JPH09115882A

JPH09115882A - プラズマ処理方法およびその装置

Info

Publication number: JPH09115882A
Application number: JP7270866A
Authority: JP
Inventors: Toru Otsubo; 徹大坪; Ichiro Sasaki; 一郎佐々木; Hitoshi Tamura; 仁田村; Michinobu Mizumura; 通伸水村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-10-19
Filing date: 1995-10-19
Publication date: 1997-05-02

Abstract

(57)【要約】【課題】大口径基板に高精度なパターンを均一に形成す
るとともに、長時間にわたる安定な処理を可能とするプ
ラズマ処理方法およびその装置を提供することにある。【解決手段】スロットアンテナとリング状共振器を組み
合わせ、複数のリング状プラズマ源を形成するととも
に、このリング状プラズマ源の近傍にプラズマプロセス
ガスを供給するようにし、イオンとラジカルの均一化を
両立できる構成とした。高周波バイアスの周波数を可変
とし、イオンのエネルギとラジカルの励起状態を独立に
制御できるようにし、プラズマプロセス処理特性を適正
化できる構成とした。またマイクロ波を供給するスロッ
トアンテナのスロット部分より処理室に向、発散磁場を
形成することにより石英窓の削れ量を低減できる構成と
した。プラズマプロセス処理の生産性を高めることが出
来ると共に、半導体装置や液晶表示装置の製造の生産性
及び信頼性が向上し、半導体装置や液晶表示装置製造の
歩留まり向上が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置や液晶表
示装置の微細なパターンを形成する処理装置に係り、と
くに大口径基板に微細なパタ−ンを高精度に形成するプ
ラズマ処理方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の高性能化、高集積化によ
り、素子を形成する寸法は微細化し、生産性向上のため
に基板寸法は大型化している。微細パタ−ンを形成する
プラズマ処理装置装置として特開平02-209484、特開平0
3-019332、特開平04-136177、に示すマイクロ波をスロ
ットアンテナより放射してプラズマを発生させ、このプ
ラズマを応用した処理装置、処理方法がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術ではより
大口径化した基板を均一に処理する、という点で性能が
十分でないという問題があった。また、発生したプラズ
マによりマイクロ波放射窓が削れ易いとい問題があっ
た。また、エッチング処理により処理室内壁に付着した
膜の除去性能が十分でないという問題があった。またエ
ッチング特性を大きく左右するラジカル生成の制御性が
十分でなく、十分なエッチング性能が得られない、とい
問題があった。本発明はこれらの課題を解決し、大口
径の基板に高精度なパタ−ンを形成すると共に、長時間
安定な処理ができるプラズマ処理方法及びその装置を提
供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】大口径化した基板を均一
化処理する性能の向上に関しては、二重のリング状プラ
ズマを形成し、各プラズマリングの密度を制御する手段
を設けた。また、処理室内壁に発生したプラズマが拡散
して消滅するのを低減する磁場配置を形成した。この磁
場はＮ極とＳ極を交互に設置し、同一極が並ばない構成
とした。さらに、エッチング中のプラズマ分布測定、エ
ッチングウェ−ハの均一性評価結果により二重リングプ
ラズマに供給する電力を制御する手段を設けた。

【０００５】マイクロ波放射窓が削れやすい問題に対し
ては、マイクロ波放射部をスロットアンテナにより限定
すると共に、その放射領域に処理室内に向かい磁束密度
が低くなるように磁場を形成する手段を設けた。

【０００６】処理室内壁に付着した膜の除去性能向上に
関しては、クリ−ニング処理時に処理室内壁に形成した
プラズマの拡散による損失低減のための磁場をなくし、
プラズマが処理室内壁まで拡散しやすくする手段を設け
た。

【０００７】ラジカル生成によるエッチング性能向上に
関しては、処理室内壁にプラズマが拡散して損失するの
を低減して、電子温度低減をはかると共に、ウェ−ハを
載せたステ−ジ電極に周波数を自在に制御できる高周波
バイアスを印加できる手段を設けた。

【０００８】二重リングプラズマを形成する手段を設け
たことにより、一重リングプラズマでは凹分布になる条
件でも内周リングプラズマの密度を適切に選ぶことによ
り、均一なプラズマを形成することができる。また、処
理室内壁にプラズマの損失低減磁場を設けることによ
り、処理室内部ではプラズマ内の密度勾配が小さくな
り、均一なプラズマを形成する条件が広がり、均一化が
容易になる。さらに、Ｎ極とＳ極を隣あわないように設
置してあるため、ウェ−ハ上の磁束密度が小さくできる
と共に、連続した磁力線が形成されなくなり、磁力線に
よるプラズマ中荷電粒子への影響が低減でき、これら荷
電粒子の影響がない均一なエッチング処理ができる。ま
た、プラズマの密度分布、エッチング処理の均一性を評
価する手段を設け、この結果に基づき二重リングプラズ
マのプラズマ密度が制御できるためプラズマを処理状況
にあわせ、常に均一に制御することができる。

【０００９】マイクロ波放射部に処理室内に向かって発
散する磁場を形成することにより、磁束密度の高い石英
窓近傍ではマイクロ波の吸収が小さく、プラズマ密度は
高くならない。石英窓から離れ磁束密度が小さくなる
と、マイクロ波の吸収が大きくなり、プラズマ密度が高
くなる。これにより高密度プラズマの発生領域を石英窓
から離すことができ、石英窓の削れを低減できる。ま
た、発散磁場構成であるため石英窓に向かってのプラズ
マの拡散は抑制され、石英窓に入射する荷電粒子を低減
でき、さらに石英窓の削れを低減できる。

【００１０】プラズマは抵抗でモデル化でき、シ−スは
容量でモデル化できる。高周波バイアス周波数を高くす
るとシ−ス間のインピ−ダンスが小さくなり、シ−ス間
電圧が低下し電子電流、イオン電流によるシ−ス間での
電力損失が小さくなり、相対的にプラズマ中での電力損
失が増大する。この電力損失によりプラズマ中の電子に
エネルギが供給され、電子温度が増大する。また、高周
波バイアスの周波数を低くするとシ−ス間のインピ−ダ
ンスが高くなり、シ−ス間の電圧も高くなり電子電流、
イオン電流によるシ−ス間の電力損失が増大し、相対的
にプラズマ中での電力損失が小さくなる。このため、イ
オン加速電圧を同じにした条件で、周波数を高くすると
電子温度が高くでき、周波数を低くすると電子温度の上
昇を小さくできる。このように高周波バイアスの周波数
を変えることで電子温度を制御でき、これによりラジカ
ルの発生が制御できるため、最適なエッチング特性を得
ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明の一実施例について、
第１図により説明する。

【００１２】エッチングなどのプラズマを用いた処理を
する処理室１には処理基板２を設置するステージ３が設
けられている。処理室１には排気口４が設けられ、図示
しない真空排気装置により処理室１内を真空に排気でき
るようにうなっている。

【００１３】ステージ３の対向面には石英窓５があり、
処理室１とは真空シールされた構造となっている。

【００１４】処理室１の上部にはプロセス処理ガスを供
給するガス供給部６ａ，６ｂがあり、ガスノズル７ａ，
７ｂからプロセスガスを処理室１に供給する。ガス供給
部６ａ，６ｂにはエッチングガス供給源より流量コント
ローラ８ａ，８ｂを通してエッチングガスが供給され
る。ガス供給部６ｂと一体の対向アース電極９および処
理室１はアースに接続されている。

【００１５】石英窓５の上部には共振器ブロック１０が
あり、リング状共振器１１ａ，１１ｂが組み込まれてい
る。リング状共振器１１ａ，１１ｂの石英窓５に向いた
面にはスロットアンテナ１２ａ，１２ｂが設けられ、ス
ロット位置に対応して磁石１３ａ，１３ｂがリング状共
振器１１ａ，１１ｂの両側に設けてある。第２図にこの
リング状共振器部分と磁石部分の断面図を示す。磁石１
２は図２に示すように、スロット１５に対応してその両
側に設置した磁石１３ａ，１３ｂは同じ磁極になってお
り、隣の磁極はこれとは逆の磁極の磁石１４ａ，１４ｂ
が組み込まれている。

【００１６】本実施例では外周のリング共振器１１ｂの
スロットアンテナ１２ｂは８個のスロットにより構成
し、内周のリング共振器１１ａのスロットアンテナ１２
ａは４個のスロットにより構成している。処理室１の外
壁にも磁石１６が設けられており、磁石１３と対応する
位置の磁石１６ａは磁石１３と逆の磁極とし、その下に
設置した磁石１６ｂは磁石１６ａと逆の磁極になるよう
に設置している。磁石１６は外周のリング状共振器１１
ｂのスロット位置に合わせて設置され、隣あう磁石の磁
極がすべて逆になるように組み付けられている。これら
の磁石により、磁場１７ａ，１７ｂ，１７ｃが処理室内
に形成される。スロットアンテナ１２のスロット部から
は処理室に向かって発散する磁場が形成され、その磁束
密度は石英窓の処理室内側で０．０３Ｔに設定されてい
る。磁石１６による磁場の磁束密度は処理室内側で０．
０２Ｔに設定されている。

【００１７】リング状共振器１１ａ，１１ｂにはマイク
ロ波電源１８ａ，１８ｂがそれぞれ接続されており、こ
れらのマイクロ波電源１８は電源コントローラ１９によ
り独立に制御されるようになっている。

【００１８】処理室１には窓２０を通して、処理室内の
プラズマの発光スペクトルを観察する分光検出器２１を
取付け、その信号を均一性制御ユニット２２に送ってい
る。均一性制御ユニット２２では分光データより処理基
板２の処理の均一性を判断し、電源コントローラを制御
する構成となっている。

【００１９】ステージ３は、図示しない構成により処理
室１とは絶縁された構成となっており、マッチングボッ
クス２３を介して、周波数可変ＲＦ電源が接続されてい
る。またステージ３の周囲には磁石１６ａ，１６ｂに対
応し磁石１６ｃが組み込まれている。

【００２０】以上説明した構成の実施例による処理例に
ついて、以下に説明する。

【００２１】エッチングガス（塩素ガス）を流量コント
ローラ８ａ，８ｂで制御し、処理室１内に供給するとと
もに、排気口４より排気し処理室内の圧力を１Ｐａに保
つように図示しない排気システムにより制御する。マイ
クロ波電源１８よりマイクロ波を発生して、リング状共
振器１１に供給し、図示しない整合装置と共振器でプラ
ズマ負荷への整合をとり、スロットアンテナ１２より石
英窓５を通して処理室１にマイクロ波を放射しプラズマ
を発生させる。

【００２２】スロットアンテナ１２のスロット１５から
は、磁石１３により発散磁場１７形成される。この磁場
によりマイクロ波の電界による電子の加速が制限される
ため、放射されたマイクロ波のプラズマへの吸収が進ま
ず、マイクロ波はプラズマ中を進行する。磁場は発散磁
場であるため、磁束密度が下がった部分でマイクロ波の
吸収が進み、高密度なプラズマが生成される。磁場が無
い場合、マイクロ波の吸収は石英窓５の近傍で進むた
め、高密度なプラズマが石英窓５の近傍に生成され、石
英窓５の削れ量が多くなる。

【００２３】本実施例の方式では、先に説明したよう
に、高密度プラズマの発生領域が石英窓５から離れると
ともに、石英窓側から処理室内に向かっての発散磁場と
なるため、高密度プラズマから石英窓に向かってのプラ
ズマの拡散が抑制される。これらにより、石英窓５の削
れ速度は、磁場が無い場合に比べ１／１０以下にするこ
とができる。

【００２４】マイクロ波によるプラズマは、スロットア
ンテナ１２のスロットの配置と同じ２重のリング状に形
成される。このリング状プラズマがプラズマ源となり、
プラズマは処理室内に拡散する。

【００２５】１重のリングで、処理基板２がプラズマ源
に近い場合、処理基板２の周囲の部分ではプラズマ密度
が高くなり、中央部では低い分布となる。逆に処理基板
２がプラズマ源から離れた場合、処理基板上のプラズマ
密度は中央部が高く、周辺部が低い分布となる。処理基
板２の位置を適切に設定することにより、処理基板２の
表面に均一なプラズマを形成することはできるが、処理
基板が大口径化した場合、精度の高い均一性を実現する
ことは難しい。

【００２６】本実施例ではプラズマ源を２重のリング状
に形成するようにしたことで、各プラズマリングのプラ
ズマ密度を制御することでプラズマの分布を制御でき、
大口径の基板にたいしても容易に均一なプラズマを処理
基板２の表面近傍に形成できる。第３図にプラズマ源が
１重の場合と２重の場合のプラズマ密度分布のシミュレ
ーション結果を等密度線示す。２重のリング状プラズマ
源を形成することで容易に均一なプラズマを形成するこ
とができることがわかる。。

【００２７】各リング状プラズマ源のプラズマ密度制御
はマイクロ波電源１８ａ，１８ｂの出力を制御すること
で行う。

【００２８】処理室１の周囲に設けた磁石１６により形
成されるカスプ磁場は、プラズマ源から拡散するプラズ
マが処理室内壁に拡散するのを抑制するため、プラズマ
の損失が低減され処理室内のプラズマ密度分布の勾配が
緩やかになり、プラズマ密度分布の均一な領域が広くな
るため、エッチング処理の均一化が容易になる。

【００２９】エッチングガスはガス供給部６ａ，６ｂよ
りガスノズル７ａ，７ｂより処理室内に供給される。ガ
スノズル７ａからは、外周のリング状プラズマ源の近傍
にエッチングガスが供給され、ガスノズル７ｂからは内
周のリング状プラズマ源の近傍にエッチングガスが供給
される。エッチングガスはプラズマ密度が高いこれらリ
ング状プラズマ源の部分で分解されラジカルとなる。エ
ッチングガスをこれらプラズマ源の近傍に供給すること
で、プラズマ源とラジカル供給源を近付けることがで
き、ラジカルもプラズマと同様に拡散するためプラズマ
の分布とラジカルの分布を近付けることができ、処理基
板上でのイオンとラジカルの比率を処理基板全面で同じ
にできる。

【００３０】半導体デバイスは今後も高集積化によるパ
ターンの微細化が進むため、プラズマの均一化によるイ
オンの均一化のみならず、ラジカルの均一化も必要にな
る。

【００３１】ラジカル分布の制御は流量コンロローラ８
ａ，８ｂにより外周に供給するエッチングガスの流量
と、内周に供給するエッチングガスの流量を制御するこ
とで行っている。

【００３２】エッチング処理の特性を左右する要因は、
以上説明したイオン量、ラジカル量のほかに、イオンの
エネルギ、ラジカルの励起状態などがある。イオンのエ
ネルギを制御するのは、ステージにマッチングボックス
２３を介して、周波数可変ＲＦ電源２４から印加される
高周波電圧により、ステージ３からプラズマを介して処
理室内壁、対向アース電極９に流れる高周波バイアス電
流である。高周波電流を決めるものは、プラズマと処理
基板、プラズマと処理室内壁、対向アース電極９間のシ
ースのインピーダンス、プラズマ内のインピーダンスに
よる。処理基板の中央から処理室の内壁まで流れる場
合、プラズマ中のインピーダンスが高くなり、高周波電
流が流れにくくなる。本実施例では対向アース電極９を
設けることにより、処理基板の中央部から流れる高周波
電流を流れやすくし、処理基板全面で均一な高周波電流
が流れ、均一なイオンエネルギが得られるようにしてい
る。

【００３３】ラジカルの励起状態を制御するのは、プラ
ズマ中の電子温度である。本実施例では、高周波バイア
スの周波数を変えることで、電子温度を制御している。
先に説明したように、高周波バイアス電流は、シースの
インピーダンスとプラズマ中のインピーダンスにより決
まる。シースは主に容量成分と考えられ、プラズマは主
に抵抗成分で考えることができる。従って、高周波バイ
アス電流の周波数を変えると、容量成分であるシースの
インピーダンスが変化する。周波数を高くするとシース
のインピーダンスが小さくなって、シース部分での電力
損失が小さくなり、プラズマ中での電力損失割合が増大
する。これにより、プラズマ中の電子温度を高めること
ができる。逆に、周波数を低くすると、高周波バイアス
の電力は主にシース部のイオンの加速にのみ使われ、プ
ラズマ中の電子温度は高くならない。

【００３４】エッチングガス（塩素）によりPoiy Siを
エッチングする場合、イオンエネルギが一定になるよう
に高周波バイアス電流の周波数と電力とを制御し、周波
数の高い条件に設定すると、電子の衝撃により励起され
た状態になった塩素ラジカルの割合が増える。励起され
た塩素ラジカルは、塩素が分解しただけの塩素ラジカル
よりPoiy Siとの反応性が高く、エッチング速度の向
上、選択比の向上が図れる。しかし、反応性が向上した
ことによりエッチングパターンの側面がエッチングされ
る割合も増えるため、適切な制御が必要である。本実施
例では、高周波バイアスの周波数と電力とを制御するこ
とで、側面エッチングの適正化と高速、高選択エッチン
グを両立することができる。

【００３５】以上述べた条件でエッチング処理を進める
と、エッチング膜であるPoiy Siが塩素と反応し４塩化
シリコンが発生する。エッチング中のプラズマ発光スペ
クトルを分光検出器２１で測定するとエッチング中はシ
リコンの発光スペクトルが高くなり、エッチングが完了
すると低下する。このシリコンの発光スペクトル強度は
エッチングされる面積に関係することから、エッチング
完了前後のこの発光強度の変化からエッチング処理の均
一性を評価することができる。

【００３６】図４に示すように、処理基板内にエッチン
グが完了した部分が現れると、シリコンの発光強度は低
下し始める。エッチングが完了した部分が中心部であれ
ば、この発光強度の低下はゆるやかであり、外周部であ
れば発光強度の変化は大きい。エッチングがすべて完了
した部分での発光強度変化は、この逆になる。また、均
一性が悪い場合、発光強度が低下し始めてから、エッチ
ングがすべて完了し、発光強度が低いレベルで一定にな
るまでの時間は長くなり、均一性がよい場合この間の時
間は短くなる。これらの現象を均一性制御ユニット２２
により分析し、均一性のレベル、エッチング速度分布が
処理基板の中央部で高い分布であるか、周辺部で高い分
布であるのかを判定する。

【００３７】この結果に基づき、中央部が高い分布であ
ればマイクロ波電源１８ａの電力を下げ、周辺部が高い
分布であれば電力を上げるように、電源コントローラ１
９で制御する。電力の制御量と均一性への影響について
は、実験によりその関係を求め、均一性制御ユニット２
２にデータベースを作り、そのデータに基づき電源コン
トローラ１９に制御信号を出力する。

【００３８】以上、本実施例についてエッチング処理を
中心に説明したが、プラズマを用いたイオンとラジカル
が関係する処理であれば、本発明が適応できることは明
らかである。その一例としては、プラズマＣＶＤによる
成膜などがある。

【００３９】また、磁束密度についても、本実施例では
０．０３Ｔに設定しているが、これに限定されるもので
はなく、処理室内面での磁束密度を０．１Ｔにし、石英
面より１５ｍｍ離れた部分にＥＣＲ（電子サイクロトロ
ン共鳴）領域を設け、この部分でマイクロ波のエネルギ
が吸収されるようにしてもよい。磁束密度は、プロセス
に伴うプロセスガスや処理条件により決まるものであ
り、それぞれ適正化する必要がある。

【００４０】エッチングの均一性制御に関し、本実施例
では、エッチング中の分光分析データを基に制御してい
るが、エッチング均一性の検出方法は、これに限定され
るものではなく、エッチング処理後の処理基板の下地膜
厚、例えばシリコン酸化膜の残膜厚を測定し、その結果
に基づき制御する方法などもある。

【００４１】本実施例では、磁場を磁石により形成した
が、本発明はこれに限定されるものでなく、コイルなど
を用いて磁場を形成することも可能であることは言うま
でもない。

【００４２】

【発明の効果】本発明により、大口径の処理基板を均一
性良くプラズマ処理できると共に、処理により発生する
処理特性の経時変化にも対応し、プロセス処理の均一性
を維持できる。

【００４３】また、マイクロ波を導入する石英窓の削れ
を低減でき、長期間部品の交換無しにプロセス処理を続
けることができる。

【００４４】エッチング処理、プラズマＣＶＤ処理の特
性に大きく影響する、ラジカルの分布、ラジカルの励起
状態などをイオン量、イオンエネルギとは独立に制御で
きるため、エッチングであればエッチング精度、下地と
の選択比を最適な条件で両立することができる。

【００４５】これらにより、プラズマプロセス処理の生
産性を高めることが出来ると共に、半導体装置や液晶表
示装置製造の生産性向上、信頼性向上が図れ、半導体装
置や液晶表示装置製造の歩留まり向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の主要な構成を示すプラズマプロセス処
理装置の断面図。

【図２】共振器ブロック１０に組み込まれたリング状共
振器１１、スロットアンテナ１２、磁石１３の配置を示
す平面図。

【図３】リング状プラズマ源が１重の場合と２重の場合
のプラズマ密度分布シミュレーションの結果

【図４】エッチング処理中のシリコンの発光スペクトル
強度の時間変化を示した図

【符号の説明】

１：処理室２：処理基板３：ステージ４：
排気口５：石英窓６：ガス供給部７：ガスノズル８：流量コント
ローラ９：対向アース電極１０：共振器ブロッ
ク１１：リング状共振器１２：スロットアンテ
ナ１３：磁石１４：磁石１５：スロット
１６：磁石１７：磁場１８：マイクロ波電源１９：電源コ
ントローラ２０：窓２１：分光検出器２２：均一性制御ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｂ (72)発明者水村通伸神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部を所定の圧力に設定可能な処理室手段
と、該処理室手段の内部で試料を載置する載置手段と、
内部を所定の圧力に設定された前記処理室の内部にプラ
ズマを発生させるプラズマ発生手段とを備えて、該プラ
ズマ発生手段で発生させたプラズマにより前記載置手段
に載置した試料を処理するプラズマ処理装置であって、
前記プラズマ発生手段が、マイクロ波による二重以上の
環状のプラズマを発生させるマイクロ波プラズマ発生部
と、前記二重以上の環状のマイクロ波プラズマをそれぞ
れ独立に制御する制御部とを有し、該制御部で前記環状
に発生させた二重以上のマイクロ波プラズマをそれぞれ
独立に制御して前記試料をプラズマ処理することを特徴
とするプラズマ処理装置。
【請求項２】前記マイクロ波プラズマ発生部が空洞共振
器とスロットアンテナとを組み合わせた構成から成るこ
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】前記制御部が、前記試料の処理の均一性を
検出する検出部と、前記マイクロ波プラズマ発生部へ供
給する電力を制御する電力制御部とを備え、前記検出部
で検出した結果に基づいて前起電力制御部で前記二重以
上の環状のマイクロ波プラズマに供給する電力をそれぞ
れ独立に制御す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４】前記載置手段は、周波数が可変な高周波バ
イアス電力を印加するバイアス電力印加部を更に有する
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５】内部を所定の圧力に設定可能な処理室手段
と、該処理室手段の内部で試料を載置する載置手段と、
内部を所定の圧力に設定された前記処理室の内部にマイ
クロ波プラズマを発生させるマイクロ波プラズマ発生手
段とを備えて、該マイクロ波プラズマ発生手段で発生さ
せたマイクロ波プラズマにより前記載置手段に載置した
試料を処理するプラズマ処理装置であって、前記マイク
ロ波プラズマ発生手段が空洞共振器部とスロットアンテ
ナ部と磁場発生部とを組み合わせた構成を有し、該スロ
ットアンテナ部から前記処理室手段の内部の載置手段に
向い、前記磁場発生部により発散する磁場を形成したこ
とを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項６】前記発散する磁場の磁束密度が、前記処理
室手段の内部では、電子サイクロトロン共鳴を発生させ
るのに必要な磁束密度よりも低いことを特徴とする第５
項記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】前記スロットアンテナ部は複数のスロット
を有し、前記発散する磁場の極性が前記複数のスロット
の各スロットごとに逆になること特徴とする第５項記載
のプラズマ処理装置。
【請求項８】内部を所定の圧力に設定可能な処理室手段
と、該処理室手段の内部で試料を載置する載置手段と、
内部を所定の圧力に設定された前記処理室の内部にプラ
ズマを発生させるプラズマ発生手段とを備えて、該プラ
ズマ発生手段で発生させたプラズマにより前記載置手段
に載置した試料を処理するプラズマ処理装置であって、
前記プラズマ発生手段が、二重以上の環状のプラズマを
発生させるプラズマ発生部と、前記二重以上の環状のそ
れぞれのプラズマの近傍にプロセスガスを個別に供給す
るガス供給部と、前記二重以上の環状のプラズマをそれ
ぞれ独立に制御する制御部とを有し、前記ガス供給部に
より前記プロセスガスを個別に供給した状態で前記制御
部で前記環状に発生させた二重以上のプラズマをそれぞ
れ独立に制御して前記試料をプラズマ処理することを特
徴とするプラズマ処理装置。
【請求項９】所定の圧力に設定された処理室の内部でプ
ラズマを発生させ、該プラズマにより試料を処理するプ
ラズマ処理方法であって、マイクロ波電力を供給して二
重以上の環状のマイクロ波プラズマを発生させ、該発生
させた二重以上の環状のマイクロ波プラズマをそれぞれ
独立に制御して前記試料をプラズマ処理することを特徴
とするプラズマ処理方法。
【請求項１０】前記試料をプラズマ処理するときに、前
記試料の前記マイクロ波プラズマによる処理の均一性を
検出し、該検出した結果に基づいて前記二重以上の環状
のマイクロ波プラズマに供給する電力をそれぞれ独立に
制御することを特徴とする請求項９記載のプラズマ処理
方法。
【請求項１１】前記試料をプラズマ処理するときに、高
周波バイアス電力を前記試料に印加し、該高周波バイア
ス電力のバイアス周波数を変えることにより、イオン加
速電圧とラジカルの励起状態とを独立に制御することを
特徴とする請求項９記載のプラズマ処理方法。
【請求項１２】所定の圧力に設定された処理室の内部で
プラズマを発生させ、該プラズマにより試料を処理する
プラズマ処理方法であって、二重以上の環状のスロット
を有するスロットアンテナを備えた空洞共振器にマイク
ロ波電力を供給し、前記スロットアンテナから前記処理
室の内部に設置した前記試料に向って発散する磁場中に
前記スロットアンテナから前記マイクロ波電力を放射さ
せて前記処理室の内部に二重以上の環状のマイクロ波プ
ラズマを発生させ、該発生させた二重以上の環状のマイ
クロ波プラズマをそれぞれ独立に制御して前記試料をプ
ラズマ処理することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項１３】前記発散する磁場の磁束密度が、前記処
理室の内部で、電子サイクロトロン共鳴を発生させるの
に必要な磁束密度よりも低いことを特徴とする請求項１
２記載のプラズマ処理方法。
【請求項１４】前記スロットアンテナは複数のスロット
を有し、該複数のスロットの隣合う各スロットごとに逆
の極性を有するように配置された前記発散する磁場中に
前記マイクロ波電力を放射させて前記処理室の内部に二
重以上の環状のマイクロ波プラズマを発生させ、前記試
料をプラズマ処理することを特徴とする請求項１２記載
のプラズマ処理方法。
【請求項１５】所定の圧力に設定された処理室の内部で
プラズマを発生させ、該プラズマにより試料を処理する
プラズマ処理方法であって、二重以上の環状のプラズマ
を発生させるプラズマ発生部の前記二重以上の環状のプ
ラズマが発生するそれぞれの個所の近傍にプロセスガス
を個別に供給し、該プロセスガスを個別に供給した状態
で前記プラズマ発生部に電力を供給して前記二重以上の
環状のプラズマを発生させ、該発生した二重以上の環状
のプラズマのそれぞれの環状のプラズマを独立に制御し
て前記試料をプラズマ処理することを特徴とするプラズ
マ処理方法。