(57)【要約】【課題】処理の態様に応じて容量結合型プラズマと誘導結合型プラズマとを切り替えることができるプラズマ処理装置とこの装置を用いた処理方法を提供する。【解決手段】チャンバー４の上半部４ａの外側には容量結合型プラズマを発生するシート状電極５と、主として誘導結合型プラズマを発生するコイル状電極６が設けられている。シート状電極５はアースに接続される第１シート状電極５１と、切替器７を介してマッチングボックス（高周波電源）とアースに選択的に接続される第２シート状電極５２とからなる。コイル状電極６は絶縁体からなるスペーサ６１によって一定間隔でチャンバー４の周囲を３周巻回され、一端はアースに接続され、他端は切替器７を介してマッチングボックス（高周波電源）とアースに選択的に接続される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アースに接続された載置テーブルの上方がチャンバーで覆われ、このチャンバーの外周にプラズマ発生用電極が配置されたプラズマ処理装置において、前記プラズマ発生用電極は主として容量結合型プラズマを発生するシート状電極と主として誘導結合型プラズマを発生するコイル状電極とからなり、前記シート状電極はアースに接続される第１シート状電極と切替手段を介してアースと高周波電源に選択的に接続可能とされた第２シート状電極からなり、また前記コイル状電極は一端がアースに接続され他端が切替手段を介してアースと高周波電源に選択的に接続可能とされたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプラズマ処理装置において、前記コイル状電極は載置テーブルとシート状電極との間に位置することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のプラズマ処理装置において、反応ガスの導入部が前記シート状電極よりも上方のチャンバーに設けられ、反応ガスの排出部が前記載置テーブルの側方に設けられることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のプラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法であって、前記コイル状電極によって誘導結合型プラズマが発生している間は、前記シート状電極の第２シート状電極をアースに接続して前記コイル状電極の放電による電荷を持たないようにすることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のプラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法であって、前記シート状電極によって容量結合型プラズマが発生している間は、前記コイル状電極の両端をアースに接続して前記シート状電極の放電による電荷を持たないようにすることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のプラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法であって、前記シート状電極によって容量結合型プラズマを発生させ、これと同時に前記コイル状電極によって誘導結合型プラズマを発生させることを特徴と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、容量結合型プラズマ（ＣＣＰ：Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ    Ｐｌａｓｍａ）と誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ    Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）による処理を可能としたプラズマ処理装置と処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高周波を印加することで発生するプラズマには、容量結合型プラズマと誘導結合型プラズマがある。容量結合型プラズマは対をなすシート状電極（筒状電極、半筒状電極、櫛型電極など）によって主として発生し、誘導結合型プラズマは一端が高周波電源に接続されたコイル状電極によって主として発生する。
また、容量結合型プラズマは低温域におけるエッチングレートに優れるが被処理物に対するダメージが大きく、誘導結合型プラズマは高温域におけるエッチングレートに優れ、ダメージが小さいが、低温域におけるエッチングレートに劣る。
【０００３】
容量結合型プラズマと誘導結合型プラズマの長所を利用し、低温での高いエッチングレートと低ダメージを同時に実現する先行技術が知られている。（特許文献１）
この特許文献１には、容量結合型プラズマを発生する一対の筒状電極と、誘導結合型プラズマを発生するコイル状電極をチャンバーの外側に配置し、且つ１対の筒状電極のうち高周波電源に接続される筒状電極にコイル状電極の一端を接続した構成が開示されている。
【０００４】
また、コイル状電極を用いてもある程度容量結合型プラズマが発生するので、この容量結合型プラズマの発生を抑制して更なる低ダメージを狙った先行技術が知られている。（特許文献２）
この特許文献２には、コイル状電極とチャンバーとの間に複数の短冊状導電体からなるファラデーシールドを配置した構成が開示されている。
【０００５】
（特許文献１）  特開平１０−２６１６２６号
（特許文献２）  特開平１１−１８５９９５号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１にあっては同時に容量結合型プラズマと誘導結合型プラズマを発生させ、誘導結合型プラズマからのラジカルの供給によりダメージの軽減を図っているが、どうしても被処理物へのダメージを完全に解消することができない。また処理内容によっては容量結合型プラズマまたは誘導結合型プラズマのいずれかを単独で発生させたい場合でもそれができない。
一方、特許文献２によれば被処理物へのダメージは解消できるが、低温でのエッチングレートを改善することができない。
【０００７】
上記の問題を解消するには、容量結合型プラズマを発生させるプラズマ処理装置と、誘導結合型プラズマを発生させるプラズマ処理装置を別々に用意し、処理内容に応じた装置を選択すればよいのであるが、装置を２つ用意するのはコスト的にもスペース的にも不利である。また、チャンバーを１つとし、電極を交換するのは手間と時間がかかってしまう。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく本発明は、アースに接続された載置テーブルの上方がチャンバーで覆われ、このチャンバーの外周にプラズマ発生用電極が配置されたプラズマ処理装置であって、前記プラズマ発生用電極は主として容量結合型プラズマを発生するシート状電極と主として誘導結合型プラズマを発生するコイル状電極とからなり、前記シート状電極はアースに接続される第１シート状電極と切替手段を介してアースと高周波電源に選択的に接続可能とされた第２シート状電極からなり、また前記コイル状電極は一端がアースに接続され他端が切替手段を介してアースと高周波電源に選択的に接続可能とされた構成とした。
また、前記コイル状電極を設ける位置としては、載置テーブルとシート状電極との間が好ましい。
プラズマ処理装置を上記の構成とすることで、１つの装置で容量結合型プラズマと誘導結合型プラズマを選択的に発生せしめることができる。
【０００９】
また上記のプラズマ処理装置を用いた本発明に係るプラズマ処理方法は、コイル状電極によって誘導結合型プラズマが発生している間は、シート状電極の第２シート状電極をアースに接続して前記コイル状電極の放電による電荷を持たないようにし、一方、シート状電極によって容量結合型プラズマが発生している間は、コイル状電極の両端をアースに接続して前記シート状電極の放電による電荷を持たないようにし、或いは処理内容によっては同時に容量結合型プラズマと誘導結合型プラズマを発生せしめるようにした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係るプラズマ処理装置の全体図であり、プラズマ処理装置はベース１に形成した開口に排気リング２を嵌め付け、この排気リング２の内側に被処理部材であるウェーハＷを載置するテーブル３を配置している。テーブル３は昇降自在とされ、下降した位置でウェーハＷの受け渡しを行い、上昇した位置でプラズマ処理を行う。
【００１１】
テーブル３を覆うようにベース１上に石英製チャンバー４が設けられている。このチャンバー４は小径に絞られた筒状の上半部４ａとドーム状の下半部４ｂからなり、上半部４ａの外側には容量結合型プラズマを発生するシート状電極５と、主として誘導結合型プラズマを発生するコイル状電極６が設けられている。
【００１２】
シート状電極５はアースに接続される第１シート状電極５１と、切替器７を介してマッチングボックス（高周波電源）とアースに選択的に接続される第２シート状電極５２とからなる。第１シート状電極５１および第２シート状電極５２はいずれもチャンバー４の半周を包むように帯状の導電体を半円形とし、これら半円形の帯状導電体の端部をチャンバー４の外側に縦方向に配置した一対の柱状絶縁体５３間にボルトで固着している。
【００１３】
柱状絶縁体５３に帯状導電体を固着することで環状の第１シート状電極５１及び第２シート状電極５２が形成され、第２シート状電極５２を高周波電源に接続すると、第１シート状電極５１及び第２シート状電極５２との間に主として容量結合型プラズマが発生する。
【００１４】
尚、図示例ではアースに接続される第１シート状電極５１が最下位に位置するようにしてダメージを少なくし、最上位の第２シート状電極５２よりも上方位置のチャンバーに反応ガスの導入部８を設けている。
また図示例ではシート状電極として半円形の帯状導電体を示したが、半割筒状、櫛型形状など任意である。
【００１５】
コイル状電極６は絶縁体からなるスペーサ６１によって一定間隔でチャンバー４の周囲を３周巻回され、一端はアースに接続され、他端は切替器７を介してマッチングボックス（高周波電源）とアースに選択的に接続される。
【００１６】
また、コイル状電極６とチャンバー４との間には、容量結合型プラズマの発生を抑制するファラデーシールド９をチャンバーの周方向に沿って設けている。このファラデーシールド９は複数の短冊状導電体を交互に上端部及び下端部が連続した形状とすることで、チャンバーの周方向に電気的な閉ループが形成されて環状電流が流れる不利がなく、均一に効率よく誘導結合型プラズマが発生する。
【００１７】
以下の（表１）〜（表３）に、処理条件を変えてＳｉＯ２膜に対して処理した結果を示す。尚、表中において、「シート状電極」はシート状電極のみを動作させた場合、「コイル状電極」はコイル状電極のみを動作させた場合、「シート状＋コイル状電極」はシート状電極とコイル状電極を動作させた場合を示す。
【００１８】
【表１】
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【表２】
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【表３】
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【００１９】
表１〜表３に示すような処理条件による処理を切替器７のスイッチ操作のみで簡単に行うことができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明に係るプラズマ処理装置によれば、多少のダメージはあっても、低温でしかも高いエッチングレートが要求される処理の場合には、シート状電極のみを用い、逆にダメージを嫌う場合にはコイル電極のみを用いた処理を行うことができる。また、必要に応じてシート状電極とコイル電極の両方を用いた処理も可能である。
このような処理の切替を本装置によれば簡単且つ短時間に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプラズマ処理装置の全体図
【符号の説明】
１…ベース、２…排気リング、３…ウェーハ載置テーブル、４…チャンバー、４ａ…チャンバーの上半部、４ｂ…チャンバーの下半部、５…シート状電極、５１…第１シート状電極、５２…第２シート状電極、５３…柱状絶縁体、６…コイル状電極、６１…スペーサ、７…切替器、８…反応ガス導入部、９…ファラデーシールド、Ｗ…ウェーハ。
【図１】
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