(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
その内側が排気されて減圧される処理室と、この処理室内に配置され処理対象の基板が載置されてこれを支持する支持電極と、この支持電極の空間を空けた上方に略平行に配置されこの支持電極と結合してプラズマを形成するための平板状の電極と、この平板状の電極に高周波の電力を印加する電源と、前記支持電極の上方で前記平板状電極との間の絶縁するための誘電体を介して隣接してこの平板状の電極の外周側に配置された電極であって、前記平板状の電極に供給される高周波と異なる位相の高周波の電力が供給されて前記平板状電極との間で形成される高周波電界が前記処理室内に放射される電極とを備えたプラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、前記平板状電極が円板状の形状を有し、前記平板状の電極に隣接して配置された電極がこの平板状の電極の外周側に隣接して配置されたプラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のプラズマ処理装置であって、前記隣接して配置された電極が前記処理室の上部に配置されこれを構成する壁部材であるプラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のプラズマ処理装置であって、前記処理室の外周で前記平板状の電極の下方に配置されこの処理室内に磁場を供給する磁場発生手段を備えたプラズマ処理装置。
【請求項５】
減圧された処理室内に配置された支持電極上に処理対象の基板を載置し、この支持電極の空間を空けた上方に略平行に配置され平板状の電極に電源から高周波の電力を印加し前記支持電極と結合してプラズマを形成するとともに、前記支持電極の上方で前記平板状電極との間に絶縁するための誘電体を介して隣接してこの平板状の電極の外周側に配置された電極に前記平板状の電極に供給される高周波と異なる位相の高周波の電力を供給してこの電極と前記平板状電極との間で形成される高周波電界を前記処理室内に放射し前記基板を処理するプラズマ処理方法。
【請求項６】
請求項５に記載のプラズマ処理方法であって、前記処理室の外周で前記平板状の電極の下方に配置された磁場発生手段から前記処理室内に前記基板に平行な磁場を供給してこの基板を処理するプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラズマ生成手段を備えた処理装置に関し、特に半導体デバイスや液晶表示素子の微細パターン形成、及び大口径基板に均一に処理するのに好適なプラズマエッチング、微細構造薄膜の形成に好適なプラズマＣＶＤ、プラズマ重合などのプラズマ処理装置、プラズマ処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマを用いて半導体素子、液晶表示素子を処理するプラズマ処理装置では処理性能を左右する活性種、処理基板に入射イオンのエネルギ 、イオンの方向性、プラズマ処理の均一性の制御、及びプラズマ処理の生産性が必要である。
【０００３】
活性種の制御に関しては、例えば特開昭５７-１３１３７４号公報に開示されているような平行平板電極方式のものがあり、この平行平板電極方式のプラズマ処理装置の従来例を図１７に示す。
【０００４】
図１７の装置では、円筒状の側壁部６と絶縁部５と円盤状の電極２によって囲まれている処理室９が図示しないガス排気手段により真空状態に保たれており、ガス供給手段７がガス導入路の機能を兼ね備えた電極２を通して処理ガスを処理室に供給する。通常、側壁部６はアースされており、電極２とは絶縁部５により絶縁されている。電極２と支持台３は平行平板電極を構成しており、電源１がこの平行平板電極の間に電力を加えることにより処理室９内部の処理ガスがプラズマ化する。
【０００５】
処理室の下部には処理対象のウエハ４が支持台３の上に設置されており、処  理室９内に発生したプラズマとプラズマにより活性化した処理ガス中の活性種（ラジカル）により微細加工が行われる。この時、電源１が加える入力電力や処理室９内の圧力や電極２と支持台３の間の間隙の幅等によってプラズマの密度とプラズマ中の電子の温度が変わり、同時に処理ガスの分解、すなわち、微細加工の性能を左右する、いくつかある活性種の量や比の状態が変わる。
【０００６】
イオンエネルギの制御に関しては、特開平４−２３９１２８号公報に開示されているような方法がある。
【０００７】
これは、平行平板の電極にこれらとは垂直な発散磁場を設け、これによりプラズマを発生させる高周波電源出力とは独立に、自己バイアス電圧を制御して基板に入射するイオンのエネルギを磁場により独立に制御できるようにし、ダメージを与えることなく高精度なエッチング処理をするものである。
【０００８】
イオンの方向性を高めるとともに処理速度を低下させない方法として、特開平８−１９５３７９号公報に開示されているような方法がある。
【０００９】
これは、容量結合性と誘導結合性が混在したプラズマを発生させることにより、低圧で高密度プラズマを発生するとともに、プラズマの密度分布制御性の優れたプラズマ処理を実現するものである。
【００１０】
プラズマ処理の均一性を制御するプラズマ処理装置としては、特開昭６１−２８３１２７号公報に開示されている装置がある。
【００１１】
この装置では高周波電力を印加する電極を複数に分割し、各電極に印加する電力を独立に制御することで均一性の向上を図るものである。
【００１２】
生産性を高める上での大きな問題は、エッチング、プラズマＣＶＤなどの処理では処理室の内壁面に膜が形成され、これらが剥離して塵埃の発生につながり、高集積の半導体デバイスの生産や液晶表示素子の生産した素子の中での良品の割合、すなわち製品歩留まりが低下することである。また、生産を続ける内に、処理特性が変化し、製品歩留まりが低下するという問題もある。
【００１３】
塵埃の発生は処理室内壁にプラズマ処理で形成されたデポ膜が、プラズマからの入熱変化による温度変動を繰り返し、これによりデポ膜内に応力が発生し膜が厚くなると、この応力が付着力以上になり膜の剥離が始まり、塵埃の発生となる。
【００１４】
内壁面に形成されたデポ膜を除去するために、これらデポ膜が形成された面に入射するイオンのエネルギを高めてデポ膜の除去レートを高めるプラズマ処理装置が特開平８−３３０２８２号公報に開示されている。
【００１５】
また、内壁面のデポ膜を揮発性の物質に変換し、真空排気系により排出する方法が示されている。処理室内に非ガス状の材料を配置し、この材料とプラズマが反応して反応性化学種が生成され、これがデポ膜と反応してデポ膜を揮発性の物資に変換しクリーニングする方法が特開平７−１５３７５１号公報に開示されている。
【００１６】
プラズマ処理の処理特性を安定化させる方法として特開平６−１８８２２０号公報、特開昭６１−８９２７号公報にプラズマ処理室の内壁面を一定温度に制御する方法、平行な構造をなす流体で冷却される電極を設けた装置などが開示されている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
半導体素子の高集積化、生産用基板の大口径化に伴い下地材料との選択比、加工形状の高性能化、大口径基板の均一処理、塵埃発生の低減がさらに必要になってきている。
【００１８】
１）プラズマによるエッチング処理、ＣＶＤ処理などの選択比、加工形状、膜質などの処理特性を大きく左右する要因の１つはプラズマ中で電子衝突により生成される活性種である。この活性種の発生量、発生する活性種は、プラズマ中の電子のエネルギ状況により決まる。
【００１９】
このプラズマ中電子のエネルギ状態は処理圧力による衝突頻度、プラズマ中電子の拡散による消滅割合等で決まる。プラズマ中の電子のエネルギ状態は中性分子、イオン等との衝突により統計的分布になり、圧力のように衝突頻度を変えることで統計的分布を変える以外、その分布を制御することは困難であった。そのため、従来電子エネルギ状態を制御するためには処理圧力を制御する方法が取られていた。しかし処理圧力を制御する方法では、エッチング処理の微細加工性と選択比の両立等が難しくなり、プラズマＣＶＤでは成膜速度、膜質、素子表面のカバー性能の両立が難しくなる。
【００２０】
本発明の目的は、選択比が高く、微細加工ができるプラズマ処理装置または処理方法を提供することにある。
【００２１】
２）プラズマ処理の均一性に関しては活性種制御、イオンエネルギ制御、低圧高密度プラズマの発生技術と両立することが必要である。
【００２２】
また、処理基板の大口径化に伴い、エッチング処理やＣＶＤ処理で処理用ガスが基板中心部から外周部に流れることにより、活性種濃度分布、デポ膜の分布が顕在化し、大口径基板全面で均一な処理をすることが困難になってきている。そのため、これらの問題を解決するには、分布の均一化が不可能な要因を別のエッチング特性制御要因により打ち消すことが必要である。そのための一つの制御要因として、プラズマ分布をプラズマ密度や圧力などのその他のプロセス条件とは独立に、プロセス条件毎に、プラズマの凹凸分布を調整できることが必要である。
【００２４】
３）低発塵化のためには処理室内面に付着するデポ膜を除去することが従来技術として検討されているが、デポ膜を気化して排気する方法はデポ膜の気化に時間を要し、生産性を低下させる等の問題がある。また、デポ膜を除去した後の面はプラズマ中のラジカルやイオンにさらされるため変質し、壁面での反応が変化してプラズマ処理特性などにも影響を及ぼす。
【００２５】
また、プラズマ処理室内壁面には高周波電力が印加される面、接地された面など状態が異なる表面が混在しており、これらに対応した低発塵化が必要である。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を本発明では以下の手段により解決した。
【００２８】
すなわち、上記目的は、その内側が排気されて減圧される処理室と、この処理室内に配置され処理対象の基板が載置されてこれを支持する支持電極と、この支持電極の空間を空けた上方に略平行に配置されこの支持電極と結合してプラズマを形成するための平板状の電極と、この平板状の電極に高周波の電力を印加する電源と、前記支持電極の上方で前記平板状電極との間の絶縁するための誘電体を介して隣接してこの平板状の電極の外周側に配置された電極であって、前記平板状の電極に供給される高周波と異なる位相の高周波の電力が供給されて前記平板状電極との間で形成される高周波電界が前記処理室内に放射される電極とを備えたプラズマ処理装置により達成される。
【００３０】
さらには、前記平板状電極が円板状の形状を有し、前記平板状電極に隣接して配置された電極がこの平板状電極の外周側に隣接して配置されたプラズマ処理装置により達成される。
【００３１】
さらには、前記隣接して配置された電極が前記処理室の上部に配置されこれを構成する壁部材であるプラズマ処理装置により達成される。
【００３３】
さらには、前記処理室の外周で前記平板状の電極の下方に配置されこの処理室内に磁場を供給する磁場発生手段を備えたプラズマ処理装置により達成される。
【００３４】
また、上記目的は、減圧された処理室内に配置された支持電極上に処理対象の基板を載置し、この支持電極の空間を空けた上方に略平行に配置され平板状の電極に電源から高周波の電力を印加し前記支持電極と結合してプラズマを形成するとともに、前記支持電極の上方で前記平板状電極との間の絶縁するための誘電体を介して隣接してこの平板状の電極の外周側に配置された電極に前記平板状の電極に供給される高周波と異なる位相の高周波の電力を供給してこの電極と前記平板状電極との間で形成される高周波電界を前記処理室内に放射し前記基板を処理するプラズマ処理方法により達成される。
【００３５】
さらに、前記処理室の外周で前記平板状の電極の下方に配置された磁場発生手段から前記処理室内に前記基板に平行な磁場を供給してこの基板を処理するプラズマ処理方法により達成される。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図１〜図１６に示す。
【００３９】
第１の実施例を図１により説明する。
【００４０】
図１において、処理室９内には処理対象を支持する支持台３が設置されており、前記支持台３の上に処理対象物４が置かれる。処理対象物４は例えば半導体素子用のウエハである。処理室の壁の一部は電極２となっており、電極の機能も兼ね備えた支持台３との間で平行平板電極を形成する。支持台３と処理対象物４は通常平板状であるが、電極２は平板状であっても良いし、図２（イ）のように階段状の段差を持っていても良いし、図２（ロ）のように曲面部分を持っていても良い。電極２が図１、図２（イ）、図２（ロ）のどの場合であっても、以下では電極２と支持台３の組を平行平板電極と呼ぶ。通常、電極２は処理室９に接しているが、電極２と処理室９の間には絶縁体などで構成されたカバーがあっても良い。処理室９にはガス供給手段７により処理ガスが導入されており、例えば図１のように電極２が処理ガス導入路の機能を兼ね備えていることがある。
【００４１】
さらに、処理室９は図示しない排気手段により排気され、低圧状態に保たれている。処理室９は、例えば円筒状でアースされた側壁部６で囲まれており、電極２と側壁部６は絶縁部５により電気的に絶縁されている。電源１は例えば交流電源と整合回路の組み合わせである。電源１が平行平板電極に加えた電力により、処理室９内部の処理ガスがプラズマ化し、プラズマが処理ガスを活性化して様々な種類の活性種を生成する。さらにアンテナ１１が絶縁体５の近傍に設置されており、絶縁体５はアンテナ１１が発生する電磁波を処理室９に導入する窓の機能を持つ。アンテナ１１は一つまたは複数の電力の入力端と出力端を持ち、ひと巻きまたはそれ以上に巻かれたループアンテナであっても良いし、ひと巻きを複数に分割した分割ループアンテナであっても良いし、その他の形状であっても電磁波を放射するアンテナであればよい。アンテナ１１には電源１２が電力を供給しているが、電源１が電極２とアンテナ１１に電力を加えても良い。
【００４２】
また、アンテナ１１が電極２に電流を誘導する場合には、例えば図３に示すように電極２に誘導電流を阻害するようなスリットなどの絶縁領域を設けると、アンテナの電力が処理室内に導入し易くなって良い。アンテナ１１は例えば図１に示すような電場１４を処理室内に誘起しプラズマを生成する。このアンテナがプラズマを側壁部６の近傍で生成するため、電源１２による電力を調節することにより側壁部６の壁面の状態を制御できる。
【００４３】
また、アンテナ１１によるプラズマが励起するラジカルは拡散して平行平板電極の間隙にも浸透して行くが、平行平板電極によるプラズマが励起する活性種とは組成が異なるため、アンテナに投入する電力の調整により処理室内部のラジカル組成の制御が可能である。
【００４４】
図１の装置ではさらに磁場発生手段１３により処理室内に磁場を加えることが出来る。例えば、円筒状のソレノイドコイルを用いて磁力線１５で示すような分布の磁場を発生できる。アンテナが発生する振動電界１４と磁力線１５がおおむね垂直であるときに、電子サイクロトロン共鳴を起こすように電界１４の振動数と磁場１５の強度をあわせると、特に効率的にプラズマが生成できる。例えば振動電場の周波数が68Mhzの時には磁場強度２４ガウス付近で電子サイクロトロン共鳴が起こる。
【００４５】
また、電子サイクロトロン共鳴磁場に近い範囲で磁場強度を調節すればラジカルの成分比の調整ができ、微細加工の性能を最適化することができる。
【００４６】
さらに、磁場強度が電子サイクロトロン磁場よりも強い場所では電磁波が磁場に沿ってプラズマ中を伝播できる。従って、図１のようにアンテナを通る磁力線が処理室内のプラズマを生成したい場所を通過するようにアンテナと磁場の分布を設定することによりプラズマ生成の効率化を図っている。
【００４７】
次に第２の実施例を図４により説明する。
【００４８】
図４の装置は基本的な構成要素は図１の装置とほとんど同じであるが、図１では処理室９の上面に設置されていたアンテナ１１が処理室の側面に設置されている点が異なる。図４ではアンテナ１１の電磁波が外部に漏れないように導体壁８’で囲まれているが、導体壁８と導体壁８’は一体のものであっても良い。図４の装置のもう一つの特徴は、ソレノイドコイルなどの磁場発生手段１３の設置位置を下方に設定し、処理室側面に設置されたアンテナ１１を通過する磁力線１５が処理室内を通過するように配置してある点にある。これにより、図１の実施例でも述べたように、電子サイクロトロン共鳴磁場よりも強い磁場を加えた場合にアンテナが放射する電磁波が処理室内のプラズマ中に入りやすくなり、プラズマの生成効率を上げている。
【００４９】
次に第３の実施例を図５により説明する。
【００５０】
図５の装置は図４の装置とほぼ同じ構成となっているが、アンテナ１１が処理室内部に設置されている点が異なる。アンテナを処理室内のプラズマに直接晒すとアンテナ自体が削れて微細加工に悪影響を及ぼすときには、アンテナの表面にプラズマにより削れにくい材料をコーティングしたり、アンテナに絶縁体で出来たカバーをかぶせても良い。図５の実施例のようにアンテナを処理室内部に設置することにより、処理室上面や処理室側面にアンテナを設置するスペースが取れないときにもアンテナを設けることが出来る。
【００５１】
次に第４の実施例を図６により説明する。
【００５２】
図６の装置の構成は図５の装置と同じであるが、図６の装置ではアンテナ１１が電極２の上部に設置されている点が特徴となっている。図６の装置の場合には電極２は図３に示したようなスリット等の絶縁部を持ち、アンテナ１１の誘起する電磁場の少なくとも一部が電極２を通過して処理室９に伝播し、プラズマを生成するかプラズマにエネルギーを与えることが出来るようになっている。この場合には、電極２と支持台３の間隙に平行平板電極とアンテナによりプラズマを生成するため、処理対象物直上のプラズマの電子エネルギをアンテナ投入電力により調整し、微細加工の性能を高めることが可能になる。
【００５３】
次に第５の実施例を図７により説明する。
【００５４】
図７の装置の図１の装置に対する特徴は、図１のアンテナ１１と電極２が一体化したアンテナ電極１６を用いている点である。
【００５５】
アンテナ電極の例を図９に示す。アンテナ電極は一つまたは複数の電極部１８とそこに接続された一つまたは複数のアンテナ部１９と入力端２０と出力端２１で構成される。アンテナ電極の一例を図９（イ）、図９（ロ）、図９（ハ）、図９（ニ）に示す。特に図９（ハ）では、アンテナ部１９の放射する電磁波が電極部１８に引き起こす誘導電流を阻害するようにスリット状の絶縁領域を設け、アンテナ部の電磁波の放射効率を上げている。
【００５６】
図７や図９に示した例では電極部とアンテナ部はほぼ同一平面上にあるが、電極部とアンテナ部が立体的な構成となっていても良い。例えばアンテナ部が電極部の真上に設置されるようなアンテナ電極もある。電源１により入力端２０に加えられた電力の一部は電極部１８と支持台３の形成する平行平板電極によりプラズマ生成に用いられ、残りはアンテナ部１９から電磁波として放射され処理室内にプラズマを生成する。出力端はアースしても良いし、アンテナ電極の電極部の電圧を維持するためにコンデンサなどにより構成された電圧維持手段を介した後にアースしても良い。
【００５７】
また、入力端と出力端を入れ替えて接続しても良い。このアンテナ電極を使うと電極とアンテナに一つずつあった電源が一つで済むようになる。図７ではアンテナ電極の電極部は処理室に露出しており、アンテナ部は処理室外部にあるが、電極部には絶縁体などで構成されたカバーをつけていても良い。
【００５８】
また、図８に示すようにアンテナ部を処理室内部に設置してもよいし、アンテナ部に絶縁体などのカバーをしてもよい。図７や図８の装置は図１の装置とほぼ同じ効果を持ち、処理対象物の微細加工の性能を上げることができる。
【００５９】
次に第６の実施例を図１０により説明する。
【００６０】
図１０の装置では処理室内の側壁部６近傍にプラズマを生成するために外周電極２３と側壁部６の間に電力を加える電源１２を設けている。外周電極２３の生成するプラズマは、側壁部近傍にあるため、側壁部壁面の状態の制御ができ、微細加工の性能を上げることが出来る。また、電源１と電源１２の周波数を異なるものとすれば電子温度の異なるプラズマを生成し、図１の装置と同様にラジカルの成分比の調節により微細加工の性能を最適化できる。さらに、外周電極２３の発生する電場１４’の方向が磁力線１５とほぼ直行するように磁場発生手段１３を設置し、磁場強度が外周電極近傍で電子サイクロトロン共鳴磁場強度になるように設定すれば外周電極によるプラズマ生成の効率を上げることが出来る。
【００６１】
次に第７の実施例を図１１により説明する。
【００６２】
処理室：５１の中にはステージ電極：５２、対向電極：５３が対向して設けられている。処理室：５１の本体は接地された金属容器で形成され、上部は石英板：５４で形成されており、処理室：５１と石英板、各電極の接合部は真空シール構造となっており、処理室：５１内を真空に排気できる構造となっている。また、処理室：５１には図示しない処理ガス供給機構があり、処理ガスを供給しながら図示しない排気制御機構により処理室：５１内の圧力を目的の圧力に制御できる様になっている。
【００６３】
ステージ電極：５２には処理基板：５５が裁置できる構造になっており、図示しない温度制御機構によりプラズマ処理中の処理基板：５５の温度を制御できるようになっている。また、ステージ電極：５２には処理基板に入射するイオンのエネルギを制御するバイアス電源（２ＭHz）：５６が接続されている。
【００６４】
対向電極：５３は高周波印加リング電極：５３a、５３ｂ、およびアースリング電極：５３ｃから成っており、高周波印加リング電極：５３a、５３ｂ には１００ＭＨzの高周波電源：５７が接続されており、アースリング電極：５３cは接地されている。
【００６５】
処理室：５１の外周にはコイル：５８が設けられており、処理室内に磁場を形成形成できるようになっている。
【００６６】
次に本実施例によるエッチング処理での動作例を説明する。
【００６７】
ステージ電極：５２に処理基板：５５を搬入し、載置する。図示しないエッチングガス供給源より設定流量のエッチングガス（弗化炭素系ガス）を供給し、処理室内の圧力が１Ｐａになるよう排気を制御する。処理基板には半導体素子の絶縁膜である酸化シリコン膜、シリコン膜が形成されている。この処理基板をステージ電極：５２に静電的に吸着させるとともに、図示しないヘリウムガス供給源より基板とステージ電極：５２の間にＨeガスを供給し、処理基板のエッチング処理中の温度上昇を防止する。
【００６８】
対向電極である高周波印加リング電極：５３a、５３ｂに１００MHzの高周波電力を１.５ＫＷ投入し、放電によりプラズマを発生させる。高周波印加リング電極：５３a、５３ｂと処理室内の真空雰囲気の間は石英板：５４で分離されているため、プラズマにたいするエネルギの供給は容量結合により行われる。この場合、シースとプラズマの界面に形成される電界は小さいため電子のエネルギ分布はマクスウェル・ボルツマン分布に近い。
【００６９】
高周波印加リング電極：５３a、５３ｂとアースリング電極：５３cの間には高周波電界Ｅが形成され、この電界から磁界が形成され、更に電界が形成されるというように電磁波が放射される。容量結合による放電により、プラズマ密度は１０10/cm3台のに達するため、放射される電磁波はプラズマ中に進行は出来ないが、石英板：５４の近傍では電界が発生するため、この電界により電子は直接加速されエネルギを受け取ることが出来る。この場合、エネルギを受け取る電子は石英板近傍の電子だけであり、その割合は少ないが、電子のエネルギレベルは容量結合により発生したプラズマに比べ高くなる。
【００７０】
このように本実施例ではプラズマに供給されるエネルギは、容量結合によるものと、高周波電界による直接加熱の２通りの経路があり、各経路により電子が受け取るエネルギレベルが異なるため、各経路の電力割合を変えることで電子のエネルギ状況を変えることが出来る。変える方法としては石英板：５４の厚さを変える方法、高周波リング電極とアースリング電極の間隔を変える方法がある。石英板の厚さを厚くすると容量結合のインピーダンスが高くなり、放電電圧が高くなり電磁波放射の割合が増え、容量結合で供給される電力割合が下がり電子のエネルギレベルは高くなる。高周波リング電極とアースリング電極の間隔を狭くすると高周波電界が強くなり電磁放射の割合が増え、同様に電子のエネルギレベルは高くなる。これらの逆にすれば容量結合だけの放電によるエネルギレベルに近づけることができる。
【００７１】
バイアス電源：５６より２MHzの高周波電力を５００Ｗ投入すると７００Ｖppの電圧が発生し、プラズマからのイオンを加速して基板に入射させることができ、基板表面ではイオンのアシストにより、プラズマにより分解されたエッチングガス（弗化炭素系ガス）と酸化シリコン膜、シリコン膜が反応しエッチングが進行する。
【００７２】
電子のエネルギレベルが高いと、弗化炭素系ガスの分解が進み、弗素系ラジカル量が増え、シリコン膜のエッチング速度が向上する。また、このようなガス分解が進んだ条件ではエッチング断面形状も垂直に近くなり、分解が進まない条件では順テーパ形状になりやすい。半導体デバイスの製造では絶縁膜である酸化シリコン膜のエッチング速度に対するシリコン膜のエッチング速度を出来るだけ小さくし、エッチング断面形状も出来るだけ垂直に近づけることが必要である。そのためには弗化炭素系ガスの分解状況を適切に制御し、両者を両立させる条件を見つけることが必要である。
【００７３】
本発明では先に述べてように、石英板の厚さ、高周波リング電極とアースリング電極の間隔等を調整することにより、弗化炭素系ガスの分解状況を制御でき、エッチング特性の最適化ができる。
【００７４】
また、高周波印加リング電極：５３ａ、５３ｂ、アースリング電極の寸法を変えることでプラズマの分布を変えることもできる。
【００７５】
次に、本実施例におけるその他の電子エネルギ制御方法について説明する。
【００７６】
高周波印加リング電極：５３a、５３ｂとアースリング電極：５３cの間には高周波電界Ｅが形成され、電磁波が放射されることは先に説明したが、この実施例では無磁場条件であったため、電磁波はプラズマ中に進行は出来ず、石英板近傍の電子にエネルギを供給するだけであった。本制御方法ではコイル：５８に電流を流し、磁場Ｂを形成して電磁波がプラズマ中に進行出来るようにした。また、磁場の強度を電磁波の周波数に対し電子サイクロトロン共鳴を起こす条件を含めて設定できるようにし、容量結合放電プラズマへの電磁波の放射と磁場強度の制御により、電子に与えるエネルギレベルを制御し、適切な電子エネルギ状態に制御できるようにした。
【００７７】
１００MHzの周波数でも、磁場を形成すると電磁波はプラズマ中に進行出来る条件ができるが、このとき磁場は電磁波の電界に対しほぼ直角方向でなければならない。そのため高周波電界による電子の加速は磁場に拘束され、高周波電界から電子が受け取るエネルギは僅かであり、電子のエネルギ状態を僅かに高めるだけである。そのため活性種の生成など低エネルギの電子を増やすのに効果的である。
【００７８】
１００MHzでの電子サイクロトロン共鳴を起こす磁場強度に近い３０〜４０Ｇに設定すると、電磁波の高周波電界からプラズマ中の電子に効率よくエネルギが供給され、電子のエネルギレベルはイオン化レベル以上まで高めることができ、エッチングガスの分解を促進できる。
【００７９】
このように、磁場強度を変えることにより、ラジカルを生成するのに適したレベルからイオン化レベル以上まで電子のエネルギを制御でき、磁場強度の調整によりエッチングガスの分解状況を適切にし、エッチング特性の最適化が図れる。
【００８０】
次に第８の実施例を図１２により説明する。
【００８１】
本実施例は図１１に示す対向電極：５３を形成する高周波印加リング電極：５３a、５３ｂ、およびアースリング電極：５３ｃに相当する部分に対するその他の実施例である。
【００８２】
図１２に示すように高周波印加プレート電極：６０、アースプレート電極：６１から成り、くし状に相対する高周波印加プレート電極：６０とアースプレート電極：６１の間に高周波電界が生じ、実施例１で説明したと同じ原理により電磁波が放射される。また、高周波印加プレートがプラズマに対し容量結合により電力を供給する点も実施例１と同じである。
【００８３】
電子エネルギ状態制御にたいする動作、機能も上記点を除いて同じであるため、ここでは省略する。
【００８４】
次に第９の実施例を図１３により説明する。
【００８５】
処理室：７０の中にはステージ電極：５２、対向電極：７１が対向して設けられており、処理室：７０と各電極は絶縁材：７２ａ、絶縁材：７２ｂにより絶縁されるとともに、処理室：７０との接合部は真空シール構造となっており、処理室：７０内を真空に排気できる構造となっている。対向電極：７１には１００ＭHzの高周波電源：５７、ロウパスフィルタ：７３が接続されている。
【００８６】
処理室：７０はアースに接地されており、その外周にはコイル：５８が設けれれ、処理室内に磁場を形成するようになっている。また、処理室：７０には図示しない処理ガス供給機構があり、処理ガスを供給しながら図示しない排気制御機構により処理室：７０内の圧力を目的の圧力に制御できる様になっている。
【００８７】
ステージ電極：５２には処理基板：５５が裁置できる構造になっており、図示しない温度制御機構によりプラズマ処理中の処理基板：５５の温度を制御できるようになっている。また、ステージ電極：５２には処理基板に入射するイオンのエネルギを制御するバイアス電源（２ＭHz）：５６、ハイパスフィルタ：７４が接続されている。
【００８８】
次に本実施例によるエッチング処理での動作例を説明する。
【００８９】
図１３において、ステージ電極：５２に処理基板：５５を搬入し、載置する。図示しないエッチングガス供給源より設定流量のエッチングガス（弗化炭素系ガス）を供給し、処理室内の圧力が１Ｐａになるよう排気を制御する。処理基板には半導体デバイスの絶縁膜である酸化シリコン膜、シリコン膜が形成されている。この処理基板をステージ電極：５２に静電的に吸着させるとともに、図示しないヘリウムガス供給源より基板とステージ電極：５２の間にＨeガスを供給し、処理基板のエッチング処理中の温度上昇を防止する。
【００９０】
対向電極：７１に１００MHzの高周波電力を１.５ＫＷ投入し、放電によりプラズマを発生させる。対向電極：７１とプラズマの間にはシースが形成され、プラズマにたいするエネルギの供給は容量結合により行われる。この場合、シースとプラズマの界面に形成される電界は小さいため電子のエネルギ分布はマクスウェル・ボルツマン分布に近い。
【００９１】
対向電極：７１と処理室：７０の間には高周波電界Ｅが形成され、電磁波が放射される。
【００９２】
コイル：５８に電流を流し、磁場Ｂを形成すると共に、磁場の強度を印加高周波の周波数に対し電子サイクロトロン共鳴を起こす条件を挟んで設定出来るようにした。
【００９３】
１００MHzの周波数でも、磁場を形成すると電磁波はプラズマ中に進行出来る条件ができるが、このとき磁場は電磁波の電界に対しほぼ直角方向でなければならない。そのため高周波電界による電子の加速は磁場に拘束され、高周波電界から電子が受け取るエネルギは僅かであり、電子のエネルギ状態を僅かに高めるだけである。そのためラジカルの生成など低エネルギの電子を増やすのに効果的である。
【００９４】
１００MHzでの電子サイクロトロン共鳴を起こす磁場強度に近い３０〜４０Ｇに設定すると、電磁波の高周波電界からプラズマ中の電子に効率よくエネルギが供給され、電子のエネルギレベルはイオン化レベル以上まで高めることができる。このように、磁場強度を変えることにより、ラジカルを生成するのに適したレベルからイオン化レベル以上まで電子のエネルギを制御できる。
【００９５】
バイアス電源：５６より２MHzの高周波電力を５００Ｗ投入すると７００Ｖppの電圧が発生し、プラズマからのイオンはこの電圧で加速され基板に入射し、基板表面ではイオンのアシストにより、プラズマにより分解されたエッチングガス（弗化炭素系ガス）と酸化シリコン膜、シリコン膜が反応しエッチングが進行する。
【００９６】
電子のエネルギレベルが高いと、弗化炭素系ガスの分解が進み、弗素系活性種量が増え、シリコン膜のエッチング速度が向上する。また、このようなガス分解が進んだ条件ではエッチング断面形状も垂直に近くなり、分解が進まない条件では順テーパ形状になりやすい。半導体デバイスの製造では絶縁膜である酸化シリコン膜のエッチング速度に対するシリコン膜のエッチング速度を出来るだけ小さくし、エッチング断面形状も出来るだけ垂直に近づけることが必要である。そのためには弗化炭素系ガスの分解状況を適切に制御し、両者を両立させる条件を見つけることが必要である。
【００９７】
本発明では磁場強度を変えることで、この弗化炭素系ガスの分解状況を制御でき、酸化シリコン膜とシリコン膜のエッチング速度比、エッチング形状などのエッチング特性の最適化が圧力やエッチングガス流量、高周波電力とは独立に制御できる。
【００９８】
次に第１０の実施例を図１４により説明する。
【００９９】
本実施例の基本構成は図１３に示す実施例と同じであり、ここでは相違点のみを説明する。
【０１００】
処理室：７０はアースに接地されておらず、８００KHzのバイアス電源：７５、１００MHzのハイパスフィルタ：７６が接続されている。
【０１０１】
ステージ電極：７７には図示しない基板加熱機構が組み込まれており、処理基板を室温から５００度摂氏の間の設定値に加熱できるようになっている。
【０１０２】
次に本実施例によるプラズマＣＶＤ処理での動作例を説明する。
【０１０３】
ステージ電極：７７に処理基板：５５を搬入し、載置する。図示しないＣＶＤガス供給源より設定流量のＣＶＤガス（弗化シリコンガス＋酸素ガス）を供給し、処理室内の圧力が４Ｐａになるよう排気を制御する。処理基板をステージ電極：７７に載せ、処理基板の温度を３００度摂氏に加熱する。対向電極：７１に１００ＭHzの高周波電力、１.５ＫＷ投入しステージ電極：７７との間に容量結合放電を発生させ、ＣＶＤガスをプラズマ状態にする。
【０１０４】
対向電極：７１には高周波電源：５７からの電力供給により１００ＭHzの高電圧（１４００Ｖｐｐ）が発生し、処理室：７０との間に高周波電界が発生する。処理室：７０は接地されてはいないが、ハイパスフィルタ：７６により１００MHzの高周波に対しては接地されたのと同じ状態であり、図１３に示す実施例と同様に高周波の電磁波を放射する。
【０１０５】
弗化シリコンガスは結合が強く分解が進まず、フッ素が、形成される酸化シリコン膜中に多く吸蔵される。１００ＭHzの電磁波と磁場の作用により先の図１３に示した実施例と同様に、電子のエネルギレベルを制御し、弗化シリコンガスの分解を促進して解離したフッ素ガスを排気するため、酸化シリコン膜中への吸蔵が低減され膜質の向上を図ることができる。また、弗化シリコンガスの分解が促進されるため、解離したシリコンと酸素ガスの反応も促進され、成膜レートの向上も図れる。
【０１０６】
また本実施例ではハイパスフィルタ：７４とハイパスフィルタ：７６の周波数特性を印加する周波数の倍周波である２００ＭHzに設定することで、プラズマシースの持っている非線形特性から印加周波数が１００ＭＨｚと２００ＭＨｚの混合した周波数になり、磁場強度が７０Ｇ前後でも共鳴条件を作ることができる。この倍周波の混合割合は整合器のリアクタンスとキャパシタンスの割合を変えることでも実現できる。
【０１０７】
プラズマＣＶＤでは処理室内壁にも酸化シリコン膜が形成され、これらが剥がれてパーティクルとなり、半導体製品を製造する上での課題となっている。本実施例では処理室：７０の内壁面にバイアス電源：７５から８００KHzの高周波電圧を印加でき、これにより入射イオンエネルギを高める効果と、弗化シリコンガスの分解により発生したフッ素により、処理室：７０の内壁面に形成される酸化シリコン膜はエッチングされ除去されるため、成膜中に処理室内壁面に膜が付かず、パーティクルの発生を低減できる。
【０１０８】
次に第１１の実施例を図１５により説明する。
【０１０９】
本実施例の基本構成は図１３に示す実施例と同じであり、ここでは相違点のみを説明する。
【０１１０】
対向電極：７１は対向電極：７１ａ、対向電極：７１ｂから成り、それぞれの電極は絶縁材：８０ａにより相互に絶縁されており、また、絶縁材：８０ｂにより処理室：７０とも絶縁されている。それぞれの電極には高周波電源：８１、高周波電源；８２が接続されており、高周波電源：８１と高周波電源：８２は位相がずれた同じ周波数（本実施例では１００ＭHz）を発生し、それぞれの電極に印加するようになっている。
【０１１１】
位相が異なる高周波を対向電極：７１ａと対向電極：７１ｂに印加すると対向電極：７１ａと対向電極：７１ｂの間には高周波電界が生じる。位相を１８０度ずらした場合、最も効率よく高周波電界を発生でき、位相のずれを０度にすると高周波電界は最も弱くなる。この位相制御と高周波電源：８１、８２の電力を制御することで、対向電極：７１ａ、７１ｂの間から発生する高周波の電磁波電力と対向電極：７１ｂと処理室：７０の間から発生する高周波の電磁波電力の割合を制御することができ、エッチング処理、プラズマＣＶＤ処理の均一性を制御することができる。また、高周波電源：８１、８２の電力を制御することで、容量結合による供給電力割合を制御し、均一性を制御することもできる。
【０１１２】
更に、本実施例では２台の高周波電源を用いているが、１台の電源から対向電極：７１ａ、７１ｂに供給する電力ラインの間にキャパシタンス、あるいはリアクタンスを入れ、位相をずらすことをしても同様の効果を得ることができる。
【０１１３】
次に第１２の実施例を図１６により説明する。
【０１１４】
処理室：７０の中にはステージ電極：５２、対向電極：７１が対向して設けられており、処理室：７０は図示しない排気機構により真空に排気できるとともに、図示しないエッチングガス供給機構より設定流量のエッチングガスを供給し、設定圧力に保てる様になっている。
【０１１５】
対向電極：７１は対向電極：７１ａ、７１ｂ、７１ｃよりなっており、各電極は石英製の絶縁材：８０ａ、８０ｂにより相互に絶縁されている。また、絶縁材：８０ｃにより処理室：７０とも絶縁されている。対向電極：７１ｂには高周波電源：８２、対向電極：７１ｃには高周波電源：８１、対向電極：７１ａにはコンデンサ：８３を介して高周波電源；８１が接続されている。高周波電源：８１と高周波電源：８２は信号発生器：９７からの信号を増幅する構成になっており、信号発生器：９７は各電源に供給する高周波信号の位相、振幅を制御できるようになっている。信号周波数は、本実施例では１００ＭHzを用いている。
【０１１６】
対応電極：７１ａ、７１ｂ、７１ｃは図示しないロウパスフィルタを介して接地されており、バイアス電源：５６の１０ＭＨｚの周波数を通し、バイアス電源：５６の高周波電流が対向電極を通って流れるようにしてある。
【０１１７】
対向電極：７１には冷媒の流路：８４ａ、８４ｂ、８４ｃが設けられ、図示しないサーキュレータに接続され、温度制御した１５℃の冷媒が循環している。
【０１１８】
対向電極：７１にはエッチングガス供給路：８５ａ、８５ｂ、８５ｃが設けられ、図示しないエッチングガス供給源よりエッチングガスが供給され、ガス供給口：８６ａ、８６ｂ、８６ｃから噴出する構成となっている。
【０１１９】
対向電極：７１にはカバープレート：８７ａ、８７ｂ、８７ｃが固定されている。カバープレート：８７ａはシリコン単結晶板で作られており、ガス供給口：８６ａａがガス供給口：８６ａと対応する位置に設けられ、その寸法はガス供給口：８６ａの１／４から１／１０になっている。カバープレート：８７ｂはシリコン単結晶板で作られており、ガス供給口：８６ｂｂが、ガス供給口：８６ａと対応する位置に設けられ、その寸法はガス供給口：８６ａの１／４から１／１０になっている。カバープレート：８７ｃはＳiＣで作られている。
【０１２０】
処理室：７０には流路：９３ａ、９３ｂが設けられており、図示しないサーキュレータより、温度制御した５０℃の冷媒が循環する構成となっており、処理室の内壁面の温度を±５℃に制御できるようになっている。
【０１２１】
また処理室：７０には閉じ込め板：７０ａ、７０ｂが一体で形成されており、コイル：５８で形成される磁場：Ｂに対し排気の経路：９４が直角になるよう構成されている。この部分ではプラズマはこの磁場を横切り拡散するため、プラズマが広がらず、閉じ込められる構成となっている。
【０１２２】
ステージ電極：５２にはバイアス電源：５６より１０ＭＨｚの高周波電力が供給される構成となっており、絶縁材：８９、アースシールド：９０により異常放電を起こさない構成となっている。
【０１２３】
ステージ電極：５２には流路：８８が設けてあり、−１０℃の冷媒が図示しないサーキュレータより循環している。ステージ電極：５２の処理基板：５５を載置する面には図示しない静電吸着機構が設けてあり、また図示しないヘリウムガス供給源から圧力を３ＫＰａに制御したヘリウムガスを処理基板と静電吸着機構の間に供給し、エッチング処理中の処理基板：５５の温度を５０℃〜１００℃に制御している。
【０１２４】
ステージ電極：５２の周囲には石英製のカバー：９１が設けてあり、その厚さは１０ＭＨｚの高周波により石英製カバ表面に発生するイオンを加速する電界強度が、石英表面に付着するデポ膜を除去し、石英製のカバー：９１をほとんどエッチングしないレベルに調整されている。また、カバー：９１とステージ電極：５２の間にはシール機構：９２が設けてあり、処理基板：５５と静電吸着機構の間に供給するヘリウムガスが、供給される構成となっている。これによりカバー：９１はステージ電極：５２より冷却される構成となり、エッチング処理中の温度を-１０℃から＋１０℃の範囲で制御できる。
【０１２５】
排気の下流にはデポプレート：９５があり、内部に形成された流路：９６には  ２５℃の冷媒が循環している。デポプレート：９５には排気抵抗を増やさない方向にフィンが設けてあり、排気ガスに接する表面積を広く取れるようにしてある。
【０１２６】
次に本実施例によるエッチング処理での動作例を説明する。
【０１２７】
本実施例では酸化膜をエッチングする場合について説明する。
【０１２８】
図示しないエッチングガス供給源よりアルゴン、とＣ4Ｆ8ガスを混合して供給し、排気しながら処理室：70内を２Ｐａに制御する。エッチングガスはガス供給口：８６ａ、８６ａａ、８６ｂ、８６ｂｂより供給される。この時、カバープレート：８７ａ、８７ｂ、８７ｃと対向電極：７１ｂ、７１ａ、７１ｃの間は３ＫＰａのエッチングガスが満たされ、これによりカバープレート：８７ａ、８７ｂ、８７ｃは温度制御された対向電極：７１で冷却され、１５℃〜５０℃の温度に制御される。
【０１２９】
信号発生器：９７より１００ＭＨｚの高周波信号を発生し、対向電極：７１に高周波電源：８１、８２より高周波電力を供給し、ステージ電極：５２との間に容量結合による放電を発生させる。
【０１３０】
対向電極：７１ａと対向電極：７１ｃの間ではコンデンサ：８３により位相が９０度ずれて高周波電圧が印加される。対向電極：７１ｂと対向電極７１ａの間の高周波電圧は、信号発生器：９７による高周波信号の位相制御により、０度から１８０度まで任意のずれに設定できる。したがって、絶縁材：８０ｂの間に発生する高周波電圧に対し、絶縁材：８０ａの間に発生する高周波電圧は、信号発生器：９７の位相制御により高くすることも低くすることもできる。これにより絶縁材：８０ａの間から放射される電磁波の電力を絶縁材：８０ｂの間から放射される電力に対し、高くすることも、低くすることもできる。
【０１３１】
コイル：５８に図示しない直流電源より電力を供給し、３０から４０Ｇの磁場を発生させると放射された１００ＭＨｚの電磁波との電子サイクロトロン共鳴によりプラズマ中の電子が加速され、電子温度が上昇するとともにプラズマ密度も高くなり、１×１０11cm-3以上のプラズマ密度を発生できる。また、対向電極：７１に印加する高周波電圧の位相制御により放射電磁波を制御してプラズマ密度の分布を制御できる。また、高周波電源：８１と８２の出力を制御することで容量結合放電によるプラズマ分布を制御でき、放射電磁波の割合と合わせて制御することで電子温度分布を制御することもできる。
【０１３２】
本実施例では、容量結合放電電力は外周部へ供給する割合を高め、電磁波の放射による放電は中心部への供給電力割合を高めた。これにより中心部の電子温度は高く、外周部は低くなり、エッチングガスの分解が進む外周部でのフッ素ラジカルの発生を抑制し、均一な処理ができるようにした。
【０１３３】
また、大口径基板を処理する場合、エッチングガスの流れの影響により、中心部の基板表面に付着するデポ膜の厚さは外周部より多く、エッチング形状も中心部ではエッチングパターンの側面のテーパ角度が大きくなり、中心部と外周部でエッチング形状に差が生じ、大口径基板全面で微細なエッチング形状を高精度に形成するのが難しくなる。このような場合、本発明では中心部の電磁放射を高めることでプラズマ密度分布を僅かに凸分布に制御し、中心部のイオン電流を増加させることで、エッチング形状のテーパ角度を制御でき、大口径基板全面で高精度なエッチング処理を実現できる。さらにこのような処理は、プロセス条件の設定と同様に信号発生器：９７の信号の位相をエッチング装置のレシピにより設定できるため、コンタクトホールエッチングやスルーホールエッチングなどエッチング条件が異なるプロセスに対しても、個々に適切に設定でき、ハード構成などを調整する必要がない。
【０１３４】
エッチング性能に関しては、２Ｐａの低圧力でも高密度プラズマを発生できるため、垂直なコンタクトホールを９００nm/minのエッチング速度でエッチングでき、微細加工性と生産性を両立できる。選択性に関しても電子温度の制御によりエッチングガスの分解を制御でき、微細加工性と選択性の両立するプロセス条件を拡大できる。
【０１３５】
エッチング処理中、対向電極：７１のカバープレート：８７ａ、８７ｂ、８７ｃの表面は温度制御され、さらに印加された１００ＭＨｚの高周波電圧により、プラズマ中のイオンが加速されて入射するため、その表面にはデポ膜は形成されず、カバープレート：８７ａ、８７ｂの表面ではシリコン板の表面が、カバープレート：８７ｃの表面ではＳiＣが僅かにエッチングされ、常に新しい面が露出した状態であるため、この表面での反応、ガス放出は一定の状態に保たれる。
【０１３６】
ステージ電極：５２のカバー：９１の表面も同様にバイアス電力の印加による入射イオンの加速と温度制御により、石英の表面が僅かにエッチングされ、表面での反応、ガス放出が一定に保たれる。
【０１３７】
処理室：７０の内壁面は接地されているため、入射するイオンはほとんど加速されず、その内壁面にはＣ、Ｆの重合膜が形成される。その表面は常に新しい膜が形成されるため常に一定の状態に保つことができ、また、その表面温度を５０℃に保っているためデポ膜からのガス放出はなく、表面状態、ガス放出を一定に保つことができる。
【０１３８】
これらにより、エッチング処理を重ねることによるエッチング特性の変化は防止できるとともに、対向電極：７１、ステージ電極：５２にはデポ膜が形成されず、表面の変質もないため、塵埃の発生はほとんどない。デポ膜が付着する処理室：７０の表面は先に述べたように温度が一定に保たれているため、付着膜と、処理室内壁面の間に膨張等による力が発生せず、膜の剥離は発生しない。これと、対向電極、ステージ電極の対策により本実施例では塵埃の発生を大幅に低減できた。
【０１３９】
以上の実施例ではエッチングとＣＶＤを中心に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、プラズマ重合、スパッタ、のようにプラズマを用いたプロセスであれば同様に適用できることは明らかである。
【０１４０】
プラズマ発生用高周波電源の周波数に関しては、本実施例では周波数が６８MHzおよび１００MHzの場合について説明してきたが、これは電磁波の放射効果が高い条件について実施例で説明したもので、これより低い周波数では高周波電圧を高くすれば同様な効果が得られる。原理的には周波数に限定されるものではないが、現時点で実験による効果が確認されている周波数は１０ＭHｚ以上である。これより高い周波数も原理的には使用可能であるが、現時点で電源が作りにくい、導波管が必要、容量結合放電での放電電圧が低くなり電磁放射電力が高くできないなど実用的な面で問題があるため本実施例では説明しなかった。
【０１４１】
磁場強度に関しても本実施例では電子サイクロトロン共鳴条件近傍を中心に説明したが、実験の結果では電子サイクロトロン共鳴条件の１／３程度の磁場条件でもプラズマ密度が向上する効果が見られる。磁場強度に対するプラズマ密度の変化は電子サイクロトロン条件までは磁場とともにプラズマ密度が増加し、さらに磁場強度を強くするとプラズマ密度が低下し、プロセス条件により差はあるが、電子サイクロトロン共鳴条件の２倍から３倍の磁場強度で磁場を印加しない条件のプラズマ密度レベルに低下する。したがって磁場強度は電子サイクロトロン共鳴条件に限定されるものではないが、効果が大きいのは電子サイクロトロン共鳴条件近傍である。この現象は磁場強度を変えることによ放射電磁波からプラズマへのエネルギ供給を磁場により制御できることを意味しており、電子エネルギ制御が磁場により行えることを示している。
【０１４２】
プラズマ発生方式に関し、本実施例では容量結合放電と電磁放射の複合放電を中心に説明した。これは電子のエネルギ状態を制御することが目的であるためこれを中心に説明したものである。しかし、絶縁された導体部材間に高周波電圧が印加される構成にして電磁波を放射する方法はこれ自体でもプラズマが発生できることは明らかであり、一つのプラズマ発生技術になりうる。しかしこの方式ではプラズマとの容量結合成分により高周波電圧が低下するのを防止するため、電極とプラズマの間に形成される容量をできるだけ小さくする配慮が必要である。
【０１４３】
処理室：７０の温度制御に関しても、本実施例では５０℃に設定したがこれに限定されるものではない。内壁面の温度が２００℃を超えると表面にデポ膜が形成されなくなり、常に新しいデポ面を形成できなくなり、また、付着膜の分解も温度が２００℃以上で急激に増加するため、これ以下の温度に設定する必要がある。実用的には装置が使用される環境の温度を挟んだ１０℃から８０℃が使いやすい温度である。
【０１４４】
上記本発明の実施例において、電子のエネルギ状態が独立に制御できるようになり、これにより活性種の発生を制御し、高選択エッチングと高精度、高速エッチングあるいは膜質と成膜速度など従来技術では両立が難しい特性の両立がはかれるようにした。
【０１４５】
また、上記実施例では、プラズマの密度分布をハード構成を変えずに制御でき、大口径基板全面で微細なパターンを高精度にエッチングできるようになった。
【０１４６】
また、プラズマ処理に伴う塵埃の発生、プラズマ処理特性の変化を防止でき、半導体素子、液晶表示素子の生産性を高めることができるようになった。
【０１４７】
さらに、これらにより、半導体素子や液晶表示素子などの処理の高性能化がはかれ、より高性能なデバイスの生産が可能になるとともに、これらのデバイスを歩留まり良く、高い生産性で生産できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１の実施例のプラズマ処理室構成を示す説明図である。
【図２】第１の実施例に示した電極構造のその他の例を示す説明図である。
【図３】第１の実施例に示した電極構造のその他の例を示す説明図である。
【図４】本発明による第２の実施例のプラズマ処理室構成を示す説明図である。
【図５】本発明による第３の実施例のプラズマ処理室構成を示す説明図である。
【図６】本発明による第４の実施例のプラズマ処理室構成を示す説明図である。
【図７】本発明による第５の実施例のプラズマ処理室構成を示す説明図である。
【図８】第５の実施例に示した電極構造のその他の例を示す説明図である。
【図９】第５の実施例に示したアンテナ電極構造のその他の例を示す説明図である。
【図１０】本発明による第６の実施例のプラズマ処理室構成を示す説明図である。
【図１１】本発明による第７の実施例の電極構成を示す説明図である。
【図１２】本発明による第８の実施例のプラズマ処理室構成を示す説明図である。
【図１３】本発明による第９の実施例のプラズマ処理室構成を示す説明図である。
【図１４】本発明による第１０の実施例のプラズマ処理室構成を示す説明図である。
【図１５】本発明による第１１の実施例のプラズマ処理室構成を示す説明図である。
【図１６】本発明による第１２の実施例のプラズマ処理室構成を示す説明図である。
【図１７】従来技術のプラズマ処理装置の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１…電源、２…電極、２’…電極、２”…電極、２’’’…電極、３…支持台、４…処理対象物、５…絶縁部、６…側壁部、７…ガス供給手段、８…導体壁、８’…導体壁、９…処理室、１０…電源、１１…アンテナ、１２…電源、１３…磁場発生手段、１４…アンテナが生成する電場、１４’…外周電極が生成する電場、１５…磁力線、１６…アンテナ電極、１７…絶縁体カバー、１８…電極部、１９…アンテナ部、２０…電力入力端、２１…電力出力端、２２…絶縁部、２３…外周電極、５１…処理室、５２…ステージ電極、５３…対向電極、５５…処理基板、５６…バイアス電源、５７…高周波電源、５８…コイル、７０…処理室、７１…対向電極、８１…高周波電源、８２…高周波電源、８７…カバープレート、９１…カバー。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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