JPH09186141A

JPH09186141A - プラズマ処理装置

Info

Publication number: JPH09186141A
Application number: JP8302502A
Authority: JP
Inventors: Akira Koshiishi; 公輿石; Koichiro Inasawa; 剛一郎稲沢; Yukimasa Yoshida; 幸正吉田; Itsuko Sakai; 伊都子酒井; Makoto Sekine; 誠関根
Original assignee: Toshiba Corp; Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1995-10-30
Filing date: 1996-10-28
Publication date: 1997-07-15

Abstract

(57)【要約】【課題】プラズマ密度の均一性を確保しつつしかも高
いプラズマ密度の下で、被処理体に対し、ダメージのな
い高速かつ均一な処理を実施できるプラズマ処理装置を
得る。【解決手段】処理容器３内にサセプタ６と上部電極３
２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。ウエハＷ上に一様な一
方向傾斜磁場を形成するダイポールリング５１を処理容
器３外周に配置する。ダイポールリング５１の磁界によ
って、ウエハＷ上には電子溜まりが形成されず、均一な
処理が行える。磁界形成によってプラズマ密度は高い。
プラズマ中のイオンは、低い周波数の高周波でウエハＷ
への入射エネルギーが制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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、被処理体、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、またウエハも大口径化していることから、これらの
プラズマ処理装置においては、微細な処理を高速かつ均
一に実施できることがとりわけ重視されている。

【０００３】例えばエッチング装置を例にとれば、高密
度のプラズマを処理容器内に発生させて、微細な処理を
可能としつつエッチングレートを向上させ、しかもウエ
ハ面内でのエッチングレートの均一性が良好であること
が望まれる。この点、比較的大口径化に対応できるいわ
ゆる平行平板型のエッチング装置においては、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
装置が一般的であったが、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
要があり、その結果イオンの入射エネルギーの上昇を招
き、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。

【０００４】これを改善するため、例えば特公昭５８−
１２３４７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密度
をコントトロールし、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。

【０００５】

【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、高真空度（低圧）中でプラズマ密度の向上さ
せるには限界があり、今後の例えば、６４Ｍ、２５６Ｍ
対応の高集積度デバイスの製造に対応できないおそれが
あり、またエッチングレートの高速化にも限界があっ
た。

【０００６】この点に関し、例えば従前のマグネトロン
ＲＩＥ装置のように被処理体上に平行磁場を形成し、プ
ラズマ中の電子にドリフト運動を生ぜしめて、プラズマ
密度を高くすることも考えられるが、そうするとドリフ
ト運動を行っている電子が集中する箇所（いわゆる「電
子溜まり」）が、区々に発生してプラズマ密度の均一性
を確保するのが難しくなる。

【０００７】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、高真空下でプラズマ密度の均一性を確保しつつし
かも高いプラズマ密度が得られ、被処理体に対して高速
かつ均一な処理、例えばエッチング処理やＣＶＤ処理な
どの処理を行え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。

【０００８】

【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によれば、対向する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ると共
に、磁界発生手段によって前記処理容器内に磁界を発生
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、前記磁
界発生手段は、前記処理容器外周に円環状に配設されて
被処理体上に一方向傾斜磁場を形成する複数の永久磁石
を有し、さらにこれら永久磁石は、前記処理容器の外周
を前記円環状に回転自在であることを特徴とする、プラ
ズマ処理装置が提供される。ここで一方向傾斜磁場と
は、その磁力線が被処理体を含む平面とほぼ平行で一方
向（例えば図２中のＸ軸方向）に向いており、その主た
る方向（Ｎ−Ｓ方向と定義する）に直角な方向（Ｅ−Ｗ
方向と定義する；図２中のＹ軸方向）に対しては、その
強度が増加又は減少する特性（傾斜）を有する磁場をい
う。

【０００９】この場合、第１の高周波電源と第２の高周
波電源の電極への接続形式を変え、請求項２に記載した
ように、ミキシング装置を介して前記一方の電極に、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接続し、他方の電極を接地す
るように構成してもよい。

【００１０】また請求項３に記載したように、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して、他方の電極は接地し、処理
容器内の側壁近傍に第３の電極を配設し、相対的に高い
周波数の高周波電力を出力する第２の電源は、この第３
の電極に接続するように構成してもよい。

【００１１】請求項１、２及び３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、プラズマ中のイオンが追
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、２７．１２ＭＨ
ｚなど、１ＭＨｚを越える周波数が好ましい。

【００１２】そして前記各プラズマ処理装置における磁
界発生手段は、前記処理容器外周に円環状に配設されて
被処理体上に一方向傾斜磁場を形成する複数の永久磁石
を有し、さらにこれら永久磁石は、前記処理容器の外周
を前記円環状に回転自在である。

【００１３】他方、前記プラズマ中の電子は直交電磁界
においてローレンツ力によってドリフト運動を行い中性
分子と衝突するなどして、結果的にプラズマ密度を向上
させている。そしてこのドリフト運動を行っている電子
は、前記一方向傾斜磁場がドリフトの方向に向かって強
度が弱くなる磁場分布においては、該傾斜に沿って磁場
による閉じ込め効果が順次減少し、結果として被処理体
上に電子溜まりが形成されることはなく、被処理体上の
プラズマ密度の均一性は良好である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明をエッチング装置に
適用した実施の形態について説明すると、図１は第１の
実施の形態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、この処理室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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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、導電性を有する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、ウエハＷ周辺のプラズマ密度の均一性を改善する機
能を有している。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】前記処理室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
の高周波的に導電性を有する材質、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、ウエハＷ
の被処理面全面に均一に処理ガスを供給するため、多数
の吐出口３２ｃが形成されている。

【００２３】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。本実施の
形態では、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。

【００２４】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。

【００２５】そして前記処理容器３の外周には、磁場発
生手段として、いわゆるダイポールリング（Ｄｉｐｏｌ
ｅＲｉｎｇ）５１が配置されている。このダイポール
リングは、図２に示したように、ヨークを兼ねた円環状
の回転ステージ５２の上に円環状に配列された１２個の
永久磁石Ｍ1〜Ｍ12を有している。そして前記回転ステ
ージ５２自体は、モータなどの駆動手段５３及び回転駆
動機構５４によって、処理容器３の外周を同心円状に回
転するように構成されている。なお回転する方向は、図
１中の回転矢印Ｒで示した。

【００２６】前記ダイポールリング５１における各永久
磁石Ｍ1〜Ｍ12は着磁方向が異なった６種の永久磁石を
用いており、回転ステージ５２における半周で着磁方向
が１回転するように設定されている。即ち、各永久磁石
は着磁方向が平面からみて６０゜ずつずれたものを使用
しており、永久磁石Ｍ1と永久磁石Ｍ2とは、平面からみ
て６０゜着磁方向がずれており、以下、永久磁石Ｍ2と
永久磁石Ｍ3、永久磁石Ｍ3と永久磁石Ｍ4、永久磁石Ｍ4
と永久磁石Ｍ5、永久磁石Ｍ5と永久磁石Ｍ6、永久磁石
Ｍ6と永久磁石Ｍ7とが、それぞれ６０゜ずつ着磁方向が
ずれており、結局のところ、永久磁石Ｍ7は永久磁石Ｍ1
と同一の磁石、永久磁石Ｍ2と永久磁石Ｍ8、永久磁石Ｍ
3と永久磁石Ｍ9、永久磁石Ｍ4と永久磁石Ｍ10、永久磁
石Ｍ5と永久磁石Ｍ11、永久磁石Ｍ6と永久磁石Ｍ12がそ
れぞれ同一着磁方向を有する磁石となっている。なお側
面からみた場合、各永久磁石Ｍ1〜Ｍ12の着磁方向は、
ウエハＷと平行である。

【００２７】前記ダイポールリング５１が配置された結
果、静電チャック１１上のウエハＷを側面からＹ軸方向
に向かってみると、図３に示したように、ウエハＷを含
む平面に対して、ほぼ平行な磁場が形成されている。

【００２８】また同じくダイポールリング５１が静止し
ている状態においては、即ち回転ステージ５２が停止し
ている状態では、図４に示したように、Ｙ軸上のＥから
Ｗの方向に、ウエハＷの一端から他端にかけて磁場強度
が次第に弱くなった傾斜磁場が形成されている。この場
合の磁場強度は、図４に示したように例えばウエハＷ上
で最も強い箇所、即ち前記ウエハＷの一端（Ｅ）におい
て例えば６００Ｇ（ガウス）、ウエハＷの中心（Ｃ）の
ところで１２０〜１４０Ｇ（ガウス）程度となるように
設定されている。

【００２９】第１の実施の形態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。この場合、ウエハＷの処理容器３内への搬出入の
際に、前記ダイポールリング５１の存在が支障にならな
いように、例えば前記サセプタ６を上下動自在に構成し
たり、逆にダイポールリング５１を回転ステージ５２毎
上下動自在に構成すれば、前記ゲートバルブを介してウ
エハＷを処理容器３とロードロック室との間で円滑に搬
出入することができる。

【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）
を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（図示せず）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１１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上にソフトに
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】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。

【００３３】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
よってその入射エネルギーを、その生成過程とは独立に
制御されつつ、ウエハＷ表面のシリコン酸化膜（ＳｉＯ
₂）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。

【００３４】この場合、まずダイポールリング５１によ
って処理容器３内に形成された磁場と直交する電界にお
いては、プラズマ中の電子がドリフト運動を起こし、そ
れによって中性分子との衝突によってさらに解離が起こ
って、処理容器３内のプラズマの密度は高くなってい
る。また例えばドリフト運動を起こさない、バルク中の
電子であっても、前記磁場によってその拡散が抑えられ
る。従って、かかる点からもプラズマ密度は高くなって
おり、その結果前記エッチング処理のエッチングレート
は極めて高いものとなっている。

【００３５】しかも前記ドリフト運動を起こした電子
は、ウエハＷの一端から他端に移動するに従って磁場強
度が弱くなるので前記拡散抑制効果が弱められ、結果と
して端部での電子の集中は回避され、ウエハＷ上の電子
溜まりが生ずることはなく、ウエハＷ上のプラズマ密度
の均一性は良好なものとなっている。したがって、前記
エッチングのウエハＷ面内における均一性も良好であ
る。

【００３６】前記第１の実施の形態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５に示した第２の実施の形態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５中、図１と同一の番号で示される部材
は、第１の実施の形態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。

【００３７】即ち図５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６４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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】もちろん前記第１の実施の形態にかかるエ
ッチング装置１と同様、処理容器３の外部には、ダイポ
ールリング５１が配置され、前記図３、４に示したよう
な磁場が形成されるので、前記第１の実施の形態にかか
るエッチング装置１と同じく、処理容器３内のプラズマ
は高密度になっており、高速なエッチングレートが得ら
れる。またウエハＷ上には電子溜まりが形成されないの
で、ウエハＷ面内のエッチングレートは均一なものとな
っている。さらに回転駆動機構５４によって回転するこ
とより、エッチングレートをより一層、均一化できる。

【００４１】さらに本発明は、図６に示した第３の実施
の形態にかかるエッチング装置７１としても構成でき
る。なお図６中、図１と同一の番号で示される部材は、
第１の実施の形態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の実施の形態に
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。

【００４２】即ち図６に示したエッチング装置７１にお
いては、前記第２の実施の形態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。

【００４３】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、前記各実施の形態と同様、ダメージのない
高速エッチングが可能である。

【００４４】もちろん前記第１、２の各実施の形態にか
かるエッチング装置１、６１と同様、処理容器３の外部
には、ダイポールリング５１が配置されているので、前
記各実施の形態と同様、処理容器３内に発生したプラズ
マの密度は高く、またウエハＷ上のプラズマ密度の均一
性も良好なものとなっている。従って、高速かつ均一な
エッチングレートが得られる。

【００４５】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。またこの第３の電極７２は、絶縁材を介して
直接処理容器３内壁に取着するようにしてもよい。

【００４６】前記各実施の形態において用いたダイポー
ルリング５１は、いずれも着磁方向が６０゜ずつずれた
６種類の永久磁石を合計１２個用いて構成したが、かか
る構成に限らず、任意の角度ずつずれた、例えば着磁方
向が３０゜ずつずれた１２種類の永久磁石を合計２４個
用いて構成してもよい。さらに前記各実施の形態におけ
るダイポールリング５１は、回転ステージ５２の上に設
けた構成であったが、回転ステージ５２のような円環状
の回転する部材の下に設けてもよい。

【００４７】前記した各実施の形態は、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。

【００４８】

【発明の効果】請求項１、２及び３に記載のプラズマ処
理装置によれば、被処理体にダメージを与えることな
く、エッチングを始めとする各種のプラズマ処理を微細
にかつ高速に実施することができる。また処理の均一性
も良好である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態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ダイポールリン
グの平面図である。

【図３】図１のエッチング装置における側面からみたウ
エハ上の磁力線を示す説明図である。

【図４】図１のエッチング装置におけるウエハ上の磁場
強度分布を示す説明図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態にかかるエッチング
装置の断面説明図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態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ダイポールリング５２回転ステージＷウエハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/205 Ｈ０１Ｌ 21/205 Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｍ (72)発明者吉田幸正神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者酒井伊都子神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者関根誠神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番株式会社東芝研究開発センター内

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ると共に、磁界発
生手段によって前記処理容器内に磁界を発生させて前記
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、前記磁界発生手段は、前記処理容器外周に円環状に配設
されて被処理体上に一方向傾斜磁場を形成する複数の永
久磁石を有し、さらにこれら永久磁石は、前記処理容器
の外周を前記円環状に回転自在であることを特徴とす
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ると共に、磁界発
生手段によって前記処理容器内に磁界を発生させて前記
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、前記磁界発生手段は、前記処理容器外周に円環状に配設
されて被処理体上に一方向傾斜磁場を形成する複数の永
久磁石を有し、さらにこれら永久磁石は、前記処理容器
の外周を前記円環状に回転自在であることを特徴とす
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ると共に、磁界発
生手段によって前記処理容器内に磁界を発生させて前記
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、前記磁界発生手段は、前記処理容器外周に円環状に配設
されて被処理体上に一方向傾斜磁場を形成する複数の永
久磁石を有し、さらにこれら永久磁石は、前記処理容器
の外周を前記円環状に回転自在であることを特徴とす
る、プラズマ処理装置。