JP2001319884A

JP2001319884A - プラズマ処理装置

Info

Publication number: JP2001319884A
Application number: JP2000137794A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Arai; 宏之新井; Chishio Koshimizu; 地塩輿水; Toshiaki Hongo; 俊明本郷; Tomohiro Oota; 与洋太田
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2000-05-10
Filing date: 2000-05-10
Publication date: 2001-11-16
Anticipated expiration: 2020-05-10
Also published as: JP4263338B2

Abstract

(57)【要約】【課題】構造が比較的簡単なプラズマ処理装置を提供
する。【解決手段】真空引き可能になされた処理容器２２内
に高周波電力を導入してプラズマを発生させ、このプラ
ズマを用いて被処理体Ｗに対して所定の処理を施すよう
にしたプラズマ処理装置において、前記高周波電力を前
記処理容器内へ導入するために、前記処理容器の天井部
にダイポールアンテナ４２を設けるようにする。これに
より、構造が比較的簡単化可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等に
対してマイクロ波等の高周波電力により生じたプラズマ
を作用させて処理を施す際に使用されるプラズマ処理装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体製品の高密度化及び高微細
化に伴い半導体製品の製造工程において、成膜、エッチ
ング、アッシング等の処理のためにプラズマ処理装置が
使用される場合があり、特に、０．１〜数１０ｍＴｏｒ
ｒ程度の比較的圧力が低い高真空状態でも安定してプラ
ズマを立てることができることから高周波電力、例えば
マイクロ波を用いて高密度プラズマを発生させるプラズ
マ処理装置が使用される傾向にある。このようなプラズ
マ処理装置は、特開平３−２６２１１９号公報、特開平
５−３４３３３４号公報や本出願人による特開平９−１
８１０５２号公報等に開示されている。ここで、マイク
ロ波を用いた一般的なプラズマ処理装置を図９及び図１
０を参照して概略的に説明する。

【０００３】図９において、このプラズマ処理装置２
は、真空引き可能になされた処理容器４内に半導体ウエ
ハＷを載置する載置台６を設けており、この載置台６に
対向する天井部にマイクロ波を透過する絶縁板８を気密
に設けている。そして、この絶縁板８の上面に図１０に
も示すような厚さ数ｍｍ程度の円板状のアンテナ部材１
０と、必要に応じてアンテナ部材１０の半径方向におけ
るマイクロ波の波長を短縮するための例えば誘電体より
なる遅波材１２を設置している。そして、アンテナ部材
１０には多数の長方形状の貫通孔よりなるスロット１４
が形成されており、いわゆるラジアルラインアンテナと
して構成されている。このスロット１４は一般的には、
図１０に示すように同心円状に配置されたり、螺旋状に
配置されている。そして、アンテナ部材１０の中心部に
同軸導波管１６（図９参照）を接続して図示しないマイ
クロ波発生器より発生したマイクロ波を導くようになっ
ている。そして、マイクロ波をアンテナ部材１０の半径
方向へ放射状に伝播させつつアンテナ部材１０に設けた
スロット１４から下方の処理容器４内へ高周波電力とし
てマイクロ波を導入し、このマイクロ波により処理容器
４内にプラズマを立てて所定の処理ガスの存在下にて半
導体ウエハにエッチングや成膜などの所定のプラズマ処
理を施すようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな構造の従来のアンテナ部材１０にあっては、その表
面全体に亘って多くのスロットを精度良く設けなければ
ならないことから、アンテナ部材１０自体の製造に大き
なコストがかかるといった問題あった。また、半導体ウ
エハＷに対するプラズマ処理をウエハ面内均一に行なう
必要があるが、このためにはウエハ面上におけるプラズ
マ密度の分布をできるだけ均一に維持する必要がある。
一般に、ウエハ面上でのプラズマ密度の分布は、原子等
の平均自由工程に影響を与えるプロセス圧力や、処理態
様によって異なるガス種等によって大きく変化すること
は避けられない。この場合、プラズマ分布を均一化させ
るために処理態様に対応させてアンテナ部材１０から放
射される電力分布をコントロールすることが望ましい
が、しかしながら、このアンテナ部材１０のスロット分
布は固定的なものであるので、アンテナ部材１０を、ス
ロット分布が異なる他のアンテナ部材１０と交換するな
どしなければならず、作業が煩雑となるばかりか、その
分、生産性が低下する、といった問題もあった。

【０００５】本発明は、以上のような問題点に着目し、
これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明
の目的は、構造が比較的簡単なプラズマ処理装置を提供
することにある。本発明の他の目的は、被処理体上のプ
ラズマ分布を容易に調整することができるプラズマ処理
装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に規定する発明
は、真空引き可能になされた処理容器内に高周波電力を
導入してプラズマを発生させ、このプラズマを用いて被
処理体に対して所定の処理を施すようにしたプラズマ処
理装置において、前記高周波電力を前記処理容器内へ導
入するために、前記処理容器の天井部にダイポールアン
テナを設けるようにしたものである。このように、処理
容器の天井部に設けたダイポールアンテナに、例えばマ
イクロ波等を印加することにより、処理容器内へ高周波
電力を投入してプラズマを発生させ、被処理体に対して
所定の処理を施すことが可能となる。

【０００７】この場合、例えば請求項２に規定するよう
に、前記ダイポールアンテナは、前記天井部の中心側よ
り周辺側に向かって延びる複数のストリップ線路と、こ
のストリップ線路より離間して配置された複数の放射素
子により形成される。また、例えば請求項３に規定する
ように、前記放射素子は、前記天井部の中心側から周辺
側に向けて複数のゾーンに環状に区分されると共に、前
記ストリップ線に対する結合係数を変えるために前記放
射素子は各ゾーン毎に個別に移動可能になされている。
これにより、例えばゾーン毎に放射素子を調整移動する
ことにより、放射素子とストリップ線との間の結合係数
が変わり、プロセス条件やガス種等を変更しても、処理
容器内のプラズマ密度の分布の面内均一性を高めること
が可能となる。

【０００８】この場合、例えば請求項４に規定するよう
に、前記処理容器が、円筒体状になされている場合に
は、前記放射素子は同心円状に複数のゾーンに分割され
ていると共に、前記処理容器の周方向へ調整移動可能に
なされている。請求項５に規定する発明は、真空引き可
能になされた処理容器内に高周波電力を導入してプラズ
マを発生させ、このプラズマを用いて被処理体に対して
所定の処理を施すようにしたプラズマ処理装置におい
て、前記高周波電力を前記処理容器内へ導入するため
に、前記処理容器の天井部にトリプレートスロットアン
テナを設けるようにしている。この場合にも、先のダイ
ポールアンテナの時と同様に、処理容器の天井部に設け
たダイポールアンテナに、例えばマイクロ波等を印加す
ることにより、処理容器内へ高周波電力を投入してプラ
ズマを発生させ、被処理体に対して所定の処理を施すこ
とが可能となる。

【０００９】請求項６に規定するように、前記トリプレ
ートスロットアンテナは、前記天井部の中心側より周辺
側に向かって延びる複数のストリップ線路と、このスト
リップ線路より離間して形成された複数のスロットを有
する放射板と、前記ストリップ線路の前記放射板とは反
対側に絶縁体を介して設けられたグランド部材とよりな
る。この場合、例えば請求項７に規定するように、前記
放射板は、前記天井部の中心側から周辺側に向けて複数
のゾーンに環状に区分されると共に、前記ストリップ線
に対する前記スロットの結合係数を変えるために前記放
射板は各ゾーン毎に個別に移動可能になされている。そ
して、上記放射板をゾーン毎に調整移動させて放射素子
を動かすことにより、放射素子とストリップ線との間の
結合係数が変わり、プロセス条件やガス種等を変更して
も、処理容器内のプラズマ密度の分布の面内均一性を高
めることが可能となる。また、例えば請求項８に規定す
るように、前記処理容器が、円筒体状になされている場
合には、前記放射板は同心円状に複数のゾーンに分割さ
れていると共に、前記処理容器の周方向へ調整移動可能
になされている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係るプラズマ処
理装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図１
はダイポールアンテナを用いた本発明に係るプラズマ処
理装置の第１実施例を示す構成図、図２は図１に示す装
置で用いたダイポールアンテナを示す平面図、図３は図
１に示す装置で用いたダイポールアンテナの放射素子を
主体として示す平面図、図４はダイポールアンテナのス
トリップ線と放射素子との間の結合係数を調整した時の
状態を示すダイポールアンテナの平面図である。本実施
例においてはプラズマ処理装置をプラズマＣＶＤ（Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）処理
に適用した場合について説明する。図示するようにこの
プラズマ処理装置２０は、例えば側壁や底部がアルミニ
ウム等の導体により構成されて、全体が筒体状に成形さ
れた処理容器２２を有しており、内部は密閉された処理
空間Ｓとして構成されている。

【００１１】この処理容器２２内には、上面に被処理体
としての例えば半導体ウエハＷを載置する載置台２４が
収容される。この載置台２４は、例えばアルマイト処理
したアルミニウム等により中央部が凸状に平坦になされ
た略円柱状に形成されており、この下部は同じくアルミ
ニウム等により円柱状になされた支持台２６により支持
されている。上記載置台２４の上面には、ここにウエハ
を保持するための静電チャック或いはクランプ機構（図
示せず）が設けられ、この載置台２４は例えば接地され
ている。尚、この載置台２４にバイアス用の高周波電源
を接続する場合もある。

【００１２】載置台２４を支持する支持台２６には、プ
ラズマ処理時のウエハを冷却するための冷却水等を流す
冷却ジャケット２８が設けられる。尚、必要に応じてこ
の載置台２４中に加熱用ヒータを設けてもよい。上記処
理容器２２の側壁には、ガスの供給手段として、容器内
にプラズマ用ガス、例えばアルゴンガスを供給する石英
パイプ製のプラズマガス供給ノズル３０や処理ガス、例
えばデポジションガスを導入するための例えば石英パイ
プ製の処理ガス供給ノズル３２が設けられ、これらのノ
ズル３０、３２はそれぞれガス供給路を介して図示され
ないプラズマガス源及び処理ガス源に接続されている。

【００１３】また、容器側壁には、この内部に対してウ
エハを搬入・搬出する時に開閉するゲートバルブ３４が
設けられる。また、容器底部には、図示されない真空ポ
ンプに接続された排気口３６が設けられており、必要に
応じて処理容器２２内を所定の圧力まで真空引きできる
ようになっている。そして、処理容器２２の天井部は開
口されて、ここに例えばＡｌＮなどのセラミック材やＳ
ｉＯ₂ よりなるマイクロ波に対しては透過性を有する厚
さが例えば２０ｍｍ程度の絶縁板３８がＯリング等のシ
ール部材４０を介して気密に設けられる。

【００１４】そして、この絶縁板３８の上面に、高周波
電力を上記処理容器２２内へ導入するために本発明の特
徴とするダイポールアンテナ４２が設けられる。具体的
にはこのダイポールアンテナ４２は、上記処理容器２２
と一体的に成形されている中空円筒状容器よりなる導波
箱４４内に形成され、前記処理容器２２内の上記載置台
２４に対向させて設けられる。上記ダイポールアンテナ
４２は、天井部の中心側より周辺側に向かって延びる複
数のストリップ線路４６と、このストリップ線路４６よ
り離間されて配置された複数の放射素子４８とにより主
に構成されている。

【００１５】図２にも示すように、上記ストリップ線路
４６は、例えば銅よりなり、天井部の中心より、図示例
では８方向へ放射状に延び、また、天井部の半径方向の
途中にてその周方向に２つに分岐し、その後、再度半径
方向外方へ折れ曲がるようにして延びており、天井部の
略全域に亘って延在している。上記ストリップ線路４６
と上記導波箱４４の天井部との間には、例えばＡｌＮや
Ａｌ₂ Ｏ₃ 等の誘電体よりなる上部絶縁体５０が介在さ
れている。また、上記各放射素子４８は、上記処理容器
２２の天井部の絶縁板３８の上面に接地した例えばＡｌ
ＮやＡｌ₂ Ｏ₃ 等の誘電体よりなる下部絶縁体５２の上
側表面に形成されており、この下部絶縁体５２はアンテ
ナホルダとして機能する。各放射素子４８は、棒状或い
は薄板状の例えば銅やアルミニウムよりなり、天井部の
周方向に沿って所定の長さで延びており、下部絶縁体５
２の上面に略同心円状に配置されている。

【００１６】そして、この下部絶縁体５２と上記ストリ
ップ線路４６との間は、空間になされるか、或いはＡｌ
ＮやＡｌ₂ Ｏ₃ 等のようにマイクロ波に対して遅波材と
して機能する誘電体よりなる所定の厚さＴ１の中間絶縁
体５４が介在される。ここで各放射素子４８の長さＬ１
は、導入される例えばマイクロ波の波長λ（誘電体等の
遅波材を設けた場合には、それによって短縮された波
長）と略同じ長さに設定されている。この場合、後述す
るように、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を用い、短縮率
０．７程度の遅波材を用いた場合には、上記長さＬ１は
略８〜１０ｃｍ程度である。また、容器天井部の半径方
向に隣り合う各放射素子４８間の距離Ｌ２は特には限定
されないが、例えば［マイクロ波の波長×短縮率］≒１
０ｃｍ程度に設定される。

【００１７】ここで、アンテナホルダとして機能する下
部絶縁体５２は、同心円状に複数に、図示例では３つに
分割分離されており、これにより、内周、中周、外周の
３つの部材５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃに分離されている。
従って、この下部絶縁体５２の上面に形成される上記各
放射素子４８も、内周、中周、外周の３つのゾーンに分
割されることになる。上記各３つに同心円状に分割され
た下部絶縁体部材５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃは、それぞれ
別個独立に、その周方向へ所定の角度だけ回転可能にな
されており、図３に示すように、各下部絶縁体部材５２
Ａ、５２Ｂ、５２Ｃには、例えば出没可能になされたロ
ッドを有するアクチュエータ機構５６Ａ、５６Ｂ、５６
Ｃが接続されている。これにより、各下部絶縁体部材５
２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃをそれぞれ周方向へ回転角度調整
可能としている。上記各下部絶縁体部材５２Ａ、５２
Ｂ、５２Ｃを適宜回転し得るならば、上記アクチュエー
タ機構５６Ａ〜５６Ｃに限定されず、どのような機構を
設けてもよい。尚、図２に示す場合には、上方より見て
各ストリップ線路４６の軸に対して各放射素子４６は略
直交する方向に配置され、また、各放射素子４６の長さ
方向の略中心に対応する部分にストリップ線路４６が通
過するような状態となっている。

【００１８】一方、このように形成されたダイポールア
ンテナ４２を収容する導波箱４４の上部の中心には、同
軸導波管６０の外管６０Ａが接続され、内部の内側ケー
ブル６０Ｂは上記ストリップ線路４６の中心部に接続さ
れる。そして、この同軸導波管６０は、導波管６８によ
りモード変換器６２及びマッチング回路６４を介して例
えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波発生器６６に接続され
ており、上記ダイポールアンテナ４２へマイクロ波を伝
播するようになっている。この周波数は２．４５ＧＨｚ
に限定されず、他の周波数、例えば８．３５ＧＨｚを用
いてもよい。この同軸導波管６０としては、断面円形或
いは矩形の導波管や同軸導波管を用いることができ、本
実施例では同軸導波管が用いられる。

【００１９】次に、以上のように構成された装置を用い
て行なわれるプラズマ処理について説明する。まず、ゲ
ートバルブ３４を介して半導体ウエハＷを搬送アーム
（図示せず）により処理容器２２内に収容し、リフタピ
ン（図示せず）を上下動させることによりウエハＷを載
置台２４の上面の載置面に載置する。そして、処理容器
２２内を所定のプロセス圧力、例えば０．１〜数１０ｍ
Ｔｏｒｒの範囲内に維持して、プラズマガス供給ノズル
３０から例えばアルゴンガスを流量制御しつつ供給する
と共に処理ガス供給ノズル３２から例えばＳｉＨ₄ 、Ｏ
₂ 、Ｎ₂ 等のデポジションガスを流量制御しつつ供給す
る。同時にマイクロ波発生器６６からのマイクロ波を、
導波管６８及び同軸導波管６０を介してダイポールアン
テナ４２に供給して処理空間Ｓに、遅波材として機能す
る絶縁体５０、５４、５２によって波長が短くされたマ
イクロ波を導入し、これによりプラズマを発生させて所
定のプラズマ処理、例えばプラズマＣＶＤによる成膜処
理を行う。

【００２０】ここで、マイクロ波発生器６６にて発生し
た例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波はモード変換後に
同軸導波管６０内を伝播して導波箱４４内のダイポール
アンテナ４２に到達する。そして、内側ケーブル６０Ｂ
は、ダイポールアンテナ４０のストリップ線路４６の中
心部に接続されていることから、マイクロ波がストリッ
プ線路４６の中心部と先端部との間で振動し、これによ
り、このストリップ線路４６との間で所定の結合係数で
空間的に結合されている下方の放射素子４８にマイクロ
波が電磁気的に誘起され、そして、この各放射素子４８
よりその下方の絶縁板３８を介して処理容器２２内の処
理空間Ｓにマイクロ波の高周波電力が導入されることに
なる。このマイクロ波により励起されたアルゴンガスが
プラズマ化し、この下方に拡散してここで処理ガスを活
性化して活性種を作り、この活性種の作用でウエハＷの
表面に処理、例えばプラズマＣＶＤ処理が施されること
になる。

【００２１】このように、従来のプラズマ処理装置と比
較して、構造を比較的簡単化することが可能となる。こ
こで、プロセス時の圧力や、使用するガス種等によっ
て、ウエハＷ上の処理空間Ｓに発生するプラズマの密度
分布が大きく変化することが知られているが、プラズマ
の面内密度分布が不均一な場合には、同心円状に３つの
ゾーンに区分されている放射素子４８を適宜周方向に移
動させる。図４はプラズマの面内密度分布を調整するた
めに、放射素子４８を移動させた時の状態を示してい
る。具体的には、ここでは内周、中周、外周の３つのゾ
ーンに区切られた放射素子４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃの
内、内周の放射素子４６Ａのみを回転角度θ１だけ周方
向へ回転させている。この回転動作は、図３中に示され
る３つのアクチュエータ機構５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃの
内、内周の下部絶縁体部材５２Ｃに連結されているアク
チュエータ機構５６Ａを所定のストロークだけ伸長或い
は後退させることによって、上記下部絶縁体部材５２Ｃ
を角度θ１だけ回転させることによって行なわれる。こ
れによって、この内周の放射素子４８Ａとストリップ線
路４６との結合係数が変わる。

【００２２】図４に示す場合には放射素子４８Ａの長さ
方向の中心から一方の方向にストリップ線路４６が位置
ずれしたような状態となるので、結合係数は低下するよ
うに変化し、この結果、この内周の放射素子４８Ａより
処理空間Ｓに導入される高周波電力が低下することにな
る。従って、例えば図５（Ａ）に示すように処理空間Ｓ
の中央部のプラズマ密度が高い傾向にある場合には、図
４に示すように内周の放射素子４８Ａのみを所定の角度
θ１だけ回転させて位置調整することによって、この部
分の結合係数を低下させて中央部分の導入高周波電力を
少なくする。これによって、高かった中央部のプラズマ
密度が図５（Ｂ）に示すように低下し、結果的にプラズ
マの面内密度分布を均一化させることができる。

【００２３】このような放射素子の移動調整は、前述し
たように内周、中周、外周の各ゾーン毎に別個独立的に
行なうことができ、従って、プロセス条件やガス種等が
異なっても、上述のようにゾーン毎に放射素子の移動調
整を行えば、常にプラズマの面内分布密度を均一に維持
することができる。ここでは、放射素子４８を３つのゾ
ーンに区分した場合を例にとって説明したが、これに限
定されず、放射素子４８を２ゾーン或いは４ゾーン以上
の同心円状に区分するようにしてもよいのは勿論であ
る。上記第１実施例のプラズマ処理装置２０ではダイポ
ールアンテナを用いたが、これに代えて、トリプレート
スロットアンテナを用いてもよい。図６はトリプレート
スロットアンテナを用いた本発明に係るプラズマ処理装
置の第２実施例を示す構成図、図７は図６に示す装置で
用いたトリプレートスロットアンテナの主要部を示す平
面図である。尚、図１及び図２にて示した構成部分と同
一構成部分については同一符号を付して説明する。

【００２４】このプラズマ処理装置７０で用いるトリプ
レートスロットアンテナ７２は、第１実施例で説明した
ダイポールアンテナ４０の放射素子４８が形成されてい
る面の部分を一枚の金属板として、そして、放射素子４
８に対応する部分に細長いスロットを形成したものであ
る。具体的には、導波箱４４の天井部は、グランド面と
して機能するグランド部材７４となり、この下方には板
状の絶縁体５０を介して図１及び図２で示したと同じス
トリップ線路４６が放射状に形成されている。そして、
このストリップ線路４６に対向させて、下部絶縁体５２
上の上面には、例えば厚みが１〜数ｍｍ、例えば５ｍｍ
の銅やアルミなどの導電性材料よりなる円板状の放射板
７６が設けられており、この放射板７６には、図７に示
すように略同心円状に細長い長孔よりなる複数のスロッ
ト７８が形成されている。このスロット７８の形成位置
は、図２及び図４に示す放射素子４８の配置位置に対応
するものであり、内周、中周、外周のように同心円状に
３つのゾーンに区画されて、スロット７８Ａ、７８Ｂ、
７８Ｃより構成されている。このスロット７８の長さ
も、第１実施例のようにマイクロ波の波長λと同じに設
定されている。そして、上記放射板７６は、下層の下部
絶縁体５２の分割状態と同様に同心円状に３つのゾーン
である分割放射板７８Ａ、７８Ｂ、７８Ｃに分割されて
いる。そして、各ゾーン毎に内周、中周、外周の分割放
射板７６Ａ〜７６Ｃは、その周方向へ個別独立的に回転
移動できるようになっている。尚、ここでも回転移動用
に図３に示すようなアクチュエータ機構５６Ａ〜５６Ｃ
が設けられるが、ここでは図示省略している。

【００２５】この第２実施例の場合には、マイクロ波が
ストリップ線路４６に伝播される時に放射板７６に形成
されたスロット７８からその下方へ向かってマイクロ波
が誘起されて高周波電力が処理空間Ｓに投入されること
になる。そして、この投入された高周波電力により第１
実施例の場合と同様にプラズマが生じ、ウエハＷに対し
て所定のプラズマ処理が行なわれることになる。この場
合にも、ゾーン毎のスロット７８Ａ〜７８Ｃを個別独立
的にその周方向へ移動させて上方のストリップ線路４６
との結合係数を調整してゾーン毎に投入電力をコントロ
ールすることにより、プラズマの面内密度を調整して、
プロセス条件等に関係なく、これを均一化させることが
可能となる。尚、この第２実施例の場合には、３つのゾ
ーンに分割して放射板７６を少なくとも個別に回転でき
ればよく、その下層の下部絶縁体５２を３ゾーンに分割
する必要はない。尚、以上の実施例では、本発明を円筒
体状の処理容器を有する半導体ウエハ用のプラズマ処理
装置へ適用した場合を例にとって説明したが、これに限
定されず、例えば四角形状のＬＣＤ基板に対して処理を
施すプラズマ処理装置にも適用することができる。

【００２６】図８はこのように本発明を四角形状のＬＣ
Ｄ基板を処理するプラズマ処理装置へ適用した時のダイ
ポールアンテナの概略平面図を示す図である。尚、図示
例では左半分における放射素子の記載を省略している。
この場合にも、ストリップ線路８０は、天井部の中心側
より周辺側に向かっている。ただし、処理容器の天井部
は四角形状に形成されているので、ストリップ線路８０
は、図中、中心部を一方、例えば左右方向へ延びる１本
の水平線路８０Ａと、これに直交するように設けられた
複数、図示例では６本の垂直線路８０Ｂとにより形成さ
れている。そして、各放射素子８２は、上記垂直線路８
０Ｂから上下方向に離間させて、且つ、上下より見てこ
れと略直交するように多数設けられている。そして、各
放射素子８２は、矩形環状に複数、例えば３つのゾーン
（図中、便宜上、一点鎖線で示している）に区画されて
いる。各放射素子８２の一端は、図示しない下部絶縁体
に、軸支部材８４により水平面内で回動可能に支持され
ると共に、他端は、ゾーン毎に独立した作動ロッド８６
Ａ、８６Ｂ、８６Ｃに屈曲可能に接続されており、従っ
て、この各作動ロッド８６Ａ〜８６Ｃを往復移動させる
ことによって、ストリップ線路８０と各放射素子８２と
の交差角度を変えて、それらの間の結合係数を調整し得
るようになっている。

【００２７】従って、この実施例の場合にも、第１及び
第２実施例で説明したと同様に、各ゾーン毎に結合係数
を調整することによって、プロセス条件等によらず、常
にプラズマの面内密度の均一性を高く維持することが可
能となる。尚、以上の実施例では、プラズマ処理とし
て、プラズマＣＶＤ処理を行なう場合を例にとって説明
したが、これに限定されず、プラズマエッチング処理、
プラズマアッシング処理、プラズマスパッタ処理等、プ
ラズマを用いた処理装置ならば、全て適用し得るのは勿
論である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプラズマ
処理装置によれば、次のようにすぐれた作用効果を発揮
することができる。請求項１、２及び請求項５、６に規
定した発明によれば、ダイポールアンテナ或いはトリプ
レートスロットアンテナを用いてプラズマ処理装置を形
成するようにしたので、比較的構造を簡単化することが
できる。請求項３、４及び請求項７、８に規定した発明
によれば、ストリップ線路と放射素子との間、或いはス
トリップ線路とスロットとの間の結合係数をゾーン毎に
独立して調整できるので、プロセス条件等によらず、プ
ラズマの面内密度の均一性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ダイポールアンテナを用いた本発明に係るプラ
ズマ処理装置の第１実施例を示す構成図である。

【図２】図１に示す装置で用いたダイポールアンテナを
示す平面図である。

【図３】図１に示す装置で用いたダイポールアンテナの
放射素子を主体として示す平面図である。

【図４】ダイポールアンテナのストリップ線と放射素子
との間の結合係数を調整した時の状態を示すダイポール
アンテナの平面図である。

【図５】プラズマの面内密度分布を均一化させるときの
状態を示す図である。

【図６】トリプレートスロットアンテナを用いた本発明
に係るプラズマ処理装置の第２実施例を示す構成図であ
る。

【図７】図６に示す装置で用いたトリプレートスロット
アンテナの主要部を示す平面図である。

【図８】このように本発明を四角形状のＬＣＤ基板を処
理するプラズマ処理装置へ適用した時のダイポールアン
テナの概略平面図を示す図である。

【図９】従来のプラズマ処理装置を示す概略構成図であ
る。

【図１０】図９に示す装置のアンテナ部材を示す平面図
である。

【符号の説明】

２０，７０プラズマ処理装置２２処理容器２４載置台３８絶縁板４２ダイポールアンテナ４６，８０ストリップ線路４８，８２放射素子５０，５２，５４絶縁体５６Ａ〜５６Ｃアクチュエータ機構７２トリプレートスロットアンテナ７４グランド部材７６放射板７８スロットＷ半導体ウエハ（被処理体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｑ 21/20 Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｂ５Ｊ０４５Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ (72)発明者本郷俊明山梨県韮崎市穂坂町三ツ沢650番地東京エレクトロン株式会社総合研究所内 (72)発明者太田与洋山梨県韮崎市穂坂町三ツ沢650番地東京エレクトロン株式会社総合研究所内Ｆターム(参考） 4G075 AA24 BC04 BC06 CA26 CA47 CA63 CA65 DA02 EA01 EB01 EC25 4K030 CA04 CA12 FA01 KA15 KA22 KA30 5F004 AA01 BA20 BB14 BB21 BB22 BB25 BD04 CA01 5F045 AA09 AC01 AC11 CA15 EC05 EF08 EH02 EH03 EH04 EH20 EJ02 EJ09 EM02 EM03 EM05 EM09 5J021 AA05 AA10 AA11 AB03 AB05 DA04 FA32 GA03 JA07 5J045 AA21 AB05 BA01 DA06 DA09 EA08 FA02 GA03 HA03 JA03 LA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空引き可能になされた処理容器内に高
周波電力を導入してプラズマを発生させ、このプラズマ
を用いて被処理体に対して所定の処理を施すようにした
プラズマ処理装置において、前記高周波電力を前記処理
容器内へ導入するために、前記処理容器の天井部にダイ
ポールアンテナを設けるようにしたことを特徴とするプ
ラズマ処理装置。
【請求項２】前記ダイポールアンテナは、前記天井部
の中心側より周辺側に向かって延びる複数のストリップ
線路と、このストリップ線路より離間して配置された複
数の放射素子とよりなる請求項１記載のプラズマ処理装
置。
【請求項３】前記放射素子は、前記天井部の中心側か
ら周辺側に向けて複数のゾーンに環状に区分されると共
に、前記ストリップ線に対する結合係数を変えるために
前記放射素子は各ゾーン毎に個別に移動可能になされて
いることを特徴とする請求項２記載のプラズマ処理装
置。
【請求項４】前記処理容器が、円筒体状になされてい
る場合には、前記放射素子は同心円状に複数のゾーンに
分割されていると共に、前記処理容器の周方向へ調整移
動可能になされていることを特徴とする請求項３記載の
プラズマ処理装置。
【請求項５】真空引き可能になされた処理容器内に高
周波電力を導入してプラズマを発生させ、このプラズマ
を用いて被処理体に対して所定の処理を施すようにした
プラズマ処理装置において、前記高周波電力を前記処理
容器内へ導入するために、前記処理容器の天井部にトリ
プレートスロットアンテナを設けるようにしたことを特
徴とするプラズマ処理装置。
【請求項６】前記トリプレートスロットアンテナは、
前記天井部の中心側より周辺側に向かって延びる複数の
ストリップ線路と、このストリップ線路より離間して形
成された複数のスロットを有する放射板と、前記ストリ
ップ線路の前記放射板とは反対側に絶縁体を介して設け
られたグランド部材とよりなることを特徴とする請求項
５記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】前記放射板は、前記天井部の中心側から
周辺側に向けて複数のゾーンに環状に区分されると共
に、前記ストリップ線に対する前記スロットの結合係数
を変えるために前記放射板は各ゾーン毎に個別に移動可
能になされていることを特徴とする請求項６記載のプラ
ズマ処理装置。
【請求項８】前記処理容器が、円筒体状になされてい
る場合には、前記放射板は同心円状に複数のゾーンに分
割されていると共に、前記処理容器の周方向へ調整移動
可能になされていることを特徴とする請求項７記載のプ
ラズマ処理装置。