JP7186393B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents

Description

本開示の例示的実施形態は、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関するものである。

電子デバイスの製造にプラズマ処理装置が用いられている。特許文献１にはプラズマ処理装置に係る技術が開示されている。プラズマ処理装置は、真空容器、処理室、支持電極、アンテナ及び放射口、磁場形成手段を備える。処理室は、真空容器内部に設けられ、ガスが供給される。支持電極は、処理室内に設けられ、処理対象物を支持する。アンテナ及び放射口は、超短波（ＶＨＦ）帯又は極超短波（ＵＨＦ）帯の高周波を処理室に供給する。磁場形成手段は、処理室に磁場を形成する。プラズマ処理装置は、電界制御空間を備える。電界制御空間は、誘電体と誘電体を囲む金属仕切板又はディスク状金属とによって構成される。なお、ＶＨＦ帯とは、３０［ＭＨｚ］～３００［ＭＨｚ］程度の範囲の周波数帯である。ＵＨＦ帯とは、３００［ＭＨｚ］～３［ＧＨｚ］程度の範囲の周波数帯である。

特開２００３－２４３３７６号公報

プラズマ処理装置において上部電極とステージとの間の空間に高周波を良好に導入し得る技術を提供する。

一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、処理容器と、ステージと、上部電極と、導波路と、導電部とを備える。ステージは、処理容器内に設けられている。上部電極は、ステージの表面の上方に処理容器内の空間を介して設けられている。導波路は、ＶＨＦ帯又はＵＨＦ帯の高周波を空間に導入する。導電部は、ステージの外周部と処理容器の側壁との間に延びている。ステージは、金属層を有する。ステージの外周部は、金属層の一部を含む。導波路は、高周波が放射される端部を備える。端部は、空間に向いて配置されている。側壁は、接地されている。導電部は、金属層と処理容器の側壁とに電気的に接続され、端部から放射される高周波が空間に導入されるように外周部から側壁に向けて延びている。

本開示によれば、プラズマ処理装置において上部電極とステージとの間の空間に高周波を良好に導入し得る技術が提供される。

例示的実施形態に係るプラズマ処理装置の構成を例示する図である。 他の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置の構成を例示する図である。 図２に示す構成の一部をより詳細に示す図である。 図２および図３に示す構成の一部をより詳細に示す図である。 他の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置の構成を例示する図である。 他の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置の構成の一部を例示する図である。

以下、種々の例示的実施形態について説明する。一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、処理容器と、ステージと、上部電極と、導波路と、導電部とを備える。ステージは、処理容器内に設けられている。上部電極は、ステージの表面の上方に処理容器内の空間を介して設けられている。導波路は、ＶＨＦ帯又はＵＨＦ帯の高周波を空間に導入する。導電部は、ステージの外周部と処理容器の側壁との間に延びている。ステージは、金属層を有する。ステージの外周部は、金属層の一部を含む。導波路は、高周波が放射される端部を備える。端部は、空間に向いて配置されている。側壁は、接地されている。導電部は、金属層と処理容器の側壁とに電気的に接続され、端部から放射される高周波が空間に導入されるように外周部から側壁に向けて延びている。

プラズマ処理装置では、上部電極に高周波が供給される。高周波は、導波路の端部から処理容器内の空間内に導入される。導電部は、導波路の端部から放射される高周波が空間に導入されるようにステージの外周部から側壁に向けて延びている。導電部によって、導波路の端部と空間との間にあり端部から放射される高周波が伝搬する空間は、端部と空間とを結ぶ面の上側および下側に概ね等分され得る。導電部は、接地されている側壁に電気的に接続されており、電気的な遮蔽機能を有し得る。従って、導電部によって、導波路の端部から放射される高周波は、ステージの下側に広がる領域等に拡散されずに空間に良好に導入され得る。このため、空間には、十分な強度の高周波が供給され得る。高周波が空間に導入されると、ガスが空間内で励起されて、当該ガスからプラズマが生成される。プラズマは、空間内で周方向において均一な密度分布で生成される。

一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置は、絶縁部材を更に備える。絶縁部材は、端部と空間との間に配置されている。絶縁部材によって、空間の周辺部への放電が抑制され得る。

一つの例示的実施形態において、ステージの裏面は、金属層が露出されている。導電部は、外周部において裏面に電気的に接触している可撓性の導電板を備える。このように、導電部は、可撓性の導電板を介して金属層に電気的に接触しているので、導電部の位置の位置が変化する場合にも、導電部と金属層との電気的な接触が確実に維持され得る。

一つの例示的実施形態において、導電部は、金属層に電気的に接触している金属ロッドと、金属ロッドと側壁とに電気的に接触している金属薄板とを備える。特に、金属層がステージの内部に配置されている場合であっても、金属層が金属ロッドを介して導電部に電気的に確実に接触されるので、金属層の位置によらずに、導電部と金属層との電気的な接触が確実に実現され得る。

一つの例示的実施形態において、導電部は、金属層に電気的に接触している金属ピンと、側壁に電気的に接触しており導電性を有するベローズ部とを備える。導電部の位置の位置が変化する場合にも、金属ピンを介して導電部と金属層との電気的な接触が確実に維持され得る。また、導電部は、導電性を有するベローズ部を介して側壁に電気的に接触している。従って、導電部の位置が変化する場合にも、ベローズ部を介して導電部と側壁との電気的な接触が確実に維持され得る。

一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置は、排気室を更に備える。排気室は、外周部の周囲から側壁に向けて延びており、空間に連通し、導電性の壁部を備える。導電部は、壁部の一部を含む。

一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置は、排気室を更に備える。排気室は、側壁の内部に設けられている。

一つの例示的実施形態において、プラズマ処理方法が提供される。プラズマ処理方法は、プラズマ処理装置を用いて被処理体にプラズマ処理を行う。プラズマ処理装置の処理容器内には上部電極、導波路、ステージが設けられている。この方法は、上部電極とステージとの間の空間に向けて設けられた導波路の端部からＶＨＦ帯又はＵＨＦ帯の高周波が空間に導入されるようにステージの外周部と処理容器の側壁とが電気的に接続されている状態において、プラズマ処理を行う。側壁は、接地される。ステージは、金属層を有する。外周部は、金属層の一部を含む。プラズマ処理装置は、導電部を備える。導電部は、外周部と側壁との間に延びており金属層と側壁とに電気的に接続されている。

このようにプラズマ処理方法では、導波路の端部と空間との間にあり端部から放射される高周波が伝搬する空間は、導電部によって端部と空間とを結ぶ面の上側および下側に概ね等分され得る。導電部は、接地されている側壁に電気的に接続されており、電気的な遮蔽機能を有し得る。従って、導電部によって、導波路の端部から放射される高周波は、ステージの下側に広がる領域等に拡散されずに空間に良好に導入され得る。このため、空間には、十分な強度の高周波が供給され得る。高周波が空間に導入されると、ガスが空間内で励起されて、当該ガスからプラズマが生成される。プラズマは、空間内で周方向において均一な密度分布で生成される。

以下、図面を参照して種々の例示的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に示すプラズマ処理装置１Ａの構成を説明する。プラズマ処理装置１Ａは、処理容器ＣＳを備える。プラズマ処理装置１Ａは、上部電極ＵＡ２１、空洞ＵＡ２２、絶縁部材ＵＡ４、サポートリングＵＡ５１、カバーリングＵＡ５２、誘電体板ＵＡ６、誘電体ロッドＵＡ７、弾性部材ＵＡ８１、封止部材ＵＡ８２、管ＵＡ９を備える。

プラズマ処理装置１Ａは、ステージＭＡ１１、金属層ＭＡ１５、導電部ＭＡ２１ａ、導電板ＭＡ２２、導電性弾性部材ＭＡ２３、排気室ＭＡ３１、壁部ＭＡ３２、通気孔ＭＡ３３を備える。プラズマ処理装置１Ａは、封止部材ＤＡ１３、入出口ＤＡ２を備える。プラズマ処理装置１Ａは、支持部ＤＢ１１、排気管ＤＢ１２、ベローズＤＢ２１、ベローズＤＢ２２、バネＤＢ３、水冷プレートＤＢ４を備える。

処理容器ＣＳは、略円筒形状を有する。処理容器ＣＳは、鉛直方向に沿って延在している。処理容器ＣＳの中心軸線は、鉛直方向に延びる軸線ＡＸである。処理容器ＣＳは、導波路壁ＵＡ１、側壁ＤＡ１１、導波路ＵＡ３１を備える。

導波路壁ＵＡ１の天井部は、軸線ＡＸに交差する面に（略水平に）延在している。導波路壁ＵＡ１の側部は、軸線ＡＸに沿って導波路壁ＵＡ１の天井部に垂直に延びている。導波路壁ＵＡ１は、プラズマ処理装置１Ａの上部電極ＵＡ２１を囲んでいる。

導波路壁ＵＡ１の材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金等の導電性の材料であり得る。導波路壁ＵＡ１は、接地されている。

導波路ＵＡ３１は、導波路壁ＵＡ１と上部電極ＵＡ２１との間の空間によって画定される。導波路ＵＡ３１は、ＶＨＦ帯又はＵＨＦ帯の高周波を空間ＳＰに導入する。導波路ＵＡ３１は、高周波が放射される端部ＵＡ３２を備える。端部ＵＡ３２は、空間ＳＰに向いて配置されている。空間ＳＰは、誘電体板ＵＡ６とステージＭＡ１１との間の空間である。

側壁ＤＡ１１は、導波路壁ＵＡ１の側部の下側に軸線ＡＸに沿って延びている。側壁ＤＡ１１は、導波路壁ＵＡ１の下側において、軸線ＡＸに沿って延びている。側壁ＤＡ１１の材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金等の導電性の材料であり得る。側壁ＤＡ１１は、接地されている。

側壁ＤＡ１１は、突起部ＤＡ１２を備える。側壁ＤＡ１１の突起部ＤＡ１２は、側壁ＤＡ１１の端部（導波路壁ＵＡ１の側部に接続されている箇所）に設けられており、軸線ＡＸに向けて軸線ＡＸに交差する方向に延びている。突起部ＤＡ１２には、封止部材ＤＡ１３を介して絶縁部材ＵＡ４に接続されている。

封止部材ＤＡ１３は、真空シール用の部材であり、例えばＯリングであり得る。突起部ＤＡ１２は、導電性弾性部材ＭＡ２３を介して排気室ＭＡ３１の壁部ＭＡ３２に接続されている。導電性弾性部材ＭＡ２３は、弾性体であり、例えばスパイラルリングであり得る。導電性弾性部材ＭＡ２３の材料は、例えば、ステンレス、インコネル、ニッケル、タングステン、タンタル、銅合金又はモリブデン等の金属である。導電性弾性部材ＭＡ２３は、ニッケル、アルミニウム、ステンレス又は金等の保護膜により被覆されていてもよい。

絶縁部材ＵＡ４は、端部ＵＡ３２と空間ＳＰとの間に配置されている。絶縁部材ＵＡ４の材料は、酸化アルミニウム等の絶縁性の材料であり得る。絶縁部材ＵＡ４と上部電極ＵＡ２１とは、封止部材ＵＡ８２を介して接続されている。封止部材ＵＡ８２は、真空シール用の部材であり、例えばＯリングであり得る。

上部電極ＵＡ２１は、導波路壁ＵＡ１下に配置されており、ステージＭＡ１１の表面ＭＡ１３の上方において、処理容器ＣＳ内の空間ＳＰと誘電体板ＵＡ６とを介して設けられている。上部電極ＵＡ２１は、整合器ＵＣ２を介して高周波電源ＵＣ１に電気的に接続されている。上部電極ＵＡ２１の材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金等の導電性の材料であり得る。上部電極ＵＡ２１の表面上には、耐腐食性を有する膜が形成されている。耐腐食性を有する膜は、酸化アルミニウム膜、酸化イットリウム膜、または酸化アルミニウムや酸化イットリウム等を含むセラミック膜であり得る。

高周波電源ＵＣ１は、上述した高周波を発生する電源である。整合器ＵＣ２は、高周波電源ＵＣ１の負荷のインピーダンスを高周波電源ＵＣ１の出力インピーダンスに整合させるための整合回路を含んでいる。

上部電極ＵＡ２１は、空洞ＵＡ２２を備える。空洞ＵＡ２２は、ガス配管を介してガス供給部ＵＣ３に連通している。空洞ＵＡ２２は、複数のガス吐出孔ＵＢ２を介して、空間ＳＰに連通している。

誘電体板ＵＡ６は、上部電極ＵＡ２１の直下に設けられている。誘電体板ＵＡ６の端部は、サポートリングＵＡ５１によって上部電極ＵＡ２１の端部に密着されている。誘電体板ＵＡ６は、空間ＳＰを介してステージＭＡ１１の表面ＭＡ１３に対面している。

誘電体板ＵＡ６の中心軸線は、軸線ＡＸに略一致している。本実施形態において、誘電体板ＵＡ６は、シャワープレートであり得る。誘電体板ＵＡ６には、ステージＭＡ１１の表面ＭＡ１３に載置された基板Ｗの全面に均等にガスを供給するために、複数のガス吐出孔ＵＢ２が設けられている。

誘電体板ＵＡ６の下面とステージＭＡ１１の表面ＭＡ１３との間の鉛直方向における距離（空間ＳＰの幅）は、例えば５［ｍｍ］以上且つ１５［ｍｍ］以下であり得る。

誘電体板ＵＡ６は、可撓性を有している。誘電体板ＵＡ６の厚みは、略均一であり得る。誘電体板ＵＡ６は、略円盤形状を有している。誘電体板ＵＡ６の材料は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、又は窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化イットリウム等を含む誘電体である。誘電体板ＵＡ６の表面（特に下面）には、耐腐食性を有する膜が形成されていてもよい。耐腐食性を有する膜は、酸化イットリウム膜、酸化フッ化イットリウム膜、フッ化イットリウム膜、又は酸化イットリウム、フッ化イットリウム等を含むセラミック膜であり得る。

サポートリングＵＡ５１は、誘電体板ＵＡ６を上部電極ＵＡ２１に密着する部材である。サポートリングＵＡ５１は、弾性部材ＵＡ８１を介して絶縁部材ＵＡ４に保持されている。弾性部材ＵＡ８１は、例えばＯリングであり得る。

カバーリングＵＡ５２は、ステージＭＡ１１の位置を保持する部材である。サポートリングＵＡ５１およびカバーリングＵＡ５２のそれぞれの材料は、酸化アルミニウム等の絶縁性の材料であり得る。

誘電体板ＵＡ６と上部電極ＵＡ２１との間に、誘電体ロッドＵＡ７が設けられている。誘電体ロッドＵＡ７は、軸線ＡＸ上に配置され得る。誘電体ロッドＵＡ７は、上部電極ＵＡ２１に固定されており、誘電体板ＵＡ６に接触している。誘電体ロッドＵＡ７の材料は、窒化アルミニウム等の誘電体であり得る。

サポートリングＵＡ５１によって誘電体板ＵＡ６の端部が上部電極ＵＡ２１に接触されている状態において、誘電体ロッドＵＡ７は、上部電極ＵＡ２１と誘電体板ＵＡ６とを離間する。

空隙ＵＢ１は、上部電極ＵＡ２１と誘電体板ＵＡ６と離間によって形成されている。上部電極ＵＡ２１と誘電体板ＵＡ６とは、軸線ＡＸにおいて最も大きく離間している。

ステージＭＡ１１は、処理容器ＣＳ内に設けられている。ステージＭＡ１１は、ステージＭＡ１１の表面ＭＡ１３の上に載置された基板Ｗを略水平に支持するように構成されている。ステージＭＡ１１は、略円盤形状を有している。

ステージＭＡ１１の中心軸線は、軸線ＡＸに略一致している。ステージＭＡ１１は、金属層ＭＡ１５を有している。ステージＭＡ１１は、図１に示す場合には、金属層ＭＡ１５によって構成され得る。

金属層ＭＡ１５の材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金等の導電性の材料であり得る。ステージＭＡ１１の裏面ＭＡ１４には、金属層ＭＡ１５が露出されている。ステージＭＡ１１の外周部ＭＡ１２は、金属層ＭＡ１５の一部を含む。

プラズマ処理装置１Ａの場合、ステージＭＡ１１は、金属層ＭＡ１５によって構成されている。すなわち、プラズマ処理装置１ＡにおけるステージＭＡ１１の材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金等の導電性の材料であり得る。

導電部ＭＡ２１ａは、ステージＭＡ１１の外周部ＭＡ１２と処理容器ＣＳの側壁ＤＡ１１との間に延びている。導電部ＭＡ２１ａは、金属層ＭＡ１５と処理容器ＣＳの側壁ＤＡ１１とに電気的に接続されている。

導電部ＭＡ２１ａは、端部ＵＡ３２から放射される高周波が空間ＳＰに導入されるように外周部ＭＡ１２から側壁ＤＡ１１に向けて延びている。導電部ＭＡ２１ａは、導電板ＭＡ２２を備える。導電部ＭＡ２１ａは、壁部ＭＡ３２の一部を含む。

導電板ＭＡ２２は、外周部ＭＡ１２において裏面ＭＡ１４に電気的に接触している。導電板ＭＡ２２は、可撓性の薄板である。導電板ＭＡ２２の材料は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス、インコネル、ニッケル、タングステン、タンタル、銅合金又はモリブデン等の導電性の材料である。導電板ＭＡ２２は、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、酸化フッ化イットリウム、フッ化イットリウム、ニッケル、アルミニウム、ステンレス又は金等の保護膜により被覆されていてもよい。導電板ＭＡ２２は、ネジ（不図示）によって外周部ＭＡ１２の裏面（裏面ＭＡ１４）および壁部ＭＡ３２の上面に固定される。

排気室ＭＡ３１は、導電性の壁部ＭＡ３２を備える。排気室ＭＡ３１は、外周部ＭＡ１２の周囲から側壁ＤＡ１１に向けて延びている。排気室ＭＡ３１は、空間ＳＰに連通している。排気室ＭＡ３１は、排気管ＤＢ１２に連通している。

排気管ＤＢ１２は、外部の排気装置に接続されている。排気装置は、圧力制御弁並びにターボ分子ポンプ及び／又はドライポンプ等の真空ポンプを含み得る。

壁部ＭＡ３２の材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金等の導電性の材料であり得る。壁部ＭＡ３２は、通気孔ＭＡ３３を備える。空間ＳＰは、通気孔ＭＡ３３を介して、排気室ＭＡ３１に連通している。

空間ＳＰ内のガスは、通気孔ＭＡ３３を介して排気室ＭＡ３１に移動し、排気管ＤＢ１２を介して外部に排気され得る。

側壁ＤＡ１１は、入出口ＤＡ２を備える。基板Ｗは、入出口ＤＡ２を介して、処理容器ＣＳ内に搬入および搬出される。側壁ＤＡ１１によって画定され入出口ＤＡ２を介して外部に連通している空間は、ガス供給器ＤＢ５にも連通している。

ガス供給器ＤＢ５は、側壁ＤＡ１１によって画定され入出口ＤＡ２を介して外部に連通している空間内に、Ａｒガス等のパージガスを供給し得る。

プラズマ処理装置１Ａには、ガス供給部ＵＣ３が接続されている。ガス供給部ＵＣ３は、絶縁性の管ＵＡ９によって高周波から保護され上部電極ＵＡ２１内の空洞ＵＡ２２に連通するガス配管に接続されている。

ガス供給部ＵＣ３からのガスは、空洞ＵＡ２２、空隙ＵＢ１、ガス吐出孔ＵＢ２を介して、空間ＳＰに供給される。ガス供給部ＵＣ３は、基板Ｗの処理のために用いられる一つ以上のガス源を含む。ガス供給部ＵＣ３は、一つ以上のガス源からのガスの流量をそれぞれ制御するための一つ以上の流量制御器を含む。

ガス供給部ＵＣ３と空洞ＵＡ２２とを連通するガス配管は、導波路ＵＡ３１内において絶縁性の管ＵＡ９によって覆われており、管ＵＡ９によって導波路ＵＡ３１内の高周波から保護されている。従って、当該ガス配管内において、高周波によるガスの励起が抑制される。管ＵＡ９の材料は、酸化アルミニウム等の絶縁性の材料であり得る。

支持部ＤＢ１１は、ステージＭＡ１１に接続されている。ステージＭＡ１１は、支持部ＤＢ１１上に設けられている。ベローズＤＢ２１を介して支持部ＤＢ１１を上下移動（上部電極ＵＡ２１に近付く移動又は上部電極ＵＡ２１から離れる移動であり、以下同様。）させることによって、ステージＭＡ１１が上下移動する。

ＤＢ１１の下部には、水冷プレートＤＢ４が配置されている。支持部ＤＢ１１は、水冷プレートＤＢ４に接している。ステージＭＡ１１の熱は、支持部ＤＢ１１及び水冷プレートＤＢ４を介して、外部に排出され得る。

排気管ＤＢ１２は、壁部ＭＡ３２に接続されており、排気室ＭＡ３１に連通している。壁部ＭＡ３２は、排気管ＤＢ１２上に設けられている。排気管ＤＢ１２を介して、排気室ＭＡ３１内のガスが外部に排出され得る。

ベローズＤＢ２２及びバネＤＢ３を介して排気管ＤＢ１２を上下移動させることによって、排気室ＭＡ３１及び壁部ＭＡ３２が上下移動する。

ベローズＤＢ２２の材料は、ステンレス等の導電性の材料であり得る。バネＤＢ３の材料は、ステンレス等の導電性の材料であり得る。

壁部ＭＡ３２は、バネＤＢ３の弾性によって、上部電極ＵＡ２１の側（上方）に安定的に配置され得る。これによって、壁部ＭＡ３２の外周部は突起部ＤＡ１２の裏面に密着する。更に導電性弾性部材ＭＡ２３の弾性によって、壁部ＭＡ３２の外周部と突起部ＤＡ１２とが安定的に電気的に接触され得る。

プラズマ処理装置１Ａの導電部ＭＡ２１ａを用いたプラズマ処理方法について説明する。この方法は、端部ＵＡ３２からＶＨＦ帯又はＵＨＦ帯の高周波が空間ＳＰに導入されるように外周部ＭＡ１２と側壁ＤＡ１１とが電気的に接続されている状態において、プラズマ処理を行う。この状態は、導電部ＭＡ２１ａ等を用いることによって実現され得る。なお、このプラズマ処理方法は、プラズマ処理装置１Ａに限らず、後述のプラズマ処理装置１Ｂ～１Ｄにおいても同様に実行され得る。

以上説明したように、プラズマ処理装置１Ａでは、高周波電源ＵＣ１から上部電極ＵＡ２１に高周波が供給される。高周波は、導波路ＵＡ３１の端部ＵＡ３２から絶縁部材ＵＡ４を介して、軸線ＡＸに向けて空間ＳＰ内に導入される。

導電部ＭＡ２１ａ（特に壁部ＭＡ３２の一部）は、端部ＵＡ３２から放射される高周波が空間ＳＰに導入されるように外周部ＭＡ１２から側壁ＤＡ１１に向けて延びている。

導電部ＭＡ２１ａ（特に壁部ＭＡ３２の一部）によって、導波路ＵＡ３１の端部ＵＡ３２と空間ＳＰとの間にあり端部ＵＡ３２から放射される高周波が伝搬する空間は、端部ＵＡ３２と空間ＳＰとを結ぶ面の上側および下側に概ね等分され得る。

導電部ＭＡ２１ａは、接地されている側壁ＤＡ１１に電気的に接続されており、電気的な遮蔽機能を有し得る。

従って、導電部ＭＡ２１ａによって、導波路ＵＡ３１の端部ＵＡ３２から放射される高周波は、ステージＭＡ１１の下側に広がる領域等に拡散されずに空間ＳＰに良好に導入され得る。このため、空間ＳＰには、十分な強度の高周波が供給され得る。

高周波が空間ＳＰに導入されると、ガスが空間ＳＰ内で励起されて、当該ガスからプラズマが生成される。プラズマは、空間ＳＰ内で周方向において均一な密度分布で生成される。ステージＭＡ１１上の基板Ｗは、プラズマからの化学種によって処理される。

また、導電部ＭＡ２１ａは、可撓性の導電板ＭＡ２２を介して金属層ＭＡ１５に電気的に接触しているので、導電部ＭＡ２１ａの位置の位置が変化する場合にも、導電部ＭＡ２１ａと金属層ＭＡ１５との電気的な接触が確実に維持され得る。

また、絶縁部材ＵＡ４によって、空間ＳＰの周辺部への放電が抑制され得る。

以下、図２、図３及び図４を参照して、別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置１Ｂについて説明する。プラズマ処理装置１Ｂの説明は、プラズマ処理装置１Ａと異なる構成のみに対して行う。プラズマ処理装置１Ｂは、導電部ＭＡ２１ａに代えて、導電部ＭＡ２１ｂを備える。プラズマ処理装置１Ｂは、外部のヒータ電源ＤＢ６に接続されている。

プラズマ処理装置１ＢのステージＭＡ１１は、金属層ＭＡ１５とヒータ層ＭＡ１６とを備える。プラズマ処理装置１Ｂにおいて、ステージＭＡ１１の材料は、例えば窒化アルミニウム等の誘電体であり得る。金属層ＭＡ１５とヒータ層ＭＡ１６とは、ステージＭＡ１１内に埋め込まれている。

ステージＭＡ１１の裏面ＭＡ１４上にヒータ層ＭＡ１６が設けられ、ヒータ層ＭＡ１６上に金属層ＭＡ１５が設けられ、金属層ＭＡ１５上に表面ＭＡ１３が設けられている。

金属層ＭＡ１５は、ステージＭＡ１１の表面ＭＡ１３に沿って延在している。表面ＭＡ１３には、基板Ｗが接触し得る。金属層ＭＡ１５は、例えばメッシュ状の形状を有し得る。プラズマ処理装置１Ｂにおいて、金属層ＭＡ１５の材料は、タングステン等の導電性の材料であり得る。

ヒータ層ＭＡ１６は、ステージＭＡ１１の表面ＭＡ１３に沿って延在している。ヒータ層ＭＡ１６は、ヒータ電源ＤＢ６から供給される電力によって、ステージＭＡ１１に熱を供給する。ヒータ層ＭＡ１６の材料は、タングステン等の導電性の材料であり得る。

導電部ＭＡ２１ｂは、金属ロッドＭＡ２４、保護膜ＭＡ２５、金属薄板ＭＡ２６、ボルトＭＡ２７を備える。金属ロッドＭＡ２４は、金属層ＭＡ１５に電気的に接触している。金属ロッドＭＡ２４の表面は、保護膜ＭＡ２５で覆われている。

金属薄板ＭＡ２６は、金属ロッドＭＡ２４と側壁ＤＡ１１とに電気的に接触している。より具体的に、金属薄板ＭＡ２６は、側壁ＤＡ１１の突起部ＤＡ１２に電気的に接触している。

金属薄板ＭＡ２６は、円盤形状であって、内側が開口となっている。金属薄板ＭＡ２６は、複数の開口ＭＡ２６ａ、複数の接続部ＭＡ２６ｂ、複数の孔部ＭＡ２６ｃ、複数の連結部ＭＡ２６ｄを備える。

金属薄板ＭＡ２６の外周部は、導電性弾性部材ＭＡ２３の弾性力によって側壁ＤＡ１１の突起部ＤＡ１２に密着している。金属薄板ＭＡ２６の開口ＭＡ２６ａは、金属薄板ＭＡ２６の外周に沿って設けられている。

開口ＭＡ２６ａは、通気孔ＭＡ３３の位置に配置されている。空間ＳＰは、開口ＭＡ２６ａ、通気孔ＭＡ３３を介して、排気室ＭＡ３１に連通している。

接続部ＭＡ２６ｂは、金属薄板ＭＡ２６の外周部から内側に突出して延びており、孔部ＭＡ２６ｃを備える。金属ロッドＭＡ２４は、孔部ＭＡ２６ｃにはめ込まれたボルトＭＡ２７を介して金属薄板ＭＡ２６に固定されている。

ボルトＭＡ２７は、金属薄板ＭＡ２６に電気的に接触している。ボルトＭＡ２７の中心部にはガス孔が設けられており、このガス孔は金属ロッドＭＡ２４内の空間と排気室ＭＡ３１とを連通する。

隣接する二つの開口ＭＡ２６ａの間に設けられている連結部ＭＡ２６ｄは、断熱機能を有する。連結部ＭＡ２６ｄは、ステージＭＡ１１から金属ロッドＭＡ２４、接続部ＭＡ２６ｂを介して伝導する熱が金属薄板ＭＡ２６の外周部を介して側壁ＤＡ１１の側に伝導することを抑制し得る。

金属ロッドＭＡ２４の材料は、ニッケル等の導電性の材料であり得る。保護膜ＭＡ２５の材料は、酸化アルミニウム等の絶縁性の材料であり得る。金属薄板ＭＡ２６の材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金等の導電性の材料であり得る。ボルトＭＡ２７の材料は、ステンレス等の導電性の材料であり得る。

以上説明したように、プラズマ処理装置１Ｂでは、高周波電源ＵＣ１から上部電極ＵＡ２１に高周波が供給される。高周波は、導波路ＵＡ３１の端部ＵＡ３２から絶縁部材ＵＡ４を介して、軸線ＡＸに向けて空間ＳＰ内に導入される。

導電部ＭＡ２１ｂ（特に金属薄板ＭＡ２６）は、端部ＵＡ３２から放射される高周波が空間ＳＰに導入されるように外周部ＭＡ１２から側壁ＤＡ１１に向けて延びている。

導電部ＭＡ２１ｂ（特に金属薄板ＭＡ２６）によって、導波路ＵＡ３１の端部ＵＡ３２と空間ＳＰとの間にあり端部ＵＡ３２から放射される高周波が伝搬する空間は、端部ＵＡ３２と空間ＳＰとを結ぶ面の上側および下側に概ね等分され得る。

導電部ＭＡ２１ｂは、接地されている側壁ＤＡ１１に電気的に接続されており、電気的な遮蔽機能を有し得る。

従って、導電部ＭＡ２１ｂによって、導波路ＵＡ３１の端部ＵＡ３２から放射される高周波は、ステージＭＡ１１の下側に広がる領域等に拡散されずに空間ＳＰに良好に導入され得る。このため、空間ＳＰには、十分な強度の高周波が供給され得る。

高周波が空間ＳＰに導入されると、ガスが空間ＳＰ内で励起されて、当該ガスからプラズマが生成される。プラズマは、空間ＳＰ内で周方向において均一な密度分布で生成される。ステージＭＡ１１上の基板Ｗは、プラズマからの化学種によって処理される。

また、金属層ＭＡ１５がステージＭＡ１１の内部に配置されている場合であっても、金属層ＭＡ１５が金属ロッドＭＡ２４を介して導電部ＭＡ２１ｂに電気的に確実に接触される。従って、金属層ＭＡ１５の位置によらずに、導電部ＭＡ２１ｂと金属層ＭＡ１５との電気的な接触が確実に実現され得る。

以下、図５を参照して、更に別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置１Ｃについて説明する。プラズマ処理装置１Ｃの説明は、プラズマ処理装置１Ａ及びプラズマ処理装置１Ｂと異なる構成のみに対して行う。

プラズマ処理装置１Ｃは、排気室ＭＡ３１が側壁ＤＡ１１内に埋め込まれた構成を備える。壁部ＭＡ３２は、プラズマ処理装置１Ｃに設けられていない。

プラズマ処理装置１Ｃは、反射板ＤＣ１を備える。反射板ＤＣ１は、ステージＭＡ１１の裏面ＭＡ１４に沿って延在しており、ステージＭＡ１１から発せられる熱の拡散を抑制する機能を有し得る。反射板ＤＣ１の材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金等の導電性の材料であり得る。

プラズマ処理装置１Ｃは、プラズマ処理装置１Ｂと同様に、導電部ＭＡ２１ｂを備える。従って、プラズマ処理装置１Ｃは、プラズマ処理装置１Ｂと同様の効果を奏し得る。

以下、図６を参照して、更に別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置１Ｄについて説明する。プラズマ処理装置１Ｄの説明は、プラズマ処理装置１Ａ、プラズマ処理装置１Ｂ、及びプラズマ処理装置１Ｃと異なる構成のみに対して行う。

プラズマ処理装置１Ｄは、導電部ＭＡ２１ａ、導電部ＭＡ２１ｂに代えて、導電部ＭＡ２１ｃを備える。導電部ＭＡ２１ｃは、金属ピンＭＡ２８、パイプＭＡ２９、ベローズ部ＭＡ３０を備える。

金属ピンＭＡ２８は、金属層ＭＡ１５と壁部ＭＡ３２とに電気的に接触している。金属ピンＭＡ２８は、ステージＭＡ１１の裏面ＭＡ１４の下側において、パイプＭＡ２９によって覆われている。

ベローズ部ＭＡ３０は、壁部ＭＡ３２と側壁ＤＡ１１とに電気的に接触している。より具体的に、ベローズ部ＭＡ３０は、側壁ＤＡ１１の突起部ＤＡ１２に接触している。

プラズマ処理装置１Ｄにおいて、ステージＭＡ１１の材料は、窒化アルミニウム等の誘電体であり得る。金属ピンＭＡ２８の材料は、ニッケル、タングステン又はモリブデン等の導電性の材料である。金属ピンＭＡ２８は、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、酸化フッ化イットリウム又はフッ化イットリウム等の保護膜により被覆されていてもよい。

パイプＭＡ２９の材料は、酸化アルミニウム等の絶縁性の材料であり得る。ベローズ部ＭＡ３０の材料は、ステンレス等の導電性の材料であり得る。

以上説明したように、プラズマ処理装置１Ｄでは、高周波電源ＵＣ１から上部電極ＵＡ２１に高周波が供給される。高周波は、導波路ＵＡ３１の端部ＵＡ３２から絶縁部材ＵＡ４を介して空間ＳＰ内に導入される。

導電部ＭＡ２１ｃ（特に壁部ＭＡ３２の一部）は、端部ＵＡ３２から放射される高周波が空間ＳＰに導入されるように外周部ＭＡ１２から側壁ＤＡ１１に向けて延びている。

導電部ＭＡ２１ｃ（特に壁部ＭＡ３２の一部）によって、導波路ＵＡ３１の端部ＵＡ３２と空間ＳＰとの間にあり端部ＵＡ３２から放射される高周波が伝搬する空間は、端部ＵＡ３２と空間ＳＰとを結ぶ面の上側および下側に概ね等分され得る。

導電部ＭＡ２１ｃは、接地されている側壁ＤＡ１１に電気的に接続されており、電気的な遮蔽機能を有し得る。

従って、導電部ＭＡ２１ｃによって、導波路ＵＡ３１の端部ＵＡ３２から放射される高周波は、ステージＭＡ１１の下側に広がる領域等に拡散されずに空間ＳＰに良好に導入され得る。このため、空間ＳＰには、十分な強度の高周波が供給され得る。

また、導電部ＭＡ２１ｃの位置の位置が変化する場合にも、金属ピンＭＡ２８を介して導電部ＭＡ２１ｃと金属層との電気的な接触が確実に維持され得る。

また、導電部ＭＡ２１ｃは、導電性を有するベローズ部ＭＡ３０を介して側壁ＤＡ１１に電気的に接触している。従って、導電部ＭＡ２１ｃの位置が変化する場合にも、ベローズ部ＭＡ３０を介して導電部ＭＡ２１ｃと側壁ＤＡ１１との電気的な接触が確実に維持され得る。

高周波が空間ＳＰに導入されると、ガスが空間ＳＰ内で励起されて、当該ガスからプラズマが生成される。プラズマは、空間ＳＰ内で周方向において均一な密度分布で生成される。ステージＭＡ１１上の基板Ｗは、プラズマからの化学種によって処理される。

以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる例示的実施形態における要素を組み合わせて他の例示的実施形態を形成することが可能である。

以上の説明から、本開示の種々の例示的実施形態は、説明の目的で本明細書で説明されており、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の例示的実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。

１Ａ…プラズマ処理装置、１Ｂ…プラズマ処理装置、１Ｃ…プラズマ処理装置、１Ｄ…プラズマ処理装置、ＡＸ…軸線、ＣＳ…処理容器、ＤＡ１１…側壁、ＤＡ１２…突起部、ＤＡ１３…封止部材、ＤＡ２…入出口、ＤＢ１１…支持部、ＤＢ１２…排気管、ＤＢ２１…ベローズ、ＤＢ２２…ベローズ、ＤＢ３…バネ、ＤＢ４…水冷プレート、ＤＢ５…ガス供給器、ＤＢ６…ヒータ電源、ＤＣ１…反射板、ＭＡ１１…ステージ、ＭＡ１２…外周部、ＭＡ１３…表面、ＭＡ１４…裏面、ＭＡ１５…金属層、ＭＡ１６…ヒータ層、ＭＡ２１ａ…導電部、ＭＡ２１ｂ…導電部、ＭＡ２１ｃ…導電部、ＭＡ２２…導電板、ＭＡ２３…導電性弾性部材、ＭＡ２４…金属ロッド、ＭＡ２５…保護膜、ＭＡ２６…金属薄板、ＭＡ２６ａ…開口、ＭＡ２６ｂ…接続部、ＭＡ２６ｃ…孔部、ＭＡ２６ｄ…連結部、ＭＡ２７…ボルト、ＭＡ２８…金属ピン、ＭＡ２９…パイプ、ＭＡ３０…ベローズ部、ＭＡ３１…排気室、ＭＡ３２…壁部、ＭＡ３３…通気孔、ＳＰ…空間、ＵＡ１…導波路壁、ＵＡ２１…上部電極、ＵＡ２２…空洞、ＵＡ３１…導波路、ＵＡ３２…端部、ＵＡ４…絶縁部材、ＵＡ５１…サポートリング、ＵＡ５２…カバーリング、ＵＡ６…誘電体板、ＵＡ７…誘電体ロッド、ＵＡ８１…弾性部材、ＵＡ８２…封止部材、ＵＡ９…管、ＵＢ１…空隙、ＵＢ２…ガス吐出孔、ＵＣ１…高周波電源、ＵＣ２…整合器、ＵＣ３…ガス供給部、Ｗ…基板。

Claims (7)

1. 処理容器と、
   前記処理容器内に設けられたステージと、
   前記ステージの表面の上方に前記処理容器内の空間を介して設けられた上部電極と、
   ＶＨＦ帯又はＵＨＦ帯の高周波を前記空間に導入する導波路と、
   前記ステージの外周部と前記処理容器の側壁との間に延びている導電部と、
   を備え、
   前記ステージは、金属層を有し、
   前記ステージの外周部は、前記金属層の一部を含み、
   前記導波路は、高周波が放射される端部を備え、
   前記端部は、前記空間に向いて配置され、
   前記側壁は、接地され、
   前記導電部は、
   前記金属層と前記処理容器の前記側壁とに電気的に接続され、
   電気的な遮蔽機能を有する当該導電部の上方にある 前記端部から放射される高周波が、該導電部上にあり該端部及び前記空間の間にある絶縁部材を介して該空間に導入されるように、前記外周部から該側壁に向けて延びており、
   前記空間からガスを排気する開口を有している、
   プラズマ処理装置。
2. 絶縁部材を更に備え、
   前記絶縁部材は、前記端部と前記空間との間に配置されている、
   請求項１に記載のプラズマ処理装置。
3. 前記ステージの裏面は、前記金属層が露出されており、
   前記導電部は、前記外周部において前記裏面に電気的に接触している可撓性の導電板を備える、
   請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
4. 前記導電部は、前記金属層に電気的に接触している金属ロッドと、該金属ロッドと前記側壁とに電気的に接触している金属薄板とを備える、
   請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
5. 前記導電部は、前記金属層に電気的に接触している金属ピンと、前記側壁に電気的に接触しており導電性を有するベローズ部とを備える、
   請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
6. 排気室を更に備え、
   前記排気室は、前記外周部の周囲から前記側壁に向けて延びており、前記空間に連通し、導電性の壁部を備え、
   前記導電部は、前記壁部の一部を含む、
   請求項１～５の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
7. 排気室を更に備え、
   前記排気室は、前記側壁の内部に設けられている、
   請求項４に記載のプラズマ処理装置。

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