(57)【要約】【課題】整合可能範囲が広い整合回路、プラズマ処理方法及び装置を提供する。【解決手段】真空容器１内に、ガス供給装置２から所定のガスを導入しつつ、排気装置としてのターボ分子ポンプ３により排気を行い、真空容器１内を所定の圧力に保ちながら、アンテナ用高周波電源４により周波数ｆ＝１００ＭＨｚの高周波電力を真空容器１内に突出して設けられたアンテナ５に供給することにより、真空容器１内にプラズマを発生させ、基板電極６上に載置された基板７に対してプラズマ処理を行うに際し、整合回路内の銅板をインダクタンスとして作用させることにより、整合範囲が広いプラズマ処理方法を実現できた。【選択図】図１
2006179499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１可変リアクタンス素子及び第２可変リアクタンス素子を含む整合回路であって、第１可変リアクタンス素子の一端が整合回路の入力端子に接続され、かつ、第１可変リアクタンス素子の他端が整合回路の筐体に接続され、第２可変リアクタンス素子の一端が整合回路の入力端子に接続され、かつ、第２可変リアクタンス素子の他端が整合回路の出力端子に接続され、光速をｃ（ｍ／ｓ）としたとき、第１可変リアクタンス素子の一端と整合回路の入力端子間を接続するための銅板の長さＤ（ｍ）が
０．０２×ｃ／ｆ  ＜  Ｄ  ＜  ０．２×ｃ／ｆ
を満たすことを特徴とする整合回路。
【請求項２】
第１可変リアクタンス素子の一端と整合回路の入力端子間を接続するための銅板の長さＤ（ｍ）が
０．０３×ｃ／ｆ  ＜  Ｄ  ＜  ０．１×ｃ／ｆ
を満たすことを特徴とする請求項１記載の整合回路。
【請求項３】
第１可変リアクタンス素子が、可変コンデンサであることを特徴とする請求項１または２記載の整合回路。
【請求項４】
第２可変リアクタンス素子が、可変コンデンサであることを特徴とする請求項１または２記載の整合回路。
【請求項５】
真空容器内にガスを供給しつつ真空容器内を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、真空容器内の基板電極に載置された基板に対向して設けられたアンテナに、周波数ｆ（Ｈｚ）の高周波電力を、同軸線路と、第１可変リアクタンス素子及び第２可変リアクタンス素子を含む整合回路を介して印加することにより、真空容器内にプラズマを発生させ、基板を処理するプラズマ処理方法であって、第１可変リアクタンス素子の一端が整合回路の入力端子に接続され、かつ、第１可変リアクタンス素子の他端が整合回路の筐体に接続され、第２可変リアクタンス素子の一端が整合回路の入力端子に接続され、かつ、第２可変リアクタンス素子の他端が整合回路の出力端子を介してアンテナに接続され、光速をｃ（ｍ／ｓ）としたとき、第１可変リアクタンス素子の一端と整合回路の入力端子間を接続するための銅板の長さＤ（ｍ）が
０．０２×ｃ／ｆ  ＜  Ｄ  ＜  ０．２×ｃ／ｆ
を満たす状態で基板を処理することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項６】
第１可変リアクタンス素子の一端と整合回路の入力端子間を接続するための銅板の長さＤ（ｍ）が
０．０３×ｃ／ｆ  ＜  Ｄ  ＜  ０．１×ｃ／ｆ
を満たす状態で基板を処理することを特徴とする請求項５記載のプラズマ処理方法。
【請求項７】
周波数ｆが、５０ＭＨｚ乃至２００ＭＨｚであることを特徴とする請求項５または６記載のプラズマ処理方法。
【請求項８】
第１可変リアクタンス素子が、可変コンデンサであることを特徴とする請求項５または６記載のプラズマ処理方法。
【請求項９】
第２可変リアクタンス素子が、可変コンデンサであることを特徴とする請求項５または６記載のプラズマ処理方法。
【請求項１０】
処理の途中で、ガス種、ガス流量、圧力、高周波電力のいずれかを変化させることを特徴とする請求項５または６記載のプラズマ処理方法。
【請求項１１】
真空容器と、真空容器内にガスを供給するためのガス供給装置と、真空容器内を排気するための排気装置と、真空容器内に基板を載置するための基板電極と、基板電極に対向して設けられたアンテナと、アンテナに周波数ｆ（Ｈｚ）の高周波電力を供給することのできる高周波電源と、第１可変リアクタンス素子及び第２可変リアクタンス素子を含む整合回路と、高周波電源と整合回路を接続するための同軸線路とを備えたプラズマ処理装置であって、
第１可変リアクタンス素子の一端が整合回路の入力端子に接続され、かつ、第１可変リアクタンス素子の他端が整合回路の筐体に接続され、第２可変リアクタンス素子の一端が整合回路の入力端子に接続され、かつ、第２可変リアクタンス素子の他端が整合回路の出力端子を介してアンテナに接続され、光速をｃ（ｍ／ｓ）としたとき、第１可変リアクタンス素子の一端と整合回路の入力端子間を接続するための銅板の長さＤ（ｍ）が
０．０２×ｃ／ｆ  ＜  Ｄ  ＜  ０．２×ｃ／ｆ
を満たすことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１２】
第１可変リアクタンス素子の一端と整合回路の入力端子間を接続するための銅板の長さＤ（ｍ）が
０．０３×ｃ／ｆ  ＜  Ｄ  ＜  ０．１×ｃ／ｆ
を満たすことを特徴とする、請求項１１記載のプラズマ処理装置。
【請求項１３】
周波数ｆが、５０ＭＨｚ乃至２００ＭＨｚであることを特徴とする請求項１１または１２記載のプラズマ処理装置。
【請求項１４】
第１可変リアクタンス素子が、可変コンデンサであることを特徴とする請求項１１または１２記載のプラズマ処理装置。
【請求項１５】
第２可変リアクタンス素子が、可変コンデンサであることを特徴とする請求項１１または１２記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体、液晶等の電子デバイスやマイクロマシンの製造に利用されるプラズマ処理方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体、液晶等の電子デバイスやマイクロマシンの製造において、近年プラズマ処理による薄膜加工技術の重要性はますます高まっている。
【０００３】
以下、従来のプラズマ処理方法の一例として、パッチアンテナ方式プラズマ源を用いたプラズマ処理について、図１、図２、及び図８乃至図１１を参照して説明する。図１において、真空容器１内に、ガス供給装置２から所定のガスを導入しつつ、排気装置としてのターボ分子ポンプ３により排気を行い、真空容器１内を所定の圧力に保ちながら、アンテナ用高周波電源４により周波数ｆ＝１００ＭＨｚの高周波電力を真空容器１内に突出して設けられたアンテナ５に供給することにより、真空容器１内にプラズマが発生し、基板電極６上に載置された基板７に対してプラズマ処理を行うことができる。
【０００４】
また、基板電極６に高周波電力を供給するための基板電極用高周波電源８が設けられており、基板７に到達するイオンエネルギーを制御することができるようになっている。アンテナ５へ供給される高周波電圧は、給電棒９により、アンテナ５の中心付近へ給電される。また、アンテナ５の中心とも周辺とも異なる複数の部位と真空容器１の基板７に対向する面１’とが、ショートピン１０により短絡されている。アンテナ５と真空容器１との間に誘電板１１が挟まれ、給電棒９及びショートピン１０は、誘電板１１に設けられた貫通穴を介してそれぞれアンテナ５とアンテナ用高周波電源４、アンテナ５と真空容器１’とを接続している。また、アンテナ５の表面は、カバー１２により覆われている。
【０００５】
また、誘電板１１と誘電板１１の周辺部に設けられた誘電体リング１３との間の溝状の空間と、アンテナ５とアンテナ５の周辺部に設けられた導体リング１４との間の溝状の空間からなるプラズマトラップ１５が設けられている。
【０００６】
ターボ分子ポンプ３及び排気口１６は、基板電極６の直下に配置されており、また、真空容器１を所定の圧力に制御するための調圧弁１７は、基板電極６の直下で、かつ、ターボ分子ポンプ３の直上に位置する昇降弁である。また、インナチャンバ１８によって真空容器１の内壁面が覆われており、プラズマ処理によって真空容器１が汚れるのを防止している。所定数の基板７を処理した後、汚れたインナチャンバ１８をローテーションパーツと交換することで、速やかにメンテナンス作業を実施することができるよう、考慮されている。基板電極６は、４本の支柱１９により、真空容器１に固定されている。
【０００７】
アンテナ５の平面図を図２に示す。図２において、ショートピン１０は３ヶ所に設けられており、それぞれのショートピン１０がアンテナ５の中心に対して等配置されている。
【０００８】
整合回路２０は、アンテナ５のインピーダンスを同軸管２１の特性インピーダンスに整合させるためのものである。整合回路２０の回路図を図８に、また、見取図を図９に示す。図８及び図９において、第１可変リアクタンス素子としての第１可変コンデンサ２２の一端が整合回路の入力端子２３に接続され、かつ、第１可変コンデンサ２２の他端が整合回路の筐体２４に接続され、第２可変リアクタンス素子としての第２可変コンデンサ２５の一端が整合回路の入力端子２３に接続され、かつ、第２可変コンデンサ２５の他端が整合回路の出力端子２６に接続されている。
【０００９】
ただし、整合回路の入力端子２３と第１可変コンデンサ２２の一端、または、整合回路の入力端子２３と第２可変コンデンサ２５の一端を接続するための銅板２８、２９はインダクタンスとして作用する。従来例では、銅板２８は３０ｍｍ、銅板２９は５０ｍｍとし、銅板２８のインダクタンスはＬ１＝０．００４μＨ（１００ＭＨｚにおけるインピーダンスは２πｆＬ１＝２．５Ω）、銅板２９のインダクタンスはＬｃ＝０．００２μＨ（１００ＭＨｚにおけるインピーダンスは２πｆＬｃ＝４．２Ω）である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来例で述べたプラズマ処理においては、整合回路の整合可能範囲が狭く、ガス種、ガス流量、圧力、高周波電力などの放電条件を考えたとき、限られた放電条件においてしか、整合が確保できないという問題があった。
【００１１】
また、処理の途中でガス種、ガス流量、圧力、高周波電力のいずれかを変化させた場合、変化前後のアンテナインピーダンスの変化が大きいと、変化後に整合状態に達するまで５乃至１０秒程度を要する場合があり、また、アンテナインピーダンスの変化が大きすぎるときには、変化後に整合状態を確保できない、という問題があった。
【００１２】
図１０及び図１１は、従来例において、整合回路の整合可能範囲を測定した結果である。図１０の測定において、第２可変コンデンサの容量は、最大容量の５０％、また、図１１の測定において、第１可変コンデンサの容量は、最大容量の５０％とした。図１０より、第１可変コンデンサの容量を変化させたときの負荷の抵抗分の変化しうる範囲は、わずかに約３Ωであることがわかる。
【００１３】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、整合可能範囲が広い整合回路、プラズマ処理方法及び装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願の第１発明の整合回路は、第１可変リアクタンス素子及び第２可変リアクタンス素子を含む整合回路であって、第１可変リアクタンス素子の一端が整合回路の入力端子に接続され、かつ、第１可変リアクタンス素子の他端が整合回路の筐体に接続され、第２可変リアクタンス素子の一端が整合回路の入力端子に接続され、かつ、第２可変リアクタンス素子の他端が整合回路の出力端子に接続され、光速をｃ（ｍ／ｓ）としたとき、第１可変リアクタンス素子の一端と整合回路の入力端子間を接続するための銅板の長さＤ（ｍ）が    ０．０２×ｃ／ｆ  ＜  Ｄ  ＜  ０．２×ｃ／ｆを満たすことを特徴とするものである。
【００１５】
本願の第１発明の整合回路において、好適には、第１可変リアクタンス素子の一端と整合回路の入力端子間を接続するための銅板の長さＤ（ｍ）が    ０．０３×ｃ／ｆ  ＜  Ｄ  ＜  ０．１×ｃ／ｆを満たすことが好ましい。
【００１６】
また、本願の第１発明の整合回路において、第１可変リアクタンス素子が可変コンデンサであると好適である。更に、第２可変リアクタンス素子が可変コンデンサであっても良い。
【００１７】
本願の第２発明のプラズマ処理方法は、真空容器内にガスを供給しつつ真空容器内を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、真空容器内の基板電極に載置された基板に対向して設けられたアンテナに、周波数ｆ（Ｈｚ）の高周波電力を、同軸線路と、第１可変リアクタンス素子及び第２可変リアクタンス素子を含む整合回路を介して印加することにより、真空容器内にプラズマを発生させ、基板を処理するプラズマ処理方法であって、第１可変リアクタンス素子の一端が整合回路の入力端子に接続され、かつ、第１可変リアクタンス素子の他端が整合回路の筐体に接続され、第２可変リアクタンス素子の一端が整合回路の入力端子に接続され、かつ、第２可変リアクタンス素子の他端が整合回路の出力端子を介してアンテナに接続され、光速をｃ（ｍ／ｓ）としたとき、第１可変リアクタンス素子の一端と整合回路の入力端子間を接続するための銅板の長さＤ（ｍ）が０．０２×ｃ／ｆ  ＜  Ｄ  ＜  ０．２×ｃ／ｆを満たす状態で基板を処理することを特徴とするものである。
【００１８】
本願の第２発明のプラズマ処理方法において、好適には、第１可変リアクタンス素子の一端と整合回路の入力端子間を接続するための銅板の長さＤ（ｍ）が０．０３×ｃ／ｆ  ＜  Ｄ  ＜  ０．１×ｃ／ｆを満たす状態で基板を処理することが好ましい。
【００１９】
また、本願の第２発明のプラズマ処理方法において、周波数ｆが５０ＭＨｚ乃至２００ＭＨｚであると好適である。
【００２０】
また、第１可変リアクタンス素子が、可変コンデンサであっても良い。また、第２可変リアクタンス素子が、可変コンデンサであると好適である。更に、処理の途中で、ガス種、ガス流量、圧力、高周波電力のいずれかを変化させても良い。
【００２１】
本願の第３発明のプラズマ処理装置は、真空容器と、真空容器内にガスを供給するためのガス供給装置と、真空容器内を排気するための排気装置と、真空容器内に基板を載置するための基板電極と、基板電極に対向して設けられたアンテナと、アンテナに周波数ｆ（Ｈｚ）の高周波電力を供給することのできる高周波電源と、第１可変リアクタンス素子及び第２可変リアクタンス素子を含む整合回路と、高周波電源と整合回路を接続するための同軸線路とを備えたプラズマ処理装置であって、第１可変リアクタンス素子の一端が整合回路の入力端子に接続され、かつ、第１可変リアクタンス素子の他端が整合回路の筐体に接続され、第２可変リアクタンス素子の一端が整合回路の入力端子に接続され、かつ、第２可変リアクタンス素子の他端が整合回路の出力端子を介してアンテナに接続され、光速をｃ（ｍ／ｓ）としたとき、第１可変リアクタンス素子の一端と整合回路の入力端子間を接続するための銅板の長さＤ（ｍ）が０．０２×ｃ／ｆ  ＜  Ｄ  ＜  ０．２×ｃ／ｆ
を満たすことを特徴とするものである。
【００２２】
本願の第３発明のプラズマ処理装置において、好適には、第１可変リアクタンス素子の一端と整合回路の入力端子間を接続するための銅板の長さＤ（ｍ）が０．０３×ｃ／ｆ  ＜  Ｄ  ＜  ０．１×ｃ／ｆを満たすことが好ましい。
【００２３】
また、周波数ｆが、５０ＭＨｚ乃至２００ＭＨｚであると好適である。また、第１可変リアクタンス素子が、可変コンデンサであっても良い。更に、第２可変リアクタンス素子が、可変コンデンサであると好適である。
【発明の効果】
【００２４】
以上の説明から明らかなように、本願の第１発明の整合回路によれば、第１可変リアクタンス素子及び第２可変リアクタンス素子を含む整合回路であって、第１可変リアクタンス素子の一端が整合回路の入力端子に接続され、かつ、第１可変リアクタンス素子の他端が整合回路の筐体に接続され、第２可変リアクタンス素子の一端が整合回路の入力端子に接続され、かつ、第２可変リアクタンス素子の他端が整合回路の出力端子に接続され、光速をｃ（ｍ／ｓ）としたとき、第１可変リアクタンス素子の一端と整合回路の入力端子間を接続するための銅板の長さＤ（ｍ）が
０．０２×ｃ／ｆ  ＜  Ｄ  ＜  ０．２×ｃ／ｆ
を満たすため、整合可能範囲が広い整合回路を実現できる。
【００２５】
また、本願の第２発明のプラズマ処理方法によれば、真空容器内にガスを供給しつつ真空容器内を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、真空容器内の基板電極に載置された基板に対向して設けられたアンテナに、周波数ｆ（Ｈｚ）の高周波電力を、同軸線路と、第１可変リアクタンス素子及び第２可変リアクタンス素子を含む整合回路を介して印加することにより、真空容器内にプラズマを発生させ、基板を処理するプラズマ処理方法であって、第１可変リアクタンス素子の一端が整合回路の入力端子に接続され、かつ、第１可変リアクタンス素子の他端が整合回路の筐体に接続され、第２可変リアクタンス素子の一端が整合回路の入力端子に接続され、かつ、第２可変リアクタンス素子の他端が整合回路の出力端子を介してアンテナに接続され、光速をｃ（ｍ／ｓ）としたとき、第１可変リアクタンス素子の一端と整合回路の入力端子間を接続するための銅板の長さＤ（ｍ）が
０．０２×ｃ／ｆ  ＜  Ｄ  ＜  ０．２×ｃ／ｆ
を満たす状態で基板を処理するため、広い整合範囲に対応できるプラズマ処理方法を実現することができる。
【００２６】
更に、本願の第３発明のプラズマ処理装置によれば、真空容器と、真空容器内にガスを供給するためのガス供給装置と、真空容器内を排気するための排気装置と、真空容器内に基板を載置するための基板電極と、基板電極に対向して設けられたアンテナと、アンテナに周波数ｆ（Ｈｚ）の高周波電力を供給することのできる高周波電源と、第１可変リアクタンス素子及び第２可変リアクタンス素子を含む整合回路と、高周波電源と整合回路を接続するための同軸線路とを備えたプラズマ処理装置であって、第１可変リアクタンス素子の一端が整合回路の入力端子に接続され、かつ、第１可変リアクタンス素子の他端が整合回路の筐体に接続され、第２可変リアクタンス素子の一端が整合回路の入力端子に接続され、かつ、第２可変リアクタンス素子の他端が整合回路の出力端子を介してアンテナに接続され、光速をｃ（ｍ／ｓ）としたとき、第１可変リアクタンス素子の一端と整合回路の入力端子間を接続するための銅板の長さＤ（ｍ）が
０．０２×ｃ／ｆ  ＜  Ｄ  ＜  ０．２×ｃ／ｆ
を満たすため、広い整合範囲に対応できるプラズマ処理装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について、図１乃至図７を参照して説明する。
【００２８】
図１に、本発明の実施形態において用いたプラズマ処理装置の断面図を示す。図１に示すプラズマ処理装置の基本動作は従来例で既に述べたので、ここでは説明を省略する。また、アンテナの平面図を図２に示すが、これについても従来例で既に説明したので、ここでは説明を省略する。
【００２９】
整合回路２０は、アンテナ５のインピーダンスを同軸管２１の特性インピーダンスに整合させるためのものである。整合回路２０の回路図を図３に、また、見取図を図４に示す。図３及び図４において、第１可変リアクタンス素子としての第１可変コンデンサ２２の一端が整合回路の入力端子２３に接続され、かつ、第１可変コンデンサ２２の他端が整合回路の筐体２４に接続され、第２可変リアクタンス素子としての第２可変コンデンサ２５の一端が整合回路の入力端子２３に接続され、かつ、第２可変コンデンサ２５の他端が整合回路の出力端子２６に接続されている。
【００３０】
ただし、整合回路の入力端子２３と第１可変コンデンサ２２の一端、または、整合回路の入力端子２３と第２可変コンデンサ２５の一端を接続するための銅板２７、２８、２９はインダクタンスとして作用するよう、適切な長さとなっており、各銅板は分岐点３０において分岐している。本実施形態では、銅板２７は１５０ｍｍ、銅板２８は２１０ｍｍ、銅板２９は１５０ｍｍとし、銅板２７のインダクタンスはＬａ＝０．０２μＨ（１００ＭＨｚにおけるインピーダンスは２πｆＬａ＝１３Ω）、銅板２８のインダクタンスはＬｂ＝０．０７μＨ（１００ＭＨｚにおけるインピーダンスは２πｆＬｂ＝１８Ω）、銅板２９のインダクタンスはＬｃ＝０．０２μＨ（１００ＭＨｚにおけるインピーダンスは２πｆＬｃ＝１３Ω）である。整合回路の入力端子２３と第１可変コンデンサ２２の一端までの銅板の長さ（銅板２７と銅板２８の合計）は１５０＋２１０＝３６０ｍｍ、インダクタンスＬ１（銅板２７と銅板２８の合計）は、Ｌ１＝Ｌａ＋Ｌｂ＝１３＋１８＝３１Ωである。
【００３１】
図５及び図６は、本発明の実施形態において、整合回路の整合可能範囲を測定した結果である。図５の測定において、第２可変コンデンサの容量は、最大容量の５０％、また、図６の測定において、第１可変コンデンサの容量は、最大容量の５０％とした。図５及び図６から、本発明の実施形態においては、従来例と比較して極めて広範囲に渡って整合状態を確保できることがわかる。とくに、第１可変コンデンサの容量を変化させたときの整合可能範囲が、従来例と比較して飛躍的に改善されている。現在のところ、その理由は明らかではないが、整合回路の入力端子２３と第１可変コンデンサ２２の一端までのインダクタンスが増加したためであると考えられる。
【００３２】
そこで、整合回路の入力端子２３と第１可変コンデンサ２２の一端までの銅板の長さを変化させ、第２可変コンデンサの容量を最大容量の５０％としたときの、整合回路の整合可能範囲（負荷の抵抗分）を測定した。結果を図７に示す。図７より、銅板の長さが６０ｍｍ乃至６００ｍｍのとき、負荷の抵抗分の変化しうる範囲が６Ω以上となり、広い整合範囲が得られることがわかる。銅板のインダクタンスを測定したところ、銅板の長さが６０ｍｍのとき０．０１２μＨ（＝８Ω）、銅板の長さが６００ｍｍのとき０．１３μＨ（＝８０Ω）であった。また、図７より、銅板の長さが９０ｍｍ乃至３００ｍｍのとき、負荷の抵抗分の変化しうる範囲が８Ω以上となり、より広い整合範囲が得られることがわかる。銅板のインダクタンスを測定したところ、銅板の長さが９０ｍｍのとき０．０１９μＨ（＝１２Ω）、銅板の長さが３００ｍｍのとき０．０６４μＨ（＝４０Ω）であった。したがって、第１可変コンデンサの一端と整合回路の入力端子間のインダクタンスＬ１（Ｈ）が
８Ω  ＜  ２πｆＬ１  ＜  ８０Ω
を満たす状態で基板を処理することにより、整合回路の整合可能範囲が広くなり、ガス種、ガス流量、圧力、高周波電力などの放電条件を考えたとき、広い放電条件において整合が確保できるようになる。また、第１可変コンデンサの一端と整合回路の入力端子間のインダクタンスＬ１（Ｈ）が
１２Ω  ＜  ２πｆＬ１  ＜  ４０Ω
を満たす状態で基板を処理することにより、整合回路の整合可能範囲がさらに広くなり、ガス種、ガス流量、圧力、高周波電力などの放電条件を考えたとき、広い放電条件において整合が確保できるようになる。また、処理の途中でガス種、ガス流量、圧力、高周波電力のいずれかを変化させた場合、変化前後のアンテナインピーダンスの変化が大きくても、第１可変コンデンサの容量をわずかに変化させるだけで大きなインピーダンス変化が得られるので、変化後に整合状態に達するまで１乃至３秒程度しかかからないことが確認できた。
【００３３】
本発明の実施形態においては、１００ＭＨｚの高周波電力を用いたが、１００ＭＨｚの電磁波の波長は、光速をｃ（ｍ／ｓ）としたとき、ｃ／ｆ＝３ｍであるから、広い整合範囲を得るためには、第１可変コンデンサの一端と整合回路の入力端子間を接続するための銅板の長さＤが
０．０２×ｃ／ｆ（＝６０ｍｍ）  ＜  Ｄ  ＜  ０．２×ｃ／ｆ（＝６００ｍｍ）
を満たせばよく、また、より広い整合範囲を得るためには
０．０３×ｃ／ｆ（＝９０ｍｍ）  ＜  Ｄ  ＜  ０．１×ｃ／ｆ（＝３００ｍｍ）
を満たせばよい。
【００３４】
以上述べた本発明の実施形態においては、本発明の適用範囲のうち、真空容器の形状、アンテナの形状及び配置等に関して様々なバリエーションのうちの一部を例示したに過ぎない。本発明の適用にあたり、ここで例示した以外にも様々なバリエーションが考えられることは、いうまでもない。
【００３５】
また、アンテナに印加する高周波電力の周波数ｆが、１００ＭＨｚである場合について説明したが、整合回路内の銅板がインダクタンスとして効いてくるのは、周波数ｆが概ね５０ＭＨｚ以上の場合であり、また、２つの可変リアクタンス素子を用いて整合させることのできる周波数ｆは概ね２００ＭＨｚ以下であるから、本発明は、周波数ｆが、５０ＭＨｚ乃至２００ＭＨｚである場合にとくに有効である。
【００３６】
また、第１可変リアクタンス素子が可変コンデンサである場合について説明したが、第１可変リアクタンス素子が、他の可変素子、例えば、可変インダクタであってもよい。
【００３７】
また、第２可変リアクタンス素子が可変コンデンサである場合について説明したが、第２可変リアクタンス素子が、他の可変素子、例えば、可変インダクタであってもよい。
【００３８】
また、アンテナと真空容器の間に誘電板が挟まれており、アンテナ及び誘電板が真空容器内に突出した構造をなし、誘電板の中心付近に設けられた貫通穴を介してアンテナに高周波電圧を給電し、誘電板の中心とも周辺とも異なる一部位に設けられ、かつ、アンテナの中心に対してほぼ等配置されている貫通穴を介して、アンテナと真空容器とをショートピンによって短絡する場合について説明したが、このような構成とすることでプラズマの等方性をより高めることができる。基板が小さい場合などは、ショートピンを用いなくても、十分に高い面内均一性が得られることは、いうまでもない。
【００３９】
また、周波数ｆが５０ＭＨｚ乃至２００ＭＨｚであるプラズマ処理において、本発明の実施形態で用いたアンテナ以外の結合手段、例えば、誘導結合プラズマ源におけるコイルや、表面波プラズマ源における電磁波放射アンテナなどを用いる場合にも、本発明は有効である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、半導体、液晶等の電子デバイスやマイクロマシンの製造などの用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態及び従来例で用いたプラズマ処理装置の構成を示す断面図
【図２】本発明の実施形態及び従来例で用いたアンテナの平面図
【図３】本発明の実施形態で用いた整合回路の回路図
【図４】本発明の実施形態で用いた整合回路の構成図
【図５】本発明の実施形態における、整合回路の整合可能範囲を測定した結果を示す図
【図６】本発明の実施形態における、整合回路の整合可能範囲を測定した結果を示す図
【図７】本発明の実施形態において、銅板の長さを変化させて整合回路の整合可能範囲を測定した結果を示す図
【図８】従来例で用いた整合回路の回路図
【図９】従来例で用いた整合回路の構成図
【図１０】従来例における、整合回路の整合可能範囲を測定した結果を示す図
【図１１】従来例における、整合回路の整合可能範囲を測定した結果を示す図
【符号の説明】
【００４２】
１    真空容器
４    アンテナ用高周波電源
５    アンテナ
６    基板電極
７    基板
８    基板電極用高周波電源
１１  誘電板
１５  プラズマトラップ
１６  排気口
１７  調圧弁
２０  整合回路
【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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