JP2000323456A - プラズマ処理装置およびそれに用いられる電極 - Google Patents
プラズマ処理装置およびそれに用いられる電極Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 より微細化に対応可能な高密度プラズマを用
いたプラズマ処理において、電極表面における電界分布
の不均一を小さくすることが可能なプラズマ処理装置お
よびそれに用いられる電極を提供すること。 【解決手段】 被処理基板Ｗに所定のプラズマ処理を施
すプラズマ処理装置において、上部電極２１は、下部電
５に対向するように設けられた電極板２３を備え、この
電極板２３は、導電体または半導体で構成された外側部
分６１と、誘電体部材または外側部分より高抵抗の高抵
抗部材で構成された中央部分６２とを有し、上部電極２
１には、その下部電極５と反対側の面から高周波電力が
印加される。
いたプラズマ処理において、電極表面における電界分布
の不均一を小さくすることが可能なプラズマ処理装置お
よびそれに用いられる電極を提供すること。 【解決手段】 被処理基板Ｗに所定のプラズマ処理を施
すプラズマ処理装置において、上部電極２１は、下部電
５に対向するように設けられた電極板２３を備え、この
電極板２３は、導電体または半導体で構成された外側部
分６１と、誘電体部材または外側部分より高抵抗の高抵
抗部材で構成された中央部分６２とを有し、上部電極２
１には、その下部電極５と反対側の面から高周波電力が
印加される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板等の基
板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置およびそれに
用いられる電極に関する。
板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置およびそれに
用いられる電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば半導体デバイスの製造プロセスに
おいては、被処理基板である半導体ウエハに対して、エ
ッチングやスパッタリング、ＣＶＤ（化学気相成長）等
のプラズマ処理が多用されている。
おいては、被処理基板である半導体ウエハに対して、エ
ッチングやスパッタリング、ＣＶＤ（化学気相成長）等
のプラズマ処理が多用されている。
【０００３】このようなプラズマ処理を行うためのプラ
ズマ処理装置としては、種々のものが用いられている
が、その中でも容量結合型平行平板プラズマ処理装置が
主流である。
ズマ処理装置としては、種々のものが用いられている
が、その中でも容量結合型平行平板プラズマ処理装置が
主流である。
【０００４】容量結合型平行平板プラズマ処理装置は、
チャンバー内に一対の平行平板電極（上部および下部電
極）を配置し、処理ガスをチャンバー内に導入するとと
もに、電極の少なくとも一方に高周波を印加して電極間
に高周波電界を形成し、この高周波電界により処理ガス
のプラズマを形成して半導体ウエハに対してプラズマ処
理を施す。
チャンバー内に一対の平行平板電極（上部および下部電
極）を配置し、処理ガスをチャンバー内に導入するとと
もに、電極の少なくとも一方に高周波を印加して電極間
に高周波電界を形成し、この高周波電界により処理ガス
のプラズマを形成して半導体ウエハに対してプラズマ処
理を施す。
【０００５】このような容量結合型平行平板プラズマ処
理装置により半導体ウエハ上の膜、例えば酸化膜をエッ
チングする場合には、チャンバー内を中圧にして、中密
度プラズマを形成することにより、最適ラジカル制御が
可能であり、それによって適切なプラズマ状態を得るこ
とができ、高い選択比で、安定性および再現性の高いエ
ッチングを実現している。
理装置により半導体ウエハ上の膜、例えば酸化膜をエッ
チングする場合には、チャンバー内を中圧にして、中密
度プラズマを形成することにより、最適ラジカル制御が
可能であり、それによって適切なプラズマ状態を得るこ
とができ、高い選択比で、安定性および再現性の高いエ
ッチングを実現している。
【０００６】しかしながら、近年、ＵＳＬＩにおけるデ
ザインルールの微細化がますます進み、ホール形状のア
スペクト比もより高いものが要求されており、酸化膜の
エッチング等において従来の条件では必ずしも十分とは
いえなくなりつつある。
ザインルールの微細化がますます進み、ホール形状のア
スペクト比もより高いものが要求されており、酸化膜の
エッチング等において従来の条件では必ずしも十分とは
いえなくなりつつある。
【０００７】そこで、印加する高周波電力の周波数を上
昇させ、良好なプラズマの解離状態を維持しつつ、高密
度プラズマを形成することが試みられている。これによ
り、より低圧の条件下で適切なプラズマを形成すること
ができるので、さらなるデザインルールの微細化に適切
に対応することが可能となる。
昇させ、良好なプラズマの解離状態を維持しつつ、高密
度プラズマを形成することが試みられている。これによ
り、より低圧の条件下で適切なプラズマを形成すること
ができるので、さらなるデザインルールの微細化に適切
に対応することが可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、本発明者の
検討結果によれば、このようなプラズマ処理装置におい
ては、上部電極が導電体または半導体であるため、以下
のような不都合が生じることが判明した。
検討結果によれば、このようなプラズマ処理装置におい
ては、上部電極が導電体または半導体であるため、以下
のような不都合が生じることが判明した。
【０００９】上述したように高密度プラズマを形成する
ために印加周波数を上昇させると、高周波が印加される
電極における表面のインダクタンスを無視することがで
きなくなり、径方向での電界分布が不均一になる。
ために印加周波数を上昇させると、高周波が印加される
電極における表面のインダクタンスを無視することがで
きなくなり、径方向での電界分布が不均一になる。
【００１０】また、このようにプラズマを高密度化する
とプラズマの非線形性の特性が顕著に現れ、プラズマか
らの反射波の高調波が増加する。そして、電極径がφ２
５０〜φ３００となると、このような高調波により電極
表面に定在波が生成され、やはり電極表面の電界分布が
不均一になる。
とプラズマの非線形性の特性が顕著に現れ、プラズマか
らの反射波の高調波が増加する。そして、電極径がφ２
５０〜φ３００となると、このような高調波により電極
表面に定在波が生成され、やはり電極表面の電界分布が
不均一になる。
【００１１】このように電界分布が不均一になるとプラ
ズマ密度が不均一となってエッチングレート分布が不均
一となるため、上記いずれかの電界分布不均一の原因を
取り除いてエッチングレート分布を均一にすることが必
要となる。
ズマ密度が不均一となってエッチングレート分布が不均
一となるため、上記いずれかの電界分布不均一の原因を
取り除いてエッチングレート分布を均一にすることが必
要となる。
【００１２】しかしながら、従来、このような高密度プ
ラズマを用いた場合の問題点が必ずしも明確に認識され
ていたわけではなく、上記のような電界分布不均一を解
消しようとする試みは未だなされていない。
ラズマを用いた場合の問題点が必ずしも明確に認識され
ていたわけではなく、上記のような電界分布不均一を解
消しようとする試みは未だなされていない。
【００１３】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、より微細化に対応可能な高密度プラズマを用
いたプラズマ処理において、電極表面における電界分布
の不均一を小さくすることが可能なプラズマ処理装置お
よびそれに用いられる電極を提供することを目的とす
る。
であって、より微細化に対応可能な高密度プラズマを用
いたプラズマ処理において、電極表面における電界分布
の不均一を小さくすることが可能なプラズマ処理装置お
よびそれに用いられる電極を提供することを目的とす
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１の観点によれば、チャンバー内に第１
および第２の電極を互いに平行に設け、前記第２の電極
に被処理基板を支持させた状態で、減圧下に保持された
チャンバー内に処理ガスを導入しつつ上記第１および第
２の電極間に高周波電界を形成して処理ガスのプラズマ
を生成し、このプラズマにより被処理基板に所定のプラ
ズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、前記第１の
電極は、第２の電極に対向するように設けられた電極板
を備え、この電極板は、導電体または半導体で構成され
た外側部分と、誘電体部材または外側部分より高抵抗の
高抵抗部材で構成された中央部分とを有し、前記第１の
電極には、その前記第２の電極と反対側の面から高周波
電力が印加されることを特徴とするプラズマ処理装置が
提供される。
に、本発明の第１の観点によれば、チャンバー内に第１
および第２の電極を互いに平行に設け、前記第２の電極
に被処理基板を支持させた状態で、減圧下に保持された
チャンバー内に処理ガスを導入しつつ上記第１および第
２の電極間に高周波電界を形成して処理ガスのプラズマ
を生成し、このプラズマにより被処理基板に所定のプラ
ズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、前記第１の
電極は、第２の電極に対向するように設けられた電極板
を備え、この電極板は、導電体または半導体で構成され
た外側部分と、誘電体部材または外側部分より高抵抗の
高抵抗部材で構成された中央部分とを有し、前記第１の
電極には、その前記第２の電極と反対側の面から高周波
電力が印加されることを特徴とするプラズマ処理装置が
提供される。
【００１５】前記電極板の前記中央部分が高抵抗体であ
る場合に、この中央部分の以下の（１）式で表されるス
キンデップスδが、前記電極板の中央部分の厚さよりも
大きいことが好ましい。 δ＝（２／ωσμ）１／２ ……（１） ただし、ω＝２πｆ（ｆ：周波数）、σ：導電率、μ：
透磁率
る場合に、この中央部分の以下の（１）式で表されるス
キンデップスδが、前記電極板の中央部分の厚さよりも
大きいことが好ましい。 δ＝（２／ωσμ）１／２ ……（１） ただし、ω＝２πｆ（ｆ：周波数）、σ：導電率、μ：
透磁率
【００１６】また、前記電極板の外側部分および中央部
分がいずれもＳｉからなり、ドーパントのドープ量を異
ならせることにより低抵抗の外側部分と高抵抗の中央部
分とを形成することが好ましい。
分がいずれもＳｉからなり、ドーパントのドープ量を異
ならせることにより低抵抗の外側部分と高抵抗の中央部
分とを形成することが好ましい。
【００１７】本発明の第２の観点によれば、チャンバー
内に第１および第２の電極を互いに平行に設け、前記第
２の電極に被処理基板を支持させた状態で、減圧下に保
持されたチャンバー内に処理ガスを導入しつつ上記第１
および第２の電極間に高周波電界を形成して処理ガスの
プラズマを生成し、このプラズマにより被処理基板に所
定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、前
記第１の電極は、第２の電極に対向するように設けられ
た、導電体または半導体で構成された電極板を備え、誘
電体部材または電極板より高抵抗の高抵抗部材がこの電
極板の第２の電極側と反対側の面の中央部に接するよう
に設けられ、前記第１の電極には、その前記第２の電極
と反対側の面から高周波電力が印加されることを特徴と
するプラズマ処理装置が提供される。
内に第１および第２の電極を互いに平行に設け、前記第
２の電極に被処理基板を支持させた状態で、減圧下に保
持されたチャンバー内に処理ガスを導入しつつ上記第１
および第２の電極間に高周波電界を形成して処理ガスの
プラズマを生成し、このプラズマにより被処理基板に所
定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、前
記第１の電極は、第２の電極に対向するように設けられ
た、導電体または半導体で構成された電極板を備え、誘
電体部材または電極板より高抵抗の高抵抗部材がこの電
極板の第２の電極側と反対側の面の中央部に接するよう
に設けられ、前記第１の電極には、その前記第２の電極
と反対側の面から高周波電力が印加されることを特徴と
するプラズマ処理装置が提供される。
【００１８】この場合に、前記電極板は、以下の（１）
式で表されるスキンデップスδが、電極板の厚さよりも
大きいことが好ましい。 δ＝（２／ωσμ）１／２ ……（１） ただし、ω＝２πｆ（ｆ：周波数）、σ：導電率、μ：
透磁率
式で表されるスキンデップスδが、電極板の厚さよりも
大きいことが好ましい。 δ＝（２／ωσμ）１／２ ……（１） ただし、ω＝２πｆ（ｆ：周波数）、σ：導電率、μ：
透磁率
【００１９】本発明の第３の観点によれば、チャンバー
内に第１および第２の電極を互いに平行に設け、前記第
２の電極に被処理基板を支持させた状態で、減圧下に保
持されたチャンバー内に処理ガスを導入しつつ上記第１
および第２の電極間に高周波電界を形成して処理ガスの
プラズマを生成し、このプラズマにより被処理基板に所
定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、前
記第１の電極は、第２の電極に対向するように設けられ
た、導電体または半導体で構成された電極板と、電極板
の第２の電極に対向する面に形成された絶縁層とを有
し、前記第１の電極には、その前記第２の電極と反対側
の面から高周波電力が印加されることを特徴とするプラ
ズマ処理装置が提供される。
内に第１および第２の電極を互いに平行に設け、前記第
２の電極に被処理基板を支持させた状態で、減圧下に保
持されたチャンバー内に処理ガスを導入しつつ上記第１
および第２の電極間に高周波電界を形成して処理ガスの
プラズマを生成し、このプラズマにより被処理基板に所
定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、前
記第１の電極は、第２の電極に対向するように設けられ
た、導電体または半導体で構成された電極板と、電極板
の第２の電極に対向する面に形成された絶縁層とを有
し、前記第１の電極には、その前記第２の電極と反対側
の面から高周波電力が印加されることを特徴とするプラ
ズマ処理装置が提供される。
【００２０】本発明の第４の観点によれば、チャンバー
内に第１および第２の電極を互いに平行に設け、前記第
２の電極に被処理基板を支持させた状態で、減圧下に保
持されたチャンバー内に処理ガスを導入しつつ上記第１
および第２の電極間に高周波電界を形成して処理ガスの
プラズマを生成し、このプラズマにより被処理基板に所
定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、前
記第１の電極は、第２の電極に対向するように設けられ
た、導電体または半導体で構成された電極板を備え、電
磁波吸収効果を有する部材がこの電極板の第２の電極側
と反対側の面の中央部に接するように設けられ、前記第
１の電極には、その前記第２の電極と反対側の面から高
周波電力が印加されることを特徴とするプラズマ処理装
置が提供される。
内に第１および第２の電極を互いに平行に設け、前記第
２の電極に被処理基板を支持させた状態で、減圧下に保
持されたチャンバー内に処理ガスを導入しつつ上記第１
および第２の電極間に高周波電界を形成して処理ガスの
プラズマを生成し、このプラズマにより被処理基板に所
定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、前
記第１の電極は、第２の電極に対向するように設けられ
た、導電体または半導体で構成された電極板を備え、電
磁波吸収効果を有する部材がこの電極板の第２の電極側
と反対側の面の中央部に接するように設けられ、前記第
１の電極には、その前記第２の電極と反対側の面から高
周波電力が印加されることを特徴とするプラズマ処理装
置が提供される。
【００２１】上記各プラズマ装置において、前記第１の
電極に印加される高周波電力の周波数が２７ＭＨｚ以上
であり、形成されるプラズマの密度が１×１０１１個／
ｃｍ ３以上であることが好ましい。
電極に印加される高周波電力の周波数が２７ＭＨｚ以上
であり、形成されるプラズマの密度が１×１０１１個／
ｃｍ ３以上であることが好ましい。
【００２２】本発明の第５の観点によれば、チャンバー
内に第１および第２の電極を互いに平行に設け、前記第
２の電極に被処理基板を支持させた状態で、減圧下に保
持されたチャンバー内に処理ガスを導入しつつ上記第１
および第２の電極間に高周波電界を形成して処理ガスの
プラズマを生成し、このプラズマにより被処理基板に所
定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置の第１の電極
として用いられる電極であって、第２の電極に対向する
ように設けられる電極板を備え、この電極板は、導電体
または半導体で構成された外側部分と、誘電体部材また
は外側部分より高抵抗の高抵抗部材で構成された中央部
分とを有し、該電極には、その前記第２の電極と反対側
となる面から高周波電力が印加されることを特徴とする
電極が提供される。
内に第１および第２の電極を互いに平行に設け、前記第
２の電極に被処理基板を支持させた状態で、減圧下に保
持されたチャンバー内に処理ガスを導入しつつ上記第１
および第２の電極間に高周波電界を形成して処理ガスの
プラズマを生成し、このプラズマにより被処理基板に所
定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置の第１の電極
として用いられる電極であって、第２の電極に対向する
ように設けられる電極板を備え、この電極板は、導電体
または半導体で構成された外側部分と、誘電体部材また
は外側部分より高抵抗の高抵抗部材で構成された中央部
分とを有し、該電極には、その前記第２の電極と反対側
となる面から高周波電力が印加されることを特徴とする
電極が提供される。
【００２３】前記電極板の前記中央部分が高抵抗体であ
る場合に、この中央部分の以下の（１）式で表されるス
キンデップスδが、電極板の中央部分の厚さよりも大き
いことが好ましい。 δ＝（２／ωσμ）１／２ ……（１） ただし、ω＝２πｆ（ｆ：周波数）、σ：導電率、μ：
透磁率
る場合に、この中央部分の以下の（１）式で表されるス
キンデップスδが、電極板の中央部分の厚さよりも大き
いことが好ましい。 δ＝（２／ωσμ）１／２ ……（１） ただし、ω＝２πｆ（ｆ：周波数）、σ：導電率、μ：
透磁率
【００２４】また、前記電極板の外側部分および中央部
分がいずれもＳｉからなり、ドーパントのドープ量を異
ならせることにより低抵抗の外側部分と高抵抗の中央部
分とを形成することが好ましい。
分がいずれもＳｉからなり、ドーパントのドープ量を異
ならせることにより低抵抗の外側部分と高抵抗の中央部
分とを形成することが好ましい。
【００２５】本発明の第６の観点によれば、チャンバー
内に第１および第２の電極を互いに平行に設け、前記第
２の電極に被処理基板を支持させた状態で、減圧下に保
持されたチャンバー内に処理ガスを導入しつつ上記第１
および第２の電極間に高周波電界を形成して処理ガスの
プラズマを生成し、このプラズマにより被処理基板に所
定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置の第１の電極
として用いられる電極であって、第２の電極に対向する
ように設けられる、導電体または半導体で構成された電
極板を備え、誘電体部材または電極板より高抵抗の高抵
抗部材がこの電極板の第２の電極側となる面と反対側の
面の中央部に接するように設けられ、該電極には、その
前記第２の電極と反対側となる面から高周波電力が印加
されることを特徴とする電極が提供される。
内に第１および第２の電極を互いに平行に設け、前記第
２の電極に被処理基板を支持させた状態で、減圧下に保
持されたチャンバー内に処理ガスを導入しつつ上記第１
および第２の電極間に高周波電界を形成して処理ガスの
プラズマを生成し、このプラズマにより被処理基板に所
定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置の第１の電極
として用いられる電極であって、第２の電極に対向する
ように設けられる、導電体または半導体で構成された電
極板を備え、誘電体部材または電極板より高抵抗の高抵
抗部材がこの電極板の第２の電極側となる面と反対側の
面の中央部に接するように設けられ、該電極には、その
前記第２の電極と反対側となる面から高周波電力が印加
されることを特徴とする電極が提供される。
【００２６】この場合に、前記電極板は、以下の（１）
式で表されるスキンデップスδが、電極板の厚さよりも
大きいことが好ましい。 δ＝（２／ωσμ）１／２ ……（１） ただし、ω＝２πｆ（ｆ：周波数）、σ：導電率、μ：
透磁率
式で表されるスキンデップスδが、電極板の厚さよりも
大きいことが好ましい。 δ＝（２／ωσμ）１／２ ……（１） ただし、ω＝２πｆ（ｆ：周波数）、σ：導電率、μ：
透磁率
【００２７】本発明の第７の観点によれば、チャンバー
内に第１および第２の電極を互いに平行に設け、前記第
２の電極に被処理基板を支持させた状態で、減圧下に保
持されたチャンバー内に処理ガスを導入しつつ上記第１
および第２の電極間に高周波電界を形成して処理ガスの
プラズマを生成し、このプラズマにより被処理基板に所
定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置の第１の電極
として用いられる電極であって、第２の電極に対向する
ように設けられる、導電体または半導体で構成された電
極板と、電極板の第２の電極に対向する面に形成された
絶縁層とを有し、該電極には、その前記第２の電極と反
対側となる面から高周波電力が印加されることを特徴と
する電極が提供される。
内に第１および第２の電極を互いに平行に設け、前記第
２の電極に被処理基板を支持させた状態で、減圧下に保
持されたチャンバー内に処理ガスを導入しつつ上記第１
および第２の電極間に高周波電界を形成して処理ガスの
プラズマを生成し、このプラズマにより被処理基板に所
定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置の第１の電極
として用いられる電極であって、第２の電極に対向する
ように設けられる、導電体または半導体で構成された電
極板と、電極板の第２の電極に対向する面に形成された
絶縁層とを有し、該電極には、その前記第２の電極と反
対側となる面から高周波電力が印加されることを特徴と
する電極が提供される。
【００２８】本発明の第８の観点によれば、チャンバー
内に第１および第２の電極を互いに平行に設け、前記第
２の電極に被処理基板を支持させた状態で、減圧下に保
持されたチャンバー内に処理ガスを導入しつつ上記第１
および第２の電極間に高周波電界を形成して処理ガスの
プラズマを生成し、このプラズマにより被処理基板に所
定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置に第１の電極
として用いられる電極であって、第２の電極に対向する
ように設けられる、導電体または半導体で構成された電
極板を備え、電磁波吸収効果を有する部材がこの電極板
の第２の電極側となる面と反対側の面の中央部に接する
ように設けられ、該電極には、その前記第２の電極と反
対側となる面から高周波電力が印加されることを特徴と
する電極が提供される。
内に第１および第２の電極を互いに平行に設け、前記第
２の電極に被処理基板を支持させた状態で、減圧下に保
持されたチャンバー内に処理ガスを導入しつつ上記第１
および第２の電極間に高周波電界を形成して処理ガスの
プラズマを生成し、このプラズマにより被処理基板に所
定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置に第１の電極
として用いられる電極であって、第２の電極に対向する
ように設けられる、導電体または半導体で構成された電
極板を備え、電磁波吸収効果を有する部材がこの電極板
の第２の電極側となる面と反対側の面の中央部に接する
ように設けられ、該電極には、その前記第２の電極と反
対側となる面から高周波電力が印加されることを特徴と
する電極が提供される。
【００２９】上記各電極において、印加される高周波電
力の周波数が２７ＭＨｚ以上であり、プラズマの密度が
１×１０１１個／ｃｍ３以上で使用されることが好まし
い。
力の周波数が２７ＭＨｚ以上であり、プラズマの密度が
１×１０１１個／ｃｍ３以上で使用されることが好まし
い。
【００３０】上記本発明の第１の観点および第５の観点
によれば、第１の電極の中央部分が誘電体部材または外
側部分より高抵抗の高抵抗部材で構成されることによ
り、誘電体部材の場合には、その容量成分により電極板
のプラズマと接する面の径方向のインダクタンス成分を
打ち消すことができ、位相によるインピーダンスの変化
をほとんどなくすることができるので、また高抵抗部材
の場合には、そこでより多くの高周波電力がジュール熱
として消費されるので、電極板のプラズマと接する面の
中央部の電界強度を低下させることができ、電極板の表
面からプラズマへ供給される電界が均一となってプラズ
マ密度を均一にすることができる。
によれば、第１の電極の中央部分が誘電体部材または外
側部分より高抵抗の高抵抗部材で構成されることによ
り、誘電体部材の場合には、その容量成分により電極板
のプラズマと接する面の径方向のインダクタンス成分を
打ち消すことができ、位相によるインピーダンスの変化
をほとんどなくすることができるので、また高抵抗部材
の場合には、そこでより多くの高周波電力がジュール熱
として消費されるので、電極板のプラズマと接する面の
中央部の電界強度を低下させることができ、電極板の表
面からプラズマへ供給される電界が均一となってプラズ
マ密度を均一にすることができる。
【００３１】上記本発明の第２の観点および第６の観点
によれば、電極板の第２の電極側と反対側の面の中央部
に接するように誘電体部材または電極板より高抵抗の高
抵抗部材が設け、かつ誘電体部材または高抵抗部材に高
周波電力が供給されるようにすることにより、誘電体部
材の場合には、その容量成分により電極板のプラズマと
接する面の径方向のインダクタンス成分を打ち消すこと
ができ、位相によるインピーダンスの変化をほとんどな
くすることができるので、また高抵抗部材の場合には、
そこでより多くの高周波電力がジュール熱として消費さ
れるので、いずれも電極板のプラズマと接する面の中央
部の電界強度を低下させることができ、電極板の表面か
らプラズマへ供給される電界が均一となってプラズマ密
度を均一にすることができる。また、電極板を２体化す
る必要がなく、従来と同様の一体的な導体または半導体
からなる電極板を使用することができる。
によれば、電極板の第２の電極側と反対側の面の中央部
に接するように誘電体部材または電極板より高抵抗の高
抵抗部材が設け、かつ誘電体部材または高抵抗部材に高
周波電力が供給されるようにすることにより、誘電体部
材の場合には、その容量成分により電極板のプラズマと
接する面の径方向のインダクタンス成分を打ち消すこと
ができ、位相によるインピーダンスの変化をほとんどな
くすることができるので、また高抵抗部材の場合には、
そこでより多くの高周波電力がジュール熱として消費さ
れるので、いずれも電極板のプラズマと接する面の中央
部の電界強度を低下させることができ、電極板の表面か
らプラズマへ供給される電界が均一となってプラズマ密
度を均一にすることができる。また、電極板を２体化す
る必要がなく、従来と同様の一体的な導体または半導体
からなる電極板を使用することができる。
【００３２】上記本発明の第３の観点および第７の観点
によれば、第１の電極が、導電体または半導体で構成さ
れた電極板と、電極板の第２の電極に対向する面に形成
された絶縁層とを有するので、プラズマと電極板とが絶
縁層を介して容量結合することとなり、結果として電極
板のプラズマと接触する面の径方向のインダクタンス成
分を絶縁層の容量成分で打ち消すことができる。したが
って、電極板のプラズマと接触する面において位相によ
るインピーダンスＺの大きさの変化をほとんどなくすこ
とができ、電極下面からプラズマへ印加される電界が均
一になってプラズマ密度を均一にすることができる。
によれば、第１の電極が、導電体または半導体で構成さ
れた電極板と、電極板の第２の電極に対向する面に形成
された絶縁層とを有するので、プラズマと電極板とが絶
縁層を介して容量結合することとなり、結果として電極
板のプラズマと接触する面の径方向のインダクタンス成
分を絶縁層の容量成分で打ち消すことができる。したが
って、電極板のプラズマと接触する面において位相によ
るインピーダンスＺの大きさの変化をほとんどなくすこ
とができ、電極下面からプラズマへ印加される電界が均
一になってプラズマ密度を均一にすることができる。
【００３３】上記本発明の第４の観点および第８の観点
によれば、電極板の第２の電極側と反対側の面の中央部
に接するように電磁波吸収効果を有する部材が設けられ
ており、このような電磁波吸収効果を有する部材は高周
波を吸収する機能を有するので、この電磁波吸収効果を
有する部材によりプラズマからの高調波を吸収すること
ができる。これにより電極板のプラズマと接触する面に
形成されていた定在波が解消され、電極板のプラズマと
接触する面の電界分布が均一となり、プラズマ密度を均
一にすることができる。
によれば、電極板の第２の電極側と反対側の面の中央部
に接するように電磁波吸収効果を有する部材が設けられ
ており、このような電磁波吸収効果を有する部材は高周
波を吸収する機能を有するので、この電磁波吸収効果を
有する部材によりプラズマからの高調波を吸収すること
ができる。これにより電極板のプラズマと接触する面に
形成されていた定在波が解消され、電極板のプラズマと
接触する面の電界分布が均一となり、プラズマ密度を均
一にすることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。図１は本発明の一実施
形態に係るプラズマ処理装置を模式的に示す断面図であ
る。このプラズマ処理装置１は、電極板が上下平行に対
向し、一方にプラズマ形成用電源が接続された容量結合
型平行平板エッチング装置として構成されている。
の実施の形態について説明する。図１は本発明の一実施
形態に係るプラズマ処理装置を模式的に示す断面図であ
る。このプラズマ処理装置１は、電極板が上下平行に対
向し、一方にプラズマ形成用電源が接続された容量結合
型平行平板エッチング装置として構成されている。
【００３５】このプラズマ処理装置１は、例えば表面が
アルマイト処理（陽極酸化処理）されたアルミニウムか
らなる円筒形状に成形されたチャンバー２を有してお
り、このチャンバー２は接地されている。前記チャンバ
ー２内の底部にはセラミックなどの絶縁板３を介して、
被処理体、例えば半導体ウエハ（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支持台４が
設けられており、さらにこのサセプタ支持台４の上に
は、下部電極を構成するサセプタ５が設けられている。
このサセプタ５にはハイパスフィルター（ＨＰＦ）６が
接続されている。
アルマイト処理（陽極酸化処理）されたアルミニウムか
らなる円筒形状に成形されたチャンバー２を有してお
り、このチャンバー２は接地されている。前記チャンバ
ー２内の底部にはセラミックなどの絶縁板３を介して、
被処理体、例えば半導体ウエハ（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支持台４が
設けられており、さらにこのサセプタ支持台４の上に
は、下部電極を構成するサセプタ５が設けられている。
このサセプタ５にはハイパスフィルター（ＨＰＦ）６が
接続されている。
【００３６】前記サセプタ支持台４の内部には、冷媒室
７が設けられており、この冷媒室７には、例えば液体窒
素などの冷媒が冷媒導入管８を介して導入されて循環
し、その冷熱が前記サセプタ５を介して前記ウエハＷに
対して伝熱され、これによりウエハＷの処理面が所望の
温度に制御される。
７が設けられており、この冷媒室７には、例えば液体窒
素などの冷媒が冷媒導入管８を介して導入されて循環
し、その冷熱が前記サセプタ５を介して前記ウエハＷに
対して伝熱され、これによりウエハＷの処理面が所望の
温度に制御される。
【００３７】前記サセプタ５は、その上中央部が凸状の
円板状に成形され、その上にウエハＷと略同形の静電チ
ャック１１が設けられている。静電チャック１１は、絶
縁材の間に電極１２が介在されており、電極１２に接続
された直流電源１３から例えば１．５ｋＶの直流電圧が
印加されることにより、例えばクーロン力によってウエ
ハＷを静電吸着する。
円板状に成形され、その上にウエハＷと略同形の静電チ
ャック１１が設けられている。静電チャック１１は、絶
縁材の間に電極１２が介在されており、電極１２に接続
された直流電源１３から例えば１．５ｋＶの直流電圧が
印加されることにより、例えばクーロン力によってウエ
ハＷを静電吸着する。
【００３８】そして、前記絶縁板３、サセプタ支持台
４、サセプタ５、さらには前記静電チャック１１には、
被処理体であるウエハＷの裏面に、伝熱媒体、例えばＨ
ｅガスなどを供給するためのガス通路１４が形成されて
おり、この伝熱媒体を介してサセプタ５の冷熱がウエハ
Ｗに伝達されウエハＷが所定の温度に維持されるように
なっている。
４、サセプタ５、さらには前記静電チャック１１には、
被処理体であるウエハＷの裏面に、伝熱媒体、例えばＨ
ｅガスなどを供給するためのガス通路１４が形成されて
おり、この伝熱媒体を介してサセプタ５の冷熱がウエハ
Ｗに伝達されウエハＷが所定の温度に維持されるように
なっている。
【００３９】前記サセプタ５の上端周縁部には、静電チ
ャック１１上に載置されたウエハＷを囲むように、環状
のフォーカスリング１５が配置されている。このフォー
カスリング１５はシリコンなどの導電性材料からなって
おり、これによりエッチングの均一性が向上される。
ャック１１上に載置されたウエハＷを囲むように、環状
のフォーカスリング１５が配置されている。このフォー
カスリング１５はシリコンなどの導電性材料からなって
おり、これによりエッチングの均一性が向上される。
【００４０】前記サセプタ５の上方には、このサセプタ
５と平行に対向して上部電極２１が設けられている。こ
の上部電極２１は、絶縁材２５を介して、チャンバー２
の上部に支持されており、サセプタ５との対向面を構成
し、多数の吐出孔２４を有する電極板２３と、この電極
板２３を支持し、導電性材料、例えば表面がアルマイト
処理されたアルミニウムからなる水冷構造の電極支持体
２２とによって構成されている。この電極２１の詳細な
構成については後述する。なお、サセプタ５と上部電極
２１とは、例えば１０〜６０ｍｍ程度離間している。
５と平行に対向して上部電極２１が設けられている。こ
の上部電極２１は、絶縁材２５を介して、チャンバー２
の上部に支持されており、サセプタ５との対向面を構成
し、多数の吐出孔２４を有する電極板２３と、この電極
板２３を支持し、導電性材料、例えば表面がアルマイト
処理されたアルミニウムからなる水冷構造の電極支持体
２２とによって構成されている。この電極２１の詳細な
構成については後述する。なお、サセプタ５と上部電極
２１とは、例えば１０〜６０ｍｍ程度離間している。
【００４１】前記上部電極２１における電極支持体２２
にはガス導入口２６が設けられ、さらにこのガス導入口
２６には、ガス供給管２７が接続されており、このガス
供給管２７には、バルブ２８、およびマスフローコント
ローラ２９を介して、処理ガス供給源３０が接続されて
いる。処理ガス供給源３０から、プラズマ処理、例えば
エッチングのための処理ガスが供給される。
にはガス導入口２６が設けられ、さらにこのガス導入口
２６には、ガス供給管２７が接続されており、このガス
供給管２７には、バルブ２８、およびマスフローコント
ローラ２９を介して、処理ガス供給源３０が接続されて
いる。処理ガス供給源３０から、プラズマ処理、例えば
エッチングのための処理ガスが供給される。
【００４２】処理ガスとしては、従来用いられている種
々のものを採用することができ、例えばフロロカーボン
ガス（ＣｘＦｙ）やハイドロフロロカーボンガス（Ｃｐ
ＨｑＦｒ）のようなハロゲン元素を含有するガスを好適
に用いることができる。他にＡｒ、Ｈｅ等の希ガスやＮ
２を添加してもよい。
々のものを採用することができ、例えばフロロカーボン
ガス（ＣｘＦｙ）やハイドロフロロカーボンガス（Ｃｐ
ＨｑＦｒ）のようなハロゲン元素を含有するガスを好適
に用いることができる。他にＡｒ、Ｈｅ等の希ガスやＮ
２を添加してもよい。
【００４３】前記チャンバー２の底部には排気管３１が
接続されており、この排気管３１には排気装置３５が接
続されている。排気装置３５はターボ分子ポンプなどの
真空ポンプを備えており、これによりチャンバー２内を
所定の減圧雰囲気、例えば１Ｐａ以下の所定の圧力まで
真空引き可能なように構成されている。また、チャンバ
ー２の側壁にはゲートバルブ３２が設けられており、こ
のゲートバルブ３２を開にした状態でウエハＷが隣接す
るロードロック室（図示せず）との間で搬送されるよう
になっている。
接続されており、この排気管３１には排気装置３５が接
続されている。排気装置３５はターボ分子ポンプなどの
真空ポンプを備えており、これによりチャンバー２内を
所定の減圧雰囲気、例えば１Ｐａ以下の所定の圧力まで
真空引き可能なように構成されている。また、チャンバ
ー２の側壁にはゲートバルブ３２が設けられており、こ
のゲートバルブ３２を開にした状態でウエハＷが隣接す
るロードロック室（図示せず）との間で搬送されるよう
になっている。
【００４４】上部電極２１には、整合器４１を介して第
１の高周波電源４０が接続されており、その際の給電は
上部電極２１の上面中央部に接続された給電棒３３によ
り行われる。また、上部電極２１にはローパスフィルタ
ー（ＬＰＦ）４２が接続されている。この第１の高周波
電源４０は、２７〜１５０ＭＨｚの範囲の周波数を有し
ており、このように高い周波数を印加することによりチ
ャンバー２内に好ましい解離状態でかつ高密度のプラズ
マを形成することができ、低圧条件下のプラズマ処理が
可能となる。この例では、高周波電源４０として６０Ｍ
Ｈｚのものを用いている。
１の高周波電源４０が接続されており、その際の給電は
上部電極２１の上面中央部に接続された給電棒３３によ
り行われる。また、上部電極２１にはローパスフィルタ
ー（ＬＰＦ）４２が接続されている。この第１の高周波
電源４０は、２７〜１５０ＭＨｚの範囲の周波数を有し
ており、このように高い周波数を印加することによりチ
ャンバー２内に好ましい解離状態でかつ高密度のプラズ
マを形成することができ、低圧条件下のプラズマ処理が
可能となる。この例では、高周波電源４０として６０Ｍ
Ｈｚのものを用いている。
【００４５】下部電極としてのサセプタ５には、第２の
高周波電源５０が接続されており、その給電線には整合
器５１が介在されている。この第２の高周波電源５０は
１〜４ＭＨｚの範囲の周波数を有しており、このような
範囲の周波数を印加することにより、被処理体であるウ
エハＷに対してダメージを与えることなく適切なイオン
作用を与えることができる。この例では、第２の高周波
電源５０として２ＭＨｚのものを用いている。
高周波電源５０が接続されており、その給電線には整合
器５１が介在されている。この第２の高周波電源５０は
１〜４ＭＨｚの範囲の周波数を有しており、このような
範囲の周波数を印加することにより、被処理体であるウ
エハＷに対してダメージを与えることなく適切なイオン
作用を与えることができる。この例では、第２の高周波
電源５０として２ＭＨｚのものを用いている。
【００４６】次に、上部電極２１の構成について詳細に
説明する。上部電極２１の電極板２３は、通常、Ｓｉや
ＳｉＣ等の導電体または半導体で構成されており、高周
波電源４０から給電棒３３を介して供給される高周波電
流が高周波数化すると、表皮効果により電極の極表面に
しか電力が供給されず、図２に示すように、電力は給電
棒３３の表面、電極支持体２２の上面、電極支持体２２
の側面、電極板２３の側面を通ってプラズマ接触面であ
る電極板２３の下面に達する。この場合に、給電棒３３
は上部電極２１の中心に存在しているため、電極板２３
下面のエッジ部ではどこも電力が同じ位相であり、図３
に示すように、電極板２３のエッジ部から同位相で中心
方向へ徐々に電力が供給されるため、電極板２３の中心
とエッジ部とで位相差ｄ／λ（λは電極表面波の波長、
ｄは電極の半径）が生じる。印加周波数が高くなると、
電極板２３下面の径方向のインダクタンス（ＬωｊΩ）
を無視できなくなり、上記位相差による干渉作用によっ
て、電極板２３下面の中央部分のインピーダンスが低く
なるため、電極板２３下面の中心部分の電界強度がエッ
ジ部分の電界強度よりも高くなる。また、中心位置はプ
ラズマと接しているため、ＲＦ等価回路的には開放端と
なっている。したがって、プラズマへ供給される電界分
布が定在波的となり、プラズマ密度の不均一を生じる。
説明する。上部電極２１の電極板２３は、通常、Ｓｉや
ＳｉＣ等の導電体または半導体で構成されており、高周
波電源４０から給電棒３３を介して供給される高周波電
流が高周波数化すると、表皮効果により電極の極表面に
しか電力が供給されず、図２に示すように、電力は給電
棒３３の表面、電極支持体２２の上面、電極支持体２２
の側面、電極板２３の側面を通ってプラズマ接触面であ
る電極板２３の下面に達する。この場合に、給電棒３３
は上部電極２１の中心に存在しているため、電極板２３
下面のエッジ部ではどこも電力が同じ位相であり、図３
に示すように、電極板２３のエッジ部から同位相で中心
方向へ徐々に電力が供給されるため、電極板２３の中心
とエッジ部とで位相差ｄ／λ（λは電極表面波の波長、
ｄは電極の半径）が生じる。印加周波数が高くなると、
電極板２３下面の径方向のインダクタンス（ＬωｊΩ）
を無視できなくなり、上記位相差による干渉作用によっ
て、電極板２３下面の中央部分のインピーダンスが低く
なるため、電極板２３下面の中心部分の電界強度がエッ
ジ部分の電界強度よりも高くなる。また、中心位置はプ
ラズマと接しているため、ＲＦ等価回路的には開放端と
なっている。したがって、プラズマへ供給される電界分
布が定在波的となり、プラズマ密度の不均一を生じる。
【００４７】このようなプラズマ密度の不均一を解消す
るために、第１の例では、図４に示すように、電極板２
３を、例えば５０ｍΩ・ｃｍ程度の低抵抗の導電体また
は半導体からなる外側部分６１と、誘電体からなる中央
部分６２とにより構成する。このように誘電体により中
央部分６２を構成することにより、その部分においてプ
ラズマとの間の容量成分が付加されることとなる。ここ
で、インピーダンスＺは Ｚ＝Ｌω−（１／Ｃω）ｊ （ただし、ω＝２πｆ
（ｆ：周波数）） で表すことできるから、誘電体部材６２の容量Ｃによ
り、インピーダンスＺにおける径方向のインダクタンス
成分（Ｌω）を容量成分（−１／Ｃω）で打ち消すこと
ができる。したがって、電極板２３下面中央部において
位相によるインピーダンスＺの大きさの変化をほとんど
なくすことができ、電極板２３下面中央部の電界強度が
低下し、電極下面からプラズマへ印加される電界が均一
になってプラズマ密度を均一にすることができる。
るために、第１の例では、図４に示すように、電極板２
３を、例えば５０ｍΩ・ｃｍ程度の低抵抗の導電体また
は半導体からなる外側部分６１と、誘電体からなる中央
部分６２とにより構成する。このように誘電体により中
央部分６２を構成することにより、その部分においてプ
ラズマとの間の容量成分が付加されることとなる。ここ
で、インピーダンスＺは Ｚ＝Ｌω−（１／Ｃω）ｊ （ただし、ω＝２πｆ
（ｆ：周波数）） で表すことできるから、誘電体部材６２の容量Ｃによ
り、インピーダンスＺにおける径方向のインダクタンス
成分（Ｌω）を容量成分（−１／Ｃω）で打ち消すこと
ができる。したがって、電極板２３下面中央部において
位相によるインピーダンスＺの大きさの変化をほとんど
なくすことができ、電極板２３下面中央部の電界強度が
低下し、電極下面からプラズマへ印加される電界が均一
になってプラズマ密度を均一にすることができる。
【００４８】なお、この際の誘電体からなる中央部分６
２の径は、電極２１の直径が３００ｍｍφの場合には、
１０〜５０ｍｍφが好ましい。また、中央部分６２を構
成する誘電体６２の誘電率は、Ｌωを打ち消すことがで
きる大きさであればよく、例えば誘電率３程度のポリイ
ミド系樹脂を適用することができる。さらに、外側部分
６１としては、従来から電極板材料として使用されてい
るＳｉ、ＳｉＣ等の導体または半導体を用いることがで
きる。
２の径は、電極２１の直径が３００ｍｍφの場合には、
１０〜５０ｍｍφが好ましい。また、中央部分６２を構
成する誘電体６２の誘電率は、Ｌωを打ち消すことがで
きる大きさであればよく、例えば誘電率３程度のポリイ
ミド系樹脂を適用することができる。さらに、外側部分
６１としては、従来から電極板材料として使用されてい
るＳｉ、ＳｉＣ等の導体または半導体を用いることがで
きる。
【００４９】次に、上部電極２１の第２の例について説
明する。第２の例では、図５に示すように、電極板２３
を、例えば５０ｍΩ・ｃｍ程度の低抵抗の導電体または
半導体からなる外側部分６３と、例えば１〜１００Ω・
ｃｍの相対的に抵抗が高い高抵抗部材からなる中央部分
６４とにより構成する。このように高抵抗部材で中央部
分６４を構成することにより、その部分で電力が供給さ
れる部分の厚さ、いわゆるスキンデップスδが変化す
る。つまり、スキンデップスδは、 δ＝（２／ωσμ）１／２（ただし、σ：導電率、μ：
透磁率） と表すことができ、抵抗が大きくなって導電率σが低下
するとスキンデップスδが大きくなる。そして、高抵抗
部材６４のスキンデップスδがその厚さよりも大きくな
ると、図６に示すように高抵抗部材６４において高周波
電力がその裏面にも供給されることとなり、高周波電力
が高抵抗部材６４の裏面側から下面に達するまでの間に
ジュール熱となって放出されることとなる。これによ
り、電極板２３下面中央部において電界強度が低下する
こととなる。したがって、電極板２３の下面の電界強度
が均一となり、結果として電極下面からプラズマへ印加
される電界が均一になってプラズマ密度を均一にするこ
とができる。
明する。第２の例では、図５に示すように、電極板２３
を、例えば５０ｍΩ・ｃｍ程度の低抵抗の導電体または
半導体からなる外側部分６３と、例えば１〜１００Ω・
ｃｍの相対的に抵抗が高い高抵抗部材からなる中央部分
６４とにより構成する。このように高抵抗部材で中央部
分６４を構成することにより、その部分で電力が供給さ
れる部分の厚さ、いわゆるスキンデップスδが変化す
る。つまり、スキンデップスδは、 δ＝（２／ωσμ）１／２（ただし、σ：導電率、μ：
透磁率） と表すことができ、抵抗が大きくなって導電率σが低下
するとスキンデップスδが大きくなる。そして、高抵抗
部材６４のスキンデップスδがその厚さよりも大きくな
ると、図６に示すように高抵抗部材６４において高周波
電力がその裏面にも供給されることとなり、高周波電力
が高抵抗部材６４の裏面側から下面に達するまでの間に
ジュール熱となって放出されることとなる。これによ
り、電極板２３下面中央部において電界強度が低下する
こととなる。したがって、電極板２３の下面の電界強度
が均一となり、結果として電極下面からプラズマへ印加
される電界が均一になってプラズマ密度を均一にするこ
とができる。
【００５０】なお、この際の高抵抗部材からなる中央部
分６４の直径は、電極２１の直径が３００ｍｍφの場合
に５０〜２２０ｍｍφであることが好ましい。中央部分
６４を構成する高抵抗部材は、ボロン等のドーパントの
量を調整するだけで抵抗を調整することができることか
らＳｉで構成することが好ましい。また、外側部分６３
としては、従来から電極板材料として使用されているＳ
ｉ、ＳｉＣ等の導体または半導体を用いることができる
が、電極板２３全体をＳｉで構成し、ドーパント、例え
ばボロンのドープ量を変化させることにより外側部分６
３および高抵抗部材６４を形成することがより簡便であ
る。
分６４の直径は、電極２１の直径が３００ｍｍφの場合
に５０〜２２０ｍｍφであることが好ましい。中央部分
６４を構成する高抵抗部材は、ボロン等のドーパントの
量を調整するだけで抵抗を調整することができることか
らＳｉで構成することが好ましい。また、外側部分６３
としては、従来から電極板材料として使用されているＳ
ｉ、ＳｉＣ等の導体または半導体を用いることができる
が、電極板２３全体をＳｉで構成し、ドーパント、例え
ばボロンのドープ量を変化させることにより外側部分６
３および高抵抗部材６４を形成することがより簡便であ
る。
【００５１】次に、上部電極２１の第３の例について説
明する。この例では、図７に示すように、電極板２３の
裏面側中央に接するように誘電体部材６５を設けてい
る。ここでは電極板２３として例えば１〜１００Ω・ｃ
ｍの範囲の高抵抗の導電体または半導体を用い、スキン
デップスδが電極板２３の厚さよりも厚くなるようにす
る。これにより、高周波電力は電極板２３の裏面側にも
供給されるようになり、このように誘電体部材６５を電
極板２３の裏面中央部に配置することにより、その部分
においてプラズマとの間の容量成分が付加されることと
なる。したがって、第１の例と同様、インピーダンスＺ
における径方向のインダクタンス成分（Ｌω）を容量成
分（−１／Ｃω）で打ち消すことができる。このため、
電極板２３下面中央部において位相によるインピーダン
スＺの大きさの変化が小さくなり、電極板２３下面中央
部の電界強度が低下し、電極下面からプラズマへ印加さ
れる電界が均一になってプラズマ密度を均一にすること
ができる。この例の場合には、第１および第２の例のよ
うに電極板２３を２体化する必要がなく、従来と同様の
一体的な導体または半導体からなる電極板を使用するこ
とができる。
明する。この例では、図７に示すように、電極板２３の
裏面側中央に接するように誘電体部材６５を設けてい
る。ここでは電極板２３として例えば１〜１００Ω・ｃ
ｍの範囲の高抵抗の導電体または半導体を用い、スキン
デップスδが電極板２３の厚さよりも厚くなるようにす
る。これにより、高周波電力は電極板２３の裏面側にも
供給されるようになり、このように誘電体部材６５を電
極板２３の裏面中央部に配置することにより、その部分
においてプラズマとの間の容量成分が付加されることと
なる。したがって、第１の例と同様、インピーダンスＺ
における径方向のインダクタンス成分（Ｌω）を容量成
分（−１／Ｃω）で打ち消すことができる。このため、
電極板２３下面中央部において位相によるインピーダン
スＺの大きさの変化が小さくなり、電極板２３下面中央
部の電界強度が低下し、電極下面からプラズマへ印加さ
れる電界が均一になってプラズマ密度を均一にすること
ができる。この例の場合には、第１および第２の例のよ
うに電極板２３を２体化する必要がなく、従来と同様の
一体的な導体または半導体からなる電極板を使用するこ
とができる。
【００５２】なお、この際の誘電体部材６５の径は、電
極２１の直径が３００ｍｍφの場合には、５０〜２２０
ｍｍφが好ましい。また、誘電体部材６５の誘電率は、
Ｌωを打ち消すことができる大きさであればよく、例え
ば誘電率３程度のポリイミド系樹脂を適用することがで
きる。
極２１の直径が３００ｍｍφの場合には、５０〜２２０
ｍｍφが好ましい。また、誘電体部材６５の誘電率は、
Ｌωを打ち消すことができる大きさであればよく、例え
ば誘電率３程度のポリイミド系樹脂を適用することがで
きる。
【００５３】次に、上部電極２１の第４の例について説
明する。この例では、図８に示すように、電極板２３の
裏面側中央に接するように高抵抗部材６６を設けてい
る。ここでは電極板２３として例えば１〜１００Ω・ｃ
ｍの範囲の高抵抗のものを用い、スキンデップスδが電
極板２３の厚さよりも厚くなるようにする。これによ
り、高周波電力は電極板２３の裏面側にも供給されるよ
うになり、このように高抵抗部材６６を電極板２３の裏
面中央部に配置することにより、その部分に供給された
高周波電力が高抵抗部材６６においてジュール熱として
放出され、これにより、電極板２３下面中央部において
電界強度が低下することとなる。したがって、電極板２
３の下面の電界強度が均一となり、結果として電極下面
からプラズマへ印加される電界が均一になってプラズマ
密度を均一にすることができる。この例の場合にも、第
１および第２の例のように電極板２３を２体化する必要
がなく、従来と同様の一体的な導体または半導体からな
る電極板を使用することができる。
明する。この例では、図８に示すように、電極板２３の
裏面側中央に接するように高抵抗部材６６を設けてい
る。ここでは電極板２３として例えば１〜１００Ω・ｃ
ｍの範囲の高抵抗のものを用い、スキンデップスδが電
極板２３の厚さよりも厚くなるようにする。これによ
り、高周波電力は電極板２３の裏面側にも供給されるよ
うになり、このように高抵抗部材６６を電極板２３の裏
面中央部に配置することにより、その部分に供給された
高周波電力が高抵抗部材６６においてジュール熱として
放出され、これにより、電極板２３下面中央部において
電界強度が低下することとなる。したがって、電極板２
３の下面の電界強度が均一となり、結果として電極下面
からプラズマへ印加される電界が均一になってプラズマ
密度を均一にすることができる。この例の場合にも、第
１および第２の例のように電極板２３を２体化する必要
がなく、従来と同様の一体的な導体または半導体からな
る電極板を使用することができる。
【００５４】なお、この際の高抵抗部材６６の直径は、
電極２１の直径が３００ｍｍφの場合に５０〜２２０ｍ
ｍφであることが好ましい。高抵抗部材６６はＳｉで構
成することによりボロン等のドーパントの量を調整する
だけで抵抗を調整することができるので好ましい。
電極２１の直径が３００ｍｍφの場合に５０〜２２０ｍ
ｍφであることが好ましい。高抵抗部材６６はＳｉで構
成することによりボロン等のドーパントの量を調整する
だけで抵抗を調整することができるので好ましい。
【００５５】次に、上部電極２１の第５の例について説
明する。この例では、図９に示すように、電極板２３の
下面に絶縁層６７を形成している。この絶縁層６７は、
例えばセラミックスの溶射等により形成することができ
るが、その形成方法は問わない。このように絶縁層６７
を形成することにより、プラズマと電極板２３とが絶縁
層６７を介して容量結合することとなる。したがって、
ＲＦ等価回路的には、電極板２３とプラズマとの間に多
数のコンデンサーが並列に存在している状態となり、結
果として電極板２３下面の径方向のインダクタンス成分
（Ｌω）を絶縁層６７の容量成分（−１／Ｃω）で打ち
消すことができる。したがって、電極板２３下面におい
て位相によるインピーダンスＺの大きさの変化をほとん
どなくすことができ、電極下面からプラズマへ印加され
る電界が均一になってプラズマ密度を均一にすることが
できる。
明する。この例では、図９に示すように、電極板２３の
下面に絶縁層６７を形成している。この絶縁層６７は、
例えばセラミックスの溶射等により形成することができ
るが、その形成方法は問わない。このように絶縁層６７
を形成することにより、プラズマと電極板２３とが絶縁
層６７を介して容量結合することとなる。したがって、
ＲＦ等価回路的には、電極板２３とプラズマとの間に多
数のコンデンサーが並列に存在している状態となり、結
果として電極板２３下面の径方向のインダクタンス成分
（Ｌω）を絶縁層６７の容量成分（−１／Ｃω）で打ち
消すことができる。したがって、電極板２３下面におい
て位相によるインピーダンスＺの大きさの変化をほとん
どなくすことができ、電極下面からプラズマへ印加され
る電界が均一になってプラズマ密度を均一にすることが
できる。
【００５６】なお、この際の絶縁層６７は、インダクタ
ンス成分（Ｌω）を打ち消すことができる程度の容量と
なるように、その材料および厚さが設定される。
ンス成分（Ｌω）を打ち消すことができる程度の容量と
なるように、その材料および厚さが設定される。
【００５７】ところで、上部電極２１の電極板２３下面
の電界分布が不均一になるのは、上述のような印加周波
数を上昇させた際の電極表面のインダクタンスの径方向
の変化に起因するばかりでなく、プラズマの非線形性の
特性が顕著に現れ、プラズマからの反射波の高調波が増
加し、このような高調波により電極表面に定在波が生成
されることによっても生じる。
の電界分布が不均一になるのは、上述のような印加周波
数を上昇させた際の電極表面のインダクタンスの径方向
の変化に起因するばかりでなく、プラズマの非線形性の
特性が顕著に現れ、プラズマからの反射波の高調波が増
加し、このような高調波により電極表面に定在波が生成
されることによっても生じる。
【００５８】つまり、プラズマからの反射波には多数の
高調波が含まれており、これら高調波はさらに給電棒３
３のインダクタンス成分のため反射されるが、電極径が
２５０〜３００ｍｍφとなると、高調波の中にはこれと
定在波を形成する波長のものが含まれているため、電極
板２３の下面に定在波が形成されて電極板２３表面中心
部で電界強度が大きくなってしまう。
高調波が含まれており、これら高調波はさらに給電棒３
３のインダクタンス成分のため反射されるが、電極径が
２５０〜３００ｍｍφとなると、高調波の中にはこれと
定在波を形成する波長のものが含まれているため、電極
板２３の下面に定在波が形成されて電極板２３表面中心
部で電界強度が大きくなってしまう。
【００５９】そこで、上部電極２１の第６の例では、図
１０に示すように、電極板２３裏面側の中央部に接する
ように、例えばフェライト焼結体のような、電磁波吸収
効果を有する部材６８を設ける。このような電磁波吸収
効果を有する部材６８は高周波を吸収する機能を有する
から、この部材６８によりプラズマからの高調波を吸収
する。これにより定在波が解消され、電極板２３下面の
電界分布が均一となり、プラズマ密度を均一にすること
ができる。この場合に、電磁波吸収効果を有する部材６
８としては、プラズマからの高調波は吸収するが、高周
波電源４０からの印加周波数は吸収しない特性を有する
ものを用いる。部材６８の吸収周波数領域は、材料およ
び組成によって調整することができる。
１０に示すように、電極板２３裏面側の中央部に接する
ように、例えばフェライト焼結体のような、電磁波吸収
効果を有する部材６８を設ける。このような電磁波吸収
効果を有する部材６８は高周波を吸収する機能を有する
から、この部材６８によりプラズマからの高調波を吸収
する。これにより定在波が解消され、電極板２３下面の
電界分布が均一となり、プラズマ密度を均一にすること
ができる。この場合に、電磁波吸収効果を有する部材６
８としては、プラズマからの高調波は吸収するが、高周
波電源４０からの印加周波数は吸収しない特性を有する
ものを用いる。部材６８の吸収周波数領域は、材料およ
び組成によって調整することができる。
【００６０】以上の第１〜第６の例の上部電極は、印加
周波数が２７ＭＨｚ以上で、プラズマ密度が１×１０
１１個／ｃｍ３以上の高密度の場合に特に有効である。
周波数が２７ＭＨｚ以上で、プラズマ密度が１×１０
１１個／ｃｍ３以上の高密度の場合に特に有効である。
【００６１】次に、以上のような上部電極２１を備えた
プラズマ処理装置１における処理動作について、ウエハ
Ｗに形成された酸化膜をエッチングする場合を例にとっ
て説明する。
プラズマ処理装置１における処理動作について、ウエハ
Ｗに形成された酸化膜をエッチングする場合を例にとっ
て説明する。
【００６２】まず、被処理体であるウエハＷは、ゲート
バルブ３２が開放された後、図示しないロードロック室
からチャンバー２内へと搬入され、静電チャック１１上
に載置される。そして、高圧直流電源１３から直流電圧
が印加されることによって、ウエハＷが静電チャック１
１上に静電吸着される。次いで、ゲートバルブ３２が閉
じられ、排気機構３５によって、チャンバー２内が所定
の真空度まで真空引きされる。
バルブ３２が開放された後、図示しないロードロック室
からチャンバー２内へと搬入され、静電チャック１１上
に載置される。そして、高圧直流電源１３から直流電圧
が印加されることによって、ウエハＷが静電チャック１
１上に静電吸着される。次いで、ゲートバルブ３２が閉
じられ、排気機構３５によって、チャンバー２内が所定
の真空度まで真空引きされる。
【００６３】その後、バルブ２８が開放されて、処理ガ
ス供給源３０から処理ガスがマスフローコントローラ２
９によってその流量が調整されつつ、処理ガス供給管２
７、ガス導入口２６を通って上部電極２１の内部へ導入
され、さらに電極板２３の吐出孔２４を通って、図１の
矢印に示すように、ウエハＷに対して均一に吐出され、
チャンバー２内の圧力が所定の値に維持される。
ス供給源３０から処理ガスがマスフローコントローラ２
９によってその流量が調整されつつ、処理ガス供給管２
７、ガス導入口２６を通って上部電極２１の内部へ導入
され、さらに電極板２３の吐出孔２４を通って、図１の
矢印に示すように、ウエハＷに対して均一に吐出され、
チャンバー２内の圧力が所定の値に維持される。
【００６４】そして、その後、第１の高周波電源４０か
ら２７〜１５０ＭＨｚ、例えば６０ＭＨｚの高周波が上
部電極２１に印加される。これにより、上部電極２１と
下部電極としてのサセプタ５との間に高周波電界が生
じ、処理ガスが解離してプラズマ化する。
ら２７〜１５０ＭＨｚ、例えば６０ＭＨｚの高周波が上
部電極２１に印加される。これにより、上部電極２１と
下部電極としてのサセプタ５との間に高周波電界が生
じ、処理ガスが解離してプラズマ化する。
【００６５】他方、第２の高周波電源５０からは、１〜
４ＭＨｚ、例えば２ＭＨｚの高周波が下部電極であるサ
セプタ５に印加される。これにより、プラズマ中のイオ
ンがサセプタ５側へ引き込まれ、イオンアシストにより
エッチングの異方性が高められる。
４ＭＨｚ、例えば２ＭＨｚの高周波が下部電極であるサ
セプタ５に印加される。これにより、プラズマ中のイオ
ンがサセプタ５側へ引き込まれ、イオンアシストにより
エッチングの異方性が高められる。
【００６６】このように、上部電極２１に印加する高周
波の周波数を２７ＭＨｚよりも高くすることにより、プ
ラズマ密度を上げることができるが、従来の上部電極構
造では、上述したように、印加周波数を上昇させた際の
電極表面のインダクタンスの径方向の変化によって、ま
たは、プラズマからの反射波の高調波により電極板２３
下面に定在波が生成されることによって、電極板２３下
面での電界の不均一が生じる。これに対して、上部電極
２１を上記第１〜第６の例に示す構造にすることによっ
て、これら電極板２３下面での電界の不均一の原因のい
ずれかを解消することができるので、電極板２３下面で
の電界分布を従来よりも均一にすることができ、プラズ
マ密度をより均一化することができる。すなわち、上記
上部電極構造を採用することにより、印加する高周波の
周波数が上昇し、プラズマ密度が上昇した際に生じる特
有の問題を解消することができ、高密度でありながら均
一なプラズマを形成することができる。したがって、エ
ッチングの均一性が向上し、一層のデザインルールの微
細化に適切に対応することが可能となる。特に、印加周
波数が２７ＭＨｚ以上で、プラズマ密度が１×１０１１
個／ｃｍ３以上の場合に上記問題が生じやすく、以上の
ような上部電極構造はこのような場合に特に有効であ
る。
波の周波数を２７ＭＨｚよりも高くすることにより、プ
ラズマ密度を上げることができるが、従来の上部電極構
造では、上述したように、印加周波数を上昇させた際の
電極表面のインダクタンスの径方向の変化によって、ま
たは、プラズマからの反射波の高調波により電極板２３
下面に定在波が生成されることによって、電極板２３下
面での電界の不均一が生じる。これに対して、上部電極
２１を上記第１〜第６の例に示す構造にすることによっ
て、これら電極板２３下面での電界の不均一の原因のい
ずれかを解消することができるので、電極板２３下面で
の電界分布を従来よりも均一にすることができ、プラズ
マ密度をより均一化することができる。すなわち、上記
上部電極構造を採用することにより、印加する高周波の
周波数が上昇し、プラズマ密度が上昇した際に生じる特
有の問題を解消することができ、高密度でありながら均
一なプラズマを形成することができる。したがって、エ
ッチングの均一性が向上し、一層のデザインルールの微
細化に適切に対応することが可能となる。特に、印加周
波数が２７ＭＨｚ以上で、プラズマ密度が１×１０１１
個／ｃｍ３以上の場合に上記問題が生じやすく、以上の
ような上部電極構造はこのような場合に特に有効であ
る。
【００６７】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ることなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の
形態では、上下電極に高周波を印加したが、上部電極の
みに高周波を印加するタイプであってもよい。また、上
部電極に２７〜１５０ＭＨｚの高周波を印加した場合に
ついて示したが、この範囲に限るものではない。さら
に、被処理基板として半導体ウエハを用い、これにエッ
チングを施す場合について説明したが、これに限らず、
処理対象としては液晶表示装置（ＬＣＤ）基板等の他の
基板であってもよく、またプラズマ処理もエッチングに
限らず、スパッタリング、ＣＶＤ等の他の処理であって
もよい。さらに、上記実施形態で示した上部電極の複数
の例のいくつかを併用することも可能である。
ることなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の
形態では、上下電極に高周波を印加したが、上部電極の
みに高周波を印加するタイプであってもよい。また、上
部電極に２７〜１５０ＭＨｚの高周波を印加した場合に
ついて示したが、この範囲に限るものではない。さら
に、被処理基板として半導体ウエハを用い、これにエッ
チングを施す場合について説明したが、これに限らず、
処理対象としては液晶表示装置（ＬＣＤ）基板等の他の
基板であってもよく、またプラズマ処理もエッチングに
限らず、スパッタリング、ＣＶＤ等の他の処理であって
もよい。さらに、上記実施形態で示した上部電極の複数
の例のいくつかを併用することも可能である。
【００６８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
印加周波数を上昇させた際の電極板のプラズマ接触面の
インダクタンスの径方向の変化による電界の不均一、ま
たは、プラズマからの反射波の高調波により電極板のプ
ラズマ接触面に定在波が生成されることによって生じる
電界の不均一を解消することができるので、電極板のプ
ラズマ接触面での電界分布を従来よりも均一にすること
ができ、高密度プラズマにおけるプラズマ密度をより均
一化することができる。
印加周波数を上昇させた際の電極板のプラズマ接触面の
インダクタンスの径方向の変化による電界の不均一、ま
たは、プラズマからの反射波の高調波により電極板のプ
ラズマ接触面に定在波が生成されることによって生じる
電界の不均一を解消することができるので、電極板のプ
ラズマ接触面での電界分布を従来よりも均一にすること
ができ、高密度プラズマにおけるプラズマ密度をより均
一化することができる。
【図１】本発明の一実施形態に係るエッチング装置を示
す断面図。
す断面図。
【図２】従来の上部電極における高周波電力の供給系路
を模式的に示す断面図。
を模式的に示す断面図。
【図３】従来の上部電極における高周波電力の供給系路
を模式的に示す底面図。
を模式的に示す底面図。
【図４】上部電極の第１の例を模式的に示す断面図。
【図５】上部電極の第２の例を模式的に示す断面図。
【図６】上部電極の第２の例の高周波電力の経路を模式
的に示す図。
的に示す図。
【図７】上部電極の第３の例を模式的に示す断面図。
【図８】上部電極の第４の例を模式的に示す断面図。
【図９】上部電極の第５の例を模式的に示す断面図。
【図１０】上部電極の第６の例を模式的に示す断面図。
１；エッチング装置 ２；チャンバー ５；サセプタ（第２の電極） ６；ハイパスフィルタ ２１；上部電極（第１の電極） ２３；電極板 ３０；処理ガス供給源 ３５；排気装置 ４０；第１の高周波電源 ４２；ローパスフィルタ ４１，５１；整合器 ５０；第２の高周波電源 ６１，６３；外側部分 ６２；誘電体部材からなる中央部分 ６４；高抵抗部材からなる中央部分 ６５；誘電体部材 ６６；高抵抗部材 ６７；絶縁層 ６８；電磁波吸収効果を有する部材 Ｗ；半導体ウエハ
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｃ２３Ｃ 14/50 Ｃ２３Ｃ 14/50 Ｚ Ｆターム(参考） 4K029 BD01 DC28 DC35 4K057 DA16 DD01 DE06 DE14 DM05 DM06 DM09 DM17 DM18 DM28 DM33 DM39 5F004 AA01 BA06 BA07 BA20 BB11 BB13 BB22 BB25 BB29 DA01 DA16 DA22 DA23 DA25 5F045 AA08 BB01 DP02 EH04 EH05 EH08 EH13 EH19 EJ02 EM05 EM07
Claims (16)
- 【請求項１】 チャンバー内に第１および第２の電極を
互いに平行に設け、前記第２の電極に被処理基板を支持
させた状態で、減圧下に保持されたチャンバー内に処理
ガスを導入しつつ上記第１および第２の電極間に高周波
電界を形成して処理ガスのプラズマを生成し、このプラ
ズマにより被処理基板に所定のプラズマ処理を施すプラ
ズマ処理装置であって、 前記第１の電極は、第２の電極に対向するように設けら
れた電極板を備え、この電極板は、導電体または半導体
で構成された外側部分と、誘電体部材または外側部分よ
り高抵抗の高抵抗部材で構成された中央部分とを有し、
前記第１の電極には、その前記第２の電極と反対側の面
から高周波電力が印加されることを特徴とするプラズマ
処理装置。 - 【請求項２】 前記電極板の前記中央部分が高抵抗体で
ある場合に、この中央部分の以下の（１）式で表される
スキンデップスδが、電極板の中央部分の厚さよりも大
きいことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装
置。 δ＝（２／ωσμ）１／２ ……（１） ただし、ω＝２πｆ（ｆ：周波数）、σ：導電率、μ：
透磁率 - 【請求項３】 前記電極板の外側部分および中央部分が
いずれもＳｉからなり、ドーパントのドープ量を異なら
せることにより低抵抗の外側部分と高抵抗の中央部分と
を形成することを特徴とする請求項２に記載のプラズマ
処理装置。 - 【請求項４】 チャンバー内に第１および第２の電極を
互いに平行に設け、前記第２の電極に被処理基板を支持
させた状態で、減圧下に保持されたチャンバー内に処理
ガスを導入しつつ上記第１および第２の電極間に高周波
電界を形成して処理ガスのプラズマを生成し、このプラ
ズマにより被処理基板に所定のプラズマ処理を施すプラ
ズマ処理装置であって、 前記第１の電極は、第２の電極に対向するように設けら
れた、導電体または半導体で構成された電極板を備え、
誘電体部材または電極板より高抵抗の高抵抗部材がこの
電極板の第２の電極側と反対側の面の中央部に接するよ
うに設けられ、前記第１の電極には、その前記第２の電
極と反対側の面から高周波電力が印加されることを特徴
とするプラズマ処理装置。 - 【請求項５】 前記電極板は、以下の（１）式で表され
るスキンデップスδが、電極板の厚さよりも大きいこと
を特徴とする請求項４に記載のプラズマ処理装置。 δ＝（２／ωσμ）１／２ ……（１） ただし、ω＝２πｆ（ｆ：周波数）、σ：導電率、μ：
透磁率 - 【請求項６】 チャンバー内に第１および第２の電極を
互いに平行に設け、前記第２の電極に被処理基板を支持
させた状態で、減圧下に保持されたチャンバー内に処理
ガスを導入しつつ上記第１および第２の電極間に高周波
電界を形成して処理ガスのプラズマを生成し、このプラ
ズマにより被処理基板に所定のプラズマ処理を施すプラ
ズマ処理装置であって、 前記第１の電極は、第２の電極に対向するように設けら
れた、導電体または半導体で構成された電極板と、電極
板の第２の電極に対向する面に形成された絶縁層とを有
し、前記第１の電極には、その前記第２の電極と反対側
の面から高周波電力が印加されることを特徴とするプラ
ズマ処理装置。 - 【請求項７】 チャンバー内に第１および第２の電極を
互いに平行に設け、前記第２の電極に被処理基板を支持
させた状態で、減圧下に保持されたチャンバー内に処理
ガスを導入しつつ上記第１および第２の電極間に高周波
電界を形成して処理ガスのプラズマを生成し、このプラ
ズマにより被処理基板に所定のプラズマ処理を施すプラ
ズマ処理装置であって、 前記第１の電極は、第２の電極に対向するように設けら
れ、導電体または半導体で構成された電極板を備え、電
磁波吸収効果を有する部材がこの電極板の第２の電極側
と反対側の面の中央部に接するように設けられ、前記第
１の電極には、その前記第２の電極と反対側の面の中央
部から高周波電力が印加されることを特徴とするプラズ
マ処理装置。 - 【請求項８】 前記第１の電極に印加される高周波電力
の周波数が２７ＭＨｚ以上であり、形成されるプラズマ
の密度が１×１０１１個／ｃｍ３以上であることを特徴
とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の
プラズマ処理装置。 - 【請求項９】 チャンバー内に第１および第２の電極を
互いに平行に設け、前記第２の電極に被処理基板を支持
させた状態で、減圧下に保持されたチャンバー内に処理
ガスを導入しつつ上記第１および第２の電極間に高周波
電界を形成して処理ガスのプラズマを生成し、このプラ
ズマにより被処理基板に所定のプラズマ処理を施すプラ
ズマ処理装置の第１の電極として用いられる電極であっ
て、 第２の電極に対向するように設けられる電極板を備え、
この電極板は、導電体または半導体で構成された外側部
分と、誘電体部材または外側部分より高抵抗の高抵抗部
材で構成された中央部分とを有し、該電極には、その前
記第２の電極と反対側となる面から高周波電力が印加さ
れることを特徴とする電極。 - 【請求項１０】 前記電極板の前記中央部分が高抵抗体
である場合に、この中央部分の以下の（１）式で表され
るスキンデップスδが、電極板の中央部分の厚さよりも
大きいことを特徴とする請求項９に記載の電極。 δ＝（２／ωσμ）１／２ ……（１） ただし、ω＝２πｆ（ｆ：周波数）、σ：導電率、μ：
透磁率 - 【請求項１１】 前記電極板の外側部分および中央部分
がいずれもＳｉからなり、ドーパントのドープ量を異な
らせることにより低抵抗の外側部分と高抵抗の中央部分
とを形成することを特徴とする請求項１０に記載の電
極。 - 【請求項１２】 チャンバー内に第１および第２の電極
を互いに平行に設け、前記第２の電極に被処理基板を支
持させた状態で、減圧下に保持されたチャンバー内に処
理ガスを導入しつつ上記第１および第２の電極間に高周
波電界を形成して処理ガスのプラズマを生成し、このプ
ラズマにより被処理基板に所定のプラズマ処理を施すプ
ラズマ処理装置の第１の電極として用いられる電極であ
って、 第２の電極に対向するように設けられる、導電体または
半導体で構成された電極板を備え、誘電体部材または電
極板より高抵抗の高抵抗部材がこの電極板の第２の電極
側となる面と反対側の面の中央部に接するように設けら
れ、該電極には、その前記第２の電極と反対側となる面
から高周波電力が印加されることを特徴とする電極。 - 【請求項１３】 前記電極板は、以下の（１）式で表さ
れるスキンデップスδが、電極板の厚さよりも大きいこ
とを特徴とする請求項１２に記載の電極。 δ＝（２／ωσμ）１／２ ……（１） ただし、ω＝２πｆ（ｆ：周波数）、σ：導電率、μ：
透磁率 - 【請求項１４】 チャンバー内に第１および第２の電極
を互いに平行に設け、前記第２の電極に被処理基板を支
持させた状態で、減圧下に保持されたチャンバー内に処
理ガスを導入しつつ上記第１および第２の電極間に高周
波電界を形成して処理ガスのプラズマを生成し、このプ
ラズマにより被処理基板に所定のプラズマ処理を施すプ
ラズマ処理装置の第１の電極として用いられる電極であ
って、 第２の電極に対向するように設けられる、導電体または
半導体で構成された電極板と、電極板の第２の電極に対
向する面に形成された絶縁層とを有し、該電極には、そ
の前記第２の電極と反対側となる面から高周波電力が印
加されることを特徴とする電極。 - 【請求項１５】 チャンバー内に第１および第２の電極
を互いに平行に設け、前記第２の電極に被処理基板を支
持させた状態で、減圧下に保持されたチャンバー内に処
理ガスを導入しつつ上記第１および第２の電極間に高周
波電界を形成して処理ガスのプラズマを生成し、このプ
ラズマにより被処理基板に所定のプラズマ処理を施すプ
ラズマ処理装置に第１の電極として用いられる電極であ
って、 第２の電極に対向するように設けられる、導電体または
半導体で構成された電極板を備え、電磁波吸収効果を有
する部材がこの電極板の第２の電極側となる面と反対側
の面の中央部に接するように設けられ、該電極には、そ
の前記第２の電極と反対側となる面から高周波電力が印
加されることを特徴とする電極。 - 【請求項１６】 印加される高周波電力の周波数が２７
ＭＨｚ以上であり、プラズマの密度が１×１０１１個／
ｃｍ３以上で使用されることを特徴とする請求項９ない
し請求項１５のいずれか１項に記載の電極。
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