JP2001244242A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アノードがボルトによってロッド状構造物に
対して固定されており，且つボルトの頭部がＳｉのカバ
ーで覆われていたというような従来の構造に比して，被
処理物に対向する部材の冷却効率の改善とその温度分布
の均一化を成し遂げ，従来の構造において発生しうる被
処理物の局部的な焼損や，被処理物のエッチング局部変
動等の諸問題の解消されたプラズマ処理装置を提供す
る。 【解決手段】 プラズマ発生キャビティ３とベース構造
物３１とを連結するボルト７を，プラズマ発生キャビテ
ィ３内とベース構造物３１に埋設すると共に，被処理物
Ｗの対向する部分には，従来にはあったボルト７のカバ
ーを取り除き，替わって平坦なアノード４のみを配す
る。これにより，被処理物Ｗに対向するアノード４の温
度分布が均一化されて且つその冷却効率も改善され，被
処理物Ｗの局部的な焼損や，被処理物Ｗのエッチング局
部変動等の諸問題を解消することが可能となる。
対して固定されており，且つボルトの頭部がＳｉのカバ
ーで覆われていたというような従来の構造に比して，被
処理物に対向する部材の冷却効率の改善とその温度分布
の均一化を成し遂げ，従来の構造において発生しうる被
処理物の局部的な焼損や，被処理物のエッチング局部変
動等の諸問題の解消されたプラズマ処理装置を提供す
る。 【解決手段】 プラズマ発生キャビティ３とベース構造
物３１とを連結するボルト７を，プラズマ発生キャビテ
ィ３内とベース構造物３１に埋設すると共に，被処理物
Ｗの対向する部分には，従来にはあったボルト７のカバ
ーを取り除き，替わって平坦なアノード４のみを配す
る。これにより，被処理物Ｗに対向するアノード４の温
度分布が均一化されて且つその冷却効率も改善され，被
処理物Ｗの局部的な焼損や，被処理物Ｗのエッチング局
部変動等の諸問題を解消することが可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，ベース構造物に，
伝熱性且つ導電性のロッド状構造物を嵌設し，上記ベー
ス構造物の下方に電極部材が配設されてなり，上記電極
部材が容器の内壁の一部を構成し，上記容器内部に所定
のガスを導入し，上記電極部材に高周波を印加して上記
ガスより上記容器内部にプラズマを形成し，上記容器内
部で且つ上記電極に対向する位置に配された被処理物に
プラズマ処理を施すプラズマ処理装置に関するものであ
る。
伝熱性且つ導電性のロッド状構造物を嵌設し，上記ベー
ス構造物の下方に電極部材が配設されてなり，上記電極
部材が容器の内壁の一部を構成し，上記容器内部に所定
のガスを導入し，上記電極部材に高周波を印加して上記
ガスより上記容器内部にプラズマを形成し，上記容器内
部で且つ上記電極に対向する位置に配された被処理物に
プラズマ処理を施すプラズマ処理装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】エッチング等のプラズマ処理に用いられ
るプラズマ処理装置としては，例えば図４に示すものが
ある。図４に示すプラズマ処理装置Ｚ０は，不活性ガス
（Ａｒなど）のイオンを供給するプラズマ発生空間１
と，反応性ガス（Ｃ4 Ｆ8 などの反応ラジカルを形成す
るガス）を解離するプラズマ処理空間２とが，互いに隣
接して連通可能に形成されている。上記プラズマ発生空
間１は，ドーズ量が制御された低導電性Ｓｉで構成され
たプラズマ発生キャビティ３に同心に彫り込まれた複数
の環状溝として形成されている。また，上記プラズマ発
生キャビティ３の下端部には，高ドープの高導電性Ｓｉ
で構成され，上記プラズマ発生空間１を挟むように環状
に形成されたアノード４が接着されている。また，上記
ベース構造物３１は，同心円状の複数のガス溜まり溝５
が形成されたアルミ製のガス溜まり構造物（以下，ガス
チャネル）６の下面側に固定されている。ここで，不活
性ガスが供給されるガス溜まり溝５ａは上記プラズマ発
生空間１の上方に形成された供給口１３と，反応性ガス
が供給されるガス溜まり溝５ｂは上記アノード４に形成
された供給口１４と，上記ベース構造物３１及び上記プ
ラズマ発生キャビティ３内を通してそれぞれ連通されて
おり，適切なピッチで形成された上記供給口１３，１４
から各空間内に均一に噴射される。更に，上記ガスチャ
ネル６の上面側には，内部にフロロカーボン系の絶縁性
冷媒が循環されるアルミ製の冷却板８が，大気圧側（外
側）からボルトにて結合されている。
るプラズマ処理装置としては，例えば図４に示すものが
ある。図４に示すプラズマ処理装置Ｚ０は，不活性ガス
（Ａｒなど）のイオンを供給するプラズマ発生空間１
と，反応性ガス（Ｃ4 Ｆ8 などの反応ラジカルを形成す
るガス）を解離するプラズマ処理空間２とが，互いに隣
接して連通可能に形成されている。上記プラズマ発生空
間１は，ドーズ量が制御された低導電性Ｓｉで構成され
たプラズマ発生キャビティ３に同心に彫り込まれた複数
の環状溝として形成されている。また，上記プラズマ発
生キャビティ３の下端部には，高ドープの高導電性Ｓｉ
で構成され，上記プラズマ発生空間１を挟むように環状
に形成されたアノード４が接着されている。また，上記
ベース構造物３１は，同心円状の複数のガス溜まり溝５
が形成されたアルミ製のガス溜まり構造物（以下，ガス
チャネル）６の下面側に固定されている。ここで，不活
性ガスが供給されるガス溜まり溝５ａは上記プラズマ発
生空間１の上方に形成された供給口１３と，反応性ガス
が供給されるガス溜まり溝５ｂは上記アノード４に形成
された供給口１４と，上記ベース構造物３１及び上記プ
ラズマ発生キャビティ３内を通してそれぞれ連通されて
おり，適切なピッチで形成された上記供給口１３，１４
から各空間内に均一に噴射される。更に，上記ガスチャ
ネル６の上面側には，内部にフロロカーボン系の絶縁性
冷媒が循環されるアルミ製の冷却板８が，大気圧側（外
側）からボルトにて結合されている。
【０００３】また，上記ベース構造物３１には，伝熱性
のロッド状構造物（以下，伝熱ロッド）３２が上下方向
に貫通する形で埋め込まれている。上記プラズマ発生キ
ャビティ３及びアノード４は，上記ボルト７によって上
記ベース構造物３１の上記伝熱ロッド３２に対して固定
されており，冷却板８及びガスチャネル６との熱的な連
結が実現されている。即ち，上記プラズマ発生キャビテ
ィ３及びアノード４は，上記伝熱ロッド３２を介して上
記冷却板８からの伝熱冷却が実現されている。また，上
記ボルト７の頭部は，反応影響とプラズマへの特異点影
響を低減するためにＳｉのカバー１５で覆われている。
更に，上記ベース構造物３１内には，ＲＦ電源１０ａに
接続されたアンテナ９が，上記プラズマ発生空間１の上
方に位置するように同心円状に埋設されている。更に，
上記伝熱ロッド３２には，ロッドヒータ１１と熱電対１
２とが，上記冷却板８及びガスチャネル６を介して且つ
該冷却板８及び該ガスチャネル６に接せずに挿入されて
おり，プラズマ発生の強弱やプラズマ発生の有無（装置
停止時を含む）といった熱負荷の変化に対する，より安
定した温度制御を可能としている。尚，上記アルミナ製
のベース構造物３１自体は，構造的な真空支持部材であ
り，冷却には直接寄与しない。以上のように，冷却板
８，ガスチャネル６，ベース構造物３１，プラズマ発生
キャビティ３，及びアノード４は，ボルト等によって互
いに結合されてルーフ２０を形成している。上記ルーフ
２０は，チャンバ２１の上方に形成された開口部を塞ぐ
ように，上記チャンバ２１の上縁部に形成されたルーフ
ベース２２上に載置され，更に絶縁性のルーフ押さえ２
３によって固定されている。つまり，電気的には上記ア
ノード４，上記冷却板８，上記ガスチャネル６，上記伝
熱ロッド３２等と，チャンバ２１とでは分断されること
となる。また，上記冷却板８はＲＦ電源１０ｂに接続さ
れている一方，上記チャンバ２１は接地されている。こ
れにより，上記アノード４は，上記冷却板８，上記ガス
チャネル６，上記伝熱ロッド３２，上記ボルト７を介し
てＲＦ電位が付与されるとともに，チャンバ２１には接
地電位が付与されることとなる。また，上記プラズマ処
理空間２は，上記アノード４と，ウェハなどの被処理物
Ｗが載置され，ＲＦ電源２５に接続されるカソード２４
とで挟まれた領域として形成されている。
のロッド状構造物（以下，伝熱ロッド）３２が上下方向
に貫通する形で埋め込まれている。上記プラズマ発生キ
ャビティ３及びアノード４は，上記ボルト７によって上
記ベース構造物３１の上記伝熱ロッド３２に対して固定
されており，冷却板８及びガスチャネル６との熱的な連
結が実現されている。即ち，上記プラズマ発生キャビテ
ィ３及びアノード４は，上記伝熱ロッド３２を介して上
記冷却板８からの伝熱冷却が実現されている。また，上
記ボルト７の頭部は，反応影響とプラズマへの特異点影
響を低減するためにＳｉのカバー１５で覆われている。
更に，上記ベース構造物３１内には，ＲＦ電源１０ａに
接続されたアンテナ９が，上記プラズマ発生空間１の上
方に位置するように同心円状に埋設されている。更に，
上記伝熱ロッド３２には，ロッドヒータ１１と熱電対１
２とが，上記冷却板８及びガスチャネル６を介して且つ
該冷却板８及び該ガスチャネル６に接せずに挿入されて
おり，プラズマ発生の強弱やプラズマ発生の有無（装置
停止時を含む）といった熱負荷の変化に対する，より安
定した温度制御を可能としている。尚，上記アルミナ製
のベース構造物３１自体は，構造的な真空支持部材であ
り，冷却には直接寄与しない。以上のように，冷却板
８，ガスチャネル６，ベース構造物３１，プラズマ発生
キャビティ３，及びアノード４は，ボルト等によって互
いに結合されてルーフ２０を形成している。上記ルーフ
２０は，チャンバ２１の上方に形成された開口部を塞ぐ
ように，上記チャンバ２１の上縁部に形成されたルーフ
ベース２２上に載置され，更に絶縁性のルーフ押さえ２
３によって固定されている。つまり，電気的には上記ア
ノード４，上記冷却板８，上記ガスチャネル６，上記伝
熱ロッド３２等と，チャンバ２１とでは分断されること
となる。また，上記冷却板８はＲＦ電源１０ｂに接続さ
れている一方，上記チャンバ２１は接地されている。こ
れにより，上記アノード４は，上記冷却板８，上記ガス
チャネル６，上記伝熱ロッド３２，上記ボルト７を介し
てＲＦ電位が付与されるとともに，チャンバ２１には接
地電位が付与されることとなる。また，上記プラズマ処
理空間２は，上記アノード４と，ウェハなどの被処理物
Ｗが載置され，ＲＦ電源２５に接続されるカソード２４
とで挟まれた領域として形成されている。
【０００４】以上のようなプラズマ処理装置Ｚ０の動作
を簡単に説明する。プラズマ発生空間１内に不活性ガス
が供給され，ＲＦ電源１０ａが作動されて上記アンテナ
９からＲＦ交番磁界が印加されると，同心円状の溝形状
に構成された上記プラズマ発生空間１内において，電子
が誘導結合し，高密度プラズマが形成される（ＩＣＰ：
Inductive Coupled Plasma）。その一方，高速電子は曲
率ある壁面に吸収消滅され，比較的低温で高密度の不活
性ガスプラズマ（ＨＤＰ：High Density Plasma ）が形
成される。このプラズマ発生空間１内で発生したプラズ
マは，上記プラズマ処理空間２に拡散する。更に，ＲＦ
電源２５を作動させると，プラズマ処理空間２にもカソ
ード２４及びアノード４を介してＲＦ電界が印加され，
容量結合（ＣＣＰ：Charge Coupled Plasma ）によるプ
ラズマ発生が行われ，供給口１４から供給された反応性
ガスが励起・解離され，プラズマ処理空間２内に載置さ
れたウェハＷは高密度プラズマより供給される不活性ガ
スのイオンと上記反応性ラジカルとのバランスによる反
応性イオンアシスト反応に基づきエッチング処理され
る。
を簡単に説明する。プラズマ発生空間１内に不活性ガス
が供給され，ＲＦ電源１０ａが作動されて上記アンテナ
９からＲＦ交番磁界が印加されると，同心円状の溝形状
に構成された上記プラズマ発生空間１内において，電子
が誘導結合し，高密度プラズマが形成される（ＩＣＰ：
Inductive Coupled Plasma）。その一方，高速電子は曲
率ある壁面に吸収消滅され，比較的低温で高密度の不活
性ガスプラズマ（ＨＤＰ：High Density Plasma ）が形
成される。このプラズマ発生空間１内で発生したプラズ
マは，上記プラズマ処理空間２に拡散する。更に，ＲＦ
電源２５を作動させると，プラズマ処理空間２にもカソ
ード２４及びアノード４を介してＲＦ電界が印加され，
容量結合（ＣＣＰ：Charge Coupled Plasma ）によるプ
ラズマ発生が行われ，供給口１４から供給された反応性
ガスが励起・解離され，プラズマ処理空間２内に載置さ
れたウェハＷは高密度プラズマより供給される不活性ガ
スのイオンと上記反応性ラジカルとのバランスによる反
応性イオンアシスト反応に基づきエッチング処理され
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで，従来では，
上記のとおり，上記ボルト７の頭部は，反応影響とプラ
ズマへの特異点影響を低減するためにＳｉのカバー１５
で覆われた構造となっていた。この構造では，カバー１
５は真空雰囲気に曝されているため，冷却効率が悪く，
激しい温度上昇がなされ，時として５００℃以上の温度
にまで昇温されることとなる。このカバー１５の熱は，
輻射の形態にて伝播されるため，対向する位置に配され
たウェハなどの被処理物Ｗ上のレジスト部が局部的に焼
けたりする状況や，エッチング局部変動への影響などが
発生し易い。更に，上記カバー１５の付根部分はプラズ
マが回り込み難く，バイアス印加しても局部的にデポ膜
が残り易い問題があった。更には，熱膨張・収縮により
上記カバー１５自体の破損を引き起こしたり，上記ボル
ト７の締まりがきつくなり，その着脱が困難になる，と
いった機械的な構造問題を引き起こす場合があった。
上記のとおり，上記ボルト７の頭部は，反応影響とプラ
ズマへの特異点影響を低減するためにＳｉのカバー１５
で覆われた構造となっていた。この構造では，カバー１
５は真空雰囲気に曝されているため，冷却効率が悪く，
激しい温度上昇がなされ，時として５００℃以上の温度
にまで昇温されることとなる。このカバー１５の熱は，
輻射の形態にて伝播されるため，対向する位置に配され
たウェハなどの被処理物Ｗ上のレジスト部が局部的に焼
けたりする状況や，エッチング局部変動への影響などが
発生し易い。更に，上記カバー１５の付根部分はプラズ
マが回り込み難く，バイアス印加しても局部的にデポ膜
が残り易い問題があった。更には，熱膨張・収縮により
上記カバー１５自体の破損を引き起こしたり，上記ボル
ト７の締まりがきつくなり，その着脱が困難になる，と
いった機械的な構造問題を引き起こす場合があった。
【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり，その目的とするところは，アノードがボルトによ
ってロッド状構造物に対して固定されており，且つボル
トの頭部がＳｉのカバーで覆われていたというような従
来の構造に比して，被処理物に対向する部材の温度分布
の均一化を成し遂げ，従来の構造において発生しうる被
処理物の局部的な焼損や，被処理物のエッチング局部変
動等の諸問題の解消されたプラズマ処理装置を提供する
ことである。
あり，その目的とするところは，アノードがボルトによ
ってロッド状構造物に対して固定されており，且つボル
トの頭部がＳｉのカバーで覆われていたというような従
来の構造に比して，被処理物に対向する部材の温度分布
の均一化を成し遂げ，従来の構造において発生しうる被
処理物の局部的な焼損や，被処理物のエッチング局部変
動等の諸問題の解消されたプラズマ処理装置を提供する
ことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に，本発明は，ベース構造物に，伝熱性のロッド状構造
物を嵌設し，上記ベース構造物の下方に電極部材が配設
されてなり，上記電極部材が容器の内壁の一部を構成
し，上記容器内部に所定のガスを導入し，上記電極部材
に高周波を印加して上記ガスより上記容器内部にプラズ
マを形成し，上記容器内部で且つ上記電極に対向する位
置に配された被処理物にプラズマ処理を施すプラズマ処
理装置において，上記ベース構造物と上記電極部材とに
埋設された連結部材にて上記ベース構造物と上記電極部
材とを連結し，且つ上記被処理物に対向する上記容器内
部の面を平坦に形成したことを特徴とするプラズマ処理
装置として構成されている。これにより，ベース構造物
と電極部材とを連結する連結部材が容器内部に突出する
ような形態にすることなく，被処理物に対向する容器内
部の面が平坦に形成されるため，被処理物に対向する面
上での局部的な熱上昇をなくし熱分布を均一化すること
ができるため，被処理物の局部的な焼損や，被処理物の
エッチング局部変動等といった問題を解消することが可
能となる。
に，本発明は，ベース構造物に，伝熱性のロッド状構造
物を嵌設し，上記ベース構造物の下方に電極部材が配設
されてなり，上記電極部材が容器の内壁の一部を構成
し，上記容器内部に所定のガスを導入し，上記電極部材
に高周波を印加して上記ガスより上記容器内部にプラズ
マを形成し，上記容器内部で且つ上記電極に対向する位
置に配された被処理物にプラズマ処理を施すプラズマ処
理装置において，上記ベース構造物と上記電極部材とに
埋設された連結部材にて上記ベース構造物と上記電極部
材とを連結し，且つ上記被処理物に対向する上記容器内
部の面を平坦に形成したことを特徴とするプラズマ処理
装置として構成されている。これにより，ベース構造物
と電極部材とを連結する連結部材が容器内部に突出する
ような形態にすることなく，被処理物に対向する容器内
部の面が平坦に形成されるため，被処理物に対向する面
上での局部的な熱上昇をなくし熱分布を均一化すること
ができるため，被処理物の局部的な焼損や，被処理物の
エッチング局部変動等といった問題を解消することが可
能となる。
【０００８】更に，上記連結部材としては，少なくとも
ボルトとナットからなるものであって，上記電極部材と
上記ベース構造物とにそれぞれに穿設された孔に上記ボ
ルトと上記ナットを嵌挿させたうえ互いを締着してな
り，上記電極部材の上記孔の被処理物側の開口を塞ぐよ
う，上記電極部材に導電性部材を接着してなる構成とす
ることが望ましい。更に，上記ロッド状構造物と上記電
極部材との間に弾性部材を敷設してなる構成としてもよ
い。上記連結部材での締めつけの際に上記ロッド状構造
物と上記電極部材との間に発生する押圧力を調整し，こ
こでの不必要な機械的な応力を低減し，各部材の破損等
を防止することができる。また，上記の弾性部材は伝熱
性，導電性の兼ね備えたもの，あるいは伝熱性，導電性
を個々に有する複数個のものであり，上記電極部材への
ＲＦ電力の供給とその冷却を十分に行うことができる。
更に，上記連結部材に弾性部材を嵌挿してなる構成とし
てもよい。この構成により，上記連結部材での上記ベー
ス構造物，上記電極部材の締付力，ひいては上記ベース
構造物と上記電極部材との間の押圧力を調整可能とする
ことができ，上記連結部材での締めつけの際に上記ベー
ス構造物，上記電極部材，あるいは上記連結部材自体に
発生する不必要な機械的な応力を低減し，各部材の破損
等を防止するよう適宜調整することができる。更に，上
記ベース構造物の上方に，冷却流路が内設された冷却板
を敷設してなる構成としてもよい。冷却流路が内設され
た冷却板でもって，直接的に上記ベース構造物，あるい
は上記ロッド状構造物を冷却することができ，上記ベー
ス構造物，あるいは上記ロッド状構造物の冷却が促進さ
れ，ひいては上記電極部材の冷却が効率的に行われるこ
ととなる。更に，上記ロッド状構造物に，スリットを形
成してなる構成としてもよい。スリットの存在にて，上
記ロッド状構造物の伝熱の効率を低下させることなく，
この上記ロッド状構造物と誘導結合アンテナで発生する
誘導磁界が結合してしまう，いわゆる誘導結合ロスを低
減することができる。
ボルトとナットからなるものであって，上記電極部材と
上記ベース構造物とにそれぞれに穿設された孔に上記ボ
ルトと上記ナットを嵌挿させたうえ互いを締着してな
り，上記電極部材の上記孔の被処理物側の開口を塞ぐよ
う，上記電極部材に導電性部材を接着してなる構成とす
ることが望ましい。更に，上記ロッド状構造物と上記電
極部材との間に弾性部材を敷設してなる構成としてもよ
い。上記連結部材での締めつけの際に上記ロッド状構造
物と上記電極部材との間に発生する押圧力を調整し，こ
こでの不必要な機械的な応力を低減し，各部材の破損等
を防止することができる。また，上記の弾性部材は伝熱
性，導電性の兼ね備えたもの，あるいは伝熱性，導電性
を個々に有する複数個のものであり，上記電極部材への
ＲＦ電力の供給とその冷却を十分に行うことができる。
更に，上記連結部材に弾性部材を嵌挿してなる構成とし
てもよい。この構成により，上記連結部材での上記ベー
ス構造物，上記電極部材の締付力，ひいては上記ベース
構造物と上記電極部材との間の押圧力を調整可能とする
ことができ，上記連結部材での締めつけの際に上記ベー
ス構造物，上記電極部材，あるいは上記連結部材自体に
発生する不必要な機械的な応力を低減し，各部材の破損
等を防止するよう適宜調整することができる。更に，上
記ベース構造物の上方に，冷却流路が内設された冷却板
を敷設してなる構成としてもよい。冷却流路が内設され
た冷却板でもって，直接的に上記ベース構造物，あるい
は上記ロッド状構造物を冷却することができ，上記ベー
ス構造物，あるいは上記ロッド状構造物の冷却が促進さ
れ，ひいては上記電極部材の冷却が効率的に行われるこ
ととなる。更に，上記ロッド状構造物に，スリットを形
成してなる構成としてもよい。スリットの存在にて，上
記ロッド状構造物の伝熱の効率を低下させることなく，
この上記ロッド状構造物と誘導結合アンテナで発生する
誘導磁界が結合してしまう，いわゆる誘導結合ロスを低
減することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して，本発明
の実施の形態及び実施例につき説明し，本発明の理解に
供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は，本発明を
具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定す
る性格のものではない。ここに，図１は本発明の実施の
形態に係るプラズマ処理装置Ｚ１の概略構成を示す縦断
面図，図２は図１における連結部材１００近傍の拡大
図，図３は図１における伝熱ロッド３２の拡大図であ
る。
の実施の形態及び実施例につき説明し，本発明の理解に
供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は，本発明を
具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定す
る性格のものではない。ここに，図１は本発明の実施の
形態に係るプラズマ処理装置Ｚ１の概略構成を示す縦断
面図，図２は図１における連結部材１００近傍の拡大
図，図３は図１における伝熱ロッド３２の拡大図であ
る。
【００１０】本実施の形態に係るプラズマ処理装置Ｚ１
は，図１に示すような概略構成を有する。このプラズマ
処理装置Ｚ１のプラズマ処理装置としての基本構成は，
上記従来のプラズマ処理装置Ｚ０とほぼ同様であるた
め，略同一の構成については同符号を付し，その説明は
省略する。以下，上記従来のプラズマ処理装置Ｚ０との
相違部分を中心にその構成について詳述する。
は，図１に示すような概略構成を有する。このプラズマ
処理装置Ｚ１のプラズマ処理装置としての基本構成は，
上記従来のプラズマ処理装置Ｚ０とほぼ同様であるた
め，略同一の構成については同符号を付し，その説明は
省略する。以下，上記従来のプラズマ処理装置Ｚ０との
相違部分を中心にその構成について詳述する。
【００１１】本プラズマ処理装置Ｚ１が従来のプラズマ
処理装置と異なるのは，図１，図２に示すように，ボル
ト７がプラズマ発生キャビティ３内とベース構造物３１
に埋設され，被処理物Ｗの対向する部分には，従来には
あったボルト７のカバー１５が取り除かれ，替わって平
坦なアノード４のみが配されるように構成されている点
である。更に，従来のプラズマ処理装置として，図４で
示したものはガスチャネル６の上面側に冷却板８が結合
されており，上記冷却板８とベース構造物３１，伝熱ロ
ッド３２との間にはガスチャネル６が介在しているが，
この上記ガスチャネル６と冷却板８の配置を上下逆と
し，本プラズマ処理装置Ｚ１では，上記ベース構造物３
１，ひいては伝熱ロッド３２の上方に，直接，冷却流路
が内設された冷却板８を敷設した構成としている。ま
た，従来のプラズマ処理装置として，図４で示したもの
は上記ボルト７によって上記ベース構造物３１の上記伝
熱ロッド３２に対して固定されているが，本プラズマ処
理装置Ｚ１では，上記ボルト７によって上記ベース構造
物３１自体に対して固定されている。
処理装置と異なるのは，図１，図２に示すように，ボル
ト７がプラズマ発生キャビティ３内とベース構造物３１
に埋設され，被処理物Ｗの対向する部分には，従来には
あったボルト７のカバー１５が取り除かれ，替わって平
坦なアノード４のみが配されるように構成されている点
である。更に，従来のプラズマ処理装置として，図４で
示したものはガスチャネル６の上面側に冷却板８が結合
されており，上記冷却板８とベース構造物３１，伝熱ロ
ッド３２との間にはガスチャネル６が介在しているが，
この上記ガスチャネル６と冷却板８の配置を上下逆と
し，本プラズマ処理装置Ｚ１では，上記ベース構造物３
１，ひいては伝熱ロッド３２の上方に，直接，冷却流路
が内設された冷却板８を敷設した構成としている。ま
た，従来のプラズマ処理装置として，図４で示したもの
は上記ボルト７によって上記ベース構造物３１の上記伝
熱ロッド３２に対して固定されているが，本プラズマ処
理装置Ｚ１では，上記ボルト７によって上記ベース構造
物３１自体に対して固定されている。
【００１２】図２に示すように，電極部材である低導電
性Ｓｉのプラズマ発生キャビティ３は，下面側にボルト
用穴１０１が形成されており，ここにアルミ製の長玉状
の座１０２を挟み，長玉状のアルミ製ナット１０３が配
置される。また，その上記プラズマ発生キャビティ３の
上記ボルト用穴１０１に対向する位置のベース構造物３
１に，やはりボルト用穴１０４が形成されている。ボル
ト７はその上記ボルト用穴１０４のプラズマ発生キャビ
ティ３側とは反対方向の大径の開口から挿入され，その
先端がプラズマ発生キャビティ３の上記ボルト用穴１０
１にまでさし込まれる状態にて，上記ナット１０３と締
結されることになる（また，締結後，閉塞部材１０７に
てボルト７の上方の開口は閉塞される）。尚，上記ナッ
ト１０３と上記ボルト用穴１０１との間隙にはポリイミ
ド性シート１０５が置かれ，ボルト連結での局部当たり
を吸収させてある。また，プラズマ発生キャビティ３の
被処理物Ｗに対向する平面には，プラズマ発生キャビテ
ィ３とほぼ同質の低導電性Ｓｉからなるアノード４を，
導電性接着材を配したポリイミド系耐熱接着材で接着し
ている。被処理物Ｗに対向する部材はアノード４という
こととなるが，その表面には従来のようなボルト７のカ
バー１５も無く，被処理物Ｗに対向する容器内部の面は
平坦に構成されることとなる。また，これで，ベース構
造物３１と電極部材であるプラズマ発生キャビティ３と
が連結して，更にプラズマ発生キャビティ３に接着され
たアノード４とともに，一体的に構成され，一括での着
脱が可能となる。そして，被処理物に対向する容器内部
の面が平坦に形成されるため，被処理物に対向する面上
での局部的な熱上昇をなくし熱分布を均一化することが
できるため，被処理物の局部的な焼損や，被処理物のエ
ッチング局部変動等といった従来の問題を解消すること
が可能となる。
性Ｓｉのプラズマ発生キャビティ３は，下面側にボルト
用穴１０１が形成されており，ここにアルミ製の長玉状
の座１０２を挟み，長玉状のアルミ製ナット１０３が配
置される。また，その上記プラズマ発生キャビティ３の
上記ボルト用穴１０１に対向する位置のベース構造物３
１に，やはりボルト用穴１０４が形成されている。ボル
ト７はその上記ボルト用穴１０４のプラズマ発生キャビ
ティ３側とは反対方向の大径の開口から挿入され，その
先端がプラズマ発生キャビティ３の上記ボルト用穴１０
１にまでさし込まれる状態にて，上記ナット１０３と締
結されることになる（また，締結後，閉塞部材１０７に
てボルト７の上方の開口は閉塞される）。尚，上記ナッ
ト１０３と上記ボルト用穴１０１との間隙にはポリイミ
ド性シート１０５が置かれ，ボルト連結での局部当たり
を吸収させてある。また，プラズマ発生キャビティ３の
被処理物Ｗに対向する平面には，プラズマ発生キャビテ
ィ３とほぼ同質の低導電性Ｓｉからなるアノード４を，
導電性接着材を配したポリイミド系耐熱接着材で接着し
ている。被処理物Ｗに対向する部材はアノード４という
こととなるが，その表面には従来のようなボルト７のカ
バー１５も無く，被処理物Ｗに対向する容器内部の面は
平坦に構成されることとなる。また，これで，ベース構
造物３１と電極部材であるプラズマ発生キャビティ３と
が連結して，更にプラズマ発生キャビティ３に接着され
たアノード４とともに，一体的に構成され，一括での着
脱が可能となる。そして，被処理物に対向する容器内部
の面が平坦に形成されるため，被処理物に対向する面上
での局部的な熱上昇をなくし熱分布を均一化することが
できるため，被処理物の局部的な焼損や，被処理物のエ
ッチング局部変動等といった従来の問題を解消すること
が可能となる。
【００１３】また，図３に示すとおり，この伝熱ロッド
３２の下面には伝熱特性の高いシリコーン伝熱ゴム１０
８が貼付けられ，端の一部には電気伝導性が高い特殊シ
リコーンゴム１０９が取付けられている。これら，弾性
部材のシリコーン伝熱ゴム１０８，特殊シリコーンゴム
１０９の装着にて，多数ロッドの長さ精度などの機械精
度に依存するプラズマ発生キャビティ３と伝熱ロッド３
２の接触クリアランスのバラツキを吸収しうる。また，
上記シリコーン伝熱ゴム１０８の伝熱性，上記特殊シリ
コーンゴム１０９の導電性により，上記伝熱ロッド３
２，ひいてはその下方のプラズマ発生キャビティ３への
ＲＦ電力の供給とその冷却を十分に行うことができる。
以上の構造にて，プラズマ発生キャビティ３との熱伝達
とＲＦ電気接触を確保しつつ，プラズマ発生キャビティ
３を取付けるボルト７をプラズマに接しないプラズマ発
生キャビティ３の，被対象物Ｗの位置する側との反対側
から挿入でき，着脱容易で，ボルト７のカバー１５を排
したプラズマ発生キャビティ３構造が実現できた。加え
て，ベース構造物３１とプラズマ発生キャビティ３を連
結するボルト７にメタルＣリングや皿バネなどの歪み吸
収構造１０６を配することで，ベース構造物３１・伝熱
ロッド３２・プラズマ発生キャビティ３など（特にはベ
ース構造物３１とプラズマ発生キャビティ３）の構造部
品の機械寸法上の精度バラツキを吸収し，単純にボルト
連結する場合に比べ，プラズマ発生キャビティ３のボル
ト７による締めつけや，真空排気での真空差圧荷重に対
する部分偏荷重を軽減し，各部材の破損，特には，脆性
材料である低電導性Ｓｉからなるプラズマ発生キャビテ
ィ３の破損を防止できる。更に，上記ベース構造物３
１，ひいては伝熱ロッド３２の上方に，冷却流路が内設
された冷却板８を敷設してなる構成としているので，伝
熱ロッド３２の直接的な冷却，ひいては上記プラズマ発
生キャビティ３の冷却が効率的に行われることとなる。
尚，この実施例のように，冷却板８に内設された冷却流
路に連通する冷却流路が伝熱ロッド３２にも内設されて
なることが望ましい。一方，従来と同様，上記アンテナ
９からＲＦ交番磁界が印加されると，同心円状の溝形状
に構成された上記プラズマ発生空間１内において，電子
が誘導結合しプラズマが形成される。ただし，このと
き，従来の構造での伝熱ロッド３２においては，いわゆ
る誘導結合ロスを引き起こし，更に，伝熱ロッド３２と
の部分的な結合はプラズマ不均一（伝熱ロッド３２近傍
の誘導磁界が伝熱ロッド３２との結合で部分浪費される
ことで伝熱ロッド３２近傍のプラズマ密度が低下する）
を引き起こす。この影響を低減するために周状に分割配
置された伝熱ロッド３２には部分的に（アンテナ９と直
角な方向に）スリットを設けることで伝熱ロッド３２部
の誘導結合は低減され，よりプラズマの均一化が図られ
た。
３２の下面には伝熱特性の高いシリコーン伝熱ゴム１０
８が貼付けられ，端の一部には電気伝導性が高い特殊シ
リコーンゴム１０９が取付けられている。これら，弾性
部材のシリコーン伝熱ゴム１０８，特殊シリコーンゴム
１０９の装着にて，多数ロッドの長さ精度などの機械精
度に依存するプラズマ発生キャビティ３と伝熱ロッド３
２の接触クリアランスのバラツキを吸収しうる。また，
上記シリコーン伝熱ゴム１０８の伝熱性，上記特殊シリ
コーンゴム１０９の導電性により，上記伝熱ロッド３
２，ひいてはその下方のプラズマ発生キャビティ３への
ＲＦ電力の供給とその冷却を十分に行うことができる。
以上の構造にて，プラズマ発生キャビティ３との熱伝達
とＲＦ電気接触を確保しつつ，プラズマ発生キャビティ
３を取付けるボルト７をプラズマに接しないプラズマ発
生キャビティ３の，被対象物Ｗの位置する側との反対側
から挿入でき，着脱容易で，ボルト７のカバー１５を排
したプラズマ発生キャビティ３構造が実現できた。加え
て，ベース構造物３１とプラズマ発生キャビティ３を連
結するボルト７にメタルＣリングや皿バネなどの歪み吸
収構造１０６を配することで，ベース構造物３１・伝熱
ロッド３２・プラズマ発生キャビティ３など（特にはベ
ース構造物３１とプラズマ発生キャビティ３）の構造部
品の機械寸法上の精度バラツキを吸収し，単純にボルト
連結する場合に比べ，プラズマ発生キャビティ３のボル
ト７による締めつけや，真空排気での真空差圧荷重に対
する部分偏荷重を軽減し，各部材の破損，特には，脆性
材料である低電導性Ｓｉからなるプラズマ発生キャビテ
ィ３の破損を防止できる。更に，上記ベース構造物３
１，ひいては伝熱ロッド３２の上方に，冷却流路が内設
された冷却板８を敷設してなる構成としているので，伝
熱ロッド３２の直接的な冷却，ひいては上記プラズマ発
生キャビティ３の冷却が効率的に行われることとなる。
尚，この実施例のように，冷却板８に内設された冷却流
路に連通する冷却流路が伝熱ロッド３２にも内設されて
なることが望ましい。一方，従来と同様，上記アンテナ
９からＲＦ交番磁界が印加されると，同心円状の溝形状
に構成された上記プラズマ発生空間１内において，電子
が誘導結合しプラズマが形成される。ただし，このと
き，従来の構造での伝熱ロッド３２においては，いわゆ
る誘導結合ロスを引き起こし，更に，伝熱ロッド３２と
の部分的な結合はプラズマ不均一（伝熱ロッド３２近傍
の誘導磁界が伝熱ロッド３２との結合で部分浪費される
ことで伝熱ロッド３２近傍のプラズマ密度が低下する）
を引き起こす。この影響を低減するために周状に分割配
置された伝熱ロッド３２には部分的に（アンテナ９と直
角な方向に）スリットを設けることで伝熱ロッド３２部
の誘導結合は低減され，よりプラズマの均一化が図られ
た。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように，本発明は，ベース
構造物に，伝熱性のロッド状構造物を嵌設し，上記ベー
ス構造物の下方に電極部材が配設されてなり，上記電極
部材が容器の内壁の一部を構成し，上記容器内部に所定
のガスを導入し，上記電極部材に高周波を印加して上記
ガスより上記容器内部にプラズマを形成し，上記容器内
部で且つ上記電極に対向する位置に配された被処理物に
プラズマ処理を施すプラズマ処理装置において，上記ベ
ース構造物と上記電極部材とに埋設された連結部材にて
上記ベース構造物と上記電極部材とを連結し，且つ上記
被処理物に対向する上記容器内部の面を平坦に形成した
ことを特徴とするプラズマ処理装置として構成されてい
る。これにより，ベース構造物と電極部材とを連結する
連結部材が容器内部に突出するような形態にすることな
く，被処理物に対向する容器内部の面が平坦に形成され
るため，被処理物に対向する面上での局部的な熱上昇を
なくし熱分布を均一化することができるため，被処理物
の局部的な焼損や，被処理物のエッチング局部変動等と
いった問題を解消することが可能となる。
構造物に，伝熱性のロッド状構造物を嵌設し，上記ベー
ス構造物の下方に電極部材が配設されてなり，上記電極
部材が容器の内壁の一部を構成し，上記容器内部に所定
のガスを導入し，上記電極部材に高周波を印加して上記
ガスより上記容器内部にプラズマを形成し，上記容器内
部で且つ上記電極に対向する位置に配された被処理物に
プラズマ処理を施すプラズマ処理装置において，上記ベ
ース構造物と上記電極部材とに埋設された連結部材にて
上記ベース構造物と上記電極部材とを連結し，且つ上記
被処理物に対向する上記容器内部の面を平坦に形成した
ことを特徴とするプラズマ処理装置として構成されてい
る。これにより，ベース構造物と電極部材とを連結する
連結部材が容器内部に突出するような形態にすることな
く，被処理物に対向する容器内部の面が平坦に形成され
るため，被処理物に対向する面上での局部的な熱上昇を
なくし熱分布を均一化することができるため，被処理物
の局部的な焼損や，被処理物のエッチング局部変動等と
いった問題を解消することが可能となる。
【００１５】更に，上記連結部材としては，少なくとも
ボルトとナットからなるものであって，上記電極部材と
上記ベース構造物とにそれぞれに穿設された孔に上記ボ
ルトと上記ナットを嵌挿させたうえ互いを締着してな
り，上記電極部材の上記孔の被処理物側の開口を塞ぐよ
う，上記電極部材に導電性部材を接着してなる構成とす
ることが望ましい。更に，上記ロッド状構造物と上記電
極部材との間に弾性部材を敷設してなる構成としてもよ
い。上記連結部材での締めつけの際に上記ベース構造物
と上記電極部材との間に発生する押圧力を調整し，ここ
での不必要な機械的な応力を低減し，各部材の破損等を
防止することができる。また，上記の弾性部材は伝熱
性，導電性の兼ね備えたもの，あるいは伝熱性，導電性
を個々に有する複数個のものであり，上記電極部材への
ＲＦ電力の供給とその冷却を十分に行うことができる。
更に，上記連結部材に弾性部材を嵌挿してなる構成とし
てもよい。この構成により，上記連結部材での上記ベー
ス構造物，上記電極部材の締付力，ひいては上記ベース
構造物と上記電極部材との間の押圧力を調整可能とする
ことができ，上記連結部材での締めつけの際に上記ベー
ス構造物，上記電極部材，あるいは上記連結部材自体に
発生する不必要な機械的な応力を低減し，各部材の破損
等を防止するよう適宜調整することができる。更に，上
記ベース構造物の上方に，冷却流路が内設された冷却板
を敷設してなる構成としてもよい。冷却流路が内設され
た冷却板でもって，直接的に上記ベース構造物，あるい
は上記ロッド状構造物を冷却することができ，上記ベー
ス構造物，あるいは上記ロッド状構造物の冷却が促進さ
れ，ひいては上記電極部材の冷却が効率的に行われるこ
ととなる。更に，上記ロッド状構造物に，スリットを形
成してなる構成としてもよい。スリットの存在にて，上
記ロッド状構造物の伝熱の効率を低下させることなく，
この上記ロッド状構造物と誘導結合アンテナで発生する
誘導磁界が結合してしまう，いわゆる誘導結合ロスを低
減することができる。
ボルトとナットからなるものであって，上記電極部材と
上記ベース構造物とにそれぞれに穿設された孔に上記ボ
ルトと上記ナットを嵌挿させたうえ互いを締着してな
り，上記電極部材の上記孔の被処理物側の開口を塞ぐよ
う，上記電極部材に導電性部材を接着してなる構成とす
ることが望ましい。更に，上記ロッド状構造物と上記電
極部材との間に弾性部材を敷設してなる構成としてもよ
い。上記連結部材での締めつけの際に上記ベース構造物
と上記電極部材との間に発生する押圧力を調整し，ここ
での不必要な機械的な応力を低減し，各部材の破損等を
防止することができる。また，上記の弾性部材は伝熱
性，導電性の兼ね備えたもの，あるいは伝熱性，導電性
を個々に有する複数個のものであり，上記電極部材への
ＲＦ電力の供給とその冷却を十分に行うことができる。
更に，上記連結部材に弾性部材を嵌挿してなる構成とし
てもよい。この構成により，上記連結部材での上記ベー
ス構造物，上記電極部材の締付力，ひいては上記ベース
構造物と上記電極部材との間の押圧力を調整可能とする
ことができ，上記連結部材での締めつけの際に上記ベー
ス構造物，上記電極部材，あるいは上記連結部材自体に
発生する不必要な機械的な応力を低減し，各部材の破損
等を防止するよう適宜調整することができる。更に，上
記ベース構造物の上方に，冷却流路が内設された冷却板
を敷設してなる構成としてもよい。冷却流路が内設され
た冷却板でもって，直接的に上記ベース構造物，あるい
は上記ロッド状構造物を冷却することができ，上記ベー
ス構造物，あるいは上記ロッド状構造物の冷却が促進さ
れ，ひいては上記電極部材の冷却が効率的に行われるこ
ととなる。更に，上記ロッド状構造物に，スリットを形
成してなる構成としてもよい。スリットの存在にて，上
記ロッド状構造物の伝熱の効率を低下させることなく，
この上記ロッド状構造物と誘導結合アンテナで発生する
誘導磁界が結合してしまう，いわゆる誘導結合ロスを低
減することができる。
【図１】 本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置
Ｚ１の概略構成を示す縦断面図。
Ｚ１の概略構成を示す縦断面図。
【図２】 図１における連結部材１００近傍の拡大図。
【図３】 図１における伝熱ロッド３２の拡大図。
【図４】 従来技術に係るプラズマ処理装置Ｚ０の概略
構成を示す縦断面図。
構成を示す縦断面図。
４…アノード電極 ２１…チャンバ ２２…ルーフベース ５１…温度調節ユニット ５１ａ…突出部 ５４…絶縁部材 ５６…ヒータ ７１…大気圧空間 １００…連結部材 １０１…ボルト用穴 １０２…座 １０３…ナット １０４…ボルト用穴 １０５…ポリイミド性シート １０６…歪み吸収構造 １０７…閉塞部材 １０８…シリコーン伝熱ゴム １０９…特殊シリコーンゴム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G075 AA30 AA63 BC06 BD14 CA03 CA25 CA62 CA63 EA05 EB41 EE23 FC11 5F004 AA01 BA20 BB13 BB28 BB29 CA06
Claims (6)
- 【請求項１】 ベース構造物に，伝熱性のロッド状構造
物を嵌設し，上記ベース構造物の下方に電極部材が配設
されてなり，上記電極部材が容器の内壁の一部を構成
し，上記容器内部に所定のガスを導入し，上記電極部材
に高周波を印加して上記ガスより上記容器内部にプラズ
マを形成し，上記容器内部で且つ上記電極に対向する位
置に配された被処理物にプラズマ処理を施すプラズマ処
理装置において，上記ベース構造物と上記電極部材とに
埋設された連結部材にて上記ベース構造物と上記電極部
材とを連結し，且つ上記被処理物に対向する上記容器内
部の面を平坦に形成したことを特徴とするプラズマ処理
装置。 - 【請求項２】 上記連結部材が少なくともボルトとナッ
トからなるものであって，上記電極部材と上記ベース構
造物とにそれぞれに穿設された孔に上記ボルトと上記ナ
ットを嵌挿させたうえ互いを締着してなり，上記電極部
材の上記孔の被処理物側の開口を塞ぐよう，上記電極部
材に導電性部材を接着してなる請求項１記載のプラズマ
処理装置。 - 【請求項３】 上記ロッド状構造物と上記電極部材との
間に弾性部材を敷設してなる請求項１又は２記載のプラ
ズマ処理装置。 - 【請求項４】 上記連結部材に弾性部材を嵌挿してなる
請求項１乃至３記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項５】 上記ベース構造物の上方に，冷却流路が
内設された冷却板を敷設してなる請求項１乃至４記載の
プラズマ処理装置。 - 【請求項６】 上記ロッド状構造物に，スリットを形成
してなる請求項１乃至５記載のプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000052643A JP2001244242A (ja) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000052643A JP2001244242A (ja) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001244242A true JP2001244242A (ja) | 2001-09-07 |
Family
ID=18574126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000052643A Pending JP2001244242A (ja) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001244242A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009239067A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Tokyo Electron Ltd | 結合部材およびプラズマ処理装置 |
| JP2011501412A (ja) * | 2007-10-12 | 2011-01-06 | ラム リサーチ コーポレーション | シャワーヘッド電極アセンブリ及びそれを組み入れたプラズマ処理チャンバ |
-
2000
- 2000-02-29 JP JP2000052643A patent/JP2001244242A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011501412A (ja) * | 2007-10-12 | 2011-01-06 | ラム リサーチ コーポレーション | シャワーヘッド電極アセンブリ及びそれを組み入れたプラズマ処理チャンバ |
| JP2009239067A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Tokyo Electron Ltd | 結合部材およびプラズマ処理装置 |
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