JPH09293600A - 高周波電力印加装置、プラズマ発生装置、プラズマ処理装置、高周波電力印加方法、プラズマ発生方法及びプラズマ処理方法 - Google Patents
高周波電力印加装置、プラズマ発生装置、プラズマ処理装置、高周波電力印加方法、プラズマ発生方法及びプラズマ処理方法Info
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- JPH09293600A JPH09293600A JP9001242A JP124297A JPH09293600A JP H09293600 A JPH09293600 A JP H09293600A JP 9001242 A JP9001242 A JP 9001242A JP 124297 A JP124297 A JP 124297A JP H09293600 A JPH09293600 A JP H09293600A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラズマ処理装置において、周波数の高い高
周波電力を印可しても、高真空度の圧力下においてプラ
ズマを発生することができ、これにより、高均一で且つ
低ダメージのプラズマ処理を高精度に行なうことができ
るようにする。 【解決手段】 チャンバー１０Ａ内の底部には、被処理
物１３を保持する下部電極１２が絶縁体１１を介して設
けられている。第１の高周波電源１４は、高周波電力を
インピーダンス整合器１６Ａを介して、４本の渦巻き状
のコイル部分１５ａが並列に接続されてなるマルチスパ
イラルコイル１５Ａに印加する。各コイル部分１５ａの
１本当たりの長さは、第１の高周波電源１４から供給さ
れる高周波電力の波長の１／４である。第２の高周波電
源１７は下部電極１２に高周波バイアス電圧を印加す
る。
周波電力を印可しても、高真空度の圧力下においてプラ
ズマを発生することができ、これにより、高均一で且つ
低ダメージのプラズマ処理を高精度に行なうことができ
るようにする。 【解決手段】 チャンバー１０Ａ内の底部には、被処理
物１３を保持する下部電極１２が絶縁体１１を介して設
けられている。第１の高周波電源１４は、高周波電力を
インピーダンス整合器１６Ａを介して、４本の渦巻き状
のコイル部分１５ａが並列に接続されてなるマルチスパ
イラルコイル１５Ａに印加する。各コイル部分１５ａの
１本当たりの長さは、第１の高周波電源１４から供給さ
れる高周波電力の波長の１／４である。第２の高周波電
源１７は下部電極１２に高周波バイアス電圧を印加す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はプラズマを利用し
て、ドライエッチングによる微細加工、薄膜形成、表面
改質等の処理を行なうプラズマ処理技術、該プラズマ処
理に使用するプラズマ生成技術、及びプラズマを生成す
るための高周波電力印加技術に関するものである。
て、ドライエッチングによる微細加工、薄膜形成、表面
改質等の処理を行なうプラズマ処理技術、該プラズマ処
理に使用するプラズマ生成技術、及びプラズマを生成す
るための高周波電力印加技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、プラズマ処理は、ドライエッチン
グによる微細加工、薄膜形成及び表面改質等の物質の表
面処理に広く利用されており、特に半導体の分野におい
ては、超高集積回路装置を製造する上で必要不可欠な技
術となっている。
グによる微細加工、薄膜形成及び表面改質等の物質の表
面処理に広く利用されており、特に半導体の分野におい
ては、超高集積回路装置を製造する上で必要不可欠な技
術となっている。
【０００３】従来、プラズマ処理には容量結合型の平行
平板プラズマ発生装置が広く用いられてきた。これは、
均一なプラズマ処理が要求される中で、比較的低い真空
度の圧力下で均一な低密度プラズマを容易に発生させる
ことができることによるものである。ところが、半導体
集積回路の微細化が進むにつれ、最近では高い真空度の
圧力下で高密度プラズマを生成する必要が生じてきてお
り、コイルに流れる高周波電流により形成される誘導磁
界を減圧下の空間に作用させてプラズマを発生させる誘
導結合型プラズマ発生装置及びそれを用いたプラズマ処
理装置が注目を集めている。
平板プラズマ発生装置が広く用いられてきた。これは、
均一なプラズマ処理が要求される中で、比較的低い真空
度の圧力下で均一な低密度プラズマを容易に発生させる
ことができることによるものである。ところが、半導体
集積回路の微細化が進むにつれ、最近では高い真空度の
圧力下で高密度プラズマを生成する必要が生じてきてお
り、コイルに流れる高周波電流により形成される誘導磁
界を減圧下の空間に作用させてプラズマを発生させる誘
導結合型プラズマ発生装置及びそれを用いたプラズマ処
理装置が注目を集めている。
【０００４】以下、従来の誘導結合型プラズマ処理装置
の一例について図面を参照しながら説明する。
の一例について図面を参照しながら説明する。
【０００５】図１８は第１の従来例に係る誘導結合型プ
ラズマ処理装置の概略図を示しており、図１８におい
て、１０１は円筒状のチャンバーであって、該チャンバ
ー１０１の内部は所定の圧力に保持される。チャンバー
１０１には、図示しない気体導入手段、排気手段及び被
処理物を出し入れする搬出入手段が設けられている。
ラズマ処理装置の概略図を示しており、図１８におい
て、１０１は円筒状のチャンバーであって、該チャンバ
ー１０１の内部は所定の圧力に保持される。チャンバー
１０１には、図示しない気体導入手段、排気手段及び被
処理物を出し入れする搬出入手段が設けられている。
【０００６】チャンバー１０１の底部には、絶縁体１０
２を介して下部電極（試料台）１０３が設けられてお
り、該下部電極１０３はエッチングや膜堆積を行なう半
導体ウエハ等の被処理物１０４を保持する。
２を介して下部電極（試料台）１０３が設けられてお
り、該下部電極１０３はエッチングや膜堆積を行なう半
導体ウエハ等の被処理物１０４を保持する。
【０００７】チャンバー１０１の上方には、第１の高周
波（ＲＦ：Radio Frequency ）電源１０５が設けられて
いると共に、一端が接地された平面状の１本の渦巻き状
コイル１０６が設けられている。第１の高周波電源１０
５はインピーダンス整合器１０７を介して渦巻き状コイ
ル１０６の他端に接続されている。また、チャンバー１
０１の下方には第２の高周波電源１０８が設けられてい
る。第２の高周波電源１０８は、チャンバー１０１及び
絶縁体１０２とは電気的に絶縁されている一方、下部電
極１０３とは電気的に接続されており、チャンバー１０
１内に生成されるプラズマに対して高周波バイアス電圧
を印加する。安全のために、通常、第１の高周波電源１
０５、第２の高周波電源１０８及び渦巻き状コイル１０
６の接地電位はチャンバー１０１と同電位にとられてい
る。
波（ＲＦ：Radio Frequency ）電源１０５が設けられて
いると共に、一端が接地された平面状の１本の渦巻き状
コイル１０６が設けられている。第１の高周波電源１０
５はインピーダンス整合器１０７を介して渦巻き状コイ
ル１０６の他端に接続されている。また、チャンバー１
０１の下方には第２の高周波電源１０８が設けられてい
る。第２の高周波電源１０８は、チャンバー１０１及び
絶縁体１０２とは電気的に絶縁されている一方、下部電
極１０３とは電気的に接続されており、チャンバー１０
１内に生成されるプラズマに対して高周波バイアス電圧
を印加する。安全のために、通常、第１の高周波電源１
０５、第２の高周波電源１０８及び渦巻き状コイル１０
６の接地電位はチャンバー１０１と同電位にとられてい
る。
【０００８】以下、第１の従来例に係る誘導結合型プラ
ズマ処理装置を用いてプラズマ処理を行なう方法につい
て説明する。
ズマ処理装置を用いてプラズマ処理を行なう方法につい
て説明する。
【０００９】まず、図示しない搬出入手段により被処理
物１０４をチャンバー１０１に搬入して下部電極１０３
の上に保持する。その後、図示しない気体導入手段より
気体をチャンバー１０１に導入すると共に図示しない排
気手段によりチャンバー１０１内の気体を排出すること
により、チャンバー１０１の内部を所定の圧力に維持す
る。
物１０４をチャンバー１０１に搬入して下部電極１０３
の上に保持する。その後、図示しない気体導入手段より
気体をチャンバー１０１に導入すると共に図示しない排
気手段によりチャンバー１０１内の気体を排出すること
により、チャンバー１０１の内部を所定の圧力に維持す
る。
【００１０】次に、第１の高周波電源１０５から高周波
電力を渦巻き状コイル１０６に印加すると共に、第２の
高周波電源１０８から高周波電力を下部電極１０３に印
加する。渦巻き状コイル１０６に印加される高周波電力
により渦巻き状コイル１０６には高周波電流が流れ、該
高周波電流により発生する交番磁界がチャンバー１０１
内の空間に作用するので、チャンバー１０１内の空間に
存在する電子は渦巻き状コイル１０６により発生する磁
界を打ち消すような磁界を発生させる方向に移動する。
この誘導結合によって電子が移動することによりチャン
バー１０１内の気体がプラズマ化する。この場合、イン
ピーダンス整合器１０７はプラズマに対してインピーダ
ンス整合をとるので、安定なプラズマ放電を起こすこと
ができる。
電力を渦巻き状コイル１０６に印加すると共に、第２の
高周波電源１０８から高周波電力を下部電極１０３に印
加する。渦巻き状コイル１０６に印加される高周波電力
により渦巻き状コイル１０６には高周波電流が流れ、該
高周波電流により発生する交番磁界がチャンバー１０１
内の空間に作用するので、チャンバー１０１内の空間に
存在する電子は渦巻き状コイル１０６により発生する磁
界を打ち消すような磁界を発生させる方向に移動する。
この誘導結合によって電子が移動することによりチャン
バー１０１内の気体がプラズマ化する。この場合、イン
ピーダンス整合器１０７はプラズマに対してインピーダ
ンス整合をとるので、安定なプラズマ放電を起こすこと
ができる。
【００１１】チャンバー１０１内に生成されたプラズマ
を被処理物１０４に作用させることにより、被処理物１
０４の表面酸化、表面窒化及び不純物ドープ等の表面改
質、並びに被処理物１０４の表面での薄膜形成及び等方
性ドライエッチングが可能となる。
を被処理物１０４に作用させることにより、被処理物１
０４の表面酸化、表面窒化及び不純物ドープ等の表面改
質、並びに被処理物１０４の表面での薄膜形成及び等方
性ドライエッチングが可能となる。
【００１２】また、第２の高周波電源１０８により下部
電極１０３に印加される交流バイアス電圧によって生じ
るＶｐｐ（Peak−to−Peak電圧）及びＶｄｃ（下部電極
１０３の直流電位）を用いると、プラズマ中のイオンを
効率良く被処理物１０４に照射できるので、異方性のド
ライエッチングによる微細加工が実現できる。
電極１０３に印加される交流バイアス電圧によって生じ
るＶｐｐ（Peak−to−Peak電圧）及びＶｄｃ（下部電極
１０３の直流電位）を用いると、プラズマ中のイオンを
効率良く被処理物１０４に照射できるので、異方性のド
ライエッチングによる微細加工が実現できる。
【００１３】被処理物１０４に対する処理が終了した時
点で、第１の高周波電源１０５及び第２の高周波電源１
０８からの高周波電力の供給を終了した後、チャンバー
１０１内への気体導入を終了すると共にチャンバー１０
１内の残留気体を排出し、その後、被処理物１０４をチ
ャンバー１０１の外部に取り出すと、プラズマ処理は完
了する。
点で、第１の高周波電源１０５及び第２の高周波電源１
０８からの高周波電力の供給を終了した後、チャンバー
１０１内への気体導入を終了すると共にチャンバー１０
１内の残留気体を排出し、その後、被処理物１０４をチ
ャンバー１０１の外部に取り出すと、プラズマ処理は完
了する。
【００１４】図１９は第２の従来例に係る誘導結合型プ
ラズマ処理装置の概略図を示している。図１９において
は、図１８に示した第１の従来例に係る誘導結合型プラ
ズマ処理装置と同様の部材については、同一の符号を付
すことにより、説明を省略する。第２の従来例において
は、第１の従来例における渦巻き状コイル１０６に代え
て、チャンバー１０１の側方に螺旋状コイル１０９が設
けられている。第２の従来例に係る誘導結合型プラズマ
処理装置を用いてプラズマ処理を行なう方法は、第１の
従来例と同様である。
ラズマ処理装置の概略図を示している。図１９において
は、図１８に示した第１の従来例に係る誘導結合型プラ
ズマ処理装置と同様の部材については、同一の符号を付
すことにより、説明を省略する。第２の従来例において
は、第１の従来例における渦巻き状コイル１０６に代え
て、チャンバー１０１の側方に螺旋状コイル１０９が設
けられている。第２の従来例に係る誘導結合型プラズマ
処理装置を用いてプラズマ処理を行なう方法は、第１の
従来例と同様である。
【００１５】図２０は第３の従来例に係る誘導結合型プ
ラズマ処理装置の概略図を示している。図２０において
は、図１８に示した第１の従来例に係る誘導結合型プラ
ズマ処理装置と同様の部材については、同一の符号を付
すことにより、説明を省略する。第３の従来例において
は、第１の従来例における１本の渦巻き状コイル１０６
に代えて、４本のコイルが並列に接続されてなるマルチ
スパイラルコイル１１０が設けられている。第３の従来
例に係る誘導結合型プラズマ処理装置を用いてプラズマ
処理を行なう方法は、第１の従来例と同様である。
ラズマ処理装置の概略図を示している。図２０において
は、図１８に示した第１の従来例に係る誘導結合型プラ
ズマ処理装置と同様の部材については、同一の符号を付
すことにより、説明を省略する。第３の従来例において
は、第１の従来例における１本の渦巻き状コイル１０６
に代えて、４本のコイルが並列に接続されてなるマルチ
スパイラルコイル１１０が設けられている。第３の従来
例に係る誘導結合型プラズマ処理装置を用いてプラズマ
処理を行なう方法は、第１の従来例と同様である。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、第１及び第
２の従来例においては、プラズマの電子温度を制御する
べく１３．５６ＭＨｚよりも高い周波数の高周波電力を
渦巻き状コイル１０６又は螺旋状コイル１０９に印加す
ると、渦巻き状コイル１０６及び螺旋状コイル１０９の
リアクタンス（ｊωＬ：ｊは虚数単位、ωは高周波電力
の角周波数、Ｌはコイルのインダクタンス）が増大する
ので、インピーダンス整合を取ることが困難になる。こ
のため、プラズマ放電が起こりにくいという問題を有し
ている。
２の従来例においては、プラズマの電子温度を制御する
べく１３．５６ＭＨｚよりも高い周波数の高周波電力を
渦巻き状コイル１０６又は螺旋状コイル１０９に印加す
ると、渦巻き状コイル１０６及び螺旋状コイル１０９の
リアクタンス（ｊωＬ：ｊは虚数単位、ωは高周波電力
の角周波数、Ｌはコイルのインダクタンス）が増大する
ので、インピーダンス整合を取ることが困難になる。こ
のため、プラズマ放電が起こりにくいという問題を有し
ている。
【００１７】また、第１及び第２の従来例においては、
大きい面積に亘って高い均一性を持つプラズマを生成す
るためには、渦巻き状コイル１０６及び螺旋状コイル１
０９の長さを長くすると共に直径を大きくする必要があ
るので、インダクタンスひいてはリアクタンスの一層の
増大が避けられない。
大きい面積に亘って高い均一性を持つプラズマを生成す
るためには、渦巻き状コイル１０６及び螺旋状コイル１
０９の長さを長くすると共に直径を大きくする必要があ
るので、インダクタンスひいてはリアクタンスの一層の
増大が避けられない。
【００１８】第３の従来例は、前記の問題点を解決する
ために提案され、第１の従来例における渦巻き状コイル
１０６に代えて、マルチスパイラルコイル１１０を設け
ることにより、インピーダンスの低減を図るものであ
る。インピーダンス整合をとりやすいので、プラズマ放
電が起こりやすくなる。
ために提案され、第１の従来例における渦巻き状コイル
１０６に代えて、マルチスパイラルコイル１１０を設け
ることにより、インピーダンスの低減を図るものであ
る。インピーダンス整合をとりやすいので、プラズマ放
電が起こりやすくなる。
【００１９】しかしながら、第３の従来例に係る誘導結
合型プラズマ処理装置において、プラズマの電子温度を
制御するべく高い周波数の３０〜３００ＭＨｚ程度のＶ
ＨＦ帯の高周波電力を用いる場合には、約２０ｍＴｏｒ
ｒよりも低い圧力下つまり高真空度の下ではプラズマを
発生させることが困難であるという問題に直面した。
合型プラズマ処理装置において、プラズマの電子温度を
制御するべく高い周波数の３０〜３００ＭＨｚ程度のＶ
ＨＦ帯の高周波電力を用いる場合には、約２０ｍＴｏｒ
ｒよりも低い圧力下つまり高真空度の下ではプラズマを
発生させることが困難であるという問題に直面した。
【００２０】このように、従来の誘導結合型プラズマ処
理装置においては、プラズマの電子温度を制御するべ
く、高い周波数の高周波電力を印可すると、高真空度の
圧力下で高密度プラズマを発生させることができないの
で、高均一で且つ低ダメージのプラズマ処理を高精度に
行なうことができないと言う問題がある。
理装置においては、プラズマの電子温度を制御するべ
く、高い周波数の高周波電力を印可すると、高真空度の
圧力下で高密度プラズマを発生させることができないの
で、高均一で且つ低ダメージのプラズマ処理を高精度に
行なうことができないと言う問題がある。
【００２１】前記に鑑み、本発明は、周波数の高い高周
波電力を効率良く供給できる高周波電力印加装置を提供
することを第１の目的とする。
波電力を効率良く供給できる高周波電力印加装置を提供
することを第１の目的とする。
【００２２】また、周波数の高い高周波電力を印可して
も、高真空度の圧力下においてプラズマを発生すること
ができるプラズマ発生装置及びプラズマ発生方法を提供
することを第２の目的とする。
も、高真空度の圧力下においてプラズマを発生すること
ができるプラズマ発生装置及びプラズマ発生方法を提供
することを第２の目的とする。
【００２３】さらに、高均一で且つ低ダメージのプラズ
マ処理を高精度に行なうことができるプラズマ処理装置
及びプラズマ処理方法を提供することを第３の目的とす
る。
マ処理を高精度に行なうことができるプラズマ処理装置
及びプラズマ処理方法を提供することを第３の目的とす
る。
【００２４】
【課題を解決するための手段】本発明は、コイルの長さ
を、該コイルに印加される高周波電力の波長の１／４の
ほぼ整数倍にすると、初期放電が起こりやすくなって、
プラズマが発生しやすくなることを見出し、該知見に基
づいてなされたものである。
を、該コイルに印加される高周波電力の波長の１／４の
ほぼ整数倍にすると、初期放電が起こりやすくなって、
プラズマが発生しやすくなることを見出し、該知見に基
づいてなされたものである。
【００２５】本発明に係る高周波電力印加装置は、高周
波電力を発生させる高周波電力発生源と、前記高周波電
力発生源より発生する高周波電力の波長の１／４のほぼ
整数倍の長さを持ち、前記高周波電力発生源から高周波
電力を供給されて高周波電流が流れると磁界を発生する
コイルと、前記高周波電力発生源と前記コイルとのイン
ピーダンス整合をとるインピーダンス整合器とを備えて
いる。
波電力を発生させる高周波電力発生源と、前記高周波電
力発生源より発生する高周波電力の波長の１／４のほぼ
整数倍の長さを持ち、前記高周波電力発生源から高周波
電力を供給されて高周波電流が流れると磁界を発生する
コイルと、前記高周波電力発生源と前記コイルとのイン
ピーダンス整合をとるインピーダンス整合器とを備えて
いる。
【００２６】本発明に係る高周波電力印加装置による
と、コイルが、高周波電力発生源より発生する高周波電
力の波長の１／４のほぼ整数倍の長さを持つため、コイ
ルに定在波がたちやすいので、コイルに発生する電圧の
ピーク値が大きくなる。
と、コイルが、高周波電力発生源より発生する高周波電
力の波長の１／４のほぼ整数倍の長さを持つため、コイ
ルに定在波がたちやすいので、コイルに発生する電圧の
ピーク値が大きくなる。
【００２７】本発明に係る高周波電力印加装置におい
て、前記コイルの長さは、前記高周波電力の波長の１／
４の整数倍に対して±７％の範囲内にあることが好まし
い。
て、前記コイルの長さは、前記高周波電力の波長の１／
４の整数倍に対して±７％の範囲内にあることが好まし
い。
【００２８】また、前記コイルの長さは、前記高周波電
力の波長のほぼ１／４又はほぼ１／２であることがより
好ましい。
力の波長のほぼ１／４又はほぼ１／２であることがより
好ましい。
【００２９】また、前記コイルの長さは、前記高周波電
力の波長の１／４又は１／２に対して±７％の範囲内に
あることがより好ましい。
力の波長の１／４又は１／２に対して±７％の範囲内に
あることがより好ましい。
【００３０】また、前記高周波電力の周波数は３０ＭＨ
ｚ〜３００ＭＨｚであることが好ましい。
ｚ〜３００ＭＨｚであることが好ましい。
【００３１】また、前記インピーダンス整合器は、少な
くとも２個の可変コンデンサにより構成されていること
が好ましい。
くとも２個の可変コンデンサにより構成されていること
が好ましい。
【００３２】また、前記コイルは、それぞれが前記高周
波電力の波長の１／４のほぼ整数倍の長さを持つと共に
コイル中心に対して点対称に配置された複数のコイル部
分により構成されていることが好ましい。
波電力の波長の１／４のほぼ整数倍の長さを持つと共に
コイル中心に対して点対称に配置された複数のコイル部
分により構成されていることが好ましい。
【００３３】この場合、前記複数のコイル部分は、同一
の円周上に位置する円弧部をそれぞれ有していることが
より好ましい。
の円周上に位置する円弧部をそれぞれ有していることが
より好ましい。
【００３４】また、前記コイルは、平面的な渦巻き状に
形成されていることが好ましい。この場合、平面的な渦
巻き状とは、一の平面上において外側に向かうにつれて
径が徐々に大きくなるように連続して延びる形状を意味
する。
形成されていることが好ましい。この場合、平面的な渦
巻き状とは、一の平面上において外側に向かうにつれて
径が徐々に大きくなるように連続して延びる形状を意味
する。
【００３５】また、前記コイルは、立体的な渦巻き状又
は螺旋状に形成されていることが好ましい。この場合、
立体的な渦巻き状とは、外側に向かうにつれて径が徐々
に大きくなりながら径に対して垂直な方向に連続して延
びる形状を意味し、立体的な螺旋状とは、同一の径を保
ちながら径に対して垂直な方向に連続して延びる形状を
意味する。する本発明に係るプラズマ発生装置は、内部
が真空状態に保持されるチャンバーと、前記チャンバー
内に気体を導入する気体導入手段と、高周波電力を発生
させる高周波電力発生源と、前記高周波電力発生源より
発生する高周波電力の波長の１／４のほぼ整数倍の長さ
を持ち、前記高周波電力発生源から高周波電力を供給さ
れて高周波電流が流れると、前記チャンバー内に導入さ
れた気体をプラズマ化する磁界を発生させるコイルと、
前記高周波電力発生源と前記コイルとのインピーダンス
整合をとるインピーダンス整合器とを備えている。
は螺旋状に形成されていることが好ましい。この場合、
立体的な渦巻き状とは、外側に向かうにつれて径が徐々
に大きくなりながら径に対して垂直な方向に連続して延
びる形状を意味し、立体的な螺旋状とは、同一の径を保
ちながら径に対して垂直な方向に連続して延びる形状を
意味する。する本発明に係るプラズマ発生装置は、内部
が真空状態に保持されるチャンバーと、前記チャンバー
内に気体を導入する気体導入手段と、高周波電力を発生
させる高周波電力発生源と、前記高周波電力発生源より
発生する高周波電力の波長の１／４のほぼ整数倍の長さ
を持ち、前記高周波電力発生源から高周波電力を供給さ
れて高周波電流が流れると、前記チャンバー内に導入さ
れた気体をプラズマ化する磁界を発生させるコイルと、
前記高周波電力発生源と前記コイルとのインピーダンス
整合をとるインピーダンス整合器とを備えている。
【００３６】本発明に係るプラズマ発生装置によると、
コイルが、高周波電力発生源より発生する高周波電力の
波長の１／４のほぼ整数倍の長さを持つため、前述した
ように、コイルに発生する電圧のピーク値が大きくな
る。
コイルが、高周波電力発生源より発生する高周波電力の
波長の１／４のほぼ整数倍の長さを持つため、前述した
ように、コイルに発生する電圧のピーク値が大きくな
る。
【００３７】本発明に係るプラズマ処理装置は、内部が
真空状態に保持されるチャンバーと、前記チャンバー内
に設けられており、被処理物を保持する試料台と、前記
チャンバー内に気体を導入する気体導入手段と、高周波
電力を発生させる高周波電力発生源と、前記高周波電力
発生源より発生する高周波電力の波長の１／４のほぼ整
数倍の長さを持ち、前記高周波電力発生源から高周波電
力を供給されて高周波電流が流れると、前記チャンバー
内に導入された気体をプラズマ化する磁界を発生させる
コイルと、前記高周波電力発生源と前記コイルとのイン
ピーダンス整合をとるインピーダンス整合器とを備えて
いる。
真空状態に保持されるチャンバーと、前記チャンバー内
に設けられており、被処理物を保持する試料台と、前記
チャンバー内に気体を導入する気体導入手段と、高周波
電力を発生させる高周波電力発生源と、前記高周波電力
発生源より発生する高周波電力の波長の１／４のほぼ整
数倍の長さを持ち、前記高周波電力発生源から高周波電
力を供給されて高周波電流が流れると、前記チャンバー
内に導入された気体をプラズマ化する磁界を発生させる
コイルと、前記高周波電力発生源と前記コイルとのイン
ピーダンス整合をとるインピーダンス整合器とを備えて
いる。
【００３８】本発明に係るプラズマ処理装置によると、
コイルが、高周波電力発生源より発生する高周波電力の
波長の１／４のほぼ整数倍の長さを持つため、前述した
ように、コイルに発生する電圧のピーク値が大きくな
る。
コイルが、高周波電力発生源より発生する高周波電力の
波長の１／４のほぼ整数倍の長さを持つため、前述した
ように、コイルに発生する電圧のピーク値が大きくな
る。
【００３９】本発明に係るプラズマ処理装置において、
前記チャンバーと電気的に絶縁された高周波電圧及び定
電圧のうちの少なくとも１つの電圧を前記試料台に印加
する電圧印加手段をさらに備えていることが好ましい。
前記チャンバーと電気的に絶縁された高周波電圧及び定
電圧のうちの少なくとも１つの電圧を前記試料台に印加
する電圧印加手段をさらに備えていることが好ましい。
【００４０】この場合、前記高周波電力発生源より発生
する高周波電力をパルス変調する第１のパルス変調器
と、前記電圧印加手段により印加される電圧をパルス変
調する第２のパルス変調器とをさらに備えていることが
より好ましい。
する高周波電力をパルス変調する第１のパルス変調器
と、前記電圧印加手段により印加される電圧をパルス変
調する第２のパルス変調器とをさらに備えていることが
より好ましい。
【００４１】本発明に係る高周波電力印加方法は、高周
波電力発生源より発生する高周波電力を、該高周波電力
の波長の１／４のほぼ整数倍の長さを持つコイルに、前
記高周波電力発生源と前記コイルとのインピーダンス整
合をとるインピーダンス整合器を介して印加する工程
と、前記コイルに流れる高周波電流により該コイルに磁
界を発生させる工程とを備えている。
波電力発生源より発生する高周波電力を、該高周波電力
の波長の１／４のほぼ整数倍の長さを持つコイルに、前
記高周波電力発生源と前記コイルとのインピーダンス整
合をとるインピーダンス整合器を介して印加する工程
と、前記コイルに流れる高周波電流により該コイルに磁
界を発生させる工程とを備えている。
【００４２】本発明に係る高周波電力印加方法による
と、コイルが、高周波電力発生源より発生する高周波電
力の波長の１／４のほぼ整数倍の長さを持つため、コイ
ルに定在波がたちやすいので、コイルに発生する電圧の
ピーク値が大きくなる。
と、コイルが、高周波電力発生源より発生する高周波電
力の波長の１／４のほぼ整数倍の長さを持つため、コイ
ルに定在波がたちやすいので、コイルに発生する電圧の
ピーク値が大きくなる。
【００４３】本発明に係る高周波電力印加方法におい
て、前記コイルの長さは、前記高周波電力の波長の１／
４の整数倍に対して±７％の範囲内にあることが好まし
い。
て、前記コイルの長さは、前記高周波電力の波長の１／
４の整数倍に対して±７％の範囲内にあることが好まし
い。
【００４４】また、前記コイルの長さは、前記高周波電
力の波長のほぼ１／４又はほぼ１／２であることがより
好ましい。
力の波長のほぼ１／４又はほぼ１／２であることがより
好ましい。
【００４５】また、前記コイルの長さは、前記高周波電
力の波長の１／４又は１／２に対して±７％の範囲内に
あることがより好ましい。
力の波長の１／４又は１／２に対して±７％の範囲内に
あることがより好ましい。
【００４６】また、前記高周波電力の周波数は３０ＭＨ
ｚ〜３００ＭＨｚであることが好ましい。
ｚ〜３００ＭＨｚであることが好ましい。
【００４７】また、前記インピーダンス整合器は、少な
くとも２個の可変コンデンサにより構成されていること
が好ましい。
くとも２個の可変コンデンサにより構成されていること
が好ましい。
【００４８】また、前記コイルは、それぞれが前記高周
波電力の波長の１／４のほぼ整数倍の長さを持つと共に
コイル中心に対して点対称に配置された複数のコイル部
分により構成されていることがより好ましい。
波電力の波長の１／４のほぼ整数倍の長さを持つと共に
コイル中心に対して点対称に配置された複数のコイル部
分により構成されていることがより好ましい。
【００４９】この場合、前記複数のコイル部分は、同一
の円周上に位置する円弧部をそれぞれ有していることが
より好ましい。
の円周上に位置する円弧部をそれぞれ有していることが
より好ましい。
【００５０】また、前記コイルは、平面的な渦巻き状に
形成されているが好ましい。
形成されているが好ましい。
【００５１】また、前記コイルは、立体的な渦巻き状又
は螺旋状に形成されていることが好ましい。
は螺旋状に形成されていることが好ましい。
【００５２】本発明に係るプラズマ発生方法は、内部が
真空状態に保持されるチャンバー内に気体を導入する工
程と、高周波電力発生源より発生する高周波電力を、該
高周波電力の波長の１／４のほぼ整数倍の長さを持つコ
イルに、前記高周波電力発生源と前記コイルとのインピ
ーダンス整合をとるインピーダンス整合器を介して印加
する工程と、前記コイルに流れる高周波電流により前記
コイルに磁界を発生させる工程と、前記コイルにより発
生した磁界により、前記チャンバー内に導入された気体
をプラズマ化する工程とを備えている。
真空状態に保持されるチャンバー内に気体を導入する工
程と、高周波電力発生源より発生する高周波電力を、該
高周波電力の波長の１／４のほぼ整数倍の長さを持つコ
イルに、前記高周波電力発生源と前記コイルとのインピ
ーダンス整合をとるインピーダンス整合器を介して印加
する工程と、前記コイルに流れる高周波電流により前記
コイルに磁界を発生させる工程と、前記コイルにより発
生した磁界により、前記チャンバー内に導入された気体
をプラズマ化する工程とを備えている。
【００５３】本発明に係るプラズマ発生方法によると、
コイルが、高周波電力発生源より発生する高周波電力の
波長の１／４のほぼ整数倍の長さを持つため、前述した
ように、コイルに発生する電圧のピーク値が大きくな
る。
コイルが、高周波電力発生源より発生する高周波電力の
波長の１／４のほぼ整数倍の長さを持つため、前述した
ように、コイルに発生する電圧のピーク値が大きくな
る。
【００５４】本発明に係るプラズマ処理方法は、内部が
真空状態に保持されるチャンバー内に設けられた試料台
に被処理物を保持させる工程と、前記チャンバー内に気
体を導入する工程と、高周波電力発生源より発生する高
周波電力を、該高周波電力の波長の１／４のほぼ整数倍
の長さを持つコイルに、前記高周波電力発生源と前記コ
イルとのインピーダンス整合をとるインピーダンス整合
器を介して印加する工程と、前記コイルに流れる高周波
電流により前記コイルに磁界を発生させる工程と、前記
コイルにより発生した磁界により、前記チャンバー内に
導入された気体をプラズマ化する工程と、プラズマ化し
た気体により前記試料台に保持されている被処理物に対
して処理を行なう工程とを備えている。
真空状態に保持されるチャンバー内に設けられた試料台
に被処理物を保持させる工程と、前記チャンバー内に気
体を導入する工程と、高周波電力発生源より発生する高
周波電力を、該高周波電力の波長の１／４のほぼ整数倍
の長さを持つコイルに、前記高周波電力発生源と前記コ
イルとのインピーダンス整合をとるインピーダンス整合
器を介して印加する工程と、前記コイルに流れる高周波
電流により前記コイルに磁界を発生させる工程と、前記
コイルにより発生した磁界により、前記チャンバー内に
導入された気体をプラズマ化する工程と、プラズマ化し
た気体により前記試料台に保持されている被処理物に対
して処理を行なう工程とを備えている。
【００５５】本発明に係るプラズマ処理方法によると、
コイルが、高周波電力発生源より発生する高周波電力の
波長の１／４のほぼ整数倍の長さを持つため、前述した
ように、コイルに発生する電圧のピーク値が大きくな
る。
コイルが、高周波電力発生源より発生する高周波電力の
波長の１／４のほぼ整数倍の長さを持つため、前述した
ように、コイルに発生する電圧のピーク値が大きくな
る。
【００５６】本発明に係るプラズマ処理方法において、
前記試料台に、前記チャンバーと電気的に絶縁された高
周波電圧及び定電圧のうちの少なくとも１つの電圧を印
加する工程をさらに備えていることが好ましい。
前記試料台に、前記チャンバーと電気的に絶縁された高
周波電圧及び定電圧のうちの少なくとも１つの電圧を印
加する工程をさらに備えていることが好ましい。
【００５７】この場合、前記コイルに印加される高周波
電力をパルス変調する工程と、前記試料台に印加される
電圧をパルス変調する工程とをさらに備えていることが
より好ましい。
電力をパルス変調する工程と、前記試料台に印加される
電圧をパルス変調する工程とをさらに備えていることが
より好ましい。
【００５８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態に係る
高周波電力印加装置、プラズマ発生装置及びプラズマ処
理装置について、図面を参照しながら説明する。
高周波電力印加装置、プラズマ発生装置及びプラズマ処
理装置について、図面を参照しながら説明する。
【００５９】（第１の実施形態）図１（ａ）は本発明の
第１の実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示
しており、図２は第１の実施形態に係るプラズマ処理装
置に用いられる高周波電力印加装置の概略構成を示して
いる。
第１の実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示
しており、図２は第１の実施形態に係るプラズマ処理装
置に用いられる高周波電力印加装置の概略構成を示して
いる。
【００６０】図１（ａ）において、１０Ａは円筒状のチ
ャンバーであって、該チャンバー１０Ａの内部は所定の
圧力に保持される。図示は省略しているが、チャンバー
１０Ａには、該チャンバー１０Ａ内に気体を導入する気
体導入手段、該チャンバー１０Ａ内の気体を排出する排
気手段及び該チャンバー１０Ａ内に被処理物を出し入れ
する搬出入手段がそれぞれ設けられている。
ャンバーであって、該チャンバー１０Ａの内部は所定の
圧力に保持される。図示は省略しているが、チャンバー
１０Ａには、該チャンバー１０Ａ内に気体を導入する気
体導入手段、該チャンバー１０Ａ内の気体を排出する排
気手段及び該チャンバー１０Ａ内に被処理物を出し入れ
する搬出入手段がそれぞれ設けられている。
【００６１】チャンバー１０Ａ内の底部には、絶縁体１
１を介して下部電極（試料台）１２が設けられており、
該下部電極１２は、エッチングや膜堆積を行なう半導体
ウエハ等の被処理物１３を保持する。
１を介して下部電極（試料台）１２が設けられており、
該下部電極１２は、エッチングや膜堆積を行なう半導体
ウエハ等の被処理物１３を保持する。
【００６２】チャンバー１０Ａの上方には、例えば周波
数１００ＭＨｚの高周波電力を出力する第１の高周波電
源１４が設けられていると共に、各一端がそれぞれ接地
された４本の渦巻き状のコイル部分１５ａ（図１（ｂ）
を参照）が電気的に並列に接続されてなるマルチスパイ
ラルコイル１５Ａが設けられている。第１の高周波電源
１４はインピーダンス整合器１６Ａを介してコイル部分
１５ａの各他端に共通に接続されている。
数１００ＭＨｚの高周波電力を出力する第１の高周波電
源１４が設けられていると共に、各一端がそれぞれ接地
された４本の渦巻き状のコイル部分１５ａ（図１（ｂ）
を参照）が電気的に並列に接続されてなるマルチスパイ
ラルコイル１５Ａが設けられている。第１の高周波電源
１４はインピーダンス整合器１６Ａを介してコイル部分
１５ａの各他端に共通に接続されている。
【００６３】第１の実施形態に係るプラズマ処理装置に
用いられる高周波電力印加装置は、第１の高周波電源１
４とインピーダンス整合器１６Ａとマルチスパイラルコ
イル１５Ａとから構成されており、第１の高周波電源１
４により発生する高周波電力をインピーダンス整合器１
６Ａを介してマルチスパイラルコイル１５Ａに印加す
る。
用いられる高周波電力印加装置は、第１の高周波電源１
４とインピーダンス整合器１６Ａとマルチスパイラルコ
イル１５Ａとから構成されており、第１の高周波電源１
４により発生する高周波電力をインピーダンス整合器１
６Ａを介してマルチスパイラルコイル１５Ａに印加す
る。
【００６４】第１の実施形態の特徴として、マルチスパ
イラルコイル１５Ａを構成する各コイル部分１５ａの１
本当たりの長さは、第１の高周波電源１４から供給され
る高周波電力の波長（３ｍ）の１／４である７５ｃｍに
設定されている。
イラルコイル１５Ａを構成する各コイル部分１５ａの１
本当たりの長さは、第１の高周波電源１４から供給され
る高周波電力の波長（３ｍ）の１／４である７５ｃｍに
設定されている。
【００６５】チャンバー１０Ａの下方には第２の高周波
電源１７が設けられている。第２の高周波電源１７は、
チャンバー１０Ａ及び絶縁体１１とは電気的に絶縁され
ている一方、下部電極１２とは電気的に接続されてお
り、チャンバー１０Ａ内に生成されるプラズマに対して
高周波バイアス電圧を印加する。第２の高周波電源１７
は、チャンバー１０Ａ内に生成されるプラズマに対して
高周波バイアス電圧を印加するためのものであって、該
高周波バイアス電圧を発生させる高周波電力としては、
通常、数１００ｋＨｚから１３．５６ＭＨｚまでの周波
数が使用される。
電源１７が設けられている。第２の高周波電源１７は、
チャンバー１０Ａ及び絶縁体１１とは電気的に絶縁され
ている一方、下部電極１２とは電気的に接続されてお
り、チャンバー１０Ａ内に生成されるプラズマに対して
高周波バイアス電圧を印加する。第２の高周波電源１７
は、チャンバー１０Ａ内に生成されるプラズマに対して
高周波バイアス電圧を印加するためのものであって、該
高周波バイアス電圧を発生させる高周波電力としては、
通常、数１００ｋＨｚから１３．５６ＭＨｚまでの周波
数が使用される。
【００６６】尚、安全のために、通常、第１の高周波電
源１４、第２の高周波電源１７及びマルチスパイラルコ
イル１５Ａの接地電位はチャンバー１０Ａと同電位にと
られている。
源１４、第２の高周波電源１７及びマルチスパイラルコ
イル１５Ａの接地電位はチャンバー１０Ａと同電位にと
られている。
【００６７】以下、前記の高周波電力印加装置及びプラ
ズマ処理装置を用いてプラズマ処理を行なう方法につい
て説明する。
ズマ処理装置を用いてプラズマ処理を行なう方法につい
て説明する。
【００６８】まず、図示しない搬出入手段により被処理
物１３をチャンバー１０Ａに搬入して下部電極１２の上
に保持する。その後、図示しない気体導入手段より気体
をチャンバー１０Ａ内に導入すると共に図示しない排気
手段によりチャンバー１０Ａ内の気体を排出することに
より、チャンバー１０Ａの内部を所定の圧力に維持す
る。
物１３をチャンバー１０Ａに搬入して下部電極１２の上
に保持する。その後、図示しない気体導入手段より気体
をチャンバー１０Ａ内に導入すると共に図示しない排気
手段によりチャンバー１０Ａ内の気体を排出することに
より、チャンバー１０Ａの内部を所定の圧力に維持す
る。
【００６９】次に、第１の高周波電源１４から高周波電
力をマルチスパイラルコイル１５Ａに印加すると共に、
第２の高周波電源１７から高周波電力を下部電極１２に
印加する。このようにすると、マルチスパイラルコイル
１５Ａに印加される高周波電力によりマルチスパイラル
コイル１５Ａには高周波電流が流れ、該高周波電流によ
り発生する交番磁界がチャンバー１０Ａ内の空間に作用
するので、チャンバー１０Ａ内の空間に存在する電子は
マルチスパイラルコイル１５Ａにより発生する磁界を打
ち消すような磁界を発生させる方向に移動する。この誘
導結合によって電子が移動することによりチャンバー１
０Ａ内の気体がプラズマ化する。この場合、インピーダ
ンス整合器１６はプラズマに対してインピーダンス整合
をとるので、安定なプラズマ放電を起こすことができ
る。
力をマルチスパイラルコイル１５Ａに印加すると共に、
第２の高周波電源１７から高周波電力を下部電極１２に
印加する。このようにすると、マルチスパイラルコイル
１５Ａに印加される高周波電力によりマルチスパイラル
コイル１５Ａには高周波電流が流れ、該高周波電流によ
り発生する交番磁界がチャンバー１０Ａ内の空間に作用
するので、チャンバー１０Ａ内の空間に存在する電子は
マルチスパイラルコイル１５Ａにより発生する磁界を打
ち消すような磁界を発生させる方向に移動する。この誘
導結合によって電子が移動することによりチャンバー１
０Ａ内の気体がプラズマ化する。この場合、インピーダ
ンス整合器１６はプラズマに対してインピーダンス整合
をとるので、安定なプラズマ放電を起こすことができ
る。
【００７０】チャンバー１０Ａ内に生成されたプラズマ
を被処理物１３に作用させることにより、被処理物１３
の表面酸化、表面窒化及び不純物ドープ等の表面改質、
並びに被処理物１３の表面での薄膜形成及び等方性ドラ
イエッチングが可能となる。
を被処理物１３に作用させることにより、被処理物１３
の表面酸化、表面窒化及び不純物ドープ等の表面改質、
並びに被処理物１３の表面での薄膜形成及び等方性ドラ
イエッチングが可能となる。
【００７１】また、第２の高周波電源１７により下部電
極１２に印加される交流バイアス電圧によって生じるＶ
ｐｐ（Peak-to-Peak電圧）及びＶｄｃ（下部電極１２の
直流電位）を用いると、プラズマ中のイオンを効率良く
被処理物１３に照射できるので、異方性のドライエッチ
ングによる微細加工が実現できる。
極１２に印加される交流バイアス電圧によって生じるＶ
ｐｐ（Peak-to-Peak電圧）及びＶｄｃ（下部電極１２の
直流電位）を用いると、プラズマ中のイオンを効率良く
被処理物１３に照射できるので、異方性のドライエッチ
ングによる微細加工が実現できる。
【００７２】被処理物１３に対する処理が終了した時点
で、第１の高周波電源１４及び第２の高周波電源１７か
らの高周波電力の供給を終了した後、チャンバー１０Ａ
内への気体導入を終了すると共にチャンバー１０Ａ内の
残留気体を排出し、その後、被処理物１３をチャンバー
１０Ａの外部に取り出すと、プラズマ処理は完了する。
で、第１の高周波電源１４及び第２の高周波電源１７か
らの高周波電力の供給を終了した後、チャンバー１０Ａ
内への気体導入を終了すると共にチャンバー１０Ａ内の
残留気体を排出し、その後、被処理物１３をチャンバー
１０Ａの外部に取り出すと、プラズマ処理は完了する。
【００７３】以下、マルチスパイラルコイル１５Ａの各
コイル部分１５ａの長さを第１の高周波電源１４から供
給される高周波電力の波長の１／４に設定した理由につ
いて詳しく説明する。
コイル部分１５ａの長さを第１の高周波電源１４から供
給される高周波電力の波長の１／４に設定した理由につ
いて詳しく説明する。
【００７４】一般に、高周波電力の周波数が高くなるに
伴って波長が短くなり、また高周波電力が伝搬する物体
のディメンジョンと高周波電力の波長とが近くなると波
長の効果が発生してくる。すなわち、高周波電力が伝搬
する物体のディメンジョンが、高周波電力の１／４波
長、１／２波長又は１波長等のような１／４波長の整数
倍になると、一種の共鳴現象（共振現象）が現れる。こ
れを積極的に利用したものがアンテナや受信機である。
通常、アンテナは終端が開放端になっており、アンテナ
周辺の媒質と結合してアンテナの構造に共鳴する電磁波
のみが、アンテナの終端から周辺の媒質に放射されたり
又は周辺の媒質からアンテナの終端に吸収されたりす
る。
伴って波長が短くなり、また高周波電力が伝搬する物体
のディメンジョンと高周波電力の波長とが近くなると波
長の効果が発生してくる。すなわち、高周波電力が伝搬
する物体のディメンジョンが、高周波電力の１／４波
長、１／２波長又は１波長等のような１／４波長の整数
倍になると、一種の共鳴現象（共振現象）が現れる。こ
れを積極的に利用したものがアンテナや受信機である。
通常、アンテナは終端が開放端になっており、アンテナ
周辺の媒質と結合してアンテナの構造に共鳴する電磁波
のみが、アンテナの終端から周辺の媒質に放射されたり
又は周辺の媒質からアンテナの終端に吸収されたりす
る。
【００７５】アンテナとは異なり、コイルに高周波電流
を流すような高周波伝搬方式、すなわちコイルにおける
高周波印加側と反対側の端部が接地されている方式にお
いても、コイルの長さが高周波電力の波長の１／４の整
数倍であれば、コイルに定在波が立ちやすいので、コイ
ルに発生する電圧のピーク値が大きくなると考えられ
る。前述したように、誘導結合型プラズマ発生装置にお
いては、放電が開始するまでの過渡的な状況において
は、コイルに発生する電圧によりチャンバー内に励起さ
れる電界によってチャンバー内の電子が加速される。す
なわち、容量結合により放電が開始し、この放電が引き
金となってなだれ現象的に電離が進行し、電子密度があ
る程度にまで大きくなると誘導結合状態に移行して放電
が維持されるのである。従って、コイルに発生する電圧
のピーク値が大きいほど、放電が開始しやすくなる。
を流すような高周波伝搬方式、すなわちコイルにおける
高周波印加側と反対側の端部が接地されている方式にお
いても、コイルの長さが高周波電力の波長の１／４の整
数倍であれば、コイルに定在波が立ちやすいので、コイ
ルに発生する電圧のピーク値が大きくなると考えられ
る。前述したように、誘導結合型プラズマ発生装置にお
いては、放電が開始するまでの過渡的な状況において
は、コイルに発生する電圧によりチャンバー内に励起さ
れる電界によってチャンバー内の電子が加速される。す
なわち、容量結合により放電が開始し、この放電が引き
金となってなだれ現象的に電離が進行し、電子密度があ
る程度にまで大きくなると誘導結合状態に移行して放電
が維持されるのである。従って、コイルに発生する電圧
のピーク値が大きいほど、放電が開始しやすくなる。
【００７６】以上説明したように、コイル１本当たりの
長さが高周波電力の波長の１／４の整数倍になると、コ
イルに定在波が立ちやすいため、コイルに発生する電圧
のピーク値が大きくなるので、放電が始まりやすく、プ
ラズマが発生しやすいと考えられる。
長さが高周波電力の波長の１／４の整数倍になると、コ
イルに定在波が立ちやすいため、コイルに発生する電圧
のピーク値が大きくなるので、放電が始まりやすく、プ
ラズマが発生しやすいと考えられる。
【００７７】また、コイルの長さが長くなると、コイル
のインピーダンスのレジスタンス成分が増加して電力効
率が低下するため、放電しにくくなると考えられる。す
なわち、コイルの長さが高周波電力の波長の１／４の整
数倍であっても、波長の１／４のときに最も放電が開始
しやすく、次に波長の１／２のときに放電が開始しやす
く、その次に波長の３／４のときに放電が開始しやすい
というように、コイル１本当たりの長さが短いほど、放
電が開始しやすい。
のインピーダンスのレジスタンス成分が増加して電力効
率が低下するため、放電しにくくなると考えられる。す
なわち、コイルの長さが高周波電力の波長の１／４の整
数倍であっても、波長の１／４のときに最も放電が開始
しやすく、次に波長の１／２のときに放電が開始しやす
く、その次に波長の３／４のときに放電が開始しやすい
というように、コイル１本当たりの長さが短いほど、放
電が開始しやすい。
【００７８】大面積にわたって均一なプラズマを形成し
て被処理物を均一性良く処理するためには、コイルの直
径が被処理物の直径の１．５〜２倍程度であることが必
要になってくる。
て被処理物を均一性良く処理するためには、コイルの直
径が被処理物の直径の１．５〜２倍程度であることが必
要になってくる。
【００７９】また、大面積にわたって均一なプラズマを
形成するためには、コイルの直径が大きいだけでなく、
コイルの巻数も重要である。渦巻きの巻数が２であるコ
イルを４つ並列に接続して多重度４のマルチスパイラル
コイルを形成すると、渦巻きの巻き数が８である１本の
渦巻き状コイルと同等の均一性を実現できる。
形成するためには、コイルの直径が大きいだけでなく、
コイルの巻数も重要である。渦巻きの巻数が２であるコ
イルを４つ並列に接続して多重度４のマルチスパイラル
コイルを形成すると、渦巻きの巻き数が８である１本の
渦巻き状コイルと同等の均一性を実現できる。
【００８０】従って、マルチスパイラルコイルを用いる
と、コイルの長さを短くしてプラズマが発生しやすくで
きると共に、大面積にわたって均一なプラズマを発生さ
せることができる。すなわち、マルチスパイラルコイル
を用いると、波長の効果をより有効に利用することがで
きる。
と、コイルの長さを短くしてプラズマが発生しやすくで
きると共に、大面積にわたって均一なプラズマを発生さ
せることができる。すなわち、マルチスパイラルコイル
を用いると、波長の効果をより有効に利用することがで
きる。
【００８１】以下、第１の実施形態の効果を確認するた
めに行なった評価テストについて説明する。
めに行なった評価テストについて説明する。
【００８２】気体としてＣ4 Ｆ8 ガスをチャンバー１０
Ａ内に導入すると共にチャンバー１０Ａ内を２０ｍＴｏ
ｒｒに保ちながらプラズマを発生させ、また、下部電極
１２に高周波バイアス電圧を印加したところ、下部電極
１２の上に保持された被処理物であるシリコン酸化膜に
エッチングを行なうことができた。
Ａ内に導入すると共にチャンバー１０Ａ内を２０ｍＴｏ
ｒｒに保ちながらプラズマを発生させ、また、下部電極
１２に高周波バイアス電圧を印加したところ、下部電極
１２の上に保持された被処理物であるシリコン酸化膜に
エッチングを行なうことができた。
【００８３】次に、気体としてアルゴンガスをチャンバ
ー１０Ａ内に導入すると共に、第１の高周波電源１４か
ら供給する高周波電力を変化させて、チャンバー１０Ａ
内の圧力がどれくらい高ければ放電が開始するかを調べ
た。高周波電力が２００Ｗのときには圧力が２４ｍＴｏ
ｒｒ以上で放電が開始し、高周波電力が３００Ｗのとき
には圧力が２０ｍＴｏｒｒ以上で放電が開始し、高周波
電力が４００Ｗのときには圧力が１８ｍＴｏｒｒ以上で
放電が開始した。つまり、印加する高周波電力が大きい
ほど、放電が開始する最低圧力が低下した。
ー１０Ａ内に導入すると共に、第１の高周波電源１４か
ら供給する高周波電力を変化させて、チャンバー１０Ａ
内の圧力がどれくらい高ければ放電が開始するかを調べ
た。高周波電力が２００Ｗのときには圧力が２４ｍＴｏ
ｒｒ以上で放電が開始し、高周波電力が３００Ｗのとき
には圧力が２０ｍＴｏｒｒ以上で放電が開始し、高周波
電力が４００Ｗのときには圧力が１８ｍＴｏｒｒ以上で
放電が開始した。つまり、印加する高周波電力が大きい
ほど、放電が開始する最低圧力が低下した。
【００８４】次に、高周波電力が２００Ｗ、３００Ｗ及
び４００Ｗの場合において、コイル１本当たりの長さを
様々に変化させながら、放電が開始する最低圧力を調べ
た。その結果を図３に示す。図３から明らかなように、
高周波電力の大きさが同じならば、コイルの長さが高周
波電力の波長の１／４及び１／２のときに、放電が開始
する最低圧力が低い、すなわち、この場合に放電が開始
しやすいということがわかる。
び４００Ｗの場合において、コイル１本当たりの長さを
様々に変化させながら、放電が開始する最低圧力を調べ
た。その結果を図３に示す。図３から明らかなように、
高周波電力の大きさが同じならば、コイルの長さが高周
波電力の波長の１／４及び１／２のときに、放電が開始
する最低圧力が低い、すなわち、この場合に放電が開始
しやすいということがわかる。
【００８５】図４は、コイル１本当たりの長さをさらに
大きく変化させた場合における、コイル１本当たりの長
さと放電が開始する最低圧力との関係を示している。図
４から分かるように、コイル１本当たりの長さが高周波
電力の波長の１／４の整数倍のときに放電が開始しやす
く、また、高周波電力の波長の１／４の整数倍であって
も、波長の１／４のときに最も放電が開始しやすく、波
長の１／２のときがその次に放電が開始しやすく、波長
の３／４のときにその次に放電が開始しやすい。すなわ
ち、放電の開始しやすさのコイル１本当たりの長さに対
する依存性は、コイル１本当たりの長さが短いほど顕著
になっている。マルチスパイラルコイルを用いると、単
純な渦巻き状コイルに比べてコイルの長さを短くできる
ため、放電がより開始しやすいということが確認でき
る。
大きく変化させた場合における、コイル１本当たりの長
さと放電が開始する最低圧力との関係を示している。図
４から分かるように、コイル１本当たりの長さが高周波
電力の波長の１／４の整数倍のときに放電が開始しやす
く、また、高周波電力の波長の１／４の整数倍であって
も、波長の１／４のときに最も放電が開始しやすく、波
長の１／２のときがその次に放電が開始しやすく、波長
の３／４のときにその次に放電が開始しやすい。すなわ
ち、放電の開始しやすさのコイル１本当たりの長さに対
する依存性は、コイル１本当たりの長さが短いほど顕著
になっている。マルチスパイラルコイルを用いると、単
純な渦巻き状コイルに比べてコイルの長さを短くできる
ため、放電がより開始しやすいということが確認でき
る。
【００８６】尚、第１の実施形態におけるコイルの長さ
の説明において、「高周波電力の波長の１／４の整数
倍」という表現を用いたが、コイルの長さは、高周波電
力の波長の１／４のほぼ整数倍であればよく、具体的に
は波長の１／４の整数倍に対して±７％程度の範囲内に
あれば、効果があることが確かめられている。
の説明において、「高周波電力の波長の１／４の整数
倍」という表現を用いたが、コイルの長さは、高周波電
力の波長の１／４のほぼ整数倍であればよく、具体的に
は波長の１／４の整数倍に対して±７％程度の範囲内に
あれば、効果があることが確かめられている。
【００８７】（第２の実施形態）図５は本発明の第２の
実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示してい
る。第２の実施形態においては、図１（ａ）に示した第
１の実施形態と同様の部材については同一の符号を付す
ことにより説明を省略する。
実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示してい
る。第２の実施形態においては、図１（ａ）に示した第
１の実施形態と同様の部材については同一の符号を付す
ことにより説明を省略する。
【００８８】第２の実施形態の特徴として、第１の実施
形態におけるマルチスパイラルコイル１５Ａに代えて、
単純な渦巻き状コイル１５Ｂが設けられている。第２の
実施形態は、第１の実施形態に比べて、大きな面積のプ
ラズマを形成するという点においては不利であるが、逆
に小さな面積のプラズマを形成するという点においては
有利である。第２の実施形態においても、渦巻き状コイ
ル１５Ｂの長さは、高周波電力の波長の１／４のほぼ整
数倍であればよい。
形態におけるマルチスパイラルコイル１５Ａに代えて、
単純な渦巻き状コイル１５Ｂが設けられている。第２の
実施形態は、第１の実施形態に比べて、大きな面積のプ
ラズマを形成するという点においては不利であるが、逆
に小さな面積のプラズマを形成するという点においては
有利である。第２の実施形態においても、渦巻き状コイ
ル１５Ｂの長さは、高周波電力の波長の１／４のほぼ整
数倍であればよい。
【００８９】（第３の実施形態）図６は本発明の第３の
実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示してい
る。第３の実施形態においては、図１（ａ）に示した第
１の実施形態と同様の部材については同一の符号を付す
ことにより説明を省略する。
実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示してい
る。第３の実施形態においては、図１（ａ）に示した第
１の実施形態と同様の部材については同一の符号を付す
ことにより説明を省略する。
【００９０】第３の実施形態の特徴として、第１の実施
形態におけるマルチスパイラルコイル１５Ａに代えて、
円筒形のチャンバー１０Ａの側方に螺旋状に巻かれた１
本の螺旋状コイル１５Ｃが設けられている。第３の実施
形態においても、螺旋状コイル１５Ｃの長さは、高周波
電力の波長の１／４のほぼ整数倍であればよい。
形態におけるマルチスパイラルコイル１５Ａに代えて、
円筒形のチャンバー１０Ａの側方に螺旋状に巻かれた１
本の螺旋状コイル１５Ｃが設けられている。第３の実施
形態においても、螺旋状コイル１５Ｃの長さは、高周波
電力の波長の１／４のほぼ整数倍であればよい。
【００９１】（第４の実施形態）図７は本発明の第４の
実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示してお
り、図８は第４の実施形態に係るプラズマ処理装置に用
いられる高周波電力印加装置の概略構成を示している。
第４の実施形態においては、図１（ａ）に示した第１の
実施形態と同様の部材については同一の符号を付すこと
により説明を省略する。
実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示してお
り、図８は第４の実施形態に係るプラズマ処理装置に用
いられる高周波電力印加装置の概略構成を示している。
第４の実施形態においては、図１（ａ）に示した第１の
実施形態と同様の部材については同一の符号を付すこと
により説明を省略する。
【００９２】第４の実施形態の特徴として、第３の実施
形態における１本の螺旋状コイル１５Ｃに代えて、４本
の螺旋状のコイル部分１５ｄが並列に接続されてなるマ
ルチスパイラルコイル１５Ｄが設けられている。マルチ
スパイラルコイル１５Ｄによると、第１の実施形態と同
様、コイル部分１５ｄの多重化によって各コイル部分１
５ｄの長さを短くできるという利点が得られる。並列に
接続する各コイル部分１５ｄの長さは高周波電力の波長
の１／４のほぼ整数倍であればよく、コイル部分１５ｄ
の本数つまり多重度は２以上のいずれも可能である。
形態における１本の螺旋状コイル１５Ｃに代えて、４本
の螺旋状のコイル部分１５ｄが並列に接続されてなるマ
ルチスパイラルコイル１５Ｄが設けられている。マルチ
スパイラルコイル１５Ｄによると、第１の実施形態と同
様、コイル部分１５ｄの多重化によって各コイル部分１
５ｄの長さを短くできるという利点が得られる。並列に
接続する各コイル部分１５ｄの長さは高周波電力の波長
の１／４のほぼ整数倍であればよく、コイル部分１５ｄ
の本数つまり多重度は２以上のいずれも可能である。
【００９３】（第５の実施形態）図９は本発明の第５の
実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示してい
る。第５の実施形態においては、図１（ａ）に示した第
１の実施形態と同様の部材については同一の符号を付す
ことにより説明を省略する。
実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示してい
る。第５の実施形態においては、図１（ａ）に示した第
１の実施形態と同様の部材については同一の符号を付す
ことにより説明を省略する。
【００９４】第５の実施形態の特徴として、第３の実施
形態における円筒状のチャンバー１０Ａに代えて、半球
状のドーム部を有する円筒状のチャンバー１０Ｂが設け
られ、これに伴って、第３の実施形態における同径の円
形よりなる螺旋状コイル１５Ｃに代えて、中央部から下
方に位置する同径の複数の円形状のコイル部分と、中央
部から上方に位置しており上方に向かうにつれて径が徐
々に小さくなる複数の円形状のコイル部分とから構成さ
れる螺旋状コイル１５Ｅが設けられている。これによ
り、螺旋状コイル１５Ｅは、被処理物１３の側方のみな
らず、被処理物１３と対向する面にも設けられている。
第５の実施形態においても、螺旋状コイル１５Ｅの長さ
は、高周波電力の波長の１／４の実質的な整数倍であれ
ばよい。また、螺旋状コイル１５Ｅの本数つまり多重度
を増して、マルチスパイラルコイルにしてもよい。
形態における円筒状のチャンバー１０Ａに代えて、半球
状のドーム部を有する円筒状のチャンバー１０Ｂが設け
られ、これに伴って、第３の実施形態における同径の円
形よりなる螺旋状コイル１５Ｃに代えて、中央部から下
方に位置する同径の複数の円形状のコイル部分と、中央
部から上方に位置しており上方に向かうにつれて径が徐
々に小さくなる複数の円形状のコイル部分とから構成さ
れる螺旋状コイル１５Ｅが設けられている。これによ
り、螺旋状コイル１５Ｅは、被処理物１３の側方のみな
らず、被処理物１３と対向する面にも設けられている。
第５の実施形態においても、螺旋状コイル１５Ｅの長さ
は、高周波電力の波長の１／４の実質的な整数倍であれ
ばよい。また、螺旋状コイル１５Ｅの本数つまり多重度
を増して、マルチスパイラルコイルにしてもよい。
【００９５】（第６の実施形態）図１０は本発明の第６
の実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示して
いる。第６の実施形態においては、図１（ａ）に示した
第１の実施形態と同様の部材については同一の符号を付
すことにより説明を省略する。
の実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示して
いる。第６の実施形態においては、図１（ａ）に示した
第１の実施形態と同様の部材については同一の符号を付
すことにより説明を省略する。
【００９６】第６の実施形態の特徴として、第２の実施
形態と同様の渦巻き状コイル１５Ｂが設けられていると
共に、通常のインピーダンス整合器１６Ａに代えて、２
個の可変コンデンサＣ1 及びＣ2 よりなるインピーダン
ス整合器１６Ｂが設けられている。
形態と同様の渦巻き状コイル１５Ｂが設けられていると
共に、通常のインピーダンス整合器１６Ａに代えて、２
個の可変コンデンサＣ1 及びＣ2 よりなるインピーダン
ス整合器１６Ｂが設けられている。
【００９７】（第７の実施形態）図１１は本発明の第７
の実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示して
おり、図１２は第７の実施形態に係るプラズマ処理装置
に用いられる高周波電力印加装置の概略構成を示してい
る。第７の実施形態においては、図１（ａ）に示した第
１の実施形態と同様の部材については同一の符号を付す
ことにより説明を省略する。
の実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示して
おり、図１２は第７の実施形態に係るプラズマ処理装置
に用いられる高周波電力印加装置の概略構成を示してい
る。第７の実施形態においては、図１（ａ）に示した第
１の実施形態と同様の部材については同一の符号を付す
ことにより説明を省略する。
【００９８】第７の実施形態の特徴として、第１の実施
形態と同様のマルチスパイラルコイル１５Ａが設けられ
ていると共に、通常のインピーダンス整合器１６Ａに代
えて、２個の可変コンデンサＣ1 及びＣ2 よりなるイン
ピーダンス整合器１６Ｂが設けられている。
形態と同様のマルチスパイラルコイル１５Ａが設けられ
ていると共に、通常のインピーダンス整合器１６Ａに代
えて、２個の可変コンデンサＣ1 及びＣ2 よりなるイン
ピーダンス整合器１６Ｂが設けられている。
【００９９】尚、第３〜第５の実施形態に係る通常のイ
ンピーダンス整合器１６Ａに代えて、第１又は第２の実
施形態と同様、２個の可変コンデンサＣ1 及びＣ2 より
なるインピーダンス整合器１６Ｂを設けてもよい。
ンピーダンス整合器１６Ａに代えて、第１又は第２の実
施形態と同様、２個の可変コンデンサＣ1 及びＣ2 より
なるインピーダンス整合器１６Ｂを設けてもよい。
【０１００】一般に、インピーダンス整合器は、周波数
が高くなるに従ってその構成が異なってくる。従来にお
いては、およそ５０ＭＨｚ以下の周波数領域において
は、可変コンデンサや可変インダクタを用いたインピー
ダンス整合器が利用されているが、５０ＭＨｚを超える
高い周波数領域ではインピーダンス整合の困難さに起因
して過渡電流が流れやすいので、可変コンデンサや可変
インダクタを用いたインピーダンス整合器によりインピ
ーダンス整合はとりにくい。そこで、従来、１００ＭＨ
ｚ以上の高い周波数領域ではインピーダンス整合器とし
てはスタブが使用されてきたが、スタブは、安定性、制
御性及び信頼性の点で劣っているため、実用上という点
においては、可変コンデンサよりなるインピーダンス整
合器が好ましい。
が高くなるに従ってその構成が異なってくる。従来にお
いては、およそ５０ＭＨｚ以下の周波数領域において
は、可変コンデンサや可変インダクタを用いたインピー
ダンス整合器が利用されているが、５０ＭＨｚを超える
高い周波数領域ではインピーダンス整合の困難さに起因
して過渡電流が流れやすいので、可変コンデンサや可変
インダクタを用いたインピーダンス整合器によりインピ
ーダンス整合はとりにくい。そこで、従来、１００ＭＨ
ｚ以上の高い周波数領域ではインピーダンス整合器とし
てはスタブが使用されてきたが、スタブは、安定性、制
御性及び信頼性の点で劣っているため、実用上という点
においては、可変コンデンサよりなるインピーダンス整
合器が好ましい。
【０１０１】ところが、第１〜第５の実施形態において
は、コイル１本当たりの長さを高周波電力の波長の１／
４のほぼ整数倍に設定したため、コイルに発生する電圧
のピーク値が大きくなるので、５０ＭＨｚを超える高い
周波数の高周波電力を印可しても、プラズマが発生しや
すいので、２個の可変コンデンサＣ1 及びＣ2 よりなる
インピーダンス整合器１６Ｂを用いることができる。
は、コイル１本当たりの長さを高周波電力の波長の１／
４のほぼ整数倍に設定したため、コイルに発生する電圧
のピーク値が大きくなるので、５０ＭＨｚを超える高い
周波数の高周波電力を印可しても、プラズマが発生しや
すいので、２個の可変コンデンサＣ1 及びＣ2 よりなる
インピーダンス整合器１６Ｂを用いることができる。
【０１０２】第１〜第５の実施形態において、第１の高
周波電源１４から３０〜３００ＭＨｚの高周波電力を印
可すると共に、２個の可変コンデンサＣ1 及びＣ2 より
なるインピーダンス整合器１６Ｂによりインピーダンス
整合をとってプラズマ放電を起こさせたところ、インピ
ーダンス整合の良好な特性と安定したプラズマ放電を再
現性良く得られることが分かった。
周波電源１４から３０〜３００ＭＨｚの高周波電力を印
可すると共に、２個の可変コンデンサＣ1 及びＣ2 より
なるインピーダンス整合器１６Ｂによりインピーダンス
整合をとってプラズマ放電を起こさせたところ、インピ
ーダンス整合の良好な特性と安定したプラズマ放電を再
現性良く得られることが分かった。
【０１０３】（第８の実施形態）図１３（ａ）、（ｂ）
は本発明の第８の実施形態に係る高周波電力印加装置の
概略構成を示している。
は本発明の第８の実施形態に係る高周波電力印加装置の
概略構成を示している。
【０１０４】第８の実施形態に係る高周波電力印加装置
は、それぞれがコイル中心部から外方へ直線状に延びた
後、円周に沿って円周長さの１／４だけ円弧状に延びて
おり、各円弧部が同一の円周上に位置する４本のコイル
部分１５ｆが並列に接続された構造のマルチスパイラル
コイル１５Ｆと、該マルチスパイラルコイル１５Ｆの中
心部に高周波電力を印可する第１の高周波電源１４と、
図示しないインピーダンス整合回路とを備えている。
は、それぞれがコイル中心部から外方へ直線状に延びた
後、円周に沿って円周長さの１／４だけ円弧状に延びて
おり、各円弧部が同一の円周上に位置する４本のコイル
部分１５ｆが並列に接続された構造のマルチスパイラル
コイル１５Ｆと、該マルチスパイラルコイル１５Ｆの中
心部に高周波電力を印可する第１の高周波電源１４と、
図示しないインピーダンス整合回路とを備えている。
【０１０５】図１３（ａ）に示すマルチスパイラルコイ
ル１５Ｆにおいては、該マルチスパイラルコイル１５Ｆ
のコイル部分１５ｆは、それぞれが第１の高周波電源１
４から発生する高周波電力の波長の１／４のほぼ整数倍
の長さを有していると共に、コイル部分１５ｆの各円弧
部同士の間に若干の隙間を有している。また、図１３
（ｂ）に示すマルチスパイラルコイル１５Ｆにおいて
は、該マルチスパイラルコイル１５Ｆのコイル部分１５
ｆは、それぞれが第１の高周波電源１４から発生する高
周波電力の波長の１／４のほぼ整数倍の長さを有してい
ると共に、各円弧部同士が径方向から見て重なっている
が電気的には互いに絶縁されている。このように４本の
コイル部分１５ｆが並列に接続されてなる構造を採用す
ると、前記のマルチスパイラルコイル１５Ａと同様、コ
イル１本当たりの長さを極めて短くすることができる。
ル１５Ｆにおいては、該マルチスパイラルコイル１５Ｆ
のコイル部分１５ｆは、それぞれが第１の高周波電源１
４から発生する高周波電力の波長の１／４のほぼ整数倍
の長さを有していると共に、コイル部分１５ｆの各円弧
部同士の間に若干の隙間を有している。また、図１３
（ｂ）に示すマルチスパイラルコイル１５Ｆにおいて
は、該マルチスパイラルコイル１５Ｆのコイル部分１５
ｆは、それぞれが第１の高周波電源１４から発生する高
周波電力の波長の１／４のほぼ整数倍の長さを有してい
ると共に、各円弧部同士が径方向から見て重なっている
が電気的には互いに絶縁されている。このように４本の
コイル部分１５ｆが並列に接続されてなる構造を採用す
ると、前記のマルチスパイラルコイル１５Ａと同様、コ
イル１本当たりの長さを極めて短くすることができる。
【０１０６】（第９の実施形態）図１４は本発明の第９
の実施形態に係る高周波電力印加装置の概略構成を示し
ている。
の実施形態に係る高周波電力印加装置の概略構成を示し
ている。
【０１０７】第９の実施形態に係る高周波電力印加装置
は、それぞれがコイル中心部から外方へ曲線状に延びた
後、円周に沿って円周長さの１／４だけ円弧状に延びて
おり、各円弧部が同一の円周上に位置する４本のコイル
部分１５ｇが並列に接続された構造のマルチスパイラル
コイル１５Ｇと、該マルチスパイラルコイル１５Ｇの中
心部に高周波電力を印可する第１の高周波電源１４と、
図示しないインピーダンス整合回路とを備えている。マ
ルチスパイラルコイル１５Ｇのコイル部分１５ｇは、そ
れぞれが第１の高周波電源１４から発生する高周波電力
の波長の１／４のほぼ整数倍の長さを有している。この
ように４本のコイル部分１５ｇが並列に接続されてなる
構造を採用すると、前記のマルチスパイラルコイル１５
Ａと同様、コイル１本当たりの長さを極めて短くするこ
とができる。
は、それぞれがコイル中心部から外方へ曲線状に延びた
後、円周に沿って円周長さの１／４だけ円弧状に延びて
おり、各円弧部が同一の円周上に位置する４本のコイル
部分１５ｇが並列に接続された構造のマルチスパイラル
コイル１５Ｇと、該マルチスパイラルコイル１５Ｇの中
心部に高周波電力を印可する第１の高周波電源１４と、
図示しないインピーダンス整合回路とを備えている。マ
ルチスパイラルコイル１５Ｇのコイル部分１５ｇは、そ
れぞれが第１の高周波電源１４から発生する高周波電力
の波長の１／４のほぼ整数倍の長さを有している。この
ように４本のコイル部分１５ｇが並列に接続されてなる
構造を採用すると、前記のマルチスパイラルコイル１５
Ａと同様、コイル１本当たりの長さを極めて短くするこ
とができる。
【０１０８】（第１０の実施形態）図１５（ａ）、
（ｂ）は本発明の第１０の実施形態に係る高周波電力印
加装置の概略構成を示している。
（ｂ）は本発明の第１０の実施形態に係る高周波電力印
加装置の概略構成を示している。
【０１０９】第１０の実施形態に係る高周波電力印加装
置は、第８の実施形態と同様の形状を有し、中心部が接
地されている４本のコイル部分１５ｆが並列に接続され
た構造のマルチスパイラルコイル１５Ｆと、該マルチス
パイラルコイル１５Ｆの外端部にそれぞれ高周波電力を
印可する４つの第１の高周波電源１４と、図示しないイ
ンピーダンス整合回路とを備えている。図１５（ａ）は
図１３（ａ）と対応し、図１５（ｂ）は図１３（ｂ）と
対応している。
置は、第８の実施形態と同様の形状を有し、中心部が接
地されている４本のコイル部分１５ｆが並列に接続され
た構造のマルチスパイラルコイル１５Ｆと、該マルチス
パイラルコイル１５Ｆの外端部にそれぞれ高周波電力を
印可する４つの第１の高周波電源１４と、図示しないイ
ンピーダンス整合回路とを備えている。図１５（ａ）は
図１３（ａ）と対応し、図１５（ｂ）は図１３（ｂ）と
対応している。
【０１１０】（第１１の実施形態）図１６は本発明の第
１１の実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示
している。第１１の実施形態においては、図１（ａ）に
示した第１の実施形態と同様の部材については同一の符
号を付すことにより説明を省略する。
１１の実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示
している。第１１の実施形態においては、図１（ａ）に
示した第１の実施形態と同様の部材については同一の符
号を付すことにより説明を省略する。
【０１１１】第１１の実施形態の特徴として、下部電極
１２に高周波バイアス電圧を印加する第２の高周波電源
１７に定電圧源１８が直列に接続されている。第１１の
実施形態によると、下部電極１２に、高周波電力のみ、
定電圧のみ又は高周波電力と定電圧の両方を印加するす
ることが可能となり、高周波バイアス電圧のみならず直
流バイアス電圧を制御することができるので、プラズマ
処理に使用するイオンエネルギーの制御が一層容易にな
ると共に、イオンエネルギーの微妙な調節及び制御が可
能になる。このため、プラズマ処理の制御性が大きく向
上する。
１２に高周波バイアス電圧を印加する第２の高周波電源
１７に定電圧源１８が直列に接続されている。第１１の
実施形態によると、下部電極１２に、高周波電力のみ、
定電圧のみ又は高周波電力と定電圧の両方を印加するす
ることが可能となり、高周波バイアス電圧のみならず直
流バイアス電圧を制御することができるので、プラズマ
処理に使用するイオンエネルギーの制御が一層容易にな
ると共に、イオンエネルギーの微妙な調節及び制御が可
能になる。このため、プラズマ処理の制御性が大きく向
上する。
【０１１２】（第１２の実施形態）図１７は本発明の第
１２の実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示
している。第１２の実施形態においては、図１（ａ）に
示した第１の実施形態と同様の部材については同一の符
号を付すことにより説明を省略する。
１２の実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示
している。第１２の実施形態においては、図１（ａ）に
示した第１の実施形態と同様の部材については同一の符
号を付すことにより説明を省略する。
【０１１３】第１２の実施形態の特徴として、第１１の
実施形態と同様に、下部電極１２に高周波バイアス電圧
を印加する第２の高周波電源１７に定電圧源１８が直列
に接続されている。また、第１の高周波電源１４により
印加される高周波電力をパルス変調する第１のパルス変
調器１９が設けられていると共に、第２の高周波電源１
７により印加されるバイアス電圧をパルス変調する第２
のパルス変調器２０が設けられている。
実施形態と同様に、下部電極１２に高周波バイアス電圧
を印加する第２の高周波電源１７に定電圧源１８が直列
に接続されている。また、第１の高周波電源１４により
印加される高周波電力をパルス変調する第１のパルス変
調器１９が設けられていると共に、第２の高周波電源１
７により印加されるバイアス電圧をパルス変調する第２
のパルス変調器２０が設けられている。
【０１１４】第１２の実施形態によると、第１のパルス
変調器１９によって、第１の高周波電源１４により印加
される高周波電力をパルス変調することができるため、
第１１の実施形態に比べて、生成されるプラズマの解離
度の制御、プラズマの組成（ラジカル種及びイオン種の
成分比率）の制御等のプラズマ状態の制御能力が飛躍的
に向上する。
変調器１９によって、第１の高周波電源１４により印加
される高周波電力をパルス変調することができるため、
第１１の実施形態に比べて、生成されるプラズマの解離
度の制御、プラズマの組成（ラジカル種及びイオン種の
成分比率）の制御等のプラズマ状態の制御能力が飛躍的
に向上する。
【０１１５】また、第２のパルス変調器２０によって、
第２の高周波電源１７により印加される高周波電力、定
電圧又は高周波電力と定電圧の両方をパルス変調するこ
とができるため、下部電極１２に、パルス変調された高
周波バイアス電圧のみ、パルス変調された直流バイアス
電圧のみ又はパルス変調された高周波バイアスとパルス
変調された直流バイアスの両方を印加してプラズマ処理
を行なうことが可能になる。このため、第１１の実施形
態に比べて、被処理物１３に照射するイオンエネルギー
の制御性が飛躍的に向上する。
第２の高周波電源１７により印加される高周波電力、定
電圧又は高周波電力と定電圧の両方をパルス変調するこ
とができるため、下部電極１２に、パルス変調された高
周波バイアス電圧のみ、パルス変調された直流バイアス
電圧のみ又はパルス変調された高周波バイアスとパルス
変調された直流バイアスの両方を印加してプラズマ処理
を行なうことが可能になる。このため、第１１の実施形
態に比べて、被処理物１３に照射するイオンエネルギー
の制御性が飛躍的に向上する。
【０１１６】また、第１のパルス変調器１９及び第２の
パルス変調器２０の両方を動作させる場合には、第１の
パルス変調器１９によってプラズマの解離度及びプラズ
マの組成の制御を行ないつつ、第２のパルス変調器２０
によってイオンエネルギー又は正負イオン種の被処理物
１３への照射の制御を行なうことができるので、ラジカ
ル及びイオンが質的及び量的に制御されたプラズマ処理
を行なうことが可能になる。
パルス変調器２０の両方を動作させる場合には、第１の
パルス変調器１９によってプラズマの解離度及びプラズ
マの組成の制御を行ないつつ、第２のパルス変調器２０
によってイオンエネルギー又は正負イオン種の被処理物
１３への照射の制御を行なうことができるので、ラジカ
ル及びイオンが質的及び量的に制御されたプラズマ処理
を行なうことが可能になる。
【０１１７】さらに、第１のパルス変調器１９及び第２
のパルス変調器２０の両方を使用する場合には、各パル
ス変調器のパルス変調周波数を同期すると、制御性の高
いプラズマ処理を行なうことが可能になる。
のパルス変調器２０の両方を使用する場合には、各パル
ス変調器のパルス変調周波数を同期すると、制御性の高
いプラズマ処理を行なうことが可能になる。
【０１１８】尚、第１〜第１２の実施形態において、プ
ラズマ処理の内容に応じて、第１の高周波電源１４に定
電圧源を直列に接続して、各コイル１５Ａ〜１５Ｇに直
流電圧を印加してもよい。
ラズマ処理の内容に応じて、第１の高周波電源１４に定
電圧源を直列に接続して、各コイル１５Ａ〜１５Ｇに直
流電圧を印加してもよい。
【０１１９】また、第１〜第１２の実施形態におけるコ
イル１５Ａ〜１５Ｇの材料として、銅等の導電性の高い
金属を用いれば安価にコイルを作成することができる。
イル１５Ａ〜１５Ｇの材料として、銅等の導電性の高い
金属を用いれば安価にコイルを作成することができる。
【０１２０】また、コイル１５Ａ〜コイル１５Ｇを形成
する素材としては、帯板状、棒状又は管状等いずれの形
状でもよいが、表面積の大きい方が好ましい。帯板状の
素材によりコイルを形成する場合には、コイル材料の使
い方としては、帯板の厚さ面がチャンバーと対向しても
よいし、帯板の幅面がチャンバーと対向してもよい。帯
板の幅面がチャンバーと対向するようにコイルを形成す
る場合には、帯板の幅面の大きさを変えることにより、
チャンバー内の空間とコイルとの容量結合性を調整する
ことが可能になるので、誘導結合と容量結合との度合い
を制御することができる。
する素材としては、帯板状、棒状又は管状等いずれの形
状でもよいが、表面積の大きい方が好ましい。帯板状の
素材によりコイルを形成する場合には、コイル材料の使
い方としては、帯板の厚さ面がチャンバーと対向しても
よいし、帯板の幅面がチャンバーと対向してもよい。帯
板の幅面がチャンバーと対向するようにコイルを形成す
る場合には、帯板の幅面の大きさを変えることにより、
チャンバー内の空間とコイルとの容量結合性を調整する
ことが可能になるので、誘導結合と容量結合との度合い
を制御することができる。
【０１２１】また、チャンバーの壁を構成する材料とし
ては、コイルにより生成される磁界をチャンバーの中に
伝搬させることが可能な誘電体（絶縁体）を用いる必要
があり、具体的には、石英（ＳｉＯ2 ）やセラミック等
の材料が好ましい。
ては、コイルにより生成される磁界をチャンバーの中に
伝搬させることが可能な誘電体（絶縁体）を用いる必要
があり、具体的には、石英（ＳｉＯ2 ）やセラミック等
の材料が好ましい。
【０１２２】
【発明の効果】本発明に係る高周波電力印加装置又は高
周波電力印加方法によると、コイルの長さを、高周波電
力発生源より発生する高周波電力の波長の１／４のほぼ
整数倍にしたため、コイルに発生する電圧のピーク値が
大きくなるので、高周波電力の周波数が高い場合でも、
高周波電力を効率良く供給することができる。
周波電力印加方法によると、コイルの長さを、高周波電
力発生源より発生する高周波電力の波長の１／４のほぼ
整数倍にしたため、コイルに発生する電圧のピーク値が
大きくなるので、高周波電力の周波数が高い場合でも、
高周波電力を効率良く供給することができる。
【０１２３】本発明に係る高周波電力印加装置又は高周
波電力印加方法において、コイルの長さが、高周波電力
の波長の１／４の整数倍に対して±７％の範囲内にある
と、コイルに確実に定在波がたつので、コイルの発生す
る電圧のピーク値を確実に大きくすることができる。
波電力印加方法において、コイルの長さが、高周波電力
の波長の１／４の整数倍に対して±７％の範囲内にある
と、コイルに確実に定在波がたつので、コイルの発生す
る電圧のピーク値を確実に大きくすることができる。
【０１２４】また、コイルの長さが、高周波電力の波長
のほぼ１／４又はほぼ１／２であると、コイルの長さが
短くてすむため、コイルのインピーダンスのレジスタン
ス成分を抑制できるので、高周波電力の供給効率が向上
する。従って、この高周波電力印加装置をプラズマ発生
装置に適用したり、又はこの高周波電力印加方法をプラ
ズマ発生方法に適用したりすると、放電が開始しやすく
なってプラズマが発生しやすくなる。
のほぼ１／４又はほぼ１／２であると、コイルの長さが
短くてすむため、コイルのインピーダンスのレジスタン
ス成分を抑制できるので、高周波電力の供給効率が向上
する。従って、この高周波電力印加装置をプラズマ発生
装置に適用したり、又はこの高周波電力印加方法をプラ
ズマ発生方法に適用したりすると、放電が開始しやすく
なってプラズマが発生しやすくなる。
【０１２５】また、コイルの長さが、高周波電力の波長
の１／４又は１／２に対して±７％の範囲内にあると、
高周波電力の供給効率を向上させつつコイルに発生する
電圧のピーク値を大きくすることができる。
の１／４又は１／２に対して±７％の範囲内にあると、
高周波電力の供給効率を向上させつつコイルに発生する
電圧のピーク値を大きくすることができる。
【０１２６】また、高周波電力の周波数が３０ＭＨｚ〜
３００ＭＨｚであると、従来においては、リアクタンス
が増大してインピーダンス整合をとることが困難である
ために高周波電力の供給効率が低下したが、本発明によ
ると、周波数が３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚの高周波電力
を効率良く供給することができる。従って、この高周波
電力印加装置をプラズマ発生装置に適用したり、又はこ
の高周波電力印加方法をプラズマ発生方法に適用したり
すると、プラズマの電子温度の制御が容易になる。
３００ＭＨｚであると、従来においては、リアクタンス
が増大してインピーダンス整合をとることが困難である
ために高周波電力の供給効率が低下したが、本発明によ
ると、周波数が３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚの高周波電力
を効率良く供給することができる。従って、この高周波
電力印加装置をプラズマ発生装置に適用したり、又はこ
の高周波電力印加方法をプラズマ発生方法に適用したり
すると、プラズマの電子温度の制御が容易になる。
【０１２７】また、インピーダンス整合器が、少なくと
も２個の可変コンデンサにより構成されていると、イン
ピーダンス整合器の安定性、制御性及び信頼性が向上す
る。
も２個の可変コンデンサにより構成されていると、イン
ピーダンス整合器の安定性、制御性及び信頼性が向上す
る。
【０１２８】また、コイルが、高周波電力の波長の１／
４のほぼ整数倍の長さを持つと共にコイル中心に対して
点対称に配置された複数のコイル部分により構成されて
いると、つまりマルチスパイラルコイルにすると、連続
した１本のシングルスパイラルコイルに比べて、各コイ
ル部分の長さを短くできるため、コイルのインピーダン
スのレジスタンス成分を抑制できるので、高周波電力の
供給効率が向上する。従って、この高周波電力印加装置
をプラズマ発生装置に適用したり、この高周波電力印加
方法をプラズマ発生方法に適用したりすると、放電が開
始しやすくなってプラズマが発生しやすくなると共に、
コイルの直径を容易に大きくできるため大面積に亘って
均一なプラズマを発生させることができるので、被処理
物を均一性良く処理することができる。
４のほぼ整数倍の長さを持つと共にコイル中心に対して
点対称に配置された複数のコイル部分により構成されて
いると、つまりマルチスパイラルコイルにすると、連続
した１本のシングルスパイラルコイルに比べて、各コイ
ル部分の長さを短くできるため、コイルのインピーダン
スのレジスタンス成分を抑制できるので、高周波電力の
供給効率が向上する。従って、この高周波電力印加装置
をプラズマ発生装置に適用したり、この高周波電力印加
方法をプラズマ発生方法に適用したりすると、放電が開
始しやすくなってプラズマが発生しやすくなると共に、
コイルの直径を容易に大きくできるため大面積に亘って
均一なプラズマを発生させることができるので、被処理
物を均一性良く処理することができる。
【０１２９】この場合、複数のコイル部分が、同一の円
周上に位置する円弧部をそれぞれ有していると、マルチ
スパイラルコイルを構成する各コイル部分の長さを一層
短くできるので、高周波電力の供給効率を一層向上させ
たり、大面積に亘って一層均一なプラズマを発生させた
りすることができる。
周上に位置する円弧部をそれぞれ有していると、マルチ
スパイラルコイルを構成する各コイル部分の長さを一層
短くできるので、高周波電力の供給効率を一層向上させ
たり、大面積に亘って一層均一なプラズマを発生させた
りすることができる。
【０１３０】また、コイルが平面的な渦巻き状に形成さ
れていると、高周波電力印加装置をプラズマ処理装置に
適用する場合に、コイルを被処理物と対向させやすい。
れていると、高周波電力印加装置をプラズマ処理装置に
適用する場合に、コイルを被処理物と対向させやすい。
【０１３１】また、コイルが、立体的な渦巻き状又は螺
旋状に形成されていると、高周波電力印加装置をプラズ
マ処理装置に適用する場合に、コイルをチャンバーの周
囲に配置しやすくなる。
旋状に形成されていると、高周波電力印加装置をプラズ
マ処理装置に適用する場合に、コイルをチャンバーの周
囲に配置しやすくなる。
【０１３２】本発明に係るプラズマ発生装置又はプラズ
マ発生方法によると、コイルが、高周波電力発生源より
発生する高周波電力の波長の１／４のほぼ整数倍の長さ
を持つため、コイルに発生する電圧のピーク値が大きく
なって、チャンバー内の電子を効果的に加速できるの
で、周波数の高い高周波電力を印可しても高真空度の圧
力下においてプラズマを発生することができる。
マ発生方法によると、コイルが、高周波電力発生源より
発生する高周波電力の波長の１／４のほぼ整数倍の長さ
を持つため、コイルに発生する電圧のピーク値が大きく
なって、チャンバー内の電子を効果的に加速できるの
で、周波数の高い高周波電力を印可しても高真空度の圧
力下においてプラズマを発生することができる。
【０１３３】本発明に係るプラズマ処理装置又はプラズ
マ処理方法によると、コイルが、高周波電力発生源より
発生する高周波電力の波長の１／４のほぼ整数倍の長さ
を持つため、周波数の高い高周波電力を印可しても高真
空度の圧力下においてプラズマを発生することができる
ので、高均一で且つ低ダメージのプラズマ処理を高精度
に行なうことができる。
マ処理方法によると、コイルが、高周波電力発生源より
発生する高周波電力の波長の１／４のほぼ整数倍の長さ
を持つため、周波数の高い高周波電力を印可しても高真
空度の圧力下においてプラズマを発生することができる
ので、高均一で且つ低ダメージのプラズマ処理を高精度
に行なうことができる。
【０１３４】本発明に係るプラズマ処理装置が、チャン
バーと電気的に絶縁された高周波電圧及び定電圧のうち
の少なくとも１つの電圧を試料台に印加する電圧印加手
段を備えている場合、又は、本発明に係るプラズマ処理
方法が、チャンバーと電気的に絶縁された高周波電圧及
び定電圧のうちの少なくとも１つの電圧を試料台に印加
する工程を備えている場合には、プラズマ処理に使用す
るイオンエネルギーの制御が容易になると共にイオンエ
ネルギーの微妙な調整及び制御が可能になるので、プラ
ズマ処理の制御性が向上する。
バーと電気的に絶縁された高周波電圧及び定電圧のうち
の少なくとも１つの電圧を試料台に印加する電圧印加手
段を備えている場合、又は、本発明に係るプラズマ処理
方法が、チャンバーと電気的に絶縁された高周波電圧及
び定電圧のうちの少なくとも１つの電圧を試料台に印加
する工程を備えている場合には、プラズマ処理に使用す
るイオンエネルギーの制御が容易になると共にイオンエ
ネルギーの微妙な調整及び制御が可能になるので、プラ
ズマ処理の制御性が向上する。
【０１３５】この場合、高周波電力発生源より発生する
高周波電力をパルス変調すると、生成されるプラズマの
解離度の制御性やプラズマの組成の制御性等が向上す
る。また、電圧印加手段により印加される電圧をパルス
変調すると、パルス変調された高周波バイアス電圧やパ
ルス変調された直流バイアス電圧等を試料台に印加でき
るので、ラジカル及びイオンが質的及び量的に制御され
たプラズマ処理を行なうことができる。
高周波電力をパルス変調すると、生成されるプラズマの
解離度の制御性やプラズマの組成の制御性等が向上す
る。また、電圧印加手段により印加される電圧をパルス
変調すると、パルス変調された高周波バイアス電圧やパ
ルス変調された直流バイアス電圧等を試料台に印加でき
るので、ラジカル及びイオンが質的及び量的に制御され
たプラズマ処理を行なうことができる。
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係るプラズ
マ処理装置の概略構成図であり、（ｂ）は前記第１の実
施形態に係るプラズマ処理装置におけるマルチスパイラ
ルコイルのコイル部分の平面図である。
マ処理装置の概略構成図であり、（ｂ）は前記第１の実
施形態に係るプラズマ処理装置におけるマルチスパイラ
ルコイルのコイル部分の平面図である。
【図２】前記第１の実施形態に係るプラズマ処理装置に
用いられる高周波電力印加装置の概略構成図である。
用いられる高周波電力印加装置の概略構成図である。
【図３】前記第１の実施形態に係るプラズマ処理装置に
おいて、高周波電力を変化させた場合におけるマルチス
パイラルコイルのコイル部分１本当たりの長さと放電が
開始する最低圧力との関係を示す特性図である。
おいて、高周波電力を変化させた場合におけるマルチス
パイラルコイルのコイル部分１本当たりの長さと放電が
開始する最低圧力との関係を示す特性図である。
【図４】前記第１の実施形態に係るプラズマ処理装置に
おけるマルチスパイラルコイルのコイル部分１本当たり
の長さと放電が開始する最低圧力との関係を示す特性図
である。
おけるマルチスパイラルコイルのコイル部分１本当たり
の長さと放電が開始する最低圧力との関係を示す特性図
である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るプラズマ処理装
置の概略構成図である。
置の概略構成図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るプラズマ処理装
置の概略構成図である。
置の概略構成図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係るプラズマ処理装
置の概略構成図である。
置の概略構成図である。
【図８】前記第４の実施形態に係るプラズマ処理装置に
用いられる高周波電力印加装置の概略構成図である。
用いられる高周波電力印加装置の概略構成図である。
【図９】本発明の第５の実施形態に係るプラズマ処理装
置の概略構成図である。
置の概略構成図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態に係るプラズマ処理
装置の概略構成図である。
装置の概略構成図である。
【図１１】本発明の第７の実施形態に係るプラズマ処理
装置の概略構成図である。
装置の概略構成図である。
【図１２】前記第７の実施形態に係るプラズマ処理装置
に用いられる高周波電力印加装置の概略構成図である。
に用いられる高周波電力印加装置の概略構成図である。
【図１３】（ａ）、（ｂ）は本発明の第８の実施形態に
係る高周波電力印加装置の概略構成図である。
係る高周波電力印加装置の概略構成図である。
【図１４】本発明の第９の実施形態に係る高周波電力印
加装置の概略構成図である。
加装置の概略構成図である。
【図１５】（ａ）、（ｂ）は本発明の第１０の実施形態
に係る高周波電力印加装置の概略構成図である。
に係る高周波電力印加装置の概略構成図である。
【図１６】本発明の第１１の実施形態に係るプラズマ処
理装置の概略構成図である。
理装置の概略構成図である。
【図１７】本発明の第１２の実施形態に係るプラズマ処
理装置の概略構成図である。
理装置の概略構成図である。
【図１８】第１の従来例に係る誘導結合型プラズマ処理
装置の概略構成図である。
装置の概略構成図である。
【図１９】第２の従来例に係る誘導結合型プラズマ処理
装置の概略構成図である。
装置の概略構成図である。
【図２０】第３の従来例に係る誘導結合型プラズマ処理
装置の概略構成図である。
装置の概略構成図である。
１０Ａ、１０Ｂ チャンバー １１ 絶縁体 １２ 下部電極 １３ 被処理物 １４ 第１の高周波電源 １５Ａ １５Ｄ １５Ｆ マルチスパイラルコイル １５Ｂ 渦巻き状コイル １５Ｃ １５Ｅ 螺旋状コイル １５ａ １５ｄ １５ｆ １５ｇ コイル部分 １６Ａ、１６Ｂ インピーダンス整合器 １７ 第２の高周波電源 １８ 定電圧源 １９ 第１のパルス変調器 ２０ 第２のパルス変調器
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０１Ｌ 21/285 Ｈ０１Ｌ 21/285 Ｃ 21/3065 21/302 Ａ (72)発明者 奥村 智洋 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (28)
- 【請求項１】 高周波電力を発生させる高周波電力発生
源と、 前記高周波電力発生源より発生する高周波電力の波長の
１／４のほぼ整数倍の長さを持ち、前記高周波電力発生
源から高周波電力を供給されて高周波電流が流れると磁
界を発生するコイルと、 前記高周波電力発生源と前記コイルとのインピーダンス
整合をとるインピーダンス整合器とを備えていることを
特徴とする高周波電力印加装置。 - 【請求項２】 前記コイルの長さは、前記高周波電力の
波長の１／４の整数倍に対して±７％の範囲内にあるこ
とを特徴とする請求項１に記載の高周波電力印加装置。 - 【請求項３】 前記コイルの長さは、前記高周波電力の
波長のほぼ１／４又はほぼ１／２であることを特徴とす
る請求項１に記載の高周波電力印加装置。 - 【請求項４】 前記コイルの長さは、前記高周波電力の
波長の１／４又は１／２に対して±７％の範囲内にある
ことを特徴とする請求項１に記載の高周波電力印加装
置。 - 【請求項５】 前記高周波電力の周波数は３０ＭＨｚ〜
３００ＭＨｚであることを特徴とする請求項１に記載の
高周波電力印加装置。 - 【請求項６】 前記インピーダンス整合器は、少なくと
も２個の可変コンデンサにより構成されていることを特
徴とする請求項１に記載の高周波電力印加装置。 - 【請求項７】 前記コイルは、それぞれが前記高周波電
力の波長の１／４のほぼ整数倍の長さを持つと共にコイ
ル中心に対して点対称に配置された複数のコイル部分に
より構成されていることを特徴とする請求項１に記載の
高周波電力印加装置。 - 【請求項８】 前記複数のコイル部分は、同一の円周上
に位置する円弧部をそれぞれ有していることを特徴とす
る請求項７に記載の高周波電力印加装置。 - 【請求項９】 前記コイルは、平面的な渦巻き状に形成
されていることを特徴とする請求項１に記載の高周波電
力印加装置。 - 【請求項１０】 前記コイルは、立体的な渦巻き状又は
螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項１に記
載の高周波電力印加装置。 - 【請求項１１】 内部が真空状態に保持されるチャンバ
ーと、 前記チャンバー内に気体を導入する気体導入手段と、 高周波電力を発生させる高周波電力発生源と、 前記高周波電力発生源より発生する高周波電力の波長の
１／４のほぼ整数倍の長さを持ち、前記高周波電力発生
源から高周波電力を供給されて高周波電流が流れると、
前記チャンバー内に導入された気体をプラズマ化する磁
界を発生させるコイルと、 前記高周波電力発生源と前記コイルとのインピーダンス
整合をとるインピーダンス整合器とを備えていることを
特徴とするプラズマ発生装置。 - 【請求項１２】 内部が真空状態に保持されるチャンバ
ーと、 前記チャンバー内に設けられており、被処理物を保持す
る試料台と、 前記チャンバー内に気体を導入する気体導入手段と、 高周波電力を発生させる高周波電力発生源と、 前記高周波電力発生源より発生する高周波電力の波長の
１／４のほぼ整数倍の長さを持ち、前記高周波電力発生
源から高周波電力を供給されて高周波電流が流れると、
前記チャンバー内に導入された気体をプラズマ化する磁
界を発生させるコイルと、 前記高周波電力発生源と前記コイルとのインピーダンス
整合をとるインピーダンス整合器とを備えていることを
特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項１３】 前記チャンバーと電気的に絶縁された
高周波電圧及び定電圧のうちの少なくとも１つの電圧を
前記試料台に印加する電圧印加手段をさらに備えている
ことを特徴とする請求項１２に記載のプラズマ処理装
置。 - 【請求項１４】 前記高周波電力発生源より発生する高
周波電力をパルス変調する第１のパルス変調器と、前記
電圧印加手段により印加される電圧をパルス変調する第
２のパルス変調器とをさらに備えていることを特徴とす
る請求項１３に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項１５】 高周波電力発生源より発生する高周波
電力を、該高周波電力の波長の１／４のほぼ整数倍の長
さを持つコイルに、前記高周波電力発生源と前記コイル
とのインピーダンス整合をとるインピーダンス整合器を
介して印加する工程と、 前記コイルに流れる高周波電流により該コイルに磁界を
発生させる工程とを備えていることを特徴とする高周波
電力印加方法。 - 【請求項１６】 前記コイルの長さは、前記高周波電力
の波長の１／４の整数倍に対して±７％の範囲内にある
ことを特徴とする請求項１５に記載の高周波電力印加方
法。 - 【請求項１７】 前記コイルの長さは、前記高周波電力
の波長のほぼ１／４又はほぼ１／２であることを特徴と
する請求項１５に記載の高周波電力印加方法。 - 【請求項１８】 前記コイルの長さは、前記高周波電力
の波長の１／４又は１／２に対して±７％の範囲内にあ
ることを特徴とする請求項１５に記載の高周波電力印加
方法。 - 【請求項１９】 前記高周波電力の周波数は３０ＭＨｚ
〜３００ＭＨｚであることを特徴とする請求項１５に記
載の高周波電力印加方法。 - 【請求項２０】 前記インピーダンス整合器は、少なく
とも２個の可変コンデンサにより構成されていることを
特徴とする請求項１５に記載の高周波電力印加方法。 - 【請求項２１】 前記コイルは、それぞれが前記高周波
電力の波長の１／４のほぼ整数倍の長さを持つと共にコ
イル中心に対して点対称に配置された複数のコイル部分
により構成されていることを特徴とする請求項１５に記
載の高周波電力印加方法。 - 【請求項２２】 前記複数のコイル部分は、同一の円周
上に位置する円弧部をそれぞれ有していることを特徴と
する請求項２１に記載の高周波電力印加方法。 - 【請求項２３】 前記コイルは、平面的な渦巻き状に形
成されていることを特徴とする請求項１５に記載の高周
波電力印加方法。 - 【請求項２４】 前記コイルは、立体的な渦巻き状又は
螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項１５に
記載の高周波電力印加方法。 - 【請求項２５】 内部が真空状態に保持されるチャンバ
ー内に気体を導入する工程と、 高周波電力発生源より発生する高周波電力を、該高周波
電力の波長の１／４のほぼ整数倍の長さを持つコイル
に、前記高周波電力発生源と前記コイルとのインピーダ
ンス整合をとるインピーダンス整合器を介して印加する
工程と、 前記コイルに流れる高周波電流により前記コイルに磁界
を発生させる工程と、 前記コイルにより発生した磁界により、前記チャンバー
内に導入された気体をプラズマ化する工程とを備えてい
ることを特徴とするプラズマ発生方法。 - 【請求項２６】 内部が真空状態に保持されるチャンバ
ー内に設けられた試料台に被処理物を保持させる工程
と、 前記チャンバー内に気体を導入する工程と、 高周波電力発生源より発生する高周波電力を、該高周波
電力の波長の１／４のほぼ整数倍の長さを持つコイル
に、前記高周波電力発生源と前記コイルとのインピーダ
ンス整合をとるインピーダンス整合器を介して印加する
工程と、 前記コイルに流れる高周波電流により前記コイルに磁界
を発生させる工程と、 前記コイルにより発生した磁界により、前記チャンバー
内に導入された気体をプラズマ化する工程と、 プラズマ化した気体により前記試料台に保持されている
被処理物に対して処理を行なう工程とを備えていること
を特徴とするプラズマ処理方法。 - 【請求項２７】 前記チャンバーと電気的に絶縁された
高周波電圧及び定電圧のうちの少なくとも１つの電圧を
前記試料台に印加する工程をさらに備えていることを特
徴とするプラズマ処理方法。 - 【請求項２８】 前記コイルに印加される高周波電力を
パルス変調する工程と、前記試料台に印加される電圧を
パルス変調する工程とをさらに備えていることを特徴と
する請求項２７に記載のプラズマ処理方法。
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