JP2002141337A - プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラズマ照射下においても、基板の温度上昇
が僅かであるようなプラズマ処理装置及びプラズマ処理
方法を提供する。 【解決手段】 真空室内にガスを供給しつつ上記真空室
内を排気し、上記真空室内を所定の圧力に制御しながら
上記真空室内にプラズマを発生させ、基板電極に載置さ
れた基板を処理してエッチング、堆積、表面改質等のプ
ラズマ処理を行うときクランプリング８の上部を被うク
ランプリング断熱部材１３によりクランプリング８への
直接的なプラズマ照射を遮り、直接的なプラズマ照射に
よるクランプリング８の温度上昇を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体等の電子デ
バイスやマイクロマシンの製造を行うためのプラズマ処
理装置及びプラズマ処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のプラズマ処理装置の一例を図７及
び図８に示す。図７において、真空室１内にガス供給装
置２から所定のガスを導入しつつ排気装置としてのポン
プ３により排気を行い、真空室１内を所定の圧力に保ち
ながら、上部電極用高周波電源４により高周波電力を、
真空室１の上壁部５上に配置された上部電極６に供給す
る。その結果、真空室１内にプラズマが発生し、昇降部
材７に接続されたクランプリング８により基板電極９上
に固定された基板１０に対してエッチング、堆積、又
は、表面改質等のプラズマ処理を行うことができる。こ
のとき、図７に示すように、基板電極９に、整合回路１
１を介して基板電極用高周波電源１２により高周波電力
を供給することで、基板１０に到達するイオンエネルギ
ーを制御することができる。なお、この方式のプラズマ
処理装置は、特開平８−８３６９６号公報及び特開平９
−８２６９２号公報に詳しく述べられている。

【０００３】図８に、昇降部材７、クランプリング８、
基板電極９及び基板１０の詳細図を示す。昇降部材７と
クランプリング８はねじなどで固定され、昇降部材７は
ステッピングモータなどで制御される下部の可動部と接
続されている。ステッピングモータなどの駆動により、
可動部を通じ昇降部材７を上下に移動させることによっ
てクランプリング８が上下に移動し、クランプリング８
が下降するとき基板１０を基板電極９に押え付けること
により、基板１０は基板電極９に固定される。基板１０
の固定を行うことにより処理中の基板１０の移動が防止
されるとともに、基板１０と基板電極９の熱伝導性が高
まるため、外部に接続された循環液体などを用いて基板
電極９の温度制御を行うことにより、基板１０の温度が
プラズマにより上昇することを低減することができる。
また、固定した状態で基板１０と基板電極９の間にヘリ
ウムガスを数百Ｐａ溜めることで、基板１０と基板電極
９の間の熱伝達効果をさらに高めることができ、基板１
０の温度制御をより正確に行うことも可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７と
図８に示した従来の方式では、基板１０の温度上昇を抑
制できないという問題点があった。以下で、このことに
ついて図７と図８を参照し詳しく説明する。

【０００５】従来の方式においては、基板電極９の外部
から内部に循環液体を流通させて外部で循環液体の温度
を制御し、かつ、真空では熱伝導が起こらないため、基
板１０と基板電極９間の熱伝導効果を高めるためにヘリ
ウムガス等を流通させるという対策が用いられるが、こ
こでこれら２つの対策を施すためには基板１０と基板電
極９を確実に固定する必要がある。

【０００６】しかしながら、図７、図８に示した従来の
基板保持機構では、基板１０を固定するためのクランプ
リング８が直接プラズマ照射を受け続けるため、クラン
プリング８の温度が上昇してしまい、基板１０の温度を
上昇させることになる。クランプリング８は、基板１０
を基板電極９に固定する目的のため基板１０に密接して
おり、また、プラズマ処理が完了すると交換される基板
１０と異なり、常に真空室１内で何度もプラズマ照射さ
れるために基板１０よりも高温になり、基板１０の温度
上昇を誘起することになる。このため、基板１０の温度
上昇を抑制できないという問題があった。

【０００７】従って、本発明の目的は、上記問題を解決
することにあって、プラズマ照射下においても、基板の
温度上昇が僅かにして基板のプラズマ処理を行うことが
できるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は以下のように構成する。

【０００９】本発明の第１態様によれば、真空室と、上
記真空室内にガスを供給するガス供給装置と、排気装置
と、上記真空室内を所定の圧力に制御する圧力制御部
と、基板を載置する基板電極と、高周波電力を印加して
プラズマを発生させるプラズマ発生機構とを備えたプラ
ズマ処理装置であって、昇降可能でかつ下降時に上記基
板を上記基板電極に押し付けて固定するクランプリング
と、その上部を被うクランプリング断熱部材とを備える
ことを特徴とする装置を提供する。

【００１０】本発明の第２態様によれば、上記クランプ
リング断熱部材は、クランプリング側の表面に少なくと
も１つの突起部を有する、第１の態様に記載のプラズマ
処理装置を提供する。

【００１１】本発明の第３態様によれば、上記クランプ
リング断熱部材は、クランプリング側の表面にｍｍ又は
ｃｍオーダーの凹凸を有する、第１又は２の態様に記載
のプラズマ処理装置を提供する。

【００１２】本発明の第４態様によれば、上記クランプ
リング断熱部材は、高熱容量材からなる、第１〜３のい
ずれか１つの態様に記載のプラズマ処理装置を提供す
る。

【００１３】本発明の第５態様によれば、上記クランプ
リング断熱部材の厚みが３〜１５０ｍｍである、第１〜
４のいずれか１つの態様に記載のプラズマ処理装置を提
供する。

【００１４】本発明の第６態様によれば、上記クランプ
リング断熱部材は絶縁体で構成されている、第１〜５の
いずれか１つの態様に記載のプラズマ処理装置を提供す
る。

【００１５】本発明の第７態様によれば、真空室内にガ
スを供給しつつ上記真空室内を排気し、上記真空室内を
所定の圧力に制御しながら上記真空室内にプラズマを発
生させ、基板電極に載置された基板を処理するプラズマ
処理方法であって、昇降可能なクランプリングの下降時
に上記基板を上記基板電極に押し付けて固定するととも
に上記クランプリングの上部をクランプリング断熱部材
で被いながら、上記基板を処理することを特徴とするプ
ラズマ処理方法を提供する。

【００１６】本発明の第８態様によれば、クランプリン
グ側表面に少なくとも１つの突起部を有するクランプリ
ング断熱部材を用いて上記基板を処理する、第７の態様
に記載のプラズマ処理方法を提供する。

【００１７】本発明の第９態様によれば、クランプリン
グ側表面にｍｍ又はｃｍオーダーの凹凸を有するクラン
プリング断熱部材を用いて上記基板を処理する、第７又
は８の態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。

【００１８】本発明の第１０態様によれば、高熱容量材
からなるクランプリング断熱部材を用いて上記基板を処
理する、第７〜９のいずれか１つの態様に記載のプラズ
マ処理方法を提供する。

【００１９】本発明の第１１態様によれば、厚みが３〜
１５０ｍｍである断熱部材を用いて上記基板を処理す
る、第７〜１０のいずれか１つの態様に記載のプラズマ
処理方法を提供する。

【００２０】本発明の第１２態様によれば、絶縁体で構
成されているクランプリング断熱部材を用いて上記基板
を処理する、第７〜１１のいずれか１つの態様に記載の
プラズマ処理方法を提供する。

【００２１】本発明の第１３態様によれば、真空室と、
上記真空室内にガスを供給するガス供給装置と、排気装
置と、上記真空室内を所定の圧力に制御する圧力制御部
と、基板を載置する基板電極と、高周波電力を印加して
プラズマを発生させるプラズマ発生機構とを備えたプラ
ズマ処理装置であって、昇降可能でかつ下降時に上記基
板を上記基板電極に押し付けて固定するクランプリング
と、上記クランプリングの基板側に配置されかつ上記基
板と直接接触する基板断熱部材とを備えることを特徴と
するプラズマ処理装置を提供する。

【００２２】本発明の第１４態様によれば、上記基板断
熱部材は、上部クランプリング側表面に少なくとも１つ
の突起部を有する、第１３の態様に記載のプラズマ処理
装置を提供する。

【００２３】本発明の第１５態様によれば、上記基板断
熱部材は、上部クランプリング側表面にｍｍ又はｃｍオ
ーダーの凹凸を有する、第１３又は１４の態様に記載の
プラズマ処理装置を提供する。

【００２４】本発明の第１６態様によれば、上記基板断
熱部材は高熱容量材からなる、第１３〜１５のいずれか
１つの態様に記載のプラズマ処理装置を提供する。

【００２５】本発明の第１７態様によれば、上記基板断
熱部材の厚みが３〜１５０ｍｍである、第１３〜１６の
いずれか１つの態様に記載のプラズマ処理装置を提供す
る。

【００２６】本発明の第１８態様によれば、上記基板断
熱部材は絶縁体で構成されている、第１３〜１７のいず
れか１つの態様に記載のプラズマ処理装置を提供する。

【００２７】本発明の第１９態様によれば、真空室内に
ガスを供給しつつ上記真空室内を排気し、上記真空室内
を所定の圧力に制御しながら上記真空室内にプラズマを
発生させ、基板電極に載置された基板を処理するプラズ
マ処理方法であって、昇降可能なクランプリングの基板
側に配置された基板断熱部材を上記基板と直接接触させ
て、上記クランプリングの下降時に上記基板断熱部材で
上記基板を上記基板電極に押し付けて固定しながら、上
記基板を処理することを特徴とするプラズマ処理方法を
提供する。

【００２８】本発明の第２０態様によれば、クランプリ
ング側表面に少なくとも１つの突起部を有する基板断熱
部材を用いて上記基板を処理する、第１９の態様に記載
のプラズマ処理方法を提供する。

【００２９】本発明の第２１態様によれば、クランプリ
ング側表面にｍｍ又はｃｍオーダーの凹凸を有する基板
断熱部材を用いて上記基板を処理する、第１９又は２０
の態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。

【００３０】本発明の第２２態様によれば、高熱容量材
からなる基板断熱部材を用いて上記基板を処理する、第
１９〜２１のいずれか１つの態様に記載のプラズマ処理
方法を提供する。

【００３１】本発明の第２３態様によれば、厚みが３〜
１５０ｍｍである基板断熱部材を用いて上記基板を処理
する、第１９〜２２のいずれか１つの態様に記載のプラ
ズマ処理方法を提供する。

【００３２】本発明の第２４態様によれば、絶縁体で構
成されている基板断熱部材を用いて上記基板を処理す
る、第１９〜２３のいずれか１つの態様に記載のプラズ
マ処理方法を提供する。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる実施の形
態を図面に基づいて詳細に説明する。

【００３４】（第１実施形態）以下、本発明の第１実施
形態にかかるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に
ついて、図１と図２を参照して説明する。

【００３５】図１において、真空室１内にガス供給装置
２から所定のガスを導入しつつ排気装置としての真空ポ
ンプ３により真空室１内の排気を行い、真空ポンプ３を
駆動制御して真空室１内を所定の圧力に制御する圧力制
御部５０により真空室１内を所定の圧力に保ちながら、
上部電極用高周波電源４により高周波電力を、真空室１
の上壁部５上に配置された上部電極６に供給する。この
結果、真空室１内にプラズマが発生し、一例としてモー
タ５１などの駆動により昇降される昇降部材７に接続さ
れたクランプリング８により基板１０を基板電極９上に
固定した状態で、高周波電力を印加してプラズマを発生
するためのプラズマ発生機構として、上部電極用高周波
電源４により高周波電力を、真空室１の上壁部５上に配
置された上部電極６に供給する。その結果、真空室１内
にプラズマが発生し、昇降部材７に接続されたクランプ
リング８により基板電極９上に固定された基板１０に対
してエッチング、堆積、又は、表面改質等のプラズマ処
理を行うことができる。このとき、基板電極９に、整合
回路１１を介して基板電極用高周波電源１２により高周
波電力を供給することで、基板１０に到達するイオンエ
ネルギーを制御する。なお、圧力制御部５０はガス供給
装置２とは独立に動作するようにしている。また、クラ
ンプリング８としては、石英、アルミナ、シリコン窒化
物などを使用することができる。

【００３６】さらに、本プラズマ処理装置は、クランプ
リング８を被うクランプリング断熱部材１３をクランプ
リング８の上部の全面に備えており、このクランプリン
グ断熱部材１３がクランプリング８への直接的なプラズ
マ照射を遮り、従来のプラズマ処理装置での直接的なプ
ラズマ照射によるクランプリング８の温度上昇を抑制す
る。クランプリング断熱部材１３がプラズマ照射により
温度上昇を起こしても、クランプリング８とクランプリ
ング断熱部材１３と間の熱の移動はその接触面積と温度
差により制限されるため、クランプリング８から基板１
０への熱の移動は減少する。

【００３７】図２には、真空室１内に所定流量のアルゴ
ンガスを導入しながら、真空ポンプ３で排気して圧力制
御部５０で圧力を一定に保ちながら上部電極６に上部電
極用高周波電源４より高周波電力を印加してプラズマ放
電を継続した際の、基板電極９に載置された基板１０の
温度変化を示す。Ａは従来のプラズマ処理装置のような
クランプリング８のみのプラズマ処理装置で処理した場
合、Ｂは図１のようなクランプリング８の上にクランプ
リング断熱部材１３を備えたプラズマ処理装置で処理し
た場合である。図２のＡ、Ｂより、クランプリング断熱
部材１３を用いると、基板１０の温度上昇が、クランプ
リング断熱部材１３を用いない場合に比べ非常に少ない
ことがわかる。

【００３８】このクランプリング断熱部材１３は、クラ
ンプリング８のプラズマ照射にさらされる部分を減少さ
せるのが目的であるから、クランプリング８と同一の形
状であればよいが、クランプリング８よりも大きくても
よく、またクランプリング８の上面全面だけでなく側面
の一部又は全面をも被うような形状でもよい。

【００３９】上記第１実施形態によれば、真空室１と、
真空室１内にガスを供給するガス供給装置２と、排気装
置３と、真空室１内を所定の圧力に制御する圧力制御部
５０と、基板１０を載置する基板電極９と、高周波電力
を印加してプラズマを発生するためのプラズマ発生機構
４を備えたプラズマ処理装置であって、基板１０を基板
電極９に押し付ける為の昇降部材７に接続されたクラン
プリング８とその上部を被うクランプリング断熱部材１
３を備えるようにしたので、クランプリング８への直接
的なプラズマ照射を遮る部材としてクランプリング断熱
部材１３を備えるため、クランプリング８の温度上昇を
低減させ、基板１０の温度をほとんど上昇させることな
くプラズマ処理を行うことができる。

【００４０】（第２実施形態）さらに、本発明の第２実
施形態にかかるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
について、図３と図２を参照して説明する。

【００４１】図３は第１実施形態の図１とほぼ同一の構
造であるが、クランプリング断熱部材１３としてクラン
プリング側の表面に１つ以上の突起部１３ａ，…，１３
ａ（図９参照）を有するものを備えた装置である。

【００４２】図２のＣは図３のプラズマ処理装置を用い
て処理を行った場合の基板１０の温度変化を示したもの
であるが、図２から分かるように、Ａ、Ｂに比べさらに
温度上昇が少ないことが分かる。これは第１実施形態に
比べさらに、クランプリング断熱部材１３とクランプリ
ング８との接触面積が少なくなるため、クランプリング
８へのクランプリング断熱部材１３からの熱の移動は遅
くなり、クランプリング８から基板１０への熱移動はさ
らに減少する。

【００４３】このクランプリング断熱部材１３の形状に
ついては、第１実施形態の場合と同様多くのバリエーシ
ョンが考えられるが、クランプリング８側の突起部１３
ａ，…，１３ａについては、クランプリング断熱部材１
３のクランプリング８との接触面積を少なくすることが
目的であるため、図１１に示すように数箇所が凸（例え
ば、ｍｍ又はｃｍオーダーの凹凸１３ｂを有するよう）
になっているようなものでも、表面積をさらに増すよう
に表面処理、例えば、クランプリング断熱部材１３とし
て石英を用いた場合、石英にフッ酸処理を施して石英表
面をエッチングすることにより、微視的にムラが生じる
結果として、μｍ又は１０μｍオーダーの微細な凹凸を
形成して表面積を大きくするようなものでもよいのは言
うまでもない。さらに、クランプリング断熱部材１３
は、薄すぎると断熱効果が薄れるため、３ｍｍ以上ある
ことが望ましいが、厚みがありすぎると温度差による熱
膨張で割れなどを生ずるため、１５０ｍｍ以下にするこ
とが望ましい。

【００４４】また、このクランプリング断熱部材１３
は、断熱材の役目を担うものであるから、金属のような
低熱容量材よりも、高熱容量材例えば絶縁体であること
が望ましいのは言うまでもない。

【００４５】上記第２実施形態によれば、上記クランプ
リング断熱部材１３のクランプリング８側の表面に少な
くとも１つの突起部１３ａを有するようにしたので、ク
ランプリング断熱部材１３とクランプリング８との接触
面積が少なくなり、クランプリング８へのクランプリン
グ断熱部材１３からの熱の移動は遅くなり、クランプリ
ング８から基板１０への熱移動は第１実施形態の場合よ
りもさらに減少する。

【００４６】また、上記クランプリング断熱部材１３
は、図１１に示すように、クランプリング８側の表面に
ｍｍ又はｃｍオーダーの凹凸１３ｂを有するようにすれ
ば、表面積が大きくなる結果として、断熱材からクラン
プリング８への熱量の移動がさらに抑制することができ
る。

【００４７】また、上記クランプリング断熱部材１３が
高熱容量材から構成すれば、断熱材の役目を確実に発揮
させることができる。

【００４８】また、上記クランプリング断熱部材１３の
厚みが３〜１５０ｍｍとすれば、薄すぎることなく、断
熱効果が有効に発揮でき、かつ、温度差による熱膨張で
割れなどを生じることがない。

【００４９】また、上記クランプリング断熱部材１３を
絶縁体でから構成すれば、断熱材の役目を確実に発揮さ
せることができる。

【００５０】（第３実施形態）また、本発明の第３実施
形態にかかるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に
ついて、図４と図５を参照して説明する。

【００５１】図４において、真空室１内にガス供給装置
２から所定のガスを導入しつつ排気装置としての真空ポ
ンプ３により排気を行い、真空ポンプ３を駆動制御して
真空室１内を所定の圧力に制御する圧力制御部５０によ
り真空室１内を所定の圧力に保ちながら、上部電極用高
周波電源４により高周波電力を、真空室１の上壁部５上
に配置された上部電極６に供給する。この結果、真空室
１内にプラズマが発生し、一例としてモータ５１などの
駆動により昇降される昇降部材７に接続されたクランプ
リング８により基板電極９上に基板１０を固定した状態
で、高周波電力を印加してプラズマを発生するためのプ
ラズマ発生機構として、上部電極用高周波電源４により
高周波電力を、真空室１の上壁部５上に配置された上部
電極６に供給する。その結果、真空室１内にプラズマが
発生し、昇降部材７に接続されたクランプリング８によ
り基板電極９上に固定された基板１０に対してエッチン
グ、堆積、又は、表面改質等のプラズマ処理を行うこと
ができる。このとき、基板電極９に、整合回路１１を介
して基板電極用高周波電源１２により高周波電力を供給
することで、基板１０に到達するイオンエネルギーを制
御する。なお、圧力制御部５０はガス供給装置２とは独
立に動作するようにしている。また、クランプリング８
としては、石英、アルミナ、シリコン窒化物などを使用
することができる。

【００５２】さらに、本プラズマ処理装置は、下部の基
板１０と直接接触する環状の基板断熱部材１４をクラン
プリング８の下部に備えて、クランプリング８が直接基
板１０に接触しないようにしている。環状の基板断熱部
材１４は、途切れの無い環状としてもよいが、一部欠け
た環状としてもよい。

【００５３】クランプリング８と基板１０との間に上記
基板断熱部材１４が介在することにより、クランプリン
グ８から基板１０への熱伝導を低減することができて、
従来のプラズマ処理装置での直接的なクランプリング８
の基板１０への接触による基板１０の温度上昇を抑制す
ることができる。よって、クランプリング８がプラズマ
照射により温度上昇を起こしても、クランプリング８と
基板断熱部材１４との間の熱の移動はその接触面積と温
度差により制限されるため、基板断熱部材１４から基板
１０への熱の移動も減少する。

【００５４】図５には、真空室１内に所定流量のアルゴ
ンガスを導入しながら、真空ポンプ３で排気して圧力制
御部５０で圧力を一定に保ちながら上部電極６に上部電
極用高周波電源４より高周波電力を印加してプラズマ放
電を継続した際の、基板電極９に載置された基板１０の
温度変化を示す。Ａは従来のプラズマ処理装置のような
クランプリング８のみのプラズマ処理装置で処理した場
合、Ｂは図４のようなクランプリング８の上に基板断熱
部材１４を備えたプラズマ処理装置で処理した場合であ
る。図５のＡ、Ｂより、基板断熱部材１４を用いると、
基板１０の温度上昇が、基板断熱部材１４を用いない場
合に比べ非常に少ないことがわかる。

【００５５】この基板断熱部材１４は、クランプリング
８からの基板１０への熱移動を減少させるのが目的であ
るから、クランプリング８と同一の形状であればよい
が、プラズマ照射にさらされなければ、クランプリング
８よりも小さくてもよい。

【００５６】上記第３実施形態によれば、基板１０を基
板電極９に押し付ける為の昇降部材７に接続されたクラ
ンプリング８と、その上部を被うクランプリング断熱部
材１４を用いて基板１０を処理するようにしたので、ク
ランプリング８と基板１０との間に上記基板断熱部材１
４が介在することにより、クランプリング８から基板１
０への熱伝導を低減することができて、たとえクランプ
リング８がプラズマ照射により温度上昇を起こしても、
クランプリング８と基板断熱部材１４との間の熱の移動
はその接触面積と温度差により制限され、基板断熱部材
１４から基板１０への熱の移動を減少させることがで
き、基板１０の温度をほとんど上昇させることなく基板
１０のプラズマ処理を行うことができる。

【００５７】（第４実施形態）さらに、本発明の第４実
施形態にかかるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
について、図６と図５を参照して説明する。

【００５８】図６は第３実施形態の図１とほぼ同一の構
造であるが、基板断熱部材１４としてクランプリング側
表面が突起部１４ａ，…，１４ａ（図１０参照）を有す
るものを備えた装置である。

【００５９】図５のＣは図６のプラズマ処理装置を用い
て処理を行った場合の基板１０の温度変化を示したもの
であるが、図５から分かるように、Ａ、Ｂに比べさらに
温度上昇が少ないことが分かる。これは第３実施形態に
比べさらに接触面積が少なくなるため、基板断熱部材１
４へのクランプリング８からの熱の移動は遅くなり、基
板断熱部材１４から基板１０への熱移動はさらに減少す
る。

【００６０】この基板断熱部材１４の形状については、
多くのバリエーションが考えられるが、クランプリング
８側の突起部１４ａについては、基板断熱部材１４のク
ランプリング８との接触面積を少なくすることが目的で
あるため、図１２に示すように数箇所が凸（言いかえれ
ばｍｍ又はｃｍオーダーの凹凸１４ｂを有するよう）に
なっているようなものでも、表面積をさらに増すように
表面処理、例えば、基板断熱部材１４として石英を用い
た場合、石英にフッ酸処理を施して石英表面をエッチン
グすることにより、微視的にムラが生じる結果として、
μｍ又は１０μｍオーダーの微細な凹凸を形成して表面
積を大きくするようなものでもよいのは言うまでもな
い。さらに、基板断熱部材１４は、薄すぎると断熱効果
が薄れるため、３ｍｍ以上あることが望ましいが、厚み
がありすぎると温度差による熱膨張で割れなどを生ずる
ため、１５０ｍｍ以下にすることが望ましい。

【００６１】また、この基板断熱部材１４は、断熱材の
役目を担うものであるから、金属のような低熱容量材よ
りも高熱容量材例えば絶縁体であることが望ましいのは
言うまでもない。

【００６２】上記第４実施形態によれば、上記基板断熱
部材１４のクランプリング８側の表面に少なくとも１つ
の突起部１４ａ，…，１４ａを有するようにしたので、
基板断熱部材１４とクランプリング８との接触面積が少
なくなり、クランプリング８への基板断熱部材１４から
の熱の移動は遅くなり、クランプリング８から基板１０
への熱移動は第３実施形態の場合よりもさらに減少す
る。

【００６３】また、上記基板断熱部材１４は、図１２に
示すように、クランプリング８側の表面にｍｍ又はｃｍ
オーダーの凹凸１４ｂを有するようにすれば、表面積が
大きくなる結果として、断熱材から基板断熱部材１４へ
の熱量の移動がさらに抑制することができる。

【００６４】また、上記基板断熱部材１４が高熱容量材
から構成すれば、断熱材の役目を確実に発揮させること
ができる。

【００６５】また、上記基板断熱部材１４の厚みが３〜
１５０ｍｍとすれば、薄すぎることなく、断熱効果が有
効に発揮でき、かつ、温度差による熱膨張で割れなどを
生じることがない。

【００６６】また、上記基板断熱部材１４を絶縁体でか
ら構成すれば、断熱材の役目を確実に発揮させることが
できる。

【００６７】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、その他種々の態様で実施できる。例え
ば、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜
組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏す
るようにすることができる。

【００６８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のプラズマ処理装置において、真空室と、上記真空室内
にガスを供給するガス供給装置と、排気装置と、上記真
空室内を所定の圧力に制御する圧力制御部と、基板を載
置する基板電極と、高周波電力を印加してプラズマを発
生させるプラズマ発生機構とを備えたプラズマ処理装置
であって、昇降可能でかつ下降時に上記基板を上記基板
電極に押し付けて固定するクランプリングと、その上部
を被うクランプリング断熱部材とを備える場合には、、
クランプリング断熱部材によりクランプリングへの直接
的なプラズマ照射を遮ることができるため、クランプリ
ングの温度上昇を低減させ、基板の温度をほとんど上昇
させることなくプラズマ処理を行うことができる。

【００６９】また、本発明のプラズマ処理方法におい
て、真空室内にガスを供給しつつ上記真空室内を排気
し、上記真空室内を所定の圧力に制御しながら上記真空
室内にプラズマを発生させ、基板電極に載置された基板
を処理するプラズマ処理方法であって、昇降可能なクラ
ンプリングの下降時に上記基板を上記基板電極に押し付
けて固定するとともに上記クランプリングの上部をクラ
ンプリング断熱部材で被いながら、上記基板を処理する
場合には、クランプリングへの直接的なプラズマ照射を
クランプリング断熱部材で遮ることができるため、クラ
ンプリングの温度上昇を低減させ、基板の温度をほとん
ど上昇させることなくプラズマ処理を行うことができ
る。

【００７０】また、本発明のプラズマ処理装置におい
て、真空室と、上記真空室内にガスを供給するガス供給
装置と、排気装置と、上記真空室内を所定の圧力に制御
する圧力制御部と、基板を載置する基板電極と、高周波
電力を印加してプラズマを発生させるプラズマ発生機構
とを備えたプラズマ処理装置であって、昇降可能でかつ
下降時に上記基板を上記基板電極に押し付けて固定する
クランプリングと、上記クランプリングの基板側に配置
されかつ上記基板と直接接触する基板断熱部材とを備え
る場合には、基板への熱の移動を減少させることができ
るため、基板の温度をほとんど上昇させることなくプラ
ズマ処理を行うことができる。

【００７１】また、本発明のプラズマ処理方法におい
て、真空室内にガスを供給しつつ上記真空室内を排気
し、上記真空室内を所定の圧力に制御しながら上記真空
室内にプラズマを発生させ、基板電極に載置された基板
を処理するプラズマ処理方法であって、昇降可能なクラ
ンプリングの基板側に配置された基板断熱部材を上記基
板と直接接触させて、上記クランプリングの下降時に上
記基板断熱部材で上記基板を上記基板電極に押し付けて
固定しながら、上記基板を処理するよう場合には、基板
断熱部材により基板への熱の移動を減少させることがで
きるため、基板の温度をほとんど上昇させることなくプ
ラズマ処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態にかかるプラズマ処理
方法を実施するプラズマ処理装置の構成を示す断面図で
ある。

【図２】 本発明の第１及び第２実施形態で用いたプラ
ズマ処理装置及びプラズマ処理方法で処理した基板の処
理時間による温度変化を示すグラフである。

【図３】 本発明の第２実施形態にかかるプラズマ処理
方法を実施するプラズマ処理装置の構成を示す断面図で
ある。

【図４】 本発明の第３実施形態にかかるプラズマ処理
方法を実施するプラズマ処理装置の構成を示す断面図で
ある。

【図５】 本発明の第３及び第４実施形態で用いたプラ
ズマ処理装置及びプラズマ処理方法で処理した基板の処
理時間による温度変化を示す図である。

【図６】 本発明の第４実施形態にかかるプラズマ処理
方法を実施するプラズマ処理装置の構成を示す断面図で
ある。

【図７】 従来例で用いたプラズマ処理装置の構成を示
す断面図である。

【図８】 従来例で用いたプラズマ処理装置の構成の詳
細を示す断面図である。

【図９】 上記第２実施形態にかかるプラズマ処理方法
を実施するプラズマ処理装置の構成の一部を示す拡大断
面図である。

【図１０】 上記第４実施形態にかかるプラズマ処理方
法を実施するプラズマ処理装置の構成の一部を示す拡大
断面図である。

【図１１】 クランプリング断熱部材の変形例の拡大断
面図である。

【図１２】 基板断熱部材の変形例の拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

１…真空室、２…ガス供給装置、３…真空ポンプ、４…
高周波電源、５…真空室上壁部、６…上部電極、７…昇
降部材、８…クランプリング、９…基板電極、１０…基
板、１１…整合回路、１２…基板電極用高周波電源、１
３…クランプリング断熱部材、１３ａ…突起部、１３ｂ
…凹凸、１４…基板断熱部材、１４ａ…突起部、１４ｂ
…凹凸、５０…圧力制御部、５１…モータ。

フロントページの続き (72)発明者 中山 一郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 4K057 DA20 DD01 DM05 DM35 DN01 5F004 BA20 BB21 BB25 BC04 5F045 AA08 DQ10 EH11 EH20 EJ03 EJ09 EJ10 EM03

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空室と、上記真空室内にガスを供給す
   るガス供給装置と、排気装置と、上記真空室内を所定の
   圧力に制御する圧力制御部と、基板を載置する基板電極
   と、高周波電力を印加してプラズマを発生させるプラズ
   マ発生機構とを備えたプラズマ処理装置であって、 昇降可能でかつ下降時に上記基板を上記基板電極に押し
   付けて固定するクランプリングと、その上部を被うクラ
   ンプリング断熱部材とを備えることを特徴とする装置。
2. 【請求項２】 上記クランプリング断熱部材は、クラン
   プリング側の表面に少なくとも１つの突起部を有する、
   請求項１に記載のプラズマ処理装置。
3. 【請求項３】 上記クランプリング断熱部材は、クラン
   プリング側の表面にｍｍ又はｃｍオーダーの凹凸を有す
   る、請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
4. 【請求項４】 上記クランプリング断熱部材は、高熱容
   量材からなる、請求項１〜３のいずれか１つに記載のプ
   ラズマ処理装置。
5. 【請求項５】 上記クランプリング断熱部材の厚みが３
   〜１５０ｍｍである、請求項１〜４のいずれか１つに記
   載のプラズマ処理装置。
6. 【請求項６】 上記クランプリング断熱部材は絶縁体で
   構成されている、請求項１〜５のいずれか１つに記載の
   プラズマ処理装置。
7. 【請求項７】 真空室内にガスを供給しつつ上記真空室
   内を排気し、上記真空室内を所定の圧力に制御しながら
   上記真空室内にプラズマを発生させ、基板電極に載置さ
   れた基板を処理するプラズマ処理方法であって、 昇降可能なクランプリングの下降時に上記基板を上記基
   板電極に押し付けて固定するとともに上記クランプリン
   グの上部をクランプリング断熱部材で被いながら、上記
   基板を処理することを特徴とするプラズマ処理方法。
8. 【請求項８】 クランプリング側表面に少なくとも１つ
   の突起部を有するクランプリング断熱部材を用いて上記
   基板を処理する、請求項７に記載のプラズマ処理方法。
9. 【請求項９】 クランプリング側表面にｍｍ又はｃｍオ
   ーダーの凹凸を有するクランプリング断熱部材を用いて
   上記基板を処理する、請求項７又は８に記載のプラズマ
   処理方法。
10. 【請求項１０】 高熱容量材からなるクランプリング断
    熱部材を用いて上記基板を処理する、請求項７〜９のい
    ずれか１つに記載のプラズマ処理方法。
11. 【請求項１１】 厚みが３〜１５０ｍｍである断熱部材
    を用いて上記基板を処理する、請求項７〜１０のいずれ
    か１つに記載のプラズマ処理方法。
12. 【請求項１２】 絶縁体で構成されているクランプリン
    グ断熱部材を用いて上記基板を処理する、請求項７〜１
    １のいずれか１つに記載のプラズマ処理方法。
13. 【請求項１３】 真空室と、上記真空室内にガスを供給
    するガス供給装置と、排気装置と、上記真空室内を所定
    の圧力に制御する圧力制御部と、基板を載置する基板電
    極と、高周波電力を印加してプラズマを発生させるプラ
    ズマ発生機構とを備えたプラズマ処理装置であって、 昇降可能でかつ下降時に上記基板を上記基板電極に押し
    付けて固定するクランプリングと、上記クランプリング
    の基板側に配置されかつ上記基板と直接接触する基板断
    熱部材とを備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
14. 【請求項１４】 上記基板断熱部材は、上部クランプリ
    ング側表面に少なくとも１つの突起部を有する、請求項
    １３に記載のプラズマ処理装置。
15. 【請求項１５】 上記基板断熱部材は、上部クランプリ
    ング側表面にｍｍ又はｃｍオーダーの凹凸を有する、請
    求項１３又は１４に記載のプラズマ処理装置。
16. 【請求項１６】 上記基板断熱部材は高熱容量材からな
    る、請求項１３〜１５のいずれか１つに記載のプラズマ
    処理装置。
17. 【請求項１７】 上記基板断熱部材の厚みが３〜１５０
    ｍｍである、請求項１３〜１６のいずれか１つに記載の
    プラズマ処理装置。
18. 【請求項１８】 上記基板断熱部材は絶縁体で構成され
    ている、請求項１３〜１７のいずれか１つに記載のプラ
    ズマ処理装置。
19. 【請求項１９】 真空室内にガスを供給しつつ上記真空
    室内を排気し、上記真空室内を所定の圧力に制御しなが
    ら上記真空室内にプラズマを発生させ、基板電極に載置
    された基板を処理するプラズマ処理方法であって、 昇降可能なクランプリングの基板側に配置された基板断
    熱部材を上記基板と直接接触させて、上記クランプリン
    グの下降時に上記基板断熱部材で上記基板を上記基板電
    極に押し付けて固定しながら、上記基板を処理すること
    を特徴とするプラズマ処理方法。
20. 【請求項２０】 クランプリング側表面に少なくとも１
    つの突起部を有する基板断熱部材を用いて上記基板を処
    理する、請求項１９に記載のプラズマ処理方法。
21. 【請求項２１】 クランプリング側表面にｍｍ又はｃｍ
    オーダーの凹凸を有する基板断熱部材を用いて上記基板
    を処理する、請求項１９又は２０に記載のプラズマ処理
    方法。
22. 【請求項２２】 高熱容量材からなる基板断熱部材を用
    いて上記基板を処理する、請求項１９〜２１のいずれか
    １つに記載のプラズマ処理方法。
23. 【請求項２３】 厚みが３〜１５０ｍｍである基板断熱
    部材を用いて上記基板を処理する、請求項１９〜２２の
    いずれか１つに記載のプラズマ処理方法。
24. 【請求項２４】 絶縁体で構成されている基板断熱部材
    を用いて上記基板を処理する、請求項１９〜２３のいず
    れか１つに記載のプラズマ処理方法。