JPH1116893A

JPH1116893A - プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法

Info

Publication number: JPH1116893A
Application number: JP9168608A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Mitani; 克彦三谷; Shigeru Shirayone; 茂白米; Eiji Fukumoto; 英士福本; Makoto Koizumi; 真小泉; Tetsunori Kaji; 哲徳加治
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-06-25
Filing date: 1997-06-25
Publication date: 1999-01-22

Abstract

(57)【要約】【課題】大口径試料に対応した高周波電極間において制
御性、再現性良く、且つコイル電流を増大を招くことな
く、所望強度の磁場形成が可能な手段を具備したプラズ
マ処理装置を提供する。【解決手段】バッファ室１００を介して真空処理室１０
４に試料を投入する所謂ロードロック式の装置におい
て、真空処理室１０４内のステージ電極１０５及び上部
電極１０８の間隙に水平方向成分が支配的な磁場を形成
するユニットが、第１のコイル１１１、該コイルと対向
した第２のコイル１１２及び両コイルの外側を覆う磁性
体１１３より構成されている。コイルの外側を覆う磁性
体１１３が磁力線の利用効率を高める効果があり、大口
径試料に対応したステージ電極１０５及び上部電極１０
８の間隙においても、コイル電流の増大を招くこと無
く、所望強度の磁場を形成できる。その結果、コイルの
小型化、発熱量の低減効果により装置設計が容易にな
り、低コストで製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波電界による
プラズマを用いたプラズマ処理装置および処理方法に係
わり、特に大口径基板に対してプラズマを活かした成
膜、エッチング、或いは表面処理等のプラズマ処理に好
適な、プラズマ処理装置および処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩ用材料の製造工程には、エッチン
グ、膜堆積、表面処理などにプラズマ処理技術がよく用
いられる。プラズマ放電の方式としては平行平板電極に
高周波電力を印加する方式が簡便であるが、さらに高真
空で高密度のプラズマを形成する技術として、前記平行
平板間に磁場を印加する方式が近年注目されている。

【０００３】例えば、ウルトラクリーンテクノロジー、
第８巻、Ｎｏ.１(１９９６年)、２０頁〜２４頁に記載
されている様に、永久磁石を用いて試料に対して平行な
磁場を形成し、かつその磁場強度分布を試料に平行な面
内でかつ磁場の方向と垂直な方向に９０〜１８０ガウス
で傾斜させることにより、２×１０^１０cm^-3程度までプ
ラズマ密度が向上し、かつ、そのプラズマ密度が試料面
内で均一化されて、静電ダメージも無くなることが記載
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ＬＳＩ用の基板は大口
径化が進められており、現在は８インチ基板が主流であ
るが、次の世代には１２インチ基板が採用されることに
なっている。例えば、１２インチ以上の大口径基板に対
して、均一に且つ高効率（高速）なプラズマ処理を施す
ためには、平行平板電極で試料設置側電極に高周波電力
を印加する方式では電源容量を上げる必要があり、また
エッチング速度やその均一性等に関して充分な性能を得
ることができない。

【０００５】その改善策として、上述した従来例のよう
に、高周波プラズマに磁場を印加して高密度で均一なプ
ラズマを形成する技術が有用である。しかしながら、上
述した実施例の構成のように永久磁石を用いて磁場を形
成する場合、一度設定した磁場分布を変更することは困
難であり、特定のプロセスに対してのみしか磁場分布を
最適化できず、また永久磁石の磁気特性が不揃いなため
各装置毎のプラズマ処理特性がばらつくという問題があ
る。コイルによる電磁場を用いると制御性良く、かつプ
ロセス条件に応じて磁場強度やその分布を変更してそれ
ぞれのプロセスに最適化した磁場形成を行うことができ
る。しかし、大口径基板に磁場を形成するためには、コ
イル電流を大きくしなければならない。コイル電流の増
加は、電源コストの増大、発熱対策による装置コストの
増大、及び消費電力の増大を招くという問題がある。

【０００６】本発明は、コイル電流を増大することなく
大口径基板上にプロセス条件に合わせた所望の磁場を形
成して、該磁場と高周波電界の相互作用により、プラズ
マ処理の効率、均一性の向上並びに選択比等の特性の向
上を図かることが可能なプラズマ処理装置及び処理方法
を提供することを目的とする。

【０００７】本発明の他の目的は、低消費電力化、コイ
ルの小型化、発熱量の低減に有効でかつ、プロセス条件
の変更にも対応が容易な磁場形成手段を有するプラズマ
処理装置及び処理方法を提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、簡単な構成により、
試料載置面の近傍において水平成分が主となる所望の磁
場を、大口径試料に対応するような広い領域にわたって
安定的に形成することによりマスクや下地膜との選択比
を向上できるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を
提供することにある。

【０００９】本発明の他の目的は、磁場の均一性が向上
すると共に、電場と磁場の相互作用のドリフト効果によ
るプラズマ中の電子の偏在化を緩和させ高速でかつ均一
なプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を提供するこ
とにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の特徴は、真空処理室に設けられた一対の電
極と該一対の電極間に高周波電界を印加する電源ユニッ
トとを具備し、前記真空処理室内にて前記電極の一方に
搭載された基板を処理するプラズマ処理装置において、
前記一対の電極の外側に対向して配置され中心線が前記
基板を搭載する電極の主面に対して略平行となるように
配置された複数個のコイルと、該複数個のコイル及び前
記真空処理室の少なくとも一部を覆った磁性体とを含
み、前記一対の電極の間隙において前記電極の主面に対
して平行な成分が支配的な磁場を形成する磁場形成ユニ
ットを具備していることにある。

【００１１】本発明の他の特徴は、真空処理室内にて基
板上の所望の材料をパターン加工するプラズマ処理方法
において、磁場ユニットにより、真空処理室内に具備さ
れた一対の電極の間隙において該電極面に対して平行な
成分が支配的な磁場を形成し、電源ユニットにより前記
電極間に高周波電界を印加し、一方の電極の上に配置さ
れた基板上の所望の材料をマスクや下地材料に対して高
選択比にてパターン加工することにある。

【００１２】本発明のプラズマ処理装置によれば、複数
個のコイル及び該コイルと真空処理室の外側を覆った磁
性体により磁場を形成することにより、コイルからの磁
束線を前記真空処理室の外側にもらすことなく効率良く
利用できるため、前記コイルだけにより形成される磁場
より強い磁場を形成できる。そのため、装置を小型、低
価格化出来る。

【００１３】本発明の他の特徴は、大口径試料に対して
垂直方向に高周波電界を印加するプラズマエッチング装
置において、該試料の設置面及び搬送経路より上方に対
向、設置した一対或いは４〜１２個のコイル、及び該コ
イル内を貫通・垂下した構造を有するコア付き磁性体を
有し、前記試料の設置面近傍において水平成分が主とな
る所望の磁場ベクトルを形成する磁場形成ユニットを具
備していることにある。

【００１４】本発明の他の特徴は、前記プラズマ処理装
置において、前記磁性体のコア部が、前記コイル内の少
なくとも下方領域を含んだ領域を貫通し垂下した構造で
あることにある。

【００１５】さらに、本発明のプラズマ処理装置では、
磁性体よりなる垂下部及びコイル貫通部とを有する垂下
型コア付磁性体を具備した系を設けたことにより、磁力
線の分布から横磁場成分が支配的となる位置がコイル中
心線よりも下方になる。これは、コイルによる磁力線が
垂下型コア付の貫通部及び垂下部により下方に導かれる
効果による。コイル貫通部のコイル内での位置が下側に
あるほど、コイル下方領域における磁場は水平成分の割
合が大きくできる。このように磁性体を垂下した構造に
することにより、コイル中心線より下方における磁束密
度を数倍に増加することができる。このことは逆に貫通
し、垂下した構造の磁性体を採用することにより、同じ
磁束密度を得るための電流を数分の一にできるため、低
消費電力化、コイルの小型化、発熱量の低減に有効であ
る。

【００１６】本発明のプラズマ処理装置の他の特徴によ
れば、対向した一対或いは複数(４〜１２)個のコイルを
用いて磁場を形成しており、永久磁石のような個体差は
無く、また、プロセスの設定条件にあわせて磁場強度お
よびその分布を変更でき、プラズマ処理装置において各
プロセスの設定条件に最適な磁場を形成できる。

【００１７】また、前記コイルは試料設置面及び搬送経
路より上方に設置されているため、隣接したバッファ室
からの試料の搬送も容易に行える。

【００１８】また、本発明のプラズマ処理方法によれ
ば、磁場の均一性が向上すると共に、電場と磁場の相互
作用によるドリフト効果によりプラズマ中の電子の偏在
化が緩和される。

【００１９】

【発明の実施の形態】

実施例１本発明のプラズマ処理装置をエッチング装置に応用した
一実施例を、図１ないし図６で説明する。図１は、本発
明の一実施例になるプラズマエッチング装置のシステム
構成図、図２ないし図４は図１のコイル形状図、図５お
よび図６は図１の磁性体の形状を示している。本発明に
よるエッチング装置は、バッファ室１００に導入された
試料１０１を搬送トレイロボット１０２によりゲートバ
ルブ１０３を介して真空処理室１０４に投入する所謂ロ
ードロック式の装置である。真空処理室１０４には試料
１０１を搭載する搭載面(主面)１０５Aを備えたステー
ジ電極１０５が具備され、該ステージ電極１０５と対向
して上部電極１０８が設けられている。なお、真空処理
室１０４は、アルミニウムやシリコン、セラミックスな
どの非磁性材料を用いて構成されている。

【００２０】ステージ電極１０５と上部電極１０８間に
は高周波電界を印加する電源ユニットが接続されてい
る。すなわち、ステージ電極１０５にはバイアス印加用
の数百ＫＨｚ〜数ＭＨｚの第１の高周波電源１０６が接
続されている。第１の高周波電源１０６からの高周波電
力を効率良く投入するために自動整合器１０７を用いて
入反射電力の制御を行う。また、上部電極１０８にはプ
ラズマ形成用の１０ＭＨｚ〜１００ＭＨｚ程度の第２の
高周波電源１０９が接続されている。第２の高周波電源
１０９からの電力を効率良く投入するために、自動整合
器１０９Aを用いて入反射電力の制御を行う。

【００２１】前記ステージ電極１０５及び上部電極１０
８の間隙に水平方向成分が支配的な磁場を形成するため
に、磁場ユニット１１０が設けられている。この磁場ユ
ニット１１０は、対向して設置された第１のコイル１１
１、た第２のコイル１１２及び、両コイル１１１、１１
２内を貫通し垂下した構造を有する磁性体を含む垂下型
コア付磁性体１１３と、両コイルの電源１１９(A、B)か
らなっている。

【００２２】エッチングガスの供給はガスライン１２
３、流量コントローラ１２４(A,B)を介して所望の材料
ガスボンベ１２５(A,B)より供給される。ステージ電極
１０５及び上部電極１０８の温度制御を行うために、各
々温度コントローラ１２６、１２７を用いている。１２
８は、ステージ電極１０５を上下動させる電極上下装置
である。

【００２３】上述した相対向した第１のコイル１１１、
第２のコイル１１２は、図２の鳥瞰図で示すように、矩
型コイルとなっており、図３の上面図に示すように両コ
イルはステージ電極１０５を挟んでその両側に平行に対
向している。各コイルの形状を対向方向から見た形状は
図４に示すように矩型の枠に巻つけた形状をしている。
各コイルを流れる電流の向きは矩型の上辺部において同
一方向に流れるように設定すれば、磁場の向きは一方か
ら他方に向かう磁場が形成できる。

【００２４】また、第１、第２のコイル１１１、１１２
内を貫通し、垂下した構造を有する磁性体を含む垂下型
コア付磁性体１１３の形状は、図５の鳥瞰図及び図６コ
イルの対向方向から見た形状図に示すように、貫通部１
１５及び垂下部１１４の何れも断面が矩型である。この
とき、貫通部１１５は、第１、第２のコイル１１１、１
１２の内側全体を貫通している必要はなく、磁束が飽和
しない程度の小さい断面積でコイル内の下側領域を貫通
していれば充分である。

【００２５】これは、垂下した構造を有する磁性体を含
む垂下型コア付磁性体１１３の軽量化と第１コイル１１
１及び第２コイル１１２の下方領域での磁場の水平化に
有効である。また、垂下型コア付磁性体１１３の材質
は、比透磁率が１００〜１００００の範囲にある磁性体
が有効であり、なかでも鉄を主材料としたものが簡便で
ある。

【００２６】本発明の実施例によれば、前記ステージ電
極１０５及び上部電極１０８の間隙において水平方向成
分が支配的な磁場が形成できる。また、磁場の均一性も
各々のコイルに近づくにつれ磁束密度は大きくなる傾向
はあるが、前記ステージ電極１０５上領域に限れば±１
０％程度の均一性に抑えることができる。その結果、磁
場を印加することにより、エッチング速度の均一な増大
を図ることができる。

【００２７】このとき、ステージ電極１０５は電極上
下装置１２８によって上下に可動して上部電極１０８と
の間隙を調整できるので、プロセス性能の最適化が容易
になることは言うまでもない。また、垂下型コア付磁性
体１１３を設けていることにより、水平な磁場がコイル
中心軸より下方領域で形成できるので、ステージ電極１
０５の上下可動ストロークが小さくでき、機械的な構成
が容易になり、且つ真空処理室１０４の容積も小さくで
きるメリットがある。

【００２８】また、プラズマ形成用の第２高周波電源１
０９の周波数とステージ電極１０５及び上部電極１０８
の間隙における磁束密度を、電子サイクロトン共鳴ある
いはマグネトロン放電を満たす条件に設定し、然る圧力
範囲で放電することにより一層の高密度プラズマを形成
できる。

【００２９】電子サイクロトン共鳴を利用する一例とし
て、第２の高周波電源１０９の周波数が６８ＭＨｚを代
表とする５０〜１００ＭＨｚの範囲である場合につき説
明する。

【００３０】ここで、電源周波数ｆと磁束密度Ｂの間に
Ｂ＝２πｍ・ｆ／ｅ（ｍ、ｅは各々電子の質量及び電
荷）の関係が成立すれば原理的には電子サイクロトン共
鳴が起こるが、５０〜１００ＭＨｚ帯の実験によると電
源周波数で決まる前記電子共鳴磁束密度の１.５〜２倍
前後の磁束密度においてプラズマ密度の向上を確認した
(６８ＭＨｚにおいては３５〜５０ガウス)。なお、電子
サイクロトン共鳴を起こす磁場では、Ｅ×Ｂドリフトに
よる不均一性はあまり生じない利点がある。

【００３１】マグネトロン放電を利用する一例として、
前記電子サイクロトン共鳴を利用する条件で、磁場の強
さを６０ガウス程度以上にすることによりプラズマ密度
が向上する。１００ガウス以上では、プラズマ密度の向
上効果は一層大きくなるが、Ｅ×Ｂドリフトによる不均
一性も大きくなるため、均一性を向上させるために後述
するような磁場の回転や反転、傾斜磁場などが必須にな
る。

【００３２】なお、前記電子サイクロトン共鳴を利用す
る磁場条件より低い領域（例えば６８ＭＨｚで１５〜４
０ガウス程度）では、プラズマ密度は明確には上昇しな
い(逆に低下する場合もあるが)、ガスの解離が押さえら
れ、酸化膜などの絶縁膜のエッチングでは下地やマスク
との選択比が１．５倍〜２倍に上昇することを確認し
た。この領域は、磁場強度が弱いため、Ｅ×Ｂドリフト
による不均一性はほとんど生じない利点がある。

【００３３】前記電子サイクロトンモード／マグネトロ
ン放電モード／低磁場モードを組み合わせることによ
り、各プロセスにより適合させて性能向上を図ることが
できる。

【００３４】本実施例では、対向した一対のコイル１１
１，１１２を用いて磁場を形成しており、永久磁石のよ
うな個体差は無く、また磁性体で外側を囲むことにより
低コイル電流で所望の強度の磁場を形成できる。また、
前記コイルは試料の設置面１０５A及び搬送経路より上
方に設置されているため、隣接したバッファ室１００か
らの試料の搬送も容易に行える。

【００３５】本発明の垂下型コア付磁性体１１３を設け
たときの、コイル下方領域における磁場の２次元解析結
果を、図７を用いて説明する。図７（ａ）に示すよう
に、第１のコイル１１１と該コイルと対向する第２のコ
イル１１２、磁性体よりなるシールド１１８と、磁性体
よりなる垂下部１１４及びコイル貫通部１１５とを有す
る垂下型コア付磁性体１１３を具備した系における磁力
線２０５の分布から横磁場成分が支配的となる位置２０
６はコイル中心線Ｏ−ＯよりもＬだけ下方になってい
る。換言すると、試料の搭載面１０５Aに沿ってその近
傍に、横磁場成分が支配的となる位置２０６が形成され
る。

【００３６】一方、上述した磁性体よりなるコイル貫通
部１１５、及び垂下部１１４が無く、第１のコイル１１
１と該コイルと対向する第２のコイル１１２及び磁性体
よりなるシールド１１８の系における２次元解析結果
を、図７（ｂ）に示す。磁力線２０５の分布から横磁場
成分が支配的となる位置２０６はコイル中心線Ｏ−Ｏよ
りもｌだけ下方、換言すると位置２０６はコイル中心線
上とほぼ一致していることが分かる。

【００３７】従って、本発明によれば、コイルによる磁
力線２０４が、垂下型コア付磁性体１１３の貫通部１１
５及び垂下部１１４により下方に導かれ、磁力線２０５
の分布から横磁場成分が支配的となる位置２０６がコイ
ル中心線よりも下方になるという効果のあることがわか
る。

【００３８】すなわち、本発明によれば簡単な構成で、
試料の搭載面１０５Aの近傍において水平成分が主とな
る磁場を形成することができる。なお、後で詳述するよ
うに、垂下部１１４の長さ及び形状は磁力線２０５の分
布に影響を及ぼす。

【００３９】上述した垂下型コア付磁性体１１３の貫通
部１１５及び垂下部１１４により、磁力線２０４が下方
に導かれる定量的な効果を、図８に示す。グラフの縦軸
は磁束密度Ｂにおける縦成分の割合を示し、横軸はコイ
ル下端からの距離（高さＺ方向）を示している。コイル
下方領域（Ｚ＜０）では、図７（ａ）に相当する貫通部
１１５及び垂下部１１４を具備した磁性体「垂下部有」
の場合の方が、貫通部１１５及び垂下部１１４の無い磁
性体を用いた図７（ｂ）に相当する場合「垂下部無」に
比べて磁束密度Ｂにおける縦成分の割合が小さいことが
分かる。また、コイル対向領域においても、コイル中心
線より下方の領域(０＜Ｚ＜６０mm)で縦成分の低減効果
があることが分かる。

【００４０】該コイルと真空処理室の外側を覆った磁性
体の磁束密度に及ぼす影響について実験した結果を図
９、図１０により説明する。対向する一対のコイル１０
０に２ｋＡ・ターンの電流を同一方向に磁場が形成され
るように流したときの、評価点１０５A (試料の搭載面)
における磁束密度を磁性体の有無及び磁性体の構造によ
り比較した。

【００４１】図１０のグラフから分かるように、(b)の
ようにコイル１１１、１１２の外側を磁性体１１８で覆
うだけでも、(a)のような磁性体のない場合に比べて磁
束密度は倍増する。さらに、(c) のように磁性体のコア
部１１３が前記コイル内の少なくとも下方領域を含んだ
領域を貫通すると(a)に比べて４倍に増加する。さらに
(d) のように磁性体のコア部が前記コイル内の少なくと
も下方領域を含んだ領域を貫通しかつ垂下した構造１１
４にすることにより６〜７倍に増加することが分かっ
た。このことは逆に、貫通し、垂下した構造の磁性体を
採用することにより、同じ磁束密度を得るための電流が
１／６〜１／７にできるため、低消費電力化、コイルの
小型化、発熱量の低減に有効であるとも言える。

【００４２】このように、本発明の垂下型コア付磁性体
１１３によれば、磁力線の分布として横磁場成分が支配
的となる位置がコイル中心線よりも下方になるという効
果があるが、垂下部１１４の長さ及び形状が磁力線２０
５の分布に影響を及ぼす。この点について図１１、図１
２を用いて説明する。

【００４３】まず、図１１（ａ）に示すように、コア付
磁性体１１３の垂下部１１４を長くすることにより、横
磁場成分が支配的となる位置を下方にシフトできること
および、その位置は、垂下部１１４の長さにより調整で
きることを実験により確認した。実験によれば、最も効
率良く試料近傍において水平成分が主となる磁場を形成
するには、前記垂下部をエッチング室内の試料設置箇所
近傍まで伸ばすことが有効である。しかし、その場合に
は垂下部１１４がエッチングプラズマに接するためプロ
セス、装置メンテナンス上の支障がでる可能性があり、
垂下部１１４を分割できる構造にしたり、保護膜を被覆
する等の対策が必要となる。

【００４４】また、垂下部１１４の形状も図１１
（ｂ）に示すように、第１コイル１１１及び第２コイル
１１２の対向方向に斜めに垂下することにより貫通部か
らの磁束を効率良く対向側のコイルに導くことができ
る。他方、垂下部が図１１（ｃ）に示すように、シー
ルド１１８に向かって垂下した形状になると、磁力線は
垂下部１１４から最寄りのシールド１１８の裾部に導か
れるため前記コイル間の磁束密度が著しく低減する。

【００４５】また、図１１（ｄ）に示すように、第１の
コイル１１１及び第２のコイル１１２下側を囲む形状に
なると、磁力線は垂下部１１４から最寄りのシールド１
１８の裾部に導かれるため、図１２に示すように、前記
コイル間の磁束密度が著しく低減する。

【００４６】上述した垂下型コア付磁性体１１３におい
て、シールド１１８は水平成分が主となる磁場を形成す
る役割は小さいが、コイルからの磁力線を効率的に貫通
部１１５、垂下部１１４に導く役割がある。貫通部１１
５の断面は磁束が飽和しない程度の面積があれば、充分
で小さいほど貫通部１１５の軽量化できる。また、貫通
部１１５のコイル内での位置が下側にあるほど、コイル
下方領域における磁場は水平成分の割合が大きくでき
る。

【００４７】上述した各実施例では、第１、第２のコイ
ル１１１、１１２の形状は、図２ないし図４に示したよ
うな矩型型のコイルを用いているが、図１３ないし図１
５に示すように、コイルの先端面が凹面状に湾曲した湾
曲型コイル１１１、１１２の凹面を対向させてステージ
電極１０５を挟むようにしても同様の効果が得られる。
その場合、前記垂下した構造を有する磁性体を含む垂下
型コア付磁性体１１３は前記湾曲部を有する鞍型コイル
に適合した形状となる。該湾曲部を有する鞍型コイルを
用いることにより、コイルの占めるスペースを小さくで
きるメリットがある。

【００４８】上述した実施例で用いたコイル形状は、図
４及び図１５に示すように、コイル巻形状の高さは一定
であり、コイル対向スペースにおいて均一な磁場を形成
するのに好適である。しかし、磁場条件及びエッチング
条件によっては、均一な磁場が必ずしも良好なエッチン
グ特性をもたらさない。該要因として、電場と磁場の相
互作用によるドリフト効果によりプラズマ中の電子の偏
在化が上げられる。

【００４９】この影響を回避する為の手段として、磁束
密度をドリフトの方向に対して変えることによりプラズ
マの均一化を図る方法がある。コイルを用いて磁束密度
分布を変える手段として、図１６のコイル形状図に示す
巻形状のように高さを横方向に対して変えることが挙げ
られる。また、図１７、図１８の垂下型コア形状図に示
すように、コイル内を貫通し垂下した構造を有する磁性
体を含む垂下型コア付磁性体１１３の貫通部１１５の高
さを変化させることにより、磁束密度分布を変えるが可
能となる。

【００５０】磁束密度分布に変化を与える他の方法とし
て、図１９のコイル配置図に示すように、対向する第１
のコイル１１１と第２のコイル１１２のコイルの側端面
が１０〜６０°の範囲で角度θをなしてステージ電極１
０５の位置を挟むように設置することにより、磁束密度
分布を変えるも可能である。

【００５１】実施例２垂下型コアの形状を変えた本発明の他の一実施例を図２
０に示すエッチング装置該略図及び図２１、図２２に示
すヨーク形状図を用いて説明する。本実施例によるエッ
チング装置において、ステージ電極１０５と上部電極１
０８の間隙に水平方向成分が支配的な磁場を形成するた
めの磁場ユニットは、真空処理室１０４上に設置された
第１のコイル１１１、第２のコイル１１２及び両コイル
内を貫通し、垂下した構造を有する磁性体を含む垂下型
コア付磁性体１１３からなっている。

【００５２】この垂下型コアの先端は、真空処理室１０
４内にステージ電極１０５の横近傍に至るまで垂下して
いる。このとき、垂下型コア１０３は必ずしも一体物で
ある必要はなく、真空処理室１０４の内外で分割できる
構造であっても磁気的に接続されていれば良い。また、
真空処理室１０４の内の垂下型コアを耐プラズマ保護膜
（セラミック材：例えばＳｉＣ）で被覆していても同様
の効果がある。

【００５３】垂下型コア１０３を挟んでバッファ室１０
０から真空処理室１０４に試料を投入するために、前記
垂下部のバッファ室１００側のコアには、垂下部１１４
に試料をやり取りするためのスリット１１６が設けられ
ている。

【００５４】本実施例によれば、垂下型コアの先端は、
真空処理室１０４内のステージ電極１０５と上部電極１
０８の間隙の横近傍に至るまで垂下しているので、前記
電極間隙において垂直成分の殆ど無い水平磁場を形成で
きる。また、磁場の均一性も各々のコイルに近づくにつ
れ磁束密度は大きくなる傾向はあるが、前記ステージ電
極１０５の上領域に限れば、±５％程度の均一性に抑え
ることができる。その結果、磁場を印加することによ
り、エッチング速度の均一な増大を図ることができる。

【００５５】また、プラズマ形成用の第２高周波電源１
０９の周波数とステージ電極１０５及び上部電極１０８
の間隙における磁束密度を電子サイクロトン共鳴を満た
す条件に設定し、然る圧力範囲で放電することにより一
層の高密度プラズマを形成できる。その例として、第２
の高周波電源１０９の周波数が商用周波数である６８Ｍ
Ｈｚを代表とする５０〜１００ＭＨｚの範囲であり、磁
束密度がそれらの周波数に対応して２４ガウス或いは１
０〜５０ガウスの範囲に設定すれば良い。また、ステー
ジ電極１０５を上下動させることでプロセスに対するマ
ージンを大きくできる。

【００５６】上述した実施例では第１のコイル１１１、
第２のコイル１１２の形状は図２ないし図４に示したよ
うな矩型型のコイルを用いているが、図１３ないし図１
５に示すように湾曲部を有する鞍型コイルの凹部を対向
させて用いても同様の効果が得られる。その場合、前記
垂下した構造を有する磁性体を含む垂下型コア付磁性体
１０３は前記湾曲部を有する鞍型コイルに適合した形状
となる。また、垂下部１１４はステージ電極１０５及び
上部電極１０８の外周を囲むような構造、設置にするこ
とにより、該電極間で形成されるプラズマを閉じ込める
効果もある。

【００５７】実施例３磁場ユニットが垂下部やコアを有しなくても、ある程度
の効果は得られる。このような本発明の他の実施例を図
２３で説明する。本発明によるエッチング装置は、バッ
ファ室１００に導入された試料１０１を搬送トレイロボ
ット１０２によりゲートバルブ１０３を介して真空処理
室１０４に投入する所謂ロードロック式の装置である。
真空処理室１０４には試料１０１を搭載するステージ電
極１０５が具備され、該ステージ電極１０５と対向して
上部電極１０８が設けられている。

【００５８】前記ステージ電極１０５及び上部電極１０
８の間隙に水平方向成分が支配的な磁場を形成するため
に、磁場ユニット１１０が設けられている。この磁場ユ
ニット１１０は、対向して設置された第１のコイル１１
１、第２のコイル１１２及び、両コイル１１１、１１２
内を貫通した構造を有する磁性体を含むコア付磁性体１
１３からなっている。ステージ電極１０５は、電極上下
装置１２８により上下に可動して上部電極１０８との間
隙を調整可能である。

【００５９】本実施例によれば、前記ステージ電極１０
５及び上部電極１０８の間隙が第１のコイル１１１と第
２のコイル１１２の対向スペース内にあるので、前記ス
テージ電極１０５及び上部電極１０８を調整することに
より、実施例１で述べたような垂下型コア付き磁性体を
用いなくても電極間隙において水平方向成分が支配的な
磁場が形成できる。この場合、垂下部が無いだけ磁性体
部材の軽量化を図ることができるが、反面、電極可動の
ストロークが大きくなる。

【００６０】さらに、図２４に示すように、垂下部も貫
通部も無い磁性体シールド１１３を用いてプラズマ処理
装置の軽量化を図ることが可能であるが、電極可動のス
トロークの増大に加えてコイル電流を大きくする必要が
ある。この場合でも、必要なコイル電流は磁性体が無い
場合の半分程度に抑えることができる。

【００６１】また、磁場の均一性も各々のコイルに近づ
くにつれ磁束密度は大きくなる傾向はあるが、前記ステ
ージ電極１０５上領域に限れば±５％程度の均一性に抑
えることができる。その結果、磁場を印加することによ
り、エッチング速度の均一な増大を図ることができる。

【００６２】このとき、ステージ電極１０５は上下に可
動して上部電極１０８との間隙を調整可能であり、プロ
セス性能の最適化が容易になることは言うまでもない。

【００６３】また、プラズマ形成用の第２高周波電源１
０９の周波数とステージ電極１０５及び上部電極１０８
の間隙における磁束密度を、電子サイクロトン共鳴を満
たす条件に設定し、然る圧力範囲で放電することにより
一層の高密度プラズマを形成できる。その例として、第
２の高周波電源１０９の周波数が商用周波数である６８
ＭＨｚを代表とする５０〜１００ＭＨｚの範囲であり、
磁束密度がそれらの周波数に対応して２４ガウス或いは
１０〜５０ガウスの範囲に設定すれば良い。

【００６４】実施例４本発明の他の実施例として、回転磁場、傾斜磁場の特徴
を備えた実施例を図２５及び図２６に示すコイル配置図
を用いて説明する。エッチング装置の概略は上述した各
実施例と同様であるが、コイル及びコイル内を貫通し、
垂下した構造を有する磁性体を含む垂下型コア付磁性体
１１３の個数及び配置が後述するように異なる。

【００６５】本実施例では図２５のコイル配置図に示し
たように、ステージ電極１０５を囲むように６個のコイ
ル１１１Ａ１〜Ａ６を配置している。各コイル及び前記
垂下型コア部１１３Ａの形状は上述した各実施例と基本
的には同じである。各コイルを流れる電流の向きを、第
１の時間帯では１１１Ａ１、１１１Ａ２、１１１Ａ３に
対して１１１Ａ４、１１１Ａ５、１１１Ａ６が逆方向と
なるように設定し、第２の時間帯では、１１１Ａ２、１
１１Ａ３、１１１Ａ４に対して１１１Ａ５、１１１Ａ
６、１１１Ａ１が逆方向となるように設定する。このよ
うな設定に基づいて各コイル電流を時間変調することに
より、ステージ電極１０５上の磁場の向きを回転させる
ことが可能である。

【００６６】また、第１の時間帯における各コイルに流
れる電流比、１１１Ａ３／１１１Ａ２／１１１Ａ１（１
１１Ａ４／１１１Ａ５／１１１Ａ６）を、１／５／５程
度に設定することで、１１１Ａ２から１１１Ａ５に向か
う主磁力線方向に対して垂直方向に磁束密度の勾配を持
たせることが可能である。この電流比は必要となる磁場
の傾斜に応じて変更できる。該コイル電流比で上述のよ
うに磁場回転を行うことが可能である。

【００６７】これにより、各時間における電子のドリフ
トの影響を軽減できる。磁場回転の周波数は０．３〜１
００Ｈｚ程度が好適であるが、さらに高速回転にしても
同様の効果はある。前記電流の時間変調は位相を変えた
電流の供給或いはスイッチング素子を用いたデジタル制
御等でも実現できる。本実施例では、ステージ電極１０
５上の磁場の向きを回転させることが可能であるため、
上述した各実施例の場合に比べ、磁場の均一性が向上す
ると共に、電場と磁場の相互作用によるドリフト効果に
よりプラズマ中の電子の偏在化が緩和される。

【００６８】また、本実施例のように６個のコイルを設
置すると、コイル設置間隔の影響により起磁力が僅かな
がら低下し、均一性も変わる。該影響を抑制する為に
は、図２６に示すように、コイル１１１Ｂ１〜１１１Ｂ
６内を貫通、垂下した垂下型コア部１１３Ｂの幅Ｗを拡
げることが有効であり、隣接する垂下型コア部１１３Ｂ
と接触するまで幅Ｗを拡げても構わない。

【００６９】本実施例では６個のコイルを用いて回転磁
場を形成しているが、４個以上のコイルを用いて実現
可能であり、コストの面から４〜１２個程度のコイルを
用いることが適当である。

【００７０】図２５及び図２６の実施例において、コイ
ルの電源１１９から各コイルに流す電流の向きを変え
て、磁場を回転させる時の、各コイルの磁場の方向と合
成磁場の方向の変化を図２７に示す。また、そのとき各
コイルに流す電流を、図２８に示す。各コイルに流す電
流は、図２８のように、０〜２πの１周期中に、向きを
２回変える。同じ電流の大きさで、図２７に太線の矢印
で示すように、電流の方向を変えるタイミングを順次シ
フトしてゆくことにより、図２７に細線で示したよう
に、全体として回転する合成磁場が得られる。磁場回転
の周波数は、０．３ＨZ〜１００ＨZを用いる。

【００７１】回転周波数を０．３ＨZ程度以下にする
と、電場と磁場の相互作用によるドリフト効果により、
プラズマ中の電子の偏在化傾向が出てくる。一方、１０
０ＨZ程度以上にすると、大きなインダクタンスを有す
るコイルに流す電流が低下したり、回路電圧を大幅に高
くする必要が生じたり、コアによる磁気損失が大きくな
るなどの欠点が出てくる。通常は、１ＨZ〜３０ＨZ程度
が好適である。

【００７２】なお、図２７、図２８に示した磁場を回転
して、ドリフト効果を改善する手法は、電場と磁場の相
互作用によるドリフト効果によるプラズマ中の電子の偏
在傾向をなくす上で、不十分な場合がある。特に、酸
素、塩素、フロロカーボンガス、６弗化イオウ等の様に
負イオンを多量に生成するガスを主に用いたプラズマで
は、ドリフト効果による電子の偏在効果が強く出てく
る。この場合、前記磁場回転周波数を上げるだけでは電
子の偏在をなくせない場合がある。この場合は、次の２
つの方法を採用するのが、ドリフト効果を解消する上で
有効である。

【００７３】まず、第一の方法は、合成磁場を、１ＨZ
〜１００ＨZの短い周期で反転させることである。この
例を、図２９、図３０に示す。図２９では、(1)−(2)で
示すように、磁場をまず反転させて、その後、(2)−(3)
で示すように磁場を少し回転させ、さらに、(3)−(4)に
示すように、磁場を反転させる。以下、同様に、磁場反
転と磁場の回転を交互に行っている。磁場の反転回数
は、１回に限定されるものではなく、複数回行ってもよ
い。

【００７４】図２８に示した磁場の回転のみの電流波形
と、図３０に示した磁場反転と磁場の回転を併用した場
合の電流波形とでは、一周期中の電流の反転回数が２回
と４回のように、異なっている。一般に、一周期中の電
流の反転回数が３回以上の部分があれば、電流反転によ
るドリフトの低減効果が出てくる。

【００７５】なお、図２９中の磁場の回転は、必ずしも
必須ではない。要するに、磁場を反転させながら一周期
中で磁場を平均化すれば良く、たとえば、図３１に示す
ように変更した順番でも、図２９と同等の効果が得られ
る。

【００７６】図３２は、図２９の方法に加えて、さらに
磁場の平均化を進めるために、反転を交互に繰り返しな
がら磁場を回転させるもので、ドリフト効果の一層の低
減や均一性の改善が図れる。

【００７７】ドリフト効果を解消する第二の方法は、図
３３に示すように、コイルの電源１１９から各コイルに
流す電流を異ならせて、傾斜した磁場分布を持たせるこ
とである。図３３で、(１)で示した最初のタイミングで
は、コイルＡ及びコイルＦ、コイルＢ及びコイルＥ、コ
イルＣ及びコイルＤに流す電流の大きさ、Ｉ０、Ｉ１、
Ｉ２を、Ｉ０≧Ｉ１＞Ｉ２とすることにより、試料に
平行な面内で、磁場の主な方向と直交する方向に磁場分
布を傾斜させることができる。このようにして磁場分布
を傾斜させることにより、電界と磁界とによるドリフト
効果を大幅に低減させることができる。また、図３３の
最初のタイミング(１)の状態に対して、磁場の回転や磁
場の反転と平均化などを行うことにより、ドリフト効果
や不均一性をなくすことができる。

【００７８】なお、図２８、図３０、図３２では、コイ
ルに流す電流が矩形状に変化した図を示したが、電流の
方向を変える時には、途中で電流を０に保つタイミング
を設けたり、電流を徐々に変化(但し、１周期に比べて
１／１０以下で十分小さく)させたほうが良い。

【００７９】実施例５本発明のプラズマ処理装置をエッチング装置に応用した
一実施例を、図３４に示すプラズマエッチング装置のシ
ステム構成図を用いて説明する。本発明によるエッチン
グ装置は、バッファ室１００に導入された試料１０１を
搬送トレイロボット１０２によりゲートバルブ１０３を
介して真空処理室１０４に投入する所謂ロードロック式
の装置である。真空処理室１０４には試料１０１を搭載
するステージ電極１０５が具備され、該ステージ電極１
０５と対向した処理室の壁が実効的にアース電極１０８
となる。

【００８０】前記ステージ電極１０５及びアース電極１
０８の間隙に水平方向成分が支配的な磁場を形成するた
めに、磁場ユニット１１０が設けられている。この磁場
ユニット１１０は、対向して設置された第１のコイル１
１１、第２のコイル１１２及び、両コイル１１１、１１
２内を貫通し垂下した構造を有する磁性体を含む垂下型
コア付磁性体１１３からなっている。

【００８１】本実施例では、高周波電力を印加する電極
がステージ電極１０５側だけであり、プラズマ制御パラ
メータは減るが電源が少なくなることだけが上述した各
実施例と異なり、コイル及び磁性体からなる磁場形成ユ
ニットに関しては、上述した各々実施例と同様の効果が
適用できる。

【００８２】

【発明の効果】本発明によれば、複数個のコイル及び該
コイルと真空処理室の外側を覆った磁性体により構成さ
れた磁場形成ユニットを採用することにより、真空処理
室内のステージ電極近傍において、該電極に対して水平
方向成分が支配的な磁場を均一性良く、形成できる。そ
のため、前記電極による電場と水平磁場の相互作用によ
り電極間のプラズマ密度を高めたり、ガスの解離を弱め
たりすることが可能であり、エッチング速度の向上や選
択比の向上を図ることが可能である。

【００８３】また、コイル電流の増大を招くことなく、
大口径試料用の電極近傍において所望強度の磁場を形成
できる。その結果、大口径基板に対するプラズマ処理の
効率、均一性の向上を図かれるとともに、コイルの小型
化、発熱量の低減の効果がある。

【００８４】また、垂下型コア付き磁性体を用いること
で、コイル中心軸より下方の領域においても該電極に対
して水平方向成分が支配的な磁場を均一性良く、形成で
きる。これにより、装置の構成、電極可動部の簡略化が
可能になる。すなわち、磁性体よりなる垂下部及びコイ
ル貫通部とを有する垂下型コア付磁性体を具備した系を
設けたことにより、磁力線の分布から横磁場成分が支配
的となる位置はコイル中心線よりも下方になる。これに
より、簡単な構成で、試料載置面の近傍において水平成
分が主となる磁場を、広い領域にわたって安定的に形成
することができる。また、試料載置面の近傍において１
２インチ以上の大口径試料に対応するような広い領域に
わたって、水平成分が主となる設計仕様に忠実な所望の
磁場を形成できる。

【００８５】なお、これまでは、プラズマ生成と試料バ
イアスとを別電源で駆動する例を示して来たが、試料ス
テージ側にのみＲＦ周波数を加える場合も、コイルとヨ
ークとを用いたこれまで述べた例のメリットは同様に存
在することはもちろんである。

【００８６】また、本発明では、真空処理室内にコイル
等を設置していないため、バッファ室を経由したステー
ジ電極上への試料の搬送系が簡便となり、エッチング装
置の製造コストが抑えられる。

【００８７】本発明によれば、さらに、磁場の均一性が
向上すると共に、電場と磁場の相互作用によるドリフト
効果によりプラズマ中の電子の偏在化が緩和されるプラ
ズマ処理装置及びプラズマ処理方法を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例になるプラズマエッチン
グ装置のシステム構成図。

【図２】図１のコイルの鳥瞰図。

【図３】図１のコイルの上面図。

【図４】図１のコイルの正面図。

【図５】図１の垂下型コア付磁性体の鳥瞰図。

【図６】図１の垂下型コア付磁性体例の側面図。

【図７】コイル断面方向の磁場２次元解析図。

【図８】本発明による縦磁場成分比の低減効果を示す
図。

【図９】磁場形成ユニットの磁性体の構成例の説明図。

【図１０】図９の各磁性体シールドの形状と試料載置面
付近における磁場の水平成分Bの関係を実験で求めた結
果を示す図。

【図１１】垂下型コア付磁性体及びコイルの断面形状の
比較説明図。

【図１２】図１１(d)のコイル断面方向の磁場２次元解
析図。

【図１３】本発明の他の実施例になるコイル形状を示す
斜視図。

【図１４】図１３のコイルの平面図。

【図１５】図１３のコイルの正面図。

【図１６】本発明の他の実施例になるコイル形状を示す
正面図。

【図１７】本発明の他の実施例になる垂下型コア付磁性
体の斜視図。

【図１８】図１７の垂下型コア付磁性体の正面図。

【図１９】本発明の他の実施例になるコイル形状を示す
平面図。

【図２０】本発明の第二の実施例になるエッチング装置
のシステム概略図。

【図２１】図２０の実施例の垂下型コア付磁性体の斜視
図。

【図２２】図２０の実施例の垂下型コア付磁性体の正面
図。

【図２３】本発明の第三の実施例になるエッチング装置
のシステム概略図

【図２４】本発明の他の実施例になるエッチング装置の
システム概略図。

【図２５】本発明の他の実施例になるコイル配置図。

【図２６】本発明の他の実施例になるコイル配置図。

【図２７】図２５及び図２６の実施例において磁場を回
転させる時の各コイルの磁場の方向と合成磁場の方向の
変化を示す図。

【図２８】図２７の磁場回転時の各コイルに流す電流を
示す図。

【図２９】他の方法で磁場を回転させる時の各コイルの
磁場の方向と合成磁場の方向の変化を示す図。

【図３０】図２９の磁場回転時の各コイルに流す電流を
示す図。

【図３１】磁場を回転させる他の方法を示す図。

【図３２】２つの磁場の反転を交互に繰り返しながら磁
場を回転させる方法の説明図。

【図３３】傾斜した磁場分布を持たせる実施例の説明
図。

【図３４】本発明の他の実施例になるプラズマエッチン
グ装置のシステム構成図。

【符号の説明】

１００…バッファ室、１０１…試料、１０２…搬送トレ
イロボット、１０３…ゲートバルブ、１０４…真空処理
室、１０５…ステージ電極、１０６… 第１の高周波電
源、１０７…自動整合器、１０８…上部電極、１０９…
第２の高周波電源、１０９A…自動整合器、１１０…磁
場形成ユニット、１１１…第１のコイル、１１２…第２
のコイル、１１３…垂下型コア付磁性体、１１４…流量
コントローラ、１１５…材料ガスボンベ、１１６…温度
コントローラ、１１８…シールド、１２７…温度コント
ローラ、２０５…磁力線、２０６…横磁場成分が支配的
となる位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０１Ｌ 21/68 Ｈ０１Ｌ 21/68 ＡＨ０５Ｈ 1/46 Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｃ (72)発明者小泉真茨城県日立市大みか町七丁目２番１号株式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者加治哲徳山口県下松市大字東豊井794番地株式会社日立製作所笠戸工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空処理室に設けられた一対の電極と該一
対の電極間に高周波電界を印加する電源ユニットとを具
備し、前記真空処理室内にて前記電極の一方に搭載され
た基板を処理するプラズマ処理装置において、前記一対の電極の外側に対向して配置され中心線が前記
基板を搭載する電極の主面に対して略平行となるように
配置された複数個のコイルと、該複数個のコイル及び前
記真空処理室の少なくとも一部を覆った磁性体とを含
み、前記一対の電極の間隙において前記電極の主面に対
して平行な成分が支配的な磁場を形成する磁場形成ユニ
ットを具備していることを特徴とするプラズマ処理装
置。
【請求項２】真空処理室内にて基板を処理するプラズマ
処理装置において、真空処理室に設けられた一対の電極
と、ロードロック室を経由した試料の搬送機構と、前記
対向する電極の間隙において該電極の主面に対して平行
な成分が支配的な磁場を形成するための該電極主面に対
してコイル面を垂直に設置された複数個のコイル及び該
コイルと真空処理室の少なくとも一部を覆った磁性体に
より構成された磁場形成ユニットと、前記電極に高周波
電界を印加する電源ユニットとを具備していることを特
徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】大口径試料に対して垂直方向に高周波電界
を印加するプラズマエッチング装置において、該試料の
設置面及び搬送経路より上方に対向、設置した一対或い
は４〜１２個のコイル、及び該コイル内を貫通・垂下し
た構造を有するコア付き磁性体を有し、前記試料の設置
面近傍において水平成分が主となる所望の磁場ベクトル
を形成する磁場形成ユニットを具備していることを特徴
とするプラズマ処理装置。
【請求項４】請求項１または２に記載したプラズマ処理
装置において、前記コイルと前記真空処理室の外側を覆
った前記磁性体が、前記コイル内を貫通したコア部を具
備したコア付き磁性体よりなっていることを特徴とする
プラズマ処理装置。
【請求項５】請求項３または４に記載したプラズマ処理
装置において、前記コア付き磁性体のコア部が、コイル
内の少なくとも下方領域を含んだ領域を貫通し垂下した
構造であることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項６】請求項１ないし３の何れかに記載したプラ
ズマ処理装置において、前記対向する電極の一方が上下
方向への可動機構を有し、前記一対の電極間隙の中心が
コイル中心線の高さ以下の空間にあることを特徴とする
プラズマ処理装置。
【請求項７】請求項１ないし３の何れかに記載したプラ
ズマ処理装置において、前記コイルは、断面が矩型の枠
にコイルを巻付けたものであることを特徴とするプラズ
マ処理装置。
【請求項８】請求項１ないし３の何れかに記載したプラ
ズマ処理装置において、前記コイルは、断面の高さが横
方向に対して徐々に増加或いは減少している枠にコイル
を巻付けたものであることを特徴とするプラズマ処理装
置。
【請求項９】請求項１または２に記載したプラズマ処理
装置において、前記コイルが、一対或いは４〜１２個の
コイルからなり、該コイルの先端面が湾曲した凹面とな
っていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１０】請求項１ないし３の何れかに記載したプ
ラズマ処理装置において、前記コイルが、一対のコイル
からなり、該一対のコイルの両側端面が１０〜６０°の
角度をなして設置されていることを特徴とするプラズマ
処理装置。
【請求項１１】請求項３乃至４の何れかに記載したプラ
ズマ処理装置において、前記磁性体のコア部のコイル内
貫通部の断面形状が矩型であることを特徴とするプラズ
マ処理装置。
【請求項１２】請求項３乃至４の何れかに記載したプラ
ズマ処理装置において、前記磁性体のコア部のコイル内
貫通部の断面形状の高さが、横方向に対して徐々に増加
或いは減少していることを特徴とするプラズマ処理装
置。
【請求項１３】請求項５に記載したプラズマ処理装置に
おいて、前記コア付き磁性体のコア垂下部の先端が、コ
イル中心線より下方にあり、且つ前記真空処理室の上に
あることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１４】請求項５に記載したプラズマ処理装置に
おいて、前記コア付き磁性体のコア垂下部の先端が、コ
イル中心線より下方にあり、且つ前記真空処理室内にお
ける前記一対の電極の間隙の近傍にあること特徴とする
プラズマ処理装置。
【請求項１５】請求項５に記載したプラズマ処理装置に
おいて、前記コア付き磁性体のコア垂下部の先端が、コ
イル中心線より下方にあり、且つ前記真空処理室内にお
ける前記一対の電極の間隙の近傍にあり、前記磁性体の
垂下部に穿ったスリットを通して基板を搬送する基板搬
送機構を有すること特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１６】請求項３乃至４の何れかに記載したプラ
ズマ処理装置において、前記コア付き磁性体を構成する
磁性体の比透磁率が１００〜１００００の範囲にあるこ
とを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１７】請求項３乃至４の何れかに記載したプラ
ズマ処理装置において、前記コア付き磁性体が、鉄を主
成分としていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１８】請求項３乃至４の何れかに記載したプラ
ズマ処理装置において、前記磁性体のコア部のコイル内
貫通部が、コイル内の下方に位置し、貫通部断面積が磁
束が飽和しない範囲で小さいことを特徴とするプラズマ
処理装置。
【請求項１９】請求項１ないし３の何れかに記載したプ
ラズマ処理装置において、前記各コイルに時間変調した
電流を流すことにより前記一対の対向する電極の間隙に
おいて磁場を一定周期で変化させるコイル電源を有する
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２０】請求項１９に記載したプラズマ処理装置
において、前記一対の対向する電極の間隙における磁場
を５〜１５Ｈｚ程度の周期で変化させるように、前記コ
イル電源の電流を制御することを特徴とするプラズマ処
理装置。
【請求項２１】請求項１９に記載したプラズマ処理装置
において、各時間における磁場が主方向に対して垂直且
つ主電極面に対して水平方向に磁場勾配を生じるように
各コイルを流す電流値を設定していることを特徴とする
プラズマ処理装置。
【請求項２２】請求項１ないし３の何れかに記載したプ
ラズマ処理装置において、前記一対の対向する電極の間
隙に該電極面に対して平行な成分が支配的な磁場の磁力
線密度が１０〜１００ガウスの領域を含み、前記電極に
印加する高周波の周波数が３０〜３００ＭＨｚの範囲に
あることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２３】真空処理室内での大口径基板を対象とし
たプラズマ処理方法において、前記真空処理室内に具備
された大口径基板に対する処理が可能な一対の対向する
電極の間隙において、複数個のコイル及び該コイルと前
記真空処理室の少なくとも一部を覆ったコア付き磁性体
を用いて前記電極の主面に対して平行な成分が支配的な
磁場を形成し、且つ前記電極に高周波電界を印加するこ
とにより、前記電極上に搭載された大口径基板に対して
プラズマ処理を行うことを特徴とするプラズマ処理方
法。
【請求項２４】請求項２３に記載したプラズマ処理方法
において、前記一対の対向する電極の間隙に該電極面に
対して平行な成分が支配的な磁場の磁力線密度が１０〜
１００ガウスの領域を含み、前記電極間に周波数が３０
〜３００ＭＨｚ前後の範囲の高周波を印加することを特
徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２５】請求項２３に記載したプラズマ処理方法
において、前記コイルが４個ないし１２個で構成され、
コイル電源から前記各コイルに時間変調した電流を流す
ことにより前記電極間隙において磁場を一定周期で変化
させることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２６】請求項２５に記載したプラズマ処理方法
において、前記電極間隙におけるおける磁場を１〜５０
Ｈｚ程度の周期で変化させることを特徴とするプラズマ
処理方法。