JP2022072166A - プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リターン電流の均質化とパーティクル発生の防止を図る。【解決手段】プラズマ処理装置１であって、電極フランジ４と、チャンバ２と、絶縁フランジ８１と、反応室２ａを有する処理室１０１と、基板１０が載置される支持部（サセプタ）１５と、昇降駆動部１６Ａと、高周波電圧を印加する高周波電源９と、支持部の側周面１５ａに周設されたキャパシタ形成部３０と、チャンバの側壁２４に形成された内周面２４ａにおいて、支持部のキャパシタ形成部に対向する位置に周設されたキャパシタ形成部３０と、を有し、支持部の側周面とチャンバの側壁の内周面との間にギャップＧを形成して、互いに対向するキャパシタ形成部どうしの間に、プラズマ形成時の高周波リターン電流に対するキャパシタを基板の全周となる位置に形成する。【選択図】図１

Description

本発明はプラズマ処理装置に用いて好適な技術に関する。

従来から、プラズマを用いて原料ガスを分解し、例えば、基板の被成膜面に薄膜を形成するプラズマ処理装置が知られている。このプラズマ処理装置においては、例えば、特許文献１，２に示すように、チャンバと、電極フランジと、チャンバおよび電極フランジによって挟まれた絶縁フランジとによって、処理室が構成されている。処理室は、成膜空間（反応室）を有する。

処理室内には、シャワープレートと、基板が配置されるヒータとが設けられている。シャワープレートは、電極フランジに接続され複数の噴出口を有する。シャワープレートと電極フランジとの間には空間が形成される。この空間は、原料ガスが導入されるガス導入空間である。つまり、シャワープレートは、処理室内を、基板に膜が形成される成膜空間と、ガス導入空間とに区画している。

チャンバは、接地電位に接続されている。これによってヒータは、アノード電極として機能する。一方、電極フランジには高周波電源が接続されている。電極フランジおよびシャワープレートは、カソード電極として機能する。電極フランジの周囲には、例えば、電極フランジを覆うように形成され、かつチャンバに接続されたシールドカバーなどが設けられている。

特許文献１，２において、ヒータの下面には、アースプレートの一端が接続されている。アースプレートの他端は、チャンバの内底面近傍に電気的に接続されている。
また、特許文献１において、ヒータの側部には、別のアースプレート（高周波デバイス）の一端が接続されている。このアースプレートの他端は、チャンバの側面の近傍に電気的に接続されている。

このような構成において、ガス導入空間に導入されたガスは、シャワープレートの各噴出口から成膜空間に均一に噴出される。このとき、高周波電源を起動して電極フランジに高周波電圧を印加し、成膜空間内にプラズマを発生させる。そして、プラズマによって分解された原料ガスが基板の被成膜面に到達することにより所望の膜が形成される。

電極フランジに高周波電圧を印加してプラズマを発生させる際、プラズマの発生に伴って流れる電流は、シャワープレート，ヒータ，およびアースプレートの順に伝達される。さらに、この電流は、チャンバおよびシールドカバーに伝達され、マッチングボックスにリターンされる。プラズマの発生に伴う電流は、このような電流経路を通じて流れる。

ところで、特許文献１の図４や、特許文献２に記載されるように、チャンバの側壁には、基板をチャンバ内に搬出又は搬入するために用いられる搬出入部が設けられ、これを開閉するドアバルブが設けられている。

しかし、特許文献１の図４や、特許文献２に記載されるように、搬出入部が形成されている場合、搬出入部が形成されているチャンバの内側面を流れる高周波電流の経路は、搬出入部が形成されていないチャンバの内側面を流れる高周波電流の経路よりも長くなる。これによって、搬出入部が形成されている内側面を流れる高周波電流の経路において、インダクタンスが大きくなる。

このため、基板およびヒータの周方向において、リターン電流の分布が均一でなくなるため、電場勾配が不均一となり、局所放電（異常放電）やプラズマの偏りを生じ、成膜の均一性に影響を与えるという問題があった。

特に、高周波電圧を大きくする必要がある場合には、搬出入部の近傍における異常放電が発生するおそれがある。
このため、異常放電に起因するインピーダンスの不整合が生じ、電極フランジに印加できる高周波電圧が低下してしまうという課題がある。

特許文献１では、このドアバルブよりもシャワープレートに近接する位置に高周波デバイスを設けて、これを防止している。
また、特許文献２では、ドアバルブを二重にして、これを防止している。

特許第５８８３６５２号公報 再公表ＷＯ２０１０／０７９７５６号公報

しかし、特許文献１，２に記載されるように、成膜空間に、変形する部分、接触する部分あるいは摺動する部分があると、パーティクルの発生原因となる可能性があるため、好ましくない。
特に、特許文献１に記載されるように、成膜処理時あるいは基板が昇降したときのいずれにおいても、基板よりもシャワープレートに近接する位置に、これら変形する部分、接触する部分あるいは摺動する部分があると、非常に好ましくない。

また、特許文献２のように、成膜空間に可動部分あるいは駆動部分があると、パーティクルの発生原因となる場合があるため、好ましくない。

また、特許文献１，２に記載されるように、リターン電流が、ヒータの下面、アースプレート、チャンバ底部を経由してシールドカバーに伝達される場合、基板の周方向におけるリターン電流の不均一性は改善されるが、さらにリターン電流の経路を短縮して、インダクタンスを減少させたいという要求があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、以下の目的を達成しようとするものである。
１．パーティクルの発生を防止すること。
２．プラズマ形成における均一性を向上すること。
３．高周波リターン電流の経路の短縮を図ること。
４．基板周方向における高周波リターン電流の分布均一性を向上すること。
５．高周波リターン電流の経路においてインダクタンスの低減を図ること。
６．高周波リターン電流の経路の安定性を向上すること。
７．これらを同時に実現すること。

本発明のプラズマ処理装置は、
プラズマ処理装置であって、
電極フランジと、
側壁および底部を有するチャンバと、
前記チャンバと前記電極フランジとの間に配置された絶縁フランジと、
前記チャンバと前記電極フランジと前記絶縁フランジとから構成されて反応室を有する処理室と、
前記反応室内に収容され処理面を有する基板が載置されるとともに前記基板の温度を制御可能な支持部と、
前記支持部を昇降駆動する昇降駆動部と、
前記電極フランジに接続され、高周波電圧を印加する高周波電源と、
前記支持部の側周面に周設されたキャパシタ形成部と、
前記チャンバの前記側壁に形成されて、前記チャンバの径方向で中心に向かう内周面において前記支持部の前記キャパシタ形成部に対向する位置に周設されたキャパシタ形成部と、
を有し、
前記昇降駆動部によって前記支持部を昇降させ、前記支持部の前記側周面の前記キャパシタ形成部と、前記チャンバの前記側壁の前記内周面の前記キャパシタ形成部との間にギャップを形成して、
互いに対向する前記キャパシタ形成部どうしの間に、プラズマ形成時の高周波リターン電流に対するキャパシタを前記支持部の全周となる位置に形成する
ことにより上記課題を解決した。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記支持部の前記側周面の前記キャパシタ形成部は、前記昇降駆動部による前記支持部の昇降方向における幅寸法が、前記支持部の全周において略均一に形成される
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記支持部の前記キャパシタ形成部と、前記チャンバの前記側壁の前記キャパシタ形成部とは、前記基板の径方向における離間距離（ギャップ）が、前記支持部の全周において略均一に形成される
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記チャンバの前記側壁の前記内周面の前記キャパシタ形成部は、前記支持部の前記側周面の前記キャパシタ形成部よりも、前記基板の厚さ方向における幅寸法が大きく形成される
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記キャパシタ形成部が、前記基板の周方向において、連続的または断続的に形成される
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記支持部の前記側周面において、前記キャパシタ形成部の上方には絶縁部材が配置される
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記支持部において、前記キャパシタ形成部よりも径方向内側となる上面には絶縁部材が配置される
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記処理室には、前記電極フランジに電気的に接続されるとともに前記反応室の上側に位置するシャワープレートが設けられ、
前記支持部の前記上面における前記絶縁部材の内周輪郭と、前記シャワープレートにおける前記反応室に露出する外周輪郭とが、対応する形状（平面視して一致するかその近傍）を有する
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記支持部の前記側周面の前記キャパシタ形成部と、前記チャンバの前記側壁の前記内周面の前記キャパシタ形成部とは、いずれも前記昇降駆動部による前記支持部の昇降方向に沿った面（鉛直面）に延在する
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記チャンバの前記側壁には、前記反応室に前記基板を搬出又は搬入するために用いられる搬出入部が設けられ、
前記キャパシタ形成部の下端が、前記搬出入部よりも前記電極フランジに近接する位置に設けられる
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記支持部の昇降方向において、前記支持部の前記上面における前記絶縁部材と前記絶縁フランジとの間となる前記チャンバの前記側壁の内周面には、絶縁部材が設けられる
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記支持部の前記キャパシタ形成部と、前記チャンバの前記側壁の前記キャパシタ形成部とが、容量結合により電気的に接続されている
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記昇降駆動部は、前記支持部を昇降駆動する駆動支柱と、前記支持部の昇降姿勢を維持する姿勢規制支柱と、を有する
ことができる。

本発明のプラズマ処理装置は、
プラズマ処理装置であって、
電極フランジと、
側壁および底部を有するチャンバと、
前記チャンバと前記電極フランジとの間に配置された絶縁フランジと、
前記チャンバと前記電極フランジと前記絶縁フランジとから構成されて反応室を有する処理室と、
前記反応室内に収容され処理面を有する基板が載置されるとともに前記基板の温度を制御可能な支持部と、
前記支持部を昇降駆動する昇降駆動部と、
前記電極フランジに接続され、高周波電圧を印加する高周波電源と、
前記支持部の側周面に周設されたキャパシタ形成部と、
前記チャンバの前記側壁に形成されて、前記チャンバの径方向で中心に向かう内周面において前記支持部の前記キャパシタ形成部に対向する位置に周設されたキャパシタ形成部と、
を有し、
前記昇降駆動部によって前記支持部を昇降させ、前記支持部の前記側周面の前記キャパシタ形成部と、前記チャンバの前記内周面の前記キャパシタ形成部との間にギャップを形成して、
互いに対向する前記キャパシタ形成部どうしの間に、プラズマ形成時の高周波リターン電流に対するキャパシタを前記支持部の全周となる位置に形成する。
これにより、支持部の側周面とチャンバの側壁の内周面との間に数ミリ程度の極小の間隙（ギャップ）が形成される。また、高周波電圧が印加されている際に、高周波リターン電流の経路として、支持部の側周面とチャンバの側壁の内周面とは容量結合を介して互いに電気的に接続される。
この構成によれば、電極フランジに高周波の高電力を供給したときに、高周波電流を電極フランジから支持部を介してチャンバ側壁に流すことができる。従って、電極フランジと支持部との間にプラズマを発生させることができる。
このとき、プラズマ形成時に、マッチングボックスにリターンする高周波リターン電流の経路を、支持部、支持部の側周面のキャパシタ形成部、チャンバ側壁の内周面のキャパシタ形成部、チャンバ側壁、とすることができる。
これにより、高周波リターン電流の経路が、チャンバ底部を経由する場合よりも短くすることができる。したがって、高周波リターン電流の経路におけるインダクタンスを減少することができる。
同時に、昇降駆動部によって設定される支持部の高さに関わりなく、支持部の側周面とチャンバ側壁の内周面との間のギャップを均一幅寸法に形成することが可能となる。このため、高周波リターン電流経路が、基板の周方向の全周において、均等に形成されることになる。
これにより、基板の周方向の全周において、電場勾配の不均一を抑制でき、プラズマ処理特性、つまり、成膜特性の分布を均等に維持することができる。
また、高周波リターン電流の経路が、キャパシタ形成部よりもチャンバの底部に近接する位置を経由しない。これにより、高周波リターン電流の経路が経由しない位置である、キャパシタ形成部よりも底部に近接する位置となるチャンバの側壁に搬出入部を設けることが可能となる。
これにより、高周波リターン電流の経路に対して、搬出入部が影響を及ぼすことを防止できる。これにより、搬出入部によるインダクタンスの増加を防止することができ、高周波リターン電流のインダクタンスを低下させることができる。
したがって、プラズマを発生させる際、搬出入部内における異常放電を防止でき、電極フランジに印加できる高周波電圧を大きくすることができる。
また、同時に、高周波リターン電流の経路に対して、搬出入部が影響を及ぼさないことで、高周波リターン電流の経路が、基板の周方向において、均等に形成されることになる。
これにより、基板の周方向において、電場勾配の不均一を抑制でき、プラズマ処理特性、つまり、成膜特性の分布を均等に維持することができる。
このような構成においては、支持部の側周面とチャンバ側壁の内周面とが接触しないとともに、昇降駆動部以外の可動部分が処理室内に存在しないため、互いに摺動する部分がなく、パーティクル（塵埃）などが発生することを防止できる。

本発明のプラズマ処理装置は、
前記支持部の前記側周面の前記キャパシタ形成部は、前記昇降駆動部による前記支持部の昇降方向における幅寸法が、前記支持部の全周において略均一に形成される。
これにより、支持部の側周面のキャパシタ形成部と、チャンバ側壁の内周面のキャパシタ形成部と、で形成されるキャパシタが、基板の周方向において均等に形成される。
したがって、高周波リターン電流経路が、基板の周方向において、均等に形成されることになる。
これにより、基板の周方向において、電場勾配の不均一を抑制でき、プラズマ処理特性、つまり、成膜特性の分布を均等に維持することができる。
従って、プラズマを発生させる際、インダクタンスが変動した部分で発生する異常放電を防止でき、電極フランジに印加できる高周波電圧を大きくすることができる。

本発明のプラズマ処理装置は、
前記支持部の前記キャパシタ形成部と、前記チャンバの前記側壁の前記キャパシタ形成部とは、前記基板の径方向における離間距離（ギャップ）が、前記支持部の全周において略均一に形成される。
これにより、支持部のキャパシタ形成部と、チャンバの側壁のキャパシタ形成部とによって形成されるギャップが、基板の周方向の全周において均等に形成されることになる。したがって、高周波リターン電流の経路となるキャパシタが、基板の周方向の全周において均等に形成される。これにより、基板の周方向の全周において、高周波リターン電流の経路が均等に形成されることができる。

本発明のプラズマ処理装置は、
前記チャンバの前記側壁の前記内周面の前記キャパシタ形成部は、前記支持部の前記側周面の前記キャパシタ形成部よりも、前記基板の厚さ方向における幅寸法が大きく形成される。
これにより、サセプタ（支持部）の高さ位置が変化した状態でプラズマ処理をおこなう場合でも、前記支持部の前記側周面の前記キャパシタ形成部が、前記チャンバの前記側壁の前記内周面の前記キャパシタ形成部に対して、その全面積が互いに対向した状態を維持することができる。この状態で、プラズマ処理条件にともなって変化したサセプタ（支持部）の高さ位置に影響されることなく、キャパシタ形成部による必要なキャパシタの形成が維持される。これにより、必要な高周波リターン電流の経路が均等に形成されることを維持可能である。

本発明のプラズマ処理装置は、
前記キャパシタ形成部が、前記基板の周方向において、連続的または断続的に形成される。
これにより、前記キャパシタ形成部を、基板の輪郭形状および支持部の輪郭形状に因って影響を受けないように、前記基板の周方向において配置することが容易となる。

本発明のプラズマ処理装置は、
前記支持部の前記側周面において、前記キャパシタ形成部の上方には絶縁部材が配置される。
これにより、サセプタ（支持部）の上面外周部付近を絶縁部材で覆うことができる。したがって、サセプタ（支持部）の上面外周部付近へのプラズマの回り込みによるキャパシタ形成部へ着膜を防止する。また、高周波リターン経路の安定化を図る。
また、前記支持部の前記側周面と前記チャンバの前記側壁の前記内周面とで、互いに対向するキャパシタ形成部により、高周波リターン電流へのキャパシタを形成可能である。同時に、前記支持部の前記側周面のキャパシタ形成部において、導電部材が露出する領域の面積を規定して、所望の値となるキャパシタ形成を可能とすることができる。
さらに、支持部（サセプタ）における側周面の上側位置で、電極フランジあるいはシャワープレート等に対する異常放電の発生を防止することができる。
従って、前記支持部の前記側周面と前記チャンバの前記側壁の前記内周面との間で異常放電が生じるのを抑制することができる。結果として、装置に供給できる高周波電力の上限値を上昇させることができる。

本発明のプラズマ処理装置は、
前記支持部において、前記キャパシタ形成部よりも径方向内側となる上面には絶縁部材が配置される。
これにより、サセプタ（支持部）の上面縁部付近を絶縁部材で覆うことができる。したがって、サセプタ（支持部）の上面縁部付近へのプラズマの回り込みによるキャパシタ形成部へ着膜を防止する。また、高周波リターン経路の安定化を図る。
また、支持部（サセプタ）における上面縁部付近で、電極フランジあるいはシャワープレート等に対する異常放電の発生を防止することができる。
従って、前記支持部の前記側周面と前記チャンバの前記側壁の前記内周面との間で異常放電が生じるのを抑制することができる。結果として、装置に供給できる高周波電力の上限値を上昇させることができる。

本発明のプラズマ処理装置は、
前記処理室には、前記電極フランジに電気的に接続されるとともに前記反応室の上側に位置するシャワープレートが設けられ、
前記支持部の前記上面における前記絶縁部材の内周輪郭と、前記シャワープレートにおける前記反応室に露出する外周輪郭とが、対応する形状を有する。
ここで、前記支持部の前記上面における前記絶縁部材の内周輪郭と、前記シャワープレートにおける前記反応室に露出する外周輪郭とが、対応する形状であるとは、平面視してこれらの輪郭が一致する状態であるか、これらの輪郭が一致する近傍にあり、形成するプラズマが基板の縁部よりも外側に影響を及ぼさない状態を意味する。
これにより、前記支持部の前記上面における前記絶縁部材の内周輪郭と、前記シャワープレートにおける前記反応室に露出する外周輪郭と、を上下方向に結んだ内側である基板の上方にプラズマの形成される空間を主に限定することができる。したがって、プラズマ処理中に、キャパシタ形成部よりも、チャンバの径方向内側に位置する基板に対して、発生させるプラズマがキャパシタ形成部付近には到達することを防止できる。
これにより、キャパシタ形成部にプラズマが影響を及ぼすことを防止して、高周波リターン電流の経路におけるキャパシタを確実に形成することが可能となる。
したがって、高周波リターン電流経路が、基板の周方向において、均等に形成されることになる。
さらに、基板サイズを縮小することなく、高周波リターン電流の経路となるキャパシタを容易に形成することが可能となる。
しかも、昇降駆動部以外の可動部分を処理室内に設ける必要がないため、パーティクル（塵埃）などが発生することを防止して、成膜特性が低下することを防止できる。

本発明のプラズマ処理装置は、
前記支持部の前記側周面の前記キャパシタ形成部と、前記チャンバの前記側壁の前記内周面の前記キャパシタ形成部とは、いずれも前記昇降駆動部による前記支持部の昇降方向に沿った面に延在する。
つまり、支持部の側周面が支持部の輪郭に沿って鉛直方向に切り立った面とされ、前記チャンバ側壁の内周面がチャンバの輪郭に沿って鉛直方向に切り立った面とされる。これにより、支持部の側周面と、チャンバ側壁の内周面とが、同心状に形成されるとともに、チャンバの径方向にギャップを有した状態で互いに離間する。
したがって、支持部のキャパシタ形成部と、チャンバ側壁のキャパシタ形成部とが、互いに平行な筒状に形成される。
これにより、支持部が昇降駆動された際に、ギャップの間隔を維持したままで上下方向に移動できる。また、支持部のキャパシタ形成部と、チャンバ側壁のキャパシタ形成部とのギャップを、高さ方向の全長で一定にすることができる。また、ギャップが一定の状態を、支持部が昇降駆動された際に維持することができる。

本発明のプラズマ処理装置は、
前記チャンバの前記側壁には、前記反応室に前記基板を搬出又は搬入するために用いられる搬出入部が設けられ、
前記キャパシタ形成部の下端が、前記搬出入部よりも前記電極フランジに近接する位置に設けられる。
これにより、リターン電流の経路に対して、搬出入部が影響を及ぼすことを防止できる。これにより、搬出入部によるインダクタンスの増加を防止することができ、高周波リターン電流のインダクタンスを低下させることができる。
従って、プラズマを発生させる際、搬出入部内における異常放電を防止でき、電極フランジに印加できる高周波電圧を大きくすることができる。
また、同時に、リターン電流の経路に対して、搬出入部が影響を及ぼさないことで、高周波リターン電流経路が、基板の周方向において、均等に形成されることになる。
さらに、キャパシタ形成部よりも底部に近接する位置となるチャンバの側壁に搬出入部が位置するため、搬出入部で発生したパーティクルが基板に到達することを抑制して、成膜特性が低下することを防止できる。

本発明のプラズマ処理装置は、
前記支持部の昇降方向において、前記支持部の前記上面における前記絶縁部材と前記絶縁フランジとの間となる前記チャンバの前記側壁の前記内周面には、絶縁部材が設けられる。
ここで、前記支持部の前記上面における前記絶縁部材と前記絶縁フランジとの間となる前記チャンバ側壁の内周面は、プラズマの形成される空間の径方向外側となる側壁部分となる。したがって、この部分に形成された絶縁部材によって、電極プレートやシャワープレートからチャンバ側壁の内周面への異常放電が発生することを防止できる。同時に、支持部上面あるいは基板の比処理面からチャンバ側壁の内周面への異常放電が発生することを防止できる。

本発明のプラズマ処理装置は、
前記支持部の前記キャパシタ形成部と、前記チャンバの前記側壁の前記キャパシタ形成部とが、容量結合により電気的に接続されている。
これにより、互いに対向するキャパシタ形成部によって、キャパシタを形成し、高周波リターン電流の経路におけるインダクタンスを低下させるとともに、基板の周方向において、略等しいインダクタンスを形成することが可能となる。

本発明のプラズマ処理装置は、
前記昇降駆動部は、前記支持部を昇降駆動する駆動支柱と、前記支持部の昇降姿勢を維持する姿勢規制支柱と、を有する。
これにより、支持部（サセプタ）の全周に形成されるキャパシタ形成部のギャップを維持したままで、支持部（サセプタ）の昇降を可能として、プラズマ形成条件による支持部（サセプタ）の高さ位置の変動にもキャパシタの値を適正な範囲に維持することが可能となる。したがって、支持部（サセプタ）の高さ位置によらずに、基板の周方向において、略等しいインダクタンスを維持することが可能となる。

本発明によれば、成膜空間において昇降駆動部以外の変形部、可動部、接触部を設けることなく、パーティクルの発生を防止し、搬出入部から基板へ到達するパーティクルを低減し、高周波リターン電流の経路を短縮する。
これらとともに、基板周方向における高周波リターン電流の分布均一性を向上し、高周波リターン電流の経路においてインダクタンスを低下させることを可能とするとともに、これらを同時に実現することができるという効果を奏することが可能となる。

本発明に係るプラズマ処理装置の第１実施形態を示す概略縦断面図である。 本発明に係るプラズマ処理装置の第１実施形態におけるキャパシタ形成部を示す拡大断面図である。 本発明に係るプラズマ処理装置の第１実施形態における平面視したキャパシタ形成部を示す説明図である。 本発明に係るプラズマ処理装置の第１実施形態における高周波リターン電流の経路を示す概略縦断面図である。 本発明に係るプラズマ処理装置の第２実施形態を示す概略縦断面図である。 本発明に係るプラズマ処理装置の第２実施形態における平面視したキャパシタ形成部を示す説明図である。 本発明に係るプラズマ処理装置の第３実施形態におけるキャパシタ形成部を示す拡大断面図である。 本発明に係るプラズマ処理装置の第４実施形態におけるキャパシタ形成部を示す拡大断面図である。

以下、本発明に係るプラズマ処理装置の第１実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態におけるプラズマ処理装置を示す概略断面図であり、図において、符号１は、プラズマ処理装置である。

本実施形態に係るプラズマ処理装置１は、プラズマＣＶＤ法を用いた成膜装置である。 プラズマ処理装置１は、図１に示すように、反応室である成膜空間２ａを有する処理室１０１を含む。
処理室１０１は、真空チャンバ（チャンバ）２と、電極フランジ４と、真空チャンバ２および電極フランジ４に挟持された絶縁フランジ８１とから構成されている。

真空チャンバ２は、底部（内底面）１１と、底部（内底面）１１の周縁から立設された側壁（壁部）２４と、を有する。
真空チャンバ２は、アルミニウム、アルミニウム合金等で形成される。

真空チャンバ２の底部（内底面）１１には、開口部が形成されている。この開口部には支柱１６が挿通され、支柱１６は真空チャンバ２の下部に配置されている。
支柱１６の先端は、真空チャンバ２内に位置する。支柱１６の先端には、板状のサセプタ（支持部）１５が接続されている。
底部（内底面）１１と側壁（壁部）２４とは、アルミニウム、アルミニウム合金等で形成される。

支柱１６は、真空チャンバ２の外部に設けられた昇降駆動部（昇降機構）１６Ａに接続されている。支柱１６は、昇降駆動部（昇降機構）１６Ａによって、上下方向に移動可能である。つまり、支柱１６の先端に接続されているサセプタ１５は、上下方向に昇降可能に構成されている。サセプタ１５は、真空チャンバ２の内部に収容されている。

真空チャンバ２の外部においては、支柱１６の外周を覆うようにベローズ（不図示）が設けられている。ベローズにより、支柱１６が上下動した際に、成膜空間２ａの密閉が維持される。

真空チャンバ２には、サセプタ１５の上下移動する範囲よりも底部１１に近接する高さ位置に、排気管２７が接続されている。排気管２７の先端には、真空ポンプ２８が設けられている。真空ポンプ２８は、真空チャンバ２内が真空状態となるように減圧する。

真空チャンバ２の上部には、絶縁フランジ８１を介して電極フランジ４が取り付けられている。
真空チャンバ２において、側壁２４の上端には、高周波電極支持部２３が設けられている。
高周波電極支持部２３は、それぞれ導電材で構成されている。高周波電極支持部２３は、アルミニウム、アルミニウム合金などで形成される。
高周波電極支持部２３の上端には、シールドカバー１３の下端が載置されている。

側壁２４は、略円筒状とされて、真空チャンバ２の高さ方向の全長においてほぼ等しい内径寸法を有する。側壁２４の内径寸法は、サセプタ１５の外径寸法よりもやや大きく設定される。
側壁２４の内径寸法は、高周波電極支持部２３の内径寸法とほぼ等しく設定される。
側壁２４の上端には、その内周面２４ａに沿って絶縁部材２５が設けられる。

絶縁部材２５は、側壁２４の内周面２４ａにおいて、プラズマＰの形成される成膜空間２ａに対応する位置に露出している。具体的には、側壁２４の内周面２４ａにおいて、後述する絶縁フランジ８１の下端から、プラズマ処理時における基板絶縁カバー８２の上面までに対応する高さを有する。

絶縁部材２５の厚さ寸法、つまり、真空チャンバ２の径方向における寸法は、プラズマ形成時に、側壁２４を絶縁可能であれば、特に限定されない。
なお、絶縁部材２５の上端は、側壁２４の上端と同じ高さ位置とされる。また、絶縁部材２５の下端は、後述するキャパシタ形成部３０の導電帯部３５まで到達しなければ特に限定されない。絶縁部材２５の内周面は、絶縁部材２５のない側壁２４内周面２４ａと面一となるように設定される。

側壁２４上端、絶縁部材２５、高周波電極支持部２３の径方向内側には、絶縁フランジ８１が接している。
絶縁フランジ８１は側壁２４よりも小さい径方向寸法を有する。絶縁フランジ８１の径方向断面は、略Ｚ字状に形成される。すなわち、絶縁フランジ８１は、側壁２４上端、絶縁部材２５、高周波電極支持部２３の径方向内側に接するとともに、側壁２４に平行に延在する枠部８１ｂを有する。

絶縁フランジ８１における枠部８１ｂの上端には、径方向外側に向けて突出する上絶縁フランジ部８１ｃが設けられる。絶縁フランジ８１における枠部８１ｂの下端には、径方向内側に向けて突出する下絶縁フランジ部８１ａが設けられる。
上絶縁フランジ部８１ｃは、高周波電極支持部２３の上端に接して、絶縁フランジ８１を支持可能とする。

下絶縁フランジ部８１ａおよび枠部８１ｂの径方向内側には、電極フランジ４の下端およびシャワープレート５が接している。
なお、下絶縁フランジ部８１ａの径方向内側輪郭は、電極フランジ４およびシャワープレート５が成膜空間２ａに露出する範囲を制限している。下絶縁フランジ部８１ａは、電極絶縁カバーとして機能する。

電極フランジ４は、上板４１と周壁４３とを有する。
電極フランジ４は、周壁４３の開口部が基板１０の鉛直方向において下方に位置するように配置されている。

周壁４３の下端によって形成される開口部には、シャワープレート５が取り付けられている。上板４１とシャワープレート５とは上下方向に離間して、互いに略平行に配置される。これにより、電極フランジ４とシャワープレート５との間に空間１４が形成される。

電極フランジ４の上板４１は、シャワープレート５に対向している。上板４１には、ガス導入口４２が設けられている。
また、処理室１０１の外部に設けられたプロセスガス供給部２１とガス導入口４２との間には、ガス導入管７が設けられている。

ガス導入管７の一端は、ガス導入口４２に接続される。ガス導入管７の他端は、プロセスガス供給部２１に接続されている。
ガス導入管７は、後述するシールドカバー１３を貫通している。ガス導入管７を通じて、プロセスガス供給部２１から空間１４にプロセスガスが供給される。

空間１４は、プロセスガスが導入されるガス導入空間として機能する。
シャワープレート５には、複数のガス噴出口６が形成されている。
空間１４内に導入されたプロセスガスは、ガス噴出口６から真空チャンバ２内の成膜空間２ａに噴出される。

電極フランジ４とシャワープレート５は、それぞれ導電材で構成されている。
電極フランジ４の周囲には、電極フランジ４を覆うようにシールドカバー１３が設けられている。
シールドカバー１３は、電極フランジ４と非接触である。シールドカバー１３は、真空チャンバ２に電気的に接続するように配置されている。

電極フランジ４には、真空チャンバ２の外部に設けられた高周波電源（ＲＦ電源）９がマッチングボックス１２を介して接続されている。
マッチングボックス１２は、シールドカバー１３に取り付けられている。
電極フランジ４およびシャワープレート５は、カソード電極として構成されている。 真空チャンバ２は、シールドカバー１３を介して接地されている。

サセプタ（支持部）１５は、表面が平坦に形成された板状の部材である。サセプタ１５の上面には、基板１０が載置される。サセプタ１５は、載置された基板１０の法線方向が、支柱１６の軸線と平行となるように形成される。
サセプタ１５は、ヒータを内蔵してもよい。サセプタ１５は、載置した基板１０をヒータによって加熱制御可能および温度調節可能としてもよい。

サセプタ１５は、接地電極、つまりアノード電極として機能する。このため、サセプタ１５は、導電性を有する金属等で形成されている。例えば、サセプタ１５は、アルミニウム、アルミニウム合金などで形成されている。

サセプタ１５は、アルミニウム、アルミニウム合金の表面にアルマイト処理したものとされる。
基板１０がサセプタ１５上に配置されると、基板１０とシャワープレート５とは互いに近接して平行に位置される。

サセプタ１５に基板１０が配置された状態で、ガス噴出口６からプロセスガスを噴出させると、プロセスガスは基板１０の処理面１０ａ上の空間に供給される。
サセプタ１５の内部には図示しないヒータ線が設けられている。ヒータ線によってサセプタ１５の温度が所定の温度に調整される。

ヒータ線は、サセプタ１５の鉛直方向から見たサセプタ１５の略中央部の裏面から下方に向けて突出されている。
ヒータ線は、サセプタ１５の略中央部および支柱１６に形成された貫通孔の内部に挿通されて、真空チャンバ２の外部へと導かれている。

ヒータ線は、真空チャンバ２の外部において、電源（不図示）に接続される。
ヒータ線は、電源から供給される電力に応じて、サセプタ１５および基板１０の温度を調節する。

サセプタ１５の上面には、基板１０の径方向外側に隣接する位置に、基板絶縁カバー（絶縁部材）８２が周設される。
基板絶縁カバー８２は、基板１０の全周に配置される。基板絶縁カバー８２の厚さ寸法は、基板１０の厚さ寸法よりも大きくされる。つまり、基板絶縁カバー８２の高さは、基板１０の処理面１０ａよりも上向きに突出することができる。

または、基板絶縁カバー８２の高さは、基板１０の処理面１０ａと同じとすることができる。あるいは、基板絶縁カバー８２の高さは、基板１０の処理面１０ａよりも低くすることができる。
基板絶縁カバー８２の内周輪郭と、シャワープレート６における反応室２ａに露出する外周輪郭とが対応する形状を有する。つまり、基板絶縁カバー８２の内周輪郭と、シャワープレート６における反応室２ａに露出する外周輪郭とが平面視して一致するかその近傍に配置される。

真空チャンバ２の側壁２４には、基板１０を搬出又は搬入するために用いられる搬出入部２６（搬出入口）が形成されている。
真空チャンバ２の側壁２４における外側面には、搬出入部２６を開閉するドアバルブ２６ａが設けられている。ドアバルブ２６ａは、上下方向にスライド可能である。

ドアバルブ２６ａが下方（真空チャンバ２の底部１１に向けた方向）にスライド移動したときは、搬出入部２６が開口され、搬出入部２６からロボットハンド等の基板搬送部が挿入されて、基板１０を搬出又は搬入することができる。
一方、ドアバルブ２６ａが上方（電極フランジ４に向けた方向）にスライド移動したときは、搬出入部２６が閉口され、基板１０の処理（プラズマ処理）をおこなうことができる。

図２は、本実施形態におけるプラズマ処理装置のキャパシタ形成部を説明するための拡大断面図である。図３は、本実施形態におけるプラズマ処理装置のキャパシタ形成部を説明するためのサセプタを平面視した図である。
サセプタ１５の側周面１５ａには、図１～図３に示すように、キャパシタ形成部３０が形成されている。
真空チャンバ２の側壁２４の内周面２４ａには、図１～図３に示すように、キャパシタ形成部３０が形成されている。

キャパシタ形成部３０としては、サセプタ１５の側周面１５ａにおいて、基板絶縁カバー８２の径方向外側に近接する位置に、導電帯部３１が周設される。
導電帯部３１は、サセプタ１５の全周に亘って連続的または断続的に設けられる。
導電帯部３１は、サセプタ１５の全周に亘って略均一の幅寸法、つまり等幅に設けられる。つまり、導電帯部３１は、サセプタ１５の全周に亘って等しい上下方向の寸法（幅寸法）を有する。
導電帯部３１の幅寸法は、サセプタ１５の厚さ寸法とほぼ同じ幅寸法とされるか、サセプタ１５の厚さ寸法よりも小さい幅寸法を有する。

導電帯部３１は、サセプタ１５の全周に亘って連続して設けられる。導電帯部３１は、鉛直面である側周面１５ａに配置される。
導電帯部３１は、平面視して円形輪郭とされるサセプタ１５の側周面１５ａにおいて、サセプタ１５の上面と下面とに平行に周設される。
導電帯部３１は、略円筒面である側周面１５ａの全周に亘って、同一高さに設けられる。
導電帯部３１は、サセプタ１５の全周に亘って基板絶縁カバー８２の外縁の下側位置に接触して設けられる。

導電帯部３１は、サセプタ１５の全周に亘って、サセプタ１５の側周面１５ａと平行に設けられる。導電帯部３１は、サセプタ１５の全周に亘って、鉛直方向に延在するサセプタ１５の外形輪郭となる側周面１５ａと同様に、鉛直方向に延在する。
平面視して、導電帯部３１とサセプタ１５の外形輪郭とは、サセプタ１５の全周に亘って一致する。

サセプタ１５の側周面１５ａにおいて、導電帯部３１と基板絶縁カバー８２の外縁との離間距離は、サセプタ１５の全周に亘って等しく設けられる。
サセプタ１５の側周面１５ａにおいて、導電帯部３１と基板絶縁カバー８２との間には、絶縁部材３３が形成された領域が存在する。

絶縁部材３３は、サセプタ１５の側周面１５ａにおいて、基板絶縁カバー８２の下側となる領域まで連続して設けられる。
絶縁部材３３は、サセプタ１５の上面縁部に周設される。絶縁部材３３は、サセプタ１５の全周に亘ってサセプタ１５の外形輪郭に沿って形成される。絶縁部材３３は、サセプタ１５の径方向において、基板絶縁カバー８２の内周輪郭よりも外側に位置する。
サセプタ１５の側周面１５ａにおいて、絶縁部材３３の形成されていない導体材料の露出した部分が、導電帯部３１とされている。

絶縁部材３３より径方向内側となるサセプタ１５の上面には、絶縁膜３２が形成されていてもよい。
導電帯部３１と基板絶縁カバー８２との間には、絶縁膜３２で覆われた領域が存在してもよい。
絶縁膜３２は、基板絶縁カバー８２の下側となる領域まで連続して設けられてもよい。

導電帯部３１よりも、底部１１に近接するサセプタ１５の裏面は、絶縁膜で覆われていてもよい。
絶縁部材３３は、サセプタ１５の側周面１５ａの上側を覆っていれば基板絶縁カバー８２と連続して形成されていてもよい。
絶縁膜３２および絶縁部材３３は、いずれも、セラミック等の絶縁体からなることができる。

さらに、導電帯部３１よりも、底部１１に近接するサセプタ１５の側周面１５ａの下側が、絶縁膜で覆われていてもよい。この場合、導電帯部３１の幅寸法を小さくすることができる。

絶縁膜３２および絶縁部材３３は、アルマイト合金等とすることができる。
なお、図において、絶縁部材３３の厚さ寸法が、絶縁膜３２の厚さ寸法よりも大きく図示しているが、この構成に限定されない。
絶縁膜３２の厚さ寸法と、絶縁部材３３の厚さ寸法とは、同じ値とすることもできる。ここで、絶縁部材３３の厚さ寸法とは、サセプタ１５の側周面１５ａの法線方向を意味する。
基板絶縁カバー８２、絶縁膜３２および絶縁部材３３は、絶縁部材を構成する。

導電帯部３１は、サセプタ１５の側周面１５ａにおいて、上方位置形成された絶縁部材３３がなく、導体材料が露出することで形成される。
導電帯部３１は、サセプタ１５の側周面１５ａにおいて、絶縁部材３３の側周面と面一に形成される。
導電帯部３１は、サセプタ１５の側周面１５ａにおいて、基板絶縁カバー８２の側周面と面一に形成される。あるいは、導電帯部３１は、サセプタ１５の側周面１５ａにおいて、基板絶縁カバー８２の側周面よりも凹んだ状態とされてもよい。

キャパシタ形成部３０としては、真空チャンバ２の側壁（壁部）２４の内周面２４ａにおいて、サセプタ１５の導電帯部３１に対向する位置に、導電帯部３５が周設される。
導電帯部３５は、導電帯部３１に対応して、内周面２４ａの全周に亘って設けられる。
導電帯部３５は、内周面２４ａの全周に亘って等幅に設けられる。

導電帯部３５は、導電帯部３１と同様に、内周面２４ａの全周に亘って連続して設けられる。
導電帯部３５は、導電帯部３１と同様に、平面視して円形とされるサセプタ１５の輪郭に対して、同心状となる内周面２４ａの輪郭と一致または同心状の円形に形成される。
導電帯部３５は、略円筒面である側周面１５ａに形成された導電帯部３１よりも拡径された略円筒面である内周面２４ａに設けられる。
導電帯部３５は、略円筒面である内周面２４ａの全周に亘って、同一高さに設けられる。
導電帯部３５は、サセプタ１５の上面および下面に平行に配置される。
導電帯部３５は、内周面２４ａの全周に亘ってサセプタ１５の輪郭である側周面１５ａと離間して設けられる。

導電帯部３５は、内周面２４ａの全周に亘って等幅に設けられる。つまり、導電帯部３５は、内周面２４ａの全周に亘って等しい上下方向の寸法（幅寸法）を有する。
導電帯部３５の幅寸法は、導電帯部３１の幅寸法よりも大きく設定される。これは、プラズマ形成状態においてサセプタ１５が上下動した場合でも、導電帯部３１に対して、導電帯部３５が対向する位置を維持することが可能な幅寸法を確保するためである。
導電帯部３５は、プラズマ形成状態においてサセプタ１５が上下動した場合に、上限位置における導電帯部３１の上端位置よりも導電帯部３５の上端が上方に位置し、下限位置における導電帯部３１の下端位置よりも導電帯部３５の下端が下方に位置する。

導電帯部３５の上端よりも上方に位置する側壁２４の内周面２４ａには、領域３６が存在する。
導電帯部３５の下端よりも下方に位置する側壁２４の内周面２４ａには、領域３７が存在する。

領域３６は、側壁（壁部）２４の内周面２４ａにおける絶縁部材２５の下端に接する位置まで連続している。
領域３６は、たとえば、内周面２４ａのうち、絶縁部材３３の側周面、および、基板絶縁カバー８２の側周面の一部に対向する位置とされる。

領域３７は、側壁（壁部）２４の内周面２４ａにおけるサセプタ１５の裏面、あるいは、プラズマ形成状態においてサセプタ１５が上下動した場合に、サセプタ１５の下限位置における側周面１５ａの下端より下方となる位置まで連続している。
領域３７は、例えば、側周面１５ａにおいて、プラズマ形成状態における導電帯部３１の下端に対向する位置より下方の領域とされる。

領域３７は、側壁（壁部）２４における内周面２４ａの下端に接する位置まで連続している。
領域３６および領域３７は、いずれも、導電帯部３５と面一で連続している。導電帯部３５、領域３６および領域３７は、絶縁部材２５の下側となる内周面２４ａに位置している。

つまり、側壁（壁部）２４における絶縁部材２５の下側となる内周面２４ａは、たとえば、アルミニウムとされる導電体が全面で露出している。
導電帯部３５は、導電帯部３１に対向するキャパシタ形成部３０対向面として、その範囲が規定される。
つまり、導電帯部３５は、導電帯部３１と対向することで、内周面２４ａにおいて形成される。

導電帯部３１と導電帯部３５との離間距離（ギャップ）Ｇは、側周面１５ａおよび内周面２４ａの全周に亘って等しく設定される。
導電帯部３１と導電帯部３５との離間距離（ギャップ）Ｇは、側周面１５ａおよび内周面２４ａの全周に亘って、導電帯部３１と導電帯部３５との周方向の全長で略均一に設定される。
なお、導電帯部３１と導電帯部３５との離間距離（ギャップ）Ｇとは、真空チャンバ２の径方向における 導電帯部３１と導電帯部３５との離間距離を意味する。

次に、プラズマ処理装置１を用いて基板１０の処理面１０ａに膜を形成する場合の作用について説明する。
図４は、本実施形態におけるプラズマ処理装置の高周波リターン電流を説明するための断面図である。

まず、真空ポンプ２８を用いて真空チャンバ２内を減圧する。真空チャンバ２内が真空に維持された状態で、ドアバルブ２６ａが開き、真空チャンバ２の搬出入部２６を介して、真空チャンバ２の外部から成膜空間２ａに向けて基板１０が搬入される。基板１０は、サセプタ１５上に載置される。基板１０は、基板絶縁カバー８２によって、サセプタ１５上における載置位置を規定される。

基板１０を搬入した後、ドアバルブ２６ａが閉じる（閉動作）。
基板１０を載置する前には、サセプタ１５が真空チャンバ２内の下方に位置している。
基板１０を載置する前には、サセプタ１５が搬出入部２６よりも下方に位置している。 つまり、サセプタ１５とシャワープレート５との間隔が広くなっているので、ロボットアーム（不図示）を用いて基板１０をサセプタ１５上に容易に載置することができる。

基板１０がサセプタ１５上に載置された後には、昇降駆動部１６Ａを駆動し、支柱１６を上昇させる。支柱１６上端のサセプタ１５も上方へ移動する。上方へ押し上げられたサセプタ１５上に載置された基板１０も上方へ移動する。これによって、適切に成膜を行うために必要な間隔になるようにシャワープレート５と基板１０との間隔が所望の値に設定され、この間隔が維持される。
このとき、真空チャンバ２の径方向において、絶縁フランジ８１と基板絶縁カバー８２との外側位置には絶縁部材２５が位置する。

サセプタ１５の上昇時には、サセプタ１５の側周面１５ａと側壁（壁部）２４の内周面２４ａとが離間した状態を維持する。
さらに、サセプタ１５の上昇を終了して停止した状態で、サセプタ１５の側周面１５ａにおいて、導電帯部３１が側壁（壁部）２４の内周面２４ａとの導電帯部３５に対向する位置となる。

このとき、少なくとも導電帯部３１の上端は導電帯部３５の上端よりも下側位置にあり、かつ、導電帯部３１の下端は導電帯部３５の下端よりも上側位置にある。つまり、導電帯部３１の全領域が導電帯部３５と対向した状態となっている。

さらに、サセプタ１５の側周面１５ａの導電帯部３１と、側壁（壁部）２４の内周面２４ａの導電帯部３５とのギャップＧは、後述する高周波リターン電流の経路におけるキャパシタを形成するために、必要な間隔になるように所望の値に決定され、この間隔が維持される。

具体的には、サセプタ１５の導電帯部３１と側壁２４の導電帯部３５とのギャップＧは、０．１ｍｍ～１０ｍｍ程度の範囲、より好ましくは、１ｍｍ～８ｍｍ程度の範囲、２ｍｍ～５ｍｍ程度の範囲、即ち、ナローギャップに設定される。

サセプタ１５の側周面１５ａと側壁（壁部）２４の内周面２４ａとにおいて、導電帯部３１と導電帯部３５とは、平面視して互いに同心状となる位置に形成されている。したがって、サセプタ１５の外周に沿って、高周波リターン電流の経路におけるキャパシタが形成される。

ここで、キャパシタ形成部３０としてのキャパシタの値は、対向電極となる導電帯部３１と導電帯部３５との面積、および、導電帯部３１と導電帯部３５とのギャップＧの値によって設定される。
対向電極となる導電帯部３１と導電帯部３５との面積は、露出している導体材料である導電帯部３１の面積によって規定される。導電帯部３５の面積は、導電帯部３１の面積よりも広いため、導電帯部３５の面積によってはキャパシタの値は設定されない。
つまり、導電帯部３１の面積によってキャパシタの値が設定される。

ここで、導電帯部３１と導電帯部３５とは、サセプタ１５の全周に亘って形成されているため、対向電極としての導電帯部３１の面積は、導電帯部３１における上下方向（昇降方向）の幅寸法Ｗによって規定される。
具体的には、導電帯部３１における上下方向の幅寸法Ｗは、２０ｍｍ～１２０ｍｍ程度の範囲、より好ましくは、６０ｍｍ～８０ｍｍ程度の範囲に設定される。
なお、上記のギャップＧおよび幅寸法Ｗの範囲は、シリコンウェーハ等の処理、すなわち、Φ２００ｍｍ～Φ３００ｍｍ～Φ４５０ｍｍ程度の基板１０のプラズマ処理をおこなう場合の値である。

これによって、適切に成膜を行うために必要なキャパシタが、サセプタ１５の外周に沿って全周に形成される。

導電帯部３１と導電帯部３５との間で形成されるキャパシタは、サセプタ１５の外周に沿って全周で均一な値を有する。
したがって、サセプタ１５の外周に沿って全周に均一な高周波リターン電流が形成可能となる。

しかも、この、サセプタ１５の全周におけるキャパシタ形成は、昇降駆動部１６Ａによるサセプタ１５の昇降位置を設定するだけで、容易におこなうことができる。
ここで、導電帯部３１の上側となる側周面１５ａは、導電帯部３５に対向する部分が絶縁部材３３で覆われている。

このため、サセプタ１５の全周におけるキャパシタを確実に形成することができる。
同時に、サセプタ１５の全周において均一な値のキャパシタを確実に形成することができる。

その後、プロセスガス供給部２１からガス導入管７およびガス導入口４２を介して空間１４にプロセスガスが導入される。そして、シャワープレート５のガス噴出口６から成膜空間２ａ内にプロセスガスが噴出される。

次に、高周波電源９を起動して電極フランジ４に高周波電力を印加する。
すると、電極フランジ４の表面からシャワープレート５の表面を伝って高周波電流が流れ、シャワープレート５とサセプタ１５との間に放電が生じる。そして、シャワープレート５と基板１０の処理面１０ａとの間にプラズマＰが発生する。

こうして発生したプラズマＰ内でプロセスガスが分解され、プラズマ状態のプロセスガスが得られ、基板１０の処理面１０ａで気相成長反応が生じ、薄膜が処理面１０ａ上に成膜される。
サセプタ１５に伝達された高周波電流は、キャパシタ形成部３０を介して側壁（壁部）２４および高周波電極支持部２３の内周面に流れる（図４）。
そして、高周波電流は、シールドカバー１３を伝ってリターンされる（リターン電流）。

このとき、キャパシタ形成部３０から、導電帯部３５より下側の真空チャンバ２の側壁（壁部）２４に、高周波リターン電流はリターンされない。
つまり、真空チャンバ２における搬出入部２６の有無に関係なく、高周波リターン電流は、真空チャンバ２の底部１１および側壁２４を伝ってリターンされない。

したがって、高周波リターン電流の経路を削減して、サセプタ１５の全周に亘って、インダクタンスを小さくすることができる。
また、高周波リターン電流の経路の距離を、サセプタ１５の全周に亘って等しくすることができる。つまり、サセプタ１５の全周に亘って、高周波リターン電流の経路におけるインダクタンスを同一にすることができる。

しかも、キャパシタ形成部３０は、高周波リターン電流の経路において、特許文献１，２のアースプレートのように、導体を介したリアクタンスではないため、インダクタンスを小さくすることが可能である。

本実施形態におけるプラズマ処理装置１においては、サセプタ（支持部）１５の側周面１５ａと側壁（壁部）２４の内周面２４ａとの間に、数ミリ程度の極小の離間距離である間隙（ギャップ）Ｇを形成することで、対向する導電帯部３１と導電帯部３５により、高周波リターン電流の経路としてキャパシタを形成することができる。

このとき、プラズマ形成時に、マッチングボックス１２にリターンする高周波リターン電流の経路を、サセプタ１５、キャパシタ形成部３０として、サセプタ１５の側周面１５ａの導電帯部３１、側壁（壁部）２４の内周面２４ａの導電帯部３５、側壁（壁部）２４、高周波電極支持部２３、シールドカバー１３とすることができる。

これにより、高周波リターン電流の経路を、真空チャンバ２の底部１１を経由する場合よりも短い距離にすることができる。したがって、高周波リターン電流の経路におけるインダクタンスを減少することができる。

同時に、サセプタ１５の高さを昇降駆動部１６Ａによって設定するだけで、キャパシタ形成部３０として、サセプタ１５の側周面１５ａの導電帯部３１と、側壁（壁部）２４の内周面２４ａの導電帯部３５との間のギャップＧおよび幅寸法Ｗをサセプタ１５の全周に亘って均一幅寸法に形成することが可能となる。このため、高周波リターン電流経路が、サセプタ１５の周方向において、均等に形成されることになる。

これにより、サセプタ１５の周方向において、電場勾配の不均一を抑制でき、プラズマ処理特性、つまり、成膜特性の分布を均等に維持することができる。
したがって、プラズマを発生させる際、搬出入部２６等における異常放電を防止でき、電極フランジ４に印加できる高周波電圧を大きくすることができる。

また、同時に、高周波リターン電流の経路に対して、搬出入部２６が影響を及ぼさないことで、高周波リターン電流の経路が、サセプタ１５の周方向において、均等に形成されることになる。

また、側壁２４の内周面２４ａの上端における絶縁部材２５と、絶縁フランジ８１の下端と、シャワープレート５の下面と、基板絶縁カバー８２の上面と、基板１０の処理面１０ａと、によって、プラズマ処理時におけるプラズマＰの形成される成膜空間２ａが囲まれている。

このように、成膜空間２ａの周囲には、絶縁部材２５と高周波電極支持部２３とが配置されており、さらに、サセプタ１５には絶縁部材３３が配置されているため、プラズマＰがキャパシタ形成部３０に近接するように回り込むことを防止することができる。したがって、発生させたプラズマＰが、導体の露出しているキャパシタ形成部３０付近に到達してしまうことを防止できる。

これにより、異常放電の発生を防止して、安定した高周波リターンを実現し、発生するプラズマＰの安定性を確保することができる。これにより、成膜特性の均一性を向上することができる。

このような構成においては、サセプタ１５の側周面１５ａと側壁（壁部）２４の内周面２４ａとが接触しないとともに、昇降駆動部１６Ａによる支柱１６以外の可動部分が処理室１０１内に存在しないため、パーティクル（塵埃）などが発生することを防止できる。これにより、成膜特性が低下することを防止できる。

サセプタ１５の側周面１５ａと側壁（壁部）２４の内周面２４ａとの間がギャップＧとされており、この「ギャップはサセプタ１５の上下移動によって変化しないので、このギャップＧの制御を正確におこなうことが可能となる。

さらに、昇降駆動部１６Ａによってサセプタ１５を昇降させている際に、導電帯部３１および導電帯部３５は当接しないため、導電帯部３１および導電帯部３５における表面状態の変化によってキャパシタの変動が発生することを防止できる。

さらに、サセプタ１５の側周面１５ａにキャパシタ形成部３０としての導電帯部３１を形成したことにより、サセプタ１５の上面には、基板１０および基板絶縁カバー８２のみがあるため、基板１０のサイズを縮小することなく、高周波リターン電流の経路となるキャパシタを容易に形成することが可能となる。

以下、本発明に係るプラズマ処理装置の第２実施形態を、図面に基づいて説明する。
図５は、本実施形態におけるプラズマ処理装置を示す断面図であり、図６は、本実施形態におけるプラズマ処理装置を示す平面図である。本実施形態において、上述した第１実施形態と異なるのは、昇降駆動部に関する点であり、これ以外の上述した第１実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施形態におけるプラズマ処理装置１は、図５，図６に示すように、サセプタ１５を昇降駆動する構成として、１６が支柱１６ａ，１６ｂ，１６ｃを有する。
支柱１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、互いに平行に立設される。支柱１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、互いに離間して立設される。

支柱１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、いずれも、上方の先端にサセプタ（支持部）１５が接続されている。支柱１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、いずれも、サセプタ１５の中心から等距離となるように配置される。具体的には、平面視して、サセプタ１５と同心の円上に 支柱１６ａ，１６ｂ，１６ｃの中心が位置している。支柱１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、互いに等距離離間して配置される。

支柱１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、互いに一体として上下動する。支柱１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、昇降駆動部１６Ａによって、一体として駆動される。なお、図において、支柱１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、いずれも昇降駆動部１６Ａによって駆動されるように示しているが、１本だけが昇降駆動部１５Ａによって駆動されるとともに、他の２本がサセプタ１５の姿勢維持用のガイドとして機能する構成とすることもできる。

支柱１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、なるべくサセプタ１５の縁部に近接する位置に配置される。これにより、支柱１６ａ，１６ｂ，１６ｃによるサセプタ１５の姿勢制御が容易になる。

ここで、支柱１６ａ，１６ｂ，１６ｃによるサセプタ１５の姿勢制御とは、昇降駆動部１６Ａによって、サセプタ１５が上下動された際に、基板１０の載置されるサセプタ１５の上面が水平状態を維持することを意味する。同時に、昇降駆動部１６Ａによって、サセプタ１５が上下動された際に、サセプタ１５の側周面１５ａと真空チャンバ２の側壁２４の内周面２４ａとの離間距離が一定に維持されることを意味すする。あるいは、昇降駆動部１６Ａによって、サセプタ１５が上下動された際に、平面視したサセプタ１５の中心位置が移動しないことを意味する。

支柱１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、いずれも、真空チャンバ２の底部（内底面）１１に形成された開口部に挿通されている。
支柱１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、真空チャンバ２の外部において、下端側の外周を覆うようにベローズ（不図示）が設けられている。ベローズにより、支柱１６ａ，１６ｂ，１６ｃが上下動した際に、成膜空間２ａの密閉が維持される。

本実施形態においては、支柱１６ａ，１６ｂ，１６ｃのうち、昇降駆動部１６Ａによって駆動される駆動支柱と、サセプタ（支持部）１５の昇降姿勢を維持する姿勢規制支柱との機能を有する。
昇降駆動部１６Ａは、駆動支柱と、姿勢規制支柱とを有すると称することができる。ここで、支柱１６ａ，１６ｂ，１６ｃのうち、どれが駆動支柱であり、また、どれが姿勢規制支柱であるという区別は意味がないことになる。

本実施形態においては、３本の支柱１６ａ，１６ｂ，１６ｃによって、昇降駆動部１６Ａによりサセプタ１５が上下動された際に、サセプタ１５の姿勢制御をおこなうことが可能となる。したがって、サセプタ１５が上下動された際に、サセプタ（支持部）１５の側周面１５ａと真空チャンバ２の側壁２４の内周面２４ａとの離間距離Ｇを、一定に維持することができる。

このため、サセプタ（支持部）１５の側周面１５ａの全周に形成される導電帯部３１と、真空チャンバ２の側壁２４の内周面２４ａに形成される導電帯部３５と、の離間距離Ｇを、一定に維持することができる。
これにより、キャパシタを形成するキャパシタ形成部３０において、キャパシタ値を設定するファクターであるギャップＧを維持したままで、支持部（サセプタ）の昇降を可能とすることができる。

そして、プラズマ形成条件によって、サセプタ（支持部）１５の高さ位置の変動が必要になった場合でも、キャパシタの値を適正な範囲に維持することが可能となる。したがって、サセプタ（支持部）１５の高さ位置に依存することなく、基板１０の周方向において、略等しいインダクタンスを維持することが可能となる。

本実施形態においては、上述した実施形態と同等の効果を奏することができる。

以下、本発明に係るプラズマ処理装置の第３実施形態を、図面に基づいて説明する。

図７は、本実施形態のプラズマ処理装置におけるキャパシタ形成部を示す拡大断面図である。
本実施形態において上述した第１および第２実施形態と異なるのはキャパシタ形成部３０に関する点であり、これ以外の対応する構成要素に関しては、同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施形態におけるキャパシタ形成部３０は、図７に示すように、真空チャンバ２の側壁（壁部）２４の内周面２４ａにおいて、導電帯部３５と近接する位置に、絶縁膜３６ａおよび絶縁膜３７ａが形成されている。
絶縁膜３６ａは、内周面２４ａにおいて、導電帯部３５と絶縁部材２５の下端との間に設けられる。
絶縁膜３６ａは、内周面２４ａにおいて、第１実施形態における領域３６を覆うように形成される。
なお、絶縁膜３６ａは、絶縁部材２５と一体に形成されていることもできる。

絶縁膜３７ａは、導電帯部３５よりも、真空チャンバ２の底部（内底面）１１に近接する内周面２４ａに設けられる。
絶縁膜３７ａは、内周面２４ａにおいて、第１実施形態における領域３７を覆うように形成される。

絶縁膜３７ａの上端は、導電帯部３５との境界まで連続して内周面２４ａを覆っている。
絶縁膜３７ａの下端は、内周面２４ａにおいて、真空チャンバ２における底部（内底面）１１に接する位置まで連続して設けられてもよい。

また、絶縁膜３７ａは、真空チャンバ２における底部（内底面）１１に接する位置よりも上側まで連続して設けられてもよい。この場合、絶縁膜３７ａは、基板１０の搬送のために搬出入部２６（搬出入口）に近接する下方の高さ位置とされたサセプタ１５において、側周面１５ａの下端よりも下側まで連続していればよい。

絶縁膜３６ａおよび絶縁膜３７ａは、いずれも、絶縁体からなる。
絶縁膜３６ａおよび絶縁膜３７ａは、アルマイト合金等とすることができる。
絶縁膜３６ａおよび絶縁膜３７ａは、同じ厚さ寸法を有する。
絶縁膜３６ａおよび絶縁膜３７ａは、絶縁部材を構成する。

導電帯部３５の上下方向に隣接する内周面２４ａは、絶縁膜３６ａおよび絶縁膜３７ａで覆われている。
導電帯部３５は、真空チャンバ２の壁部（側壁）２４において、内周面２４ａの全領域に形成された絶縁膜３６ａおよび絶縁膜３７ａを剥離することで形成される。

なお、プラズマ処理をおこなって、導電帯部３５として露出していた導電材料に成膜材料が付着する、あるいは、絶縁膜、酸化膜等が形成されてしまった場合には、内周面２４ａにおける所定の領域において、付着物あるいは絶縁膜、酸化膜等の付着膜を除去することで、所望のキャパシタ形成部３０としての導電帯部３５を再形成することが可能となる。
特に、メンテナンス工程等において、このように内周面２４ａの膜を除去して導電帯部３５を再形成する再形成工程を有することができる。

導電帯部３５は、壁部（側壁）２４の内周面２４ａにおいて、絶縁膜ａ３６および絶縁膜３７ａよりも凹んだ状態とされる。つまり、導電帯部３５は、壁部（側壁）２４の内周面２４ａにおいて、絶縁膜３６ａおよび絶縁膜３７ａよりも、サセプタ１５の側周面１５ａから大きく離間した状態とされる。
なお、絶縁膜３６ａおよび絶縁膜３７ａの膜厚、つまり、導電帯部３５の凹んだ寸法は、０．１ｍｍ～１ｍｍとすることができる。

本実施形態におけるキャパシタ形成部３０は、第１実施形態と同様に、導電帯部３１と、導電帯部３１に対向する導電帯部３５とで高周波リターン電流の経路におけるキャパシタを形成することができる。

本実施形態においては、上述した実施形態と同等の効果を奏することができる。

以下、本発明に係るプラズマ処理装置の第４実施形態を、図面に基づいて説明する。

図８は、本実施形態のプラズマ処理装置におけるキャパシタ形成部を示す拡大断面図である。
本実施形態において上述した第１～第３実施形態と異なるのはキャパシタ形成部３０に関する点であり、これ以外の対応する構成要素に関しては、同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施形態におけるキャパシタ形成部３０は、図７に示すように、サセプタ１５の側周面１５ａにおいて、導電帯部３１と近接する位置に、絶縁膜３３ａおよび絶縁膜３３ｂが形成されている。
絶縁膜３３ａは、側周面１５ａにおいて、導電帯部３１と基板絶縁カバー８２の下端との間に設けられる。
絶縁膜３３ａは、サセプタ１５において、上面に形成された絶縁膜３２と連続していてもよい。この場合、絶縁部材３３を設けないこともできる。または、絶縁膜３３ａは、絶縁部材３３と一体に形成されていることもできる。

絶縁膜３３ｂは、導電帯部３１よりも、サセプタ１５の下面に近接する側周面１５ａに設けられる。
絶縁膜３３ｂの上端は、導電帯部３１との境界まで連続して側周面１５ａを覆っている。
絶縁膜３３ｂの下端は、側周面１５ａにおいて、サセプタ１５の下面に接する位置まで連続して設けられる。
なお図示していないが、サセプタ１５の下面に絶縁膜を設けることもできる。この場合、側周面１５ａに近接する領域のみ絶縁膜をサセプタ１５の下面に設けることもできる。

絶縁膜３３ａおよび絶縁膜３３ｂは、いずれも、絶縁体からなる。
絶縁膜３３ａおよび絶縁膜３３ｂは、アルマイト合金等とすることができる。
絶縁膜３３ａおよび絶縁膜３３ｂは、同じ厚さ寸法を有する。
絶縁膜３３ａおよび絶縁膜３３ｂは、絶縁部材を構成する。

導電帯部３１の上下方向に隣接する側周面１５ａは、絶縁膜３３ａおよび絶縁膜３３ｂで覆われている。
導電帯部３１は、サセプタ１５において、側周面１５ａの全領域に形成された絶縁膜３３ａおよび絶縁膜３３ｂを剥離することで形成される。

なお、プラズマ処理をおこなって、導電帯部３１として露出していた導電材料に成膜材料が付着する、あるいは、絶縁膜、酸化膜等が形成されてしまった場合には、側周面１５ａにおける所定の領域において、付着物あるいは絶縁膜、酸化膜等の付着膜を除去することで、所望のキャパシタ形成部３０としての導電帯部３１を再形成することが可能となる。
特に、メンテナンス工程等において、このように側周面１５ａの膜を除去して導電帯部３１を再形成する再形成工程を有することができる。

導電帯部３１は、サセプタ１５の側周面１５ａにおいて、絶縁膜３３ａおよび絶縁膜３３ｂよりも凹んだ状態とされる。つまり、導電帯部３１は、サセプタ１５の側周面１５ａにおいて、絶縁膜３３ａおよび絶縁膜３３ｂよりも、壁部（側壁）２４の内周面２４ａから大きく離間した状態とされる。
なお、絶縁膜３３ａおよび絶縁膜３３ｂの膜厚、つまり、導電帯部３１の凹んだ寸法は、０．１ｍｍ～１ｍｍとすることができる。

本実施形態におけるキャパシタ形成部３０は、第１実施形態と同様に、導電帯部３１と、導電帯部３１に対向する導電帯部３５とで高周波リターン電流の経路におけるキャパシタを形成することができる。

本実施形態においては、上述した実施形態と同等の効果を奏することができる。

なお、上記の各実施形態において、導電帯部３１を、１本の線状に形成したが、複数本をまとめて、キャパシタ形成部３０を構成することもできる。
また、上記の各実施形態において、導電帯部３１を、サセプタの全周に亘って連続した線状に形成したが、サセプタ１５の周方向に分割されていてもよい。この場合、側壁２４の内周面２４ａに形成される導電帯部３５も対応して、周方向に分割された配置、あるいは、周方向に破断された配置とすることができる。

さらに、サセプタ１５の厚さ寸法が大きい場合には、導電帯部３１の幅寸法Ｗを導電帯部３５の幅寸法より大きく設定することもできる。この場合、キャパシタ形成部３０においてキャパシタ値を設定する作用は導電帯部３５となる。

なお、上記の各実施形態において、基板１０およびサセプタ１５の平面視した輪郭形状を円形として説明したが、矩形輪郭を有するものとすることができる。この場合、第２実施形態で説明した支柱が複数本設けられた昇降駆動部１６Ａを有することが好ましい。これは、サセプタ１５の輪郭形状が矩形である場合には、より精密なサセプタ１５の姿勢制御が必要となるためである。

また、絶縁膜３３ａ，３３ｂ，３６ａ，３７ａに変えて、絶縁部材２５，３３のように、別部材としてサセプタ１５あるいは側壁２４に埋め込むように配置する絶縁部材を有する構成とすることもできる。

さらに、本発明においては、上記の各実施形態で説明した構成を、各々個別に組み合わせて構成することや、特性の構成を省略した構成とすることも可能である。

本発明の活用例として、プラズマＣＶＤ装置、プラズマエッチング装置、プラズマ表面処理装置などを挙げることができる。

１…プラズマ処理装置
２…真空チャンバ（チャンバ）
２ａ…成膜空間（反応室）
４…電極フランジ
５…シャワープレート
６…ガス噴出口
７…ガス導入管
９…高周波電源
１０…基板
１０ａ…処理面
１１…底部（内底面）
１２…マッチングボックス
１３…シールドカバー
１４…空間
１５…サセプタ（支持部）
１５ａ…側周面
１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ…支柱
１６Ａ…昇降駆動部（昇降機構）
２３…高周波電極支持部
２４…壁部（側壁）
２４ａ…内周面
２５，３３…絶縁部材
２６…搬出入部
２６ａ…ドアバルブ
２７…排気管
２８…真空ポンプ
３０…キャパシタ形成部
３１，３５…導電帯部
３２，３３ａ，３３ｂ，３６ａ，３７ａ…絶縁膜
４１…上板
４２…ガス導入口
４３…周壁
８１…絶縁フランジ
８２…基板絶縁カバー
１０１…処理室
Ｇ…間隙（ギャップ）
Ｗ…幅寸法
Ｐ…プラズマ

Claims (13)

1. プラズマ処理装置であって、
   電極フランジと、
   側壁および底部を有するチャンバと、
   前記チャンバと前記電極フランジとの間に配置された絶縁フランジと、
   前記チャンバと前記電極フランジと前記絶縁フランジとから構成されて反応室を有する処理室と、
   前記反応室内に収容され処理面を有する基板が載置されるとともに前記基板の温度を制御可能な支持部と、
   前記支持部を昇降駆動する昇降駆動部と、
   前記電極フランジに接続され、高周波電圧を印加する高周波電源と、
   前記支持部の側周面に周設されたキャパシタ形成部と、
   前記チャンバの前記側壁に形成されて、前記チャンバの径方向で中心に向かう内周面において前記支持部の前記キャパシタ形成部に対向する位置に周設されたキャパシタ形成部と、
   を有し、
   前記昇降駆動部によって前記支持部を昇降させ、前記支持部の前記側周面の前記キャパシタ形成部と、前記チャンバの前記側壁の前記内周面の前記キャパシタ形成部との間にギャップを形成して、
   互いに対向する前記キャパシタ形成部どうしの間に、プラズマ形成時の高周波リターン電流に対するキャパシタを前記支持部の全周となる位置に形成する
   ことを特徴とするプラズマ処理装置。
2. 前記支持部の前記側周面の前記キャパシタ形成部は、前記昇降駆動部による前記支持部の昇降方向における幅寸法が、前記支持部の全周において略均一に形成される
   ことを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
3. 前記支持部の前記キャパシタ形成部と、前記チャンバの前記側壁の前記キャパシタ形成部とは、前記基板の径方向における離間距離が、前記支持部の全周において略均一に形成される
   ことを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
4. 前記チャンバの前記側壁の前記内周面の前記キャパシタ形成部は、前記支持部の前記側周面の前記キャパシタ形成部よりも、前記基板の厚さ方向における幅寸法が大きく形成される
   ことを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
5. 前記キャパシタ形成部が、前記基板の周方向において、連続的または断続的に形成される
   ことを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
6. 前記支持部の前記側周面において、前記キャパシタ形成部の上方には絶縁部材が配置される
   ことを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
7. 前記支持部において、前記キャパシタ形成部よりも径方向内側となる上面には絶縁部材が配置される
   ことを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
8. 前記処理室には、前記電極フランジに電気的に接続されるとともに前記反応室の上側に位置するシャワープレートが設けられ、
   前記支持部の前記上面における前記絶縁部材の内周輪郭と、前記シャワープレートにおける前記反応室に露出する外周輪郭とが、対応する形状を有する
   ことを特徴とする請求項７記載のプラズマ処理装置。
9. 前記支持部の前記側周面の前記キャパシタ形成部と、前記チャンバの前記側壁の前記キャパシタ形成部とは、いずれも前記昇降駆動部による前記支持部の昇降方向に沿った面（鉛直面）に延在する
   ことを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
10. 前記チャンバの前記側壁には、前記反応室に前記基板を搬出又は搬入するために用いられる搬出入部が設けられ、
    前記キャパシタ形成部の下端が、前記搬出入部よりも前記電極フランジに近接する位置に設けられる
    ことを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
11. 前記支持部の昇降方向において、前記支持部の前記上面における前記絶縁部材と前記絶縁フランジとの間となる前記チャンバの前記側壁の前記内周面には、絶縁部材が設けられる
    ことを特徴とする請求項８記載のプラズマ処理装置。
12. 前記支持部の前記キャパシタ形成部と、前記チャンバの前記側壁の前記キャパシタ形成部とが、容量結合により電気的に接続されている
    ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか記載のプラズマ処理装置。
13. 前記昇降駆動部は、前記支持部を昇降駆動する駆動支柱と、前記支持部の昇降姿勢を維持する姿勢規制支柱と、を有する
    ことを特徴とする請求項１２記載のプラズマ処理装置。

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