(57)【要約】  プラズマ密度分布の偏りを補正し、基板を均一に処理することが可能なプラズマ処理装置を提供する。減圧容器内に配置された基板をプラズマで処理する構成を有し、減圧容器は、外側周囲に環状アンテナが配置され、プラズマが生成される電力供給容器と、電力供給容器内と通じる、基板が配置された処理容器とからなる。電力供給容器内には環状アンテナに供給された高周波電力でプラズマが発生する。発生したプラズマは環状アンテナ外周部に配置されたソレノイドコイルの磁場により処理容器内へ拡散する。このソレノイドコイルの処理基板に対する傾きを調整する傾き調整手段により、ソレノイドコイルにより発生した磁場の傾きを調整し基板処理を行なう。
2012073449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板をプラズマで処理するプラズマ処理装置であって、
内部に前記基板を配置可能な容器と、
前記容器内に前記プラズマを発生させるように、前記容器の周囲を取り囲んで設けられているアンテナと、
前記容器内に磁場を発生させて前記プラズマを拡散させるように、前記アンテナの周囲を取り囲んで設けられている磁場発生手段と、
前記アンテナ及び前記磁場発生手段の少なくとも一方を傾けるための傾き調整手段と、
を備える、プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記アンテナは第１の軸に対して略軸対称であって、前記第１の軸を囲むように構成された環状アンテナであり、
前記磁場発生手段は第２の軸に対して略軸対称であって、前記第２の軸を囲むように構成されたソレノイドコイルであり、
前記第１の軸と前記第２の軸とが所定の角度をなすように、前記環状アンテナ及び前記ソレノイドコイルの少なくとも一方が前記傾き調整手段により傾けられる
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記磁場発生手段を支持するベース板をさらに備え、
前記傾き調整手段は、前記磁場発生手段と前記ベース板との間に設けられている板状部材である
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記磁場発生手段を支持するベース板をさらに備え、
前記傾き調整手段は、前記ベース板に接続されている上下運動が可能な駆動ユニットであり、
前記磁場発生手段が、前記駆動ユニットの上下運動により前記ベース板が傾けられることによって傾けられる
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記ベース板は、前記容器を取り囲む略環状であり、
前記駆動ユニットは、前記ベース板の一端側に設けられる第１の駆動ユニットと、前記ベース板の他端側に設けられる第２の駆動ユニットと、を有する
ことを特徴とする請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記ベース板は、前記容器を取り囲む略環状であり、
前記駆動ユニットは、前記ベース板の円周方向に等角度で配置されている第１の駆動ユニットと第２の駆動ユニットと第３の駆動ユニットと、を有する
ことを特徴とする請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記第１の軸と前記第２の軸とがなす角度が０°から５°の範囲であることを特徴とする請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記磁場発生手段は、同心状に配置された第１のソレノイドコイルと第２のソレノイドコイルとを有し、
前記傾き調整手段が、前記第１のソレノイドコイルと前記第２のソレノイドコイルにそれぞれ設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記容器が、
内部に前記プラズマを発生させるための電力供給容器と、
前記電力供給容器と内部空間が通じるように接続され、内部に前記基板を配置可能な処理容器と、
を備える、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラズマ処理装置に関し、特に、ドライエッチング装置、プラズマＣＶＤ装置、スパッタリング装置、表面改質装置に適したプラズマ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板処理のためのプラズマ処理装置のプラズマ源として、従来、低圧力で高密度なプラズマを生成できる誘導結合型プラズマ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ: 以下「ＩＣＰ」という）や、ヘリコン波を励起・伝播させてプラズマを生成するヘリコン波プラズマ（以下「ヘリコン」という）が知られている。ＩＣＰは、通常、高周波電力が印加されるアンテナを利用してプラズマを生成する。ヘリコンは、通常、ＩＣＰと同様なアンテナを備え、さらに磁気回路と組み合わせてヘリコン波がプラズマ中に伝搬できるように構成される。【０００３】
図１５を参照して従来のプラズマ処理装置の構成の一例を説明する（特許文献１参照）。このプラズマ処理装置はＩＣＰの装置から構成される。この装置は、内部を減圧状態に保持できる基板処理室１０１と、基板処理室１０１内で基板１０３を支持する基板支持機構１０２と、基板処理室１０１内にガスを導入するガス導入機構１０４と、基板処理室１０１の内部にプラズマを生成するための環状のアンテナ１０５と、アンテナ１０５に高周波電力を供給する高周波電源１０６と、高周波電源１０６からアンテナ１０５に高周波電力を供給する際に整合をとるための整合回路１０７を備えている。基板処理室１０１は、石英等の非金属部１０１ａと、アルミニウムやステンレス等からなる金属部１０１ｂとから形成される。アンテナ１０５の周囲には磁場を拡散するためのソレノイドコイル１０８，１０９が配置されている。さらに必要に応じて、基板処理室１０１の周囲には永久磁石１１０が配置される。この永久磁石１１０は、基板処理室１０１の壁面においてプラズマの損失を抑制するために設けられる。以上の構成によって、直流電源１１１，１１２によりソレノイドコイル１０８，１０９の各々に直流電力を供給することにより基板処理室１０１の内部に磁場が生成され、基板処理室１０１の非金属部１０１ａで生成されたプラズマを基板処理室の金属部１０１ｂに拡散することができる。なお、図１５において、基板処理室１０１内を減圧状態に保持するための排気機構、基板１０３を搬送する基板搬送機構、基板温度調整機構、基板処理室１０１の壁面温度調整機構、およびガス導入機構１０４までガスを供給するガス供給機構等の図示は説明の便宜上省略されている。【０００４】
次に上記のプラズマ処理装置を使って基板を処理する手順を説明する。基板処理室１０１の内部に図示しない基板搬送機構により基板１０３を搬送し、基板支持機構１０２の上に基板１０３を固定する。図示しない排気機構により基板処理室１０１の内部は所定の圧力に減圧され、さらに図示しないガス供給機構から供給されるガスはガス導入機構１０４を介して基板処理室１０１に導入され、所定の圧力に保持される。高周波電源１０６から整合回路１０７を介してアンテナ１０５に高周波を印加し、基板処理室１０１の内部にプラズマを生成し、このプラズマで基板１０３を処理する。尚、ヘリコン波を励起する場合には、高周波が印加される間、直流電源１１１，１１２によりソレノイドコイル１０８，１０９に直流電流を流し、基板処理室１０１の内部に磁場を形成する。このとき、通常、ソレノイドコイル１０８，１０９には逆向きの電流が流れることになる。【０００５】
一方、特許文献２には、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）を利用したエッチング装置が開示されている。図１６は、特許文献２に開示されたＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）エッチング装置を示す。この装置３１０は、装置本体３１１の上部に設けられたイオン化室３１１ａに石英窓３１３を通して２．４５ＧＨｚのマイクロ波３１４を供給し、外部磁気コイル３１２を用いて放電を起こすものである。このマイクロ波３１４と外部磁気コイル３１２による磁界により電子は、サイクロトロン共鳴状態となる。励起された電子は、エッチングガス３１５を解離させ、高密度のプラズマを発生させる。電離したイオンは、引き出し電極３１６から発散磁界に沿って装置本体３１１の下部に設けられたプロセス室３１１ｂに入り、良好な指向性（異方性）エッチングを可能にする。一方、支持基板３０１は、傾斜角度を自由に設定可能な傾斜ステージ３１７によって斜めに保持された基板ホルダ３１８に取り付けられ、更に図示しないモータによって回転軸３１９を中心に回転する。図１６に示すＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）エッチング装置においては、エッチング時のイオンビーム３１６ａに対して支持基板３０１を（９０°−α）だけ傾け、さらに回転軸３１９を回転させることにより、逆テーパー形状の薄膜が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１７２７９０号公報
【特許文献２】特開２００２−１８７９８号公報
【発明の概要】
【０００７】
前述した従来の特許文献１記載のプラズマ処理装置は次のような問題を提起する。ソレノイドコイル１０８，１０９の電流値を変化させて発生する磁場の分布を変化させることにより、基板１０３を処理するプラズマ密度分布を制御することができる。しかし、ソレノイドコイル１０８，１０９の電流値を変化させると、磁場の分布は同心円状に変化するのでプラズマ密度分布も同心円状に変化し、もしプラズマ密度分布の中心が処理基板１０３の中心からずれていると、ソレノイドコイル１０８，１０９の電流値を変化させただけでは、このずれを修正することは出来ない。例えばエッチング装置でこのプラズマ密度分布の偏りが生じると、結果としてエッチング速度分布の偏りとなって現れる。
【０００８】
プラズマ密度分布の中心がずれる理由は、アンテナ１０５形状や高周波電力の印加方法、容器に対するアンテナ１０５の取付け精度、ガス導入と排気系位置によるガス流れなどによるプラズマ生成の不均一性の問題や、ソレノイドコイル１０８，１０９、永久磁石１０６の部品精度、取付け精度によるプラズマ拡散の不均一性の問題によると考えられる。
【０００９】
一方、前述した従来の特許文献２記載のＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）エッチング装置は、基板３０１を傾けることによって、非対称なエッチング分布を改善することはできるが、プラズマ自体の不均一性を残したままとなるので、プラズマ不均一による基板３０１へのチャージアップダメージ等が発生することが予想される。
【００１０】
本発明の目的は、上記問題を解決することにあり、プラズマ自体の凹凸分布を制御し、かつプラズマ密度分布の偏りを補正し、基板を均一に処理することが可能なプラズマ処理装置を提供することである。
【００１１】
本発明に係るプラズマ処理装置は、上記目的を達成するため、次のように構成される。
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、基板をプラズマで処理するプラズマ処理装置であって、内部に前記基板を配置可能な容器と、前記容器内に前記プラズマを発生させるように、前記容器の周囲を取り囲んで設けられているアンテナと、前記容器内に磁場を発生させて前記プラズマを拡散させるように、前記アンテナの周囲を取り囲んで設けられている磁場発生手段と、前記アンテナ及び前記磁場発生手段の少なくとも一方を傾けるための傾き調整手段と、を備える、プラズマ処理装置である。
【００１３】
上記第１の態様では、前記傾き調整手段により、磁場発生手段とアンテナの少なくとも一方を傾かせることができる。こうすることで、予め基板処理を行ないプラズマ処理分布の偏りが判っていれば、処理の遅い方向にプラズマの中心が向くように前記磁場発生手段又はアンテナの傾きを変えることで、前記磁場発生手段により発生する磁界の傾き又は前記アンテナにより発生されるプラズマの分布を変える。こうすることでプラズマ密度分布の偏りを補正し、基板を均一に処理することが可能となる。
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の第２の態様は、上記第１の態様において、前記アンテナは第１の軸に対して略軸対称であって、前記第１の軸を囲むように構成された環状アンテナであり、前記磁場発生手段は第２の軸に対して略軸対称であって、前記第２の軸を囲むように構成されたソレノイドコイルであり、前記第１の軸と前記第２の軸とが所定の角度をなすように、前記環状アンテナ及び前記ソレノイドコイルの少なくとも一方が前記傾き調整手段により傾けられることを特徴とするプラズマ処理装置である。
【００１５】
また、上記目的を達成するために、本発明の第３の態様は、上記第１の態様において、前記磁場発生手段を支持するベース板をさらに備え、前記傾き調整手段は、前記磁場発生手段と前記ベース板との間に設けられている板状部材であることを特徴とするプラズマ処理装置である。
【００１６】
上記第３の態様では、前記磁場発生手段と前記ベース板との間に設けられた板状部材の厚さを調整することより、前記磁場発生手段の一方側の高さと他方側の高さとを異ならせることができる。これにより、前記磁場発生手段をアンテナの中心線に対し、所定角度傾かせることができる。
【００１７】
また、上記目的を達成するために、本発明の第４の態様は、上記第１の態様において、前記磁場発生手段を支持するベース板をさらに備え、前記傾き調整手段は、前記ベース板に接続されている上下運動が可能な駆動ユニットであり、前記磁場発生手段が、前記駆動ユニットの上下運動により前記ベース板が傾けられることによって傾けられることを特徴とするプラズマ処理装置である。
【００１８】
上記第４の態様では、前記駆動手段を上下動させることにより、前記磁場発生手段の一方側の高さと他方側の高さとを連続的に変化させることができる。これにより、前記磁場発生手段をアンテナの中心線に対し、所定角度傾かせることができる。
【００１９】
また、上記目的を達成するために、本発明の第５の態様は、上記第４の態様において、前記ベース板は、前記容器を取り囲む略環状であり、前記駆動ユニットは、前記ベース板の一端側に設けられる第１の駆動ユニットと、前記ベース板の他端側に設けられる第２の駆動ユニットと、を有することを特徴とするプラズマ処理装置である。
【００２０】
上記第５の態様では、前記駆動ユニットは、前記ベース板の一端側と他端側とをそれぞれアンテナの中心線に対し、所定角度傾かせることができる。
【００２１】
また、上記目的を達成するために、本発明の第６の態様は、上記第４の態様において、前記ベース板は、前記容器を取り囲む略環状であり、前記駆動ユニットは、前記ベース板の円周方向に等角度で配置されている第１の駆動ユニットと第２の駆動ユニットと第３の駆動ユニットと、を有することを特徴とするプラズマ処理装置である。
【００２２】
上記第６の態様では、前記第１の駆動ユニット、第２の駆動ユニット、第３の駆動ユニットをそれぞれ周期的に上下動させることにより、第１の駆動ユニットに対応する磁場発生手段の高さ位置、第２の駆動ユニットに対応する磁場発生手段の高さ位置、第３の駆動ユニットに対応する磁場発生手段の高さ位置を、一定周期で可変にすることができる。これにより、基板処理中に前記磁場発生手段の傾きを一定周期で変化させる。こうすることで、磁場発生手段中心線がアンテナの中心線の回りを一定の傾き角を保ちつつ旋回移動し、前記磁場発生手段により発生した磁場も基板中心に対してオフセットした位置で旋回移動することが出来る。磁場発生手段中心すなわち磁場中心がアンテナ中心と一致した場合と比較し、磁場発生手段中心すなわち磁場中心をアンテナ中心からオフセットした位置で旋回移動することで大面積の基板に対してより均一な処理が可能となる。また、移動する速度をプラズマ密度分布すなわち基板処理速度分布に合せて変化させ、処理速度が遅い領域をゆっくりと、処理速度が早い領域を早く移動するようにすることで偏りの補正が可能となる。
【００２３】
また、上記目的を達成するために、本発明の第７の態様は、上記第２の態様において、前記第１の軸と前記第２の軸とがなす角度が０°から５°の範囲であることを特徴とするプラズマ処理装置である。
【００２４】
上記第７の態様では、前記磁場発生手段のアンテナに対する傾き角は、前記磁場発生手段の軸対称線である磁場発生手段中心線と、アンテナの軸対称線であるアンテナ中心線との成す角度で表される。磁場発生手段により発生した磁界の拡散は、容器の形状や発生する磁界の強さにより影響されるが、磁場発生手段を傾けて効果的に基板の処理を行なうには０から５°の範囲が適している。磁場発生手段をより大きく傾けるとアンテナ等の他部品に干渉したりする問題が生じる。
【００２５】
また、上記目的を達成するために、本発明の第８の態様は、上記第１の態様において、前記磁場発生手段は、同心状に配置された第１のソレノイドコイルと第２のソレノイドコイルとを有し、前記傾き調整手段が、前記第１のソレノイドコイルと前記第２のソレノイドコイルにそれぞれ設けられていることを特徴とするプラズマ処理装置である。
【００２６】
上記第８の態様では、前記傾き調整手段を、前記第１のソレノイドコイルと第２のソレノイドコイルにそれぞれ設けることにより、各ソレノイドコイルの傾きを独立して調整可能となり、よりきめ細かく分布補正することが可能となる。
【００２７】
また、上記目的を達成するために、本発明の第９の態様は、上記第１の態様において、前記容器が、内部に前記プラズマを発生させるための電力供給容器と、前記電力供給容器と内部空間が通じるように接続され、内部に前記基板を配置可能な処理容器と、を備える、プラズマ処理装置である。
【００２８】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、前記ソレノイドコイルの軸対称線であるコイル中心線と、前記環状アンテナの軸対称線であるアンテナ中心線とが、前記いずれか一方の中心線に対し、相対的に所定角度の傾きをなすような傾き調整手段を、前記ソレノイドコイルに取り付け、これにより前記ソレノイドコイルにより発生した磁場の傾きを調整し基板処理を行なうものとしたため、プラズマ密度分布の偏りを補正し、基板を均一に処理することが可能となった。
また、前記傾き調整手段を上下運動が可能な駆動ユニットにすることにより、前記ソレノイドコイルの環状アンテナに対する傾きが変更可能となり、基板処理中に前記ソレノイドコイルの傾きを変化させることで、前記ソレノイドコイルにより発生した磁場の傾きを連続的に変えながら基板処理を行なうものとしたため、プラズマ密度分布の偏りを補正し、基板を均一に処理することが可能となった。
また、前記傾き調整手段を、前記第１のソレノイドコイルと第２のソレノイドコイルにそれぞれ設けることにより、各ソレノイドコイルの傾きを独立して調整可能となり、よりきめ細かく分布補正することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態に関わる基板処理用プラズマ処理装置の減圧容器の内部構造と、これに関連する部分の構成を示す図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態に関わるソレノイドコイルがベース板に取り付けられた状態を示す図である。
【図２Ｂ】本発明の実施形態に関わるソレノイドコイルとベース板との間に板状部材を挿入し、ソレノイドコイルを傾けた状態を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に関わるソレノイドコイルの傾き状態を説明する図である。
【図４Ａ】ソレノイドコイルの傾き調整前のエッチング分布特性を表す図である。
【図４Ｂ】ソレノイドコイルの傾き調整前のソレノイドコイルの状態を示す図である。
【図４Ｃ】ソレノイドコイルの傾き調整後のエッチング分布特性を表す図である。
【図４Ｄ】ソレノイドコイルの傾き調整後のソレノイドコイルの状態を示す図である。
【図５Ａ】本発明の実施形態に関わる１軸の駆動ユニットの配置図を示した図である。
【図５Ｂ】本発明の実施形態に関わる１軸の駆動ユニットを示した図である。
【図６Ａ】本発明の実施形態に関わる１軸の駆動ユニットにより、ソレノイドコイルを傾けた状態を示す図である。
【図６Ｂ】本発明の実施形態に関わる１軸の駆動ユニットにより、ソレノイドコイルを傾けた状態を示す図である。
【図７Ａ】本発明の実施形態に関わる１軸の駆動ユニットを駆動させてソレノイドコイルを傾けた状態を示す図である。
【図７Ｂ】本発明の実施形態に関わる１軸の駆動ユニットを駆動させてソレノイドコイルを傾けた状態を示す図である。
【図８Ａ】ソレノイドコイルの傾き調整前の磁力線分布特性を表す図である。
【図８Ｂ】ソレノイドコイルの傾き調整後の磁力線分布特性を表す図である。
【図９】ソレノイドコイルの傾き調整前後の磁力線分布特性を表す図である。
【図１０】ソレノイドコイルの傾き調整前後のエッチングレート特性を表す図である。
【図１１Ａ】ソレノイドコイルの傾き調整前後の電流経路特性を表す図である。
【図１１Ｂ】ソレノイドコイルの傾き調整前後の電流経路特性を表す図である。
【図１１Ｃ】ソレノイドコイルの傾き調整前の等磁力面を表す図である。
【図１１Ｄ】ソレノイドコイルの傾き調整後の等磁力面を表す図である。
【図１２】本発明の実施形態に関わるソレノイドコイルとベース板との間に板状部材を挿入し、ソレノイドコイルを傾けた状態を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態に関わるソレノイドコイルの傾き状態を説明する図である。
【図１４Ａ】本発明のソレノイドコイルをＸ−Ｙ方向に移動する為の手段を示す図である。
【図１４Ｂ】本発明のソレノイドコイルをＸ−Ｙ方向に移動する為の手段を示す図である。
【図１５】従来（特許文献１）のプラズマ処理装置の構成の一例を示す図である。
【図１６】従来（特許文献２）のＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）エッチング装置を示す。
【図１７】本発明の実施形態に関わる整合回路を傾け、それによって環状アンテナを傾けた状態を示す図である。
【図１８】本発明の実施形態に関わる環状アンテナの傾き状態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３１】
図１〜図４Ｄを参照して第１の実施形態を説明する。図１は基板処理用プラズマ処理装置の減圧容器の内部構造と、これに関連する部分の構成を示す図、図２Ａはソレノイドコイルがベース板に取り付けられた状態を示す図、図２Ｂはソレノイドコイルとベース板との間に板状部材を挿入し、ソレノイドコイルを傾けた状態を示す図、図３はソレノイドコイルの傾き状態を説明する図、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ及び図４Ｄはエッチング分布特性を表す図である。
【００３２】
図１において、プラズマ処理装置はＩＣＰに係る装置構成とヘリコンに係る装置構成を示す。容器１１は、その内部空間を図示しない排気機構によって所定の減圧状態に保持される。以下、容器１１を「減圧容器」という。本実施形態による減圧容器１１では、その内部空間は２つの空間からなる。１つは基板支持機構１２が配置される空間であり、アルミニウムやステンレス等の金属で作られた処理容器１３によって形成される。処理容器１３の側壁は例えば円筒形に作られる。また基板支持機構１２の上には処理される基板（被処理基板）１４が配置される。この基板１４は例えばφ３００ｍｍの大型の基板である。他の１つはプラズマが生成される空間であり、高周波を内部に導入できる石英等の誘電体で主に作られた電力供給容器１５によって形成される。電力供給容器１５は、上端壁１５ａが金属で作られ、その他の側壁部分は誘電体で作られている場合もある。上側に位置する電力供給容器１５の側壁１５ｂは例えばほぼ円筒形に作られている。電力供給容器１５は、処理容器１３の上壁１３ａに取り付け、固定される。処理容器１３の側壁１３ｂの径に対して、電力供給容器１５の側壁１５ｂの径は小さくなるように設定される。処理容器１３の内部空間と容器１５の内部空間は通じている。従って電力供給容器１５の内部空間で生成されたプラズマは拡散し、下方に移動して、処理容器１３の内部空間に進む。処理容器１３の内部空間に配置された基板１４は、電力供給容器１５の内部空間に対向した位置にある。電力供給容器１５の円筒形側壁の中心軸線と、基板１４の中心を通り基板に対して垂直な基板中心線とは同軸上に位置している。電力供給容器１５から処理容器１３へ拡散したプラズマは基板１４の前面空間に移動することになる。なお、本明細書においては、電力供給容器１５が四角形である場合には、それぞれの対角線を結ぶ交点を中心軸線とする。
【００３３】
本実施形態の構成では、電力供給容器１５の下部の周縁部は、処理容器１３の上壁１３ａと面一になっている。接続された関係にある処理容器１３と電力供給容器１５の境界部において、電力供給容器１５側の部分で、電力供給容器１５の円筒形側壁１５ｂから処理容器１３の側に至るに従って径が徐々にラッパ状に拡大する部分が形成される場合もある。
【００３４】
上記電力供給容器１５の外側周囲にはアンテナ１６が配置される。アンテナ１６は、一部が開いた環状であって、その一方が高周波電力を供給する際に整合をとるための整合回路１８側に、他方がグランド電位側に接続され、環状部は電力供給容器１５と一定の空間を隔て、且つ処理容器１３の上壁と平行となるように配置されている。アンテナ１６の支持機構は図示されないが、よく知られた機構が用いられる。
【００３５】
上記の構成に対して、上記アンテナ１６に高周波電力を供給する高周波電源１７と、高周波電源１７からアンテナ１６に高周波電力を供給する際に整合をとるための整合回路１８と、処理容器１３の内部空間にガスを導入するガス導入機構１９と、アンテナ１６の周囲に配置される同心状のソレノイドコイル２０，２１（磁場発生手段）と、処理容器１３の周囲に配置される永久磁石２２が設けられる。ソレノイドコイル２０，２１は磁場を拡散するためのもので、直流電源２３，２４により直流電力が供給される。永久磁石２２は、処理容器１３の壁面においてプラズマの損失を抑制するために設けられる。なお図１において、内部を減圧状態に保持する排気機構、基板搬送機構、基板温度調整機構、処理容器の壁面温度調整機構、およびガス導入機構までガスを供給するガス供給機構等の図示は、発明の要旨との関係上および説明の便宜上省略されている。アンテナ１６の中心線２６は、電力供給容器１５の円筒形側壁の軸線と、基板１４の中心を通り基板に対して垂直な基板中心線とは同軸上に位置している。なお、ソレノイドコイル２０，２１は中心線２７（コイル中心線２７ともいう）に対して略軸対称であり、アンテナ１６は中心線２６（アンテナ中心線２６ともいう）に対して略軸対称となるように構成されている。
【００３６】
次に本発明の特徴点構成である傾き調整機構について説明する。図２Ａは第１のソレノイドコイル２０と第２のソレノイドコイル２１とがベース板３０に固定された状態を示す。図２Ａにおいては、図１に示す第１，第２のソレノイドコイル２０，２１の中心線とアンテナ１６との中心線とは機械的に一致している。本発明の第１の特徴点は、図２Ｂに示すように、第１，第２のソレノイドコイル２０，２１の一端側（図１の右側）とベース板３０との間に、ソレノイドコイルの中心線２７がアンテナ１６の中心線２６に対して、所定角度の傾きをなすような傾き調整手段（板状部材）２５を設けた点にある。図２Ｂでは、傾き調整手段（板状部材）２５としてはシムを挿入した例を示す。図２Ｂのように、第１，第２のソレノイドコイル２０，２１の一端側（図２Ｂの右側）とベース板３０との間に、シム２５を挿入することにより、図１に示すように、ソレノイドコイル２０，２１の中心線２７がアンテナ１６の中心線２６に対して、所定角度の傾きをなすようになる。傾き角度としては、０°から５°にすることが好ましい。なお、本明細書において、「ソレノイドコイルのアンテナに対する傾き角度」とは、ソレノイドコイル２０，２１の軸対称線であるコイル中心線２７と環状アンテナ１６の軸対称線であるアンテナ中心線２６との成す角度をいう。
【００３７】
上記のプラズマ処理装置では、処理容器１３内に基板搬送機構により基板１４を搬送し、基板支持機構１２上に基板１４を配置し、基板１４を固定する。図１は、基板１４が固定された状態を示す。次に、排気機構によって処理容器１３および電力供給容器１５の内部を所要圧力に減圧し、ガス供給系から供給されるガスをガス導入機構１９を介して処理容器１３内に導入し、内部を所要圧力に保持する。高周波電源１７から整合回路１８を介してアンテナ１６に高周波を印加し、電力供給容器１５の内部、および処理容器１３における電力供給容器１５側の近傍領域でプラズマを生成する。電力供給容器１５の内部等で生成されたプラズマはソレノイドコイル２０，２１により生成された磁場に沿って処理容器１３の内部空間に拡散する。こうして拡散されたプラズマによって基板１４が処理される。
【００３８】
次にソレノイドコイル２０，２１の傾き調整について図３を用いて説明する。ソレノイドコイル２０，２１は、図２Ａに示すベース板３０に固定されて、さらに処理容器１３に固定されている。図３は傾き調整後の状態を示す。ソレノイドコイル２０，２１は内側２０、外側２１を独立して傾ける場合、内側２０、外側２１の２つを同時に傾ける場合、内側２０、外側２１のいずれかを傾ける場合の３通りが考えられる。実際に、内側２０、外側２１のソレノイドコイルをどのように傾けるかは、傾き調整前に基板のエッチング速度分布の結果から判断して行う。図３は内側２０、外側２１の２つのコイルを同時に傾けた場合を示している。また、この例ではシムを挿入することで傾きを調整しているがシムに限定したものではない。
【００３９】
図３において、アンテナ中心線２６とコイル中心線２７の成す角度が傾き角となる。当初、ソレノイドコイルの傾き調整を実施しない場合、アンテナ中心線２６とコイル中心線２７は重なった位置になっている。即ち、図２Ａに示すように、ソレノイドコイル２０，２１がベース板に固定された状態においては、アンテナ中心線２６とコイル中心線２７とは一致している。しかし、図２Ｂに示すように、ソレノイドコイル２０，２１とベース板３０の間に、傾けたい方向に傾けたい角度分の厚さのシム２５を挿入し、傾き角度が大きくなるに従い、アンテナ中心線２６とコイル中心線２７は離れていく。ソレノイドコイル２０，２１により生成される磁場と磁場により拡散されるプラズマもこれと同じ方向に移動していく。
【００４０】
次に処理基板の分布を改善する手順についてエッチング装置を例に説明する。まずソレノイドコイル傾き調整前の状態にて基板をエッチングし、エッチング速度分布の状態を確認する。尚、エッチング速度分布の測定は光学式膜厚測定器を用いて行った。次に処理基板１４のエッチング速度分布の結果から、ソレノイドコイルの傾ける方向と傾き角度量に合わせ、ベース板３０とソレノイドコイル２０，２１との間に挿入するシム２５の位置、厚さ、大きさ、形状を決定する。次に、シム２５を挿入し、実際にソレノイドコイルの傾き調整を行う。この状態にて再度基板をエッチングし、エッチング速度分布の状態を確認する。補正した結果が十分であれば終了し、不十分であれば再度上記作業を繰り返す。
【００４１】
図４Ａにソレノイドコイルの傾き調整前における３００ｍｍ処理基板のエッチング処理速度の分布を示す。図４Ｂは図４Ａに対応するソレノイドコイルの状態を示す。図４Ｃにソレノイドコイルの傾き調整後における３００ｍｍ処理基板のエッチング処理速度の分布を示す。図４Ｄは図４Ｃに対応するソレノイドコイルの状態を示す。処理基板は表面に酸化膜を形成した３００ｍｍ径のＳｉウェハである。図４Ａ及び図４Ｃでは、基板表面の所定の１２１点に対し、処理前後の膜厚を測定し、その差(削れ量)からエッチング処理速度を算出して等高線図に表している。エッチング処理速度は（初期膜厚−処理後膜厚）/エッチング時間で、また、エッチング速度分布の値は、各点のエッチング処理速度の標準偏差及び平均値から、以下の数式（１）に示す３σ％で表している。
３σ％＝（３×標準偏差/平均値）×１００        （１）
【００４２】
図４Ａ〜図４Ｄに示す例では、ソレノイド２０，２１は内側２０にのみ、即ち第１のソレノイドコイル２０のみに電流を流している。図４Ａ及び図４Ｂでは、ソレノイドコイル２０，２１には、シム２５は挿入されていない。この場合、基板の処理は全体に右上が早く左下が遅い傾向にあり、分布中心は若干左下方向に偏っている傾向を示している。この結果、処理基板全面のエッチング処理速度の分布の値は１１％となっている。即ち、図４Ａでは基板右上の外周部分で極端に処理速度が遅い部分があり、これが全体の分布を悪くしていることが解る。
【００４３】
図４Ｃ及び図４Ｄは、ソレノイドコイル調整後の分布を表す。図４Ａの結果を踏まえ、分布の中心が少し右上に移動する。図４Ｃ及び図４Ｄは、コイル中心線２７がこの方向に移動する様に、内側のソレノイドコイル２０に対し、図４Ｂの右上部に対応する方向にシム２５を挿入して傾き調整を行なった結果である。図４Ｄは、ソレノイドコイル２０にシム２５を挿入した状態を示す図である。この例では内側のソレノイドコイル２０に３．３ｍｍのシムを入れて調整しているが、外側ソレノイドコイル、内側外側両ソレノイドコイルの調整を行なっても良い。ちなみに３．３ｍｍのシムを入れた場合のコイルの傾きは５°に相当する。調整の結果、処理基板全面のエッチング処理速度の分布の値は７％となっている。この分布結果から明らかなように、ソレノイドコイルの傾きを調整し、磁場の分布を調整することでエッチング処理速度の分布をより均等に改善することができる。
【００４４】
図５Ａ及び図５Ｂは第２の実施形態を示す。基本的な構成は第１の実施形態と同様な為省略し、ソレノイドコイルの可変機構について説明する。第２の実施形態において大きく異なる点は、傾き調整手段２５として、上下運動が可能な駆動ユニット３１としている点である。第２の実施形態においては、図５Ａに示すように、ソレノイドコイル２０，２１の一端側（図５Ａの右側）と他端側（図５Ａの左側）はベース板３０を介して、１軸の上下動可能な駆動ユニット３１に連結されている。図５Ｂに示すように、ベース板３０の一端と駆動ユニット３１の駆動棒３１１の一端には、回転軸３１２が回転自在に設けられ連結構造となっている。１軸の駆動ユニットとしてはボールネジとサーボモーターを組合せて位置制御を行なうものなどの一般的に良く知られている機構を使用するのが好ましい。図５Ａに示す第２の実施形態においては、駆動ユニット３１により、ソレノイドコイル２０，２１の一端側（図５Ａの右側）と他端側（図５Ａの左側）の高さ位置を上昇、降下させることで、基板１４の中心線に２６に対し、コイル中心線２７を自由に傾けることが可能である。従って、上記第１の実施形態と異なり、実際にソレノイドコイル２０，２１を傾けても、エッチング分布の改善が不足している場合、駆動ユニット３１を上下動させることにより、傾き角度をさらに変更することが可能となり、作業の効率化を図ることが可能となる。また、プラズマの偏りが処理条件により異なるような場合、処理条件に合わせ駆動ユニットを制御し、ソレノイドコイルの傾きを所定角度傾かせることができる。
【００４５】
図６Ａは１軸の駆動ユニット３１の配置図を示した図である。図６Ａに示すように、駆動ユニット３１は、円板状のベース板３０の円周方向に等角度（１２０°）で配置された第１の駆動ユニット３１−ａと第２の駆動ユニット３１−ｂと第３の駆動ユニット３１−ｃと、からなる。３つの１軸ユニット３１−ａ、３１−ｂ、３１―ｃは、ベース板３０の水平面に対して回転自在な連結構造を有している。連結部の連結構造は図５Ｂと同様である。ソレノイドコイルの傾きを効率よく制御する為には３等配の位置に設置するのがよい。１軸ユニット３１−ａ、３１−ｂ、３１−ｃは不図示の制御機器にて同期して動くようにプログラミングされている。図６Ｂは、第１の駆動ユニット３１−ｃを上昇させ、第２の駆動ユニット３１−ａと第３の駆動ユニット３１−ｂとを下降させ、ソレノイドコイル２０，２１を５°右側に傾けた状態を示す。図６Ｂに示すように、３つの１軸ユニット３１−ａ、３１−ｂ、３１−ｃを同期して動かすことにより、第１の駆動ユニット３１−ａに対応するソレノイドコイルの高さ位置、第２の駆動ユニット３１−ｂに対応するソレノイドコイルの高さ位置、第３の駆動ユニット３１−ｃに対応するソレノイドコイルの高さ位置を、一定周期で可変にすることができる。これにより、基板処理中に前記ソレノイドコイルの傾きを一定周期で変化させることができる。こうすることで、コイル中心線２７が基板中心線２６の回りを一定の傾き角を保ちつつ旋回移動し、ソレノイドコイルにより発生した磁場も基板中心に対してオフセットした位置で旋回移動することが出来る。ソレノイド中心すなわち磁場中心が基板中心と一致した場合と比較し、ソレノイドコイル中心すなわち磁場中心を基板中心からオフセットした位置で旋回移動することで大面積の基板に対してより均一な処理が可能となる。また、移動する速度を分布に合せて変化させ、処理速度が遅い領域をゆっくりと、処理速度が早い領域を早く移動するようにすることで偏りの補正が可能となる。
【００４６】
次に図７Ａ及び図７Ｂにて１軸の駆動ユニット３１を駆動させてソレノイドコイルを傾けた状態を説明する。図７Ａは左側の1軸ユニット３１−ａが縮状態（下降した状態）、右側の1軸ユニット３１−ｂが伸び状態（上昇した状態）にある。この結果ソレノイドコイルは左に傾いた状態になる。一方、図７Ｂは左側の1軸ユニット３１−ａが伸び状態（上昇した状態）、右側の1軸ユニット３１−ｂが縮状態（下降した状態）にある。この結果ソレノイドコイルは右に傾いた状態になる。左右の1軸ユニットを同期して伸縮させるとソレノイドコイルは左から右に傾きが徐々に変化することが出来る。
【００４７】
実際には３つの１軸ユニットを同期して伸縮させる。各１軸ユニットを一定周期の間隔で動作させることで、基板中心軸を中心にソレノイドコイル中心が円錐状の一定の軌跡を描く様に移動することになる。この周期動作を、基板処理を行なっている間続けることで、基板中心からソレノイドコイル中心の傾き分オフセットしたプラズマが基板に照射され続けることが可能となる。
【００４８】
プラズマの密度分布は基板の外周側で急激に低下する傾向がある。本実施形態の様にソレノイドコイルの中心軸すなわち磁場中心を円錐状に移動することで、より大面積の基板を均一にプラズマ処理出来る効果がある。また、移動する速度を分布に合せて変化させ、処理速度が遅い領域をゆっくりと、処理速度が早い領域を早く移動するようにすることで偏りの補正が可能となる。
【００４９】
次に、内側ソレノイドコイル２０、外側ソレノイドコイル２１を独立して傾き調整する第３の実施形態について説明する。
図１２及び図１３は、内側ソレノイドコイル２０，外側ソレノイドコイル２１を独立して傾けた場合を示す図である。内側ソレノイドコイル２０、外側ソレノイドコイル２１を独立して傾ける場合は、それぞれのソレノイドコイル２０，２１とベース板３０の間に、傾けたい方向に傾けたい角度分の厚さのシム２５ａ、２５ｂを挿入する。図１２に示す例はイメージを表したもので、実際に各ソレノイドコイルに挿入するシムの厚さは、コイルの外径にもよるが最大３ｍｍ、傾き角度は最大５°程度である。図１２に示すように、内側ソレノイドコイル２０、外側ソレノイドコイル２１にそれぞれシム２５ａ、２５ｂを挿入し、独立して傾きを調整することにより、内側ソレノイドコイル２０、外側ソレノイドコイル２１を同時に傾ける場合に較べて各ソレノイドコイルの傾きを独立して調整可能となり、よりきめ細かく分布補正することが可能となる。
【００５０】
次に、内側ソレノイドコイル２０、外側ソレノイドコイル２１をＸ−Ｙ方向に移動する為の手段について説明する。
尚、本明細書において、Ｘ軸・Ｙ軸とは、水平面内で互いに直角をなす軸とし、またＺ軸とは、水平面内に対し直角、すなわち垂直方向をなす軸とする。図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、内側ソレノイドコイル２０、外側ソレノイドコイル２１をＸ−Ｙ方向に移動する為の手段として、ベース板３０の上に第１のベース板３２と第２のベース板３３を軸対称位置になるように配置し、これら各ベース板３２、３３の上に内側ソレノイドコイル２０、外側ソレノイドコイル２１を乗せる。尚、内側ソレノイドコイル２０、外側ソレノイドコイル２１を傾ける場合、これら各ベース板３２、３３と各ソレノイドコイルとの間にスペーサを挿入する。なお、図１４Ｂは図１４Ａの断面図である。
【００５１】
ここで、第１のベース板３２と第２のベース板３３について説明する。第１のベース板３２と第２のベース板３３はそれぞれリング状の第１のフランジ部３２ａ, 第２のフランジ部３３ａと、そこから放射状に突き出た４箇所の第１の凸部３２ｂ, 第２の凸部３３ｂで構成される。４箇所の第１の凸部３２ｂ,第２の凸部３３ｂは、それぞれ４等配位置に配置されている。第１のベース板３２と第２のベース板３３は軸対称位置に配置されるが、第１の凸部３２ｂ, 第２の凸部３３ｂは互いに重ならないよう、対称軸に対し４５°回転した位置に配置される。また、第１のベース板３２の第１の凸部３２ｂは、第２のフランジ部３３ａの第２の切欠き３３ｃを貫通して、第２のベース板３３の外側まで達している。一方、ベース３０の外周部には、各ベースの第１の凸部３２ｂ、第２の凸部３３ｂを横方向に押す為の手段、例えば第１の押さえねじ３４、第２の押さえねじ３５が取付けてある。実際に、内側ソレノイドコイル２０をＸ軸方向に移動する場合、４箇所の第１の凸部３２ｂのうち対称位置にある第１の凸部３２ｂの第１の押さえねじ３４ａの一方を緩め、もう一方を締め付けることで、緩めた側に内側ソレノイドコイル２０を移動する。同様に、内側ソレノイドコイル２０をＹ軸方向に移動する場合、直角方向にある第１の凸部の第１の押さえねじ３４ｂの一方を緩め、もう一方の第１の押さえねじ３４ｂを締め付けることで、緩めた側に内側ソレノイドコイル２０を移動する。こうすることでＸ−Ｙ方向の任意の位置に内側ソレノイドコイル２０を移動することが出来る。外側のマグネット２1を移動する場合も同様に、４箇所の第２の凸部３３ｂのうち対称位置にある第２の凸部の第２の押さえねじ３５ａの一方を緩め、もう一方の第２の押さえねじ３５ａを締め付けることで、緩めた側に外側のマグネット２1を移動する。同様に、直角方向にある第２の凸部３３ｂの第２の押さえねじ３５ｂの一方を緩め、もう一方の第２の押さえねじ３５ｂを締め付けることで、緩めた側に外側のマグネット２1を移動する。
【００５２】
上記第１・第２・第３の実施形態では、内側ソレノイドコイル２０、外側ソレノイドコイル２１にシム２５を挿入、又は駆動ユニットを用いて、内側ソレノイドコイル２０、外側ソレノイドコイル２１を傾け、コイル中心線２７に対するアンテナ中心線２６の傾き角度を調整し、エッチング分布の改善を図っている。しかし、コイル中心線２７に対するアンテナ中心線２６の傾き角度を調整しただけでは、エッチング分布の改善を図ることができない場合が考えられる。具体的には、分布が磁場の傾きではなく磁場の平行シフトによりずれている場合である。上記の場合には、内側ソレノイドコイル２０、外側ソレノイドコイル２１をＸ−Ｙ方向に移動する為の手段を設けることにより、ソレノイドコイルをＸ−Ｙ方向に移動することが可能となるため、コイル中心線を平行移動してアンテナ中心線に一致させることにより分布補正が可能となる。
【００５３】
次に、ガウスメータで磁場を測定し、この測定結果に基づき、ソレノイドコイルの傾きを調整し、処理基板のエッチング速度分布を改善する手順について、図８Ａから図１１Ｄを用いて説明する。ガウスメータは磁束密度を測定する装置である。ガウスメータは、フェライト、希土類マグネットの測定は勿論、電磁石、パルス発生磁界、超伝導磁界の測定も可能である。原理はホール素子プローブを定電流で駆動し、磁界によって発生したホール電圧を発信器とアナログスイッチにて検知する。
【００５４】
図８Ａ及び図８Ｂは、ソレノイドコイルの傾き調整前後の磁力線の分布を示す。なお、図８Ａ及び図８Ｂにおいては、説明の便宜上、内側ソレノイドコイル２０のみに電流を流し、内側ソレノイドコイル２０の傾きを調整した場合を示す。図８Ａ及び図８Ｂにおいて、１５ｃは電力供給容器１５の電力供給容器中心線、２０ａは内側ソレノイドコイル２０により発生する磁力線、２５はスペーサ、３６はガウスメータで測定するための磁場測定面を示す。図８Ａ及び図８Ｂにおいて、電力供給容器中心線１５ｃとアンテナ中心線２６とは一致していることを前提とする。内側ソレノイドコイル２０の傾き調整前においては、図８Ａに示すように、磁力線２０ａは、アンテナ中心線２６、電力供給容器中心線１５ｃに対し、左側に傾き、左右対称の分布とはならない。磁力線２０ａが左右対称の分布とならない原因としては、電流経路がＸ軸・Ｚ軸で左右対称とならないためではなく、コイルを形成する配線自体が有限の大きさを持つため完全な円形状コイルを作ることができないためであると考えられる。なお、本明細書において、「電流経路」とは、磁場を作る電流の流れる経路のことをいう。図１１Ａは、内側ソレノイドコイル２０の傾き調整（補正）前後の電流経路分布をガウスメータで測定したものである。図１１Ａの横軸・Ｘ軸、縦軸・Ｚ軸は、図１２から図１３に記載のＸ軸、Ｚ軸に対応している。図１１Ａに示すように、内側ソレノイドコイル２０の傾き調整（補正）前の電流経路は、点線でしめすようにＸ軸・Ｙ軸に対して左右対称な楕円形状ではなく、実線で示すようなＸ軸・Ｙ軸に対して傾いた楕円形状となる。図１１Ｂは、内側ソレノイドコイル２０の傾き調整（補正）前の電流経路がＸ軸・Ｙ軸に対して3度傾いた直線になっていることを示している。
【００５５】
図８Ｂは、内側ソレノイドコイル２０に厚さ３ｍｍのシム２５を挿入し、コイル中心線２７をアンテナ中心線２６、電力供給容器中心線１５ｃに対し、右側に１度傾けた場合を示す。図８Ｂに示すように、内側ソレノイドコイル２０の傾き調整後の磁力線の分布は、アンテナ中心線２６、電力供給容器中心線１５ｃに対し、左右対称となる。図１１Ａに示すように、内側ソレノイドコイル２０の傾き調整（補正）後の電流経路分布は、Ｘ軸、Ｚ軸の中心軸の対し、左右対称の楕円形状となるように分布する。
【００５６】
図１１Ｃ及び図１１Ｄは、内側ソレノイドコイル２０の傾き調整（補正）前後の等磁力面の分布を示す。図１１Ｃに示すように、内側ソレノイドコイル２０の傾き調整（補正）前の等磁力面は、傾けた方向に伸びたタマゴ型となっているのに対し、図１１Ｄに示すように、内側ソレノイドコイル２０の傾き調整（補正）後の等磁力面は、円型となっていることが解る。
【００５７】
図９は、内側ソレノイドコイル２０の傾き調整（補正）前後の磁場分布を示す。図９の横軸・Ｘ軸、縦軸・Ｙ軸は、図１２から図１３に記載のＸ軸、Ｙ軸に対応している。なお、図９において、Ｘ軸：０ｍｍ、Ｙ軸：０ｍｍはアンテナ中心線２６、電力供給容器中心線１５ｃの位置を示す。また、図９において、２５ａはスペーサを入れた方向を示すための仮想的なスペーサ位置、３７は図１０に示すエッチングレートのモニタ方向、を示す。図９に示すように、内側ソレノイドコイル２０の傾き調整（補正）前にガウスメータ３６で測定した磁場分布は、Ｘ軸：０ｍｍ、Ｙ軸：０ｍｍを中心点とした場合、非対称の円の形状となる。具体的には、Ｘ軸：−５０ｍｍからＸ軸：０ｍｍ、Ｙ軸：−５０ｍｍからＹ軸：０ｍｍの部分が、ゆがんだ円弧になっていることが解る。これに対し、内側ソレノイドコイル２０の傾き調整（補正）後にガウスメータ３６で測定した磁場分布は、Ｘ軸：０ｍｍ、Ｙ軸：０ｍｍを中心点とした場合左右対称な円の形状として分布する。
【００５８】
図１０は、内側ソレノイドコイル２０の傾き調整（補正）前後のエッチング分布を示す。図１０の横軸は、基板の中心（０ｍｍ）からの左右の距離（ｍｍ）を示す、縦軸は、エッチングレートを示す。また、図１０において、□は補正後の各点におけるエッチングレートを、◇は補正前の各点におけるエッチングレートを示す。また、ここで示すエッチングレートは、平均値のエッチングレートで規格化した値である。図１０に示すように、内側ソレノイドコイル２０の傾き調整（補正）前においては、エッチングレート分布は、左側に傾いた直線となる。即ち、内側ソレノイドコイル２０の傾き調整（補正）前においては、基板１４の中心（０ｍｍ）から左側の１００ｍｍの位置でのエッチングレート：１０３と、基板１４の中心（０ｍｍ）から右側の１００ｍｍの位置でのエッチングレート：９７とは、大きく異なる。これに対し、図１０に示すように、内側ソレノイドコイル２０の傾き調整（補正）後においては、エッチングレート分布は、ほぼ水平な直線となる。即ち、内側側ソレノイドコイル２０の傾き調整（補正）後においては、基板１４の中心（０ｍｍ）から左側の１００ｍｍの位置でのエッチングレート：１００と、基板１４の中心（０ｍｍ）から右側の１００ｍｍの位置でのエッチングレート：１００とは、ほぼ同じとなる。即ち、補正前の各点におけるエッチングレート（◇）と補正後の各点におけるエッチングレート（□）を直線近似すると、補正前は、ｙ＝−０．０２２１ｘ＋１００．０９で示される直線となり、傾きが大きく、補正後は、ｙ＝−０．００１９ｘ＋９９．９４４で示される直線となり、傾きが小さくなり、ほぼ水平であることが判明した。
【００５９】
上記のとおり、ガウスメータの磁場測定結果により、ソレノイドコイルの傾き調整を行う場合、光学式膜厚測定器を用いてエッチング速度分布を測定し、その測定結果によりソレノイドコイルの傾き調整を行う場合に較べて磁場測定をするだけで均一性を議論することができるので、エッチングレートの確認は基本的に1回の確認で済む。したがって、装置の調整で使用する基板が少なくて済む。更に、磁場の均一性を改善するので、結果としてプラズマの均一性が改善するその結果、エッチングレート分布が改善する。また、プラズマ不均一で発生するダメージも抑制することができる。
【００６０】
前記第１、第２及び第３の実施形態においては、ソレノイドコイルの軸対称線であるコイル中心線２７が、環状アンテナの軸対称線であるアンテナ中心線２６に対して、所定角度の傾きをなすような傾き調整手段を、ソレノイドコイル２０、２１に取り付けた例について説明した。しかし、コイル中心線２７と、アンテナ中心線２６とが、一方の中心線に対し、他方の中心線が相対的に所定角度の傾きをなしていればよい。つまり、環状アンテナ１６の軸対称線であるアンテナ中心線２６が、ソレノイドコイルの軸対称線であるコイル中心線２７に対して、所定角度の傾きをなすような傾き調整手段を環状アンテナ１６に取り付け、環状アンテナ１６の軸対称線であるアンテナ中心線２６をソレノイドコイルの軸対称線であるコイル中心線２７に対して、所定角度の傾くようにしてもよい。こうすることでプラズマ密度分布の偏りを補正し、基板を均一に処理することが可能となる。
【００６１】
図１７及び図１８に、アンテナ中心線２６を傾ける場合の構成を示す。基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため説明を省略し、異なる点のみを説明する。図１７及び図１８の構成においては、第１の実施形態と異なり、傾き調整手段２５（例えば、シム）をベース板３０と整合回路１８との間に挿入し、その結果整合回路１８に接続されている環状アンテナ１６が傾いている。したがって、アンテナ中心線２６がコイル中心線２７に対して、所定角度の傾きをなすようになる。なお、この構成では、整合回路１８を傾けることによって間接的に環状アンテナ１６を傾けているが、環状アンテナ１６の傾きを直接調整してもよい。また、アンテナ中心線２６とコイル中心線２７との両方を傾けてもよい。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｄ】
2012073449.tif 000008
【図５Ａ】
2012073449.tif 000009
【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
2012073449.tif 000018
【図１１Ａ】
2012073449.tif 000019
【図１１Ｂ】
2012073449.tif 000020
【図１２】
2012073449.tif 000021
【図１３】
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【図１４Ａ】
2012073449.tif 000023
【図１４Ｂ】
2012073449.tif 000024
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図４Ａ】
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【図４Ｃ】
2012073449.tif 000030
【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
2012073449.tif 000032
【手続補正書】
【提出日】平成24年4月24日(2012.4.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板をプラズマで処理するプラズマ処理装置であって、
内部に前記基板を配置可能な容器と、
前記容器内に前記プラズマを発生させるように、前記容器の周囲を取り囲んで設けられているアンテナと、
前記容器内に磁場を発生させて前記プラズマを拡散させるように、前記アンテナの周囲を取り囲んで設けられている磁場発生手段と、
前記磁場発生手段を傾けるための傾き調整手段と、
を備え、
前記磁場発生手段は、同心状に配置された第１のソレノイドコイルと第２のソレノイドコイルとを有し、
前記傾き調整手段が、前記第１のソレノイドコイルと前記第２のソレノイドコイルとにそれぞれ設けられている
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記アンテナは第１の軸に対して略軸対称であって、前記第１の軸を囲むように構成された環状アンテナであり、
前記第１および第２のソレノイドコイルのそれぞれは第２の軸に対して略軸対称であって、前記第２の軸を囲むように構成されたソレノイドコイルであり、
前記第１の軸と前記第２の軸とが所定の角度をなすように、前記第１および第２のソレノイドコイルのそれぞれが前記傾き調整手段により傾けられる
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記磁場発生手段を支持するベース板をさらに備え、
前記傾き調整手段は、前記磁場発生手段と前記ベース板との間に設けられている板状部材である
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記磁場発生手段を支持するベース板をさらに備え、
前記傾き調整手段は、前記ベース板に接続されている上下運動が可能な駆動ユニットであり、
前記磁場発生手段が、前記駆動ユニットの上下運動により前記ベース板が傾けられることによって傾けられる
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記ベース板は、前記容器を取り囲む略環状であり、
前記駆動ユニットは、前記ベース板の一端側に設けられる第１の駆動ユニットと、前記ベース板の他端側に設けられる第２の駆動ユニットと、を有する
ことを特徴とする請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記ベース板は、前記容器を取り囲む略環状であり、
前記駆動ユニットは、前記ベース板の円周方向に等角度で配置されている第１の駆動ユニットと第２の駆動ユニットと第３の駆動ユニットと、を有する
ことを特徴とする請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記第１の軸と前記第２の軸とがなす角度が０°から５°の範囲であることを特徴とする請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記容器が、
内部に前記プラズマを発生させるための電力供給容器と、
前記電力供給容器と内部空間が通じるように接続され、内部に前記基板を配置可能な処理容器と、
を備える、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【手続補正書】
【提出日】平成25年12月11日(2013.12.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板をプラズマで処理するプラズマ処理装置であって、
内部に前記基板を配置可能な容器と、
前記容器内に前記プラズマを発生させるように、前記容器の周囲を取り囲んで設けられているアンテナと、
前記容器内に磁場を発生させて前記プラズマを拡散させるように、前記アンテナの周囲を取り囲んで設けられている磁場発生手段と、
前記磁場発生手段を傾けるための傾き調整手段と、
を備え、
前記磁場発生手段は、同心状に配置された第１のソレノイドコイルと第２のソレノイドコイルとを有し、
前記傾き調整手段が、前記第１のソレノイドコイルと前記第２のソレノイドコイルとにそれぞれ設けられている
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記アンテナは第１の軸に対して軸対称であって、前記第１の軸を囲むように構成された環状アンテナであり、
前記第１および第２のソレノイドコイルは、それぞれ第２の軸に対して軸対称であって、前記第２の軸を囲むように構成されたソレノイドコイルであり、
前記第１の軸と前記第２の軸とが所定の角度をなすように、前記第１および第２のソレノイドコイルは、それぞれ前記傾き調整手段により傾けられる
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記磁場発生手段を支持するベース板をさらに備え、
前記傾き調整手段は、前記磁場発生手段と前記ベース板との間に設けられている板状部材である
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記磁場発生手段を支持するベース板をさらに備え、
前記傾き調整手段は、前記ベース板に接続されている上下運動が可能な駆動ユニットであり、
前記磁場発生手段が、前記駆動ユニットの上下運動により前記ベース板が傾けられることによって傾けられる
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記ベース板は、前記容器を取り囲む環状であり、
前記駆動ユニットは、前記ベース板の一端側に設けられる第１の駆動ユニットと、前記ベース板の他端側に設けられる第２の駆動ユニットと、を有する
ことを特徴とする請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記ベース板は、前記容器を取り囲む環状であり、
前記駆動ユニットは、前記ベース板の円周方向に等角度で配置されている第１の駆動ユニットと第２の駆動ユニットと第３の駆動ユニットと、を有する
ことを特徴とする請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記第１の軸と前記第２の軸とがなす角度が０°から５°の範囲であることを特徴とする請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記容器が、
内部に前記プラズマを発生させるための電力供給容器と、
前記電力供給容器と内部空間が通じるように接続され、内部に前記基板を配置可能な処理容器と、
を備える、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【国際調査報告】
2012073449.tif 000033
2012073449.tif 000034
2012073449.tif 000035
2012073449.tif 000036