JP2021027157A - プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排気路の内壁面への副生成物の付着を抑制する。【解決手段】プラズマ処理装置は、基板が載置される載置台が内部に設けられ、基板に対してプラズマ処理が実施される処理容器と、載置台の周囲に設けられ、プラズマ処理により放出される副生成物を含むガスが通流する排気路と、排気路の内壁面に沿って配置され、表面に副生成物を吸着する粗面加工が施された第１吸着部材とを有する。【選択図】図１

Description

本開示は、プラズマ処理装置に関するものである。

特許文献１には、基板が載置される載置台の周囲に、排気されるガスが通流する排気路を設けたプラズマ処理装置が開示されている。

特開２０１６−１７０９４０号公報

本開示は、排気路の内壁面への副生成物の付着を抑制することができる技術を提供する。

本開示の一態様によるプラズマ処理装置は、基板が載置される載置台が内部に設けられ、基板に対してプラズマ処理が実施される処理容器と、前記載置台の周囲に設けられ、前記プラズマ処理により放出される副生成物を含むガスが通流する排気路と、前記排気路の内壁面に沿って配置され、表面に前記副生成物を吸着する粗面加工が施された第１吸着部材とを有する。

本開示によれば、排気路の内壁面への副生成物の付着を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、第１実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成の一例を示す図である。 図２は、第１実施形態に係る排気路でのガスの流れの一例を示す図である。 図３は、溶射膜の表面粗さＲａと、デポの厚さと、溶射膜から放出されるパーティクルの数との関係の測定結果の一例を示す図である。 図４は、溶射膜の表面粗さＲａと、デポの厚さと、溶射膜から放出されるパーティクルの数との関係の測定結果の他の一例を示す図である。 図５は、第１実施形態における第２吸着部材が無い場合のガスの流れの流速分布のシミュレーション結果の一例を示す図である。 図６は、第１実施形態に係るプラズマ処理装置の他の構成の一例を示す図である。 図７は、第２実施形態に係るプラズマ処理装置の構成の一例を示す図である。 図８は、第２実施形態における第２吸着部材が無い場合のガスの流れの流速分布のシミュレーション結果の一例を示す図である。

以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。

ところで、プラズマ処理装置では、載置台に基板を載置し、基板に対してプラズマ処理を実施した場合、副生成物がプラズマ処理により放出される。例えば、メタルが含まれる基板に対して、プラズマによるエッチング処理が実施された場合、メタルを含有する副生成物が放出される。放出された副生成物を含むガスは、載置台の周囲に設けられた排気路を通流する。このとき、ガスに含まれる副生成物の一部が排気路の内壁面に付着する場合がある。プラズマ処理装置では、排気路の内壁面に大量の副生成物が付着すると、副生成物の除去に時間がかかるため、メンテナンス性や稼働率が低下する虞がある。そこで、排気路の内壁面への副生成物の付着を抑制することが期待されている。

［第１実施形態］
（プラズマ処理装置の構成）
図１は、第１実施形態に係るプラズマ処理装置１の概略構成の一例を示す図である。図１に示すプラズマ処理装置１は、チャンバ（処理容器）１２、及び、マイクロ波出力装置１６を備えている。プラズマ処理装置１は、マイクロ波によってガスを励起するマイクロ波プラズマ処理装置として構成されている。プラズマ処理装置１は、載置台１４、アンテナ１８、及び、誘電体窓２０を有する。

チャンバ１２は、その内部に処理空間Ｓを提供している。チャンバ１２は、側壁１２ａ及び底部１２ｂを有している。側壁１２ａは、略筒形状に形成されている。側壁１２ａの中心軸線は、鉛直方向に延びる軸線Ｚに略一致している。底部１２ｂは、側壁１２ａの下端側に設けられている。底部１２ｂには、排気用の排気孔１２ｈが設けられている。また、側壁１２ａの上端部は開口している。

側壁１２ａの上端部の上には誘電体窓２０が設けられている。この誘電体窓２０は、処理空間Ｓに対向する下面２０ａを有する。誘電体窓２０は、側壁１２ａの上端部の開口を閉じている。誘電体窓２０と側壁１２ａの上端部との間にはＯリング１９が介在している。Ｏリング１９により、チャンバ１２の密閉がより確実なものとなる。

載置台１４は、処理空間Ｓ内に収容されている。載置台１４は、鉛直方向において誘電体窓２０と対面するように設けられている。また、載置台１４は、誘電体窓２０と当該載置台１４との間に処理空間Ｓを挟むように設けられている。この載置台１４は、その上に載置される処理対象の基板であるウエハＷを支持するように構成されている。

載置台１４は、基台１４ａ及び静電チャック１４ｃを含んでいる。基台１４ａは、略円盤形状を有しており、アルミニウムといった導電性の材料から形成されている。基台１４ａの中心軸線は、軸線Ｚに略一致している。基台１４ａは、筒状支持部４８によって支持されている。筒状支持部４８は、絶縁性の材料から形成されており、底部１２ｂから垂直上方に延びている。筒状支持部４８は、載置台１４の側面から下面の周辺部分を覆うように形成されている。筒状支持部４８の外周には、導電性の筒状支持部５０が設けられている。筒状支持部５０は、筒状支持部４８の外周に沿ってチャンバ１２の底部１２ｂから垂直上方に延びている。筒状支持部５０は、載置台１４の側面を覆うように形成されている。

基台１４ａは、高周波電極を兼ねている。基台１４ａには、給電棒６２及びマッチングユニット６０を介して、ＲＦバイアス用の高周波電源５８が電気的に接続されている。高周波電源５８は、ウエハＷに引き込むイオンのエネルギーを制御するのに適した一定の周波数、例えば、１３．６５ＭＨｚの高周波（以下適宜「バイアス用高周波」という）を、設定されたパワーで出力する。マッチングユニット６０は、高周波電源５８と、主に電極、プラズマ、チャンバ１２といった負荷との間でインピーダンス整合を行うためのインピーダンス整合装置である。

基台１４ａの上面には、静電チャック１４ｃが設けられている。静電チャック１４ｃは、ウエハＷを静電吸着力で保持する。静電チャック１４ｃは、電極１４ｄ、絶縁膜１４ｅ、及び、絶縁膜１４ｆを含んでおり、概ね円盤形状を有している。静電チャック１４ｃの中心軸線は軸線Ｚに略一致している。静電チャック１４ｃの電極１４ｄは、導電膜によって構成されており、絶縁膜１４ｅと絶縁膜１４ｆの間に設けられている。電極１４ｄには、直流電源６４がスイッチ６６及び被覆線６８を介して電気的に接続されている。静電チャック１４ｃは、直流電源６４より印加される直流電圧により発生するクーロン力によって、ウエハＷを吸着保持することができる。また、基台１４ａ上には、フォーカスリング１４ｂが設けられている。フォーカスリング１４ｂは、ウエハＷ及び静電チャック１４ｃを囲むように配置される。

基台１４ａの内部には、冷媒室１４ｇが設けられている。冷媒室１４ｇは、例えば、軸線Ｚを中心に延在するように形成されている。冷媒室１４ｇには、チラーユニットからの冷媒が配管７０を介して供給される。冷媒室１４ｇに供給された冷媒は、配管７２を介してチラーユニットに戻される。この冷媒の温度がチラーユニットによって制御されることにより、静電チャック１４ｃの温度、ひいてはウエハＷの温度が制御される。

また、載置台１４には、ガス供給ライン７４が形成されている。このガス供給ライン７４は、伝熱ガス、例えば、Ｈｅガスを、静電チャック１４ｃの上面とウエハＷの裏面との間に供給するために設けられている。

マイクロ波出力装置１６は、設定パワーに応じたパワーを有するマイクロ波を発生する。マイクロ波出力装置１６は、例えば、チャンバ１２内に供給される処理ガスを励起させるための単一周波数の、即ちシングルピーク（ＳＰ）のマイクロ波を出力する。マイクロ波出力装置１６は、マイクロ波の周波数及びパワーを可変に調整するよう構成されている。一例において、マイクロ波出力装置１６は、マイクロ波のパワーを０Ｗ〜５０００Ｗの範囲内で調整することができ、マイクロ波の周波数を２４００ＭＨｚ〜２５００ＭＨｚの範囲内で調整することできる。

プラズマ処理装置１は、導波管２１、チューナ２６、モード変換器２７、及び、同軸導波管２８を更に備えている。導波管２１及び同軸導波管２８は、マイクロ波出力装置１６によって発生されたマイクロ波を、チャンバ１２の後述するアンテナ１８へ導く導波管である。マイクロ波出力装置１６の出力部は、導波管２１の一端に接続されている。導波管２１の他端は、モード変換器２７に接続されている。導波管２１は、例えば、矩形導波管である。導波管２１には、チューナ２６が設けられている。チューナ２６は、可動短絡板Ｓ１〜Ｓ４を有している。可動短絡板Ｓ１〜Ｓ４の各々は、導波管２１の内部空間に対するその突出量を調整可能なように構成されている。チューナ２６は、基準となる所定位置に対する可動短絡板Ｓ１〜Ｓ４の各々の突出位置を調整することにより、マイクロ波出力装置１６のインピーダンスと負荷、例えば、チャンバ１２のインピーダンスとを整合させる。

モード変換器２７は、導波管２１からのマイクロ波のモードを変換して、モード変換後のマイクロ波を同軸導波管２８に供給する。同軸導波管２８は、外側導体２８ａ及び内側導体２８ｂを含んでいる。外側導体２８ａは、略円筒形状を有しており、その中心軸線は軸線Ｚに略一致している。内側導体２８ｂは、略円筒形状を有しており、外側導体２８ａの内側で延在している。内側導体２８ｂの中心軸線は、軸線Ｚに略一致している。同軸導波管２８は、モード変換器２７からのマイクロ波をアンテナ１８に伝送する。

アンテナ１８は、誘電体窓２０の下面２０ａの反対側の面２０ｂ上に設けられている。アンテナ１８は、スロット板３０、誘電体板３２、及び、冷却ジャケット３４を含んでいる。

スロット板３０は、誘電体窓２０の面２０ｂ上に設けられている。スロット板３０は、導電性を有する金属から形成されており、略円盤形状を有している。スロット板３０の中心軸線は軸線Ｚに略一致している。スロット板３０には、複数のスロット孔３０ａが形成されている。複数のスロット孔３０ａは、一例においては、複数のスロット対を構成している。複数のスロット対の各々は、互いに交差する方向に延びる略長孔形状の二つのスロット孔３０ａを含んでいる。複数のスロット対は、軸線Ｚ周りの一以上の同心円に沿って配列されている。また、スロット板３０の中央部には、後述する導管３６が通過可能な貫通孔３０ｄが形成される。

誘電体板３２は、スロット板３０上に設けられている。誘電体板３２は、石英といった誘電体材料から形成されており、略円盤形状を有している。誘電体板３２の中心軸線は軸線Ｚに略一致している。冷却ジャケット３４は、誘電体板３２上に設けられている。誘電体板３２は、冷却ジャケット３４とスロット板３０との間に設けられている。

冷却ジャケット３４の表面は、導電性を有する。冷却ジャケット３４の内部には、流路３４ａが形成されている。流路３４ａには、冷媒が供給されるようになっている。冷却ジャケット３４の上部表面には、外側導体２８ａの下端が電気的に接続されている。また、内側導体２８ｂの下端は、冷却ジャケット３４及び誘電体板３２の中央部分に形成された孔を通って、スロット板３０に電気的に接続されている。

同軸導波管２８からのマイクロ波は、誘電体板３２内を伝搬して、スロット板３０の複数のスロット孔３０ａから誘電体窓２０に供給される。誘電体窓２０に供給されたマイクロ波は、処理空間Ｓに導入される。

同軸導波管２８の内側導体２８ｂの内孔には、導管３６が通っている。また、上述したように、スロット板３０の中央部には、導管３６が通過可能な貫通孔３０ｄが形成されている。導管３６は、内側導体２８ｂの内孔を通って延在しており、ガス供給系３８に接続されている。

ガス供給系３８は、ウエハＷを処理するための処理ガスを導管３６に供給する。ガス供給系３８は、ガス源３８ａ、弁３８ｂ、及び、流量制御器３８ｃを含み得る。ガス源３８ａは、処理ガスのガス源である。弁３８ｂは、ガス源３８ａからの処理ガスの供給及び供給停止を切り替える。流量制御器３８ｃは、例えば、マスフローコントローラであり、ガス源３８ａからの処理ガスの流量を調整する。

プラズマ処理装置１は、インジェクタ４１を更に備え得る。インジェクタ４１は、導管３６からのガスを誘電体窓２０に形成された貫通孔２０ｈに供給する。誘電体窓２０の貫通孔２０ｈに供給されたガスは、処理空間Ｓに供給される。そして、誘電体窓２０から処理空間Ｓに導入されるマイクロ波によって、当該処理ガスが励起される。これにより、処理空間Ｓ内でプラズマが生成され、当該プラズマからのイオン及び／又はラジカルといった活性種により、載置台１４に載置されたウエハＷが処理される。

載置台１４の周囲には、排気路５１が設けられている。排気路５１は、載置台１４の周囲の全周に形成されている。例えば、載置台１４の側面とチャンバ１２の側面との間には、環状の排気路５１が形成されている。

排気路５１の上部には、バッフル板５２が設けられている。バッフル板５２は、環形状を有している。バッフル板５２には、当該バッフル板５２を板厚方向に貫通する複数の貫通孔が形成されており、排気されるガスが通過可能とされている。排気路５１は、チャンバ１２の底部１２ｂに設けられた排気孔１２ｈに通じている。排気孔１２ｈには、排気管５４を介して排気装置５６が接続されている。排気装置５６は、自動圧力制御弁（ＡＰＣ）と、ターボ分子ポンプ等の真空ポンプとを有している。そして、排気装置５６により、チャンバ１２内が排気され、プラズマ処理中に、処理空間Ｓを所望の真空度まで減圧することができる。これにより、チャンバ１２内のガスは、排気路５１を排気孔１２ｈへ向かって通流して、排気孔１２ｈから排気される。排気路５１を通流するガスには、チャンバ１２内において実施されたプラズマ処理により放出される副生成物が含まれる。

排気路５１には、排気路５１の内壁面に沿って複数の第１吸着部材８０が配置されている。本実施形態では、第１吸着部材８０は、第１部品８０ａ及び第２部品８０ｂから構成される。排気路５１の載置台１４の側面側の内壁面に沿って第２部品８０ｂが配置され、チャンバ１２の側面側の内壁面に沿って第１部品８０ａが配置されている。第１吸着部材８０の表面には、副生成物を吸着する粗面加工が施されている。粗面加工としては、例えば、溶射加工、ブラスト加工、又はレーザ加工等が挙げられる。第１吸着部材８０は、表面に排気路５１でのガスの流れと交差する方向に突出する面状部を有し、粗面加工は、第１吸着部材８０の表面と面状部の排気路５１でのガスの流れの上流側の面とに施されている。本実施形態では、第１部品８０ａは表面に面状部８１ａ、第２部品８０ｂは表面に面状部８１ｂを有し、粗面加工は、第１部品８０ａ、第２部品８０ｂの各々の表面と面状部８１ａ、８１ｂの各々の上面とに施されている。第１部品８０ａ、第２部品８０ｂの面状部８１ａ、８１ｂは、排気路５１でのガスの流れ方向に間隔を空けて載置台１４の側面側とチャンバ１２の側面側とから交互に突出するように配置されている。本実施形態では、面状部８１ａがチャンバ１２の側面（側壁１２ａの内側の表面）側から突出するように配置され、面状部８１ｂが、面状部８１ａの下側に所定の間隔を空けて載置台１４の側面側から突出するように配置されている。第１部品８０ａ及び第２部品８０ｂは、面状部８１ａ、８１ｂの先端部分が排気路５１でのガスの流れ方向に間隔を空けて重複することで、ラビリンス構造を形成している。チャンバ１２内のガスは、第１部品８０ａ、第２部品８０ｂの間の屈曲した流路を通過しながら排気路５１を通流し、排気孔１２ｈから排気される。

第１吸着部材８０は、載置台１４の周囲の全周に設けられている。本実施形態では、第１部品８０ａは、載置台１４の側面と対向するチャンバ１２の側面（側壁１２ａの内側の表面）の全周に設けられている。第２部品８０ｂは、載置台１４の側面の全周に設けられている。なお、第１部品８０ａ及び第２部品８０ｂは、載置台１４の外周に必ず設ける必要はなく、例えば、他の部品の配置領域を確保するために、載置台１４の周囲の一部で配置されていなくてもよい。

第１吸着部材８０は、排気路５１の内壁面に取り外し可能に設けられている。本実施形態では、第１部品８０ａは、チャンバ１２の側面（側壁１２ａの内側の表面）にボルト等の固定具により取り外し可能に固定され、第２部品８０ｂは、載置台１４の側面にボルト等の固定具により取り外し可能に固定されている。

また、排気路５１の内壁面のうち、少なくとも第１吸着部材８０の面状部の先端と対向する領域には、第２吸着部材８２が配置されている。本実施形態では、第１部品８０ａ、第２部品８０ｂのうち、排気路５１でのガスの流れ方向の最も下流側に位置する第２部品８０ｂの面状部８１ｂの先端と対向する領域を覆うように第２吸着部材８２が排気路５１の処理容器１２の側面側の内壁面に配置されている。第２吸着部材８２は、排気路５１の内壁面に沿って排気路５１でのガスの流れ方向に延伸している。第２吸着部材８２の表面には、第１吸着部材８０の表面と同様に、粗面加工が施されている。

第２吸着部材８２は、第１吸着部材８０と同様に、排気路５１の内壁面に取り外し可能に設けられている。第２吸着部材８２は、第１吸着部材８０に取り外し可能に設けられてもよい。

プラズマ処理装置１は、制御器１００を更に備えている。制御器１００は、プラズマ処理装置１の各部を統括制御する。制御器１００は、ＣＰＵといったプロセッサ、ユーザインタフェース、及び、記憶部を備え得る。

プロセッサは、記憶部に記憶されたプログラム及びプロセスレシピを実行することにより、マイクロ波出力装置１６、載置台１４、ガス供給系３８、排気装置５６等の各部を統括制御する。

ユーザインタフェースは、工程管理者がプラズマ処理装置１を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボード又はタッチパネル、プラズマ処理装置１の稼働状況等を可視化して表示するディスプレイ等を含んでいる。

記憶部には、プラズマ処理装置１で実行される各種処理をプロセッサの制御によって実現するための制御プログラム（ソフトウエア）、及び、処理条件データ等を含むプロセスレシピ等が保存されている。プロセッサは、ユーザインタフェースからの指示等、必要に応じて、各種の制御プログラムを記憶部から呼び出して実行する。このようなプロセッサの制御下で、プラズマ処理装置１において所望の処理が実行される。

次に、以上のように構成されるプラズマ処理装置１を用いてウエハＷに対してプラズマ処理（例えば、プラズマエッチング）を施す際の処理動作について説明する。

まず、プラズマ処理装置１は、チャンバ１２に設けられたゲートバルブ（図示せず）を開放する。ウエハＷは、搬送機構（図示せず）によりチャンバ１２内に搬入され、載置台２３上に載置される。プラズマ処理装置１は、静電チャック１４ｃによりウエハＷを載置台２３上に保持する。次に、プラズマ処理装置１は、ガス供給系３８から導管３６、インジェクタ４１及び誘電体窓２０の貫通孔２０ｈを介して処理ガスをチャンバ１２内へ供給する。また、プラズマ処理装置１は、排気装置５６によりチャンバ１２内を真空排気して、チャンバ１２内の圧力を設定値に維持する。

続いて、プラズマ処理装置１は、マイクロ波出力装置１６によりマイクロ波を発生させ、発生させたマイクロ波を導波管２１及び同軸導波管２８を介してアンテナ１８へ供給する。また、プラズマ処理装置１は、高周波電源５８からバイアス用高周波として、所定の周波数の高周波電力を載置台１４に印加する。これにより、アンテナ１８を介してマイクロ波がチャンバ１２内へ放射され、チャンバ１２内で処理ガスのプラズマが生成される。プラズマ中のイオンは、バイアス用高周波によりウエハＷに向かって引き込まれる。これにより、ウエハＷに対してプラズマ処理、例えばウエハＷの膜に対してプラズマエッチングが行われる。

ところで、ウエハＷに対してプラズマ処理が行われることにより、副生成物が放出される場合がある。例えば、メタルが含まれるウエハＷに対して、プラズマによるエッチング処理が実施された場合、メタルを含有する副生成物が放出される。放出された副生成物を含むガスは、排気装置５６による吸引により、載置台１４の周囲に設けられた排気路５１を通流して排気孔１２ｈに至り、排気孔１２ｈから排気管５４を経て排気される。図２は、第１実施形態に係る排気路５１でのガスの流れの一例を示す図である。図２には、排気路５１でのガスの流れの一例を破線の矢印により模式的に示している。副生成物を含むガスは、第１部品８０ａ、第２部品８０ｂの間のＳ字状に屈曲した流路を通過しながら排気路５１を排気孔１２ｈへ向かって通流する。

本実施形態に係るプラズマ処理装置１では、排気路５１の内壁面に沿って、表面に副生成物を吸着する粗面加工が施された第１部品８０ａ及び第２部品８０ｂから構成される第１吸着部材８０を配置している。例えば、第１吸着部材８０は、表面に排気路５１でのガスの流れと交差する方向に突出する面状部８１ａ、８１ｂを有し、粗面加工は、第１部品８０ａ、第２部品８０ｂの各々の表面と面状部８１ａ、８１ｂの各々の上面とに施されている。本実施形態では、第１部品８０ａ、第２部品８０ｂの各々の表面と面状部８１ａ、８１ｂの各々の上面とに、粗面加工として溶射加工が施されている。図２には、第１部品８０ａ、第２部品８０ｂの各々の表面と面状部８１ａ、８１ｂの各々の上面とに溶射加工が施されて形成された溶射膜９０が示されている。溶射膜９０は、表面が粗いため、副生成物を付着する性質を有する。溶射膜９０の材質としては、例えば、Ｙ２Ｏ３又はＹＦ３等が挙げられる。排気路５１の内壁面に沿って第１吸着部材８０を配置することにより、プラズマ処理により発生する副生成物を第１部品８０ａ、第２部品８０ｂ上の溶射膜９０で捕捉することができる。すなわち、プラズマ処理により発生する副生成物を含むガスは、排気装置５６による吸引により、載置台１４の周囲に設けられた排気路５１を排気孔１２ｈへ向かって通流する。排気路５１を通流するガスに含まれる副生成物は、第１部品８０ａ上及び第２部品８０ｂ上の溶射膜９０に接触して捕捉されるため、排気路５１の内壁面への副生成物の付着が抑制される。

溶射膜９０は、副生成物を捕捉可能な大きさの表面粗さを有するように形成されることが好ましい。しかし、溶射膜９０の表面粗さが大き過ぎる場合、溶射膜９０から放出されるパーティクルの数が過剰に増加してしまう。そこで、溶射膜９０は、放出されるパーティクルの数の増加率が予め定められた許容値に収まる表面粗さを有することが好ましい。放出されるパーティクルの数の増加率が許容値に収まる表面粗さは、溶射膜９０の材質の種類に応じて異なる。

図３は、溶射膜９０の表面粗さＲａと、溶射膜９０に捕捉される副生成物（以下「デポ」と呼ぶ）の厚さと、溶射膜９０から放出されるパーティクルの数との関係の測定結果の一例を示す図である。図３には、溶射膜９０の材質がＹ２Ｏ３である場合に、溶射膜９０の表面粗さＲａと、デポの厚さと、パーティクルの数とを測定した結果が示されている。溶射膜９０の材質がＹ２Ｏ３である場合、溶射膜９０から放出されるパーティクルの数の増加率が許容値に収まる表面粗さＲａは、４μｍから６μｍの範囲内であった。

図４は、溶射膜９０の表面粗さＲａと、デポの厚さと、溶射膜９０から放出されるパーティクルの数との関係の測定結果の他の一例を示す図である。図３には、溶射膜９０の材質がＹＦ３である場合に、溶射膜９０の表面粗さＲａと、デポの厚さと、パーティクルの数とを測定した結果が示されている。溶射膜９０の材質がＹＦ３である場合、溶射膜９０から放出されるパーティクルの数の増加率が許容値に収まる表面粗さＲａは、５μｍから７μｍの範囲内であった。

図２の説明に戻る。本実施形態に係るプラズマ処理装置１は、排気路５１の内壁面のうち、第２部品８０ｂの面状部８１ｂの先端と対向する領域に、表面に粗面加工が施された第２吸着部材８２を配置している。本実施形態では、第２吸着部材８２の表面に粗面加工として溶射加工が施されている。図２には、第２吸着部材８２の表面に溶射加工が施されて形成された溶射膜９０が示されている。溶射膜９０は、表面が粗いため、副生成物を付着する性質を有する。溶射膜９０の材質としては、例えば、Ｙ２Ｏ３又はＹＦ３等が挙げられる。排気路５１の内壁面のうち、第２部品８０ｂの面状部８１ｂの先端と対向する領域に第２吸着部材８２を配置することにより、第１部品８０ａ、第２部品８０ｂの間の流路から流出するガスに含まれる副生成物を第２吸着部材８２上の溶射膜９０で捕捉することができる。すなわち、副生成物を含むガスが第１部品８０ａ、第２部品８０ｂの間の流路を通過して、第２部品８０ｂの面状部８１ｂの先端側から流出する際に、副生成物が第２吸着部材８２上の溶射膜９０に接触して捕捉される。これにより、排気路５１の内壁面への副生成物の付着がより抑制される。

ここで、第２吸着部材８２が無い場合のガスの流れの流速分布のシミュレーション結果の一例を説明する。図５は、第１実施形態における第２吸着部材８２が無い場合のガスの流れの流速分布のシミュレーション結果の一例を示す図である。図５の例では、排気路５１の内壁面に第２吸着部材８２が配置されていない。副生成物を含むガスは、第１部品８０ａ、第２部品８０ｂの間の流路を通過した後、排気路５１の内壁面のうち、排気路５１でのガスの流れ方向の最も下流側に位置する第２部品８０ｂの面状部８１ｂの先端と対向する領域Ｒ１へ流出し、領域Ｒ１に集約される。これに対し、本実施形態では、排気路５１の内壁面のうち、第２部品８０ｂの面状部８１ｂの先端と対向する領域Ｒ１に、表面に溶射膜９０が形成された第２吸着部材８２を配置している。これにより、第１部品８０ａ、第２部品８０ｂの間の流路から第２部品８０ｂの面状部８１ｂの先端と対向する領域Ｒ１へ副生成物を含むガスが流出する際に、副生成物を第２吸着部材８２により効率良く捕捉することができる。

なお、本実施形態では、排気路５１の載置台１４の側面側の内壁面及び処理容器１２の側面側の内壁面に沿って２つの部品から構成される第１吸着部材８０を配置する場合について示したが、第１吸着部材８０を構成する部品の数は１つであってもよい。すなわち、排気路５１の載置台１４の側面側の内壁面又は処理容器１２の側面側の内壁面に沿って１つの部品から構成される第１吸着部材８０が配置されてもよい。また、第１吸着部材８０の数を１つとする場合、第１吸着部材８０の表面に網状の面状部を複数設けてもよい。図６は、第１実施形態に係るプラズマ処理装置１の他の構成の一例を示す図である。図６には、排気路５１でのガス流の一例を破線の矢印により模式的に示している。図６では、排気路５１の載置台１４の側面側の内壁面に１つの第１吸着部材８０を配置した場合が示されている。第１吸着部材８０は、表面に排気路５１でのガスの流れ方向に間隔を空けて複数の面状部８３ａが設けられる。複数の面状部８３ａの各々は、ガスを通過させると共に排気路５１でのガスの流れ方向と交差する方向にガスを分散させる網状である。第１吸着部材８０の表面と複数の面状部８３ａの各々の上面とには、粗面加工として溶射加工が施されている。図６には、第１吸着部材８０の表面と複数の面状部８３ａの各々の上面とに溶射加工が施されて形成された溶射膜９０が示されている。第１吸着部材８０の表面に網状の複数の面状部８３ａを設けることにより、プラズマ処理により発生する副生成物を複数の面状部８３ａ上の溶射膜９０で捕捉することができる。すなわち、副生成物を含むガスは、排気装置５６による吸引により、載置台１４の周囲に設けられた排気路５１を排気孔１２ｈへ向かって通流する。排気路５１を通流するガスに含まれる副生成物は、複数の面状部８３ａ上の溶射膜９０に接触して捕捉されるため、排気路５１の内壁面への副生成物の付着が抑制される。

また、排気路５１の内壁面のうち、第１吸着部材８０の複数の面状部８３ａの先端と対向する領域には、表面に粗面加工が施された第２吸着部材８２が配置されている。第２吸着部材８２の表面には、粗面加工として溶射加工が施されている。図６には、第２吸着部材８２の表面に溶射加工が施されて形成された溶射膜９０が示されている。排気路５１の内壁面のうち、第１吸着部材８０の複数の面状部８３ａの先端と対向する領域に第２吸着部材８２を配置することにより、複数の面状部８３ａの各々で分散されるガスに含まれる副生成物を第２吸着部材８２上の溶射膜９０で捕捉することができる。すなわち、副生成物を含むガスは、複数の面状部８３ａの各々に衝突して、排気路５１の内壁面のうち、複数の面状部８３ａの先端と対向する領域へ向けて分散される際に、第２吸着部材８２上の溶射膜９０に接触して捕捉される。これにより、排気路５１の内壁面への副生成物の付着がより抑制される。

以上のように、本実施形態に係るプラズマ処理装置は、処理容器と、排気路と、第１吸着部材とを有する。処理容器は、基板が載置される載置台が内部に設けられ、基板に対してプラズマ処理が実施される。排気路は、載置台の周囲に設けられ、プラズマ処理により放出される副生成物を含むガスが通流する。第１吸着部材は、排気路の内壁面に沿って配置され、表面に副生成物を吸着する粗面加工が施される。これにより、プラズマ処理装置は、排気路を通流するガスに含まれる副生成物を第１吸着部材で捕捉することができ、排気路の内壁面への副生成物の付着を抑制することができる。

また、プラズマ処理装置において、第１吸着部材は、表面に排気路でのガスの流れと交差する方向に突出する面状部を有し、粗面加工は、表面と面状部の排気路でのガスの流れ方向の上流側の面とに施される。これにより、プラズマ処理装置は、排気路を通流するガスを第１吸着部材の面状部に衝突させつつ該ガスに含まれる副生成物を第１吸着部材の表面及び面状部で捕捉することができ、排気路の内壁面への副生成物の付着を抑制することができる。

また、プラズマ処理装置において、第１吸着部材は、排気路の載置台の側面側の内壁面及び処理容器の側面側の内壁面に沿って複数配置される。そして、複数の第１吸着部材の面状部は、排気路でのガスの流れ方向に間隔を空けて載置台の側面側と処理容器の側面側とから交互に突出するように配置される。これにより、プラズマ処理装置は、複数の第１吸着部材の間の屈曲した流路を通過しながら排気路を通流するガスに含まれる副生成物を複数の第１吸着部材で捕捉することができ、排気路の内壁面への副生成物の付着を抑制することができる。

また、プラズマ処理装置において、第１吸着部材は、表面に排気路でのガスの流れ方向に間隔を空けて複数の面状部が設けられる。そして、複数の面状部の各々は、ガスを通過させるとともに排気路でのガスの流れ方向と交差する方向にガスを分散させる網状である。これにより、プラズマ処理装置は、排気路を通流するガスを第１吸着部材の複数の面状部に衝突させつつ該ガスに含まれる副生成物を第１吸着部材の複数の面状部で捕捉することができ、排気路の内壁面への副生成物の付着を抑制することができる。

また、プラズマ処理装置は、排気路の内壁面のうち、少なくとも第１吸着部材の面状部の先端と対向する領域に配置され、表面に粗面加工が施された第２吸着部材をさらに有する。これにより、プラズマ処理装置は、副生成物を含むガスが第１吸着部材の面状部の先端側から流出する際に、副生成物を第２吸着部材で捕捉することができ、排気路の内壁面への副生成物の付着を抑制することができる。

また、プラズマ処理装置において、第１吸着部材は、載置台の周囲の全周に設けられる。これにより、プラズマ処理装置は、載置台の周囲の全周において排気路を通流するガスに含まれる副生成物を第１吸着部材で捕捉することができ、排気路の内壁面への副生成物の付着を抑制することができる。

また、プラズマ処理装置において、第１吸着部材は、排気路の内壁面に取り外し可能に設けられる。これにより、プラズマ処理装置は、副生成物が付着した第１吸着部材の交換を容易に行うことができ、メンテナンス性を向上させることができる。

また、プラズマ処理装置において、第２吸着部材は、排気路の内壁面に取り外し可能に設けられる。これにより、プラズマ処理装置は、副生成物が付着した第２吸着部材の交換を容易に行うことができ、メンテナンス性を向上させることができる。

また、プラズマ処理装置において、粗面加工は、溶射加工、ブラスト加工、又はレーザ加工である。これにより、プラズマ処理装置は、副生成物との密着性を向上させることができ、副生成物の剥がれを抑制することができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態の第１吸着部材及び第２吸着部材のバリエーションに関する。

図７は、第２実施形態に係るプラズマ処理装置１の構成の一例を示す図である。図７には、排気路５１でのガスの流れの一例を破線の矢印により模式的に示している。図７に示すように、排気路５１には、排気路５１の内壁面に沿って第１吸着部材８５が配置されている。本実施形態では、排気路５１の載置台１４の側面側の内壁面に沿って、第１吸着部材８５が配置されている。第１吸着部材８５は、上方に開口を有する有底箱状に形成され、排気路５１の内壁面から離れた側の側壁に排気路５１でのガスの流れと交差する方向に貫通する貫通孔８５ａが形成されている。第１吸着部材８５の内側の表面には、副生成物を吸着する粗面加工が施されている。粗面加工としては、例えば、溶射加工、ブラスト加工、又はレーザ加工等が挙げられる。本実施形態では、第１吸着部材８５の内側の表面に粗面加工として溶射加工が施されている。図７には、第１吸着部材８５の内側の表面に溶射加工が施されて形成された溶射膜９１が示されている。溶射膜９１の材質や表面粗さは、溶射膜９０の材質や表面粗さと同じである。排気路５１の内壁面に沿って第１吸着部材８５を配置することにより、プラズマ処理により発生する副生成物を第１吸着部材８５の内側の表面上の溶射膜９１で捕捉することができる。すなわち、プラズマ処理により発生する副生成物を含むガスは、排気装置５６による吸引により、載置台１４の周囲に設けられた排気路５１を排気孔１２ｈへ向かって通流する。排気路５１を通流するガスは、第１吸着部材８５の開口から第１吸着部材８５の内側の空間へ進入し、該ガスに含まれる副生成物は、第１吸着部材８５の内側の表面上の溶射膜９１に接触して捕捉される。これにより、排気路５１の内壁面への副生成物の付着が抑制される。

また、本実施形態に係るプラズマ処理装置１は、排気路５１の内壁面のうち、第１吸着部材８５の側壁の貫通孔８５ａと対向する領域に、表面に粗面加工が施された第２吸着部材８６を配置している。粗面加工としては、例えば、溶射加工、ブラスト加工、又はレーザ加工等が挙げられる。本実施形態では、第２吸着部材８６の表面に粗面加工として溶射加工が施されている。図７には、第２吸着部材８６の表面に溶射加工が施されて形成された溶射膜９１が示されている。排気路５１の内壁面のうち、第１吸着部材８５の側壁の貫通孔８５ａと対向する領域に第２吸着部材８６を配置することにより、第１吸着部材８５の側壁の貫通孔８５ａから流出するガスに含まれる副生成物を第２吸着部材８６上の溶射膜９１で捕捉することができる。すなわち、排気路５１を通流するガスが第１吸着部材８５の内側の空間へ進入して、第１吸着部材８５の側壁の貫通孔８５ａから流出する際に、該ガスに含まれる副生成物が第２吸着部材８６上の溶射膜９１に接触して捕捉される。これにより、排気路５１の内壁面への副生成物の付着がより抑制される。

ここで、第２吸着部材８６が無い場合のガスの流れの流速分布のシミュレーション結果の一例を説明する。図８は、第２実施形態における第２吸着部材８６が無い場合のガスの流れの流速分布のシミュレーション結果の一例を示す図である。図８の例では、排気路５１の内壁面に第２吸着部材８６が配置されていない。また、図８の例では、第１吸着部材８５の側壁に３つの貫通孔８５ａが形成されている。副生成物を含むガスは、第１吸着部材８５の内側の空間へ進入した後、排気路５１の内壁面のうち、第１吸着部材８５の側壁の貫通孔８５ａと対向する領域Ｒ２へ向かって第１吸着部材８５の側壁の貫通孔８５ａから流出し、領域Ｒ２へ集約される。これに対し、本実施形態では、排気路５１の内壁面のうち、第１吸着部材８５の側壁の貫通孔８５ａと対向する領域に、表面に溶射膜９１が形成された第２吸着部材８６を配置している。これにより、第１吸着部材８５の側壁の貫通孔８５ａから貫通孔８５ａと対向する領域Ｒ２へ副生成物を含むガスが流出する際に、副生成物を第２吸着部材８６により効率良く捕捉することができる。

以上のように、本実施形態に係るプラズマ処理装置において、第１吸着部材は、排気路の内壁面に沿って配置され、上方に開口する有底箱形状に形成される。そして、第１吸着部材は、排気路の内壁面から離れた側の側壁に排気路でのガスの流れと交差する方向に貫通する貫通孔が形成される。そして、第１吸着部材は、内側の表面に副生成物を吸着する粗面加工が施される。これにより、プラズマ処理装置は、排気路を通流するガスに含まれる副生成物を第１吸着部材で捕捉することができ、排気路の内壁面への副生成物の付着を抑制することができる。

また、プラズマ処理装置は、排気路の内壁面のうち、少なくとも第１吸着部材の側壁の貫通孔と対向する領域に配置され、表面に粗面加工が施された第２吸着部材をさらに有する。これにより、プラズマ処理装置は、副生成物を含むガスが第１吸着部材の側壁の貫通孔から流出する際に、副生成物を第２吸着部材で捕捉することができ、排気路の内壁面への副生成物の付着を抑制することができる。

なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

上記した実施形態では、プラズマ源としてマイクロ波プラズマを用いて基板に対してエッチング等の処理を行うプラズマ処理装置１を例に説明したが、開示の技術はこれに限られない。プラズマ処理装置は、プラズマを用いて基板に対して処理を行う装置であればよく、プラズマ源は、マイクロ波プラズマに限られない。マイクロ波プラズマ以外の他のプラズマ源としては、例えば、誘導結合プラズマ、容量結合型プラズマ、マグネトロンプラズマ等、任意のプラズマ源を用いることができる。

１ プラズマ処理装置
１２ 処理容器
１４ 載置台
８０、８５ 第１吸着部材
８０ａ 第１部品
８０ｂ 第２部品
８１ａ、８１ｂ、８３ａ 面状部
８２、８６ 第２吸着部材
８５ａ 貫通孔
９０、９１ 溶射膜

Claims (11)

1. 基板が載置される載置台が内部に設けられ、基板に対してプラズマ処理が実施される処理容器と、
   前記載置台の周囲に設けられ、前記プラズマ処理により放出される副生成物を含むガスが通流する排気路と、
   前記排気路の内壁面に沿って配置され、表面に前記副生成物を吸着する粗面加工が施された第１吸着部材と
   を有する、プラズマ処理装置。
2. 前記第１吸着部材は、表面に前記排気路でのガスの流れと交差する方向に突出する面状部を有し、前記粗面加工は、前記表面と前記面状部の前記排気路でのガスの流れの上流側の面とに施される、
   請求項１に記載のプラズマ処理装置。
3. 前記第１吸着部材は、前記排気路の前記載置台の側面側の内壁面及び前記処理容器の側面側の内壁面に沿って複数配置され、
   複数の前記第１吸着部材の面状部は、前記排気路でのガスの流れ方向に間隔を空けて前記載置台の側面側と前記処理容器の側面側とから交互に突出するように配置される、
   請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
4. 前記第１吸着部材は、表面に前記排気路でのガスの流れ方向に間隔を空けて複数の前記面状部を有し、
   複数の前記面状部の各々は、前記ガスを通過させると共に前記排気路でのガスの流れ方向と交差する方向に前記ガスを分散させる網状である、
   請求項２に記載のプラズマ処理装置。
5. 前記排気路の内壁面のうち、少なくとも前記第１吸着部材の面状部の先端と対向する領域に配置され、表面に前記粗面加工が施された第２吸着部材をさらに有する、
   請求項２〜４のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
6. 基板が載置される載置台が内部に設けられ、基板に対してプラズマ処理が実施される処理容器と、
   前記載置台の周囲に設けられ、前記プラズマ処理により放出される副生成物を含むガスが通流する排気路と、
   前記排気路の内壁面に沿って配置され、上方に開口する有底箱形状に形成され、前記排気路の内壁面から離れた側の側壁に前記排気路でのガスの流れと交差する方向に貫通する貫通孔が形成され、内側の表面に前記副生成物を吸着する粗面加工が施された第１吸着部材と
   を有する、プラズマ処理装置。
7. 前記排気路の内壁面のうち、少なくとも前記第１吸着部材の側壁の貫通孔と対向する領域に配置され、表面に前記粗面加工が施された第２吸着部材をさらに有する、
   請求項６に記載のプラズマ処理装置。
8. 前記第１吸着部材は、前記載置台の周囲の全周に設けられる、
   請求項１〜７のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
9. 前記第１吸着部材は、前記排気路の内壁面に取り外し可能に設けられる、
   請求項１〜８のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
10. 前記第２吸着部材は、前記排気路の内壁面に取り外し可能に設けられる、
    請求項５又は７に記載のプラズマ処理装置。
11. 前記粗面加工は、溶射加工、ブラスト加工、又はレーザ加工である、
    請求項１〜１０のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。