【手続補正書】
【提出日】平成17年7月7日(2005.7.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】プラズマ生成装置及び基板表面処理方法
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にプラズマ生成領域が設定される真空容器と、この真空容器の内部に放電用のガスを導入するガス導入手段と、前記真空容器の内部の雰囲気を排出する排気手段と、前記プラズマ生成領域を囲むように配設された円筒形の放電用電極と、この放電用電極に高周波電力を印加する第１の高周波電力印加手段と、前記放電用電極の中心軸とほぼ平行な部分を有し、この平行な部分の長さが前記中心軸に近づくほど長くなるような磁力線を形成する磁力線形成手段とを有することを特徴とするプラズマ生成装置。
【請求項２】
前記プラズマ生成領域を前記放電用電極の中心軸方向から挟むように配設され、この中心軸方向における前記プラズマ生成領域の範囲を規定する一対の壁とを備え、前記プラズマ生成領域の中央部を通過する前記磁力線が前記一対の壁と交差しないような形状を有するように構成されていることを特徴とする請求項１記載のプラズマ生成装置。
【請求項３】
前記一対の壁が導電性を有する材料で形成されていることを特徴とする請求項２記載のプラズマ生成装置。
【請求項４】
前記一対の壁の一方に高周波電力を印加する第２の高周波電力印加手段をさらに備えたことを特徴とする請求項２乃至３記載のプラズマ生成装置。
【請求項５】
前記一対の壁の他方が基準電位点に接続されていることを特徴とする請求項４記載のプラズマ生成装置。
【請求項６】
前記一対の壁の他方が、前記プラズマを使って被処理物に所定の処理を施す場合、この被処理物を保持する保持部として利用されることを特徴とする請求項５記載のプラズマ生成装置。
【請求項７】
前記第１の高周波電力印加手段が前記放電用電極に印加される高周波電力を出力する第１の高周波電源を備え、前記第２の高周波電力印加手段が前記一対の壁の一方に印加される高周波電力を出力する第２の高周波電源を備えたことを特徴とする請求項４記載のプラズマ生成装置。
【請求項８】
前記第１の高周波電力印加手段が前記放電用電極に印加される高周波電力を出力する高周波電源を備え、前記第２の高周波電力印加手段が前記高周波電源から出力される高周波電力に共振する高周波共振回路を備えたことを特徴とする請求項４記載のプラズマ生成装置。
【請求項９】
前記一対の壁がいずれも基準電位点に接続されていることを特徴とする請求項３記載のプラズマ生成装置。
【請求項１０】
前記放電用電極の中心軸方向における前記一対の壁の位置を調整する位置調整手段をさらに備えたことを特徴とする請求項２記載のプラズマ生成装置。
【請求項１１】
前記一対の壁の一方が、前記放電用ガスを前記プラズマ生成領域に分散させるためのガス分散板として利用され、他方が、前記プラズマを使って被処理物に所定の処理を施す場合、この被処理物を保持する保持部として利用されることを特徴とする請求項２記載のプラズマ生成装置。
【請求項１２】
内部にプラズマ生成領域が設定される真空容器と、この真空容器の内部に放電用のガスを導入するガス導入手段と、前記真空容器の内部の雰囲気を排出する排気手段と、前記プラズマ生成領域を囲むように配設された円筒形の放電用電極と、この放電用電極に高周波電力を印加する第１の高周波電力印加手段とを有する基板処理装置において、
前記真空容器の内部を減圧状態にするステップと、前記ガス導入部より前記真空容器の内部にガスを導入するステップと、前記放電用電極に高周波電力を印加するステップと、前記放電用電極の中心軸とほぼ平行な部分を有し、この平行な部分の長さが前記中心軸に近づくほど長くなるような磁力線を形成してプラズマを生成するステップと、前記プラズマを使って基板表面に処理を施すステップとを有する基板表面処理方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するためにプラズマ生成装置は、真空容器と、ガス導入手段と、排気手段と、放電用電極と、第１の高周波電力印加手段と、磁力線形成手段と、一対の壁とを備えたことを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
また、このプラズマ生成装置は、プラズマ生成領域の中央部を通過する磁力線が一対の壁と交差しないような形状を有するように構成されていることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
このプラズマ生成装置では、プラズマを生成する場合、真空容器の内部にガス導入手段により放電用ガスが導入される。また、この場合、真空容器の内部の雰囲気が排気手段により排出される。これにより、真空容器の内部が減圧状態に設定される。さらに、この場合、放電用電極に高周波電力が印加される。これにより、放電用電極の径方向に向かう高周波電界成分が形成される。さらにまた、この場合、磁力線形成手段により、放電用電極の中心軸とほぼ平行な部分を有する磁力線が形成される。これにより、プラズマ生成領域に互いに直交する高周波電界と磁界とが形成される。その結果、放電用電極から放出された電子がマグネトロン運動する。このマグネトロン運動によりマグネトロン放電が発生する。このマグネトロン放電によりプラズマが生成される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
プラズマ生成装置は、一対の壁が導電性を有する材料で形成されていることを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
このプラズマ生成装置では、一対の壁が導電性を有する材料で形成されている。これにより、この壁を使って、プラズマの密度を電気的に制御することが可能となる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
プラズマ生成装置は、一対の壁の一方に高周波電力を印加する第２の高周波電力印加手段をさらに備えたことを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
このプラズマ生成装置では、一対の壁の一方に第２の高周波電力印加手段により高周波電力が印加される。これにより、放電用電極の中心軸方向に向かう高周波電界が形成される。その結果、磁力線にトラップされている高エネルギー電子が放電用電極の中心軸方向に高周波振動する。この高周波振動により、マグネトロン放電とは異なる放電（以下、「高周波振動放電」という。）が発生する。その結果、プラズマの生成効率が高められる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
プラズマ生成装置は、一対の壁の他方が基準電位点に接続されていることを特徴とする。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
このプラズマ生成装置では、一対の壁の他方が基準電位点に接続されている。これにより、プラズマ空間平均電位を低くすることができる。その結果、基準電位点に接続されている他の電極の表面からの金属汚染を低減することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
プラズマ生成装置は、一対の壁の他方が電気的にフローティング状態に設定されていることを特徴とする。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
このプラズマ生成装置では、一対の壁の他方が電気的にフローティング状態に設定されている。これにより、シース電圧による一対の壁の他方の損傷を低減することができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
プラズマ生成装置は、一対の壁の他方が、プラズマを使って被処理物に所定の処理を施す場合、被処理物を保持する保持部として利用されることを特徴とする。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
このプラズマ生成装置では、一対の壁の他方に保持されている被処理物の表面におけるシース電圧を低くすることができる。その結果、シース電圧による被処理物の損傷を低減することができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
プラズマ生成装置は、第１の高周波電力印加手段が放電用電極に印加される高周波電力を出力する第１の高周波電源を備えたことを特徴とする。また、本装置は、第２の高周波電力印加手段が一対の壁の一方に印加される高周波電力を出力する第２の高周波電源を備えたことを特徴とする。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
このプラズマ生成装置では、放電用電極に印加される高周波電力は、第１の高周波電源から出力される。これに対し、一対の壁の一方に印加される高周波電力は、第２の高周波電源から出力される。これにより、放電用電極に印加される高周波電力の大きさと一対の壁の一方に印加される高周波電力の大きさとを独立に設定することができる。その結果、マグネトロン放電によって生成されるプラズマの密度と高周波振動放電によって生成されるプラズマの密度を独立に設定することができる。これにより、放電用電極の径方向におけるプラズマの密度分布として均一な密度分布を設定することができる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
プラズマ生成装置は、第１の高周波電力印加手段が放電用電極に印加される高周波電力を出力する高周波電源を備えたことを特徴とする。また、本装置は、第２の高周波電力印加手段が高周波電源から出力される高周波電力に共振する高周波共振回路を備えたことを特徴とする。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
このプラズマ生成装置では、放電用電極に印加される高周波電力は、高周波電源から与えられる。これに対し、一対の壁の一方に印加される高周波電力は、高周波電源から高周波共振回路を介して与えられる。これにより、高周波電源の数を１つにすることができる。その結果、装置の回路構成を簡単にすることができるとともに、製造経費を低減することができる。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
プラズマ生成装置は、一対の壁がいずれも基準電位点に接続されていることを特徴とする。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
このプラズマ生成装置では、一対の壁がいずれも基準電位点に接続されている。これにより、プラズマ空間平均電位をさらに低くすることができる。その結果、基準電位点に接続されている電極の表面からの金属汚染を極端に抑制することができる。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
プラズマ生成装置は、第１の高周波電力印加手段から放電用電極に印加される高周波電力の大きさを制御する制御手段をさらに備えた特徴とする。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
このプラズマ生成装置では、放電用電極に印加される高周波電力の大きさが制御手段により制御される。これにより、マグネトロン放電により生成されるプラズマの密度を制御することができる。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
プラズマ生成装置は、第１、第２の高周波電源から出力される高周波電力を制御する制御手段をさらに備えたことを特徴とする。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
このプラズマ生成装置では、放電用電極に印加される高周波電力の大きさと一対の壁の一方に印加される高周波電力の大きさが制御手段により制御される。これにより、マグネトロン放電により生成されるプラズマの密度と高周波振動放電により生成されるプラズマの密度を制御することができる。その結果、放電用電極の径方向におけるプラズマの密度分布も制御することができる。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
プラズマ生成装置は、制御手段が、第１、第２の高周波電源から出力される高周波電力の大きさを制御する場合、両者の比が常に予め定めた値となるように制御するように構成されていることを特徴とする。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
このプラズマ生成装置では、第１、第２の高周波電源から出力される高周波電力の大きさは、常に、両者の比が予め定めた値となるように制御される。これにより、プラズマの密度を制御する場合、放電用電極の径方向におけるプラズマの密度分布として、常に、所望の密度分布を保ったまま制御することができる。また、第１、第２の高周波電源の一方から出力される高周波電力の大きさを指定することにより、自動的に他方から出力される高周波電源の大きさが修正される。これにより、高周波電力の大きさを制御する場合の作業者の負担を軽減することができる。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
プラズマ生成装置は、高周波電源から出力される高周波電力の大きさを制御する制御手段をさらに備えたことを特徴とする。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
このプラズマ生成装置では、高周波電源から出力される高周波電力の大きさを制御することにより、放電用電極に印加される高周波電力の大きさが制御される。また、これと同時に、一対の壁の一方に印加される高周波電力の大きさも自動的に制御される。これにより、高周波電力の大きさを制御する場合の作業者の負担を軽減することができる。
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
プラズマ生成装置は、放電用電極の中心軸方向における一対の壁の位置を調整する位置調整手段をさらに備えたことを特徴とする。
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
このプラズマ生成装置では、放電用電極の中心軸方向における一対の壁の位置を調整することができる。これにより、装置を組み立てた後に、一対の壁と交差しないような磁力線を形成することができる。その結果、このような磁力線の形成が容易となる。
【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
プラズマ生成装置は、一対の壁の一方が放電用ガスをプラズマ生成領域に分散させるためのガス分散板として利用されることを特徴とする。また、本装置は、一対の壁の他方が、プラズマを使って被処理物に所定の処理を施す場合、被処理物を保持する保持部として利用されることを特徴とする。
【手続補正３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
このプラズマ生成装置では、ガス導入手段により導入された放電用ガスは、一対の壁の一方によりプラズマ生成領域に分散される。これにより、放電用ガスがプラズマ生成領域に均一に供給される。また、本装置では、プラズマを使って被処理物に所定の処理を施す場合、一対の壁の他方によって被処理物が保持される。これにより、プラズマ生成装置からプラズマ処理装置を簡単に構成することができる。
【手続補正３４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
プラズマ生成装置は、真空容器と、ガス導入手段と、排気手段と、放電用電極と、第１の高周波電力印加手段と、磁力線形成手段と、一対の壁と、第２の高周波電力印加手段とを備えたことを特徴とする。
【手続補正３５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
このプラズマ生成装置では、プラズマを生成する場合、真空容器の内部にガス導入手段により放電用ガスが導入される。また、この場合、真空容器の内部の雰囲気が排気手段により排出される。これにより、真空容器の内部が減圧状態に設定される。さらに、この場合、放電用電極に高周波電力が印加される。これにより、放電用電極の径方向に向かう高周波電界が形成される。さらにまた、この場合、磁力線形成手段によりプラズマ生成領域に磁力線が形成される。これにより、電子がマグネトロン運動する。このマグネトロン運動によりマグネトロン放電が発生する。このマグネトロン放電によりプラズマが生成される。
【手続補正３６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６８】
【発明の効果】以上詳述したようにプラズマ生成装置は、プラズマ生成領域の中央部を通過する磁力線が一対の壁と交差しないように設定されている。これにより、プラズマ生成領域の中央部においても、周辺部と同様に、高密度のプラズマを生成することができる。
【手続補正３７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６９】
プラズマ生成装置によれば、一対の壁が導電性を有する材料で形成されている。これにより、この壁を使って、プラズマの密度を電気的に制御することが可能となる。
【手続補正３８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７０】
プラズマ生成装置によれば、一対の壁の一方に高周波電力が印加される。これにより、プラズマ生成領域の中央部におけるプラズマの生成効率を高めることができる。
【手続補正３９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７１】
プラズマ生成装置によれば、一対の壁の他方が基準電位点に接続されている。これにより、基準電位点に接続されている他の電極表面からの金属汚染を低減することができる。
【手続補正４０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７２】
プラズマ生成装置によれば、一対の壁の他方が電気的にフローティング状態に設定されている。これにより、シース電圧による一対の壁の他方の損傷を低減することができる。
【手続補正４１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７３】
プラズマ生成装置によれば、一対の壁の他方が被処理物を保持する保持部として利用される。これにより、シース電圧による被処理物の損傷を低減することができる。
【手続補正４２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７４】
プラズマ生成装置によれば、放電用電極に印加される高周波電力と一対の壁の一方に印加される高周波電力が別々の高周波電源から出力される。これにより、２つの高周波電力の大きさを独立に設定することができる。その結果、放電用電極の径方向におけるプラズマの密度分布として均一な密度分布を設定することができる。
【手続補正４３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７５】
プラズマ生成装置によれば、一対の壁の一方の高周波電力が、放電用電極の高周波電源から高周波共振回路を介して与えられる。これにより、高周波電源の数を１つにすることができる。
【手続補正４４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７６】
プラズマ生成装置によれば、一対の壁がいずれも基準電位点に接続されている。これにより、基準電位点に接続されている電極からの金属汚染を抑制することができる。
【手続補正４５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７７】
プラズマ生成装置によれば、放電用電極に印加される高周波電力の大きさを制御する制御部が設けられる。これにより、第１のプラズマの密度を制御することができる。
【手続補正４６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７８】
プラズマ生成装置によれば、第１、第２の高周波電源から出力される高周波電力の大きさを制御する制御部が設けられる。これにより、第１、第２のプラズマの密度を制御することができる。その結果、放電用電極の径方向におけるプラズマの密度分布も制御することができる。
【手続補正４７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７９】
プラズマ生成装置によれば、第１、第２の高周波電源から出力される高周波電力の大きさを制御する場合、両者の比が常に予め定めた値となるように制御される。これにより、プラズマの密度を制御する場合、常に、所望のプラズマ密度分布を保ったまま制御することができる。また、高周波電力の大きさを制御する場合の作業者の負担を軽減することができる。
【手続補正４８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８０】
プラズマ生成装置によれば、放電用電極に印加される高周波電力の大きさを制御することにより、一対の壁の一方に印加される高周波電力の大きさも自動的に制御することができる。これにより、高周波電力の大きさを制御する場合の作業者の負担を軽減することができる。
【手続補正４９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８１】
プラズマ生成装置によれば、一対の壁の位置を調整することができる。これにより、装置を組み立てた後に、一対の壁と交差しないような磁力線を形成することができる。その結果、このような磁力線の形成が容易となる。
【手続補正５０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８２】
プラズマ生成装置によれば、一対の壁の一方がガス分散板として利用される。これにより、放電用ガスをプラズマ生成領域に均一に分散させることができる。また、一対の壁の他方が、プラズマを使って被処理物に所定の処理を施す場合、被処理物の保持部として利用される。これにより、本装置を使ってプラズマ処理装置を構成する場合、簡単に構成することができる。
【手続補正５１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８３】
プラズマ生成装置によれば、一対の壁の一方に高周波電力が供給される。これにより、マグネトロン放電だけでなく、高周波振動放電も発生させることができる。その結果、一対の壁と交差しない磁力線を有しない場合であっても、プラズマ生成領域の中央部で、高密度のプラズマを生成することができる。