JP6490754B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents
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Description
一方、ガス管は、接地された金属筐体としての金属容器に覆われている。具体的には、静電チャックに樹脂管の一端が接続されている場合には、樹脂管が接地された金属容器に覆われている。また、静電チャックに金属管の一端が接続され、金属管の他端に樹脂管が接続されている場合には、金属管と樹脂管とが接地された金属容器に覆われている。つまり、静電チャックに設けられた貫通孔と、ガス管とが、接地された金属筐体としてのチャンバ及び金属容器に覆われている。
すなわち、第1のガス流路と第2のガス流路との双方が接地された金属筐体に覆われているといえる。
しかしながら、静電チャックベース部に高周波電源を印加することで、リフトピンが挿通される貫通孔において放電が発生するおそれがある。
(1)静電チャック内では、金属から形成された静電チャックベース部を貫通して設けられた第1のガス流路と誘電層を貫通して設けられた第2のガス流路との境界近傍において、ガス流路を流れる励起されたHeイオンが、接地された金属筐体(チャンバ)に向かって加速する放電が発生する。
(2)静電チャック外では、金属から形成された第1のガス流路(静電チャックベース部を貫通して設けられた貫通孔又は金属管)と誘電体から形成された第2のガス流路(樹脂管)との境界近傍において、ガス流路を流れるHeイオンが、接地された金属筐体(チャンバ又は金属容器)に向かって加速する放電が発生する。
本発明者らは、以上の知見に基づき、第1のガス流路と第2のガス流路との境界近傍を閉塞部材を用いて閉塞すれば、Heイオンが閉塞部材に衝突することによりHeイオンの加速を抑え、放電の発生を抑制可能であろうと考えた。本発明は、上記の本発明者らの知見に基づき完成されたものである。
すなわち、前記課題を解決するため、本発明は、接地され、内部にプラズマを発生させるチャンバと、前記チャンバに覆われ、静電チャックベース部と、前記静電チャックベース部の下方に位置する絶縁部とを具備する静電チャックと、前記静電チャックに載置される被処理基板にHeガスを供給するように、前記静電チャックに接続されたガス流路と、前記チャンバの外部に設けられ、前記ガス流路の内断面積の一部を閉塞することで、前記Heガスから励起されたHeイオンが衝突し、該Heイオンの加速を抑える閉塞部材と、を備え、前記ガス流路は、前記静電チャックに接続され、金属から形成された第1のガス流路と、前記第1のガス流路に接続され、誘電体から形成された第2のガス流路と、を具備し、前記閉塞部材は、前記第1のガス流路と前記第2のガス流路との境界近傍に設けられている、ことを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
好ましくは、本発明に係るプラズマ処理装置は、前記Heガスを供給するHe供給手段を更に備え、前記閉塞部材は、前記チャンバと前記He供給手段との間に設けられている。
また、好ましくは、本発明に係るプラズマ処理装置において、前記閉塞部材は、樹脂又はセラミックから形成されている。
また、好ましくは、本発明に係るプラズマ処理装置は、前記ガス流路を覆っており、接地された金属筐体と、前記金属筐体に対する高周波電力を前記静電チャックに印加する高周波電源と、を更に備える。
また、好ましくは、本発明に係るプラズマ処理装置において、前記ガス流路は、継手と、該継手によって一端がそれぞれ接続された一対の管とを有し、前記閉塞部材は、前記一対の管のうち、何れかの管の前記一端に固定されている。
また、好ましくは、本発明に係るプラズマ処理装置において、前記閉塞部材は、前記ガス流路の両端のうち、前記静電チャックに接続された側の一端に固定されている。
また、好ましくは、本発明に係るプラズマ処理装置において、前記閉塞部材は、前記ガス流路の流路軸方向に垂直な前記閉塞部材の断面であって前記閉塞部材の少なくとも1つの該断面において、前記ガス流路の流路軸を中心とする円の内側を閉塞する。
また、好ましくは、本発明に係るプラズマ処理装置において、前記第1のガス流路は、前記静電チャックに電気的に接続した状態で設けられた金属管及び金属製の継手を有し、前記第2のガス流路は、前記金属製の継手を介して、前記金属管に接続された樹脂管を有し、前記閉塞部材は、樹脂から形成されており、前記第1のガス流路と前記第2のガス流路との境界近傍において前記第1のガス流路及び前記第2のガス流路のうち少なくとも何れか一方の内部の一部を閉塞し、前記樹脂管が前記金属製の継手の挿入孔に押し込まれていると共に、前記樹脂管の外縁が前記金属製の継手が有する固定部材に押さえつけられることにより、前記樹脂管は前記金属製の継手に対して固定されており、前記閉塞部材が前記固定部材に対向する部分の当該閉塞部材の外縁の直径は、前記閉塞部材が当該固定部材に対向する部分以外の当該閉塞部材の外縁の直径よりも小さい。
また、本発明は、接地され、内部にプラズマを発生させるチャンバと、前記チャンバに覆われ、静電チャックベース部と、前記静電チャックベース部の下方に位置する絶縁部とを具備する静電チャックと、前記静電チャックに載置される被処理基板にHeガスを供給するように、前記静電チャックに接続され、金属から形成された第1のガス流路と、前記第1のガス流路に接続され、誘電体から形成された第2のガス流路と、を具備するガス流路と、を備えるプラズマ処理装置における前記チャンバの外部に設けられ、前記第1のガス流路と前記第2ガス流路との境界近傍に設けられ、前記ガス流路の内断面積の一部を閉塞することで、前記Heガスから励起されたHeイオンが衝突し、該Heイオンの加速を抑えることを特徴とする閉塞部材としても提供される。
閉塞部材は、樹脂から形成されているため、Heイオンは閉塞部材の内部を通過することができない。閉塞部材は、第1のガス流路と第2のガス流路との境界近傍において第1のガス流路及び第2のガス流路のうち少なくとも何れか一方の内部の一部を閉塞する。このため、第1のガス流路又は第2のガス流路を流れるHeイオンが閉塞部材に衝突することによって、Heイオンの加速を抑えることができる。第1のガス流路又は第2のガス流路の流路軸方向に垂直な閉塞部材の断面であって閉塞部材の少なくとも1つの該断面において、第1のガス流路又は第2のガス流路の流路軸を中心とする円であって、第1のガス流路又は第2のガス流路の内断面積の10%以上の面積を有する該円の内側を閉塞しない場合には、放電が発生するおそれがある。本発明によれば、閉塞部材は、閉塞部材の前記断面において、第1のガス流路又は第2のガス流路の流路軸を中心とする円であって、第1のガス流路又は第2のガス流路の内断面積の10%以上の面積を有する該円の内側を閉塞するため、Heイオンが閉塞部材に衝突し易くなることによりHeイオンの加速を効果的に抑えることができる。その結果、放電の発生を効果的に抑制することができる。
前述のように、閉塞部材が第1のガス流路及び第2のガス流路のうち少なくとも何れか一方の内部の一部を閉塞する。つまり、ガス流路の内部の全体が閉塞部材により閉塞されない。具体的には、ガス流路のいずれの断面においても、その断面の全体ではなく一部しか閉塞部材により閉塞されない。このため、第1のガス流路及び第2のガス流路を介して被処理基板に供給するHeガスの流通が阻害されないように、ガス流路の内部を閉塞することができる。閉塞部材によって閉塞されない部分の寸法を適宜調整することにより、被処理基板に供給するHeガスのコンダクタンスを一定以上にすることができ、被処理基板を所望する温度に冷却することが可能である。
リフトピンはセラミックから形成されているため、Heイオンはリフトピンの内部を通過することができない。リフトピンは静電チャックに設けられた貫通孔に挿通されているため、貫通孔を流れるHeイオンがリフトピンに衝突することによって、Heイオンの加速を抑えることができる。貫通孔の孔軸方向に垂直なリフトピンの断面であってリフトピンの少なくとも1つの該断面において、貫通孔の孔軸を中心とする円であって、貫通孔の断面積の40%以上の面積を有する円の内側を閉塞しない場合には、放電が発生するおそれがある。本発明によれば、リフトピンの前記断面において、貫通孔の孔軸を中心とする円であって、貫通孔の断面積の40%以上の面積を有する円の内側を閉塞するため、Heイオンがリフトピンに衝突し易くなることによりHeイオンの加速を効果的に抑えることができる。その結果、放電の発生を効果的に抑制することができる。
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の第1の実施形態に係るプラズマ処理装置について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係るプラズマ処理装置100を示す概略断面図である。なお、図1は、第1のガス流路3や第2のガス流路4が接続される状態や閉塞部材6が設けられる状態の理解を容易にするため、実際の構成要素の寸法から縮尺を適宜変更して示している。
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の第2の実施形態に係るプラズマ処理装置について説明する。なお、本発明の第1の実施形態と同様の部分についての説明は省略し、主として第1の実施形態と異なる部分について説明する。図4は、本発明の第2の実施形態に係るプラズマ処理装置100Aを示す概略断面図である。図4に示すように、本実施形態に係るプラズマ処理装置100Aでは、閉塞部材6が金属製の継手34と樹脂管42との境界近傍に設けられている。その他の構成については、第1の実施形態に係るプラズマ処理装置100と同様である。なお、図4は、図1と同様に、第1のガス流路3や第2のガス流路4が接続される状態や閉塞部材6が設けられる状態の理解を容易にするため、実際の構成要素の寸法から縮尺を適宜変更して示している。
また、一般的な継手により樹脂管を接続する場合であっても、第1部分61が薄板状に形成されているため、樹脂管に閉塞部材6を適用させることができる。また、既に継手に接続されている樹脂管に、必要に応じて、閉塞部材6を適用させることができる。
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の第3の実施形態に係るプラズマ処理装置について説明する。なお、これまでに述べた第1の実施形態及び第2の実施形態と同様の部分についての説明は省略し、主として異なる部分について説明する。図7は、本発明の第3の実施形態に係るプラズマ処理装置100Bを示す概略断面図である。なお、図7は、第1のガス流路3や第2のガス流路4が接続される状態や閉塞部材6が設けられる状態の理解を容易にするため、実際の構成要素の寸法から縮尺を適宜変更して示している。
C=πd4P/8ηL ・・・(1)
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の第4の実施形態に係るプラズマ処理装置について説明する。なお、これまでに述べた第1の実施形態から第3の実施形態と同様の部分についての説明は省略し、主として異なる部分について説明する。図9は、本発明の第4の実施形態に係るプラズマ処理装置100Cを示す概略断面図である。なお、図9は、貫通孔23やリフトピン6’が設けられる状態の理解を容易にするため、実際の構成要素の寸法から縮尺を適宜変更して示している。
2・・・静電チャック
3・・・第1のガス流路
4・・・第2のガス流路
5・・・高周波電源
6・・・閉塞部材
6’・・・リフトピン
7・・・Heガス管
8・・・He供給手段
21・・・誘電層
22・・・静電チャックベース部
31・・・貫通孔
32・・・金属管
41・・・貫通孔
42・・・樹脂管
Claims (9)
- 接地され、内部にプラズマを発生させるチャンバと、
前記チャンバに覆われ、静電チャックベース部と、前記静電チャックベース部の下方に位置する絶縁部とを具備する静電チャックと、
前記静電チャックに載置される被処理基板にHeガスを供給するように、前記静電チャックに接続されたガス流路と、
前記チャンバの外部に設けられ、前記ガス流路の内断面積の一部を閉塞することで、前記Heガスから励起されたHeイオンが衝突し、該Heイオンの加速を抑える閉塞部材と、を備え、
前記ガス流路は、前記静電チャックに接続され、金属から形成された第1のガス流路と、前記第1のガス流路に接続され、誘電体から形成された第2のガス流路と、を具備し、
前記閉塞部材は、前記第1のガス流路と前記第2のガス流路との境界近傍に設けられている、
ことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 前記Heガスを供給するHe供給手段を更に備え、
前記閉塞部材は、前記チャンバと前記He供給手段との間に設けられている、
ことを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理装置。 - 前記閉塞部材は、樹脂又はセラミックから形成されている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のプラズマ処理装置。 - 前記ガス流路を覆っており、接地された金属筐体と、
前記金属筐体に対する高周波電力を前記静電チャックに印加する高周波電源と、
を更に備えることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のプラズマ処理装置。 - 前記ガス流路は、継手と、該継手によって一端がそれぞれ接続された一対の管とを有し、
前記閉塞部材は、前記一対の管のうち、何れかの管の前記一端に固定されていることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載のプラズマ処理装置。 - 前記閉塞部材は、前記ガス流路の両端のうち、前記静電チャックに接続された側の一端に固定されていることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載のプラズマ処理装置。
- 前記閉塞部材は、前記ガス流路の流路軸方向に垂直な前記閉塞部材の断面であって前記閉塞部材の少なくとも1つの該断面において、前記ガス流路の流路軸を中心とする円の内側を閉塞することを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載のプラズマ処理装置。
- 前記第1のガス流路は、前記静電チャックに電気的に接続した状態で設けられた金属管及び金属製の継手を有し、
前記第2のガス流路は、前記金属製の継手を介して、前記金属管に接続された樹脂管を有し、
前記閉塞部材は、樹脂から形成されており、前記第1のガス流路と前記第2のガス流路との境界近傍において前記第1のガス流路及び前記第2のガス流路のうち少なくとも何れか一方の内部の一部を閉塞し、
前記樹脂管が前記金属製の継手の挿入孔に押し込まれていると共に、前記樹脂管の外縁が前記金属製の継手が有する固定部材に押さえつけられることにより、前記樹脂管は前記金属製の継手に対して固定されており、
前記閉塞部材が前記固定部材に対向する部分の当該閉塞部材の外縁の直径は、前記閉塞部材が当該固定部材に対向する部分以外の当該閉塞部材の外縁の直径よりも小さいことを特徴とする請求項1〜5及び7の何れかに記載のプラズマ処理装置。 - 接地され、内部にプラズマを発生させるチャンバと、
前記チャンバに覆われ、静電チャックベース部と、前記静電チャックベース部の下方に位置する絶縁部とを具備する静電チャックと、
前記静電チャックに載置される被処理基板にHeガスを供給するように、前記静電チャックに接続され、金属から形成された第1のガス流路と、前記第1のガス流路に接続され、誘電体から形成された第2のガス流路と、を具備するガス流路と、
を備えるプラズマ処理装置における前記チャンバの外部に設けられ、
前記第1のガス流路と前記第2ガス流路との境界近傍に設けられ、前記ガス流路の内断面積の一部を閉塞することで、前記Heガスから励起されたHeイオンが衝突し、該Heイオンの加速を抑えることを特徴とする閉塞部材。
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