JP4961948B2 - プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法並びに記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、プラズマにより基板に対して処理を行う平行平板型のプラズマ処理装置及び、前記プラズマ処理装置を用いて行われるプラズマ処理方法、並びに記憶媒体に関する。

半導体デバイスや、液晶表示装置などのＦＰＤ（Flat Panel Display)基板の製造工程においては、半導体ウエハやガラス基板といった基板にエッチング処理や、成膜処理等の所定の処理を施す工程があり、例えばこれらの処理は、プラズマエッチング装置やプラズマＣＶＤ装置等のプラズマ処理装置にて行われている。 このプラズマ処理装置の一例について、平行平板型のプラズマ処理装置を例にして、図１４に基づいて簡単に説明する。

この装置においては、例えばアルミニウムなどからなる処理容器１１内に、ガス供給部をなすガスシャワーヘッドを兼用した上部電極１２が設けられると共に、この上部電極１２に対向するように、基板１０の載置台を兼用する下部電極１３が設けられており、この下部電極１３は、整合回路（マッチング回路）を備えたマッチングボックス１４を介して高周波電源１５に接続されている。１６は絶縁材である。そして上部電極１２から処理容器１１内に処理ガスを供給し、排気路１７を介して処理容器１１内を真空引きする一方、高周波電源１５から下部電極１３に高周波電力を印加することにより、上部電極１２と下部電極１３との間の空間に処理ガスのプラズマを形成し、これにより下部電極１３に載置された基板１０に対するプラズマ処理が行われるようになっている。

ところで、前記プラズマ処理装置では、処理ガスの種類や処理対象の膜に応じて、前記上部電極１２と下部電極１３との間の間隔（距離）の最適値が異なっており、例えば前記間隔が基板１０を搬入できない程狭い場合がある。また同じプラズマ処理装置で異なる処理プロセスを連続して行う場合には、処理毎に前記間隔を切り換えることが好ましい。

このようなことから、上述のプラズマ処理装置は、例えば上部電極１２の天井部に昇降軸１８ａを取り付け、上部電極１２を昇降自在に構成して、前記上部電極１２と下部電極１３との間の距離を可変にできるように構成されている。図中１８ｂは支持板、１８ｃは昇降機構であり、１９は昇降軸１８ａを囲むように設けられたベローズ体である。この際、前記昇降軸１８ａと支持板１８ｂとベローズ体１９とは導電性部材により形成され、こうして上部電極１２は昇降軸１８ａと支持板１８ｂとベローズ体１９とよりなる導電路を介して処理容器１１に電気的に接続される。また処理容器１１は高周波電源１５のアース側に電気的に接続されている。

このような装置では、プラズマが発生しているときには、高周波電源１５からの高周波電流は、図１５に示すように、下部電極１３→プラズマ→上部電極１２→導電路→処理容器１１の壁部を介して高周波電源１５のアース側に流れていく。従って前記ベローズ体１９は高周波電流のリターン経路に含まれ、抵抗成分として作用する。

ところで処理対象である基板１０の中で液晶ディスプレイなどのフラットパネル用のガラス基板は益々大型化する傾向にあり、これに伴い処理容器１１が大型化してくると、上部電極１２を支持するための昇降軸１８ａを太くしたり、昇降軸１８ａが長くなる傾向がある。昇降軸１８ａが太くなると、この回りを囲むベローズ体１９が大型化してしまうし、昇降軸１８ａが長くなると、それに伴いベローズ１９体も長くなることになるが、ベローズ体１９は導電性部材が蛇腹状に折り畳まれた形状であるため、構造上インダクタンス成分が大きく、ベローズ体１９が大型化したり、長くなったりすると、高周波電流のリターン経路の電気抵抗が増大することになってしまう。

ここで基板面積が２．０ｍ^２程度の大きさまでは、このベローズ体１９の電気抵抗はさほど問題にはならないが、基板面積が２．７ｍ^２程度の大きさになってくると、前記電気抵抗が大きくなり、問題となってくる。つまりリターン経路の電気抵抗が増大すると、均一なプラズマの発生が困難となって、基板１０に対して面内均一性の高い処理を行うことができなくなり、装置の性能低下を招く要因となってしまうからである。

一方、高周波電流のリターン経路にベローズ体１９を含めず、上部電極１２と下部電極１３との間の間隔を可変にできる技術については、特許文献１に記載されている。この技術は、チャンバ１の上蓋１ａと、昇降自在に構成されたウエハ載置台２を構成している絶縁された下部電極１３との間でプラズマを生成するチャンバ１において、チャンバ１の側壁部と、ウエハ載置台２に連結された導体筒２２の上端部との間を導通させることにより、高周波電流のリターン経路に金属ベローズ２４を含めない構成とするものである。

しかしながら、特許文献１の構成では、導体筒２２の上端部とチャンバ１の側壁部とを接続させており、導通部の接点がチャンバ１内に存在するので、プラズマ処理を行う際に、前記接点がプラズマに晒されることになる。このためプラズマとの接触や、プラズマにより活性化された処理ガスとの接触により、前記接点が腐食しやすく、この結果、前記接点における電気的接触の悪化を招く。このように電気的接触の程度が悪くなると、チャンバ１内におけるプラズマの分布が不均一になり、安定したプラズマ処理を行うことができなくなるおそれがある。

さらに、前記導体筒２２の上端部とチャンバ１の側壁部とは、接触体２６がウエハ載置台２を介して昇降されることにより、互いに接離自在に構成されているが、このように導通部の接点が可動自在に構成されていると、当該接点部分が、使用頻度の増化に従い、パーティクルの発生原因となりやすい。しかも導通部の接点はチャンバ１内に存在するので、チャンバ１内にパーティクルが発生することになり、基板のパーティクル汚染を招くおそれもある。このようにこの特許文献１の構成によっても、本発明の課題の解決を図ることはできない。

特開２００１−２０３１８９

本発明はこのような事情のもとになされたものであり、本発明の目的は、平行平板電極の間で高周波電力によりプラズマを発生させるにあたり、前記平行平板電極の間の間隔を変更でき、高周波電流のリターン経路の電気抵抗を小さくすることにより均一なプラズマを発生させ、装置を安定可動させる技術を提供することにある。

このため本発明のプラズマ処理装置は、処理容器の内部に少なくとも一対の平行平板電極と、前記一対の電極間隔を変化させるように駆動することができる少なくとも一つの駆動電極と、を有し、高周波電源から高周波電流を処理容器を介して前記高周波電源のアース側にリターンさせると共に、プラズマにより基板に対して処理を行うプラズマ処理装置において、
一端が前記駆動電極と電気的に接続された駆動部材、あるいは絶縁された駆動部材と、
該駆動部材を駆動させる駆動手段と、
少なくとも１つの処理容器外接触機構と、を備え、
前記処理容器外接触機構は、
処理容器の外に突出した該駆動部材の他端と電気的に導通する導電性の移動側接触部材と、
該移動側接触部材が移動したときに当該移動側接触部材と接触するように設けられ、処理容器外壁と連結された導電性の固定側接触部材とからなり、
前記移動側接触部材と固定側接触部材とが接触したときに高周波電流のリターン経路を形成することを特徴とする。

ここで前記処理容器外接触機構の移動側接触部材と固定側接触部材の接点は、少なくとも１つ以上の電極間隔に対応する位置を有するものとすることができる。また前記処理容器外接触機構の移動側接触部材と固定側接触部材の接点は、任意の電極間隔に対応する位置に変更可能に構成してもよい。前記駆動電極は基板を載置する載置台と対向する電極であってもよいし、また前記駆動電極は基板を載置する載置台であってもよい。

さらに前記駆動電極はアノード電極であり、該アノード電極と前記駆動部材は電気的に接続されるものであってもよいし、前記駆動電極はアノード電極であり、前記アノード電極と前記駆動部材は電気的に絶縁され、前記アノード電極からインピーダンス調整部を経由して接続された接点を有する前記処理容器外接触機構を少なくとも一つ含むものであってもよい。

前記駆動電極はカソード電極であり、前記カソード電極と前記駆動部材は電気的に絶縁されているものであってもよいし、前記カソード電極と高周波電源との間に整合回路を配置し、この整合回路の筐体に前記処理容器外接触機構の固定側接触部材と移動側接触部材との接点及び前記移動側接触部材を経由した高周波のリターン電流が帰還するものであってもよい。

また本発明のプラズマ処理方法は、処理容器の内部に少なくとも一対の平行平板電極と、前記一対の電極間隔を変化させるように駆動することができる少なくとも一つの駆動電極と、を有し、高周波電源から高周波電流を処理容器を介して高周波電源のアース側にリターンさせると共に、プラズマにより基板に対して処理を行うプラズマ処理方法において、
一端が前記駆動電極と電気的に接続された駆動部材、あるいは絶縁された駆動部材と、該駆動部材を駆動させる駆動手段とにより前記駆動電極を駆動させ、前記電極間隔を広げた後、基板を前記処理容器の内部に搬入する工程と、
前記駆動部材の他端と電気的に導通した移動側接触部材が処理容器外壁と連結された固定側接触部材と接触する位置まで前記駆動電極を駆動させ、前記基板にプラズマ処理を施す工程と、
再度前記駆動電極を駆動させて前記電極間隔を広げた後、基板を処理容器の外部へ搬出する工程と、を含むことを特徴とする。

さらに本発明の記憶媒体は、プラズマにより基板に対して処理を行うプラズマ処理装置に用いられ、コンピュータ上で動作するコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、前記プラズマ処理方法を実施するようにステップが組まれていることを特徴とする。

本発明によれば、処理容器内にて平行平板電極の間で高周波電力によりプラズマを発生させ、前記平行平板電極の間の間隔を変更できるプラズマ処理装置において、高周波電流を電気抵抗の小さい部材及び処理容器を介して高周波電源のアース側へ流すようにしたことにより、電気抵抗の大きな部材を含まずに高周波電流を流すことができる。従って電力効率が良くなり、安定したプラズマを発生させることができる。

以下、本発明のプラズマ処理装置の一実施の形態について、フラットパネル用のガラス基板をエッチングする装置に適用した場合を例にして説明する。図１において２は、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムからなる角筒形状の処理容器である。前記フラットパネル用のガラス基板１０は、例えば基板面積が２．７ｍ^２程度の大きさの角型基板である。この処理容器２の上部には、ガス供給部であるガスシャワーヘッドを兼用する上部電極３が設けられている。

この上部電極３はこの例ではアノード電極に相当するものであり、ガス供給路３２を介して処理ガス供給部３１に接続されると共に、ガス供給路３２から供給されたガスを多数のガス孔３３から処理容器２内に供給するように構成されている。前記上部電極３は、後述するように昇降自在に設けられているので、前記ガス供給路３２も上部電極３の昇降に合わせて、図示しない昇降機構により、前記処理容器２とガス供給路３２との間をベローズ体３２ａにより気密にシールされた状態で昇降できるように構成されている。

一方、処理容器２の底部には、前記上部電極３と対向するように、基板１０を載置する載置台を兼用した下部電極４が設けられている。この下部電極４は、例えばその周囲を、絶縁材料により構成される支持部４１にて支持され、こうして処理容器２から絶縁された状態になっている。またこの下部電極４は、給電棒４２及びマッチングボックス４３を介して高周波電源部４４に接続され、カソード電極として作用する。前記マッチングボックス４３は、導電性の筐体の内部に整合回路が包有されるものであり、前記筐体は処理容器２の底部に形成された、前記給電棒４２を貫通させるための開口部４６を囲むように設けられている。またマッチングボックス４３と高周波電源部４４とは同軸ケーブル４５により接続されている。より詳しくは、同軸ケーブル４５の内部導体がマッチングボックス４３の整合回路と高周波電源部４４の給電部に接続され、同軸ケーブル４５の外部導体がマッチングボックス４３の筐体と高周波電源部４４の導電性の筐体とに接続されている。このように同軸ケーブル４５の外部導体は高周波電源部４４の筐体を介して接地され、こうして高周波電源部４４から高周波電流をカソード電極（下部電極４）、プラズマ空間、アノード電極（上部電極３）及び処理容器２を介して高周波電源４４のアース側にリターンさせるように構成されている。

さらに下部電極４の内部には、図示しない搬送手段と当該下部電極４との間で基板１０の受け渡しを行なう際に用いられる複数本の昇降ピン４７が設けられており、この昇降ピン４７は、図示しない昇降機構により、昇降ピン４７と処理容器２との間をベローズ体４７ａにより気密にシールされた状態で昇降できるように構成されている。また処理容器２の側壁には、排気路２１を介して真空排気手段２２が接続されると共に、基板１０の搬送口２３を開閉するためのゲートバルブ２４が設けられている。

前記上部電極３は、前記処理容器２の天井部に形成された貫通孔２５を介して処理容器２の天井部を貫通するように設けられた複数本の駆動部材をなす導電性の昇降棒５１ａ，５１ｂより、処理容器２の天井部から吊り下げられる状態で支持されており、上部電極３と昇降棒５１ａ，５１ｂとは互いに電気的に接続されている。前記昇降棒５１ａ，５１ｂの他端側には、処理容器２の天井部の外部において夫々導電性の移動側接触部材５ａ，５ｂが接続されている。前記移動側接触部材５ａ，５ｂ及び昇降棒５１ａ，５１ｂは、例えばアルミニウムやステンレス等によって形成され、前記移動側接触部材５ａ，５ｂは、図２及び図３に示すように、中央近傍に設けられた平面形状が四角形状の第１の移動側接触部材５ａと、この第１の移動側接触部材５ａの回りに、当該移動側接触部材５ａを空間を介して囲むように設けられた環状の板状部材よりなる第２の移動側接触部材５ｂとにより構成されている。

これら第１及び第２の移動側接触部材５ａ，５ｂは、上部電極３の上面に、夫々昇降棒５１ａ，５１ｂにより上部電極３に対する高さ位置が同じになるように接続されている。この例では、２本の昇降棒５１ｂに共通の第２の移動側接触部材５ｂが接続されていることになり、各昇降棒５１ｂに設けられた移動側接触部材５ｂが互いに電気的に接続されていることになる。さらに第１及び第２の移動側接触部材５ａ，５ｂの上面には、夫々連結部材５２ａ，５２ｂを介して共通の昇降板５３が接続され、この昇降板５３を昇降手段５４により昇降させることにより、上部電極３が移動側接触部材５ａ，５ｂと昇降棒５１ａ，５１ｂとを介して、下部電極４に対して昇降自在に設けられるようになっている。前記昇降棒５１ａ，５１ｂは図示の便宜上３本しか描いていないが、その設置数は処理容器２の大きさに合わせて適宜選択される。この例では、昇降手段５４と昇降板５３と連結部材５２ａ，５２ｂとにより駆動手段が構成され、前記上部電極３が駆動電極に相当する。

一方、前記処理容器２の天井部の外部には導電性の固定側接触部材が設けられている。この例では固定側接触部材は、処理容器２に接続された導電性の支持部材６１〜６３と、この支持部材６１〜６３に接続された導電性の固定側接触部７１〜７３とより構成されている。前記支持部材６１〜６３及び固定側接触部７１〜７３は例えばアルミニウムやステンレス等の導電性部材により形成されている。前記支持部材６１〜６３は、この例では、前記移動側接触部材５ａ，５ｂの周囲を囲むように処理容器２の上面に立設されている。つまり図１及び図２に示すように、第１の移動側接触部材５ａの周縁領域を周方向に囲むように第１の支持部材６１が立設され、第２の移動側接触部材５ｂの内側領域を周方向に囲むように第２の支持部材６２が立設され、第２の移動側接触部材５ｂの周縁領域を周方向に囲むように第３の支持部材６３が立設されている。

このように設けられた第１〜第３の支持部材６１〜６３は、その上端の処理容器２の上面からの高さ位置が互いに揃うように設けられ、例えば図１〜図３に示すように、前記第１の支持部材６１には、第１の移動側接触部材５ａの周縁領域を周方向に囲む環状の第１の固定側接触部７１（７１Ａ，７１Ｂ）が、前記第２の支持部材６２には、前記第１の固定側接触部７１を間隔をおいて囲むように、第２の移動側接触部材５ｂの内側領域を周方向に囲む環状の第２の固定側接触部７２（７２Ａ，７２Ｂ）が、前記第３の支持部材６３には、前記第２の固定側接触部７２を間隔をおいて囲むように、第２の移動側接触部材５ｂの周縁領域を周方向に囲む環状の第３の固定側接触部７３（７３Ａ，７３Ｂ）が、夫々接続されている。

さらに前記第１〜第３の固定側接触部７１〜７３は、夫々第１高さ固定側接触部７Ａ（７１Ａ〜７３Ａ）と、第２高さ固定側接触部７Ｂ（７１Ｂ〜７３Ｂ）と、を備えている。これらは互いに平面形状が同じに構成され、前記第１〜第３の支持部材６１〜６３に互いに上下に接続されている。つまり前記第１〜第３の支持部材６１〜６３の上段の位置例えばその上面には、第１〜第３の第１高さ固定側接触部７１Ａ〜７３Ａが夫々取り付けられ、また前記第１〜第３の支持部材６１〜６３の上段の位置よりも低い下段の位置には、第１〜第３の第２高さ固定側接触部７１Ｂ〜７３Ｂが夫々取り付けられている。このような第1高さ固定側接触部７１Ａ〜７３Ａ及び第２高さ固定側接触部７１Ｂ〜７３Ｂは、例えば支持部材６１〜６３に例えばネジ止めされることにより取り付け自在に設けられている。なおこの例では、図１〜図３に示すように、第１の固定側接触部７１Ａと第２の固定側接触部７２Ａとは一体に構成されている。

前記固定側接触部７１〜７３の内、内側の第１の固定側接触部７１は、第１高さ固定側接触部７１Ａと第２高さ固定側接触部７１Ｂとの間の高さ位置に前記第１の移動側接触部材５ａが位置し、当該移動側接触部材５ａが上昇したときに、第１高さ固定側接触部７１Ａの下面の内側領域が、前記移動側接触部材５ａの上面の周縁領域と周方向全体に亘って接触し、前記移動側接触部材５ａが下降したときに、第２高さ固定側接触部７１Ｂの上面の内側領域が、前記移動側接触部材５ａの下面の周縁領域と周方向全体に亘って接触するように設けられている。

また、真ん中の第２の固定側接触部７２は、第２の第１高さ固定側接触部７２Ａと第２の第２高さ固定側接触部７２Ｂとの間の高さ位置に前記第２の移動側接触部材５ｂが位置し、当該移動側接触部材５ｂが上昇したときに、第１高さ固定側接触部７２Ａの下面の周縁領域が、前記移動側接触部材５ｂの上面の内側領域と周方向全体に亘って接触し、前記移動側接触部材５ｂが下降したときに、第２高さ固定側接触部７２Ｂの上面の周縁領域が、前記移動側接触部材５ｂの下面の内側領域と周方向全体に亘って接触するように設けられている。

さらに、外側の第３の固定側接触部７３は、第３の第１高さ固定側接触部７３Ａと第３の第２高さ固定側接触部７３Ｂとの間の高さ位置に前記第２の移動側接触部材５ｂが位置し、当該移動側接触部材５ｂが上昇したときに、第１高さ固定側接触部７３Ａの下面の内側領域が、前記移動側接触部材５ｂの上面の周縁領域と周方向全体に亘って接触し、前記移動側接触部材５ｂが下降したときに、第２高さ固定側接触部７３Ｂの上面の内側領域が、前記移動側接触部材５ｂの下面の周縁領域と周方向全体に亘って接触するように設けられている。こうして移動側接触部材５ａ，５ｂと固定側接触部材とにより、後述するように、これらが互いに接触したときに高周波電流のリターン経路を形成する処理容器外接触機構が構成されている。

また前記移動側接触部材５ａ，５ｂと、固定側接触部７１〜７３の互いの接触面には、例えば下方側の部材、つまり移動側接触部材５ａ，５ｂと第１高さ固定側接触部７１Ａ〜７３Ａとの間であれば移動側接触部材５ａ，５ｂ側であり、移動側接触部材５ａ，５ｂと第２高さ固定側接触部７１Ｂ〜７３Ｂとの間であれば第２高さ固定側接触部７１Ｂ〜７３Ｂ側に、前記移動側接触部材５ａ，５ｂと固定側接触部７１Ａ〜７３Ａ、７１Ｂ〜７３Ｂとを電気的に導通させるためのシールドスパイラル５５が設けられている。このシールドスパイラル５５は、金属製の帯状体をコイル状に形成した弾性体からなる導通部材である。

前記処理容器２の天井部の昇降棒５１ａ，５１ｂの貫通孔２５には、その一端側が処理容器２の上面に接続されると共に、その他端側が移動側接触部材５ａ，５ｂの下面に接続されるベローズ体２６が、昇降棒５１ａ，５１ｂの周囲を囲むように、第１の支持部材６１にて囲まれる領域の内側、第２の支持部材６２と第３の支持部材６３にて囲まれる領域の内側に夫々設けられた貫通孔２５に対応して設けられている。このベローズ体２６は、昇降棒５１ａ，５１ｂが昇降できる状態で処理容器２と昇降棒５１ａ，５１ｂとの間を気密にシールするシール手段に相当するものである。なお図２においては、図示の便宜上ベローズ体２６を省略して描いている。

ここで既述のように上部電極３は昇降自在に構成され、前記移動側接触部材５ａ，５ｂは上部電極３と共に昇降されるが、上部電極３が上昇し、移動側接触部材５ａ，５ｂが前記第１高さ固定側接触部７１Ａ〜７３Ａと接触するときの上部電極３の高さ位置が第１の高さ位置であり、この例では基板１０の受け渡しを行なう高さ位置であると共に、第１の処理条件で基板１０に対してプラズマ処理を行う高さ位置である。また上部電極３が第１の高さ位置から下降し、移動側接触部材５ａ，５ｂが前記第２高さ固定側接触部７１Ｂ〜７３Ｂと接触するときの上部電極３の高さ位置が第２の高さ位置であり、この例では第１の処理条件とは上部電極３の位置が異なる第２の処理条件で基板１０に対してプラズマ処理を行う高さ位置である。

こうして上部電極３が第１の高さ位置まで上昇したときには、昇降棒５１ａと移動側接触部材５ａと第１高さ固定側接触部７１Ａと支持部材６１とにより、高周波電流のリターン経路が形成されると共に、昇降棒５１ｂと移動側接触部材５ｂと第１高さ固定側接触部７２Ａ，７３Ａと支持部材６２，６３とにより処理容器２に対する高周波電流のリターン経路が形成される。一方上部電極３が第２の高さ位置まで下降したときには、昇降棒５１ａと移動側接触部材５ａと第２高さ固定側接触部７１Ｂと支持部材６１とにより、高周波電流のリターン経路が形成されると共に、昇降棒５１ｂと移動側接触部材５ｂと第２高さ固定側接触部７２Ｂ，７３Ｂと支持部材６２，６３とにより、高周波電流のリターン経路が形成される。

前記プラズマ処理装置は図示しない制御手段を備えている。この制御手段は、例えばコンピュータからなるプログラム格納部を備えており、プログラム格納部には、後述するようなプラズマ処理装置の作用、つまりウエハＷの処理、ウエハＷの受け渡しの制御などが実施されるように命令が組まれた例えばソフトウェアからなるプログラムが格納される。そして当該プログラムが制御手段に読み出されることにより、当該制御手段は例えば昇降手段５４や、処理ガス供給部３１、真空排気手段２２、高周波電源部４４等に指令を出力し、後述するプラズマ処理装置の作用を制御する。なおこのプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカード等の記憶媒体に収納された状態でプログラム格納される。

このような実施の形態の作用効果について述べる。先ず図４（ａ）に示すように、上部電極３を第１の高さ位置（基板の受け渡し位置）まで上昇させる。そしてゲートバルブ２４を開いて図示しないロードロック室から図示しない搬送アームにより、基板１０を処理容器２内に搬入し、下部電極４内を貫通する昇降ピン４７との協同動作により基板１０を下部電極４の上に受け渡す。次いで図４（ｂ）に示すように、ゲートバルブ２４を閉じ、上部電極３を第２の高さ位置（基板の処理位置）まで下降させる。そして処理ガス供給部３１から上部電極３を通じて処理容器２内に処理ガスを供給すると共に、真空排気手段２２により真空排気することにより処理容器２内を所定の圧力に維持する。一方高周波電源４４から高周波電力を下部電極４に印加することで処理ガスが励起されてプラズマが生成され、こうして処理ガスをプラズマ化し、これにより基板１０に対して所定のエッチング処理が行われる。エッチング処理後の基板１０は、上部電極３を第１の高さ位置まで上昇させ、ゲートバルブ２４を開いて図示しない搬送アームにより、処理容器２の外部に搬出される。

このようなプラズマ処理装置では、上部電極３を昇降自在に構成し、基板１０を搬入するときには、上部電極３を第１の高さ位置に位置させて上部電極３と下部電極４との間の間隔を広げ、基板１０に対してプラズマ処理を行なう時には、上部電極３を第１の高さ位置から第２の高さ位置まで下降させて、所定の処理を行っている。従って前記エッチング処理時の前記上部電極３と下部電極４との間の間隔（距離）の最適値が、基板１０を搬入できない程狭い場合であっても、基板１０を搬入するときには、上部電極３と下部電極４との間を広げ、この後上部電極３を前記処理位置まで下降させて前記間隔を狭めることによって、適切な間隔で処理を行うことができる。

この際、上部電極３が前記第２の高さ位置にあるときには、処理容器２の天井部の外部では、移動側接触部材５ａ，５ｂは第２高さ固定側接触部７１Ｂ〜７３Ｂに接触する。このため処理容器２内にてプラズマが発生しているときには、図５（ａ）にて矢印にて示すように、高周波電流の大部分は、下部電極（カソード電極）４→プラズマ→上部電極（アノード電極）３→昇降棒５１ａ，５１ｂ→移動側接触部材５ａ，５ｂ→第２高さ固定側接触部７１Ｂ〜７３Ｂ→支持部材６１〜６３→処理容器２の壁部→マッチングボックス４３→同軸ケーブル４４の外部導体→高周波電源部４４の筐体→アースの経路で流れる。この際、移動側接触部材５ａ，５ｂはベローズ体２６を介しても処理容器２の上部と接続されているが、ベローズ体２６は蛇腹構造であるので、平板構造である第２高さ固定側接触部７１Ｂ〜７３Ｂに対して構造上インダクタンス成分が大きい。このためベローズ体２６と第２高さ固定側接触部７１Ｂ〜７３Ｂを比べると、高周波電流はインダクタンス成分の小さい部材である第２高さ固定側接触部７１Ｂ〜７３Ｂの方へ流れて行きやすい。このため高周波電流の大部分は、移動側接触部材５ａ，５ｂから第２高さ固定側接触部７１Ｂ〜７３Ｂ、支持部材６１〜６３を介して処理容器２へ流れることになる。

このように、上述のプラズマ処理装置では、高周波電流のリターン経路ではベローズ体２６よりもインダクタンス成分が小さい部材を介して高周波電流が流れていくので、前記リターン経路にベローズ体を含む場合に比べて、前記リターン経路の電気抵抗をかなり小さくすることができる。このため、既述のように基板面積が、２．７ｍ^２と大きなフラットパネル用のガラス基板等を処理する場合であって、ベローズ体２６が大型化したり、その長さが長い場合であっても、ベローズ体２６に流れる高周波電流は極めて少ないため、リターン経路の電気抵抗の増大を抑えることができる。この結果、電力効率が向上するので、リターン経路の電気抵抗の増大が原因となる不均一なプラズマの発生が抑えられて、均一で安定したプラズマを発生させることができ、基板１０に対して面内均一性の高いエッチング処理を行うことができる。また処理容器２内における不均一なプラズマの発生が抑えられることから、処理容器２の内壁や内部部品の偏った損傷や消耗が抑制され、装置の性能の低下を防止することが期待できる。

また上述の装置では、第１高さ固定側接触部７１Ａ〜７３Ａと、第２高さ固定側接触部７１Ｂ〜７３Ｂと、を互いに上下に支持部材６１〜６３に取り付けているので、同じプラズマ処理装置で異なる処理プロセスを連続して行う場合であって、上部電極３と下部電極４との間の間隔の最適値が異なる場合であっても、上部電極３が上方側の第１の高さ位置に上昇し、上部電極３と下部電極４との間が広い第１の間隔で行う第１の処理と、上部電極３が下方側の第２の高さ位置に下降し、下部電極４との間が狭い第２の間隔で行う第２の処理との間で、上部電極３を昇降させるという簡易な動作で前記間隔を処理毎に切り換えることできる。このため夫々の処理において、上部電極３と下部電極４との間を適切な間隔にスムーズに切り換えて処理を行うことができるので、スループットの低下を抑えながら、夫々の処理に対して面内均一性の高いエッチング処理を行うことができる。

この際、上部電極３が上方側の第１の高さ位置に位置する場合においても、処理容器２の天井部の外部では、移動側接触部材５ａ，５ｂは、第１高さ固定側接触部７１Ａ〜７３Ａに接触する。このため処理容器２内にてプラズマが発生しているときには、図５（ｂ）に示すように、高周波電流の大部分は、下部電極（カソード電極）４→プラズマ→上部電極（アノード電極）３→昇降棒５１ａ，５１ｂ→移動側接触部材５ａ，５ｂ→第１高さ固定側接触部７１Ａ〜７３Ａ→支持部材６１〜６３→処理容器２の壁部→マッチングボックス４３→同軸ケーブル４５の外部導体→高周波電源部４４の筐体→アースの経路で流れるので、この場合においても高周波電流のリターン経路の電気抵抗が小さくなる。

さらに固定側接触部７１〜７３は支持部材６１〜６３に取り付け自在に設けられているので、第１高さ固定側接触部７１Ａ〜７３Ａと、第２高さ固定側接触部７１Ｂ〜７３Ｂの高さ位置を、部材を付け替えるという簡易な作業で調整することができる。このため、エッチング処理の処理条件に応じて、上部電極３と下部電極４との間の間隔が異なったとしても、上部電極３の高さ位置に対応して固定側接触部７１〜７３を付け替えればよく、調整作業が容易となる。この際、支持部材６１〜６３を処理容器２に対してネジ止め等により接続することによって取り付け自在に設け、支持部材６１〜６３に第１高さ固定側接触部７１Ａ〜７３Ａと、第２高さ固定側接触部７１Ｂ〜７３Ｂの高さ位置が異なるように取り付けた部材を数種用意しておき、処理に応じてこの部材を交換するようにしてもよい。

また本発明では、処理容器２の外部において、移動側接触部材５ａ，５ｂと固定側接触部７１〜７３とを接続させており、導通部の接点が処理容器２の外部に設けられている。従って可動自在に構成された導通部の接点において、使用頻度が高くなって、仮にパーティクルが発生したとしても、処理容器２の内部にパーティクルが混入するおそれはない。さらに導通部の接点が処理容器２の外部に設けられているので、プラズマ処理を行う際に、前記接点がプラズマに晒されることがない。このため前記接点がプラズマに晒される場合のように、当該接点がプラズマや腐食性処理ガスとの接触により腐食し、前記接点における電気的接触が悪化するといった事態を招くおそれがないので、安定したプラズマ処理を継続して行うことができる。

続いて本発明のプラズマ処理装置の第２の実施の形態について図６により説明する。この例が上述の第１の実施の形態の形態と異なる点は、固定側接触部材の構造とシール手段である。具体的に説明すると、アノード電極をなす上部電極３は、前記処理容器２の天井部に形成された貫通孔２５を貫通するように設けられた複数本例えば３本の導電性の駆動部材をなす昇降棒８１により、処理容器２の上部側から吊り下げられる状態で支持されており、上部電極３と昇降棒８１とは互いに電気的に接続されている。この昇降棒８１の外端には、処理容器２の天井部外部の上方側において、例えば平面形状が円形の導電性の板状の移動側接触部材８２が接続されている。前記複数の移動側接触部材８２の上面には、連結部材８３を介して共通の昇降板８４が接続され、この昇降板８４を昇降手段８５により昇降させることによって、移動側接触部材８２、昇降棒８１を介して上部電極３が昇降されるように構成されている。この例においても、昇降手段８５と昇降板８４と連結部材８３とにより駆動手段が構成され、上部電極３が駆動電極に相当する。

一方処理容器２の天井部には、前記処理容器２から突出して設けられた昇降棒８１の周囲を囲むように例えば円筒状の導電性の固定側接触部材８６が立設され、上部電極３が基板１０に対してプラズマ処理を行う高さ位置（基板１０の処理位置）に位置するときに、前記移動側接触部材８２の下面が固定側接触部材８６の上端全面に接触して高周波電流のリターン経路を形成し、固定側接触部材８６の内側に形成された開口部８６ａを覆うように構成されている。こうして移動側接触部材８２と固定側接触部材８６とにより処理容器外接触機構が構成されている。

また前記固定側接触部材８６と移動側接触部材８２との接触面には、例えば前記固定側接触部材８６側に、移動側接触部材８２と固定側接触部材８６との間を電気的に導通させるためのシールドスパイラル８７が設けられている。さらに前記処理容器２の天井部の貫通孔２５には、昇降棒８１の周囲に、昇降棒８１が昇降できる状態で、処理容器２と昇降棒８１との間を気密にシールするためのシール手段をなす、磁性流体を用いた磁気シール部材８８が設けられている。その他の構成は上述の第１の実施の形態と同様であり、同様の部位には同じ符号を付してある。この例においても、下部電極４がカソード電極、上部電極３がアノード電極に夫々相当する。

このような実施の形態では、先ず図７（ａ）に示すように、上部電極３を、移動側接触部材８２が固定側接触部材８６の上方側に位置する基板の受け渡し位置に位置させる。そして既述のように、基板１０を処理容器２内に搬入し、下部電極４の上に受け渡す。次いで図７（ｂ）に示すように、上部電極３を前記処理位置まで下降させて、移動側接触部材８２の下面を固定側接触部材８６の上端に接触させ、この位置にて所定のエッチング処理を行う。エッチング処理後の基板１０は、上部電極３を前記受け渡し位置まで上昇させ、ゲートバルブ２４を開いて図示しない搬送アームにより、処理容器２の外部に搬出される。

このようなプラズマ処理装置においても、上部電極３を昇降自在に構成し、基板１０を処理容器２に対して受け渡すときには、上部電極３を上方側に位置させて上部電極３と下部電極４との間の間隔を広げ、基板１０に対してエッチング処理を行なう時には、上部電極３を前記処理位置まで下降させて所定の処理を行っているので、前記上部電極３と下部電極４との間の間隔（距離）を最適な間隔にした状態で、基板１０に対してエッチング処理を行うことができる。

この際、上部電極３が前記処理位置にあるときには、処理容器２の天井部の外部において移動側接触部材８２は固定側接触部材８６に接触する。このため処理容器２内にてプラズマが発生しているときには、高周波電流は、下部電極（カソード電極）４→プラズマ→上部電極（アノード電極）３→昇降棒８１→移動側接触部材８２→固定側接触部材８６→処理容器２の壁部→マッチングボックス４３の筐体→同軸ケーブル４５の外部導体→高周波電源部４４の筐体→アースのリターン経路を介して流れる。またベローズ体の代わりに磁気シール部材８８を用いて処理容器２の真空度を維持しているので、高周波電流のリターン経路に、電気抵抗が大きいベローズ体を含むことがなく、前記リターン経路の電気抵抗をより小さくすることができる。このため基板サイズが大きいフラットパネル用のガラス基板１０を処理する場合であっても、均一なプラズマを発生することができ、基板１０に対して面内均一性の高いエッチング処理を行うことができると共に、処理容器２の内壁や内部部品の偏った損傷や消耗が抑えられ、装置の性能の低下を防止することができる。またこの例においても、導通部の接点が処理容器２の外部に設けられているので、既述のように、仮に導通部の接点においてパーティクルが発生したとしても、処理容器２の内部にパーティクルが混入するおそれはないし、前記接点がプラズマに晒される場合のように、前記接点における電気的接触の悪化を招くおそれがない。

さらに続いて本発明のプラズマ処理装置の第３の実施の形態について図８を用いて説明する。この例が上述の第１の実施の形態の形態と異なる点は、上部電極３に高周波電力を印加してカソード電極とし、アノード電極をなす下部電極４側を昇降できるように構成したことであり、この例では下部電極４が駆動電極に相当する。具体的には、上部電極３は、例えばその周囲を絶縁材料により構成される支持部３０にて支持され、こうして処理容器２から電気的に絶縁された状態となっている。また上部電極３は、給電棒３４、整合回路を備えたマッチングボックス３５、同軸ケーブル３６を介して高周波電源部３７に接続されており、前記マッチングボックス３５は、処理容器２の天井部に形成された給電棒３４を貫通させるための開口部２７を塞ぐように、処理容器２の天井部の外部に設けられている。

前記同軸ケーブル３６の内部導体は、マッチングボックス３５の整合回路と高周波電源部３７の給電部とに夫々接続され、同軸ケーブル３６の外部導体はマッチングボックス３５の導電性の筐体と高周波電源部３７の導電性の筐体とに夫々接続されている。このように同軸ケーブル３６の外部導体は高周波電源部３７の筐体を介して接地され、こうして高周波電源部３７から高周波電流をカソード電極（上部電極３）、プラズマ空間、アノード電極（下部電極４）及び処理容器２を介して高周波電源３７のアース側にリターンさせるように構成されている。

一方、下部電極４は処理容器２の底部を貫通するように設けられた導電性の昇降棒５１ａ，５１ｂにより、処理容器２底部から浮上した状態で支持されている。この昇降棒５１の外端には処理容器２の外部において、導電性の移動側接触部材５ａ，５ｂが接続されており、また前記処理容器２の底部の外部には固定側接触部材が設けられている。この例の固定側接触部材は、第１の実施の形態と同様に、導電性の支持部材６１〜６３と、これに接続される導電性の固定側接触部７１〜７３とにより構成され、下部電極４がプラズマ処理を行う高さ位置（基板１０の処理位置）に設定されたときに、前記処理容器２の底部の外部において、前記固定側接触部７１〜７３と移動側接触部材５ａ，５ｂとが接触し、高周波電流のリターン経路を形成するように構成されている。

この例の昇降棒５１ａ，５１ｂ、移動側接触部材５ａ，５ｂ、支持部材６１〜６３、固定側接触部７１〜７３は、上述の第１の実施の形態の構成を、処理容器２の天井部が下側に位置するように反転させた構成と同様に構成されている。つまり図８中５ａ，５ｂは夫々第１及び第２の移動側接触部材、５１ａ，５１ｂは夫々第１及び第２の昇降棒、５２ａ，５２ｂは夫々連結部材、５３は昇降板、５４は昇降手段、６１〜６３は夫々第１〜第３の支持部材、７１Ａ〜７３Ａは夫々第１〜第３の第１高さ固定側接触部、７１Ｂ〜７３Ｂは夫々第１〜第３の第２高さ固定側接触部、２６はベローズ体、５５はシールドスパイラルであり、これらは上述の第１の実施の形態と同様に構成されている。その他の構成も上述の第１の実施の形態と同様である。

そしてこの例では、下部電極４は昇降手段５４により移動側接触部材５ａ，５ｂ、昇降棒５１ａ，５１ｂを介して昇降自在に構成され、下部電極４が下降し、移動側接触部材５ａ，５ｂが前記第１高さ固定側接触部７１Ａ〜７３Ａと接触するときの下部電極４の高さ位置が第１の高さ位置であり、この例では、基板１０の受け渡しを行なう高さ位置であると共に、第１の処理条件で基板１０に対してプラズマ処理を行う高さ位置である。また下部電極４が第１の高さ位置から上昇し、移動側接触部材５ａ，５ｂが第２高さ固定側接触部７１Ｂ〜７３Ｂと接触するときの上部電極３の高さ位置が第２の高さ位置であり、この例では第１の処理条件とは上部電極３の位置が異なる第２の処理条件で基板１０に対してプラズマ処理を行う高さ位置である。

こうして下部電極４が第１の高さ位置に位置するときには、支持部材６１と第１高さ固定側接触部７１Ａと移動側接触部材５ａとにより、また支持部材６２，６３と第１高さ固定側接触部７２Ａ，７３Ａと移動側接触部材５ｂとにより高周波電流のリターン経路が形成される。また上部電極３が第２の高さ位置に位置するときには、支持部材６１と第２高さ固定側接触部７１Ｂと移動側接触部材５ａとにより、また支持部材６２，６３と第２高さ固定側接触部７２Ｂ，７３Ｂと移動側接触部材５ｂとにより高周波電流のリターン経路が形成される。

このような実施の形態では、先ず下部電極４を第１の高さ位置まで下降させて基板１０を処理容器２内に搬入して、下部電極４の上に受け渡し、次いで下部電極４を第２の高さ位置まで上昇させて所定のエッチング処理を行う。プラズマ処理後の基板１０は、下部電極４を前記第１の高さ位置まで下降させ、図示しない搬送アームにより、処理容器２の外部に搬出する。

このようなプラズマ処理装置においても、下部電極４を昇降自在に構成し、基板１０を搬出入するときには、下部電極４を下方側に位置させて上部電極３と下部電極との間の間隔を広げ、基板１０に対してエッチング処理を行なう時には、下部電極４を前記処理位置まで上昇させて所定の処理を行っているので、前記上部電極３と下部電極４との間の間隔（距離）を最適な間隔にした状態でエッチング処理を行うことができる。

この際、下部電極４が前記第２の高さ位置にあるときには、処理容器２の底部の外部では、移動側接触部材５１ａ，５１ｂは第２高さ固定側接触部７１Ｂ〜７３Ｂに接触して高周波電流のリターン経路を形成する。このため処理容器２内にてプラズマが発生しているときには、高周波電流は、上部電極（カソード電極）３→プラズマ→下部電極（アノード電極）４→昇降棒５１ａ，５１ｂ→移動側接触部材５ａ，５ｂ→第２高さ固定側接触部７１Ｂ〜７３Ｂ→支持部材６１〜６３→処理容器２の壁部→マッチングボックス３５の筐体→同軸ケーブル３６の外部導体→高周波電源部３７の筐体→アースのリターン経路で流れる。従って上述の実施の形態１と同様の効果、つまり高周波電流のリターン経路の電気抵抗を小さくすることができて、均一なプラズマを発生することができるという効果や、また第１高さ固定側接触部７１Ａ〜７３Ａと第２高さ固定側接触部７１Ｂ〜７３Ｂとを夫々上下に２段に支持部材６１〜６３に取り付けているので、同じプラズマ処理装置で異なる処理プロセスを連続して行う場合であっても、夫々の処理において、上部電極３と下部電極４との間を適切な間隔にスムーズに切り換えて夫々の処理を行うことができるという効果、さらに固定側接触部７１〜７３は支持部材６１〜６３に取り付け自在に設けられているので、第１高さ固定側接触部７１Ａ〜７３Ａと、第２高さ固定側接触部７１Ｂ〜７３Ｂの高さ位置を容易に調整できるという効果、導通部の接点が処理容器２の外部に設けられているので、処理容器２内部へのパーティクルが混入や、前記接点における電気的接触の悪化を抑えられるという効果が得られる。

続いて本発明のプラズマ処理装置の第４の実施の形態について図９を用いて説明する。この例が上述の第１の実施の形態の形態と異なる点は、カソード電極側を昇降自在に設け、カソード電極側に移動側接触部材を設けると共に、処理容器の外に、カソード電極をプラズマ処理を行う高さ位置に設定したときに、前記移動側接触部材と接触して高周波電流のリターン経路を形成するように固定側接触部材を設けたことである。

具体的にはカソード電極をなす上部電極３の上部には、絶縁部材３０ａを介してベース部材３０が設けられている。このベース部材３０はグランドをなすものであり、前記絶縁部材３０ａは例えば上部電極３表面の周縁部に全周に亘って設けられて、その上部に、ベース部材３０を前記上部電極３の上面と対向するように設けることにより、ベース部材３０が上部電極３との間に所定の空間を介して設けられるようになっている。

前記上部電極３は、前記ベース部材３０を介して、外端が処理容器２の外に突出する複数本の駆動部材をなす昇降棒３８、５１ｂにより処理容器２から吊り下げられた状態で、処理容器２とは電気的に絶縁された状態で支持されている。ここで前記昇降棒３８は例えば内部が空洞になるように構成され、当該内部に給電棒３４が設けられており、この給電棒３４の一端側は前記上部電極３の上面に接続され、他端側はマッチングボックス３５、同軸ケーブル３６を介して高周波電源部３７に接続されている。また昇降棒３８は給電棒３４とは電気的に絶縁されており、昇降棒３８と残りの昇降棒５１ｂの一端側はベース部材３０の上面に接続されている。こうして上部電極３は昇降棒３８，５１ｂとは電気的に絶縁されて設けられることになる。

前記昇降棒３８における処理容器２の外に突出している部位には、前記上部電極３とは電気的に絶縁されて設けられると共に、前記高周波電源部３７のアース側に電気的に接続された導電性の第１の移動側接触部材５ａが設けられている。この例では、前記移動側接触部材５ａは、マッチングボックス３５の筐体と同軸ケーブル３６の外部導体と高周波電源部３７の筐体とを介して前記高周波電源部３７のアース側に電気的に接続されていることになる。また前記昇降棒５１ｂにおける処理容器２の外に突出している部位にも、上述の第１の実施の形態と同様に、導電性の第２の移動側接触部材５ｂが夫々設けられている。

また処理容器２の天井部の外部には、前記上部電極３をプラズマ処理を行う高さ位置に設定したときに、前記移動側接触部材５ａ，５ｂと接触して高周波電流のリターン経路を形成するように、導電性の固定側接触部材が設けられており、この例では、固定側接触部材は、第１の実施の形態と同様に、支持部材６０，６３と固定側接触部７１Ａ〜７３Ａ，７１Ｂ〜７３Ｂとにより構成されている。ここで、第１の固定側接触部７１Ａ，７１Ｂと第２の固定側接触部７２Ａ，７２Ｂとは一体に形成されており、これら固定側接触部７１Ａ，７１Ｂ、７２Ａ，７２Ｂが共通の１つの支持部材６０に取り付けられるようになっている。こうしてこの例では、前記移動側接触部材５ａ，５ｂと固定側接触部７１Ｂ〜７３Ｂ（７１Ａ〜７３Ａ）とが接触したときに、第１の移動側接触部材５ａと第２の移動側接触部材５ｂとが互いに電気的に接続されるようになっている。

さらにまた第１の移動側接触部材５ａの下面と上部電極３の天井部との間には、給電棒３４の回りを囲むようにベローズ体２６が設けられており、昇降棒３８と上部電極３との接触面及び昇降棒３８と第１の移動側接触部材５ａとの接触面には、夫々シール部材をなすＯリング３９ａ，３９ｂが設けられている。一方下部電極４の下面と処理容器２の底部との間には導電棒４０が設けられており、こうして下部電極４は処理容器２と電気的に接続されている。

以上において、昇降棒３８が設けられていること、絶縁体３０ａとベース体３０とが設けられていること、第１の移動側接触部材５ａの上部側にマッチングボックス３５が設けられていること、共通の支持部材６０を用いること、導電棒４０が設けられていること以外の構成は、上述の第１の実施の形態と同様に構成されている。またこの例では、上部電極３が駆動電極に相当し、連結部材５２ａ,５２ｂ、昇降板５３、昇降手段５４により駆動手段が構成され、移動側接触部材５ａ，５ｂと固定側接触部材とにより処理容器外接触機構が構成されている。

このような構成では、上部電極３は、移動側接触部材５ａ，５ｂが第１高さ固定側接触部７１Ａ〜７３Ａと接触する第１の高さ位置と、移動側接触部材５ａ，５ｂが第２高さ固定側接触部７１Ｂ〜７３Ｂと接触する第２の高さ位置との間で昇降自在に設けられ、また上部電極３がこれらのいずれの高さ位置に位置するときであっても、前記移動側接触部材５ａ，５ｂと固定側接触部７１Ｂ〜７３Ｂ（７１Ａ〜７３Ａ）とが接触したときに、第１の移動側接触部材５ａと第２の移動側接触部材５ｂとが互いに電気的に接続されるようになっている。

このため処理容器２内において、上部電極３が第１の高さ位置あるいは第２の高さ位置にて、プラズマが発生しているときの高周波電流は、図１０に示すように、上部電極（カソード電極）３→プラズマ→下部電極（アノード電極）４→処理容器２の壁部に至り、支持部材６３→固定側接触部７３Ａ（７３Ｂ）→移動側接触部材５ｂ→固定側接触部７２Ａ（７２Ｂ）→固定側接触部７１Ａ（７１Ｂ）→移動側接触部材５ａの経由、又は処理容器２の壁部から支持部材６０→固定側接触部７１Ａ（７１Ｂ）→移動側接触部材５ａの経由で、移動側接触部材５ａに至り、次いでマッチングボックス３５の筐体→同軸ケーブル３６の外部導体→高周波電源部３７の筐体→アースの経路で流れる。このため高周波電流のリターン経路において電気抵抗が大きい部材が含まれないので、前記リターン経路の電気抵抗が小さくなり、上述の第１の実施の形態と同様の効果が得られる。

ここでこの例では、高周波電流はマッチングボックス３５の筐体を介してアース側へ流れていくので、マッチングボックス３５を備えた移動側接触部材５ａと、これに対応する固定側接触部７１と支持部材６０とを接触させれば、高周波電流のリターン経路は形成できる。しかしながら、基板１０の大型化に伴い、装置が大型化しているので、例えば処理容器２の天井部の中央部と周縁部とでは電位が異なる現象が発生している。このため処理容器２の天井部の中央部と周縁部との間の電位差をより小さくするためには、複数の昇降棒３８、５１ｂの夫々に移動側接触部材５ａ，５ｂを設け、これらを電気的に接続して、リターン経路のインピーダンスを小さくする必要がある。

この際、上述の例では、第１の固定側接触部７１Ａ（７１Ｂ）と第２の固定側接触部７２Ａ（７２Ｂ）とを一部において互いに接続されるように設けることにより、前記移動側接触部材５ａ，５ｂと固定側接触部７１Ｂ〜７３Ｂ（７１Ａ〜７３Ａ）とが接触したときに、移動側接触部材５ａ，５ｂ同士が互いに電気的に接続されるように構成してもよい。

以上において本発明では、上部電極３又は下部電極４が第１の高さ位置にあるときに処理容器２に対して基板１０の受け渡しを行うようにしたが、基板１０の受け渡しは、上部電極３又は下部電極４が第１の高さ位置と第２の高さ位置との間にあるときに行ってもよい。

さらに上述の第２の実施の形態においても、上部電極３をカソード電極とし、下部電極４をアノード電極として下部電極４側を駆動電極として昇降させ、処理容器２の底部の外部において、移動側接触部材８２と固定側接触部材８６とを接触させるように構成してもよいし、上述の第４の実施の形態においても、下部電極４をカソード電極とし上部電極３をアノード電極として、下部電極４側を駆動電極として昇降させ、処理容器２の底部の外部において、移動側接触部材５ａ，５ｂと固定側接触部７１〜７３とを接触させるように構成してもよい。

また上述の第１の実施の形態、第３の実施の形態、第４の実施の形態において、固定側接触部材を第２の実施の形態の形態の固定側接触部材に変更してもよいし、いずれの実施の形態においても、シール手段として磁気シール部材、ベローズ体のいずれを用いることができる。

また本発明では、図１１に図１の構成の昇降棒５１ａを代表して示すように、前記移動側接触部材として、例えば板状の導電性の第１高さ移動側接触部材９１と第２高さ移動側接触部材９２とを、前記導電性の昇降棒５１ａに夫々高さ位置が異なるように上下に取り付けて設け、導電性の固定側接触部材９３を、これらの高さ位置の異なる第１高さ移動側接触部材９１と第２高さ移動側接触部材９２との間に、前記昇降棒５１ａが昇降したときに前記第１高さ移動側接触部材９１と第２高さ移動側接触部材９２に夫々接触するように設けるようにしてもよい。
前記固定側接触部材９３は、例えば処理容器２から上方側に鉛直に伸び、処理容器２の中心側に屈曲する部材により構成される。

この例においては、例えば図１１（ａ）に示すように、第１高さ移動側接触部材９１の上面が固定側接触部材９３の下面に接触するときの上部電極３の位置が前記第１の高さ位置であり、例えば基板１０の受け渡しが行われる位置であって、例えば図１０（ｂ）に示すように、第２高さ移動側接触部９２の下面が固定側接触部材９３の上面に接触するときの上部電極３の位置が前記第２の高さ位置であり、例えば基板１０の処理位置である。

さらに本発明では、カソード電極とアノード電極とを両方共昇降させて駆動電極とし、処理容器２の天井部及び底部の外部の両方において、移動側接触部材と固定側接触部材とを接触させて、高周波電流のリターン経路を形成するように構成してもよい。この場合、移動側接触部材と固定側接触部材との接続手法は、第１〜第４の実施の形態のいずれかの手法で行うようにすればよく、処理容器２の天井部及び底部の外部の夫々において、移動側接触部材と固定側接触部材との接続手法が異なっていてもよい。

さらにまた移動側接触部材と固定側接触部材の形状は、前記基板に対してプラズマ処理を行う高さ位置にアノード電極又はカソード電極が位置するときに、前記処理容器２の外において、前記移動側接触部材と固定側接触部材とが互いに接触する構成であれば、上述の例に限らず、例えば第１の移動側接触部材５ａとこれに接触する固定側接触部材のみを備える構成であってもよいし、環状の例えば第２の移動側接触部材５ｂとこれに接触する固定側接触部材のみを備える構成であってもよい。また環状の移動側接触部材の設置数は処理容器２の大きさに応じて適宜選択できる。

このように本発明では、高周波電流のリターン経路を形成するためには、１つの移動側接触部材と、これに対応する固定側接触部材とを接触させる構成であればよく、必ずしも上述の実施の形態のように固定側接触部７１〜７３を移動側接触部材５ａ，５ｂの回りを囲むように形成し、移動側接触部材５ａ，５ｂの周縁全体に固定側接触部７１〜７３を接触させる必要はないが、上述の第１の実施の形態及び第３の実施の形態のように、複数の昇降棒５１ａ，５１ｂに夫々移動側接触部材５ａ，５ｂを設け、アノード電極をプラズマ処理を行う高さ位置に設定したときに、夫々移動側接触部材５ａ，５ｂを固定側接触部７１〜７３にて囲むように両者を接触させる構成を採用することにより、一辺の大きさが２．０ｍ以上の大きな処理容器２においても、高周波電流のリターン経路のインピーダンスを小さくすることができることから、処理容器２の天井部の中央部と周縁部との間の電位差をより小さくすることができる。

さらに本発明では、図１２に第１の移動側接触部材５ａを例にして示すように、当該移動側接触部材５ａを導電性の処理容器２の天井部外面に接触する位置と、導電性の固定側接触部材９３に接触する位置との間で昇降自在に設けると共に、ベローズ体２８を上部電極３と処理容器２の天井部内面との間に、前記開口部２５を塞ぐように設けるようにしてもよい。前記固定側接触部材９３は、例えば処理容器２の天井部外面から上方側に向けて鉛直に伸び、処理容器２の中心側に屈曲するように構成される。この場合には、移動側接触部材５ａが固定側接触部材９３に接触する位置を第１の高さ位置とし、処理容器２の天井部外面に接触する位置が第２の高さ位置として処理が行われる。図中５５はシールドスパイラルであり、その他の構成は上述の図１の構成と同じである。

このような構成においても、処理容器２内にてプラズマが発生しているときの高周波電流は、上部電極３が第１の高さ位置にあるときには、下部電極４（カソード電極）→プラズマ→上部電極３（アノード電極）→昇降棒５１ａ→移動側接触部材５ａ→固定側接触部材９３→処理容器２の壁部→マッチングボックス４３の筐体→同軸ケーブル４５の外部導体→高周波電源部４４の筐体→アースのリターン経路で流れ、また上部電極３が第２の高さ位置にあるときには、下部電極４（カソード電極）→プラズマ→上部電極３（アノード電極）→昇降棒５１ａ→移動側接触部材５ａ→処理容器２の壁部→マッチングボックス４３の筐体→同軸ケーブル４５の外部導体→高周波電源部４４の筐体→アースのリターン経路で流れる。

さらにまた本発明では、図１３に示すように、アノード電極が駆動電極である場合に、当該アノード電極にインピーダンス調整部を接続するようにしてもよい。図１３に示す例では、上部電極３がアノード電極であり、この上部電極３には図９に示す例と同様に、その上部に絶縁体３０ａを介してベース部材３０が設けられている。そして前記上部電極３は、前記ベース部材３０を介して、外端が処理容器２の外に突出する複数本の駆動部材をなす昇降棒３８、５１ｂにより処理容器２から吊り下げられた状態で、処理容器２とは電気的に絶縁されて支持されている。ここで前記昇降棒３８は例えば内部が空洞になるように構成され、当該内部に導電棒３４が設けられており、この導電棒３４の一端側は前記上部電極３の上面に接続され、他端側はインピーダンス調整部９４に接続されている。また昇降棒３８は導電棒３４とは電気的に絶縁されており、昇降棒３８と残りの昇降棒５１ｂの一端側はベース部材３０の上面に接続されている。

前記昇降棒３８における処理容器２の外に突出している部位には、前記上部電極３とは絶縁されて設けられるように導電性の第１の移動側接触部材５ａが設けられている。また前記昇降棒５１ｂにおける処理容器２の外に突出している部位にも、上述の第１の実施の形態と同様に、導電性の第２の移動側接触部材５ｂが夫々設けられている。図中３９ａ，３９ｂはＯリングであり、５５はシールドスパイラルである。

この例では、固定側接触部材は、第４の実施の形態と同様に、支持部材６０，６３と固定側接触部７１Ａ〜７３Ａ，７１Ｂ〜７３Ｂとにより構成されている。ここで、第１の固定側接触部７１Ａ，７１Ｂと第２の固定側接触部７２Ａ，７２Ｂとは一体に形成されており、これら固定側接触部７１Ａ，７１Ｂ、７２Ａ，７２Ｂが共通の１つの支持部材６０に取り付けられるようになっている。こうして前記移動側接触部材５ａ，５ｂと固定側接触部７１Ｂ〜７３Ｂ（７１Ａ〜７３Ａ）とが接触したときに、第１の移動側接触部材５ａと第２の移動側接触部材５ｂとが互いに電気的に接続されるようになっている。

以上において、昇降棒３８が設けられていること、絶縁体３０ａとベース体３０とが設けられていること、第１の移動側接触部材５ａの上部側にインピーダンス調整機構９４が設けられていること、共通の支持部材６０を用いること以外の構成は、上述の第１の実施の形態と同様に構成されている。またこの例では、上部電極３が駆動電極に相当し、連結部材５２ａ,５２ｂ、昇降板５３、昇降手段５４により駆動手段が構成され、移動側接触部材５ａ，５ｂと固定側接触部材とにより処理容器外接触機構が構成されている。

このような構成では、いわば正常な経路で高周波電流が流れる場合には、下部電極４→プラズマ→上部電極３→インピーダンス調整部９４→移動側接触部材５ａ→固定側接触部７１Ａ，７１Ｂ→支持部材６０→処理容器２の壁部→マッチングボックス４３の筐体→同軸ケーブル４５の外部導体→高周波電源部４４の筐体→アースのリターン経路で流れることになるが、下部電極４→プラズマ→処理容器２→マッチングボックス４３を介してアースに至るいわば異常な経路にて高周波電流が流れるおそれがあるため、上部電極３から処理容器２の下部に至るまでの経路（リターン経路）のインピーダンスをインピーダンス調整部９４により調整するようにしている。

つまりプラズマのキャパシタンス（Ｃ１）及び上部電極３から処理容器２の下部に至るまでの経路のインダクタンス（Ｌ）をインピーダンス調整部９４の容量成分（Ｃ）により相殺させることで、前記経路のインピーダンスをｊ（−１／ωＣ１＋ωＬ−１／ωＣ）として、前記異常な経路のインピーダンスよりも小さくしている。このためインピーダンス調整部９４は容量成分を含むものであり、その形態としては例えば容量可変コンデンサを用いる構成、固定容量のコンデンサと容量可変コンデンサとを組み合わせる構成、固定容量コンデンサを用いる構成、容量可変コンデンサとインダクタとを組み合わせる構成、インダクタンスを可変できるインダクタと固定容量コンデンサを用いる構成等種々の構成を採用することができる。固定容量コンデンサのみを用いた場合でも容量の異なるコンデンサと交換することによりインピーダンス値を調整できる。

このように構成することにより、プラズマの発生により高周波電流は既述のような正常な経路を流れるが、このとき当該経路のインピーダンス値がほぼ最小値となるように設定されていて、前記異常な経路のインピーダンス値よりも小さくなっているため、下部電極４と処理容器２の壁部との間でプラズマが立ちにくくなっている。この結果下部電極４と上部電極３との間にプラズマが集中し、基板１０上のプラズマは面内均一性の高いものとなる。

また前記移動側接触部材５ａ，５ｂと固定側接触部７１Ｂ〜７３Ｂ（７１Ａ〜７３Ａ）とが接触したときに、第１の移動側接触部材５ａと第２の移動側接触部材５ｂとが互いに電気的に接続されるようになっているので、プラズマ発生時の高周波電流は、インピーダンス調整が行なわれた状態で、移動側接触部材５ａ→固定側接触部７２Ｂ（７２Ａ）→移動側接触部材５ｂ→固定側接触部７３Ｂ（７３Ａ）→支持部材６３を介して処理容器２へ流れていく。このため処理容器２の天井部の中央部と周縁部との間の電位差を小さくすることができる。なお前記インピーダンス調整部９４を、第２の移動側接触部材５ｂに設けるようにしてもよい。

以上において本発明のプラズマ処理装置は、エッチング処理のみならず、アッシングやＣＶＤ等、他のプラズマ処理を行う処理に適用することができる。また基板としてはＦＰＤ基板の他、半導体ウエハであってもよく、処理容器の形状は円筒形状であってもよい。

本発明の一実施の形態に係るエッチング処理装置を示す断面図である。 前記エッチング処理装置の一部を示す斜視図である。 前記エッチング処理装置を示す平面図である。 前記エッチング処理装置の作用を説明するための断面図である。 前記エッチング処理装置の作用を説明するための断面図である。 前記エッチング処理装置の第２の実施の形態を示す断面図である。 前記エッチング処理装置の作用を説明するための断面図である。 前記エッチング処理装置の第３の実施の形態を示す断面図である。 前記エッチング処理装置の第４の実施の形態を示す断面図である。 前記エッチング処理装置の第４の実施の作用を示す断面図である。 前記エッチング処理装置のさらに他の例を示す断面図である。 前記エッチング処理装置のさらに他の例を示す断面図である。 前記エッチング処理装置のさらに他の例を示す断面図である。 従来のプラズマ処理装置を示す断面図である。 従来のプラズマ処理装置を示す断面図である。

符号の説明

１０ 基板
２ 処理容器
２６ ベローズ体
３ 上部電極
３１ 処理ガス供給部
４ 下部電極
３４、４２ 給電棒
３５、４３ マッチングボックス
３７、４４ 高周波電源部
３６、４５ 同軸ケーブル
５、８２ 移動側接触部材
３８、５１、８１ 昇降棒
５２ 連結部材
５３ 昇降板
５４ 昇降手段
６１〜６３、８６ 支持部材
７１Ａ〜７３Ａ 第１高さ固定側接触部
７１Ｂ〜７３Ｂ 第２高さ固定側接触部

Claims (11)

1. 処理容器の内部に少なくとも一対の平行平板電極と、前記一対の電極間隔を変化させるように駆動することができる少なくとも一つの駆動電極と、を有し、高周波電源から高周波電流を処理容器を介して前記高周波電源のアース側にリターンさせると共に、プラズマにより基板に対して処理を行うプラズマ処理装置において、
   一端が前記駆動電極と電気的に接続された駆動部材、あるいは絶縁された駆動部材と、
   該駆動部材を駆動させる駆動手段と、
   少なくとも１つの処理容器外接触機構と、を備え、
   前記処理容器外接触機構は、
   処理容器の外に突出した該駆動部材の他端と電気的に導通する導電性の移動側接触部材と、
   該移動側接触部材が移動したときに当該移動側接触部材と接触するように設けられ、処理容器外壁と連結された導電性の固定側接触部材とからなり、
   前記移動側接触部材と固定側接触部材とが接触したときに高周波電流のリターン経路を形成することを特徴とするプラズマ処理装置。
2. 前記処理容器外接触機構の移動側接触部材と固定側接触部材の接点は、少なくとも１つ以上の電極間隔に対応する位置を有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。
3. 前記処理容器外接触機構は、前記一対の平行平板電極の電極間隔を決定する移動側接触部材と固定側接触部材の接点の高さ位置を調整可能に構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のプラズマ処理装置。
4. 前記駆動電極は、基板を載置する載置台と対向する電極であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載のプラズマ処理装置。
5. 前記駆動電極は、基板を載置する載置台であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載のプラズマ処理装置。
6. 前記駆動電極は、高周波電源のアース側に処理容器を介して接続されたアノード電極であり、該アノード電極と前記駆動部材は電気的に接続されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一に記載のプラズマ処理装置。
7. 前記駆動電極は、高周波電源のアース側に処理容器を介して接続されたアノード電極であり、前記アノード電極と前記駆動部材は電気的に絶縁され、前記アノード電極からインピーダンス調整部を経由して接続された接点を有する前記処理容器外接触機構を少なくとも一つ含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一に記載のプラズマ処理装置。
8. 前記駆動電極は、高周波電源に整合回路を介して接続されたカソード電極であり、前記カソード電極と前記駆動部材は電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一に記載のプラズマ処理装置。
9. 前記カソード電極と高周波電源との間に整合回路を配置し、この整合回路の筐体に前記処理容器外接触機構の固定側接触部材と移動側接触部材との接点及び前記移動側接触部材を経由した高周波のリターン電流が帰還することを特徴とする請求項８記載のプラズマ処理装置。
10. 処理容器の内部に少なくとも一対の平行平板電極と、前記一対の電極間隔を変化させるように駆動することができる少なくとも一つの駆動電極と、を有し、高周波電源から高周波電流を処理容器を介して高周波電源のアース側にリターンさせると共に、プラズマにより基板に対して処理を行うプラズマ処理方法において、
    一端が前記駆動電極と電気的に接続された駆動部材、あるいは絶縁された駆動部材と、該駆動部材を駆動させる駆動手段とにより前記駆動電極を駆動させ、前記電極間隔を広げた後、基板を前記処理容器の内部に搬入する工程と、
    前記駆動部材の他端と電気的に導通した移動側接触部材が処理容器外壁と連結された固定側接触部材と接触する位置まで前記駆動電極を駆動させ、前記基板にプラズマ処理を施す工程と、
    再度前記駆動電極を駆動させて前記電極間隔を広げた後、基板を処理容器の外部へ搬出する工程と、を含むことを特徴とするプラズマ処理方法。
11. プラズマにより基板に対して処理を行うプラズマ処理装置に用いられ、コンピュータ上で動作するコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
    前記コンピュータプログラムは、請求項１０記載のプラズマ処理方法を実施するようにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。

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