JP2002270598A - プラズマ処理装置 - Google Patents

プラズマ処理装置

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JP2002270598A
JP2002270598A JP2001070422A JP2001070422A JP2002270598A JP 2002270598 A JP2002270598 A JP 2002270598A JP 2001070422 A JP2001070422 A JP 2001070422A JP 2001070422 A JP2001070422 A JP 2001070422A JP 2002270598 A JP2002270598 A JP 2002270598A
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誠 青木
Shoichi Abe
正一 阿部
Hikari Yoshitaka
光 義高
Yoshihiro Kato
良裕 加藤
Shigeo Ashigaki
繁雄 芦垣
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波電力の利用効率の高いプラズマ処理装
置を提供する。 【解決手段】 プラズマ処理装置１のチャンバ２を構成
する天井と、側壁との間にバッフル板２４を嵌め込み設
置する。バッフル板２４は、チャンバ２の上部にプラズ
マを閉じこめる機能を有するとともに、高周波電源への
リターン電流のリターン経路としての機能も有する。上
記のようにバッフル板２４の設置された構成において
は、リターン経路上の界面が実質的に少なく、高周波電
力の利用効率の高いプラズマ処理が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェハ等の
被処理体に成膜処理、エッチング処理等のプラズマ処理
を施すプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体基板、液晶基板等の製造プロセス
には、プラズマを用いてこれらの基板に表面処理を施す
プラズマ処理装置が使用されている。プラズマ処理装置
としては、例えば、基板にエッチング処理を施すプラズ
マエッチング装置や、化学的気相成長(Chemical Vapor
Deposition：ＣＶＤ)処理を施すプラズマＣＶＤ装置等
が挙げられる。プラズマ処理装置の中でも、平行平板型
のプラズマ処理装置は、処理の均一性に優れ、また、装
置構成も比較的簡易であることから、広く使用されてい
る。
【０００３】平行平板型のプラズマ処理装置は、互いに
平行に対向する２つの電極平板をチャンバの上下に備え
た構成を有する。２つの電極のうち、下部電極は載置台
を備え、被処理体を載置可能に構成されている。一方、
上部電極は下部電極との対向面に、多数のガス穴を有す
る電極板を備える。上部電極は処理ガスの供給源に接続
されており、処理の際には、電極板のガス穴を介して、
処理ガスが上部電極側から上下電極の間の空間（プラズ
マ発生空間）に供給される。ガス穴から供給された処理
ガスは、上部電極への高周波電力の印加によりプラズマ
化され、このプラズマにより被処理体に所定の表面処理
が施される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】平行平板型のプラズマ
処理装置は、一般に、下部電極と上部電極の間の空間に
生起したプラズマを閉じこめるためのバッフル板を備え
る。例えば、バッフル板は、下部電極の載置台より下方
（排気側）のチャンバ側壁に備えられている。バッフル
板は、中心に開口を有する円板状部材であり、通常円筒
状の下部電極が開口を貫通する構造となっている。バッ
フル板には、スリット等の形状を有する細孔が開設され
ている。細孔は微細な幅を有し、気体を導通させる一方
で、プラズマの通過を妨げる。上記構成により、生成し
たプラズマをチャンバ上部とバッフル板との間に閉じこ
めることができ、高いプラズマ処理効率が得られる。
【０００５】ここで、バッフル板は導体から構成され、
高周波電源により生成した高周波電力の一部を、高周波
電源へとリターンさせる機能も有する。バッフル板を経
由する高周波電源へのリターン電流は、接地されたチャ
ンバの側壁を流れて高周波電源に戻る。しかし、このよ
うなチャンバ側壁を経由するリターン経路は長く、この
経路には、チャンバ部材同士の接合部といった界面（接
合面）が多く存在する。従って、このような長いリター
ン経路が存在すると、表皮効果による高周波電力の損失
が増大する。このように、従来の、チャンバ内側壁に配
設されたバッフル板を用いたプラズマ処理装置は、高周
波電力の利用効率が低いという問題があった。
【０００６】上記問題を解決するため、本発明は、高周
波電力特性の高いプラズマ処理装置を提供することを目
的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の観点に係るプラズマ処理装置は、複
数の部材から構成され、内部で被処理体に所定の処理が
施されるチャンバと、前記複数の部材の１つに設置さ
れ、高周波電源の一端に接続される電極と、前記電極へ
の高周波電力の印加により生成されたプラズマを前記チ
ャンバ内の所定領域に閉じこめ可能なバッフル板と、を
備え、前記バッフル板は、前記電極の設置された部材
と、これに隣接する他の部材との間に挟まれて設置され
る。また、例えば、前記電極の設置された部材は前記高
周波電源の他端に接続され、前記バッフル板は該部材に
接触して配置される。
【０００８】上記構成において、バッフル板は、例え
ば、電極の設置されたチャンバの天井と、チャンバの内
側壁との間に挟まれるように、嵌め込み設置される。ま
た、電極は高周波電源の一端に接続され、電極の設置さ
れた天井は接地され、グランドを介して高周波電源の他
端に接続されている。このように、バッフル板が電極と
同一の部材（天井）に設置された構成によれば、バッフ
ル板を介した高周波電源へのリターン電流の経路は、実
質的に短くかつ界面の少ない経路となる。従って、高周
波電力の損失が実質的に少なく、高周波電力の利用効率
の高いプラズマ処理が可能となる。
【０００９】上記目的を達成するため、本発明の第２の
観点に係るプラズマ処理装置は、複数の部材から構成さ
れ、内部で被処理体に所定の処理が施されるチャンバ
と、前記複数の部材の１つに設置され、高周波電源の一
端に接続される電極と、前記電極への高周波電力の印加
により生成されたプラズマを前記チャンバ内の所定領域
に閉じこめ可能なバッフル板と、を備え、前記電極の設
置された部材は前記高周波電源の他端に接続され、前記
バッフル板は該部材に接触して配置される。
【００１０】上記構成において、バッフル板は、例え
ば、電極の設置されたチャンバの天井と、チャンバの内
側壁との間に挟まれるように、嵌め込み設置される。電
極は高周波電源の一端に接続され、電極の設置された天
井は接地され、グランドを介して高周波電源の他端に接
続されている。このとき、バッフル板は天井に接触して
設置されるので、バッフル板は天井を介して電極と接続
される。このような構成によれば、バッフル板を介した
高周波電源へのリターン電流の経路は、実質的に短くか
つ界面の少ない経路となる。従って、高周波電力の損失
が実質的に少なく、高周波電力の利用効率の高いプラズ
マ処理が可能となる。
【００１１】上記構成において、例えば、前記バッフル
板は、端部の断面形状がＬ字型の、中心に開口を有する
有底円筒状部材から構成され、前記開口は、その内周が
前記被処理体の周縁と近接するよう設けられ、前記プラ
ズマは、前記開口を介して前記被処理体に集中して曝露
される。上記構成によれば、被処理体に対して効率的に
プラズマを曝露することが可能であり、プラズマ利用効
率の高い処理が可能となる。
【００１２】上記構成において、例えば、前記バッフル
板は、端部の断面形状がＪ字型の、中心に開口を有する
有底円筒状部材から構成され、前記Ｊ字型端部の底部
は、前記被処理体に関して前記電極の反対側に配置さ
れ、前記バッフル板により画定される所定領域はプラズ
マ処理に適した所望の広さとされる。上記構成によれ
ば、チャンバとバッフル板とにより形成されるプラズマ
空間における、所望の広さ、圧力を得ることができる。
【００１３】上記構成において、例えば、前記バッフル
板は、その側壁に細長形状のスリットが形成された円筒
状部材から構成され、前記スリットは前記被処理体の主
面に対して垂直な方向に形成されている。上記構成によ
れば、スリットを水平方向に形成した場合のように、ス
リットの長さが制限されることなく、所望の長さとする
ことができる。これにより、バッフル板のコンダクタン
ス（通気性）を所望のものとすることができる。
【００１４】上記構成において、例えば、前記バッフル
板は、アルミニウム、アルマイト処理されたアルミニウ
ム、アルミナ、イットリアからなる群から選択される。
上記材料は、プラズマ耐性材料であり、これを用いるこ
とにより、バッフル板の高い耐久性が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態にかかるプラ
ズマ処理装置について、以下図面を参照して説明する。
本実施の形態においては、プラズマ処理装置として、プ
ラズマＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)装置を例に
とって説明する。
【００１６】（第１の実施の形態）図１に、第１の実施
の形態に係るプラズマ処理装置１の構成図を示す。本実
施の形態のプラズマ処理装置１は、上下平行に対向する
電極を有する、いわゆる平行平板型プラズマ処理装置と
して構成され、半導体ウェハ（以下、ウェハＷ）の表面
にＳｉＯＦ膜等を成膜する機能を有する。
【００１７】図１を参照して、プラズマ処理装置１は、
円筒形状のチャンバ２を有する。チャンバ２は、アルマ
イト処理（陽極酸化処理）されたアルミニウム等の導電
性材料からなる。また、チャンバ２は接地されている。
【００１８】チャンバ２の底部には排気口３が設けられ
ている。排気口３には、ターボ分子ポンプなどの真空ポ
ンプを備える排気装置４が接続されている。排気装置４
は、チャンバ２内を所定の減圧雰囲気、例えば、０．０
１Ｐａ以下の所定の圧力まで排気する。また、チャンバ
２の側壁にはゲートバルブ５が設けられている。ゲート
バルブ５を開放した状態で、チャンバ２と隣接するロー
ドロック室（図示せず）との間でのウェハＷの搬入出が
なされる。
【００１９】チャンバ２内の底部には略円柱状のサセプ
タ支持台６が設けられている。サセプタ支持台６の上に
は、ウェハＷ載置台としてのサセプタ８が設けられてい
る。サセプタ８は下部電極としての機能を有し、サセプ
タ支持台６とサセプタ８との間は、セラミックなどの絶
縁体７により絶縁されている。また、サセプタ支持台６
はチャンバ２の下方に設けられた昇降機構（図示せず）
にシャフト９を介して接続され、昇降可能となってい
る。
【００２０】サセプタ支持台６の下方中央の部分は、例
えば、ステンレス鋼からなるベローズ１０で覆われてい
る。ベローズ１０は、チャンバ２内の真空部分と、大気
に露出される部分とに分離する。ベローズ１０はその上
端と下端とがそれぞれサセプタ支持台６の下面およびチ
ャンバ２の底壁上面にねじ止めされている。
【００２１】サセプタ支持台６の内部には、下部冷媒流
路１１が設けられている。下部冷媒流路１１には、例え
ば、フロリナートなどの冷媒が循環している。下部冷媒
流路１１を冷媒が循環することにより、サセプタ８そし
てウエハＷの処理面は所望の温度に制御される。
【００２２】サセプタ支持台６には、半導体ウエハＷの
受け渡しをするためのリフトピン１２が設けられてお
り、リフトピン１２はシリンダ（図示せず）により昇降
可能となっている。
【００２３】サセプタ８は、その上中央部が凸状の円板
状に成形され、その上にウエハＷと略同形の図示しない
静電チャックが設けられている。サセプタ８上に載置さ
れたウェハＷは、直流電圧が印加されることにより静電
吸着される。
【００２４】下部電極として機能するサセプタ８には、
第１の高周波電源１３が第１の整合器１４を介して接続
されている。第１の高周波電源１３は０．１〜１３ＭＨ
ｚの範囲の周波数を有している。第１の高周波電源１３
に上記範囲の周波数を印加することにより、被処理体に
対するダメージを低減させる等の効果が得られる。
【００２５】サセプタ８の上方には、このサセプタ８と
平行に対向して上部電極１５が設けられている。上部電
極１５のサセプタ８との対向面には、多数のガス穴１６
ａを有する、アルミニウム等からなる電極板１６が備え
られている。また、上部電極１５は、絶縁材１７を介し
て、チャンバ２の天井部分に支持されている。上部電極
１５の内部には、上部冷媒流路１８が設けられている。
上部冷媒流路１８には、例えば、フロリナートなどの冷
媒が導入されて循環し、上部電極１５は所望の温度に制
御される。
【００２６】さらに、上部電極１５にはガス供給部２０
が備えられ、ガス供給部２０は、チャンバ２の外部の処
理ガス供給源２１と接続されている。処理ガス供給源２
１からの処理ガスは、ガス供給部２０を介して上部電極
１５の内部に形成された中空部（図示せず）に供給され
る。上部電極１５内に供給された処理ガスは、中空部で
拡散され、上部電極１５の下面に備えられたガス穴１６
ａからウェハＷに吐出される。処理ガスとしては、Ｓｉ
ＯＦ膜の成膜に従来用いられている種々のものを採用す
ることができ、例えば、ＳｉＦ４、ＳｉＨ４、Ｏ２、Ｎ
Ｆ３、ＮＨ３ガスと希釈ガスとしてのＡｒガスを用いる
ことができる。
【００２７】上部電極１５には、第２の高周波電源２２
が接続されており、その給電線には第２の整合器２３が
介在されている。第２の高周波電源２２は、１３〜１５
０ＭＨｚの範囲の周波数を有しており、このように高い
周波数を印加することによりチャンバ２内に好ましい解
離状態でかつ高密度のプラズマを形成する。
【００２８】また、チャンバ２の天井と内側壁との結合
部分にはバッフル板２４が挟まれて、嵌め込み設置され
ている。バッフル板２４は、アルマイト処理されたアル
ミニウム等の導体からなる。バッフル板２４は微細な幅
を有する細孔２４ａを備える。細孔２４ａは、気体導通
可能であるとともに、プラズマの通過を妨げる。従っ
て、サセプタ８と上部電極１５との間に生起した処理ガ
スのプラズマは、チャンバ２の上部とバッフル板２４と
の間（ウェハＷの近傍）に閉じこめられる。
【００２９】図２（ａ）及び２（ｂ）は、バッフル板２
４の上面図及び断面図をそれぞれ示す。図２（ａ）に示
すように、バッフル板２４の中心には開口２４ｂが設け
られ、その周囲には、細孔２４ａが放射状に複数開設さ
れている。ここで、細孔２４ａは、バッフル板２４の主
面に対して垂直方向に穿設された、細長形状の細孔であ
る。また、細孔２４ａの幅はプラズマの通過を妨げつつ
気体導通可能であるよう、０．８ｍｍ〜１ｍｍ程度とさ
れている。
【００３０】また、図２（ｂ）に示すように、バッフル
板２４は、端部の断面がＬ字型の有底円筒状部材から構
成されている。ここで、開口２４ｂは、ウェハＷの面積
とほぼ同一の面積を有する。処理動作時には、開口２４
ｂの内周縁は、サセプタ８上に載置されたウェハＷの外
周縁に近接する位置に配置される。また、バッフル板２
４の細孔２４ａの形成面は、ウェハＷの載置面とほぼ同
一平面上にあるよう配置される。従って、ウェハＷの処
理面は、バッフル板２４の開口２４ｂを介して、サセプ
タ８と上部電極１５との間で生起したプラズマに曝露さ
れる。このとき、プラズマの生成する空間は、上面はチ
ャンバ２上部と電極板１６とに、下面はウェハＷとバッ
フル板２４とによって画定され、所定のプラズマ密度に
維持される。
【００３１】図３にバッフル板２４をプラズマ処理装置
１内に取り付けた状態を示す。図に示されるように、バ
ッフル板２４は、チャンバ２の側壁と天井とに挟まれ
て、ねじ（図示せず）で留められている。これにより、
チャンバ２の天井と、バッフル板２４とは直接電気的に
接続されている。
【００３２】また、バッフル板２４のＬ字型端部の側面
はチャンバ２の内側壁に沿って配置されており、このた
め、チャンバ２の内側壁はプラズマから保護される。一
方、Ｌ字型端部の底部（細孔２４ａの形成面）は、ウェ
ハＷ及びサセプタ８と接することのないよう、サセプタ
８のウェハＷの載置面から１ｍｍ〜３ｍｍ上方に配置さ
れている。これは、下部電極として機能する導体からな
るサセプタ８と、同じく導体からなるバッフル板２４と
が接触して、短絡することを避けるためである。ここ
で、開口２４ｂの内径を大きくし、開口２４ｂの内周縁
が絶縁体７と接するような構成も可能である。
【００３３】バッフル板２４は導体からなり、上部電極
１５に印加された高周波電力により生成した高周波電流
のリターン電流の一部は、電流は導体表面に局在化して
存在するという表皮効果により、バッフル板２４の表面
を流れる。バッフル板２４を経由する第２の高周波電源
２２へのリターン電流の経路を、図３の矢印Ｉにて示
す。矢印Ｉに示すように、リターン電流はバッフル板２
４の表面を流れて、チャンバ２の内側壁と天井との結合
部へと流れる。チャンバ２は接地電位とされており、リ
ターン電流はグランドから第２の高周波電源２２へと戻
る。
【００３４】上記した、バッフル板２４を通るリターン
電流の経路は、上部電極１５と同じチャンバ２の天井、
すなわち、第２の高周波電源２２の近くに直接接続され
るので、例えば、従来のようにチャンバ２の内側壁にバ
ッフル板を設けた場合におけるよりも実質的に短い。
【００３５】また、チャンバ２の内側壁にバッフル板２
４を設けた場合には、通常、バッフル板２４はチャンバ
２の内側壁を上下に分割して嵌め込み設置され、バッフ
ル板２４の設置部分には界面が形成される。このため、
リターン経路上の界面が増加する。経路上に存在する界
面が少ないほど表皮効果による高周波電力の損失は少な
いので、第１の実施の形態のように、バッフル板２４を
チャンバ２の天井と内側壁との間に設置した構成におい
ては、高周波電力の利用効率の高いプラズマ処理が可能
となる。さらに、バッフル板２４により、チャンバ２の
内側壁はプラズマから保護することができる。
【００３６】以下、上記構成のプラズマ処理装置１の、
ウエハＷにＳｉＯＦ膜を成膜する場合の動作について、
図１を参照して説明する。まず、図示しない昇降機構に
よりサセプタ支持台６はウェハＷの搬入が可能な位置に
移動され、ゲートバルブ５の開放の後、ウエハＷは、図
示しない搬送アームによりチャンバ２内へと搬入され
る。ウェハＷは、サセプタ８を貫通して突出した状態の
リフトピン１２上に載置される。次いで、リフトピン１
２の降下によりウェハＷはサセプタ８上に載置され、静
電チャックにより静電吸着される。次いで、ゲートバル
ブ５は閉鎖され、排気装置４によって、チャンバ２内は
所定の真空度まで排気される。その後、サセプタ支持台
６は、図示しない昇降機構によって処理位置まで上昇す
る。
【００３７】この状態で、下部冷媒流路１１に冷媒を通
流させてサセプタ８を所定の温度、例えば、５０℃に制
御するとともに、排気装置４により排気口３を介してチ
ャンバ２内を排気し、高真空状態、例えば、０．０１Ｐ
ａとする。
【００３８】その後、処理ガス供給源２１から処理ガ
ス、例えば、ＳｉＦ４、ＳｉＨ４、Ｏ ２、ＮＦ３、ＮＨ
３ガス、希釈ガスとしてのＡｒガスが、所定の流量に制
御されてチャンバ２内に供給される。上部電極１５に供
給された処理ガス及びキャリアガスは、電極板１６のガ
ス穴１６ａからウエハＷに向けて均一に吐出される。
【００３９】その後、第２の高周波電源２２から、例え
ば、５０〜１５０ＭＨｚの高周波電力が上部電極１５に
印加される。これにより、上部電極１５と下部電極とし
てのサセプタ８との間に高周波電界が生じ、上部電極１
５から供給された処理ガスがプラズマ化する。他方、第
１の高周波電源１３からは、例えば、１〜４ＭＨｚの高
周波電力が下部電極であるサセプタ８に印加される。こ
れにより、プラズマ中の活性種がサセプタ８側へ引き込
まれ、ウェハＷ表面近傍のプラズマ密度が高められる。
このような上下の電極１５、８への高周波電力の印加に
より、処理ガスのプラズマが生成され、このプラズマに
よるウェハＷの表面での化学反応により、ウェハＷの表
面にＳｉＯＦ膜が形成される。
【００４０】以上説明したように、第１の実施の形態の
プラズマ処理装置１においては、プラズマをウェハＷの
近傍に閉じこめるためのバッフル板２４を、チャンバ２
の天井と内側壁との間に設置している。これにより、バ
ッフル板２４上を流れる第２の高周波電源２２へのリタ
ーン電流は、実質的に短く、界面の少ない経路を通って
第２の高周波電源２２へと戻ることができる。従って、
表皮効果による高周波電力の損失を低減させた、高周波
電力の利用効率の高いプラズマ処理が可能となる。
【００４１】上記実施の形態では、バッフル板２４の底
部は、その下面がサセプタ８のウェハＷ載置面と近接す
る位置にあるものとしたが、これに限らず、底部の上面
がサセプタ８のウェハＷ載置面と同一平面上にあるよう
してもよい。この場合、サセプタ８のウェハＷ載置面を
絶縁体７等の周辺部分よりも高くすればよい。
【００４２】上記第１の実施の形態では、バッフル板２
４は、図２（ａ）に示すような、端部の断面がＬ字型で
あるものとした。しかし、バッフル板２４の形状はこれ
に限らず、チャンバ２の天井にねじ止め可能であり、高
周波電流のリターン電流の経路が短いものであればどの
ようなものであってもよい。
【００４３】例えば、図４（ａ）に示すような、端部の
断面形状がＪ字型を示すようなバッフル板４０も可能で
ある。バッフル板４０は、上述したＬ字型バッフル板２
４と同様に、端部に細孔４０ａを備え、中心に開口４０
ｂが開設された構造を有する有底円筒状部材である。バ
ッフル板４０は、チャンバ２の天井と内側壁との間にね
じ止めされる。
【００４４】開口４０ｂは円筒状のサセプタ支持台６と
ほぼ同径であり、図４（ｂ）に示すように、端部のＪ字
型構造の内側の側壁はサセプタ支持台６の外周から１ｍ
ｍ〜３ｍｍ程度離して配置されている。Ｊ字型部分の２
つの側壁に囲まれた底部には細孔４０ａが形成されてい
る。細孔４０ａの形成面は、サセプタ８のウェハＷ載置
面よりも下方の排気側に配置されている。このように、
端部断面をＪ字型にすることにより、プラズマ生成空間
を拡げることができ、所望のプラズマ密度又は反応圧力
を得ることができる。
【００４５】また、Ｊ字型バッフル板４０においても、
チャンバ２の天井と内側壁との間に設けられることか
ら、高周波電流のリターン経路は短くかつ界面の少ない
ものとなる。従って、高周波電力の利用効率が高い等、
Ｌ字型バッフル板２４と同様の効果を得ることができ
る。
【００４６】また、上記実施の形態では、被処理体であ
るウェハＷは処理時に回転しないものであるが、この場
合、サセプタ８の近傍にセラミック等の絶縁体を介し
て、バッフル板２４をねじ止めするようしてもよい。
【００４７】上記第１の実施の形態では、バッフル板に
形成される細孔は、細長形状（スリット形状）のものと
した。しかし、細孔の形状はこれに限らず、気体導通可
能であるとともに、プラズマの閉じこめが可能なもので
あればいかなるものであってもよい。例えば、細孔は、
丸穴形状、ハニカム形状等であってもよい。
【００４８】（第２の実施の形態）以下、本発明にかか
る第２の実施の形態について、図を参照して説明する。
なお、図中、図１〜図４と同一のものには同一の符号を
付す。図５（ａ）に、第２の実施の形態にかかるバッフ
ル板５０の構造を示す。図５（ａ）に示すように、バッ
フル板５０は、アルミニウム等の導体からなる円筒状部
材から構成されている。バッフル板５０は、スリット５
０ａを備える円筒部５０ｂを有する。
【００４９】スリット５０ａは、バッフル板５０の主面
に対して垂直方向に穿設された、細長形状を有する。ま
た、スリット５０ａの幅はプラズマの通過を妨げつつ気
体導通可能であるよう、０．８ｍｍ〜１ｍｍ程度とされ
ている。スリット５０ａは、円筒部５０ｂの側面上に、
円筒部５０ｂの円筒の形成方向（後述するように、サセ
プタ８の主面に垂直な方向）に、例えば、５ｃｍ程度形
成されている。
【００５０】図５（ｂ）に、バッフル板５０をプラズマ
処理装置１に設置した例を示す。図に示すように、バッ
フル板５０はチャンバ２の内側壁と天井との間の結合部
分に嵌め込み設置される。円筒状のバッフル板５０は、
同様に円筒状のサセプタ支持台６の外周を取り囲むよう
配置される。円筒部５０ｂは、円筒状のサセプタ支持台
６よりもわずかに大きい径を有し、円筒部５０ｂとサセ
プタ支持台６との間は１ｍｍ〜３ｍｍ程度隔てられてい
る。
【００５１】高周波電流のリターン電流は、バッフル板
５０を流れてチャンバ２の天井と内側壁との結合部分か
らグランドへと流れる。このように、リターン電流は、
実質的に短くかつ界面の少ない経路を介して第２の高周
波電源２２へと戻る。
【００５２】また、サセプタ支持台６の上部の、スリッ
ト５０ａが形成されている領域の近傍では、サセプタ支
持台６の下方部分と比べて外径の小さい段差部分５１が
設けられている。段差部分５１は、スリット５０ａがサ
セプタ支持台６又は絶縁体７によって塞がれることのな
いよう設けられている。
【００５３】ここで、スリット５０ａの円筒部５０ｂの
延伸方向（サセプタ８の主面に垂直な方向）にどのよう
な長さにでも形成することができる。従って、段差部分
５１を適宜調整することより、スリット５０ａを通過す
る気体の導通性（コンダクタンス）を、所望のように、
十分に確保することができる。
【００５４】このように、上記第２の実施の形態のプラ
ズマ処理装置１においては、バッフル板５０上を流れる
第２の高周波電源２２へのリターン電流は、実質的に短
く、界面の少ない経路を通って第２の高周波電源２２へ
と戻ることができる。従って、表皮効果による高周波電
力の損失を低減させた、高周波電力の利用効率の高いプ
ラズマ処理が可能となる。
【００５５】さらに、バッフル板５０の備えるスリット
５０ａの長さは、円筒部５０ｂに沿って所望のように長
くすることができる。従って、サセプタ８の主面に対し
て水平方向にスリットを設けた場合などのように、スリ
ットの長さが、チャンバ２の内側壁とサセプタ支持台６
の外周との間の距離に限られてしまうことはない。この
ように、スリットａを垂直方向に形成する構成により、
スリット長を適当な長さとして、プラズマ生成領域を所
望の圧力とすることができる。
【００５６】上記実施の形態においては、バッフル板５
０の形状を他の形状、例えば、図６に示すような形状と
してもよい。図６に示すように、バッフル板５０は、そ
のスリット５０ａの下方部分が段差部分５１にて屈折す
る形状となっている。この構成によれば、バッフル板５
０のスリット５０ａ部分の強度が高まるなどの効果が得
られる。
【００５７】上記第１及び第２の実施の形態では、スリ
ット状の細孔又はスリットは、バッフル板の主面に対し
て垂直に穿設されているものとした。しかし、これに限
らず、主面に対して斜めに穿設されたもの、テーパ状に
穿設されたものなど、プラズマの通過を抑えるとともに
所望のコンダクタンスが得られるものであればいかなる
構成であってもよい。
【００５８】上記第１及び第２の実施の形態において、
バッフル板は、チャンバ２の内側壁に直接接する構造と
した。しかし、バッフル板の側面とチャンバ２の内側壁
との間にセラミック等の絶縁材を備えた構造としてもよ
い。このように、チャンバ２の内側壁とバッフル板との
電気的接触を制限することにより、さらに高周波電力の
損失を低減させることができる。
【００５９】上記第１及び第２の実施の形態では、バッ
フル板は、アルマイト処理されたアルミニウムから構成
されるものとしたが、バッフル板の材質はこれに限られ
ず、アルミナ、イットリア等、プラズマ耐性の高い導体
材料であればいかなるものであってもよい。これによ
り、バッフル板の高いプラズマ耐性が得られ、プラズマ
処理装置１全体の高い保守性が得られる。
【００６０】上記実施の形態では、半導体ウェハにＳｉ
ＯＦ膜を成膜する処理を施す平行平板型のプラズマ処理
装置に関して説明した。しかし、被処理体は半導体ウェ
ハに限らず、液晶表示装置等に用いてもよい。また、成
膜される膜はＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＳｉＣＯＨ、
ＣＦ膜等どのようなものであってもよい。
【００６１】また、被処理体に施されるプラズマ処理
は、成膜処理に限らず、エッチング処理等にも用いるこ
とができる。さらにまた、プラズマ処理装置としては、
平行平板型に限らず、マグネトロン型等、チャンバ内に
電極を備えるプラズマ処理装置ならばいかなるものであ
ってもよい。
【００６２】
【発明の効果】本発明によれば、高周波電源へのリター
ン電流の経路が短く、高周波電力の利用効率の高いプラ
ズマ処理装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかるプラズマ処
理装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態にかかるバッフル板
を示す図である。
【図３】図２に示すバッフル板を取り付けた状態を示す
図である。
【図４】第１の実施の形態にかかるバッフル板の変形例
を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態にかかるバッフル板
を示す図である。
【図６】第２の実施の形態にかかるバッフル板の変形例
を示す図である。
【符号の説明】
１ プラズマ処理装置 ２ チャンバ ３ 排気口 ６ サセプタ支持台 ７ 絶縁体 ８ サセプタ １０ ベローズ １３ 第１の高周波電源 １５ 上部電極 ２０ ガス供給部 ２１ 処理ガス供給源 ２２ 第２の高周波電源 ２４ バッフル板 ２４ａ 細孔
フロントページの続き (72)発明者 義高 光 東京都港区赤坂五丁目３番６号 ＴＢＳ放 送センター 東京エレクトロン株式会社内 (72)発明者 加藤 良裕 東京都港区赤坂五丁目３番６号 ＴＢＳ放 送センター 東京エレクトロン株式会社内 (72)発明者 芦垣 繁雄 東京都港区赤坂五丁目３番６号 ＴＢＳ放 送センター 東京エレクトロン株式会社内 Ｆターム(参考） 4K030 CA04 CA12 FA03 KA12 KA46 KA47 5F004 AA16 BA04 BB13 BB22 BB25 BB26 BC02 BD04 CA01 5F045 AA08 AB06 AB31 AB32 AB33 AC01 AC02 AC11 AC12 AC16 AE11 DP03 DQ10 EB02 EB03 EB08 EC05 EH01 EH05 EH14 EH19 EJ03 EJ05 EJ09 EM05 EM10

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の部材から構成され、内部で被処理体
    に所定の処理が施されるチャンバと、 前記複数の部材の１つに設置され、高周波電源の一端に
    接続される電極と、 前記電極への高周波電力の印加により生成されたプラズ
    マを前記チャンバ内の所定領域に閉じこめ可能なバッフ
    ル板と、を備え、 前記バッフル板は、前記電極の設置された部材と、これ
    に隣接する他の部材との間に挟まれて設置される、こと
    を特徴とするプラズマ処理装置。
  2. 【請求項２】前記電極の設置された部材は前記高周波電
    源の他端に接続され、前記バッフル板は該部材に接触し
    て配置される、ことを特徴とする請求項１に記載のプラ
    ズマ処理装置。
  3. 【請求項３】複数の部材から構成され、内部で被処理体
    に所定の処理が施されるチャンバと、 前記複数の部材の１つに設置され、高周波電源の一端に
    接続される電極と、 前記電極への高周波電力の印加により生成されたプラズ
    マを前記チャンバ内の所定領域に閉じこめ可能なバッフ
    ル板と、を備え、 前記電極の設置された部材は前記高周波電源の他端に接
    続され、前記バッフル板は該部材に接触して配置され
    る、ことを特徴とするプラズマ処理装置。
  4. 【請求項４】前記バッフル板は、端部の断面形状がＬ字
    型の、中心に開口を有する有底円筒状部材から構成さ
    れ、前記開口は、その内周が前記被処理体の周縁と近接
    するよう設けられ、前記プラズマは、前記開口を介して
    前記被処理体に集中して曝露される、ことを特徴とする
    請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプラズマ処理装
    置。
  5. 【請求項５】前記バッフル板は、端部の断面形状がＪ字
    型の、中心に開口を有する有底円筒状部材から構成さ
    れ、前記Ｊ字型端部の底部は、前記被処理体に関して前
    記電極の反対側に配置され、前記バッフル板により画定
    される所定領域はプラズマ処理に適した所望の広さとさ
    れる、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項
    に記載のプラズマ処理装置。
  6. 【請求項６】前記バッフル板は、その側壁に細長形状の
    スリットが形成された円筒状部材から構成され、前記ス
    リットは前記被処理体の主面に対して垂直な方向に形成
    されている、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれ
    か１項に記載のプラズマ処理装置。
  7. 【請求項７】前記バッフル板は、アルミニウム、アルマ
    イト処理されたアルミニウム、アルミナ、イットリアか
    らなる群から選択される、ことを特徴とする請求項１乃
    至６のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
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