JP6190571B2

JP6190571B2 - プラズマ処理装置

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Publication number: JP6190571B2
Application number: JP2012007158A
Authority: JP
Inventors: 稔大笠原
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2012-01-17
Filing date: 2012-01-17
Publication date: 2017-08-30
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Description

本発明は、プラズマを用いて大型の基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置に関する。

ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）の製造工程において、ＦＰＤ用のガラス基板に対してプラズマエッチング、プラズマアッシング、プラズマ成膜等の種々のプラズマ処理が施される。これらのプラズマ処理を行う装置として、高密度のプラズマを発生させて該プラズマによってガラス基板に所望のプラズマ処理を施す誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）処理装置が知られている。

通常、誘導結合プラズマ処理装置は、内部が気密に保持されてガラス基板が配置される処理室と、該処理室の外部に配置されたコイル状の高周波アンテナとを備えている。処理室は、天井部分を兼ねる誘電体からなる誘電体窓を有し、高周波アンテナは誘電体窓の上方に配置されている。誘導結合プラズマ処理装置では、高周波アンテナに高周波電力を印加することによって、誘電体窓を介して処理室内に誘導電界を形成し、該誘導電界によって、処理室内に導入された処理ガスを励起してプラズマを生成し、該プラズマを用いて、ガラス基板に対して所望のプラズマ処理を施す。

ここで、誘電体窓の下面が処理室に露出していると、該誘電体窓の下面がプラズマに晒されて損傷する。例えば、陽イオンによるスパッタリングによって削られる。誘電体窓は、容易に着脱することができないため、損傷しても容易に交換し、若しくはクリーニングすることができない。これに対応して、誘電体窓の下面を容易に着脱可能な誘電体からなる誘電体カバーで覆うことが行われている（例えば、特許文献１参照。）。これにより、誘電体窓の下面を保護することができ、誘電体窓が損傷するのを防止することができる。

ところで、近年、ＦＰＤ用のガラス基板は大型化し、これに対応して処理室も大型化しているため、該処理室の天井部材である誘電体窓も大型化し、該誘電体窓を覆う誘電体カバーも大型化している。誘電体カバーが大型化すると、該誘電体カバーを一枚の部材で構成するのが困難となるため、例えば、第４世代以降のＦＰＤ用のガラス基板を処理する誘導結合プラズマ処理装置では、図１１に示すように、誘電体カバー１００が複数の分割素片１０１を組み合わせることによって構成されている。また、各分割素片１０１は、処理室の天井部に配されたアルミニウムからなる梁に固定される誘電体カバー固定具１０２ａ，１０２ｂによって下面を支持される（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００１−２８２９９号公報特開２０１０−２５１７０８号公報

しかしながら、各分割素片１０１はプラズマから熱を受けて熱膨張し、例えば、隣接する各分割素片１０１の境目が口開くことがあるが、上述した誘電体カバー固定具１０２ａ，１０２ｂは隣接する各分割素片１０１の境目を全て覆わないため、当該境目が口開いたときに誘電体窓や梁がプラズマに晒されて損傷するという問題がある。

また、２つの分割素片１０１の境目には反応生成物が進入して堆積しており、各分割素片１０１の境目が口開くと反応生成物が剥離してパーティクルとなって処理室内を浮遊し、デポとしてガラス基板に付着するという問題がある。

本発明の目的は、誘電体カバーに覆われた他の構成部材が損傷するのを防止するとともに、デポが基板に付着するのを防止することができるプラズマ処理装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載のプラズマ処理装置は、プラズマが発生する処理空間をなす処理室と、該処理室内において前記プラズマに晒される基板と対向して配置される誘電体カバーとを備えるプラズマ処理装置において、前記誘電体カバーは複数の分割素片が組み合わされて構成され、隣接する２つの前記分割素片の境目はカバープレートによって覆われ、各前記分割素片は前記カバープレートによって下方から支持され、前記隣接する２つの分割素片の境目には第１の所定の幅の隙間が設けられ、前記カバープレートは、隣接する２つの前記分割素片の全境目の９０％以上を覆い、各前記分割素片は正方形、若しくは矩形の誘電体部材からなり、該誘電体部材の一辺は少なくとも５００ｍｍ以上であり、前記カバープレートを支持するカバープレート支持具が、前記カバープレートとは別に設けられ、処理ガスを供給するガス供給部がさらに設けられ、前記カバープレートは、前記ガス供給部及び前記処理室の間に介在し、且つ前記ガス供給部及び前記処理室を連通するガス導入穴を有し、前記カバープレート支持具は、前記カバープレートを下方から支持するフランジ及び軸部を有する断面Ｔ字状の部材からなり、前記カバープレート支持具の軸部及び各前記分割素片の間には第２の所定の幅の隙間が設けられ、前記カバープレートは、前記処理ガス供給部に対向する部分において、前記誘電体カバーを下方から支持するフランジ及び軸部を有する断面がＴ字状の部材からなり、前記カバープレートの軸部及び各前記分割素片の間には第３の所定の幅の隙間が設けられ、前記第１の所定の幅は、各前記分割素片が熱膨張しても前記隣接する２つの分割素片が当接することがない程度の大きさであり、前記第２の所定の幅は、各前記分割素片が熱膨張しても前記カバープレート支持具の軸部及び各前記分割素片が当接することがない程度の大きさであり、前記第３の所定の幅は、各前記分割素片が熱膨張しても前記カバープレートの軸部及び各前記分割素片が当接することがない程度の大きさであることを特徴とする。

請求項２記載のプラズマ処理装置は、請求項１記載のプラズマ処理装置において、前記誘電体部材の一辺は少なくとも９００ｍｍ以上であることを特徴とする。

請求項３記載のプラズマ処理装置は、請求項１又は２記載のプラズマ処理装置において、前記誘電体カバーに関して前記基板と反対側に配されて高周波電力が印加される高周波アンテナと、前記誘電体カバー及び前記高周波アンテナの間に配される誘電体窓と、前記誘電体窓を支持する梁とをさらに備え、前記カバープレートは前記梁に取り付けられることを特徴とする。

本発明によれば、隣接する２つの分割素片の境目はカバープレートによって覆われるので、各分割素片が熱膨張して隣接する２つの分割素片の境目が口開いても、誘電体カバーに覆われた他の構成部材がプラズマに晒されることがない。これにより、他の構成部材が損傷するのを防止することができる。また、隣接する２つの分割素片の境目に堆積した反応生成物が剥離しても、カバープレートが境目から剥離した反応生成物の飛散を防止するので、反応生成物に起因するデポが基板に付着するのを防止することができる。

また、各分割素片はカバープレートによって支持されるので、各分割素片をボルト等によって固定する必要が無く、各分割素片が熱膨張してもボルト等によって拘束されることがないため、各分割素片に圧縮応力や引っ張り応力が発生するのを防止することができる。

さらに、各分割素片は誘電体窓を支持する支持梁に固定されることなくカバープレートによって支持されるので、支持梁の形状にかかわらずその分割数及び分割形状を決めることができる。

本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置の構成を概略的に示す断面図である。図１における誘電体窓の分割形態を示す底面図である。図１における誘電体カバーを白抜き矢印に沿う方向から眺めた場合を示す図である。図３におけるカバープレートの各部の断面図であり、図４（Ａ）は図３における線Ａ−Ａに沿う断面図であり、図４（Ｂ）は図３における線Ｂ−Ｂに沿う断面図であり、図４（Ｃ）は図３における線Ｃ−Ｃに沿う断面図であり、図４（Ｄ）は図３における線Ｄ−Ｄに沿う断面図である。図４（Ｅ）は図４（Ｃ）におけるカバープレートの変形例を示す断面図である。従来のプラズマ処理装置におけるガス流路とガス導入穴の位置関係を示す図である、図５（Ａ）は分割素片が熱膨張していない場合を示し、図５（Ｂ）は分割素片が熱膨張している場合を示す。図３における各カバープレートを展開した場合を示す図である。図３における各カバープレートの第１の変形例を示す図である。図４（Ｂ）における支持パッドの支持梁への取り付け方法の変形例を示す図である。図３における各カバープレートの第２の変形例を示す図である。図３における各カバープレートの第３の変形例を示す図である。従来のプラズマ処理装置における分割素片及び誘電体カバー固定具の配置形態を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

本実施の形態に係るプラズマ処理装置は、例えば、ＦＰＤ用のガラス基板（以下、単に「基板」という。）Ｓに対してプラズマエッチング、プラズマアッシング、プラズマ成膜等のプラズマ処理を施す。これらのプラズマ処理が施される基板が用いられるＦＰＤとしては、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）ディスプレイ、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等が該当する。

図１は、本実施の形態に係るプラズマ処理装置の構成を概略的に示す断面図である。

図１において、プラズマ処理装置１０は、容器１と、該容器１内に配置されて、容器１内の図中上方の空間をなすアンテナ室２及び同下方の空間をなす処理室３に容器１の内部を区画する誘電体窓４とを備える。プラズマ処理装置１０において、誘電体窓４は、アンテナ室２の底部を構成すると共に、処理室３の天井部分を構成する。処理室３は、気密に保持されて誘導結合プラズマが発生し、該誘導結合プラズマによって基板Ｓに所望のプラズマ処理が施される。

容器１は、上部と底部とこれらを連結する４つの側壁とを有する角筒形状の容器である。なお、容器１の側壁の数は、４つに限られず、例えば、プラズマ処理装置１０の構成や実行されるプラズマ処理の内容に応じて３つ、若しくは５つ以上であってもよい。また、容器１は上部と底部とこれらを連結する筒状部とを有する円筒形状の容器であってもよい。容器１の材料としては、アルミニウムやアルミニウム合金等の導電体が用いられ、容器１は接地される。容器１の材料としてアルミニウムを用いた場合には、容器１の内壁面から異常放電が発生しないように、容器１の内壁面にはアルマイト処理が施されていてもよい。

誘電体窓４は、容器１の上部や底部と平行に配置された誘電体の板状部材からなり、複数の分割部材、例えば８つの分割誘電部材５に分割される（図２参照）。誘電体窓４の厚さは、例えば４０ｍｍであり、誘電体窓４を構成する誘電体としては、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３等のセラミックスや石英が用いられる。なお、誘電体窓４の分割形態は、図２に示すような８分割に限られず、プラズマ処理が施される基板の大きさやプラズマ処理の内容に応じて分割数及び分割形状を決めることができ、また、誘電体窓４は分割されていなくてもよい。

プラズマ処理装置１０は、さらに、誘電体窓４を支持する支持部材として支持梁６を備える。支持梁６は、例えば、アルミニウムからなる平面視井桁状の部材であり、各分割誘電部材５を下方から支持する。支持梁６は容器１の天井部分から図中下方へ延出する円筒形状のサスペンダ７によって釣支され、例えば、容器１の内部における上下方向の略中央の位置において水平状態を維持するように配置される。

支持梁６の上下方向に関する位置については、後述のアンテナ８の構造や処理室内の構造によっては略中央に限られず、中央より上、若しくは中央より下であってもよい。また、サスペンダ７の形状及び配置形態は、該サスペンダ７が釣支する支持梁６の形状や大きさによって適宜決定される。支持梁６の材料としては、導電体、例えば、アルミニウム等の金属材料が用いられ、支持梁６の材料としてアルミニウムを用いた場合には、表面から汚染物が発生しないように、支持梁６の内外の表面にはアルマイト処理が施される。なお、後述するように、支持梁６の一部には処理ガスを流すためのガス流路１６が形成される。

プラズマ処理装置１０は、さらに、アンテナ室２の内部に配置された高周波アンテナ（以下、単に「アンテナ」という。）８を備える。アンテナ８は、例えば、その外郭が略正方形、若しくは略矩形の平面角形渦巻き形状をなし、誘電体窓４の上面に配置される。容器１の外部には整合器９及び高周波電源１１が設置され、アンテナ８の一端は、整合器９を介して高周波電源１１に接続される。アンテナ８の他端は、容器１の内壁に接続され、容器１を介して接地される。

プラズマ処理装置１０は、更に、誘電体窓４の下面を覆う「カバー」としての誘電体カバー１２を備える。誘電体カバー１２は、正方形形状、若しくは矩形形状の板状部材からなり、該板状部材は誘電体材料によって形成される。

誘電体カバー１２の形状は正確に正方形、若しくは矩形であることが望ましいが、プラズマ処理装置１０等の構造上の制約、例えば構造物との干渉を解消するために構造物を回避する場合には部分的に外形に凹凸が生じるため、本実施の形態では略正方形、若しくは略矩形となる。しかしながら、略正方形、若しくは略矩形であっても、本発明が奏する効果には影響がないため、これらの形状を含めて本実施の形態では正方形、若しくは矩形と称する。後述の分割素片１３や分割誘電部材５についても同様である。なお、誘電体カバー１２の材料としては、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３等のセラミックスや石英が用いられる。

本実施の形態において、誘電体カバー１２は、誘電体窓４とは異なり、９つの分割素片１３に分割される。具体的には、図３に示すように、誘電体カバー１２は、３×３に配列された９つの分割素片１３が組み合わされて構成される。

本発明の効果を最低限奏するためには分割素片１３の大きさに制約は無いが、分割素片１３が大きいほど熱膨張による隣接する各分割素片１３の境目の口開き量が大きくなり、上述した問題点が顕著になるため、本発明が奏する効果、例えば、他の構成部材の損傷防止効果やパーティクル飛散防止効果も顕著になり、分割素片１３の一辺の長さが少なくとも５００ｍｍ以上、好ましくは８００ｍｍ乃至は９００ｍｍ以上になるとより大きな効果を奏することができる。本実施の形態において分割素片１３の形状は正方形、若しくは矩形であるが、分割素片１３の形状はこれらに限定されることなく、必要に応じて、三角形や五角形等であってもよく、また、異なる形状の組合せからなってもよい。

図１に戻り、プラズマ処理装置１０は、容器１の外部に配されたガス供給装置１４を備える。ガス供給装置１４は、一部のサスペンダ７の内部に形成された中空部としてのガス導入路１５を介して支持梁６のガス流路１６に接続される。ガス供給装置１４は、プラズマ処理に用いられる処理ガスを供給し、基板Ｓにプラズマ処理が施される際、処理ガスが、ガス導入路１５、支持梁６内のガス流路１６及び後述するカバープレート１７に形成されたガス導入穴１８を介して処理室３内に供給される。処理ガスとしては、例えば、ＣＦ_４ガス、Ｃ_２Ｆ_６ガス、ＳＦ_６ガスが用いられる。

さらに、プラズマ処理装置１０は、処理室３内において誘電体窓４と対向し、処理室３の底面に電気的絶縁体２１を介して配置されるステージとしてのサセプタ１９と、サセプタ１９を収容する筐体状の絶縁体枠２０と、容器１の側壁において処理室３内に面するように配置されて基板Ｓの処理室３内への搬入及び処理室３からの搬出の際に通過する開口の密閉及び開放に用いられるゲートバルブ４０とを備える。

サセプタ１９の上面は絶縁体枠２０に覆われず、基板Ｓを載置し、吸着固定するための載置面２２を構成する静電チャック（図示せず）が形成される。該載置面２２は、誘電体カバー１２に対向する。サセプタ１９の材料としては、例えば、アルミニウム等の導電体が用いられ、静電チャックは静電気力を発生する静電電極となる導電体層と該導電体層を挟むように上部及び下部にそれぞれ形成された誘電体層とから構成される。

また、容器１の外部には、整合器２３と、高周波電源２４とが設置される。サセプタ１９は、処理室３の底面の穴（図示しない）に挿通された通電棒２３ａを介して整合器２３に接続され、さらに、該整合器２３を介して高周波電源２４に接続される。基板Ｓに対してプラズマ処理が施される際、サセプタ１９には高周波電源２４からバイアス用の高周波電力（例えば、３８０ｋＨｚの高周波電力）が供給され、プラズマ中のイオンが載置面２２に載置された基板Ｓに効果的に引き込まれる。

さらに、容器１の外部には排気装置２５が設置される。排気装置２５は、容器１の底部に接続された排気管２６を介して、処理室３に接続される。基板Ｓに対してプラズマ処理が施される際には、排気装置２５は、処理室３内の空気を排気し、処理室３内を真空雰囲気に維持する。

プラズマ処理装置１０において、基板Ｓに対してプラズマ処理が施される際、アンテナ８には高周波電源１１から誘導電界形成用の高周波電力（例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電力）が供給される。これにより、アンテナ８が処理室３内に誘導電界を形成する。この誘導電界は処理ガスを励起してプラズマを生じさせる。

図３は、図１における誘電体カバーを白抜き矢印に沿う方向から眺めた場合を示す図である。

図３において、上述したように、各分割素片１３は３×３に配列され、隣接する２つの分割素片１３の境目には所定の幅、例えば、室温において２〜３ｍｍの幅の隙間２７が設けられる。さらに、誘電体カバー１２の基板Ｓ側の面（以下、「下面」という。）には、各隙間２７を覆うように長尺の矩形状部材である複数のカバープレート１７が、各隙間２７に対応するように配置されている。カバープレート１７の長さは少なくとも５００ｍｍ以上、好ましくは８００ｍｍ以上、より好ましくは９００ｍｍ以上に設定されるとともに、幅は隙間２７の幅よりも大きく設定され、カバープレート１７における隙間２７と対向しない部分が、隙間２７を挟んで隣接する２つの分割素片１３の縁を下方から支持する。すなわち、各カバープレート１７が各分割素片１３を支持する。

また、カバープレート１７の各々は２つの支持パッド２８（カバープレート支持具）によって支持梁６に取り付けられ、支持梁６のガス流路１６や後述するガス供給部２９のガス流路３０に対応する箇所に設けられた複数のガス導入穴１８を有する。

図４（Ａ）乃至図４（Ｄ）は、図３におけるカバープレートの各部の断面図であり、図４（Ａ）は図３における線Ａ−Ａに沿う断面図であり、図４（Ｂ）は図３における線Ｂ−Ｂに沿う断面図であり、図４（Ｃ）は図３における線Ｃ−Ｃに沿う断面図であり、図４（Ｄ）は図３における線Ｄ−Ｄに沿う断面図である。

図４（Ａ）に示すように、カバープレート１７は隙間２７を覆うとともに、隣接する２つの分割素片１３の縁を下方から支持する。

図４（Ｂ）に示すように、支持パッド２８はフランジ２８ａ及び軸部２８ｂを有する断面Ｔ字状の蓋部材であり、フランジ２８ａによってカバープレート１７を支持し、中空部３１を有する軸部２８ｂの内側面に形成された雌ネジ部（図示しない）と、支持梁６の下面に螺合するボルト３２の頭部３３の側面に形成された雄ネジ部（図示しない）との螺合によってカバープレート１７は支持梁６へ取り付けられる。

また、軸部２８ｂ及び各分割素片１３の間には、所定の幅、例えば、室温において２〜３ｍｍの幅の隙間３５が設けられる。これにより、各分割素片１３が熱膨張しても軸部２８ｂに当接することがなく、もって、各分割素片１３や軸部２８ｂに圧縮応力が発生するのを確実に防止することができる。

図４（Ｃ）に示すように、支持梁６において内部にガス流路１６が形成される箇所では、カバープレート１７に該カバープレート１７を貫通してガス流路１６及び処理室３内を連通する複数のガス導入穴１８が設けられる。また、図４（Ｄ）に示すように、支持梁６が存在しない箇所において分割誘電部材５に挟まれるようにガス供給部２９が設けられ、ガス供給部２９の内部にはガス流路３０が形成されるとともに、ガス供給部２９にはガス導入路１５を有するサスペンダ７から分岐したガス供給路３４が接続される。

図４（Ｃ）や図４（Ｄ）において、カバープレート１７は、フランジ１７ａ及び軸部１７ｂを有する断面がＴ字状の部材からなり、フランジ１７ａが各分割素片１３の縁を下方から支持し、軸部１７ｂが２つの分割素片１３の間を貫通して支持梁６やガス供給部２９に到達する。各ガス導入穴１８は軸部１７ｂを貫通するので、ガス流路３０及び処理室３内を連通させる。

また、軸部１７ｂ及び各分割素片１３の間には、所定の幅、例えば、室温において２〜３ｍｍの幅の隙間３６が設けられる。これにより、各分割素片１３が熱膨張しても軸部１７ｂに当接することがなく、もって、各分割素片１３や軸部１７ｂに圧縮応力が発生するのを確実に防止することができる。

なお、カバープレート１７の断面形状はＴ字状に限られず、例えば、図４（Ｅ）に示すように、上面が平坦な一の字状であってもよい。この場合、支持梁６は下方に突出してカバープレート１７の上面と接触する。

ところで、図１１に示されるような従来のプラズマ処理装置では、カバープレート１７が存在しないため、支持梁やガス供給部のガス流路を誘電体カバーの分割素片で覆う必要があり、図５（Ａ）に示すように、分割素片１０１にガス導入穴１０３が設けられ、該ガス導入穴１０３がガス流路１０４及び処理室内を連通させていた。

しかしながら、分割素片１０１は一辺の長さが少なくとも５００ｍｍの正方形状、若しくは矩形状の板状部材であるため、分割素片１０１がプラズマから熱を受けて熱膨張した場合、全周方向に亘って大きく伸びる。通常、ガス導入穴１０３は分割素片１０１の周縁部に設けられるため、ガス導入穴１０３の位置が大きくずれ、図５（Ｂ）に示すように、一部のガス導入穴１０３がガス流路１０４と対向せず、結果として、ガス流路１０４及び処理室内の連通が阻害されることがある。また、ガス導入穴１０３の直径はせいぜいφ０．５〜１ｍｍであるため、セラミックス等からなる分割素片１０１にガス導入穴１０３を開削するのは非常に難しく、分割素片１０１において１つでもガス導入穴１０３の加工不良が生じると、当該分割素片１０１が欠陥品となる。そして、分割素片１０１は、上述したように、一辺の長さが少なくとも５００ｍｍであるため、分割素片１０１が欠陥品となると材料節約の観点からは非常に効率が悪い。なお、図１１では誘電体カバー１００が４分割されているが、誘電体カバー１００を例えば、９分割とすることによって分割素片１０１の大きさを多少小さくしたとしても、ガス導入穴１０３の開削の困難性は変わらないため、欠陥品の発生頻度はほぼ変わらず、材料節約に関して大きな改善は期待できない。

一方、本実施の形態に係るプラズマ処理装置１０では、ガス導入穴１８が分割素片１３ではなく、カバープレート１７に設けられる。カバープレート１７の幅は分割素片１０１の一辺の長さよりも大幅に小さく、カバープレート１７が熱膨張してもカバープレート１７は幅方向にさほど伸びず、図４（Ｃ）や図４（Ｄ）に示す断面において、僅かにガス導入穴１８が幅方向に移動するのみである。したがって、プラズマ処理装置１０では、カバープレート１７の固定位置に関わらず、ガス流路１６，３０及び処理室３内の連通が阻害されることがない。また、ガス導入穴１８の加工不良が生じて当該カバープレート１７が欠陥品となっても、カバープレート１７は分割素片１０１に比べて小さいため、材料節約の観点からはさほど問題とならない。

各カバープレート１７の厚さは小さい方が好ましく、例えば、５ｍｍ以下に設定されるのがよい。これにより、カバープレート１７が処理室３内へ突出しないので、カバープレート１７が異常放電の起点となることがない。また、同様の理由により、カバープレート１７の縁はエッジとならないように面取りが施され、若しくはラウンド状に形成される。なお、カバープレート１７の全体をラウンド形状としてもよい。

また、誘電体カバー１２を構成する分割素片１３は、Ａｌ_２Ｏ_３やＺｒＯ_２等のセラミックスや石英等の誘電体、所定の芯材にＹ_２Ｏ_３等の誘電性材料を溶射したもの、若しくは、導電体、例えば、アルミニウムの表面にアルマイト処理が施されたものによって構成される。

本実施の形態に係るプラズマ処理装置１０によれば、隣接する２つの分割素片１３の境目に設けられた隙間２７はカバープレート１７によって覆われるので、各分割素片１３が熱膨張して隙間２７が口開いても、カバープレート１７が隙間２７を覆って誘電体窓４や支持梁６をプラズマに晒すことがない。これにより、誘電体窓４や支持梁６がプラズマによって損傷するのを防止することができる。また、カバープレート１７により覆われているためにそもそも隙間２７にデポの要因となる反応生成物が堆積し難く、さらに、例え、隙間２７に反応生成物が堆積したとしても、カバープレート１７が隙間２７を覆って該隙間２７から剥離した反応生成物の飛散を防止するので、反応生成物に起因するデポが基板Ｓに付着するのを防止することができる。

上述したプラズマ処理装置１０では、隙間２７は所定の幅を有するので、隣接する２つの分割素片１３の各々が熱膨張しても互いに当接することがなく、もって、各分割素片１３に圧縮応力が発生するのを確実に防止することができる。

また、各分割素片１３はカバープレート１７によって支持されるので、各分割素片１３をボルト等によって固定する必要が無く、各分割素片１３が熱膨張してもボルト等によって拘束されることがなく、各分割素片１３に圧縮応力や引っ張り応力が発生するのを防止することができる。

さらに、カバープレート１７を取り付ける支持パッド２８がカバープレート１７とは別に設けられ、支持パッド２８のフランジがカバープレート１７を支持するので、カバープレート１７もボルト等によって固定する必要が無く、カバープレート１７に圧縮応力や引っ張り応力が発生するのを防止することができる。

以上、本発明について、上記実施の形態を用いて説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。

例えば、カバープレート１７の各々は、図６に示すように、長尺の矩形状部材からなるが、カバープレートの形態はこれに限られず、各カバープレート１７が互いに接合された１つの井桁状部材で構成されてもよく、若しくは、図７に示すように、カバープレートの各々が略十字状の部材３７からなり、各部材３７が組み合わされて用いられてもよい。

支持パッド２８は、支持梁６の下面に螺合するボルト３２の頭部３３と嵌合することによって支持梁６へ取り付けられたが、支持パッド２８の支持梁６への取り付け方法はこれに限られず、例えば、図８に示すように、支持梁６の上方から座ぐり加工によって支持梁６内にボルト座面３９を設け、ボルト３８によって支持梁６及び支持パッド２８を共締めすることにより、支持パッド２８を支持梁６へ取り付けてもよい。

また、上述の実施の形態では、各分割素片１３が正方形、若しくは矩形の場合について説明したが、各分割素片１３間の隙間２７の位置が支持梁６の位置に制約されないため、各分割素片１３の形状は三角形や五角形、若しくはそれ以上の多角形、さらには各分割素片の設置環境に応じた不規則な形状であってもよい。

また、上述の実施の形態では、各カバープレート１７が全ての隙間２７を覆ったが、加工精度や構造上の理由等によって全ての隙間２７を完全に覆うことが難しければ、実質的に覆わなくても支障が生じない部分、例えば、図９に示すように、容器１の側壁近傍において隙間２７が一部露出していてもよい。容器１の側壁近傍における隙間２７の一部は、サセプタ１９の存在しない容器１の底部のみと対向するため、当該隙間２７の一部から反応生成物が飛散して重力によって落下する場合は、当該反応生成物が容器１の底部に落下するのみであり、サセプタ１９の載置面２２に載置された基板Ｓに到達しない。また、上記隙間２７の一部からサセプタ１９の載置面２２までは離れているため、飛散した反応生成物がガスによって運ばれる場合であっても、基板Ｓへ到達しにくい。さらに、各カバープレート１７が少なくとも全ての隙間２７の９０％以上を覆えば、隙間２７からの反応生成物の飛散量を低減することができ、反応生成物に起因するデポが基板に殆ど付着しない。したがって、各カバープレート１７は少なくとも全ての隙間２７の９０％以上を覆うのが好ましい。

上述した特許文献２では、梁に固定された誘電体カバー固定具１０２ａ，１０２ｂが各分割素片１０１の境目に配置されることによって各分割素片１０１を支持するため、各分割素片１０１の境目の位置は梁の配置箇所と一致させる必要があるが、上述したプラズマ処理装置１０では、支持梁６に取り付けられた支持パッド２８は分割素片１３を直接支持することなく、カバープレート１７を介して分割素片１３を支持しており、カバープレート１７のみが各分割素片１３の間の境目に配置されていればよいので、必ずしも各分割素片１３の境目の位置が支持梁６の配置箇所と一致する必要はない。

上述した実施の形態においては、８分割された誘電体窓４と９分割された誘電体カバー１２で構成される場合、誘電体窓４と誘電体カバー１２の分割数が異なる場合について説明したが、例えば、誘電体窓４と誘電体カバー１２の分割数をともに同じ９にしてもよく、この場合、分割素片１３の間の境目と支持梁６とで配置箇所を一致させてもよい。その一方で、例えば、図１０に示すように、各分割素片１３の境目に設けられた隙間２７の位置が支持梁６の配置箇所（図中破線で示す。）からオフセットしていてもよい。この場合、各カバープレート４０に誘電体カバー１２の下面に沿うように本体４１から突出する突出部４２を設け、該突出部４２を支持パッド２８で支持することにより、カバープレート４０の本体４１を支持パッド２８の位置（支持梁６の配置箇所）からオフセットすることができ、もって、カバープレート４０の本体４１で各隙間２７を覆い、且つ各分割素片１３を支持することができる。

また、誘電体カバー１２の分割数及び分割素片１３の形状は上述した実施の形態における分割数や形状に限定されるものではなく、必要に応じて分割数及び分割素片の形状を変更することができるのは言うまでもない。

Ｓ基板
４誘電体窓
６支持梁
８アンテナ
１０プラズマ処理装置
１２誘電体カバー
１３分割素片
１７，４０カバープレート
１８ガス導入穴
２７隙間
２８支持パッド

Claims

プラズマが発生する処理空間をなす処理室と、該処理室内において前記プラズマに晒される基板と対向して配置される誘電体カバーとを備えるプラズマ処理装置において、
前記誘電体カバーは複数の分割素片が組み合わされて構成され、
隣接する２つの前記分割素片の境目はカバープレートによって覆われ、
各前記分割素片は前記カバープレートによって下方から支持され、
前記隣接する２つの分割素片の境目には第１の所定の幅の隙間が設けられ、
前記カバープレートは、隣接する２つの前記分割素片の全境目の９０％以上を覆い、
各前記分割素片は正方形、若しくは矩形の誘電体部材からなり、該誘電体部材の一辺は少なくとも５００ｍｍ以上であり、
前記カバープレートを支持するカバープレート支持具が、前記カバープレートとは別に設けられ、
処理ガスを供給するガス供給部がさらに設けられ、
前記カバープレートは、前記ガス供給部及び前記処理室の間に介在し、且つ前記ガス供給部及び前記処理室を連通するガス導入穴を有し、
前記カバープレート支持具は、前記カバープレートを下方から支持するフランジ及び軸部を有する断面Ｔ字状の部材からなり、
前記カバープレート支持具の軸部及び各前記分割素片の間には第２の所定の幅の隙間が設けられ、
前記カバープレートは、前記処理ガス供給部に対向する部分において、前記誘電体カバーを下方から支持するフランジ及び軸部を有する断面がＴ字状の部材からなり、
前記カバープレートの軸部及び各前記分割素片の間には第３の所定の幅の隙間が設けられ、
前記第１の所定の幅は、各前記分割素片が熱膨張しても前記隣接する２つの分割素片が当接することがない程度の大きさであり、
前記第２の所定の幅は、各前記分割素片が熱膨張しても前記カバープレート支持具の軸部及び各前記分割素片が当接することがない程度の大きさであり、
前記第３の所定の幅は、各前記分割素片が熱膨張しても前記カバープレートの軸部及び各前記分割素片が当接することがない程度の大きさであることを特徴とするプラズマ処理装置。
前記誘電体部材の一辺は少なくとも９００ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１記
載のプラズマ処理装置。
前記誘電体カバーに関して前記基板と反対側に配されて高周波電力が印加される高周波
アンテナと、
前記誘電体カバー及び前記高周波アンテナの間に配される誘電体窓と、
前記誘電体窓を支持する梁とをさらに備え、
前記カバープレートは前記梁に取り付けられ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。