JP7264710B2 - Plasma processing equipment - Google Patents
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Description
本発明はプラズマ処理装置に関する。 The present invention relates to a plasma processing apparatus.
従来から、プラズマを用いて原料ガスを分解し、例えば、基板の被成膜面に薄膜を形成するプラズマ処理装置が知られている。このプラズマ処理装置においては、例えば、特許文献1,2に示すように、チャンバと、電極フランジと、チャンバおよび電極フランジによって挟まれた絶縁フランジとによって、処理室が構成されている。処理室は、成膜空間(反応室)を有する。
2. Description of the Related Art Conventionally, a plasma processing apparatus has been known that decomposes a raw material gas using plasma to form a thin film on a film-forming surface of a substrate, for example. In this plasma processing apparatus, for example, as shown in
処理室内には、シャワープレートと、基板が配置されるヒータとが設けられている。
シャワープレートは、電極フランジに接続され複数の噴出口を有する。シャワープレートと電極フランジとの間には空間が形成される。この空間は、原料ガスが導入されるガス導入空間である。つまり、シャワープレートは、処理室内を、基板に膜が形成される成膜空間と、ガス導入空間とに区画している。
A shower plate and a heater on which the substrate is placed are provided in the processing chamber.
A shower plate has a plurality of jets connected to the electrode flange. A space is formed between the shower plate and the electrode flange. This space is a gas introduction space into which the raw material gas is introduced. That is, the shower plate partitions the processing chamber into a film forming space in which a film is formed on the substrate and a gas introducing space.
チャンバは、接地電位に接続されている。これによってヒータは、アノード電極として機能する。一方、電極フランジには高周波電源が接続されている。電極フランジおよびシャワープレートは、カソード電極として機能する。電極フランジの周囲には、例えば、電極フランジを覆うように形成され、かつチャンバに接続されたシールドカバーなどが設けられている。 The chamber is connected to ground potential. The heater thereby functions as an anode electrode. On the other hand, a high frequency power supply is connected to the electrode flange. The electrode flange and shower plate act as the cathode electrode. Around the electrode flange, for example, a shield cover or the like is provided so as to cover the electrode flange and connected to the chamber.
特許文献1,2において、ヒータの下面には、アースプレートの一端が接続されている。アースプレートの他端は、チャンバの内底面近傍に電気的に接続されている。
また、特許文献1において、ヒータの側部には、別のアースプレート(高周波デバイス)の一端が接続されている。このアースプレートの他端は、チャンバの側面の近傍に電気的に接続されている。
In
Further, in Patent Document 1, one end of another earth plate (high frequency device) is connected to the side of the heater. The other end of this ground plate is electrically connected near the side of the chamber.
このような構成において、ガス導入空間に導入されたガスは、シャワープレートの各噴出口から成膜空間に均一に噴出される。このとき、高周波電源を起動して電極フランジに高周波電圧を印加し、成膜空間内にプラズマを発生させる。そして、プラズマによって分解された原料ガスが基板の被成膜面に到達することにより所望の膜が形成される。 In such a configuration, the gas introduced into the gas introduction space is uniformly ejected from each ejection port of the shower plate into the film formation space. At this time, a high frequency power source is activated to apply a high frequency voltage to the electrode flange, thereby generating plasma in the film forming space. A desired film is formed by the material gas decomposed by the plasma reaching the film-forming surface of the substrate.
電極フランジに高周波電圧を印加してプラズマを発生させる際、プラズマの発生に伴って流れる電流は、シャワープレート,ヒータ,およびアースプレートの順に伝達される。さらに、この電流は、チャンバおよびシールドカバーに伝達され、マッチングボックスにリターンされる。プラズマの発生に伴う電流は、このような電流経路を通じて流れる。 When a high-frequency voltage is applied to the electrode flange to generate plasma, the current that flows with the generation of plasma is transmitted through the shower plate, the heater, and the ground plate in that order. This current is then transmitted to the chamber and shield cover and returned to the matching box. Current associated with plasma generation flows through such a current path.
ところで、特許文献1の図4や、特許文献2に記載されるように、チャンバの側壁には、基板をチャンバ内に搬出又は搬入するために用いられる搬出入部が設けられ、これを開閉するドアバルブが設けられている。
しかし、特許文献1の図4や、特許文献2に記載されるように、搬出入部が形成されている場合、搬出入部が形成されているチャンバの内側面を流れる高周波電流の経路は、搬出入部が形成されていないチャンバの内側面を流れる高周波電流の経路よりも長くなる。これによって、搬出入部が形成されている内側面を流れる高周波電流の経路において、インダクタンスが大きくなる。
このため、基板およびヒータの周方向において、リターン電流の分布が均一でなくなるため、電場勾配が不均一となり、局所放電(異常放電)やプラズマの偏りを生じ、成膜の均一性に影響を与えるという問題があった。
By the way, as described in FIG. 4 of Patent Document 1 and
However, as described in FIG. 4 of Patent Document 1 and
As a result, the distribution of the return current is not uniform in the circumferential direction of the substrate and the heater, and the electric field gradient becomes non-uniform, causing local discharge (abnormal discharge) and plasma bias, which affects the uniformity of the film formation. There was a problem.
特に、基板のサイズが大型化すると、高周波電圧を大きくする必要があるため、搬出入部の近傍における異常放電が発生するおそれがある。
このため、異常放電に起因するインピーダンスの不整合が生じ、電極フランジに印加できる高周波電圧が低下してしまうという課題がある。
In particular, when the size of the substrate increases, it is necessary to increase the high-frequency voltage, which may cause abnormal discharge near the loading/unloading section.
For this reason, there is a problem that an impedance mismatch occurs due to the abnormal discharge, and the high-frequency voltage that can be applied to the electrode flange is reduced.
特許文献1では、このドアバルブよりもシャワープレートに近接する位置に高周波デバイスを設けて、これを防止している。
また、特許文献2では、ドアバルブを二重にして、これを防止している。
In Patent Document 1, a high-frequency device is provided at a position closer to the shower plate than the door valve to prevent this.
Moreover, in
しかし、特許文献1,2に記載されるように、成膜空間に、変形する部分、接触する部分あるいは摺動する部分があると、パーティクルの発生原因となる可能性があるため、好ましくない。
特に、特許文献1に記載されるように、成膜処理時あるいは基板が昇降したときのいずれにおいても、基板よりもシャワープレートに近接する位置に、これら変形する部分、接触する部分あるいは摺動する部分があると、非常に好ましくない。
However, as described in
In particular, as described in Patent Document 1, during the film formation process or when the substrate is raised and lowered, these deformed portions, contact portions, or sliding portions are positioned closer to the shower plate than the substrate. If there is a part, it is highly undesirable.
また、特許文献2のように、成膜空間に可動部分があると、パーティクルの発生原因となる場合があるため、好ましくない。特許文献2に記載される技術では、基板の搬入および搬出において、アースプレートが搬出入部に対応する高さだけヒータが昇降する必要があるため、これにともなって、アースプレートが大きく変形する。このため、パーティクルの発生が多くなる場合がある。
Further, as in
また、特許文献1,2に記載されるように、リターン電流が、ヒータの下面、アースプレート、チャンバの底部を経由してシールドカバーに伝達される場合、基板の周方向におけるリターン電流の不均一性は改善されるが、さらにリターン電流の経路を短縮して、インダクタンスを減少させたいという要求があった。
In addition, as described in
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、以下の目的を達成しようとするものである。
1.パーティクルの発生を防止すること。
2.成膜空間における変形部、可動部、接触部を削減すること。
3.高周波リターン電流の経路の短縮を図ること。
4.基板周方向における高周波リターン電流の分布均一性を向上すること。
5.高周波リターン電流の経路においてインダクタンスの低減を図ること。
6.高周波リターン電流の経路においてインダクタンスの調整を容易にすること。
7.プラズマ発生条件の調整を容易にすること。
8.これらを同時に実現すること。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and aims to achieve the following objects.
1. To prevent generation of particles.
2. To reduce deformation parts, movable parts, and contact parts in the film formation space.
3. To shorten the path of the high-frequency return current.
4. To improve the distribution uniformity of the high-frequency return current in the circumferential direction of the substrate.
5. To reduce the inductance in the path of the high frequency return current.
6. Facilitating adjustment of inductance in the path of high frequency return currents.
7. To facilitate adjustment of plasma generation conditions.
8. Realize these at the same time.
本発明は、プラズマ処理装置であって、
電極フランジと、
側壁および底部を有するチャンバと、
前記チャンバと前記電極フランジとの間に配置された絶縁フランジと、
前記チャンバと前記電極フランジと前記絶縁フランジとから構成されて反応室を有する処理室と、
前記反応室内に収容され処理面を有する基板が載置されるとともに前記基板の温度を制御可能な支持部と、
前記支持部を昇降駆動する昇降駆動部と、
前記電極フランジに接続され、高周波電圧を印加する高周波電源と、
上面が前記支持部の下面と電気的に接続されるとともに、前記支持部の径方向外側に位置するベースプレートと、
前記ベースプレートを前記支持部と独立して昇降駆動するベース昇降駆動部と、
前記ベースプレートの上面の縁部に周設されたキャパシタ形成部と、
前記チャンバの前記側壁に形成されて前記底部に向かう下面において、前記ベースプレートの前記キャパシタ形成部に対向する位置に周設されたキャパシタ形成部と、
を有し、
前記ベース昇降駆動部によって前記ベースプレートを昇降させ、前記ベースプレートの前記上面と前記チャンバの前記下面との間にギャップを形成して、
互いに対向する前記キャパシタ形成部どうしの間に、プラズマ形成時の高周波リターン電流に対するキャパシタを前記基板の全周となる位置に形成することにより上記課題を解決した。
本発明は、前記ベースプレートの上面の縁部に周設された前記キャパシタ形成部、および、前記チャンバの前記側壁に形成されて前記底部に向かう下面において前記ベースプレートの前記キャパシタ形成部に対向する位置に周設された前記キャパシタ形成部は、前記基板の径方向における幅寸法が、前記基板の周方向において略均一に形成されることができる。
本発明は、前記ベースプレートの上面の縁部に周設された前記キャパシタ形成部、および、前記チャンバの前記側壁に形成されて前記底部に向かう下面において前記ベースプレートの前記キャパシタ形成部に対向する位置に周設された前記キャパシタ形成部が、前記基板の周方向において、連続的または断続的に形成されることができる。
本発明は、互いに対向する前記ベースプレートの前記上面と前記チャンバの前記下面との少なくともいずれか一方に絶縁部材が配置されることができる。
本発明は、少なくとも前記ベースプレートの上面の縁部に周設された前記キャパシタ形成部が、隣接する前記ベースプレートの前記上面の前記絶縁部材よりも凹状に形成されるとともに、
前記チャンバの前記側壁に形成されて前記底部に向かう下面において前記ベースプレートの前記キャパシタ形成部に対向する位置に周設された前記キャパシタ形成部が、隣接する前記チャンバの前記下面の前記絶縁部材よりも凹状に形成されるか、または、隣接する前記下面の領域と面一で連続することができる。
本発明は、前記支持部の前記上面において、前記基板の径方向外側には絶縁部材が配置されることができる。
本発明は、前記ベースプレートと前記支持部とが、アースプレートにより電気的に接続されることができる。
本発明の前記処理室には、前記電極フランジに電気的に接続されるとともに前記反応室の上側に位置するシャワープレートが設けられ、
前記ベースプレートにおける前記キャパシタ形成部の内周輪郭が、前記シャワープレートにおける前記反応室に露出する外周輪郭よりも大きな形状を有することができる。
本発明の前記チャンバの前記側壁には、前記反応室の径寸法が前記電極フランジに近接する位置よりも前記底部に近接する位置を拡径するように周設された段差部が形成され、 前記段差部における前記底部に対向する前記下面に前記キャパシタ形成部が形成されることができる。
本発明は、前記段差部の内周輪郭が、前記支持部の外周輪郭よりも大きな形状を有することができる。
本発明は、前記チャンバの前記側壁には、前記反応室に前記基板を搬出又は搬入するために用いられる搬出入部が設けられ、
前記段差部の前記下面が、前記搬出入部よりも前記電極フランジに近接する位置に設けられることができる。
本発明は、前記チャンバの前記下面に対向する前記ベースプレートの前記上面の前記キャパシタ形成部は、前記ベースプレートの前記上面に対向する前記下面の前記キャパシタ形成部に電気的に接続されていることができる。
The present invention is a plasma processing apparatus,
an electrode flange;
a chamber having sidewalls and a bottom;
an insulating flange positioned between the chamber and the electrode flange;
a processing chamber comprising the chamber, the electrode flange, and the insulating flange and having a reaction chamber;
a support unit on which a substrate having a processing surface is placed in the reaction chamber and capable of controlling the temperature of the substrate;
an elevation drive unit that drives the support unit up and down;
a high-frequency power source connected to the electrode flange and applying a high-frequency voltage;
a base plate having an upper surface electrically connected to the lower surface of the support and positioned radially outward of the support;
a base elevation driving unit that vertically drives the base plate independently of the support;
a capacitor forming portion provided around the edge of the upper surface of the base plate;
a capacitor formation portion formed on the side wall of the chamber and provided around a lower surface facing the bottom portion at a position opposed to the capacitor formation portion of the base plate;
has
elevating the base plate by the base elevating drive unit to form a gap between the upper surface of the base plate and the lower surface of the chamber;
The above problem is solved by forming a capacitor for a high-frequency return current during plasma formation at a position corresponding to the entire circumference of the substrate between the capacitor forming portions facing each other.
In the present invention, the capacitor forming portion is provided around the edge of the upper surface of the base plate, and the lower surface, which is formed on the side wall of the chamber and faces the bottom, is provided at a position facing the capacitor forming portion of the base plate. A width dimension in a radial direction of the substrate may be substantially uniform in a circumferential direction of the substrate in the capacitor forming portion provided around the periphery.
In the present invention, the capacitor forming portion is provided around the edge of the upper surface of the base plate, and the lower surface, which is formed on the side wall of the chamber and faces the bottom, is provided at a position facing the capacitor forming portion of the base plate. The circumferential capacitor forming portion may be formed continuously or intermittently in the circumferential direction of the substrate.
In the present invention, an insulating member may be arranged on at least one of the upper surface of the base plate and the lower surface of the chamber, which face each other.
In the present invention, at least the capacitor forming portion provided around the edge of the upper surface of the base plate is formed to be more concave than the insulating member on the upper surface of the adjacent base plate ,
The capacitor forming portion formed on the side wall of the chamber and circumferentially arranged at a position facing the capacitor forming portion of the base plate on the lower surface toward the bottom is positioned higher than the insulating member on the lower surface of the adjacent chamber. It can be concavely formed or it can be flush and continuous with an adjacent region of the lower surface .
According to the present invention, an insulating member may be arranged on the upper surface of the support portion and radially outward of the substrate.
In the present invention, the base plate and the support can be electrically connected by an earth plate.
The processing chamber of the present invention is provided with a shower plate electrically connected to the electrode flange and positioned above the reaction chamber,
An inner peripheral contour of the capacitor forming portion of the base plate may have a larger shape than an outer peripheral contour of the shower plate exposed to the reaction chamber.
The side wall of the chamber of the present invention is formed with a stepped portion that is circumferentially provided so that the diameter of the reaction chamber is larger at a position closer to the bottom than at a position closer to the electrode flange, The capacitor forming portion may be formed on the lower surface of the stepped portion facing the bottom portion.
In the present invention, the inner peripheral contour of the stepped portion may have a shape larger than the outer peripheral contour of the support portion.
In the present invention, the side wall of the chamber is provided with a loading/unloading part used for loading/unloading the substrate into/from the reaction chamber,
The lower surface of the stepped portion may be provided at a position closer to the electrode flange than the loading/unloading portion.
In the present invention, the capacitor formation portion on the top surface of the base plate facing the bottom surface of the chamber may be electrically connected to the capacitor formation portion on the bottom surface facing the top surface of the base plate. .
本発明は、プラズマ処理装置であって、
電極フランジと、
側壁および底部を有するチャンバと、
前記チャンバと前記電極フランジとの間に配置された絶縁フランジと、
前記チャンバと前記電極フランジと前記絶縁フランジとから構成されて反応室を有する処理室と、
前記反応室内に収容され処理面を有する基板が載置されるとともに前記基板の温度を制御可能な支持部と、
前記支持部を昇降駆動する昇降駆動部と、
前記電極フランジに接続され、高周波電圧を印加する高周波電源と、
前記支持部と電気的に接続されるとともに前記支持部の径方向外側に位置するベースプレートと、
前記ベースプレートを前記支持部と独立して昇降駆動するベース昇降駆動部と、
前記ベースプレートの上面の縁部に周設されたキャパシタ形成部と、
前記チャンバの前記側壁に形成されて前記底部に向かう下面において、前記ベースプレートの前記キャパシタ形成部に対向する位置に周設されたキャパシタ形成部と、
を有し、
前記ベース昇降駆動部によって前記ベースプレートを昇降させ、前記ベースプレートの前記上面と前記チャンバの前記下面との間にギャップを形成して、
互いに対向する前記キャパシタ形成部どうしの間に、プラズマ形成時の高周波リターン電流に対するキャパシタを前記基板の全周となる位置に形成する。
The present invention is a plasma processing apparatus,
an electrode flange;
a chamber having sidewalls and a bottom;
an insulating flange positioned between the chamber and the electrode flange;
a processing chamber comprising the chamber, the electrode flange, and the insulating flange and having a reaction chamber;
a support unit on which a substrate having a processing surface is placed in the reaction chamber and capable of controlling the temperature of the substrate;
an elevation drive unit that drives the support unit up and down;
a high-frequency power source connected to the electrode flange and applying a high-frequency voltage;
a base plate electrically connected to the support and positioned radially outward of the support;
a base elevation driving unit that vertically drives the base plate independently of the support;
a capacitor forming portion provided around the edge of the upper surface of the base plate;
a capacitor formation portion formed on the side wall of the chamber and provided around a lower surface facing the bottom portion at a position opposed to the capacitor formation portion of the base plate;
has
elevating the base plate by the base elevating drive unit to form a gap between the upper surface of the base plate and the lower surface of the chamber;
A capacitor for a high-frequency return current during plasma formation is formed at a position along the entire circumference of the substrate between the capacitor forming portions facing each other.
この構成においては、例えば、ベースプレートの上面とチャンバの下面との間に数ミリ程度の極小の間隙(ギャップ)が形成される。また、高周波電圧が印加されている際に、高周波リターン電流の経路として、ベースプレートの上面とチャンバの下面とは容量結合を介して互いに電気的に接続される。
この構成によれば、電極フランジに高周波の高電力を供給したときに、高周波電流を電極フランジから支持部およびベースプレートを介してチャンバに流すことができる。従って、電極フランジと支持部との間にプラズマを発生させることができる。
In this configuration, for example, a very small gap of several millimeters is formed between the upper surface of the base plate and the lower surface of the chamber. Further, when a high frequency voltage is applied, the upper surface of the base plate and the lower surface of the chamber are electrically connected to each other through capacitive coupling as a path for a high frequency return current.
According to this configuration, when high-frequency power is supplied to the electrode flange, high-frequency current can flow from the electrode flange to the chamber via the support portion and the base plate. Therefore, plasma can be generated between the electrode flange and the support.
このとき、プラズマ形成時に、マッチングボックスにリターンする高周波リターン電流の経路を、支持部、ベースプレート、キャパシタ形成部、チャンバ、とすることができる。
これにより、高周波リターン電流の経路が、チャンバ底部を経由する場合よりも短くすることができる。したがって、高周波リターン電流の経路におけるインダクタンスを減少することができる。
At this time, the path of the high-frequency return current returning to the matching box during plasma formation can be the support, base plate, capacitor formation, and chamber.
This allows the path of the high-frequency return current to be shorter than when passing through the bottom of the chamber. Therefore, the inductance in the path of the high frequency return current can be reduced.
同時に、支持部の高さを昇降駆動部によって設定するだけで、支持部とシャワープレート等の電極フランジとの間のギャップをプラズマ発生条件に対応した寸法に形成することが可能となる。このため、プラズマ発生条件および成膜条件に対して最適な間隔を基板とシャワープレートとの間に形成することができる。
同時に、ベースプレートの高さをベース昇降駆動部によって設定するだけで、ベースプレートの上面と下面との間のギャップを均一幅寸法に形成することが可能となる。このため、高周波リターン電流経路が、基板の周方向において、均等に形成されることになる。
At the same time, it is possible to form the gap between the support portion and the electrode flange of the shower plate or the like to a dimension corresponding to the plasma generation conditions only by setting the height of the support portion by the elevation drive portion. Therefore, an optimum gap can be formed between the substrate and the shower plate for plasma generation conditions and film forming conditions.
At the same time, it is possible to form the gap between the upper surface and the lower surface of the base plate to have a uniform width dimension simply by setting the height of the base plate by the base elevating drive section. Therefore, the high-frequency return current paths are evenly formed in the circumferential direction of the substrate.
しかも、ベースプレートの上面と下面との間のギャップを、支持部とシャワープレート等の電極フランジとの間のギャップと独立に設定することができる。したがって、インダクタンスと、プラズマ発生条件とを、互いに影響することなく、独立に設定することができる。
これにより、基板の周方向において、電場勾配の不均一を抑制でき、プラズマ処理特性、つまり、成膜特性の分布を均等に維持することができる。
Moreover, the gap between the upper surface and the lower surface of the base plate can be set independently of the gap between the supporting portion and the electrode flange of the shower plate or the like. Therefore, the inductance and the plasma generation conditions can be set independently without affecting each other.
As a result, non-uniformity of the electric field gradient can be suppressed in the circumferential direction of the substrate, and a uniform distribution of plasma processing characteristics, that is, film formation characteristics, can be maintained.
また、高周波リターン電流の経路が、キャパシタ形成部よりも底部に近接する位置を経由しない。これにより、高周波リターン電流の経路が経由しない位置である、キャパシタ形成部よりも底部に近接する位置となるチャンバの側壁に搬出入部を設けることが可能となる。
これにより、高周波リターン電流の経路に対して、搬出入部が影響を及ぼすことを防止できる。これにより、搬出入部によるインダクタンスの増加を防止することができ、高周波リターン電流のインダクタンスを低下させることができる。
Also, the path of the high frequency return current does not pass through a position closer to the bottom than the capacitor forming part. As a result, it is possible to provide the loading/unloading section on the side wall of the chamber, which is located closer to the bottom than the capacitor formation section, which is a position through which the path of the high-frequency return current does not pass.
As a result, it is possible to prevent the loading/unloading section from affecting the path of the high-frequency return current. As a result, it is possible to prevent an increase in inductance due to the carry-in/out section, and to reduce the inductance of the high-frequency return current.
したがって、プラズマを発生させる際、搬出入部内における異常放電を防止でき、電極フランジに印加できる高周波電圧を大きくすることができる。
また、同時に、高周波リターン電流の経路に対して、搬出入部が影響を及ぼさないことで、高周波リターン電流の経路が、基板の周方向において、均等に形成されることになる。
Therefore, when plasma is generated, abnormal discharge in the carry-in/out section can be prevented, and the high-frequency voltage that can be applied to the electrode flange can be increased.
At the same time, since the carry-in/out section does not affect the path of the high-frequency return current, the path of the high-frequency return current is evenly formed in the circumferential direction of the substrate.
これにより、基板の周方向において、電場勾配の不均一を抑制でき、プラズマ処理特性、つまり、成膜特性の分布を均等に維持することができる。
このような構成においては、ベースプレートの上面とチャンバの下面とが接触しないとともに、基板を搬出および搬入する程度に大きな昇降距離を移動・変形する部分が処理室内に存在しないため、パーティクル(塵埃)などが発生することを防止できる。
As a result, non-uniformity of the electric field gradient can be suppressed in the circumferential direction of the substrate, and a uniform distribution of plasma processing characteristics, that is, film formation characteristics, can be maintained.
In such a configuration, the upper surface of the base plate and the lower surface of the chamber do not come into contact with each other, and there is no part in the processing chamber that moves or deforms a large lifting distance to the extent that the substrate is carried in or out. can be prevented from occurring.
本発明は、前記キャパシタ形成部は、前記基板の径方向における幅寸法が、前記基板の周方向において略均一に形成されることができる。
これにより、ベースプレートの上面とチャンバの下面とで形成されるキャパシタが、基板の周方向において均等に形成される。
したがって、高周波リターン電流経路が、基板の周方向において、均等に形成されることになる。
これにより、基板の周方向において、電場勾配の不均一を抑制でき、プラズマ処理特性、つまり、成膜特性の分布を均等に維持することができる。
従って、プラズマを発生させる際、インダクタンスが変動した部分で発生する異常放電を防止でき、電極フランジに印加できる高周波電圧を大きくすることができる。
According to the present invention, the width dimension in the radial direction of the substrate may be substantially uniform in the circumferential direction of the substrate.
As a result, capacitors formed by the upper surface of the base plate and the lower surface of the chamber are evenly formed in the circumferential direction of the substrate.
Therefore, the high-frequency return current paths are evenly formed in the circumferential direction of the substrate.
As a result, non-uniformity of the electric field gradient can be suppressed in the circumferential direction of the substrate, and a uniform distribution of plasma processing characteristics, that is, film formation characteristics, can be maintained.
Therefore, when generating plasma, it is possible to prevent abnormal discharge from occurring at a portion where the inductance fluctuates, and to increase the high-frequency voltage that can be applied to the electrode flange.
本発明は、前記キャパシタ形成部が、前記基板の周方向において、連続的または断続的に形成されることができる。
これにより、前記キャパシタ形成部を、基板の輪郭形状、支持部の輪郭形状およびベースプレートの輪郭形状に因って影響を受けないように、前記基板の周方向において配置することが容易となる。
In the present invention, the capacitor forming portion can be formed continuously or intermittently in the circumferential direction of the substrate.
This facilitates disposing the capacitor forming portion in the circumferential direction of the substrate so as not to be affected by the contour shape of the substrate, the contour shape of the support portion, and the contour shape of the base plate.
具体的には、矩形の基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置においては、基板の四辺に対応する四本の直線状として、キャパシタ形成部を配置することができる。
この場合、キャパシタ形成部において、基板の四辺に対応する四本の直線を、さらに短い線分に分割することもできる。
あるいは、キャパシタ形成部を、同心状に複数本形成することもできる。
Specifically, in a plasma processing apparatus that plasma-processes a rectangular substrate, the capacitor forming portions can be arranged as four straight lines corresponding to the four sides of the substrate.
In this case, the four straight lines corresponding to the four sides of the substrate can be further divided into shorter line segments in the capacitor forming portion.
Alternatively, a plurality of capacitor forming portions can be formed concentrically.
あるいは、円形輪郭の基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置においては、基板における円形縁部に対応して、円弧状のキャパシタ形成部を、等しい中心角を有するように複数配置することができる。
この場合、円弧状のキャパシタ形成部を、さらに短い円弧に分割することもできる。
あるいは、キャパシタ形成部を、同心状に複数本形成することもできる。
Alternatively, in a plasma processing apparatus that plasma-processes a substrate having a circular contour, a plurality of arc-shaped capacitor forming portions can be arranged so as to have the same central angle, corresponding to the circular edge of the substrate.
In this case, the arc-shaped capacitor forming portion can be divided into shorter arcs.
Alternatively, a plurality of capacitor forming portions can be formed concentrically.
なお、キャパシタ形成部を適宜分割することが可能である。このとき、キャパシタ形成部の形成するキャパシタが、基板の周方向において、略均等であるように見なせることが必要である。 Note that it is possible to divide the capacitor formation portion as appropriate. At this time, it is necessary that the capacitors formed by the capacitor forming portion can be regarded as substantially uniform in the circumferential direction of the substrate.
本発明は、互いに対向する前記ベースプレートの前記上面と前記チャンバの前記下面との少なくともいずれか一方に絶縁部材が配置されることができる。
これにより、互いに対向するキャパシタ形成部の少なくともいずれか一方が絶縁部材で覆われるため、導電部材が露出しながら対向するように配置されていない。
従って、前記ベースプレートの前記上面と前記チャンバの前記下面との間で異常放電が生じるのを抑制することができる。結果として、装置に供給できる高周波電力の上限値を上昇させることができる。
In the present invention, an insulating member may be arranged on at least one of the upper surface of the base plate and the lower surface of the chamber, which face each other.
As a result, at least one of the capacitor forming portions facing each other is covered with the insulating member, so that the conductive members are not arranged to face each other while being exposed.
Therefore, it is possible to suppress the occurrence of abnormal discharge between the upper surface of the base plate and the lower surface of the chamber. As a result, the upper limit of high frequency power that can be supplied to the device can be increased.
これにより、キャパシタ形成部にプラズマが影響を及ぼすことを防止して、高周波リターン電流の経路におけるキャパシタを確実に形成することが可能となる。
したがって、高周波リターン電流経路が、基板の周方向において、均等に形成されることになる。
これにより、基板の周方向において、電場勾配の不均一を抑制でき、プラズマ処理特性、つまり、成膜特性の分布を均等に維持することができる。
従って、プラズマを発生させる際、インダクタンスが変動した部分で発生する異常放電を防止でき、電極フランジに印加できる高周波電圧を大きくすることができる。
As a result, it is possible to prevent the plasma from affecting the capacitor formation portion and to reliably form the capacitor in the path of the high-frequency return current.
Therefore, the high-frequency return current paths are evenly formed in the circumferential direction of the substrate.
As a result, non-uniformity of the electric field gradient can be suppressed in the circumferential direction of the substrate, and a uniform distribution of plasma processing characteristics, that is, film formation characteristics, can be maintained.
Therefore, when generating plasma, it is possible to prevent abnormal discharge from occurring at a portion where the inductance fluctuates, and to increase the high-frequency voltage that can be applied to the electrode flange.
本発明は、前記支持部の前記キャパシタ形成部が、隣接する前記ベースプレートの前記上面よりも凹状に形成されることができる。
これにより、昇降駆動部によって支持部を昇降させるとともにベース昇降駆動部によってベースプレートを昇降させて、ベースプレートの上面とチャンバの下面との間に数ミリ程度の極小の間隙(ギャップ)を形成する際に、支持部の高さ位置とは独立にベースプレートと下面とによるギャップの制御を正確におこなうことが可能となる。
さらに、ベース昇降駆動部によってベースプレートを昇降させている際に、ベースプレートの上面とチャンバの下面とが当接しても、キャパシタ形成部は当接しないため、表面状態の変化によってキャパシタの変動が発生することを防止できる。
According to the present invention, the capacitor forming portion of the supporting portion may be formed in a concave shape with respect to the upper surface of the adjacent base plate.
As a result, the support section is moved up and down by the up-and-down driving section and the base plate is moved up and down by the base up-and-down driving section to form a very small gap of about several millimeters between the upper surface of the base plate and the lower surface of the chamber. , the gap between the base plate and the lower surface can be accurately controlled independently of the height position of the support portion.
Furthermore, even if the upper surface of the base plate and the lower surface of the chamber come into contact with each other while the base plate is being raised and lowered by the base raising/lowering drive unit, the capacitor forming portion does not come into contact with the lower surface of the chamber. can be prevented.
本発明は、前記支持部の前記上面において、前記基板の径方向外側には絶縁部材が配置されることができる。
これにより、絶縁部材により、キャパシタ形成部の径方向内側では電気的に絶縁した状態を維持することができる。したがって、プラズマ処理中に、キャパシタ形成部の径方向内側に位置する基板に対して、発生させるプラズマがキャパシタ形成部付近には到達することを防止できる。
According to the present invention, an insulating member may be arranged on the upper surface of the support portion and radially outward of the substrate.
Thereby, the insulating member can maintain an electrically insulated state radially inside the capacitor forming portion. Therefore, it is possible to prevent the generated plasma from reaching the vicinity of the capacitor formation portion with respect to the substrate located radially inside the capacitor formation portion during plasma processing.
本発明は、前記ベースプレートと前記支持部とが、アースプレートにより電気的に接続されることができる。
これにより、昇降駆動部によって支持部を昇降させるとともにベース昇降駆動部によってベースプレートを昇降させて、プラズマ形成時においてマッチングボックスにリターンする高周波リターン電流の経路を、支持部、ベースプレート、キャパシタ形成部、チャンバ、とすることができる。
In the present invention, the base plate and the support can be electrically connected by an earth plate.
As a result, the support section is moved up and down by the elevation driving section and the base plate is raised and lowered by the base elevation driving section, and the path of the high-frequency return current returning to the matching box during plasma formation is divided into the support section, the base plate, the capacitor formation section, and the chamber. , can be
本発明の前記処理室には、前記電極フランジに電気的に接続されるとともに前記反応室の上側に位置するシャワープレートが設けられ、
前記ベースプレートにおける前記キャパシタ形成部の内周輪郭が、前記シャワープレートにおける前記反応室に露出する外周輪郭よりも大きな形状を有することができる。
これにより、基板サイズを縮小することなく、高周波リターン電流の経路となるキャパシタを容易に形成することが可能となる。
しかも、昇降駆動部以外の可動部分を処理室内に設ける必要がないため、パーティクル(塵埃)などが発生することを防止して、成膜特性が低下することを防止できる。
また、発生したプラズマが、キャパシタ形成部に到達することを防止できる。
The processing chamber of the present invention is provided with a shower plate electrically connected to the electrode flange and positioned above the reaction chamber,
An inner peripheral contour of the capacitor forming portion of the base plate may have a larger shape than an outer peripheral contour of the shower plate exposed to the reaction chamber.
As a result, it is possible to easily form a capacitor that serves as a high-frequency return current path without reducing the substrate size.
Moreover, since it is not necessary to provide a movable part other than the elevation driving part in the processing chamber, it is possible to prevent the generation of particles (dust) and the like, thereby preventing deterioration of film formation characteristics.
Also, the generated plasma can be prevented from reaching the capacitor formation portion.
本発明の前記チャンバの前記側壁には、前記反応室の径寸法が前記電極フランジに近接する位置よりも前記底部に近接する位置を拡径するように周設された段差部が形成され、
前記段差部における前記底部に対向する前記下面に前記キャパシタ形成部が形成されることができる。
これにより、上下方向で段差部の下面より電極フランジに近接する位置に発生するプラズマが、キャパシタ形成部に近接することを防止して、発生させたプラズマがキャパシタ形成部付近に到達してしまうことを防止できる。
The side wall of the chamber of the present invention is formed with a stepped portion that is circumferentially provided so that the diameter of the reaction chamber is larger at a position closer to the bottom than at a position closer to the electrode flange,
The capacitor forming portion may be formed on the lower surface of the stepped portion facing the bottom portion.
As a result, plasma generated at a position closer to the electrode flange than the lower surface of the stepped portion in the vertical direction is prevented from approaching the capacitor forming portion, and the generated plasma does not reach the vicinity of the capacitor forming portion. can be prevented.
これにより、キャパシタ形成部にプラズマが影響を及ぼすことを防止して、高周波デバイスリターン電流の経路におけるキャパシタを確実に形成することが可能となる。
したがって、高周波リターン電流経路が、基板の周方向において、均等に形成されることになる。
これにより、基板の周方向において、電場勾配の不均一を抑制でき、プラズマ処理特性、つまり、成膜特性の分布を均等に維持することができる。
従って、プラズマを発生させる際、インダクタンスが変動した部分で発生する異常放電を防止でき、電極フランジに印加できる高周波電圧を大きくすることができる。
As a result, it is possible to prevent the plasma from affecting the capacitor formation portion and to reliably form the capacitor in the path of the high frequency device return current.
Therefore, the high-frequency return current paths are evenly formed in the circumferential direction of the substrate.
As a result, non-uniformity of the electric field gradient can be suppressed in the circumferential direction of the substrate, and a uniform distribution of plasma processing characteristics, that is, film formation characteristics, can be maintained.
Therefore, when generating plasma, it is possible to prevent abnormal discharge from occurring at a portion where the inductance fluctuates, and to increase the high-frequency voltage that can be applied to the electrode flange.
本発明は、前記段差部の内周輪郭が、前記支持部の外周輪郭よりも大きな形状を有することができる。
これにより、上下方向において段差部の下面より電極フランジに近接する位置に発生するプラズマが、段差部によってキャパシタ形成部に近接することを防止して、発生させたプラズマがキャパシタ形成部付近に到達してしまうことを防止できる。
In the present invention, the inner peripheral contour of the stepped portion may have a shape larger than the outer peripheral contour of the support portion.
As a result, plasma generated at a position closer to the electrode flange than the lower surface of the stepped portion in the vertical direction is prevented from approaching the capacitor forming portion by the stepped portion, and the generated plasma reaches the vicinity of the capacitor forming portion. You can prevent it from being lost.
これにより、キャパシタ形成部にプラズマが影響を及ぼすことを防止して、高周波デバイスリターン電流の経路におけるキャパシタを確実に形成することが可能となる。
したがって、高周波リターン電流経路が、基板の周方向において、均等に形成されることになる。
これにより、基板の周方向において、電場勾配の不均一を抑制でき、プラズマ処理特性、つまり、成膜特性の分布を均等に維持することができる。
従って、プラズマを発生させる際、インダクタンスが変動した部分で発生する異常放電を防止でき、電極フランジに印加できる高周波電圧を大きくすることができる。
As a result, it is possible to prevent the plasma from affecting the capacitor formation portion and to reliably form the capacitor in the path of the high frequency device return current.
Therefore, the high-frequency return current paths are evenly formed in the circumferential direction of the substrate.
As a result, non-uniformity of the electric field gradient can be suppressed in the circumferential direction of the substrate, and a uniform distribution of plasma processing characteristics, that is, film formation characteristics, can be maintained.
Therefore, when generating plasma, it is possible to prevent abnormal discharge from occurring at a portion where the inductance fluctuates, and to increase the high-frequency voltage that can be applied to the electrode flange.
本発明は、前記チャンバの前記側壁には、前記反応室に前記基板を搬出又は搬入するために用いられる搬出入部が設けられ、
前記段差部の前記下面が、前記搬出入部よりも前記電極フランジに近接する位置に設けられることができる。
これにより、リターン電流の経路に対して、搬出入部が影響を及ぼすことを防止できる。これにより、搬出入部によるインダクタンスの増加を防止することができ、高周波リターン電流のインダクタンスを低下させることができる。
In the present invention, the side wall of the chamber is provided with a loading/unloading part used for loading/unloading the substrate into/from the reaction chamber,
The lower surface of the stepped portion may be provided at a position closer to the electrode flange than the loading/unloading portion.
As a result, it is possible to prevent the loading/unloading section from affecting the path of the return current. As a result, it is possible to prevent an increase in inductance due to the carry-in/out section, and to reduce the inductance of the high-frequency return current.
従って、プラズマを発生させる際、搬出入部内における異常放電を防止でき、電極フランジに印加できる高周波電圧を大きくすることができる。
また、同時に、リターン電流の経路に対して、搬出入部が影響を及ぼさないことで、高周波リターン電流経路が、基板の周方向において、均等に形成されることになる。
さらに、キャパシタ形成部よりも底部に近接する位置となるチャンバの側壁に搬出入部が位置するため、搬出入部で発生したパーティクルが基板に到達することを抑制して、成膜特性が低下することを防止できる。
Therefore, when plasma is generated, abnormal discharge in the carry-in/out section can be prevented, and the high-frequency voltage that can be applied to the electrode flange can be increased.
At the same time, since the carry-in/out section does not affect the path of the return current, the high-frequency return current path is evenly formed in the circumferential direction of the substrate.
Furthermore, since the loading/unloading part is positioned on the side wall of the chamber, which is closer to the bottom than the capacitor forming part, particles generated at the loading/unloading part are prevented from reaching the substrate, thereby preventing deterioration of film formation characteristics. can be prevented.
本発明は、前記チャンバの前記下面に対向する前記ベースプレートの前記上面の前記キャパシタ形成部は、前記ベースプレートの前記上面に対向する前記下面の前記キャパシタ形成部に電気的に接続されていることができる。
これにより、互いに対抗するキャパシタ形成部によって、キャパシタを形成し、高周波リターン電流の経路におけるインダクタンスを低下させるとともに、基板の周方向において、略等しいインダクタンスを形成することが可能となる。
同時に、ベースプレートの昇降位置と、支持部の高さ位置とを独立して制御することが可能となる。
In the present invention, the capacitor formation portion on the top surface of the base plate facing the bottom surface of the chamber may be electrically connected to the capacitor formation portion on the bottom surface facing the top surface of the base plate. .
As a result, it is possible to form a capacitor by the capacitor forming portions facing each other, reduce the inductance in the path of the high-frequency return current, and form substantially equal inductance in the circumferential direction of the substrate.
At the same time, it becomes possible to independently control the elevation position of the base plate and the height position of the support portion.
本発明によれば、成膜空間において昇降駆動部以外の変形部、可動部、接触部を設けることなく、パーティクルの発生を防止し、搬出入部から基板へ到達するパーティクルを低減することができるという効果を奏することが可能となる。本発明によれば、高周波リターン電流の経路を短縮するとともに、基板周方向における高周波リターン電流の分布均一性を向上し、高周波リターン電流の経路においてインダクタンスを低下させることを可能とすることができるという効果を奏することが可能となる。本発明によれば、高周波リターン電流の経路においてインダクタンスの調整を容易にすることができるという効果を奏することが可能となる。本発明によれば、プラズマ発生条件の調整を容易にし、これらを同時に実現することができるという効果を奏することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to prevent the generation of particles and reduce the number of particles reaching the substrate from the carry-in/out section without providing any deformation section, movable section, or contact section other than the elevation drive section in the deposition space. It becomes possible to produce an effect. According to the present invention, it is possible to shorten the path of the high-frequency return current, improve the uniformity of the distribution of the high-frequency return current in the circumferential direction of the substrate, and reduce the inductance in the path of the high-frequency return current. It becomes possible to produce an effect. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to produce the effect that an inductance can be easily adjusted in the path|route of a high frequency return current. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to produce the effect that plasma generation conditions can be easily adjusted and these can be achieved at the same time.
以下、本発明に係るプラズマ処理装置の第1実施形態を、図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態におけるプラズマ処理装置を示す概略断面図である。図2は、本実施形態におけるプラズマ処理装置のベースプレートを示す説明図であり、図1におけるII方向に向かう矢視図である。図において、符号1は、プラズマ処理装置である。
また、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識し得る程度の大きさとするため、適宜、各構成要素の寸法および比率を実際のものとは異ならせた場合がある。
A first embodiment of a plasma processing apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a plasma processing apparatus according to this embodiment. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the base plate of the plasma processing apparatus according to the present embodiment, and is a view taken in the direction of arrow II in FIG. In the figure, reference numeral 1 denotes a plasma processing apparatus.
In addition, in each drawing used for the following explanation, in order to make each component large enough to be recognized on the drawing, the dimensions and proportions of each component may be changed from the actual ones as appropriate. .
本実施形態に係るプラズマ処理装置1は、プラズマCVD法を用いた成膜装置である。
プラズマ処理装置1は、図1に示すように、基板10を収容する反応室である成膜空間2aを有する処理室101を含む。
処理室101は、真空チャンバ(チャンバ)2と、電極フランジ4と、真空チャンバ2および電極フランジ4に挟持された絶縁フランジ81とから構成されている。
A plasma processing apparatus 1 according to this embodiment is a film forming apparatus using a plasma CVD method.
The plasma processing apparatus 1 includes, as shown in FIG. 1, a
The
真空チャンバ2は、底部(内底面)11と、底部(内底面)11の周縁から立設された側壁(壁部)24とを有する。
真空チャンバ2はアルミニウム、アルミニウム合金などで形成されている。
The
The
真空チャンバ2の底部(内底面)11には、開口部が形成されている。この開口部には支柱16が挿通され、支柱16は真空チャンバ2の下部に配置されている。支柱16の先端は、真空チャンバ2内に位置する。支柱16の先端には、板状のサセプタ(支持部)15が接続されている。
An opening is formed in the bottom (inner bottom surface) 11 of the
真空チャンバ2の底部(内底面)11には、別の開口部が形成されている。この開口部には支柱18が挿通され、支柱18は支柱16と平行に真空チャンバ2の下部に配置されている。支柱18の先端は、サセプタ(支持部)15よりも下側で真空チャンバ2内に位置する。支柱18の先端には、中央部分に貫通孔を有する枠状のベースプレート17が接続されている。
Another opening is formed in the bottom (inner bottom) 11 of the
ベースプレート17の輪郭形状は、サセプタ(支持部)15よりも大きく設定されている。
サセプタ(支持部)15とベースプレート17とは、上下に離間して配置されている。
サセプタ(支持部)15とベースプレート17とは、互いに平行に配置されている。
枠状のベースプレート17における中央部分の貫通孔には、支柱16が貫通している。
ベースプレート17と支柱16とは、互いに接触していない。
The contour shape of the
The susceptor (supporting portion) 15 and the
The susceptor (supporting portion) 15 and the
A
The
支柱16は、真空チャンバ2の外部に設けられた昇降駆動部16Aに接続されている。支柱16は、昇降駆動部16Aによって、上下方向に移動の制御が可能である。つまり、支柱16の先端に接続されているサセプタ15は、上下方向に昇降の制御が可能に構成されている。
The
支柱18は、真空チャンバ2の外部に設けられたベース昇降駆動部(昇降駆動部)16Aに接続されている。支柱18は、ベース昇降駆動部(昇降駆動部)16Aによって、上下方向に移動の制御が可能である。つまり、支柱18の先端に接続されているベースプレート17は、上下方向に昇降の制御が可能に構成されている。
The
なお、本実施形態においては、支柱16および支柱18は、いずれも同一の昇降駆動部(ベース昇降駆動部)16Aによって、上下方向に移動可能とされているが、支柱16および支柱18が別々の昇降駆動部によって昇降可能とされてもよい。
In the present embodiment, the
ベース昇降駆動部(昇降駆動部)16Aによって、サセプタ(支持部)15とベースプレート17とは、連動して昇降可能である。
また、ベース昇降駆動部(昇降駆動部)16Aによって、サセプタ(支持部)15とベースプレート17とは、後述するアースプレート19の可動範囲で、別々に昇降可能とされている。
The susceptor (supporting portion) 15 and the
Further, the susceptor (supporting portion) 15 and the
真空チャンバ2の外部においては、支柱16および支柱18の外周を覆うようにベローズ(不図示)が設けられている。ベローズにより、支柱16および支柱18が上下動した際に、成膜空間2aの密閉が維持される。
真空チャンバ2には、ベースプレート17よりも底部11に近接する位置に、排気管27が接続されている。排気管27の先端には、真空ポンプ28が設けられている。真空ポンプ28は、真空チャンバ2内が真空状態となるように減圧する。
Bellows (not shown) are provided outside the
An
真空チャンバ2の上部には、絶縁フランジ81を介して電極フランジ4が取り付けられている。
真空チャンバ2において、壁部24その上端には、段差部25、および、高周波電極支持部23が設けられている。段差部25および高周波電極支持部23は、それぞれ導電材で構成されている。
段差部25および高周波電極支持部23は、アルミニウム、アルミニウム合金などで形成される。
An
In the
The stepped
段差部25は、壁部24の上端に載置される。段差部25は、チャンバ2の径方向内側に突出するように周設されている。つまり、段差部25の内径寸法は、チャンバ2の壁部24の内径寸法に比べて小さくなる。
高周波電極支持部23は、段差部25とほぼ同じ内径寸法を有して、段差部25に積層されている。
高周波電極支持部23の上端には、シールドカバー13の下端が載置されている。
The stepped
The high-frequency
A lower end of the
段差部25および/または高周波電極支持部23の径方向内側には、サセプタ15が位置している。
段差部25の下面よりもサセプタ15の上面は、シャワープレート5に近接した位置にある。
段差部25および/または高周波電極支持部23とサセプタ15とは、離間している。
The
The upper surface of the
The
段差部25および/または高周波電極支持部23の径方向内側には、絶縁フランジ81が接している。
絶縁フランジ81は壁部24よりも小さい径方向寸法を有する。絶縁フランジ81の径方向断面は、略Z字状に形成される。すなわち、絶縁フランジ81は、段差部25および/または高周波電極支持部23の径方向内側に接するとともに、壁部24に平行に延在する枠部81bを有する。
An insulating
The insulating
絶縁フランジ81における枠部81bの上端には、径方向外側に向けて突出する上絶縁フランジ部81cが設けられる。絶縁フランジ81における枠部81bの下端には、径方向内側に向けて突出する下絶縁フランジ部81aが設けられる。
上絶縁フランジ部81cは、高周波電極支持部23の上端に接して、絶縁フランジ81を支持可能とする。
An upper insulating flange portion 81c that protrudes radially outward is provided at the upper end of the
The upper insulating flange portion 81 c is in contact with the upper end of the high-frequency
下絶縁フランジ部81aおよび枠部81bの径方向内側には、電極フランジ4の下端およびシャワープレート5が接している。
なお、下絶縁フランジ部81aの径方向内側輪郭は、電極フランジ4およびシャワープレート5が成膜空間2aに露出する範囲を制限している。下絶縁フランジ部81aは、電極絶縁カバーとして機能する。
The lower end of the
In addition, the radially inner contour of the lower insulating
電極フランジ4は、上板41と周壁43とを有する。
電極フランジ4は、周壁43の開口部が基板10の鉛直方向において下方に位置するように配置されている。周壁43の下端によって形成される開口部には、シャワープレート5が取り付けられている。上板41とシャワープレート5とは上下方向に離間して、互いに略平行に配置される。これにより、電極フランジ4とシャワープレート5との間に空間14が形成される。
The
The
電極フランジ4の上板41は、シャワープレート5に対向している。上板41には、ガス導入口42が設けられている。
また、処理室101の外部に設けられたプロセスガス供給部21とガス導入口42との間には、ガス導入管7が設けられている。
An
A
ガス導入管7の一端は、ガス導入口42に接続される。ガス導入管7の他端は、プロセスガス供給部21に接続されている。
ガス導入管7は、後述するシールドカバー13を貫通している。ガス導入管7を通じて、プロセスガス供給部21から空間14にプロセスガスが供給される。
One end of the
The
空間14は、プロセスガスが導入されるガス導入空間として機能する。
シャワープレート5には、複数のガス噴出口6が形成されている。
空間14内に導入されたプロセスガスは、ガス噴出口6から真空チャンバ2内の成膜空間2aに噴出される。
The
A plurality of
The process gas introduced into the
電極フランジ4とシャワープレート5は、それぞれ導電材で構成されている。
電極フランジ4の周囲には、電極フランジ4を覆うようにシールドカバー13が設けられている。
シールドカバー13は、電極フランジ4と非接触である。シールドカバー13は、真空チャンバ2に電気的に接続するように配置されている。
The
A
The
電極フランジ4には、真空チャンバ2の外部に設けられた高周波電源9(高周波電源)がマッチングボックス12を介して接続されている。
マッチングボックス12は、シールドカバー13に取り付けられている。
電極フランジ4およびシャワープレート5は、カソード電極として構成されている。
真空チャンバ2は、シールドカバー13を介して接地されている。
A high-frequency power source 9 (high-frequency power source) provided outside the
The
サセプタ15は、表面が平坦に形成された板状の部材である。サセプタ15の上面には、基板10が載置される。サセプタ15は、載置された基板10の法線方向が、支柱16の軸線と平行となるように形成される。
サセプタ15は、ヒータを内蔵してもよい。サセプタ15は、載置した基板10をヒータによって加熱および温度調節可能としてもよい。
The
The
サセプタ15は、接地電極、つまりアノード電極として機能する。このため、サセプタ15は、導電性を有する金属等で形成されている。例えば、サセプタ15は、アルミニウム、アルミニウム合金などで形成されている。
サセプタ15には、その上面に絶縁膜15aが設けられていてもよい。
The susceptor 15 functions as a ground electrode, ie an anode electrode. Therefore, the
The
基板10がサセプタ15上に配置されると、基板10とシャワープレート5とは互いに近接して平行に位置される。
サセプタ15に基板10が配置された状態で、ガス噴出口6からプロセスガスを噴出させると、プロセスガスは基板10の処理面10a上の空間に供給される。
サセプタ15の内部には図示しないヒータ線が設けられている。ヒータ線によってサセプタ15の温度が所定の温度に調整される。
When the
When the process gas is ejected from the
A heater wire (not shown) is provided inside the
ヒータ線は、サセプタ15の鉛直方向から見たサセプタ15の略中央部の裏面から下方に向けて突出されている。
ヒータ線は、サセプタ15の略中央部および支柱16に形成された貫通孔の内部に挿通されて、真空チャンバ2の外部へと導かれている。ヒータ線は、真空チャンバ2の外部において、電源(不図示)に接続される。
ヒータ線は、電源から供給される電力に応じて、サセプタ15および基板10の温度を調節する。
The heater wire protrudes downward from the rear surface of the
The heater wire is inserted through through-holes formed in the substantially central portion of the
The heater wire adjusts the temperatures of the
サセプタ15の上面には、基板10の径方向外側に隣接する位置に、基板絶縁カバー82が周設される。
基板絶縁カバー82は、基板10の全周に設けられる。基板絶縁カバー82の厚さ寸法は、基板10の厚さ寸法よりも大きくされる。つまり、基板絶縁カバー82の高さは、基板10の処理面10aよりも上向きに突出することができる。
基板絶縁カバー82は、サセプタ15の側面を覆うように設けることができる。
A
A
A
または、基板絶縁カバー82の高さは、基板10の処理面10aと同じとすることができる。
あるいは、基板絶縁カバー82の高さは、基板10の処理面10aよりも低くすることができる。
Alternatively, the height of the
Alternatively, the height of the
ベースプレート17は、表面が平坦に形成された枠状の板部材である。
ベースプレート17は、導電性を有する金属等で形成されている。例えば、ベースプレート17は、アルミニウム、アルミニウム合金などで形成されている。
The
The
ベースプレート17の上面には、可撓性を有するアースプレート19の一端が接続されている。アースプレート19の他端は、サセプタ15の下面に接続されている。
One end of a
アースプレート19は、サセプタ15の外周縁に沿って略等間隔で配置されている。
アースプレート19は、ベースプレート17の内周縁に沿って略等間隔で多数配置されている。
アースプレート19は、例えば、ニッケル系合金又はアルミ合金などで形成されている。
アースプレート19は、ベースプレート17の上面およびサセプタ15の下面と電気的に接続されている。
このため、ベースプレート17の上面およびサセプタ15の下面に絶縁膜が設けられる場合には、ベースプレート17の上面およびサセプタ15の下面では、アースプレート19の接続位置の絶縁膜が除去される。
The
A large number of
The
The
Therefore, when an insulating film is provided on the upper surface of the
真空チャンバ2の側壁24には、基板10を搬出又は搬入するために用いられる搬出入部26(搬出入口)が形成されている。
真空チャンバ2の側壁24における外側面には、搬出入部26を開閉するドアバルブ26aが設けられている。ドアバルブ26aは、上下方向にスライド可能である。
A
A
ドアバルブ26aが下方(真空チャンバ2の底部11に向けた方向)にスライド移動したときは、搬出入部26が開口され、基板10を搬出又は搬入することができる。
一方、ドアバルブ26aが上方(電極フランジ4に向けた方向)にスライド移動したときは、搬出入部26が閉口され、基板10の処理(成膜処理)を行うことができる。
When the
On the other hand, when the
図3は、本実施形態におけるプラズマ処理装置のキャパシタ形成部を説明するための図1におけるIIIA方向およびIIIB方向に向かう矢視図である。図において、紙面上半分は、段差部の下面を上方に向けて見た図であり、紙面下半分は、サセプタおよびベースプレートの上面を下方に向けて見た図である。
図4は、本実施形態におけるプラズマ処理装置のキャパシタ形成部を説明するための拡大断面図である。
3A and 3B are arrow views in the IIIA direction and the IIIB direction in FIG. 1 for explaining the capacitor forming portion of the plasma processing apparatus according to the present embodiment. In the figure, the upper half of the page is a view of the lower surface of the step portion viewed upward, and the lower half of the page is a view of the upper surfaces of the susceptor and the base plate viewed downward.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view for explaining the capacitor forming portion of the plasma processing apparatus according to this embodiment.
ベースプレート17の外周縁には、図1~図4に示すように、キャパシタ形成部30が形成されている。
段差部25の内周縁部には、図1,図3,図4に示すように、キャパシタ形成部30が形成されている。
A
As shown in FIGS. 1, 3 and 4, a
キャパシタ形成部30としては、ベースプレート17の上面において、基板絶縁カバー82の径方向外側に近接する位置に、導電帯部31が周設される。
導電帯部31は、ベースプレート17の全周に亘って設けられる。
導電帯部31は、ベースプレート17の全周に亘って等幅、すなわち、略均一に設けられる。
As the
The
The
導電帯部31は、ベースプレート17の全周に亘って連続して設けられる。
導電帯部31は、矩形とされるベースプレート17の各辺と平行に設けられる。
導電帯部31は、ベースプレート17の全周に亘って平面視してサセプタ15の外縁である基板絶縁カバー82と離間して設けられる。
The
The
The
導電帯部31は、ベースプレート17の全周に亘ってベースプレート17の外形輪郭と離間して設けられる。
導電帯部31とベースプレート17の外形輪郭との離間距離は、ベースプレート17の全周に亘って等しく設けられる。
The
The distance between the
平面視した導電帯部31と基板絶縁カバー82との間には、絶縁膜32で覆われた領域が存在する。
絶縁膜32は、基板絶縁カバー82の下側、つまり、サセプタ15の下側となる領域まで連続して設けられてもよい。
A region covered with the insulating
The insulating
導電帯部31よりも、側壁(壁部)24に近接するベースプレート17の表面には、絶縁膜33で覆われた領域が存在する。
絶縁膜33は、ベースプレート17の側方端面まで連続して設けられてもよい。
A region covered with an insulating
The insulating
絶縁膜32および絶縁膜33は、いずれも、絶縁体からなる。
絶縁膜32および絶縁膜33は、アルマイト合金等とすることができる。
絶縁膜32および絶縁膜33は、同じ厚さ寸法を有する。
基板絶縁カバー82、絶縁膜32および絶縁膜33は、絶縁部材を構成する。
Both the insulating
The insulating
Insulating
The
導電帯部31は、ベースプレート17の上面において、全面に形成された絶縁膜32および絶縁膜33を剥離することで形成される。
導電帯部31は、ベースプレート17の上面において、絶縁膜32および絶縁膜33よりも凹んだ状態とされる。
導電帯部31は、基板絶縁カバー82よりも下側に位置するベースプレート17の上面に設けられる。
The
The
The
キャパシタ形成部30としては、段差部25の下面において、ベースプレート17の導電帯部31に対向する位置に、導電帯部35が周設される。
導電帯部35は、導電帯部31に対応して、段差部25の全周に亘って設けられる。
導電帯部35は、段差部25の全周に亘って等幅に設けられる。
As the
The
The
導電帯部35は、導電帯部31と同様に、段差部25の全周に亘って連続して設けられる。
導電帯部35は、導電帯部31と同様に、矩形とされる段差部25の内側輪郭の各辺と平行に設けられる。
導電帯部35は、段差部25の全周に亘って段差部25の内側輪郭と離間して設けられる。
The
Similar to the
The
導電帯部35と段差部25の内側輪郭との離間距離は、段差部25の全周に亘って等しく設けられる。
導電帯部35は、段差部25の全周に亘って壁部(側壁)24の上端における内面と離間して設けられる。
導電帯部35とベースプレート17の外形輪郭との離間距離は、導電帯部31と同様に、ベースプレート17の全周に亘って等しく設定される。
The distance between the
The
The distance between the
なお、本実施形態において、導電帯部35と段差部25の内側輪郭との間には、領域36が存在する。
また、導電帯部35よりも、側壁(壁部)24に隣接する段差部25の表面には、領域37が存在する。
In addition, in the present embodiment, a
Further, a
領域37は、段差部25における側壁(壁部)24の端面に接する位置まで連続している。
領域36および領域37は、いずれも、導電帯部35と面一で連続している。導電帯部35、領域36および領域37は、段差部25の下面に位置している。
つまり、段差部25の下面は、たとえば、アルミニウムとされる導電体が全面で露出している。
The
Both the
In other words, the lower surface of the stepped
導電帯部35は、導電帯部31に対向する段差部25の下面として、その範囲が規定される。
つまり、導電帯部35は、導電帯部31と対向することで、段差部25の下面において形成される。
The range of the
That is, the
次に、プラズマ処理装置1を用いて基板10の処理面10aに膜を形成する場合の作用について説明する。
図5は、本実施形態におけるプラズマ処理装置の高周波リターン電流を説明するための断面図である。
Next, the action of forming a film on the
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the high-frequency return current of the plasma processing apparatus according to this embodiment.
まず、真空ポンプ28を用いて真空チャンバ2内を減圧する。真空チャンバ2内が真空に維持された状態で、ドアバルブ26aが開き、真空チャンバ2の搬出入部26を介して、真空チャンバ2の外部から成膜空間2aに向けて基板10が搬入される。基板10は、サセプタ15上に載置される。基板10は、基板絶縁カバー82によって、サセプタ15上における載置位置を規定される。
この際、ベースプレート17は、サセプタ15よりも底部11側に位置している。
First, the pressure inside the
At this time, the
基板10を搬入した後、ドアバルブ26aが閉じる(閉動作)。
基板10を載置する前は、サセプタ15およびベースプレート17は真空チャンバ2内の下方に位置している。
基板10を載置する前は、サセプタ15は搬出入部26よりも下方に位置している。
つまり、サセプタ15とシャワープレート5との間隔が広くなっているので、ロボットアーム(不図示)を用いて基板10をサセプタ15上に容易に載置することができる。
After loading the
The
The
That is, since the distance between the susceptor 15 and the
基板10がサセプタ15上に載置された後には、ベース昇降駆動部(昇降駆動部)16Aが起動し、支柱16および支柱18を上昇する。上方へ押し上げられたサセプタ15上に載置された基板10も上方へ移動する。これによって、適切に成膜を行うために必要な間隔になるようにシャワープレート5と基板10との間隔が所望の値に決定され、この間隔が維持される。
After the
このとき、サセプタ15およびベースプレート17は連動して上昇する。
これにより、ベースプレート17の上面において、その周縁部分が段差部25の下面に近接する。
At this time, the
As a result, the peripheral portion of the upper surface of the
次いで、ベース昇降駆動部16Aが起動し、支柱18を昇降して、ベースプレート17の上面と段差部25の下面とのギャップGを所望の値に設定する。
このとき、アースプレート19が変形することで、サセプタ15およびベースプレート17は電気的に接続された状態を維持する。
また、アースプレート19が可撓性を有することで、サセプタ15およびベースプレート17は互いに上下方向位置を変化できる。
Next, the base
At this time, the deformation of the
Further, since the
ここで、ベースプレート17の上面と段差部25の下面とのギャップGは、後述する高周波リターン電流の経路におけるキャパシタを形成するために、必要な間隔になるように所望の値に決定され、この間隔が維持される。
具体的には、ベースプレート17の上面と段差部25の下面とのギャップGは、0.1mm~10mm程度の範囲、即ち、ナローギャップに設定される。
Here, the gap G between the upper surface of the
Specifically, the gap G between the upper surface of the
ベースプレート17の上面と段差部25の下面とにおいて、導電帯部31と導電帯部35とは、平面視して互いに重なる位置に形成されている。したがって、ベースプレート17の外周に沿って、高周波リターン電流の経路におけるキャパシタが形成される。
これによって、適切に成膜を行うために必要なキャパシタが、ベースプレート17の外周に沿って全周に形成される。
On the upper surface of the
As a result, a capacitor necessary for proper film formation is formed along the entire circumference of the
導電帯部31と導電帯部35との間で形成されるキャパシタは、サセプタ15の外周に沿って全周で均一な値を有する。
したがって、サセプタ15の外周に沿って全周に均一な高周波リターン電流が形成可能となる。
A capacitor formed between the
Therefore, a uniform high-frequency return current can be formed along the outer circumference of the
しかも、この、ベースプレート17の全周におけるキャパシタ形成は、ベース昇降駆動部16Aによるベースプレート17の昇降位置を設定するだけで、サセプタ15の位置設定に影響を与えることなく、独立して容易におこなうことができる。
Moreover, the formation of the capacitors along the entire periphery of the
ここで、導電帯部31の周縁部は、絶縁膜32および絶縁膜33で覆われている。
このため、ベースプレート17の全周におけるキャパシタを確実に形成することができる。
同時に、ベースプレート17の全周において均一な値のキャパシタを確実に形成することができる。
Here, the peripheral portion of the
Therefore, capacitors can be reliably formed on the entire circumference of the
At the same time, capacitors with uniform values can be reliably formed around the entire circumference of the
その後、プロセスガス供給部21からガス導入管7およびガス導入口42を介して空間14にプロセスガスが導入される。そして、シャワープレート5のガス噴出口6から成膜空間2a内にプロセスガスが噴出される。
After that, the process gas is introduced into the
次に、高周波電源9を起動して電極フランジ4に高周波電力を印加する。
すると、電極フランジ4の表面からシャワープレート5の表面を伝って高周波電流が流れ、シャワープレート5とサセプタ15との間に放電が生じる。そして、シャワープレート5と基板10の処理面10aとの間にプラズマPが発生する。
Next, the high
Then, a high-frequency current flows from the surface of the
こうして発生したプラズマP内でプロセスガスが分解され、プラズマ状態のプロセスガスが得られ、基板10の処理面10aで気相成長反応が生じ、薄膜が処理面10a上に成膜される。
サセプタ15に伝達された高周波電流は、アースプレート19、ベースプレート17、キャパシタ形成部30を介して段差部25および高周波電極支持部23の内周面に流れる(図5)。
そして、高周波電流は、シールドカバー13を伝ってリターンされる(リターン電流)。
The process gas is decomposed in the plasma P generated in this way, the process gas in a plasma state is obtained, a vapor phase growth reaction occurs on the
The high-frequency current transmitted to the
Then, the high-frequency current is returned through the shield cover 13 (return current).
このとき、キャパシタ形成部30から、段差部25より下側の真空チャンバ2の側壁(壁部)24に、高周波リターン電流はリターンされない。
つまり、真空チャンバ2における搬出入部26の有無に関係なく、高周波リターン電流は、真空チャンバ2の底部11および側壁24を伝ってリターンされない。
At this time, no high-frequency return current is returned from the
That is, regardless of the presence or absence of the loading/
したがって、高周波リターン電流の経路を削減して、サセプタ15、および、ベースプレート17の全周に亘って、インダクタンスを小さくすることができる。
また、高周波リターン電流の経路の距離を、サセプタ15、および、ベースプレート17の全周に亘って等しくすることができる。つまり、サセプタ15、および、ベースプレート17の全周に亘って、高周波リターン電流の経路におけるインダクタンスを同一にすることができる。
Therefore, it is possible to reduce the inductance over the entire circumference of the
Also, the distance of the path of the high-frequency return current can be made equal over the entire circumference of the
しかも、キャパシタ形成部30は、リアクタンスではなくキャパシタとして作用するため、インダクタンスを小さくすることが可能である。
Moreover, since the
本実施形態におけるプラズマ処理装置1においては、ベースプレート17の上面と段差部25の下面との間に、数ミリ程度の極小の間隙(ギャップ)Gを形成することで、対向する導電帯部31と導電帯部35により、高周波リターン電流の経路としてキャパシタを形成することができる。
In the plasma processing apparatus 1 according to the present embodiment, a very small gap G of about several millimeters is formed between the upper surface of the
このとき、プラズマ形成時に、マッチングボックス16にリターンする高周波リターン電流の経路を、サセプタ15、アースプレート19、ベースプレート17、キャパシタ形成部30、段差部25、高周波電極支持部23、シールドカバー13とすることができる。
At this time, the path of the high frequency return current returning to the
これにより、高周波リターン電流の経路を、チャンバ2の底部11を経由する場合よりも短い距離にすることができる。したがって、高周波リターン電流の経路におけるインダクタンスを減少することができる。
As a result, the path of the high-frequency return current can be made shorter than when passing through the bottom 11 of the
同時に、ベースプレート17の高さをベース昇降駆動部16Aによって設定するだけで、ベースプレート17と段差部25との間のギャップGをサセプタ15、および、ベースプレート17の全周に亘って均一幅寸法に形成することが可能となる。
At the same time, the gap G between the
このため、高周波リターン電流経路が、サセプタ15、および、ベースプレート17の周方向において、均等に形成されることになる。
これにより、サセプタ15、および、ベースプレート17の周方向において、電場勾配の不均一を抑制でき、プラズマ処理特性、つまり、成膜特性の分布を均等に維持することができる。
Therefore, high-frequency return current paths are evenly formed in the circumferential direction of the
As a result, non-uniformity of the electric field gradient can be suppressed in the circumferential direction of the
しかも、ベースプレート17の高さをサセプタ15とは独立して設定することが可能とすることができる。
このため、ベースプレート17と段差部25との間のギャップGと独立して、プラズマ処理条件のみによって、シャワープレート5に対して設定されるサセプタ15の高さを最適化することができる。
Moreover, the height of the
Therefore, the height of the
同時に、シャワープレート5に対して設定されるサセプタ15の高さと独立して、高周波リターン電流経路に対してベースプレート17と段差部25との間のギャップGを最適化するように設定することが容易に可能となる。
At the same time, independent of the height of the
これにより、サセプタ15の高さと、ベースプレート17の高さとを、両方とも、最適化することができる。
したがって、プラズマ処理条件、および、高周波デバイスリターン電流の経路におけるキャパシタを、同時に最適化することが容易に可能となる。
Thereby, both the height of the
Therefore, it is readily possible to simultaneously optimize plasma processing conditions and capacitors in the path of high frequency device return currents.
したがって、プラズマを発生させる際、搬出入部26等における異常放電を防止でき、電極フランジ4に印加できる高周波電圧を大きくすることができる。
また、同時に、高周波リターン電流の経路に対して、搬出入部26が影響を及ぼさないことで、高周波リターン電流の経路が、サセプタ15の周方向において、均等に形成されることになる。
Therefore, when plasma is generated, abnormal discharge can be prevented in the carry-in/out
At the same time, since the loading/unloading
このような構成においては、ベースプレート17の上面と段差部25の下面とが接触しないとともに、アースプレート19はナローギャップであるベースプレート17と段差部25との間のギャップGの設定のみに対応して極めて小さな変形のみ可能な構成であるため、パーティクル(塵埃)などが発生することを抑制できる。
In such a configuration, the upper surface of the
導電帯部31が、絶縁膜32および絶縁膜33よりも凹んでおり、また、導電帯部35が、領域36および領域37と面一で連続している。
なお、絶縁膜32および絶縁膜33の膜厚、つまり、導電帯部31の凹んだ寸法は、0.1~1mmとすることができる。
The film thickness of the insulating
これにより、ベース昇降駆動部(昇降駆動部)16Aによってサセプタ15、および、ベースプレート17を昇降させた後に、ベース昇降駆動部(昇降駆動部)16Aによって、ベースプレート17を昇降させる。これにより、ベースプレート17の上面と段差部25の下面との間に、キャパシタとなる間隙(ギャップ)Gを形成する際に、このギャップGの制御を正確におこなうことが可能となる。
As a result, after the
さらに、ベース昇降駆動部(昇降駆動部)16Aによってベースプレート17を昇降させている際に、ベースプレート17の上面と段差部25の下面とが当接しても、導電帯部31および導電帯部35は当接しない。このため、導電帯部31および導電帯部35における表面状態の変化によってキャパシタの変動が発生することを防止できる。
Furthermore, even if the upper surface of the
また、成膜空間2aの周囲には、段差部25と高周波電極支持部23とが配置されており、サセプタ15の周囲も段差部25と高周波電極支持部23とが配置されている。
同時に、サセプタ15の下面よりもベースプレート17の上面および段差部25の下面が下側に位置して居る。
このため、プラズマPがキャパシタ形成部30に近接することを防止して、発生させたプラズマPがキャパシタ形成部30付近に到達してしまうことを防止できる。
A
At the same time, the upper surface of the
Therefore, it is possible to prevent the plasma P from approaching the
以下、本発明に係るプラズマ処理装置の第2実施形態を、図面に基づいて説明する。
図6は、本実施形態におけるキャパシタ形成部を示す拡大断面図であり、本実施形態において、上述した第1実施形態と異なるのは、キャパシタ形成部30に関する点であり、これ以外の上述した第1実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
A second embodiment of the plasma processing apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing a capacitor forming portion in this embodiment. In this embodiment, the difference from the above-described first embodiment is the
本実施形態におけるキャパシタ形成部30は、図6に示すように、段差部25の下面において、導電帯部35と近接する位置に、絶縁膜36aおよび絶縁膜37aが形成されている。
絶縁膜36aは、導電帯部35と段差部25の内側輪郭との間に設けられる。
絶縁膜36aは、第1実施形態における領域36を覆うように形成される。
As shown in FIG. 6, the
The insulating
The insulating
絶縁膜37aは、導電帯部35よりも、側壁(壁部)24に近接する段差部25の表面に設けられる。
絶縁膜37aは、第1実施形態における領域37を覆うように形成される。
絶縁膜37aは、段差部25における側壁(壁部)24の上端面に接する位置まで連続して設けられてもよい。
The insulating
The insulating
The insulating
絶縁膜36aおよび絶縁膜37aは、いずれも、絶縁体からなる。
絶縁膜36aおよび絶縁膜37aは、アルマイト合金等とすることができる。
絶縁膜36aおよび絶縁膜37aは、同じ厚さ寸法を有する。
絶縁膜36aおよび絶縁膜37aは、絶縁部材を構成する。
Both the insulating
The insulating
Insulating
The insulating
導電帯部35の周縁部は、絶縁膜36aおよび絶縁膜37aで覆われている。
導電帯部35は、段差部25の下面において、全面に形成された絶縁膜36および絶縁膜37を剥離することで形成される。
導電帯部35は、段差部25の下面において、絶縁膜36aおよび絶縁膜37aよりも凹んだ状態とされる。
なお、絶縁膜36aおよび絶縁膜37aの膜厚、つまり、導電帯部35の凹んだ寸法は、0.1mm~1mmとすることができる。
A peripheral portion of the
The
The
The film thickness of the insulating
本実施形態におけるキャパシタ形成部30は、ベースプレート17の上面に導電帯部31が形成されているため、第1実施形態と同様に、導電帯部31と、導電帯部31に対向する導電帯部35とで高周波リターン電流の経路におけるキャパシタを形成することができる。
In the
本実施形態においては、上述した第1実施形態と同等の効果を奏することができる。 In this embodiment, the same effects as those of the above-described first embodiment can be obtained.
さらに、本実施形態においては、絶縁膜36aおよび絶縁膜37aによって、導電帯部35の幅寸法を設定することもできる。
つまり、絶縁膜36aおよび絶縁膜37aによって、導電帯部35の幅寸法を設定して、導電帯部31と導電帯部35とによって高周波リターン電流の経路におけるキャパシタの大きさを設定することができる。この場合、導電帯部31と導電帯部35との幅寸法を等しくする、あるいは、導電帯部31と導電帯部35との幅寸法を異なるように設定することも可能である。
Furthermore, in this embodiment, the width dimension of the
That is, the width dimension of the
以下、本発明の実施形態における他の例を、図面に基づいて説明する。
図7は、本発明の実施形態における導電帯部をベースプレート17の上面へ配置する際の例を示す上面図である。
なお、図において、アースプレート19、基板絶縁カバー82等は省略している。
Other examples of embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 7 is a top view showing an example of arranging the conductive band portion on the upper surface of the
Note that the
本例においては、導電帯部31aが、ベースプレート17の上面において、輪郭外周となる位置まで設けられている。
これにより、絶縁膜33は、ベースプレート17の上面には設けられていない。
In this example, the
Accordingly, the insulating
本例においては、上述した各実施形態と同等の効果を奏することができる。 In this example, the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained.
以下、本発明の実施形態における他の例を、図面に基づいて説明する。
図8は、本発明の実施形態における導電帯部をベースプレート17の上面へ配置する際の例を示す上面図である。
なお、図において、アースプレート19、基板絶縁カバー82等は省略している。
Other examples of embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 8 is a top view showing an example of arranging the conductive band portion on the upper surface of the
Note that the
本例においては、導電帯部31bおよび導電帯部31cが、ベースプレート17の上面において、ベースプレート17の輪郭と同心となるように二重に設けられている。
つまり、導電帯部31bおよび導電帯部31cは、互いに平行に設けられる。
導電帯部31bと導電帯部31cとの間には、絶縁膜32aが、設けられている。
これにより、絶縁膜33は、ベースプレート17の径方向の幅寸法が小さくされている。
In this example, the
That is, the
An insulating
Thereby, the width dimension of the insulating
本例においては、上述した各実施形態と同等の効果を奏することができる。 In this example, the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained.
以下、本発明の実施形態における他の例を、図面に基づいて説明する。
図9は、本発明の実施形態における導電帯部をベースプレート17の上面へ配置する際の例を示す上面図である。
なお、図において、アースプレート19、基板絶縁カバー82等は省略している。
Other examples of embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 9 is a top view showing an example of arranging the conductive band portion on the upper surface of the
Note that the
本例においては、導電帯部31dが、ベースプレート17の上面において、破断線状に断続して周設されている。導電帯部31dは、破断線における線分の長さがほぼ等しくなるように配置されている。
これにより、絶縁膜32と絶縁膜33とは、連続する部分を有する。
In this example, the
Thus, the insulating
本例においては、上述した各実施形態と同等の効果を奏することができる。 In this example, the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained.
以下、本発明の実施形態における他の例を、図面に基づいて説明する。
図10は、本発明の実施形態における導電帯部をベースプレート17の上面へ配置する際の例を示す上面図である。
なお、図において、アースプレート19、基板絶縁カバー82等は省略している。
Other examples of embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 10 is a top view showing an example of arranging the conductive band portion on the top surface of the
Note that the
本例においては、導電帯部31eが、ベースプレート17の上面において、断続して周設されている。導電帯部31eは、矩形のベースプレート17の輪郭形状における各辺に対応して、四本の直線として配置されている。導電帯部31eは、矩形のベースプレート17の輪郭形状の角部に対応する部分において、ベースプレート17の周方向に連続していない。
In this example, the
これにより、絶縁膜32と絶縁膜33とは、矩形のベースプレート17の輪郭形状の角部に対応する部分において、連続する部分を有する。
Thus, the insulating
本例においては、上述した各実施形態と同等の効果を奏することができる。 In this example, the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained.
以下、本発明の実施形態における他の例を、図面に基づいて説明する。
図11は、本発明の実施形態における導電帯部をベースプレート17の上面へ配置する際の例を示す上面図である。
なお、図において、アースプレート19、基板絶縁カバー82等は省略している。
Other examples of embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 11 is a top view showing an example of arranging the conductive band portion on the top surface of the
Note that the
本例においては、導電帯部31fが、ベースプレート17の上面において、断続して周設されている。導電帯部31fは、矩形のベースプレート17の輪郭形状における各辺に対応して、四本の直線として配置されている。導電帯部31fは、矩形のベースプレート17の輪郭形状の四辺の中央部に対応する部分において、ベースプレート17の周方向に連続していない。導電帯部31fは、矩形のベースプレート17の輪郭形状の角部に対応する部分において連続するL字状に形成される。
これにより、絶縁膜32と絶縁膜33とは、矩形のベースプレート17の輪郭形状の四辺の中央部に対応する部分において、連続する部分を有する。
In this example, the
Thus, the insulating
本例においては、上述した各実施形態と同等の効果を奏することができる。 In this example, the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained.
なお、キャパシタ形成部30において形成するキャパシタの容量は100pF以上とすることが好ましい。
また、キャパシタ形成部30における導電帯部31の幅は10mm以上とすることが好ましく、20mm以上とすることがより好ましい。
段差部25とベースプレート17間のギャップGは、0.1mm以上10mm以下とすることが好ましく、0.5mm以上5mm以下とすることが好ましい。
It is preferable that the capacitance of the capacitor formed in the
The width of the
A gap G between the
本発明の活用例として、プラズマCVD装置、プラズマエッチング装置、プラズマドーピング装置等を挙げることができる。 Application examples of the present invention include a plasma CVD apparatus, a plasma etching apparatus, a plasma doping apparatus, and the like.
1…プラズマ処理装置
2…真空チャンバ(チャンバ)
2a…成膜空間
4…電極フランジ
5…シャワープレート
6…ガス噴出口
7…ガス導入管
9…高周波電源
10…基板
10a…処理面
11…底部(内底面)
12…マッチングボックス
13…シールドカバー
14…空間
15…サセプタ(支持部)
16…支柱
16A…ベース昇降駆動部(昇降駆動部)
17…ベースプレート
18…支柱
19…アースプレート
23…高周波電極支持部
24…壁部(側壁)
25…段差部
26…搬出入部
26a…ドアバルブ
27…排気管
28…真空ポンプ
30…キャパシタ形成部
31…導電帯部
31a,31b,31c,31d,31e,31f,35…導電帯部
32,32a,33,36a,37a…絶縁膜
41…上板
42…ガス導入口
43…周壁
81…絶縁フランジ
82…基板絶縁カバー
101…処理室
G…間隙(ギャップ)
G…ギャップ
P…プラズマ
1...
2a Film-forming
12...
16...
DESCRIPTION OF
25 Stepped
G... Gap P... Plasma
Claims (12)
電極フランジと、
側壁および底部を有するチャンバと、
前記チャンバと前記電極フランジとの間に配置された絶縁フランジと、
前記チャンバと前記電極フランジと前記絶縁フランジとから構成されて反応室を有する処理室と、
前記反応室内に収容され処理面を有する基板が載置されるとともに前記基板の温度を制御可能な支持部と、
前記支持部を昇降駆動する昇降駆動部と、
前記電極フランジに接続され、高周波電圧を印加する高周波電源と、
上面が前記支持部の下面と電気的に接続されるとともに、前記支持部の径方向外側に位置するベースプレートと、
前記ベースプレートを前記支持部と独立して昇降駆動するベース昇降駆動部と、
前記ベースプレートの上面の縁部に周設されたキャパシタ形成部と、
前記チャンバの前記側壁に形成されて前記底部に向かう下面において、前記ベースプレートの前記キャパシタ形成部に対向する位置に周設されたキャパシタ形成部と、
を有し、
前記ベース昇降駆動部によって前記ベースプレートを昇降させ、前記ベースプレートの前記上面と前記チャンバの前記下面との間にギャップを形成して、
互いに対向する前記キャパシタ形成部どうしの間に、プラズマ形成時の高周波リターン電流に対するキャパシタを前記基板の全周となる位置に形成する
ことを特徴とするプラズマ処理装置。 A plasma processing apparatus,
an electrode flange;
a chamber having sidewalls and a bottom;
an insulating flange positioned between the chamber and the electrode flange;
a processing chamber comprising the chamber, the electrode flange, and the insulating flange and having a reaction chamber;
a support unit on which a substrate having a processing surface is placed in the reaction chamber and capable of controlling the temperature of the substrate;
an elevation drive unit that drives the support unit up and down;
a high-frequency power source connected to the electrode flange and applying a high-frequency voltage;
a base plate having an upper surface electrically connected to the lower surface of the support and positioned radially outward of the support;
a base elevation driving unit that vertically drives the base plate independently of the support;
a capacitor forming portion provided around the edge of the upper surface of the base plate;
a capacitor forming portion formed on the side wall of the chamber and circumferentially arranged at a position facing the capacitor forming portion of the base plate on a lower surface facing the bottom;
has
elevating the base plate by the base elevating drive unit to form a gap between the upper surface of the base plate and the lower surface of the chamber;
A plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a capacitor for a high-frequency return current during plasma formation is formed at a position corresponding to the entire circumference of the substrate between the capacitor forming portions facing each other.
ことを特徴とする請求項1記載のプラズマ処理装置。 The capacitor forming portion is provided around the edge of the upper surface of the base plate, and the lower surface formed on the side wall of the chamber and facing the bottom portion is provided around the base plate at a position facing the capacitor forming portion. 2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein said capacitor forming portion has a substantially uniform width dimension in a radial direction of said substrate in a circumferential direction of said substrate.
ことを特徴とする請求項1または2記載のプラズマ処理装置。 The capacitor forming portion is provided around the edge of the upper surface of the base plate, and the lower surface formed on the side wall of the chamber and facing the bottom portion is provided around the base plate at a position facing the capacitor forming portion. 3. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein said capacitor forming portion is formed continuously or intermittently in the circumferential direction of said substrate.
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか記載のプラズマ処理装置。 4. The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein an insulating member is arranged on at least one of the upper surface of the base plate and the lower surface of the chamber, which face each other.
前記チャンバの前記側壁に形成されて前記底部に向かう下面において前記ベースプレートの前記キャパシタ形成部に対向する位置に周設された前記キャパシタ形成部が、隣接する前記チャンバの前記下面の前記絶縁部材よりも凹状に形成されるか、または、隣接する前記下面の領域と面一で連続する
ことを特徴とする請求項4記載のプラズマ処理装置。 At least the capacitor forming portion peripherally provided on the edge of the upper surface of the base plate is formed to be more concave than the insulating member on the upper surface of the adjacent base plate ,
The capacitor forming portion formed on the side wall of the chamber and circumferentially arranged at a position facing the capacitor forming portion of the base plate on the lower surface toward the bottom is positioned higher than the insulating member on the lower surface of the adjacent chamber. Concavely formed or flush and continuous with an adjacent region of the lower surface
5. The plasma processing apparatus according to claim 4, wherein:
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか記載のプラズマ処理装置。 6. The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein an insulating member is arranged radially outward of the substrate on the upper surface of the supporting portion.
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか記載のプラズマ処理装置。 7. The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein said base plate and said support are electrically connected by an earth plate.
前記ベースプレートにおける前記キャパシタ形成部の内周輪郭が、前記シャワープレートにおける前記反応室に露出する外周輪郭よりも大きな形状を有する
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか記載のプラズマ処理装置。 The processing chamber is provided with a shower plate electrically connected to the electrode flange and positioned above the reaction chamber,
7. The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein an inner peripheral contour of said capacitor forming portion of said base plate is larger than an outer peripheral contour of said shower plate exposed to said reaction chamber.
前記段差部における前記底部に対向する前記下面に前記キャパシタ形成部が形成されることを特徴とする請求項1から7のいずれか記載のプラズマ処理装置。 The side wall of the chamber is provided with a stepped portion so that the diameter of the reaction chamber is larger at a position closer to the bottom than at a position closer to the electrode flange,
8. The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the capacitor forming portion is formed on the lower surface of the stepped portion facing the bottom portion.
ことを特徴とする請求項9記載のプラズマ処理装置。 10. The plasma processing apparatus according to claim 9, wherein the inner peripheral contour of said stepped portion is larger than the outer peripheral contour of said support portion.
前記段差部の前記下面が、前記搬出入部よりも前記電極フランジに近接する位置に設けられる
ことを特徴とする請求項9または10記載のプラズマ処理装置。 The side wall of the chamber is provided with a loading/unloading part used for loading/unloading the substrate into/from the reaction chamber,
11. The plasma processing apparatus according to claim 9, wherein the lower surface of the stepped portion is provided at a position closer to the electrode flange than the loading/unloading portion.
ことを特徴とする請求項1から11のいずれか記載のプラズマ処理装置。 3. The capacitor forming portion on the upper surface of the base plate facing the lower surface of the chamber is electrically connected to the capacitor forming portion on the lower surface facing the upper surface of the base plate. 12. The plasma processing apparatus according to any one of 1 to 11.
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