 【請求項３】 プラズマ処理が、マスクとして有機薄膜
を用いるエッチングであることを特徴とする、請求項１
記載のプラズマ処理方法。 - 【請求項４】 アンテナに供給される高周波電力の周波
数が３０ＭＨｚ〜３ＧＨｚであることを特徴とする、請
求項１記載のプラズマ処理方法。 - 【請求項５】 誘電体の片面の全面積をＳｙ、誘電体の
片面のうち抵抗加熱ヒーターによって遮られ、電磁波が
透過できない部分の面積をＳｈとしたとき、 Ｓｙ×０．６ ＞ Ｓｈ であることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理方
法。 - 【請求項６】 導体外皮を構成する導体の電気抵抗率が
３×１０ -8 Ω・ｍ以下であることを特徴とする、請求項
１記載のプラズマ処理方法。 - 【請求項７】 導体外皮を構成する導体が、金、銀、
銅、またはアルミニウムであることを特徴とする、請求
項６記載のプラズマ処理方法。 - 【請求項８】 誘電体の側面に圧着式熱電対を設けるこ
とにより、誘電体の温度をモニタしつつ誘電体の温調を
行うことを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理方
法。 - 【請求項９】 真空容器内にガスを供給する手段と、真
空容器内を排気する手段と、アンテナと、アンテナに高
周波電力を供給する高周波電源と、基板を載置する電極
と、アンテナから放射される電磁波を真空容器内に導入
する誘電体と、誘電体を加熱する抵抗加熱ヒーターと、
抵抗加熱ヒーターに電流を流すヒーター用電源とを備え
たプラズマ処理装置であって、その表面が導体外皮によ
って覆われた発熱体から成る抵抗加熱ヒーターを有する
ことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項１０】 アンテナに供給される高周波電力の周
波数が３０ＭＨｚ〜３ＧＨｚであることを特徴とする、
請求項９記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項１１】 誘電体の片面の全面積をＳｙ、誘電体
の片面のうち抵抗加熱ヒーターによって遮られ、電磁波
が透過できない部分の面積をＳｈとしたとき、 Ｓｙ×０．６ ＞ Ｓｈ であることを特徴とする請求項９記載のプラズマ処理装
置。 - 【請求項１２】 導体外皮を構成する導体の電気抵抗率
が３×１０ -8 Ω・ｍ以下であることを特徴とする、請求
項９記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項１３】 導体外皮を構成する導体が、金、銀、
銅、またはアルミニウムであることを特徴とする、請求
項９記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項１４】 誘電体の側面に圧着式熱電対を設ける
ことにより、誘電体の温度をモニタしつつ誘電体の温調
を行うことができるように構成されたことを特徴とする
請求項９記載のプラズマ処理装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20127297A JP3379394B2 (ja) | 1997-07-28 | 1997-07-28 | プラズマ処理方法及び装置 |
| TW087103836A TW434723B (en) | 1997-03-17 | 1998-03-16 | Method and apparatus for plasma processing |
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