JP5391659B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5391659B2 JP5391659B2 JP2008294871A JP2008294871A JP5391659B2 JP 5391659 B2 JP5391659 B2 JP 5391659B2 JP 2008294871 A JP2008294871 A JP 2008294871A JP 2008294871 A JP2008294871 A JP 2008294871A JP 5391659 B2 JP5391659 B2 JP 5391659B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency power
- high frequency
- power supply
- supply unit
- electric field
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims description 194
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 113
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 76
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 29
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 135
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 36
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 description 31
- 230000036470 plasma concentration Effects 0.000 description 29
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 24
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 6
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N Hydrogen bromide Chemical compound Br CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
- H01J37/3211—Antennas, e.g. particular shapes of coils
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/3244—Gas supply means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
Description
本発明は、基板に対してプラズマ処理を行うためのプラズマ処理装置に関する。
半導体装置やＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：液晶ディスプレイ）の製造工程においては、半導体ウェハ（以下、ウェハという）やＬＣＤ用のガラス板（以下、ＬＣＤ基板という）などの基板に対して、例えばエッチング処理や成膜処理などのプラズマ処理を行う工程がある。
エッチング処理を行う場合には、例えば基板の表面にパターンマスクを形成し、このパターンマスクを介して下層膜例えば上記のウェハの場合には反射防止膜、アモルファスカーボン膜、シリコン酸化膜及びエッチングストップ膜などの互いに組成の異なる膜が上側からこの順番で積層された積層膜に対して処理を行っている。また、このように多層の膜からなる積層膜に対してエッチング処理を行う場合には、各々の膜毎にエッチングガスを切り替えると共に、このエッチングガスの流量や圧力などの処理条件を調整するようにしている。そのため、面内において各々の膜を均一にエッチングするためには、各々の膜の処理条件に応じて、ウェハの上方の処理領域における濃度分布が面内において均一となるように処理ガスを供給すると共に、この処理ガスを均一にプラズマ化する必要がある。
エッチング処理を行う場合には、例えば基板の表面にパターンマスクを形成し、このパターンマスクを介して下層膜例えば上記のウェハの場合には反射防止膜、アモルファスカーボン膜、シリコン酸化膜及びエッチングストップ膜などの互いに組成の異なる膜が上側からこの順番で積層された積層膜に対して処理を行っている。また、このように多層の膜からなる積層膜に対してエッチング処理を行う場合には、各々の膜毎にエッチングガスを切り替えると共に、このエッチングガスの流量や圧力などの処理条件を調整するようにしている。そのため、面内において各々の膜を均一にエッチングするためには、各々の膜の処理条件に応じて、ウェハの上方の処理領域における濃度分布が面内において均一となるように処理ガスを供給すると共に、この処理ガスを均一にプラズマ化する必要がある。
ここで、処理ガスをプラズマ化してプラズマ処理を行う装置としては、例えば平行平板型のプラズマ処理装置が知られており、この装置ではウェハを処理容器内の載置台に載置すると共に、下面に多数のガス吐出孔が形成された金属製のガスシャワーヘッドから下方側のウェハに向けて処理ガスを供給し、載置台とガスシャワーヘッドとの間に高周波電力を供給して処理ガスをプラズマ化している。この装置では、上記のようにガスシャワーヘッドを用いているのでウェハに対して処理ガスを均一に供給できるが、載置台とガスシャワーヘッドとの間に流れる電流の道筋が複雑であるため、処理条件に応じて例えばウェハの径方向においてプラズマの分布が不均一になりやすい。
一方、プラズマ処理装置として、例えばＩＣＰ（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ：誘導結合プラズマ）方式を用いた装置も知られている。この装置では、処理容器の天壁を誘電体例えば石英により構成すると共に、載置台上のウェハと同心円状に複数周あるいは渦巻き状に巻回したコイルを天壁上に設置して、このコイルに高周波電圧を供給して処理容器内にウェハの周方向に沿って電界を形成することによって処理ガスをプラズマ化している。そのため、この装置はコイルの巻回位置を変更することにより電界強度分布（プラズマの濃度分布）を容易に調整できるが、誘電体からなる天壁を用いているのでガスシャワーヘッドを設けることができない。即ち、誘電体は加工が難しいためこの誘電体によりガスシャワーヘッドを構成するのは現実的には困難であるし、また金属製のガスシャワーヘッドを天壁上に設けると、コイルの電界がガスシャワーヘッドにより遮断されてしまう。そのため、この装置では処理容器の天壁の例えば中央にガス吐出孔を設けて、このガス吐出孔から処理ガスを供給しているので、処理ガスの分布が不均一になりやすい。
そこで、例えば特許文献１に記載されているように、底部コンデンサ電極６０上のウェハに対向するように頂部コンデンサ電極６２を設けると共に、この頂部コンデンサ電極６２の周囲の天壁を誘電体により構成し、この誘電体上に周方向に巻回した誘導コイル７４を設置する技術が知られている。この技術では、ウェハの中心部側の領域では底部コンデンサ電極６０と頂部コンデンサ電極６２との間に供給する高周波電流により処理ガスをプラズマ化し、ウェハの周縁部側では誘導コイル７４の電界により処理ガスをプラズマ化できる。そのため、例えばこの頂部コンデンサ電極６２の下面に多数のガス吐出孔を形成して、この頂部コンデンサ電極６２から処理ガスを供給することにより、面内に亘って処理ガスの濃度分布を均一化すると共に、ウェハの径方向におけるプラズマの濃度分布を調整できると考えられる。
しかし、更にプラズマの濃度分布を均一化する手法が求められており、例えば既述のパターンマスクの開口径が小さくなるに従って処理の面内均一性が重要になっていくことから、配線構造の微細化が進むにつれてプラズマをより均一化する技術が必要になる。更にまた、現在の３００ｍｍ（１２インチ）サイズのウェハに代えて、４５０ｍｍ（１８インチ）といった大型のウェハが採用される場合には、あるいはＬＣＤ基板の大型化が進むにつれて、これらの基板のサイズに合わせた大きなプラズマを形成するために、プラズマを更に均一に形成する必要がある。また、このような大口径のウェハでは、周方向においてもプラズマ処理のばらつくおそれがあるので、径方向におけるプラズマの分布に加えて、周方向のプラズマの分布についても均一化する技術が必要とされる可能性がある。更に、大型のＬＣＤ基板では、中央部側に比べてエッジ部分においてプラズマ処理のばらつくおそれがあるので、このようなエッジ部においても良好なプラズマ処理が行われるようにプラズマの分布を均一化する必要がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板に対してプラズマ処理を行うにあたり、面内均一性の高い処理を行うことのできるプラズマ処理装置を提供することにある。
本発明のプラズマ処理装置は、
処理容器内に下部電極である載置台と上部電極でありかつ処理ガスの供給部をなすガスシャワーヘッドとを設け、両電極の間にプラズマ発生用の高周波電力を印加して処理ガスをプラズマ化し、そのプラズマにより載置台上の基板に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、
前記上部電極及び下部電極の一方の電極に接続され、前記プラズマ発生用の高周波電力を出力するための第１の高周波電源部と、
この第１の高周波電源部の出力周波数と同じ出力周波数に設定される第２の高周波電源部と、
前記第１の高周波電源部に接続される前記一方の電極を上から見たときに当該一方の電極を囲むように配置され、前記第２の高周波電源部から供給される高周波電力により前記処理容器内に当該処理容器の側壁と前記基板の中央部の上方領域との間を結ぶラインに沿って横方向の電界を形成するための誘導コイルと、
第１の高周波電源部からの高周波電力が供給されることにより前記処理容器内における前記一方の電極付近に発生する横方向の電界と前記誘導コイルにより形成される前記横方向の電界とを合成した電界の強度を調整するために、第１の高周波電源部及び第２の高周波電源部から出力される各々の高周波の互いの位相差を調整するための位相差調整手段と、を備えたことを特徴とする。
処理容器内に下部電極である載置台と上部電極でありかつ処理ガスの供給部をなすガスシャワーヘッドとを設け、両電極の間にプラズマ発生用の高周波電力を印加して処理ガスをプラズマ化し、そのプラズマにより載置台上の基板に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、
前記上部電極及び下部電極の一方の電極に接続され、前記プラズマ発生用の高周波電力を出力するための第１の高周波電源部と、
この第１の高周波電源部の出力周波数と同じ出力周波数に設定される第２の高周波電源部と、
前記第１の高周波電源部に接続される前記一方の電極を上から見たときに当該一方の電極を囲むように配置され、前記第２の高周波電源部から供給される高周波電力により前記処理容器内に当該処理容器の側壁と前記基板の中央部の上方領域との間を結ぶラインに沿って横方向の電界を形成するための誘導コイルと、
第１の高周波電源部からの高周波電力が供給されることにより前記処理容器内における前記一方の電極付近に発生する横方向の電界と前記誘導コイルにより形成される前記横方向の電界とを合成した電界の強度を調整するために、第１の高周波電源部及び第２の高周波電源部から出力される各々の高周波の互いの位相差を調整するための位相差調整手段と、を備えたことを特徴とする。
合成した電界の強度の調整作業は、前記第１の高周波電源部により形成される前記横方向の電界と第２の高周波電源部により形成される前記横方向の電界とを同位相または逆位相に設定する作業であることが好ましい。
前記誘導コイルは、処理容器の周方向に沿って複数配置され、
当該複数の誘導コイルの各々と前記第２の高周波電源部とを接続する各導電路の長さが揃っていることが好ましい。
また、このプラズマ処理装置は、前記ガスシャワーヘッドに接続され、前記誘導コイルにより誘導された前記電界を前記処理容器の中央部側に引き込むための負電圧供給手段を備えたていても良い。
前記位相差調整手段は、前記第１の高周波電源部により形成される前記横方向の電界と第２の高周波電源部により形成される前記横方向の電界との位相差を調整するための制御信号を出力する制御部を備えていることが好ましい。
前記誘導コイルは、処理容器の周方向に沿って複数配置され、
当該複数の誘導コイルの各々と前記第２の高周波電源部とを接続する各導電路の長さが揃っていることが好ましい。
また、このプラズマ処理装置は、前記ガスシャワーヘッドに接続され、前記誘導コイルにより誘導された前記電界を前記処理容器の中央部側に引き込むための負電圧供給手段を備えたていても良い。
前記位相差調整手段は、前記第１の高周波電源部により形成される前記横方向の電界と第２の高周波電源部により形成される前記横方向の電界との位相差を調整するための制御信号を出力する制御部を備えていることが好ましい。
前記制御部は前記第１の高周波電源部により形成される前記横方向の電界と第２の高周波電源部により形成される前記横方向の電界とを同位相に調整するための制御信号と逆位相に調整するための制御信号とを選択的に出力する機能を備えていることが好ましい。
また、このプラズマ処理装置は、基板に対して行われる処理のレシピと、前記位相差調整手段による位相の調整量と、を対応づけて記憶した記憶部を備え、
前記制御部は、この記憶部から前記レシピに応じた前記調整量を読み出して制御信号を出力することが好ましい。
また、このプラズマ処理装置は、基板に対して行われる処理のレシピと、前記位相差調整手段による位相の調整量と、を対応づけて記憶した記憶部を備え、
前記制御部は、この記憶部から前記レシピに応じた前記調整量を読み出して制御信号を出力することが好ましい。
本発明は、平行平板型のプラズマ処理装置において、上から見たときに第１の高周波電源部に接続される上部電極または下部電極を囲むように誘導コイルを配置し、第２の高周波電源部により誘導コイルに高周波電力を供給して処理容器内にこの処理容器の側壁と基板の中央部の上方領域とを結ぶラインに沿って横方向の電界を形成し、この電界と第１の高周波電源部により上部電極または下部電極の一方の電極付近に形成される横方向の電界とにより合成電界を形成している。そして、両者の横方向の電界の位相差を調整することで前記合成電界の大きさを調整しているので、プラズマの発生に関与する制御因子が一つ増えたことになり、このためプラズマの密度分布の調整の自由度が大きくなり、結果として基板に対するプラズマ処理の均一性を向上させることに寄与する効果がある。
［第１の実施の形態：角型コイル、電源共通］
本発明の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第１の実施の形態について、図１〜図４を参照して説明する。
このプラズマエッチング処理装置は、真空チャンバからなる処理容器２１と、この処理容器２１内の底面中央に配設された載置台３と、を備えている。処理容器２１は電気的に接地されており、またこの処理容器２１の底面における載置台３の側方位置には排気口２２が形成されている。この排気口２２には、圧力調整手段である圧力調整バルブ２４ａを備えた排気管２４を介して真空ポンプ等を含む真空排気手段２３が接続されている。処理容器２１の側壁には、ウェハＷの搬入出を行うための搬送口２５が設けられており、この搬送口２５はゲートバルブ２６により開閉可能に構成されている。
本発明の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第１の実施の形態について、図１〜図４を参照して説明する。
このプラズマエッチング処理装置は、真空チャンバからなる処理容器２１と、この処理容器２１内の底面中央に配設された載置台３と、を備えている。処理容器２１は電気的に接地されており、またこの処理容器２１の底面における載置台３の側方位置には排気口２２が形成されている。この排気口２２には、圧力調整手段である圧力調整バルブ２４ａを備えた排気管２４を介して真空ポンプ等を含む真空排気手段２３が接続されている。処理容器２１の側壁には、ウェハＷの搬入出を行うための搬送口２５が設けられており、この搬送口２５はゲートバルブ２６により開閉可能に構成されている。
載置台３は、下部電極３１とこの下部電極３１を下方側から支持する支持体３２とからなり、処理容器２１の底面に絶縁部材３３を介して配設されている。載置台３の上部には静電チャック３４が設けられており、高圧直流電源３５からスイッチ３５ａによりこの静電チャック３４に電圧が印加されることによって、載置台３上にウェハＷが静電吸着される。
載置台３の内部には、温調媒体が通流する温調流路３７が形成されており、この温調媒体によってウェハＷの温度を調整するように構成されている。また、載置台３の内部には熱伝導性ガスをバックサイドガスとしてウェハＷの裏面に供給するためのガス流路３８が形成されており、このガス流路３８は載置台３の上面の複数箇所にて開口している。既述の静電チャック３４には、このガス流路３８に連通する複数の貫通孔３４ａが形成されており、上記のバックサイドガスは、この貫通孔３４ａを介してウェハＷの裏面側に供給される。
載置台３の内部には、温調媒体が通流する温調流路３７が形成されており、この温調媒体によってウェハＷの温度を調整するように構成されている。また、載置台３の内部には熱伝導性ガスをバックサイドガスとしてウェハＷの裏面に供給するためのガス流路３８が形成されており、このガス流路３８は載置台３の上面の複数箇所にて開口している。既述の静電チャック３４には、このガス流路３８に連通する複数の貫通孔３４ａが形成されており、上記のバックサイドガスは、この貫通孔３４ａを介してウェハＷの裏面側に供給される。
下部電極３１には、例えば周波数が１３．５６ＭＨｚ、電力が０〜４０００Ｗのバイアス用の高周波電源３１ａが整合器３１ｂを介して接続されている。この高周波電源３１ａから供給される高周波バイアスは、後述するように、プラズマ中のイオンをウェハＷ側に引き寄せるためのものである。尚、この下部電極３１に供給する高周波の周波数としては、後述のガスシャワーヘッド４に供給する高周数と同じであっても良いし、あるいはこの高周波電源３１ａを設けずに上部１周波のプラズマエッチング処理装置としても良い。
この下部電極３１の外周縁上には、静電チャック３４を囲むようにフォーカスリング３９が配置されており、このフォーカスリング３９を介してプラズマが載置台３上のウェハＷに収束するように構成されている。
この下部電極３１の外周縁上には、静電チャック３４を囲むようにフォーカスリング３９が配置されており、このフォーカスリング３９を介してプラズマが載置台３上のウェハＷに収束するように構成されている。
また、この載置台３に対向するように、処理容器２１の天壁にはガスシャワーヘッド４が上部電極及び処理ガスの供給部として配置されている。このガスシャワーヘッド４は、下面側が円形状に窪んだ例えばアルミニウムなどの導電性部材からなる電極部４２と、この電極部４２の下面側を覆うように設けられた導電性部材例えば多結晶シリコンからなる円板状のシャワープレートをなす支持部材４３と、から構成されている。導電性部材は、この例のように半導体であっても良いが、導体例えば金属であっても良い。この電極部４２と支持部材４３とにより区画される空間は、処理ガスが拡散するガス拡散空間４１をなす。また、載置台３上のウェハＷとガスシャワーヘッド４との間の領域は処理領域をなす。
このガスシャワーヘッド４には、処理領域にプラズマ生成用の電界を形成するための例えば出力周波数が４０ＭＨｚ、電力が５００〜３０００Ｗの第１の高周波電源部４ａが整合器４ｂを介して接続されている。
このガスシャワーヘッド４には、処理領域にプラズマ生成用の電界を形成するための例えば出力周波数が４０ＭＨｚ、電力が５００〜３０００Ｗの第１の高周波電源部４ａが整合器４ｂを介して接続されている。
既述の電極部４２の中央部には、ガス拡散空間４１と連通する処理ガス供給路４５が形成されており、この処理ガス供給路４５の上流側には、ガス供給管４８を介して処理ガス供給系４９が接続されている。この処理ガス供給系４９は、ウェハＷに対して処理ガスを供給するためのものであり、この例では処理ガスとしてエッチング処理を行うためのエッチングガス例えばフロロカーボンガス、塩素（Ｃｌ２）ガス、一酸化炭素（ＣＯ）ガス、臭化水素（ＨＢｒ）ガスあるいはＯ３（オゾン）ガスなどをＡｒ（アルゴン）ガスなどの希釈ガスと共に処理容器２１内に供給できるように構成されている。また、この処理ガス供給系４９は、図示を省略しているが、例えばバルブや流量調整部が介設された複数の分岐路と、これらの分岐路の各々に接続され、上記のエッチングガスや希釈ガスが貯留されたガス源と、を備えており、エッチング処理を行う被エッチング膜の種類に応じて、所定のエッチングガスやＡｒガスを所望の流量比で供給できるように構成されている。
支持部材４３は、例えば上面の周縁に形成された図示しないシール部材などを介して電極部４２に気密に圧着されており、またガス拡散空間４１からウェハＷに対して高い面内均一性をもってガスを供給できるように、多数のガス吐出孔４４が配列されている。また、このガスシャワーヘッド４内には、図示しない温調流体通流路が形成されており、この温調流体通流路を通流する温調流体により当該ガスシャワーヘッド４を温度調整できるように構成されている。
処理容器２１の天壁部における既述のガスシャワーヘッド４を囲むリング状の領域は、外側天板６０をなし、誘電体例えば石英などにより構成されている。この外側天板６０とガスシャワーヘッド４とは、例えば当該外側天板６０の内周端にリング状に形成された図示しないシール部材などによって気密に圧着されており、また下端面の高さ位置が同じ高さとなるように固定されている。この外側天板６０は、外周端において処理容器２１の側壁により支持されており、処理容器２１の天壁（ガスシャワーヘッド４及び外側天板６０）が当該処理容器２１内に入り込んでガスシャワーヘッド４と載置台３とが近接するように、外周端の高さ位置が内周側よりも高くなるように形成されている。また、処理容器２１の側壁の上端部には、周方向に亘ってリング状の溝６１が形成されており、この溝６１内には、例えばＯリングなどのシール部材６２が収納されている。そして、例えば処理容器２１内の雰囲気が既述の真空排気手段２３により真空引きされると、外側天板６０が処理容器２１側に引きつけられて、シール部材６２を介して処理容器２１が気密に構成されることとなる。
この外側天板６０上には、図２及び図３にも示すように、例えば金属からなる導線が複数周巻回された誘導導体である誘導コイル７０が周方向に複数箇所例えば８カ所に等間隔に設けられており、この誘導コイル７０は、ウェハＷの外縁に沿って円弧状に巻回されると共に、上下面が載置台３上のウェハＷの表面と平行になるように角型に形成されている。尚、既述の図１に示すように、この誘導コイル７０は、下側が外側天板６０の内部に入り込むように設けられているが、この図２及び図３では模式的に描画している。
これらの誘導コイル７０は、処理容器２１内における当該誘導コイル７０の下方側の領域つまり上から見たときにガスシャワーヘッド４の下方空間（処理領域）を囲む周縁領域において、外側天板６０を介して電磁誘導により周方向に亘って処理容器２１の側壁とウェハＷの中心部の上方領域との間を結ぶラインに沿って水平に放射状に横方向に伸びる（振幅する）第２の電界Ｅ２を形成するためのものであり、例えば出力周波数が既述の第１の高周波電源部４ａの出力周波数と同じ４０ＭＨｚ、電力が２００〜１２００Ｗの共通の第２の高周波電源部７１に各々導電路７２を介して並列に接続されている。
また、中心部側から外周側に向かう方向と外周側から中心部側に向かう方向との間において振幅を繰り返すこの第２の電界Ｅ２の位相を周方向に亘って揃えるために、これらの誘導コイル７０と第２の高周波電源部７１との間を接続する複数本の導電路７２は、同じ長さのものが用いられており、また各々の誘導コイル７０により形成される各々の電界Ｅ２の大きさを揃えるために、各々のインピーダンスが揃うように、例えば同じ径となっている。この場合は、第２の高周波電源部７１は例えばガスシャワーヘッド４の上方位置であって且つ各誘導コイル７０から等距離の位置に設置され、導電路７２の配線のレイアウトについては後述するように、この導電路７２を、トーナメントを決める組み合わせ線図のごとく配置しても良い。また、図３においては、便宜上一つの誘導コイル７０だけを拡大して示している。また、図２及び図３では図示を簡略化しているが、この誘導コイル７０は多数周巻回されている。既述の図１は、図２におけるＡ−Ａ線で処理容器２１を切断した時の縦断面図を示している。
ここで、第１の高周波電源部４ａからの高周波電力を上部電極（ガスシャワーヘッド４）に供給した時に、ガスシャワーヘッド４と下部電極（載置台３）との間に電界が形成されるが、同時に処理容器２１内におけるガスシャワーヘッド４の下面近傍領域と処理容器２１の側壁との間でその向きが横方向である（横方向に振動する）第１の電界Ｅ１も形成される。この第１の電界Ｅ１の向きはより詳しくは上から見ると処理容器２１の中央部から径方向に放射状に伸びるラインに沿っている。そして、この実施の形態では、第２の高周波電源部７１により誘導コイル７０に高周波電力を供給することにより処理容器２１内に形成される横（径）方向の第２の電界Ｅ２と、前記第１の電界Ｅ１と、の合成電界の強さを調整するために、これら電界Ｅ１、Ｅ２の位相を調整するようにしている。そのために、第１の高周波電源部４ａと第２の高周波電源部７１との出力周波数が同じ値に設定され、第１の高周波電源部４ａから出力される高周波と第２の高周波電源部７１から出力される高周波との位相差を調整できるようにシステムが構成されている。このような位相差の調整方法の一例を挙げる。
第１の高周波電源部４ａ及び第２の高周波電源部７１の各々は、外部から入力されるクロックに基づいて高周波を生成するように構成される。そして、外部にクロック発生源９２を設け、このクロック発生源９２から第１の高周波電源部４ａ及び第２の高周波電源部７１に信号ライン（信号路９５）を分配して引き回し、いずれかの分配信号ライン９５に移相器９１を介在させる。この移相器９１はコントローラからのアナログ信号あるいはデジタル信号によって位相調整できるようになっており、第１の電界Ｅ１と第２の電界Ｅ２との位相差が所望の値、例えば同位相あるいは逆位相となるように、第１の高周波電源部４ａ及び第２の高周波電源部７１の各高周波の位相差が調整される。尚、前記同位相あるいは逆位相とするにあたり、前記出力周波数の位相差を例えば同位相または逆位相とすることで達成できるが、例えば後述のようにシミュレーションによって第１の電界Ｅ１と第２の電界Ｅ２とが同位相の場合には処理領域の中央部側よりも周縁部側の方がプラズマ密度が高くなり、一方逆位相の場合には処理領域の周縁部側よりも中央部側の方がプラズマ密度が高くなることを把握しているので、装置の立ち上げ時にプラズマ密度を複数ポイント測定し、その測定結果により同位相あるいは逆位相のポイントを把握することもできる。
また、図４にも示すように、このプラズマエッチング処理装置には制御部７が接続されている。この制御部７はＣＰＵ１１、プログラム１２、作業用のワークメモリ１３及び記憶部であるメモリ１４を備えている。このメモリ１４には、エッチング処理を行う膜（被エッチング膜）の種類、エッチングガスの種類、ガス流量、処理圧力、ガスシャワーヘッド４に供給する第１の高周波電源部４ａの電力の大きさ及び誘導コイル７０に供給する第２の高周波電源部７１の電力の大きさなどの処理条件と、移相器９１により調整される高周波の位相と、が書き込まれる領域がレシピ毎に設けられている。
後述するように、ウェハＷ上には互いに種類の異なる多層の膜が積層されており、そのためこの多層膜に対してエッチング処理を行う場合には、各々の膜毎にエッチングガスの種類が異なり、また各々の膜毎にエッチングガスの流量や処理圧力などの処理条件も異なる。そのため、処理条件によっては、後述の実施例にも示すように、プラズマの濃度分布がウェハＷの径方向においてばらつく場合がある。
後述するように、ウェハＷ上には互いに種類の異なる多層の膜が積層されており、そのためこの多層膜に対してエッチング処理を行う場合には、各々の膜毎にエッチングガスの種類が異なり、また各々の膜毎にエッチングガスの流量や処理圧力などの処理条件も異なる。そのため、処理条件によっては、後述の実施例にも示すように、プラズマの濃度分布がウェハＷの径方向においてばらつく場合がある。
そこで、本発明では、面内において均一にプラズマエッチング処理を行うために、ウェハＷの径方向においてプラズマの濃度分布がばらつく場合には、このプラズマの濃度が径方向において均一化するように、例えば中央部側においてプラズマの濃度が高くなる場合にはプラズマを周縁部側に引き延ばし、逆に周縁部側においてプラズマの濃度が高くなる場合にはプラズマを中央部側に押し込むようにしている。具体的には、ウェハＷの中央部側のプラズマの濃度が高くなる場合には、処理領域において形成される（振幅する）第１の電界Ｅ１の位相に対して、図５（ａ）に示すように周縁領域の第２の電界Ｅ２の位相が同位相となるように、一方ウェハＷの周縁部側のプラズマの濃度が高くなる場合には同図（ｂ）に示すように第１の電界Ｅ１に対して第２の電界Ｅ２が逆位相になるように、移相器９１により第２の高周波電源部７１に供給する高周波（電圧）の位相を各々の膜（処理条件）毎に調整している。尚、電界Ｅ１、Ｅ２は図５中左右方向に振幅しているため、この図５中ではある瞬間の電界Ｅ１、Ｅ２の向き（位相）を模式的に示している。また、誘導コイル７０中に示した矢印は、この電界Ｅ２が形成されるときに当該誘導コイル７０を通流している高周波の向きを示している。
また、第１の電界Ｅ１と第２の電界Ｅ２との合成電界の大きさを調整する因子として、上記のメモリ１４には、例えば予め実験や計算を行うことにより、各々の膜（レシピ）毎に移相器９１により調整する高周波の位相に加えて高周波電源４ａ、７１から供給する夫々の高周波の電力を求めておき、これらの値を各々のレシピ毎に記憶するようにしている。
上記のプログラム１２は、エッチング処理を行う膜毎にＣＰＵ１１を介してメモリ１４から既述のレシピを作業用のワークメモリ１３に読み出して、このレシピに応じてプラズマエッチング処理装置の各部に制御信号を送り、後述の各ステップを進行させることでエッチング処理を行うように命令が組み込まれている。このプログラム（処理パラメータの入力操作や表示に関するプログラムも含む）１２は、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカード等の記憶媒体８に格納され、この記憶媒体８から制御部７にインストールされる。
上記のプログラム１２は、エッチング処理を行う膜毎にＣＰＵ１１を介してメモリ１４から既述のレシピを作業用のワークメモリ１３に読み出して、このレシピに応じてプラズマエッチング処理装置の各部に制御信号を送り、後述の各ステップを進行させることでエッチング処理を行うように命令が組み込まれている。このプログラム（処理パラメータの入力操作や表示に関するプログラムも含む）１２は、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカード等の記憶媒体８に格納され、この記憶媒体８から制御部７にインストールされる。
次に、上記のプラズマエッチング処理装置の作用について、図６〜図１０を参照して説明する。ここで、被処理基板である半導体ウェハ（以下「ウェハ」という）Ｗについて簡単に説明すると、このウェハＷは、例えば所定のパターンがパターニングされたフォトレジストマスク、例えば有機物からなる反射防止膜、アモルファスカーボン膜、絶縁膜（ＳｉＯ２膜やＳｉＣＯＨ膜）あるいはＰｏｌｙ−Ｓｉ（多結晶シリコン）膜及び例えば無機膜からなるエッチングストップ膜などからなる積層膜が上側からこの順番でシリコン膜上に積層されて構成されている。
先ず、ウェハＷの表面に形成された被エッチング膜に応じたレシピをメモリ１４からワークメモリ１３に読み出す。この例においては、表層の被エッチング膜が例えば反射防止膜であることから、この膜に応じたレシピを読み出しておく。そして、真空雰囲気に保たれた真空搬送室から基板搬送手段（いずれも図示せず）により処理容器２１内にウェハＷを搬入して載置台３に載置して吸着保持した後、ゲートバルブ２６を閉じる。次いで、真空排気手段２３により処理容器２１内を例えば圧力調整バルブ２４ａを全開にして引き切りの状態にすると共に、温調流路３７及びガス流路３８から所定の温度に温調された温調媒体及びバックサイドガスを供給してウェハＷを所定の温度に調整する。
一方、制御部７はレシピを読み出した後、図示しないコントローラに制御信号を出力し、これにより当該コントローラはレシピに記憶された移相量となるように移相器９１を調整する。そして、この調整された移相量に応じた位相差で第１の高周波電源部４ａと第２の高周波電源部７１とから夫々例えば４０ＭＨｚの高周波電力が出力される。これによりガスシャワーヘッド４と載置台３との間に高周波電界が形成されるが、既述のように横（径）方向の第１の電界Ｅ１も発生する。また、誘導コイル７０に高周波電力が供給されることで、処理容器２１の周縁領域には横（径）方向に且つ概略的に言えば放射状に伸びるラインに沿って振動する第２の電界Ｅ２が形成される。また、載置台３に高周波電源３１ａから例えば周波数が１３．５６ＭＨｚ、電力が例えば５００Ｗのバイアス用の高周波を供給する。
そして、処理ガス供給系４９から処理容器２１内に例えばエッチングガスとＡｒガスとからなる処理ガスを供給して処理容器２１内を所定の圧力に調整すると、この処理ガスが処理容器２１内に拡散してガスシャワーヘッド４と載置台３との間に供給される高周波電力によりプラズマ化されていく。また、処理ガスは第１の電界Ｅ１及び第２の電界Ｅ２の合成電界、別の言い方をすれば第２の電界Ｅ２によってその大きさが調整された第１の電界Ｅ１がプラズマの発生に寄与する。
ここで、例えば移相器９１により位相を調整せずに第２の高周波電源部７１に高周波を供給した時に、処理領域のプラズマ濃度が図７に示すように周縁部側よりも中央部側の方が高くなる場合には、既述の図５（ａ）に示すように電界Ｅ１と電界Ｅ２との同位相となるように移相器９１が調整されているので、周縁部側に押し広げられた合成電界が形成され、即ち見かけ上電界Ｅ１が周縁部側に押し広げられて、プラズマの濃度が処理領域内に亘って均一化する。また、周縁領域には電界Ｅ２が形成されており、既述のように各電界Ｅ１、Ｅ２の強度が調整されていることから、外側に向かって押し広げられた電界Ｅ１とこの電界Ｅ２とが重なり合って、図８に示すように面内に亘って均一なプラズマが形成されることとなる。
一方、位相を調整せずに第２の高周波電源部７１に高周波を供給した時のプラズマの濃度が図９に示すように中央部側よりも周縁部側の方が高くなる場合には、既述の図５（ｂ）のように、電界Ｅ１、Ｅ２が互いに逆位相となるように移相器９１が調整されているので、同様に処理領域内に亘ってプラズマの濃度が均一化され、また電界Ｅ１、Ｅ２の強度が調整されているので、面内に亘って均一な濃度のプラズマが形成されることになる。尚、これらの図７及び図９において、プラズマの濃度が高くなる部分には斜線を付してある。
そして、このプラズマが処理ガスに接触すると、当該処理ガスもプラズマ化され、順次プラズマが生成されていくことになる。こうして生成されたプラズマ中のイオンが図１０に示すようにバイアス用の高周波により載置台３側に引き寄せられていくので、垂直性の高いエッチング処理が進行していくこととなる。そして、反射防止膜の下層のアモルファスカーボン膜が露出するまで、当該反射防止膜のエッチング処理を行う。
そして、このプラズマが処理ガスに接触すると、当該処理ガスもプラズマ化され、順次プラズマが生成されていくことになる。こうして生成されたプラズマ中のイオンが図１０に示すようにバイアス用の高周波により載置台３側に引き寄せられていくので、垂直性の高いエッチング処理が進行していくこととなる。そして、反射防止膜の下層のアモルファスカーボン膜が露出するまで、当該反射防止膜のエッチング処理を行う。
その後、処理ガスの供給を停止すると共に、誘導コイル７０及びガスシャワーヘッド４への高周波の供給を停止する。そして、処理容器２１内を真空排気して、続いてエッチング処理を行う膜であるアモルファスカーボン膜に応じたレシピをメモリ１４から読み出し、このアモルファスカーボン膜のエッチング処理を行う。しかる後、アモルファスカーボン膜の下層側の膜に対して、同様に順次レシピを読み出してエッチング処理を行っていく。
上述の実施の形態によれば、上から見たときに第１の高周波電源部４ａに接続されるガスシャワーヘッド４を囲むように誘導コイル７０を配置し、第２の高周波電源部７１により誘導コイル７０に高周波電力を供給して処理容器２１内にこの処理容器２１の側壁とウェハＷの中央部の上方領域とを結ぶラインに沿って横方向の電界Ｅ２を形成し、この電界Ｅ２と第１の高周波電源部４ａによりガスシャワーヘッド４付近に形成される横（径）方向の電界Ｅ１とにより合成電界を形成している。そして、両者の横方向の電界Ｅ１、Ｅ２の位相差を調整することで前記合成電界の大きさを調整しているので、プラズマの発生に関与する制御因子が一つ増えたことになり、このためプラズマの密度分布の調整の自由度が大きくなり、結果としてウェハＷに対するプラズマ処理の均一性を向上させることに寄与する効果がある。
そのため、いわば電界Ｅ１を中央部側に押し込めたり周縁部側に引き延ばしたりすることができるので、処理のレシピに応じて径方向におけるプラズマの濃度分布を均一化することができる。従って、面内に亘ってプラズマの濃度を均一化することができるので、ウェハＷに対して面内均一性の高いプラズマ処理、この例ではエッチング処理を行うことができる。また、第２の高周波電源部７１に供給する高周波の位相を調整するだけで処理領域におけるプラズマの濃度を調整できることから、エッチング処理を行う膜（レシピ）に応じてプラズマの濃度を容易に調整できる。
また、高周波電源４ａ、７１の各々から処理容器２１内に供給する高周波の各々の電力を調整することによって、周縁部側に引き延ばしたり中央部側に押し込めたりするプラズマの量を調整できると共に、処理領域と周縁領域とにおけるプラズマの濃度についても均一化することができるので、更に面内に亘ってプラズマの濃度を均一化できる。
また、高周波電源４ａ、７１の各々から処理容器２１内に供給する高周波の各々の電力を調整することによって、周縁部側に引き延ばしたり中央部側に押し込めたりするプラズマの量を調整できると共に、処理領域と周縁領域とにおけるプラズマの濃度についても均一化することができるので、更に面内に亘ってプラズマの濃度を均一化できる。
更に、上記のように誘導コイル７０に供給する高周波の位相を調整するにあたり、第２の高周波電源部７１と複数の誘導コイル７０の各々との間におけるインピーダンスが各々同じ値となるように、また各々の導電路７２を同じ長さにしているので、誘導コイル７０に供給される高周波の位相及び電界Ｅ２の大きさを周方向に亘って同じように調整することができる。
尚、上記の例では誘導コイル７０を円弧状に巻回し、また上下面が水平となるように角型に形成したが、ウェハＷの中心部側と周縁部側において振幅する電界Ｅ２が形成されるのであれば、例えば円形に巻回しても良いし、あるいは上方から見たときの複数の誘導コイル７０の内周端同士及び外周端同士を夫々結ぶ形状が３角形以上の多角形となるように配置しても良い。また、誘導コイル７０の配置数としては、複数箇所例えば１６箇所でも良いし、２箇所以上であれば良い。
尚、上記の例では誘導コイル７０を円弧状に巻回し、また上下面が水平となるように角型に形成したが、ウェハＷの中心部側と周縁部側において振幅する電界Ｅ２が形成されるのであれば、例えば円形に巻回しても良いし、あるいは上方から見たときの複数の誘導コイル７０の内周端同士及び外周端同士を夫々結ぶ形状が３角形以上の多角形となるように配置しても良い。また、誘導コイル７０の配置数としては、複数箇所例えば１６箇所でも良いし、２箇所以上であれば良い。
また、上記の例ではガスシャワーヘッド４に第１の高周波電源部４ａを接続して上部１周波のプラズマエッチング処理装置あるいは更に載置台３に高周波電源３１ａを接続して上下２周波の装置を構成したが、載置台３に第１の高周波電源部４ａを接続して下部１周波あるいは下部２周波の装置としても良い。この場合には、図１１に示すように、例えば載置台３の周囲に周方向に亘って誘電体部材１０１を配置して、この誘電体部材１０１の下方側に誘導コイル７０が配置されることになる。また、この場合には排気口２２は処理容器２１の天壁例えば外側天板６０あるいは処理容器２１の側壁などに形成される。尚、この場合に外側天板６０を導電体により構成する場合には、当該外側天板６０とガスシャワーヘッド４との間にリング状の絶縁部材１０２を設けることが好ましい。この装置においても、上記の例と同様にプラズマエッチング処理が行われ、同様の効果が得られる。
［第２の実施の形態：平板型コイル、電源共通］
上記の例においては、角型の誘導コイル７０について説明したが、この第２の実施の形態では、第２の電界Ｅ２を形成するために、例えば図１２に示すように、直線状の導線１１１を周方向に亘って放射状に複数本配置している。この例においては、この図１２（ｂ）に示すように、導線１１１の内周端と外周端とが露出するように例えば誘電体からなるリング状の平板１１２内に複数の導線１１１を埋設し、この平板１１２を複数の導線１１１と共に外側天板６０上に設置することになる。
上記の例においては、角型の誘導コイル７０について説明したが、この第２の実施の形態では、第２の電界Ｅ２を形成するために、例えば図１２に示すように、直線状の導線１１１を周方向に亘って放射状に複数本配置している。この例においては、この図１２（ｂ）に示すように、導線１１１の内周端と外周端とが露出するように例えば誘電体からなるリング状の平板１１２内に複数の導線１１１を埋設し、この平板１１２を複数の導線１１１と共に外側天板６０上に設置することになる。
また、これらの複数の導線１１１に対して第２の高周波電源部７１との間のインピーダンスが各々同じ値となるように導電路７２を接続するためには、例えば図１３に示すように、当該導電路７２を既述のトーナメント形状となるように配置すれば良い。具体的には、例えば第２の高周波電源部７１をガスシャワーヘッド４の上位置に設けると共に、図１３（ａ）に示すように、第２の高周波電源部７１から伸びる１本の導電路７２を２本に分岐させ、また当該２本の導電路７２の各々を同様に２本に分岐させ、こうして順次導電路７２を分岐させて各々が同じ長さの複数本の導電路７２を形成する。そして、これら複数本の導電路７２の端部を各々の導線１１１の一端側例えば外周端に接続し、また図１３（ｂ）に示すように、同様に導線１１１の他端側例えば内周端に第２の高周波電源部７１から伸びる各々が同じ長さの別の複数本の導電路７２を接続して、いわばトーナメントの組み合わせを決める線図のごとく当該導電路７２を配線することによって、第２の高周波電源部７１と各々の導線１１１とが同じ長さの導電路７２により接続されることになる。
尚、既述の図１２（ａ）では導線１１１を線状に模式化して示しており、また図１３においては導線１１１の本数を省略して示している。また、図１３では平板１１２の描画を省略しており、この図１３では実際には導電路７２は導線１１１の両端に接続されているが、図が煩雑になるためこの図１３（ａ）と図１３（ｂ）とに分けて導電路７２を描画している。
この例においても、同様にプラズマエッチング処理が行われて同様の効果が得られる。また、角型の誘導コイル７０を設ける場合よりも、各々の導線１１１のインピーダンスが小さくなるので、効率的にプラズマを生成させることができる。この場合においても、既述の図１１と同様に処理容器２１の下方側にこの導線１１１を設置しても良い。
この例においても、同様にプラズマエッチング処理が行われて同様の効果が得られる。また、角型の誘導コイル７０を設ける場合よりも、各々の導線１１１のインピーダンスが小さくなるので、効率的にプラズマを生成させることができる。この場合においても、既述の図１１と同様に処理容器２１の下方側にこの導線１１１を設置しても良い。
また、第２の電界Ｅ２を形成するためには、図１４に示すように、例えばアルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）などの金属からなるリング体２００を外側天板６０上に設けても良い。この図１４中の２１１、２１２は夫々リング体２００の内周側から径方向（外側）に向かって複数箇所に形成されたスリット、リング体２００の内周側と外周側との間に電流を供給するための複数の接点であり、これらの接点２１２、２１２間に高周波電流を供給することによって、既述の導線１１１と同様に径方向に放射状の電界Ｅ２が形成されることとなる。
［第３の実施の形態：角型コイル、複数の電源］
既述の第１の実施の形態においては、共通の第２の高周波電源部７１から複数の誘導コイル７０に高周波を供給したが、この第３の実施の形態では、例えば図１５に示すように、各々の誘導コイル７０毎に第２の高周波電源部７１を接続している。この場合においても、各々の第２の高周波電源部７１と各々の誘導コイル７０との間におけるインピーダンスが同じ値となるように、各々の導電路７２が同じ長さに設定される。また、これらの複数の第２の高周波電源部７１には共通の移相器９１が接続され、移相器９１とこれらの複数の第２の高周波電源部７１との間におけるインピーダンスが同じ値となるように、信号路９５が同じ長さに設定される。この場合の信号路９５の接続方法としては、例えば移相器９１をガスシャワーヘッド４の上方位置に設けると共に、既述のトーナメント形状となるように配置しても良い。
既述の第１の実施の形態においては、共通の第２の高周波電源部７１から複数の誘導コイル７０に高周波を供給したが、この第３の実施の形態では、例えば図１５に示すように、各々の誘導コイル７０毎に第２の高周波電源部７１を接続している。この場合においても、各々の第２の高周波電源部７１と各々の誘導コイル７０との間におけるインピーダンスが同じ値となるように、各々の導電路７２が同じ長さに設定される。また、これらの複数の第２の高周波電源部７１には共通の移相器９１が接続され、移相器９１とこれらの複数の第２の高周波電源部７１との間におけるインピーダンスが同じ値となるように、信号路９５が同じ長さに設定される。この場合の信号路９５の接続方法としては、例えば移相器９１をガスシャワーヘッド４の上方位置に設けると共に、既述のトーナメント形状となるように配置しても良い。
この装置においては、上記の各例と同じようにプラズマエッチング処理を行うようにしても良いが、ウェハＷの径方向におけるプラズマの濃度分布に加えて、ウェハＷの周方向におけるプラズマの濃度分布についても均一化するように構成しても良い。その場合には、具体的には既述の制御部７のメモリ１４には、図１６に示すように、上記の処理条件や高周波電源部４ａから供給する高周波の電力あるいは移相器９１により調整する高周波の位相に加えて、ウェハＷの周方向におけるプラズマの濃度についても均一化するように、各々の誘導コイル７０に供給する高周波の電力の各々の大きさが記憶される領域が各レシピ毎に設けられている。各誘導コイル７０に供給する高周波の電力についても同様に、予め実験や計算を行うことにより求められることになる。
そして、ウェハＷ上の被エッチング膜に対してエッチング処理を行うときには、径方向におけるプラズマの濃度に加えて周方向においてもプラズマの濃度が均一化され、面内に亘って垂直性の高いエッチング処理が行われることになる。この例においては、各々の第２の高周波電源部７１に対して共通の移相器９１を接続するようにしたが、各々の第２の高周波電源部７１に対して別々の移相器９１を設けても良い。
この例においても、既述の図１１のように誘導コイル７０を処理容器２１の下方側に設置しても良いし、また図１２、図１３のようにこの誘導コイル７０として複数本の導線１１１を設けて、これらの複数本の導線１１１に対して各々複数の第２の高周波電源部７１を接続しても良い。
この例においても、既述の図１１のように誘導コイル７０を処理容器２１の下方側に設置しても良いし、また図１２、図１３のようにこの誘導コイル７０として複数本の導線１１１を設けて、これらの複数本の導線１１１に対して各々複数の第２の高周波電源部７１を接続しても良い。
［第４の実施の形態：角型コイル、ＤＣ］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。既述の電極部４２には、図１７に示すように、スイッチ５２を介して例えば０〜−２０００Ｖの負の直流電圧を印加するための直流電源５３が負電圧供給手段として接続されている。この直流電源５３は、図１８に示すように、プラズマの発生時にガスシャワーヘッド４の下方側の領域に電圧の大きさに応じた厚さのシース１２１を形成するためのものであり、このシース１２１によって誘導コイル７０により処理領域の周縁部に形成（誘導）される電界Ｅ２を当該処理領域の中央部側に引き寄せることができるように構成されている。
従って、既述のメモリ１４には、図１９に示すように、処理条件や高周波電源４ａ、７１から供給する高周波電圧の大きさ及び移相器９１により調整する高周波の位相などに加えて、直流電源５３に印加する負の直流電圧の大きさがレシピ毎に記憶されている。この負の直流電圧の大きさについても、予め実験や計算を行うことにより求められることになる。
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。既述の電極部４２には、図１７に示すように、スイッチ５２を介して例えば０〜−２０００Ｖの負の直流電圧を印加するための直流電源５３が負電圧供給手段として接続されている。この直流電源５３は、図１８に示すように、プラズマの発生時にガスシャワーヘッド４の下方側の領域に電圧の大きさに応じた厚さのシース１２１を形成するためのものであり、このシース１２１によって誘導コイル７０により処理領域の周縁部に形成（誘導）される電界Ｅ２を当該処理領域の中央部側に引き寄せることができるように構成されている。
従って、既述のメモリ１４には、図１９に示すように、処理条件や高周波電源４ａ、７１から供給する高周波電圧の大きさ及び移相器９１により調整する高周波の位相などに加えて、直流電源５３に印加する負の直流電圧の大きさがレシピ毎に記憶されている。この負の直流電圧の大きさについても、予め実験や計算を行うことにより求められることになる。
この実施の形態においてエッチング処理を行う時には、各高周波電源４ａ、７１から供給される高周波の電力の大きさ及び高周波電源７１から供給される高周波の位相に加えて、シース１２１により処理容器２１の中央部側に引き寄せられる電界Ｅ２についても調整されるので、面内に亘って電界の密度が更に均一化され、そのためプラズマの量についても面内に亘って均一化することになり、エッチング処理を均一に行うことができる。
尚、この実施の形態においても、図１１のように誘導コイル７０を処理容器２１の下方に設けても良いし、図１２及び図１３のように誘導コイル７０に代えて導線１１１を配置しても良いし、更に複数の誘導コイル７０あるいは複数の導線１１１に個別に第２の高周波電源部７１を接続しても良い。
尚、この実施の形態においても、図１１のように誘導コイル７０を処理容器２１の下方に設けても良いし、図１２及び図１３のように誘導コイル７０に代えて導線１１１を配置しても良いし、更に複数の誘導コイル７０あるいは複数の導線１１１に個別に第２の高周波電源部７１を接続しても良い。
［第５の実施の形態：角型基板］
上記の各例においては、円形のウェハＷについて説明したが、この第５の実施の形態で説明するように、角型の基板例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：液晶ディスプレイ）用のガラス基板（以下、ＬＣＤ基板という）Ｇに本発明を適用しても良い。この場合には、図２０（ａ）に示すように、プラズマエッチング処理装置としては、上方から見たときの平面形状が角型の処理容器２１及びガスシャワーヘッド４が用いられることになり、誘導コイル７０については当該ＬＣＤ基板Ｇの外縁に沿って直線状に伸びる軸の回りに巻回されることになる。この例においては、上から見たときに処理容器２１の側壁とＬＣＤ基板Ｇの中央の上方領域とを結ぶラインに沿って横方向の電界が形成されることになる。尚、この例において上記のラインとは、処理容器２１の側壁からＬＣＤ基板Ｇの縦横のいずれかの辺に水平に直交して伸びるラインを言う。
このような角型のＬＣＤ基板Ｇにおいても、既述のウェハＷと同様にエッチング処理が均一に行われ、同様の効果が得られる。
上記の各例においては、円形のウェハＷについて説明したが、この第５の実施の形態で説明するように、角型の基板例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：液晶ディスプレイ）用のガラス基板（以下、ＬＣＤ基板という）Ｇに本発明を適用しても良い。この場合には、図２０（ａ）に示すように、プラズマエッチング処理装置としては、上方から見たときの平面形状が角型の処理容器２１及びガスシャワーヘッド４が用いられることになり、誘導コイル７０については当該ＬＣＤ基板Ｇの外縁に沿って直線状に伸びる軸の回りに巻回されることになる。この例においては、上から見たときに処理容器２１の側壁とＬＣＤ基板Ｇの中央の上方領域とを結ぶラインに沿って横方向の電界が形成されることになる。尚、この例において上記のラインとは、処理容器２１の側壁からＬＣＤ基板Ｇの縦横のいずれかの辺に水平に直交して伸びるラインを言う。
このような角型のＬＣＤ基板Ｇにおいても、既述のウェハＷと同様にエッチング処理が均一に行われ、同様の効果が得られる。
このような角型のＬＣＤ基板Ｇにおいては、例えば中央部側よりもエッジ（コーナー）部のプラズマ処理がばらついてしまう場合があるので、その場合には、同図（ｂ）に示すように、上記の同図（ａ）に示す誘導コイル７０に加えて、当該エッジ部に臨むように誘導コイル７０ａを配置しても良い。このようにエッジ部に対して誘導コイル７０ａを配置することにより、更に面内均一性の高いエッチング処理を行うことができる。
尚、このような角型のＬＣＤ基板Ｇに対しても、既述のように処理容器２１の下方に誘導コイル７０を配置しても良いし、誘導コイル７０に代えて導線１１１を設けても良いし、複数の誘導コイル７０や導線１１１に対して複数の第２の高周波電源部７１を個別に接続したりあるいは負の直流電源５３を設けたりしても良い。
尚、このような角型のＬＣＤ基板Ｇに対しても、既述のように処理容器２１の下方に誘導コイル７０を配置しても良いし、誘導コイル７０に代えて導線１１１を設けても良いし、複数の誘導コイル７０や導線１１１に対して複数の第２の高周波電源部７１を個別に接続したりあるいは負の直流電源５３を設けたりしても良い。
上記の各例においては、プラズマ生成用の第１の電界Ｅ１を形成するためにガスシャワーヘッド４に供給する高周波に加えて、誘導コイル７０にも高周波を供給しているので、この誘導コイル７０を設けない場合よりも処理容器２１内に供給されるエネルギーが増加するため、容易にプラズマを得ることができる。
また、上記の各例においては、高周波の位相を調整するにあたり、クロック発生源９２と第２の高周波電源部７１との間に移相器９１を介設したが、クロック発生源９２と第２の高周波電源部７１との間には設けずにクロック発生源９２と第１の高周波電源部４ａとの間に移相器９１を介設し、第１の高周波電源部４ａに供給する高周波の位相を調整するようにしても良い。この場合には、例えばガスシャワーヘッド４に供給する高周波電力を複数のレシピ毎に共通化して、誘導コイル７０に供給する高周波電力により径方向におけるプラズマの濃度を調整しても良い。更に、クロック発生源９２と第１の高周波電源部４ａ及び第２の高周波電源部７１との間に各々移相器９１を設けて、夫々の高周波電源４ａ、７１に供給する高周波の位相の各々を調整しても良い。更にまた、第１の高周波電源部４ａと第２の高周波電源部７１とに対して共通のクロック発生源９２から高周波を供給したが、夫々別のクロック発生源９２、９２を接続しても良い。その場合には、クロック発生源９２と第１の高周波電源部４ａ及び第２の高周波電源部７１との間の各々に移相器９１を設けても良いし、あるいは一方の高周波電源４ａ（７１）と他方の高周波電源７１（４ａ）とに供給される高周波の位相差を予め求めておき、一方の高周波電源４ａ（７１）にだけ移相器９１を設けて、他方の高周波電源７１（４ａ）に対する一方の高周波電源４ａ（７１）の位相を調整するようにしても良い。
また、ガスシャワーヘッド４及び誘導コイル７０に供給する高周波の周波数としては、上記の４０ＭＨｚ以外にも、後述の実施例に示すように、１３．５６ＭＨｚや１００ＭＨｚなどであっても良いし、あるいはそれ以外の例えば６０ＭＨｚなどであっても良い。更に、上記の例ではガスシャワーヘッド４と誘導コイル７０とに対して同じ周波数の高周波を供給する例について説明したが、例えばガスシャワーヘッド４と誘導コイル７０との一方に供給する高周波の周波数に対して他方に供給する高周波の周波数が２倍、３倍あるいは整数倍となる高周波を用いても良い。また、第１の高周波電源部４ａ及び第２の高周波電源部７１から供給する高周波の位相が同じ位相（位相差：０度）あるいは逆位相（位相差：１８０度）となる例について説明したが、例えば位相差が４５度などといった値となるように移相器９１を調整しても良い。
上記の例においては、誘導コイル７０（導線１１１）を処理容器２１の外側に設置するようにしたが、外側天板６０（誘電体部材１０１）を上側部分と下側部分との分割構造体（いずれも図示せず）として構成すると共に、この下側部分に例えば周方向に複数の凹部を等間隔に形成して、この凹部内に誘導コイル７０（導線１１１）を収納しても良い。また、例えば処理容器２１内に誘導コイル７０（導線１１１）を設置するようにしても良い。
尚、処理容器２１内に電界Ｅ２を形成するためには単相コイルに限らず、例えばスター結線あるいは△結線された三相コイルを処理容器２１の周方向に配置するようにしても良い。
尚、処理容器２１内に電界Ｅ２を形成するためには単相コイルに限らず、例えばスター結線あるいは△結線された三相コイルを処理容器２１の周方向に配置するようにしても良い。
上記の各例においては、プラズマ処理としてエッチング処理を例に挙げて説明したが、本発明のプラズマエッチング処理装置を例えばプラズマを用いたＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を利用した成膜処理装置に適用しても良いし、アッシング装置に適用しても良い。例えば成膜装置においては、成膜ガスの種類やガス流量、圧力などの処理条件に応じて高周波電源４ａ、７１から供給される高周波電力の大きさや移相器９１において調整される高周波の位相がレシピに記憶され、面内において均一な成膜速度で成膜処理が行われることとなる。
（実験例１）
誘導コイル７０に高周波を供給せずに、高周波電源４ａからガスシャワーヘッド４に高周波を供給して処理ガスをプラズマ化した時に、面内におけるプラズマ（電子）が処理条件に応じてどのように分布するか確認する実験を行った。実験は低圧力（２．７Ｐａ（２０ｍＴｏｒｒ））及び高圧力（１３．３Ｐａ（１００ｍＴｏｒｒ））にて行い、ラングミュアープローブを用いて処理容器２１の中央から周縁におけるプラズマ密度を測定した。そして、図２１（ａ）に例えば処理容器２１内の圧力が低い場合について、同図（ｂ）に例えば処理容器２１内の圧力が高い場合について得られた結果を示す。この結果から、圧力が低い場合には、ガスシャワーヘッド４と対極（載置台３）とが電気的に結合し、統計（Ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ）加熱となり、そのため中央部でのプラズマ密度が強くなり、逆に周縁部ではプラズマ密度が弱くなることが分かった。一方、圧力が高い場合には、ガスシャワーヘッド４と処理容器２１の側壁とが電気的に結合し、誘導（Ｏｈｍｉｃ）加熱により中央部側よりも周縁部側においてプラズマの密度が強くなることが分かった。
このような中央部側と周縁部側とにおけるプラズマ密度の偏析は、圧力だけでなく様々な処理条件により起こっていた。従って、既述のように、面内に亘って均一にプラズマエッチング処理を行うためには、処理条件毎にプラズマ密度を均一化する必要のあることが分かった。
誘導コイル７０に高周波を供給せずに、高周波電源４ａからガスシャワーヘッド４に高周波を供給して処理ガスをプラズマ化した時に、面内におけるプラズマ（電子）が処理条件に応じてどのように分布するか確認する実験を行った。実験は低圧力（２．７Ｐａ（２０ｍＴｏｒｒ））及び高圧力（１３．３Ｐａ（１００ｍＴｏｒｒ））にて行い、ラングミュアープローブを用いて処理容器２１の中央から周縁におけるプラズマ密度を測定した。そして、図２１（ａ）に例えば処理容器２１内の圧力が低い場合について、同図（ｂ）に例えば処理容器２１内の圧力が高い場合について得られた結果を示す。この結果から、圧力が低い場合には、ガスシャワーヘッド４と対極（載置台３）とが電気的に結合し、統計（Ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ）加熱となり、そのため中央部でのプラズマ密度が強くなり、逆に周縁部ではプラズマ密度が弱くなることが分かった。一方、圧力が高い場合には、ガスシャワーヘッド４と処理容器２１の側壁とが電気的に結合し、誘導（Ｏｈｍｉｃ）加熱により中央部側よりも周縁部側においてプラズマの密度が強くなることが分かった。
このような中央部側と周縁部側とにおけるプラズマ密度の偏析は、圧力だけでなく様々な処理条件により起こっていた。従って、既述のように、面内に亘って均一にプラズマエッチング処理を行うためには、処理条件毎にプラズマ密度を均一化する必要のあることが分かった。
（実験例２）
そこで、ガスシャワーヘッド４に高周波電源４ａから高周波を供給すると共に、誘導コイル７０に高周波を供給することにより、プラズマ密度がどのように変化するか確認する実験を行った。先ず、誘導コイル７０を用いずに処理容器２１内のプラズマの濃度が均一化するように処理条件（第１の高周波電源部４ａ：１３．４５ＭＨｚ、５０Ｖ）を調整した。そして、この処理条件において第１の高周波電源部４ａ（１３．５６ＭＨｚ）と同じ周波数で電圧が２０Ｖの高周波を第２の高周波電源部７１から誘導コイル７０に供給して、このプラズマの分布がどのように変化するか測定した。この時、電界Ｅ１に対して電界Ｅ２の向きが逆位相及び同位相となるように誘導コイル７０に供給する高周波の位相を夫々調整して、これらの例と誘導コイル７０に高周波を供給しなかった場合（比較対象）と比較した。この結果を図２２及び図２３に示す。
そこで、ガスシャワーヘッド４に高周波電源４ａから高周波を供給すると共に、誘導コイル７０に高周波を供給することにより、プラズマ密度がどのように変化するか確認する実験を行った。先ず、誘導コイル７０を用いずに処理容器２１内のプラズマの濃度が均一化するように処理条件（第１の高周波電源部４ａ：１３．４５ＭＨｚ、５０Ｖ）を調整した。そして、この処理条件において第１の高周波電源部４ａ（１３．５６ＭＨｚ）と同じ周波数で電圧が２０Ｖの高周波を第２の高周波電源部７１から誘導コイル７０に供給して、このプラズマの分布がどのように変化するか測定した。この時、電界Ｅ１に対して電界Ｅ２の向きが逆位相及び同位相となるように誘導コイル７０に供給する高周波の位相を夫々調整して、これらの例と誘導コイル７０に高周波を供給しなかった場合（比較対象）と比較した。この結果を図２２及び図２３に示す。
図２２（ａ）は比較対象のプラズマ密度を示しており、同図（ｂ）及び図２３（ａ）は電界Ｅ１に対して電界Ｅ２が逆位相となり、図２２（ｃ）及び図２３（ｂ）は電界Ｅ１と電界Ｅ２とが同位相となるように高周波の位相を調整したときのプラズマの密度分布を示している。その結果、電界Ｅ１に対して逆位相の電界Ｅ２を形成することによりプラズマが中央部側に押し込められ、いわば電界Ｅ１が中央部側に閉じこめられていることが分かる。一方、電界Ｅ１と同位相の電界Ｅ２を形成することによりプラズマが周縁部側に引き寄せられているが、例えば処理容器２１の側壁に吸収されるプラズマはほとんど見られず、そのためプラズマのエネルギー損失はほとんど起こっていないことが分かった。従って、電界Ｅ１と電界Ｅ２とが同位相あるいは逆位相となるように誘導コイル７０に供給する高周波の位相を調整することにより、プラズマの濃度が面内において均一化するようにプラズマ密度を調整できることが分かった。
（実験例３）
次に、上記の実験２の各例について、数値シミュレーションを用いて処理容器２１内の全電流密度を計算した。この結果を図２４に示す。この結果からも、電界Ｅ１に対して電界Ｅ２が逆位相となることによりプラズマが中央部側に押し込まれ、逆に電界Ｅ１と電界Ｅ２とが同位相となることによりプラズマが周縁部側に引き寄せられていることが分かった。
次に、上記の実験２の各例について、数値シミュレーションを用いて処理容器２１内の全電流密度を計算した。この結果を図２４に示す。この結果からも、電界Ｅ１に対して電界Ｅ２が逆位相となることによりプラズマが中央部側に押し込まれ、逆に電界Ｅ１と電界Ｅ２とが同位相となることによりプラズマが周縁部側に引き寄せられていることが分かった。
（実験例４）
上記の実験例３と同じ数値シミュレーションを用いてガスシャワーヘッド４及び誘導コイル７０に供給する高周波の周波数を４０ＭＨｚ（図２５）及び１００ＭＨｚ（図２６）に変えて行った結果を示す。その結果、ガスシャワーヘッド４及び誘導コイル７０に供給する高周波の周波数に寄らずに同様の結果が得られることが分かった。
上記の実験例３と同じ数値シミュレーションを用いてガスシャワーヘッド４及び誘導コイル７０に供給する高周波の周波数を４０ＭＨｚ（図２５）及び１００ＭＨｚ（図２６）に変えて行った結果を示す。その結果、ガスシャワーヘッド４及び誘導コイル７０に供給する高周波の周波数に寄らずに同様の結果が得られることが分かった。
Ｇ ＬＣＤ基板
Ｗ ウェハ
Ｅ１ 第１の電界
Ｅ２ 第２の電界
３ 載置台
４ ガスシャワーヘッド
４ａ 第１の高周波電源部
２１ 処理容器
７０ 誘導コイル
７１ 第２の高周波電源部
９１ 移相器
９２ クロック発生源
Ｗ ウェハ
Ｅ１ 第１の電界
Ｅ２ 第２の電界
３ 載置台
４ ガスシャワーヘッド
４ａ 第１の高周波電源部
２１ 処理容器
７０ 誘導コイル
７１ 第２の高周波電源部
９１ 移相器
９２ クロック発生源
Claims (7)
- 処理容器内に下部電極である載置台と上部電極でありかつ処理ガスの供給部をなすガスシャワーヘッドとを設け、両電極の間にプラズマ発生用の高周波電力を印加して処理ガスをプラズマ化し、そのプラズマにより載置台上の基板に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、
前記上部電極及び下部電極の一方の電極に接続され、前記プラズマ発生用の高周波電力を出力するための第１の高周波電源部と、
この第１の高周波電源部の出力周波数と同じ出力周波数に設定される第２の高周波電源部と、
前記第１の高周波電源部に接続される前記一方の電極を上から見たときに当該一方の電極を囲むように配置され、前記第２の高周波電源部から供給される高周波電力により前記処理容器内に当該処理容器の側壁と前記基板の中央部の上方領域との間を結ぶラインに沿って横方向の電界を形成するための誘導コイルと、
第１の高周波電源部からの高周波電力が供給されることにより前記処理容器内における前記一方の電極付近に発生する横方向の電界と前記誘導コイルにより形成される前記横方向の電界とを合成した電界の強度を調整するために、第１の高周波電源部及び第２の高周波電源部から出力される各々の高周波の互いの位相差を調整するための位相差調整手段と、を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 合成した電界の強度の調整作業は、前記第１の高周波電源部により形成される前記横方向の電界と第２の高周波電源部により形成される前記横方向の電界とを同位相または逆位相に設定する作業であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
- 前記誘導コイルは、処理容器の周方向に沿って複数配置され、
当該複数の誘導コイルの各々と前記第２の高周波電源部とを接続する各導電路の長さが揃っていることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。 - 前記ガスシャワーヘッドに接続され、前記誘導コイルにより誘導された前記電界を前記処理容器の中央部側に引き込むための負電圧供給手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
- 前記位相差調整手段は、前記第１の高周波電源部により形成される前記横方向の電界と第２の高周波電源部により形成される前記横方向の電界との位相差を調整するための制御信号を出力する制御部を備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
- 前記制御部は、前記第１の高周波電源部により形成される前記横方向の電界と第２の高周波電源部により形成される前記横方向の電界とを同位相に調整するための制御信号と逆位相に調整するための制御信号とを選択的に出力する機能を備えてい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。
- 基板に対して行われる処理のレシピと、前記位相差調整手段による位相の調整量と、を対応づけて記憶した記憶部を備え、
前記制御部は、この記憶部から前記レシピに応じた前記調整量を読み出して制御信号を出力することを特徴とする請求項５または６に記載のプラズマ処理装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008294871A JP5391659B2 (ja) | 2008-11-18 | 2008-11-18 | プラズマ処理装置 |
| PCT/JP2009/069492 WO2010058771A1 (ja) | 2008-11-18 | 2009-11-17 | プラズマ処理装置 |
| US13/129,541 US20110240222A1 (en) | 2008-11-18 | 2009-11-17 | Plasma processing apparatus |
| KR1020117009509A KR101255900B1 (ko) | 2008-11-18 | 2009-11-17 | 플라즈마 처리 장치 |
| CN2009801421804A CN102197464A (zh) | 2008-11-18 | 2009-11-17 | 等离子体处理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008294871A JP5391659B2 (ja) | 2008-11-18 | 2008-11-18 | プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010123689A JP2010123689A (ja) | 2010-06-03 |
| JP5391659B2 true JP5391659B2 (ja) | 2014-01-15 |
Family
ID=42198210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008294871A Expired - Fee Related JP5391659B2 (ja) | 2008-11-18 | 2008-11-18 | プラズマ処理装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20110240222A1 (ja) |
| JP (1) | JP5391659B2 (ja) |
| KR (1) | KR101255900B1 (ja) |
| CN (1) | CN102197464A (ja) |
| WO (1) | WO2010058771A1 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8869741B2 (en) * | 2008-12-19 | 2014-10-28 | Lam Research Corporation | Methods and apparatus for dual confinement and ultra-high pressure in an adjustable gap plasma chamber |
| US9396908B2 (en) * | 2011-11-22 | 2016-07-19 | Lam Research Corporation | Systems and methods for controlling a plasma edge region |
| JP6010305B2 (ja) * | 2012-02-07 | 2016-10-19 | 東京エレクトロン株式会社 | 誘導結合プラズマ用アンテナユニット、誘導結合プラズマ処理装置および誘導結合プラズマ処理方法 |
| US9161428B2 (en) | 2012-04-26 | 2015-10-13 | Applied Materials, Inc. | Independent control of RF phases of separate coils of an inductively coupled plasma reactor |
| US20130284369A1 (en) * | 2012-04-26 | 2013-10-31 | Applied Materials, Inc. | Two-phase operation of plasma chamber by phase locked loop |
| US9312106B2 (en) * | 2013-03-13 | 2016-04-12 | Applied Materials, Inc. | Digital phase controller for two-phase operation of a plasma reactor |
| JP6446418B2 (ja) * | 2016-09-13 | 2018-12-26 | 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ | 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム |
| US11158489B2 (en) | 2016-11-08 | 2021-10-26 | Applied Materials, Inc. | Methods and systems to modulate film stress |
| US11742187B2 (en) * | 2016-12-27 | 2023-08-29 | Evatec Ag | RF capacitive coupled etch reactor |
| US10629415B2 (en) * | 2017-03-28 | 2020-04-21 | Asm Ip Holding B.V. | Substrate processing apparatus and method for processing substrate |
| US11551909B2 (en) * | 2017-10-02 | 2023-01-10 | Tokyo Electron Limited | Ultra-localized and plasma uniformity control in a plasma processing system |
| CN108695150B (zh) * | 2018-05-22 | 2020-11-27 | 朝阳微电子科技股份有限公司 | 一种半导体晶圆批量刻蚀方法 |
| CN108899275B (zh) * | 2018-07-20 | 2021-03-02 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 一种等离子体刻蚀方法 |
| US11655540B2 (en) * | 2020-06-26 | 2023-05-23 | Applied Materials, Inc. | Methods and apparatus for adjusting wafer performance using multiple RF generators |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW249313B (ja) * | 1993-03-06 | 1995-06-11 | Tokyo Electron Co | |
| US5619103A (en) * | 1993-11-02 | 1997-04-08 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Inductively coupled plasma generating devices |
| US5710486A (en) * | 1995-05-08 | 1998-01-20 | Applied Materials, Inc. | Inductively and multi-capacitively coupled plasma reactor |
| TW279240B (en) * | 1995-08-30 | 1996-06-21 | Applied Materials Inc | Parallel-plate icp source/rf bias electrode head |
| US5573595A (en) * | 1995-09-29 | 1996-11-12 | Lam Research Corporation | Methods and apparatus for generating plasma |
| US6178920B1 (en) * | 1997-06-05 | 2001-01-30 | Applied Materials, Inc. | Plasma reactor with internal inductive antenna capable of generating helicon wave |
| US6310577B1 (en) * | 1999-08-24 | 2001-10-30 | Bethel Material Research | Plasma processing system with a new inductive antenna and hybrid coupling of electronagnetic power |
| AU2001239906A1 (en) * | 2000-03-01 | 2001-09-12 | Tokyo Electron Limited | Electrically controlled plasma uniformity in a high density plasma source |
| US20040194890A1 (en) * | 2001-09-28 | 2004-10-07 | Tokyo Electron Limited | Hybrid plasma processing apparatus |
| JP3643580B2 (ja) * | 2002-11-20 | 2005-04-27 | 株式会社東芝 | プラズマ処理装置及び半導体製造装置 |
| JP3896128B2 (ja) * | 2004-07-29 | 2007-03-22 | シャープ株式会社 | 高周波プラズマ処理装置および高周波プラズマ処理方法 |
| US8012306B2 (en) * | 2006-02-15 | 2011-09-06 | Lam Research Corporation | Plasma processing reactor with multiple capacitive and inductive power sources |
| US8911590B2 (en) * | 2006-02-27 | 2014-12-16 | Lam Research Corporation | Integrated capacitive and inductive power sources for a plasma etching chamber |
| JP4904202B2 (ja) * | 2006-05-22 | 2012-03-28 | ジーイーエヌ カンパニー リミッテッド | プラズマ反応器 |
| US7837826B2 (en) * | 2006-07-18 | 2010-11-23 | Lam Research Corporation | Hybrid RF capacitively and inductively coupled plasma source using multifrequency RF powers and methods of use thereof |
| KR100845285B1 (ko) * | 2006-09-08 | 2008-07-09 | 삼성전자주식회사 | 플라즈마 생성장치 및 생성방법 |
| JP2008198659A (ja) * | 2007-02-08 | 2008-08-28 | Tokyo Electron Ltd | プラズマエッチング方法 |
| US20080236490A1 (en) * | 2007-03-29 | 2008-10-02 | Alexander Paterson | Plasma reactor with an overhead inductive antenna and an overhead gas distribution showerhead |
| KR101245430B1 (ko) * | 2008-07-11 | 2013-03-19 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법 |
-
2008
- 2008-11-18 JP JP2008294871A patent/JP5391659B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2009
- 2009-11-17 KR KR1020117009509A patent/KR101255900B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2009-11-17 US US13/129,541 patent/US20110240222A1/en not_active Abandoned
- 2009-11-17 CN CN2009801421804A patent/CN102197464A/zh active Pending
- 2009-11-17 WO PCT/JP2009/069492 patent/WO2010058771A1/ja active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2010058771A1 (ja) | 2010-05-27 |
| JP2010123689A (ja) | 2010-06-03 |
| US20110240222A1 (en) | 2011-10-06 |
| KR20110059797A (ko) | 2011-06-03 |
| CN102197464A (zh) | 2011-09-21 |
| KR101255900B1 (ko) | 2013-04-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5391659B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| KR101245430B1 (ko) | 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법 | |
| TWI611735B (zh) | 電漿處理裝置（一） | |
| US10090160B2 (en) | Dry etching apparatus and method | |
| TWI469238B (zh) | 電漿蝕刻處理裝置及電漿蝕刻處理方法 | |
| US9793130B2 (en) | Method for processing object to be processed | |
| JP5309847B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| TWI621376B (zh) | Plasma processing device (2) | |
| JP4699127B2 (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
| JP4838612B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP2006203210A (ja) | 半導体プラズマ処理装置及び方法 | |
| JP2008244063A (ja) | プラズマ処理装置 | |
| TW201143547A (en) | Plasma processing apparatus | |
| JP6807775B2 (ja) | 成膜方法及びプラズマ処理装置 | |
| TW201301382A (zh) | 電漿處理裝置及電漿處理方法 | |
| JP4935149B2 (ja) | プラズマ処理用の電極板及びプラズマ処理装置 | |
| JP5332362B2 (ja) | プラズマ処理装置、プラズマ処理方法及び記憶媒体 | |
| JP6096762B2 (ja) | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 | |
| JP2012049376A (ja) | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 | |
| TW201447963A (zh) | 感應耦合電漿處理裝置 | |
| TW201340789A (zh) | 感應耦合電漿用天線單元及感應耦合電漿處理裝置 | |
| TW201944452A (zh) | 用於半導體處理及配備的磁感應電漿源 | |
| JP3847581B2 (ja) | プラズマ処理装置およびプラズマ処理システム | |
| WO2023175690A1 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| KR101994480B1 (ko) | 게이트 절연막 형성 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110913 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130917 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130930 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |