JPH0661185A

JPH0661185A - プラズマ処理装置

Info

Publication number: JPH0661185A
Application number: JP23270592A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kawakami; 聡川上; Yorinobu Fukuda; 頼信福田
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1992-08-06
Filing date: 1992-08-06
Publication date: 1994-03-04

Abstract

(57)【要約】【目的】装置を煩雑化させることなく、被処理体の面
内でのプラズマ処理の均一性を向上させることができる
プラズマ処理装置を提供すること。【構成】プロセスチャンバー１０内は、上部電極５
０、単一のＲＦ電極２６に接続された下部載置電極２
２、回転可能なマグネット３０によりプラズマ生成可能
であり、これによりウエハ２０を枚葉式にプラズマ処理
できる。上部電極５０は、第１、第２、第３の電極５
２、５４、５６にゾーン毎に分割され、それぞれの間に
は、第１、第２、第３の絶縁部材６２、６４、６６が介
在している。また、上部電極５０には、高周波ケーブル
７０が並列接続され、第１、第２、第３のインピーダン
ス可変部８２、８４、８６を介して接地される。これに
より、各ゾーン毎の経路に対応して、インピーダンスを
異ならせることが可能となり、これによりプラズマ処理
の均一性を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁場形成手段より発生
する変動磁場をシールドする磁気シールド部材を備える
プラズマ処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、１６ＭＤＲＡＭなどＬＳＩの高集
積化に伴い、半導体プロセスは０. ４μｍから０. ２μ
ｍへとより微細化が進み、またウエハの口径も８インチ
から１２インチへとより大口径化が進んでいる。更に、
プラズマ処理装置が処理するものとして、ＬＣＤなど半
導体ウエハ以外の大型の被処理体を処理する必要性が生
じている。

【０００３】このような半導体プロセスの微細化、ウエ
ハの大口径化、被処理体の大型化に伴い、これらのウエ
ハを処理するプラズマ処理装置としては、従来のバッチ
式のプラズマ処理装置に代わって、枚葉式のプラズマ処
理装置が主流となってきている。例えばドライエッチ、
特にＲＩＥ装置では８０％以上が枚葉式の装置になって
いる。また、スパッタ装置ではほとんど枚葉式の装置が
使用されるようになっている。

【０００４】このような、枚葉式プラズマ処理装置に要
求される性能としては、プロセスの微細化に対応して、
より高精度のプロセス処理を行うこと、また、ウエハの
大口径化に対応して、ウエハの面内でのプラズマ処理の
均一性を向上させることである。特に、ウエハ面内での
処理の均一性の向上は、ウエハの歩留まり、プロセス精
度の微細化、プロセスの安定化に大きな影響を与えるた
め、最も大きな技術的課題となっている。

【０００５】ところで、従来のバッチ式プラズマ装置で
は、多数のウエハを一度に処理する必要があるため、装
置が大型化し、これにより、プラズマを生成するための
電極も巨大化していた。そして、この電極の巨大化によ
り、導電性材料で形成された電極であるにもかかわら
ず、電極の表面電位が場所によって異なる部分が生じ、
これにより、プラズマ生成の均一性が保てないという事
態が生じた。このような問題点を解決する手段として、
例えば特開昭５８ー４２２２６号公報、また、特開昭５
５ー１４５１００号公報に開示されたものがある。

【０００６】しかし、これらの解決手段が適用されるの
は共にバッチ式プラズマ装置であり、また、これらの解
決手段が解決しようとする課題は、巨大化する電極によ
り生じる弊害を防止することにあった。また、特開昭５
８ー４２２２６号公報に開示された解決手段は、巨大化
した電極を細分化して、それぞれに別個のＲＦ電源を接
続して、前記した電極の表面電位の変動を防止するとい
うものである。しかし、このような解決手段を適用した
装置では、ＲＦ電源の数が複数となり、かさばり、コス
トも高くなるだけではなく、制御パラメータが増すため
操作性にも難点があった。従って、多数のウエハを処理
するために大型化が許されるバッチ式プラズマ処理装置
には向いているが、一枚のウエハを処理するために小型
化が要求される枚葉式プラズマ処理装置に適用するには
不向きの手段であった。また、特開昭５８ー１４５１０
０号公報に開示された解決手段は、１の巨大電極に複数
個のＲＦ供給端子を設け、このＲＦ供給端子におけるバ
イアス電圧を検出して、この電圧が等しくなるように設
定することでプラズマ処理の均一化を図るというもので
ある。しかしこのような解決手段を適用した装置では、
複数のＲＦ電源供給端子が設けられるのは導電性材料で
形成された単一の電極であった。従って、ＲＦ電源の周
波数の波長よりも大きいような大型の電極の表面電位の
制御をすることはできるが、小型の電極の表面電位の制
御を行うのは非常に困難であった。従って、大型電極を
用いるバッチ式プラズマ処理装置において、各ウエハ間
のプラズマ処理の均一性を向上させることはできるが、
小型電極を用いる枚葉式プラズマ処理装置において、ウ
エハ面内のプラズマ処理の均一性を向上させることは事
実上不可能であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、プラズマ処理装置において処理するウエハ
の面内でのプラズマ処理の均一性を向上させることにあ
る。

【０００８】処理するウエハの大口径化例えば８イン
チ、１２インチ化への移行、ＬＣＤなど処理する被処理
体の大型化、また、プロセスのサブミクロン化により、
ウエハ面内でのプラズマ処理の不均一性を原因とする各
種の問題が生じるようになった。例えばエッチング処理
を例にとれば、ウエハ面内でのエッチングレートの不均
一性があると、ウエハ面内のある部分ではエッチング過
剰によりパターンが切断等し、別のある部分ではエッチ
ング不足によりパターンの分離が不十分となるといった
事態が生じていた。そしてこのような事態は、ウエハの
歩留まりの低下及びＩＣチップの信頼性の低下の要因、
また、プロセスの微細化の限界点を決める主な要因とな
っていた。

【０００９】そこで本発明の目的とするところは、装置
を煩雑化させることなく、被処理体の面内でのプラズマ
処理の均一性を向上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。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係るプラズマ処理装置は、被処理体を載
置する載置電極と該載置電極と対向する対向電極からな
る平行平板電極の一方に単一の高周波電源を接続し、他
方を接地して両電極間にプラズマを生成して、前記被処
理体を一枚ずつプラズマ処理する枚葉式プラズマ処理装
置において、前記対向電極には、中心からの距離が異な
るゾーン毎に高周波ケーブルが並列接続され、かつ、前
記各ゾーン間でインピーダンスを異ならせたことを特徴
とする。

【００１１】また請求項１において、前記対向電極は前
記各ゾーン毎に分割して形成され、各ゾーン間に絶縁材
が介在されていることが望ましい。

【００１２】また、請求項１又は２において、隣接する
２つの前記ゾーンの各電極の材質が異なることもでき
る。

【００１３】また、請求項１乃至３のいずれかにおい
て、前記各ゾーンに接続された各高周波ケーブルの途中
には、各ゾーンのインピーダンスを独立して可変する可
変インピーダンスが挿入接続されていることが望まし
い。

【００１４】

【作用】前記構成の本発明に係るプラズマ処理装置によ
れば、対向電極の各ゾーン間でのインピーダンスが異な
るため、単一の高周波電源を用いながらも、中心からの
距離の異なった各ゾーン間でのインピーダンスを異なら
せることができる。

【００１５】また、前記各ゾーンを分割して形成し、各
ゾーン間に絶縁材を介在させれば、より確実に、また、
より簡易に各ゾーン間でのインピーダンスを異なって設
定することができる。

【００１６】また、前記ゾーンの各電極の材質を異なら
せることによっても、各ゾーン間のインピーダンスを異
なって設定させることもできる。

【００１７】更に、各ゾーン間に接続された各高周波ケ
ーブルの途中に、独立して可変できる可変インピーダン
スを挿入接続すれば、単一高周波電源を用いながらも、
プラズマ処理装置の構成、プロセスの条件等に対応し
て、より簡易にゾーン毎に異なったインピーダンスを設
定することができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を磁場アシストのマグネトロン
プラズマエッチング装置に適用した実施例について図面
を参照して具体的に説明する。

【００１９】まず、磁場アシストのマグネトロンプラズ
マエッチング装置の概略について、図面を参照して説明
する。

【００２０】図２において、ガス排気孔１４により真空
引きが可能であり、かつ、ガス導入孔１２によりエッチ
ングガスの導入が可能なプロセスチャンバー１０内部に
は、ウエハ２０を載置しかつ昇降可能な下部載置電極２
２が設けられている。ここで、プロセスチャンバー１０
は例えば導電性の高いアルミ製材料により形成され、そ
の内側上部には、同じく導電性の高い例えばアルミ製材
料により形成された上部電極５０が設けられている。

【００２１】下部載置電極２２の下部には、ベローズ２
４（図１では省略している）が設けられ、これにより電
極間距離を所定に設定するために下部載置電極２２を昇
降させても、プロセスチャンバー１０内は外部の大気か
ら気密状態に維持できる。また、この下部載置電極２２
には周波数例えば１３．５６ＭＨｚ、または４０．６８
ＭＨｚの高周波電力を出力する単一のＲＦ電源２６が接
続され、一方前記プロセスチャンバー１０に設けられた
上部電極５０は接地されることで、カソードカップリン
グ（ＲＩＥ）方式の平行平板電極を構成している。従っ
て、ＲＦ電源２６をＯＮし、かつプロセスガスを導入す
ることで、この平行平板電極間で前記ウエハ２０に臨ん
でプラズマを生成することができる。

【００２２】プロセスチャンバー１０には処理ガスを導
入するためのガス導入孔１２が接続されている。本装置
では、処理ガスとして例えばＣＦ4 、ＮＦ3 、ＣＨＦ3
、Ｏ2 、Ｎ2 等の計５種類のガスが導入可能であり、
それぞれの流量を調整するためのマスフローコントロー
ラ４０ａ〜４０ｅが設けられている。また、プロセスチ
ャンバー１０は所定の真空雰囲気に維持されるようにガ
ス排気孔１４が接続されている。このガス排気孔１４の
途中には、排気圧力を調整する圧力コントローラ（図示
せず）が接続されている。

【００２３】さらに、この装置では、電界と垂直方向に
磁場を印加することによりプラズマの密度を高めて、イ
オン衝撃の低減及びエッチングレートの向上を図るべ
く、前記ウエハ２０の近傍にて水平磁場を形成するため
のマグネット３０が、前記プロセスチャンバー１０の上
方に設けられている。

【００２４】このマグネット３０は、マグネット保持プ
レート３２により保持されている。そして、このマグネ
ット保持プレート３２は回転軸３６に接続され、この回
転軸３６は、モータ３８により回転駆動可能となってい
る。従って、モータ３８によりマグネット３０をウエハ
２０の上方で回転させることが可能であり、これによ
り、ウエハ２０の全面にて均一な水平磁場を形成できる
こととなる。このように均一な水平磁場を形成させるの
は、これによりプラズマ密度の均一性を高め、ウエハ面
内でのエッチングレート等の均一性を向上させるためで
ある。

【００２５】処理するウエハの大口径化例えば８イン
チ、１２インチ化、プロセスのサブミクロン化により、
プラズマ処理の不均一性を原因とする、ウエハの歩留ま
りの低下、ＩＣチップの信頼性の低下などの各種の問題
が生じた。

【００２６】本発明者は、このようなプラズマ処理の不
均一性が生じる原因が、プラズマ処理空間でのプラズマ
密度分布にあることに着目した。図５にこの様子が示さ
れる。図５は、プラズマ密度のウエハ面内での分布につ
いての測定結果を示したものである。同図に示されるよ
うに、プラズマ密度は、ウエハ面内で略Ｍ字状に分布し
ている。つまり、ウエハ端及びウエハ中心付近でプラズ
マ密度が低い部分があることが判明した。

【００２７】ウエハ端付近においてプラズマ密度の低い
部分が生じるのは、主にウエハ端でのプロセスガスの不
均一性を原因とする。つまり、ウエハ端付近では、ウエ
ハ中心付近に比べてプロセスガスの排気が不均一になり
易く、これによって、プラズマ密度が不均一となる。従
って、装置によっては、これとは逆に、ウエハ端付近
で、プラズマ密度が高くなる場合もある。更に、ウエハ
端付近では、ウエハ端と上部電極５０及びプロセスチャ
ンバー１０との位置関係を原因として、プラズマ密度の
不均一性が生じる場合もある。

【００２８】ところで、従来のプロセスでは、ウエハ中
心付近でのプラズマ密度の低下といった現象について
は、あまり顕著に現れなかった。しかし、プロセスの大
口径化に伴って、この現象が顕著に現れるようになっ
た。このような現象が生じる原因として、本発明者は、
ＲＦ電源２６、下部載置電極２２、プラズマインピーダ
ンス、上部電極５０及び接地端子で形成されるインピー
ダンス分布が、高周波電流の流れる経路によって異なる
という点に着目した。つまり、高周波表皮効果により、
高周波電流は電極の内部よりも電極の表面を主に流れる
ことになる。従って、下部載置電極２２及び上部電極５
０において、ウエハ中心付近はウエハ端付近に比べて、
高周波電流の流れる距離が長くなり、この部分でのイン
ピーダンスが高くなることになる。従って、上記経路に
おいて、プラズマインピーダンスに分圧される電圧が低
くなり、プラズマ密度の低下といった現象が生じること
が判明した。

【００２９】このような現象が生じるのを防止するため
に、本実施例では、上部電極５０を図１、図２に示すよ
うに次のような構成にしている。

【００３０】上部電極５０は、円盤状の第１の電極５
２、これを同心円状に囲むリング状の第２の電極５４、
第３の電極５６によりゾーン毎に分割して形成される。
そして、この第１の電極５２と第２の電極５４との間に
は第１の絶縁部材６２が、第２の電極５４と第３の電極
５６との間には第２の絶縁部材６４が装填され介在して
いる。これにより、それぞれの電極を電気的に絶縁する
ことが可能となる。更に、第３の電極５６とプロセスチ
ャンバー１０との間には、第３の絶縁部材６６が装填さ
れ介在している。これにより、第３の電極５６とプロセ
スチャンバー１０とを電気的に絶縁することが可能とな
る。なお、この場合の絶縁部材の材質としては、汚染度
が少なくて、更に絶縁性の良いもの、例えば石英、セラ
ミックなどが好ましい。

【００３１】上記の構成の上部電極５０には、高周波ケ
ーブル７０が並列に接続されている。つまり、第１、第
２、第３の電極５２、５４、５６には、それぞれ第１、
第２、第３の高周波ケーブル７２、７４、７６がそれぞ
れ並列に接続されている。更に、この高周波ケーブル７
０には、インピーダンス可変部８０が並列に接続されて
いる。つまり、第１、第２、第３の高周波ケーブル７
２、７４、７６には、それぞれ第１、第２、第３のイン
ピーダンス可変部８２、８４、８６がそれぞれ並列に接
続され、これによりゾーン毎に対応した経路のインピー
ダンスを可変することができる。なお、このインピーダ
ンス可変部８０の他端側は接地されている。

【００３２】以上の構成の上部電極５０、高周波ケーブ
ル７０、可変インピーダンス部８０により形成される回
路の、等価回路を図４に示す。

【００３３】図４にて、抵抗Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、インダ
クダンスＬ1 、Ｌ2 、Ｌ3 は、それぞれ第１、第２、第
３の電極５２、５４、５６に固有の抵抗及びインダクダ
ンスであって、電極の材質及び形状によってその値は決
定される。また、Ｃ1 、Ｃ2、Ｃ3 はそれぞれ、第１、
第２、第３の絶縁部材６２、６４、６６により形成され
る電気容量であり、これにより第１、第２、第３の電極
５２、５４、５６を電気的に絶縁できることとなり、各
ゾーン毎のインピーダンス制御をより簡易に行うことが
可能となる。

【００３４】第１、第２、第３のインピーダンス部８
２、８４、８６は、それぞれ例えば可変容量Ｃ4 、Ｃ5
、Ｃ6 とインダクダンスＬ4 、Ｌ5 、Ｌ6 をそれぞれ
直列接続して構成される。このように構成すれば、可変
容量Ｃ4 、Ｃ5 、Ｃ6 を変化させることにより、各ゾー
ン毎に対応した経路のインピーダンス、位相を制御する
ことが可能となる。なお、この可変インピーダンス部８
２、８４、８６の構成は上記のものに限らず、例えば可
変容量とインダクダンスを並列接続して構成してもよ
い。

【００３５】以上のような構成の本実施例によりゾーン
毎に対応した経路のインピーダンス制御をする場合は次
のように行う。

【００３６】当該装置により形成されるプラズマの密度
が、例えば図５に示すようなＭ字状の分布である場合に
は、第１のインピーダンス可変部８２及び第３のインピ
ーダンス可変部８６のインピーダンスを小さくし、第２
のインピーダンス可変部８４のインピーダンスを大きく
なるように可変容量Ｃ4 、Ｃ5 、Ｃ6 を調整する。これ
により例えばプラズマ密度がフラットになるように設定
することが可能となり、プラズマ処理の均一性を大幅に
高めることができる。この場合、例えばプラズマ生成ガ
スの排気の不均一性等により、逆に、ウエハ端付近のプ
ラズマ密度が高くなるような場合には、第３のインピー
ダンス可変部８６のインピーダンスが大きくなるように
設定すればよい。

【００３７】なお、このプラズマ密度分布が、例えば主
に装置の構造、形状により決まる固有のものである場
合、Ｃ4 、Ｃ5 、Ｃ6 は可変容量とするよりも固定容量
とする方が望ましい。この場合、プラズマ密度分布をあ
らかじめ測定しておき、プラズマ処理の均一性が最適に
なるような固定容量Ｃ4 、Ｃ5 、Ｃ6 を接続すればよ
い。このようにＣ4 、Ｃ5 、Ｃ6 を固定容量とすれば、
Ｃ4 、Ｃ5 、Ｃ6 を可変させる制御手段を設ける必要が
なくなる。従って、インピーダンス部を設けるという簡
易な手段で、装置をかさばらせることもなく、また、コ
ストを増加させることもなく、ウエハ面内でのプラズマ
処理の均一化を効果的に向上させることが可能となる。

【００３８】逆に、プラズマ密度が、例えば装置の使用
状況、使用プロセス、プロセス段階等によって変化する
ような場合、Ｃ4 、Ｃ5 、Ｃ6 を可変容量にすればよ
い。このようにすれば装置の使用状況、使用プロセス、
プロセス段階等に応じて、プラズマ処理の均一性を最適
にすることができるからである。この場合、プラズマ処
理中にプラズマの密度分布をモニターして、このモニタ
ーしたプラズマ密度分布に応じて、Ｃ4 、Ｃ5 、Ｃ6 を
変化させる構成とすれば、処理状況に応じてプラズマ処
理の均一性を最適にすることができる。従って、ウエハ
の大口径化、プロセスのサブミクロン化により、より微
妙なプラズマ処理の均一性の制御が要求された場合に
も、これに対応することができることとなる。

【００３９】このように、本実施例によれば、プラズマ
処理の均一性を大幅に向上させることができるが、プラ
ズマ処理装置を例えば図３に示すような構成とすれば、
この均一性をより高めることができる。

【００４０】つまり、図３において、上部電極５０には
複数のガス噴出孔１８が設けられている。従って、ガス
導入孔１２より導入されたプラズマ生成ガスは、この複
数のガス噴出孔１８より均等に噴出されることとなる。
従って、前記したゾーン毎の経路に対応したインピーダ
ンス制御と、これを併用すれば、その相乗効果により、
上部電極５０の下方におけるプラズマ均一性を、従来装
置に比べ、より大幅に向上させることが可能となる。

【００４１】また、本実施例では、インピーダンス可変
部８０を別に設ける構成としたが、必ずしもそのような
構成とする必要はない。

【００４２】例えば、図５において、第１、第２、第３
の電極５２、５４、５６を、プラズマ密度分布に応じ
て、それぞれインピーダンスの異なる別の材質で形成す
る構成としてもよい。例えば、図５のようにプラズマ密
度分布がＭ字状の場合、第１、第３の電極５２、５６を
導電性の良い材質例えばアルミ材により形成し、第２の
電極５４を導電性が比較的低い材質例えばＳｉＣにより
形成する。これにより、図４に示す等価回路において、
抵抗Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、インダクダンスＬ1 、Ｌ2 、Ｌ
3 が変化することになり、あらたにインピーダンス部を
設けることなく、各ゾーン毎の経路に対応して、インピ
ーダンスを異なって設定することが可能となる。従っ
て、より簡易にプラズマ処理の均一性を高めることが可
能となる。

【００４３】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が
可能である。

【００４４】本発明が適用されるプラズマ処理装置は、
上述した磁場アシストのマグネトロンプラズマエッチン
グ装置に限らない。従って、例えば磁場アシストのない
ＲＩＥ型プラズマ処理装置、アノードカップリング形プ
ラズマ処理装置等にも適用できる。さらに処理の種類と
してもエッチングに限らず、例えばＣＶＤなどの成膜装
置の他のプラズマ処理装置にも同様に適用することも可
能である。

【００４５】また、処理される被処理体も半導体ウエハ
に限らず、例えばＬＣＤ基板などを処理することも可能
である。

【００４６】また、本実施例では、上部電極５２、５
４、５６の形状として被処理体が半導体ウエハの場合、
円盤状及びこれを囲むリング状の電極を用いたが、本発
明はこれに限らず、被処理体がＬＣＤ基板等の矩形の場
合例えば板状及びこれを囲む矩形状の電極としてもよ
い。

【００４７】また、本実施例では、下部載置電極２２側
をＲＦ電源に接続し、上部電極５０側を接地するという
構成としたが、これとは逆の接続、つまり下部載置電極
２２側を接地し、上部電極５０側をＲＦ電極２６に接続
する構成としてもよい。

【００４８】また、本実施例では、第１、第２、第３の
電極５２、５４、５６及びプロセスチャンバー１０のそ
れぞれの間に介在させる部材として、絶縁部材を装填さ
せたが、本発明はこれに限るものではない。従って、例
えば、絶縁性ない部材を装填しても良いし、分割した各
電極を直接密着して嵌合させる構成としてもよい。

【００４９】また、図４に示すインピーダンス可変部８
２，８４，８６の等価回路に代えて、図６に示す等価回
路を採用することもできる。図６に示すものは、マッチ
ング回路の入力端および出力端に直列接続されたコイル
Ｌおよび可変コンデンサーＶＣ１例えば３０００ｐＦ
と、マッチング回路の入力端と接地端との間に挿入接続
された可変コンデンサーＶＣ２例えば７５０ｐＦとを有
するものである。

【００５０】さらに、図４に示すＣ４〜Ｃ６および図６
に示す可変コンデンサーＶＣ１，ＶＣ２の構成として、
図７（Ａ）に示すいわゆるバリコンの構造を採用するこ
とが好ましい。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示すバリコ
ンの等価回路である。図７（Ａ）に示すバリコン構造に
よれば、ステータ１００に対してロータを二つに分割し
ており、第１のロータ１１０および第２のロータ１２０
が独立して回転駆動される。なお、第１，第２のロータ
１１０，１２０は、図７（Ｂ）の等価回路となるように
電気的に導通している。第１のロータ１１０の回転によ
り、ステータ１００，第１のロータ１１０間の対向面積
が変化し、図７（Ｂ）に示す等価回路における可変コン
デンサー１１２〜１１８…の容量が変化する。第２のロ
ータ１２０を回転駆動することで、同様にして、図７
（Ｂ）の等価回路における可変コンデンサー１２２およ
び１２４の容量が変化する。インピーダンスのマッチン
グ調整時に、大きな容量変化が必要な時には、第１，第
２のロータ１１０，１２０を同時に回転させる。インピ
ーダンスのマッチング調整時に微調整が必要な時には、
第２のロータ１２０のみを回転駆動させる。第１，第２
のロータ１１０，１２０の回転駆動としては、独立した
二つのモータを配置してもよいし、単一モータの出力を
ギアの切り替えにより各ロータ１１０，１２０に伝達し
てもよい。

【００５１】図７（Ａ）に示す構造のバリコンを用いて
自動インピーダンスマッチング回路を構成することもで
きる。この場合、インピーダンスのミスマッチングに起
因する反射パワーを計測するモニター回路を設け、この
モニター出力を第１，第２のロータ１１０，１２０の回
転駆動系にフィードバックすればよい。その際に、計測
された反射パワーが、予め定められた閾地を超えた場合
には、第１，第２のロータ１１０，１２０を所定量回転
駆動して荒調整し、上記閾地を下回った場合には、第２
のロータ１２０のみを回転駆動することでインピーダン
スのマッチングの微調整例えばマッチング時の１Ω以下
の正確な調整が可能となる。

【００５２】これに対し、従来のバリコン構造は図８に
示す通りであり、ステータ１３０に対して単一のロータ
１４０を回転駆動する構造となっていた。この従来の構
造によれば、インピーダンスのマッチングの微調整を可
能とするためには、容量の小さいバリコンを用いなけれ
ばならない。あるいは、モータのギア比をかなり大きく
し、モータの一回転当たりのロータ１４０の回転角を微
小としなければならない。容量の小さいバリコンを用い
た場合には、各種のプロセスに対応させるために、固定
コンデンサーを着脱しなければならないと言う繁雑さが
ある。また、ギア比を大きくし、あるいはステップ数を
大きくした場合には、減速機構造が複雑となるため、コ
ストアップとなる。これに対して図７（Ａ）に示すバリ
コン構造を採用することで、モータの単位回転角に対す
る容量変化の割合を変化させることができ、反射パワー
を０Ｗにする調整を容易に行うことができる。

【００５３】このことにより、プラズマ処理装置に供給
される高周波電力が途中でロスされることのない予め定
めた電力による被処理体の処理が正確に行われる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、中
心からの距離が異なる各ゾーン間でのインピーダンスを
可変して設定することができ、被処理体の面内でより均
一なプラズマ処理をすることが可能となる。

【００５５】また、対向電極を分割して、各ゾーン間に
絶縁部材を介在させれば、より確実にプラズマ処理の均
一化を向上させることができる。

【００５６】また、前記ゾーンの各電極の材質を異なら
せることによってもプラズマ処理の均一性を向上させる
ことができる。

【００５７】更に、インピーダンス可変部を設けること
で、装置の構成、プロセス条件等に応じて、プラズマ処
理の均一性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を磁場アシストのマグネトロンプラズマ
処理装置に適用した実施例の概略斜視図である。

【図２】本発明を磁場アシストのマグネトロンプラズマ
処理装置に適用した実施例の概略断面図である。

【図３】図２の構成の本実施例の装置に、あらたにガス
噴出孔を設けた変形実施例の概略断面図である。

【図４】上部電極及びインピーダンス可変部の等価回路
について説明するための概略説明図である。

【図５】プラズマ密度の面内分布について示す概略特性
図である。

【図６】図１に示すインピーダンス可変部の他の等価回
路について説明するための概略説明図を表す。

【図７】（Ａ）はステータに対してロータを分割したバ
リコン構造を示す概略説明図、（Ｂ）は（Ａ）に示すバ
リコンの等価回路図である。

【図８】従来のバリコン構造を説明するための概略説明
図である。

【符号の説明】

１０プロセスチャンバー１２ガス導入孔１４ガス排気孔２０ウエハ２２下部載置電極２６ＲＦ電源３０マグネット４０ａｂｃｄｅマスフローコントローラ５０上部電極５２第１の電極５４第２の電極５６第３の電極７０高周波ケーブル８０インピーダンス可変部８２第１のインピーダンス可変部８４第２のインピーダンス可変部８６第３のインピーダンス可変部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理体を載置する載置電極と該載置電
極と対向する対向電極からなる平行平板電極の一方に単
一の高周波電源を接続し、他方を接地して両電極間にプ
ラズマを生成して、前記被処理体を一枚ずつプラズマ処
理するプラズマ処理装置において、前記対向電極には、中心からの距離が異なるゾーン毎に
高周波ケーブルが並列接続され、かつ、前記各ゾーン間
でインピーダンスを異ならせたことを特徴とするプラズ
マ処理装置。
【請求項２】請求項１において、前記対向電極は前記各ゾーン毎に分割して形成され、各
ゾーン間に絶縁材が介在されていることを特徴とするプ
ラズマ処理装置。
【請求項３】請求項１又は２において、隣接する２つの前記ゾーンの各電極の材質が異なること
を特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記各ゾーンに接続された各高周波ケーブルの途中に
は、各ゾーンのインピーダンスを独立して可変する可変
インピーダンスが挿入接続されていることを特徴をする
プラズマ処理装置。