JP2004363552A - プラズマ処理装置及びプラズマ処理装置用の電極板及び電極板製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 サセプタ12の主面上で凸部70は、上部電極側つまりプラズマ側に向って突出しているので、主面の底面部12aよりも低いインピーダンスでプラズマと電気的に結合する。このため、サセプタ12の主面の表面層を流れる高周波電流によって運ばれる高周波電力は主として凸部70の頂面からプラズマに向けて放出される。サセプタ12の主面上で凸部70のインピーダンスZ70と底面部12aのインピーダンスZ12aとの比率Z12a/Z70を大きくするために、凸部70の周り(底面部12aの上)に誘電体72が設けられる。
【選択図】 図10
Description
δ=(2/ωσμ)1/2 ‥‥‥‥(1)
ただし、ω=2πf(f:周波数)、σ:導電率、μ:透磁率
δ=(2/ωσμ)1/2 ‥‥‥‥(1)
ただし、ω=2πf(f:周波数)、σ:導電率、μ:透磁率
ウエハ口径:300mm
エッチングガス:NH3
ガス流量:245sccm
ガス圧力:30mTorr
RF電力:下部=2.4kW
ウエハ裏面圧力(センター部/エッジ部):20/30Torr(Heガス)
温度(チャンバ側壁/上部電極/下部電極)=60/60/20゜C
12 サセプタ(下部電極)
12a 底面部(または頂面部)
28 排気装置
32 高周波電源
36 給電棒
38 シャワーヘッド(上部電極)
40 静電チャック
56 電極板
62 処理ガス供給部
70 凸部
72 誘電体
74 マスク
80 凹部
82 誘電体
84 マスク
90 誘電体膜
91 セラミック板
100 導電性シールド板
102 ネジ
104 空洞
106,108 パイプ
Claims (44)
- 減圧可能な処理容器内に第1の電極を設け、前記処理容器内に高周波電界を形成するとともに処理ガスを流し込んで前記処理ガスのプラズマを生成し、前記プラズマの下で被処理基板に所望のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、
前記第1の電極の主面に前記プラズマが生成される空間側に向って突出する多数の凸部を離散的に設けるプラズマ処理装置。 - 前記第1の電極の前記主面と反対側の裏面から前記プラズマを生成するための高周波電力を供給する請求項1に記載のプラズマ処理装置。
- 前記処理容器内に前記第1の電極と平行に向かい合う第2の電極を設け、前記第2の電極の前記主面と反対側の裏面から前記プラズマを生成するための高周波電力を供給する請求項1に記載のプラズマ処理装置。
- 前記第1の電極の主面上で、前記凸部の高さおよび電極径方向の幅を下記の(1)式で表されるスキンデップスδの3倍以上とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
δ=(2/ωσμ)1/2 ‥‥‥‥(1)
ただし、ω=2πf(f:周波数)、σ:導電率、μ:透磁率 - 前記第1の電極の主面上で前記凸部の面積密度を電極中心部から電極エッジ部に向って次第に大きくする請求項1〜4のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記第1の電極の主面上で、前記凸部を一定のサイズに形成し、前記凸部の個数密度を電極中心部から電極エッジ部に向って次第に大きくする請求項1〜5のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記凸部を円柱状に形成する請求項1〜6のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記凸部を各々リング状に形成し、全体で同心円状に配置する請求項1〜6のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記第1の電極の主面上で少なくとも前記凸部以外の部分の上に誘電体を設ける請求項1〜8のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
- 減圧可能な処理容器内に第1の電極を設け、前記処理容器内に高周波電界を形成するとともに処理ガスを流し込んで前記処理ガスのプラズマを生成し、前記プラズマの下で被処理基板に所望のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、
前記第1の電極の主面に前記プラズマが生成される空間側と向かい合ってへこむ多数の凹部を離散的に設けるプラズマ処理装置。 - 前記第1の電極の前記主面と反対側の裏面から前記プラズマを生成するための高周波電力を供給する請求項10に記載のプラズマ処理装置。
- 前記処理容器内に前記第1の電極と平行に向かい合う第2の電極を設け、前記第2の電極の前記主面と反対側の裏面から前記プラズマを生成するための高周波電力を供給する請求項10に記載のプラズマ処理装置。
- 前記第1の電極の主面上で、前記凹部の深さおよび電極径方向の幅を下記の(1)式で表されるスキンデップスδの3倍以上とする請求項10〜12のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
δ=(2/ωσμ)1/2 ‥‥‥‥(1)
ただし、ω=2πf(f:周波数)、σ:導電率、μ:透磁率 - 前記第1の電極の主面上で前記凹部の面積密度を電極中心部から電極エッジ部に向って次第に小さくする請求項10〜13のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記第1の電極の主面上で、前記凹部を一定のサイズに形成し、前記凹部の個数密度を電極中心部から電極エッジ部に向って次第に小さくする請求項10〜14のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記凹部を円柱状に形成する請求項10〜15のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記第1の電極の主面上で少なくとも前記凹部の中に誘電体を設ける請求項10〜16のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
- 減圧可能な処理容器内に第1の電極を設け、前記処理容器内に高周波電界を形成するとともに処理ガスを流し込んで前記処理ガスのプラズマを生成し、前記プラズマの下で被処理基板に所望のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、
前記第1の電極の主面に誘電体を設けて、前記第1の電極の中心部側における前記誘電体の厚さを電極エッジ部側における前記誘電体の厚さより大きくするプラズマ処理装置。 - 前記第1の電極の前記主面と反対側の裏面から前記プラズマを生成するための高周波電力を供給する請求項18に記載のプラズマ処理装置。
- 前記処理容器内に前記第1の電極と平行に向かい合う第2の電極を設け、前記第2の電極の前記主面と反対側の裏面から前記プラズマを生成するための高周波電力を供給する請求項18に記載のプラズマ処理装置。
- 前記第1の電極における前記誘電体の厚さが、電極中心部から電極エッジ部に向って次第に小さくなる請求項18〜20のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記第1の電極における前記誘電体の厚さが、電極中心部から電極エッジ部に向ってアーチ型に減少する請求項21に記載のプラズマ処理装置。
- 前記第1の電極における前記誘電体の厚さが、電極中心部を含む第1の直径の内側ではほぼ一定である請求項18〜20のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記第1の電極における前記誘電体の厚さが、前記第1の直径の外側では電極エッジ部に向ってテーパ状に減少する部分を有する請求項23に記載のプラズマ処理装置。
- 前記第1の電極における前記誘電体の厚さが、前記第1の直径の外側では、前記第1の直径よりも大きい第2の直径の内側でほぼ一定である請求項23に記載のプラズマ処理装置。
- 前記第1の電極における前記誘電体の厚さが、前記第2の直径の外側で電極エッジ部に向ってテーパ状に減少する部分を有する請求項25に記載のプラズマ処理装置。
- 前記第1の電極における前記誘電体の厚さが、前記被処理基板のエッジ部と対向する位置付近で最小になる請求項18〜26のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記誘電体の電極中心部における厚さを前記誘電体の誘電率に応じた値に設定する請求項18〜27のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記第1の電極の主面上に前記誘電体の一部を覆う導電性のシールド部材を設ける請求項18〜28のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記シールド部材が、前記誘電体の少なくとも中心部を露出させる所望の口径の開口部を有する請求項29に記載のプラズマ処理装置。
- 前記シールド部材が前記第1の電極に着脱可能に取り付けられる請求項29または請求項30に記載のプラズマ処理装置。
- 前記第1の電極の主面上で、前記誘電体の外周エッジよりも径方向外側に所望の距離だけ離れた位置から外側の電極部分を、前記プラズマが生成される空間に向かって所望の突出量だけ張り出させる請求項18〜28のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記第1の電極の主面上で、前記誘電体を、前記プラズマが生成される空間に向かって所望の突出量だけ張り出させる請求項18〜28のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記第1の電極の主面において前記誘電体の内部に空洞を設け、前記空洞の中に流動性の誘電性物質を入れる請求項18〜28のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記空洞の中に前記誘電性の物質を出し入れするためのポートを前記第1の電極に少なくとも2箇所設ける請求項34項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記誘電性物質が有機溶剤である請求項34または請求項35に記載のプラズマ処理装置。
- 前記第1の電極の主面において前記誘電体の少なくともおもて面は固体で構成される請求項34〜36のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
- 高周波放電方式のプラズマ処理装置においてプラズマを生成するために処理容器内に設けられる電極板であって、プラズマと対向する主面に多数の凸部を離散的に設けてなる電極板。
- 請求項38に記載の電極板を製造するための電極板製造方法であって、
電極本体の主面に前記凸部に対応する開口部を有するマスクを被せる工程と、
前記マスクの上から前記電極本体の主面上に導電性の金属または半導体を溶射して前記開口部内に前記凸部を形成する工程と、
前記電極本体の主面上から前記マスクを除去する工程と
を有する電極板製造方法。 - 高周波放電方式のプラズマ処理装置においてプラズマを生成するために処理容器内に設けられる電極板であって、プラズマと対向する主面に多数の凹部を離散的に設けてなる電極板。
- 請求項40に記載の電極板を製造するための電極板製造方法であって、
電極基板の主面に前記凹部に対応する開口部を有するマスクを被せる工程と、
前記マスクの上から前記電極基板の主面に固体粒子または液体を吹きつけて前記電極基板の前記開口部内の電極基板部分を物理的に除去して前記凹部を形成する工程と、
前記電極基板の主面上から前記マスクを除去する工程と
を有する電極板製造方法。 - 前記マスクを除去した後の前記電極基板の主面上に誘電体を溶射して第1の誘電体膜を形成する工程を有する請求項39または41に記載の電極板製造方法。
- 前記第1の誘電体膜を前記電極基板の主面全体を覆う厚みに形成し、前記第1の誘電体膜の上に電極材料を溶射して静電チャック用の電極膜を形成し、前記電極膜の上に誘電体を溶射して第2の誘電体膜を形成する請求項42に記載の電極板製造方法。
- 高周波放電方式のプラズマ処理装置においてプラズマを生成するために処理容器内に設けられる電極板であって、プラズマと対向する主面に誘電体を設け、前記第1の電極の中心部における前記誘電体の厚さを電極エッジ部における前記誘電体の厚さよりも大きくしてなる電極板。
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