WO2003054940A1

WO2003054940A1 - Appareil de traitement au plasma, boitier d'adaptation, adaptateur d'impedance et coupleur

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Publication number: WO2003054940A1
Application number: PCT/JP2002/013094
Authority: WO
Inventors: Tsutomu Higashiura
Original assignee: Tokyo Electron Limited
Priority date: 2001-12-13
Filing date: 2002-12-13
Publication date: 2003-07-03
Also published as: JP2003178988A; TW200304764A; KR100625762B1; TWI301039B; US7025857B2; TW200735727A; US20050011450A1; KR20040065248A; TWI290811B; JP4488662B2; AU2002354234A1

Description

明細書プラズマ処理装置、マッチングボックス、インピーダンス整合器、結合器技術分野

この発明は、プラズマを用いて被処理体に成膜処理等の処理を施すプラズマ処理装置に関する。背景技術

半導体基板等の製造プロセスでは、プラズマを用いてこれらの基板に表面処理を施すプラズマ処理装置が使用されることがある。プラズマ処理装置としては、例えば、化学的気相成長（Chemical Vapor Deposition： C V D) 処理を施す装置等が知られている。プラズマ処理装置の中でも、平行平板型のプラズマ処理装置は、処理の均一性に優れ、また、装置構成も比較的簡易であることから、広く使用されている。

プラズマ処理装置には、基板の表面処理が行われる真空容器内に、高周波電力を供給して原料ガス等をプラズマ化するための電極が設けられている。

真空容器内に高周波電力を供給するため、電極に繋がる給電棒をソケットに差し込んで、高周波電源と電極とを電気的に結合する場合がある。このソケットは内面に多面接触子が配置され、例えばインピーダンス整合器の出力部分に設けられ、高周波電源から伝送された高周波電力を給電棒に伝達可能とする。多面接触子は、例えば、リング状で、表面が球状の多数の接触子を有している。これらの接触子は、ばねによりソケット内側へ付勢されており、給電棒がこのソケットに嵌め込まれた際にこれを弾性的に保持することにより、給電棒とソケットとを電気的に接続させる。

このように、インピーダンス整合器の出力部分に設けられたソケットと給電棒との電気的接触面に多面接触子を配置することで、所定の実接触面積及び接触圧を確保するようにしていた。

また、電極に繋がる給電棒と外部の電気回路とを電気的に接続するため、マツチングボックスを使用する方法がある。マッチングボックスは、真空容器の外壁に固定され、真空容器の内部側に接触子を備える。電極に接続された給電棒は接触子に接続される。外部の電源は、外部端子を介して接触子に接続される。接触子を給電棒に嵌合させる場合がある。この場合、従来では、例えば図 8に示すように、マッチングボックス 7 0と給電棒 7 1とを結合するための接触子 7 0 a力当初からマッチングボックス 7 0の外部に突設されていた。給電棒 7 1をマッチングボックス 7 0に取付ける際には、接触子 7 0 aを給電棒 7 1に設けられた嵌合穴 7 1 aに嵌め込んだ後、マッチングボックス 7 0本体を真空容器の外壁に設けられたフレーム等にネジ止めして固定する。

インピーダンス整合器及びこれを収容したマッチングボックスは、メンテナンスゃ電気特性の修正などのために、プラズマ処理装置本体に対する取付けや取外しが行われる。この取り付けや取り外しが行われると、給電棒と多面接触子との接触面積が変化し、接触抵抗が変動するという問題があった。接触抵抗が変動すると、高周波電力の伝送経路における電気特性が変化するためプラズマが不均一となったり、抵抗成分による損失が増大することがある。

また、給電棒とソケットとの接触抵抗を安定させるためには、給電棒の表面にメツキ処理を施すことが望ましい。しかしながら、給電棒は電極に直結している場合があり、このような場合などには構造的にメツキ処理が困難であった。さらに、真空領域に接する部位では、メツキが汚染の原因となる場合もあることから、メツキ処理ができないこともあった。

また、マツチンダボックスに突設された接触子を給電棒に嵌合させて結合する場合には、接触子の嵌め込みをマッチングボックスのネジ止めよりも先に行わなければならなくなる。マッチングボックスは、一般に 1 0 k g〜2 0 k g程度とかなりの重量があるため、接触子を正確に給電棒に差し込むことが困難であった。さらに、マッチングボックスをネジ止めするまでの間は、重いマッチングボックスを適切に支持しておかなければ、給電棒に強い圧迫が加わることになる。このため、マッチングボックスと給電棒とを結合する接触子や給電棒自体が破壊されやすいという問題があった。発明の開示

この発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、電気回路を物理的に、あるいは電気的に、安定して取付可能なプラズマ処理装置を、提供することを目的とする。

また、この発明は、信頼性の高いプラズマ処理装置を、提供することを他の目的とする。

上記目的を達成するため、この発明の第 1の観点に係るプラズマ処理装置は、プラズマ化したガスを用レ、て被処理体を処理するための真空容器と、

前記真空容器内に配置されるブラズマ生成用電極と、

前記プラズマ生成用電極に供給される高周波電力を生成する高周波電源と、前記高周波電源にて生成された高周波電力を前記プラズマ生成用電極に伝送する給電棒と、 '

前記プラズマ生成用電極側への入カインピーダンスと前記高周波電源の出カインピーダンスとを整合させるための整合回路を有するマッチングボックスと、前記整合回路における高周波電力の出力端と、前記給電棒における高周波電力の入力端との電気的接触を確立する接触器とを備え、

前記接触器は、前記給電棒と前記マツチングボックスの位置決めが完了した後、前記整合回路と前記給電棒との電気的接触を確立可能に構成されている、

ことを特徴とする。

この構成によれば、給電棒とマッチングボックスの位置決めが完了した後、接触器により整合回路と給電棒との電気的接触を確立させることで、給電棒にかかる圧迫を軽減できる。これにより、マッチングボックスが有する整合回路といつた電気回路を、物理的に安定して取り付けることができる。

前記マツチングボックスが前記真空容器の外壁に取り付けられることにより、前記給電棒と前記マツチングボックスの位置決めが完了することが望ましい。前記マッチングポックスは、前記接触器を差し込み可能な差込口を備え、前記マツチングボッタスが前記真空容器の外壁に取り付けられた状態で前記差込口に前記接触器を差し込むことにより、前記整合回路と前記給電棒との電気的接触が確立することが望ましい。また、前記真空容器内で処理される被処理体を加熱するヒータを備え、前記接触器は、商用電源から供給される電力を前記ヒータに提供するための電気的接触を確立可能に構成されていてもよい。

前記マッチングボックスは、例えば、前記プラズマ生成用電極に繋がれた給電棒を嵌め込んで前記インピーダンス整合器に固定保持させる結合器を備え、前記結合器は、前記給電棒の嵌込部分に、絶縁物からなる被膜層を備える。この結合器は、前記給電棒との誘導結合により、前記高周波電源にて生成された高周波電力を前記ブラズマ生成用電極に供給可能とする。

この発明の第 2の観点に係るマツチンダボックスは、

プラズマ化したガスを用いて被処理体を処理するためのプラズマ処理装置に適用されて、高周波電源の出力インピーダンスとプラズマ負荷側の入力インピーダンスとを整合させる整合回路を有するマッチングボックスであって、

被処理体を処理する真空容器の外壁に取り付けられることにより、前記真空容器内に設けられた電極に繋がる給電棒の位置決めが完了し、

接触器を差し込むことにより前記整合回路と前記給電棒との電気的接触が確立する差込口を備える、

ことを特 ί敷とする。

この発明の第 3の観点に係るプラズマ処理装置は、

プラズマ化したガスを用レ、て被処理体を処理するための真空容器と、前記真空容器内に配置されるプラズマ生成用電極と、

前記ブラズマ生成用電極に供給される高周波電力を生成する高周波電源と、前記ブラズマ生成用電極と前記高周波電源との間に結合されて、前記ブラズマ生成用電極側へのインピーダンスと前記高周波電源の出力インピーダンスとを整合させるためのインピーダンス整合器と、

前記プラズマ生成用電極に繋がれた給電棒を嵌め込んで前記ィンピーダンス整合器に固定保持させる結合器とを備え、

前記結合器は、前記給電棒の嵌込部分に、絶縁物からなる被膜層を備える、ことを特徴とする。

この構成によれば、結合器における給電棒の嵌込部分に、絶縁物からなる被膜層が設けられており、給電棒を嵌め込む際の接触抵抗を考慮する必要がなく、ィンピーダンス整合器や高周波電源などの回路を、電気的に安定して取り付けることができる。

より具体的には、前記結合器は、前記給電棒との誘導結合により、前記高周波電源にて生成された高周波電力を前記プラズマ生成用電極に供給可能とすることが望ましい。

この発明の第 4の観点に係るインピーダンス整合器は、

プラズマ化したガスを用いて被処理体を処理するためのプラズマ処理装置に適用されて、高周波電源の出力インピーダンスとプラズマ負荷側の入カインビーダンスとを整合させるインピーダンス整合器であって、

被処理体を処理する真空容器内に設けられた電極に繋がる給電棒を嵌め込んで固定する結合器を備え、

前記結合器は、前記給電棒の嵌込部分に絶縁物からなる被膜層を有する、ことを特 ί敷とする。

この発明の第 5の観点に係る結合器は、

プラズマ化したガスを用いて被処理体を処理するための真空容器内に設けられた電極に繋がる給電棒を固定保持して、前記給電棒と前記真空容器外の電気回路とを結合するための結合器であって、 ,

前記給電棒との接触部分に、絶縁物からなる被膜層を備える、

ことを特徴とする。

ここで、前記給電棒を嵌め込んで固定保持するための嵌込孔を備え、前記嵌込孔の内面に前記被膜層が設けられていることが望ましい。

前記給電棒との誘導結合により、高周波電源にて生成された高周波電力を伝達することが望ましい。

また、インピーダンスのリアクタンス成分を補償するため、また、直流成分を絶縁するための容量を介して接地されていることが望ましい。図面の簡単な説明

図 1は、この発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置の構成の一例を示す図である。

図 2は、真空容器の下部に設けられたサセプタ等の構成の一例を示す図である。図 3はマツチングポックスの構成の一例と接触器の内部配線の一例を示す図である。

図 4は、真空容器の上部の構成の一例を示す図である。

図 5は、ソケットと給電棒との嵌込部分を詳細に示す図である。

図 6は、マッチングボックスを取り付ける動作を説明するための図である。図 7は、第 2の高周波電源からシャワーへッドに高周波電力を伝送する経路の等価回路を示す図である。

図 8は、従来のマッチングボックスについて説明するための図である。発明を実施するための最良の形態

以下に、図面を参照して、この発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置について詳細に説明する。

図 1を参照して、プラズマ処理装置 1は、円筒形状の真空容器 2を備えている。真空容器 2は、アルマイト処理（陽極酸化処理）が施されたアルミニウム等の導電性材料から構成される。また、真空容器 2は、接地されている。

真空容器 2の底部には、排気管 3が接続されており、この排気管 3はポンプ 4 に繋がっている。ポンプ 4は、ターボ分子ポンプ（TMP ) などからなる排気装置であり、真空容器 2内が所定の圧力となるまで排気することができる。

真空容器 2の下部中央には、ウェハ Wを載置するためのサセプタ 8が設けられている。図 2は、サセプタ 8等の構成の一例を示す図である。サセプタ 8は例えば円柱状に形成された窒化アルミニウム（A 1 N) 等から構成され、上部表面に静電チャック 1 0が載置固定され、真空容器 2内の処理空間にプラズマを生成するための下部電極として機能する。

静電チャック 1 0'は、例えばポリイミドフィルムからなる上下 2枚の絶縁層間に、例えば銅箔板等の導電性シート 1 0 aを配置することにより構成され、クーロン力によってウェハ Wを吸着して固定する。

サセプタ 8の中には、ウェハ Wを所定の温度に加熱するためのヒータ 1 1が設けられている。また、冷媒を循環させる冷却ジャケット 1 2が、ヒータ 1 1との間に伝熱板 1 5を挟んで設けられている。冷却ジャケット 1 2には、導入管 1 3 と排出管 1 4とが接続されており、導入管 1 3から供給された冷媒が冷却ジャケット 1 2を通って排出管 1 4から排出される。サセプタ 8の底面は真空容器 2の内壁の一部であるグランド部材 2 aにより支持されている。

サセプタ 8には、例えば内部導体棒 1 6、 1 7 a、 1 7 b及ぴ外部導体管 1 8 が接続されている。これにより、サセプタ 8は、第 1の高周波電源 5 0にて生成された高周波電力を受け、真空容器 2内のウェハ Wにプラズマを引き込むための下部電極として機能する。また、内部導体棒 1 6、 1 7 a , 1 7 b及ぴ外部導体管 1 8とは、下部電極に電力を供給する給電棒 1 9として機能する。

内部導体棒 1 6は、静電チヤック 1 0が備える導電性シート 1 0 aに接続されており、第 1の高周波電源 5 0にて生成された高周波電力及ぴ直流電源 5 2にて生成された直流電圧を伝達する。内部導体棒 1 7 a、 1 7 bはヒータ 1 1に接続されており、商用電源 5 3から供給された商用周波数の電力を伝送する。外部導体管 1 8は、内部導体棒 1 6、 1 7 a , 1 7 bを覆うように配置された管である。図 1に示すように、サセプタ 8と第 1の高周波電源 5 0、直流電源 5 2及ぴ商用電源 5 3との間には、整合回路部 2 1を備えたマッチングボックス 2 0が配設されている。給電棒 1 9は真空容器 2の側面外壁に引き出されており、マツチングボックス 2 0を取付可能に構成されている。

図 3はマッチングボックス 2 0の構成の一例を示す正面図である。図示するように、マツチングポックス 2 0は整合回路部 2 1と、接触器差込部 2 2とを備える。また、マッチングボックス 2 0は、第 1の高周波電源 5 0と商用電源 5 3に接続されている。また、マッチングボックス 2 0は、 L P F (Low Pass Filter) 等から構成されるフィルタ回路 5 5を介して直流電源 5 2に接続されている。整合回路部 2 1は、第 1の高周波電源 5 0の出力インピーダンスと、下部電極であるサセプタ 8の入カインピーダンスとをマッチングさせるためのものである。また、整合回路部 2 1は、第 1の高周波電源 5 0から受けたプラズマ引込用の電圧を、フィルタ回路 5 5を介して直流電源 5 2から受けた直流電圧に重畳させて出力する。接触器差込部 2 2は、内部配線がモジュールィ匕された接触器 2 3 ボックス 2 0に固定するための差込口である。接触器 2 3の最奥部には、給電棒 1 9を裏側から引出可能な開口から構成される給電棒引出部 2 4が設けられている。また、接触器差込部 2 2には、接触器 2 3に格納された各配線の引出端子と接触することで給電棒 1 9との電気的結合を確立する電極 2 5が、所定位置に配置されている。

より具体的に、電極 2 5は、例えば、接触器 2 3の差込により内部導体棒 1 6 に繫がる第 1の電極 2 5 aと、外部導体管 1 8に繋がる第 2の電極 2 5 bと、内部導体棒 1 7 a、 1 7 bに繋がる第 3及び第 4の電極 2 5 c、 2 5 dとを備えている。第 1及び第 2の電極 2 5 a、 2 5 bは、整合回路部 2 1に接続されて整合回路部 2 1の出力端として機能し、直流電圧に重畳されて伝送されるプラズマ引込用の電圧を静電チャック 1 0に供給可能とする。但し、外部導体管 1 8に繋がる第 2の電極 2 5 bは接地されている。第 3及び第 4の電極 2 5 c、 2 5 dは、商用電源 5 3に接続されており、ヒータ 1 1に商用周波数の電力を供給可能とする。なお、商用電?原 5 3との間には、高周波電力の回り込みを防止するための L P F等からなるフィルタ回路が設けられていてもよい。

また、図 3は、接触器 2 3の内部に配置されて給電棒 1 9と電極 2 5とを繋ぐ配線 3 0の一例を示す。図示するように、接触器 2 3には、配線 3 0 a〜 3 0 d が 3次元回路として内蔵されている。配線 3 0 aは、内部導体棒 1 6に接触するベく露設された引出端子 3 1 a— 1と、第 1の電極 2 5 aに接触するべく露設された 3 1 a— 2に接続されている。配線 3 0 bは、外部導体管 1 8に接触するべく露設された引出端子 3 1 b— 1と、第 2の電極 2 5 bに接触するべく露設された引出端子 3 1 b— 2に接続されている。配線 3 0 cは、内部導体棒 1 7 aに接触するべく露設された引出端子 3 1 c— 1と、第 3の電極 2 5 cに接触するべく露設された引出端子 3 1 c一 2に接続されている。配線 3 0 dは、内部導体棒 1 7 bに接触するべく露設された引出端子 3 1 d— 1と、第 4の電極 2 5 dに接触するべく露設された引出端子 3 1 d— 2に接続されている。

図 1に示すサセプタ 8上のウェハ Wの載置面と対向する真空容器 2の天井部には、多数のガス吐出孔を備えたシャワーヘッド 5が設けられている。シャワーへッド 5の周縁はボルト等により固定され、環状に形成された絶縁部材 6でカバーされている。絶縁部材 6は、例えば表面にアルミナ（A 1 ₂ 0 ₃) 系セラミックスといった高い耐食性を有する絶縁被膜処理が施された石英などから構成される。図 4は、真空容器 2の上部の構成の一例を詳細に示す図である。シャワーへッ

5 ド 5の上方には、例えば 2枚の拡散板 7 a 、 7 bが配置されており、その上部に繋がれたガス管 2 6 a 、 2 6 bからプラズマ生成用ガスや原料ガス等が供給される。ガス管 2 6 a 、 2 6 bを含めたガス管 2 6は、図 1に示すように、バルブ 2 7や M F C (マスフローコントローラ） 2 8等を経由してガス供給源 2 9に接続されており、例えば、 S i H ₄、 0 ₂といった原料ガスや、 A rガス等のプラズマ

10生成用ガスなどを、シャワーヘッド 5から真空容器 2内に供給可能とする。なお、ガス管 2 6、バルブ 2 7 、 M F C 2 8及ぴガス供給源 2 9は、真空容器 2内に提供するガスの種類に合わせて適宜複数設けられるが、図 1ではそれぞれ 1つずつ示している。また、拡散板 7 a 、 7 bの枚数や構成は、ガス供給源 2 9から供給されるガスの種類等に応じて適宜変更可能である。

15 また、拡散板 7 bの上面中央部には、給電棒 3 2がネジ止め等により結合されて固定されており、第 2の高周波電源 5 1にて生成された高周波電力をシャワーへッド 5に供給することで、真空容器 2内に原料ガス等のプラズマを生成するための上部電極として機能させる。

真空容器 2の上方には、シールドボックス 3 3を介してインピーダンス整合器

20 3 4が載置されている。インピーダンス整合器 3 4は、第 2の高周波電源 5 1側の出力インピーダンスと、上部電極であるシャワーへッド 5側への入力インピーダンスとをマッチングさせる.ためのものであり、給電棒 3 2を嵌め込んで固定するためのソケット 4 0を備えている。

図 5は、ソケット 4 0と給電棒 3 2との嵌込部分を詳細に示す図である。ソケ

25 ット 4 0は、円筒形状に成形された金属体 4 0 aの中心部に、給電棒 3 2を嵌め込んで保持するための嵌込孔 4 1を備えている。嵌込孔 4 1の内壁には、例えばポリテトラフルォロエチレン [テフロン（登録商標） ] 等のフッ素樹脂といった、絶縁物からなる被膜層 4 2が設けられている。即ち、給電棒 3 2とソケット 4 0 との間は、電気的に絶縁されており、誘導結合により、交流成分の電力のみを給電棒 3 2側に伝達するべく構成されている。また、ソケット 4 0は、インピーダンスのリアタトル成分を捕償するため、また、直流成分を絶縁するための容量 C 1を介して接地され、嵌込孔 4 1に嵌め込まれた給電棒 3 2は、容量 C 2を介して接地される。

5 以下に、この発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置 1の動作を説明する。

このプラズマ処理装置 1によりウェハ Wを処理するため、真空容器 2の上方にシールドボックス 3 3及ぴインピーダンス整合器 3 4を載置する。この際、拡散板 7 bに繋がる給電棒 3 2は、インピーダンス整合器 3 4の出力部分に設けられたソケット 4 0の嵌込孔 4 1に、被膜層 4 2が介在した状態で嵌め込まれる。

10 また、真空容器 2の側面外壁にマッチングボックス 2 0をネジ止めにより固定する。マッチングボックス 2 0は、図 6に示すように、接触器差込部 2 2の最奥部ゃフレームなどに設けられたネジ穴にてネジ止めすることにより、サセプタ 8 に繋がる給電棒 1 9との間の空間的な余裕を持たせた状態で、真空容器 2の側面外壁に固定される。この際、給電棒 1 9は、給電棒引出部 2 4から接触器差込部

15 2 2に引き出されて位置決めされた状態で露設される。マッチングボックス 2 0 が真空容器 2の側面外壁に固定された後、接触器 2 3を接触器差込部 2 2に差し込むことで、整合回路部 2 1などからなる外部の回路と、給電棒 1 9との電気的接触が確立される。

こうしてマッチングボックス 2 0やインピーダンス整合器 3 4の取付が完了す 20 ると、図示せぬロードロック室からウェハ Wを搬入してサセプタ 8上に載置する。

このとき、直流電源 5 2にて生成された直流電圧を静電チヤック 1 0の導電性シート 1 0 aに印加することにより、ウェハ Wを吸着保持させる。続いてポンプ 4 を駆動し、真空容器 2の内部を所定の真空度まで真空引きする。所定の真空度に達するとバルブ 2 7を開き、ガス供給源 2 9から供給される所定のガス、例えば 25 A rガスといったプラズマ生成用ガス等を MF C 2 8により流量を制御しつつガス管 2 6に導き、シャヮ一^ "ッド 5により真空容器 2内に供給して所定の圧力に維持する。

また、真空容器 2内をヒータ 1 1によりカロ熱し、ガス供給源 2 9から所定の原料ガス、例えば S i H₄ガスや 0₂ガスといった処理ガスを投入する。ヒータ 1 1 は、例えばウェハ Wの温度が 4 0 0 °C〜 6 0 0 °C内で所定のプロセス温度となるように、真空容器 2内を加熱する。

第 1及ぴ第 2の高周波電源 5 0 、 5 1を起動して高周波電力の供給を開始し、原料ガス等をプラズマ分解してウェハ W上に積層膜を堆積させる。ここで、第 1 の高周波電源 5 0は、ウェハ Wにイオンを吸引するために負のバイアス電圧を印加する。この第 1の高周波電源 5 0の周波数は、真空容器 2内のプラズマイオンの振動周波数等に基づいて決定され、約 1 0 MH zを最高とし、好ましくは 2 M H z程度に設定する。第 2の高周波電源 5 1は、例えば 2 7 MH z〜： L 0 0 MH z内で所定の周波数、好ましくは 6 0 MH zの周波数を有する高周波電力を生成して出力する。

拡散板 7 bに繋がる給電棒 3 2とソケット 4 0は、それぞれに流れる交番電流によって形成される磁界の方向が一致するように配置されている。例えば、第 2 の高周波電源 5 1から伝送された高周波電力によりソケット 4 0内に交番電流が流れ、給電棒 3 2の周方向に同心円状の磁界が形成されたとする。この場合、給電棒 3 2に誘導起電力が生じ、上部電極であるシャヮ ¹ »ッド 5に高周波電力が伝送される。

即ち、インピーダンス整合器 3 4の出力部分は、図 7に示すトランス T 1と等価な電気的特性を示し、第 2の高周波電源 5 1から供給された高周波電力を、給電棒 3 2を通じて上部電極であるシャワーへッド 5に伝送することができる。ここでは、ソケット 4 0がトランス T 1の一次卷線に相当し、給電棒 3 2がトランス T 1の二次卷線に相当する。また、図 7に示すプラズマ負荷 6 0は、給電棒 3 2及ぴシャワーへッド 5のインピーダンスや、真空容器 2内の処理空間に発生したプラズマのインピーダンス等を含んでいる。

このように、ソケット 4 0と給電棒 3 2との間は、被膜層 4 2によって絶縁されていることから、そもそも接触抵抗を考慮する必要がなく、電気的に安定した特性で第 2の高周波電源 5 1からの高周波電力を伝送することができる。

例えば、原料ガスとして S i H₄ガスと O ₂ガスが供給された場合、真空容器 2 内の処理空間では、これらのガスがィオン化して、ウェハ W上に S i o ₂膜が堆積する。積層膜の堆積が終了すると、放電電力の供給、原料ガスの導入、真空容器 2内の加熱をそれぞれ停止し、真空容器 2内を充分にパージして冷却した後、ゥェハ Wを取り出す。

以上説明したように、この実施の形態によれば、真空容器 2の側面外壁にマツチングボックス 2 0を取り付ける際に、給電棒 1 9との間に余裕を持たせた状態で固定して位置決めした後、接触器差込部 2 2に接触器 2 3を差し込むことで給電棒 1 9と外部の回路との電気的接触が確立される。これにより、マッチングポックス 2 0を取り付ける際に給電棒 1 9との結合部分にかかる圧迫を軽減することができる。従って、給電棒 1 9や接触器 2 3の破壊を防止して、外部の回路を給電棒 1 9に物理的に安定して取り付けることができる。

また、この実施の形態によれば、インピーダンス整合器 3 4の出力部分に設けられたソケット 4 0において、絶縁物からなる被膜層 4 2が介在した状態で、嵌込孔 4 1に給電棒 3 2が嵌め込まれる。これにより、給電棒 3 2の嵌込部分での接触抵抗を考慮する必要がなく、一方、高周波電力は誘導結合により上部電極側に伝達されるので、インピーダンス整合器 3 4等の回路を電気的に安定して取り付けることができる。

この発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形及ぴ応用が可能である。例えば、上記実施の形態では、上部電極に繋がる給電棒 3 2を嵌め込むソケット 4 0に被膜層 4 2を設けるものとして説明したが、これに限定されるものではない。即ち、下部電極であるサセプタ 8に繋がる給電棒 1 9において、ソケット 4 0と同様に構成されたソケットを用いて複数の金属体を結合するようにしてもよい。この場合、直流電源 5 2が出力する直流電圧については、給電棒 1 9との電気的接触により伝送するものとし、ソケットには第 1の高周波電源 5 0にて生成された高周波電力等を供給するようにすればよい。

また、接触器 2 3の構成は、下部電極であるサセプタ 8等に電力を供給する電源の種類などに応じて任意に変更可能であり、給電棒 1 9と外部の回路との適切な電気的接触を確立するための引出端子、電極が配置され、配線が施されたものを用いることができる。

プラズマ処理装置 1の構成も任意に変更可能であり、例えば、真空容器 2の周囲に所定の磁場を発生させるためのコイルや永久磁石などを有し、電子サイクロト口ン共鳴等を利用してウェハ Wを処理するものであってもよい。

また、この発明は、プラズマ C VD処理を行うプラズマ処理装置に限定されるものではなく、シャワーヘッドゃサセプタに高周波電力を供給し、半導体ウェハや C D基板、太陽電池基板のような被処理体をプラズマ処理する装置であれば、エッチング装置、アツシング装置等にも適用することができる。

なお、本発明は、 2 0 0 1年 1 2月 1 3日に出願された日本国特願 2 0 0 1 - 3 8 0 1 8 3号に基づき、その明細書、特許請求の範囲、図面おょぴ要約書を含む。上記出願における開示は、本明細書中にその全体が参照として含まれる。産業上の利用の可能性

この発明は、半導体製造装置、液晶表示素子製造装置等のプラズマ処理を行う処理装置に利用可能である。

Claims

請求の範囲

1. プラズマ化したガスを用いて被処理体を処理するための真空容器 (2) と、前記真空容器内に配置されるプラズマ生成用電極（8， 5) と、

前記プラズマ生成用電極に供給される高周波電力を生成する高周波電源（50， 51) と、

前記高周波電源にて生成された高周波電力を前記プラズマ生成用電極に伝送する給電棒（1 9、 3 2) と、

前記プラズマ生成用電極側への入力インピーダンスと前記高周波電源の出カインピーダンスとを整合させるための整合回路（2 1 a， 34 a) を有するマッチングボックス (20, 34) と、

前記整合回路（2 1 a， 34 a) における高周波電力の出力端と、前記給電棒における高周波電力の入力端との電気的接触を確立する接触器（2 3、 40) とを備え、

前記接触器は、前記給電棒（1 9、 3 2) と前記マツチングボックス（20， 34) の位置決めが完了した後、前記整合回路と前記給電棒との電気的接触を確立可能に構成されている、

ことを特徴とするブラズマ処理装置。

2. 前記マッチングボックス（20) が前記真空容器 (2) の外壁に取り付けられることにより、前記給電棒（1 9) と前記マッチングボックス（20) の位置決めが完了する、

ことを特徴とする請求項 1に記載のプラズマ処理装置。

3. 前記マッチングボックス（20) は、前記接触器（2 3) を差し込み可能な差込口（22) を備え、

前記マッチングボックス（20) が前記真空容器 (2) の外壁に取り付けられた状態で前記差込口（22) に前記接触器（2 3) を差し込むことにより、前記整合回路（2 1 a， 34 a) と前記給電棒との電気的接触が確立する、

ことを特徴とする請求項 1に記載のプラズマ処理装置。

4. 前記真空容器 (2) 内で処理される被処理体を加熱するヒータ（1 1) を備え、

前記接触器（2 3) は、商用電源から供給される電力を前記ヒータに提供するための電気的接触を確立可能に構成されている、

ことを特徴とする請求項 1に記載のプラズマ処理装置。

5. 前記マツチングポックスは、前記プラズマ生成用電極に繋がれた給電棒 (3 2) を嵌め込んで前記インピーダンス整合器 (34) に固定保持させる結合器（40) を備え、前記結合器（40) は、前記給電棒（3 2) の嵌込部分（4 1) に、絶縁物からなる被膜層（4 2) を備える、 ■

ことを特徴とする請求項 4に記載のプラズマ処理装置。

6. 前記結合器（40) は、前記給電棒（3 2) との誘導結合により、前記高周波電源にて生成された高周波電力を前記プラズマ生成用電極（5) に供給可能とする、

ことを特徴とする請求項 5に記載のプラズマ処理装置。

7. プラズマ化したガスを用いて被処理体を処理するためのプラズマ理装置に適用されて、高周波電源の出力インピーダンスとプラズマ負荷側の入力インピ一ダンスとを整合させる整合回路（2 1 a , 34 a) を有するマッチングボックスであって、

被処理体を処理する真空容器 (2) の外壁に取り付けられることにより、前記真空容器 (2) 内に設けられた電極（8) に繋がる給電棒（1 9) の位置決めが兀丁し、

接触器（2 3) を差し込むことにより前記整合回路（2 1 a) と前記給電棒 (1 9) との電気的接触が確立する差込口（2 2) を備える、

ことを特徴とするマッチングボックス。

8. プラズマ化したガスを用いて被処理体を処理するための真空容器 (2) と、前記真空容器内に配置されるプラズマ生成用電極（5) と、

前記プラズマ生成用電極に供給される高周波電力を生成する高周波電源（5 1) と.、

前記ブラズマ生成用電極と前記高周波電源との間に結合されて、前記プラズマ生成用電極側へのインピーダンスと前記高周波電源の出力インピーダンスとを整合させるためのインピーダンス整合器（34) と、

前記プラズマ生成用電極に繋がれた給電棒（32) を嵌め込んで前記インピーダンス整合器（34) に固定保持させる結合器（40) とを備え、

5 前記結合器（40) は、前記給電棒（32) の嵌込部分（41) に、絶縁物からなる被膜層（42) を備える、

ことを特徴とするプラズマ処理装置。

9. 前記結合器（40) は、前記給電棒（32) との誘導結合により、前記高周波電源にて生成された高周波電力を前記プラズマ生成用電極（5) に供給可能

10 とする、

ことを特徴とする請求項 8に記載のプラズマ処理装置。

10. プラズマ化したガスを用いて被処理体を処理するためのプラズマ処理装置に適用されて、高周波電源の出力インピーダンスとプラズマ負荷側の入カインピーダンスとを整合させるインピーダンス整合器（34) であって、

15 被処理体を処理する真空容器内に設けられた電極に繋がる給電棒を嵌め込んで固定する結合器（40) を備え、

前記結合器は、前記給電棒の嵌込部分に絶縁物からなる被膜層（42) を有する、

ことを特徴とするィンピーダンス整合器。

20 11. プラズマ化したガスを用いて被処理体を処理するための真空容器（2) 内に設けられた電極 (5) に繋がる給電棒（32) を固定保持して、前記給電棒

(32) と前記真空容器 (2) 外の電気回路とを結合するための結合器（40) であって、

前記給電棒との接触部分に、絶縁物からなる被膜層（42) を備える、 25 ことを特徴とする結合器。

12. 前記給電棒を嵌め込んで固定保持するための嵌込孔（41) を備え、前記嵌込孔（41) の内面に前記被膜層（42) が設けられている、ことを特徴とする請求項 11に記載の結合器。

13. 前記給電棒（32) との誘導結合により、高周波電源にて生成された高周波電力を伝達する、

ことを特徴とする請求項 1 1に記載の結合器。

1 4. インピーダンスのリアクタンス成分を捕償するため、及び/または、直流成分を絶縁するための容量を介して接地されている、

ことを特徴とする請求項 1 1に記載の結合器。