(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理チャンバ内に設定されたプラズマ生成空間に処理ガスを供給し、前記処理チャンバの、前記プラズマ生成空間に対応する部分の外周面を囲むように捲回された環状のコイルに、コイル電力供給機構から高周波電力を供給して、プラズマ生成空間内の処理ガスをプラズマ化し、該プラズマ化された処理ガスによって基台上の基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置において、
前記コイルは、
一方が前記コイル電力供給機構に接続され、他方がアースに接続され、両者の間に隙間が形成された２つの電力導入部と、
前記プラズマ生成空間に対応する処理チャンバの周囲に設定された基準円よりも径方向内方側に向けて張り出した少なくとも３つの内方側張出部とを有し、
前記少なくとも３つの内方側張出部が、前記基準円の周方向に沿って等間隔に形成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記コイルは、前記基準円よりも径方向外方側に向けて張り出した少なくとも２つの外方側張出部が、前記基準円の周方向に沿って形成されており、
該少なくとも２つの外方側張出部、前記少なくとも３つの内方側張出部、及び前記電力導入部間の隙間は、前記周方向に等間隔に配置されていることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記コイルは、その巻き数が２以上であって、捲回部から次の捲回部へと移行する移行部が前記電力導入部間の隙間の近傍に形成されており、
前記移行部は、前記基準円よりも径方向外方側に向けて張り出していることを特徴とする請求項１又は２記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
処理チャンバ内に設定されたプラズマ生成空間に処理ガスを供給し、前記処理チャンバの、前記プラズマ生成空間に対応する部分の外周面を囲むように捲回された環状のコイルに、コイル電力供給機構から高周波電力を供給して、プラズマ生成空間内の処理ガスをプラズマ化し、該プラズマ化された処理ガスによって基台上の基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置において、
前記コイルは、
一方が前記コイル電力供給機構に接続され、他方がアースに接続され、両者の間に隙間が形成された２つの電力導入部と、
プラズマ生成空間に向けて接近する方向に張り出した少なくとも３つの内方側張出部とを有し、
前記少なくとも３つの内方側張出部が、プラズマ生成空間の中心から等距離、同角度で対称に形成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記コイルは、プラズマ生成空間から離反する方向に張り出した少なくとも２つの外方側張出部が、プラズマ生成空間の中心から等距離に形成されており、
該少なくとも２つの外方側張出部、前記少なくとも３つの内方側張出部、及び前記電力導入部間の隙間は、前記プラズマ生成空間の中心から同角度で対称に形成されていることを特徴とする請求項４記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記コイルは、その巻き数が２以上であって、捲回部から次の捲回部へと移行する移行部が前記電力導入部間の隙間の近傍に形成されており、
前記移行部は、前記プラズマ生成空間から離反する方向に張り出していることを特徴とする請求項４又は５記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
処理チャンバ内に設定されたプラズマ生成空間内で処理ガスをプラズマ化して、該プラズマ化された処理ガスによって基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置に用いられ、前記処理チャンバの、前記プラズマ生成空間に対応する部分の外周面を囲むように捲回される環状のコイルであって、
２つの電力導入部を有し、該２つの電力導入部の間に隙間が形成されており、
前記プラズマ生成空間に対応する処理チャンバの周囲に設定された基準円よりも径方向内方側に向けて張り出した少なくとも３つの内方側張出部が、前記基準円の周方向に沿って等間隔に形成されていることを特徴とするコイル。
【請求項８】
前記基準円よりも径方向外方に向けて張り出した少なくとも２つの外方側張出部が、前記基準円の周方向に沿って形成されており、
該少なくとも２つの外方側張出部、前記少なくとも３つの内方側張出部、及び前記電力導入部間の隙間は、前記周方向に等間隔に配置されていることを特徴とする請求項７記載のコイル。
【請求項９】
巻き数が２以上であって、捲回部から次の捲回部へと移行する移行部が前記電力導入部間の隙間の近傍に形成されており、
前記移行部は、前記基準円よりも径方向外方側に向けて張り出していることを特徴とする請求項７又は８記載のコイル。
【請求項１０】
処理チャンバ内に設定されたプラズマ生成空間内で処理ガスをプラズマ化して、該プラズマ化された処理ガスによって基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置に用いられ、前記処理チャンバの、前記プラズマ生成空間に対応する部分の外周面を囲むように捲回される環状のコイルであって、
２つの電力導入部を有し、該２つの電力導入部の間に隙間が形成されており、
前記プラズマ生成空間に向けて接近する方向に張り出した少なくとも３つの内方側張出部が、前記プラズマ生成空間の中心から等距離、同角度で対称に形成されていることを特徴とするコイル。
【請求項１１】
前記プラズマ生成空間から離反する方向に張り出した少なくとも２つの外方側張出部が、プラズマ生成空間の中心から等距離に形成されており、
該少なくとも２つの外方側張出部、前記少なくとも３つの内方側張出部、及び前記電力導入部間の隙間は、前記プラズマ生成空間の中心から同角度で対称に形成されていることを特徴とする請求項１０記載のコイル。
【請求項１２】
巻き数が２以上であって、捲回部から次の捲回部へと移行する移行部が前記電力導入部間の隙間の近傍に形成されており、
前記移行部は、前記プラズマ生成空間から離反する方向に張り出していることを特徴とする請求項１０又は１１記載のコイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、処理チャンバ内に所定の処理ガスを供給してプラズマ化し、プラズマ化した処理ガスによって処理チャンバ内の基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置及びこれに用いられるコイルに関し、特に、プラズマ生成空間内の処理ガスを対称的にプラズマ化するプラズマ処理装置及びこれに用いられるコイルに関する。
【背景技術】
【０００２】  上記プラズマ処理としては、プラズマ化した処理ガスに含まれるイオンやラジカルによって、基板（シリコン基板や炭化ケイ素基板など）をエッチングするプラズマエッチング処理や基板に薄膜を形成するプラズマＣＶＤ処理などがある。そして、これらの処理を行う際に用いられる装置については、様々な装置が提案されており、本出願人も、例えばシリコン基板にプラズマエッチング処理を施す際に用いられる誘電結合型のプラズマエッチング装置を提案している（特開２０１０−２３８８４７号公報）。【０００３】  図５に示すように、上記プラズマエッチング装置１００は、内部の下部領域に処理空間１０２が設定され、当該処理空間１０２の上方に、処理空間１０２と連通したプラズマ生成空間１０３が設定された円筒状の処理チャンバ１０１、当該処理チャンバ１０１の、プラズマ生成空間１０３が設定された部分の外方に配設されたコイル１０４、処理空間１０２に配設された基台１０５、コイル１０４に高周波電力を供給するコイル電力供給機構１０６、プラズマ生成空間１０３にエッチングガスや保護膜形成ガスなどの処理ガスを供給する処理ガス供給機構１０７、処理チャンバ１０１内の気体を排気する排気機構１０８などを備えており、所定の周波数且つ大きさの高周波電力をコイル１０４に供給して誘導電界を生じさせるとともに、プラズマ生成空間１０３に処理ガスを供給して、この処理ガスを誘導電界によってプラズマ化し、プラズマ化された処理ガスによって基板Ｋ’の表面にエッチング処理を施す装置である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３８８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  ところで、上記プラズマエッチング装置１００を用いたエッチング処理においては、歩留まりを向上させることを目的として、基板Ｋ’全面に対して極力均一にエッチング処理を施すことが好ましく、そのためには、プラズマ生成空間１０３内の処理ガスを均一にプラズマ化し、当該プラズマ化された処理ガスを基板Ｋ’全面に対して一様に作用させる必要がある。【０００６】  本発明者らは、プラズマ生成空間１０３内の処理ガスを均一にプラズマ化させるため、鋭意研究を行った。その結果、プラズマ生成空間１０３内に生成されるプラズマの密度分布が、コイル１０４とプラズマ生成空間１０３との間の距離Ｓ’（図６参照）に依存することが分かり、前記距離Ｓ’が僅かでも異なる部分が存在すると、プラズマ生成空間１０３内のプラズマの密度分布が不均一になり易くなることが分かった。特に、高精度の垂直加工が要求されるＭＥＭＳ（微小電気機械システム）のシリコン深掘りエッチングにおいては、そのエッチングの均一性が問題となる場合があった。【０００７】  このように、前記距離Ｓ’が僅かでも異なる部分が存在することによって、プラズマ生成空間１０３内に生成されるプラズマの密度分布が不均一なものとなるのは、以下の理由によるものと考えられる。【０００８】  プラズマ生成空間１０３内においては、プラズマが生じると、当該プラズマ中に電流が流れ、これに起因する電力がプラズマに吸収され、処理ガスのプラズマ化が進んでプラズマの密度が増加する。そして、プラズマの密度が増加する、言い換えれば、プラズマ中の電子やイオンが増加すると、プラズマの電気的抵抗が低下し、プラズマに吸収される電力が増えて、プラズマ化が進行してプラズマの密度が更に増加する。即ち、プラズマ生成空間１０３内で一旦プラズマが生成されると、処理ガスのプラズマ化が加速度的に進行する。【０００９】  したがって、コイル１０４とプラズマ生成空間１０３との間の距離Ｓ’が短くなると、処理ガスに作用する誘導磁界も強くなるため、一部分の距離Ｓ’が僅かに短いだけでも、この距離Ｓが短い部分で他の部分よりも先にプラズマが加速度的に生成されてしまい、結果的に、プラズマ生成空間１０３内に生成されたプラズマの密度分布が不均一なものになると考えられる。【００１０】  そして、コイル１０４とプラズマ生成空間１０３との間の距離Ｓ’は、コイル１０４や処理チャンバ１０１の寸法に依存するが、全周に渡って寸法精度を高め、距離Ｓ’を厳密に揃えるということは極めて困難である。また、コイル１０４には、一方がコイル電力供給機構１０６に接続され、他方がアースに接続される２つの電力導入部１０４ａ，１０４ｂが必ず必要となり、２つの電力導入部１０４ａ，１０４ｂの間には隙間が空けられているため、プラズマ生成空間１０３の、２つの電力導入部１０４ａ，１０４ｂ間の隙間に対応する部分は、必然的に誘導電界が弱くなる特異点となってしまう。これらのことから、プラズマ生成空間１０３内の処理ガスを均一にプラズマ化することは極めて困難である。特に、小径の基板（例えば、直径１インチ以下の基板）に対してプラズマ処理を施す装置においては、装置サイズを基板の直径に合わせて設計すると、必然的にコイルのサイズも小さくなり、電力導入部間の隙間がコイル全体のサイズに対して相対的に大きくなるため、処理ガスを均一にプラズマ化することがより困難になる。【００１１】  そこで、本発明者らは更に研究を重ねた結果、プラズマ生成空間１０３内にあえて密度の高くなる部分が軸対称となるようにプラズマを生成させることにより、生成されたプラズマが基板Ｋ’に至るまでの間に、当該生成されたプラズマの拡散が均等に進行し、プラズマの平面内密度が均一化され、最終的に基板Ｋ’に対して一様にプラズマを作用させることができることを見出した。【００１２】  本発明は上記新たな知見に基づきなされたものであり、プラズマ生成空間内におけるプラズマの密度が高くなる部分が軸対称となるように、プラズマ生成空間内の処理ガスをプラズマ化することができるプラズマ処理装置及びこれに用いられるコイルの提供を、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するための本発明は、
処理チャンバ内に設定されたプラズマ生成空間に処理ガスを供給し、前記処理チャンバの、前記プラズマ生成空間に対応する部分の外周面に捲回された環状のコイルに、コイル電力供給機構から高周波電力を供給して、プラズマ生成空間内の処理ガスをプラズマ化し、該プラズマ化された処理ガスによって基台上の基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置において、
前記コイルは、
一方が前記コイル電力供給機構に接続され、他方がアースに接続され、両者の間に隙間が形成された２つの電力導入部と、
前記プラズマ生成空間に対応する処理チャンバの周囲に設定された基準円よりも径方向内方側に向けて張り出した少なくとも３つの内方側張出部とを有し、
前記少なくとも３つの内方側張出部が、前記基準円の周方向に沿って等間隔に形成されているプラズマ処理装置を含む。
【００１４】  本発明に係るプラズマ処理装置によれば、まず、基台上に基板を載置し、ついで、プラズマ生成空間内に処理ガスを供給するとともに、コイルに高周波電力を供給する。【００１５】  ここで、本発明に係るプラズマ処理装置においては、少なくとも３つの内方側張出部がコイルに形成されているため、コイルの内方側張出部と処理チャンバとの間の距離の方が、コイルの内方側張出部以外の部分と処理チャンバとの間の距離よりも短くなっている。このため、コイルに高周波電力を供給した際に、プラズマ生成空間の、内方側張出部と対応する部分に作用する誘導電界の方が、コイルの内方側張出部以外の箇所に対応する部分に作用する誘導電界よりも強くなり、当該内方側張出部と対応する部分で処理ガスのプラズマ化が進行し易くなって、プラズマの密度が高くなる。また、少なくとも３つの内方側張出部が基準円の周方向に沿って等間隔に形成されているため、プラズマ生成空間内において、プラズマ密度が高くなる部分が、周方向に等間隔に並んだ状態、言い換えれば、軸対称に配置された状態となる。尚、少なくとも３つの内方側張出部が基準円の周方向に沿って等間隔に形成されているとは、プラズマ生成空間の中心から等距離で同角度の少なくとも３つの内方側張出部が対称に形成されていることも当然に含む概念であり、プラズマ生成空間の中心から等距離で同角度の少なくとも３つの内方側張出部が対称に形成されていることによっても、プラズマ密度が高くなる部分が軸対称に配置された状態となる。【００１６】  このように、あえて処理チャンバとの距離が近くなる内方側張出部を設けるようにして、プラズマ密度が高くなる部分が軸対称に配置された状態となるように、プラズマ生成空間内の処理ガスをプラズマ化することで、上記特異点に対応したプラズマ密度が低くなる部分をほぼ無視できるようになり、生成されたプラズマが基板に至るまでの過程で、密度の高くなっている部分から当該密度の高くなっている部分よりも相対的に密度の低くなっている部分へのプラズマの拡散が進行して、平面内密度の均一化が進むため、最終的に基板に対して一様にプラズマを作用させることができる。【００１７】  尚、上記プラズマ処理装置におけるコイルは、前記基準円よりも径方向外方側に向けて張り出した少なくとも２つの外方側張出部が、前記基準円の周方向に沿って形成されており、該少なくとも２つの外方側張出部、前記少なくとも３つの内方側張出部、及び前記電力導入部間の隙間は、前記周方向に等間隔に配置されていることが好ましい。【００１８】  この場合、コイルの外方側張出部と処理チャンバとの間の距離、及びコイルにおける前記電力導入部間の隙間部分と処理チャンバとの間の距離がそれぞれ長くなるため、プラズマ生成空間の、少なくとも２つの外方側張出部及び電力導入部間の隙間部分に対応する部分に作用する誘導電界が弱くなり、プラズマ密度が低くなる部分が、周方向に等間隔に並んだ状態、即ち、軸対称に配置された状態となる。したがって、プラズマ密度が高くなっている部分と低くなっている部分とが、交互に配置されるようになるため、プラズマ密度が高くなっている部分から低くなっている部分へのプラズマの拡散がよりスムーズに行わ��るようになり、密度の均一化が促進される。尚、少なくとも２つの外方側張出部及び電力導入部間の隙間が基準円の周方向に等間隔に並んだ状態とは、プラズマ生成空間の中心から等距離、同角度で対称に並んだ状態を当然に含み、プラズマ生成空間の中心から等距離、同角度の少なくとも２つの外方側張出部及び電力導入部間の隙間が対称に形成されることによっても、プラズマ密度が低くなる部分が軸対称に配置された状態となる。【００１９】  また、本発明に係るプラズマ処理装置におけるコイルは、巻き数が１であっても、プラズマ密度が高くなる部分を作り、プラズマ密度が高くなっている部分から低くなっている部分へのプラズマの均一な拡散を促すことができ、また、コイルには、基準円の径方向に沿って内方側及び外方側に張り出るように前記内方側張出部及び外方側張出部を形成する、或いは、プラズマ生成空間の中心から等距離で同角度の内方側張出部及び外方側張出部を形成するようにしているため、高さ方向の厚さを周方向において一定にして当該コイルをコンパクトなものにすることができる。したがって、直径１インチ以下の基板を処理するプラズマ処理装置のような、高さ方向に制限がある小型のプラズマ処理装置に特に好適に用いることができる。【００２０】  ここで、前記コイルの巻き数が２以上である場合には、１段目の捲回部から２段目の捲回部や、２段目の捲回部から３段目の捲回部へと移行する部分である移行部が形成される場合がある。この移行部は、コイルにおける特異的な部分であり、当該移行部が形成されている場合には、プラズマ生成空間の、コイルの捲回部間に対応する部分の一部にのみ、コイルの移行部から誘導電界が作用する可能性がある。【００２１】  そこで、上記プラズマ処理装置において、前記コイルの巻き数が２以上である場合には、前記コイルは、捲回部から次の捲回部へと移行する移行部が前記電力導入部間の隙間の近傍に形成され、前記移行部は、前記基準円よりも径方向外方側に向けて張り出していることが好ましい。【００２２】  このように、移行部の形状を基準円よりも径方向外方側に向けて張り出した形状とすることにより、プラズマ生成空間の、移行部に対応する部分に作用する誘導電界を極力弱くして、処理ガスのプラズマ化に対して与える影響を小さくすることができ、予期せぬ形でコイルの捲回部間に対応する部分の一部のみのプラズマ密度が高くなってしまい、プラズマ生成空間内のプラズマ密度のバランスが崩れるといった問題の発生を防止することができる。【００２３】  尚、本願における「基板」としては、シリコンや、炭化ケイ素、サファイア、化合物半導体、ガラス、樹脂などからなる基板を例示することができる。
【発明の効果】
【００２４】  以上のように、本発明に係るプラズマ処理装置によれば、プラズマ生成空間内におけるプラズマの密度が高くなる部分が軸対称となるように、プラズマ生成空間内の処理ガスをプラズマ化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置を示した正断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ間の拡大断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係るプラズマ処理装置を示した断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明の他の実施形態に係るプラズマ処理装置におけるコイルを示した上面図であり、（ｂ）は、（ａ）における矢示Ｂ方向から視た図である。
【図５】従来のプラズマエッチング装置を示した正断面図である。
【図６】図６におけるＣ−Ｃ間の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】  以下、本発明の具体的な実施形態について、図面に基づき説明する。尚、本例のプラズマ処理装置はプラズマエッチング装置であり、基板に対してプラズマエッチング処理を行う。
【００２７】  図１に示すように、本例のプラズマエッチング装置１は、内部空間の下方に処理空間３が設定されるとともに、この処理空間３の上方にプラズマ生成空間４が設定される円筒状の処理チャンバ２と、前記プラズマ生成空間４に処理ガスを供給する処理ガス供給機構１５と、処理チャンバ２の、プラズマ生成空間４が設定される部分の外周面を囲むように捲回されたコイル２０と、このコイル２０に高周波電力を供給するコイル電力供給機構２５と、前記処理空間３に配設され、基板Ｋを載置するための基台３０と、この基台３０に高周波電力を供給する基台電力供給機構４０と、前記処理チャンバ２内の気体を排気する排気装置４５とを備えている。
【００２８】  前記処理チャンバ２は、下胴部５，上胴部６，底板７，中間板８，天板９及び支柱１０から構成されており、下胴部５は、その下端部に底板７が固設されるとともに、上端部に中間板８が固設され、これら下胴部５，底板７及び中間板８によって前記処理空間３が形成されている。また、上胴部６は、その下端部が中間板８の上面に固設されるとともに、上端部に天板９が固設され、これら上胴部６，中間板８及び天板９によってプラズマ生成空間４が形成されている。尚、前記中間板８には開口部８ａが形成されており、当該開口部８ａを介して処理空間３とプラズマ生成空間４とが連通している。また、前記中間板８と天板９との間には、複数の支柱１０が設けられている。
【００２９】  前記上胴部６は、石英などからなり、その内径（言い換えれば、プラズマ生成空間の外径）が、直径１インチ以下の基板Ｋに見合った寸法である１５ｍｍ以上５０ｍｍ以下となるように成形されている。
【００３０】  前記下胴部６には、処理空間３内の気体を排気するための排気口５ａが形成されており、当該排気口５ａには、前記排気装置４５が接続され、この排気装置４５によって処理チャンバ２内の気体が排気されるようになっている。
【００３１】  前記処理ガス供給機構１５は、ＳＦ６ガスなどのエッチングガスを供給するエッチングガス供給部１６と、一端が前記天板９の下面に環状に設けられた複数の吐出口に接続され、他端が前記エッチングガス供給部１６に接続された供給管１７とを備え、前記エッチングガス供給部１６から供給管１７を介してプラズマ生成空間４内にエッチングガスを供給する。尚、エッチングガスとしては、ＳＦ６ガスに限られるものではなく、他のフッ素系ガス、例えば、ＣＦ４やＮＦ３、ＩＦ５などを用いることができる。
【００３２】  前記コイル２０は、図２に示すように、前記上胴部６の外方に、当該上胴部６の外周面を囲むように巻かれており、一端には、後述するコイル電力供給機構２５に接続される電力導入部２０ａが径方向外方に引き出されるように形成され、他端には、アースに接続される電力導入部２０ｂが同様に径方向外方に引き出されるように形成されている。尚、前記２つの電力導入部２０ａ，２０ｂは、相互に対向する位置から引き出されており、両者の間に隙間が形成されている。尚、本例のプラズマエッチング装置１におけるコイル２０は、巻き数を１とした、一重の同一平面内の形状としており、これにより、コイル２０をコンパクトなものとすることができ、また、磁界の向きを揃えて均一なプラズマを発生させることができる。
【００３３】  また、コイル２０は、処理チャンバ２の、プラズマ生成空間４に対応する部分の外方に設定された基準円（以下、これを「ピッチ円」という）Ｐよりも径方向内方側に屈曲又は湾曲して張り出した６つの内方側張出部２１と、前記ピッチ円Ｐよりも径方向外方側に屈曲又は湾曲して張り出した５つの外方側張出部２２とが連続的に形成されており、前記６つの内方側張出部２１と、５つの外方側張出部２２及び電力導入部２０ａ，２０ｂ間の隙間部分が、ピッチ円Ｐの周方向に沿って交互に等間隔に配置されている、言い換えれば、上胴部６の中心（プラズマ生成空間４の中心）から等距離で同角度の６つの内方側張出部２１と５つの外方側張出部２２とが交互に対称に配置されている。尚、コイル２０は、中間板８の上面に取り付けられた複数の支持部材２３によって、上胴部６の略中間に位置するように支持されている。
【００３４】  前記コイル電力供給機構２５は、前記コイル２０の電力導入部２０ａに接続されたインピーダンス整合器２６と、このインピーダンス整合器２６に接続された高周波電源２７とからなり、上述したように、コイル２０に高周波電力を供給する機構である。
【００３５】  前記基台３０は、基板Ｋが載置される上部材３１と、昇降シリンダ３３が接続される下部材３２とから構成され、支持台３４によって上下方向に進退自在に支持された状態で前記処理空間３内に配設されており、前記昇降シリンダ３３によって昇降されるようになっている。尚、前記下部材３２における下面の外周縁部と支持台３４の上面との間は、べローズ３５によって覆われており、処理空間３の気密性が確保されるようになっている。
【００３６】  前記基台電力供給機構４０は、前記基台３０に接続されたインピーダンス整合器４１と、このインピーダンス整合器４１に接続された高周波電源４２とからなり、前記基台３０に高周波電力を供給する機構である。
【００３７】  前記排気装置４５は、気体を排気する真空ポンプ４６と、一端が真空ポンプ４６に接続され、他端が前記下胴部５の排気口５ａに接続された排気管４７とからなり、当該排気装置４５は、排気管４７を介して真空ポンプ４６により処理チャンバ２内の気体を排気し、処理チャンバ２の内部を所定の圧力に維持する。
【００３８】  次に、以上の構成を備えたプラズマエッチング装置１を用いて、基板Ｋ（例えば、シリコン基板）にエッチング処理を施す過程について説明する。
【００３９】  まず、下降位置にある基台３０上に、表面に所定パターンのマスクが形成された基板Ｋを載置し、ついで、基台３０を昇降シリンダ３３によって処理位置まで上昇させた後、排気装置４５によって処理チャンバ２内（処理空間３及びプラズマ生成空間４）の気体を排気して、当該処理チャンバ２内を負圧にする。
【００４０】  また、これと並行して、前記コイル２０に高周波電源２７から高周波電力を供給し、プラズマ生成空間４内に誘導電界を生じさせ、この状態で、前記エッチングガス供給部１６からプラズマ生成空間４内にエッチングガスを供給する。尚、コイル２０に供給する高周波電力は、周波数を１００ｋＨｚ以上、大きさを５０Ｗ以下とすることが好ましい。
【００４１】  ここで、本例のプラズマエッチング装置１においては、コイル２０に内方側張出部２１と外方側張出部２２とが形成されており、内方側張出部２１と、外方側張出部２２及び電力導入部２０ａ，２０ｂ間の隙間部分とが交互に配置されている。そして、内方側張出部２１からプラズマ生成空間４までの距離Ｓ１の方が、外方側張出部２２からプラズマ生成空間４までの距離Ｓ２よりも短くなっているため、プラズマ生成空間４の、内方側張出部２１に対応する部分（図２中の破線で囲まれた部分Ｒ１）に作用する誘導電界の方が、外方側張出部２２に対応する部分（図２中の点線で囲まれた部分Ｒ２）に作用する誘導電界よりも強くなり、また、２つの電力導入部２０ａ，２０ｂの間には隙間があり、この隙間にはコイル２０が存在しないため、前記内方側張出部２２に対応する部分に作用する誘導電界は、電力導入部２０ａ、２０ｂ間の隙間部分に対応する部分（図２中の一点鎖線で囲まれた部分Ｒ３）に作用する誘導電界よりも強くなる。このため、プラズマ生成空間４内においては、内方側張出部２１に対応する部分の方が、外方側張出部２２及び電力導入部２０ａ，２０ｂ間の隙間部分に対応する部分よりもプラズマが生成され易くなる。
【００４２】  したがって、本例のプラズマエッチング装置１においては、内方側張出部２１に対応する部分のプラズマ密度が相対的に高くなる一方、外方側張出部２２及び電力導入部２０ａ，２０ｂ間の隙間部分に対応する部分のプラズマ密度が相対的に低くなり、プラズマ密度の高い部分と低い部分とが周方向に沿って交互に等間隔に並んだ、言い換えれば、プラズマ密度の高い部分が軸対称に配置された状態となる。
【００４３】  しかる後、高周波電源４２から基台３０に高周波電力を供給する。その後、密度の高い部分と低い部分とが交互に等間隔に並んだ状態のプラズマ化されたエッチングガスは、前記中間板８の開口部８ａを介して処理空間３に降下する過程で、密度の高い部分から低い部分へとスムーズに拡散するため、当該プラズマ化されたエッチングガスは、平面内密度の均一化が進んだ状態で基板Ｋ上に至り、基板Ｋ全面に対して一様に作用する。これにより、基板Ｋの表面がエッチングされ、当該基板Ｋの表面にエッチング構造が形成される。尚、本例のエッチング工程においては、基台３０に高周波電力を供給し、基板Ｋにバイアス電位を与えているため、プラズマ中のイオンが基板Ｋに向けて照射され、所謂イオンアシストエッチングが行われる。
【００４４】  以上のように、本例のプラズマエッチング装置１によれば、プラズマ生成空間４内において、プラズマ密度の高い部分と低い部分とが交互に等間隔に並んだ状態、言い換えれば、プラズマ密度の高い部分と低い部分とがそれぞれ軸対称となった状態にすることによって、プラズマをスムーズに拡散させることができ、基板Ｋに対して平面内密度が均一化されたプラズマを作用させることができる。
【００４５】  以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の採り得る態様は何らこれに限定されるものではない。
【００４６】  例えば、上例においては、コイル２０に６つの内方側張出部２１と５つの外方側張出部２２とを形成するようにしたが、内方側張出部２１及び外方側張出部２２の数はこれに限られるものではなく、コイルのサイズなどに応じて適宜設計すれば良い。
【００４７】  また、上例では、コイル２０の形状を、内方側張出部２１と外方側張出部２２とを連続的に形成した形状としたが、このような形状に限られるものではなく、図３に示すコイル５０のように、３つの内方側張出部５１と２つの外方側張出部５２とを間隔を空けて形成し、３つの内方側張出部５１と、２つの外方側張出部５２及び２つの電力導入部５０ａ，５０ｂの間の隙間部分とをピッチ円Ｐの周方向に沿って交互に等間隔に配置した形状であっても良い。このようにしても、プラズマ生成空間４の、内方側張出部５１に対応する部分のプラズマ密度を相対的に高くし、外方側張出部５２及び電力導入部５０ａ，５０ｂ間の隙間部分に対応する部分のプラズマ密度を相対的に低くして、当該プラズマ生成空間４の中に、プラズマ密度の高い部分と低い部分とが周方向に沿って交互に等間隔に並んだ状態を作り出すことができる。
【００４８】  また、上例においては、コイル２０の巻き数を１とし、高さ方向の厚みを周方向において一定なものとしてコイル自体をコンパクトなものにすることにより、直径１インチ以下の基板にエッチング処理をするプラズマエッチング装置のような、高さ方向に制限がある小型のプラズマエッチング装置１において、特に顕著な効果を奏するようにしているが、装置のサイズなどに応じて、コイルの巻き数は２以上にしても良い。
【００４９】  ここで、コイルの巻き数を２以上にすると、例えば、１段目の捲回部から２段目の捲回部へと移行する特異的部分たる移行部が形成される場合がある。そして、移行部が形成されている場合には、プラズマ生成空間の、１段目の捲回部と２段目の捲回部との間に位置する部分の一部にのみ移行部から誘導電界が作用することになり、プラズマ生成空間内のプラズマ密度のバランスが崩れ易くなる可能性がある。
【００５０】  そこで、コイルの巻き数を２以上にした場合には、図４に示すように、コイル６０の移行部６３を、２つの電力導入部６０ａ，６０ｂの間の隙間の近傍に形成し、当該移行部６３をピッチ円Ｐよりも径方向外方側に張り出した形状にすることが好ましい。このようにすれば、プラズマ生成空間４の、コイル６０の捲回部間に対応する部分に対して、移行部から作用する誘導電界を極力弱めることができ、プラズマ生成空間４内のプラズマ密度のバランスが予期せぬ形で崩れるといった問題の発生を抑えることができる。
【００５１】  また、上例においては、本発明に係るプラズマ処理装置をプラズマエッチング装置として具現化したものを例示したが、これに限られるものではなく、例えば、基板に薄膜を形成する際に用いるプラズマＣＶＤ装置や、レジストを除去する際に用いられるプラズマアッシング装置として具現化しても良い。
【符号の説明】
【００５２】  １    プラズマエッチング装置  ２    処理チャンバ  ３    処理空間  ４    プラズマ生成空間  ５    下胴部  ６    上胴部  １５  処理ガス供給機構  ２０  コイル  ２０ａ，２０ｂ  電力導入部  ２１  内方側張出部  ２２  外方側張出部  ２５  コイル電力供給機構  ３０  基台  ４０  基台電力供給機構  ４５  排気装置  ５０  コイル  ５０ａ，５０ｂ  電力導入部  ５１  内方側張出部  ５２  外方側張出部  ６０  コイル  ６０ａ，６０ｂ  電力導入部  ６１  内方側張出部  ６２  外方側張出部  ６３  移行部 
【要約】  プラズマエッチング装置は、処理空間及びプラズマ生成空間（４）が設定されたチャンバや、処理チャンバ（２）に捲回されたコイル（２０）などを備えており、コイル（２０）は、処理チャンバ（２）の、プラズマ生成空間（４）に対応する部分の外方に設定されたピッチ円Ｐよりも径方向内方側に張り出した６つの内方側張出部（２１）と、前記ピッチ円Ｐよりも径方向外方側に張り出した５つの外方側張出部（２２）とが連続的に形成されており、前記６つの内方側張出部（２１）と、５つの外方側張出部（２２）及び電力導入部（２０ａ），（２０ｂ）との間の隙間部分とが、ピッチ円Ｐの周方向に沿って交互に等間隔に配置されている。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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