JP2007165512A - プラズマ処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】プラズマ処理装置の被加工試料面のエッチング量またはエッチング残量モニタの高感度化(高精度化)と長期連続安定動作を両立して可能とする。
【解決手段】被加工試料3表面からの反射光の波長ならびに各波長の光強度変化を検出する光導入部の透明体端面を、プラズマの境界から真空容器1内でのガス分子の平均自由工程の5倍以上の距離の空間を隔てて配置する。
【選択図】図1
【解決手段】被加工試料3表面からの反射光の波長ならびに各波長の光強度変化を検出する光導入部の透明体端面を、プラズマの境界から真空容器1内でのガス分子の平均自由工程の5倍以上の距離の空間を隔てて配置する。
【選択図】図1
Description
本発明は、半導体デバイスを製造する半導体製造装置に関するものであり、特にプラズマを用いて、レジスト材料等で形成されたマスクパタン形状どおりにシリコンやシリコン酸化膜等の半導体材料をエッチングするドライエッチング技術に関する。
ドライエッチングでは、真空排気手段を有する真空容器内に原料ガスを導入し、該原料ガスを電磁波によりプラズマ化して被加工試料にさらすことで被加工試料面のマスク部以外をエッチングすることで所望の形状を得る。被加工試料には、プラズマ生成とは別の高周波電圧が印加され、該高周波電圧により、プラズマからイオンを加速して被加工試料面に入射させることでエッチング効率向上と加工形状の垂直性を得ている。
ドライエッチングでは、エッチング処理が所定量完了したかを判断する終点判定を、通常プラズマの発光観測で行う。具体的には、プラズマ中の被エッチング材料またはエッチング終了時に露出する下地材料の反応生成物からの発光量をモニタすることで実施される。しかし、近年になりエッチング精度の向上や工程簡略化によるコスト低減の観点から、下地材料でエッチングを終了させるのではなく、単一の材料の途中またはエッチング終了直前でエッチング処理を停止することが要求されるようになってきた。
この要求に対応するエッチングの終点判定には、前記したプラズマからの発光をモニタする方法では不可能であり、直接被エッチング材料のエッチング量または残膜量をモニタすることが必要となる。この被エッチング材料のエッチング量または残膜量をモニタする方法としては、被加工試料面で反射するプラズマからの光または独立に設けた光源からの光を採光し、被加工試料面上での被エッチング材料の減少に伴う光の干渉パタンを解析することで行われる(例えば、引用文献1参照)。
シリコン酸化膜等の絶縁膜材料をエッチングするエッチング装置では、被加工試料の対面にシリコン等の導体で形成されたシャワープレートを配置し、該シャワープレートを含む導体部全体に高周波電力を印加してプラズマを生成する。したがって、前記エッチング量を被エッチング材料の減少に伴う光の干渉パタンの解析で実施する場合の光導入部を被加工試料に対面する導体電極部に配置する必要がある。光導入部は石英またはサファイア等の透明体ロッドで真空容器外まで光を導き、その後光ファイバーにて分光器等で構成される光干渉パタン解析部に導かれる構造が一般的である。
上記、光導入部である石英またはサファイアの透明体を、シリコン等で形成されるシャワープレート面に直接露出させると透明体ロッド端面がプラズマからの加速されたイオン等により消耗や堆積が生じ極短時間で採光が出来なくなる。その課題を克服するため特許文献1に示される公知例では、シリコンシャワープレートの一部にプラズマが浸入できない微細孔を複数形成し、その背面に透明体ロッドを配置する構造を採用している。この構造により、直接透明体ロッドをプラズマにさらす場合に比べ飛躍的に採光寿命を延ばすことが可能となった。しかし、特許文献1に示される構造を用いても放電時間100〜200時間で採光が困難となり、半導体装置の量産程度によっては、不十分な寿命しか得られていない。またシャワープレートに施す微細孔径を小さくしアスペクト比を稼ぐ等の工夫により、光導入部の寿命を幾分か延命することは可能であるが、光量が減少してしまい必要な精度が確保できなくなる課題がある。
本発明は、上記した光干渉により加工量計測によりエッチング終点判定を行うプラズマ処理装置において、光導入部の長寿命化と十分な採光量確保を両立し、長期安定稼動と正確なエッチング量検出による加工精度向上を可能とする手段を提供することを目的とする。
特許第3643540号
特開2002−184766号公報
2003 Proceedings of International Symposium on Dry Process,P43−48
本発明は、被加工試料面での光干渉により被加工材料のエッチング量を計測しエッチング終点を判定するプラズマ処理装置において、光導入部の長寿命化と採光量確保を両立し、長期安定稼動と正確なエッチング量検出による加工精度向上を可能とする手段を提供する。
被加工試料からの干渉光を採光する光導入部の端面を、プラズマとの境界から、真空容器内でのガスの平均自由工程の5倍以上距離で隔離した位置に配置する。
光検出部の端面の位置をプラズマの境界から真空容器内のガスの平均自由工程の5倍以上にすることにより、プラズマから加速されてくるイオンが無衝突で直接光導入部に到達する確率は1/100以下となる。そのため、光導入部端面の消耗を劇的に抑制することが可能となり、光導入部の寿命を放電時間1000時間以上とすることが可能となる。
本発明にかかるプラズマ処理装置の第1の実施例の構成を、図1を用いて説明する。
第1の実施例では、プラズマ処理装置は、真空容器1内に放電用電極2が、被加工試料3と対面する位置に配置されている。放電用電極2はアルミ等の金属で形成される。放電用電極2の表面はシリコンで形成されたシャワープレート4が配置されており、プラズマ生成用の原料ガスが該シャワープレート4全面に形成された微細孔5より真空容器1内に放出される構造となっている。放電用電極2には、放電用高周波電源6がマッチング回路7を介して接続されている。本実施例では、放電用高周波電源に200MHzの高周波を用いた。
また、被加工試料3は静電吸着機能を有する被加工試料設置電極8上に設置され、静電吸着により保持される。被加工試料設置電極8には、放電用高周波とは異なる周波数の高周波電源9がマッチング回路10を介して接続され、被加工試料3に高周波電圧を印加する構造となっている。本実施例では被加工試料に印加する高周波電力の周波数に4MHzを用いた。さらに、被加工試料3に印加される高周波と同一の周波数(4MHz)で、位相制御手段11により位相が制御された高周波電力がマッチング回路12を介して放電用電極2に放電用高周波電力に重畳して印加する構造となっている。
また、被加工試料3は静電吸着機能を有する被加工試料設置電極8上に設置され、静電吸着により保持される。被加工試料設置電極8には、放電用高周波とは異なる周波数の高周波電源9がマッチング回路10を介して接続され、被加工試料3に高周波電圧を印加する構造となっている。本実施例では被加工試料に印加する高周波電力の周波数に4MHzを用いた。さらに、被加工試料3に印加される高周波と同一の周波数(4MHz)で、位相制御手段11により位相が制御された高周波電力がマッチング回路12を介して放電用電極2に放電用高周波電力に重畳して印加する構造となっている。
被加工試料3に高周波電源9から印加する高周波電力は、プラズマからイオンを加速して引き込む役割を持ち、放電用高周波電源6と独立に制御できることから、プラズマ生成と独立して被加工試料3に入射するイオンのエネルギーを制御することができる。放電用電極2に対して、被加工試料3に印加する周波数と同一周波数であり、且つ位相制御された高周波電圧を高周波電源9から印加することにより、プラズマ電位の上昇を抑制し、真空容器1の内壁のプラズマによる不要な消耗を抑制している。特に被加工試料3に印加する高周波に対して、180度位相が異なる同一周波数を放電用電極2に印加することで、被加工試料3表面および放電用電極2表面(シャワープレート4表面)でのイオン入射エネルギーを制御しながら真空容器1の内壁へのイオン入射エネルギーの抑制が図られる。プラズマ処理装置において、位相制御された高周波電圧を被加工試料3および放電用電極2へ印加することに関しては、例えば、特許文献2または非特許文献1に記されている。
図1のプラズマ処理装置において、放電用電極2には、被加工試料3の表面からの反射光を検出する検出手段が設けられ、この検出手段は、空間部13と、石英などの透明体からなる光導入用ロッド14と、分光器16とを有し、シャワープレート4には、採光用微細孔15が設けられ、光導入用ロッド14と分光器16の間は光ファイバー26によって接続される。検出手段は、被加工試料3の表面からの反射光の波長ならびに各波長の光強度変化を検出する手段である。また、上記光導入用ロッド14は、本実施例では、石英、サファイア、YAG(イットリウム−アルミニウム−ガーネット)およびイットリア結晶(Y203)のいずれか、好ましくは、サファイア、YAG(イットリウム−アルミニウム−ガーネット)およびイットリア結晶(Y203)のいずれかを用いるものとする。サファイア、YAG、イットリア結晶は、高価ではあるが一般的に石英に比べスパッタされにくく、石英を用いる場合より長寿命化が期待される。
放電用電極2には、温度制御機能24から熱媒体が供給され、被加工試料設置電極8には温度制御機能25から熱媒体が供給される。放電用電極のシャワープレート4と被加工試料3との間にプラズマ17が生成される。真空容器1と放電用電極2との間は絶縁体27が設けられ、シャワープレート4の採光用微細孔15の周囲にはシール18が設けられている。
図3を用いて、従来の採光部の構造を説明する。放電用電極部は、放電用電極2と、ガス拡散部22と、ガス分散通過部23と、シャワープレート4を積み重ねて構成され、図示を省略したガス供給源から供給されたガスはガス拡散部22で拡散してガス分散通過部23を経由してシャワープレート4に設けた微細孔5から処理室内に供給される。放電用電極2とガス拡散部22とガス分散通過部23を貫通し、シャワープレート4に設けた採光用微細孔15に達する空間部が設けられ、この空間部に光導入用ロッド14が挿入される。光導入用ロッド14の端面21は、シャワープレート4の背面に接して配置される。ガス拡散部22およびガス拡散部23のガス拡散孔から前記空間部にガスが達するのを防止するために、空間部の周囲にシール18が設けられる。
シャワープレート4に施された採光用微細孔15は、プラズマシースの厚みより小さい孔径で形成すれば、プラズマの遮蔽機能を有するため、前記空間部にはプラズマは浸入できない。しかし、プラズマより採光用微細孔15を介して加速されたイオンは、空間部に到達可能である。したがって、従来装置のように、シャワープレート4に施された採光用微細孔15の直後に採光用の光導入用ロッド端面21が配置されると、イオン衝撃により光導入用ロッド端面21がエッチングされ採光効率が短時間にて低下する問題がある。シャワープレート4は、通常6〜10mm程度の厚さしかないので、シャワープレート4直後では、プラズマからの距離が6〜10mmしか確保できない。例えば2Paの圧力で処理を行う場合には、6〜10mm程度のシャワープレート4の厚みでは、プラズマ生成ガスのガス分子の平均自由工程の2〜3倍程度(2Paでのプラズマ生成用ガスのガス分子の平均自由工程は3〜4mm)の距離しかないため、加速されたイオンの相当量が直接光導入用ロッド端面21に到達することになり、光導入用ロッド端面21が消耗されるという問題がある。
図2を用いて、本発明の第1の実施例における光検出部近傍の構造の詳細を説明する。放電用電極2のシャワープレート4背面部には空間部13を介して、光検出部である光導入用ロッド14が配置されている。本実施例では、シャワープレート4の厚さが10mm、また空間部13の長さ(シャワープレート4の背面から光導入用ロッド端面21までの距離)を15mmとした。シャワープレート4の前記空間部13には、直径0.5mmの採光用微細孔15が、直径10mmの領域内に複数個形成されている。該複数の採光微細孔15を介して、被加工試料3からの反射光を光導入用ロッド14で採光して分光器16により被加工試料3表面での膜厚変化に伴う干渉光の変化を解析してプラズマによる加工量をリアルタイムで検出する。被加工試料3表面での膜厚変化に伴う干渉光の変化にて加工量を検出する方法に関しては、前記特許文献1に記載されている。
本実施例では、被加工試料3からの反射光をシャワープレート4に形成した採光用微細孔15および空間部13を介して採光する光導入用ロッド端面21を配置している。さらに、シャワープレート4のプラズマ側から、光導入用ロッド端面21までの距離を真空容器1内でのプラズマ生成雰囲気におけるガス圧力条件にて、ガス分子の平均自由工程の5倍以上の距離になるよう空間部13の長さが設定されている。シャワープレート4に施された採光用微細孔15は、プラズマの遮蔽機能を有する。本実施例では、採光用微細孔15のそれぞれの孔径は、0.4〜0.5mmである。これにより、空間部13にはプラズマは浸入できない。そして、本実施例によれば、処理室からシャワープレートの背面に形成された空間部13の奥に配置された光導入用ロッド14の端面21は、プラズマ17から十分離れた場所に配置される。すなわち、本実施例では、長さ15mmの空間部13を介して光導入用ロッド端面21が配置されている。したがって、プラズマ17から光導入用ロッド端面21までの距離が25mmとなり、2Pa雰囲気でのガス分子の平均自由工程の7〜8倍の距離を得ている。よって、光導入用ロッド端面21はイオンの照射がほとんどなく、端面が消耗する機会が減少して長い寿命を得ることができる。
図4を用いて、平均自由工程の倍数に対する分子・原子の無衝突での通過割合を示す。分子・原子の無衝突での通過割合は、平均自由工程の倍数に対して指数関数的に減少する。図4より、平均自由工程の約5倍の距離を分子・原子が通過すると、無衝突で通過できる確率は1%以下となり、ほとんどの原子・分子は気相中で衝突し初期の運動エネルギーを失うことになる。平均自由工程が7〜8倍程度の距離では、無衝突で通過できる確率は0.1%以下となる。
よって、本実施例で示した構成により、プラズマ17から加速されたイオンが、光導入用ロッド端面21に無衝突で到達するイオンは、0.1%以下となる。図3に示す従来方法であるシャワープレート4の直後に光導入用ロッド端面21を配置する場合は、平均自由工程が2〜3倍であるため、図4に従えば、光導入用ロッド端面21に無衝突で到達するイオンの割合は、5%〜15%程度である。したがって、本実施例の構成は、従来の構成に比べて光導入用ロッド端面21に無衝突で到達するイオンの割合は、1/50〜1/150であり、光導入用ロッド端面21の寿命を大幅に延命することが可能となる。実際の評価の結果、本実施例の形態では、従来方式の5倍以上で1000時間の放電時間に対しても十分な採光量を確保することが示された。
図3の従来構造でも、シャワープレート4から放出させるプラズマの原料ガスを、採光用微細孔15から放出させることで、採光微細孔15中の圧力を真空容器1内より大幅に高めることができ、10mm程度しかない採光用微細孔15の厚さでもガス分子の平均自由工程の5倍以上の距離とすることも可能である。しかしこの場合、採光用に施す採光用微細孔15は1箇所に密集して形成されているため、孔密度がガス放出用の微細孔5の孔密度に比べて格段に高く、プラズマ生成用ガスが採光用微細孔15から多量に放出され、シャワープレート4によるガス供給均一性を劣化させてしまうことになる。また条件によっては、採光用微細孔15からガスを多量に放出することで、微細孔内での放電を誘発しウエハからの反射光検出を不可能にしてしまう。したがって、第1の実施例では、シャワープレート4に施す採光用微細孔15からプラズマ形成用の原料ガスが放出しないように、シール18が施されている。このシール18により、採光用微細孔15内および空間部13のガス圧力は、真空容器1内とほぼ同一に保たれる。
本発明の第2の実施例を、図5−1を用いて説明する。図5−1は、第1の実施例の図2と同様に、放電用電極2に施された、光検出部の詳細構造を示す図である。図5−1では、ガス分散通過部23に導体部19を備えたことを特徴とする。導体部19は、シャワープレート4の直後に、シャワープレート4の採光用微細孔15と位置が一致した同様な微細孔を有する構造となっている。
先に示した第1の実施例における図2の構造では、シャワープレート4の直後に空間部13が配置されていた。この図2の構造では、シャワープレート4の抵抗値によっては放電用高周波が空間部13に浸入し、空間部13内で放電を生じさせる可能性がある。そこで、図5−1の第2の実施例では、シャワープレート4の直後にシャワープレート4と同様な微細孔を設けた導体部19を数mm(本実施例2では3mmとした)の長さ設け、その後に空間部13を介して光導入用ロッド端面21が配置される構造とした。本実施例2では、先の実施例1に比べ導体部19での光量損失を生じるが、導体部19の長さを1〜5mmとすることでその損失量を最小化できる。導体部19の設置により、空間部13に浸入する高周波電力は完全に遮断され空間部13での放電発生を防止できる。
図5−2に、図5−1の実施例において、空間部13の領域を光導入用ロッド14で満たし、光導入用ロッド端面21をガス分散通過部23上部まで延長した場合の第2の実施例の変形例を示す。
図5−1の実施例では、光導入用ロッド端面21をプラズマ境界から十分な距離を持って配置されるが、空間部13により光導入用ロッド端面21での光量が減少してしまう。そこで図5−2では、光導入用ロッド14をガス分散通過部23上部まで配置することで、シャワープレート4の採光用微細孔15および導体部19の微細孔を通過した光をほぼ回収し、光導入用ロッド14上面まで光を伝達させることが可能となる。プラズマ境界から光導入用ロッド端面21までの距離は、シャワープレート4の厚さおよびガス分散通過部23の導体厚さにより平均自由工程の5倍以上確保されていれば十分な光導入用ロッド14の端面の寿命を確保することができる。
図5−3に、第2の実施例の更なる変形例を示す。図5−2の実施例では、単体の光導入用ロッド14がガス分散通過部23上部まで延設されている。これに対して図5−3では、光導入用ロッド14を2つのピースから構成されるようにしたものである。具体的には、先端部30が、光導入用ロッド14とガス分散通過部23の間に設けられる。先端部30の材質は、基本的には、光導入用ロッド14と同じものを用いるが、好ましくは、サファイア、YAG(イットリウム−アルミニウム−ガーネット)およびイットリア結晶(Y203)のいずれかを用いるものとする。サファイア、YAG、イットリア結晶は、高価ではあるが一般的に石英に比べスパッタされにくく、石英を用いる場合より長寿命化が期待される。
図5−2の構成においても、光導入用ロッド14の長寿命化を図ることは可能であるが、光導入用ロッド14が消耗品であることには変わりない。図5−3の構成では、別ピースとして先端部30を備えているため、交換時には、先端部30のみを変えるだけでよく、交換の作業容易性を向上することが出来、且つ、交換コストを抑えることが出来る。したがって例えば、光導入用ロッド14を石英、先端部30をサファイア、YAG、イットリア結晶の何れかで構成すれば、コストと長寿命化の両方をバランス良く実現可能である。
本発明の第3の実施例を、図6を用いて説明する。図6は、第1の実施例での図2と同様に、放電用電極2に施された光検出部の構造の詳細を示す図である。図6の実施例では、シャワープレート4の直後に採光用の光導入用ロッド端面21を配置する構造であるが、ガス導入手段20により放電用原料ガスとは独立に流量制御されたガスを、光導入用ロッド14の周辺部を介してシャワープレート4に施された採光用微細孔15から真空容器1内に放出する構造とした。
ガス導入手段20からガスを採光用微細孔15に流すことにより、採光用微細孔15内でのガス圧力を真空容器1内より格段に高め、シャワープレート4の厚みのみで、十分にプラズマガス分子の平均自由工程の5倍以上の距離を確保することができるようになる。これにより、シャワープレート4の直後に光導入用ロッド端面21を配置しても、直接加速されたプラズマを構成するイオンが到達する確率が格段に低くなり、光導入用ロッド端面21の損傷を抑制できる。
周囲をシールされた採光用微細孔15から、放電形成用の原料ガスとは独立に流量制御されたガスを流すことで、先の実施例1で説明した、シャワープレート4からの原料ガス供給均一性を乱すことも生じない。また該ガス導入手段20により採光用微細孔15に流すガスをヘリウム、アルゴン、クリプトン、キセノン、窒素といった不活性ガスとすることで、本来のプラズマ処理に与える影響もほとんど生じさせることが無い。放出する不活性ガスは、一種類でも良いし、複数種の不活性ガスを混合して放出しても良い。
前記した第1の実施例、第2の実施例、第3の実施例においては、放電用電極2および被加工試料設置手段8にはそれぞれ冷却用冷媒が流されており温度制御機能24、25による温調されている。
前記した第1の実施例、第2の実施例、第3の実施例3おいては、放電用電極2に放電用高周波電力に重畳して、被加工試料3に印加する高周波電力を位相制御して印加しているが、放電用電極2には放電用高周波電力のみ、または放電用高周波電力に被加工試料3に印加するのとは別の周波数の高周波電力を重畳して印加する場合においても本発明の効果は同等である。
1…真空容器、2…放電用電極、3…被加工試料、4…シャワープレート、5…微細孔、6…放電用高周波電源、7…マッチング回路、8…被加工試料設置手段、9…高周波電源、10…マッチング回路、11…位相制御手段、12…マッチング回路、13…空間部、14…光導入用ロッド、15…採光用微細孔、16…分光器、17…プラズマ、18…シール、19…導体部、20…ガス導入手段、21…石英ロッド端面、22…ガス拡散部、23…ガス分散通過部、24…温度制御機能、25…温度制御機能、26…光ファイバー、27…絶縁体、30…先端部
Claims (12)
- 真空容器内にシャワープレートを介して原料ガスを流出させる上部電極と、当該上部電極に対向して設けられ被加工試料を載置する下部電極と、前記シャワープレートを介して前記被加工試料表面からの光を検出する検出器を備え、前記シャワープレートと前記下部電極間にプラズマを生成し前記被加工試料を処理するプラズマ処理装置において、
前記検出器は、前記光が入力される透明体からなる光導入部と、当該光導入部で得た光を分析する分光器を備え、
前記光導入部の光が入力される端面は、前記シャワープレートのプラズマ側の端面から、該真空容器内でのガス分子の平均自由工程の5倍以上の距離を置いて配置されることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項1記載のプラズマ処理装置において、
前記シャワープレートは、前記原料ガスが通過する複数のガス用貫通孔と、前記被加工試料からの光を通過させる光導入用貫通孔を備え、
前記上部電極は、前記シャワープレートと、当該シャワープレートの前記ガス用貫通孔に連通するように原料ガス用の通路が形成されたガス通過部材と、高周波電源に接続された放電用部材の積層構造体であり、
前記光導入部は、前記放電用部材に備えられることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項1記載のプラズマ処理装置において、
前記シャワープレートは、前記原料ガスが通過する複数のガス用貫通孔と、前記被加工試料からの光を通過させる光導入用貫通孔を備え、
前記上部電極は、前記シャワープレートと、当該シャワープレートの前記ガス用貫通孔に連通するように原料ガス用の通路が形成されたガス通過部材と、高周波電源に接続された放電用部材の積層構造体であり、
前記光導入部は、前記放電用部材に備えられ、
前記シャワープレートの前記光導入用貫通孔と前記光導入部端面の間に、前記ガス通過部材と前記放電用部材を貫通する空間部を形成したことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項1記載のプラズマ処理装置において、
前記シャワープレートは、前記原料ガスが通過する複数のガス用貫通孔と、前記被加工試料からの光を通過させる光導入用貫通孔を備え、
前記上部電極は、前記シャワープレートと、当該シャワープレートの前記ガス用貫通孔に連通するように原料ガス用の通路が形成されたガス通過部材と、高周波電源に接続された放電用部材の積層構造体であり、
前記光導入部は、前記放電用部材に備えられ、
前記シャワープレートの前記光導入用貫通孔は、一つの光導入部に対して複数形成されており、
前記ガス通過部材は、前記複数の光導入用貫通孔のそれぞれに連通する複数の光通過用孔が形成され、
前記ガス通過部材の前記複数の光通過用孔と前記光導入部端面の間に、前記放電用部材を貫通する空間部を形成したことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項1記載のプラズマ処理装置において、
前記シャワープレートは、前記原料ガスが通過する複数のガス用貫通孔と、前記被加工試料からの光を通過させる光導入用貫通孔を備え、
前記上部電極は、前記シャワープレートと、当該シャワープレートの前記ガス用貫通孔に連通するように原料ガス用の通路が形成されたガス通過部材と、高周波電源に接続された放電用部材の積層構造体であり、
前記光導入部は、前記放電用部材に備えられ、
前記シャワープレートの前記光導入用貫通孔は、一つの光導入部に対して複数形成されており、
前記ガス通過部材は、前記複数の光導入用貫通孔のそれぞれに連通する複数の光通過用孔が形成され、
前記光導入部は、前記放電用部材を貫通するように配置され、且つ光導入部端面は、前記光通過用孔に隣接する位置に配置されることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項1記載のプラズマ処理装置において、
前記シャワープレートは、前記原料ガスが通過する複数のガス用貫通孔と、前記被加工試料からの光を通過させる光導入用貫通孔を備え、
前記上部電極は、前記シャワープレートと、当該シャワープレートの前記ガス用貫通孔に連通するように原料ガス用の通路が形成されたガス通過部材と、高周波電源に接続された放電用部材の積層構造体であり、
前記光導入部は、前記放電用部材に備えられ、
前記シャワープレートの前記光導入用貫通孔は、一つの光導入部に対して複数形成されており、
前記ガス通過部材は、前記複数の光導入用貫通孔のそれぞれに連通する複数の光通過用孔が形成され、
前記光導入部は、前記放電用部材を貫通するように配置され、且つ光導入部端面は、前記光通過用孔に隣接する位置に配置され、
前記光導入部は、2つの部材から構成されることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項1記載のプラズマ処理装置において、
前記光導入部は、石英、サファイア、YAG(イットリウム−アルミニウム−ガーネット)およびイットリア結晶(Y203)の何れかからなることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項1記載のプラズマ処理装置において、
前記シャワープレートは、前記原料ガスが通過する複数のガス用貫通孔と、前記被加工試料からの光を通過させる光導入用貫通孔を備え、
前記上部電極は、前記シャワープレートと、当該シャワープレートの前記ガス用貫通孔に連通するように原料ガス用の通路が形成されたガス通過部材と、高周波電源に接続された放電用部材の積層構造体であり、
前記光導入部は、前記放電用部材に備えられ、
前記シャワープレートの前記光導入用貫通孔は、一つの光導入部に対して複数形成されており、
前記ガス通過部材は、前記複数の光導入用貫通孔のそれぞれに連通する複数の光通過用孔が形成され、
前記光導入部は、前記放電用部材を貫通するように配置され、且つ光導入部端面は、前記光通過用孔に隣接する位置に配置され、
前記光導入部は、2つの部材から構成され、
前記光導入部の前記シャワープレート側の部材は、サファイア、YAG(イットリウム−アルミニウム−ガーネット)およびイットリア結晶(Y203)の何れかからなることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 真空容器内にシャワープレートを介して原料ガスを流出させる上部電極と、当該上部電極に対向して設けられ被加工試料を載置する下部電極と、前記シャワープレートを介して前記被加工試料表面からの光を検出する検出器を備え、前記シャワープレートと前記下部電極間にプラズマを生成し前記被加工試料を処理するプラズマ処理装置において、
前記検出器は、前記光が入力される透明体からなる光導入部と、当該光導入部で得た光を分析する分光器を備え、
前記シャワープレートは、前記原料ガスが通過する複数のガス用貫通孔と、前記被加工試料からの光を通過させる光導入用貫通孔を備え、
前記上部電極は、前記シャワープレートと、当該シャワープレートの前記ガス用貫通孔に連通するように原料ガス用の通路が形成されたガス通過部材と、高周波電源に接続された放電用部材の積層構造体であり、
前記光導入部は、前記ガス通過部材と前記放電用部材を貫通するように配置され、且つ光導入部端面は、前記シャワープレートの前記光導入用貫通孔に隣接する位置に配置され、
更に、前記光導入部の周囲から前記シャワープレートの前記光導入用貫通孔に対して前記原料ガスと異なるガスを放出するガス導入手段を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項9記載のプラズマ処理装置において、
前記光導入部は、石英またはサファイアからなることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項9記載のプラズマ処理装置において、
前記ガス導入手段は、前記原料ガスの流量とは独立して制御され、且つ前記真空容器内の圧力よりも前記シャワープレートの前記光導入用貫通孔内の圧力が高くなるように制御されることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項9記載のプラズマ処理装置において、
前記ガス導入手段は、アルゴン、ヘリウム、クリプトン、キセノン、窒素のいずれか1種類またはそれらの2種類以上の混合ガスを放出することを特徴とするプラズマ処理装置。
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Legal Events
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