プラズマ処理装置
【課題】
ドライエッチング装置において、真空容器壁のスパッタで生じる被加工試料への汚染や異物発生の抑制および真空容器壁交換に伴うランニングコスト増加や稼働率低下を抑制することが可能なプラズマ処理装置を提供する。
【解決手段】
平行平板構造のドライエッチング装置において、被加工試料４と対向する位置に配置され、放電生成用高周波電源２が接続される放電生成用電極１に、放電生成用高周波電源２の周波数に対して高インピーダンスで、かつ直流的に低抵抗でアースと接続される低周波通過フィルタを３接続するか、または直流的に低抵抗でアースと接続される低周波通過フィルタ３とそれに直列に挿入された直流電源を接続する構成とする。
ドライエッチング装置において、真空容器壁のスパッタで生じる被加工試料への汚染や異物発生の抑制および真空容器壁交換に伴うランニングコスト増加や稼働率低下を抑制することが可能なプラズマ処理装置を提供する。
【解決手段】
平行平板構造のドライエッチング装置において、被加工試料４と対向する位置に配置され、放電生成用高周波電源２が接続される放電生成用電極１に、放電生成用高周波電源２の周波数に対して高インピーダンスで、かつ直流的に低抵抗でアースと接続される低周波通過フィルタを３接続するか、または直流的に低抵抗でアースと接続される低周波通過フィルタ３とそれに直列に挿入された直流電源を接続する構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスを製造する半導体製造装置に係り、特に、プラズマを用いて半導体材料をエッチングするドライエッチング技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドライエッチング技術は、光または電子線を用いたリソグラフィー技術によりレジスト材料等にパターニングされた微細形状をマスクとして、プラズマによりシリコンやシリコン酸化膜等の半導体材料をエッチングし所望の形状を得るもので、半導体製造プロセスにおける不可欠な技術の一つである。ドライエッチングでは、排気手段を有する真空容器内に原料ガスを導入し、該原料ガスを電磁波によりプラズマ化して被加工試料に曝すことにより被加工試料面のマスク部以外をエッチングし、所望の形状を得る。被加工試料には、プラズマ生成とは別の高周波電圧が印加され、該高周波電圧により、プラズマからイオンを加速して被加工試料面に入射させることにより、エッチング効率向上と加工形状の垂直性を得ている。
【０００３】
従来のドライエッチング装置では、エッチングを行う際、プラズマを生成する放電用周波数の電圧または被加工試料に印加する高周波電圧により、プラズマ電位がアース電位より上昇する。プラズマ電位の上昇により、アース電位である真空容器壁には、プラズマから加速されたイオンが入射し、真空容器壁がスパッタリングされる。真空容器壁がスパッタリングされると、被加工試料に真空容器壁材または真空容器壁材の化合物が飛散し汚染や異物源となり、半導体デバイスである被加工試料の製造歩留まりを低下させる。また、真空容器壁がスパッタリングにより消耗されるため、真空容器壁を定期的に交換する必要が生じ、ドライエッチング装置のランニングコスト増加や稼働率低下をもたらす。
【０００４】
この解決策として、被加工試料に印加する高周波電圧と位相が１８０度異なる同一の周波数を被加工試料の対面する位置に配置された放電生成用電極に印加する方法が提案されている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。被加工試料に印加する高周波電圧と位相が１８０度異なる高周波電圧の放電生成用電極への印加により、被加工試料に印加する高周波電圧の正電圧周期時に対向電極が負電位となるので、プラズマ電位の上昇が抑制され、真空容器壁のスパッタリングが抑制される。
【０００５】
また、被加工試料に印加される高周波電圧を効率よく放電生成用電極からアースに流入させるために、放電生成用電極にフィルタを設置する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
また、被加工試料設置電極に放電用周波数の１/４波長の長さを有するフィルタを挿入する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１８４７６６号公報
【特許文献２】特開２００２−４３２８６号公報
【特許文献３】特開２００２−１６０４５号公報
【非特許文献１】２００３ Proceedings of International Symposium on Dry Process、p４３-４８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、従来のドライエッチング装置では、エッチングを行う際、プラズマを生成する放電用周波数の電圧または被加工試料に印加する高周波電圧により、プラズマ電位がアース電位より上昇する。プラズマ電位の上昇により、アース電位である真空容器壁には、プラズマから加速されたイオンが入射し、真空容器壁がスパッタリングされる。この真空容器壁のスパッタリングにより真空容器壁材料または真空容器壁材用の化合物が真空容器内に放出されるため、被加工試料面への汚染や異物の原因となっていた。また、真空容器壁が消耗することで、交換が必要となり、ドライエッチング装置のランニングコスト上昇や稼働率低下の要因となっていた。
【０００９】
これに対して、上述の特許文献１および非特許文献１における従来の方法では、位相制御された高周波電源が必要であり、装置の大型化や高コスト化をもたらす課題を有する。また、精密な位相制御が必要であり、条件により波形歪が生じる場合等において十分な効果が得られない場合がある。また、上述の特許文献２に記載された従来例で用いられるフィルタは、直列にコンデンサが挿入される形となっており、プラズマ電位の上昇抑制効果は極めて少ない。また、上述の特許文献３におけるフィルタも、被加工試料を被加工試料設置電極に静電吸着させるためのものであり、プラズマ電位の上昇を抑制する効果はない。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、ドライエッチング装置において、真空容器壁のスパッタリングで生じる被加工試料への汚染や異物発生の抑制および真空容器壁交換に伴うランニングコスト増加や稼働率低下を抑制することが可能なプラズマ処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明のプラズマ処理装置は、下記に示すような特徴を有する。
【００１２】
（１）真空容器内にあって、被加工試料を載置する被加工試料設置手段と、前記被加工試料設置手段上に載置された前記被加工試料と対面する位置に配置された放電生成用電極と、前記被加工試料設置手段に高周波電圧を印加するための手段と、前記放電生成用電極に放電生成用高周波電圧を印加するための手段と、前記放電生成用電極により導入される放電用高周波との相互作用で所定のガスをプラズマ化するための磁場を生成する磁場生成手段とを有し、前記放電生成用電極に、前記放電生成用高周波電圧の周波数に対して高インピーダンスで、かつ直流的に低抵抗でアースと接続される低周波通過フィルタを設けてなることを特徴とする。
【００１３】
（２）真空容器内にあって、被加工試料を載置する被加工試料設置手段と、前記被加工試料設置手段上に載置された前記被加工試料と対面する位置に配置された放電生成用電極と、前記被加工試料設置手段に高周波電圧を印加するための手段と、前記放電生成用電極に放電生成用高周波電圧を印加するための手段と、前記放電生成用電極により導入される放電用高周波との相互作用で所定のガスをプラズマ化するための磁場を生成する磁場生成手段とを有し、前記放電生成用電極に、前記放電生成用高周波電圧の周波数に対して高インピーダンスで、かつ直流的に低抵抗でアースと接続される低周波通過フィルタと、前記低周波通過フィルタと前記アースとの間に直列に接続された直流電圧印加手段とを設けてなることを特徴とする。
【００１４】
（３）前記（２）のプラズマ処理装置において、プラズマ電位を検出し、プラズマ電位の変化に対応して前記直流電圧印加手段に印加する電圧を制御するプラズマ電位制御手段を設けてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ドライエッチング装置において、真空容器壁のスパッタリングで生じる被加工試料への汚染や異物発生の抑制および真空容器壁交換に伴うランニングコスト増加や稼働率低下を抑制することが可能な半導体製造装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して詳述する。
【００１７】
（実施例１）
図１に、本発明の第１の実施例における基本構成を示す。本実施例では、被加工試料を載置する被加工試料設置電極に高周波電源が接続され、さらに被加工試料に対面する位置に配置された放電生成用電極に放電生成用高周波電源が接続された装置構成を有する平行平板構造のドライエッチング装置において、前記放電生成用電極に、前記放電生成用高周波電圧の周波数に対して高インピーダンスで、かつ直流的に低抵抗でアースと接続される低周波通過フィルタを挿入した構造を有する。
【００１８】
図１において、放電生成用電極１に放電生成用高周波電源２（本実施例では２００ＭＨｚを用いた）が接続されており、さらに放電生成用電極１は、直流的に低抵抗な低周波通過フィルタ３によりアースに接続されている。また、放電生成用電極１に対面する位置に被加工試料４が被加工試料設置手段５上に載置されている。被加工試料設置手段５には、高周波電源６（本実施例では８００ｋＨｚを用いた）が接続されている。放電生成用電極１の被加工試料４に対面する面には、シリコンで形成されたシャワープレート７が配置される。真空容器８内は、真空排気手段により排気されており、またガス導入手段９によりプラズマの原料ガスが放電生成用電極１およびシャワープレート７を介して真空容器８内に導入される。また、真空容器１の周辺にはソレノイドコイル１１が配置されており、ソレノイドコイル１１で生成される磁場と放電生成用電極１で真空容器１内に導入される放電用高周波の相互作用でプラズマが生成される。
【００１９】
次に、本実施例の動作について説明する。
【００２０】
まず、比較のため、本発明である放電生成用電極１に配置した直流的に低抵抗な低周波通過フィルタ３を用いない場合について説明する。図２（ａ）は、低周波通過フィルタ３を用いない場合における高周波電源６による被加工試料面の電圧波形１６を示し、（ｂ）は被加工試料４に印加する高周波電源６によるバイアスに伴って生じるプラズマ電位の時間変動１７を示している。（ａ）中の１５は、放電生成用電極１と被加工試料４との間で生成されたプラズマを示し、２０は、放電生成用高周波電源２による放電生成用高周波電圧の周波数のみにより生ずるプラズマ電位の時間変動を示す。
【００２１】
図２（ａ）で示されるように、被加工試料４に高周波電圧（電圧振幅をＶppとする）を印加すると、被加工試料４の平均電位は負側にシフトする（図中、Ｖdcは負側にシフトする被加工試料の平均電位を示す）。この平均電位の負側へのシフトが１/２・Ｖpp以上となれば、プラズマ電位の正側への上昇は生じないが、実際には図２（ａ）に示すように、平均電位の負側へのシフトは１/２・Ｖppより小さく、被加工試料４に印加した高周波電圧の正側電位分プラズマ電位が周期的に上昇し、このプラズマ電位の上昇時にアース電位である真空容器壁１０に上昇したプラズマ電位分のエネルギーを有するイオンが入射して真空容器壁１０をスパッタリングする。このときの真空容器壁１０へ入射するイオンのエネルギーは、１/２・Ｖpp−Ｖdcとなる。すなわち、図２（ｂ）で示されるように、Ｖdcが限りなく１/２・Ｖppとなれば、真空容器壁１０への入射イオンのエネルギーが小さくなることを示す。
【００２２】
つぎに、本発明である放電生成用電極１に配置した直流的に低抵抗な低周波通過フィルタ３を用いた場合について説明する。図３は、本発明による低周波通過フィルタ３を用いた場合における高周波電源６による被加工試料面の電圧波形１６を示し、（ｂ）は被加工試料４に印加する高周波電源６によるバイアスに伴って生じるプラズマ電位の時間変動１７を示している。放電生成用電極１を直流的に低抵抗でアースと接続すると、放電生成用電極１の平均電位は常にアース電位となる。
【００２３】
図２における本発明を用いない場合には、放電生成用電極１からプラズマへの電子供給が放電生成用電極１に流入するイオン電流と同量で放電用高周波電源２が供給できる量に制限される。また、放電生成用電極１の平均電位が負側にシフトすることによって放電生成用電極面に形成されるイオンシースの厚さが厚くなり、また、該イオンシースのインピーダンスが大きいことでも放電生成用電極からプラズマへの電子供給が抑制される。そのため、被加工試料４に印加される高周波電圧の正側周期の際に放電生成用電極１からプラズマへの電子供給が不十分となり、被加工試料１の平均電位の負側へのシフトが抑制される。
【００２４】
これに対して、放電生成用電極１を直流的に低抵抗でアースと接続すると、放電生成用電極１の平均電位は常にアース電位となる。図３（ａ）に示すように、放電生成用電極１の平均電位が常にアース電位となることにより、被加工試料１への高周波電圧印加の正側周期の際の放電生成用電極１からプラズマへの電子の供給が放電用高周波電源２からのみでなく、低周波通過フィルタ３を介したアースからも行われる。また、放電生成用電極１の平均電位が常にアース電位であることから、放電生成用電極１の表面に形成されるイオンシース幅も薄く低インピーダンスで放電用電極とプラズマが結合される。これらの効果により、被加工試料１のＶdcが大きくなる。その結果として、図３（ｂ）で示すように、１/２・Ｖpp−Ｖdc≒０となり、真空容器壁１０へのプラズマからのイオン入射エネルギーが抑制される。
【００２５】
以上の効果により、真空容器壁１０のスパッタリングが抑制され、被加工試料１の汚染や異物発生、および真空容器壁交換に伴うランニングコスト増加や装置の稼働率低下を抑制できる。さらに、先述した特許文献１および非特許文献１で示した従来技術に比較して、本発明では非常に簡単で低コストな構造で、常に確実にプラズマ電位の上昇抑制を実現することが可能となる。
【００２６】
図４に、図１で示した放電電生成用電源の周波数に対して高インピーダンスで、かつ直流的に低抵抗でアースと接続する低周波通過フィルタの具体例を示す。図４（ａ）は、インダクタンスを用いた場合であり、放電用周波数をアース側に流入するのを阻止しながら、直流的に低抵抗で放電生成用電極１をアースと接続する。図４（ｂ）は、インダクタンスの両端にコンデンサをアース間に挿入した構造のフィルタである。図４（ａ）の例と同様の作用をもつ。図４(c)は、放電用周波数の波長λの１/４の長さを有する特性インピーダンス線路を用いた場合を示す。周波数の高い（例えば、１００ＭＨｚ以上）電磁波では、特定の特性インピーダンスを有する線路をその特性長さ（１/４λ）とすると全反射する特性をもつ。よって、図４（ｃ）に示す特性インピーダンス線路を用いることで、放電用周波数をアース側に流入するのを阻止しながら、非常に低抵抗な状態で放電生成用電極１をアースと接続することが可能となる。
【００２７】
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各フィルタを単独、または複合して用いることにより、放電生成用電極１に放電用高周波を供給しながら、放電生成用電極１を直流的に低抵抗でアースと接続することが可能となる。
【００２８】
図１の実施例では、プラズマ生成にソレノイドコイル１１を用いている。ソレノイドコイル１１で生成される磁場は、放電生成用電極１または被加工試料４面に垂直方向の成分を有する磁場配置となっている。該磁場配置とすることでプラズマを介した放電生成用電極１と被加工試料４間のインピーダンスが低くなり、磁場によるプラズマの生成制御機能の他に本発明による機能を向上する作用も有する。
【００２９】
また、図１の実施例では、プラズマの生成制御および本発明の機能向上のため、ソレノイドコイルによる磁場を用いたが、本質的には磁場が無くても本発明の効果は得られるため、図１の実施例に対してソレノイドコイルを具備しない構成であっても同様な効果が期待できる。
【００３０】
また、図１の実施例では、放電用高周波電源２に２００ＭＨｚを用いたが、５０ＭＨｚ以上５００ＭＨｚ以下の電磁波を用いても同様の効果がある。５０ＭＨｚ以下では、放電用周波数自身で生じる放電生成用電極の電位シフトが大きく、常に大量の電流を本発明での低周波通過フィルタに流すこととなり、放電効率が低下する。５００ＭＨｚ以上では、図１に示す平行平板構造でのプラズマ形成において均一なプラズマ生成が困難となる。また同様に、図１の実施例では、被加工試料４に電磁波を印加する高周波電源６に８００ｋＨｚを用いたが、４００ｋＨｚ以上１５ＭＨｚ以下の周波数でも同様の効果がある。
【００３１】
さらにまた、図１の実施例では、放電生成用電極１の被加工試料４と対面する側にシリコン製のシャワープレート７を配置した。しかし、シャワープレート７には導電性があれば同様の効果が得られるため、他の導体または半導体であっても同様な効果があることは言うまでも無い。具体的には、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、炭化シリコン、アルミニュム、ステンレス、カーボン、ガラス状カーボンを用いることで同様な効果が得られる。
【００３２】
（実施例２）
図５に、本発明の第２の実施例における基本構成を示す。本実施例では、被加工試料を載置する被加工試料設置電極に高周波電源が接続され、さらに被加工試料に対面する位置に配置された放電生成用電極に放電生成用電源が接続された装置構成を有する平行平板構造のドライエッチング装置において、放電生成用電極に、前記放電生成用高周波電圧の周波数に対して高インピーダンスで、かつ直流的に低抵抗でアースと接続される低周波通過フィルタを含む線路に直流電源を直列に挿入した構造を有する。
【００３３】
図５において、図１での低周波通過フィルタ３に直列に直流電源１２を挿入した形態である。図５の形態により、放電生成用電極１の平均電位を直流電源１２で出力される直流電圧とすることが可能となり、放電生成用電極１の平均電位を自由に調整することが可能となる。具体的には、直流電源１２で１０〜３０Ｖの正電位を放電用電極１に与える。
【００３４】
図６に、その際の放電生成用電極１、被加工試料４およびプラズマの各電位の様子を示し、（ａ）は被加工試料面の電圧波形１６、（ｂ）はプラズマ電位の時間変動１７を示す。放電生成用電極１の平均電位を、図１でのアース電位以外に精密に制御可能なため、プラズマ電位上昇の抑制効果を高めることが可能となる。なお、本実施例の場合、図中の２０は、放電生成用高周波電源２によるプラズマ電位に直流電源１２の電位分が付加された波形を示している。
【００３５】
本実施例においても、上述の第１の実施例で説明した場合と同様に、放電生成用高周波電源の周波数については、５０ｋＭＨｚ以上５００ＭＨｚ以下が望ましく、さらに被加工試料に印加する高周波電源の周波数については、４００ｋＨｚ以上１５ＭＨｚ以下が望ましい。また、シャワープレートの材質およびプラズマ生成制御用ソレノイドコイルの有無に関しても、上述の第１の実施例で説明した場合と同様に適用される。
【００３６】
（実施例３）
図７に、本発明の第３の実施例における基本構成を示す。図７の実施例では、図５で示した第２の実施例に対して、プラズマ電位計測手段１３と、プラズマ電位計測手段１３により検出したプラズマ電位に応じて直流電源１２の直流電圧出力を制御する直流電源制御部１４を有するプラズマ電位制御手段を有する。
【００３７】
上述した第２の実施例の場合には、定常的に放電生成用電極１に直流電圧を印加するため、常に大電流が放電生成用電極１、直流電源１２および低周波通過フィルタ３に流れるので、各部の熱容量を大きく設計する必要があり、また直流電源１２の出力も大電流となり大型化してしまうという課題を有する。これに対して、図７の実施例では、プラズマ電位計測手段１３により、プラズマ電位が上昇した時にのみ、直流電源１２より直流電圧を出力する。
【００３８】
図８に、本実施例における放電生成用電極１、被加工試料４およびプラズマの各電位の様子を示す。図８（ａ）は、被加工試料面の電圧波形１６を示し、（ｂ）はプラズマ電位の時間変動１７を示す。本実施例の場合には、真空容器壁へのイオン入射エネルギーは、放電生成用高周波電源２の周波数のみによって生じるプラズマ電位（Ｖｐ）となる。図中、１８は、直流電源制御信号を示し、１９は、直流電源１２を非動作とした場合のプラズマ電位変化を示す。
【００３９】
かかる構成により、放電生成用電極、低周波通過フィルタ、直流電源に流れる平均電流は非常に小さくなり、各部の容量を必要以上に大きくする必要がなくなる。
【００４０】
本実施例においても、放電用周波数および被加工試料に印加する周波数は、上述の第１の実施例で説明した場合と同様に、適用される。また、シャワープレートの材質およびプラズマ生成制御用ソレノイドコイルの有無に関しても、上述の第１の実施例で説明した場合と同様に適用される。
【００４１】
以上詳述したように、本発明では、被加工試料と対向する位置に配置され、放電生成用高周波電源が接続される放電生成用電極に、放電生成用高周波電源の周波数に対して高インピーダンスで、かつ直流的に低抵抗でアースと接続される低周波通過フィルタを接続するか、または直流的に低抵抗でアースと接続される低周波通過フィルタとそれに直列に挿入された直流電源を接続する。このように、直流的に低抵抗でアースと接続、あるいは低抵抗でアースと接続される線路に直流電源を直列に挿入することにより、被加工試料に高周波電圧を印加した際の、被加工試料の平均電位の負側へのシフト量が増加し、被加工試料に印加する高周波電圧によるプラズマ電位の正側へのシフト量が抑制される。プラズマ電位の正側へのシフト量が抑制されることで、アース電位である真空容器壁へのプラズマからのイオンの入射エネルギーが抑制され、真空容器壁のスパッタリングが抑制される。かかる効果により、真空容器壁スパッタリングに伴う被加工試料への汚染や異物発生およびランニングコストの増加という従来における課題が解決される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施例１の基本構成を説明する図。
【図２】本発明を適用しない場合における被加工試料面の電圧波形（ａ）とプラズマ電位の時間変動（ｂ）を示す図。
【図３】本発明による場合における被加工試料面の電圧波形（ａ）およびプラズマ電位の時間変動（ｂ）を示す図。
【図４】本発明で用いる低周波通過フィルタの具体例（ａ）〜（ｃ）を示す図。
【図５】本発明の実施例２の基本構成を説明する図。
【図６】本発明の実施例２における被加工試料面の電圧波形（ａ）およびプラズマ電位の時間変動（ｂ）を示す図。
【図７】本発明の実施例３の基本構成を説明する図。
【図８】本発明の実施例３における被加工試料面の電圧波形（ａ）およびプラズマ電位の時間変動（ｂ）を示す図。
【符号の説明】
【００４３】
１…放電生成用電極、２…放電用高周波電源、３…低周波通過フィルタ、４…被加工試料、５…被加工試料設置手段、６…高周波電源、７…シャワープレート、８…真空容器、９…ガス導入手段、１０…真空容器壁、１１…ソレノイドコイル、１２…直流電源、１３…プラズマ電位計測手段、１４…直流電源制御部、１５…プラズマ、１６…被加工試料への印加電圧波形、１７…プラズマ電位上昇の時間変化、１８…プラズマ電位モニタによる直流電源制御信号、１９…直流電源を非動作とした場合のプラズマ電位変化、２０…放電生成用高周波電源による放電生成用高周波電圧の周波数のみにより生ずるプラズマ電位の時間変動。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスを製造する半導体製造装置に係り、特に、プラズマを用いて半導体材料をエッチングするドライエッチング技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドライエッチング技術は、光または電子線を用いたリソグラフィー技術によりレジスト材料等にパターニングされた微細形状をマスクとして、プラズマによりシリコンやシリコン酸化膜等の半導体材料をエッチングし所望の形状を得るもので、半導体製造プロセスにおける不可欠な技術の一つである。ドライエッチングでは、排気手段を有する真空容器内に原料ガスを導入し、該原料ガスを電磁波によりプラズマ化して被加工試料に曝すことにより被加工試料面のマスク部以外をエッチングし、所望の形状を得る。被加工試料には、プラズマ生成とは別の高周波電圧が印加され、該高周波電圧により、プラズマからイオンを加速して被加工試料面に入射させることにより、エッチング効率向上と加工形状の垂直性を得ている。
【０００３】
従来のドライエッチング装置では、エッチングを行う際、プラズマを生成する放電用周波数の電圧または被加工試料に印加する高周波電圧により、プラズマ電位がアース電位より上昇する。プラズマ電位の上昇により、アース電位である真空容器壁には、プラズマから加速されたイオンが入射し、真空容器壁がスパッタリングされる。真空容器壁がスパッタリングされると、被加工試料に真空容器壁材または真空容器壁材の化合物が飛散し汚染や異物源となり、半導体デバイスである被加工試料の製造歩留まりを低下させる。また、真空容器壁がスパッタリングにより消耗されるため、真空容器壁を定期的に交換する必要が生じ、ドライエッチング装置のランニングコスト増加や稼働率低下をもたらす。
【０００４】
この解決策として、被加工試料に印加する高周波電圧と位相が１８０度異なる同一の周波数を被加工試料の対面する位置に配置された放電生成用電極に印加する方法が提案されている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。被加工試料に印加する高周波電圧と位相が１８０度異なる高周波電圧の放電生成用電極への印加により、被加工試料に印加する高周波電圧の正電圧周期時に対向電極が負電位となるので、プラズマ電位の上昇が抑制され、真空容器壁のスパッタリングが抑制される。
【０００５】
また、被加工試料に印加される高周波電圧を効率よく放電生成用電極からアースに流入させるために、放電生成用電極にフィルタを設置する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
また、被加工試料設置電極に放電用周波数の１/４波長の長さを有するフィルタを挿入する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１８４７６６号公報
【特許文献２】特開２００２−４３２８６号公報
【特許文献３】特開２００２−１６０４５号公報
【非特許文献１】２００３ Proceedings of International Symposium on Dry Process、p４３-４８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、従来のドライエッチング装置では、エッチングを行う際、プラズマを生成する放電用周波数の電圧または被加工試料に印加する高周波電圧により、プラズマ電位がアース電位より上昇する。プラズマ電位の上昇により、アース電位である真空容器壁には、プラズマから加速されたイオンが入射し、真空容器壁がスパッタリングされる。この真空容器壁のスパッタリングにより真空容器壁材料または真空容器壁材用の化合物が真空容器内に放出されるため、被加工試料面への汚染や異物の原因となっていた。また、真空容器壁が消耗することで、交換が必要となり、ドライエッチング装置のランニングコスト上昇や稼働率低下の要因となっていた。
【０００９】
これに対して、上述の特許文献１および非特許文献１における従来の方法では、位相制御された高周波電源が必要であり、装置の大型化や高コスト化をもたらす課題を有する。また、精密な位相制御が必要であり、条件により波形歪が生じる場合等において十分な効果が得られない場合がある。また、上述の特許文献２に記載された従来例で用いられるフィルタは、直列にコンデンサが挿入される形となっており、プラズマ電位の上昇抑制効果は極めて少ない。また、上述の特許文献３におけるフィルタも、被加工試料を被加工試料設置電極に静電吸着させるためのものであり、プラズマ電位の上昇を抑制する効果はない。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、ドライエッチング装置において、真空容器壁のスパッタリングで生じる被加工試料への汚染や異物発生の抑制および真空容器壁交換に伴うランニングコスト増加や稼働率低下を抑制することが可能なプラズマ処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明のプラズマ処理装置は、下記に示すような特徴を有する。
【００１２】
（１）真空容器内にあって、被加工試料を載置する被加工試料設置手段と、前記被加工試料設置手段上に載置された前記被加工試料と対面する位置に配置された放電生成用電極と、前記被加工試料設置手段に高周波電圧を印加するための手段と、前記放電生成用電極に放電生成用高周波電圧を印加するための手段と、前記放電生成用電極により導入される放電用高周波との相互作用で所定のガスをプラズマ化するための磁場を生成する磁場生成手段とを有し、前記放電生成用電極に、前記放電生成用高周波電圧の周波数に対して高インピーダンスで、かつ直流的に低抵抗でアースと接続される低周波通過フィルタを設けてなることを特徴とする。
【００１３】
（２）真空容器内にあって、被加工試料を載置する被加工試料設置手段と、前記被加工試料設置手段上に載置された前記被加工試料と対面する位置に配置された放電生成用電極と、前記被加工試料設置手段に高周波電圧を印加するための手段と、前記放電生成用電極に放電生成用高周波電圧を印加するための手段と、前記放電生成用電極により導入される放電用高周波との相互作用で所定のガスをプラズマ化するための磁場を生成する磁場生成手段とを有し、前記放電生成用電極に、前記放電生成用高周波電圧の周波数に対して高インピーダンスで、かつ直流的に低抵抗でアースと接続される低周波通過フィルタと、前記低周波通過フィルタと前記アースとの間に直列に接続された直流電圧印加手段とを設けてなることを特徴とする。
【００１４】
（３）前記（２）のプラズマ処理装置において、プラズマ電位を検出し、プラズマ電位の変化に対応して前記直流電圧印加手段に印加する電圧を制御するプラズマ電位制御手段を設けてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ドライエッチング装置において、真空容器壁のスパッタリングで生じる被加工試料への汚染や異物発生の抑制および真空容器壁交換に伴うランニングコスト増加や稼働率低下を抑制することが可能な半導体製造装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して詳述する。
【００１７】
（実施例１）
図１に、本発明の第１の実施例における基本構成を示す。本実施例では、被加工試料を載置する被加工試料設置電極に高周波電源が接続され、さらに被加工試料に対面する位置に配置された放電生成用電極に放電生成用高周波電源が接続された装置構成を有する平行平板構造のドライエッチング装置において、前記放電生成用電極に、前記放電生成用高周波電圧の周波数に対して高インピーダンスで、かつ直流的に低抵抗でアースと接続される低周波通過フィルタを挿入した構造を有する。
【００１８】
図１において、放電生成用電極１に放電生成用高周波電源２（本実施例では２００ＭＨｚを用いた）が接続されており、さらに放電生成用電極１は、直流的に低抵抗な低周波通過フィルタ３によりアースに接続されている。また、放電生成用電極１に対面する位置に被加工試料４が被加工試料設置手段５上に載置されている。被加工試料設置手段５には、高周波電源６（本実施例では８００ｋＨｚを用いた）が接続されている。放電生成用電極１の被加工試料４に対面する面には、シリコンで形成されたシャワープレート７が配置される。真空容器８内は、真空排気手段により排気されており、またガス導入手段９によりプラズマの原料ガスが放電生成用電極１およびシャワープレート７を介して真空容器８内に導入される。また、真空容器１の周辺にはソレノイドコイル１１が配置されており、ソレノイドコイル１１で生成される磁場と放電生成用電極１で真空容器１内に導入される放電用高周波の相互作用でプラズマが生成される。
【００１９】
次に、本実施例の動作について説明する。
【００２０】
まず、比較のため、本発明である放電生成用電極１に配置した直流的に低抵抗な低周波通過フィルタ３を用いない場合について説明する。図２（ａ）は、低周波通過フィルタ３を用いない場合における高周波電源６による被加工試料面の電圧波形１６を示し、（ｂ）は被加工試料４に印加する高周波電源６によるバイアスに伴って生じるプラズマ電位の時間変動１７を示している。（ａ）中の１５は、放電生成用電極１と被加工試料４との間で生成されたプラズマを示し、２０は、放電生成用高周波電源２による放電生成用高周波電圧の周波数のみにより生ずるプラズマ電位の時間変動を示す。
【００２１】
図２（ａ）で示されるように、被加工試料４に高周波電圧（電圧振幅をＶppとする）を印加すると、被加工試料４の平均電位は負側にシフトする（図中、Ｖdcは負側にシフトする被加工試料の平均電位を示す）。この平均電位の負側へのシフトが１/２・Ｖpp以上となれば、プラズマ電位の正側への上昇は生じないが、実際には図２（ａ）に示すように、平均電位の負側へのシフトは１/２・Ｖppより小さく、被加工試料４に印加した高周波電圧の正側電位分プラズマ電位が周期的に上昇し、このプラズマ電位の上昇時にアース電位である真空容器壁１０に上昇したプラズマ電位分のエネルギーを有するイオンが入射して真空容器壁１０をスパッタリングする。このときの真空容器壁１０へ入射するイオンのエネルギーは、１/２・Ｖpp−Ｖdcとなる。すなわち、図２（ｂ）で示されるように、Ｖdcが限りなく１/２・Ｖppとなれば、真空容器壁１０への入射イオンのエネルギーが小さくなることを示す。
【００２２】
つぎに、本発明である放電生成用電極１に配置した直流的に低抵抗な低周波通過フィルタ３を用いた場合について説明する。図３は、本発明による低周波通過フィルタ３を用いた場合における高周波電源６による被加工試料面の電圧波形１６を示し、（ｂ）は被加工試料４に印加する高周波電源６によるバイアスに伴って生じるプラズマ電位の時間変動１７を示している。放電生成用電極１を直流的に低抵抗でアースと接続すると、放電生成用電極１の平均電位は常にアース電位となる。
【００２３】
図２における本発明を用いない場合には、放電生成用電極１からプラズマへの電子供給が放電生成用電極１に流入するイオン電流と同量で放電用高周波電源２が供給できる量に制限される。また、放電生成用電極１の平均電位が負側にシフトすることによって放電生成用電極面に形成されるイオンシースの厚さが厚くなり、また、該イオンシースのインピーダンスが大きいことでも放電生成用電極からプラズマへの電子供給が抑制される。そのため、被加工試料４に印加される高周波電圧の正側周期の際に放電生成用電極１からプラズマへの電子供給が不十分となり、被加工試料１の平均電位の負側へのシフトが抑制される。
【００２４】
これに対して、放電生成用電極１を直流的に低抵抗でアースと接続すると、放電生成用電極１の平均電位は常にアース電位となる。図３（ａ）に示すように、放電生成用電極１の平均電位が常にアース電位となることにより、被加工試料１への高周波電圧印加の正側周期の際の放電生成用電極１からプラズマへの電子の供給が放電用高周波電源２からのみでなく、低周波通過フィルタ３を介したアースからも行われる。また、放電生成用電極１の平均電位が常にアース電位であることから、放電生成用電極１の表面に形成されるイオンシース幅も薄く低インピーダンスで放電用電極とプラズマが結合される。これらの効果により、被加工試料１のＶdcが大きくなる。その結果として、図３（ｂ）で示すように、１/２・Ｖpp−Ｖdc≒０となり、真空容器壁１０へのプラズマからのイオン入射エネルギーが抑制される。
【００２５】
以上の効果により、真空容器壁１０のスパッタリングが抑制され、被加工試料１の汚染や異物発生、および真空容器壁交換に伴うランニングコスト増加や装置の稼働率低下を抑制できる。さらに、先述した特許文献１および非特許文献１で示した従来技術に比較して、本発明では非常に簡単で低コストな構造で、常に確実にプラズマ電位の上昇抑制を実現することが可能となる。
【００２６】
図４に、図１で示した放電電生成用電源の周波数に対して高インピーダンスで、かつ直流的に低抵抗でアースと接続する低周波通過フィルタの具体例を示す。図４（ａ）は、インダクタンスを用いた場合であり、放電用周波数をアース側に流入するのを阻止しながら、直流的に低抵抗で放電生成用電極１をアースと接続する。図４（ｂ）は、インダクタンスの両端にコンデンサをアース間に挿入した構造のフィルタである。図４（ａ）の例と同様の作用をもつ。図４(c)は、放電用周波数の波長λの１/４の長さを有する特性インピーダンス線路を用いた場合を示す。周波数の高い（例えば、１００ＭＨｚ以上）電磁波では、特定の特性インピーダンスを有する線路をその特性長さ（１/４λ）とすると全反射する特性をもつ。よって、図４（ｃ）に示す特性インピーダンス線路を用いることで、放電用周波数をアース側に流入するのを阻止しながら、非常に低抵抗な状態で放電生成用電極１をアースと接続することが可能となる。
【００２７】
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各フィルタを単独、または複合して用いることにより、放電生成用電極１に放電用高周波を供給しながら、放電生成用電極１を直流的に低抵抗でアースと接続することが可能となる。
【００２８】
図１の実施例では、プラズマ生成にソレノイドコイル１１を用いている。ソレノイドコイル１１で生成される磁場は、放電生成用電極１または被加工試料４面に垂直方向の成分を有する磁場配置となっている。該磁場配置とすることでプラズマを介した放電生成用電極１と被加工試料４間のインピーダンスが低くなり、磁場によるプラズマの生成制御機能の他に本発明による機能を向上する作用も有する。
【００２９】
また、図１の実施例では、プラズマの生成制御および本発明の機能向上のため、ソレノイドコイルによる磁場を用いたが、本質的には磁場が無くても本発明の効果は得られるため、図１の実施例に対してソレノイドコイルを具備しない構成であっても同様な効果が期待できる。
【００３０】
また、図１の実施例では、放電用高周波電源２に２００ＭＨｚを用いたが、５０ＭＨｚ以上５００ＭＨｚ以下の電磁波を用いても同様の効果がある。５０ＭＨｚ以下では、放電用周波数自身で生じる放電生成用電極の電位シフトが大きく、常に大量の電流を本発明での低周波通過フィルタに流すこととなり、放電効率が低下する。５００ＭＨｚ以上では、図１に示す平行平板構造でのプラズマ形成において均一なプラズマ生成が困難となる。また同様に、図１の実施例では、被加工試料４に電磁波を印加する高周波電源６に８００ｋＨｚを用いたが、４００ｋＨｚ以上１５ＭＨｚ以下の周波数でも同様の効果がある。
【００３１】
さらにまた、図１の実施例では、放電生成用電極１の被加工試料４と対面する側にシリコン製のシャワープレート７を配置した。しかし、シャワープレート７には導電性があれば同様の効果が得られるため、他の導体または半導体であっても同様な効果があることは言うまでも無い。具体的には、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、炭化シリコン、アルミニュム、ステンレス、カーボン、ガラス状カーボンを用いることで同様な効果が得られる。
【００３２】
（実施例２）
図５に、本発明の第２の実施例における基本構成を示す。本実施例では、被加工試料を載置する被加工試料設置電極に高周波電源が接続され、さらに被加工試料に対面する位置に配置された放電生成用電極に放電生成用電源が接続された装置構成を有する平行平板構造のドライエッチング装置において、放電生成用電極に、前記放電生成用高周波電圧の周波数に対して高インピーダンスで、かつ直流的に低抵抗でアースと接続される低周波通過フィルタを含む線路に直流電源を直列に挿入した構造を有する。
【００３３】
図５において、図１での低周波通過フィルタ３に直列に直流電源１２を挿入した形態である。図５の形態により、放電生成用電極１の平均電位を直流電源１２で出力される直流電圧とすることが可能となり、放電生成用電極１の平均電位を自由に調整することが可能となる。具体的には、直流電源１２で１０〜３０Ｖの正電位を放電用電極１に与える。
【００３４】
図６に、その際の放電生成用電極１、被加工試料４およびプラズマの各電位の様子を示し、（ａ）は被加工試料面の電圧波形１６、（ｂ）はプラズマ電位の時間変動１７を示す。放電生成用電極１の平均電位を、図１でのアース電位以外に精密に制御可能なため、プラズマ電位上昇の抑制効果を高めることが可能となる。なお、本実施例の場合、図中の２０は、放電生成用高周波電源２によるプラズマ電位に直流電源１２の電位分が付加された波形を示している。
【００３５】
本実施例においても、上述の第１の実施例で説明した場合と同様に、放電生成用高周波電源の周波数については、５０ｋＭＨｚ以上５００ＭＨｚ以下が望ましく、さらに被加工試料に印加する高周波電源の周波数については、４００ｋＨｚ以上１５ＭＨｚ以下が望ましい。また、シャワープレートの材質およびプラズマ生成制御用ソレノイドコイルの有無に関しても、上述の第１の実施例で説明した場合と同様に適用される。
【００３６】
（実施例３）
図７に、本発明の第３の実施例における基本構成を示す。図７の実施例では、図５で示した第２の実施例に対して、プラズマ電位計測手段１３と、プラズマ電位計測手段１３により検出したプラズマ電位に応じて直流電源１２の直流電圧出力を制御する直流電源制御部１４を有するプラズマ電位制御手段を有する。
【００３７】
上述した第２の実施例の場合には、定常的に放電生成用電極１に直流電圧を印加するため、常に大電流が放電生成用電極１、直流電源１２および低周波通過フィルタ３に流れるので、各部の熱容量を大きく設計する必要があり、また直流電源１２の出力も大電流となり大型化してしまうという課題を有する。これに対して、図７の実施例では、プラズマ電位計測手段１３により、プラズマ電位が上昇した時にのみ、直流電源１２より直流電圧を出力する。
【００３８】
図８に、本実施例における放電生成用電極１、被加工試料４およびプラズマの各電位の様子を示す。図８（ａ）は、被加工試料面の電圧波形１６を示し、（ｂ）はプラズマ電位の時間変動１７を示す。本実施例の場合には、真空容器壁へのイオン入射エネルギーは、放電生成用高周波電源２の周波数のみによって生じるプラズマ電位（Ｖｐ）となる。図中、１８は、直流電源制御信号を示し、１９は、直流電源１２を非動作とした場合のプラズマ電位変化を示す。
【００３９】
かかる構成により、放電生成用電極、低周波通過フィルタ、直流電源に流れる平均電流は非常に小さくなり、各部の容量を必要以上に大きくする必要がなくなる。
【００４０】
本実施例においても、放電用周波数および被加工試料に印加する周波数は、上述の第１の実施例で説明した場合と同様に、適用される。また、シャワープレートの材質およびプラズマ生成制御用ソレノイドコイルの有無に関しても、上述の第１の実施例で説明した場合と同様に適用される。
【００４１】
以上詳述したように、本発明では、被加工試料と対向する位置に配置され、放電生成用高周波電源が接続される放電生成用電極に、放電生成用高周波電源の周波数に対して高インピーダンスで、かつ直流的に低抵抗でアースと接続される低周波通過フィルタを接続するか、または直流的に低抵抗でアースと接続される低周波通過フィルタとそれに直列に挿入された直流電源を接続する。このように、直流的に低抵抗でアースと接続、あるいは低抵抗でアースと接続される線路に直流電源を直列に挿入することにより、被加工試料に高周波電圧を印加した際の、被加工試料の平均電位の負側へのシフト量が増加し、被加工試料に印加する高周波電圧によるプラズマ電位の正側へのシフト量が抑制される。プラズマ電位の正側へのシフト量が抑制されることで、アース電位である真空容器壁へのプラズマからのイオンの入射エネルギーが抑制され、真空容器壁のスパッタリングが抑制される。かかる効果により、真空容器壁スパッタリングに伴う被加工試料への汚染や異物発生およびランニングコストの増加という従来における課題が解決される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施例１の基本構成を説明する図。
【図２】本発明を適用しない場合における被加工試料面の電圧波形（ａ）とプラズマ電位の時間変動（ｂ）を示す図。
【図３】本発明による場合における被加工試料面の電圧波形（ａ）およびプラズマ電位の時間変動（ｂ）を示す図。
【図４】本発明で用いる低周波通過フィルタの具体例（ａ）〜（ｃ）を示す図。
【図５】本発明の実施例２の基本構成を説明する図。
【図６】本発明の実施例２における被加工試料面の電圧波形（ａ）およびプラズマ電位の時間変動（ｂ）を示す図。
【図７】本発明の実施例３の基本構成を説明する図。
【図８】本発明の実施例３における被加工試料面の電圧波形（ａ）およびプラズマ電位の時間変動（ｂ）を示す図。
【符号の説明】
【００４３】
１…放電生成用電極、２…放電用高周波電源、３…低周波通過フィルタ、４…被加工試料、５…被加工試料設置手段、６…高周波電源、７…シャワープレート、８…真空容器、９…ガス導入手段、１０…真空容器壁、１１…ソレノイドコイル、１２…直流電源、１３…プラズマ電位計測手段、１４…直流電源制御部、１５…プラズマ、１６…被加工試料への印加電圧波形、１７…プラズマ電位上昇の時間変化、１８…プラズマ電位モニタによる直流電源制御信号、１９…直流電源を非動作とした場合のプラズマ電位変化、２０…放電生成用高周波電源による放電生成用高周波電圧の周波数のみにより生ずるプラズマ電位の時間変動。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内にあって、被加工試料を載置する被加工試料設置手段と、前記被加工試料設置手段上に載置された前記被加工試料と対面する位置に配置された放電生成用電極と、前記被加工試料設置手段に高周波電圧を印加するための手段と、前記放電生成用電極に放電生成用高周波電圧を印加するための手段と、前記放電生成用電極により導入される放電用高周波との相互作用で所定のガスをプラズマ化するための磁場を生成する磁場生成手段とを有し、前記放電生成用電極に、前記放電生成用高周波電圧の周波数に対して高インピーダンスで、かつ直流的に低抵抗でアースと接続される低周波通過フィルタを設けてなることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
真空容器内にあって、被加工試料を載置する被加工試料設置手段と、前記被加工試料設置手段上に載置された前記被加工試料と対面する位置に配置された放電生成用電極と、前記被加工試料設置手段に高周波電圧を印加するための手段と、前記放電生成用電極に放電生成用高周波電圧を印加するための手段と、前記放電生成用電極により導入される放電用高周波との相互作用で所定のガスをプラズマ化するための磁場を生成する磁場生成手段とを有し、前記放電生成用電極に、前記放電生成用高周波電圧の周波数に対して高インピーダンスで、かつ直流的に低抵抗でアースと接続される低周波通過フィルタと、前記低周波通過フィルタと前記アースとの間に直列に接続された直流電圧印加手段とを設けてなることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載のプラズマ処理装置において、プラズマ電位を検出し、プラズマ電位の変化に対応して前記直流電圧印加手段に印加する電圧を制御するプラズマ電位制御手段を設けてなることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載のプラズマ処理装置において、前記低周波通過フィルタが、インダクタンスであることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項５】
請求項１、２又は３に記載のプラズマ処理装置において、前記低周波通過フィルタが、前記放電生成用高周波電圧の周波数の１/４波長の長さで構成された特定の特性インピーダンスを有する導体線路であることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項６】
請求項１、２又は３に記載のプラズマ処理装置において、前記低周波通過フィルタが、接地されたインダクタンスと、前記インダクタンスの両端に対接地間で接続されたコンデンサとで構成されることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項７】
請求項１、２又は３に記載のプラズマ処理装置において、前記放電生成用高周波電圧の周波数が、５０ＭＨｚ以上５００ＭＨｚ以下であることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項８】
請求項１、２又は３に記載のプラズマ処理装置において、前記被加工試料設置手段に印加される高周波電圧の周波数が、４００ＫＨｚ以上１５ＭＨｚ以下であることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項９】
請求項１、２又は３に記載のプラズマ処理装置において、前記磁場発生手段による磁場の向きが、前記放電生成用電極および前記被加工試料設置手段の面に垂直方向の成分を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１０】
請求項１、２又は３に記載のプラズマ処理装置において、前記被加工試料に対面する位置に配置された前記放電生成用電極の表面に、導体または半導体材料のいずれか一方を配置してなることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のプラズマ処理装置において、前記放電生成用電極の表面に配置する前記導体または半導体材料が、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、炭化シリコン、アルミニュム、ステンレス、カーボン、ガラス状カーボンのいずれか１つであることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１】
真空容器内にあって、被加工試料を載置する被加工試料設置手段と、前記被加工試料設置手段上に載置された前記被加工試料と対面する位置に配置された放電生成用電極と、前記被加工試料設置手段に高周波電圧を印加するための手段と、前記放電生成用電極に放電生成用高周波電圧を印加するための手段と、前記放電生成用電極により導入される放電用高周波との相互作用で所定のガスをプラズマ化するための磁場を生成する磁場生成手段とを有し、前記放電生成用電極に、前記放電生成用高周波電圧の周波数に対して高インピーダンスで、かつ直流的に低抵抗でアースと接続される低周波通過フィルタを設けてなることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
真空容器内にあって、被加工試料を載置する被加工試料設置手段と、前記被加工試料設置手段上に載置された前記被加工試料と対面する位置に配置された放電生成用電極と、前記被加工試料設置手段に高周波電圧を印加するための手段と、前記放電生成用電極に放電生成用高周波電圧を印加するための手段と、前記放電生成用電極により導入される放電用高周波との相互作用で所定のガスをプラズマ化するための磁場を生成する磁場生成手段とを有し、前記放電生成用電極に、前記放電生成用高周波電圧の周波数に対して高インピーダンスで、かつ直流的に低抵抗でアースと接続される低周波通過フィルタと、前記低周波通過フィルタと前記アースとの間に直列に接続された直流電圧印加手段とを設けてなることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載のプラズマ処理装置において、プラズマ電位を検出し、プラズマ電位の変化に対応して前記直流電圧印加手段に印加する電圧を制御するプラズマ電位制御手段を設けてなることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載のプラズマ処理装置において、前記低周波通過フィルタが、インダクタンスであることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項５】
請求項１、２又は３に記載のプラズマ処理装置において、前記低周波通過フィルタが、前記放電生成用高周波電圧の周波数の１/４波長の長さで構成された特定の特性インピーダンスを有する導体線路であることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項６】
請求項１、２又は３に記載のプラズマ処理装置において、前記低周波通過フィルタが、接地されたインダクタンスと、前記インダクタンスの両端に対接地間で接続されたコンデンサとで構成されることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項７】
請求項１、２又は３に記載のプラズマ処理装置において、前記放電生成用高周波電圧の周波数が、５０ＭＨｚ以上５００ＭＨｚ以下であることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項８】
請求項１、２又は３に記載のプラズマ処理装置において、前記被加工試料設置手段に印加される高周波電圧の周波数が、４００ＫＨｚ以上１５ＭＨｚ以下であることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項９】
請求項１、２又は３に記載のプラズマ処理装置において、前記磁場発生手段による磁場の向きが、前記放電生成用電極および前記被加工試料設置手段の面に垂直方向の成分を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１０】
請求項１、２又は３に記載のプラズマ処理装置において、前記被加工試料に対面する位置に配置された前記放電生成用電極の表面に、導体または半導体材料のいずれか一方を配置してなることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のプラズマ処理装置において、前記放電生成用電極の表面に配置する前記導体または半導体材料が、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、炭化シリコン、アルミニュム、ステンレス、カーボン、ガラス状カーボンのいずれか１つであることを特徴とするプラズマ処理装置。
【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２００６−３２７５９（Ｐ２００６−３２７５９Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２１１２４３（Ｐ２００４−２１１２４３）
【出願日】平成１６年７月２０日（２００４．７．２０）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月２０日（２００４．７．２０）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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