JPH098009A

JPH098009A - プラズマ処理装置

Info

Publication number: JPH098009A
Application number: JP17436695A
Authority: JP
Inventors: Akira Koshiishi; 公輿石; Koichiro Inasawa; 剛一郎稲沢; Yoichi Araki; 陽一荒木
Original assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Yamanashi Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Yamanashi Ltd
Priority date: 1995-06-16
Filing date: 1995-06-16
Publication date: 1997-01-10
Anticipated expiration: 2016-07-23
Also published as: JP3192351B2

Abstract

(57)【要約】【目的】プラズマ密度の均一性を確保しつつしかもプ
ラズマの拡散を抑制して高いプラズマ密度を確保できる
プラズマ処理装置を得る。【構成】処理容器３内にサセプタ６と上部電極３２と
を対向して設け、サセプタ６には第１の高周波電源４１
から相対的に低い周波数の高周波電力を印加し、上部電
極３２には第２の高周波電源４４から相対的に高い周波
数の高周波電力を印加する。処理容器３の外周上下に、
相互に逆極性磁場を形成する二重コイル構成のコイル５
１、５２を配置する。略紡錘状の磁界の壁によって、処
理容器３内のプラズマは閉じこめられ、プラズマ密度は
上昇する。ウエハ上では殆ど無磁場であるから、プラズ
マ密度の均一性は良好である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被処理体に対して、エ
ッチング処理を始めとする各種のプラズマ処理を施すた
めのプラズマ処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から半導体製造プロセスにおいて
は、エッチング処理を始めとして、スパッタリング処理
やＣＶＤ処理などの処理に際し、処理容器内にプラズマ
を発生させ、該プラズマ雰囲気で、被処理基板、例えば
半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）の表面に所定
の処理を行うように構成されたプラズマ処理装置が用い
られているが、今日ではデバイスの集積度が益々高くな
り、またスループットの向上も極めて重要であることか
ら、これらプラズマ処理装置においては、歩留まりの向
上はもちろんのこと、微細な処理を高速に実施すること
がとりわけ重視されている。

【０００３】この点を踏まえた上で、例えばエッチング
装置を例にとって説明すると、プラズマ発生のために高
周波電力を用いたいわゆるカソードカップル型エッチン
グ装置やアノードカップル型エッチング装置において
は、そのままの構成でプラズマ密度を高めようとする
と、高周波電力のパワーを上げる必要がある。

【０００４】しかしながらそのように高周波のパワーを
上げると今度は、イオンの入射エネルギーの上昇を招
き、その結果ウエハへのダメージやマスクのレジストの
変質をもたらすという問題が生ずる。

【０００５】これを改善するため、特公昭５８−１２３
４７号においては、上下の電極に異なった周波数の高周
波を印加し、高い周波数の高周波でプラズマを発生さ
せ、低い周波数の高周波でイオン入射のエネルギーを独
立に制御することが提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
技術では、プラズマ密度を向上させるには限界があり、
またより微細な処理を実施するために処理容器内の圧力
を下げると、プラズマが処理容器内に拡散してしまい、
その結果所期の高密度プラズマが得られないおそれがあ
る。

【０００７】この点に関し、例えば被処理体上に平行磁
場を形成し、被処理体表面に形成された直交電磁界によ
るマグネトロン放電を利用するマグネトロンＲＩＥ装置
の構成を取り入れて、プラズマ密度をさらに上げること
も考えられるが、そうすると今度はプラズマ密度の均一
性を確保するのが難しくなる。しかもプラズマの拡散を
抑えるためにプラズマを処理領域内に閉じこめるという
問題も依然として残っている。

【０００８】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、プラズマ密度の均一性の確保が容易で、しかもプ
ラズマの拡散を抑えて高いプラズマ密度を確保できるプ
ラズマ処理装置を提供して、前記問題の解決を図ること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１のプラズマ処理装置は、２つの電極を処理
容器内に有し、この処理容器内にプラズマを発生させ
て、前記電極のうちの一方の電極上の被処理体に対して
処理を施す処理装置であって、前記一方の電極は相対的
に低い周波数の高周波電力を出力する第１の高周波電源
と接続され、他方の電極は相対的に高い周波数の高周波
電力を出力する第２の高周波電源と接続され、さらに前
記処理容器の外部には、前記処理容器内のプラズマを閉
じこめる磁界壁を形成する磁界発生手段が配置されたこ
とを特徴とするものである。

【００１０】また請求項２のプラズマ処理装置は、前記
請求項１のプラズマ処理装置における電極への高周波電
力の印加経路を変え、ミキシング装置を介して、相対的
に低い周波数の高周波電力を出力する第１の高周波電
源、及び相対的に高い周波数の高周波電力を出力する第
２の高周波電源の双方を被処理体を載置する一方の電極
と接続し、他方の電極を接地したことを特徴とするもの
である。

【００１１】また請求項３のプラズマ処理装置は、前記
一方の電極を相対的に低い周波数の高周波電力を出力す
る第１の高周波電源と接続すると共に、他方の電極を接
地し、さらに処理容器内の側壁近傍には、相対的に高い
周波数の高周波電力を出力する第２の電源と接続する第
３の電極を配置し、この処理容器の外部には、前記処理
容器内のプラズマを閉じこめる磁界壁を形成する磁界発
生手段を配置したことを特徴とするものである。

【００１２】前記請求項１〜３のプラズマ処理装置にお
いて、請求項４に記載したように、プラズマを閉じこめ
る磁界壁を紡錘状、より好ましくは、対向する電極間空
間、即ち被処理体に処理を施す処理空間の周辺に略紡錘
状に形成し、この略紡錘状の磁界壁内にプラズマを閉じ
こめるようにすれば、発生したプラズマ密度を効率よく
閉じこめることができ、しかも被処理体上を殆ど無磁場
にできるので、被処理体に対する処理の均一性を良好な
ものとすることが可能である。

【００１３】

【作用】請求項１、２、３及び４に記載のプラズマ処理
装置とも、高い周波数の高周波電力を出力する第２の高
周波電源からの高周波電力によって処理容器内にプラズ
マを発生させ、このプラズマ中のイオンの被処理体への
入射エネルギーを、第１の高周波電源からの低い周波数
の高周波電力によって制御することができる。かかる作
用を鑑みれば、第１の高周波電源の周波数は、イオンが
追従できる周波数、例えば数百ｋＨｚオーダーの周波数
など、１ＭＨｚ以下の周波数が好適である。他方、第２
の高周波電源の周波数は、高密度プラズマを発生させる
ための周波数、例えば１３．５６ＭＨｚ、２７．１２Ｍ
Ｈｚなど、１ＭＨｚを越える周波数が好ましい。

【００１４】そして前記各プラズマ処理装置において
は、その処理容器の外部に、処理容器内のプラズマを閉
じこめるための磁界壁を形成する磁界発生手段が配置さ
れているので、前記第２の高周波電源からの高周波電力
によって処理容器内に発生したプラズマは、前記磁界壁
によって閉じこめられる。その結果、プラズマは拡散す
ることなく、プラズマの密度は上昇する。

【００１５】また特に請求項４のプラズマ処理装置のよ
うに、略紡錘状の磁界壁を形成すれば、処理容器内の中
心部において、その磁場強度を殆ど０（ゼロ）とするこ
とができる。このように、一方の電極上、つまり被処理
体上の磁場強度をそのようにいわば無磁場状態にするこ
とによって、被処理体上のプラズマ密度の均一性は良好
なものとなる。従って、前記高密度プラズマの下での処
理の均一性も良好なものとすることかできる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明をエッチング装置に適用した実
施例について説明すると、図１は第１の実施例にかかる
エッチング装置１の断面を模式的に示しており、このエ
ッチング装置１における処理室２は、酸化アルマイト処
理されたアルミニウムなどからなる円筒形状の処理容器
３内に形成され、処理室２は気密に閉塞自在に構成され
ている。また処理容器３自体は、例えば接地線４に接続
されるなどして接地されている。

【００１７】前記処理室２内の底部にはセラミックなど
の絶縁支持板５が設けられており、この絶縁支持板５の
上部に、被処理体例えば直径１２インチの半導体ウエハ
（以下、「ウエハ」という）Ｗを載置するための略円柱
状のサセプタ６が収容されている。このサセプタ６は、
例えば酸化アルマイト処理されたアルミニウムからなっ
ており、下部電極を構成する。

【００１８】前記サセプタ６内には、冷媒が流通する冷
媒循環路７が形成されており、冷媒導入管８から導入さ
れた冷媒は、この冷媒循環路７内を巡って冷媒排出管９
から処理容器３外部に排出されるようになっている。か
かる構成により、サセプタ６及び前記ウエハＷを所定の
温度に冷却することが可能になっている。また同時にサ
セプタ６内に、例えばセラミックヒータなどの加熱手段
を別途を設け、適宜の温度センサによる制御によって該
加熱手段をコントロールし、前記した冷媒循環路７の作
用と共に、ウエハＷを所定温度に制御する構成としても
よい。この場合には、より微細な温度調整が可能であ
る。

【００１９】前記サセプタ６上には、ウエハＷを吸着保
持するための静電チャック１１が設けられている。この
静電チャック１１は、導電性の薄膜１２をポリイミド系
の樹脂フィルム１３によって上下から挟持した構成を有
し、処理容器３の外部に設置されている高圧直流電源１
４からの所定の直流電圧、例えば１．５ｋＶ〜２ｋＶの
電圧が前記薄膜１２に印加されると、樹脂フィルム１３
上に発生する電荷に基づいたクーロン力によって、静電
チャック１１上に載置されたウエハＷは、この静電チャ
ック１１の上面に吸着保持されるようになっている。

【００２０】また前記サセプタ６内には、処理容器３底
部及び絶縁支持板５を貫設した伝熱ガス導入管１５が設
けられ、前記静電チャック１１上面に開口したガス流路
１６と接続されている。そして処理容器３外部から供給
される適宜の伝熱ガス、例えばＨｅ（ヘリウム）ガスが
前記伝熱ガス導入管１５、ガス流路１６を通じて、静電
チャック１１上に保持されているウエハＷの裏面に供給
されると、ウエハＷと静電チャック１１、即ちサセプタ
６との間の熱伝達効率が向上するようになっている。

【００２１】前記サセプタ６の上面外周縁における静電
チャック１１の周囲には、この静電チャック１１を取り
囲むようにして、環状のフォーカスリング１７が設けら
れている。このフォーカスリング１７は、例えば導電性
を有する単結晶シリコン等で形成された場合には、ウエ
ハＷ周辺のプラズマ密度の均一性を改善する機能を有
し、また石英等の絶縁体で形成された場合には、プラズ
マ中のイオンを引き寄せず、ウエハＷへの入射効率を向
上させる機能を有する。このような作用を鑑みれば、内
側に導電性のフォーカスリングを配置し、その外周に絶
縁性のフォーカスリングを配置した構成をとれば、ウエ
ハＷ周辺のプラズマ密度の均一性を改善しつつ、かつウ
エハＷ上のプラズマ密度を高める作用が得られる。

【００２２】前出サセプタ６の周囲には、多数の透孔が
形成されたバッフル板１８が配置されており、さらにこ
のバッフル板１８の下方における処理容器３の底部近傍
には、排気口１９が設けられ、この排気口１９は、例え
ばターボ分子ポンプなどの真空引き手段２０に通ずる排
気管２１と接続されている。従って、真空引き手段２０
の作動によって、処理容器３内は所定の減圧度、例えば
１０ｍＴｏｒｒにまで、真空引きすることが可能であ
り、しかもその場合、処理容器３内のガスは前記バッフ
ル板１８を通じて排気されるので、均一に排気すること
が可能である。

【００２３】このような処理容器３内の排気、並びに真
空引き手段２０の作動による処理容器３内の減圧度の維
持は、処理容器３に設けた圧力センサ（図示せず）から
の検出信号に基づいて自動的に制御されるようになって
いる。

【００２４】前出処理室２の上部には、例えばアルミナ
からなる絶縁材３１を介して、上部電極３２が設けられ
ている。この上部電極３２は、導電性の材質、例えば酸
化アルマイト処理されたアルミニウムで構成されている
が、少なくとも前記ウエハＷに対向する面３２ａは、他
の導電性材質、例えば単結晶シリコンで形成してもよ
い。またこの上部電極３２は、その内部に中空部３２ｂ
を有する中空構造を有しており、さらに上部電極３２の
上部中央にはガス導入口３３が形成され、このガス導入
口３３は前記中空部３２ｂと通じている。そしてウエハ
Ｗに対向する面３２ａには、多数の吐出口３２ｃが形成
されている。

【００２５】前記ガス導入口３３には、ガス導入管３４
が接続され、さらにこのガス導入管３４には、バルブ３
５、流量調節のためのマスフローコントローラ３６を介
して、処理ガス供給源３７が接続されている。本実施例
では、処理ガス供給源４７から所定の処理ガス、例えば
ＣＦ₄ガスやＣ₄Ｆ₈ガスなどのＣＦ系のエッチングガス
等が供給されるようになっており、このエッチングガス
は、マスフローコントローラ３６で流量が調節されて、
前記上部電極３２の吐出口３２ｃから、ウエハＷに対し
て均一に吐出される構成となっている。

【００２６】次にこのエッチング装置１の高周波電力の
供給系について説明すると、まず下部電極となるサセプ
タ６に対しては、周波数が数百ｋＨｚ程度、例えば８０
０ｋＨｚの高周波電力を出力する第１の高周波電源４１
からの電力が、ブロッキングコンデンサなどを有する整
合器４２を介して供給される構成となっている。一方上
部電極３２に対しては、整合器４３を介して、周波数が
前記第１の高周波電源４１よりも高い１ＭＨｚ以上の周
波数、例えば２７．１２ＭＨｚの高周波電力を出力する
第２の高周波電源４４からの電力が供給される構成とな
っている。

【００２７】前記処理容器３の外周上下には、コイル５
１、５２が対向配置されている。コイル５１は内側コイ
ル５１ａと外側コイル５１ｂとからなる二重コイル構成
を有し、コイル５２も内側コイル５２ａと外側コイル５
２ｂとからなる二重コイル構成を有している。そして外
部からの電源（図示せず）によって内側コイル５１ａと
外側コイル５１ｂにはそれぞれ相互に逆向きの電流が流
され、内側コイル５２ａと外側コイル５２ｂにも相互に
逆向きの電流が流されると、相互に逆極性の磁界を形成
できるようになっている。

【００２８】前記各コイル５１の各起磁力は、コイル５
１の外側コイル５１ｂ、コイル５２の外側コイル５２ｂ
は、１０００ＡＴ〜４０００ＡＴ、コイル５１の内側コ
イル５１ａ、コイル５２の内側５２ａは−１０００ＡＴ
〜−４０００ＡＴに設定することが好ましい。但し、絶
対起磁力については、磁界壁を好適に形成するため、各
コイル５１、５２とも、外側コイル５１ｂ＞内側コイル
５１ａ、外側コイル５２ｂ＞内側コイル５２ａの関係に
なっている。

【００２９】第１の実施例にかかるエッチング装置１の
主要部は以上のように構成されており、このエッチング
装置１の側面には、例えばゲートバルブ（図示せず）を
介して、搬送アームなどのウエハ搬送手段等が収容され
ているロードロック室（図示せず）が並設されている。

【００３０】次に前記構成になるエッチング装置１を用
いて、例えばシリコンのウエハＷの酸化膜（ＳｉＯ₂）
に対してエッチングする場合のプロセス、作用等につい
て説明すると、まず前記ロードロック室から被処理体で
あるウエハＷが処理室２内に搬入され、静電チャック１
１上に載置されると、高圧直流電源１４から所定の電圧
が静電チャック１１内の導電性の薄膜１２に印加され
て、ウエハＷはこの静電チャック１１上に吸着、保持さ
れる。

【００３１】次いで処理室２内が、真空引き手段２０に
よって真空引きされていき、所定の真空度、例えば１０
ｍＴｏｒｒになった後、処理ガス供給源３７から所定の
処理ガス、例えばＣＦ₄が所定の流量比で供給され、処
理室２の圧力が所定の真空度、例えば２０ｍＴｏｒｒに
設定、維持される。

【００３２】その後前記コイル５１の内側コイル５１
ａ、５１ｂ及びコイル５２の内側コイル５２ａ、５２ｂ
に外部からの電源（図示せず）によって所定の逆向きの
電流が給電されると、図２に示したように、処理容器３
内に上部電極３２とサセプタ６との対向空間の周囲に
は、該対向空間を上下方向中央部に近づくにしたがって
外側に膨出した形状に、即ち略紡錘状に包み込むような
磁界壁が形成される。

【００３３】次いで上部電極３２に対して第２の高周波
電源４４から周波数が２７．１２ＭＨｚ、パワーが２ｋ
Ｗの高周波電力が供給されると、上部電極３２とサセプ
タ６との間にプラズマが生起される。またこれより僅か
に遅れて（１秒以下のタイミング遅れ）をもって、サセ
プタ６に対して第１の高周波電源４１から周波数が８０
０ｋＨｚ、パワーが１ｋＷの高周波電力が供給される。
そのようにサセプタ６に対して上部電極３２よりもタイ
ミングを遅らせて高周波電力を供給させることにより、
過大な電圧によってウエハＷがダメージを受けることを
防止できる。

【００３４】前記第２の高周波電源４４からの高周波
（２７．１２ＭＨｚ）の印加によって発生したプラズマ
により処理室２内のエッチングガス、即ちＣＦ₄ガスの
ガス分子が解離し、それによって生じたエッチャントイ
オンが、第１の高周波電源４１からサセプタ６側に供給
された相対的に低い周波数の高周波（８００ｋＨｚ）に
よってその入射速度がコントロールされつつ、ウエハＷ
表面のシリコン酸化膜（ＳｉＯ₂）をエッチングしてい
く。従って、ウエハＷにダメージを与えることなく、所
定のエッチング処理を行うことが可能である。

【００３５】この場合、上部電極３２とサセプタ６との
間の対向空間周囲には、前記したように、紡錘状の磁界
の壁が形成されているので、上部電極３２とサセプタ６
間に発生したプラズマは、該磁界の壁によってその拡散
が防止される。従って、上部電極３２とサセプタ６との
間の領域のプラズマ密度はそれに応じて高いものにな
り、その結果、高密度プラズマの下でウエハＷに対して
高速なエッチング処理を施すことが可能になっている。

【００３６】また前記磁界は、上部電極３２とサセプタ
６との間の対向空間を略紡錘状に包み込む形態のもので
あるから、サセプタ６上は、磁場強度が殆ど０（ゼロ）
か、またはそれに近い値となっている。

【００３７】実際に第１の実施例にかかるエッチング装
置１を用いてウエハＷ上の磁場強度を検証したところ、
図３のグラフに示した結果が得られた。同グラフは、横
軸がウエハＷ中心からの距離（mm）、縦軸は磁場強度
（Ｇａｕｓｓ）であり、パラメータＺは、ウエハＷから
の垂直方向の距離（mm）を示している。

【００３８】これによれば、ウエハＷの周縁部である１
５０mmよりもやや外側の地点から磁場強度は急激に立ち
上がり、ウエハＷ表面上（Ｚ＝０mm）では約２２５mmの
地点で約１２０Ｇａｕｓｓ、ウエハＷから１０mm上方で
は、約１５０Ｇａｕｓｓの磁場強度が得られた。他方、
ウエハＷの中心の磁場強度は、約６Ｇａｕｓｓであっ
た。従って、ウエハＷ上は殆ど無磁場であるのに対し、
その周縁部外方には磁界の壁が形成されていることが確
認できる。

【００３９】従って、処理容器３内に発生した前記プラ
ズマは、前記磁界の壁によってほぼ上部電極３２とサセ
プタ６との対向空間内に閉じこめられ、しかもウエハＷ
上は殆ど無磁場であるから、ウエハＷ上のプラズマ密度
の均一性は阻害されない。従って、高密度で均一なプラ
ズマ雰囲気の下で、ウエハＷに対して高速かつ均一なエ
ッチング処理を施すことができる。

【００４０】なお前記図３に示したグラフによれば、ウ
エハＷから２０mm上方の位置では、ウエハＷ表面上（Ｚ
＝０mm）と同一の磁場強度特性になっていることがわか
る。これは前記したように、２つのコイル５１、５２に
よって、略紡錘状の磁界が形成されたため、磁場強度が
上下対称になっているためである。従って、この点から
も処理容器３内のプラズマは偏りがなく、均一性の高い
ものとなっていることが確認できる。

【００４１】前記第１の実施例にかかるエッチング装置
１においては、サセプタ６に相対的に低い周波数の高周
波電力を発生する第１の高周波電源４１を接続し、上部
電極３２には相対的に高い周波数の高周波電力を発生す
る第２の高周波電源４４を接続した構成であったが、図
４に示した第２の実施例にかかるエッチング装置６１の
ように、これら２つの異なった周波数の高周波電力を発
生する第１の高周波電源４１と第２の高周波電源４４の
双方とも、サセプタ６に接続する構成としてもよい。な
お図４中、図１と同一の番号で示される部材は、第１の
実施例にかかるエッチング装置１における部材と同一の
構成を示している。

【００４２】即ち図４に示したエッチング装置６１にお
いては、第１の高周波電源４１と第２の高周波電源４４
の双方とも、各々相互干渉を防止するためのフィルタ等
を内蔵した整合器６２、６３を介して、ミキシング装置
６４に接続し、このミキシング装置９４を通じて、いわ
ば２つの異なった周波数の高周波電力が重畳した形で、
サセプタ６に印加される構成となっている。

【００４３】またこのエッチング装置６１においては、
上部電極３２は、絶縁材を介さず直接処理容器３に固定
され、接地線４によって接地された処理容器３と上部電
極とは同電位、即ち上部電極３２は接地された構成とな
っている。

【００４４】かかる構成を有するエッチング装置６１に
よっても、第２の高周波電源４４からの高周波（例え
ば、２７．１２ＭＨｚ）の印加によって発生したプラズ
マにより解離したエッチャントイオンが、第１の高周波
電源４１から印加される低い周波数の高周波（例えば８
００ｋＨｚ）によって、その入射速度がコントロールさ
れつつ、ウエハＷ表面をエッチングしていく。従って、
ダメージのない高速エッチングが可能である。

【００４５】もちろん前記第１実施例にかかるエッチン
グ装置１と同様、処理容器３の外部には、磁界壁を形成
する手段として、二重コイル構成を有するコイル５１、
５２が上下に配置されているので、これら各コイル５
１、５２によって処理容器３内には略紡錘状の磁界の壁
が形成され、前記第１の実施例にかかるエッチング装置
１と同様、処理容器３内に発生したプラズマはその磁界
壁によって閉じこめられ、処理空間のプラズマ密度は高
いものとなっている。従って、高速なエッチングレート
が得られる。また前記実施例と同様、ウエハＷ上は殆ど
無磁場であるから、処理の均一性も良好である。

【００４６】次に図５に示した第３の実施例にかかるエ
ッチング装置７１について説明する。なお図５中、図１
と同一の番号で示される部材は、第１の実施例にかかる
エッチング装置１における部材と同一の構成を示してい
る。この第３の実施例にかかるエッチング装置７１で
は、処理容器３内にプラズマを発生させるための相対的
に高い周波数の高周波電力の印加経路、電極構成を変え
たものである。

【００４７】即ち図５に示したエッチング装置７１にお
いては、前記第２実施例にかかるエッチング装置６１と
同様、まず上部電極３２を直接処理容器３に固定して、
接地線４によって接地されている処理容器３と同電位、
即ち接地電位とする。そして処理容器３内の側壁近傍
に、処理容器３とは絶縁された、例えば環状の第３の電
極７２を設け、この第３の電極７２に、整合器４３を介
して相対的に高い周波数の高周波電力を発生させる前出
第２の高周波電源４４を接続した構成を採ったものであ
る。

【００４８】かかる構成を有するエッチング装置７１の
場合、第２の高周波電源４４からの高周波（例えば、２
７．１２ＭＨｚ）が、第３の電極７２に印加されると、
処理容器３内にプラズマが発生する。そして該プラズマ
中のエッチャントイオンは、サセプタ６に印加される第
１の高周波電源４１からの低い周波数の高周波（例えば
８００ｋＨｚ）によって、その入射速度がコントロール
されつつ、ウエハＷ表面をエッチングしていくのであ
る。従って、前記各実施例と同様、ダメージのない高速
エッチングが可能である。

【００４９】もちろん前記第１、２実施例にかかるエッ
チング装置１、６１と同様、処理容器３の外部には、磁
界壁を形成する手段として、二重コイル構成を有するコ
イル５１、５２が上下に配置されているので、これら各
コイル５１、５２によって処理容器３内に略紡錘状の磁
界の壁が形成され、前記各実施例と同様、処理容器３内
に発生したプラズマは上部電極３２とサセプタ６との間
の対向空間内に閉じこめられ、プラズマ密度は高いもの
となっている。従って、高速なエッチングレートが得ら
れる。

【００５０】また前記各実施例と同様、コイル５１、５
２によって逆極性磁場が形成された結果、プラズマは略
紡錘状の磁界の壁によって閉じこめられているので、ウ
エハＷ上は殆ど無磁場であり、処理の均一性も良好であ
る。

【００５１】なお前記第３の電極７２の形状は、高周波
電力の印加によって処理容器３内にプラズマを発生でき
るものであれば、環状に限らず、適宜の形態のものを使
用できる。

【００５２】前記した各実施例は、いずれもエッチング
装置として構成した例であったが、これに限らず、本発
明は他のプラズマ処理装置、例えばアッシング装置、ス
パッタリング装置、ＣＶＤ装置としても具体化できる。
さらに被処理体も、ウエハに限らず、ＬＣＤ基板であっ
てもよい。

【００５３】

【発明の効果】請求項１、２、３及び４に記載のプラズ
マ処理装置によれば、磁界発生手段によってプラズマを
閉じこめる磁界壁が形成されてプラズマがその磁界壁の
中に閉じこめられるので、プラズマの拡散は防止され、
高いプラズマ密度の下で被処理体に対して各種のプラズ
マ処理を施すことができる。さらに被処理体にダメージ
を与えることなく、高速かつ微細な処理を実施すること
ができる。また特に請求項４のプラズマ処理装置によれ
ば、被処理体上を殆ど無磁場とすることができ、被処理
体上のプラズマ密度の均一性を向上させて、均一な処理
を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例にかかるエッチング装置
の断面説明図である。

【図２】図１のエッチング装置における磁界壁の形態を
示す説明図である。

【図３】図１のエッチング装置におけるウエハ中心から
の距離と磁場強度との関係を示すグラフである。

【図４】本発明の第２の実施例にかかるエッチング装置
の断面説明図である。

【図５】本発明の第３の実施例にかかるエッチング装置
の断面説明図である。

【符号の説明】

１エッチング装置２処理室３処理容器６サセプタ１１静電チャック２０真空引き手段３２上部電極３７処理ガス供給源４１第１の高周波電源４４第２の高周波電源５１、５２コイル５１ａ、５２ａ内側コイル５１ｂ、５２ｂ外側コイルＷウエハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者荒木陽一山梨県韮崎市藤井町北下条2381番地の１東京エレクトロン山梨株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２つの電極を処理容器内に対向配置し、
この処理容器内にプラズマを発生させて、前記電極のう
ちの一方の電極上の被処理体に対して処理を施す処理装
置であって、前記一方の電極は相対的に低い周波数の高
周波電力を出力する第１の高周波電源と接続され、他方
の電極は相対的に高い周波数の高周波電力を出力する第
２の高周波電源と接続され、さらに前記処理容器の外部
には、前記処理容器内のプラズマを閉じこめる磁界壁を
形成する磁界発生手段が配置されたことを特徴とする、
プラズマ処理装置。
【請求項２】２つの電極を処理容器内に対向配置し、
この処理容器内にプラズマを発生させて、前記電極のう
ちの一方の電極上の被処理体に対して処理を施す処理装
置であって、前記一方の電極はミキシング装置を介し
て、相対的に低い周波数の高周波電力を出力する第１の
高周波電源、及び相対的に高い周波数の高周波電力を出
力する第２の高周波電源の双方と接続されると共に、他
方の電極は接地され、さらに前記処理容器の外部には、
前記処理容器内のプラズマを閉じこめる磁界壁を形成す
る磁界発生手段が配置されたことを特徴とする、プラズ
マ処理装置。
【請求項３】２つの電極を処理容器内に対向配置し、
この処理容器内にプラズマを発生させて、前記電極のう
ちの一方の電極上の被処理体に対して処理を施す処理装
置であって、前記一方の電極は相対的に低い周波数の高
周波電力を出力する第１の高周波電源と接続されると共
に、他方の電極は接地され、前記処理容器内の側壁近傍
には、相対的に高い周波数の高周波電力を出力する第２
の電源と接続される第３の電極が配置され、さらに前記
処理容器の外部には、前記処理容器内のプラズマを閉じ
こめる磁界壁を形成する磁界発生手段が配置されたこと
を特徴とする、プラズマ処理装置。
【請求項４】前記磁界壁は、略紡錘状の形態であるこ
とを特徴とする、請求項１、２又は３に記載のプラズマ
処理装置。