プラズマエッチング装置
【課題】エッチング時に生成されるプラズマの密度を高めることのできるプラズマエッチング装置を提供する。
【解決手段】高周波アンテナ１０を有するプラズマエッチング装置であって、高周波アンテナ１０の備える上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂの各々は、渦巻き状をなす一つの配列ライン上に配列されて互いに並列の線路部材を有している。上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂは、複数の線路部材として、配列ラインの中心側に配置された内側線路１１と、内側線路１１を取り巻く線路部材である外側線路１２とからなる。配列ラインにおける旋回の回数が、内側線路１１と外側線路１２とで連続している。
【解決手段】高周波アンテナ１０を有するプラズマエッチング装置であって、高周波アンテナ１０の備える上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂの各々は、渦巻き状をなす一つの配列ライン上に配列されて互いに並列の線路部材を有している。上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂは、複数の線路部材として、配列ラインの中心側に配置された内側線路１１と、内側線路１１を取り巻く線路部材である外側線路１２とからなる。配列ラインにおける旋回の回数が、内側線路１１と外側線路１２とで連続している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、誘導放電によって生成されるプラズマを用いて対象物のエッチングを行うプラズマエッチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プラズマエッチング装置の一つとして、例えば特許文献１に記載のような誘導放電プラズマ（ＩＣＰ）エッチング装置が知られている。ＩＣＰエッチング装置の一例を図７に示す。図７に示されるように、ＩＣＰエッチング装置３０には、円筒状の真空槽３１と、真空槽３１の開口を封止する円盤状の石英板ＱＢとが設けられている。真空槽３１内には、処理対象となる基板Ｓを保持する基板ステージ３２が配置されている。基板ステージ３２には、バイアス用高周波電源ＲＦ４の出力インピーダンスと負荷の入力インピーダンスとを整合させるバイアス用整合器３３を介して、基板Ｓにバイアス電圧を印加するバイアス用高周波電源ＲＦ４が接続されている。
【０００３】
真空槽３１に貫通形成された排気口３１ａには、真空槽３１内の流体を排気する排気部３４が接続されているとともに、同じく真空槽３１に貫通形成された供給口３１ｂには、エッチングに用いられるガスを供給するガス供給部３５が接続されている。石英板ＱＢの上方には、高周波アンテナ３６が配置されるとともに、該高周波アンテナ３６の有する円柱状の入力端子３６ａには、アンテナ用高周波電源ＲＦ５の出力インピーダンスと負荷の入力インピーダンスとを整合させるアンテナ用整合器３７と入力側可変コンデンサーＶＣ５とを介して、アンテナ用高周波電源ＲＦ５が接続されている。他方、高周波アンテナ３６の有する円柱状の出力端子３６ｂは、出力側可変コンデンサーＶＣ６を介して、接地電位に接続されている。
【０００４】
こうした高周波アンテナ３６の平面構造を図８に示す。図８に示されるように、高周波アンテナ３６は、該高周波アンテナ３６を構成する線路の一端であるアンテナ中心３６ｃを始端にして巻き回した渦巻き形状である。詳述すると、図８に示される平面上において、入力端子３６ａの中心であるアンテナ中心３６ｃと出力端子３６ｂの中心とを通る直線を基準軸Ａとし、アンテナ中心３６ｃと線路上の任意の点Ｐとの直線距離を距離ｒとする。また、アンテナ中心３６ｃと点Ｐとを結ぶ直線と基準軸Ａとのなす角度を旋回角度θとする。高周波アンテナ３６は、これらのパラメーターを用いて「ｒ＝ａθ」によって表される渦巻き形状であって、線路の間隔Ｄが等間隔となるように、例えば上記アンテナ中心３６ｃを始端として３回半巻き回された渦巻き形状である。
【０００５】
上記ＩＣＰエッチング装置３０では、高周波アンテナ３６に高周波電流が供給されると、排気部３４とガス供給部３５とにより所定の圧力に維持された真空槽３１内に、エッチングガスを用いたプラズマが生成される。そして、基板ステージ３２への高周波電力の供給によって基板Ｓにバイアス電圧が印加されることで、プラズマ中の正イオンが基板Ｓの表面に引き込まれるとともに、プラズマ中に含まれるラジカルが基板Ｓの表面に到達する。これにより、基板Ｓが、その表面から所定の形状にエッチングされる。
【０００６】
ここで、ＩＣＰエッチング装置３０の備える高周波アンテナ３６が、上述のような渦巻き形状であることから、真空槽３１内における石英板ＱＢの近傍には、該石英板ＱＢの略全体にわたって高周波アンテナ３６に沿った誘導電界が形成される。そのため、真空槽３１内に形成されるプラズマの均一性が高められることにより、基板Ｓのエッチングの均一性も高められることになる。
【０００７】
加えて、真空槽３１内にプラズマが生成されるときには、高周波アンテナ３６とプラズマとが、石英板ＱＢと高周波アンテナ３６との間の外気や石英板ＱＢそのものを介して、容量的にも結合する。そして、負のバイアス電圧が、石英板ＱＢの真空槽３１内に露出する面の略全体に印加されることにより、石英板ＱＢの近傍に生成されたプラズマ中の正イオンが、石英板ＱＢの略全体に衝突する。これにより、基板Ｓのエッチング時に石英板ＱＢに付着したエッチング生成物が除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２３７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のように、渦巻き形状の高周波アンテナ３６によれば、真空槽３１内に形成されるプラズマ密度の均一性が高められとともに、石英板ＱＢに付着したエッチング生成物を該石英板ＱＢの略全体から取り除くことができるようにはなる。
【００１０】
しかしながら、高周波アンテナ３６の巻き数が多くなるほど、高周波アンテナ３６の自己インダクタンスが大きくなる。これにより、高周波アンテナ３６に電流が流れにくくなってしまうため、真空槽３１内に生成されるプラズマの密度が低下してしまう。
【００１１】
このように、渦巻き形状の高周波アンテナ３６を備えるＩＣＰエッチング装置３０は、均一性の高められたプラズマを生成することのできる構成ではあるものの、生成したプラズマの密度を高める構成としては未だ改良の余地を残すものである。
【００１２】
なお、こうした問題は、上述のような「ｒ＝ａθ」という数式にて表現される渦巻き形状をなした高周波アンテナ３６に限らず、単一の線路が巻き回されたかたちの高周波アンテナであれば概ね共通するものである。
【００１３】
この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、エッチング時に生成されるプラズマの密度を高めることのできるプラズマエッチング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、高周波アンテナを有するプラズマエッチング装置であって、前記高周波アンテナは、渦巻き状をなす一つの配列ライン上に配列された互いに並列の複数の線路部材を有し、前記複数の線路部材は、前記配列ラインの中心側に配置された第１の線路部材と、前記第１の線路を取り巻く線路部材である第２の線路部材とを含み、前記配列ラインにおける旋回の回数が前記第１の線路部材と前記第２の線路部材とで連続していることを要旨とする。
【００１５】
請求項１に記載の発明では、高周波アンテナが、渦巻き状をなす一つの配列ライン上に配列された互いに並列の第１の線路部材と第２の線路部材とを含み、配列ラインにおける旋回の回数が第１の線路部材と第２の線路部材との間で連続している。そのため、一つの渦巻き形状をなす高周波アンテナでありながら、その自己インダクタンスについては、該渦巻き形状よりも線路長の短い内側の第１の線路部材の自己インダクタンスと、外側の第２の線路部材の自己インダクタンスの和となることによって、高周波アンテナの自己インダクタンスを小さくすることができる。それゆえに、高周波アンテナにおいて高周波電流が流れやすくなり、ひいては、高周波アンテナへの通電によって生成されるプラズマの密度を高めることができる。
【００１６】
また、高周波アンテナの自己インダクタンスが小さくなることから、高周波電流の周波数が高まることで該高周波アンテナに高周波電流が流れにくくなることを抑えられる。そのため、より周波数の高い帯域の高周波電流を用いたとしても、プラズマ密度の低下を抑えることができる。それゆえに、より高い周波数の高周波電流を用いたエッチングを行うことで、高周波アンテナとプラズマの生成される空間とを隔てる誘電体に、より多くの荷電粒子を引き込むことができるようになる。したがって、誘電体に付着したエッチング生成物が除去されやすくなる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のプラズマエッチング装置において、前記複数の線路部材の各々における両端のうち、前記配列ライン上にて該配列ラインの中心までの線路長の小さい端が入力端であり、前記配列ライン上にて該配列ラインの中心までの線路長の大きい端が出力端であることを要旨とする。
【００１８】
請求項２に記載の発明では、複数の線路部材の両端のうち、配列ライン上にて中心までの線路長の小さい端が入力端であり、配列ライン上にて中心までの線路長の大きい端が出力端である。そのため、高周波アンテナの下方では、配列ラインの最内周の端である始端から配列ラインの最外周の端である終端までにわたって、同一方向の誘導電流が流れることになる。それゆえに、高周波アンテナが、互いに離間して設けられた第１の線路部材と第２の線路部材とから構成されていたとしても、高周波アンテナに供給された高周波電流により誘導された電界が、配列ラインの全長において連続しやすくなる。したがって、第１の線路部材と第２の線路部材との間であって、高周波アンテナを形成する線路の存在しない領域においてプラズマ密度が低下することを抑えることができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のプラズマエッチング装置において、前記第１の線路部材と前記第２の線路部材とには、各別の高周波電源が接続されていることを要旨とする。
【００２０】
請求項３に記載の発明では、第１の線路部材と第２の線路部材とに各別の高周波電源が接続されている。そのため、第１の線路部材及び第２の線路部材のそれぞれに対して互いに異なる周波数や大きさの高周波電力を供給することができる。それゆえに、第１の線路部材及び第２の線路部材の各々に対して、各線路部材の自己インダクタンス等の特性に応じた高周波電力を供給することができる。したがって、高周波アンテナに供給された高周波電力がプラズマ生成に寄与する割合を高めることで、高周波アンテナへの通電によって生成されるプラズマの密度を高めることができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置において、前記複数の線路部材は、互いに同心の複数の円弧の各々が該円弧に隣接する他の円弧に連結された一つの渦巻き状をなす前記配列ライン上に配列されていることを要旨とする。
【００２２】
請求項４に記載の発明では、複数の線路部材は、互いに同心の複数の円弧の各々が該円弧に隣接する他の円弧に連結された一つの渦巻き状をなす。一つの渦巻き状をなす配列ラインの形状としては、例えばアルキメデスの螺旋、双曲螺旋、対数螺旋のように、中心からの距離が連続的に大きくなる形状が挙げられる。ただし、このような配列ラインに倣う高周波アンテナでは、高周波アンテナの中心と高周波アンテナの最外周との距離も、旋回角度に応じて変わることになる。一方、プラズマエッチング装置の処理対象となる基板の外形が円形であることが少なくないため、こうした処理対象に対してプラズマ密度の均一化を図るうえでは、高周波アンテナの外形が処理対象の外形と相似、すなわち円形であることが好ましい。この点、上述した構成によれば、複数の線路部材が互いに同心の複数の円弧上に配置されることになるため、外形が円形の処理対象に対してプラズマ密度の均一化を図ることが可能にもなる。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置において、複数の前記高周波アンテナを備え、複数の前記高周波アンテナの各々は、該高周波アンテナにおける前記配列ラインの中心が同一中心線上に配置されるように並列に積み重ねられ、複数の前記高周波アンテナの各々における前記第１の線路部材の両端は、隣接する他の前記高周波アンテナにおける前記第１の線路部材の両端と互いに着脱可能に接続され、複数の前記高周波アンテナの各々における前記第２の線路部材の両端は、隣接する他の前記高周波アンテナにおける前記第１の線路部材の両端と互いに着脱可能に接続されていることを要旨とする。
【００２４】
請求項５に記載の発明では、第１の線路部材と第２の線路部材とで構成される高周波アンテナを並列に複数段備えるようにしている。そして、各高周波アンテナにおける第１の線路部材の両端同士を接続するとともに、第２の線路部材の両端同士を接続するようにしている。つまり、複数段の高周波アンテナにおいては、複数の第１の線路部材が並列に接続されているとともに、複数の第２の線路部材も並列に接続されている。そのため、第１の線路部材及び第２の線路部材の各々において、単一の線路部材からなる場合と比較して自己インダクタンスが小さくなることから、第１の線路部材の自己インダクタンスと第２の線路部材の自己インダクタンスとの和も小さくなる。それゆえに、高周波アンテナに高周波電流が流れやすくなり、ひいては、高周波アンテナへの通電により生成されるプラズマの密度が高められるようになる。
【００２５】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置において、前記高周波アンテナは、前記配列ライン上に配列されて互いに並列の３つ以上の前記線路部材を有し、前記配列ラインにおける旋回の回数が互いに隣接する前記線路部材間で連続していることを要旨とする。
【００２６】
請求項６に記載の発明では、高周波アンテナが３つ以上の線路部材によって構成され、且つ配列ラインにおける旋回の回数が互いに隣接する線路部材間で連続している。そのため、線路長が略同一であるという前提であれば、１つの第１の線路部材と１つの第２の線路部材とによって構成された高周波アンテナと比較して、線路部材の数量が多くなる分だけ各線路部材の線路長が短くなることから、高周波電流が高周波アンテナを流れやすくなる。ひいては、高周波アンテナへの通電によって生成されるプラズマの密度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のプラズマエッチング装置における一実施形態が備える高周波アンテナの斜視構造を示す斜視図。
【図２】同高周波アンテナの平面構造を示す平面図。
【図３】図２の２−２線に沿った高周波アンテナの断面構造を示す断面図。
【図４】同高周波アンテナに高周波電力を供給する電力供給系における電気的構成を示す電気回路図。
【図５】他の実施形態における高周波アンテナに高周波電力を供給する電力供給系における電気的構成を示す電気回路図。
【図６】他の実施形態における高周波アンテナの平面構造を示す平面図。
【図７】従来のプラズマエッチング装置の全体構成を示す概略図。
【図８】従来の高周波アンテナの平面構造を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明のプラズマエッチング装置における一実施形態について図１〜図４を参照して説明する。本実施形態のプラズマエッチング装置は、先に説明した従来のＩＣＰエッチング装置３０とは、高周波アンテナと、該高周波アンテナに高周波電力を供給する高周波電源等、高周波アンテナ及びその周辺構成が異なる。そのため以下では、先のＩＣＰエッチング装置３０と同じ構成には同一の符号を付して説明するとともに、こうした相違点について詳細に説明する。
［高周波アンテナの全体構造］
まず、高周波アンテナの全体斜視構造について図１を参照して説明する。
【００２９】
円板状をなす石英板ＱＢの上には、樹脂等の絶縁物からなるアンテナホルダＨＤが積載されている。アンテナホルダＨＤは、石英板ＱＢの外径と略同じ大きさの外径を有した円板状に形成されている。このアンテナホルダＨＤ上には、上段アンテナ１０ａが下段アンテナ１０ｂに積み重ねられたかたちの多段アンテナである高周波アンテナ１０が取り付けられている。上段アンテナ１０ａと下段アンテナ１０ｂの各々は、石英板ＱＢの上面と互いに平行な平面に沿った同一の形状であるとともに、上段アンテナ１０ａと下段アンテナ１０ｂとが互いに重なるように配置されている。
【００３０】
上段アンテナ１０ａは、中心軸Ｃに垂直な第１平面Ｆ１上に配置され、他方、下段アンテナ１０ｂは、中心軸Ｃに垂直であって、且つ第１平面Ｆ１に平行な第２平面Ｆ２上に配置されている。上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂの各々は、内側線路１１と外側線路１２とを有している。
［配列ラインの平面構造］
次に、高周波アンテナの平面構造について図２を参照して説明する。なお、図２においては説明の便宜上、上記アンテナホルダＨＤを割愛している。また、以下では、高周波アンテナ１０の平面構造に関し、高周波アンテナ１０を構成する２つのアンテナのうち、上段アンテナ１０ａの平面構造を代表して説明することとし、下段アンテナ１０ｂの平面構造についての説明は割愛する。
【００３１】
上段アンテナ１０ａは、内側線路１１と外側線路１２とを有するとともに、これら内側線路１１と外側線路１２とが、渦巻き状をなす１つの配列ラインＬ上に配列されている。ここで、上段アンテナ１０ａの形状の説明に先立ち、該上段アンテナ１０ａを構成する内側線路１１と外側線路１２とが配設される配列ラインＬについて説明する。
【００３２】
配列ラインＬは、石英板ＱＢの中心軸Ｃと同心である４つの円弧と、互いに隣接する円弧間を接続する３つの接続線分とからなる一つの連続するラインである。配列ラインＬにおける中心軸Ｃ側の端部であるライン始端Ｌｓと、同中心軸Ｃからの距離が大きい側の端部であるライン終端Ｌｔとは、中心軸Ｃを通る同一の直線である基準軸Ａ１上に、中心軸Ｃを挟むように位置する。
【００３３】
配列ラインＬに含まれる４つの円弧は、中心軸Ｃからの距離が小さい順から第１円弧Ｃ１、第２円弧Ｃ２、第３円弧Ｃ３、及び第４円弧Ｃ４である。また、配列ラインＬに含まれる３つの接続線分は、第１円弧Ｃ１と第２円弧Ｃ２とを結ぶ線分を第１接続線分Ｊ１、第２円弧Ｃ２と第３円弧Ｃ３とを結ぶ線分を第２接続線分Ｊ２、及び第３円弧Ｃ３と第４円弧Ｃ４とを結ぶ線分を第３接続線分Ｊ３である。
【００３４】
第１円弧Ｃ１は、半径が５０ｍｍの優弧であって、中心軸Ｃを中心にして中心角が約２２０°となるように、第１円弧Ｃ１の一方の端であるライン始端Ｌｓから右回りに形成されている。第１円弧Ｃ１の他方の端である第１終端Ｃ１ｅには、第１円弧Ｃ１の外側に向けて、第２円弧Ｃ２の一方の端である第２始端Ｃ２ｓと第１終端Ｃ１ｅとをつなぐ直線状の第１接続線分Ｊ１が接続されている。
【００３５】
第１接続線分Ｊ１は、第１終端Ｃ１ｅにおける第１円弧Ｃ１の法線に対して、第１終端Ｃ１ｅを中心に右周りに傾いた線分であり、且つライン始端Ｌｓと第２終端Ｃ２ｅとを結ぶ直線に対して、第２始端Ｃ２ｓを中心に左周りに傾いた線分でもある。なお、このような傾きを有した第１接続線分Ｊ１は、例えば基準軸Ａ１とのなす角度が６５°をなす線分として具体化することが可能である。ちなみに、こうした第１接続線分Ｊ１では、該第１接続線分Ｊ１の延長された直線と基準軸Ａ１との交点が、中心軸Ｃではなく、中心軸Ｃから１０ｍｍだけライン終端Ｌｔ側に偏ることとなる。また、このような傾きを有した第１接続線分Ｊ１において、その外側の端である第２始端Ｃ２ｓは、上記基準軸Ａ１から例えば９５ｍｍだけ離れた点として具体化することが可能である。
【００３６】
第２円弧Ｃ２は、半径が第１円弧Ｃ１の半径よりも周回ピッチＤ１である６０ｍｍだけ大きい優弧であって、中心軸Ｃを中心にして中心角が約３１０°となるように、第２円弧Ｃ２の一方の端である第２始端Ｃ２ｓから右回りに形成されている。第２円弧Ｃ２の他方の端である第２終端Ｃ２ｅには、第２円弧Ｃ２の外側に向けて、第３円弧Ｃ３の一方の端である第３始端Ｃ３ｓと第２終端Ｃ２ｅとをつなぐ直線状の第２接続線分Ｊ２が接続されている。
【００３７】
第２接続線分Ｊ２は、第１接続線分Ｊ１と平行な線分であって、第２終端Ｃ２ｅにおける第２円弧Ｃ２の法線に対して、これもまた第１接続線分Ｊ１と同様に、第２終端Ｃ２ｅを中心に右周りに傾いた線分である。なお、このような傾きを有した第２接続線分Ｊ２において、その外側の端である第３始端Ｃ３ｓは、これもまた第１接続線分Ｊ１と同様に、上記基準軸Ａ１から例えば９５ｍｍだけ離れた点として具体化することが可能である。
【００３８】
第３円弧Ｃ３は、半径が第２円弧Ｃ２の半径よりも周回ピッチＤ１だけ大きい優弧であって、中心軸Ｃを中心にして中心角が約３２０°となるように、第３円弧Ｃ３の一方の端である第３始端Ｃ３ｓから右回りに形成されている。第３円弧Ｃ３の他方の端である第３終端Ｃ３ｅには、第３円弧Ｃ３の外側に向けて、第４円弧Ｃ４の一方の端である第４始端Ｃ４ｓと第３終端Ｃ３ｅとをつなぐ直線状の第３接続線分Ｊ３が接続されている。
【００３９】
第３接続線分Ｊ３は、第１接続線分Ｊ１と平行な線分であって、第３終端Ｃ３ｅにおける第３円弧Ｃ３の法線に対して、これもまた第１接続線分Ｊ１と同様に、第３終端Ｃ３ｅを中心に右周りに傾いた線分である。なお、このような傾きを有した第３接続線分Ｊ３において、その外側の端である第４始端Ｃ４ｓは、これもまた第１接続線分Ｊ１と同様に、上記基準軸Ａ１から例えば９５ｍｍだけ離れた点として具体化することが可能である。
【００４０】
第４円弧Ｃ４は、半径が第３円弧Ｃ３の半径よりも周回ピッチＤ１だけ大きい優弧であって、中心軸Ｃを中心にして中心角が約３３５°となるように、第４円弧Ｃ４の一方の端である第４始端Ｃ４ｓから右回りにライン終端Ｌｔまで形成されている。
【００４１】
このように、配列ラインＬは、その外縁である第４円弧Ｃ４が上記石英板ＱＢの外縁と相似な形状であるとともに、各円弧が、隣接する他の円弧に対して各線分によって連結された１つの渦巻き状をなしている。なお、配列ラインＬとは、中心軸Ｃの周りを旋回するにつれて該中心軸Ｃから遠ざかるとともに、下記条件（ａ）、条件（ｂ）を満たした渦巻き形状をなす一続きのラインであればよい。
・条件（ａ）：中心軸Ｃの周りを囲う３つ以上の弧状の線分を有する。例えば、上述したように、配列ラインＬは、第１円弧Ｃ１、第２円弧Ｃ２、第３円弧Ｃ３、第４円弧Ｃ４を有する。
・条件（ｂ）：互いに隣接する弧状の線分間の距離が所定の関係を有する。例えば、上述したように、第１円弧Ｃ１と第２円弧Ｃ２との距離と、第２円弧Ｃ２と第３円弧Ｃ３との距離とが互いに等しく、また第２円弧Ｃ２と第３円弧Ｃ３との距離と、第３円弧Ｃ３と第４円弧Ｃ４との距離とが互いに等しい関係を有する。
【００４２】
なお、本実施形態では、配列ラインＬ上における点が、ライン始端Ｌｓから第１終端Ｃ１ｅまで移動することによって、配列ラインＬ上における点が中心軸Ｃの周りを１回旋回したこととする。また、配列ラインＬ上における点が、ライン始端Ｌｓから第２終端Ｃ２ｅまで移動することによって、配列ラインＬ上における点が中心軸Ｃの周りを２回旋回したこととする。また、配列ラインＬ上における点が、ライン始端Ｌｓから第３終端Ｃ３ｅまで移動することによって、配列ラインＬ上における点が中心軸Ｃの周りを３回旋回したこととする。そして、配列ラインＬ上における点が、ライン始端Ｌｓからライン終端Ｌｔまで移動することによって、配列ラインＬ上における点が中心軸Ｃの周りを４回旋回したこととする。
［高周波アンテナの平面構造］
次に、上記配列ラインＬの形状を前提として、上段アンテナ１０ａの形状について説明する。上段アンテナ１０ａは、配列ラインＬ上のうち石英板ＱＢの中心軸Ｃ側に配置された第１の線路部材としての内側線路１１と、内側線路１１を取り巻く第２の線路部材としての外側線路１２とを有している。内側線路１１と外側線路１２との各々は、配列ラインＬに沿った線路部材であって、配列ラインＬおける中心軸Ｃ側と石英板ＱＢの外縁側とに同一の幅ずつ、例えば１０ｍｍずつ拡がった線路幅を有している。
【００４３】
内側線路１１は、第１円弧Ｃ１の始端であるライン始端Ｌｓから第３円弧Ｃ３と基準軸Ａ１との交点付近までを配列ラインＬ上にて連続する一つの線路部材である。一方、外側線路１２は、第３円弧Ｃ３と基準軸Ａ１との交点付近から第４円弧Ｃ４の終端であるライン終端Ｌｔまでを同じく配列ラインＬ上にて連続する一つの線路部材である。
【００４４】
詳述すると、第１円弧Ｃ１上には、内側線路１１を構成する線路部分である第１円弧線路Ｔ１が配置されている。第１円弧線路Ｔ１の両端のうちライン始端Ｌｓ側の端である内側入力端１１ｓには、石英板ＱＢに向けて延びる円柱状の内側入力端子１ＰＩが連結されている。また、上述したように、基準軸Ａ１とのなす角度が６５°となる第１接続線分Ｊ１上には、内側線路１１を構成して第１円弧線路Ｔ１から連続した線路部分である第１接続線路ＴＪ１が配置されている。さらに、第２円弧Ｃ２上には、内側線路１１を構成して第１接続線路ＴＪ１から連続した線路部分である第２円弧線路Ｔ２が配置されている。
【００４５】
上述したように、第１接続線分Ｊ１は、第１終端Ｃ１ｅにおける第１円弧Ｃ１の法線に対して、第１終端Ｃ１ｅを中心に右周りに傾いた線分である。それゆえに、第１円弧Ｃ１上に配置された第１円弧線路Ｔ１と第１接続線分Ｊ１上に配置された第１接続線路ＴＪ１との接続部では、第１円弧線路Ｔ１に対して第１接続線路ＴＪ１が屈曲するものの、第１接続線分Ｊ１が傾く分、これらのなす角度が小さくなることを抑えることが可能である。また、第１接続線分Ｊ１は、ライン始端Ｌｓと第２始端Ｃ２ｓとを結ぶ直線に対して、第２始端Ｃ２ｓを中心に左周りに傾いた線分でもある。それゆえに、第２円弧Ｃ２上に配置された第２円弧線路Ｔ２と第１接続線分Ｊ１上に配置された第１接続線路ＴＪ１との接続部でも、第２円弧線路Ｔ２に対して第１接続線路ＴＪ１が屈曲するものの、第１接続線分Ｊ１が傾く分、これらのなす角度が小さくなることを抑えることが可能でもある。
【００４６】
そのため、内側線路１１を流れる電流が上記接続部に集中することを抑えられる。それゆえに、こうした高周波アンテナ１０を備えるプラズマエッチング装置においては、高周波アンテナ１０が局所的に発熱することによって該高周波アンテナ１０の一部が損傷すること、また、真空槽内に形成されるプラズマ密度が上記接続部の下方の領域において他の領域よりも高くなることを抑えられる。
【００４７】
第２接続線分Ｊ２上には、内側線路１１を構成して第２円弧線路Ｔ２から連続した線路部分である第２接続線路ＴＪ２が配置されている。また、第３円弧Ｃ３には、内側線路１１を構成して第２接続線路ＴＪ２から連続した線路部分である第３内側円弧線路Ｔ３ａが、第３円弧Ｃ３と基準軸Ａ１との交点付近まで配置されている。そして、第３内側円弧線路Ｔ３ａの両端のうちライン終端Ｌｔ側の端である内側出力端１１ｅには、石英板ＱＢに向けて延びる円柱状の内側出力端子１ＰＯが連結されている。
【００４８】
上述したように、第２接続線分Ｊ２もまた、第２円弧Ｃ２の法線に対して、第２終端Ｃ２ｅを中心に右周りに傾いた線分であり、またライン始端Ｌｓと第３始端Ｃ３ｓとを結ぶ直線に対して、第３始端Ｃ３ｓを中心に左周りに傾いた線分でもある。それゆえに、第２円弧線路Ｔ２と第２接続線分Ｊ２との接続部や第３内側円弧線路Ｔ３ａと第２接続線分Ｊ２との接続部においても、内側線路１１を流れる電流が該接続部に集中することを抑えられる。
【００４９】
第３円弧Ｃ３上には、外側線路１２を構成する線路部分である第３外側円弧線路Ｔ３ｂが、第３円弧Ｃ３と基準軸Ａ１との交点付近から第３終端Ｃ３ｅまで配置されている。第３外側円弧線路Ｔ３ｂの両端のうちライン始端Ｌｓ側の端である外側入力端１２ｓには、石英板ＱＢに向けて延びる円柱状の外側入力端子２ＰＩが連結されている。
【００５０】
第３接続線分Ｊ３上には、外側線路１２を構成して上記第３外側円弧線路Ｔ３ｂから連続した線路部分である第３接続線路ＴＪ３が配置されている。また、第４円弧Ｃ４上には、外側線路１２を構成して上記第３接続線路ＴＪ３から連続した線路部分である第４円弧線路Ｔ４が配置されている。そして、第４円弧線路Ｔ４の両端のうちライン終端Ｌｔ側の端である外側出力端１２ｅには、石英板ＱＢに向けて延びる円柱状の外側出力端子２ＰＯが連結されている。
【００５１】
このように、内側線路１１は、配列ラインＬの３回目の旋回における途中までに沿った線路部材である一方、外側線路１２は、配列ラインＬの３回目の旋回における途中から４回目の旋回までに沿った線路部材である。つまり、内側線路１１と外側線路１２とは、高周波アンテナ１０を配列ラインＬ上にて２つに分割する一方、これらは、高周波アンテナ１０が中心軸Ｃの周りを旋回する回数を配列ラインＬ上にて連続させるものでもある。なお、内側線路１１の内側出力端１１ｅと外側線路１２の外側入力端１２ｓとの間の距離は、第３円弧Ｃ３上において、周回ピッチＤ１よりも小さく、且つアンテナ１０ａの線幅よりも小さい。
［高周波アンテナの断面構造］
次に、高周波アンテナの断面構造について図３を参照して説明する。なお、図３に示される断面構造とは、先の図２の２−２線、つまりライン始端Ｌｓ、石英板ＱＢの中心軸Ｃ、及びライン終端Ｌｔを通る直線に沿った断面構造である。
【００５２】
アンテナホルダＨＤ上には、上段アンテナ１０ａと下段アンテナ１０ｂとからなる高周波アンテナ１０が、上述のように、それぞれのアンテナ１０ａ，１０ｂに対する配列ラインＬの中心と石英板ＱＢの中心軸Ｃとが一致するように取り付けられている。これにより、上段アンテナ１０ａと、下段アンテナ１０ｂとにおいては、上記各円弧線路Ｔ１〜Ｔ４及び各接続線路ＴＪ１〜ＴＪ３における同一線路同士が互いに上下方向で対向するように配置される。なお、上段アンテナ１０ａを構成する内側線路１１及び外側線路１２、及び下段アンテナ１０ｂを構成する内側線路１１及び外側線路１２は、その幅Ｗが例えば２０ｍｍであり、且つその厚さＴが例えば４ｍｍである銅線からなる。また、上段アンテナ１０ａと下段アンテナ１０ｂとは、距離Ｐ３、例えば１３ｍｍだけ離間して接続されている。
【００５３】
詳述すると、上段アンテナ１０ａと下段アンテナ１０ｂとにおいては、互いの内側線路１１同士が、例えば内側入力端子１ＰＩの螺着や内側出力端子１ＰＯの螺着等によって、内側入力端子１ＰＩ及び内側出力端子１ＰＯに対し、着脱可能に接続されている。内側入力端子１ＰＩ及び内側出力端子１ＰＯは、各々の下端が、下段アンテナ１０ｂのアンテナホルダＨＤ側の面と同一の面を形成している一方、各々の上端は、上段アンテナ１０ａにおけるアンテナホルダＨＤとは反対側の面から突出している。そして、上段アンテナ１０ａの内側線路１１と下段アンテナ１０ｂの内側線路１１とが、内側入力端子１ＰＩ及び内側出力端子１ＰＯを介して並列に接続されている。
【００５４】
上段アンテナ１０ａと下段アンテナ１０ｂとにおいては、互いの外側線路１２同士が、例えば外側入力端子２ＰＩの螺着や外側出力端子２ＰＯの螺着等によって、外側入力端子２ＰＩ及び外側出力端子２ＰＯに対し、着脱可能に接続されている。外側入力端子２ＰＩ及び外側出力端子２ＰＯは、内側入力端子１ＰＩ及び内側出力端子１ＰＯと同様、各々の下端が、下段アンテナ１０ｂのアンテナホルダＨＤ側の面と同一の面を形成している一方、各々の上端は、上段アンテナ１０ａにおけるアンテナホルダＨＤとは反対側の面から突出している。そして、上段アンテナ１０ａの外側線路１２と下段アンテナ１０ｂの外側線路１２とが、外側入力端子２ＰＩ及び外側出力端子２ＰＯを介して並列に接続されている。
［電力供給系の電気的構成］
次に、上記高周波アンテナ１０に高周波電力を供給する電力供給系の電気的構成について図４を参照して説明する。図４に示されるように、例えば周波数が１３．５６ＭＨｚの高周波電力を出力するアンテナ用高周波電源ＲＦ１の出力端には、アンテナ用マッチングボックス１３が接続されている。
【００５５】
アンテナ用マッチングボックス１３には、アンテナ用高周波電源ＲＦ１の出力端に接続される例えばπ型回路からなる第１マッチング回路１３ａが設けられている。この第１マッチング回路１３ａには、２つの内側線路１１からなる並列回路と２つの外側線路１２からなる並列回路とが並列に接続されている。また、２つの外側線路１２からなる並列回路と第１マッチング回路１３ａとの間には、アンテナ用マッチングボックス１３に設けられた可変コンデンサー１３ｂが直列に接続されている。また、２つの内側線路１１からなる並列回路は、内側出力用可変コンデンサーＶＣ１を介して接地電位に接続され、また２つの外側線路１２からなる並列回路は、外側出力用可変コンデンサーＶＣ２を介して接地電位に接続されている。
［プラズマエッチング装置の作用］
次に、上述のように構成された高周波アンテナ１０を備えるプラズマエッチング装置の作用について以下に説明する。
【００５６】
アンテナ用高周波電源ＲＦ１が高周波電力を出力すると、アンテナ用高周波電源ＲＦ１の出力した高周波電力は、２つの内側線路１１からなる並列回路と２つの外側線路１２からなる並列回路とに同時に供給される。この際、アンテナ用マッチングボックス１３は、第１マッチング回路１３ａによって、アンテナ用高周波電源ＲＦ１の出力インピーダンスと、２つの内側線路１１を含む負荷の入力インピーダンスとを整合させる。また、アンテナ用マッチングボックス１３は、第１マッチング回路１３ａと可変コンデンサー１３ｂとによって、アンテナ用高周波電源ＲＦ１の出力インピーダンスと、２つの外側線路１２を含む負荷の入力インピーダンスとを整合させる。
【００５７】
また、内側出力用可変コンデンサーＶＣ１が、内側入力端子１ＰＩ側に流れる電流量と、内側出力端子１ＰＯ側に流れる電流量とを略等しくする。また、外側出力用可変コンデンサーＶＣ２が、外側入力端子２ＰＩ側に流れる電流量と、外側出力端子２ＰＯ側に流れる電流量とを略等しくする。
【００５８】
そして、内側線路１１と外側線路１２とに高周波電力が並列に供給されるため、内側線路１１の下方と外側線路１２の下方には、各々の線路に沿った同一方向の誘導電流が流れる。この際、上述したように、配列ラインＬ上において、内側出力端１１ｅと外側入力端１２ｓとの間の距離は、周回ピッチＤ１よりも小さく、且つアンテナ１０ａの線幅よりも小さい。また、各アンテナ１０ａ，１０ｂでは、複数の線路部材の両端のうち、配列ラインＬ上にて中心軸Ｃまでの線路長の小さい端が入力端であり、配列ラインＬ上にて中心軸Ｃまでの線路長の大きい端が出力端である。それゆえに、高周波アンテナ１０が、互いに離間して設けられた内側線路１１と外側線路１２とから構成されていても、高周波アンテナ１０に供給された高周波電力により誘導された電界が、ライン始端Ｌｓからライン終端Ｌｔまで、配列ラインＬの全長において連続しやすくなる。その結果、配列ラインＬ上において高周波アンテナ１０の線路が存在しない領域、すなわち内側線路１１と外側線路１２との間において、プラズマ密度が低下することを抑えることができる。
【００５９】
そのうえ、内側線路１１及び外側線路１２は、中心軸Ｃと互いに同心である円弧線路Ｔ１〜Ｔ４が、接続線路ＴＪ１〜ＴＪ３によって連結された一つの渦巻き状をなす。そのため、配列ラインＬがアルキメデスの螺旋、双曲螺旋、対数螺旋のように、中心からの距離が連続的に大きくなる渦巻き状とは異なり、高周波アンテナ１０により生成される誘導電流が互いに同心の複数の円上を流れる。それゆえに、プラズマエッチング装置の処理対象である外形が円形の基板に対してプラズマ密度の均一化を図ることが可能にもなる。
【００６０】
また、高周波アンテナ１０が、渦巻き状をなす一つの配列ラインＬ上に配列されて互いに並列の内側線路１１と外側線路１２とからなるとともに、配列ラインＬにおける旋回の回数が内側線路１１と外側線路１２との間で連続している。そのため、高周波アンテナ１０は、一つの渦巻き形状をなすアンテナでありながら、その自己インダクタンスについては、該渦巻き形状よりも線路長の短い内側線路１１の自己インダクタンスと、外側線路１２の自己インダクタンスの和となる。そして、内側線路１１及び外側線路１２の各々において、これらが単一の線路部材からなる場合と比較して、自己インダクタンスが小さくなることから、内側線路１１の自己インダクタンスと外側線路１２の自己インダクタンスとの和も小さくなる。それゆえに、高周波アンテナ１０に高周波電流が流れやすくなり、ひいては、高周波アンテナ１０への通電により生成されるプラズマの密度が高められるようになる。
【００６１】
加えて、高周波アンテナ１０の自己インダクタンスが小さくなることから、高周波電流の周波数が高まることで高周波アンテナ１０に高周波電流が流れにくくなることを抑えられる。そのため、より周波数の高い帯域の高周波電流を用いたとしても、プラズマ密度の低下を抑えることができる。それゆえに、より高い周波数の高周波電流を用いたエッチングを行うことで、高周波アンテナ１０とプラズマの生成される空間とを隔てる誘電体である石英板ＱＢに、より多くの荷電粒子を引き込むことができるようになる。したがって、石英板ＱＢに付着したエッチング生成物が除去されやすくなる。
［実施例１］
断面の幅が２０ｍｍであり、厚さが４ｍｍである銅線を用いて上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂを形成し、これらのアンテナ１０ａ，１０ｂが、互いに１３ｍｍだけ離間するように積層された高周波アンテナ１０を形成した。上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂの各々は、上記配列ラインＬに沿って配置される形状とした。上段アンテナ１０ａと下段アンテナ１０ｂとは同一形状のアンテナであって、各アンテナに対応する配列ラインＬの中心が同一直線上に位置するように積層した。
【００６２】
上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂは、内側線路１１と外側線路１２とを有し、そして、内側線路１１を、配列ラインＬにおける上記第１円弧Ｃ１、第１接続線分Ｊ１、第２円弧Ｃ２、及び第２接続線分Ｊ２に沿って配置される線路とした。また、外側線路１２を、同配列ラインＬにおける上記第３円弧Ｃ３、第３接続線分Ｊ３、及び第４円弧Ｃ４に沿って配置される線路とした。なお、第１円弧Ｃ１、第２円弧Ｃ２、第３円弧Ｃ３、及び第４円弧Ｃ４の半径を、順に６０ｍｍ、１２０ｍｍ、１８０ｍｍ、及び２４０ｍｍとした。
【００６３】
こうした高周波アンテナ１０において２つの内側線路１１の並列回路における自己インダクタンスを算出したところ、０．６４２μＨであった。また、２つの外側線路１２の並列回路における自己インダクタンスを算出したところ、２．６０３μＨであった。そして、２つの内側線路１１の並列回路における自己インダクタンスと、２つの外側線路１２の並列回路における自己インダクタンスとの並列回路である高周波アンテナ１０の自己インダクタンスは、０．６２４μＨであった。
［実施例２］
上記実施例１とは以下の点が異なる高周波アンテナ１０を作成した。つまり、上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂの各々を構成する内側線路１１を、配列ラインＬにおける第１円弧Ｃ１、第１接続線分Ｊ１、第２円弧Ｃ２、第２接続線分Ｊ２、第３円弧Ｃ３、及び第３接続線分Ｊ３に沿って配置される線路とした。また、外側線路１２を、同配列ラインＬにおける第４円弧Ｃ４に沿って配置される線路とした。
【００６４】
こうした高周波アンテナ１０において、２つの内側線路１１の並列回路からなる自己インダクタンスを算出したところ、０．６４２μＨであるとともに、２つの外側線路１２の並列回路からなる自己インダクタンスを算出したところ、１．０００２μＨであった。そして、２つの内側線路１１の並列回路からなる自己インダクタンスと、２つの外側線路の並列回路からなる自己インダクタンスとの並列回路である高周波アンテナの自己インダクタンスは、０．９１８μＨであった。
［比較例］
上記実施例１とは以下の点が異なる高周波アンテナを作成した。つまり、上段アンテナ及び下段アンテナを、上記配列ラインの全長に沿った単一の線路として形成した。これら上段アンテナ及び下段アンテナからなる高周波アンテナの自己インダクタンスを算出したところ、４．１２３μＨであった。
【００６５】
このように、高周波アンテナ１０を構成する上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂの各々を内側線路１１及び外側線路１２からなるようにすることで、同一の配列ラインＬ上に配置されたアンテナでありながら、単一の線路からなる高周波アンテナよりも自己インダクタンスが小さくなることが認められた。
【００６６】
以上説明したように、上記実施形態のプラズマエッチング装置によれば、以下に列挙する効果を得ることができる。
（１）高周波アンテナ１０を構成する上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂの各々が、渦巻き状をなす一つの配列ラインＬ上に配列されて互いに並列の内側線路１１と外側線路１２とからなるとともに、配列ラインＬにおける旋回の回数が内側線路１１と外側線路１２との間で連続している。そのため、上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂのそれぞれは、一つの渦巻き形状をなす高周波アンテナ１０でありながら、その自己インダクタンスについては、該渦巻き形状よりも線路長の短い内側線路１１の自己インダクタンスと、外側線路１２の自己インダクタンスの和となる。これによって、上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂの各々の自己インダクタンスを小さくすることができる。それゆえに、これら上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂからなる高周波アンテナ１０において高周波電流が流れやすくなり、ひいては、高周波アンテナ１０への通電によって生成されるプラズマの密度を高めることができる。
【００６７】
（２）高周波アンテナ１０の備える上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂの自己インダクタンスが小さくなることから、高周波電流の周波数が高まることで該高周波アンテナ１０に高周波電流が流れにくくなることを抑えられる。そのため、より周波数の高い帯域の高周波電流を用いたとしても、プラズマ密度の低下を抑えることができる。それゆえに、より高い周波数の高周波電流を用いたエッチングを行うことで、高周波アンテナ１０とプラズマの生成される空間とを隔てる誘電体である石英板ＱＢに、より多くの荷電粒子を引き込むことができるようになる。したがって、石英板ＱＢに付着したエッチング生成物が除去されやすくなる。
【００６８】
（３）各アンテナ１０ａ，１０ｂでは、複数の線路部材の両端のうち、配列ラインＬ上にて中心軸Ｃまでの線路長の小さい端が入力端であり、配列ラインＬ上にて中心軸までの線路長の大きい端が出力端である。そのため、高周波アンテナ１０の下方では、配列ラインＬの最内周の端であるライン始端Ｌｓから配列ラインＬの最外周の端であるライン終端Ｌｔまでにわたって、同一方向の誘導電流が流れやすくなる。それゆえに、各アンテナ１０ａ，１０ｂが、互いに離間して設けられた内側線路１１と外側線路１２とから構成されていたとしても、各アンテナ１０ａ，１０ｂに供給された高周波電力により誘導された電界が、配列ラインＬの全長において連続しやすくなる。したがって、内側線路１１と外側線路１２との間であって、各アンテナ１０ａ，１０ｂを形成する線路の存在しない領域においてプラズマ密度が低下することを抑えることができる。
【００６９】
（４）内側線路１１及び外側線路１２は、互いに同心の複数の円弧線路の各々が該円弧線路に隣接する他の円弧に接続線路によって連結された一つの渦巻き状をなす。そのため、例えばアルキメデスの螺旋、双曲螺旋、対数螺旋のように、中心からの距離が連続的に大きくなる渦巻き状とは異なり、内側線路１１及び外側線路１２が互いに同心の複数の円弧上に配置されることから、外形が円形の処理対象である基板に対してプラズマ密度の均一化を図ることが可能にもなる。
【００７０】
（５）高周波アンテナ１０は、内側線路１１と外側線路１２とで構成されるアンテナ１０ａ，１０ｂを並列に二段備えるようにしている。そして、各アンテナ１０ａ，１０ｂにおける内側線路１１の両端同士を接続するとともに、外側線路１２の両端同士を接続するようにしている。つまり、二段の高周波アンテナ１０においては、複数の内側線路１１が並列に接続されているとともに、複数の外側線路１２も並列に接続されている。そのため、内側線路１１及び外側線路１２の各々において、単一の線路部材からなる場合と比較して自己インダクタンスが小さくなることから、内側線路１１の自己インダクタンスと外側線路１２の自己インダクタンスとの和も小さくなる。それゆえに、高周波アンテナ１０に高周波電流が流れやすくなり、ひいては、高周波アンテナ１０への通電により生成されるプラズマの密度が高められるようになる。
【００７１】
なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することができる。
・アンテナ用高周波電源ＲＦ１の出力する高周波電力の周波数は１３．５６ＭＨｚに限らず、真空槽内でのプラズマの生成が可能な範囲で適宜変更可能である。
【００７２】
・アンテナ用マッチングボックス１３は、第１マッチング回路１３ａと可変コンデンサー１３ｂとを備えるようにした。これに限らず、第１マッチング回路１３ａのみによって、内側線路１１と外側線路１２との両方の入力インピーダンスとアンテナ用高周波電源ＲＦ１の出力インピーダンスとを整合することが可能であれば、可変コンデンサー１３ｂを設けなくともよい。
【００７３】
・内側線路１１と外側線路１２とには、同一のアンテナ用高周波電源ＲＦ１を接続するようにしたが、図５に示されるように、２つの内側線路１１と２つの外側線路１２とに、各別の高周波電源を接続するようにしてもよい。
【００７４】
より詳細には、同図５に示されるように、２つの内側線路１１の並列回路における内側入力端子１ＰＩには、内側線路用高周波電源ＲＦ２が、内側線路用整合器１４を介して接続されている。他方、２つの内側線路１１の並列回路における内側出力端子１ＰＯには、接地電位に接続された内側出力用可変コンデンサーＶＣ３が接続されている。
【００７５】
内側線路用高周波電源ＲＦ２が、例えば１３．５６ＭＨｚの周波数の高周波電力を出力するときに、内側線路用整合器１４は、内側線路用高周波電源ＲＦ２の出力インピーダンスと、その負荷の入力インピーダンスとを整合させる。そして、内側出力用可変コンデンサーＶＣ３は、２つの内側線路１１の並列回路における内側入力端子１ＰＩ側の電流量と、内側出力端子１ＰＯ側の電流量とを略同一にする。
【００７６】
また、２つの外側線路１２の並列回路における外側入力端子２ＰＩには、外側線路用高周波電源ＲＦ３が、外側線路用整合器１５を介して接続されている。他方、外側線路１２の並列回路における外側出力端子２ＰＯには、接地電位に接続された外側出力用可変コンデンサーＶＣ４が接続されている。
【００７７】
外側線路用高周波電源ＲＦ３が、例えば２ＭＨｚの周波数の高周波電力を出力するときに、外側線路用整合器１５は、外側線路用高周波電源ＲＦ３の出力インピーダンスと、その負荷の入力インピーダンスとを整合させる。そして、外側出力用可変コンデンサーＶＣ４は、２つの外側線路１２の並列回路における外側入力端子２ＰＩ側の電流量と、外側出力端子２ＰＯ側の電流量とを略同一にする。
【００７８】
このように、内側線路１１に内側線路用高周波電源ＲＦ２を接続するとともに、外側線路１２に外側線路用高周波電源ＲＦ３を接続するようにしていることから、内側線路用高周波電源ＲＦ２を含めた内側線路１１と、外側線路用高周波電源ＲＦ３を含めた内側線路１１とが並列に接続されている。つまり、２つの内側線路１１からなる並列回路と２つの外側線路１２からなる並列回路とが、電力供給系において並列に接続されている。
【００７９】
こうした構成によれば、以下のような効果を得ることができる。
（６）内側線路１１と外側線路１２とに各別の高周波電源が接続されている。そのため、内側線路１１及び外側線路１２のそれぞれに対して互いに異なる周波数や大きさの高周波電力を供給することができる。それゆえに、内側線路１１及び外側線路１２の各々に対して、各線路部材の自己インダクタンス等の特性に応じた高周波電力を供給することができる。したがって、高周波アンテナ１０に供給された高周波電力がプラズマ生成に寄与する割合を高めることで、高周波アンテナ１０への通電によって生成されるプラズマの密度を高めることができる。また、内側線路１１によって形成される誘導電界と外側線路１２によって形成される誘導電界との干渉を抑えることが容易なものにもなる。
【００８０】
・内側線路用高周波電源ＲＦ２の出力する高周波電力の周波数を１３．５６ＭＨｚとし、外側線路用高周波電源ＲＦ３の出力する高周波電力の周波数を２ＭＨｚとした。内側線路用高周波電源ＲＦ２の出力する高周波電力の周波数と、外側線路用高周波電源ＲＦ３の出力する高周波電力の周波数とは、上記の組み合わせに限らず、２つの高周波電源ＲＦ２，ＲＦ３から出力される高周波電力が干渉しない周波数の組み合わせであればよい。なお、内側線路用高周波電源ＲＦ２の出力する高周波電力の周波数と、外側線路用高周波電源ＲＦ３の出力する高周波電力の周波数とには、１ＭＨｚ以上の差を持たせることが好ましい。
【００８１】
・内側線路１１と外側線路１２とに各別の高周波電源ＲＦ２，ＲＦ３を接続するときには、各高周波電源ＲＦ２，ＲＦ３が、互いに異なる周波数の高周波電力を出力するものとしたが、これら高周波電源ＲＦ２，ＲＦ３から出力される高周波電力が干渉しないのであれば、両高周波電源ＲＦ２，ＲＦ３から同一周波数の高周波電力を出力するようにしてもよい。
【００８２】
・上記上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂでは、それぞれ内側線路１１と外側線路１２とが同一平面上に配置されるようにした。これに限らず、例えば、上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂは、中心軸Ｃを中心とする互いに平行な半球面上に配置される構成でもよい。
【００８３】
・上段アンテナ１０ａと下段アンテナ１０ｂとが、平行な２平面のそれぞれに配置されるようにした。これに限らず、上段アンテナ１０ａと下段アンテナ１０ｂの各々が配置される２平面は、所定の角度をなすように交差する平面であってもよい。
【００８４】
・上段アンテナ１０ａと下段アンテナ１０ｂとは同一の形状としたが、上段アンテナ１０ａが上記中心軸Ｃの周りを旋回する回数と、下段アンテナ１０ｂが同中心軸Ｃの周りを旋回する回数とを異ならせるようにしてもよい。
【００８５】
・上段アンテナ１０ａと下段アンテナ１０ｂとは、中心軸Ｃの周りでの旋回方向を同一としたが、上段アンテナ１０ａの旋回方向と下段アンテナ１０ｂの旋回方向とは、互いに逆方向であってもよい。
【００８６】
・配列ラインＬを構成する円弧は、同心でなくともよい。
・配列ラインＬは、４つの円弧Ｃ１〜Ｃ４と、これら円弧間を接続する３つの接続線分Ｊ１〜Ｊ３とからなるようにした。これに限らず、配列ラインＬを形成する円弧の数は、任意に変更してよい。なお、配列ラインＬを形成する円弧の数を変更することにより、隣接する円弧同士を接続する接続線分の数も自ずと変更される。
【００８７】
・各円弧Ｃ１〜Ｃ４の半径は、最外周の円弧の大きさが石英板ＱＢの外縁以下の大きさであれば任意に変更可能である。
・配列ラインＬを構成する各円弧Ｃ１〜Ｃ４の形成される角度範囲や、各接続線分Ｊ１〜Ｊ３が、上記基準軸Ａ１となす角度は、上述に限らず任意に変更可能である。要は、配列ラインＬが、中心軸Ｃの周りを旋回するにつれて該中心軸Ｃから遠ざかる渦巻き形状をなした一続きのラインであって、中心軸Ｃからの距離が、配列ラインＬの旋回角度に対して上記条件（ａ）（ｂ）を満たした周期性を有した形状であればよい。
【００８８】
・高周波アンテナ１０を構成する上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂの外形、すなわちこれらアンテナ１０ａ，１０ｂの最外周である第４円弧線路Ｔ４の形状を石英板ＱＢの外縁と相似としたが、高周波アンテナ１０の外形と石英板ＱＢの外縁とは、相似でなくともよい。例えば、石英板ＱＢが矩形であってもよい。あるいは、各アンテナが矩形状をなして中心軸の周りを複数回旋回し、且つ該アンテナの外形が矩形であってもよい。
【００８９】
・配列ラインＬは、同心の４つの円弧Ｃ１〜Ｃ４と、隣接する円弧を接続する接続線分Ｊ１〜Ｊ３とからなるようにした。これに限らず、例えば、アルキメデスの螺旋、双曲螺旋、対数螺旋のように、中心からの距離が連続的に大きくなる渦巻き形状でもよい。要は、配列ラインＬが、中心軸Ｃの周りを旋回するにつれて該中心軸Ｃから遠ざかる渦巻き形状をなした一続きのラインであって、中心軸Ｃからの距離が、配列ラインＬの旋回角度に対して上記条件（ａ）（ｂ）を満たした周期性を有した形状であればよい。
【００９０】
・石英板ＱＢの中心軸Ｃ上に配列ラインＬの中心を配置するようにしたが、配列ラインＬの中心は、中心軸Ｃ上に配置しなくともよい。
・各線路の幅Ｗを２０ｍｍとしたが、線路の一部と他の一部とが接触しない範囲で任意に変更可能である。
【００９１】
・各線路の厚さＴを４ｍｍとしたが、高周波アンテナ１０を用いてのプラズマの生成が可能な範囲で任意に変更可能である。
・各アンテナ１０ａ，１０ｂは、配列ラインＬのライン始端Ｌｓから第３円弧Ｃ３の途中までに沿って配置される内側線路１１と、内側線路１１の外側を取り巻くように配列ラインＬの第３円弧Ｃ３の途中から配列ラインＬのライン終端Ｌｔまでに沿って配置される外側線路１２とからなるようにした。これに限らず、配列ラインＬにおいて内側線路１１が配置される領域と、同配列ラインＬにおいて外側線路１２が配置される領域とは、互いに重ならず、且つ内側線路１１の旋回と外側線路１２の旋回とが連続する範囲で適宜変更可能である。
【００９２】
例えば、上記実施例１のように、内側線路１１が、配列ラインＬの第１円弧Ｃ１、第１接続線分Ｊ１、第２円弧Ｃ２、及び第２接続線分Ｊ２に沿って配置され、他方、外側線路１２が、配列ラインＬ上の第３円弧Ｃ３、第３接続線分Ｊ３、及び第４円弧Ｃ４に沿って配置されるようにしてもよい。また、上記実施例２のように、内側線路１１が、配列ラインＬの第１円弧Ｃ１、第１接続線分Ｊ１、第２円弧Ｃ２、第２接続線分Ｊ２、第３円弧Ｃ３、及び第３接続線分Ｊ３に沿って配置され、他方、外側線路１２が、配列ラインＬの第４円弧Ｃ４に沿って配置されるようにしてもよい。
【００９３】
・アンテナ１０ａ，１０ｂの備える各線路では、線路の端部である入力端に入力端子が連結されている。これに限らず、入力端子は、線路における端部以外の領域に連結されていてもよい。
【００９４】
・アンテナ１０ａ，１０ｂの備える各線路では、線路の端部である出力端に出力端子が連結されている。これに限らず、出力端子は、線路における端部以外の領域に連結されていてもよい。
【００９５】
・上段アンテナ１０ａと下段アンテナ１０ｂとを接続する入力端子１ＰＩ，２ＰＩ及び出力端子１ＰＯ，２ＰＯは、平行に配置された上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂの両方と垂直をなすように連結される。これに限らず、各端子１ＰＩ，１ＰＯ，２ＰＩ，２ＰＯは、上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂと、垂直以外の所定の角度をなすようにこれらアンテナ１０ａ，１０ｂに連結されるようにしてもよい。
【００９６】
・高周波アンテナ１０を構成する上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂはいずれも内側線路１１と外側線路１２との２つの線路からなるようにした。これに限らず、図６に示されるように、上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂの各々は、３つの線路からなるようにしてもよい。なお、各線路は、上記実施形態と同様、配列ラインＬ上に配置されている。
【００９７】
より詳細には、図６に示されるように、高周波アンテナ２０の備える上段アンテナ２０ａは、配列ラインＬのライン始端Ｌｓ側から順に、内側線路２１、中間線路２３、及び外側線路２２からなる。これら線路２１〜２３のそれぞれの入力端２１ｓ，２２ｓ，２３ｓ及び出力端２１ｅ，２２ｅ，２３ｅは、上記実施形態の入力端１１ｓ，１２ｓ及び出力端１１ｅ，１２ｅと同様の形状である。また、各入力端２１ｓ，２２ｓ，２３ｓには、これも上記実施形態と同様の内側入力端子１ＰＩ、中間入力端子３ＰＩ、及び外側入力端子２ＰＩが順に連結されている。他方、各出力端２１ｅ，２２ｅ，２３ｅには、内側出力端子１ＰＯ、中間出力端子３ＰＯ、及び外側出力端子２ＰＯが順に連結されている。
【００９８】
上記内側線路２１は、上記第１円弧Ｃ１に沿った第１円弧線路Ｔ１、第１接続線分Ｊ１に沿った第１接続線路ＴＪ１、及び第２円弧Ｃ２に沿った第２円弧線路Ｔ２からなる。中間線路２３は、第２接続線分Ｊ２に沿った第２接続線路ＴＪ２、第３円弧Ｃ３に沿った第３円弧線路Ｔ３、及び第３接続線分Ｊ３に沿った第３接続線路ＴＪ３からなる。外側線路２２は、第４円弧Ｃ４に沿った第４円弧線路Ｔ４からなる。
【００９９】
こうした構成によれば、以下のような効果を得ることができる。
（７）高周波アンテナ２０を構成する上段アンテナ２０ａが内側線路２１、中間線路２３、及び外側線路２２の３つの線路部材によって構成され、且つ配列ラインＬにおける旋回の回数が互いに隣接する線路部材間で連続している。そのため、線路長が略同一であるという前提であれば、例えば内側線路と外側線路との２つの線路部材によって構成された高周波アンテナと比較して、線路部材の数量が多くなる分だけ各線路部材の線路長が短くなることから、高周波電流が高周波アンテナを流れやすくなる。ひいては、高周波アンテナ２０への通電によって生成されるプラズマの密度を高めることができる。
【０１００】
・上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂが、４以上の線路からなるようにしてもよい。
・内側線路１１及び外側線路１２において、上記ライン始端Ｌｓ側の端部を高周波電力の入力される入力端とし、同線路１１，１２において、上記ライン終端Ｌｔ側の端部を高周波電力の出力される出力端とした。これに限らず、各線路１１，１２におけるライン終端Ｌｔ側の端部を入力端とし、他方、同線路１１，１２におけるライン始端Ｌｓ側の端部を出力端としてもよい。
【０１０１】
・内側線路１１のライン始端Ｌｓ側の端部を入力端とし、同内側線路１１のライン終端Ｌｔ側の端部を出力端とする一方、外側線路１２のライン始端Ｌｓ側の端部を出力端とし、同外側線路１２のライン終端Ｌｔ側の端部を入力端とするようにしてもよい。また、内側線路１１のライン始端Ｌｓ側の端部を出力端とし、同内側線路１１のライン終端Ｌｔ側の端部を入力端とする一方、外側線路１２のライン始端Ｌｓ側の端部を入力端とし、同外側線路１２のライン終端Ｌｔ側の端部を出力端とするようにしてもよい。
【０１０２】
・高周波アンテナ１０は、上段アンテナ１０ａと下段アンテナ１０ｂとの２つのアンテナからなるようにしたが、１つのアンテナからなるようにしてもよいし、３つ以上のアンテナからなるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１０３】
１０，２０…高周波アンテナ、１０ａ…上段アンテナ、１０ｂ…下段アンテナ、１１，２１…内側線路、１１ｅ，２１ｅ…内側出力端、１１ｓ，２１ｓ…内側入力端、１２，２２…外側線路、１２ｅ，２２ｅ…外側出力端、１２ｓ，２２ｓ…外側入力端、１３…アンテナ用マッチングボックス、１４…内側線路用整合器、１５…外側線路用整合器、２３…中間線路、２３ｅ…中間出力端、２３ｓ…中間入力端、３０…ＩＣＰエッチング装置、３１…真空槽、３２…基板ステージ、３３…バイアス用整合器、３４…排気部、３５…ガス供給部、３６…高周波アンテナ、３６ａ…入力端子、３６ｂ…出力端子、３６ｃ…アンテナ中心、３７…アンテナ用整合器、１ＰＩ…内側入力端子、１ＰＯ…内側出力端子、２ＰＩ…外側入力端子、２ＰＯ…外側出力端子、３ＰＩ…中間入力端子、３ＰＯ…中間出力端子、Ａ，Ａ１…基準軸、Ｃ…中心軸、Ｃ１…第１円弧、Ｃ１ｅ…第１終端、Ｃ２…第２円弧、Ｃ２ｅ…第２終端、Ｃ２ｓ…第２始端、Ｃ３…第３円弧、Ｃ３ｓ…第３始端、Ｃ３ｅ…第３終端、Ｃ４…第４円弧、Ｃ４ｓ…第４始端、Ｄ１…周回ピッチ、Ｆ１…第１平面、Ｆ２…第２平面、ＨＤ…アンテナホルダ、Ｊ１…第１接続線路、Ｊ２…第２接続線路、Ｊ３…第３接続線路、Ｌ…配列ライン、Ｌｓ…ライン始端、Ｌｔ…ライン終端、ＲＦ１，ＲＦ５…アンテナ用高周波電源、ＲＦ２…内側線路用高周波電源、ＲＦ３…外側線路用高周波電源、ＲＦ４…バイアス用高周波電源、Ｔ１…第１円弧線路、Ｔ２…第２円弧線路、Ｔ３ａ…第３内側円弧線路、Ｔ３ｂ…第３外側円弧線路、Ｔ４…第４円弧線路、ＴＪ１…第１接続線路、ＴＪ２…第２接続線路、ＴＪ３…第３接続線路、ＶＣ１，ＶＣ３…内側出力用可変コンデンサー、ＶＣ２，ＶＣ４…外側出力用可変コンデンサー、ＶＣ５…入力側可変コンデンサー、ＶＣ６…出力側可変コンデンサー、ＱＢ…石英板。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、誘導放電によって生成されるプラズマを用いて対象物のエッチングを行うプラズマエッチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プラズマエッチング装置の一つとして、例えば特許文献１に記載のような誘導放電プラズマ（ＩＣＰ）エッチング装置が知られている。ＩＣＰエッチング装置の一例を図７に示す。図７に示されるように、ＩＣＰエッチング装置３０には、円筒状の真空槽３１と、真空槽３１の開口を封止する円盤状の石英板ＱＢとが設けられている。真空槽３１内には、処理対象となる基板Ｓを保持する基板ステージ３２が配置されている。基板ステージ３２には、バイアス用高周波電源ＲＦ４の出力インピーダンスと負荷の入力インピーダンスとを整合させるバイアス用整合器３３を介して、基板Ｓにバイアス電圧を印加するバイアス用高周波電源ＲＦ４が接続されている。
【０００３】
真空槽３１に貫通形成された排気口３１ａには、真空槽３１内の流体を排気する排気部３４が接続されているとともに、同じく真空槽３１に貫通形成された供給口３１ｂには、エッチングに用いられるガスを供給するガス供給部３５が接続されている。石英板ＱＢの上方には、高周波アンテナ３６が配置されるとともに、該高周波アンテナ３６の有する円柱状の入力端子３６ａには、アンテナ用高周波電源ＲＦ５の出力インピーダンスと負荷の入力インピーダンスとを整合させるアンテナ用整合器３７と入力側可変コンデンサーＶＣ５とを介して、アンテナ用高周波電源ＲＦ５が接続されている。他方、高周波アンテナ３６の有する円柱状の出力端子３６ｂは、出力側可変コンデンサーＶＣ６を介して、接地電位に接続されている。
【０００４】
こうした高周波アンテナ３６の平面構造を図８に示す。図８に示されるように、高周波アンテナ３６は、該高周波アンテナ３６を構成する線路の一端であるアンテナ中心３６ｃを始端にして巻き回した渦巻き形状である。詳述すると、図８に示される平面上において、入力端子３６ａの中心であるアンテナ中心３６ｃと出力端子３６ｂの中心とを通る直線を基準軸Ａとし、アンテナ中心３６ｃと線路上の任意の点Ｐとの直線距離を距離ｒとする。また、アンテナ中心３６ｃと点Ｐとを結ぶ直線と基準軸Ａとのなす角度を旋回角度θとする。高周波アンテナ３６は、これらのパラメーターを用いて「ｒ＝ａθ」によって表される渦巻き形状であって、線路の間隔Ｄが等間隔となるように、例えば上記アンテナ中心３６ｃを始端として３回半巻き回された渦巻き形状である。
【０００５】
上記ＩＣＰエッチング装置３０では、高周波アンテナ３６に高周波電流が供給されると、排気部３４とガス供給部３５とにより所定の圧力に維持された真空槽３１内に、エッチングガスを用いたプラズマが生成される。そして、基板ステージ３２への高周波電力の供給によって基板Ｓにバイアス電圧が印加されることで、プラズマ中の正イオンが基板Ｓの表面に引き込まれるとともに、プラズマ中に含まれるラジカルが基板Ｓの表面に到達する。これにより、基板Ｓが、その表面から所定の形状にエッチングされる。
【０００６】
ここで、ＩＣＰエッチング装置３０の備える高周波アンテナ３６が、上述のような渦巻き形状であることから、真空槽３１内における石英板ＱＢの近傍には、該石英板ＱＢの略全体にわたって高周波アンテナ３６に沿った誘導電界が形成される。そのため、真空槽３１内に形成されるプラズマの均一性が高められることにより、基板Ｓのエッチングの均一性も高められることになる。
【０００７】
加えて、真空槽３１内にプラズマが生成されるときには、高周波アンテナ３６とプラズマとが、石英板ＱＢと高周波アンテナ３６との間の外気や石英板ＱＢそのものを介して、容量的にも結合する。そして、負のバイアス電圧が、石英板ＱＢの真空槽３１内に露出する面の略全体に印加されることにより、石英板ＱＢの近傍に生成されたプラズマ中の正イオンが、石英板ＱＢの略全体に衝突する。これにより、基板Ｓのエッチング時に石英板ＱＢに付着したエッチング生成物が除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２３７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のように、渦巻き形状の高周波アンテナ３６によれば、真空槽３１内に形成されるプラズマ密度の均一性が高められとともに、石英板ＱＢに付着したエッチング生成物を該石英板ＱＢの略全体から取り除くことができるようにはなる。
【００１０】
しかしながら、高周波アンテナ３６の巻き数が多くなるほど、高周波アンテナ３６の自己インダクタンスが大きくなる。これにより、高周波アンテナ３６に電流が流れにくくなってしまうため、真空槽３１内に生成されるプラズマの密度が低下してしまう。
【００１１】
このように、渦巻き形状の高周波アンテナ３６を備えるＩＣＰエッチング装置３０は、均一性の高められたプラズマを生成することのできる構成ではあるものの、生成したプラズマの密度を高める構成としては未だ改良の余地を残すものである。
【００１２】
なお、こうした問題は、上述のような「ｒ＝ａθ」という数式にて表現される渦巻き形状をなした高周波アンテナ３６に限らず、単一の線路が巻き回されたかたちの高周波アンテナであれば概ね共通するものである。
【００１３】
この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、エッチング時に生成されるプラズマの密度を高めることのできるプラズマエッチング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、高周波アンテナを有するプラズマエッチング装置であって、前記高周波アンテナは、渦巻き状をなす一つの配列ライン上に配列された互いに並列の複数の線路部材を有し、前記複数の線路部材は、前記配列ラインの中心側に配置された第１の線路部材と、前記第１の線路を取り巻く線路部材である第２の線路部材とを含み、前記配列ラインにおける旋回の回数が前記第１の線路部材と前記第２の線路部材とで連続していることを要旨とする。
【００１５】
請求項１に記載の発明では、高周波アンテナが、渦巻き状をなす一つの配列ライン上に配列された互いに並列の第１の線路部材と第２の線路部材とを含み、配列ラインにおける旋回の回数が第１の線路部材と第２の線路部材との間で連続している。そのため、一つの渦巻き形状をなす高周波アンテナでありながら、その自己インダクタンスについては、該渦巻き形状よりも線路長の短い内側の第１の線路部材の自己インダクタンスと、外側の第２の線路部材の自己インダクタンスの和となることによって、高周波アンテナの自己インダクタンスを小さくすることができる。それゆえに、高周波アンテナにおいて高周波電流が流れやすくなり、ひいては、高周波アンテナへの通電によって生成されるプラズマの密度を高めることができる。
【００１６】
また、高周波アンテナの自己インダクタンスが小さくなることから、高周波電流の周波数が高まることで該高周波アンテナに高周波電流が流れにくくなることを抑えられる。そのため、より周波数の高い帯域の高周波電流を用いたとしても、プラズマ密度の低下を抑えることができる。それゆえに、より高い周波数の高周波電流を用いたエッチングを行うことで、高周波アンテナとプラズマの生成される空間とを隔てる誘電体に、より多くの荷電粒子を引き込むことができるようになる。したがって、誘電体に付着したエッチング生成物が除去されやすくなる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のプラズマエッチング装置において、前記複数の線路部材の各々における両端のうち、前記配列ライン上にて該配列ラインの中心までの線路長の小さい端が入力端であり、前記配列ライン上にて該配列ラインの中心までの線路長の大きい端が出力端であることを要旨とする。
【００１８】
請求項２に記載の発明では、複数の線路部材の両端のうち、配列ライン上にて中心までの線路長の小さい端が入力端であり、配列ライン上にて中心までの線路長の大きい端が出力端である。そのため、高周波アンテナの下方では、配列ラインの最内周の端である始端から配列ラインの最外周の端である終端までにわたって、同一方向の誘導電流が流れることになる。それゆえに、高周波アンテナが、互いに離間して設けられた第１の線路部材と第２の線路部材とから構成されていたとしても、高周波アンテナに供給された高周波電流により誘導された電界が、配列ラインの全長において連続しやすくなる。したがって、第１の線路部材と第２の線路部材との間であって、高周波アンテナを形成する線路の存在しない領域においてプラズマ密度が低下することを抑えることができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のプラズマエッチング装置において、前記第１の線路部材と前記第２の線路部材とには、各別の高周波電源が接続されていることを要旨とする。
【００２０】
請求項３に記載の発明では、第１の線路部材と第２の線路部材とに各別の高周波電源が接続されている。そのため、第１の線路部材及び第２の線路部材のそれぞれに対して互いに異なる周波数や大きさの高周波電力を供給することができる。それゆえに、第１の線路部材及び第２の線路部材の各々に対して、各線路部材の自己インダクタンス等の特性に応じた高周波電力を供給することができる。したがって、高周波アンテナに供給された高周波電力がプラズマ生成に寄与する割合を高めることで、高周波アンテナへの通電によって生成されるプラズマの密度を高めることができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置において、前記複数の線路部材は、互いに同心の複数の円弧の各々が該円弧に隣接する他の円弧に連結された一つの渦巻き状をなす前記配列ライン上に配列されていることを要旨とする。
【００２２】
請求項４に記載の発明では、複数の線路部材は、互いに同心の複数の円弧の各々が該円弧に隣接する他の円弧に連結された一つの渦巻き状をなす。一つの渦巻き状をなす配列ラインの形状としては、例えばアルキメデスの螺旋、双曲螺旋、対数螺旋のように、中心からの距離が連続的に大きくなる形状が挙げられる。ただし、このような配列ラインに倣う高周波アンテナでは、高周波アンテナの中心と高周波アンテナの最外周との距離も、旋回角度に応じて変わることになる。一方、プラズマエッチング装置の処理対象となる基板の外形が円形であることが少なくないため、こうした処理対象に対してプラズマ密度の均一化を図るうえでは、高周波アンテナの外形が処理対象の外形と相似、すなわち円形であることが好ましい。この点、上述した構成によれば、複数の線路部材が互いに同心の複数の円弧上に配置されることになるため、外形が円形の処理対象に対してプラズマ密度の均一化を図ることが可能にもなる。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置において、複数の前記高周波アンテナを備え、複数の前記高周波アンテナの各々は、該高周波アンテナにおける前記配列ラインの中心が同一中心線上に配置されるように並列に積み重ねられ、複数の前記高周波アンテナの各々における前記第１の線路部材の両端は、隣接する他の前記高周波アンテナにおける前記第１の線路部材の両端と互いに着脱可能に接続され、複数の前記高周波アンテナの各々における前記第２の線路部材の両端は、隣接する他の前記高周波アンテナにおける前記第１の線路部材の両端と互いに着脱可能に接続されていることを要旨とする。
【００２４】
請求項５に記載の発明では、第１の線路部材と第２の線路部材とで構成される高周波アンテナを並列に複数段備えるようにしている。そして、各高周波アンテナにおける第１の線路部材の両端同士を接続するとともに、第２の線路部材の両端同士を接続するようにしている。つまり、複数段の高周波アンテナにおいては、複数の第１の線路部材が並列に接続されているとともに、複数の第２の線路部材も並列に接続されている。そのため、第１の線路部材及び第２の線路部材の各々において、単一の線路部材からなる場合と比較して自己インダクタンスが小さくなることから、第１の線路部材の自己インダクタンスと第２の線路部材の自己インダクタンスとの和も小さくなる。それゆえに、高周波アンテナに高周波電流が流れやすくなり、ひいては、高周波アンテナへの通電により生成されるプラズマの密度が高められるようになる。
【００２５】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置において、前記高周波アンテナは、前記配列ライン上に配列されて互いに並列の３つ以上の前記線路部材を有し、前記配列ラインにおける旋回の回数が互いに隣接する前記線路部材間で連続していることを要旨とする。
【００２６】
請求項６に記載の発明では、高周波アンテナが３つ以上の線路部材によって構成され、且つ配列ラインにおける旋回の回数が互いに隣接する線路部材間で連続している。そのため、線路長が略同一であるという前提であれば、１つの第１の線路部材と１つの第２の線路部材とによって構成された高周波アンテナと比較して、線路部材の数量が多くなる分だけ各線路部材の線路長が短くなることから、高周波電流が高周波アンテナを流れやすくなる。ひいては、高周波アンテナへの通電によって生成されるプラズマの密度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のプラズマエッチング装置における一実施形態が備える高周波アンテナの斜視構造を示す斜視図。
【図２】同高周波アンテナの平面構造を示す平面図。
【図３】図２の２−２線に沿った高周波アンテナの断面構造を示す断面図。
【図４】同高周波アンテナに高周波電力を供給する電力供給系における電気的構成を示す電気回路図。
【図５】他の実施形態における高周波アンテナに高周波電力を供給する電力供給系における電気的構成を示す電気回路図。
【図６】他の実施形態における高周波アンテナの平面構造を示す平面図。
【図７】従来のプラズマエッチング装置の全体構成を示す概略図。
【図８】従来の高周波アンテナの平面構造を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明のプラズマエッチング装置における一実施形態について図１〜図４を参照して説明する。本実施形態のプラズマエッチング装置は、先に説明した従来のＩＣＰエッチング装置３０とは、高周波アンテナと、該高周波アンテナに高周波電力を供給する高周波電源等、高周波アンテナ及びその周辺構成が異なる。そのため以下では、先のＩＣＰエッチング装置３０と同じ構成には同一の符号を付して説明するとともに、こうした相違点について詳細に説明する。
［高周波アンテナの全体構造］
まず、高周波アンテナの全体斜視構造について図１を参照して説明する。
【００２９】
円板状をなす石英板ＱＢの上には、樹脂等の絶縁物からなるアンテナホルダＨＤが積載されている。アンテナホルダＨＤは、石英板ＱＢの外径と略同じ大きさの外径を有した円板状に形成されている。このアンテナホルダＨＤ上には、上段アンテナ１０ａが下段アンテナ１０ｂに積み重ねられたかたちの多段アンテナである高周波アンテナ１０が取り付けられている。上段アンテナ１０ａと下段アンテナ１０ｂの各々は、石英板ＱＢの上面と互いに平行な平面に沿った同一の形状であるとともに、上段アンテナ１０ａと下段アンテナ１０ｂとが互いに重なるように配置されている。
【００３０】
上段アンテナ１０ａは、中心軸Ｃに垂直な第１平面Ｆ１上に配置され、他方、下段アンテナ１０ｂは、中心軸Ｃに垂直であって、且つ第１平面Ｆ１に平行な第２平面Ｆ２上に配置されている。上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂの各々は、内側線路１１と外側線路１２とを有している。
［配列ラインの平面構造］
次に、高周波アンテナの平面構造について図２を参照して説明する。なお、図２においては説明の便宜上、上記アンテナホルダＨＤを割愛している。また、以下では、高周波アンテナ１０の平面構造に関し、高周波アンテナ１０を構成する２つのアンテナのうち、上段アンテナ１０ａの平面構造を代表して説明することとし、下段アンテナ１０ｂの平面構造についての説明は割愛する。
【００３１】
上段アンテナ１０ａは、内側線路１１と外側線路１２とを有するとともに、これら内側線路１１と外側線路１２とが、渦巻き状をなす１つの配列ラインＬ上に配列されている。ここで、上段アンテナ１０ａの形状の説明に先立ち、該上段アンテナ１０ａを構成する内側線路１１と外側線路１２とが配設される配列ラインＬについて説明する。
【００３２】
配列ラインＬは、石英板ＱＢの中心軸Ｃと同心である４つの円弧と、互いに隣接する円弧間を接続する３つの接続線分とからなる一つの連続するラインである。配列ラインＬにおける中心軸Ｃ側の端部であるライン始端Ｌｓと、同中心軸Ｃからの距離が大きい側の端部であるライン終端Ｌｔとは、中心軸Ｃを通る同一の直線である基準軸Ａ１上に、中心軸Ｃを挟むように位置する。
【００３３】
配列ラインＬに含まれる４つの円弧は、中心軸Ｃからの距離が小さい順から第１円弧Ｃ１、第２円弧Ｃ２、第３円弧Ｃ３、及び第４円弧Ｃ４である。また、配列ラインＬに含まれる３つの接続線分は、第１円弧Ｃ１と第２円弧Ｃ２とを結ぶ線分を第１接続線分Ｊ１、第２円弧Ｃ２と第３円弧Ｃ３とを結ぶ線分を第２接続線分Ｊ２、及び第３円弧Ｃ３と第４円弧Ｃ４とを結ぶ線分を第３接続線分Ｊ３である。
【００３４】
第１円弧Ｃ１は、半径が５０ｍｍの優弧であって、中心軸Ｃを中心にして中心角が約２２０°となるように、第１円弧Ｃ１の一方の端であるライン始端Ｌｓから右回りに形成されている。第１円弧Ｃ１の他方の端である第１終端Ｃ１ｅには、第１円弧Ｃ１の外側に向けて、第２円弧Ｃ２の一方の端である第２始端Ｃ２ｓと第１終端Ｃ１ｅとをつなぐ直線状の第１接続線分Ｊ１が接続されている。
【００３５】
第１接続線分Ｊ１は、第１終端Ｃ１ｅにおける第１円弧Ｃ１の法線に対して、第１終端Ｃ１ｅを中心に右周りに傾いた線分であり、且つライン始端Ｌｓと第２終端Ｃ２ｅとを結ぶ直線に対して、第２始端Ｃ２ｓを中心に左周りに傾いた線分でもある。なお、このような傾きを有した第１接続線分Ｊ１は、例えば基準軸Ａ１とのなす角度が６５°をなす線分として具体化することが可能である。ちなみに、こうした第１接続線分Ｊ１では、該第１接続線分Ｊ１の延長された直線と基準軸Ａ１との交点が、中心軸Ｃではなく、中心軸Ｃから１０ｍｍだけライン終端Ｌｔ側に偏ることとなる。また、このような傾きを有した第１接続線分Ｊ１において、その外側の端である第２始端Ｃ２ｓは、上記基準軸Ａ１から例えば９５ｍｍだけ離れた点として具体化することが可能である。
【００３６】
第２円弧Ｃ２は、半径が第１円弧Ｃ１の半径よりも周回ピッチＤ１である６０ｍｍだけ大きい優弧であって、中心軸Ｃを中心にして中心角が約３１０°となるように、第２円弧Ｃ２の一方の端である第２始端Ｃ２ｓから右回りに形成されている。第２円弧Ｃ２の他方の端である第２終端Ｃ２ｅには、第２円弧Ｃ２の外側に向けて、第３円弧Ｃ３の一方の端である第３始端Ｃ３ｓと第２終端Ｃ２ｅとをつなぐ直線状の第２接続線分Ｊ２が接続されている。
【００３７】
第２接続線分Ｊ２は、第１接続線分Ｊ１と平行な線分であって、第２終端Ｃ２ｅにおける第２円弧Ｃ２の法線に対して、これもまた第１接続線分Ｊ１と同様に、第２終端Ｃ２ｅを中心に右周りに傾いた線分である。なお、このような傾きを有した第２接続線分Ｊ２において、その外側の端である第３始端Ｃ３ｓは、これもまた第１接続線分Ｊ１と同様に、上記基準軸Ａ１から例えば９５ｍｍだけ離れた点として具体化することが可能である。
【００３８】
第３円弧Ｃ３は、半径が第２円弧Ｃ２の半径よりも周回ピッチＤ１だけ大きい優弧であって、中心軸Ｃを中心にして中心角が約３２０°となるように、第３円弧Ｃ３の一方の端である第３始端Ｃ３ｓから右回りに形成されている。第３円弧Ｃ３の他方の端である第３終端Ｃ３ｅには、第３円弧Ｃ３の外側に向けて、第４円弧Ｃ４の一方の端である第４始端Ｃ４ｓと第３終端Ｃ３ｅとをつなぐ直線状の第３接続線分Ｊ３が接続されている。
【００３９】
第３接続線分Ｊ３は、第１接続線分Ｊ１と平行な線分であって、第３終端Ｃ３ｅにおける第３円弧Ｃ３の法線に対して、これもまた第１接続線分Ｊ１と同様に、第３終端Ｃ３ｅを中心に右周りに傾いた線分である。なお、このような傾きを有した第３接続線分Ｊ３において、その外側の端である第４始端Ｃ４ｓは、これもまた第１接続線分Ｊ１と同様に、上記基準軸Ａ１から例えば９５ｍｍだけ離れた点として具体化することが可能である。
【００４０】
第４円弧Ｃ４は、半径が第３円弧Ｃ３の半径よりも周回ピッチＤ１だけ大きい優弧であって、中心軸Ｃを中心にして中心角が約３３５°となるように、第４円弧Ｃ４の一方の端である第４始端Ｃ４ｓから右回りにライン終端Ｌｔまで形成されている。
【００４１】
このように、配列ラインＬは、その外縁である第４円弧Ｃ４が上記石英板ＱＢの外縁と相似な形状であるとともに、各円弧が、隣接する他の円弧に対して各線分によって連結された１つの渦巻き状をなしている。なお、配列ラインＬとは、中心軸Ｃの周りを旋回するにつれて該中心軸Ｃから遠ざかるとともに、下記条件（ａ）、条件（ｂ）を満たした渦巻き形状をなす一続きのラインであればよい。
・条件（ａ）：中心軸Ｃの周りを囲う３つ以上の弧状の線分を有する。例えば、上述したように、配列ラインＬは、第１円弧Ｃ１、第２円弧Ｃ２、第３円弧Ｃ３、第４円弧Ｃ４を有する。
・条件（ｂ）：互いに隣接する弧状の線分間の距離が所定の関係を有する。例えば、上述したように、第１円弧Ｃ１と第２円弧Ｃ２との距離と、第２円弧Ｃ２と第３円弧Ｃ３との距離とが互いに等しく、また第２円弧Ｃ２と第３円弧Ｃ３との距離と、第３円弧Ｃ３と第４円弧Ｃ４との距離とが互いに等しい関係を有する。
【００４２】
なお、本実施形態では、配列ラインＬ上における点が、ライン始端Ｌｓから第１終端Ｃ１ｅまで移動することによって、配列ラインＬ上における点が中心軸Ｃの周りを１回旋回したこととする。また、配列ラインＬ上における点が、ライン始端Ｌｓから第２終端Ｃ２ｅまで移動することによって、配列ラインＬ上における点が中心軸Ｃの周りを２回旋回したこととする。また、配列ラインＬ上における点が、ライン始端Ｌｓから第３終端Ｃ３ｅまで移動することによって、配列ラインＬ上における点が中心軸Ｃの周りを３回旋回したこととする。そして、配列ラインＬ上における点が、ライン始端Ｌｓからライン終端Ｌｔまで移動することによって、配列ラインＬ上における点が中心軸Ｃの周りを４回旋回したこととする。
［高周波アンテナの平面構造］
次に、上記配列ラインＬの形状を前提として、上段アンテナ１０ａの形状について説明する。上段アンテナ１０ａは、配列ラインＬ上のうち石英板ＱＢの中心軸Ｃ側に配置された第１の線路部材としての内側線路１１と、内側線路１１を取り巻く第２の線路部材としての外側線路１２とを有している。内側線路１１と外側線路１２との各々は、配列ラインＬに沿った線路部材であって、配列ラインＬおける中心軸Ｃ側と石英板ＱＢの外縁側とに同一の幅ずつ、例えば１０ｍｍずつ拡がった線路幅を有している。
【００４３】
内側線路１１は、第１円弧Ｃ１の始端であるライン始端Ｌｓから第３円弧Ｃ３と基準軸Ａ１との交点付近までを配列ラインＬ上にて連続する一つの線路部材である。一方、外側線路１２は、第３円弧Ｃ３と基準軸Ａ１との交点付近から第４円弧Ｃ４の終端であるライン終端Ｌｔまでを同じく配列ラインＬ上にて連続する一つの線路部材である。
【００４４】
詳述すると、第１円弧Ｃ１上には、内側線路１１を構成する線路部分である第１円弧線路Ｔ１が配置されている。第１円弧線路Ｔ１の両端のうちライン始端Ｌｓ側の端である内側入力端１１ｓには、石英板ＱＢに向けて延びる円柱状の内側入力端子１ＰＩが連結されている。また、上述したように、基準軸Ａ１とのなす角度が６５°となる第１接続線分Ｊ１上には、内側線路１１を構成して第１円弧線路Ｔ１から連続した線路部分である第１接続線路ＴＪ１が配置されている。さらに、第２円弧Ｃ２上には、内側線路１１を構成して第１接続線路ＴＪ１から連続した線路部分である第２円弧線路Ｔ２が配置されている。
【００４５】
上述したように、第１接続線分Ｊ１は、第１終端Ｃ１ｅにおける第１円弧Ｃ１の法線に対して、第１終端Ｃ１ｅを中心に右周りに傾いた線分である。それゆえに、第１円弧Ｃ１上に配置された第１円弧線路Ｔ１と第１接続線分Ｊ１上に配置された第１接続線路ＴＪ１との接続部では、第１円弧線路Ｔ１に対して第１接続線路ＴＪ１が屈曲するものの、第１接続線分Ｊ１が傾く分、これらのなす角度が小さくなることを抑えることが可能である。また、第１接続線分Ｊ１は、ライン始端Ｌｓと第２始端Ｃ２ｓとを結ぶ直線に対して、第２始端Ｃ２ｓを中心に左周りに傾いた線分でもある。それゆえに、第２円弧Ｃ２上に配置された第２円弧線路Ｔ２と第１接続線分Ｊ１上に配置された第１接続線路ＴＪ１との接続部でも、第２円弧線路Ｔ２に対して第１接続線路ＴＪ１が屈曲するものの、第１接続線分Ｊ１が傾く分、これらのなす角度が小さくなることを抑えることが可能でもある。
【００４６】
そのため、内側線路１１を流れる電流が上記接続部に集中することを抑えられる。それゆえに、こうした高周波アンテナ１０を備えるプラズマエッチング装置においては、高周波アンテナ１０が局所的に発熱することによって該高周波アンテナ１０の一部が損傷すること、また、真空槽内に形成されるプラズマ密度が上記接続部の下方の領域において他の領域よりも高くなることを抑えられる。
【００４７】
第２接続線分Ｊ２上には、内側線路１１を構成して第２円弧線路Ｔ２から連続した線路部分である第２接続線路ＴＪ２が配置されている。また、第３円弧Ｃ３には、内側線路１１を構成して第２接続線路ＴＪ２から連続した線路部分である第３内側円弧線路Ｔ３ａが、第３円弧Ｃ３と基準軸Ａ１との交点付近まで配置されている。そして、第３内側円弧線路Ｔ３ａの両端のうちライン終端Ｌｔ側の端である内側出力端１１ｅには、石英板ＱＢに向けて延びる円柱状の内側出力端子１ＰＯが連結されている。
【００４８】
上述したように、第２接続線分Ｊ２もまた、第２円弧Ｃ２の法線に対して、第２終端Ｃ２ｅを中心に右周りに傾いた線分であり、またライン始端Ｌｓと第３始端Ｃ３ｓとを結ぶ直線に対して、第３始端Ｃ３ｓを中心に左周りに傾いた線分でもある。それゆえに、第２円弧線路Ｔ２と第２接続線分Ｊ２との接続部や第３内側円弧線路Ｔ３ａと第２接続線分Ｊ２との接続部においても、内側線路１１を流れる電流が該接続部に集中することを抑えられる。
【００４９】
第３円弧Ｃ３上には、外側線路１２を構成する線路部分である第３外側円弧線路Ｔ３ｂが、第３円弧Ｃ３と基準軸Ａ１との交点付近から第３終端Ｃ３ｅまで配置されている。第３外側円弧線路Ｔ３ｂの両端のうちライン始端Ｌｓ側の端である外側入力端１２ｓには、石英板ＱＢに向けて延びる円柱状の外側入力端子２ＰＩが連結されている。
【００５０】
第３接続線分Ｊ３上には、外側線路１２を構成して上記第３外側円弧線路Ｔ３ｂから連続した線路部分である第３接続線路ＴＪ３が配置されている。また、第４円弧Ｃ４上には、外側線路１２を構成して上記第３接続線路ＴＪ３から連続した線路部分である第４円弧線路Ｔ４が配置されている。そして、第４円弧線路Ｔ４の両端のうちライン終端Ｌｔ側の端である外側出力端１２ｅには、石英板ＱＢに向けて延びる円柱状の外側出力端子２ＰＯが連結されている。
【００５１】
このように、内側線路１１は、配列ラインＬの３回目の旋回における途中までに沿った線路部材である一方、外側線路１２は、配列ラインＬの３回目の旋回における途中から４回目の旋回までに沿った線路部材である。つまり、内側線路１１と外側線路１２とは、高周波アンテナ１０を配列ラインＬ上にて２つに分割する一方、これらは、高周波アンテナ１０が中心軸Ｃの周りを旋回する回数を配列ラインＬ上にて連続させるものでもある。なお、内側線路１１の内側出力端１１ｅと外側線路１２の外側入力端１２ｓとの間の距離は、第３円弧Ｃ３上において、周回ピッチＤ１よりも小さく、且つアンテナ１０ａの線幅よりも小さい。
［高周波アンテナの断面構造］
次に、高周波アンテナの断面構造について図３を参照して説明する。なお、図３に示される断面構造とは、先の図２の２−２線、つまりライン始端Ｌｓ、石英板ＱＢの中心軸Ｃ、及びライン終端Ｌｔを通る直線に沿った断面構造である。
【００５２】
アンテナホルダＨＤ上には、上段アンテナ１０ａと下段アンテナ１０ｂとからなる高周波アンテナ１０が、上述のように、それぞれのアンテナ１０ａ，１０ｂに対する配列ラインＬの中心と石英板ＱＢの中心軸Ｃとが一致するように取り付けられている。これにより、上段アンテナ１０ａと、下段アンテナ１０ｂとにおいては、上記各円弧線路Ｔ１〜Ｔ４及び各接続線路ＴＪ１〜ＴＪ３における同一線路同士が互いに上下方向で対向するように配置される。なお、上段アンテナ１０ａを構成する内側線路１１及び外側線路１２、及び下段アンテナ１０ｂを構成する内側線路１１及び外側線路１２は、その幅Ｗが例えば２０ｍｍであり、且つその厚さＴが例えば４ｍｍである銅線からなる。また、上段アンテナ１０ａと下段アンテナ１０ｂとは、距離Ｐ３、例えば１３ｍｍだけ離間して接続されている。
【００５３】
詳述すると、上段アンテナ１０ａと下段アンテナ１０ｂとにおいては、互いの内側線路１１同士が、例えば内側入力端子１ＰＩの螺着や内側出力端子１ＰＯの螺着等によって、内側入力端子１ＰＩ及び内側出力端子１ＰＯに対し、着脱可能に接続されている。内側入力端子１ＰＩ及び内側出力端子１ＰＯは、各々の下端が、下段アンテナ１０ｂのアンテナホルダＨＤ側の面と同一の面を形成している一方、各々の上端は、上段アンテナ１０ａにおけるアンテナホルダＨＤとは反対側の面から突出している。そして、上段アンテナ１０ａの内側線路１１と下段アンテナ１０ｂの内側線路１１とが、内側入力端子１ＰＩ及び内側出力端子１ＰＯを介して並列に接続されている。
【００５４】
上段アンテナ１０ａと下段アンテナ１０ｂとにおいては、互いの外側線路１２同士が、例えば外側入力端子２ＰＩの螺着や外側出力端子２ＰＯの螺着等によって、外側入力端子２ＰＩ及び外側出力端子２ＰＯに対し、着脱可能に接続されている。外側入力端子２ＰＩ及び外側出力端子２ＰＯは、内側入力端子１ＰＩ及び内側出力端子１ＰＯと同様、各々の下端が、下段アンテナ１０ｂのアンテナホルダＨＤ側の面と同一の面を形成している一方、各々の上端は、上段アンテナ１０ａにおけるアンテナホルダＨＤとは反対側の面から突出している。そして、上段アンテナ１０ａの外側線路１２と下段アンテナ１０ｂの外側線路１２とが、外側入力端子２ＰＩ及び外側出力端子２ＰＯを介して並列に接続されている。
［電力供給系の電気的構成］
次に、上記高周波アンテナ１０に高周波電力を供給する電力供給系の電気的構成について図４を参照して説明する。図４に示されるように、例えば周波数が１３．５６ＭＨｚの高周波電力を出力するアンテナ用高周波電源ＲＦ１の出力端には、アンテナ用マッチングボックス１３が接続されている。
【００５５】
アンテナ用マッチングボックス１３には、アンテナ用高周波電源ＲＦ１の出力端に接続される例えばπ型回路からなる第１マッチング回路１３ａが設けられている。この第１マッチング回路１３ａには、２つの内側線路１１からなる並列回路と２つの外側線路１２からなる並列回路とが並列に接続されている。また、２つの外側線路１２からなる並列回路と第１マッチング回路１３ａとの間には、アンテナ用マッチングボックス１３に設けられた可変コンデンサー１３ｂが直列に接続されている。また、２つの内側線路１１からなる並列回路は、内側出力用可変コンデンサーＶＣ１を介して接地電位に接続され、また２つの外側線路１２からなる並列回路は、外側出力用可変コンデンサーＶＣ２を介して接地電位に接続されている。
［プラズマエッチング装置の作用］
次に、上述のように構成された高周波アンテナ１０を備えるプラズマエッチング装置の作用について以下に説明する。
【００５６】
アンテナ用高周波電源ＲＦ１が高周波電力を出力すると、アンテナ用高周波電源ＲＦ１の出力した高周波電力は、２つの内側線路１１からなる並列回路と２つの外側線路１２からなる並列回路とに同時に供給される。この際、アンテナ用マッチングボックス１３は、第１マッチング回路１３ａによって、アンテナ用高周波電源ＲＦ１の出力インピーダンスと、２つの内側線路１１を含む負荷の入力インピーダンスとを整合させる。また、アンテナ用マッチングボックス１３は、第１マッチング回路１３ａと可変コンデンサー１３ｂとによって、アンテナ用高周波電源ＲＦ１の出力インピーダンスと、２つの外側線路１２を含む負荷の入力インピーダンスとを整合させる。
【００５７】
また、内側出力用可変コンデンサーＶＣ１が、内側入力端子１ＰＩ側に流れる電流量と、内側出力端子１ＰＯ側に流れる電流量とを略等しくする。また、外側出力用可変コンデンサーＶＣ２が、外側入力端子２ＰＩ側に流れる電流量と、外側出力端子２ＰＯ側に流れる電流量とを略等しくする。
【００５８】
そして、内側線路１１と外側線路１２とに高周波電力が並列に供給されるため、内側線路１１の下方と外側線路１２の下方には、各々の線路に沿った同一方向の誘導電流が流れる。この際、上述したように、配列ラインＬ上において、内側出力端１１ｅと外側入力端１２ｓとの間の距離は、周回ピッチＤ１よりも小さく、且つアンテナ１０ａの線幅よりも小さい。また、各アンテナ１０ａ，１０ｂでは、複数の線路部材の両端のうち、配列ラインＬ上にて中心軸Ｃまでの線路長の小さい端が入力端であり、配列ラインＬ上にて中心軸Ｃまでの線路長の大きい端が出力端である。それゆえに、高周波アンテナ１０が、互いに離間して設けられた内側線路１１と外側線路１２とから構成されていても、高周波アンテナ１０に供給された高周波電力により誘導された電界が、ライン始端Ｌｓからライン終端Ｌｔまで、配列ラインＬの全長において連続しやすくなる。その結果、配列ラインＬ上において高周波アンテナ１０の線路が存在しない領域、すなわち内側線路１１と外側線路１２との間において、プラズマ密度が低下することを抑えることができる。
【００５９】
そのうえ、内側線路１１及び外側線路１２は、中心軸Ｃと互いに同心である円弧線路Ｔ１〜Ｔ４が、接続線路ＴＪ１〜ＴＪ３によって連結された一つの渦巻き状をなす。そのため、配列ラインＬがアルキメデスの螺旋、双曲螺旋、対数螺旋のように、中心からの距離が連続的に大きくなる渦巻き状とは異なり、高周波アンテナ１０により生成される誘導電流が互いに同心の複数の円上を流れる。それゆえに、プラズマエッチング装置の処理対象である外形が円形の基板に対してプラズマ密度の均一化を図ることが可能にもなる。
【００６０】
また、高周波アンテナ１０が、渦巻き状をなす一つの配列ラインＬ上に配列されて互いに並列の内側線路１１と外側線路１２とからなるとともに、配列ラインＬにおける旋回の回数が内側線路１１と外側線路１２との間で連続している。そのため、高周波アンテナ１０は、一つの渦巻き形状をなすアンテナでありながら、その自己インダクタンスについては、該渦巻き形状よりも線路長の短い内側線路１１の自己インダクタンスと、外側線路１２の自己インダクタンスの和となる。そして、内側線路１１及び外側線路１２の各々において、これらが単一の線路部材からなる場合と比較して、自己インダクタンスが小さくなることから、内側線路１１の自己インダクタンスと外側線路１２の自己インダクタンスとの和も小さくなる。それゆえに、高周波アンテナ１０に高周波電流が流れやすくなり、ひいては、高周波アンテナ１０への通電により生成されるプラズマの密度が高められるようになる。
【００６１】
加えて、高周波アンテナ１０の自己インダクタンスが小さくなることから、高周波電流の周波数が高まることで高周波アンテナ１０に高周波電流が流れにくくなることを抑えられる。そのため、より周波数の高い帯域の高周波電流を用いたとしても、プラズマ密度の低下を抑えることができる。それゆえに、より高い周波数の高周波電流を用いたエッチングを行うことで、高周波アンテナ１０とプラズマの生成される空間とを隔てる誘電体である石英板ＱＢに、より多くの荷電粒子を引き込むことができるようになる。したがって、石英板ＱＢに付着したエッチング生成物が除去されやすくなる。
［実施例１］
断面の幅が２０ｍｍであり、厚さが４ｍｍである銅線を用いて上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂを形成し、これらのアンテナ１０ａ，１０ｂが、互いに１３ｍｍだけ離間するように積層された高周波アンテナ１０を形成した。上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂの各々は、上記配列ラインＬに沿って配置される形状とした。上段アンテナ１０ａと下段アンテナ１０ｂとは同一形状のアンテナであって、各アンテナに対応する配列ラインＬの中心が同一直線上に位置するように積層した。
【００６２】
上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂは、内側線路１１と外側線路１２とを有し、そして、内側線路１１を、配列ラインＬにおける上記第１円弧Ｃ１、第１接続線分Ｊ１、第２円弧Ｃ２、及び第２接続線分Ｊ２に沿って配置される線路とした。また、外側線路１２を、同配列ラインＬにおける上記第３円弧Ｃ３、第３接続線分Ｊ３、及び第４円弧Ｃ４に沿って配置される線路とした。なお、第１円弧Ｃ１、第２円弧Ｃ２、第３円弧Ｃ３、及び第４円弧Ｃ４の半径を、順に６０ｍｍ、１２０ｍｍ、１８０ｍｍ、及び２４０ｍｍとした。
【００６３】
こうした高周波アンテナ１０において２つの内側線路１１の並列回路における自己インダクタンスを算出したところ、０．６４２μＨであった。また、２つの外側線路１２の並列回路における自己インダクタンスを算出したところ、２．６０３μＨであった。そして、２つの内側線路１１の並列回路における自己インダクタンスと、２つの外側線路１２の並列回路における自己インダクタンスとの並列回路である高周波アンテナ１０の自己インダクタンスは、０．６２４μＨであった。
［実施例２］
上記実施例１とは以下の点が異なる高周波アンテナ１０を作成した。つまり、上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂの各々を構成する内側線路１１を、配列ラインＬにおける第１円弧Ｃ１、第１接続線分Ｊ１、第２円弧Ｃ２、第２接続線分Ｊ２、第３円弧Ｃ３、及び第３接続線分Ｊ３に沿って配置される線路とした。また、外側線路１２を、同配列ラインＬにおける第４円弧Ｃ４に沿って配置される線路とした。
【００６４】
こうした高周波アンテナ１０において、２つの内側線路１１の並列回路からなる自己インダクタンスを算出したところ、０．６４２μＨであるとともに、２つの外側線路１２の並列回路からなる自己インダクタンスを算出したところ、１．０００２μＨであった。そして、２つの内側線路１１の並列回路からなる自己インダクタンスと、２つの外側線路の並列回路からなる自己インダクタンスとの並列回路である高周波アンテナの自己インダクタンスは、０．９１８μＨであった。
［比較例］
上記実施例１とは以下の点が異なる高周波アンテナを作成した。つまり、上段アンテナ及び下段アンテナを、上記配列ラインの全長に沿った単一の線路として形成した。これら上段アンテナ及び下段アンテナからなる高周波アンテナの自己インダクタンスを算出したところ、４．１２３μＨであった。
【００６５】
このように、高周波アンテナ１０を構成する上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂの各々を内側線路１１及び外側線路１２からなるようにすることで、同一の配列ラインＬ上に配置されたアンテナでありながら、単一の線路からなる高周波アンテナよりも自己インダクタンスが小さくなることが認められた。
【００６６】
以上説明したように、上記実施形態のプラズマエッチング装置によれば、以下に列挙する効果を得ることができる。
（１）高周波アンテナ１０を構成する上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂの各々が、渦巻き状をなす一つの配列ラインＬ上に配列されて互いに並列の内側線路１１と外側線路１２とからなるとともに、配列ラインＬにおける旋回の回数が内側線路１１と外側線路１２との間で連続している。そのため、上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂのそれぞれは、一つの渦巻き形状をなす高周波アンテナ１０でありながら、その自己インダクタンスについては、該渦巻き形状よりも線路長の短い内側線路１１の自己インダクタンスと、外側線路１２の自己インダクタンスの和となる。これによって、上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂの各々の自己インダクタンスを小さくすることができる。それゆえに、これら上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂからなる高周波アンテナ１０において高周波電流が流れやすくなり、ひいては、高周波アンテナ１０への通電によって生成されるプラズマの密度を高めることができる。
【００６７】
（２）高周波アンテナ１０の備える上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂの自己インダクタンスが小さくなることから、高周波電流の周波数が高まることで該高周波アンテナ１０に高周波電流が流れにくくなることを抑えられる。そのため、より周波数の高い帯域の高周波電流を用いたとしても、プラズマ密度の低下を抑えることができる。それゆえに、より高い周波数の高周波電流を用いたエッチングを行うことで、高周波アンテナ１０とプラズマの生成される空間とを隔てる誘電体である石英板ＱＢに、より多くの荷電粒子を引き込むことができるようになる。したがって、石英板ＱＢに付着したエッチング生成物が除去されやすくなる。
【００６８】
（３）各アンテナ１０ａ，１０ｂでは、複数の線路部材の両端のうち、配列ラインＬ上にて中心軸Ｃまでの線路長の小さい端が入力端であり、配列ラインＬ上にて中心軸までの線路長の大きい端が出力端である。そのため、高周波アンテナ１０の下方では、配列ラインＬの最内周の端であるライン始端Ｌｓから配列ラインＬの最外周の端であるライン終端Ｌｔまでにわたって、同一方向の誘導電流が流れやすくなる。それゆえに、各アンテナ１０ａ，１０ｂが、互いに離間して設けられた内側線路１１と外側線路１２とから構成されていたとしても、各アンテナ１０ａ，１０ｂに供給された高周波電力により誘導された電界が、配列ラインＬの全長において連続しやすくなる。したがって、内側線路１１と外側線路１２との間であって、各アンテナ１０ａ，１０ｂを形成する線路の存在しない領域においてプラズマ密度が低下することを抑えることができる。
【００６９】
（４）内側線路１１及び外側線路１２は、互いに同心の複数の円弧線路の各々が該円弧線路に隣接する他の円弧に接続線路によって連結された一つの渦巻き状をなす。そのため、例えばアルキメデスの螺旋、双曲螺旋、対数螺旋のように、中心からの距離が連続的に大きくなる渦巻き状とは異なり、内側線路１１及び外側線路１２が互いに同心の複数の円弧上に配置されることから、外形が円形の処理対象である基板に対してプラズマ密度の均一化を図ることが可能にもなる。
【００７０】
（５）高周波アンテナ１０は、内側線路１１と外側線路１２とで構成されるアンテナ１０ａ，１０ｂを並列に二段備えるようにしている。そして、各アンテナ１０ａ，１０ｂにおける内側線路１１の両端同士を接続するとともに、外側線路１２の両端同士を接続するようにしている。つまり、二段の高周波アンテナ１０においては、複数の内側線路１１が並列に接続されているとともに、複数の外側線路１２も並列に接続されている。そのため、内側線路１１及び外側線路１２の各々において、単一の線路部材からなる場合と比較して自己インダクタンスが小さくなることから、内側線路１１の自己インダクタンスと外側線路１２の自己インダクタンスとの和も小さくなる。それゆえに、高周波アンテナ１０に高周波電流が流れやすくなり、ひいては、高周波アンテナ１０への通電により生成されるプラズマの密度が高められるようになる。
【００７１】
なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することができる。
・アンテナ用高周波電源ＲＦ１の出力する高周波電力の周波数は１３．５６ＭＨｚに限らず、真空槽内でのプラズマの生成が可能な範囲で適宜変更可能である。
【００７２】
・アンテナ用マッチングボックス１３は、第１マッチング回路１３ａと可変コンデンサー１３ｂとを備えるようにした。これに限らず、第１マッチング回路１３ａのみによって、内側線路１１と外側線路１２との両方の入力インピーダンスとアンテナ用高周波電源ＲＦ１の出力インピーダンスとを整合することが可能であれば、可変コンデンサー１３ｂを設けなくともよい。
【００７３】
・内側線路１１と外側線路１２とには、同一のアンテナ用高周波電源ＲＦ１を接続するようにしたが、図５に示されるように、２つの内側線路１１と２つの外側線路１２とに、各別の高周波電源を接続するようにしてもよい。
【００７４】
より詳細には、同図５に示されるように、２つの内側線路１１の並列回路における内側入力端子１ＰＩには、内側線路用高周波電源ＲＦ２が、内側線路用整合器１４を介して接続されている。他方、２つの内側線路１１の並列回路における内側出力端子１ＰＯには、接地電位に接続された内側出力用可変コンデンサーＶＣ３が接続されている。
【００７５】
内側線路用高周波電源ＲＦ２が、例えば１３．５６ＭＨｚの周波数の高周波電力を出力するときに、内側線路用整合器１４は、内側線路用高周波電源ＲＦ２の出力インピーダンスと、その負荷の入力インピーダンスとを整合させる。そして、内側出力用可変コンデンサーＶＣ３は、２つの内側線路１１の並列回路における内側入力端子１ＰＩ側の電流量と、内側出力端子１ＰＯ側の電流量とを略同一にする。
【００７６】
また、２つの外側線路１２の並列回路における外側入力端子２ＰＩには、外側線路用高周波電源ＲＦ３が、外側線路用整合器１５を介して接続されている。他方、外側線路１２の並列回路における外側出力端子２ＰＯには、接地電位に接続された外側出力用可変コンデンサーＶＣ４が接続されている。
【００７７】
外側線路用高周波電源ＲＦ３が、例えば２ＭＨｚの周波数の高周波電力を出力するときに、外側線路用整合器１５は、外側線路用高周波電源ＲＦ３の出力インピーダンスと、その負荷の入力インピーダンスとを整合させる。そして、外側出力用可変コンデンサーＶＣ４は、２つの外側線路１２の並列回路における外側入力端子２ＰＩ側の電流量と、外側出力端子２ＰＯ側の電流量とを略同一にする。
【００７８】
このように、内側線路１１に内側線路用高周波電源ＲＦ２を接続するとともに、外側線路１２に外側線路用高周波電源ＲＦ３を接続するようにしていることから、内側線路用高周波電源ＲＦ２を含めた内側線路１１と、外側線路用高周波電源ＲＦ３を含めた内側線路１１とが並列に接続されている。つまり、２つの内側線路１１からなる並列回路と２つの外側線路１２からなる並列回路とが、電力供給系において並列に接続されている。
【００７９】
こうした構成によれば、以下のような効果を得ることができる。
（６）内側線路１１と外側線路１２とに各別の高周波電源が接続されている。そのため、内側線路１１及び外側線路１２のそれぞれに対して互いに異なる周波数や大きさの高周波電力を供給することができる。それゆえに、内側線路１１及び外側線路１２の各々に対して、各線路部材の自己インダクタンス等の特性に応じた高周波電力を供給することができる。したがって、高周波アンテナ１０に供給された高周波電力がプラズマ生成に寄与する割合を高めることで、高周波アンテナ１０への通電によって生成されるプラズマの密度を高めることができる。また、内側線路１１によって形成される誘導電界と外側線路１２によって形成される誘導電界との干渉を抑えることが容易なものにもなる。
【００８０】
・内側線路用高周波電源ＲＦ２の出力する高周波電力の周波数を１３．５６ＭＨｚとし、外側線路用高周波電源ＲＦ３の出力する高周波電力の周波数を２ＭＨｚとした。内側線路用高周波電源ＲＦ２の出力する高周波電力の周波数と、外側線路用高周波電源ＲＦ３の出力する高周波電力の周波数とは、上記の組み合わせに限らず、２つの高周波電源ＲＦ２，ＲＦ３から出力される高周波電力が干渉しない周波数の組み合わせであればよい。なお、内側線路用高周波電源ＲＦ２の出力する高周波電力の周波数と、外側線路用高周波電源ＲＦ３の出力する高周波電力の周波数とには、１ＭＨｚ以上の差を持たせることが好ましい。
【００８１】
・内側線路１１と外側線路１２とに各別の高周波電源ＲＦ２，ＲＦ３を接続するときには、各高周波電源ＲＦ２，ＲＦ３が、互いに異なる周波数の高周波電力を出力するものとしたが、これら高周波電源ＲＦ２，ＲＦ３から出力される高周波電力が干渉しないのであれば、両高周波電源ＲＦ２，ＲＦ３から同一周波数の高周波電力を出力するようにしてもよい。
【００８２】
・上記上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂでは、それぞれ内側線路１１と外側線路１２とが同一平面上に配置されるようにした。これに限らず、例えば、上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂは、中心軸Ｃを中心とする互いに平行な半球面上に配置される構成でもよい。
【００８３】
・上段アンテナ１０ａと下段アンテナ１０ｂとが、平行な２平面のそれぞれに配置されるようにした。これに限らず、上段アンテナ１０ａと下段アンテナ１０ｂの各々が配置される２平面は、所定の角度をなすように交差する平面であってもよい。
【００８４】
・上段アンテナ１０ａと下段アンテナ１０ｂとは同一の形状としたが、上段アンテナ１０ａが上記中心軸Ｃの周りを旋回する回数と、下段アンテナ１０ｂが同中心軸Ｃの周りを旋回する回数とを異ならせるようにしてもよい。
【００８５】
・上段アンテナ１０ａと下段アンテナ１０ｂとは、中心軸Ｃの周りでの旋回方向を同一としたが、上段アンテナ１０ａの旋回方向と下段アンテナ１０ｂの旋回方向とは、互いに逆方向であってもよい。
【００８６】
・配列ラインＬを構成する円弧は、同心でなくともよい。
・配列ラインＬは、４つの円弧Ｃ１〜Ｃ４と、これら円弧間を接続する３つの接続線分Ｊ１〜Ｊ３とからなるようにした。これに限らず、配列ラインＬを形成する円弧の数は、任意に変更してよい。なお、配列ラインＬを形成する円弧の数を変更することにより、隣接する円弧同士を接続する接続線分の数も自ずと変更される。
【００８７】
・各円弧Ｃ１〜Ｃ４の半径は、最外周の円弧の大きさが石英板ＱＢの外縁以下の大きさであれば任意に変更可能である。
・配列ラインＬを構成する各円弧Ｃ１〜Ｃ４の形成される角度範囲や、各接続線分Ｊ１〜Ｊ３が、上記基準軸Ａ１となす角度は、上述に限らず任意に変更可能である。要は、配列ラインＬが、中心軸Ｃの周りを旋回するにつれて該中心軸Ｃから遠ざかる渦巻き形状をなした一続きのラインであって、中心軸Ｃからの距離が、配列ラインＬの旋回角度に対して上記条件（ａ）（ｂ）を満たした周期性を有した形状であればよい。
【００８８】
・高周波アンテナ１０を構成する上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂの外形、すなわちこれらアンテナ１０ａ，１０ｂの最外周である第４円弧線路Ｔ４の形状を石英板ＱＢの外縁と相似としたが、高周波アンテナ１０の外形と石英板ＱＢの外縁とは、相似でなくともよい。例えば、石英板ＱＢが矩形であってもよい。あるいは、各アンテナが矩形状をなして中心軸の周りを複数回旋回し、且つ該アンテナの外形が矩形であってもよい。
【００８９】
・配列ラインＬは、同心の４つの円弧Ｃ１〜Ｃ４と、隣接する円弧を接続する接続線分Ｊ１〜Ｊ３とからなるようにした。これに限らず、例えば、アルキメデスの螺旋、双曲螺旋、対数螺旋のように、中心からの距離が連続的に大きくなる渦巻き形状でもよい。要は、配列ラインＬが、中心軸Ｃの周りを旋回するにつれて該中心軸Ｃから遠ざかる渦巻き形状をなした一続きのラインであって、中心軸Ｃからの距離が、配列ラインＬの旋回角度に対して上記条件（ａ）（ｂ）を満たした周期性を有した形状であればよい。
【００９０】
・石英板ＱＢの中心軸Ｃ上に配列ラインＬの中心を配置するようにしたが、配列ラインＬの中心は、中心軸Ｃ上に配置しなくともよい。
・各線路の幅Ｗを２０ｍｍとしたが、線路の一部と他の一部とが接触しない範囲で任意に変更可能である。
【００９１】
・各線路の厚さＴを４ｍｍとしたが、高周波アンテナ１０を用いてのプラズマの生成が可能な範囲で任意に変更可能である。
・各アンテナ１０ａ，１０ｂは、配列ラインＬのライン始端Ｌｓから第３円弧Ｃ３の途中までに沿って配置される内側線路１１と、内側線路１１の外側を取り巻くように配列ラインＬの第３円弧Ｃ３の途中から配列ラインＬのライン終端Ｌｔまでに沿って配置される外側線路１２とからなるようにした。これに限らず、配列ラインＬにおいて内側線路１１が配置される領域と、同配列ラインＬにおいて外側線路１２が配置される領域とは、互いに重ならず、且つ内側線路１１の旋回と外側線路１２の旋回とが連続する範囲で適宜変更可能である。
【００９２】
例えば、上記実施例１のように、内側線路１１が、配列ラインＬの第１円弧Ｃ１、第１接続線分Ｊ１、第２円弧Ｃ２、及び第２接続線分Ｊ２に沿って配置され、他方、外側線路１２が、配列ラインＬ上の第３円弧Ｃ３、第３接続線分Ｊ３、及び第４円弧Ｃ４に沿って配置されるようにしてもよい。また、上記実施例２のように、内側線路１１が、配列ラインＬの第１円弧Ｃ１、第１接続線分Ｊ１、第２円弧Ｃ２、第２接続線分Ｊ２、第３円弧Ｃ３、及び第３接続線分Ｊ３に沿って配置され、他方、外側線路１２が、配列ラインＬの第４円弧Ｃ４に沿って配置されるようにしてもよい。
【００９３】
・アンテナ１０ａ，１０ｂの備える各線路では、線路の端部である入力端に入力端子が連結されている。これに限らず、入力端子は、線路における端部以外の領域に連結されていてもよい。
【００９４】
・アンテナ１０ａ，１０ｂの備える各線路では、線路の端部である出力端に出力端子が連結されている。これに限らず、出力端子は、線路における端部以外の領域に連結されていてもよい。
【００９５】
・上段アンテナ１０ａと下段アンテナ１０ｂとを接続する入力端子１ＰＩ，２ＰＩ及び出力端子１ＰＯ，２ＰＯは、平行に配置された上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂの両方と垂直をなすように連結される。これに限らず、各端子１ＰＩ，１ＰＯ，２ＰＩ，２ＰＯは、上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂと、垂直以外の所定の角度をなすようにこれらアンテナ１０ａ，１０ｂに連結されるようにしてもよい。
【００９６】
・高周波アンテナ１０を構成する上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂはいずれも内側線路１１と外側線路１２との２つの線路からなるようにした。これに限らず、図６に示されるように、上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂの各々は、３つの線路からなるようにしてもよい。なお、各線路は、上記実施形態と同様、配列ラインＬ上に配置されている。
【００９７】
より詳細には、図６に示されるように、高周波アンテナ２０の備える上段アンテナ２０ａは、配列ラインＬのライン始端Ｌｓ側から順に、内側線路２１、中間線路２３、及び外側線路２２からなる。これら線路２１〜２３のそれぞれの入力端２１ｓ，２２ｓ，２３ｓ及び出力端２１ｅ，２２ｅ，２３ｅは、上記実施形態の入力端１１ｓ，１２ｓ及び出力端１１ｅ，１２ｅと同様の形状である。また、各入力端２１ｓ，２２ｓ，２３ｓには、これも上記実施形態と同様の内側入力端子１ＰＩ、中間入力端子３ＰＩ、及び外側入力端子２ＰＩが順に連結されている。他方、各出力端２１ｅ，２２ｅ，２３ｅには、内側出力端子１ＰＯ、中間出力端子３ＰＯ、及び外側出力端子２ＰＯが順に連結されている。
【００９８】
上記内側線路２１は、上記第１円弧Ｃ１に沿った第１円弧線路Ｔ１、第１接続線分Ｊ１に沿った第１接続線路ＴＪ１、及び第２円弧Ｃ２に沿った第２円弧線路Ｔ２からなる。中間線路２３は、第２接続線分Ｊ２に沿った第２接続線路ＴＪ２、第３円弧Ｃ３に沿った第３円弧線路Ｔ３、及び第３接続線分Ｊ３に沿った第３接続線路ＴＪ３からなる。外側線路２２は、第４円弧Ｃ４に沿った第４円弧線路Ｔ４からなる。
【００９９】
こうした構成によれば、以下のような効果を得ることができる。
（７）高周波アンテナ２０を構成する上段アンテナ２０ａが内側線路２１、中間線路２３、及び外側線路２２の３つの線路部材によって構成され、且つ配列ラインＬにおける旋回の回数が互いに隣接する線路部材間で連続している。そのため、線路長が略同一であるという前提であれば、例えば内側線路と外側線路との２つの線路部材によって構成された高周波アンテナと比較して、線路部材の数量が多くなる分だけ各線路部材の線路長が短くなることから、高周波電流が高周波アンテナを流れやすくなる。ひいては、高周波アンテナ２０への通電によって生成されるプラズマの密度を高めることができる。
【０１００】
・上段アンテナ１０ａ及び下段アンテナ１０ｂが、４以上の線路からなるようにしてもよい。
・内側線路１１及び外側線路１２において、上記ライン始端Ｌｓ側の端部を高周波電力の入力される入力端とし、同線路１１，１２において、上記ライン終端Ｌｔ側の端部を高周波電力の出力される出力端とした。これに限らず、各線路１１，１２におけるライン終端Ｌｔ側の端部を入力端とし、他方、同線路１１，１２におけるライン始端Ｌｓ側の端部を出力端としてもよい。
【０１０１】
・内側線路１１のライン始端Ｌｓ側の端部を入力端とし、同内側線路１１のライン終端Ｌｔ側の端部を出力端とする一方、外側線路１２のライン始端Ｌｓ側の端部を出力端とし、同外側線路１２のライン終端Ｌｔ側の端部を入力端とするようにしてもよい。また、内側線路１１のライン始端Ｌｓ側の端部を出力端とし、同内側線路１１のライン終端Ｌｔ側の端部を入力端とする一方、外側線路１２のライン始端Ｌｓ側の端部を入力端とし、同外側線路１２のライン終端Ｌｔ側の端部を出力端とするようにしてもよい。
【０１０２】
・高周波アンテナ１０は、上段アンテナ１０ａと下段アンテナ１０ｂとの２つのアンテナからなるようにしたが、１つのアンテナからなるようにしてもよいし、３つ以上のアンテナからなるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１０３】
１０，２０…高周波アンテナ、１０ａ…上段アンテナ、１０ｂ…下段アンテナ、１１，２１…内側線路、１１ｅ，２１ｅ…内側出力端、１１ｓ，２１ｓ…内側入力端、１２，２２…外側線路、１２ｅ，２２ｅ…外側出力端、１２ｓ，２２ｓ…外側入力端、１３…アンテナ用マッチングボックス、１４…内側線路用整合器、１５…外側線路用整合器、２３…中間線路、２３ｅ…中間出力端、２３ｓ…中間入力端、３０…ＩＣＰエッチング装置、３１…真空槽、３２…基板ステージ、３３…バイアス用整合器、３４…排気部、３５…ガス供給部、３６…高周波アンテナ、３６ａ…入力端子、３６ｂ…出力端子、３６ｃ…アンテナ中心、３７…アンテナ用整合器、１ＰＩ…内側入力端子、１ＰＯ…内側出力端子、２ＰＩ…外側入力端子、２ＰＯ…外側出力端子、３ＰＩ…中間入力端子、３ＰＯ…中間出力端子、Ａ，Ａ１…基準軸、Ｃ…中心軸、Ｃ１…第１円弧、Ｃ１ｅ…第１終端、Ｃ２…第２円弧、Ｃ２ｅ…第２終端、Ｃ２ｓ…第２始端、Ｃ３…第３円弧、Ｃ３ｓ…第３始端、Ｃ３ｅ…第３終端、Ｃ４…第４円弧、Ｃ４ｓ…第４始端、Ｄ１…周回ピッチ、Ｆ１…第１平面、Ｆ２…第２平面、ＨＤ…アンテナホルダ、Ｊ１…第１接続線路、Ｊ２…第２接続線路、Ｊ３…第３接続線路、Ｌ…配列ライン、Ｌｓ…ライン始端、Ｌｔ…ライン終端、ＲＦ１，ＲＦ５…アンテナ用高周波電源、ＲＦ２…内側線路用高周波電源、ＲＦ３…外側線路用高周波電源、ＲＦ４…バイアス用高周波電源、Ｔ１…第１円弧線路、Ｔ２…第２円弧線路、Ｔ３ａ…第３内側円弧線路、Ｔ３ｂ…第３外側円弧線路、Ｔ４…第４円弧線路、ＴＪ１…第１接続線路、ＴＪ２…第２接続線路、ＴＪ３…第３接続線路、ＶＣ１，ＶＣ３…内側出力用可変コンデンサー、ＶＣ２，ＶＣ４…外側出力用可変コンデンサー、ＶＣ５…入力側可変コンデンサー、ＶＣ６…出力側可変コンデンサー、ＱＢ…石英板。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波アンテナを有するプラズマエッチング装置であって、
前記高周波アンテナは、
渦巻き状をなす一つの配列ライン上に配列された互いに並列の複数の線路部材を有し、
前記複数の線路部材は、
前記配列ラインの中心側に配置された第１の線路部材と、
前記第１の線路部材を取り巻く線路部材である第２の線路部材とを含み、
前記配列ラインにおける旋回の回数が前記第１の線路部材と前記第２の線路部材とで連続している
ことを特徴とするプラズマエッチング装置。
【請求項２】
前記複数の線路部材の各々における両端のうち、
前記配列ライン上にて該配列ラインの中心までの線路長の小さい端が入力端であり、
前記配列ライン上にて該配列ラインの中心までの線路長の大きい端が出力端である
請求項１に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項３】
前記第１の線路部材と前記第２の線路部材とには、各別の高周波電源が接続されている
請求項１又は２に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項４】
前記複数の線路部材は、
互いに同心の複数の円弧の各々が該円弧に隣接する他の円弧に連結された一つの渦巻き状をなす前記配列ライン上に配列されている
請求項１〜３のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項５】
複数の前記高周波アンテナを備え、
複数の前記高周波アンテナの各々は、該高周波アンテナにおける前記配列ラインの中心が同一中心線上に配置されるように並列に積み重ねられ、
複数の前記高周波アンテナの各々における前記第１の線路部材の両端は、隣接する他の前記高周波アンテナにおける前記第１の線路部材の両端と互いに着脱可能に接続され、
複数の前記高周波アンテナの各々における前記第２の線路部材の両端は、隣接する他の前記高周波アンテナにおける前記第１の線路部材の両端と互いに着脱可能に接続されている
請求項１〜４のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項６】
前記高周波アンテナは、
前記配列ライン上に配列されて互いに並列の３つ以上の前記線路部材を有し、
前記配列ラインにおける旋回の回数が互いに隣接する前記線路部材間で連続している
請求項１〜５のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１】
高周波アンテナを有するプラズマエッチング装置であって、
前記高周波アンテナは、
渦巻き状をなす一つの配列ライン上に配列された互いに並列の複数の線路部材を有し、
前記複数の線路部材は、
前記配列ラインの中心側に配置された第１の線路部材と、
前記第１の線路部材を取り巻く線路部材である第２の線路部材とを含み、
前記配列ラインにおける旋回の回数が前記第１の線路部材と前記第２の線路部材とで連続している
ことを特徴とするプラズマエッチング装置。
【請求項２】
前記複数の線路部材の各々における両端のうち、
前記配列ライン上にて該配列ラインの中心までの線路長の小さい端が入力端であり、
前記配列ライン上にて該配列ラインの中心までの線路長の大きい端が出力端である
請求項１に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項３】
前記第１の線路部材と前記第２の線路部材とには、各別の高周波電源が接続されている
請求項１又は２に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項４】
前記複数の線路部材は、
互いに同心の複数の円弧の各々が該円弧に隣接する他の円弧に連結された一つの渦巻き状をなす前記配列ライン上に配列されている
請求項１〜３のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項５】
複数の前記高周波アンテナを備え、
複数の前記高周波アンテナの各々は、該高周波アンテナにおける前記配列ラインの中心が同一中心線上に配置されるように並列に積み重ねられ、
複数の前記高周波アンテナの各々における前記第１の線路部材の両端は、隣接する他の前記高周波アンテナにおける前記第１の線路部材の両端と互いに着脱可能に接続され、
複数の前記高周波アンテナの各々における前記第２の線路部材の両端は、隣接する他の前記高周波アンテナにおける前記第１の線路部材の両端と互いに着脱可能に接続されている
請求項１〜４のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項６】
前記高周波アンテナは、
前記配列ライン上に配列されて互いに並列の３つ以上の前記線路部材を有し、
前記配列ラインにおける旋回の回数が互いに隣接する前記線路部材間で連続している
請求項１〜５のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２４８５７８（Ｐ２０１２−２４８５７８Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１７２２４（Ｐ２０１１−１１７２２４）
【出願日】平成２３年５月２５日（２０１１．５．２５）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２５日（２０１１．５．２５）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
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