(57)【要約】【課題】被処理体へ到達するイオンとラジカルとの比率を適切に制御する。【解決手段】プラズマ処理装置は、処理容器と、処理容器内に設けられ、被処理体が載置される載置台と、載置台に対向する対向面を有する誘電体と、誘電体の対向面とは反対側の面に設けられ、誘電体を介してプラズマ励起用の誘導電界を処理容器内に導入する平面状のアンテナと、処理容器の外周に沿って配置され、誘導電界に基づくプラズマ中のイオンを誘電体の対向面に沿って移動させる磁場を処理容器内に形成する電磁石群とを有する。【選択図】図１
2018098094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、被処理体が載置される載置台と、
前記載置台に対向する対向面を有する誘電体と、
前記誘電体の前記対向面とは反対側の面に設けられ、前記誘電体を介してプラズマ励起用の誘導電界を前記処理容器内に導入する平面状のアンテナと、
前記処理容器の外周に沿って配置され、前記誘導電界に基づくプラズマ中のイオンを前記誘電体の前記対向面に沿って移動させる磁場を前記処理容器内に形成する電磁石群と
を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記電磁石群は、前記磁場として、前記処理容器内の中央空間及び該中央空間を囲む外周空間を横断する磁場を形成することを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記電磁石群は、前記磁場として、前記処理容器内の中央空間及び該中央空間を囲む外周空間のうち、前記処理容器内の前記外周空間のみに存在する磁場を形成することを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記電磁石群の各電磁石の磁極を制御することにより、前記電磁石群によって形成される前記磁場を、前記処理容器内の中央空間及び該中央空間を囲む外周空間を横断する第１の磁場、又は、前記処理容器内の前記外周空間のみに存在する第２の磁場に切り替える制御部をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記プラズマ処理装置によって実行されるプラズマ処理プロセスの切り替えのタイミングに応じて、前記電磁石群によって形成される前記磁場を前記第１の磁場又は前記第２の磁場に切り替えることを特徴とする請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記制御部は、さらに、前記電磁石群の各電磁石に流れる電流の大きさを制御することにより、前記電磁石群によって形成される前記磁場の磁場強度に勾配を生成することを特徴とする請求項４又は５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記処理容器の中心軸を中心として前記電磁石群を回転自在に支持する支持部材をさらに有し、
前記制御部は、さらに、前記支持部材を制御して、前記電磁石群によって形成される前記磁場を前記処理容器の中心軸を中心として回転させることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の種々の側面及び実施形態は、プラズマ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
誘導電界によるプラズマの励起を利用したプラズマ処理装置がある。このようなプラズマ処理装置は、誘導結合型プラズマ処理装置と呼ばれる。誘導結合型プラズマ処理装置は、例えば、処理容器、載置台、誘電体及びアンテナ等を備える。載置台は、処理容器内に設けられ、被処理体が載置されるものである。誘電体は、載置台の上方に設けられる。アンテナは、誘電体上に設けられた平面状のアンテナであり、誘電体を介してプラズマ励起用の誘導電界を処理容器内に導入する。
【０００３】
誘導結合型プラズマ処理装置では、アンテナから処理容器内に導入された誘導電界によって処理容器内のガスが解離されてプラズマが生成される。プラズマには、イオン及びラジカル等の活性種が含まれている。プラズマに含まれるイオン及びラジカルが載置台に載置された被処理体に到達して被処理体の表面と反応することによって、エッチングや成膜等のプラズマ処理が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５３２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術では、被処理体へ到達するイオンとラジカルとの比率を適切に制御することまでは考慮されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
開示するプラズマ処理装置は、１つの実施態様において、処理容器と、前記処理容器内に設けられ、被処理体が載置される載置台と、前記載置台に対向する対向面を有する誘電体と、前記誘電体の前記対向面とは反対側の面に設けられ、前記誘電体を介してプラズマ励起用の誘導電界を前記処理容器内に導入する平面状のアンテナと、前記処理容器の外周に沿って配置され、前記誘導電界に基づくプラズマ中のイオンを前記誘電体の前記対向面に沿って移動させる磁場を前記処理容器内に形成する電磁石群とを有する。
【発明の効果】
【０００７】
開示するプラズマ処理装置の１つの態様によれば、被処理体へ到達するイオンとラジカルとの比率を適切に制御することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施形態にかかるプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示す高周波アンテナの構成例を示す平面図である。
【図３】図３は、本実施形態に係るプラズマ処理装置の処理容器の外周に沿って配置された電磁石群の一例を模式的に示す水平断面図である。
【図４】図４は、電磁石群によって形成される水平磁場の作用を説明するための図である。
【図５】図５は、本実施形態に係るプラズマ処理装置の処理容器の外周に沿って配置された電磁石群の他の一例を模式的に示す水平断面図である。
【図６】図６は、電磁石群によって形成されるカスプ磁場の作用を説明するための図である。
【図７】図７は、磁場強度の勾配を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本願の開示するプラズマ処理装置の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を付すこととする。
【００１０】
（プラズマ処理装置の構成例）
まず、本実施形態にかかるプラズマ処理装置１００の構成例について図面を参照しながら説明する。ここでは、平面状の高周波アンテナに高周波電力を印加して処理容器内に励起した処理ガスのプラズマによって、被処理体である半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」とも称する）Ｗに所定のプラズマ処理を施す誘導結合型プラズマ処理装置を例に挙げる。図１は、本実施形態にかかるプラズマ処理装置１００の概略構成を示す断面図である。図２は、図１に示す高周波アンテナ１４０の構成例を示す平面図である。
【００１１】
図１に示すように、プラズマ処理装置１００は、金属製（例えばアルミニウム製）の筒状（例えば円筒状）に形成された処理容器（チャンバ）１０２を備える。なお、処理容器１０２の形状は円筒状に限られるものではない。例えば角筒状（例えば箱状）であってもよい。
【００１２】
処理容器１０２の底部には、ウエハＷを載置するための載置台１１０が設けられている。載置台１１０は、アルミニウムなどで略柱状（例えば円柱状）に成形されている。なお、載置台１１０の形状についても円柱状に限られるものではない。例えば角柱状（例えば多角柱状）であってもよい。なお、図示はしないが、載置台１１０にはウエハＷをクーロン力により吸着保持する静電チャック、ヒータや冷媒流路などの温度調整機構等、必要に応じて様々な機能を設けることができる。
【００１３】
処理容器１０２の天井部には、例えば石英ガラスやセラミックなどで構成された板状の誘電体１０４が載置台１１０に対向するように設けられている。具体的には誘電体１０４は例えば円板状に形成され、処理容器１０２の天井部に形成された開口を塞ぐように気密に取り付けられている。誘電体１０４は、載置台１１０に対向する対向面１０４ａを有する。
【００１４】
処理容器１０２には、ウエハＷを処理するための処理ガスなどを供給するガス供給部１２０が設けられている。ガス供給部１２０は例えば図１に示すように構成される。すなわち、処理容器１０２の側壁部にはガス導入口１２１が形成されており、ガス導入口１２１にはガス供給配管１２３を介してガス供給源１２２が接続されている。ガス供給配管１２３の途中には処理ガスの流量を制御する流量制御器、例えばマスフローコントローラ１２４、開閉バルブ１２６が介在している。このようなガス供給部１２０によれば、ガス供給源１２２からの処理ガスは、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）１２４により所定の流量に制御されて、ガス導入口１２１から処理容器１０２内に供給される。
【００１５】
図１では説明を簡単にするため、ガス供給部１２０を一系統のガスラインで表現しているが、ガス供給部１２０は単一のガス種の処理ガスを供給する場合に限られるものではなく、複数のガス種を処理ガスとして供給するものであってもよい。この場合には、複数のガス供給源を設けて複数系統のガスラインで構成し、各ガスラインにマスフローコントローラを設けてもよい。また、図１ではガス供給部１２０を処理容器１０２の側壁部からガスを供給するように構成した場合を例に挙げているが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば処理容器１０２の天井部からガスを供給するように構成してもよい。この場合には、例えば誘電体１０４の例えば中央にガス導入口を形成し、そこからガスを供給するようにしてもよい。
【００１６】
このようなガス供給部１２０により処理容器１０２内に供給する処理ガスとしては、例えば酸化膜のエッチングでは、Ｃｌなどを含むハロゲン系ガスが用いられる。具体的にはＳｉＯ２膜などのシリコン酸化膜をエッチングする場合には、ＣＨＦ３ガスなどが処理ガスとして用いられる。また、ＨｆＯ２、ＨｆＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ＺｒＳｉＯ４などの高誘電体薄膜をエッチングする場合には、ＢＣｌ３ガスを処理ガスとしたり、ＢＣｌ３ガスとＯ２ガスとの混合ガスを処理ガスとして用いられる。
【００１７】
処理容器１０２の底部には、処理容器１０２内の雰囲気を排出する排気部１３０が排気管１３２を介して接続されている。排気部１３０は例えば真空ポンプにより構成され、処理容器１０２内を所定の圧力まで減圧し得るようになっている。処理容器１０２の側壁部にはウエハ搬出入口１３４が形成され、ウエハ搬出入口１３４にはゲートバルブ１３６が設けられている。例えばウエハＷの搬入する際には、ゲートバルブ１３６を開いて図示しない搬送アームなどの搬送機構によってウエハＷを処理容器１０２内の載置台１１０上に載置し、ゲートバルブ１３６を閉じてウエハＷの処理を行う。
【００１８】
誘電体１０４の対向面１０４ａの反対側の面１０４ｂには、平面状の高周波アンテナ１４０が配置される。高周波アンテナ１４０は、誘電体１０４を介してプラズマ励起用の誘導電界を処理容器１０２内に導入する。高周波アンテナ１４０は、例えば銅、アルミニウム、ステンレスなどの導体で構成された渦巻き状のアンテナ素子１４２を複数の挟持体１４４で挟持してなる。挟持体１４４は例えば図２に示すように棒状に形成し、３つの挟持体１４４をアンテナ素子１４２の中央付近からその外側に放射線状に配置する。
【００１９】
アンテナ素子１４２には、高周波電源１５０が接続されている。高周波電源１５０は、所定の周波数（例えば２７．１２ＭＨｚ）の高周波電力をアンテナ素子１４２に供給する。そして、高周波電力が供給されたアンテナ素子１４２により、誘電体１０４を介して処理容器１０２内にプラズマ励起用の誘導電界が導入される。そして、処理容器１０２内に導入された誘導電界により、処理容器１０２内に導入されたガスが励起されプラズマが生成され、アッシング処理、エッチング処理、成膜処理などウエハＷに対する所定のプラズマ処理が実行される。高周波電源１５０から出力される高周波電力は、２７．１２ＭＨｚに限られるものではない。例えば１３．５６ＭＨｚ、６０ＭＨｚなどであってもよい。但し、高周波電源１５０から出力される高周波電力に応じてアンテナ素子１４２の電気的長さを調整する必要がある。
【００２０】
なお、高周波アンテナ１４０は、アクチュエータ１４８によって高さ調整ができるようになっている。
【００２１】
処理容器１０２の天井部には、高周波アンテナ１４０を覆うように略筒状（例えば円筒状）のシールド部材１６０が設けられている。なお、シールド部材１６０の形状は、円筒状に限られるものではない。シールド部材１６０の形状を例えば角筒状など他の形状にしてもよいが、処理容器１０２の形状に合わせることが好ましい。ここでは、例えば処理容器１０２を略円筒状としているので、それに合わせてシールド部材１６０も略円筒状に形成している。また、処理容器１０２が略角筒状であれば、シールド部材１６０も略角筒状とするのが好ましい。なお、シールド部材１６０は、アクチュエータ１６８によって高さ調整ができるようになっている。
【００２２】
また、処理容器１０２の外周には、処理容器１０２の外周に沿って電磁石群１７１が配置されている。電磁石群１７１は、高周波アンテナ１４０から処理容器１０２内に導入される誘導電界に基づくプラズマ中のイオンを誘電体１０４の対向面１０４ａに沿って移動させる磁場を処理容器１０２内に形成する。電磁石群１７１は、後述の制御部２００の制御に従って、電磁石群１７１の磁極を設定する。
【００２３】
図３は、本実施形態に係るプラズマ処理装置１００の処理容器１０２の外周に沿って配置された電磁石群１７１の一例を模式的に示す水平断面図である。電磁石群１７１は、図３に示すように、複数の電磁石１７２がリング状に配置されて構成される。図３の例では、１６個の電磁石１７２がリング状に配置されている。電磁石群１７１では、制御部２００からの「第１の切替制御信号」を受け取ると、電磁石群１７１の周方向において区分された２つの区間のうち一方の区間に配置された電磁石１７２の磁極の向きと、他方の区間に配置された電磁石１７２の磁極の向きとが互いに逆向きとなるように、各電磁石１７２の磁極が設定される。図３の例では、電磁石群１７１の周方向において左側の区間と右側の区間とが区分され、左側の区間に配置された８個の電磁石１７２の磁極の向きと、右側の区間に配置された８個の電磁石１７２の向きとが逆向きとなっている。電磁石群１７１は、図３のように設定された各電磁石１７２の磁極に基づいて、処理容器１０２内の中央空間及び該中央空間を囲む外周空間を横断する磁場を形成する。処理容器１０２内の中央空間及び該中央空間を囲む外周空間を横断する磁場は、「水平磁場」とも呼ばれる。ここで、処理容器１０２内の中央空間は、例えば、処理容器１０２内の、ウエハＷの領域に対応する空間である。また、処理容器１０２内の外周空間は、例えば、処理容器１０２内の、ウエハＷを囲む領域に対応する空間である。
【００２４】
図４は、電磁石群１７１によって形成される水平磁場の作用を説明するための図である。高周波アンテナ１４０からの誘導電界に基づくプラズマが生成された状態で、電磁石群１７１によって処理容器１０２内に水平磁場Ｍ１が生成されると、プラズマ中の電子は、水平磁場Ｍ１の磁力線に巻きついて磁束線に沿って往復運動をする。また、磁束密度が高いほどラーマ半径が小さくなるので、磁束密度が高い磁石の高さの位置の電子密度は高くなり、周辺（磁石中心から上下）の電子密度は低くなる。また、プラズマ中の陽イオンは、電気的中性を保つために電子に引き寄せられるので、陽イオンの高さ方向の密度も磁石中心高さで一番高くなる。これにより、ウエハＷの中央部分及びエッジ部分の両方において、ウエハＷに到達する陽イオンの量が抑制される。一方で、電気的に中性であるプラズマ中のラジカルは、水平磁場Ｍ１から力を受けることなく、ウエハＷに向けて降下する。結果として、ウエハＷへ到達するイオンとラジカルとの比率が適切に制御される。
【００２５】
図５は、本実施形態に係るプラズマ処理装置１００の処理容器１０２の外周に沿って配置された電磁石群１７１の他の一例を模式的に示す水平断面図である。電磁石群１７１は、図５に示すように、複数の電磁石１７２がリング状に配置されて構成される。図５の例では、１６個の電磁石１７２がリング状に配置されている。電磁石群１７１では、制御部２００からの「第２の切替制御信号」を受け取ると、電磁石群１７１の周方向において区分された複数の区間のうち互いに隣接する区間に配置された電磁石１７２の磁極の向きが互いに逆向きとなるように、各電磁石１７２の磁極が設定される。図５の例では、電磁石群１７１の周方向において１６個の区間が区分され、互いに隣接する区間に配置された電磁石１７２の磁極の向きが互いに逆向きとなっている。電磁石群１７１は、図５のように設定された各電磁石１７２の磁極に基づいて、処理容器１０２内の中央空間及び該中央空間を囲む外周空間のうち、処理容器１０２内の外周空間のみに存在する磁場を形成する。処理容器１０２内の外周空間のみに存在する磁場は、「カスプ磁場」とも呼ばれる。ここで、処理容器１０２内の中央空間は、例えば、処理容器１０２内の、ウエハＷの領域に対応する空間である。また、処理容器１０２内の外周空間は、例えば、処理容器１０２内の、ウエハＷを囲む領域に対応する空間である。
【００２６】
図６は、電磁石群１７１によって形成されるカスプ磁場の作用を説明するための図である。高周波アンテナ１４０からの誘導電界に基づくプラズマが生成された状態で、電磁石群１７１によって処理容器１０２内にカスプ磁場Ｍ２が生成されると、プラズマ中の電子のうち処理容器１０２内の外周空間に存在する電子は、カスプ磁場Ｍ２から受ける力によって、誘電体１０４の対向面１０４ａに沿って処理容器１０２内の外周空間を移動する。すると、プラズマ中の陽イオンのうち処理容器１０２内の外周空間に存在する陽イオンは、電子に引き寄せられて、誘電体１０４の対向面１０４ａに沿って処理容器１０２内の外周空間を移動する。一方で、電気的に中性であるプラズマ中のラジカルと、プラズマ中の陽イオンのうち処理容器１０２内の中央空間に存在する陽イオンとは、カスプ磁場Ｍ２から力を受けることなく、ウエハＷに向けて降下する。これにより、ウエハＷのエッジ部分のみにおいてウエハＷに到達する陽イオンの量が抑制される一方、ウエハＷの中央部分においてウエハＷに到達する陽イオンの量が維持される。結果として、ウエハＷへ到達するイオンとラジカルとの比率が適切に制御される。
【００２７】
図１の説明に戻る。プラズマ処理装置１００には、制御部（全体制御装置）２００が接続されており、この制御部２００によってプラズマ処理装置１００の各部が制御されるようになっている。また、制御部２００には、オペレータがプラズマ処理装置１００を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、プラズマ処理装置１００の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなる操作部２１０が接続されている。
【００２８】
さらに、制御部２００には、プラズマ処理装置１００で実行される各種処理を制御部２００の制御にて実現するためのプログラムやプログラムを実行するために必要なレシピデータなどが記憶された記憶部２２０が接続されている。
【００２９】
記憶部２２０には、例えばウエハＷのプロセス処理を実行させるための複数のプロセス処理レシピの他、処理容器１０２内のクリーニング処理など必要な処理を行うためのレシピなどが記憶されている。これらのレシピは、プラズマ処理装置１００の各部を制御する制御パラメータ、設定パラメータなどの複数のパラメータ値をまとめたものである。例えばプロセス処理レシピは、例えば処理ガスの流量比、処理容器内圧力、高周波電力などのパラメータ値を有する。
【００３０】
なお、これらのレシピはハードディスクや半導体メモリに記憶されていてもよく、またＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬性のコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に収容された状態で記憶部２２０の所定位置にセットするようになっていてもよい。
【００３１】
制御部２００は、操作部２１０からの指示等に基づいて所望のプロセス処理レシピを記憶部２２０から読み出して各部を制御することで、プラズマ処理装置１００での所望の処理を実行する。また、操作部２１０からの操作によりレシピを編集できるようになっている。
【００３２】
制御部２００は、電磁石群１７１の各電磁石１７２の磁極を制御することにより、電磁石群１７１によって形成される磁場を水平磁場又はカスプ磁場に切り替える。具体的には、制御部２００は、プラズマ処理装置１００によって実行されるプラズマ処理プロセスの切り替えのタイミングに応じて、電磁石群１７１によって形成される磁場を水平磁場又はカスプ磁場に切り替える。以下では、制御部２００による磁場の切替制御の詳細について説明する。
【００３３】
例えば、プラズマ処理装置１００が、第１のプラズマ処理プロセス、第２のプラズマ処理プロセス及び第３のプラズマ処理プロセスを連続して実行する場合を想定する。第１のプラズマ処理プロセス及び第３のプラズマ処理プロセスでは、ウエハＷに到達するラジカルに対するイオンの比を比較的に低い比に保つことによって所望のプラズマ処理を行うことができるものとする。一方、第２のプラズマ処理プロセスでは、ウエハＷに到達するラジカルに対するイオンの比を比較的に高い比に保つことによって所望のプラズマ処理を行うことができるものとする。
【００３４】
この場合、制御部２００は、第１のプラズマ処理プロセスが実行されている期間では、上記の「第１の切替制御信号」を用いて、電磁石群１７１の各電磁石１７２の磁極を制御して、電磁石群１７１によって形成される磁場を水平磁場に切り替える。これにより、第１のプラズマ処理プロセスが実行されている期間では、ウエハＷの中央部分及びエッジ部分の両方において、ウエハＷに到達する陽イオンの量が抑制される。結果として、ウエハＷに到達するラジカルに対するイオンの比が比較的に低い比に保たれる。
【００３５】
一方、制御部２００は、第１のプラズマ処理プロセスから第２のプラズマ処理プロセスへ切り替えられるタイミングで、上記の「第２の切替制御信号」を用いて、電磁石群１７１の各電磁石１７２の磁極を制御して、電磁石群１７１によって形成される磁場をカスプ磁場に切り替える。これにより、第２のプラズマ処理プロセスが実行されている期間では、ウエハＷのエッジ部分のみにおいてウエハＷに到達する陽イオンの量が抑制される一方、ウエハＷの中央部分においてウエハＷに到達する陽イオンの量が維持される。結果として、ウエハＷへ到達するラジカルに対するイオンの比が比較的に高い比に保たれる。
【００３６】
そして、制御部２００は、第２のプラズマ処理プロセスから第３のプラズマ処理プロセスへ切り替えられるタイミングで、上記の「第１の切替制御信号」を用いて、電磁石群１７１の各電磁石１７２の磁極を制御して、電磁石群１７１によって形成される磁場を水平磁場に再度切り替える。これにより、第３のプラズマ処理プロセスが実行されている期間では、ウエハＷの中央部分及びエッジ部分の両方において、ウエハＷに到達する陽イオンの量が抑制される。結果として、ウエハＷに到達するラジカルに対するイオンの比が比較的に低い比に保たれる。
【００３７】
また、制御部２００は、電磁石群１７１の各電磁石１７２に流れる電流の大きさを制御することにより、電磁石群１７１によって形成される磁場の磁場強度に勾配を生成することができる。
【００３８】
図７は、磁場強度の勾配を説明するための図である。図７において、電磁石群１７１によって処理容器１０２内に形成される磁場は、カスプ磁場であるものとする。高周波アンテナ１４０のアンテナ素子１４２は、渦巻き状に配置されるため、処理容器１０２において、対応するアンテナ素子１４２の渦巻き状部の数が相対的に多い空間Ａ１と、対応するアンテナ素子１４２の渦巻き状部の数が相対的に少ない空間Ａ２とが存在する。空間Ａ１に対応するアンテナ素子１４２の渦巻き状部の数は、３本であり、空間Ａ２に対応するアンテナ素子１４２の渦巻き状部の数は、２本である。高周波アンテナ１４０から処理容器１０２内に導入される誘導電界の電界強度は、アンテナ素子１４２の渦巻き状部の数に応じてばらつく。図７の例では、空間Ａ１に対応するアンテナ素子１４２の渦巻き状部の数は、空間Ａ２に対応するアンテナ素子１４２の渦巻き状部の数よりも多いので、空間Ａ１に導入される誘導電界の電界強度は、空間Ａ２に導入される誘導電界の電界強度よりも大きくなる。そして、誘導電界の電界強度がばらつくと、高周波アンテナ１４０から処理容器１０２内に導入される誘導電界に基づくプラズマのプラズマ密度の分布が処理容器１０２内において不均一となる。図７の例では、空間Ａ１に導入される誘導電界の電界強度が、空間Ａ２に導入される誘導電界の電界強度よりも大きいので、空間Ａ１のプラズマ密度が、空間Ａ２のプラズマ密度よりも大きくなる。
【００３９】
そこで、プラズマ密度の分布の不均一を改善するために、制御部２００は、電磁石群１７１の各電磁石１７２に流れる電流の大きさを制御することにより、電磁石群１７１によって形成される磁場の磁場強度に勾配を生成する。具体的には、制御部２００は、空間Ａ２に形成される磁場の磁場強度が、空間Ａ１に形成される磁場の磁場強度よりも大きくなるように、電磁石群１７１によって形成される磁場の磁場強度に勾配を生成する。これにより、空間Ａ２に引き寄せられる電子及び陽イオンが、空間Ａ１に引き寄せられる電子及び陽イオンよりも多くなり、結果として、プラズマ密度の分布を均一化することができる。
【００４０】
以上、本実施形態のプラズマ処理装置１００によれば、電磁石群１７１を処理容器１０２の外周に沿って配置するので、平面状の高周波アンテナ１４０から導入される誘導電界に基づくプラズマ中のイオンを誘電体１０４の対向面１０４ａに沿って移動させる磁場を形成することができる。これにより、ウエハＷに到達する陽イオンの量が抑制される。結果として、ウエハＷへ到達するイオンとラジカルとの比率を適切に制御することができる。
【００４１】
また、本実施形態のプラズマ処理装置１００によれば、プラズマ処理装置１００によって実行されるプラズマ処理プロセスの切り替えのタイミングに応じて、電磁石群１７１によって形成される磁場を水平磁場又はカスプ磁場に切り替える。これにより、複数のプラズマ処理プロセスを実行する場合に、電磁石群１７１によって形成される磁場を各プラズマ処理プロセスに適した磁場に切り替えることができる。
【００４２】
また、本実施形態のプラズマ処理装置１００によれば、電磁石群１７１の各電磁石１７２に流れる電流の大きさを制御することにより、電磁石群１７１によって形成される磁場の磁場強度に勾配を生成する。これにより、プラズマ密度の分布を均一化することができる。
【００４３】
なお、開示の技術は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
【００４４】
例えば、上記した実施形態では、処理容器１０２の外周に沿って電磁石群１７１が配置される例を示したが、プラズマ処理装置１００は、処理容器１０２の中心軸を中心として電磁石群１７１を回転自在に支持する支持部材をさらに有しても良い。この場合、制御部２００は、さらに、支持部材を制御して、電磁石群１７１によって形成される磁場を処理容器１０２の中心軸を中心として回転させても良い。これにより、プラズマ密度の分布をより効率的に均一化することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１００  プラズマ処理装置
１０２  処理容器
１０４  誘電体
１０４ａ  対向面
１０４ｂ  面
１１０  載置台
１２０  ガス供給部
１２１  ガス導入口
１２２  ガス供給源
１２３  ガス供給配管
１２４  マスフローコントローラ
１２６  開閉バルブ
１３０  排気部
１３２  排気管
１３４  ウエハ搬出入口
１３６  ゲートバルブ
１４０  高周波アンテナ
１４２  アンテナ素子
１４４  挟持体
１４８  アクチュエータ
１５０  高周波電源
１６０  シールド部材
１６８  アクチュエータ
１７１  電磁石群
１７２  電磁石
２００  制御部
２１０  操作部
２２０  記憶部
Ｗ  ウエハ
【図１】
2018098094.tif 000003
【図２】
2018098094.tif 000004
【図３】
2018098094.tif 000005
【図４】
2018098094.tif 000006
【図５】
2018098094.tif 000007
【図６】
2018098094.tif 000008
【図７】
2018098094.tif 000009