(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器の内部空間にプラズマを発生させて、前記内部空間に配置された被処理基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置において、次の構成を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
（イ）前記真空容器を構成するとともに前記内部空間を画定する壁面部材の少なくとも一部が誘電体で構成されている。
（ロ）前記誘電体の内部に導電性のアンテナが埋め込まれていて、このアンテナは前記内部空間に露出していない。
（ハ）前記アンテナは帯状の薄板で形成されていて、このアンテナの板厚方向は前記誘電体のアンテナに近接する内壁面の法線方向に垂直である。
（ニ）前記アンテナに高周波電源が接続されている。
（ホ）前記誘電体は，焼結法で一体に成形した２個の誘電体からなり，前記２個の誘電体の間にアンテナを埋め込んでいる。
【請求項２】
真空容器の内部空間にプラズマを発生させて、前記内部空間に配置された被処理基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置において、次の構成を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
（イ）前記真空容器を構成するとともに前記内部空間を画定する壁面部材の少なくとも一部が誘電体で構成されている。
（ロ）前記誘電体の内部に導電性のアンテナが埋め込まれていて、このアンテナは前記内部空間に露出していない。
（ハ）前記アンテナは帯状の薄板で形成されていて、このアンテナの板厚方向は前記誘電体のアンテナに近接する内壁面の法線方向に垂直である。
（ニ）前記アンテナに高周波電源が接続されている。
（ホ）前記誘電体は，同一の端面形状を有する２個の誘電体の端面の間に前記アンテナを挟んで，このアンテナをロウ材として用いることにより前記２個の誘電体が互いに接合されている。
【請求項３】
真空容器を構成するとともに前記真空容器の内部空間を画定する壁面部材の少なくとも一部を誘電体で構成し、この誘電体の内部に導電性のアンテナを埋め込んで、このアンテナに高周波電力を供給して前記内部空間にプラズマを発生させ、これにより、前記内部空間に配置された被処理基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置のためのアンテナの製造方法において、次の段階を備えるアンテナの製造方法。
（イ）所定の肉厚の中空円筒の形状をした第１誘電体を製造する段階。
（ロ）前記第１誘電体の一方の端面に導電性の薄膜を膜付けすることによって、周方向の一箇所が分断されている中空の円板状のアンテナを形成する段階。
（ハ）前記第１誘電体の前記アンテナが形成された端面上に、前記第１誘電体と同じ端面形状をする中空円筒の第２誘電体を焼結法で一体に製造する段階。
【請求項４】
真空容器を構成するとともに前記真空容器の内部空間を画定する壁面部材の少なくとも一部を誘電体で構成し、この誘電体の内部に導電性のアンテナを埋め込んで、このアンテナに高周波電力を印加して前記内部空間にプラズマを発生させ、これにより、前記内部空間に配置された被処理基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置のためのアンテナの製造方法において、次の段階を備えるアンテナの製造方法。
（イ）所定の肉厚の中空円筒の形状をしていて同一の端面形状を有する２個の誘電体を製造する段階。
（ロ）周方向の一箇所が分断されている中空の円板の形状をした導電性の薄板からなるアンテナを製造する段階。
（ハ）前記２個の誘電体の端面の間に前記アンテナを挟んで、このアンテナをロウ材として用いることにより前記２個の誘電体を互いにロウ付け接合する段階。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、真空容器の内部に発生させたプラズマを用いて被処理基板をエッチングしたり被処理基板上に成膜したりするプラズマ処理装置に関し、特に誘導結合方式によってプラズマを発生させるプラズマ処理装置に関する。また、そのようなプラズマ処理装置のためのアンテナの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体デバイスを製造するためのエッチングや成膜の工程では、プラズマを発生させるために平行平板電極が一般に用いられてきた。しかし、エッチングの微細加工の要求や、ダメージの少ない処理方法の要求などから、近年、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）や、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）、ヘリコン波などを利用したプラズマ処理が多く用いられるようになっている。これらのプラズマ処理では、被処理基板を載せた基板ホルダーから離れた位置にあるプラズマ発生室で、低圧力でも非常に密度の高いプラズマを発生させて、このプラズマを被処理基板の近傍に拡散させてプラスマ処理を行うことができる。このうち、本発明は、誘導結合プラズマを用いたプラズマ処理装置に関係している。
【０００３】
誘導結合プラズマを発生させるには、例えば、Plasma Sources Sci. Technol.、第１巻、１０９ページ、J. Hopwood 著、１９９２年、に記載されたプラズマ発生室を用いることができる。
【０００４】
図８は、誘導結合プラズマを用いた従来のプラズマ処理装置の斜視図である。石英等の誘電体で構成された円筒状のプラズマ発生室１０の周囲には、帯状の薄板からなるアンテナ１２が周方向に巻かれている。このプラズマ発生室１０は拡散チャンバー１４の上に取り付けられている。プラズマ発生室１０で発生したプラズマは拡散チャンバー１４に拡散し、拡散チャンバー１４の中央に設置した基板ホルダー１６に載せられた基板１８に対してエッチングなどのプラズマ処理が行われる。
【０００５】
エッチング処理の具体例を説明すると、プラズマ発生室１０と拡散チャンバー１４を真空に排気してから、Ｃ4Ｆ8等の反応性ガスを導入して圧力を数ｍＴｏｒｒに設定する。プラズマ発生用高周波電源２０を用いてアンテナ１２に高周波電力を供給すると、誘導結合により、プラズマ発生室１０の内部に、環状のアンテナ１２に流れる電流を打ち消そうとする交番電界が発生し、これによって電子が加速されて、プラズマ発生室１０の内部に高密度の反応性のプラズマが発生する。このプラズマが拡散チャンバー１４に拡散して、基板１８上のＳｉＯ2の薄膜がエッチングされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のプラズマ発生室においては、帯状の薄板からなるアンテナ１２が円筒形状になるように配置されている。すなわち、アンテナ１２の板幅部分がプラズマ発生室１０の外周面に対向している。したがって、アンテナ１２とプラズマ発生室１０との対向面積が大きくなり、このプラズマ発生室１０を介して、プラズマ発生室１０の内部のプラズマとアンテナ１２とが、誘導結合のほかに容量的にも結合していた。このため、プラズマ発生室１０の内壁面のうち、アンテナ１２に近接する部分では、内壁面が負電圧にバイアスされて、この内壁面がイオン衝撃を受けてスパッタされるという問題を生じていた。
【０００７】
プラズマ発生室の材質は誘電体であるが、誘電体の中でも、機械的強度が強くて、アルカリや重金属の汚染の少ない材料として、石英が多く用いられている。この石英が多くスパッタされると、特にフルオロカーボンガスのプラズマを用いたＳｉＯ2のエッチングにおいては、スパッタされた石英中の酸素原子が、フルオロカーボン膜の基板への堆積を抑制するため、Ｓｉに対して高い選択比でＳｉＯ2をエッチングすることができなかった。さらに、上述のイオン衝撃のために、石英表面に吸着したＦラジカルの平均滞在時間が比較的短くなるので、放電空間中のＦラジカル濃度が増加して、この影響によっても、Ｓｉに対して高い選択比を得ることができなかった。
【０００８】
アンテナとして、帯状の薄板を用いる代わりに、断面が円形のパイプをプラズマ発生室の周囲に配置することも考えられ、このパイプの内部に冷却水を流せばアンテナの冷却にも便利である。このようなパイプを用いた場合にも、やはり、アンテナとプラズマとの間の容量結合の問題すなわち内壁面のスパッタの問題が生じている。
【０００９】
アンテナとプラズマとの容量性の結合に起因する上述の問題点を解決するために、Proc. 12th Symp. Plasma Processing、第４３３ページ、K. Takagiら著、１９９５年、に記載されているように、アンテナを偏平にすることも考えられている。図９は、このような偏平なアンテナを用いた従来のプラズマ処理装置の斜視図である。プラズマ発生室１０の周囲には、中空円板の形状をした偏平なアンテナ２２が取り付けられている。このようにアンテナ２２を偏平にすることにより、アンテナ２２がプラズマ発生室１０に対向する面積が小さくなるので、アンテナ２２とプラズマとの容量結合の度合が小さくなって、プラズマ発生室１０の内壁面が負電圧にバイアスされることが少なくなり、プラズマ発生室１０の内壁面はほとんどスパッタされることがなくなった。
【００１０】
ところが、このような偏平なアンテナ２２は、アンテナを偏平状態で保持するための特別の手段が必要になる。そして、アンテナとプラズマとの間の容量結合をより少なくするには、アンテナの板厚をより薄くする必要があるが、あまり薄くすると、アンテナの機械的強度が十分でなくなり、アンテナの偏平形状を維持できなくなるという問題が生じる。しかも、非常に薄いアンテナは、その取り扱いに神経を使う。
【００１１】
偏平なアンテナ２２に大きな高周波電力を供給すると、アンテナの電位が上昇して、大気中において、アンテナと拡散チャンバー１４の上板との間に放電が生じるという問題も生じる。このような放電の問題は、図８に示すようなアンテナ形状の場合でも生じる。
【００１２】
この発明は上述の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、誘導結合方式のプラズマ処理装置において、プラズマ発生室の内壁面のスパッタ現象を抑制することができて、かつ、板厚の薄いアンテナでもその形状保持性に優れたプラズマ処理装置を提供することにある。また、そのようなプラズマ処理装置のためのアンテナの製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明のプラズマ処理装置は、真空容器の内部空間にプラズマを発生させて、前記内部空間に配置された被処理基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置において、次の（イ）〜（ホ）の構成を備えている。（イ）前記真空容器を構成するとともに前記内部空間を画定する壁面部材の少なくとも一部が誘電体で構成されている。（ロ）前記誘電体の内部に導電性のアンテナが埋め込まれていて、このアンテナは前記内部空間に露出していない。（ハ）前記アンテナは帯状の薄板で形成されていて、このアンテナの板厚方向は前記誘電体のアンテナに近接する内壁面の法線方向に垂直である。（ニ）前記アンテナに高周波電源が接続されている。（ホ）前記誘電体は，焼結法で一体に成形した２個の誘電体からなり，前記２個の誘電体の間にアンテナを埋め込んでいる。また，上述の（ホ）の構成は，次のようにしてもよい。前記誘電体は，同一の端面形状を有する２個の誘電体の端面の間に前記アンテナを挟んで，このアンテナをロウ材として用いることにより前記２個の誘電体が互いに接合されている。
【００１４】
このようにアンテナを配置したことにより、誘電体の内壁面とアンテナとの対向面積が非常に小さくなる。これにより、アンテナとプラズマとの間は誘導結合のみとなって、容量結合がほとんどなくなり、誘電体の内壁面がスパッタされなくなる。したがって、各種のプラズマ処理において、誘電体の内壁面のスパッタ現象に起因する悪影響を抑制できる。しかも、アンテナを誘電体に埋め込んでいるので、非常に薄いアンテナを使っても、アンテナの形状保持性に優れ、アンテナの取り扱いに神経を使うこともない。また、アンテナが誘電体の内部に埋め込まれているので、アンテナを含めたプラズマ発生室の形状が単純になり、その大きさもコンパクトになる。さらに、アンテナに高電圧が印加されても、大気中においてアンテナとアース部分との間で放電することもない。
【００１５】
円筒状のプラズマ発生室の側壁部材を誘電体で構成した場合には、アンテナの形状としては、周方向の一箇所が分断されている中空の円板とし、このアンテナの板厚方向が側壁部材の軸方向に平行になるようにかつアンテナが側壁部材に対して同心になるようにアンテナを側壁部材の肉厚部分に埋め込めばよい。
【００１６】
円筒状のプラズマ発生室の平板状の上板を誘電体で構成した場合には、アンテナの形状としては、周方向の一箇所が分断されている薄板製の中空の円筒とし、このアンテナの板厚方向が上板の下面の法線方向に垂直になるようにアンテナを上板の内部に埋め込めばよい。
【００１７】
アンテナを構成する帯状の薄板は、その板厚が板幅に比較して非常に薄いことが重要である。アンテナとプラズマとの間の容量結合の度合を少なくする観点からは、板厚を小さくするだけでよいが、アンテナに大きな高周波電流を流す観点からは、板幅はある程度大きくする必要がある。例えば、板厚は１μｍ〜１ｍｍ程度にすることができ、板幅は１〜５ｃｍ程度にすることができる。実用的には、板厚は板幅の１０分の１から１０万分の１の範囲内にするのが好ましい。
【００１８】
アンテナの材質としては、金、銀、銅、あるいはこれらの合金のように、電気伝導度の良好なものが望ましいが、高周波損が少なければ、他の高融点金属やカーボン等を使ってもよい。
【００１９】
本発明で使用する誘電体の材質としてはアルミナ焼結体を用いることができる。ただし、これに限定するものではなく、石英、窒化アルミニウム、窒化ホウ素などのその他の誘電体材料も用いることができる。要は、誘電体としての性質に加えて、その内部でアンテナを保持することができてかつ真空を維持できるような機械的強度と気密性があればよい。
【００２０】
また、アンテナを製造する方法としては、誘電体上に、アンテナとしての導電体を膜付けしてから、さらにその上に誘電体を焼結法で一体に接合する方法を採用できる。導電体の膜付け法としては、メッキ法、塗布法、真空成膜法などの公知の膜付け法を利用できる。さらに、アンテナを製造する別の方法として、２個の誘電体の間に、導電性の薄板からなるアンテナを挟んで、このアンテナをロウ材として、２個の誘電体をロウ付け接合する方法を採用してもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明のプラズマ処理装置の一実施形態の正面断面図である。プラズマ発生室３１の側壁部材３０は、肉厚５０ｍｍの中空のアルミナ製円筒で構成されていて、拡散チャンバー３２の上側に取り付けられている。アルミナ製の側壁部材３０の肉厚部分には、厚さ０．１ｍｍの銅製のアンテナ３４が埋め込まれている。このアンテナ３４の板厚方向は、円筒状の側壁部材３０の軸方向に平行になっている。アンテナ３４の板幅は４０ｍｍあり、側壁部材３０の外周面に露出している給電部３６以外は、アルミナ製の側壁部材３０の肉厚部分に完全に埋め込まれている。したがって、アンテナ３４はプラズマ発生室３１の内部空間３８には露出していない。
【００２２】
給電部３６は、高周波電源４０から高周波電力を供給する給電ケーブルを接続するために、銅ブロックで補強されて、アンテナ３４に電気的に接続されている。側壁部材３０の上部には、温度制御可能な上蓋４２が配置され、この上蓋４２の下面にはカーボンプレート４４が取り付けられている。このカーボンプレート４４はプラズマ発生室３１の内部空間３８に面している。上蓋４２の内部には通路４８が形成されていて、温度制御された液体４６が通路４８の内部を流れるようになっている。
【００２３】
拡散チャンバー３２の内部には、冷却媒体で冷却可能な基板ホルダー５０が設置されている。基板５２は基板ホルダー５０上に静電チャックで固定される。この基板ホルダー５０はバイアス用高周波電源５４によってバイアス電圧を印加できる構造になっている。基板ホルダー５０の側面は絶縁体５６で覆われていて、これにより、基板５２上にプラズマを集中させるようになっている。
【００２４】
このプラズマ発生装置においては、プラズマ発生室３１は側壁部材３０と上蓋４２とで構成され、このプラズマ発生室３１と拡散チャンバー３２とで真空容器が構成されている。
【００２５】
図２は、図１の２−２線断面図である。この断面図は、アンテナ３４を埋め込んだ高さにおいて、アルミナ製の側壁部材３０を、この側壁部材３０の軸方向に垂直な平面で切断したものである。中空円筒状の側壁部材３０の肉厚部分にはアンテナ３４が埋め込まれており、このアンテナ３４は、周方向の一箇所で分断された中空の円板の形状をしている。したがって、このアンテナ３４は周方向に閉じていない。そして、周方向に分断された箇所に２個の給電部３６が接続されている。この給電部３６以外では、アンテナ３４は完全に側壁部材３０の肉厚部分に埋め込まれている。
【００２６】
次に、このプラズマ処理装置で基板をエッチングする方法を説明する。図１において、あらかじめプラズマ発生室３１と拡散チャンバ３２を排気装置５８で真空に排気しておき、図示していないガス導入機構より、例えばＣ4Ｆ8ガスを５０ｓｃｃｍ程度の流量で導入する。同時に、上蓋４２の通路４８内に、２００℃に温度制御した液体４６を流して、上蓋４２に取り付けたカーボンプレート４４を２００℃に加熱する。このようにカーボンプレート４４を加熱することにより、Ｃ4Ｆ8の重合膜がカーボンプレート４４に付着しなくなる。もしカーボンプレート４４に膜が付着すると、この膜がはがれてパーティクルが増加することになるが、カーボンプレート４４の加熱により、このような不都合を防いでいる。次に、排気導管に設けたオリフィス６０を制御して、拡散チャンバー３２内の圧力を３ｍＴｏｒｒに保つ。この状態で、高周波電源４０から高周波電力を、図示していないマッチングボックスを介してアンテナ３４に供給する。このアンテナ３４に流れる交番電流により誘導磁界が発生し、この磁界を打ち消すように、プラズマ発生室３１の内部空間３８において、アンテナ３４を含む水平面の近傍に誘導電界が発生する。この誘導電界により、内部空間３８内の電子が加速され、プラズマが発生する。このプラズマが拡散チャンバー３２に拡散して、基板５２上のＳｉＯ2の薄膜がエッチングされる。
【００２７】
図３（Ａ）は図１の装置におけるアンテナ３４と側壁部材３０との位置関係を説明する斜視図であり、手前の部分を切り取って図示してある。アンテナ３４は帯状の薄板によって中空円板状に形成されていて、その長手方向は側壁部材３０の周方向に延びている。このアンテナ３４は中空円筒状の側壁部材３０と同心になるように配置されている。アンテナ３４の板厚方向６２は側壁部材３０の軸方向に平行である。そして、この板厚方向６２は、側壁部材３０のアンテナ３４に近接する内壁面３３の法線方向６４に垂直である。アンテナ３４の長手方向に垂直な断面形状は細長い形状をしており、この断面形状の長辺はアンテナの板幅Ｗに相当し、短辺は板厚ｔに相当する。アンテナの板厚ｔは板幅Ｗに対して非常に小さくなっている。板厚ｔは板幅Ｗの１０分の１から千分の１程度にするのが好ましい。上記断面形状の長辺の延長線６６は側壁部材３０の内壁面に対して垂直に交差している。
【００２８】
上述のようにアンテナ３４が配置されていることにより、側壁部材３０の内壁面３３とアンテナ３４との対向面積は非常に小さくなる。すなわち、この対向面積は、アンテナ３４の板厚部分の内周面３５の面積だけである。これにより、アンテナ３４とプラズマとの間は誘導結合のみとなって、容量結合がほとんどなくなり、側壁部材３０の内壁面３３がスパッタされなくなる。
【００２９】
アンテナ３４はアルミナ製の側壁部材３０の肉厚部分に埋め込まれているので、その板厚が０．１ｍｍと非常に薄くても、アンテナが変形することがなく、その形状が保持される。そして、アンテナ３４が側壁部材３０の外周面から突き出していないので、アンテナを含めた側壁部材の形状が単純な円筒形状になり、その大きさもコンパクトになる。さらには、アンテナ３４がほぼ完全に誘電体で覆われているので、アンテナ３４に高電圧が誘起されても、大気中においてアンテナ３４とアース（例えば拡散チャンバー）との間で放電することがない。
【００３０】
この実施形態では、アンテナの板厚ｔは０．１ｍｍと非常に小さいが、板幅Ｗが４０ｍｍと比較的大きいので、大電流の高周波電流をアンテナに流しても、高周波損が大きくなることはない。その理由は、高周波が表皮効果により導体の表面近傍のみを流れるからである。
【００３１】
図４（Ａ）はアンテナの製造工程の一例を示す斜視図である。まず、アルミナ製の第１誘電体６８を焼結法で成形して、所定の肉厚を有する中空円筒の形状にする。次に、この第１誘電体６８の一方の端面に、周方向の一箇所が分断された状態の中空の円板状になるように厚さ０．１ｍｍの銅メッキ７０を施す。この銅メッキ７０が施された端面上に、アルミナ製の第２誘電体７２を焼結法で一体に成形して、この第２誘電体７２も中空円筒の形状にする。これにより、銅メッキ７０からなるアンテナが埋め込まれた状態の中空円筒状の誘電体が一体に製造される。なお、第１誘電体６８の端面上への膜付け方法としては、メッキ以外の膜付け方法を用いてもよい。
【００３２】
図４（Ｂ）はアンテナの製造工程の別の例を示す斜視図である。まず、アルミナ製の第１誘電体７４と第２誘電体７６を焼結法で成形する。これらの誘電体７４、７６は同じ端面形状を有していて、どちらも、所定の肉厚を有する中空円筒の形状である。一方で、周方向の一箇所が分断された状態の中空の円板状になるように厚さ０．１ｍｍの銅製の薄板７８を作る。次に、この薄板７８を２個の誘電体７４、７６の端面の間に挟んでから、これらを炉内で加熱して、銅製の薄板７８をロウ材として用いることにより２個の誘電体７４、７６をロウ付け接合する。これにより、銅製の薄板７８からなるアンテナが埋め込まれた状態の誘電体が一体に製造される。
【００３３】
図５は、本発明のプラズマ処理装置の第２の実施形態の正面断面図である。この実施形態では拡散チャンバーが無く、側壁部材８０の内部に基板ホルダー５０が直接配置されている。側壁部材８０は中空円筒形状のアルミナ焼結体で構成されている。この側壁部材８０の肉厚部分にアンテナ８２が埋め込まれている。アンテナ８２の形状と配置は、図１の実施形態の場合と同じである。このアンテナ８２の給電部８４に高周波電源４０が接続される。ところで、アンテナ８２に高周波電源４０から高周波電力を供給すると、アンテナ８２の温度が上昇して、側壁部材８０の内壁面の温度も上昇する。内壁面の温度が変化すると、内壁面に付着するラジカル量が変化し、反応容器内のラジカル組成が変化する。すると、エッチング特性に再現性がなくなる。そこで、このようなラジカル組成の不安定性をなくすために、この実施形態では、側壁部材８０の外周面に冷却水通路８６設けて、エッチング開始の直前から、側壁部材８０の内壁面の温度を２００℃に保つようにしている。この実施形態では、側壁部材８０の上には、表面をアルマイト処理したアルミニウム製の上板８８を配置している。アルミニウムを用いると、ステンレス製の上板で生じるような鉄粒子による重金属汚染がない。また、アルマイト処理は、アルミニウムの腐蝕防止とアルミニウムのスパッタの抑制に役立っている。
【００３４】
図６は、本発明のプラズマ処理装置の第３の実施形態の正面断面図である。この実施形態では、プラズマ発生室９０の側面９１と底面９２はアルミニウムで構成されており、プラズマ発生室９０の上板９４はアルミナの焼結体で構成されている。このアルミナ製の上板９４の肉厚部分にはアンテナ９６が埋め込まれている。このアンテナ９６は、厚さ０．２ｍｍの銅製の円筒板であり、その周方向の一箇所が分断されている。アンテナ９６には給電部９８が接続されており、この給電部９８に高周波電源４０から高周波電力が供給される。プラズマ発生室９０の内部には、上板９４と対向するように基板ホルダー５０が設置され、その上に基板５２が載っている。
【００３５】
図３（Ｂ）は図６の装置におけるアンテナ９６と上板９４との位置関係を説明する説明図である。アンテナ９６は帯状の薄板によって中空円筒状に形成されていて、アンテナ９６の長手方向は、円筒状のプラズマ発生室の周方向に延びている。中空円筒状のアンテナ９６の中心線は、円筒状のプラズマ発生室の中心線と一致している。アンテナ９６の板厚方向１００は、アルミナ製の上板９４の下面９５（プラズマ発生室の内壁面の一部を構成している。）の法線方向１０２に対して垂直である。アンテナ９６の長手方向に垂直な断面形状は細長い形状をしており、この断面形状の長辺はアンテナの板幅Ｗに相当し、短辺は板厚ｔに相当する。上記断面形状の長辺の延長線１０４は上板９４の下面９５に対して垂直に交差している。
【００３６】
このようにアンテナ９６が配置されていることにより、図３（Ａ）の場合と同様に、アルミナ製の上板９４の下面９５とアンテナ９６との対向面積は非常に小さくなリ、上板９４の下面９５がスパッタされることがない。
【００３７】
上述の実施形態の説明では、アンテナの形状は、周方向の一箇所が分断された中空円板状あるいは円筒状であり、いわゆる１ターンコイルの形態となっている。しかし、アンテナの形態はこれに限定されない。図７はアンテナの形態の変更例の斜視図であり、手前を切り取って図示してある。図７（Ａ）は図３（Ａ）で示した形状のアンテナ３４ａを、円筒状のプラズマ発生室の軸方向に３重に並べて配置したものである。この例では、同一形状のアンテナ３４ａを軸方向に３個並べている。また、図７（Ｂ）は図３（Ｂ）で示した形状のアンテナ３４ｂを、同一平面内で２重に配置したものである。すなわち、直径の異なるアンテナ３４ｂを同一平面内で互いに同心となるように配置したものである。これらの配置例のように、本発明におけるアンテナは、閉じていない環状のアンテナを２重や３重に配置してもよい。さらには、複数ターンのコイル状に形成しても構わない。要は、アンテナの長手方向のどの部分においても、アンテナの板厚方向が、プラズマ発生室のアンテナに近接する内壁面における法線方向に垂直になっていればよい。
【００３８】
上述の実施形態の説明では、ＳiＯ2膜をエッチングする処理例について述べたが、本発明のプラズマ処理装置は、ポリシリコン膜やアルミニウム膜のエッチングに用いてもよく、また、エッチング以外の、プラズマＣＶＤなどの成膜処理に応用してもよい。
【００３９】
【発明の効果】
この発明のようにアンテナを配置すると、誘電体の内壁面とアンテナとの対向面積が非常に小さくなり、アンテナとプラズマとの間は誘導結合のみとなって、容量結合がほとんどなくなり、誘電体の内壁面がスパッタされることがない。したがって、誘電体の内壁面のスパッタ現象に起因する悪影響を抑制できる。しかも、アンテナを誘電体に埋め込んでいるので、非常に薄いアンテナを使っても、アンテナの形状保持性に優れ、アンテナの取り扱いに神経を使うこともない。また、アンテナが誘電体の内部に埋め込まれているので、アンテナを含めたプラズマ発生室の形状が単純になり、その大きさもコンパクトになる。さらに、アンテナに高電圧が印加されても、大気中においてアンテナとアース部分との間で放電することもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のプラズマ処理装置の一実施形態の正面断面図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】アンテナと誘電体との位置関係を説明する斜視図である。
【図４】アンテナの製造工程を示す斜視図である。
【図５】この発明のプラズマ処理装置の第２の実施形態の正面断面図である。
【図６】この発明のプラズマ処理装置の第３の実施形態の正面断面図である。
【図７】アンテナの形態の変更例の斜視図である。
【図８】誘導結合プラズマを用いた従来のプラズマ処理装置の斜視図である。
【図９】偏平なアンテナを用いた従来のプラズマ処理装置の斜視図である。
【符号の説明】
３０  側壁部材
３１  プラズマ発生室
３２  拡散チャンバー
３３  内壁面
３４  アンテナ
３８  内部空間
４０  高周波電源
４２  上蓋
５０  基板ホルダー
５２  基板
５４  バイアス用高周波電源
【図１】
0003720901.tif 000002
【図２】
0003720901.tif 000003
【図３】
0003720901.tif 000004
【図４】
0003720901.tif 000005
【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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