(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状に形成されたプラズマ発生空間と、
上記プラズマ発生空間近傍の壁面内に環状に埋設され、上記プラズマ発生空間に高周波電磁界を印加するアンテナと、
上記プラズマ発生空間に隣接して連通可能に形成され、一対の電極で挟まれた平行平板型のプラズマ処理空間とを具備してなるプラズマ処理装置において、
上記プラズマ発生空間を形成する構造物であるプラズマ発生キャビティには、プラズマ発生空間となる複数の環状溝が形成されており、かつ前記アンテナが埋設され、
前記プラズマ発生キャビティの外側には、前記プラズマ発生キャビティと固着され、同心円状の複数のガス溜まり室を具備したガス溜まり構造物が配置され、
前記ガス溜まり構造物の外側には、前記ガス溜まり構造物と固着され、前記ガス溜まり構造物を冷却する冷却板が配置され、
反応性ガスが上記ガス溜まり室から前記プラズマ発生キャビティのプラズマ発生空間の側壁内に設けられた供給管を介して、上記プラズマ発生空間側壁のプラズマ処理空間側端部からプラズマ処理空間に供給されるように構成されている
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
上記プラズマ発生空間を形成する構造物であるプラズマ発生キャビティにヒータと温度センサとが埋設されてい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】
上記一対の電極を構成するアノード電極が上記プラズマ発生空間側壁の上記プラズマ処理空間側端部に環状に設置され、上記アンテナによって上記プラズマ発生空間に印加される高周波電磁界を上記プラズマ発生空間内にシールドするように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
上記プラズマ発生空間を形成するプラズマ発生キャビティが、プラズマ発生空間となる複数の環状溝が形成されたキャビティ構造物と、前記キャビティ構造物の外側に固着され、上記アンテナが埋設されるベース構造物とからな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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，プラズマ処理装置に係り，詳しくは，環状に形成されたプラズマ発生空間と，上記プラズマ発生空間近傍の壁面内に環状に埋設され，上記プラズマ発生空間に高周波電磁界を印加するアンテナと，上記プラズマ発生空間に隣接して連通可能に形成され，一対の電極で挟まれた平行平板型のプラズマ処理空間とを具備してなるプラズマ処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エッチング等のプラズマ処理に用いられるプラズマ処理装置としては，例えば特開平１０−２９４３０７号公報に記載されているものが知られている。
上記公報に記載されているプラズマ処理装置Ｚ０では，図８に示すように，不活性ガス（Ａｒなど）のイオンを供給するプラズマ発生空間１２２と，反応性ガス（Ｃ4 Ｆ8 などの反応ラジカルを形成するガス）を解離するプラズマ処理空間１１３とが，互いに隣接して連通可能に形成されており，上記不活性ガスや反応性ガスは分離された状態でそれぞれの空間に供給される。
上記プラズマ発生空間１２２は，絶縁物製のプラズマ発生チャンバ１２１に同心に彫り込まれた複数の（図８では４個の）環状溝として形成されている。また，上記プラズマ発生空間１２２を囲むようにコイル１２４及び永久磁石片１２５が環状に配されている。更に，上記プラズマ発生空間１２２の奥（図８では上部）には不活性ガス供給路１２３が環状に形成され，上記不活性ガス供給路１２３と上記プラズマ発生空間１２２とは多数の小穴で連通されている。
また，上記プラズマ処理空間１１３は，上記プラズマ発生空間１２２の開口側に，一対の平行平板型のアノード部１１１及びカソード部１１２とで挟まれて形成されており，上記プラズマ発生空間１２２とは連通口１１４によって連通している。上記アノード部１１１は上記プラズマ発生チャンバ１２１の下端部に取り付けられており，また，上記カソード部１１２上には非処理物であるウェハが載置される。更に，上記アノード部１１１には，上記プラズマ処理空間１１３に向けて開口した反応性ガス供給口１１５が形成されている。
以上のようなプラズマ処理装置Ｚ０の動作を簡単に説明する。
ＲＦ電源３２を作動させると，プラズマ発生空間１２２内にコイル２４を介してＲＦ交番磁界が印加され，上記不活性ガス供給路１２３から供給された不活性ガス（Ａｒなど）の電子が上記ＲＦ交番電磁界を打ち消すように誘導磁界結合する交番電流を形成しつつ加減速運動を繰り返す。この時，電子は永久磁石片１２５による静磁界の拘束磁界によりプラズマ発生空間１２２内に長く留まり，環状空間内の不活性ガスの励起効率に寄与する。こうして発生した高密度プラズマ１２０は，上記連通口１１４を介してプラズマ処理空間１１３内に拡散し，反応性ガス供給口１１５からプラズマ処理空間１１３に供給された反応性ガス（Ｃ4 Ｆ8 など）を励起・解離させ，反応性ラジカルを形成し，プラズマ処理空間１１３内に載置されたウェハは高密度プラズマ１２０より供給される不活性ガスのイオンと上記反応性ラジカルとのバランスによる反応性イオンアシスト反応に基づきエッチング処理される。
以上のように，上記プラズマ処理装置Ｚ０では，プラズマ発生空間１２２とプラズマ処理空間１１３とを分離しつつ連通させて上記各空間にそれぞれ不活性ガスと反応性ガスとを分離供給するように構成されているため，プラズマ発生空間１２２内におけるイオンＦｌｕｘ量と，プラズマ処理空間１１３内における反応性ガスの活性度とをそれぞれ独立に制御することで，反応性ガスの解離度制御が可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで，上記プラズマ処理装置Ｚ０では，アノード接地電位を確保すると共に反応性ガスを各アノードに形成された反応性ガス供給口１１５に分離供給するため，図９に示すように，同心円状に分割された各アノード部１１１を接続すべくプラズマ発生空間１２２を横切るリブ状のガス供給経路１４０を設ける必要があった。
しかしながら，このようなリブ状のガス供給経路１４０を設けることにより，プラズマ発生空間１２２からプラズマ処理空間１１３に吹き出されるイオンＦｌｕｘが遮られてしまう，高密度プラズマ被爆による熱膨張と収縮との繰り返しによってパーティクル発生源となってしまう，機械的な耐久性が劣る，といった種々の問題点が生じていた。
また，上記のような構成では，各アノード部に供給する反応性ガスの量は，ガス吹き出し穴数等で調整する必要があるため，オペレーション条件によって異なるアノードを使い分けなければならないといった問題点もあった。
更に，上記ガス供給経路１４０はプラズマ発生空間１２２から拡散吹き出しされるイオンＦｌｕｘの流れを妨げないようになるべく細く形成する必要があるため，各アノード部の熱伝導に係る断面積は極めて小さく，全アノードを適切に温度制御することができないといった問題点もあった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，反応性ガスをプラズマ処理空間に供給するためのガス供給経路がプラズマ発生空間とプラズマ処理空間の連通穴を遮らないように構成し，機械的耐久性を確保すると共に，プラズマ発生空間からプラズマ処理空間に吹き出されるイオンＦｌｕｘを遮ったり，パーティクル発生源となることを防止し，更に反応性ガスの供給量制御やアノード部の温度制御を容易且つ適切に行うことが可能なプラズマ処理装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために，本発明は，環状に形成されたプラズマ発生空間と，上記プラズマ発生空間近傍の壁面内に環状に埋設され，上記プラズマ発生空間に高周波電磁界を印加するアンテナと，上記プラズマ発生空間に隣接して連通可能に形成され，一対の電極で挟まれた平行平板型のプラズマ処理空間とを具備してなるプラズマ処理装置において，上記プラズマ処理空間に導入される反応性ガスが，上記プラズマ発生空間の上方から上記プラズマ発生空間の側壁内に設けられた供給管を介して上記プラズマ発生空間側壁の上記プラズマ処理空間側端部から上記プラズマ処理空間に供給されるように構成されてなることを特徴とするプラズマ処理装置として構成されている。
これにより，上記従来のプラズマ処理装置Ｚ０のようにプラズマ発生空間を横切って各アノードを接続するリブ状のガス供給経路を設ける必要がなく，プラズマ発生空間から拡散吹き出しされるイオンＦｌｕｘが遮られてしまう，高密度プラズマ被爆による熱膨張と収縮との繰り返しによってパーティクル発生源となってしまう，機械的な耐久性が劣る，といった種々の問題点が解決できる。
【０００５】
また，並列に設けられた複数のガス溜まり室を具備し，上記各供給管がいずれかのガス溜まり室に接続されるように構成すれば，各吹き出し口に異なるガス溜まり室から反応性ガスを供給できるため，反応性ガスの供給量を自在に制御することが可能である。
また，上記一対の電極を構成するアノード電極を上記プラズマ発生空間側壁の上記プラズマ処理空間側端部に環状に設置し，上記アンテナによって上記プラズマ発生空間に印加される高周波電磁界を上記プラズマ発生空間内にシールドするように構成すれば，アンテナの発生電磁界の電気的なシールド効果により，ＩＣＰ型放電のプラズマ結合領域がプラズマ発生空間内に限定されて不活性ガスプラズマのローカライズが可能となり，これによって上記プラズマ発生空間内の不活性ガスプラズマとプラズマ処理空間内の反応性ガスプラズマは独立性が増し，反応性ガスの解離度制御がより行い易くなる。
【０００６】
また，上記プラズマ発生空間側壁（即ちプラズマ発生キャビティの一部）の上記プラズマ処理空間側の端部と上記アノード電極とを熱的に連結すると共に，上記プラズマ発生空間を形成する構造物を直接的若しくは間接的に冷却する冷却手段を具備すれば，プラズマ発生空間を構成する構造物やアノード電極をムラなく冷却してプラズマに接する部位の温度上昇を抑制することができ，プロセス条件及び構造物の安定化を図ることができる。
またこの時，上記プラズマ発生空間を形成する構造物と上記アノード電極とを略等しい線膨張率の材料，又は同質の材料にて構成するのが望ましい。これにより，接着施工時及びプラズマ負荷時の熱流入に対して内部応力の発生による割れなどを誘発せず，機械構造的な安定性を向上させることが可能である。
更に，上記プラズマ発生空間を形成する構造物，若しくは該構造物と熱的に連結されている伝熱部材にヒータと温度センサとを挿入し，上記温度センサによる検出温度に基づいて上記ヒータによって温度制御を行うように構成すれば，プラズマ発生の強弱やプラズマ発生の有無（装置停止時を含む）といった熱負荷の変化に対する，より安定した温度制御が可能となる。
【０００７】
また，上記プラズマ発生空間を形成する絶縁性の構造物を，熱的に結合される伝熱部材にて支持し，該伝熱部材を絶縁性材料よりなるベース構造物に埋設すると共に，上記アンテナを上記ベース構造物内に埋設すれば，誘導磁界との誘導結合ロス（即ち，上記アンテナ近傍に導体がある場合に，該導体と誘導結合して，その分余分な電力が消費されてしまうというロス）を低減できると共に，上記プラズマ発生空間を形成する構造物の交換作業が格段に容易になる。また，上記プラズマ発生空間を形成する構造物にアンテナ等の挿入用の溝等を形成する必要がないため，ガス供給用の細穴を形成する際の自由度が増し，また強度的にも有利である。
【０００８】
また，上記プラズマ発生空間側壁の上記プラズマ処理空間側の端部に設置されたアノード電極に高周波電力を供給する高周波電力供給手段を具備し，上記高周波電力供給手段によって上記アノード電極及びその周辺部にバイアス電界を印加するように構成すれば，アノード周辺へ付着するデポ膜形成を抑制することができ，エッチング処理の安定性を向上させることが可能となる。
この時，更に上記プラズマ発生空間の側壁内に上記アノード電極と電気的に接続された導電性部材を埋設すれば，プラズマ発生空間の側壁部に，よりアノードバイアスが掛かりやすくなり，デポ膜の除去性能を向上させることができる。
更にこの時，上記導電性部材を，上記プラズマ発生空間を形成する構造物と略等しい線膨張率の材料にて構成し，上記アノード電極と熱的に連結するのが望ましい。これにより，熱負荷に対して内部応力の発生による割れなどを誘発せず，機械構造的な安定性を向上させることが可能である。
【０００９】
また，上記アノード電極の少なくとも一部分を，プラズマ処理の固体ソースとなる材料（例えばガスソースとして得にくい材料）で構成すれば，ガスソース単体では難しいプロセス性能を実現できる。
また，上記アンテナを，上記プラズマ発生空間を形成する構造物を固定しつつ該構造物を直接的若しくは間接的に冷却する構造物に対して，絶縁性と伝熱性とを有する部材を介して取り付ければ，アンテナに発生するジュール熱を効率的に廃熱でき，アンテナの抵抗変化を抑えて効率低下を回避することができると共に，アンテナの位置出し精度を確保できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照して，本発明の実施の形態及び実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置Ｚ１の概略構成を示す縦断面図（図２におけるＢ″−Ｂ−Ｂ′断面），図２は図１におけるＡ−Ａ断面図，図３は本発明の実施例に係るプラズマ処理装置Ｚ２の概略構成を示す縦断面図，図４は図３におけるＣ−Ｃ断面図，図５は上記プラズマ処理装置Ｚ２の変形例を示す要部縦断面図，図６は図５におけるＤ−Ｄ断面図である。尚，図７は上記プラズマ処理装置Ｚ１又はＺ２のアノードの概略構成を示す図であり，その（ａ）と（ｂ）とは互いに異なる形状のものである。
【００１１】
本実施の形態に係るプラズマ処理装置Ｚ１は，図１（図２におけるＢ″−Ｂ−Ｂ′断面），及び図２（図１におけるＡ−Ａ断面）に示すような概略構成を有する。
このプラズマ処理装置Ｚ１は，上記従来のプラズマ処理装置Ｚ０と同様，不活性ガス（Ａｒなど）のイオンを供給するプラズマ発生空間１と，反応性ガス（Ｃ4 Ｆ8 などの反応ラジカルを形成するガス）を解離するプラズマ処理空間２とが，互いに隣接して連通可能に形成されている。
【００１２】
上記プラズマ発生空間１は，ドープされていない非導電性Ｓｉで構成されたプラズマ発生キャビティ３（プラズマ発生空間を形成する構造物に相当）に同心に彫り込まれた複数の（図１及び図２では２個の）環状溝として形成されている。また，上記プラズマ発生キャビティ３の下端部には，高ドープの導電性Ｓｉで構成され，上記プラズマ発生空間１を挟むように環状に形成されたアノード４が接着されている。上記プラズマ発生キャビティ３と上記アノード４とは同一の材料Ｓｉで形成されているため，線膨張率が同一であり，接着施工時及びプラズマ負荷時の熱流入に対して内部応力の発生による割れなどを誘発せず，機械構造的な安定性を実現している。
更に，上記プラズマ発生キャビティ３内には，ＲＦ電源１０に接続されたアンテナ９が，上記プラズマ発生空間１を囲むように同心円状に埋設されている。
【００１３】
また，上記プラズマ発生キャビティ３及びアノード４は，同心円状の複数のガス溜まり溝５（ガス溜まり室に相当）が形成されたアルミ製のガス溜まり構造物（以下，ガスチャネル）６に対して，内側からボルト７によって結合されている。尚，上記アノード４は，上記ボルト７を介して接地電位が付与されている。ここで，不活性ガスが供給されるガス溜まり溝５ａは上記プラズマ発生空間１の上方に形成された供給口１３と，反応性ガスが供給されるガス溜まり溝５ｂは上記アノード４に形成された供給口１４と，上記プラズマ発生キャビティ３内を通してそれぞれ連通されており，適切なピッチで形成された上記供給口１３，１４から各空間内に均一に噴射される。このように，上記アノード４を介して上記プラズマ処理空間２に供給される上記反応性ガスは，上記ガスチャネル６に形成されたガス溜まり溝５ｂから上記プラズマ発生キャビティ３内を通して供給されるため，上記従来のプラズマ処理装置Ｚ０のようにプラズマ発生空間を横切って各アノードを接続するリブ状のガス供給経路を設ける必要がなく，プラズマ発生空間から拡散吹き出しされるイオンＦｌｕｘが遮られてしまう，高密度プラズマ被爆による熱膨張と収縮との繰り返しによってパーティクル発生源となってしまう，機械的な耐久性が劣る，といった種々の問題点が解決できる。また，各アノード４毎に異なるガス溜まり溝５ｂから反応性ガスを供給できるため，１種類のアノードを用いて反応性ガスの供給量を自在に制御することが可能である。
但し，格別の，反応性ガスの供給量の制御を必要としない場合，ガス溜まり溝（ひいては供給口１４）は単一の同心円状に形成されたものであってもかまわない。
【００１４】
また，上記ガスチャネル６の上面側には，内部にフロロカーボン系の絶縁性冷媒が循環されるアルミ製の冷却板８（冷却手段の一例）が，大気圧側（外側）からボルトにて結合されている。これにより，上記ガスチャネル６，上記プラズマ発生キャビティ３，及びアノード４に対する伝熱冷却を実現している。
更に，ロッドヒータ１１と熱電対１２（温度センサの一例）とが，上記冷却板８及びガスチャネル６を介して且つ該冷却板８及び該ガスチャネル６に接せずにプラズマ発生キャビティ３内に挿入されており，プラズマ発生の強弱やプラズマ発生の有無（装置停止時を含む）といった熱負荷の変化に対する，より安定した温度制御を可能としている。
このように，上記アノード４については，上記プラズマ発生キャビティ３を介して面外方向への熱伝達によってその全面にわたる温度制御を容易且つ適切に行うことが可能である。
【００１５】
尚，上記プラズマ発生キャビティ３と上記ガスチャネル６との間には，シリコーンラバー１７を配して異材料の接触における線膨張率の差異による熱膨張の差を吸収し，且つ十分な熱的接触を実現している。
また，上記ボルト７は，アノード４−ガスチャネル６間の温度分布による鉛直方向への伸びを抑えるためにタングステン製のものを用いており，更に，プラズマ処理空間２に露出されるボルト７の頭部は，反応影響とプラズマへの特異点影響を低減するためにＳｉのカバー１５で覆われている。
更に，上記アンテナ９は，アルミナ製ブロックとシリコーンゴムなどの絶縁性と伝熱性を有するアンテナ固定部材１６を介して上記ガスチャネル６に固定されている。これにより，アンテナに発生するジュール熱を効率的に廃熱でき，アンテナの抵抗変化を抑えて効率低下を回避することができると共に，アンテナの位置出し精度を確保できる。
【００１６】
以上のように，冷却板８，ガスチャネル６，プラズマ発生キャビティ３，及びアノード４は，ボルト等によって互いに結合されてルーフ２０を形成している。
上記ルーフ２０は，チャンバ２１の上方に形成された開口部を塞ぐように，上記チャンバ２１の上縁部に形成されたルーフベース２２上に載置され，更にルーフ押さえ２３によって固定されている。
【００１７】
また，上記プラズマ処理空間２は，上記アノード４と，ウェハなどの非処理物Ｗが載置され，ＲＦ電源２５に接続されるカソード２４とで挟まれた領域として形成されている。
【００１８】
プラズマ発生空間１内に不活性ガスが供給され，ＲＦ電源１０が作動されて上記アンテナ９からＲＦ交番磁界が印加されると，同心円状の溝形状に構成された上記プラズマ発生空間１内において，電子が誘導結合し，高密度プラズマが形成される（ＩＣＰ）。その一方，高速電子は曲率ある壁面に吸収消滅され，比較的低温で高密度の不活性ガスプラズマ（ＨＤＰ）が形成される。このプラズマ発生空間１内で発生したプラズマは，上記プラズマ処理空間２に拡散する。更に，ＲＦ電源２３を作動させると，プラズマ処理空間２にもカソード２４及びアノード４を介してＲＦ電界が印加され，容量結合（ＣＣＰ）によるプラズマ発生が行われ，供給口１４から供給された反応性ガスが励起・解離される。
ここで，同心円状の溝形状に構成された上記プラズマ発生空間１の物理的な横方向拡散防止効果により，プラズマのローカライズが可能となる。更に，同心円状のリング構造アノード４を用いると，アンテナ９の発生電磁界の電気的なシールド効果が付加され，ＩＣＰ型放電のプラズマ結合領域がよりプラズマ発生空間１内に限定できる。これによって上記プラズマ発生空間１内の不活性ガスプラズマとプラズマ処理空間２内の反応性ガスプラズマは独立性が増し，反応性ガスの解離度制御がより行い易くなっている。
尚，上記の例ではボルト７にタングステン製のものを用い，上記ボルト７を介して接地電位を全てのリング状のアノード４に付与する構成のものを示したが，シールド効果はそのアノード４の電位自体とは直接関係せず，シールド効果の面から上記のような構成とする必要性はない。例えば，絶縁性の部材でアノード４を保持するなどして，上記アノード４を電気的ないわゆるフローティング状態としても，同様の電気的なシールド効果を奏することができ，ひいては不活性ガスプラズマのローカライズをもなし得るのである。
【００１９】
以上説明したように，本実施の形態に係るプラズマ処理装置Ｚ１は，上記アノード４を介して上記プラズマ処理空間２に供給される上記反応性ガスは，上記ガスチャネル６に形成されたガス溜まり溝５ｂから上記プラズマ発生キャビティ３内を通して供給されるため，上記従来のプラズマ処理装置Ｚ０のようにプラズマ発生空間を横切って各アノードを接続するリブ状のガス供給経路を設ける必要がなく，プラズマ発生空間から拡散吹き出しされるイオンＦｌｕｘが遮られてしまう，高密度プラズマ被爆による熱膨張と収縮との繰り返しによってパーティクル発生源となってしまう，機械的な耐久性が劣る，といった種々の問題点が解決できる。また，各アノード４毎に独立にガス供給の可能な異なるガス溜まり溝５ｂから反応性ガスを供給できるため，このプラズマ処理装置Ｚ１の外部の反応性ガスの供給源から，上記ガス溜まり溝５ｂに通じるガス流路に，独立したガス流量制御手段（弁）を介設する等をすることにより，１種類のアノードを用いて反応性ガスの供給量を自在に制御することが可能である。
また，アノード４が，上記プラズマ発生キャビティ３の下端部に上記プラズマ発生空間１を挟むように同心円状に形成されているため，アンテナ９の発生電磁界の電気的なシールド効果により，ＩＣＰ型放電のプラズマ結合領域がプラズマ発生空間１内に限定されて不活性ガスプラズマのローカライズが可能となり，これによって上記プラズマ発生空間１内の不活性ガスプラズマとプラズマ処理空間２内の反応性ガスプラズマは独立性が増し，反応性ガスの解離度制御がより行い易くなっている。
また，上記プラズマ発生キャビティ３と上記アノード４とが接着により熱的に連結され，更に上記プラズマ発生キャビティ３はガスチャネル６を介して冷却板８に熱的に連結されているため，プラズマ発生キャビティ３やアノード４をムラなく冷却して異常な温度上昇を抑制することができ，プロセス条件及び構造物の安定化を図ることができる。
更に，上記プラズマ発生キャビティ３内にロッドヒータ１１と熱電対１２とが挿入され，上記熱電対１２による検出温度に基づいて上記ロッドヒータ１１によって温度制御が行われるため，プラズマ発生の強弱やプラズマ発生の有無（装置停止時を含む）といった熱負荷の変化に対する，より安定した温度制御が可能となる。
更に，上記アンテナ９は，上記ガスチャネル６に対して，アルミナ製ブロックとシリコーンゴムなどの絶縁性と伝熱性を有する部材１６を介して上記ガスチャネル６に固定されているため，アンテナに発生するジュール熱を効率的に廃熱でき，アンテナの抵抗変化を抑えて効率低下を回避することができると共に，アンテナの位置出し精度を確保できる。
【００２０】
【実施例】
続いて，本発明の他の実施形態について説明する。
図３及び図４に示すプラズマ処理装置Ｚ２は，上記プラズマ処理装置Ｚ１を一部改良したものであり，図１及び図２と略同一の構成については同符号を付し，その説明は省略する。以下，上記プラズマ処理装置Ｚ１との相違部分を中心に説明する。
上記プラズマ処理装置Ｚ２では，ガスチャネル６とプラズマ発生キャビティ３との間にアルミナ製のベース構造物３１が挟み込まれており，アンテナ９は上記プラズマ発生空間１の上方の上記ベース構造物３１内に埋設されている。
また，上記ベース構造物３１には，伝熱性のロッド状構造物（以下，伝熱ロッド）３２（導電性部材の一例）が上下方向に貫通する形で埋め込まれている。上記プラズマ発生キャビティ３及びアノード４は，ボルト７によって上記ベース構造物３１の上記伝熱ロッド３２に対して固定されており，冷却板８及びガスチャネル６との熱的な連結が実現されている。即ち，上記プラズマ発生キャビティ３及びアノード４は，上記伝熱ロッド３２を介して上記冷却板８からの伝熱冷却が実現されている。また，上記アノード４は，上記ボルト７，上記伝熱ロッド３２を介して上記冷却板８及びガスチャネル６と同様の接地電位が付与される。更に，ロッドヒータ１１と熱電対１２についても上記伝熱ロッド３２内に挿入されている。尚，上記アルミナ製のベース構造物３１自体は，構造的な真空支持部材であり，冷却には直接寄与しない。
冷却板８及びガスチャネル６については，基本的に上記プラズマ処理装置Ｚ１と同様の構造となっている。尚，上記ガスチャネル６に形成されたガス溜まり溝５ａ，５ｂと，プラズマ発生キャビティ３及びアノード４に形成された供給口１３，１４は，上記ベース構造物３１を介して上記プラズマ処理装置Ｚ１と同様に連通されている。
以上のように，上記プラズマ処理装置Ｚ２では，アンテナ９，伝熱ロッド３２，ロッドヒータ１１，熱電対１２などが上記ベース構造物３１内に設置されており，それらとプラズマ発生キャビティ３′との干渉がないため，上記プラズマ処理装置Ｚ１と比べて上記プラズマ発生キャビティ３′の交換作業が格段に容易である。また，上記プラズマ発生キャビティ３′にアンテナ９やロッドヒータ１１の挿入用の溝等を形成する必要がないため，ガス供給用の細穴を形成する際の自由度が増す。また，耐真空保持の応力負荷のプラズマ発生キャビティ３′への負担が軽減されることから，強度的にも有利である。
【００２１】
また，上記プラズマ処理装置Ｚ２（若しくはＺ１）を改良し，冷却板８，ガスチャネル６，伝熱ロッド３２，ボルト７，及びアノード４を絶縁させ，上記冷却板８等を介してアノードバイアス用の高周波（４００ｋＨｚか１３．５６ＭＨｚ）を導入し（高周波電力供給手段），上記アノード４及びその周辺部にバイアス電界を発生させるようにすることもできる。この場合，冷却板８内を循環する冷媒として例えば絶縁性の高いフロロカーボン系のブラインを使用し，ガス導入部には例えばテフロン製のフィルタを挿入することで，アノードバイアスと配管との絶縁を実現できる。
上記のような構成とすることにより，アノード周辺へのバイアス印加によるスパッタ効果により付着するデポ膜形成を抑制することができ，エッチング処理の安定性を向上させることが可能となる。
ここで，更に，図５，図６に示すように，プラズマ発生キャビティ３′内にＳｉ，カーボンなどの導電性の埋め込み部材４１を設けてアノード４と電気的に接続すれば，プラズマ発生キャビティ３′の側壁部によりアノードバイアスが掛かりやすくなり，デポ膜の除去性能を向上させることができる。尚，上記埋め込み部材は，上記プラズマ発生キャビティ３′やアノード４と略同一の線膨張率を有する材料で構成し，両者と熱的に接続させることが望ましい。
【００２２】
また，アノード４を，プラズマのガスソースとして得にくい組成により構成すれば，アノード４により固体ソースが形成でき，ガスソース単体では難しいプロセス性能が実現できる。例えばアノード４をグラッシーカーボンで形成すれば，カーボンがスパッタにより入口部に付着しやすく，例えばエッチングにおいてはパターンの口部のダレを抑制する保護膜として作用し，より垂直なエッチングを実現し易くなる。
尚，アノード４については，図７（ａ）に示すように，同心円状に分割されてなる円又は円環にて構成されたものに限るものではなく，図７（ｂ）に示すように，更に径方向のスリットにて再分割されてなるものでもよい（尚，図７は，アノードの外形を概略的に示すため，ガスの供給口，ボルトについてはその図示を省略している）。
この図７（ｂ）のように，同心円状の円又は円環のアノードをスリットにて再分割した構成でも，上記したような，プラズマ発生空間でのプラズマのローカライズは可能であり，ひいては上記プラズマ発生空間の深さとのバランスに基づき，プラズマ処理空間への上記プラズマ発生空間のプラズマの寄与度を調整することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明は，環状に形成されたプラズマ発生空間と，上記プラズマ発生空間近傍の壁面内に環状に埋設され，上記プラズマ発生空間に高周波電磁界を印加するアンテナと，上記プラズマ発生空間に隣接して連通可能に形成され，一対の電極で挟まれた平行平板型のプラズマ処理空間とを具備してなるプラズマ処理装置において，上記プラズマ処理空間に導入される反応性ガスが，上記プラズマ発生空間の上方から上記プラズマ発生空間の側壁内に設けられた供給管を介して上記プラズマ発生空間側壁の上記プラズマ処理空間側端部から上記プラズマ処理空間に供給されるように構成されてなることを特徴とするプラズマ処理装置として構成されているため，上記従来のプラズマ処理装置Ｚ０のようにプラズマ発生空間を横切って各アノードを接続するリブ状のガス供給経路を設ける必要がなく，プラズマ発生空間から拡散吹き出しされるイオンＦｌｕｘが遮られてしまう，高密度プラズマ被爆による熱膨張と収縮との繰り返しによってパーティクル発生源となってしまう，機械的な耐久性が劣る，といった種々の問題点が解決できる。
【００２４】
また，並列に設けられた複数のガス溜まり室を具備し，上記各供給管がいずれかのガス溜まり室に接続されるように構成すれば，各吹き出し口に異なるガス溜まり室から反応性ガスを供給できるため，１種類のアノードを用いて反応性ガスの供給量を自在に制御することが可能である。
また，上記一対の電極を構成するアノード電極を上記プラズマ発生空間側壁の上記プラズマ処理空間側端部に環状に設置し，上記アンテナによって上記プラズマ発生空間に印加される高周波電磁界を上記プラズマ発生空間内にシールドするように構成すれば，アンテナから発生する交番磁界をシールドすることにより，ＩＣＰ型放電のプラズマ結合領域がプラズマ発生空間内に限定されて不活性ガスプラズマのローカライズが可能となり，これによって上記プラズマ発生空間内の不活性ガスプラズマとプラズマ処理空間内の反応性ガスプラズマは独立性が増し，反応性ガスの解離度制御がより行い易くなる。
【００２５】
また，上記プラズマ発生空間側壁の上記プラズマ処理空間側の端部と上記アノード電極とを熱的に連結すると共に，上記プラズマ発生空間を形成する構造物を直接的若しくは間接的に冷却する冷却手段を具備すれば，プラズマ発生空間を構成する構造物やアノード電極をムラなく冷却して異常な温度上昇を抑制することができ，プロセス条件及び構造物の安定化を図ることができる。
またこの時，上記プラズマ発生空間を形成する構造物と上記アノード電極とを略等しい線膨張率の材料又は同質の材料にて構成するのが望ましい。これにより，接着施工時及びプラズマ負荷時の熱流入に対して内部応力の発生による割れなどを誘発せず，機械構造的な安定性を向上させることが可能である。
更に，上記プラズマ発生空間を形成する構造物，若しくは該構造物と熱的に連結されている伝熱部材にヒータと温度センサとを挿入し，上記温度センサによる検出温度に基づいて上記ヒータによって温度制御を行うように構成すれば，プラズマ発生の強弱やプラズマ発生の有無（装置停止時を含む）といった熱負荷の変化に対する，より安定した温度制御が可能となる。
【００２６】
また，上記プラズマ発生空間を形成する絶縁性の構造物を熱的に結合される伝熱部材にて支持し，該伝熱部材を絶縁性材料よりなるベース構造物に埋設すると共に，上記アンテナを上記ベース構造物内に埋設すれば，アンテナとプラズマ発生空間を形成する構造物との干渉がなくなるため，上記プラズマ発生空間を形成する構造物の交換作業が格段に容易である。また，上記プラズマ発生空間を形成する構造物にアンテナ等の挿入用の溝等を形成する必要がないため，ガス供給用の細穴を形成する際の自由度が増し，また強度的にも有利である。
【００２７】
また，上記プラズマ発生空間側壁の上記プラズマ処理空間側の端部に設置されたアノード電極に高周波電力を供給する高周波電力供給手段を具備し，上記高周波電力供給手段によって上記アノード電極及びその周辺部にバイアス電界を印加するように構成すれば，アノード周辺へ付着するデポ膜形成を抑制することができ，エッチング処理の安定性を向上させることが可能となる。
この時，更に上記プラズマ発生空間の側壁内に上記アノード電極と電気的に接続された導電性部材を埋設すれば，プラズマ発生空間の側壁部に，よりアノードバイアスが掛かりやすくなり，デポ膜の除去性能を向上させることができる。
更にこの時，上記導電性部材を，上記プラズマ発生空間を形成する構造物と略等しい線膨張率の材料又は同質の材料にて構成するのが望ましい。これにより，上記アノード電極と熱的に連結しても，熱負荷に対して内部応力の発生による割れなどを誘発せず，機械構造的な安定性を向上させることが可能である。
【００２８】
また，上記アノード電極の少なくとも一部分を，プラズマ処理の固体ソースとなる材料（例えばガスソースとして得にくい材料）で構成すれば，ガスソース単体では難しいプロセス性能を実現できる。
また，上記アンテナを，上記プラズマ発生空間を形成する構造物を固定しつつ該構造物を直接的若しくは間接的に冷却する構造物に対して，絶縁性と伝熱性とを有する部材を介して取り付ければ，アンテナに発生するジュール熱を効率的に廃熱でき，アンテナの抵抗変化を抑えて効率低下を回避することができると共に，アンテナの位置出し精度を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置Ｚ１の概略構成を示す縦断面図（図２におけるＢ″−Ｂ−Ｂ′断面）。
【図２】  図１におけるＡ−Ａ断面図。
【図３】  本発明の実施例に係るプラズマ処理装置Ｚ２の概略構成を示す縦断面図。
【図４】  図３におけるＣ−Ｃ断面図。
【図５】  上記プラズマ処理装置Ｚ２の変形例を示す要部縦断面図。
【図６】  図５におけるＤ−Ｄ断面図。
【図７】  本発明の実施例に係るプラズマ処理装置Ｚ１又はＺ２のアノードの概略構成を示す図（図１におけるＹ矢視図，図３におけるＹ′矢視図，図５におけるＹ″矢視図）。尚，（ｂ）は（ａ）と別の形態を示す図である。
【図８】  従来技術に係るプラズマ処理装置Ｚ０の概略構成を示す縦断面図。
【図９】  上記プラズマ処理装置Ｚ０のアノード電極近傍の拡大図。尚，（ｂ）は（ａ）のＸ矢視図である。
【符号の説明】
１…プラズマ発生空間
２…プラズマ処理空間
３…プラズマ発生キャビティ（プラズマ発生空間を形成する構造物）
４…アノード
５（５ａ，５ｂ）…ガス溜まり溝（室）
６…ガスチャネル
７…ボルト
８…冷却板
９…アンテナ
１０…ＲＦ電源
１１…ロッドヒータ
１２…熱電対（温度センサの一例）
１３，１４…供給口
１５…カバー
１６…アンテナ固定部材
１７…シリコーンラバー
２０…ルーフ部
２１…チャンバ
２２…ルーフベース
２３…ルーフ押さえ
２４…カソード
２５…ＲＦ電源
【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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