JP5955062B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、プラズマ処理装置に関するものである。
下記特許文献１には、一種のプラズマ処理装置が記載されている。特許文献１に記載されたプラズマ処理装置は、処理容器、ステージ、マイクロ波発生器、アンテナ、誘電体窓、同軸導波管、及びインジェクタベースを備えている。
ステージは、処理容器の内部に収容されている。ステージ上には被処理基体が載置される。アンテナは、ステージの上方に設けられている。アンテナは、マイクロ波発生器に同軸導波管を介して接続されている。このアンテナは、スロットが形成されたスロット板を含んでいる。誘電体窓は、アンテナとステージ上方の処理空間との間に設けられている。
誘電体窓には、インジェクタベースを収容するための空間が形成されており、更に当該空間から処理空間に向けて延びる貫通孔が形成されている。インジェクタベースは、アルミ製の基材にＹ２Ｏ３の膜を形成することによって作成される。このインジェクタベースには、貫通孔が形成されている。
このプラズマ処理装置では、同軸導波管の内側導体の内孔、インジェクタベースの貫通孔、及び、誘電体窓の貫通孔を介して、処理ガスが処理空間内に供給される。
特開２０１０−２１２４３号公報
本願発明者は、特許文献１に記載されたようなプラズマ処理装置において、更にパーティクルの発生を抑制する研究を行っている。この研究において、本願発明者は、フッ素系の処理ガスを用いた場合に、数１０ｎｍ径の少数のパーティクルが発生することがあることを見出している。
したがって、当技術分野においては、より高性能の半導体装置の製造のために、パーティクルの発生を更に低減することが要請されている。
本発明の一側面に係るプラズマ処理装置は、処理容器、ステージ、誘電体部材、マイクロ波を導入する手段、インジェクタ、及び、電界遮蔽部を備えている。処理容器は、その内部に処理空間を画成する。ステージは、処理容器内に設けられている。誘電体部材は、ステージに対面するように設けられている。マイクロ波を導入する手段は、誘電体部材を介して処理空間内にマイクロ波を導入する。インジェクタは、誘電体製であり、一以上の貫通孔を有する。インジェクタは、例えば、バルク誘電体材料から構成される。このインジェクタは、誘電体部材の内部に配置される。インジェクタは、誘電体部材に形成された貫通孔と共に処理空間に処理ガスを供給するための経路を画成する。電界遮蔽部は、インジェクタの周囲を覆う。
上述したような従来のインジェクタベースでは、Ｙ２Ｏ３など基材表面の膜に含まれる材料の還元やフッ化といった化学反応によってパーティクルが発生することがある。一方、本発明の一側面に係るプラズマ処理装置のインジェクタは、誘電体製のインジェクタ（例えば、バルク石英材料から構成される）であるので、化学的に安定している。また、このプラズマ処理装置では、誘電体製のインジェクタの周囲に電界遮蔽部が設けられているので、インジェクタ内部でのプラズマの発生が抑制され得る。したがって、このプラズマ処理装置によれば、パーティクルの発生がより抑制される。
一実施形態においては、インジェクタは誘電体部材に接合されていてもよい。別の実施形態では、インジェクタは誘電体部材と一体形成されていてもよい。インジェクタを誘電体部材に接合するか、又は、誘電体部材と一体成形することによって、インジェクタと誘電体部材の間に間隙が発生することが防止され得る。これにより、インジェクタと誘電体部材の間の間隙から処理ガスが漏れて、プラズマ処理装置内の部材が汚染されることが防止され得る。
一実施形態においては、インジェクタは、第１面と当該第１面に対向し処理空間に面した第２面とを含み、インジェクタの一以上の貫通孔は、第１面と第２面の間に延在しており、電界遮蔽部は、第１面から第２面に向かう方向において、当該第２面よりも処理空間に近い位置まで延在していてもよい。この実施形態によれば、インジェクタ内部における電界強度が更に低減される。その結果、インジェクタ内部におけるプラズマの発生が更に抑制され得る。
一実施形態においては、マイクロ波を導入する手段は、同軸導波管、及び、同軸導波管に結合されたアンテナを含み得る。アンテナは、径方向及び周方向に複数のスロットが形成された金属製のスロット板を含み得る。処理ガスは、同軸導波管の内側導体の内孔の中に配置された配管から供給されてもよい。この形態においては、電界遮蔽部は、当該配管に一体化されていてもよい。
一実施形態においては、インジェクタの一以上の貫通孔の各々は、スリット状の貫通孔であってもよい。貫通孔は、スリット状に形成されることにより、幅の狭い貫通孔となる。したがって、インジェクタの内部、即ち、インジェクタの貫通孔でのプラズマの発生が更に抑制され得る。なお、スリット状の貫通孔とは、当該貫通孔の貫通方向に平行な蛇行面に沿って形成された貫通孔も含み得る。
一実施形態においては、インジェクタの一以上の貫通孔の各々は、処理空間に近いほど幅が狭くなるように形成されていてもよい。一実施形態においては、かかる形状の貫通孔は、レーザ加工によって形成され得る。
一実施形態においては、インジェクタの一以上の貫通孔の最狭部における幅が、０．２ｍｍ以下であってもよい。ここで、最狭部とは、貫通孔の貫通方向において最も狭い幅を提供する当該貫通孔の部位である。この実施形態によれば、スリット状の貫通孔の最狭部の幅がデバイ長よりも狭くなるので、インジェクタ内部におけるプラズマの発生がより効果的に抑制され得る。
以上説明したように、本発明の一側面によれば、パーティクルの発生を低減することが可能なプラズマ処理装置が提供される。
一実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す断面図である。 図１に示すインジェクタ及びその周囲の部分を拡大して示す断面図である。 別の実施形態に係るインジェクタ及びその周囲の部分を拡大して示す断面図である。 別の実施形態に係るインジェクタを示す平面図である。 図４のＶ−Ｖ線に沿ってとった断面図である。 別の実施形態に係るインジェクタを示す平面図である。
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。
図１は、一実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す断面図である。図１に示すプラズマ処理装置１０は、処理容器１２、ステージ１４、誘電体部材１６、アンテナ１８、同軸導波管２０、インジェクタ２２、及び、配管部材２４を備えている。
処理容器１２は、被処理基体Ｗにプラズマ処理を行うための処理空間Ｓを画成している。処理容器１２は、側壁１２ａ、及び、底部１２ｂを含み得る。側壁１２ａは、軸線Ｘ方向に延在する略筒形状を有している。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。側壁１２ａの上端部は開口している。
側壁１２ａの上端部開口は、誘電体窓とも称される誘電体部材１６によって閉じられている。この誘電体部材１６と側壁１２ａの上端部との間にはＯリング２８が介在していてもよい。このＯリング２８により、処理容器１２の密閉がより確実なものとなる。
プラズマ処理装置１０は、更にマイクロ波発生器３０を備え得る。マイクロ波発生器３０は、例えば２．４５ＧＨｚの周波数のマイクロ波を発生する。マイクロ波発生器３０は、チューナー３０ａを有している。マイクロ波発生器３０は、導波管３２及びモード変換器３４を介して、同軸導波管２０の上部に接続されている。
同軸導波管２０は、軸線Ｘに沿って延びている。同軸導波管２０は、外側導体２０ａ及び内側導体２０ｂを含んでいる。外側導体２０ａは、軸線Ｘ方向に延びる筒形状を有している。外側導体２０ａの下端は、冷却ジャケット３６の上部に電気的に接続され得る。内側導体２０ｂは、外側導体２０ａの内側に設けられている。内側導体２０ｂは、軸線Ｘに沿って延びている。内側導体２０ｂの下端は、アンテナ１８のスロット板１８ｂに接続している。
アンテナ１８は、誘電体板１８ａ及びスロット板１８ｂを含んでいる。誘電体板１８ａは、略円板形状を有している。誘電体板１８ａは、例えば、石英又はアルミナから構成され得る。誘電体板１８ａは、スロット板１８ｂと冷却ジャケット３６の下面の間に狭持されている。アンテナ１８は、したがって、誘電体板１８ａ、スロット板１８ｂ、及び、冷却ジャケット３６の下面によって構成され得る。
スロット板１８ｂは、複数のスロットが形成された略円板状の金属板である。一実施形態においては、アンテナ１８は、ラジアルラインスロットアンテナであってもよい。即ち、一実施形態においては、スロット板１８ｂには、複数のスロット対が形成されている。各スロット対は、互いに交差又は直交する方向に延びる二つのスロットを含んでいる。複数のスロット対は、軸線Ｘを中心にして径方向に所定の間隔で配置され、また、周方向に所定の間隔で配置され得る。マイクロ波発生器３０により発生されたマイクロ波は、同軸導波管２０を通って、誘電体板１８ａに伝播され、スロット板１８ｂのスロットから誘電体部材１６に導入される。
誘電体部材１６は、略円板形状を有しており、例えば、石英又はアルミナから構成されている。誘電体部材１６は、ステージ１４と軸線Ｘ方向において対面するように設けられており、また、スロット板１８ｂの直下に設けられている。誘電体部材１６は、アンテナ１８から受けたマイクロ波を透過して処理空間Ｓ内に導入する。これにより、誘電体部材１６の直下に電界が発生し、処理空間Ｓ内にプラズマが発生する。このように、プラズマ処理装置１０によれば、磁場を加えずにマイクロ波を用いてプラズマを発生させることが可能である。
一実施形態においては、誘電体部材１６の下面は、凹部１６ｄを画成し得る。凹部１６ｄは、軸線Ｘ周りに環状に設けられており、テーパ形状を有している。この凹部１６ｄは、導入されたマイクロ波による定在波の発生を促進するために設けられており、マイクロ波によるプラズマを効率的に生成することに寄与し得る。
プラズマ処理装置１０では、内側導体２０ｂは、軸線Ｘに沿って延びる筒形状を有し得る。この内側導体２０ｂの内部には、配管部材２４が挿入され得る。配管部材２４の一端には、ガス供給系４０が接続されている。ガス供給系４０は、マスフローコントローラといった流量制御器４０ａ及び開閉弁４０ｂから構成され得る。一実施形態においては、ガス供給系４０からの処理ガスが配管部材２４を介してインジェクタ２２に供給される。配管部材２４からの処理ガスは、インジェクタ２２、及び、誘電体部材１６に形成された貫通孔１６ａを介して、処理空間Ｓに供給される。
一実施形態においては、プラズマ処理装置１０は、別のガス供給部４２を更に備え得る。ガス供給部４２は、ガス管４２ａを含む。ガス管４２ａは、誘電体部材１６とステージ１４との間において軸線Ｘ周りに、環状に延在している。ガス管４２ａには、軸線Ｘに向かう方向にガスを噴射する複数のガス噴射孔４２ｂが設けられている。このガス供給部４２は、ガス供給系４４に接続されている。
ガス供給系４４は、ガス管４４ａ、開閉弁４４ｂ、及び、マスフローコントローラといった流量制御器４４ｃを含んでいる。ガス供給部４２のガス管４２ａには、流量制御器４４ｃ、開閉弁４４ｂ、及びガス管４４ａを介して、処理ガスが供給される。なお、ガス管４４ａは、処理容器１２の側壁１２ａを貫通している。ガス供給部４２のガス管４２ａは、当該ガス管４４ａを介して、側壁１２ａに支持され得る。
ステージ１４は、アンテナ１８と当該ステージ１４との間に処理空間Ｓを挟むように設けられている。このステージ１４上には、被処理基体Ｗが載置される。一実施形態においては、ステージ１４は、台１４ａ、フォーカスリング１４ｂ、及び、静電チャック１４ｃを含み得る。
台１４ａは、筒状支持部４６に支持されている。筒状支持部４６は、絶縁性の材料で構成されており、底部１２ｂから垂直上方に延びている。また、筒状支持部４６の外周には、導電性の筒状支持部４８が設けられている。筒状支持部４８は、筒状支持部４６の外周に沿って処理容器１２の底部１２ｂから垂直上方に延びている。この筒状支持部４６と側壁１２ａとの間には、環状の排気路５０が形成されている。
排気路５０の上部には、複数の貫通孔が設けられた環状のバッフル板５２が取り付けられている。排気孔１２ｈの下部には排気管５４を介して排気装置５６が接続されている。排気装置５６は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有している。排気装置５６により、処理容器１２内の処理空間Ｓを所望の真空度まで減圧することができる。
台１４ａは、高周波電極を兼ねている。台１４ａには、マッチングユニット６０及び給電棒６２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、被処理基体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の高周波電力を所定のパワーで出力する。マッチングユニット６０は、高周波電源５８側のインピーダンスと、主に電極、プラズマ、処理容器１２といった負荷側のインピーダンスとの間で整合をとるための整合器を収容している。この整合器の中に自己バイアス生成用のブロッキングコンデンサが含まれている。
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、被処理基体Ｗを静電吸着力で保持する。静電チャック１４ｃの径方向外側には、被処理基体Ｗの周囲を環状に囲むフォーカスリング１４ｂが設けられている。静電チャック１４ｃは、電極１４ｄ、絶縁膜１４ｅ、及び、絶縁膜１４ｆを含んでいる。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、高圧の直流電源６４がスイッチ６６および被覆線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、被処理基体Ｗを吸着保持することができる。
台１４ａの内部には、周方向に延びる環状の冷媒室１４ｇが設けられている。この冷媒室１４ｇには、チラーユニット（図示せず）より配管７０，７２を介して所定の温度の冷媒、例えば、冷却水が循環供給される。冷媒の温度によって静電チャック１４ｃの伝熱ガス、例えば、Ｈｅガスがガス供給管７４を介して静電チャック１４ｃの上面と被処理基体Ｗの裏面との間に供給される。
以下、図２を参照して、インジェクタ２２及びその周囲の部分についてより詳細に説明する。図２は、図１に示すインジェクタ及びその周囲の部分を拡大して示す断面図である。
図２に示すように、略円板状の誘電体部材１６には、軸線Ｘに沿って延びる貫通孔１６ａが形成されている。この貫通孔１６ａは、下方に向けてその径が小さくなるテーパ形状を有し得る。誘電体部材１６においては、貫通孔１６ａの上方に空間１６ｓが形成されている。空間１６ｓは、例えば、軸線Ｘ中心に延びる誘電体部材１６の内周面１６ｂ及び底面１６ｃによって画成される。また、誘電体部材１６には、空間１６ｓの下側周縁に連続する環状の溝１６ｇが形成されている。
配管部材２４は、金属製の部材であり、例えば、ステンレス鋼によって構成される。配管部材２４は、第１の部分２４ａ、第２の部分２４ｂ、及び第３の部分２４ｃを含んでいる。第１の部分２４ａは、軸線Ｘに沿って延在する管であり、内側導体２０ｂの内孔の中に挿入されている。
第２の部分２４ｂは、第１の部分２４ａの下方において当該第１の部分２４ａに連続している。第２の部分２４ｂは、第１の部分２４ａの直径より大きい直径を有する。第２の部分２４ｂには、第１の部分２４ａの内孔に連続する孔が設けられている。この第２の部分２４ｂは、スロット板１８ｂを内側導体２０ｂの下端と当該第２の部分２４ｂの間に狭持している。
第３の部分２４ｃは、第２の部分２４ｂの下側周縁に連続して下方に延在しており、環形状を有している。第３の部分２４ｃの下端部分は、上述した溝１６ｇ内に収容されている。
図２に示すように、インジェクタ２２は、誘電体製であり、略円板形状を有している。インジェクタ２２は、バルク誘電体材料から構成され得る。インジェクタ２２を構成する誘電体材料には、例えば、石英、Ｙ２Ｏ３といった材料を用いることができる。
インジェクタ２２は、軸線Ｘに交差する方向に延在する二つの面２２ｂ及び２２ｃを含んでいる。面２２ｃは、面２２ｂと対向しており、処理空間Ｓに面している。インジェクタ２２には、面２２ｃと面２２ｂの間に延在する一以上の貫通孔２２ａが形成されている。このような形状を有するインジェクタ２２は、例えば、バルク誘電体材料に対する機械加工を行なった後に、表面の破砕層をウェットエッチング等により除去することにより、製造され得る。破砕層の除去は、インジェクタ２２をより化学的に安定的なものとし得る。
このインジェクタ２２は、誘電体部材１６の内部の空間１６ｓ内に配置されている。より具体的には、インジェクタ２２は、空間１６ｓを画成する底面１６ｃ上に載置されている。これにより、インジェクタ２２は、当該底面１６ｃ、配管部材２４の第２の部分２４ｂの下面、及び、配管部材２４の第３の部分２４ｃによって画成される部分空間内に配置される。
配管部材２４からの処理ガスは、このインジェクタ２２の貫通孔２２ａを通り、次いで、誘電体部材１６の貫通孔１６ａを通って、処理空間Ｓ内に供給される。即ち、インジェクタ２２は、誘電体部材１６の孔１６ａと共に処理空間Ｓに処理ガスを供給するための経路を構成している。このように、インジェクタ２２の内部には処理ガスが通されるが、インジェクタ２２は、誘電体材料によって構成されているので、当該処理ガスに対して化学的に安定している。したがって、インジェクタ２２からのパーティクルの発生が低減され得る。
プラズマ処理装置１０では、上記の配管部材２４の第３の部分２４ｃがインジェクタ２２の周囲を覆う電界遮蔽部を構成している。この電界遮蔽部により、インジェクタ２２の内部においてプラズマが発生し難くなっている。したがって、インジェクタ２２からのパーティクルの発生が更に抑制され得る。
また、一実施形態においては、インジェクタ２２は誘電体部材１６の底面１６ｃに接合されていてもよい。この接合には、例えば、拡散接合が用いられ得る。この構成は、インジェクタ２２と誘電体部材１６との間における間隙の発生を抑制し得る。これにより、処理空間Ｓ等から処理ガスが間隙を介して空間１６ｓに逆流してプラズマ処理装置１０の部品を汚染する事態を防止することができる。
また、一実施形態では、インジェクタ２２に対する電界遮蔽部である第３の部分２４ｃが、配管部材２４の一部として構成され得る。即ち、電界遮蔽部が、インジェクタ２２への処理ガスの配管と一体化され得る。これにより、電界遮蔽部の組立及び配置といった製造工程が簡易化される。
また、一実施形態においては、第３の部分２４ｃ、即ち電界遮蔽部は、インジェクタ２２の面２２ｃよりも、軸線Ｘ方向において処理空間Ｓに近い位置まで延在し得る。これにより、インジェクタ２２が配置された空間における電界強度が更に低減される。その結果、インジェクタ２２の内部におけるプラズマの発生が更に抑制され、インジェクタ２２からのパーティクルの発生が更に抑制される。
ここで、電界遮蔽部の下端面、即ち、第３の部分２４ｃの下端面２４ｄとインジェクタ２２の面２２ｃとの間の軸線Ｘ方向の距離Ｇと、インジェクタ２２が配置された空間における電界強度との関係のシミュレーション結果について説明する。
このシミュレーションでは、距離Ｇを３．０ｍｍ、２．２ｍｍ、−２．８ｍｍ、−７．３ｍｍに設定した。なお、負の距離Ｇは、電界遮蔽部の下端面（２４ｄ）が、インジェクタ２２の面２２ｃよりも上方に位置することを示している。このシミュレーションによれば、距離Ｇ＝３ｍｍで、電界強度は３６００［Ｖ／ｍ］であり、距離Ｇ＝２．２ｍｍで、電界強度は５３９７［Ｖ／ｍ］であり、距離Ｇ＝−２．８ｍｍで、電界強度は９０１０［Ｖ／ｍ］であり、距離Ｇ＝−７．３ｍｍで、電界強度は１１４２２［Ｖ／ｍ］であった。この結果から、電界遮蔽部の下端面（２４ｄ）を、インジェクタ２２の面２２ｃよりも下方に設けることで、電界強度を小さくして、インジェクタ２２の内部におけるプラズマの発生を効果的に抑制し得ることが確認される。
以下、インジェクタの種々の別の実施形態について説明する。図３は、別の実施形態に係るインジェクタ及びその周囲の部分を拡大して示す断面図である。図３に示す構成では、誘電体部材１６に代わる誘電体部材１６Ａが用いられている。また、インジェクタ２２に代わるインジェクタ２２Ａが用いられている。以下、図２に示した構成と異なる点に関して、図３に示す構成を説明する。
誘電体部材１６Ａには、貫通孔１６ａとは異なり、軸線Ｘ方向に沿って略一定の直径を有する貫通孔１６Ａａが形成されている。また、誘電体部材１６Ａとインジェクタ２２Ａとが、一体形成されている。この構成によれば、インジェクタ２２Ａと誘電体部材１６Ａとの間の間隙の発生がより確実に防止される。
次に図４〜図５を参照する。図４は、別の実施形態に係るインジェクタを示す平面図である。図４には、インジェクタを上方からみた平面図が示されている。図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿ってとった断面図である。図１〜図３に示したプラズマ処理装置のインジェクタの貫通孔は、例えば、貫通孔の貫通方向に直交する平面における形状として円形の形状を有し得る。インジェクタの貫通孔の形状はかかる形状に限定されるものではなく、インジェクタには、図４及び図５に示すように、スリット状の貫通孔２２ａが形成されていてもよい。具体的には、スリット状の貫通孔２２ａは、略長方形又は長円形の平面形状を有し得る。このように貫通孔２２ａをスリット状の貫通孔として形成することにより、貫通孔２２ａは、幅の狭い孔となる。かかるスリット状の貫通孔２２ａにより、貫通孔２２ａにおけるプラズマの発生が更に抑制される。プラズマの発生が抑制されることにより、インジェクタの表面における堆積物の発生が抑制され、また、貫通孔２２ａを画成するインジェクタの壁面の消耗が抑制され得る。
図５に示すように、一実施形態においては、スリット状の貫通孔２２ａは、処理空間Ｓに近いほど幅が狭くなるように形成されていてもよい。即ち、貫通孔２２ａは、面２２ｂから面２２ｃに近づくにつれて幅が狭くなるテーパ形状を有していてもよい。このようなテーパ形状の貫通孔は、例えば、レーザ加工によって形成され得る。
一実施形態においては、スリット状の貫通孔２２ａの最狭部における幅が、０．２ｍｍ以下であってもよい。ここで、最狭部とは、貫通孔２２ａの貫通方向、即ち軸線Ｘ方向において最も狭い幅を提供する貫通孔２２ａの部位である。この実施形態によれば、スリット状の貫通孔２２ａの最狭部の幅がデバイ長λＤよりも狭くなる。このデバイ長λＤは、下記の式（１）によって定義される。
Figure 0005955062
式（１）においてＴｅは電子温度であり、ｎ０は電子密度である。このように定義されるデバイ長よりも狭い幅の空間では、プラズマは発生しない。ここで、プラズマ処理装置１０の使用時において想定される電子温度は少なくとも４ｅＶであり、電子密度は高くとも５×１０１０ｃｍ−３である。したがって、プラズマ処理装置１０において想定されるデバイ長は少なくとも０．２ｍｍ以上となる。したがって、スリット状の貫通孔２２ａの最狭部の幅を０．２ｍｍ以下とすることで、貫通孔２２ａにおけるプラズマの発生をより効果的に抑制することができる。
以下、図４及び図５に示したインジェクタを有するプラズマ処理装置１０について行った実験結果について説明する。この実験では、インジェクタの厚み、即ち、面２２ｂと面２２ｃとの間の距離を４ｍｍとし、スリット状の貫通孔２２ａの面２２ｂ側の幅Ｗ１を０．２５ｍｍとし、スリット状の貫通孔２２ａの面２２ｃ側の幅Ｗ２を０．１ｍｍとした。その他の条件は以下の通りとした。
マイクロ波の電力 ２０００Ｗ
マイクロ波の周波数 ２．４５ＧＨｚ
ＲＦバイアスの電力 １２０Ｗ
ＲＦバイアスの周波数 １３．５６ＭＨｚ
処理ガス １０００ｓｃｃｍのＡｒガス、５ｓｃｃｍのＣＨ２Ｆ２ガス、及び、２ｓｃｃｍのＯ２ガスを含む処理ガスの混合ガス
流量比（インジェクタからの流量：ガス供給部４２からの流量） ３０：７０
処理容器内圧力：２０ｍＴｏｒｒ（２．６６６Ｐａ）
この実験の結果、貫通孔２２ａにおけるプラズマに基づく発光は観察することができないレベルであり、面２２ｂにおいては炭素を含有する堆積物は観察されなかった。したがって、インジェクタ内部におけるプラズマの発生が抑制されること、また、インジェクタの表面における堆積物の発生が抑制されることが確認された。したがって、貫通孔２２ａを画成するインジェクタの内壁の消耗が抑制され、また、パーティクルの発生が抑制されることが確認された。
次に図６を参照する。図６は、別の実施形態に係るインジェクタを示す平面図である。図４に示した貫通孔２２ａの各々は、一方向に延びたスリット状の貫通孔であった。別の実施形態においては、スリット状の貫通孔２２ａは、図６に示すように、貫通方向（即ち、軸線Ｘ）に平行な蛇行面に沿って形成された貫通孔であってもよい。図６に示す実施形態によっても、幅の狭い貫通孔が提供され、貫通孔２２ａ内におけるプラズマの発生が抑制され得る。
以上、種々の実施形態について説明したが、本発明の思想は、種々の変形態様を構成し得る。例えば、上述したプラズマ処理装置１０は、プラズマ源としてラジアルラインスロットアンテナから供給されるマイクロ波を用いるプラズマ処理装置であるが、他のタイプのプラズマ処理装置にも本発明の思想を適用し得る。例えば、ＳＷＰ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｗａｖｅ Ｐｌａｓｍａ、表面波プラズマ）型のプラズマ処理装置における誘電体窓内に上述したインジェクタ及び電界遮蔽部が用いられてもよい。また、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ、電子サイクロトン共鳴）型のプラズマ処理装置における誘電体窓内に上述したインジェクタ及び電界遮蔽部が用いられてもよい。かかるＥＣＲ型のプラズマ処理装置には、例えば、国際公開第９９／４９７０５号に記載されたＥＣＲ型のプラズマ処理装置を基本構成として採用し得る。
１０…プラズマ処理装置、１２…処理容器、１４…ステージ、１６…誘電体部材、１８アンテナ、２０…同軸導波管、２２…インジェクタ、２２ｂ…インジェクタの孔、２２ｂ…インジェクタの第１面、２２ｃ…インジェクタの第２面、２４…配管部材、２４ｃ…第３の部分（電界遮蔽部）、２４ｄ…下端面、３０…マイクロ波発生器、３２…導波管、３４…モード変換器、３６…冷却ジャケット、４０…ガス供給系、４２…ガス供給部、４４…ガス供給系、Ｓ…処理空間、Ｗ…被処理基体。

Claims (11)

  1. 処理空間を画成する処理容器と、
    前記処理容器内に設けられたステージと、
    前記ステージに対面するように設けられた誘電体部材と、
    前記誘電体部材を介して前記処理空間内にマイクロ波を導入する手段であり、複数のスロットが形成された金属製のスロット板を有するアンテナを含み、該スロット板が前記誘電体部材の直上に設けられた、該手段と、
    一以上の貫通孔を有する誘電体製のインジェクタであり、前記誘電体部材の内部に配置され、前記誘電体部材に形成された貫通孔と共に前記処理空間に処理ガスを供給するための経路を画成する該インジェクタと、
    前記インジェクタの周囲を覆う電界遮蔽部と、
    を備えるプラズマ処理装置。
  2. 前記インジェクタは、バルク誘電体材料から構成されている、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  3. 前記インジェクタは、前記誘電体部材に接合されている、請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
  4. 前記インジェクタは、前記誘電体部材と一体形成されている、請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
  5. 前記インジェクタは、第１面と前記第１面に対向し前記処理空間に面した第２面とを含み、
    前記インジェクタの前記一以上の貫通孔は、前記第１面と前記第２面の間に延在しており、
    前記電界遮蔽部は、前記第１面から前記第２面に向かう方向において、前記第２面よりも前記処理空間に近い位置まで延在している、
    請求項１〜４の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  6. 前記マイクロ波を導入する手段は、前記アンテナに結合された同軸導波管を更に含み、
    前記複数のスロットは、前記スロット板において径方向及び周方向に配置されており、
    前記同軸導波管の内側導体の内孔の中に配置された配管から前記処理ガスが前記インジェクタに供給される、
    請求項１〜５の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  7. 前記電界遮蔽部は、前記配管に一体化されている、請求項６に記載のプラズマ処理装置。
  8. 前記インジェクタは、石英製である、請求項１〜７の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  9. 前記インジェクタの前記一以上の貫通孔の各々は、スリット状の貫通孔である、請求項１〜８の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  10. 前記インジェクタの前記一以上の貫通孔の各々は、前記処理空間に近いほど幅が狭くなるように形成されている、請求項９に記載のプラズマ処理装置。
  11. 前記インジェクタの前記一以上の貫通孔の最狭部における幅が、０．２ｍｍ以下である、請求項９又は１０に記載のプラズマ処理装置。
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