【手続補正書】
【提出日】平成21年2月12日(2009.2.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空排気可能な接地された処理容器と、
前記処理容器に絶縁物または空間を介して取り付けられる第１の電極と、
前記処理容器内に前記第１の電極と所定の間隔を空けて平行に配置され、前記第１の電極と対向させて被処理基板を支持する第２の電極と、
前記第２の電極に第１の周波数を有する第１の高周波を印加する第１の高周波給電部と、
前記第２の電極に前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２の高周波を印加する第２の高周波給電部と、
前記第１の電極と前記第２の電極と前記処理容器の側壁との間の処理空間に所望の処理ガスを供給する処理ガス供給部と
前記第１の電極に所望の直流電圧を印加する直流電源と、
前記第１の電極と前記直流電源との間に電気的に接続され、直流を実質的にスルーで通し、高周波に対しては所望の周波数−インピーダンス特性を有するフィルタと
を有するプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記フィルタが、前記第１の電極と前記直流電源との間の直流伝送路上に直列に接続された１個または複数個のインダクタと、前記直流伝送路上に設けられた１個または複数個のノードと接地電位との間にそれぞれ接続された１個または複数個のコンデンサとを有する請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記処理空間と前記第１の電極との境界面から前記第１の電極を介して接地電位に至るまでの高周波伝送路を見込んだときの周波数−インピーダンス特性において、前記第１の周波数に対応するインピーダンスよりも前記第２の周波数に対応するインピーダンスが低くなるように、前記フィルタの周波数−インピーダンス特性を設定する請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記周波数−インピーダンス特性において、１００ｋＨｚ〜１５ＭＨｚの帯域内に共振周波数が得られ、５〜２００ＭＨｚの帯域内に反共振周波数が得られる請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記共振周波数が前記第２の周波数にほぼ一致または近似するように前記フィルタの周波数−インピーダンス特性を設定する請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記処理空間で生成されるプラズマについて所望のプラズマ密度分布特性が得られるように前記フィルタの周波数−インピーダンス特性を設定する請求項１〜５のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記第１の周波数は２７ＭＨｚ以上である請求項１〜６のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記第１の周波数は４０ＭＨｚ以上である請求項７に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記第２の周波数は１３．５６ＭＨｚ以下である請求項１〜８のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記第１の電極が上部電極であり、前記第２の電極が下部電極である請求項１〜９のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記第１の電極の上部または上方に前記処理ガス供給部からの前記処理ガスを導入するガス室が設けられ、前記第１の電極に前記ガス室から前記処理空間に前記処理ガスを噴出するための多数のガス噴出孔が形成される請求項１０に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１２】
前記第１の電極と前記処理容器の側壁との間にリング状の絶縁体が気密に設けられる請求項１〜１１のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１３】
真空可能な接地された処理容器内で第１の電極と第２の電極とを所定の間隔を空けて平行に配置し、前記第１の電極を電気的に直並列の誘導性の部材と容量性の部材とを介して接地電位に接続し、前記第１の電極に対向させて被処理基板を第２の電極で支持し、前記処理容器内を所定の圧力に真空排気し、前記第２の電極に第１の周波数を有する第１の高周波と前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２の高周波とを印加しながら、前記第１の電極と前記第２の電極と前記処理容器の側壁との間の処理空間に所望の処理ガスを供給して前記処理空間内に前記処理ガスのプラズマを生成し、前記プラズマの下で前記基板に所望のプラズマ処理を施すプラズマ処理方法であって、
前記処理空間と前記第１の電極との境界面から前記第１の電極を介して接地電位に至るまでの高周波伝送路を見込んだときの周波数−インピーダンス特性において、前記第１の周波数に対応するインピーダンスよりも前記第２の周波数に対応するインピーダンスが低くなるように、前記周波数−インピーダンス特性を設定し、前記誘導性の部材を介して前記第１の電極に所望の直流電圧を印加する、プラズマ処理方法。
【請求項１４】
前記周波数−インピーダンス特性において、１００ｋＨｚ〜１５ＭＨｚの帯域内に共振周波数を設定し、５〜２００ＭＨｚの帯域内に反共振周波数を設定する請求項１３に記載のプラズマ処理方法。
【請求項１５】
前記共振周波数が前記第２の周波数にほぼ一致または近似するように前記周波数−インピーダンス特性を設定する請求項１３に記載のプラズマ処理方法。
【請求項１６】
前記処理空間で生成されるプラズマについて所望のプラズマ密度分布特性が得られるように前記周波数−インピーダンス特性を設定する請求項１３〜１５のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記の目的を達成するために、第１のプラズマ処理装置は、真空排気可能な接地された処理容器と、前記処理容器に絶縁物または空間を介して取り付けられる第１の電極と、前記処理容器内に前記第１の電極と所定の間隔を空けて平行に配置され、前記第１の電極と対向させて被処理基板を支持する第２の電極と、前記第２の電極に第１の周波数を有する第１の高周波を印加する第１の高周波給電部と、前記第２の電極に前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２の高周波を印加する第２の高周波給電部と、前記第１の電極と前記第２の電極と前記処理容器の側壁との間の処理空間に所望の処理ガスを供給する処理ガス供給部と、前記第１の電極と接地電位との間に電気的に接続されるインダクタとを有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、第１のプラズマ処理方法は、真空可能な接地された処理容器内で第１の電極と第２の電極とを所定の間隔を空けて平行に配置し、前記第１の電極を電気的に並列な容量性の部材と誘導性の部材とを介して接地電位に接続し、前記第１の電極に対向させて被処理基板を第２の電極で支持し、前記処理容器内を所定の圧力に真空排気し、前記第２の電極に第１の周波数を有する第１の高周波と前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２の高周波とを印加しながら、前記第１の電極と前記第２の電極と前記処理容器の側壁との間の処理空間に所望の処理ガスを供給して前記処理空間内で前記処理ガスのプラズマを生成し、前記プラズマの下で前記基板に所望の処理を施すプラズマ処理方法であって、前記処理空間と前記第１の電極との境界面から前記第１の電極を介して接地電位に至るまでの高周波伝送路を見込んだときの周波数−インピーダンス特性において、前記第１の周波数に対応するインピーダンスよりも前記第２の周波数に対応するインピーダンスが低くなるように、前記周波数−インピーダンス特性を設定する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上記第１のプラズマ処理装置またはプラズマ処理方法では、第１の電極が、絶縁物または空間を介して接地電位の処理容器内に取り付けられる一方で、誘導性の部材またはインダクタを介して接地電位に接続される。これにより、処理空間と第１の電極との境界面から第１の電極を介して接地電位までの高周波伝送路を見込んだときの等価回路は、インダクタのコイル分と絶縁物等の容量分とを並列に接続した並列ＬＣ回路となる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
一般に、並列ＬＣ回路においては、或る特定の周波数（反共振周波数）でインピーダンスが突出して高くなる反面、反共振周波数から離れた周波数ではインピーダンスが相当低くなる。この特性を利用することで、第１の高周波に対しては高めのインピーダンスを与え、第２の高周波に対しては低めのインピーダンスを与えることができる。一例として、上記等価回路または並列ＬＣ回路の周波数−インピーダンス特性において５〜２００ＭＨｚの帯域内に反共振周波数が得られる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
第２のプラズマ処理装置は、真空排気可能な接地された処理容器と、前記処理容器に絶縁物または空間を介して取り付けられる第１の電極と、前記処理容器内に前記第１の電極と所定の間隔を空けて平行に配置され、前記第１の電極と対向させて被処理基板を支持する第２の電極と、前記第２の電極に第１の周波数を有する第１の高周波を印加する第１の高周波給電部と、前記第２の電極に前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２の高周波を印加する第２の高周波給電部と、前記第１の電極と前記第２の電極と前記処理容器の側壁との間の処理空間に所望の処理ガスを供給する処理ガス供給部と、前記第１の電極と接地電位との間で電気的に直列に接続されるインダクタおよびコンデンサとを有する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明のプラズマ処理方法は、真空可能な接地された処理容器内で第１の電極と第２の電極とを所定の間隔を空けて平行に配置し、前記第１の電極を電気的に直並列の誘導性の部材と容量性の部材とを介して接地電位に接続し、前記第１の電極に対向させて被処理基板を第２の電極で支持し、前記処理容器内を所定の圧力に真空排気し、前記第２の電極に第１の周波数を有する第１の高周波と前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２の高周波とを印加しながら、前記第１の電極と前記第２の電極と前記処理容器の側壁との間の処理空間に所望の処理ガスを供給して前記処理空間内に前記処理ガスのプラズマを生成し、前記プラズマの下で前記基板に所望のプラズマ処理を施すプラズマ処理方法であって、前記処理空間と前記第１の電極との境界面から前記第１の電極を介して接地電位に至るまでの高周波伝送路を見込んだときの周波数−インピーダンス特性において、前記第１の周波数に対応するインピーダンスよりも前記第２の周波数に対応するインピーダンスが低くなるように、前記周波数−インピーダンス特性を設定し、前記誘導性の部材を介して前記第１の電極に所望の直流電圧を印加する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明のプラズマ処理方法においては、処理空間と第１の電極との境界面から第１の電極を介して接地電位までの高周波伝送路を見込んだときの等価回路が直並列ＬＣ回路として構成される。この直並列ＬＣ回路においては、或る特定の周波数（共振周波数）でインピーダンスが極端に低くなり、別の特定の周波数（反共振周波数）でインピーダンスが極端に高くなる。この特性を利用し、第１の高周波に対して適当な高めのインピーダンスを与えることができるのはもちろん、第２の高周波に対して著しく低いインピーダンスを与えることができる。本発明の好適な一態様によれば、上記等価回路または直並列ＬＣ回路の周波数−インピーダンス特性において、０．１ｋＨｚ〜１５ＭＨｚの帯域内に共振周波数が得られ、５〜２００ＭＨｚの帯域内に反共振周波数が得られる。こうして、上記直並列ＬＣ回路の第１の高周波に対するインピーダンスを高めの値に最適化することで、プラズマの密度の空間分布特性を径方向で均一化したり任意に制御することができるとともに、上記並列ＬＣ回路の第２の高周波に対するインピーダンスを実質的に短絡状態まで低くすることで、第１の電極の表面から不所望な膜を除去するスパッタ効果を一層高めることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明のプラズマ処理装置は、真空排気可能な接地された処理容器と、前記処理容器に絶縁物または空間を介して取り付けられる第１の電極と、前記処理容器内に前記第１の電極と所定の間隔を空けて平行に配置され、前記第１の電極と対向させて被処理基板を支持する第２の電極と、前記第２の電極に第１の周波数を有する第１の高周波を印加する第１の高周波給電部と、前記第２の電極に前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２の高周波を印加する第２の高周波給電部と、前記第１の電極と前記第２の電極と前記処理容器の側壁との間の処理空間に所望の処理ガスを供給する処理ガス供給部と、前記第１の電極に所望の直流電圧を印加する直流電源と、前記第１の電極と前記直流電源との間に電気的に接続され、直流を実質的にスルーで通し、高周波に対しては所望の周波数−インピーダンス特性を有するフィルタとを有する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明のプラズマ処理装置は、フィルタを介して直流電源から第１の電極に所望の直流電圧を印加してその分の作用効果を奏するとともに、フィルタ自体の周波数−インピーダンス特性によって第１および第２高周波の各作用に所望の補正ないし制御あるいはアシストを及ぼすことができる。たとえば、該フィルタを直並列ＬＣ回路に構成することで、上記の第２のプラズマ処理装置と同様に、プラズマ密度の空間分布特性や第１の電極に対するスパッタ（不所望な膜の除去）効果を向上させることができる。