JPH09289193A - プラズマ発生装置及びその方法、並びにプラズマ処理装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラズマ処理に用いられるプラズマの解離度
とイオンエネルギーとを独立して制御できるようにす
る。 【解決手段】 プラズマを生成するプラズマ生成室１１
とプラズマ処理を行なうプラズマ処理室１２とは、互い
に独立に設けられていると共にプラズマ輸送路１３によ
って連通している。プラズマ生成室１１には気体を導入
する気体導入手段１５が設けられている。プラズマ処理
室１２には、気体を排出する排気手段１６、半導体ウェ
ハ２０を保持する試料台１７が設けられており、試料台
１７には第１の高周波電源１９が接続されている。プラ
ズマ生成室１１の上には絶縁体２１を介して誘導結合コ
イル２２が設けられ、該誘導結合コイルの一端は第２の
高周波電源２３に接続され、他端は接地されている。プ
ラズマ生成室１１で生成されたプラズマはプラズマ輸送
路１３により解離度を低下されつつプラズマ処理室１２
に輸送される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマを利用し
てドライエッチング処理、薄膜形成又は表面改質処理等
のプラズマ処理を行なうに際し、該プラズマ処理に適し
た状態のプラズマを供給する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、プラズマ応用技術は半導体をはじ
めとする基幹産業において広く使用されている。特に、
プラズマを利用して行なう、ドライエッチングによる微
細加工、薄膜形成又は表面改質処理等のプロセス技術
は、半導体デバイス製造上のキーテクノロジーとなって
いる。

【０００３】従来、プラズマを用いるプロセス技術を実
現する装置としては、平行平板型のＲＩＥ（Reactive I
on Etching) 装置に代表される容量結合型プラズマ（Ｃ
ＣＰ：Capacitively coupled Plasma ）装置、平行平板
型ＲＩＥ装置に磁場を加えＥ×Ｂドリフトによる電子加
速を利用するＭＥＲＩＥ（Magnetron Enhanced RIE）装
置、及び平行平板型ＲＩＥ装置の２つの平行平板電極間
に第３の電極を設けたトライオードＲＩＥ装置等が知ら
れている。

【０００４】これらの装置は数Ｐａ以上の圧力領域で使
用されている。また、数１０Ｐａ以下の低圧力領域にお
いてはＥＣＲ（Electron Cycrotron Resonanc)を利用し
たＥＣＲプラズマ装置が使用されている。また、実際の
半導体のプロセス技術には適用されてはいないが、荷電
粒子ビーム励起又はレーザ等の光励起を利用したプラズ
マ装置や、ホロー電極を用いたプラズマ装置等も知られ
ている。さらに、近年では、数Ｐａ以下の定圧領域にお
いて容易に高密度且つ高解離なプラズマが生成可能な誘
導結合型プラズマ（ＩＣＰ：Inductively Coupled Plas
ma) 装置、誘導結合プラズマ生成手段に磁場印加を組み
合わせた有磁場誘導結合プラズマ装置、１／４波長アン
テナ又は１／２波長アンテナ等のアンテナによる高周波
輻射を用いる輻射アンテナプラズマ装置、高周波回転磁
界による電子加速を利用するプラズマ装置、ランダウ減
衰による電子加速機構を利用したヘリコン波プラズマ
（ＨＥＷ：Helicon Wave Plasma)装置、表面波プラズマ
やスロットアンテナを利用したＥＣＲプラズマ装置等が
開発されている。

【０００５】以下、図面を参照しながら前記従来のプラ
ズマ処理装置及びその動作について説明する。代表例と
して、プラズマ処理装置の１つである誘導結合型プラズ
マ装置を用いてドライエッチングを行なう場合について
説明する。

【０００６】図１４（ａ），（ｂ）は、従来の誘導結合
型プラズマ処理装置の概略構成を示しており、図１４
（ａ）は断面構造を表し、図１４（ｂ）は上部電極の平
面構造を表している。

【０００７】図１４（ａ）において、１０１はプラズマ
処理を行なうための反応室であって、該反応室１０１は
安全のために接地電位に固定されている。１０２は反応
室１０１に気体を導入するための気体導入手段、１０３
は反応室１０１内の気体等を排出するための排気手段で
ある。また、１０４は下部電極としての試料台であっ
て、該試料台１０４と反応室１０１とは絶縁体１０５に
よって互いに絶縁されている。試料台１０４には第１の
高周波電源１０６が接続されており、該第１の高周波電
源１０６の基準電位は反応室１０１と同じ接地電位であ
る。第１の高周波電源１０６の周波数は約１００ＫＨｚ
〜数１０ＭＨｚ程度である。試料台１０４の上には被処
理物としての半導体ウェハ１０７が載置されており、該
半導体ウェハ１０７は、図示していない機械的又は静電
的な保持機構により試料台１０４に保持されている。

【０００８】図１４（ａ），（ｂ）に示すように、反応
室１０１の上には、絶縁体１０８を介して誘導結合プラ
ズマ生成用の誘導結合コイル１０９が設けられており、
誘導結合コイル１０９は、絶縁体１０８と平行な面内に
スパイラル状（渦巻き状）に巻かれたコイルであって、
誘導結合コイル１０９の中心部は第２の高周波電源１１
０が接続され、外周部は接地されている。第２の高周波
電源１１０の基準電位は接地電位に固定されている。

【０００９】以下、前記のように構成された従来のプラ
ズマ処理装置の動作について説明する。

【００１０】まず、気体導入手段１０２により反応室１
０１内に半導体ウェハ１０７を処理するのに適した気体
を導入すると共に、排気手段１０３により反応室１０１
内の気体等を排気する。反応室１０１内の圧力が所定の
圧力に達し安定すると、第１の高周波電源１０６及び第
２の高周波電源１１０から、試料台１０４及び誘導結合
コイル１０９に高周波電力をそれぞれ印加する。誘導結
合コイル１０９に印加される高周波電力は、電磁誘導に
よる電子加速を利用して高密度プラズマを生成する目的
で使用される。試料台１０４に印加される高周波電力は
プラズマからイオンを引き出すためのバイアスを得る目
的で使用される、いわゆるＲＦバイアスである。

【００１１】次に、半導体ウェハ１０７にプラズマを照
射してプラズマ処理を行なった後、第１及び第２の高周
波電源１０６，１１０からの高周波電力の供給を終了
し、その後、気体導入手段１０２からの気体の導入を終
了する。

【００１２】次に、反応室１０１内の残留気体等を排気
手段１０３により排出してプラズマ処理を終了する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のプラズマ処理装置及び処理方法においては、プラズ
マ処理に用いられるプラズマの解離度は、プラズマ生成
手段におけるプラズマ源（結合方式：ＩＣＰ、ＥＣＲ、
ＨＷＰ等）により略決まってしまい自由に変えることは
困難である。特に最近の高密度プラズマを発生するプラ
ズマ源により生成されるプラズマは解離度が高く、プラ
ズマ処理に適しない場合があるという問題がある。

【００１４】そこで、プラズマの解離度を低下させるた
めに、プラズマ源に印加する高周波電力を小さくするこ
とが考えられるが、高密度プラズマを発生するプラズマ
源においては、印加電力を小さくするとプラズマ密度が
急激に低下してしまい、所望密度のプラズマを得ること
は困難である。従って、プラズマ源に印加する高周波電
力を小さくする方法は、生成されるプラズマの解離度を
制御性良く安定に低下させる目的には適しない。

【００１５】プラズマの解離度が適切でないと、プラズ
マの組成、例えば、プラズマ中に生成されるラジカル
（活性種）及びイオンの種類と量、各種ラジカルの生成
比、各種イオンの生成比、ラジカルとイオンとの生成
比、並びにラジカル、イオン及び電子の生成密度又は生
成密度比等を適切にすることができない。

【００１６】もっとも、導入するガスの種類又は導入流
量比を制御することにより、プラズマの組成を変える方
法は従来より行なわれてきたが、これらの方法は、あく
までもプラズマの解離度が決定された上でプラズマ組成
を制御することを目的とするものであって、プラズマの
解離度が制御できないときに、導入するガスの種類又は
導入流量比を制御しても、プラズマ組成を制御できる範
囲は狭いものになってしまう。

【００１７】以上説明したように、プラズマの解離度が
制御できない場合、被処理物に供給される、ラジカル及
びイオンの種類、並びにラジカル、イオン、電子の量及
び比率を制御することは極めて困難である。このため、
プラズマエッチング、プラズマＣＶＤ、プラズマ表面処
理等のプラズマ処理の制御は非常に難しいという第１の
問題がある。

【００１８】従来のプラズマ処理装置によるプラズマ処
理において、プロセス条件の安定領域又は適用可能範囲
は極めて狭い。特に、ドライエッチングの場合、イオン
アシストエッチングという反応機構を主に利用して異方
性形状の微細パターンの形成を行なっている。イオンア
シストエッチングとは、被処理物の被エッチング表面に
プラズマ等により生成されたラジカルを吸着させた後、
ラジカルが吸着した被エッチング表面に、プラズマシー
ス領域で加速され運動エネルギー（以下、イオンエネル
ギーと略す。）を得たイオンを飛来させて非弾性衝突を
行なわせ、この非弾性衝突により失われた熱エネルギー
により、被エッチング表面に吸着していたラジカル、飛
来したイオン又はこれらが分解した原子若しくは分子が
被エッチング表面の原子と反応し、反応生成物が脱離し
て除去されることにより進行する反応を利用したエッチ
ング技術である。このイオンアシストエッチングを制御
するためには、被エッチング表面にプラズマから供給さ
れるラジカルやイオンの種類若しくは量、ラジカルとイ
オンとのバランス及びイオンエネルギーを制御する必要
がある。

【００１９】被エッチング表面にプラズマから供給され
るラジカルやイオンの種類、量及びバランスは、プラズ
マ密度、プラズマの解離度及び導入ガスの種類若しくは
量等により概ね決定され、イオンエネルギーは、被処理
物が保持される試料台（下部電極）に印加されるＲＦバ
イアスとしての高周波電力の供給電力により決定され
る。

【００２０】しかしながら、従来のプラズマ処理装置に
おいては、プラズマ源に供給される高周波電力とＲＦバ
イアスとして供給される高周波電力とが相互作用するの
で、プラズマの解離度とイオンエネルギーとを互いに独
立して制御できないという第２の問題がある。

【００２１】例えば、図１４に示す従来のプラズマ処理
装置の場合、プラズマから供給されるラジカルやイオン
の種類、量、及びラジカルとイオンとのバランスを制御
するべく、第２の高周波電源１１０から供給される電力
によりプラズマの生成条件を制御すると、他のプラズマ
パラメータが大きく影響を受け、イオンの運動エネルギ
ーも変化してしまう。逆に、イオンの運動エネルギーを
制御するべく、第１の高周波電源１０６からＲＦバイア
スとして供給される高周波電力によりプラズマの生成条
件を制御すると、やはり他のプラズマパラメータが大き
く影響を受け、プラズマから供給されるラジカルやイオ
ンの種類、量及びラジカルとイオンとのバランスが変化
してしまう。

【００２２】前記に鑑み、本発明は、プラズマ処理に用
いられるプラズマの解離度を制御することを第１の目的
とし、プラズマの解離度とイオンエネルギーとを独立し
て制御できるようにすることを第２の目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】前記第１の目的を達成す
るため、本発明は、生成されたプラズマを該プラズマの
解離度を低下させつつ輸送するものである。また、前記
第２の目的を達成するため、本発明は、プラズマを生成
するプラズマ生成室とプラズマ処理を行なうプラズマ処
理室とを分離すると共に、プラズマ生成室で生成された
プラズマをプラズマ処理室にプラズマの解離度を低下さ
せつつ輸送するものである。

【００２４】請求項１の発明が講じた解決手段は、プラ
ズマ発生装置を、気体を導入する気体導入手段を有し該
気体導入手段により導入された気体からプラズマを生成
するプラズマ生成室と、該プラズマ生成室において生成
されたプラズマを放出するプラズマ放出口と、前記プラ
ズマ生成室において生成されたプラズマを前記プラズマ
放出口にプラズマの解離度を低下させつつ輸送するプラ
ズマ輸送路とを備えている構成とするものである。

【００２５】請求項１の構成により、プラズマ生成室に
おいて生成されたプラズマをプラズマ放出口にプラズマ
の解離度を低下させつつ輸送するプラズマ輸送路を備え
ているため、放出口から放出されるプラズマの解離度
は、プラズマ生成室で生成されたときのプラズマの解離
度よりも低下している。この場合、プラズマ輸送路の距
離又は断面積を変更することによってプラズマの解離度
が低下する度合いを変化させることができる。

【００２６】請求項２の発明が講じた解決手段は、プラ
ズマ発生方法を、導入された気体からプラズマを生成す
るプラズマ生成工程と、生成されたプラズマをプラズマ
を放出するプラズマ放出口にプラズマの解離度を低下さ
せつつ輸送するプラズマ輸送工程とを備えている構成と
するものである。

【００２７】請求項２の構成により、生成されたプラズ
マをプラズマ放出口にプラズマの解離度を低下させつつ
輸送する工程とを備えているため、放出口から放出され
るプラズマの解離度は、プラズマ生成室で生成されたと
きのプラズマの解離度よりも低下している。

【００２８】請求項３の発明が講じた解決手段は、プラ
ズマ処理装置を、気体を導入する気体導入手段を有し該
気体導入手段により導入された気体からプラズマを生成
するプラズマ生成室と、被処理物を保持する被処理物保
持手段を有し該被処理物保持手段に保持された被処理物
に対してプラズマにより所定の処理を行なうプラズマ処
理室と、前記プラズマ生成室において生成されたプラズ
マをプラズマの解離度を低下させつつ前記プラズマ処理
室に輸送するプラズマ輸送路とを備えている構成とする
ものである。

【００２９】請求項３の構成により、プラズマを生成す
るプラズマ生成室とプラズマ処理を行なうプラズマ処理
室とが互いに独立して設けられているため、プラズマ源
に供給される高周波電力と被処理物にバイアス電圧とし
て供給される高周波電力との相互作用を回避できる。

【００３０】また、プラズマ生成室において生成された
プラズマをプラズマ処理室にプラズマの解離度を低下さ
せつつ輸送するプラズマ輸送路を備えているため、プラ
ズマ処理室に導入されるプラズマの解離度は、プラズマ
生成室で生成されたときの解離度よりも低下している。
この場合、プラズマ輸送路の距離又は断面積を変更する
ことによりプラズマの解離度の低下度合いを変化させる
ことができる。

【００３１】以下、プラズマの解離度の低下度合いにつ
いて詳細に説明する。

【００３２】まず、プラズマ生成室においてプラズマ状
の気体が生成される。プラズマ状の気体とは、プラズマ
状の電離気体、プラズマにより解離分解、励起若しくは
イオン化された原子若しくは分子を含む気体、又は両者
を含む気体のことを指し、以下においては、単にプラズ
マと称する。また、プラズマに含まれる電子の量はプラ
ズマの状態により異なる。

【００３３】プラズマ生成室で生成されたプラズマは、
プラズマ源及びプラズマ生成条件により決定される解離
状態にまで解離が進むと共に、プラズマの解離度に応じ
て生成されるプラズマ組成が決定される。ところが、プ
ラズマ輸送路を輸送されるプラズマは励起されないた
め、輸送されるプラズマはいわゆるアフターグロー放電
状態となるので、イオン又はラジカル等の中性粒子と電
子とが反応し、正イオンが減少すると共に負イオンが生
成される。また、分子−分子間、電子−原子間、電子−
分子間又は原子−分子間の衝突による再結合等が生じ
る。従って、プラズマ輸送路の距離又は断面積を変化さ
せることにより、プラズマの解離度を制御することがで
きる。

【００３４】請求項４の発明は、請求項３の構成に、前
記プラズマ処理室に設けられ、前記被処理物保持手段に
保持された被処理物に電圧を印加する電圧印加手段をさ
らに備えている構成を付加するものである。

【００３５】請求項５の発明は、請求項４における電圧
印加手段を、前記被処理物保持手段に保持された被処理
物に定電圧を印加する手段に限定するものである。

【００３６】請求項５の構成により、被処理物にはＤＣ
（直流）バイアス電位が発生する。被処理物に印加され
る定電圧がプラズマの電位よりも大きい（正バイアス）
場合には、被処理物にプラズマ処理室に存在するラジカ
ルが等方的に供給されると共に、印加定電圧とプラズマ
電位との差に対応する加速エネルギーを得た負イオンが
被処理物に照射される。この負イオンの加速エネルギー
は、印加される定電圧を調整することにより制御するこ
とが可能である。

【００３７】被処理物に印加される定電圧がプラズマの
電位と同じ（０バイアス）場合には、被処理物にプラズ
マ処理室に存在するラジカルが等方的に供給される。

【００３８】被処理物に印加される定電圧がプラズマの
電位よりも小さい（負バイアス）場合には、被処理物に
プラズマ処理室に存在するラジカルが等方的に供給され
ると共に、印加定電圧とプラズマ電位との差に対応する
加速エネルギーを得た正イオンが被処理物に照射され
る。この正イオンの加速エネルギーは、印加される定電
圧を調整することにより制御することが可能である。

【００３９】請求項６の発明は、請求項４における電圧
印加手段を、前記被処理物保持手段に保持された被処理
物に高周波電圧を印加する手段に限定するものである。

【００４０】被処理物に高周波電力を印加する手段を備
えているため、プラズマ処理室はＲＩＥ（Reactive Ion
Etching：反応性イオンエッチング）装置としての機能
を持つ。すなわち、ＲＦバイアスが被処理物に発生する
だけでなく、プラズマ処理室はプラズマ源としての機能
も兼ね備えることになる。

【００４１】印加される高周波電力の周波数及び大きさ
に応じて、被処理物はプラズマ電位よりも負にバイアス
され、プラズマ電位と被処理物の電位との電位差分（以
下、直流イオン加速電圧と称する。）のエネルギーがイ
オンに与えられ、エネルギーを与えられたイオンが被処
理物に照射される。この場合、印加される高周波電力の
大きさによりイオンエネルギーを変えることができる。
しかしながら、被処理物に高周波電力が印加されている
ため、被処理物に定電圧が印加されている場合とはその
動作が異なり、プラズマ処理室に輸送されたプラズマは
プラズマ処理室において再励起される。従って、ＲＩＥ
装置（プラズマ処理室）には、プラズマ生成室で励起さ
れた後、ある程度まで解離されたプラズマが導入される
ため、ＲＩＥ装置に非励起のガスを導入し、非励起のガ
スを励起する場合に比べて、解離度の高いプラズマが生
成される。

【００４２】また、プラズマ生成室又はプラズマ処理室
において印加する高周波電力を変化させる場合、プラズ
マ生成室とプラズマ処理室とが互いに独立して設けられ
ているため、高周波電力同士が相互に影響し合うことは
ない。プラズマ処理室の高周波電力を変化させた場合、
被処理物に印加される高周波電力により励起されるプラ
ズマの解離度は、直流イオン加速電圧の変化に比べて小
さいので、被処理物に印加される高周波電力は直流イオ
ン加速電圧の制御パラメータとして独立した状態で使用
可能である。

【００４３】請求項７の発明は、請求項４における電圧
印加手段を、前記被処理物保持手段に保持された被処理
物に高周波電力及び定電圧を印加する手段に限定するも
のである。

【００４４】被処理物に高周波電力及び定電圧を印加す
る手段を備えているため、プラズマ処理室はＲＩＥ装置
としての機能を持ち、プラズマ処理室はプラズマ源とし
ての機能も兼ね備えることになる。また、請求項５の作
用と請求項６の作用とが組み合わされた作用が得られる
と共に、被処理物の電位を任意に変えることが可能にな
る。

【００４５】請求項８の発明は、請求項３の構成に、前
記プラズマ生成室と前記プラズマ処理室とを気密状態で
連結する連結手段をさらに備えている構成を付加するも
のである。

【００４６】請求項９の発明は、請求項８の構成に、前
記連結手段は前記プラズマ生成室と前記プラズマ処理室
との間に設けられた板状体であり、前記プラズマ輸送路
は前記板状体に形成された開口部である構成を付加する
ものである。

【００４７】請求項１０の発明は、請求項９の構成に、
前記板状体は前記被処理物保持手段に保持された被処理
物と平行に設けられ、前記プラズマ輸送路は前記板状体
に分散して形成された複数の開口部である構成を付加す
るものである。

【００４８】請求項１１の発明は、請求項８の構成に、
前記プラズマ生成室は前記プラズマ処理室の外側におい
て前記プラズマ処理室を囲むように設けられており、前
記連結手段は前記プラズマ生成室と前記プラズマ処理室
との間に設けられた筒状体であり、前記プラズマ輸送路
は前記筒状体に形成された開口部である構成を付加する
ものである。

【００４９】請求項１２の発明が講じた解決手段は、プ
ラズマ発生方法を、導入された気体からプラズマを生成
するプラズマ生成工程と、生成されたプラズマをプラズ
マの解離度を低下させつつ輸送するプラズマ輸送工程
と、輸送されてきたプラズマにより被処理物に対して所
定の処理を行なうプラズマ処理工程とを備えている構成
とするものである。

【００５０】請求項１２の構成により、プラズマ生成室
において生成されたプラズマをプラズマ処理室にプラズ
マの解離度を低下させつつ輸送するプラズマ輸送工程を
備えているため、プラズマ処理室に導入されるプラズマ
の解離度は、プラズマ生成室で生成されたときの解離度
よりも低下している。

【００５１】請求項１３の発明は、請求項１２の構成
に、前記プラズマ処理工程は、被処理物に対して高周波
電圧を印加しつつ所定の処理を行なう工程を含む構成を
付加するものである。

【００５２】請求項１４の発明は、請求項１２の構成
に、前記プラズマ処理工程は、被処理物に対して定電圧
を印加しつつ所定の処理を行なう工程を含む構成を付加
するものである。

【００５３】請求項１５の発明は、請求項１２の構成
に、前記プラズマ処理工程は、被処理物に対して高周波
電圧及び定電圧を印加しつつ所定の処理を行なう工程を
含む構成を付加するものである。

【００５４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態に係る
プラズマ発生装置及びその方法、並びにプラズマ処理装
置及びその方法について、図面を参照しながら説明す
る。

【００５５】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示して
おり、図１において、１１はプラズマを生成するプラズ
マ生成室、１２はプラズマによって試料に所定の処理を
行なうプラズマ処理室であって、プラズマ生成室１１及
びプラズマ処理室は安全のためにアース電位に固定され
ている。プラズマ生成室１１及びプラズマ処理室１２
は、通常、ステンレススチール、アルミニウム等により
形成されている。アルミニウムにより形成される場合に
は、表面が鏡面処理されているときや、アルマイト処理
等が施されて表面が絶縁されているときがある。

【００５６】プラズマ生成室１１とプラズマ処理室１２
とは、互いに独立していると共に、図２（ａ），（ｂ）
に示すような複数の開口部よりなるプラズマ輸送路１３
を有する板状の連結部材１４によって互いに連結されて
おり、プラズマ生成室１１で生成された解離度の高いプ
ラズマは、プラズマ輸送路１３により解離度を低下され
つつプラズマ処理室１２に輸送される。連結部材１４を
構成する材料としては、ステンレススチール、アルミニ
ウム等の金属板、これらの金属板に絶縁性薄膜をコーテ
イング若しくは溶射したもの、又はこれらの金属板の表
面に陽極酸化によりアルマイト処理を施したもの等が用
いられる。また、連結部材１４を構成する材料として、
半導体シリコンに不純物がドープされてなるシリコン等
の半導体材料、パイロリックカーボン又は導電性のセラ
ミックを用いてもよい。このように連結部材１４が導電
性材料により形成される場合には、プラズマ生成室１１
とプラズマ処理室１２とは電気的に接続されて同電位に
保たれる。また、連結部材１４を構成する材料として、
アルマイト等のセラミック材料、石英等の無機系材料、
又はフッ素炭化水素化合物等の有機系材料を用いてもよ
い。このように連結部材１４が絶縁性材料よりなる場合
には、連結部材１４は電気的に浮遊状態で使用される。

【００５７】プラズマ生成室１１には、気体を導入する
ための気体導入手段１５が設けられており、該気体導入
手段１５には、図示しないコンピュータ制御されたマス
フローコントローラによるガス供給手段を備えている。
また、プラズマ処理室１２には、気体等を排出するため
の排気手段１６が設けられており、該排気手段１６は、
図示しないターボ分子ポンプ、該ターボ分子ポンプの後
段に設けられたドライポンプ又はロータリーポンプ、及
びコンピュータと連動可能な排気制御装置から構成され
ているが、排気手段１６としては、これらに限らない。

【００５８】プラズマ処理室１２の下部には、下部電極
となる試料台１７が設けられている。試料台１７とプラ
ズマ処理室１２とは絶縁体１８により互いに絶縁されて
いると共に、試料台１７の表面は薄い絶縁膜によって覆
われている。また、試料台１７には第１の高周波電源１
９が接続されており、該第１の高周波電源１９の基準電
位は、プラズマ処理室１２と同じく接地電位である。第
１の高周波電源１９の周波数は、約１００ＫＨｚ〜数１
０ＭＨｚ程度であるが、実用的な周波数であれば必ずし
もこの限りではない。試料台１７の上には、被処理物と
しての半導体ウェハ（基板）２０が載置されており、該
半導体ウェハ２０は、図示しない機械的又は静電的な保
持機構により試料台１７に保持されている。

【００５９】プラズマ生成室１１の上には、石英やアル
ミアルマイト等のセラミック等よりなる絶縁体２１を介
してプラズマ生成用の誘導結合コイル２２が設けられて
いる。第１の実施形態においては、誘導結合コイル２２
としては、例えば、絶縁体２１と平行な面内にスパイラ
ル状（渦巻き状）に巻かれたコイルが用いられる。誘導
結合コイル２２としては、その形状は限定されず、誘導
結合コイルとして働くものを適宜用いることができる。
誘導結合コイル２２の一端（コイル中心端）には第２の
高周波電源２３に接続されていると共に、誘導結合コイ
ル２２の他端（コイル最外周端）は接地されており、第
２の高周波電源２３の基準電位は接地電位に固定されて
いる。第２の高周波電源２３の周波数としては、第１の
高周波電源１９の周波数と同等又は大きい周波数が用い
られる。

【００６０】図２（ａ），（ｂ）は、連結部材１４の詳
細を示しており、（ａ）は（ｂ）におけるII−II線の断
面図であり、（ｂ）は平面図である。図２（ａ），
（ｂ）に示すように、連結部材１４には、複数の開口部
が同心円状且つ放射状に設けられており、複数の開口部
によりプラズマ輸送路１３が構成されている。プラズマ
輸送路１３を構成する開口部の数及び配置については、
被処理物の表面に一様且つ均一なプラズマが照射される
ように最適化されている。開口部の数、径及び長さ（連
結部材１４の厚さ）については、プラズマ生成室１１と
プラズマ処理室１２との設定圧力差によって決定される
排気コンダクタンスを満足するように設計することが好
ましい。従って、開口部の数が少ない場合には開口部の
径を大きく設定し、開口部の数が多い場合には開口部の
径を小さく設定する。

【００６１】尚、プラズマ輸送路１３を構成する開口部
の径としては、プラズマ生成室１１で生成されたプラズ
マがプラズマ輸送路１３を通過する際に開口部の周壁に
付着しても、プラズマ輸送路１３の機能が損なわれない
程度の大きさにすることが好ましい。また、開口部にお
いてホロー効果による局部放電が生じ、該開口部から汚
染物質が放出される恐れがある場合には、開口部の径を
ホロー効果による局部放電が生じない程度にするか、又
は連結部材１４の材質をホロー効果による局部放電が生
じないものにすることが好ましい。

【００６２】以下、前記第１の実施形態に係るプラズマ
処理装置の基本動作について説明する。

【００６３】まず、気体導入手段１５からプラズマ生成
室１１に半導体ウェハ２０を処理するのに適した気体を
導入すると共に、排気手段１６によりプラズマ処理室１
２内の気体等を外部に排出する。これにより、プラズマ
生成室１１内の気体もプラズマ輸送路１３及びプラズマ
処理室１２を介して外部に排出される。

【００６４】プラズマ生成室１１内の圧力及びプラズマ
処理室１２内の圧力が所定値に達して安定すると、第１
の高周波電源１９及び第２の高周波電源２３から試料台
１７及び誘導結合コイル２２にそれぞれ高周波電力を印
加する。誘導結合コイル２２に印加される高周波電力は
電磁誘導による電子加速を利用して高密度プラズマを生
成する目的で使用される。一方、試料台１７に印加され
る高周波電力はプラズマからイオンを引き出すためのバ
イアスを得る目的で使用されるＲＦバイアスである。

【００６５】次に、所定の時間、半導体ウェハ２０にプ
ラズマを照射してプラズマ処理を行なった後、第１の高
周波電源１９及び第２の高周波電源２３からの高周波電
力の印加を終了する。次に、気体導入手段１５による気
体の導入を終了すると共に、所定時間後に、プラズマ生
成室１１及びプラズマ処理室１２内の残留気体等を排気
手段１６により排出する。プラズマ生成室１１及びプラ
ズマ処理室１２内の圧力が所定の真空度に達した時点で
プラズマ処理は完了する。

【００６６】以下、前述した基本動作を基にして、前記
第１の実施形態に係るプラズマ処理装置のプラズマ生成
の制御動作及びプラズマ処理動作についてさらに詳細に
説明する。

【００６７】プラズマ生成室１１において、気体導入手
段１５から導入された気体が誘導結合コイル２２によっ
てプラズマ化される際、導入された気体は主として電子
の非弾性散乱衝突により解離分解されたり、イオンに電
子が付着して中性化されたり、電子が弾き飛ばされてイ
オン化されたりする現象が起きる。

【００６８】図３は、ＣＦ₄ のプラズマ中における反応
過程の一部を示している。図３（Ａ−１）、（Ａ−
２）、（Ａ−３）はＣＦ₄ 、ＣＦ₃ 及びＣＦ₂ の中性粒
子に電子が衝突して、Ｃと結合しているＦの一部が解離
し、ＣＦ₃ 、ＣＦ₂ 及びＣＦが生成される反応過程を表
している。図３（Ｂ）は、ＣＦ₃ ⁺ 、ＣＦ₂ ⁺ 及びＣＦ
⁺の各イオンに電子が衝突して付着（再結合）し、各イ
オンが中性化してＣＦ₃ 、ＣＦ₂ 及びＣＦになる反応過
程を表している。図３（Ｃ−１）は、ＣＦ₃ ⁺ 、ＣＦ₂
⁺ 及びＣＦ⁺ に電子が非弾性衝突し、最外殻の電子が１
個弾き飛ばされ、中性粒子がイオン化する反応過程を表
している。図３（Ｃ−２）、（Ｃ−３）、（Ｃ−４）
は、ＣＦ₄ 、ＣＦ₃ 、ＣＦ₂ 及びＣＦの中性粒子に電子
が非弾性衝突して、Ｃと結合しているＦの一部が解離す
ると共に残ったＣＦ_x （ｘ＝１〜３）の最外殻の電子が
１個弾き飛ばされて中性粒子がイオン化する反応過程を
表している。

【００６９】図３に示したように、プラズマ生成室１１
に導入された気体は、プラズマ放電により、プラズマ中
で、電子の衝突により、解離、イオン化及びラジカル化
を繰り返す。特に、誘導結合コイル２２により生成され
る誘導結合プラズマの場合、前記の反応は何度も繰り返
し行われるため、高密度で高解離なプラズマが生成され
る。このため、ＣＦやＣＦ₂ が多い状態、又はＣＦ⁺ や
ＣＦ₂ ⁺ が多い状態となる。また、電子はＣＦ_x （ｘ＝
１〜４）と非弾性衝突を行なうため、中性粒子の多くは
ラジカルとなる。尚、図３には示されていないが、Ｆ
（ラジカル）及びＦ⁺ （イオン）が生成されることは言
うまでもない。

【００７０】プラズマ生成室１１において生成されたプ
ラズマは、連結部材１４のプラズマ輸送路１３を通って
プラズマ処理室１２に輸送される際にプラズマ励起を受
けないので、図３（Ｂ）に示されるような正イオンの中
性化が生じたり、ＣＦ_x （ｘ＝１〜４）に電子が付着し
てＣＦ_x ^- （ｘ＝１〜４）（負イオン）の生成が生じた
り、ＣＦ_x （ｘ＝１〜３）ラジカル及びＣＦ_x ⁺ （ｘ＝
１〜３）とＦとの再結合が生じたりする。これらの反応
の進行度合いは、プラズマ輸送路１３の距離及び大き
さ、つまり連結部材１４の厚さ及び開口部の径に依存す
る。

【００７１】以上のように、プラズマ生成室１１からプ
ラズマ処理室１２にプラズマ輸送路１３を通って輸送さ
れるプラズマの組成は、第２の高周波電源２３のみなら
ず、プラズマ輸送路１３の構成、特に、プラズマ輸送路
の距離及び大きさにより制御可能となる。

【００７２】一般に、平行平板の容量結合により生成さ
れるＣＦ₄ プラズマは解離度が小さいため、ＣＦ₂ やＣ
Ｆの密度に対するＣＦ₃ の密度の比率が大きい。これに
対して、プラズマ生成室１１において誘導結合により生
成されるプラズマは、高密度であるため、プラズマの解
離度が大きいので、ＣＦ₃ の密度は小さくなり、ＣＦ₃
の大部分はＣＦやＣＦ₂ に分解される。この現象は、第
２の高周波電源２３の印加電力を大きくするつれてさら
に進む。逆に、第２の高周波電源２３の印加電力を小さ
くしていくと、ＣＦ₃ の密度が大きくなる前に全体のプ
ラズマ密度が低下するので、実用上使用不可能なプラズ
マしか生成できない。

【００７３】従って、従来のＲＩＥプラズマ処理装置に
よると十分な解離度が得られない一方、従来の誘導結合
型プラズマ処理装置によると解離が進み過ぎたプラズマ
しか得られない。このため、従来においては、適度な解
離度のプラズマを生成することができず、プラズマによ
り生成されるラジカル、イオン及び電子の生成密度又は
生成密度比を制御することができなかったが、前記第１
の実施形態によると、適度な解離度のプラズマを生成す
ることが可能になる。

【００７４】次に、プラズマ生成室１１で生成され、プ
ラズマ輸送路１３を移動中に組成が調整された後、プラ
ズマ処理室１２に導入されたプラズマは、第１の高周波
電源１９によるＲＩＥ放電によって再励起を受けると共
に、半導体ウェハ２０の電位は負にバイアスされるの
で、直流イオン加速電圧（プラズマの電位と半導体ウェ
ハ２０の電位との直流電位差）が生じる。直流イオン加
速電圧は、第１の高周波電源１９に印加される高周波電
力の振幅が正のときに、電子が一瞬にして半導体ウェハ
２０の表面を覆い、半導体ウェハ２０が負に帯電するこ
とにより生じる。プラズマバルク領域からシース領域に
こぼれ出た正イオンは電位差分：Ｖｄｃにより加速され
てイオンエネルギーを得る。

【００７５】イオンエネルギーの大きさは、第１の高周
波電源１９の周波数が数十ＭＨｚ以上の場合には、イオ
ンが高周波電力に追従できないため、直流イオン加速電
圧の大きさにより略決定される。また、ＲＩＥ放電の場
合には、プラズマの解離度は、第２の高周波電源２３の
印加電電力を変化させてもそれほど大きく変化せず、そ
の大部分は直流イオン加速電圧の変化に寄与する。とこ
ろが、一般によく使われる１３．５６ＭＨｚ又はそれ以
下の周波数の場合には、プラズマは、直流イオン加速電
圧と、直流イオン加速電圧を中心に正弦波で供給される
第１の高周波電源１９の交流印加電圧の振幅：Ｖｐｐ
（peak to peak電圧）とが合成された電圧によりプラズ
マシース領域に形成される電界によって加速され、周波
数に応じて高周波電力の１周期又は２周期分程度で加速
される。このようにＲＩＥのプラズマ装置においては、
いずれにしても、イオンエネルギーは第１の高周波電源
１９の印加電力により制御することができる。この場
合、プラズマ生成室１１とプラズマ反応室１３とは互い
に独立して設けられているため、プラズマ生成室１１の
プラズマは第１の高周波電源１９の影響を殆ど受けない
と共に、プラズマ処理室１２のプラズマも第２の高周波
電源２３の影響を殆ど受けない。

【００７６】プラズマ生成室１１において生成されるプ
ラズマはＲＩＥ放電によるものであるため、通常の場合
には解離度は約５％前後であるが、第１の実施形態によ
ると、プラズマ処理室１２には、解離されたり、又はイ
オン化若しくは負イオンの形成がなされたプラズマが導
入されるので、プラズマの解離度は高い。すなわち、普
通のＲＩＥプラズマよりもＣＦ、ＣＦ₂ ラジカル、ＣＦ
⁺ イオン、ＣＦ₂ ⁺ イオンが多く、且つ従来の誘導結合
プラズマ程度には解離が進んでいないプラズマを生成す
ることが可能となる。

【００７７】また、プラズマの解離度は、連結部材１４
のプラズマ輸送路１３の構造を変えることにより制御す
ることができる。従って、被処理物である半導体ウェハ
２０に供給されるラジカル及びイオンの種類と量、各種
ラジカルの供給比、各種イオンの供給比、ラジカル、イ
オン及び電子の供給比率並びに被処理物に入射するイオ
ンの運動エネルギーの制御が可能となる。この結果、半
導体ウェハ２０の表面の微細構造中で生じる物理化学反
応をラジカル、イオン及び電子の供給の面から制御可能
となる。

【００７８】また、連結部材１４の材料として、アルミ
ニウム、シリコン、石英若しくはフッ化炭化水素系の絶
縁体材料、又はパイロリックカーボンを用いる場合、プ
ラズマ処理により連結部材１４の表面が何らかの堆積膜
により被覆されない条件で使用すると、連結部材１４の
材料からその成分がプラズマ中に供給される。このよう
な場合、プラズマにより生成される生成物の成分は大き
く影響を受ける。従って、連結部材１４の材料を最適化
することにより、プラズマにより生成されるラジカル及
びイオンの組成を変化させることが可能である。

【００７９】また、連結部材１４がプラズマ生成室１１
の壁部及びプラズマ処理室１２の壁部とそれぞれ電気的
に絶縁されており、且つ連結部材１４に定電圧、高周波
電力、又は定電圧及び高周波電力の両方が印加される場
合には、連結部材１４に印加される定電圧の電位又は高
周波電力の大きさを調節することにより、連結部材１４
に適度なイオン照射を与えることが可能となり、連結部
材１４の表面に堆積膜が形成されないようにすることが
可能となる。連結部材１４の表面に堆積膜が形成されな
い状態で且つ連結部材１４の材料としてアルミニウム、
シリコン又はパイロリックカーボン等を使うと、連結部
材１４の材料からその成分をプラズマにより多く供給す
ることができるので、プラズマにより生成されるラジカ
ル及びイオンの組成をより正確に制御できる。

【００８０】以上説明したように、第１の実施形態によ
ると、以下の効果が得られる。

【００８１】（１）プラズマ処理に寄与するプラズマの
解離度、並びにラジカル、イオン及び電子の生成密度又
は生成密度比を制御することができる。

【００８２】（２）プラズマ処理に寄与するプラズマ中
に生成されるラジカル及びイオンの種類と量、各種ラジ
カルの生成比及び各種イオンの生成比、並びにラジカル
とイオンとの生成比を制御することができる。

【００８３】（３）被処理物に供給されるラジカル及び
イオンの種類と量、各種ラジカルの供給比、各種イオン
の供給比、ラジカル、イオン及び電子の供給比率、並び
に被処理物に入射する正イオンの運動エネルギーの制御
が可能となる。

【００８４】（４）プラズマ生成に寄与する第２の高周
波電源２３と、ＲＦバイアスを試料台１７に印加する第
１の高周波電源１９とが相互作用しないため、（１）に
示したプラズマ生成状態と被処理物に入射するイオンの
運動エネルギーとを独立に制御することができる。

【００８５】従って、このような条件の下でプラズマ処
理を行なうことにより、被処理物の表面上で生じる物理
化学反応を高精度且つ安定して制御することが可能とな
り、高品質なプラズマ処理が可能となる。

【００８６】（第２の実施形態）図４は、本発明の第２
の実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示して
いる。第２の実施形態においては、プラズマ処理室１２
の試料台１８に、第１の実施形態における第１の高周波
電源１９に代えて定電圧源２５が接続されている点を除
いては第１の実施形態と同様であるので、同一の部材に
ついては第１の実施形態と同一の符号を付すことにより
説明を省略する。

【００８７】以下、前記第２の実施形態に係るプラズマ
処理装置の基本動作について説明する。

【００８８】プラズマ生成室１１で生成され、プラズマ
輸送路１３により組成が調整されつつ輸送され、プラズ
マ処理室１２に導入されたプラズマは、再励起されるこ
となくそのまま拡散し、排気手段３によってプラズマ処
理室１２の外部に排出される。プラズマの解離度は、プ
ラズマ輸送路１３を構成する開口部の径を大きくすると
共に、連結部材１４の厚さを小さくしてプラズマ輸送路
１３の距離を短くすることにより、プラズマ生成室１１
において生成されたプラズマの解離度の低下を抑制する
ことが可能である。すなわち、プラズマ輸送路１３の構
成を変えることにより、プラズマの解離度を制御するこ
とができる。

【００８９】次に、定電圧源２５により試料台１７に印
加される定電圧の大きさに基づき、以下の３つの場合に
分けてその動作を説明する。

【００９０】試料台１７に印加される定電圧がプラズマ
の電位よりも大きい場合（正バイアス）には、半導体ウ
ェハ２０にはプラズマ処理室１２に存在するラジカルが
等方的に供給されると共に、印加される定電圧とプラズ
マ電位との差に応じた加速エネルギーを得た負イオンが
照射される。この際、イオンエネルギーは、印加する定
電圧を調整することにより、プラズマ生成室１１に供給
される高周波電力等のプラズマ生成条件と相互作用する
ことなく制御することが可能となる。

【００９１】試料台１７に印加される定電圧がプラズマ
の電位と同じ場合（０バイアス）には、半導体ウェハ２
０には主にプラズマ処理室１２に存在するラジカルが等
方的に供給される。

【００９２】試料台１７に印加される定電圧がプラズマ
の電位よりも小さい場合（負バイアス）には、半導体ウ
ェハ２０にはプラズマ処理室１２に存在するラジカルが
等方的に供給されると共に、印加される定電圧とプラズ
マ電位との差に応じた加速エネルギーを得た正イオンが
照射供給される。この際、イオンエネルギーは、印加す
る定電圧を調整することにより、プラズマ生成室１１に
供給される高周波電力等のプラズマ生成条件と相互作用
することなく制御することが可能である。

【００９３】以上説明したように、第２の実施形態によ
ると、以下の効果が得られる。

【００９４】（１）プラズマ処理に寄与するプラズマの
解離度、並びにラジカル、イオン及び電子の生成密度又
は生成密度比を制御することができる。

【００９５】（２）プラズマ処理に寄与するプラズマ中
に生成されるラジカル及びイオンの種類と量、各種ラジ
カルの生成比、各種イオンの生成比、並びにラジカルと
イオンとの生成比を制御することができる。

【００９６】（３）被処理物に供給されるラジカル及び
イオンの種類と量、各種ラジカルの供給比、各種イオン
の供給比、ラジカル、イオン及び電子の供給比率、並び
に被処理物に入射するイオンの運動エネルギーの制御が
可能となる。

【００９７】（４）プラズマ生成室１１において高周波
電源２３により供給される高周波電力と、定電圧源２５
により試料台１７にＲＦバイアスとして供給される定電
圧とが相互作用しないため、（１）に示すプラズマ生成
状態と被処理物に入射するイオンの運動エネルギーとを
独立に制御することができる。

【００９８】（５）試料台１７に印加される定電圧とプ
ラズマの電位との大小関係により、負イオン主体のイオ
ンアシスト反応、ラジカル主体の表面処理、正イオン主
体のイオンアシスト反応の３種類の反応形態を選ぶこと
が可能となる。その結果、目的に応じて最適なプラズマ
処理を高精度に行なうことができる。

【００９９】（第３の実施形態）図５は、本発明の第３
の実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示して
いる。第３の実施形態においては、プラズマ処理室１２
の試料台１８と接地との間に、第１の高周波電源１９及
び定電圧源２５が接続されている点を除いて第１の実施
形態と同様であるので、同一の部材については同一の符
号を付すことにより説明を省略する。

【０１００】以下、前記第３の実施形態に係るプラズマ
処理装置の基本動作について説明するが、第３の実施形
態の動作については、第１の実施形態（高周波電力の印
加時）の効果と第２の実施形態（定電圧の印加時）の効
果とを重ね合わせて考えればよい。

【０１０１】以下、半導体ウェハ２０に生じる電位とプ
ラズマの電位との電位差に基づき、３つに場合に分けて
説明する。尚、第３の実施形態においては、半導体ウェ
ハ２０の電位は、第１の高周波電源１９により発生する
電位と定電圧源２５により発生する電位との合成電位に
より定まる。

【０１０２】（１）半導体ウェハ２０に生じる電位がプ
ラズマの電位と同じ場合には、プラズマ処理室１２で生
成されるラジカル等の中性粒子は等方拡散により半導体
ウェハ２０に供給される。一方、合成電位が負の領域に
おいては正イオンが半導体ウェハ２０に向けて照射さ
れ、合成電位が正の領域においては負イオン及び電子が
半導体ウェハ２０に向けて照射される。なお、合成電位
の負の領域と正の領域との境界は、プラズマ処理室１２
のプラズマの電位と同じである。従って、正イオン及び
負イオンの両方が存在するときには、半周期毎に両方の
イオンが照射される。もっとも、第１の高周波電源１９
の周波数としてイオンが追従できないような高い周波数
を用いる場合には、イオンの照射は生じない。

【０１０３】（２）半導体ウェハ２０に生じる電位がプ
ラズマの電位よりも小さい場合には、プラズマ処理室１
２で生成されるラジカル等の中性粒子は等方拡散により
半導体ウェハ２０に供給されるが、イオンの動作につい
ては、次の２つの場合に分けて考えることができる。合
成電位の正領域の大きさがプラズマの電位よりも大きい
場合には、高周波電力の１周期中に半導体ウェハ２０の
電位がプラズマの電位よりも正となる領域が存在するた
め、半導体ウェハ２０の電位がプラズマの電位よりも正
のときには負イオン及び電子が半導体ウェハ２０に照射
される一方、半導体ウェハ２０の電位がプラズマの電位
よりも正でないときには正イオンが半導体ウェハ２０に
照射される。また、合成電位の正領域の大きさがプラズ
マの電位と同じか小さい場合には、高周波電力の１周期
中に半導体ウェハ２０の電位がプラズマの電位よりも正
となる領域が存在しないため、常に正のイオンのみが半
導体ウェハ２０に照射される。しかしながら、いずれの
場合にも、第１の高周波電源１９の周波数としてイオン
が追従できないような高い周波数を用いる場合には、半
導体ウェハ２０に印加されている定電圧の電位が支配的
になり、その動作は定電圧源２５のみが印加された場合
の動作となる。

【０１０４】（３）半導体ウェハ２０に生じる電位がプ
ラズマの電位よりも大きい場合には、プラズマ処理室１
２で生成されるラジカル等の中性粒子は等方拡散により
半導体ウェハ２０に供給される。この場合にもイオンの
動作については、次の２つの場合に分けて考えることが
できる。合成電位の負領域の大きさがプラズマの電位よ
りも小さい場合には、高周波電力の１周期中に半導体ウ
ェハ２０の電位がプラズマの電位よりも負となる領域が
存在するため、半導体ウェハ２０の電位がプラズマの電
位よりも負のときには正イオンが半導体ウェハ２０に照
射される一方、半導体ウェハ２０の電位がプラズマの電
位よりも負にならないときには、負イオン及び電子が半
導体ウェハ２０に照射される。また、合成電位の負領域
の大きさがプラズマ電位と同じか大きい場合には、高周
波電力の１周期中に半導体ウェハ２０の電位がプラズマ
の電位に対して負となる領域が存在しないため、常に負
のイオン及び電子が半導体ウェハ２０に照射される。し
かしながら、いずれの場合にも、第１の高周波電源１９
の周波数としてイオンが追従できないような高い周波数
を用いる場合には、半導体ウェハ２０に印加されている
定電圧の電位が支配的になり、その動作は定電圧源２５
のみが印加された場合の動作となる。

【０１０５】さらに、イオンのエネルギーについては、
第１の高周波電源１９の印加電力の大きさと定電圧源２
５の印加電圧の大きさとを調整することにより制御する
ことができる。

【０１０６】以上のように、第３の実施形態によると、
プラズマ生成室１１からプラズマ輸送路１３を通ってプ
ラズマ処理室１２に導入されたプラズマをＲＩＥ放電に
より再励起しながら、正イオン及び負イオンを所望のエ
ネルギーを持たせて取り出し、半導体ウェハ２０に照射
することが可能となる。

【０１０７】また、ラジカル成分においては、従来のＲ
ＩＥ装置のみの場合により得られるプラズマよりも解離
が進み且つ従来の誘導結合プラズマにより得られるプラ
ズマ程には解離が進み過ぎていないプラズマを生成する
ことが可能となる。

【０１０８】さらに、プラズマの解離度は、プラズマ輸
送路１３の構造を変えることにより制御することができ
る。従って、被処理物である半導体ウェハ２０に供給さ
れるラジカル及びイオンの種類と量、各種ラジカルの供
給比、各種イオンの供給比、ラジカル、イオン及び電子
の供給比率、並びに被処理物に入射するイオンの運動エ
ネルギーの制御が可能となる。その結果、プラズマ処理
の目的に応じて、プラズマ処理に寄与する粒子の供給条
件を最適化することにより、半導体ウェハ２０の表面の
微細構造中で生じる物理化学反応を高精度に制御でき
る。

【０１０９】図６は、前記第３の実施形態の変形例に係
るプラズマ処理装置の概略構成を示している。該変形例
においては、第３実施形態における渦巻状の誘導結合コ
イル２２に代えて、互いに分割され且つ中心部で第２の
高周波電源２３に共通に接続されている分割型の誘導結
合コイル２６が設けられている。他の構成については、
第３の実施形態と同様であるので、同一の部材について
は同一の符号を付すことにより、説明を省略する。

【０１１０】図７は、本発明の第４の実施形態に係るプ
ラズマ処理装置の概略構成を示している。第４の実施形
態においては、第３の実施形態における渦巻状の誘導結
合コイル２２に代えて、プラズマ生成室１１の周壁の外
側に巻かれたスパイラル状の誘導結合コイル２７が設け
られている点、及び気体導入手段１５がプラズマ生成室
１１の頂部に設けられている点を除いては、第３の実施
形態と同様であるので、同一の部材については同一の符
号を付すことにより、説明を省略する。

【０１１１】図８は、本発明の第５の実施形態に係るプ
ラズマ処理装置の概略構成を示している。第５の実施形
態においては、第３の実施形態におけるプラズマ生成室
１１の構造が異なっている点を除いては、第３の実施形
態と同様であるので、同一の部材については同一の符号
を付すことにより、説明を省略する。

【０１１２】図８に示すように、プラズマ生成室１１の
上部に筒状のプラズマ導入部３１が設けられ、ガス導入
装置１５はプラズマ導入部３１に設けられていると共
に、プラズマ導入部３１の頂部には石英等よりなる誘電
体板３２が設けられている。誘電体板３２の上には導波
管３３が設けられており、該導波管３３には図示しない
マイクロ波源からマイクロ波３４が供給される。マイク
ロ波３４は、導波管３３により伝播されてプラズマ生成
室１１に入射する。プラズマ導入部３１の外側には、マ
イクロ波３４の入射方向に磁場Ｂｚを発生させるための
磁石３５，３６が設けられており、該磁石３５，３６に
より生じた磁界とマイクロ波３４との電子サイクロトロ
ン共鳴（ＥＣＲ）により、プラズマが生成される。

【０１１３】第５の実施形態においても、第３の実施形
態と同様の効果が得られる。

【０１１４】また、従来のＥＣＲ型のプラズマ生成源に
おいては、磁場Ｂｚが半導体ウェハ２０に影響を与える
が、第５の実施形態においては、プラズマ生成室１１と
プラズマ処理室１２とが互いに独立に設けられているた
め、半導体ウェハ２０は磁場Ｂｚの影響を殆ど受けるこ
とがない。

【０１１５】さらに、ＥＣＲ型のプラズマ生成源は発散
型であるため、従来の構造においては、ラジカル及びイ
オンの供給において均一性が悪いという欠点を有してい
たが、第５の実施形態においては、プラズマ輸送路１３
の距離及び断面積を最適化することにより、前記の問題
を解決することができる。

【０１１６】図９は、本発明の第６の実施形態に係るプ
ラズマ処理装置の概略構成を示している。第６の実施形
態においては、第３の実施形態におけるプラズマ生成室
１１の構造が異なっている点を除いては、第３の実施形
態と同様であるので、同一の部材については同一の符号
を付すことにより、説明を省略する。

【０１１７】図９に示すように、プラズマ生成室１１の
上部には筒状のプラズマ発生部３８が設けられている。
プラズマ発生部３８の外側にはヘリコンアンテナ３９が
設けられ、該ヘリコンアンテナ３９の一端に第２の高周
波電源２３が接続され、他端は接地されている。また、
プラズマ生成室１１の外側にはプラズマ伝搬用のマルチ
ポール磁石４０が設けられている。

【０１１８】第６の実施形態においても、第３の実施形
態と同様の効果が得られる。

【０１１９】また、従来のヘリコン波型のプラズマ発生
源においては、磁場が半導体ウェハ２０に影響を与える
が、第５の実施形態においては、プラズマ生成室１１と
プラズマ処理室１２とが互いに独立して設けられている
ため、半導体ウェハ２０は磁場Ｂｚの影響を殆ど受けな
い。

【０１２０】図１０（ａ）は、本発明の第７の実施形態
に係るプラズマ処理装置の概略構成を示している。第７
の実施形態においては、第３の実施形態におけるプラズ
マ生成室１１及び連結部材１４の構造が異なっている点
を除いては、第３の実施形態と同様であるので、同一の
部材については同一の符号を付すことにより説明を省略
する。

【０１２１】図１０（ａ）に示すように、プラズマ処理
室１２の外側にリング状のプラズマ生成室１１が設けら
れ、該プラズマ生成室１１の外側には第４の実施形態と
同様のスパイラル状の誘導結合コイル２７が設けられて
いる。また、プラズマ生成室１１とプラズマ処理室１２
とは、図１０（ｂ）に示すような円筒状の連結部材１４
によって連結されており、該連結部材１４には、等間隔
に形成された多数の開口部よりなるプラズマ輸送路１３
が設けられている。

【０１２２】以下、第７の実施形態に係るプラズマ処理
装置の動作について説明するが、基本的な動作について
は、第３の実施形態と同様である。

【０１２３】まず、気体導入手段１５からプラズマ生成
室１１に半導体ウェハ２０を処理するのに適した気体を
導入すると共に、排気手段１６によりプラズマ処理室１
２内の気体等を外部に排出すると、プラズマ生成室１１
内の気体もプラズマ輸送路１３及びプラズマ処理室１２
を介して外部に排出される。

【０１２４】プラズマ生成室１１内の圧力及びプラズマ
処理室１２内の圧力が所定値に達して安定すると、第２
の高周波電源２３から誘導結合コイル２７に高周波電力
を印加すると、プラズマ生成室１１においてドーナツ状
にプラズマが生成され、生成されたプラズマは連結部材
１４のプラズマ輸送路１３を通ってプラズマ処理室１２
に導入される。第７の実施形態においても、プラズマ輸
送路１３の距離、断面積及びアスペクト比を調整するこ
とにより、プラズマ処理室１２に導入されるプラズマの
解離度を制御することができる。

【０１２５】プラズマ処理室１２に導入されたプラズマ
は、第１の高周波電源１９及び定電圧源２５により試料
台１７に印加された高周波電力によって容量結合による
励起を受ける。従って、第１の高周波電源１９により印
加される高周波電力を調整することにより、ラジカルの
解離度をさらに制御することができる。また、この際、
第１の高周波電源１９により生じる陰極降下電圧：Ｖｄ
ｃ及び定電圧源２５の電圧を調整することにより、イオ
ンエネルギーを制御できる。

【０１２６】従って、試料台１７上の半導体ウェハ２０
は、ラジカルの解離度及びイオンエネルギーが独立に制
御された状態で、ＲＩＥによるプラズマ処理を受けるこ
とが可能になる。

【０１２７】図１１及び図１２は、本発明の第８の実施
形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示しており、
図１１は縦縦断面構造を、図１２は横断面構造をそれぞ
れ示している。第８の実施形態は、第７の実施形態にお
けるプラズマ生成室１１の構造が異なっている点を除い
ては、第７の実施形態と同様であるので、同一の部材に
ついては同一の符号を付すことにより説明を省略する。

【０１２８】図１１及び図１２に示すように、プラズマ
生成室１１の外側には円筒状の絶縁体４１を介してリン
グ状の導波管４２が設けられている。これにより、プラ
ズマ生成室１１は真空状態で気密に保持される。また、
該導波管４２には適所に結合口４３が形成されていると
共に、図１２に示すように、導波管４２は、マイクロ波
を伝搬させる導波路４４を介してマイクロ波発生器４５
が接続されている。

【０１２９】以下、第８の実施形態に係るプラズマ処理
装置の動作について説明する。

【０１３０】マイクロ波発生器４５において生成された
マイクロ波は、導波路４４を介して導波管４２に導入さ
れる。導波管４２に導入されたマイクロ波は、結合口４
３を介してプラズマ生成室１１に伝搬し、気体導入手段
１５からプラズマ生成室１１に導入された気体を励起し
てプラズマ生成室１１にプラズマを生成する。プラズマ
生成室１１で生成されたプラズマはプラズマ輸送路１３
を通ってプラズマ処理室１２に導入される。

【０１３１】プラズマ生成室１１においてプラズマを均
一に発生させることは、均一なプラズマ処理を行なうた
めに重要であり、このために、導波管４２に均一にマイ
クロ波を導入する必要がある。そこで、マイクロ波発生
器４５で発生したマイクロ波を複数に分割し、複数のマ
イクロ波を複数の導波路４４を介して導波管４２に導入
することが好ましい。また、導波管４２を調整して、導
波管４２内に定在波を発生させてもよい。いずれの場合
でも、結合口４３はプラズマ生成室１１においてプラズ
マが均一に生成されるように、数、位置及び形状を最適
化するが好ましい。

【０１３２】前記の第１〜第７の実施形態においても、
大口径プラズマを生成可能であるが、第８の実施形態に
よると、誘導結合プラズマではなく、マイクロ波プラズ
マを用いるので、一層大口径なプラズマを生成すること
ができる。

【０１３３】図１３は、本発明の第９の実施形態に係る
プラズマ処理装置の概略構成を示している。前記の第８
の実施形態に係るプラズマ処理装置は大口径プラズマを
生成可能であるが、第８の実施形態ではプラズマの大口
径化には限界がある。そこで、第９の実施形態において
は、１つのプラズマ処理室１２に対して複数個例えば４
個のプラズマ生成室１１を接続するものである。各プラ
ズマ生成室１１の構造は、図６に示したプラズマ生成室
１１と同様であるので、詳細な説明は省略するが。各プ
ラズマ生成室１１とプラズマ処理室１２とはプラズマ輸
送路１３を介して連通しており、各プラズマ生成室１１
において生成されたプラズマは各プラズマ輸送路１３を
介してプラズマ処理室１２に導入される。

【０１３４】以上、説明したように、本発明の各実施形
態に係るプラズマ処理装置によると、プラズマ生成室１
１とプラズマ処理室１２とは、互いに独立して設けられ
ていると共に、連結部材１４に形成された真空保持可能
なプラズマ輸送路１３により連通しているため、あらゆ
る種類のプラズマ源も採用可能である。

【０１３５】従って、本発明においては、前記各実施形
態において示したプラズマ源の他に、誘導結合プラズマ
制御手段と磁場印加とを組み合わせたプラズマ生成手
段、１／４波長アンテナや１／２波長アンテナ等のアン
テナによる高周波輻射を用いたプラズマ生成手段、高周
波回転電界を利用したプラズマ生成手段、マイクロ波ス
ロットアンテナ等のアンテナ輻射を用いたＥＣＲ（Elec
tron Cyclotron Resonance）プラズマ生成手段、ＭＥＲ
ＩＥ等の容量結合に磁場を印加したプラズマ生成手段、
表面波による電力供給を利用した表面波プラズマ生成手
段、荷電粒子ビーム励起又はレーザ等の光励起によるプ
ラズマ生成手段、ホロー電極を用いたプラズマ生成手
段、及び前記のいくつかの手段の組合せによるプラズマ
生成手段が考えられ、本発明のプラズマ処理装置は、あ
らゆるタイプのプラズマ源においても実現可能であり、
非常に汎用性が高い。

【０１３６】

【発明の効果】請求項１の発明に係るプラズマ発生装置
によると、放出口から放出されるプラズマの解離度をプ
ラズマ生成室で生成されたときの解離度よりも低下させ
ることができると共に、プラズマ輸送路の距離又は断面
積を変更することによりプラズマの解離度の低下度合い
を変化させることができるので、プラズマ放出口から放
出されるプラズマの解離度を制御することが可能にな
る。

【０１３７】請求項２の発明に係るプラズマ発生方法に
よると、放出口から放出されるプラズマの解離度をプラ
ズマ生成室で生成されたときの解離度よりも低下させる
ことができる。

【０１３８】請求項３の発明に係るプラズマ処理装置に
よると、プラズマ源に印加される高周波電圧と被処理物
に印加されるバイアス電圧との相互作用を回避できるた
め、プラズマ処理室に印加されるバイアス電圧を制御す
ることにより、被処理物に到達するラジカルやイオンの
種類若しくは量及びラジカルとイオンとのバランス等
を、プラズマ生成室で生成されるプラズマの解離度に影
響を及ぼすことなく制御することが可能になる。

【０１３９】また、プラズマ処理室に導入されるプラズ
マの解離度をプラズマ生成室で生成されたときの解離度
よりも低下させることができると共に、プラズマ輸送路
の距離又は断面積を変更することによりプラズマの解離
度の低下度合いを変化させることができるので、プラズ
マ処理室に導入されるプラズマの解離度を制御すること
が可能になる。

【０１４０】また、プラズマ生成室におけるプラズマの
生成条件及びプラズマ輸送路の構成を調整することによ
り、プラズマ処理室に供給されるプラズマ中のラジカル
やイオンの種類及び量、各種ラジカルの生成比、各種イ
オンの生成比、ラジカルとイオンとの生成比を制御する
ことができる。

【０１４１】請求項４の発明に係るプラズマ処理装置に
よると、被処理物保持手段に保持された被処理物に電圧
を印加する電圧印加手段を備えているため、被処理物に
バイアス電圧を印加することができるので、次にような
効果が得られる。

【０１４２】（１）プラズマ処理に寄与するプラズマの
解離度、並びにラジカル、イオン及び電子の生成密度又
は生成密度比を制御することができる。

【０１４３】（２）プラズマ処理に寄与するプラズマ中
に生成されるラジカル及びイオンの種類と量、各種ラジ
カルの生成比、各種イオンの生成比並びにラジカルとイ
オンとの生成比を制御することができる。

【０１４４】（３）被処理物に供給されるラジカル及び
イオンの種類と量、各種ラジカルの供給比、各種イオン
の供給比、ラジカル、イオン及び電子の供給比率並びに
被処理物に入射するイオンの運動エネルギーの制御が可
能となる。

【０１４５】（４）プラズマ源に印加される高周波電圧
と被処理物に印加されるバイアス電圧とが相互作用しな
いため、プラズマ生成状態と被処理物に入射するイオン
の運動エネルギーとを独立に制御することが可能とな
る。

【０１４６】従って、請求項４の発明によると、高精
度、高品質且つ安定したプラズマ処理が可能となる。

【０１４７】請求項５の発明に係るプラズマ処理装置に
よると、被処理物にＤＣバイアス電位を印加できるた
め、被処理物に印加される定電圧とプラズマ電位との電
位差を調整することにより、プラズマ処理室に存在する
ラジカルを被処理物に等方的に供給できると共に、印加
定電圧とプラズマ電位との差に対応する加速エネルギー
を得た正又は負のイオンを被処理物に照射することがで
きる。

【０１４８】請求項６の発明に係るプラズマ処理装置に
よると、被処理物にＲＦバイアス電位を印加できるた
め、プラズマ処理室にプラズマ源としての機能も兼ね備
えさせることができる。印加される高周波電圧の周波数
及び大きさに応じて、被処理物をプラズマ電位よりも負
にバイアスでき、エネルギーを与えられたイオンを被処
理物に照射できる。また、被処理物に高周波電圧が印加
されるため、プラズマ処理室に輸送されたプラズマはプ
ラズマ処理室において再励起されるので、非励起のガス
を導入する場合に比べて、解離度の高いプラズマを生成
できる。また、プラズマの組成を、プラズマ生成室、プ
ラズマ輸送路及びプラズマ処理室の３ヶ所において制御
できるので、プラズマ組成変化の自由度が拡大される。
この場合、プラズマ生成室とプラズマ処理室とが互いに
独立して設けられているため、プラズマ生成室又はプラ
ズマ処理室に印加する高周波電圧を変化させても、高周
波電圧同士が相互に影響し合うことはない。さらに、プ
ラズマ処理室においてプラズマが再励起されることによ
り、プラズマ密度が向上するので、プラズマ処理速度の
向上を図ることができる。

【０１４９】請求項７の発明に係るプラズマ処理装置に
よると、被処理物に高周波電圧及び定電圧が印加される
ため、プラズマ処理室はＲＩＥ装置としての機能を持
ち、プラズマ処理室はプラズマ源としての機能も兼ね備
えることになる。また、請求項５の発明の効果と請求項
６の発明の効果とが組み合わされた効果が得られると共
に、組み合わせることにより次のような効果が得られ
る。すなわち、高周波電圧により生じた被処理物の電位
に定電圧を重畳することにより、被処理物の電位を変え
ることができるので、バイアスにより取り出す正負イオ
ンの量、及び正負イオンのイオンエネルギーを所望のも
のに変えることができる。

【０１５０】請求項８の発明に係るプラズマ処理装置に
よると、プラズマ生成室とプラズマ処理室とを気密状態
で連結する連結手段を備えているため、プラズマ処理室
で行なうプラズマ処理に応じてプラズマ生成室を取り替
えてプラズマ処理室に連結することができる。

【０１５１】請求項９の発明に係るプラズマ処理装置に
よると、連結手段はプラズマ生成室とプラズマ処理室と
の間に設けられた板状体であり、プラズマ輸送路は板状
体に形成された開口部であるため、プラズマ生成室とプ
ラズマ処理室との連結が容易であると共に、プラズマ輸
送路の距離及び断面積の調整が容易である。

【０１５２】請求項１０の発明に係るプラズマ処理装置
によると、連結手段としての板状体は被処理物と平行に
設けられ、プラズマ輸送路は板状体に分散して形成され
た複数の開口部であるため、プラズマ生成室で生成され
たプラズマを被処理物に対して均一に供給することがで
きる。

【０１５３】請求項１１の発明に係るプラズマ処理装置
によると、プラズマ生成室はプラズマ処理室の外側を囲
むように設けられ、連結手段はプラズマ生成室とプラズ
マ処理室との間に設けられた筒状体であり、プラズマ輸
送路は筒状体に形成された開口部であるため、プラズマ
生成室で生成されたプラズマをプラズマ処理室の周囲か
ら導入することができる。

【０１５４】請求項１２の発明に係るプラズマ発生方法
によると、プラズマ生成工程において生成された後、解
離度が低下したプラズマによりプラズマ処理を行なうこ
とができる。

【０１５５】請求項１３の発明に係るプラズマ発生方法
によると、請求項５の発明と同様、被処理物に印加され
る定電圧とプラズマ電位との電位差を調整することによ
り、被処理物にプラズマ処理室に存在するラジカルを等
方的に供給できると共に、印加定電圧とプラズマ電位と
の差に対応する加速エネルギーを得た正又は負のイオン
を被処理物に照射することができる。

【０１５６】請求項１４の発明に係るプラズマ発生方法
によると、請求項６の発明と同様、プラズマ処理工程に
おいて、エネルギーを与えられたイオンを被処理物に照
射できると共に、プラズマ組成変化の自由度が拡大さ
れ、また、プラズマ密度が向上するので、プラズマ処理
速度の向上を図ることができる。

【０１５７】請求項１５の発明に係るプラズマ発生方法
によると、請求項１３の発明の効果と請求項１４の発明
の効果とが組み合わされた効果が得られると共に、バイ
アスにより取り出す正負イオンの量、及び正負イオンの
イオンエネルギーを所望のものに変えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るプラズマ処理装
置の概略構成を示す断面図である。

【図２】前記第１の実施形態に係るプラズマ処理装置に
おける連結部材を示し、（ａ）は（ｂ）におけるII−II
線の断面図、（ｂ）は平面図である。

【図３】前記第１の実施形態に係るプラズマ処理装置に
より生成されたＣＦ₄ プラズマの反応過程を説明する図
である。

【図４】本発明の第２の実施形態に係るプラズマ処理装
置の概略構成を示す断面図である。

【図５】本発明の第３の実施形態に係るプラズマ処理装
置の概略構成を示す断面図である。

【図６】前記第３の実施形態の変形例に係るプラズマ処
理装置の概略構成を示す斜視図である。

【図７】本発明の第４の実施形態に係るプラズマ処理装
置の概略構成を示す断面図である。

【図８】本発明の第５の実施形態に係るプラズマ処理装
置の概略構成を示す断面図である。

【図９】本発明の第６の実施形態に係るプラズマ処理装
置の概略構成を示す断面図である。

【図１０】（ａ）は本発明の第７の実施形態に係るプラ
ズマ処理装置の概略構成を示す断面図であり、（ｂ）は
前記第７の実施形態に係るプラズマ処理装置における区
画部材の斜視図である。

【図１１】本発明の第８の実施形態に係るプラズマ処理
装置の概略構成を示す縦断面図である。

【図１２】前記第８の実施形態に係るプラズマ処理装置
の概略構成を示す横断面図である。

【図１３】本発明の第９の実施形態に係るプラズマ処理
装置の概略構成を示す斜視図である。

【図１４】従来のプラズマ処理装置の概略構成を示し、
（ａ）は断面図であり、（ｂ）は平面図である。

【符号の説明】

１１ プラズマ生成室 １２ プラズマ処理室 １３ プラズマ輸送路 １４ 連結部材 １５ 気体導入手段 １６ 排気手段 １７ 試料台 １８ 絶縁体 １９ 第１の高周波電源 ２０ 半導体ウェハ ２１ 絶縁体 ２２ 誘導結合コイル ２３ 第２の高周波電源 ２５ 定電圧源 ２６ 誘導結合コイル ２７ 誘導結合コイル ３１ プラズマ導入部 ３２ 誘電体板 ３３ 導波管 ３４ マイクロ波 ３５ 磁石 ３６ 磁石 ３８ プラズマ発生部 ３９ ヘリコンアンテナ ４０ マルチポール磁石 ４１ 絶縁体 ４２ 導波管 ４３ 結合口 ４４ 導波路 ４５ マイクロ波発生器

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気体を導入する気体導入手段を有し、該
   気体導入手段により導入された気体からプラズマを生成
   するプラズマ生成室と、 該プラズマ生成室において生成されたプラズマを放出す
   るプラズマ放出口と、 前記プラズマ生成室において生成されたプラズマをプラ
   ズマの解離度を低下させつつ前記プラズマ放出口に輸送
   するプラズマ輸送路とを備えていることを特徴とするプ
   ラズマ発生装置。
2. 【請求項２】 導入された気体からプラズマを生成する
   プラズマ生成工程と、 生成されたプラズマをプラズマを放出するプラズマ放出
   口にプラズマの解離度を低下させつつ輸送するプラズマ
   輸送工程とを備えていることを特徴とするプラズマ発生
   方法。
3. 【請求項３】 気体を導入する気体導入手段を有し、該
   気体導入手段により導入された気体からプラズマを生成
   するプラズマ生成室と、 被処理物を保持する被処理物保持手段を有し、該被処理
   物保持手段に保持された被処理物に対してプラズマによ
   り所定の処理を行なうプラズマ処理室と、 前記プラズマ生成室において生成されたプラズマをプラ
   ズマの解離度を低下させつつ前記プラズマ処理室に輸送
   するプラズマ輸送路とを備えていることを特徴とするプ
   ラズマ処理装置。
4. 【請求項４】 前記プラズマ処理室に設けられ、前記被
   処理物保持手段に保持された被処理物に電圧を印加する
   電圧印加手段をさらに備えていることを特徴とする請求
   項３に記載のプラズマ処理装置。
5. 【請求項５】 前記電圧印加手段は、前記被処理物保持
   手段に保持された被処理物に定電圧を印加する手段であ
   ることを特徴とする請求項４に記載のプラズマ処理装
   置。
6. 【請求項６】 前記電圧印加手段は、前記被処理物保持
   手段に保持された被処理物に高周波電圧を印加する手段
   であることを特徴とする請求項４に記載のプラズマ処理
   装置。
7. 【請求項７】 前記電圧印加手段は、前記被処理物保持
   手段に保持された被処理物に高周波電力及び定電圧を印
   加する手段であることを特徴とする請求項４に記載のプ
   ラズマ処理装置。
8. 【請求項８】 前記プラズマ生成室と前記プラズマ処理
   室とを気密状態で連結する連結手段をさらに備えている
   ことを特徴とする請求項３に記載のプラズマ処理装置。
9. 【請求項９】 前記連結手段は前記プラズマ生成室と前
   記プラズマ処理室との間に設けられた板状体であり、 前記プラズマ輸送路は前記板状体に形成された開口部で
   あることを特徴とする請求項８に記載のプラズマ処理装
   置。
10. 【請求項１０】 前記板状体は前記被処理物保持手段に
    保持された被処理物と平行に設けられ、 前記プラズマ輸送路は前記板状体に分散して形成された
    複数の開口部であることを特徴とする請求項９に記載の
    プラズマ処理装置。
11. 【請求項１１】 前記プラズマ生成室は前記プラズマ処
    理室の外側において前記プラズマ処理室を囲むように設
    けられており、 前記連結手段は前記プラズマ生成室と前記プラズマ処理
    室との間に設けられた筒状体であり、 前記プラズマ輸送路は前記筒状体に形成された開口部で
    あることを特徴とする請求項８に記載のプラズマ処理装
    置。
12. 【請求項１２】 導入された気体からプラズマを生成す
    るプラズマ生成工程と、 生成されたプラズマをプラズマの解離度を低下させつつ
    輸送するプラズマ輸送工程と、 輸送されてきたプラズマにより被処理物に対して所定の
    処理を行なうプラズマ処理工程とを備えていることを特
    徴とするプラズマ処理方法。
13. 【請求項１３】 前記プラズマ処理工程は、被処理物に
    対して定電圧を印加しつつ所定の処理を行なう工程を含
    むことを特徴とする請求項１２に記載のプラズマ処理方
    法。
14. 【請求項１４】 前記プラズマ処理工程は、被処理物に
    対して高周波電圧を印加しつつ所定の処理を行なう工程
    を含むことを特徴とする請求項１２に記載のプラズマ処
    理方法。
15. 【請求項１５】 前記プラズマ処理工程は、被処理物に
    対して高周波電圧及び定電圧を印加しつつ所定の処理を
    行なう工程を含むことを特徴とする請求項１２に記載の
    プラズマ処理方法。