(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空室内に基板を載置する電極と、前記電極に対向しかつ前記真空室の一面に配置されたハニカム状の誘電体と、前記電極に対向して配置された高周波誘導結合用コイルと、前記コイルに高周波電力を印加する高周波電源とを備えたプラズマ処理装置であって、前記誘電体は板状部と１以上の梁部とが一体的に構成され、かつ、前記板状部の外周が梁部で囲まれた構成であり、前記コイルは前記板状部上に配置されると共に前記外周の梁部以外の全梁部に形成されたスリットを通して配設されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
真空室内にガスを導入しながら排気することで、真空室内を所定の圧力に保ちながら、基板を載置する電極に対向しかつ前記真空室の一面に配置されたハニカム状の誘電体上の高周波誘導結合用コイルに高周波電力を印加することで、前記真空室内にプラズマを発生させるプラズマ処理方法であって、前記誘電体は板状部と１以上の梁部とが一体的に構成され、かつ、前記板状部の外周が梁部で囲まれた構成であり、前記コイルは前記外周の梁部以外の全梁部に形成されたスリットを通して配設されてい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、半導体素子や液晶表示素子の製造過程におけるドライエッチングやＣＶＤに用いる高周波誘導結合を利用したプラズマ処理方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の大面積用のプラズマ処理方法及び装置として、特願平８−１８３０６７号に提案されたものがある。図６を参照して説明すると、１０１は第１誘電板、１０２は縦梁１０２ａと横梁１０２ｂから成る金属製の梁、１０３は真空室、１０４は第１誘電板１０１の真空側表面を加熱するための抵抗加熱ヒータ、１０５は第２誘電板である。１０６は高周波誘導結合用コイル、１０７は電極、１０８は処理対象である基板、１０９は第１高周波電源、１１０は第２高周波電源である。
【０００３】
１１１は真空室１０３内にガスを供給するためのガス導入口、１１２は真空室１０３内を排気するためのポンプである。１１４は第１誘電板１０１と真空室１０３を封止するＯリングである。
【０００４】
この装置の動作は、高周波誘導結合用コイル１０６に第１高周波電源１０９によって、低圧力下で高密度のプラズマを発生させ、基板１０８に対して薄膜形成やエッチング等の処理を行うものである。この装置は、基板サイズが大きくなっても金属製の梁１０２を備えていることにより、第１誘電板１０１を薄くでき、安価で高い強度を持たせることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では供給する高周波電力が金属製の梁１０２のために損失し、効率が悪化するという問題がある。さらに、高周波電力が金属製の梁１０２により部分的に遮断されるため、プラズマ密度の均一性が悪化するという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、低圧力下で大面積にわたり高周波電力効率が良好で、均一な高密度プラズマを発生させることができる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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のプラズマ処理装置は、真空室内に基板を載置する電極と、前記電極に対向しかつ前記真空室の一面に配置されたハニカム状の誘電体と、前記電極に対向して配置された高周波誘導結合用コイルと、前記コイルに高周波電力を印加する高周波電源とを備えたプラズマ処理装置であって、前記誘電体は板状部と１以上の梁部とが一体的に構成され、かつ、前記板状部の外周が梁部で囲まれた構成であり、前記コイルは前記板状部上に配置されると共に前記外周の梁部以外の全梁部に形成されたスリットを通して配設されているものである。
【０００８】
また、本発明のプラズマ処理方法は、真空室内にガスを導入しながら排気することで、真空室内を所定の圧力に保ちながら、基板を載置する電極に対向しかつ前記真空室の一面に配置されたハニカム状の誘電体上の高周波誘導結合用コイルに高周波電力を印加することで、前記真空室内にプラズマを発生させるプラズマ処理方法であって、前記誘電体は板状部と１以上の梁部とが一体的に構成され、かつ、前記板状部の外周が梁部で囲まれた構成であり、前記コイルは前記外周の梁部以外の全梁部に形成されたスリットを通して配設されているものである。
【０００９】
以上の構成によれば、誘電体がハニカム状であるので、誘電体からなっても必要な面強度を確保することができて金属製の梁を無くすことができ、金属製の梁による高周波電力の損失や部分的な遮蔽がないため、印加電力効率に優れ、かつプラズマ密度の均一性の高いプラズマ処理が可能となる。
【００１０】
また、上記ハニカム状の誘電体は、板状部と１以上の梁部で一体的に構成され、前記板状部の外周が梁部で囲まれた構成であり、前記コイルは前記板状部上に配置されると共に前記外周の梁部以外の全梁部に形成されたスリットを通して配設されているので、板状部と真空室が接するようにして真空室を封止できるとともに印加電力効率に優れ、かつプラズマ密度の均一性の高いプラズマ処理が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明のプラズマ処理方法及び装置の第１の実施形態について、図１、図２を参照して説明する。
【００１２】
図１において、１はハニカム状の誘電体で、好ましくは石英もしくはアルミナ、窒化珪素、窒化アルミなどのセラミックスにより構成されている。２は高周波誘導結合用コイル、３は第１高周波電源、４は真空室である。５はＯリングであり、誘電体１と真空室４を封止している。
【００１３】
誘電体１は、真空室４に接する平板の板状部１ａと、四周を囲む梁部１ｂ〜１ｅと、板状部１ａ上の井桁状の梁部１ｆ〜１ｉにより構成されている。梁部１ｆ〜１ｉにはスリット１ｊが複数形成されている。高周波誘導結合用コイル２は、図２に示すように、板状部１ａ上においてスリット１ｊを通して梁部１ｆ〜１ｉを貫通させて配設されている。板状部１ａ及び梁部１ｂ〜１ｉは、鋳造、溶接、接着、ねじ締結等の方法で一体化されており、それぞれの材質は熱膨張等を考慮すれば同一であることが好ましいが、異なる材質の複合体を用いることも可能である。
【００１４】
６は電極、７は第２高周波電源、８は基板である。９は排気口であり、真空ポンプ（図示せず）により真空室４の排気を行う。１０はガス導入口である。
【００１５】
ここで、ガス導入口１０から任意のガスを真空室４内に導入し、排気口９から真空室４内の排気を行うことにより、真空室４内を適当な圧力に保つ。この状態で、高周波誘導結合用コイル２に第１高周波電源３より高周波電力を印加すると、プラズマが真空室４内に発生する。また、電極６に第２高周波電源７により高周波電力を印加することにより基板８に入射するイオンのエネルギーを制御することができるようになっている。
【００１６】
以上の本実施形態によれば、ハニカム状の誘電体１を用い、その板状部１ａを真空室４に当接させるとともにその上に高周波誘導結合用コイル２を配設することにより、金属製梁による高周波電力の損失や部分的な遮蔽を無くすことができ、よって従来の装置に比べ、印加電力効率に優れ、プラズマ密度の均一性が高いプラズマ処理装置を提供することができる。
【００１７】
（第２の実施形態）
次に、本発明のプラズマ処理方法及び装置の第２の実施形態について、図３〜図５を参照して説明する。
【００１８】
図３において、１１はハニカム状の誘電体で、好ましくは石英もしくはアルミナ、窒化珪素、窒化アルミなどのセラミックスにより構成されている。１２は高周波誘導結合用コイル、１３は第１高周波電源である。
【００１９】
誘電体１１は、図４に示すように、平板の板状部１１ａと四周を囲む梁部１１ｂ〜１１ｅと、板状部１１ａ上の井桁状の梁部１１ｆ〜１１ｉにより構成されている。
【００２０】
図５において、１４は真空室、１５はＯリングであり、真空室１４と誘電体１１を封止している。誘電体１１は四周の梁部１１ｂ〜１１ｅが真空室１４と接するように配置されており、高周波誘導結合用コイル１２は板状部１１ａ上に配設されている。板状部１１ａ及び梁部１１ｂ〜１１ｉは、鋳造、溶接、接着、ねじ締結等の方法で一体化されており、それぞれの材質は熱膨張等を考慮すれば同一であることが好ましいが、異なる材質の複合体を用いることも可能である。
【００２１】
その他の構成及び動作は第１の実施形態と同一であるため説明は省略する。
【００２２】
本実施形態によれば、ハニカム状の誘電体１１を用い、梁部１１ｂ〜１１ｅが真空室１４と接するように配置し、板状部１１ａ上に高周波誘導結合用コイル１２を配置したことにより、金属製梁による高周波電力の損失や部分的な遮蔽を無くすことができ、よって従来装置に比べ、印加電力効率が優れ、プラズマ密度の均一性が高いプラズマ処理装置を提供することができる。
【００２３】
また、梁部１１ｂ〜１１ｅが真空室１４に接するように配置し、板状部１１ａ上に高周波誘導結合用コイル１２を配設したことにより、第１の実施形態に比べ誘電体１１の形状を単純にでき、高周波誘導結合用コイル１２の設置が容易になるという効果を有する。
【００２４】
なお、本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、種々の形態で実施することができる。例えば、第１及び第２の実施形態において、誘電体１、１１を構成するために平板の板状部１ａ、１１ａを用いているが、平板に限られるものではなく、例えば平板の代わりに曲面を有する板でもよい。特に、曲面として球面を用いれば、同じ曲げ強度を維持しながら板状部１ａ、１１ａの厚さを薄くすることができる。
【００２５】
また、第１及び第２の実施形態において、誘電体１、１１を構成するために断面長方形の井桁状の梁部１ｆ〜１ｉ、１１ｆ〜１１ｉを用いているが、梁の数、位置、形状はこの限りではなく、例えば梁の高さを大きくすれば梁の数を減らすことができ、形状も平面だけでなく曲面により構成されたものでも全く同様の効果を奏する。要は、大気圧により誘電体１、１１が割れないだけの十分な強度を持たせればよいのである。
【００２６】
また、第１及び第２の実施形態において、誘電体１、１１、真空室４、１４、基板８、電極６の形状は四角形に限られるものではなく、例えば半導体素子製造のように円形の基板を処理する場合はそれぞれ円形で構成さている方が装置構成上容易である。
【００２７】
また、第１及び第２の実施形態において、誘電体１、１１を構成するために四周に梁部１ｂ〜１ｅ、１１ｂ〜１１ｅを用いたが、梁の数、位置、形状はこの限りではなく、例えば梁の高さを大きくすれば梁の数を減らすことができ、形状も平面だけでなく曲面により構成されたものでも全く同様の効果を奏する。要するに、大気圧により誘電体１、１１が割れないだけの十分な強度を有していれば良い。従って、板状部１ａ、１１ａ、梁部１ｆ〜１ｉ、１１ｆ〜１１ｉ等、他の要素で強度が確保されていれば、梁部１ｂ〜１ｅ、１１ｂ〜１１ｅは減らしたり、無くしたりすることができる。
【００２８】
また、第１の実施形態において高周波誘導結合用コイル２の配置位置は誘電体１の板状部１ａ上に限られるものではなく、より上方、例えば誘電体１上に接するように配設することもできる。この場合はプラズマ密度が低下するという問題はあるが、高周波誘導結合用コイル２の配設が容易になるという効果がある。
【００２９】
【発明の効果】
本発明のプラズマ処理方法及び装置によれば、以上のように誘電体がハニカム状であるので、誘電体からなっても必要な面強度を確保することができて金属製の梁を無くすことができ、金属製の梁による高周波電力の損失や部分的な遮蔽がないため、印加電力効率に優れ、かつプラズマ密度の均一性の高いプラズマ処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるプラズマ処理装置の分解斜視図である。
【図２】同実施形態におけるプラズマ処理装置の部分断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態にかかるプラズマ処理装置の部分斜視図である。
【図４】同実施形態におけるハニカム状誘電体を下方から見た斜視図である。
【図５】同実施形態におけるプラズマ処理装置の部分断面図である。
【図６】従来例のプラズマ処理装置の部分断面分解斜視図である。
【符号の説明】
１、１１  ハニカム状の誘電体
１ａ、１１ａ  板状部
１ｂ〜１ｉ、１１ｂ〜１１ｉ  梁部
２、１２  高周波誘導結合用コイル
４、１４  真空室
８  基板
【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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