JP6573164B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板載置部の上面の面内において、部分的にエッチング速度を調節することができるプラズマ処理装置に関する。

プラズマエッチングなどを行うプラズマ処理装置では、一般に、平坦な電極上に基板載置部が設けられ、この基板載置部上に基板が載置され、基板のプラズマ処理が行われる。電極には高周波電力が印加され、プラズマ中のイオンは電極上に発生するバイアス電圧によって電極側に加速される。加速されたイオンは、基板載置部の上面に載置された基板や基板載置部の上面の露出した領域に所定の入射エネルギーで衝突する。そのため、従来のプラズマ処理装置では、基板載置部の上面全体が一様にプラズマ処理される（特許文献１、特許文献２）。

特開昭６０−２０８８３６号公報 特開２００６−２２８７７３号公報

特許文献１や特許文献２に示されるように、基板の周辺には、基板載置部の上面や基板を案内する案内部（ガイド部）が露出している。そのため、基板をプラズマ処理する際には、これらの部材も基板と同じようにプラズマ処理される。また、基板の一部に形成されたデバイス形成領域をエッチングすればよい場合でも、基板のデバイス形成領域以外の領域も同様にプラズマに晒されることになる。一方で、基板以外の領域や、基板のデバイス形成領域以外の領域が、全くエッチングされないと、これらのエッチングされない領域には、堆積物が生成することがある。具体的に説明すると、これらのエッチングされない領域には、プラズマ処理によって基板や処理室の内壁からエッチングされた物質が再付着することにより堆積したり、プラズマ処理によって生成される反応生成物が堆積したりする。これらの堆積物は、異常放電や基板の汚染の原因となるため、このような領域でも、適度にエッチングされることが必要である。

このような観点から、基板載置部の上面において、一部の領域では、イオンの入射エネルギーを高めて、高いエッチング速度でエッチングできる一方、他の領域では、低いエッチング速度でプラズマ処理に伴う堆積物を除去できれば有効である。しかし、従来のプラズマ処理装置では、基板載置部の上面の面内において、部分的にイオンの入射エネルギーを高くしたり、低くしたりすることは困難であった。

本発明の目的は、基板載置部の上面の面内において部分的にエッチング速度を調節することができるプラズマ処理装置を提供することである。

本発明の一局面は、基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって、
前記プラズマ処理装置は、
前記基板をプラズマ処理する処理室と、
前記処理室の内部に配された電極部と、
前記電極部を覆うように配され、かつ前記基板を載置する載置面を有する基板載置部と、
前記電極部に電気的に接続された高周波電源部と、を備え、
前記基板載置部は、前記電極部と電気的に接続された導体プレートと、誘電体プレートと、を備え、
前記導体プレートは、単独で、または、前記電極部と協働して、前記基板の底面に対向するように配された凸面と、前記凸面に隣接する凹面とを形成している、プラズマ処理装置に関する。
本発明の第１局面に係るプラズマ処理装置では、前記凹面が前記誘電体プレートで覆われており、かつ前記凹面と前記誘電体プレートとの間に、空隙を有する。
本発明の第２局面に係るプラズマ処理装置では、前記導体プレートは、複数の前記凸面を形成し、前記基板の上面には、複数のデバイス形成領域が間隔をあけて形成されており、複数の前記凸面は、それぞれ対応する前記デバイス形成領域の下方で、前記基板の底面に対向するように配されている。
本発明の第３局面に係るプラズマ処理装置では、前記導体プレートは、複数の前記凸面を形成し、前記複数の前記凸面の一部の前記電極部からの高さは、他の前記凸面の高さとは異なる。

本発明によれば、プラズマ処理装置の基板載置部の面内において、部分的にエッチング速度を調節することができる。

本発明の第１実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す縦断面図である。 本発明の第３実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す縦断面図である。 本発明の第４実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す縦断面図である。 本発明の第５実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す縦断面図である。 本発明の第６実施形態に係るプラズマ処理装置において、基板を基板載置部に載置した状態を概略的に示す縦断面図である。 本発明の第７実施形態に係るプラズマ処理装置において、基板を基板載置部に載置した状態を概略的に示す上面図である。 図７のVIII−VIII線による概略断面図である。 図７のIX−IX線による概略断面図である。 本発明の第８実施形態に係るプラズマ処理装置において、基板を基板載置部に載置した状態を概略的に示す上面図である。 図１０のXI−XI線による概略断面図である。 図１０のXII−XII線による概略断面図である。 本発明の第９実施形態に係るプラズマ処理装置を模式的に示す斜視図である。 図１３のプラズマ処理装置の基板載置部を模式的に示す上面図である。

本発明に係るプラズマ処理装置は、基板のプラズマ処理を対象とする。プラズマ処理装置は、基板をプラズマ処理する処理室と、処理室の内部に配された電極部と、電極部を覆うように配され、かつ基板を載置する載置面を有する基板載置部と、電極部に電気的に接続された高周波電源部と、を備える。基板載置部は、電極部と電気的に接続された導体プレートと、誘電体プレートと、を備える。導体プレートは、単独で、または、電極部と協働して、基板の底面に対向するように配された凸面と、凸面に隣接する凹面とを形成している。

プラズマ処理を行う際には、基板の上面やその一部といった限られた領域だけを、高いエッチング速度で処理したい場合がある。その他の領域は、プラズマ処理によって基板や処理室の内壁からエッチングされた物質が再付着したり、プラズマ処理によって生成される反応生成物が堆積したりするのを抑制できればよい。そのため、その他の領域では、低いエッチング速度でプラズマ処理を行うことが望ましい。しかし、プラズマ処理装置においては、高周波電力が印加される電極部に向かってイオンが衝突するため、基板載置部の上面の電極部を覆う領域全体が一様にプラズマ処理される。一般に、プラズマ処理によるエッチング速度は、電極に印加される高周波電力、プラズマ処理室内に導入されるプロセスガスの種類および流量、プラズマ処理室内の圧力などに依存する。よって、基板載置部の上面の面内において、部分的にプラズマ処理の程度を調節することは、従来困難であった。

本発明では、電極部と電気的に接続された導体プレートが単独で、または導体プレートと電極部とが協働して、凸面と、この凸面と隣接する凹面を形成する。凸面は、基板の底面に対向するように配される。そのため、凸面の部分では基板載置部の上面と導電性の部材（導体プレート）との距離が近くなり、凹面の部分では基板載置部の上面と導電性の部材（導体プレートまたは電極部）との距離が遠くなる。その結果、電極部に高周波電力を印加した場合に、基板載置部の上面のうち、凹面の上方に位置する領域に生じる局所的なバイアス電圧が、凸面の上方に位置する領域に生じる局所的なバイアス電圧よりも小さくなる。すなわち、基板載置部の上面に入射するイオンのうち、凹面の上方に位置する領域に入射するイオンの入射エネルギーが、凸面の上方に位置する領域に入射するイオンの入射エネルギーよりも小さくなる。これは、基板載置部の上面のうち、凹面の上方に位置する領域におけるエッチング速度が、凸面の上方に位置する領域におけるエッチング速度よりも小さくなることを意味する。

このようにして、基板載置部の上面の面内において、部分的にイオンの入射エネルギー（ひいては、エッチング速度）を調節することができる。凸面が、高いエッチング速度でエッチングしたい領域（つまり、基板や基板のデバイス形成領域）の直下に来るように配置することで、プラズマエッチングを効率よく行うことができる。プラズマにより基板上の汚染物を除去するプラズマクリーニングの用途などでは、このような部分的なエッチング速度の調節が求められており、本発明は、このような用途にも有用である。

ここでデバイス形成領域とは、例えば、後工程において電子部品やＩＣなどが搭載されることになる領域である。デバイス形成領域には、電子部品やＩＣなどの端子と接合されることになる電極パターンが露出している場合もある。この場合、電子部品やＩＣなどの端子を電極パターンと接合するための半田接合工程に先立って、プラズマ処理装置を用いて電極パターンの表面を清浄化する、プラズマクリーニングが行われる。

以下に図面を参照しながら、本発明の実施形態についてより詳細に説明する。しかし、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、これらの実施形態の変形および改変を含むことができる。

本発明においては、エッチング速度を調節したい領域との関係で、上記のような凸面と凹面とを形成可能であれば、他の要素は特に制限されない。以下の第１実施形態および第２実施形態は、導体プレートが電極部と協働して凸面および凹面を形成する場合の例である。第３〜第８実施形態は、導体プレートが単独で凸面および凹面を形成する場合の例である。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す縦断面図である。プラズマ処理装置１は、基板１０をプラズマ処理する処理室２と、処理室２の内部に配された電極部３と、電極部３を覆うように配された基板載置部９と、電極部３に電気的に接続された高周波電源部５とを備える。一対の案内部（ガイド部）８は、基板１０の一対の縁部を挟みこむように配置されている。

処理室２は、排気することで減圧されるとともに、処理室２内にプロセスガスが導入される。そして、高周波電源部５により電極部３に高周波電圧を印加すると、導入されたプロセスガスがプラズマ化される。基板１０は、案内部８に沿って、処理室２内に搬入され、処理室２内でプラズマ処理された後には、処理室２から外に搬送される。

基板載置部９は、基板１０を載置するための載置面４ａを備えている。基板載置部９は、平板状の導体プレート６と、導体プレート６を覆うように配された平板状の誘電体プレート４とを備えている。電極部３上には、３枚の導体プレート６が間隔をあけて平行に並べられている。各導体プレート６上には、誘電体プレート４が１つずつ、互いに間隔をあけずに配置されている。このような配置により、導体プレート６（の上面）は凸面６ａを形成し、電極部３（の上面）は凹面６ｂを形成する。凹面６ｂは、誘電体プレート４で覆われた状態であり、凹面６ｂと誘電体プレート４との間には、空隙７が形成されている。

基板載置部９の上面のうち、基板１０が載置される載置面４ａでは、その直下において導体プレート６が凸面６ａを形成しているため、電極部３に高周波電圧を印加した際に、比較的高いバイアス電圧が発生する。よって、載置面４ａでは、比較的高いイオンの入射エネルギーを得ることができる。一方、載置面４ａ以外の領域４ｂでは、その直下において電極部３の凹面６ｂと誘電体プレート４との間に空隙７が形成されているため、電極部３に高周波電圧を印加した際に、発生するバイアス電圧は比較的低いものとなる。よって、載置面４ａ以外の領域４ｂでは、イオンの入射エネルギーが低くなる。このようにして、基板載置部９の上面の面内において、エッチング速度の異なる領域を形成することができる。

プラズマ処理装置１において、載置面４ａに基板１０を載置してエッチングを行うと、基板１０を高いエッチング速度でプラズマ処理することができる。一方、領域４ｂに配されている案内部８は、緩やかにプラズマ処理されるにとどまる。そのため、案内部８では、プラズマ処理によって基板や処理室の内壁からエッチングされた物質の再付着や、プラズマ処理によって生成される反応生成物の堆積が抑制される。従って、案内部８の少なくとも一部（例えば、緩やかなプラズマ処理を行いたい部分）は、できるだけ導体プレート６の凸面６ａと対向しない位置に設けることが好ましい。

（第２実施形態）
図２は、本発明の第２実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す縦断面図である。図２のプラズマ処理装置１１は、第１実施形態に係るプラズマ処理装置１とは、基板載置部１９の構造が異なるだけでその他の要素は第１実施形態と同じである。

基板載置部１９は、導体プレート６と、導体プレート６を覆うように配された誘電体プレート１４とを備える。導体プレート６（の上面）は凸面６ａを形成し、電極部３（の上面）が凹面６ｂを形成している。誘電体プレート１４の底面（電極部３側の表面）は、凸面６ａおよび凹面６ｂに嵌合する凹凸形状を有している。誘電体プレート１４は、凸面６ａおよび凹面６ｂがそれぞれ、誘電体プレート１４の凹凸の底面に接触するように配される。

基板載置部１９の上面のうち、基板１０が載置される載置面４ａでは、その直下において導体プレート６が凸面６ａを形成している。載置面４ａでは、電極部３に高周波電圧を印加した際に、比較的高いバイアス電圧が発生するため、比較的高いイオンの入射エネルギーを得ることができる。一方、基板載置部１９の上面のうち、載置面４ａ以外の領域４ｂでは、その直下において、電極部３の凹面６ｂは誘電体プレート１４で覆われているため、発生するバイアス電圧は比較的低いものとなる。よって、載置面４ａではイオンの入射エネルギーを比較的高くすることができる一方、それ以外の領域４ｂでは、イオンの入射エネルギーを低くすることができる。

（第３実施形態）
図３は、本発明の第３実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す縦断面図である。図３のプラズマ処理装置２１は、第１実施形態に係るプラズマ処理装置１とは、基板載置部２９の導体プレート１６の構造が異なるだけでその他の要素は第１実施形態と同じである。

基板載置部２９は、導体プレート１６と、導体プレート１６を覆うように配された誘電体プレート４とを備える。導体プレート１６は、凹面１６ｂを有するベース部１６Ｂと、ベース部１６Ｂから突出するとともに、凸面１６ａを有する凸部１６Ａとを備えている。そして、導体プレート１６は単独で、凸面１６ａおよび凹面１６ｂを形成している。凸面１６ａは、誘電体プレート４の底面に接触するように配置されている。凹面１６ｂは、誘電体プレート４で覆われた状態であり、凹面１６ｂと誘電体プレート４との間には、空隙７が形成されている。

基板載置部２９の上面のうち載置面４ａでは、その直下において導体プレート１６が凸面１６ａを形成しているため、電極部３に高周波電圧を印加した際に、比較的高いバイアス電圧が発生する。よって、載置面４ａでは、比較的高いイオンの入射エネルギーを得ることができる。一方、領域４ｂでは、その直下においてベース部１６Ｂの凹面１６ｂと誘電体プレート４との間に空隙７が形成されているため、電極部３に高周波電圧を印加した際に、発生するバイアス電圧は比較的低いものとなる。よって、載置面４ａでは、イオンの入射エネルギーを比較的高くできる一方、領域４ｂでは、載置面４ａに比べてイオンの入射エネルギーを低下させることができる。

（第４実施形態）
図４は、本発明の第４実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す縦断面図である。図４のプラズマ処理装置３１は、第２実施形態に係るプラズマ処理装置１１と、基板載置部３９の導体プレート１６の構造が異なるだけでその他の要素は第２実施形態と同じである。また、導体プレート１６の構造は、第３実施形態におけるものと同じである。

誘電体プレート１４の底面は、導体プレート１６の凸部１６Ａの凸面１６ａおよびベース部１６Ｂの凹面１６ｂに嵌合する凹凸形状を有している。誘電体プレート１４は、凸面１６ａおよび凹面１６ｂがそれぞれ、誘電体プレート１４の凹凸の底面に接触するように配される。

基板載置部３９の上面のうち載置面４ａでは、その直下において導体プレート１６が凸面１６ａを形成しているため、電極部３に高周波電圧を印加した際に、比較的高いバイアス電圧が発生する。よって、載置面４ａでは、比較的高いイオンの入射エネルギーを得ることができる。一方、領域４ｂでは、その直下においてベース部１６Ｂの凹面１６ｂは誘電体プレート１４で覆われているため、電極部３に高周波電圧を印加した際に、発生するバイアス電圧は比較的低いものとなる。よって、載置面４ａでは、イオンの入射エネルギーを比較的高くできる一方、領域４ｂでは、載置面４ａに比べてイオンの入射エネルギーを低下させることができる。

（第５実施形態）
図５は、第５実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す縦断面図である。図５のプラズマ処理装置４１は、第１実施形態に係るプラズマ処理装置１と、基板載置部４９の構造が異なるだけでその他の要素は第１実施形態と同じである。

基板載置部４９は、導体プレート２６と、導体プレート２６の一部を覆うように配された誘電体プレート２４とを備える。導体プレート２６は、凹面２６ｂを有するベース部２６Ｂと、ベース部２６Ｂから突出するとともに、凸面２６ａを有する凸部２６Ａとを備えている。導体プレート２６は単独で凸面２６ａおよび凹面２６ｂを形成している。基板載置部４９は、４つの誘電体プレート２４を備えており、各誘電体プレート２４は、導体プレート２６の凸部２６Ａに隣接する凹部（凹面２６ｂ上に形成される空間）に収容されている。凸面２６ａは、載置面４ａの少なくとも一部を形成しており、凸面２６ａは、基板１０の底面に接するように配されている。誘電体プレート２４は、載置面４ａ以外の領域４ｂの直下に配されている。そのため、他の実施形態と同様に、載置面４ａと領域４ｂとでイオンの入射エネルギーの差が生じる。

基板載置部が複数の凸面を有する場合、第１〜第５実施形態に示すように、複数の凸面の電極部（具体的には電極部の上面）からの高さは、互いに同じであってもよい。また、複数の凸面のうち、少なくとも一部の凸面の高さが、他の凸面の高さとは異なっていてもよい。なお、凸面の高さが同じ場合とは、凸面の高さが実質的に同じ場合を意味し、凸面の高さが全く同じ場合の他、凸面の高さの差が極僅か（例えば、高さの差が、０．１ｍｍ以下）である場合も含むものとする。
複数の凸面間で電極部からの高さが異なる例を第６実施形態として図６に示す。

（第６実施形態）
図６は、第６実施形態に係るプラズマ処理装置において、基板を基板載置部に載置した状態を概略的に示す縦断面図である。第６実施形態は、第４実施形態とは、基板載置部５９の構造（特に、複数の凸面間で電極部からの高さ）が異なるだけでその他の要素は第４実施形態と同じである。

基板載置部５９において、導体プレート３６は、凹面１６ｂを有するベース部３６Ｂと、ベース部３６Ｂから突出し、凸面１６ａを有する凸部３６Ａとを備えている。凸面１６ａと凹面１６ｂは、それぞれ、誘電体プレート３４の凹凸形状の底面に嵌め込まれた状態になっている。導体プレート３６が有する複数の凸面１６ａのうち、一部の凸面１６ａの電極部３からの高さは、Ｈ１であり、残りの凸面１６ａの電極部３からの高さは、Ｈ２であり、互いに異なっている。

図６に示されるように、Ｈ１＜Ｈ２であるため、載置面４ａと、高さがＨ２である凸面１６ａとの距離は近く、これに比べて、載置面４ａと高さがＨ１である凸面１６ａとの距離は遠くなる。よって、高さがＨ２の凸面１６ａ上の載置面４ａでは、高さがＨ１の凸面１６ａ上の載置面４ａよりも、イオンの入射エネルギーが高くなる。また、基板１０以外の領域の直下には凹面１６ｂが位置しており、凹面１６ｂと基板載置部５９の上面（例えば、領域４ｂ）との間には誘電体プレート３４が配されている。そのため、この領域では、載置面４ａに比べてイオンの入射エネルギーが低くなる。このように、凸面１６ａの電極面３からの高さを変更することによって、イオンの入射エネルギーを調節することができる。

また、プラズマ処理では、基板載置部の上面において、中央部分に比べて周縁部分のエッチング速度が低くなる場合がある。このような場合、中央部分の凸部の高さよりも周縁部分の凸部の高さを高くすれば、中央部分と周縁部分とでエッチング速度のばらつきを抑制することもできる。

（第７実施形態）
基板の表面の一部にデバイス形成領域を形成する場合、デバイス形成領域を高いエッチング速度でプラズマ処理を行う一方、他の領域については緩やかなプラズマ処理を行うこともできる。デバイス形成領域が形成された基板をプラズマ処理する場合を第７実施形態として図７〜図９に示す。

図７は、第７実施形態に係るプラズマ処理装置において、基板を基板載置部に載置した状態を概略的に示す上面図である。図８は、図７のVIII−VIII線による概略断面図である。図９は、図７のIX−IX線による概略断面図である。

電極部３上には、基板載置部６９が配されている。基板載置部６９は、電極部３上に配された導体プレート４６と、導体プレート４６を覆うように配された誘電体プレート４４とを備える。導体プレート４６上には、３枚の誘電体プレート４４が互いに間隔をあけずに並べられている。各誘電体プレート４４は、基板２０を載置するための載置面４ａを備えている。載置面４ａの形状は長方形であり、長手方向に平行な一対の縁部には、基板２０の搬送を案内する一対の案内部８が設けられている。基板２０の上面には、複数のデバイス形成領域１２が間隔をあけて形成されている。

導体プレート４６は、凹面４６ｂを有するベース部４６Ｂと、ベース部４６Ｂから突出するとともに、凸面４６ａを有する凸部４６Ａとを備えており、単独で凸面４６ａおよび凹面４６ｂを形成している。導体プレート４６は、複数の凸面４６ａを有している。誘電体プレート４４の底面は、導体プレート４６の凸面４６ａおよび凹面４６ｂに嵌合する凹凸形状を有している。凸面４６ａおよび凹面４６ｂはそれぞれ、誘電体プレート４４の凹凸の底面に接触している。

導体プレート４６の複数の凸面４６ａは、それぞれ対応するデバイス形成領域の下方で、基板の底面に対向するように配されている。そして、デバイス形成領域以外の領域の下方では、凹面４６ｂが基板２０の底面に対向している。基板載置部６９がこのような構造をとることで、デバイス形成領域１２を選択的に高いエッチング速度でプラズマ処理することができる。
なお、第７実施形態では、複数の凸面の電極部からの高さは、互いに同じである。

（第８実施形態）
基板の表面にデバイス形成領域を形成する場合にも、複数の凸部の電極部からの高さを、凸部間で相違させてもよい。凸部の高さを、個々に設定することで、デバイス形成領域におけるイオンの入射エネルギー（ひいてはエッチング速度）を調節することができる。この場合の例を、第８実施形態として図１０〜図１２に示す。

図１０は、第８実施形態に係るプラズマ処理装置において、基板を基板載置部に載置した状態を概略的に示す上面図である。図１１は、図１０のXI−XI線による概略断面図である。図１２は、図１０のXII−XII線による概略断面図である。第８実施形態は、第７実施形態とは、基板載置部７９の構造（特に、複数の凸面間で電極部からの高さ）が異なるだけで、その他の要素は第７実施形態と同じである。

電極部３上には、基板載置部７９が配されており、基板載置部７９の載置面４ａには、第７実施形態と同じ基板２０が載置されている。基板載置部７９において、導体プレート５６は、凹面５６ｂを有するベース部５６Ｂと、ベース部５６Ｂから突出し、凸面５６ａを有する凸部５６Ａとを備えている。凸面５６ａと凹面５６ｂとは、それぞれ、誘電体プレート５４の凹凸形状の底面に嵌め込まれた状態になっている。導体プレート５６が有する複数の凸面５６ａのうち、一部の凸面５６ａの電極部３からの高さは、ｈ１であり、残りの凸面５６ａの電極部３からの高さは、ｈ２であり、互いに異なっている。

図１１に示されるように、ｈ１＜ｈ２であるため、直下に高さｈ２の凸面５６ａを有する載置面４ａのイオンの入射エネルギーは、直下に高さｈ１の凸面５６ａを有する載置面４ａよりも高くなる。また、基板載置部７９の上面の凹面５６ｂの上方に位置する領域では、凸面５６ａの上方に位置する領域よりも、イオンの入射エネルギーを低くすることができる。

（第９実施形態）
図１３は、本発明の第９実施形態に係るプラズマ処理装置を模式的に示す斜視図である。図１４は、図１３のプラズマ処理装置における基板載置部を模式的に示す上面図である。これらの図は、基板の載置状態を説明するための図である。プラズマ処理装置１０１は、基板１０が載置される基板載置部８９や電極部を備えるベース部分１０２と、プラズマ処理を行う処理室を形成するためのカバー１０３とを備える。

基板載置部８９の上面には、３枚の基板１０を載置するため３つの載置面が形成されている。載置面は、基板１０とほぼ同じサイズの長方形である。載置面の長手方向に平行な一対の縁部には、基板１０を搬送するための一対の案内部１０８ａ，１０８ｂが設けられている。また、基板載置部８９の外側には、案内部１０８ａ，１０８ｂからそれぞれ延出された、基板１０を処理室内に搬入または処理室外に搬出する搬送レール１０９ａ，１０９ｂが設けられている。図１３、図１４には図示しないが、基板１０の下方には、例えば、第１実施形態〜第８実施形態で示されるような構造の基板載置部が形成されており、用途に合わせて、基板載置部の上面において、エッチング速度の面内分布を調節することができる。

以下に、プラズマ処理装置の構成要素についてより詳細に説明する。
プラズマ処理装置の処理室には、ガス供給源からプラズマ処理に使用されるプロセスガスが供給される。プロセスガスとしては、プラズマ処理の用途に応じて公知のものから適宜選択できる。
処理室内の圧力は、処理室内の排気を、減圧ポンプなどの減圧機構により調節することで制御される。

電極部に印加される高周波電力は、プラズマ処理の用途に応じて適宜設定される。必要に応じて、処理室の頂部に上部電極を設けて、高周波電力を印加してもよい。このときの電力も適宜設定できる。

本発明では、導体プレートや電極部などの導電性の部材で形成される凸面と凹面との構造により、基板載置部の上面の面内においてエッチング速度を調節できればよく、基板載置部の構造は、上述の実施形態に示した例に限定されない。導体プレートで凸面を形成することで、隣接する凹面の電極部からの高さよりも凸面の高さが高くなる。凹面の上方には、誘電体プレートや空隙など、導体プレートよりも高抵抗な媒体を配置することで、凸面の部分と凹面の部分とで、抵抗に差を生じさせることが重要である。凹面と基板載置部の上面との間に配置する高抵抗な媒体としては、誘電体プレート、空隙などの他、絶縁体などを用いてもよい。これらのうち複数の媒体を組み合わせてもよい。例えば、凹面を誘電体プレートで覆った状態で、凹面と誘電体プレートとの間に空隙を形成してもよく、絶縁体を配置してもよい。

導体プレートが、ベース部と凸部とを有する場合、これらは別々の部材であってもよく、一体化されていてもよい。
誘電体プレートは、必ずしも導体プレートの少なくとも一部を覆うように配置する必要はない。しかし、誘電体プレートは、できるだけ導体プレートの少なくとも一部を覆うように配置することが好ましく、導体プレート全体（上面全体）を覆うように配置してもよい。

導体プレートは、電極部に固定されていてもよいが、取り外し可能であることが好ましい。同じく、誘電体プレートも電極部に固定されていてもよいが、取り外し可能であることが好ましい。導体プレートおよび／または誘電体プレートを取り外し可能にすることで、形状やサイズなどが異なる導体プレートや誘電体プレートを交換して用いることができる。そのため、基板載置部の上面の面内におけるエッチング速度の調節がさらに容易になる。また、形状やサイズの異なる基板、デバイス形成領域の形状、サイズや配置が異なる基板など、多品種の基板のプラズマ処理に適用することが可能になる。多品種の基板をプラズマ処理する場合でも、導体プレートおよび／または誘電体プレートを取り外し可能とすることで、エッチング速度の分布を容易に最適化することができる。また、多品種の基板に対応できるため、品種切り替え時の改造などによる生産停止期間を短くすることが可能となる。比較的安価な、導体プレートや誘電体プレートを交換するだけで多品種の基板に対応できるため、これらのプレートに比べて高価な電極を複数用意する必要性が少なくなり、低コストで多品種基板の生産に対応することが可能となる。

導体プレートおよび誘電体プレートは、それぞれ、一枚のプレートで形成してもよいし、複数のプレートで形成してもよい。
基板載置部において、載置面の個数は特に制限されず、１つであってもよく、複数であってもよい。

案内部は、必ずしも必要ではないが、案内部を設けることで基板の搬送が容易になる。案内部は、固定式であってもよく、可動式であってもよく、これらを併用してもよい。案内部の表面は、基板やデバイス形成面のように高いエッチング速度でプラズマ処理する必要はない。そのため、案内部の少なくとも一部（好ましくは全体）を、凸面と対向しない位置に設けることが好ましい。

導体プレートにおいて、凸面の個数は特に制限されず、基板やデバイス形成領域の形状やプラズマ処理の用途などに応じて適宜設定することができる。凸面のサイズ、高さ、形状などについても、用途に応じて適宜設定すればよい。複数の凸面間の間隔についても適宜設定できる。

本発明によれば、プラズマ処理装置の基板載置部の上面におけるイオンの入射エネルギー（ひいてはエッチング速度）の面内分布を調節することができる。よって、プラズマクリーニングなどの各種プラズマ処理において有用である。

１、１１、２１、３１、４１、１０１：プラズマ処理装置、２：処理室、３：電極部、４、１４、２４、３４、４４、５４：誘電体プレート、４ａ：載置面、４ｂ：基板載置部の載置面以外の領域、５：高周波電源部、６、１６、２６、３６、４６、５６：導体プレート、６ａ、１６ａ、２６ａ、４６ａ、５６ａ：凸面、６ｂ、１６ｂ、２６ｂ、４６ｂ、５６ｂ：凹面、１６Ａ、２６Ａ、３６Ａ、４６Ａ、５６Ａ：凸部、１６Ｂ、２６Ｂ、３６Ｂ、４６Ｂ、５６Ｂ：ベース部、７：空隙、８、１０８ａ、１０８ｂ：案内部、９、１９、２９、３９、４９、５９、６９、７９、８９：基板載置部、１０２：ベース部分、１０３：カバー、１０９ａ、１０９ｂ：搬送レール、１０、２０：基板、１２：デバイス形成領域

Claims (14)

1. 基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって、
   前記プラズマ処理装置は、
   前記基板をプラズマ処理する処理室と、
   前記処理室の内部に配された電極部と、
   前記電極部を覆うように配され、かつ前記基板を載置する載置面を有する基板載置部と、
   前記電極部に電気的に接続された高周波電源部と、を備え、
   前記基板載置部は、前記電極部と電気的に接続された導体プレートと、誘電体プレートと、を備え、
   前記導体プレートは、単独で、または、前記電極部と協働して、前記基板の底面に対向するように配された凸面と、前記凸面に隣接する凹面とを形成し、
   前記凹面が前記誘電体プレートで覆われており、かつ前記凹面と前記誘電体プレートとの間に、空隙を有する、プラズマ処理装置。
2. 前記導体プレートは、前記電極部から取り外し可能である、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
3. 前記誘電体プレートは、前記導体プレートの少なくとも一部を覆うように配されており、
   前記誘電体プレートの底面が、前記凸面および前記凹面に嵌合する凹凸形状を有する、請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
4. 前記導体プレートが前記凸面を形成し、前記電極部が前記凹面を形成している、請求項１〜３のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
5. 前記導体プレートは、前記凹面を有するベース部と、前記ベース部から突出するとともに前記凸面を有する凸部とを備え、
   前記導体プレートが、単独で、前記凸面と前記凹面とを形成している、請求項１〜３のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
6. 前記凸面は、前記誘電体プレートの底面または前記基板の底面に接触するように配されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
7. 前記導体プレートは、前記基板載置部の上面におけるエッチング速度の面内分布を調節する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
8. 前記基板載置部の上面に前記基板を案内する案内部をさらに備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
9. 前記案内部の少なくとも一部は、前記凸面と対向しないように設けられている、請求項８に記載のプラズマ処理装置。
10. 前記導体プレートは、複数の前記凸面を形成している、請求項１〜９のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
11. 前記基板載置部には、複数の基板をそれぞれ載置する複数の前記載置面が間隔をあけて設けられており、
    複数の前記凸面は、それぞれ対応する前記基板の底面に対向するように配されている、請求項１０に記載のプラズマ処理装置。
12. 基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって、
    前記プラズマ処理装置は、
    前記基板をプラズマ処理する処理室と、
    前記処理室の内部に配された電極部と、
    前記電極部を覆うように配され、かつ前記基板を載置する載置面を有する基板載置部と、
    前記電極部に電気的に接続された高周波電源部と、を備え、
    前記基板載置部は、前記電極部と電気的に接続された導体プレートと、誘電体プレートと、を備え、
    前記導体プレートは、単独で、または、前記電極部と協働して、前記基板の底面に対向するように配された凸面と、前記凸面に隣接する凹面とを形成し、
    前記導体プレートは、複数の前記凸面を形成し、
    前記基板の上面には、複数のデバイス形成領域が間隔をあけて形成されており、
    複数の前記凸面は、それぞれ対応する前記デバイス形成領域の下方で、前記基板の底面に対向するように配されている、プラズマ処理装置。
13. 前記複数の前記凸面の前記電極部からの高さは、互いに同じである、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
14. 基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって、
    前記プラズマ処理装置は、
    前記基板をプラズマ処理する処理室と、
    前記処理室の内部に配された電極部と、
    前記電極部を覆うように配され、かつ前記基板を載置する載置面を有する基板載置部と、
    前記電極部に電気的に接続された高周波電源部と、を備え、
    前記基板載置部は、前記電極部と電気的に接続された導体プレートと、誘電体プレートと、を備え、
    前記導体プレートは、単独で、または、前記電極部と協働して、前記基板の底面に対向するように配された凸面と、前記凸面に隣接する凹面とを形成し、
    前記導体プレートは、複数の前記凸面を形成し、
    前記複数の前記凸面の一部の前記電極部からの高さは、他の前記凸面の高さとは異なる、プラズマ処理装置。

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