JP2010232476A - プラズマ処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】加熱対象を選択して加熱することが可能な、プラズマ処理装置を提供する。
【解決手段】プラズマ処理装置は、処理室内に設置された載置台110aの外周近傍に設けられたフォーカスリング130と、載置台110aの外周近傍にてフォーカスリング130に近接して設けられ、フォーカスリング130を加熱する加熱用電極135とを有している。加熱用電極135の内部には、往路及び復路のコイル135a1、135a2が載置台110aの外周に沿って互いに近接して配線されている。
【選択図】図2
【解決手段】プラズマ処理装置は、処理室内に設置された載置台110aの外周近傍に設けられたフォーカスリング130と、載置台110aの外周近傍にてフォーカスリング130に近接して設けられ、フォーカスリング130を加熱する加熱用電極135とを有している。加熱用電極135の内部には、往路及び復路のコイル135a1、135a2が載置台110aの外周に沿って互いに近接して配線されている。
【選択図】図2
Description
本発明は、被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置に関し、特に、電磁誘導加熱(以下、誘導加熱と称する。)の制御に関する。
被処理体にプラズマ処理を施す場合、被処理体の周辺の温度管理は重要である。例えば、エッチング処理の場合、被処理体の周辺の温度変化によりエッチングレートが変化し、被処理体に形成される溝の幅や深さが変わってくる。したがって、被処理体に所望の微細加工をするためには、被処理体を載置する載置台及びその周辺の温度を精度良く制御する必要がある。
このため、載置台にはヒータや冷却回路などの温度調整機構が内蔵され、これにより載置台に載置された被処理体を所望の温度に制御するようになっている。また、載置台に載置された被処理体の周縁部を囲むように、例えば、シリコンから形成されたフォーカスリングが設けられ、フォーカスリングが加熱されることによりウエハの最外周の特性を制御し、被処理体に対する処理の面内均一性を高めるようにしている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1では、載置台の周縁部にフォーカスリング加熱用の電極が設けられ、フォーカスリング内には加熱用電極に対向して金属の誘導発熱体が環状に設けられている。加熱用電極にバイアス電圧を印加し、加熱用電極内の環状のコイルに電流を流すことにより、コイルの周りに誘導磁場が発生する。コイルから発生した誘導磁場は、コイルに対向配置された環状の誘導発熱体に交差し、誘導発熱体に渦電流を発生させて誘導発熱体を誘導加熱する。これによって、フォーカスリングは所定の温度に調整される。
図8(a)には、フォーカスリング905直下であって被処理体としてのウエハWを載置する載置台900の周縁部に加熱用電極910を設け、加熱用電極910の下部周縁に石英等の誘電体915を設けた載置台900の載置面側が示されている。
これによれば、加熱用電極910内のコイル910aを通電すると、図8(b)に示したように、コイル910aに誘導磁場が発生し、加熱用電極910直上のフォーカスリング905が加熱される。
しかしながら、誘導磁場は、加熱用電極910横の載置台900の外周部に図8(b)に示した誘導電流(渦電流)をも発生させる。この渦電流は載置台900を形成する金属固有の抵抗値に応じたジュール熱を発生させ、載置台900の外周部を加熱する。この結果、ウエハWの外周部が必要以上に加熱され、ウエハWの最外周での特性が低下してしまうという課題を有していた。
上記課題に鑑み、本発明は、加熱対象を選択して誘導加熱することが可能な、プラズマ処理装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明のある態様によれば、処理室にて被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって、前記処理室内に設置された載置台の外周近傍に設けられた加熱対象部材と、前記載置台の外周近傍にて前記加熱対象部材に近接又は隣接して設けられ、前記加熱対象部材を加熱するための加熱用電極と、を備え、前記加熱用電極内には、第1の経路と第2の経路とを有するコイルが前記載置台の外周に沿って互いに近接して配線されている、プラズマ処理装置が提供される。
これによれば、加熱用電極内には、第1の経路のコイルと第2の経路のコイルが近接して配線されている。前記第1の経路のコイルと第2の経路のコイルには、逆向きに電流が流れるように電圧が印加される。これにより、第1の経路のコイル周りに発生する誘導磁場と第2の経路のコイル周りに発生する誘導磁場とは、逆向きの磁場となる。このため、載置台に影響を及ぼす方向の誘導磁場は打ち消し合い、載置台に渦電流は発生しない。この結果、載置台の誘導加熱を防止できる。
一方、加熱対象部材と加熱用電極とは隣接しているか、非常に近接しているため、誘導磁場は加熱対象部材まで到達し、加熱対象部材に誘導電流を生じさせる。これにより、加熱対象部材を選択的に加熱することができる。この結果、被処理体のプラズマ処理の精度を向上させることができる。
前記第1の経路のコイルと第2の経路のコイルは、折り返し部分でつながっている一本のコイルであってもよい。
前記加熱用電極内には、前記第1の経路のコイルと第2の経路のコイルと前記載置台とを仕切る高透磁性部材が設けられていてもよい。
前記高透磁性部材は、前記第1の経路のコイルと第2の経路のコイルの近傍にて前記載置台側を覆い、前記加熱対象部材側を開口するように形成されていてもよい。
前記第1の経路のコイルと第2の経路のコイルは、保護部材にて覆われていてもよい。
前記加熱対象部材及び前記加熱用電極間には、前記加熱対象部材より抵抗値が大きな加熱媒体が設けられていてもよい。
前記加熱媒体は、前記第1の経路のコイルと第2の経路のコイルの間に突出していてもよい。
前記加熱対象部材の前記加熱用電極側の面には、加熱媒体がドーピングされていてもよい。
前記加熱用電極と前記載置台との間には、温度調節部材が介在してもよい。
前記加熱用電極内には、前記第1の経路のコイルと第2の経路のコイルを1組として1組又は2組以上のコイルが往復していてもよい。
前記第1の経路のコイルと第2の経路のコイルは、前記プラズマ処理装置に設けられたプラズマ処理用高周波電源、バイアス用高周波電源又は個別の電源の少なくともいずれかの電源に接続され、前記接続された電源から電圧を印加されてもよい。
前記第1の経路のコイルと第2の経路のコイルは、前記保護部材に覆われた状態にて前記処理室を貫通し、前記処理室の外部にて前記電源に接続されていてもよい。
上記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、処理室にて被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって、前記処理室内に設けられた上部電極の外周近傍に設けられた加熱対象部材と、前記上部電極の外周近傍にて前記加熱対象部材に近接又は隣接して設けられ、前記加熱対象部材を加熱するための加熱用電極と、を備え、前記加熱用電極内には、第1の経路と第2の経路とを有するコイルが前記上部電極の外周に沿って互いに近接して配線されているプラズマ処理装置が提供される。
上記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、プラズマ処理装置内の載置台の外周近傍にて加熱対象部材に近接して設けられた加熱用電極であって、第1の経路と第2の経路とを有するコイルが前記載置台の外周に沿って互いに近接又は隣接して配線された、前記加熱対象部材を加熱するための加熱用電極が提供される。
以上説明したように本発明によれば、加熱対象を選択して誘導加熱することができる。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
<第1実施形態>
(プラズマ処理装置の全体構成)
まず、本発明の第1実施形態に係るプラズマ処理装置の全体構成について、図1を参照しながら説明する。図1はRIEプラズマエッチング装置(平行平板型プラズマ処理装置)であり、処理室にて被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置の一例である。
(プラズマ処理装置の全体構成)
まず、本発明の第1実施形態に係るプラズマ処理装置の全体構成について、図1を参照しながら説明する。図1はRIEプラズマエッチング装置(平行平板型プラズマ処理装置)であり、処理室にて被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置の一例である。
RIEプラズマエッチング装置10は、ゲートバルブVから搬入したウエハWをプラズマ処理する処理室100を有する。処理室100は、小径の上部円筒状チャンバ100aと大径の下部円筒状チャンバ100bとから形成されている。処理室100は、たとえばアルミニウム等の金属から形成され、接地されている。
処理室の内部には、上部電極105及び下部電極110が対向して配設され、これにより、一対の平行平板電極を構成している。上部電極105の表面には、アルミナが溶射されている。上部電極105には、複数のガス穴105aが貫通していて、シャワープレートとしても機能するようになっている。
ガス供給源115から供給されたガスは、処理室内のガス拡散空間Sにて拡散された後、複数のガス穴105aから処理室内に導入される。なお、図1では、上部電極105の端部側のみにガス穴105aを設けているが、当然に中心部側にもガス穴105aが設けられている。
下部電極110は、高周波電力を印加する電極であるとともに、ウエハWを載置する載置台110aとしても機能する。載置台110aは、アルミニウム等の金属から形成されていて、図示しない絶縁体を介して支持部材115により支持されている。これにより、下部電極110は電気的に浮いた状態になっている。載置台110aの下部外周には、バッフル板120が設けられていてガスの流れを制御する。
載置台110aには、冷媒室110a1が設けられていて、冷媒導入管110a2のイン側から導入された冷媒が、冷媒室110a1を循環し、冷媒導入管110a2のアウト側から排出されることにより、載置台110aを所望の温度に制御するようになっている。
載置台110aの外周には、たとえばシリコンにて形成された環状のフォーカスリング130が設けられていて、プラズマの均一性を維持する役割を果たしている。なお、フォーカスリング130は、処理室内に設置された載置台110aの外周近傍に設けられた加熱対象部材の一例である。
加熱用電極135は、載置台110aの外周近傍にてフォーカスリング130の直下に設けられ、フォーカスリング130を誘導加熱するようになっている。フォーカスリング130及び加熱用電極135の外周側面及び下面は絶縁部材140により覆われている。
載置台110aは、整合器145及び高周波電源150に接続されている。処理室内のガスは、高周波電源150から出力された、例えば13,56MHzの高周波の電界エネルギーにより励起され、これにより生成された放電型のプラズマによってウエハWにエッチング処理が施される。
処理室100の底面には排気口170が設けられ、排気口170に接続された排気装置175を駆動することにより、処理室100の内部を所望の真空状態に保つようになっている。上部チャンバ100aの周囲には、マルチポールリング磁石180a、180bが配置されている。マルチポールリング磁石180a、180bは、複数の異方性セグメント柱状磁石がリング状の磁性体のケーシングに取り付けられていて、隣接する複数の異方性セグメント柱状磁石同士の磁極の向きが互いに逆向きになるように配置されている。これにより、磁力線が隣接するセグメント磁石間に形成され、上部電極105と下部電極110との間の処理空間の周辺部のみに磁場が形成され、処理空間にプラズマを閉じこめるように作用する。
(加熱用電極の内部構成)
次に、加熱用電極135の内部構成について図2(a)(b)を参照しながら説明する。図2(a)に加熱用電極135の縦断面を示したように、加熱用電極135は、載置台110aの周縁部に近接して環状に設けられている。加熱用電極135の上部にはフォーカスリング130が設けられている。
次に、加熱用電極135の内部構成について図2(a)(b)を参照しながら説明する。図2(a)に加熱用電極135の縦断面を示したように、加熱用電極135は、載置台110aの周縁部に近接して環状に設けられている。加熱用電極135の上部にはフォーカスリング130が設けられている。
フォーカスリング130と加熱用電極135との間には、フォーカスリング130より抵抗値が大きな加熱媒体160が設けられている。本実施形態では、フォーカスリング130はケイ素(Si)から形成され、加熱媒体160は、炭化ケイ素(SiC)から形成されている。フォーカスリング130がある程度抵抗値の高い物質から形成され、誘導加熱されやすい場合には加熱媒体160は不要であり、加熱用電極135の直上にフォーカスリング130を配設すればよい。
加熱用電極135は、往路のコイル135a1及び復路のコイル135a2、高透磁性部材135b、保護部材135cを有している。図2(a)(b)にコイルの配線状態を模式的に示す。加熱用電極135の内部中央には、往路のコイル135a1及び復路のコイル135a2が載置台110aの外周に沿って互いに近接して配線されている。
往路のコイル135a1は、載置台110aの外周をほぼ一周し、折り返して復路のコイル135a2として逆向きに載置台110aの外周近傍をほぼ一周する。このように、往路のコイル135a1及び復路のコイル135a2は、近接した1本のコイルが載置台110aの外周近傍を往復して2重ループになっている状態である。このようにして、2重配線された加熱用電極135が形成される。なお、往路のコイル135a1は第1の経路のコイルの一例であり,復路のコイル135a2は第2の経路のコイルの一例である。また、コイル135a1,135a2は、タングステンやチタン等の金属にて形成されている。
加熱用電極135の内部には、往路及び復路のコイル135a1、135a2と載置台110aとを仕切る高透磁性部材135bが設けられている。本実施形態では、高透磁性部材135bはアルミニウムにて形成されているが、これに限られず、漏れ磁場を遮蔽する部材として透磁率の高い金属、石英、アルミナ等の誘電体にて形成されていてもよい。
透磁率の高い物質は、磁気を通し易いという性質をもっている。つまり、透磁性の高い物質では、磁気がその物質の内部に入り込んでくる。本実施形態に係る加熱用電極135では、高透磁性部材135bは、往路及び復路のコイル135a1、135a2の近傍にて載置台110a側を覆い、フォーカスリング130側を開口するように形成されている。これにより、往路及び復路コイル135a1,135a2からの磁気は、高透磁性部材135bに閉じこめられ、往路及び復路コイル135a1,135a2の外側側面及び底面側には漏れない。この結果、後述する誘導磁場のキャンセル機能とともに、載置台110a側で漏れ磁場が発生しないようになっている。一方、高透磁性部材135bは、フォーカスリング130側に開口を有しているため、往路及び復路コイル135a1,135a2の誘導磁場はフォーカスリング130側に形成される。
往路及び復路のコイル135a1,135a2と高透磁性部材135bとは、保護部材135cにて覆われ、処理室内に露出しないようになっている。コイル135a1,135a2は、金属で形成されているため、コイル135a1,135a2が処理室内に露出すると金属汚染が問題となる。また、コイル135a1,135a2と高透磁性部材135bがプラズマや腐食性ガスに曝露されると、コイル135a1,135a2が腐食し、劣化する。これらを防ぐために、コイル135a1,135a2及び高透磁性部材135bの全体を石英、アルミナ、テフロン(登録商標)などの誘電体から形成された保護部材135cで覆う。コイル135a1,135a2と高透磁性部材135bとの間は真空状態である。この空間に他の絶縁物質を埋め込んでもよい。
(誘導加熱)
本実施形態では、加熱用電極135は、フォーカスリング130のみ誘導加熱し、加熱用電極135の近傍に配置された載置台110a等の部材を誘導加熱しない。その理由を説明する前に、従来のフォーカスリングの誘導加熱について簡単に説明する。
本実施形態では、加熱用電極135は、フォーカスリング130のみ誘導加熱し、加熱用電極135の近傍に配置された載置台110a等の部材を誘導加熱しない。その理由を説明する前に、従来のフォーカスリングの誘導加熱について簡単に説明する。
図8(a)には、コイル910aが載置台900の外周に一周だけ配線された加熱用電極910が示されている。これによれば、高周波電源920の出力によりコイル910aに電流が通ると、図8(b)に示したように、コイルの周りに誘導磁場が発生する。この磁場によって、加熱用電極910直上のフォーカスリング905に誘導電流(渦電流)が生じ、フォーカスリング905を形成する金属固有の抵抗値に応じたジュール熱を発生させ、フォーカスリング905を加熱する。
しかしながら、この誘導磁場によって、加熱用電極910横の載置台900の外周部にも誘導電流(渦電流)が発生し、載置台900の周縁部分も加熱することになる。この結果、ウエハWの周縁部分も必要以上に加熱され、ウエハWの最外周での特性が低下してしまう。
(選択的な誘導加熱)
そこで、本実施形態では、エッチング処理等のプロセスに影響を与えないように載置台110aの誘導加熱を防止する加熱用電極135を提供する。図2(b)に示したように、往路のコイル135a1には、高周波電源150からの電圧の印加により、時計回りに電流が流れる。一方、復路のコイル135a2には、反時計回りに電流が流れる。このように、往路及び復路のコイル135a1、135a2には、互いに近接した状態で逆向きの電流が流れる。コイルに流れる電流を逆相にすると、各コイル135a1、135a2の周りに発生する誘導磁場の方向は逆向きになり、往路のコイル135a1側の誘導磁場と復路のコイル135a2側の誘導磁場とは打ち消し合う。
そこで、本実施形態では、エッチング処理等のプロセスに影響を与えないように載置台110aの誘導加熱を防止する加熱用電極135を提供する。図2(b)に示したように、往路のコイル135a1には、高周波電源150からの電圧の印加により、時計回りに電流が流れる。一方、復路のコイル135a2には、反時計回りに電流が流れる。このように、往路及び復路のコイル135a1、135a2には、互いに近接した状態で逆向きの電流が流れる。コイルに流れる電流を逆相にすると、各コイル135a1、135a2の周りに発生する誘導磁場の方向は逆向きになり、往路のコイル135a1側の誘導磁場と復路のコイル135a2側の誘導磁場とは打ち消し合う。
一方、フォーカスリング130と加熱用電極135とは加熱媒体160を介して密着して配置されている。よって、各コイル135a1、135a2の周りに発生した誘導磁場は加熱媒体160まで到達し、加熱媒体160に渦電流を生じさせ、加熱媒体160を加熱する。この結果、フォーカスリング130は、加熱媒体160を介して輻射熱により加熱される。
以上から、コイルを2重ループにし、各ループに逆相で逆向きの電流を流すことにより、載置台110aの誘導加熱を防止し、フォーカスリング130のみを選択的に誘導加熱することができる。これによって、ウエハWの最外周の特性を制御でき、ウエハW全体を精度よくエッチングすることができる。
<加熱用電極の変形例>
次に、第1実施形態の変形例1について、図3(a)〜(c)を参照しながら説明する。図3(a)では、加熱媒体160に、往路及び復路のコイル135a1、135a2の間に突出した環状の突出部160aが設けられている。これによれば、往路及び復路のコイル135a1、135a2により近い位置に加熱媒体160が挿入される。これにより、加熱媒体160をより効率的に誘導加熱し、フォーカスリング130の加熱効率を高めることができる。
次に、第1実施形態の変形例1について、図3(a)〜(c)を参照しながら説明する。図3(a)では、加熱媒体160に、往路及び復路のコイル135a1、135a2の間に突出した環状の突出部160aが設けられている。これによれば、往路及び復路のコイル135a1、135a2により近い位置に加熱媒体160が挿入される。これにより、加熱媒体160をより効率的に誘導加熱し、フォーカスリング130の加熱効率を高めることができる。
図3(b)では、加熱媒体160は、フォーカスリング130の加熱用電極側の面にドーピングされ、フォーカスリング130と一体化している。フォーカスリング130の裏面130aは、誘電磁場で加熱されやすい金属材料として、チタン、タングステン、コバルト、ニッケルをスパッタ等によりシリコンにドープする。このようにして、フォーカスリング130の裏面130aをSi2Ti、Si3W、Si2Co、Si2Ni等のシリサイド化することにより、加熱媒体160が不要になるとともに、フォーカスリング130と加熱用電極135との密着性が高まるため、誘電加熱によるフォーカスリング130の加熱をより効率的に行うことができる。
図3(c)のように、高透磁性部材135bに、往路及び復路のコイル135a1、135a2の間に突出した環状の突出部135b1を設けてもよい。これによっても、コイル135a1,135a2から発生した磁場が載置台側に漏れることを防ぐことができる。なお、載置台への磁場の漏れ防止のために高透磁性部材135bは設けることが好ましいが、この限りではなく、加熱用電極135に高透磁性部材135bを設けなくてもよい。
<加熱用電極の配置>
次に、加熱用電極135の配置例を説明する。図4では、加熱用電極135を載置台110aに近接させて配置する替わりに、加熱用電極135と載置台110aとの間に温度調節部材165を介在させる。温度調節部材165は、例えば、アルミニウムやアルミナから形成されている。
次に、加熱用電極135の配置例を説明する。図4では、加熱用電極135を載置台110aに近接させて配置する替わりに、加熱用電極135と載置台110aとの間に温度調節部材165を介在させる。温度調節部材165は、例えば、アルミニウムやアルミナから形成されている。
この場合にも、フォーカスリング130は、加熱媒体160を介して加熱用電極135と密着しているので誘導加熱される。一方、載置台110aは、誘導磁場の打ち消し合いに加え、温度調節部材165が介在することにより、フォーカスリング130の最外周の温度調節を図りやすい。
なお、温度調節部材165を図示しない冷媒等により冷やしたり温めたりしてもよい。温度調整部材165を2つ以上介在させて、一方の温度調整部材165を加熱し、他方の温度調整部材165を冷却する等の温度調整をしてもよい。
<電力供給手段>
次に、加熱用電極135の各コイル135a1,135a2への電力供給手段について説明する。往路及び復路のコイル135a1,135a2は、RIEプラズマエッチング装置10に設けられたプラズマ処理用高周波電源、バイアス用高周波電源又は個別の電源の少なくともいずれかの電源に接続され、前記電源から電力を供給される。
次に、加熱用電極135の各コイル135a1,135a2への電力供給手段について説明する。往路及び復路のコイル135a1,135a2は、RIEプラズマエッチング装置10に設けられたプラズマ処理用高周波電源、バイアス用高周波電源又は個別の電源の少なくともいずれかの電源に接続され、前記電源から電力を供給される。
図5(a)は、RIEプラズマエッチング装置10の模式的な縦断面を示し、図5(b)は、載置台110a及び加熱用電極135の模式的な横断面を示す。図5(a)(b)では、往路及び復路のコイル135a1,135a2は、保護部材135cに覆われた状態にて処理室100の側壁を貫通し、処理室100の外部にて個別の交流電源200に接続されている。往路及び復路のコイル135a1,135a2を大気側までクォーツ等の保護部材135cにて覆うことにより、処理室100の内部にて、各コイルが端子となって異常放電が生じることを防ぐことができる。
図6(a)はRIEプラズマエッチング装置10の縦断面を示し、図6(b)は載置台110a及び加熱用電極135の横断面を示す。図6(a)(b)では、コイルは、外周及び内周に分かれている。つまり、外周のコイル135a1は第1の経路のコイルの一例であり,内周のコイル135a2は第2の経路のコイルの一例である。各コイル135a1、135a2は、保護部材135cに覆われた状態にて処理室100の底壁を貫通する。外周のコイル135a1及び内周のコイル135a2には、逆相かつ逆方向に電流が流れるように電圧を印加する。
外周のコイル135a1は、バイアス用の高周波電源150に接続され、その間にスイッチ300が設けられている。内周のコイル135a2は、プラズマ励起用の高周波電源210に接続され、その間にスイッチ310が設けられている。電源にバイアス用高周波電源を使う場合、下部電極110への高周波電力の印加とコイル135a1への印加とをスイッチ300で切り替える。たとえば、エッチング処理中は下部電極110にバイアス電圧を印加し、エッチング処理以外では加熱用電極135に電圧を印加する。
同様に、電源にプラズマ励起用の高周波電源210を使う場合、上部電極105への高周波電力の印加とコイル135a2への印加とをスイッチ310で切り替える。たとえば、エッチング処理以外では加熱用電極135に電圧を印加し、エッチング処理中は上部電極105に高周波電力を印加する。たとえば、13.56MHz等の高い周波数の電力であれば、フォーカスリング130を急速に予備加熱することができる。フォーカスリングの予備加熱により、ウエハWを連続処理する際にも最初のウエハWから順に最後のウエハWに至るまで、ウエハWの最外周のエッチング制御の精度を上げることができる。
なお、処理開始前にスイッチ300、310を接続させ、フォーカスリング130を予備加熱し、処理中にはスイッチ300、310を切断する。ただし、処理中にもスイッチ310を再び接続して、フォーカスリング130の温度を微調整することも可能である。
<第2実施形態>
(プラズマ処理装置の全体構成)
次に、本発明の第2実施形態に係るプラズマ処理装置の全体構成について、図7を参照しながら説明する。図7はRIEプラズマエッチング装置である。第1実施形態と同様、フォーカスリング130直下に加熱用電極135が設けられている。
(プラズマ処理装置の全体構成)
次に、本発明の第2実施形態に係るプラズマ処理装置の全体構成について、図7を参照しながら説明する。図7はRIEプラズマエッチング装置である。第1実施形態と同様、フォーカスリング130直下に加熱用電極135が設けられている。
これに加えて、第2実施形態に係るRIEプラズマエッチング装置10では、処理室100内に設けられた上部電極105の外周近傍に環状に加熱対象部材131が設けられている。この場合にも、上部電極105の外周近傍にて加熱対象部材131に密着して加熱用電極136が設けられ、加熱対象部材131を誘導加熱するようになっている。加熱用電極136内には、往路及び復路のコイル136a1、136a2が上部電極105の外周に沿って互いに近接して配線されている。
コイル136a1に印加する電圧とコイル136a2に印加する電圧とは逆相かつ逆向きになるように、位相調整器400、410が設けられている。これにより、上部天板の外周部分に設けられたシリコン部分(加熱対象部材131)を選択的に誘導加熱することができる。
以上に説明した各実施形態によれば、加熱用電極135の周辺部位に生じる漏れ磁場による誘導加熱を抑止して、所望の加熱対象部位のみを選択的に加熱することができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、本発明に係る加熱用電極内には、第1の経路のコイル及び第2の経路のコイルを1組として1組又は2組以上のコイルが往復していてもよい。加熱用電極内の断面で偶数のコイルが近接することにより、載置台方向の各コイル周りの誘導磁場をキャンセルすることができる。
上記実施形態では、プラズマ処理装置の一例としてRIEプラズマエッチング装置を用いたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、成膜装置等のプラズマ処理装置に利用してもよい。
10 RIEプラズマエッチング装置
100 処理室
105 上部電極
110 下部電極
110a 載置台
130 フォーカスリング
135、136 加熱用電極
135a1,135a2、136a1、136a2 コイル
135b 高透磁性部材
135c 保護部材
140 絶縁部材
150、210 高周波電源
200 交流電源
300、310 スイッチ
400,410 位相調整器
100 処理室
105 上部電極
110 下部電極
110a 載置台
130 フォーカスリング
135、136 加熱用電極
135a1,135a2、136a1、136a2 コイル
135b 高透磁性部材
135c 保護部材
140 絶縁部材
150、210 高周波電源
200 交流電源
300、310 スイッチ
400,410 位相調整器
Claims (15)
- 処理室にて被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって、
前記処理室内に設置された載置台の外周近傍に設けられた加熱対象部材と、
前記載置台の外周近傍にて前記加熱対象部材に近接又は隣接して設けられ、前記加熱対象部材を加熱するための加熱用電極と、を備え、
前記加熱用電極内には、第1の経路と第2の経路とを有するコイルが前記載置台の外周に沿って互いに近接して配線されている、プラズマ処理装置。 - 前記第1の経路のコイルと第2の経路のコイルには、逆向きに電流が流れるように電圧が印加される請求項1に記載のプラズマ処理装置。
- 前記第1の経路のコイルと第2の経路のコイルは、折り返し部分でつながっている一本のコイルである請求項1又は請求項2のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
- 前記加熱用電極内には、前記第1の経路のコイルと第2の経路のコイルと前記載置台とを仕切る高透磁性部材が設けられている請求項1〜3のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
- 前記高透磁性部材は、前記第1の経路のコイルと第2の経路のコイルの近傍にて前記載置台側を覆い、前記加熱対象部材側を開口するように形成されている請求項4に記載のプラズマ処理装置。
- 前記第1の経路のコイルと第2の経路のコイルは、保護部材にて覆われている請求項1〜5のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
- 前記加熱対象部材及び前記加熱用電極間には、前記加熱対象部材より抵抗値が大きな加熱媒体が設けられている請求項1〜6のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
- 前記加熱媒体は、前記第1の経路のコイルと第2の経路のコイルの間に突出している請求項7に記載のプラズマ処理装置。
- 前記加熱対象部材の前記加熱用電極側の面には、加熱媒体がドーピングされている請求項1〜6のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
- 前記加熱用電極と前記載置台との間には、温度調節部材が介在する請求項1〜9のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
- 前記加熱用電極内には、前記第1の経路のコイルと第2の経路のコイルを1組として1組又は2組以上のコイルが往復する請求項1〜10のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
- 前記第1の経路のコイルと第2の経路のコイルは、前記プラズマ処理装置に設けられたプラズマ処理用高周波電源、バイアス用高周波電源又は個別の電源の少なくともいずれかの電源に接続され、前記接続された電源から電圧を印加される請求項1〜11のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
- 前記第1の経路のコイルと第2の経路のコイルは、前記保護部材に覆われた状態にて前記処理室を貫通し、前記処理室の外部にて前記電源に接続される請求項12に記載のプラズマ処理装置。
- 処理室にて被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって、
前記処理室内に設けられた上部電極の外周近傍に設けられた加熱対象部材と、
前記上部電極の外周近傍にて前記加熱対象部材に近接又は隣接して設けられ、前記加熱対象部材を加熱するための加熱用電極と、を備え、
前記加熱用電極内には、第1の経路と第2の経路とを有するコイルが前記上部電極の外周に沿って互いに近接して配線されているプラズマ処理装置。 - プラズマ処理装置内の載置台の外周近傍にて加熱対象部材に近接して設けられた加熱用電極であって、
第1の経路と第2の経路とを有するコイルが前記載置台の外周に沿って互いに近接又は隣接して配線された、前記加熱対象部材を加熱するための加熱用電極。
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