JP2003223999A - プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラズマ放電に際し電極対の間隙の放電電流
を計測する電流検出手段を有することで放電開始を安定
化すると共にこの電流検出手段を用いて放電の均一性を
監視できるプラズマ処理装置を得る。 【解決手段】 高周波電源１とプラズマ励起電極４との
間に挿入されたインピーダンス整合回路２Ａを収容した
シャーシ２の側壁３８に、高周波電源１に帰還する高周
波電流の流路に沿って延びるスリット３５とこのスリッ
トに形成される磁界を検出する磁界プローブ３６とから
なる２以上の電流検出手段３７が、シャーシ２の中心軸
Ｘ−Ｘの周りに軸対称に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ処理装置
に係り、特にプラズマ放電に際して電極対の間隙を流れ
る放電電流を計測することができる電流検出手段を備え
たプラズマ処理装置、及び前記電流検出手段を備えると
共にワークに対するプラズマ処理の均一性も確認できる
プラズマ処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＶＤ（chemical vapor depositio
n）、スパッタリング、ドライエッチング、アッシング
等のプラズマ処理をおこなうために従来から用いられて
いるプラズマ処理装置の一例を図６に示す。図６に示す
プラズマ処理装置は、プラズマを形成するためのプラズ
マ励起電極４とプラズマ処理されるワークＷを載置して
前記プラズマ励起電極４に対向するサセプタ電極８とか
らなる電極対を有し、プラズマ励起電極４は高周波電力
配電体３及び整合回路２Ａを介して高周波電源１の給電
側に接続されている。整合回路２Ａは高周波電源１とプ
ラズマ励起電極４との間のインピーダンスを整合させる
ために設けられている。この整合回路２Ａは導電体から
なるシャーシ１２０内に収容されている。また高周波電
力配電体３及びプラズマ励起電極４は、導電体からなる
ハウジング２１によって覆われている。

【０００３】高周波電源１から出力された高周波電力は
順次、整合回路２Ａ及び高周波電力配電体３を通してプ
ラズマ励起電極４に供給される。このプラズマ励起電極
（カソード電極）４の下側には、多数の孔７…が形成さ
れたシャワープレート５が環状の凸部４ａに接して設け
られている。これらプラズマ励起電極４とシャワープレ
ート５との間に形成された空間６にはガス導入管１７が
接続されており、導電体からなるガス導入管１７の途中
には絶縁体１７ａが挿入されてプラズマ励起電極４側と
ガス供給源側とが絶縁されるようになっている。ガス導
入管１７から導入されたガスは、シャワープレート５の
孔７…を介してチャンバ壁１０により形成されたチャン
バ６０内に供給される。チャンバ壁１０の上辺とプラズ
マ励起電極４の周辺とは絶縁体９を介して気密に接合さ
れている。

【０００４】一方、チャンバ６０内にはウエハ等のワー
クＷを載置すると共に放電電位のコモン側となるサセプ
タ電極８が配設され、このサセプタ電極８はシャフト１
３により支持されている。シャフト１３の下端部は導電
体からなるベローズ１１を介してチャンバ底部１０Ａに
気密に接続されている。チャンバ６０は図示しない排気
系によって排気されるようになっている。

【０００５】サセプタ電極８はシャフト１３と共に前記
ベローズ１１により上下動可能とされ、チャンバ６０内
の真空を維持したままプラズマ励起電極４とサセプタ電
極８との間隔が調整できるようになっている。シャフト
１３の下端部はコモン側端子として接地され、高周波電
源１のコモン側も接地されている。なお、チャンバ壁１
０とシャフト１３とは直流的に同電位とされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一般に前記のプラズマ
処理装置においては、プラズマ励起電極４とサセプタ電
極８との間隙に印加される高周波の電圧が十分でない
と、放電開始電圧を上回ることができず放電を開始しな
い場合がある。そこで少なくとも放電開始時には放電電
極間の高周波電圧を監視し、放電開始電圧を上回る高周
波電圧が得られるように調整する必要があった。従来、
この調整は、高周波電源１に内蔵された図示しない方向
性結合器で反射波を検知し、この反射波がゼロとなるよ
うに調整することで行われていた。しかしこの検知方法
では反射波がゼロとなっても放電を開始しない場合があ
った。また従来の監視方法では電極面における放電電流
密度の偏りを検知することができないため、ワークに対
するプラズマ処理の均一性が確認できなかった。

【０００７】本発明は前記の課題を解決するためになさ
れたものであって、従ってその目的は、プラズマ放電時
に電極対の間隙を流れる放電電流を計測することができ
る電流検出手段を備えたプラズマ処理装置、及び前記電
流検出手段を備えると共にワークに対するプラズマ処理
の均一性も監視できるプラズマ処理装置を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに本発明は、プラズマを形成するためのプラズマ励起
電極とプラズマ処理されるワークを挟んで前記プラズマ
励起電極に対向するサセプタ電極とからなる電極対を収
容したプラズマ処理室と、高周波電源から前記プラズマ
励起電極に高周波電力を供給する給電路に挿入され前記
高周波電源と前記プラズマ処理室とのインピーダンスを
整合させるためのインピーダンス整合回路を収容したシ
ャーシとを有し、前記シャーシが前記サセプタ電極から
前記高周波電源に帰還する帰電路の一部を形成してなる
プラズマ処理装置であって、前記シャーシに、前記サセ
プタ電極から前記高周波電源に帰還する高周波電流を検
出するための電流検出手段が設けられたプラズマ処理装
置を提供する。

【０００９】本発明は、電極対の間隙、すなわちプラズ
マ空間を流れる電流が最大となったときに最大の高周波
放電電圧が得られることを知見したことによりもたらさ
れたものである。そしてプラズマ空間を流れる高周波電
流を外部から計測するには、インピーダンス整合回路を
収容したシャーシに電流検出手段を設け、サセプタ電極
から高周波電源に帰還する高周波電流を検知することが
特に有効であることがわかった。従って、この電流検出
手段によって最大の電流値が得られるようにプラズマ処
理装置の状態を設定すればプラズマ空間に最大の高周波
放電電圧が得られ、確実なプラズマ放電開始が実現でき
ることになる。

【００１０】前記シャーシには２以上の電流検出手段が
設けられ、これらの電流検出手段はシャーシの中心軸の
周りに軸対称に配置されていることが好ましい。シャー
シの中心軸の周りに軸対称に２以上の電流検出手段が設
けられていれば、シャーシの周囲を流れる高周波電流の
偏流の有無を検知することができる。シャーシの周囲に
偏流が検知されたときは、電極対の間隙を流れる放電電
流に偏流が生じている可能性があるので、その偏流が解
消されるようにプラズマ処理装置の状態を調整すること
により、放電電流の偏りを防止することができ、ワーク
に対するプラズマ処理の効果を更に均一にすることがで
きる。ここで「軸対称」とは一般に定義されるように２
点が中心軸に直交する直線上で中心軸から等距離にある
状態をいうばかりでなく、複数の点が中心軸に直交する
平面上で中心軸から等距離にあると共に相互に等間隔に
配位した状態も含むものである。

【００１１】前記の電流検出手段は、シャーシに形成さ
れ高周波電源に帰還する高周波電流の流路に沿って延び
るスリットと、このスリットに形成される磁界を検出す
る磁界プローブとからなることが好ましい。シャーシに
高周波電流の流路に沿ってスリットが形成されている
と、高周波電流によってこのスリットに磁界が生じる。
この磁界の密度は高周波電流量に対応しているので、磁
界プローブにより検出される磁界の大きさを監視すれば
プラズマ空間を流れる高周波電流の大きさを外部から計
測することができる。磁界プローブはスリットの内側エ
ッジの一方の辺部に近接して設置することが好ましい。
高周波電流は主としてシャーシの内面を流れかつ磁界は
スリットの辺縁部に近いほど密度が高くなり検知感度が
上昇するからである。

【００１２】前記スリットの幅は、高周波電流の波長を
λとするときλ／１００以下であるであることが好まし
い。スリット幅がλ／１００を越えると形成された磁界
による不要輻射が増大し、周囲に電磁的な悪影響を及ぼ
す場合があり好ましくない。スリット幅の下限は、磁界
プローブがこのスリットに挿入できれば特に制限されな
い。この観点からスリット幅は概略λ／１００００とな
るように設定することが更に好ましい。

【００１３】前記シャーシは、その中心軸に垂直な断面
が正多角形又は円形に成形されていることが好ましい。
また、前記プラズマ処理室やサセプタ電極は軸対称の形
状に成形され、かつその対称軸が前記シャーシの中心軸
と一致するように配置されていることが好ましい。一般
に、プラズマ処理における処理ムラは装置の構成やワー
クの載置状態、プラズマ生成ガスの偏在などによって起
こる。従って処理ムラを極少化するためには、少なくと
も装置の構成に関して、高周波電流の偏流を極力抑える
配慮が求められ、それが本発明の目的にもかなってい
る。シャーシの断面が正多角形又は円形に成形されてい
れば、シャーシの側壁を流れる高周波電流の密度を側壁
の全周にわたって均一に配分することができ、これによ
って電極対の間隙を流れる放電電流の偏流を抑止するこ
とができる。更に、プラズマ処理室やサセプタ電極も軸
対称の形状に成形され、かつその対称軸が前記シャーシ
の中心軸と一致するように配置されていれば、電極対の
間を流れる電流の偏流が一層効果的に抑止される。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を具体例
によって説明するがこれらの具体例は本発明を何ら制限
するものではない。また添付の図面は本発明の思想を説
明するためのものであって、本発明の説明に不要な要素
は省略し、また図示した各要素の形状・寸法比・数など
も実際のものと必ずしも一致するものではない。

【００１５】（実施形態１）図１は本実施形態のプラズ
マ処理装置の構成を示す断面図である。このプラズマ処
理装置は、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）、ス
パッタリング、ドライエッチング、アッシング等のプラ
ズマ処理が可能な１周波数励起タイプのものであり、プ
ラズマを形成するためのプラズマ励起電極４とプラズマ
処理されるワークＷを載置して前記プラズマ励起電極４
に対向するサセプタ電極８とからなる平行平板型の電極
対１４を有し、プラズマ励起電極４は高周波電力配電体
３及び整合回路２Ａを介して高周波電源１の給電側に接
続されている。

【００１６】整合回路２Ａは高周波電源１とプラズマ励
起電極４との間のインピーダンスを整合させるために設
けられ、この整合回路２Ａは導電体からなるシャーシ２
内に収容されている。このシャーシ２には、後に詳しく
説明するスリット３５…が形成されている。またプラズ
マ励起電極４の上面と高周波電力配電体３は導電体から
なるハウジング２１によって覆われている。このハウジ
ング２１はシャーシ２と連結しているので、シャーシ２
と共に一体のシャーシと見なすことができる。

【００１７】このプラズマ処理装置には、プラズマ処理
室となるチャンバ６０の上部位置に高周波電源１に接続
されたプラズマ励起電極４及びシャワープレート５が設
けられ、チャンバ６０の下部にはシャワープレート５に
対向してワークＷを載置するサセプタ電極８が設けられ
ている。プラズマ励起電極４は、高周波電力配電体３、
整合回路２Ａ、及び同軸ケーブル１Ａの心線を介して高
周波電源１に接続している。ハウジング２１とシャーシ
２は互いに電気的に接続され、シャーシ２は同軸ケーブ
ル１Ａのシールド線（外導電体）に接続されている。

【００１８】高周波電力配電体３としては、例えば、幅
５０mm〜１００mm、厚さ０．５mm、長さ１００〜３００
mmの形状を有する銅板の表面に銀メッキを施したものが
用いられており、この高周波電力配電体３は、後述する
整合回路２Ａのチューニングコンデンサ２４の出力端子
及びプラズマ励起電極４にそれぞれネジ止めなどの結合
手段により着脱可能に取り付けられている。

【００１９】プラズマ励起電極４の下側には環状凸部４
ａが設けられ、この環状凸部４ａに接して、プラズマ励
起電極４の下側に、多数の孔７…が形成されたシャワー
プレート５が設けられている。プラズマ励起電極４とシ
ャワープレート５との間には空間６が形成されている。
この空間６にはハウジング２１の側壁を貫通すると共に
プラズマ励起電極４を貫通してガス導入管１７が接続さ
れている。

【００２０】ガス導入管１７は導電体からなるが、この
ガス導入管１７の途中には絶縁体１７ａがハウジング２
１の内側に介挿されてプラズマ励起電極４とガス供給源
とが電気的に絶縁されている。ガス導入管１７から導入
されたガスは、シャワープレート５の多数の孔７…から
チャンバ壁１０により形成されたチャンバ６０内に供給
される。チャンバ壁１０とプラズマ励起電極４とは環状
の絶縁体９により互いに絶縁されている。チャンバ６０
には、図示しない排気系が接続されている。

【００２１】チャンバ６０内にはワークＷを載置する板
状のサセプタ電極８が設けられている。サセプタ電極８
の下部中央には、シャフト１３が接続され、このシャフ
ト１３はチャンバ底部１０Ａを貫通して下方に延び、シ
ャフト１３の下端部とチャンバ底部１０Ａの中心部とが
導電性のベローズ１１により密閉接続されている。サセ
プタ電極８およびシャフト１３はベローズ１１により上
下動可能となっており、プラズマ励起電極４，サセプタ
電極８間の距離の調整ができると共にチャンバ底部１０
Ａと電気的に接続されている。このため、サセプタ電極
８，シャフト１３，ベローズ１１，チャンバ底部１０
Ａ，チャンバ壁１０は直流的に同電位となっている。さ
らに、チャンバ壁１０はハウジング２１、シャーシ２と
も電気的に接続されているため、チャンバ壁１０，ハウ
ジング２１，シャーシ２はいずれも直流的に同電位とな
っている。

【００２２】図１に示した本実施形態のプラズマ処理装
置において、前記シャーシ２、ハウジング２１、チャン
バ壁１０、ベローズ１１、シャフト１３及びサセプタ電
極８は共通の軸線Ｘ−Ｘに関してそれぞれが軸対称とな
る形状に成形されかつ配置されている。

【００２３】整合回路２Ａは、チャンバ６０内のプラズ
マ状態の変化などに対応してインピーダンスを調整する
ために設けられている。整合回路２Ａは、図１に示すよ
うに高周波電源１と高周波電力配電体３との間に設けら
れ、インダクタンスコイル２３と、エアバリコンからな
るチューニングコンデンサ２４と、真空バリコンからな
るロードコンデンサ２２とから構成されている。これら
のうち、インダクタンスコイル２３とチューニングコン
デンサ２４は、整合回路２Ａの入力端子側から出力端子
側へ直列に接続され、インダクタンスコイル２３の入力
分岐点とシャーシ２（コモン電位部分）との間にロード
コンデンサ２２が設けられている。インダクタンスコイ
ル２３とチューニングコンデンサ２４は、導電体を介さ
ずに直接接続されている。チューニングコンデンサ２４
は整合回路２Ａの出力端末とされ、その出力端子ＰＲは
高周波電力配電体３を介してプラズマ励起電極４に接続
されている。

【００２４】図２は本実施形態におけるシャーシ２の構
成を示す斜視図である。このシャーシ２はアルミニウム
合金からなり、天板２Ｔが正方形の箱形をなし、この天
板２Ｔの中心を通る中心軸が図１に示したプラズマ処理
装置の軸線Ｘ−Ｘに一致している。シャーシ２の４面の
側壁３８…にはそれぞれ、面央部に軸線Ｘ−Ｘと平行す
る方向に延びるスリット３５が形成されている。各スリ
ット３５は各側壁３８の中央に形成され、対向するスリ
ットはそれぞれ軸線Ｘ−Ｘの周りに軸対称となるように
配置されている。すなわち、四つのスリット３５…はそ
れぞれ軸線Ｘ−Ｘから等距離かつ互いに等間隔に配置さ
れている。

【００２５】各スリット３５の長さは例えば３cmであ
る。また各スリット３５の幅は、このプラズマ処理装置
に供給される高周波電力の波長をλとするときλ／１０
００となるように設計されている。例えば高周波電力の
周波数が４０．６８ＭHzである場合、波長λは７．３７
ｍであるから、スリット３５の幅は７．３７mmとされ
る。

【００２６】各スリット３５にはそれぞれ、ループ状に
成形された磁界プローブ３６が挿入されている。この磁
界プローブ３６は、プラズマ処理装置の稼働中にシャー
シ２の内側表面を流れる高周波電流HCがスリット３５の
エッジで発生する磁界の方向に直交するように配向さ
れ、かつ磁界の影響を強く受けるようにできるだけエッ
ジに接近した位置に設置される。磁界プローブ３６…は
それぞれ、図示しないデータ処理・表示装置（モニタ装
置）に連結されている。そしてスリット３５と磁界プロ
ーブ３６との組合わせが本実施形態における電流検出手
段３７を構成している。

【００２７】図１において高周波電源１の出力側（高圧
側）と整合回路２Ａとは同軸ケーブル１Ａの心線により
接続されている。同軸ケーブル１Ａのシールド線は一方
がシャーシ２に接続され他方は高周波電源１のコモン側
端子に接続されている。この高周波電源１のコモン側端
子は接地されているので、サセプタ電極８、シャフト１
３、ベローズ１１、チャンバ壁１０、ハウジング２１、
シャーシ２、及び同軸ケーブル１Ａのシールド線からな
る帰電路は、何れも直流的には接地電位となっている。
またロードコンデンサ２２の一端も直流的に接地された
状態となる。

【００２８】次に本実施形態のプラズマ処理装置を用
い、ワークＷにプラズマ処理を施す一実施態様について
説明する。図１において、先ずワークＷをサセプタ電極
８の上に載置する。このときワークＷの面中心をプラズ
マ処理装置の軸線Ｘ−Ｘと一致させるように配置するこ
とが好ましい。次にチャンバ６０内を所定の真空度まで
真空引きすると共に、ガス導入管１７からプラズマ生成
ガスを導入し、かつ高周波電源１から高周波電力を供給
する。このときの稼働条件、例えば真空度、プラズマ生
成ガスの種類と処理室内圧力、高周波電力の周波数、電
力などはワークＷに施すプラズマ処理の目的や装置の効
率などにより変化するが、これらは従来のプラズマ処理
装置における稼働条件と同様であるので、ここでは詳細
な説明を省略する。高周波電源１から供給された高周波
電力（高圧側）は同軸ケーブル１Ａの心線を通って整合
回路２Ａに入力され出力端子ＰＲから出力され、高周波
電力配電体３を通ってプラズマ励起電極４に供給され
る。このときプラズマ励起電極４は、接地側にあるサセ
プタ電極８と対向しているのでチャンバ６０内に真空放
電が発生する。ガス導入管１７からチャンバ６０内に導
入されたガスはこの真空放電に励起されてプラズマを発
生し、シャワープレート５に形成された多数の孔７…を
通ってシャワー状にワークＷに射突し、ワークＷの表面
に所定のプラズマ処理を行う。

【００２９】このときプラズマ励起電極４とサセプタ電
極８との間には放電電圧に対応した電位差が生じてい
る。一方、サセプタ電極８から高周波電源１のコモン側
に帰還する帰電路となっているシャフト１３，ベローズ
１１，チャンバ底部１０Ａ，チャンバ壁１０、ハウジン
グ２１、及びシャーシ２はそれぞれ交流的な電気抵抗す
なわちインピーダンスを有しているので、サセプタ電極
８は直流的には接地電位にあっても、交流的には前記イ
ンピーダンスを流れる電流に応じた電位となっている。
そこでサセプタ電極８から高周波電源１のコモン側に向
けて高周波電流が流れる。この高周波電流はチャンバ壁
１０、ハウジング２１、シャーシ２など導電部の内面全
体に広がって流れる。

【００３０】図２に示すように、シャーシ２に形成され
たスリット３５…は高周波電流HCの流れる方向に沿って
形成されているので、このスリットのエッジには高周波
電流によって磁界が発生する。この磁界を磁界プローブ
３６によって検知すれば、この磁界強度は電極対の間隙
を流れる電流値に対応する。そして電極対における電流
値は電極対の放電電圧に対応しているので、電流検出手
段３７における磁界強度を監視することにより例えば放
電開始時に適切な放電電圧が得られているかどうかを検
知することができる。

【００３１】シャーシ２に形成された４組の電流検出手
段３７…は軸線Ｘ−Ｘから等距離等間隔、すなわち軸対
称に配置されているので、図３に示すように、シャーシ
２の特定の側壁３８ａに設けられた電流検出手段３７ａ
によって検知される磁界強度が他の面の値と異なってい
れば、図３の点線矢印Ｉｂで示すように、電極対１４の
間隙を流れる放電電流に偏流が生じていることが予想さ
れ、従ってワークＷ上のプラズマ処理に偏りが生じてい
る可能性がある。すなわち４組の電流検出手段３７…を
比較しながら監視することによりワークＷ上のプラズマ
処理の均一性を外部から監視することができる。

【００３２】ここで、シャーシ２とハウジング２１は何
れも軸線Ｘ−Ｘに関して軸対称の形状とされかつ電気的
に連続して一体に成形されているので、４組の電流検出
手段３７…はシャーシ２の壁面に代えてハウジング２１
の壁面に形成されていても実質的に同様の効果が得られ
る。従って本発明におけるシャーシとは、本実施形態に
おけるハウジングも含むものである。

【００３３】（実施形態２）本実施形態のプラズマ処理
装置は、シャーシ２の形状が異なる以外は実施形態１の
ものと同様である。従ってここでは実施形態２における
シャーシの形状についてのみ詳しく説明する。図４は本
実施形態のプラズマ処理装置におけるシャーシの斜視図
である。本実施形態においてシャーシ２は円筒状に成形
されている。そしてこのシャーシ２の周壁３８には、軸
線Ｘ−Ｘから軸対称に８組の電流検出手段３７…が設け
られている。それぞれの電流検出手段３７は、シャーシ
２の軸線Ｘ−Ｘから互いに等距離等間隔となるようにシ
ャーシの周壁に形成されそれぞれが軸線Ｘ−Ｘと平行す
る方向に延びる同形のスリット３５と、このスリット３
５に挿入されたループ状の磁界プローブ３６とからなっ
ている。この磁界プローブ３６は、プラズマ処理装置の
稼働中にシャーシ２の内側表面を流れる高周波電流HCが
スリット３５のエッジで発生する磁界の方向に直交する
ように配向され、かつ磁界の影響を強く受けるようにで
きるだけエッジに接近した位置に設置されている。

【００３４】本実施形態ではシャーシ２に軸線Ｘ−Ｘか
ら等距離等間隔に８組の電流検出手段３７…が設けられ
ているので、シャーシ２の内側表面を流れる高周波電流
HCの偏流を実施形態１の場合より更に精密に検知するこ
とがことができ、従って電極対１４の間隙を流れる放電
電流の偏流をより精密に監視することができる。

【００３５】本実施形態においてシャーシの形状は円筒
状であるが、シャーシ２の形状はその中心軸が電極対１
４の軸線Ｘ−Ｘと一致する任意の正多角形柱状又は回転
体であってよい。これらの形状のシャーシにおいて複数
の電流検出手段３７…が軸線Ｘ−Ｘに関して軸対称に設
けられていれば、電極対１４における高周波電圧を計測
できると共に電極対１４における偏流の状況を外部から
監視することができる。

【００３６】以上説明した各実施形態のプラズマ処理装
置において、シャーシ２、ハウジング２１、チャンバ壁
１０などの基材は通常アルミニウム又はステンレス鋼な
どであるが、これらの内側表面には、更に高周波電流に
対する抵抗が低い低抵抗導電路が設けられていてもよ
い。低抵抗導電路が設けられていれば、プラズマ発生空
間に供給される高周波電力のロスをより低減することが
できる。この低抵抗導電路は金，銀，銅または少なくと
もこれらを含む合金からなることが好ましい。この低抵
抗導電路は前記各部材の内側表面全体を覆うように形成
されていてもよく、又はこれらの表面を通ってサセプタ
電極８から高周波電源１に至る１本又は複数の線状又は
帯状の低抵抗導電路が設けられていてもよい。複数の低
抵抗導電路が設けられる場合は、これらが軸線Ｘ−Ｘに
関して軸対称となるように並列配置されることが好まし
い。何れにせよ、低抵抗導電路が設けられた場合には、
電流検出手段３７はこの低抵抗導電路上に設けられる必
要がある。

【００３７】前記本実施形態のプラズマ処理装置におい
て、シャーシ２、ハウジング２１、チャンバ壁１０、チ
ャンバ底部１０Ａ、ベローズ１１などの表面は、必要に
応じて絶縁体からなる絶縁被膜によって覆われていても
よい。絶縁被膜としては、ポリイミド，ＰＦＡ（テトラ
フルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテ
ル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレ
ン）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン−エチレン共
重合体）等が用いられる。ポリイミド，ＰＦＡ（テトラ
フルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテ
ル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレ
ン）は耐熱性に優れ、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレ
ン−エチレン共重合体）は耐摩耗性に優れているので適
宜使い分けるか又は多層皮膜を形成することが好まし
い。

【００３８】前記本実施形態のプラズマ処理装置におい
ては、１３．５６ＭＨｚ程度以上の周波数の電力、具体
的には、例えば１３．５６ＭＨｚ，２７．１２ＭＨｚ，
４０．６８ＭＨｚ等の周波数の高周波電力を投入して、
電極対１４の間でプラズマを生成し、このプラズマによ
り、サセプタ電極８に載置したワークＷにＣＶＤ、ドラ
イエッチング、アッシング等のプラズマ処理をおこなう
ことができる。

【００３９】プラズマ処理が例えばＲＩＥ（reactive i
on etching）などである場合、ワークＷはサセプタ電極
８上に載置せずプラズマ励起電極４の側に取り付けるよ
うにしてもよい。また電極対の構成も、平行平板型の電
極対に変えて、ＩＣＰ（inductive coupled plasma）誘
導結合プラズマ形成型やＲＬＳＡ（radial line slotan
tenna）型などであってもよい。

【００４０】上記構成のプラズマ処理装置は、例えばワ
ークＷに応じた成膜条件、アニール条件、熱処理条件
等、種々の処理条件や処理シーケンスをオペレータが設
定する他は、各部の動作が図示しない制御部により制御
されており、自動運転する構成になっている。従ってこ
のプラズマ処理装置を使用する際には、処理前のワーク
Ｗを図示しないローダカセットにセットし、オペレータ
がスタートスイッチを操作すれば、搬送ロボットがワー
クＷをローダカセットからチャンバ６０内に搬送し、チ
ャンバ６０内で一連の処理が順次自動的に行われた後、
再び搬送ロボットが処理済みのワークＷをアンローダカ
セットに収容するようになっている。

【００４１】

【発明の効果】本発明のプラズマ処理装置は、インピー
ダンス整合回路を収容したシャーシにサセプタ電極から
高周波電源に帰還する高周波電流を検出するための電流
検出手段が設けられているので、プラズマ空間を流れる
高周波電流を外部から計測することができ、プラズマ放
電の開始に必要な放電電圧が得られているかなどの装置
内部の運転状態を外部から的確に判断できるようにな
る。シャーシに２以上の前記電流検出手段が設けられ、
これらの電流検出手段が前記シャーシの中心軸に関して
軸対称に配置されていれば、電極対の間を流れる放電流
の偏流を検知することができ、ワークに対するプラズマ
処理の均一性を監視することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るプラズマ処理装置の一実施形
態の構成を示す断面図である。

【図２】 前記実施形態におけるシャーシの構成を示
す斜視図である。

【図３】 一般的なプラズマ処理装置における高周波
電流の流れを示す概念図である。

【図４】 本発明に係るプラズマ処理装置の他の一実
施形態に用いられたシャーシの斜視図である。

【図５】 従来のプラズマ処理装置の一例を示す断面
図である。

【符号の説明】

１…高周波電源 ２…シャーシ、２Ａ…整合回路 ３…高周波電力配電体 ４…プラズマ励起電極 ５…シャワープレート ８…サセプタ電極 １０…チャンバ壁 １１…ベローズ １３…シャフト １４…電極対 １７…ガス導入管 ２１…ハウジング ３５…スリット ３６…磁界プローブ ３７…電流検出手段 ３８…（シャーシの）側壁 ６０…チャンバ Ｗ…ワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大見 忠弘 宮城県仙台市青葉区米ヶ袋２−１−17− 301 Ｆターム(参考） 4K030 FA03 HA11 KA30 KA39 KA41 5F004 AA01 BA04 BA20 BB11 BB13 BD01 BD04 BD05 CA07 CB06

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラズマを形成するためのプラズマ励起
   電極とプラズマ処理されるワークを挟んで前記プラズマ
   励起電極に対向するサセプタ電極とからなる電極対を収
   容したプラズマ処理室と、高周波電源から前記プラズマ
   励起電極に高周波電力を供給する給電路に挿入され前記
   高周波電源と前記プラズマ処理室とのインピーダンスを
   整合させるためのインピーダンス整合回路を収容したシ
   ャーシとを有し、前記シャーシが前記サセプタ電極から
   前記高周波電源に帰還する帰電路の一部を形成してなる
   プラズマ処理装置であって、前記シャーシに、前記サセ
   プタ電極から前記高周波電源に帰還する高周波電流を検
   出するための電流検出手段が設けられたことを特徴とす
   るプラズマ処理装置。
2. 【請求項２】 前記シャーシに２以上の前記電流検出手
   段が設けられ、これらの電流検出手段が前記シャーシの
   中心軸の周りに軸対称に配置された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】 前記電流検出手段は、前記シャーシに形
   成され前記高周波電源に帰還する高周波電流の流路に沿
   って延びるスリットと、このスリットに形成される磁界
   を検出する磁界プローブとからな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。
4. 【請求項４】 前記スリットの幅は、前記高周波電流の
   波長をλとするときλ／１００以下であることを特徴と
   する請求項３に記載のプラズマ処理装置。
5. 【請求項５】 前記シャーシは、その中心軸に垂直な断
   面が正多角形又は円形に成形されたことを特徴とする請
   求項１に記載のプラズマ処理装置。
6. 【請求項６】 前記プラズマ処理室が軸対称の形状に成
   形され、かつその対称軸が前記シャーシの中心軸と一致
   するように配置されたことを特徴とする請求項１に記載
   のプラズマ処理装置。
7. 【請求項７】 前記サセプタ電極が軸対称の形状に成形
   され、かつその対称軸が前記シャーシの中心軸と一致す
   るように配置されたことを特徴とする請求項１に記載の
   プラズマ処理装置。