WO2010008076A1

WO2010008076A1 - プラズマ処理装置用電力導入端子およびプラズマ処理装置

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Publication number: WO2010008076A1
Application number: PCT/JP2009/062990
Authority: WO
Inventors: 克史岸本; 豊西
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2008-07-18
Filing date: 2009-07-17
Publication date: 2010-01-21
Also published as: JPWO2010008076A1

Abstract

　チャンバ壁（貫通穴）と碍子（基端側谷部）との間での放電を抑制し、棒状導電体からチャンバ室へ電力を効率的に導入可能とする。　プラズマ処理装置用電力導入端子１０は、プラズマ処理装置３０のチャンバ室３１へ電力を導入する棒状導電体１１と、チャンバ室３１を構成するチャンバ壁３２を貫通する貫通穴３３からチャンバ室３１へ突出させて配置され棒状導電体１１を保持する碍子１３とを備える。碍子１３は、棒状導電体１１の先端ＴＳ側から基端ＢＳ側にかけて配置され棒状導電体１１を被覆する複数の山部１３ｍおよび複数の谷部１３ｖを備え、基端ＢＳ側で貫通穴３３に対応させて配置される基端側谷部１３ｖｂは、先端ＴＳ側でチャンバ室３１に配置される先端側谷部１３ｖｔに比較して放電発生を抑制する構成（例えば、絶縁性樹脂部１５を備える構成）とされている。

Description

プラズマ処理装置用電力導入端子およびプラズマ処理装置

　本発明は、プラズマ処理装置へ電力を導入するプラズマ処理装置用電力導入端子、およびプラズマ処理装置用電力導入端子を備えるプラズマ処理装置に関する。

　半導体装置の製造方法として、精細化、薄膜化などの観点からプラズマを用いたプラズマ成膜工程、あるいはプラズマエッチング工程が採用されている。プラズマによる成膜工程／エッチング工程を実行する装置としてプラズマ処理装置がある。また、プラズマ処理装置では、プラズマを発生させるための高電圧下で電流（電力）を導入する電流導入端子（電力導入端子）を備えている。

　従来のプラズマ処理装置、電流導入端子の例としては、例えば特許文献１に開示されたものがある。特許文献１に開示された電流導入端子（プラズマ処理装置）では、フランジと電流導入端子との間にシールドカバーを設けて電界を緩和してフランジと電流導入端子との間での放電を抑制する構造とされている。

　特許文献１に記載された電流導入端子（プラズマ処理装置）でのシールドカバーは構造が複雑であり、メンテナンスが複雑となり生産性が低下するという問題があった。また、さらに高電圧とした場合の絶縁耐圧を確保するために、さらにシールドカバーを大きくする必要があるなどの問題があった。

　また、最近の半導体装置では、プラズマ処理を施す対象としてのウエハ、あるいは処理基板が大型化し、プラズマ処理装置も大型化してきている。したがって、チャンバ室内へ導入する電力も大きくする必要があることから、高電圧化が進んでいる。

　なお、プラズマ処理装置（碍子）を記載した文献として、例えば、特許文献２、特許文献３がある。

特開２００１－７６８９６号公報実開昭６２－１３２１６７号公報特開２００６－１２０９２６号公報

　プラズマ処理装置用電力導入端子およびフランジをチャンバ壁の内側に配置した場合、高電圧化または処理基板の大型化に伴い、チャンバ室内で他の構成部材を配置するための空間が狭くなることが問題となってきた。

　対策として、チャンバ壁を貫通する貫通穴にプラズマ処理装置用電力導入端子を配置し、プラズマ処理装置用電力導入端子をチャンバ室内へ突出させることにより、プラズマ処理装置用電力導入端子のチャンバ室内への突出部分を小さくすることができる。

　しかしながら、高電圧化に伴い、プラズマ処理装置用電力導入端子の先端ではなく、先端以外の場所で放電を生じる現象が発生するようになり、電力導入効率の低下をもたらしている。つまり、プラズマ処理装置用電力導入端子と周囲（例えばプラズマ処理装置用電力導入端子をチャンバ室へ配置するためにチャンバ壁に貫通された貫通穴）との間での絶縁破壊（放電現象）が生じようになり、チャンバ室の内部へ供給する電力が低減し、電力の導入効率を低下させる原因となっている。

　放電現象について検討した結果、チャンバ壁（貫通穴）と碍子（基端側谷部）との間での放電が起こりやすいことがわかった。その理由としては、チャンバ壁（貫通穴）と碍子（基端側谷部）の間の距離が長いことにあると考えられる。プラズマ処理時、チャンバ壁（貫通穴）と碍子の間は、真空となっており、放電現象が起こりやすい。特に、碍子（基端側谷部）は、他の部分に比べてチャンバ壁（貫通穴）との距離が長いため、放電現象が起こりやすいと考えられる。

　本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、プラズマ処理装置のチャンバ室へ電力を導入する棒状導電体と、チャンバ室を構成するチャンバ壁を貫通する貫通穴からチャンバ室へ突出させて配置され棒状導電体を保持する碍子とを備えるプラズマ処理装置用電力導入端子であって、基端側で貫通穴に対応させて配置される基端側谷部を、先端側でチャンバ室に配置される先端側谷部に比較して放電発生を抑制する構成とすることにより、チャンバ壁（貫通穴）と碍子（基端側谷部）との間での放電を抑制し、棒状導電体からチャンバ室へ電力を効率的に導入できるプラズマ処理装置用電力導入端子を提供することを目的とする。

　また、本発明は、チャンバ壁で構成されプラズマ処理を施すチャンバ室、並びに、チャンバ室へ電力を導入する棒状導電体と、チャンバ壁を貫通する貫通穴からチャンバ室へ突出させて配置され棒状導電体を保持する碍子とを有するプラズマ処理装置用電力導入端子を備えるプラズマ処理装置であって、基端側で貫通穴に対応させて配置される基端側谷部を、先端側でチャンバ室に配置される先端側谷部に比較して放電発生を抑制する構成とすることにより、チャンバ壁（貫通穴）と碍子（基端側谷部）との間での放電を抑制し、棒状導電体からチャンバ室へ電力を効率的に導入できるプラズマ処理装置を提供することを他の目的とする。

　本発明に係るプラズマ処理装置用電力導入端子は、プラズマ処理装置のチャンバ室へ電力を導入する棒状導電体と、前記チャンバ室を構成するチャンバ壁を貫通する貫通穴から前記チャンバ室へ突出させて配置され前記棒状導電体を保持する碍子とを備えるプラズマ処理装置用電力導入端子であって、前記碍子は、前記棒状導電体の先端側から基端側にかけて配置され前記棒状導電体を被覆する複数の山部および複数の谷部を備え、前記基端側で前記貫通穴に対応させて配置される基端側谷部は、前記先端側で前記チャンバ室に配置される先端側谷部に比較して放電発生を抑制する構成とされていることによって特徴付けられる。

　この構成により、チャンバ壁（貫通穴）と碍子（基端側谷部）との間での放電を抑制することが可能となるので、棒状導電体からチャンバ室へ電力を効率的に導入できるプラズマ処理装置用電力導入端子とすることができる。

　また、本発明に係るプラズマ処理装置用電力導入端子は、前記基端側谷部は、絶縁性樹脂で形成された絶縁性樹脂部によって被覆されていてもよい。

　この構成により、基端側谷部を絶縁性樹脂部で充填するという簡単な構造で、貫通穴に対応する基端側谷部での電界強度を原因とする放電を容易に解消することが可能となる。

　また、本発明に係るプラズマ処理装置用電力導入端子は、前記絶縁性樹脂部は、隣接する前記山部を被覆するように延在する構成であってもよい。

　この構成により、基端側谷部の作用を抑制して基端側谷部での放電をより確実に防止することが可能となる。

　また、本発明に係るプラズマ処理装置用電力導入端子は、前記絶縁性樹脂部は、前記貫通穴から前記先端側の方へ突出させるように形成されていてもよい。

　この構成により、基端側谷部とチャンバ壁との間での電界強度を抑制することができるので、基端側谷部での放電をさらに確実に防止することが可能となる。

　また、本発明に係るプラズマ処理装置用電力導入端子は、前記絶縁性樹脂部は、フッ素系樹脂で形成されていることが好ましい。

　この構成により、容易かつ高精度に絶縁性樹脂部を形成することが可能となり、また、チャンバ室での反応への影響を生じない絶縁性樹脂部とすることが可能となる。

　また、本発明に係るプラズマ処理装置用電力導入端子は、前記絶縁性樹脂部に隣接されており、前記硝子の先端部分を覆う被覆部材が備えられている構成としてもよい。

　この構成により、貫通穴に対応する基端側谷部のみならず、先端側谷部での電界強度を原因とする放電を確実に防止でき、異常放電対策としてさらに効果的である。

　また、本発明に係るプラズマ処理装置は、チャンバ壁で構成されプラズマ処理を施すチャンバ室、並びに、前記チャンバ室へ電力を導入する棒状導電体と、前記チャンバ壁を貫通する貫通穴から前記チャンバ室へ突出させて配置され前記棒状導電体を保持する碍子とを有するプラズマ処理装置用電力導入端子を備えるプラズマ処理装置であって、前記碍子は、前記棒状導電体の先端側から基端側にかけて配置され前記棒状導電体を被覆する複数の山部および複数の谷部を備え、前記基端側で前記貫通穴に対応させて配置される基端側谷部は、前記先端側で前記チャンバ室に配置される先端側谷部に比較して放電発生を抑制する構成とされていることによって特徴付けられる。

　この構成により、チャンバ壁（貫通穴）と碍子（基端側谷部）との間での放電を抑制することが可能となるので、棒状導電体からチャンバ室へ電力を効率的に導入できるプラズマ処理装置とすることができる。

　また、本発明に係るプラズマ処理装置は、前記基端側谷部は、絶縁性樹脂で形成された絶縁性樹脂部によって被覆されていてもよい。

　また、本発明に係るプラズマ処理装置は、前記絶縁性樹脂部は、隣接する前記山部を被覆するように延在させてもよい。

　また、本発明に係るプラズマ処理装置は、前記絶縁性樹脂部は、前記貫通穴に当接するように配置されていてもよい。

　この構成により、貫通穴と基端側谷部との間での間隙を絶縁性樹脂部で被覆することから、貫通穴と基端側谷部との間での放電をより確実に防止することが可能となる。

　また、本発明に係るプラズマ処理装置は、前記絶縁性樹脂部は、前記貫通穴から前記先端側の方へ突出させていてもよい。

　この構成により、基端側谷部とチャンバ壁との間での電界強度を抑制することができるので、基板側谷部での放電をさらに確実に防止することが可能となる。

　また、本発明に係るプラズマ処理装置は、前記絶縁性樹脂部は、前記棒状導電体の軸方向に沿って分割された被覆型部材を備えていてもよい。

　この構成により、絶縁性樹脂部を容易かつ高精度に碍子の基端側に取り付けることが可能となり、プラズマ処理装置用電力導入端子をチャンバ壁に容易かつ高精度に取り付けることができる。

　また、本発明に係るプラズマ処理装置は、前記絶縁性樹脂部は、分割された前記被覆型部材を内包して相互に結合させる枠体部を備えていてもよい。

　この構成により、分割された被覆型部材を容易に結合させて絶縁性樹脂部を構成することが可能となるので、プラズマ処理装置用電力導入端子を容易かつ高精度にチャンバ壁（フランジ）に取り付けることができる。

　また、本発明に係るプラズマ処理装置は、前記絶縁性樹脂部は、フッ素系樹脂で形成されていることが好ましい。

　また、本発明に係るプラズマ処理装置は、前記絶縁性樹脂部に隣接されており、前記硝子の先端部分を覆う被覆部材が備えられている構成としてもよい。

　また、本発明に係るプラズマ処理装置は、前記プラズマ処理装置用電力導入端子は、前記貫通穴に対応させて取り付けられたフランジを介して前記貫通穴に固定されていてもよい。

　この構成により、プラズマ処理装置用電力導入端子を高精度に位置決めし、チャンバ壁に確実に取り付けることが可能となる。

　また、本発明に係るプラズマ処理装置は、前記フランジのチャンバ室に臨む内向面は、前記チャンバ壁の外壁面よりチャンバ室の側に配置されていてもよい。

　この構成により、貫通穴に対応する基端側谷部の個数を抑制することが可能となることから、チャンバ壁（貫通穴）と碍子（基端側谷部）との間での放電を抑制することが可能となるので、棒状導電体からチャンバ室へ電力を効率的に導入できるプラズマ処理装置とすることができる。

　また、本発明に係るプラズマ処理装置は、前記チャンバ室に相互に対向して配置されプラズマ放電を発生させる第１電極および第２電極を備え、前記第１電極は、前記プラズマ処理装置用電力導入端子に接続されて高周波電力を供給され、ガス導入路を介して反応ガスを供給される構成としてあり、前記第２電極は、接地され、被処理基板を支持する構成とされていてもよい。

　この構成により、被処理基板に対する均質なプラズマ処理を効率良く施すことが可能となり、生産性の高いプラズマ処理装置とすることができる。

　また、本発明に係るプラズマ処理装置は、前記第１電極および前記第２電極は、複数組とされて並列配置され、前記第１電極の側面と前記プラズマ処理用電力導入端子とは、隣り合うように配置され接続されていてもよい。

　この構成により、チャンバ室内の空間的な制約を緩和することが可能となり、生産性を向上させたプラズマ処理装置とすることができる。

　本発明に係るプラズマ処理装置用電力導入端子によれば、プラズマ処理装置のチャンバ室へ電力を導入する棒状導電体と、チャンバ室を構成するチャンバ壁を貫通する貫通穴からチャンバ室へ突出させて配置され棒状導電体を保持する碍子とを備えるプラズマ処理装置用電力導入端子であって、碍子は、棒状導電体の先端側から基端側にかけて配置され棒状導電体を被覆する複数の山部および複数の谷部を備え、基端側で貫通穴に対応させて配置される基端側谷部は、先端側でチャンバ室に配置される先端側谷部に比較して放電発生を抑制する構成とすることから、チャンバ壁（貫通穴）と碍子（基端側谷部）との間での放電を抑制し、棒状導電体からチャンバ室へ電力を効率的に導入できるプラズマ処理装置用電力導入端子とすることができるという効果を奏する。

　また、本発明に係るプラズマ処理装置によれば、チャンバ壁で構成されプラズマ処理を施すチャンバ室、並びに、チャンバ室へ電力を導入する棒状導電体と、チャンバ壁を貫通する貫通穴からチャンバ室へ突出させて配置され棒状導電体を保持する碍子とを有するプラズマ処理装置用電力導入端子を備えるプラズマ処理装置であって、碍子は、棒状導電体の先端側から基端側にかけて配置され棒状導電体を被覆する複数の山部および複数の谷部を備え、基端側で貫通穴に対応させて配置される基端側谷部は、先端側でチャンバ室に配置される先端側谷部に比較して放電発生を抑制する構成とすることから、チャンバ壁（貫通穴）と碍子（基端側谷部）との間での放電を抑制し、棒状導電体からチャンバ室へ電力を効率的に導入できるプラズマ処理装置とすることができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係るプラズマ処理装置用電力導入端子およびプラズマ処理装置を説明する断面図である。本発明の実施の形態２に係るプラズマ処理装置用電力導入端子およびプラズマ処理装置を説明する説明図であり、（Ａ）は断面図であり、（Ｂ）は絶縁性樹脂部を分解して示す分解斜視図である。本発明の実施の形態３に係るプラズマ処理装置用電力導入端子およびプラズマ処理装置を説明する断面図である。本発明の実施の形態４に係るプラズマ処理装置用電力導入端子およびプラズマ処理装置を説明する断面図である。本発明の実施の形態５に係るプラズマ処理装置用電力導入端子およびプラズマ処理装置を説明する断面図である。本発明の実施の形態６に係るプラズマ処理装置用電力導入端子およびプラズマ処理装置を説明する断面図である。本発明の実施の形態７に係るプラズマ処理装置用電力導入端子およびプラズマ処理装置を説明する説明図であり、（Ａ）は断面図であり、（Ｂ）は硝子カバーを外側から見た斜視図であり、（Ｃ）は硝子被覆部材を内側から見た斜視図であり、（Ｄ）はカバー固定リングの斜視図である。本発明の実施の形態８に係るプラズマ処理装置を透視した状態を概念的に示す透視側面図である。

　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

　＜実施の形態１＞
　図１に基づいて、本実施の形態に係るプラズマ処理装置用電力導入端子およびプラズマ処理装置について説明する。

　図１は、本発明の実施の形態１に係るプラズマ処理装置用電力導入端子およびプラズマ処理装置を説明する断面図である。なお、棒状導電体１１に対するハッチングは省略している（以下、同様である。）。

　本実施の形態に係るプラズマ処理装置用電力導入端子１０は、プラズマ処理装置３０のチャンバ室３１へ電力を導入する棒状導電体１１と、チャンバ室３１を構成するチャンバ壁３２を貫通する貫通穴３３からチャンバ室３１へ突出させて配置され棒状導電体１１を保持する碍子１３とを備える。碍子１３の基端ＢＳ側は、チャンバ壁３２を貫通する貫通穴３３に対応させて配置されている。したがって、プラズマ処理装置用電力導入端子１０のチャンバ室３１側への突出部分を小さくすることができる。

　碍子１３は、棒状導電体１１の先端ＴＳ側から基端ＢＳ側にかけて配置され棒状導電体１１を被覆する複数の山部１３ｍおよび複数の谷部１３ｖを備え、基端ＢＳ側で貫通穴３３に対応させて配置される基端側谷部１３ｖｂは、先端ＴＳ側でチャンバ室３１に配置される先端側谷部１３ｖｔに比較して放電発生を抑制する構成とされている。

　この構成により、高電圧で電力を導入する場合、例えば、２０ｋＶ（ＤＣ）以上または２ｋＶ（Ｖｐｐ：ＡＣ）以上の場合であっても、チャンバ壁３２（貫通穴３３）と碍子１３（基端側谷部１３ｖｂ）との間での放電を抑制することが可能となるので、棒状導電体１１からチャンバ室３１へ電力を効率的に導入できるプラズマ処理装置用電力導入端子１０とすることができる。

　なお、棒状導電体１１は、留め金１２によって碍子１３に固定されている。棒状導電体１１は、例えば銅製であり、留め金１２は、ステンレス鋼である。また、棒状導電体１１は、留め金１２へロウ付けされている。また、碍子１３は、セラミックで形成されている。

　本実施の形態では、具体的な放電発生を抑制する構成は、次のとおりとされている。

　基端側谷部１３ｖｂは、絶縁性樹脂で形成された絶縁性樹脂部１５によって被覆されている。したがって、基端側谷部１３ｖｂを絶縁性樹脂部１５で被覆するという簡単な構造で、貫通穴３３に対応する基端側谷部１３ｖｂでの電界強度を原因とする放電を容易に解消することが可能となる。

　また、絶縁性樹脂部１５は、基端側谷部１３ｖｂに隣接する山部１３ｍを被覆するように延在させてある。したがって、基端側谷部１３ｖｂの作用を抑制して基端側谷部１３ｖｂでの放電をより確実に防止することが可能となる。

　また、絶縁性樹脂部１５は、貫通穴３３から先端ＴＳ側の方へ突出させるように形成されている。つまり、プラズマ処理装置３０では、絶縁性樹脂部１５は、貫通穴３３から先端ＴＳ側の方へ突出させてある。したがって、基端側谷部１３ｖｂとチャンバ壁３２との間での電界強度を抑制することができるので、基端側谷部１３ｖｂでの放電をさらに確実に防止することが可能となる。

　なお、突出距離Ｄｉｓは、貫通穴３３と碍子１３との間での放電が生じない程度として予め設定することが可能である。

　絶縁性樹脂部１５は、フッ素系樹脂で形成されている。したがって、容易かつ高精度に絶縁性樹脂部１５を形成することが可能となり、また、チャンバ室３１での反応への影響を生じない絶縁性樹脂部１５とすることが可能となる。

　なお、フッ素系樹脂としては、例えば、ポリフッ化エチレン（ポリテトラフルオロエチレン）が好ましい。ポリフッ化エチレンは、２００℃以上の耐熱性、化学的安定性、高い絶縁性（高い絶縁耐圧）、耐フッ素性を有することから、プラズマ処理装置３０へ適用した場合でも、十分に機能させることができ、被処理物に対して影響を及ぼす恐れがないことから生産性のよいプラズマ処理装置用電力導入端子１０（プラズマ処理装置３０）とすることができる。

　本実施の形態に係るプラズマ処理装置３０は、チャンバ壁３２で構成されプラズマ処理を施すチャンバ室３１、並びに、チャンバ室３１へ電力を導入する棒状導電体１１と、チャンバ壁３２を貫通する貫通穴３３からチャンバ室３１へ突出させて配置され棒状導電体１１を保持する碍子１３とを有するプラズマ処理装置用電力導入端子１０を備える。

　また、上述したとおり、碍子１３は、棒状導電体１１の先端ＴＳ側から基端ＢＳ側にかけて配置され棒状導電体１１を被覆する複数の山部１３ｍおよび複数の谷部１３ｖを備え、基端ＢＳ側で貫通穴３３に対応させて配置される基端側谷部１３ｖｂは、先端ＴＳ側でチャンバ室３１に配置される先端側谷部１３ｖｔに比較して放電発生を抑制する構成とされている。

　したがって、高電圧で電力を導入する場合に、チャンバ壁３２（貫通穴３３）と碍子１３（基端側谷部１３ｖｂ）との間での放電を抑制することが可能となるので、棒状導電体１１からチャンバ室３１へ電力を効率的に導入できるプラズマ処理装置３０とすることができる。

　なお、チャンバ壁３２は、ステンレススチールまたはアルミニウムなどで構成され、接地されている。

　絶縁性樹脂部１５は、貫通穴３３に当接するように配置されている。つまり、絶縁性樹脂部１５は、プラズマ処理装置用電力導入端子１０（碍子１３）と貫通穴３３との間隙を充填するスペーサとして配置されている。したがって、貫通穴３３と基端側谷部１３ｖｂとの間での間隙を絶縁性樹脂部１５で被覆することから、貫通穴３３と基端側谷部１３ｖｂとの間での放電をより確実に防止することが可能となる。

　また、絶縁性樹脂部１５は、上述したとおり、貫通穴３３から先端ＴＳ側の方へ突出させてある。したがって、基端側谷部１３ｖｂとチャンバ壁３２との間での電界強度を抑制することができるので、基端側谷部１３ｖｂでの放電をさらに確実に防止することが可能となる。

　プラズマ処理装置用電力導入端子１０は、貫通穴３３に対応させて取り付けられたフランジ３５を介して貫通穴３３に固定されている。したがって、プラズマ処理装置用電力導入端子１０を高精度に位置決めし、チャンバ壁３２に確実に取り付けることが可能となる。なお、フランジ３５は、例えば、ステンレス鋼（あるいはアルミニウム）によって形成され、チャンバ壁３２に固定治具（不図示）によって固定されている。

　＜実施の形態２＞
　図２に基づいて、本実施の形態に係るプラズマ処理装置用電力導入端子およびプラズマ処理装置について説明する。なお、基本的な構成は、実施の形態１に係るプラズマ処理装置用電力導入端子１０およびプラズマ処理装置３０と同様であるので、符号を援用し、主に異なる事項について説明する。

　図２は、本発明の実施の形態２に係るプラズマ処理装置用電力導入端子およびプラズマ処理装置を説明する説明図であり、（Ａ）は断面図であり、（Ｂ）は絶縁性樹脂部を分解して示す分解斜視図である。

　本実施の形態に係るプラズマ処理装置用電力導入端子１０およびプラズマ処理装置３０では、絶縁性樹脂部１５は、実施の形態１と同様、隣接する山部１３ｍを被覆するように延在させてある。また、絶縁性樹脂部１５は、貫通穴３３に当接するように配置されている。

　なお、本実施の形態に係る絶縁性樹脂部１５は、実施の形態１の絶縁性樹脂部１５と異なり、棒状導電体１１の軸方向に沿って分割された被覆型部材１７を備える。したがって、絶縁性樹脂部１５を容易かつ高精度に碍子１３の基端ＢＳ側に取り付けることが可能となり、プラズマ処理装置用電力導入端子１０をチャンバ壁３２に容易かつ高精度に取り付けることができる。

　つまり、被覆型部材１７の外径を貫通穴３３の内径に合わせることによってプラズマ処理装置用電力導入端子１０を容易に貫通穴３３に固定することが可能となる。

　被覆型部材１７は、互いに合体して、プラズマ処理装置用電力導入端子１０に対して絶縁性樹脂部１５を構成するようにされている。つまり、外周は、貫通穴３３に対応する形状とされ、内側は碍子１３の山部１３ｍおよび谷部１３ｖ（基端側谷部１３ｖｂ）に対応する形状とされている。なお、本実施の形態では、次に説明するとおり、被覆型部材１７の外周に枠体部１８をさらに配置している。

　また、本実施の形態に係る絶縁性樹脂部１５は、分割された被覆型部材１７を内包して相互に結合させる枠体部１８を備える。したがって、分割された被覆型部材１７を容易に結合させて絶縁性樹脂部１５を構成することが可能となるので、プラズマ処理装置用電力導入端子１０を容易かつ高精度にチャンバ壁３２（フランジ３５）に取り付けることができる。

　被覆型部材１７と枠体部１８とを組み合わせることによって、被覆型部材１７の境界を貫通穴３３に露出することがなくなることから、放電をさらに抑制することが可能となる。

　なお、枠体部１８の外周は、貫通穴３３の内周に整合させてある。したがって、容易かつ高精度に絶縁性樹脂部１５（被覆型部材１７および枠体部１８）を貫通穴３３に整合させて、フランジ３５に取り付けることが可能となる。

　被覆型部材１７の外周を円柱状とし、枠体部１８の内周を円筒状とすることによって、被覆型部材１７と枠体部１８との整合を高精度に実現することが可能となる。したがって、被覆型部材１７および枠体部１８を容易かつ高精度に組み立てることが可能となる。また、被覆型部材１７は、分割されていることから、碍子１３の山部１３ｍおよび谷部１３ｖに対応する内周側の加工が容易となり、碍子１３に対する整合を高精度に実現することが可能となる。

　本実施の形態に係る絶縁性樹脂部１５は、実施の形態１と同様にフッ素系樹脂で形成されている。したがって、被覆型部材１７および枠体部１８の加工を容易かつ高精度に行なうことが可能となる。

　＜実施の形態３＞
　図３に基づいて、本実施の形態に係るプラズマ処理装置用電力導入端子およびプラズマ処理装置について説明する。なお、基本的な構成は、実施の形態１および実施の形態２に係るプラズマ処理装置用電力導入端子およびプラズマ処理装置と同様であるので、符号を援用し、主に異なる事項について説明する。

　図３は、本発明の実施の形態３に係るプラズマ処理装置用電力導入端子およびプラズマ処理装置を説明する断面図である。

　本実施の形態に係るプラズマ処理装置用電力導入端子１０およびプラズマ処理装置３０では、基端側谷部１３ｖｂは、実施の形態１と同様、絶縁性樹脂で形成された絶縁性樹脂部１５によって被覆されている。なお、実施の形態１では、貫通穴３３を完全に被覆した状態としたが、本実施の形態では、絶縁性樹脂部１５は、山部１３ｍと谷部１３ｖｔとの間の例えば半分程度以上を被覆する形態とされている。

　したがって、基端側谷部１３ｖｂを絶縁性樹脂部１５で被覆するという簡単な構造で、貫通穴３３に対応する基端側谷部１３ｖｂでの電界強度を原因とする放電を容易に解消することが可能となる。

　つまり、絶縁性樹脂部１５の形状は、プラズマ処理装置用電力導入端子１０に印加される印加電圧の大きさ（貫通穴３３での放電の発生状況）に応じて適宜設定することが可能である。

　＜実施の形態４＞
　図４に基づいて、本実施の形態に係るプラズマ処理装置用電力導入端子およびプラズマ処理装置について説明する。なお、基本的な構成は、実施の形態１ないし実施の形態３に係るプラズマ処理装置用電力導入端子およびプラズマ処理装置と同様であるので、符号を援用し、主に異なる事項について説明する。

　図４は、本発明の実施の形態４に係るプラズマ処理装置用電力導入端子およびプラズマ処理装置を説明する断面図である。

　本実施の形態に係るプラズマ処理装置３０では、フランジ３５の形状が実施の形態１ないし実施の形態３の場合と異なる形状とされている。

　つまり、本実施の形態では、フランジ３５のチャンバ室３１に臨む内向面３５ｆは、チャンバ壁３２の外壁面３２ｓよりチャンバ室３１の側に配置されている。

　したがって、貫通穴３３に対応する基端側谷部１３ｖｂの数（範囲）を抑制することが可能となることから、チャンバ壁３２（貫通穴３３）と碍子１３（基端側谷部１３ｖｂ）との間での放電を抑制することが可能となるので、棒状導電体１１からチャンバ室３１へ電力を効率的に導入できるプラズマ処理装置３０とすることができる。

　＜実施の形態５＞
　図５に基づいて、本実施の形態に係るプラズマ処理装置用電力導入端子およびプラズマ処理装置について説明する。なお、基本的な構成は、実施の形態１ないし実施の形態４に係るプラズマ処理装置用電力導入端子およびプラズマ処理装置と同様であるので、符号を援用し、主に異なる事項について説明する。

　図５は、本発明の実施の形態５に係るプラズマ処理装置用電力導入端子およびプラズマ処理装置を説明する断面図である。

　本実施の形態に係るプラズマ処理装置用電力導入端子１０およびプラズマ処理装置３０では、プラズマ処理装置用電力導入端子１０の谷部１３ｖの形状を実施の形態１ないし実施の形態３の場合に対して異ならせてある。

　つまり、本実施の形態では、基端側谷部１３ｖｂは、先端側谷部１３ｖｔより浅く形成されている。

　したがって、プラズマ処理装置用電力導入端子１０では、基端側谷部１３ｖｂを先端側谷部１３ｖｔより浅くするという簡単な構造で、貫通穴３３に対応する基端側谷部１３ｖｂでの電界強度を原因とする放電を容易に防止することが可能となる。

　また、プラズマ処理装置３０では、基端側谷部１３ｖｂを先端側谷部１３ｖｔより浅くして貫通穴３３との間隙を縮小するという簡単な構造で、貫通穴３３に対応する基端側谷部１３ｖｂでの電界強度を原因とする放電を容易に防止することが可能となる。

　＜実施の形態６＞
　図６に基づいて、本実施の形態に係るプラズマ処理装置用電力導入端子およびプラズマ処理装置について説明する。なお、基本的な構成は、実施の形態１ないし実施の形態５に係るプラズマ処理装置用電力導入端子およびプラズマ処理装置と同様であるので、符号を援用し、主に異なる事項について説明する。

　図６は、本発明の実施の形態６に係るプラズマ処理装置用電力導入端子およびプラズマ処理装置を説明する断面図である。

　本実施の形態に係るプラズマ処理装置用電力導入端子１０およびプラズマ処理装置３０では、プラズマ処理装置用電力導入端子１０の谷部１３ｖの形状を実施の形態５の場合に対してさらに異ならせてある。

　つまり、本実施の形態では、基端側谷部１３ｖｂは、山部１３ｍと同一の高さとされている。したがって、基端側谷部１３ｖｂを解消して基端ＢＳ側（貫通穴３３）での放電をより確実に防止することが可能となる。

　なお、本実施の形態に係るプラズマ処理装置用電力導入端子１０では、碍子１０の沿面距離が短くなるが、供給される電圧に対応するために沿面距離を長くする必要がある場合は、基端ＢＳ側での碍子１３の長さを延長することで対応が可能である。つまり、基端側谷部１３ｖｂ（基端ＢＳ側の山部１３ｍ）での長さを棒状導電体１１の長さ方向で長くすることによって対応が可能である。

　＜実施の形態７＞
　図７に基づいて、本実施の形態に係るプラズマ処理装置について説明する。なお、基本的な構成は、実施の形態２及び実施の形態４に係るプラズマ処理装置用電力導入端子およびプラズマ処理装置と同様であるので、符号を援用し、主に異なる事項について説明する。

　本発明の実施の形態７に係るプラズマ処理装置用電力導入端子およびプラズマ処理装置を説明する説明図であり、（Ａ）は断面図であり、（Ｂ）は硝子カバーを外側から見た斜視図であり、（Ｃ）は硝子カバーを内側から見た斜視図であり、（Ｄ）はカバー固定リングの斜視図である。

　本実施の形態に係るプラズマ処理装置用電力導入端子１０およびプラズマ処理装置３０では、硝子１３の先端部分を覆う硝子被覆部材１３０が備えられており、この硝子被覆部材１３０の外周は円柱状とされている。また、この硝子被覆部材１３０の外周を、カバー固定リング１３２を挟んだ状態で硝子カバー１３１が嵌め込まれている。この硝子カバー１３１は、硝子被覆部材１３０に隣接する被覆型部材１７（１５）の外周を覆う硝子カバー固定部材１７０に密接した状態で固定支持されている。

　本発明の実施の形態７では、硝子被覆部材１３０及び硝子カバー固定部材１７０はそれぞれ分割された構成であり、組み立て性を考慮した構造とされている。本実施の形態では、硝子被覆部材１３０は２分割されており、図７（Ｃ）には分割された一方の割り部分が示されている。組み立ての際には、予め硝子被覆部材１３０の割り部分をそれぞれ硝子１３の先端部分に設け、硝子カバー１３１を硝子カバー固定部材１７０に密接した状態で固定しておき、最後にカバー固定リング１３２を硝子被覆部材１３０外周と硝子カバー１３１内周の間に通す。この方法による組み立ては、取り付け作業の効率を上げることができる点で有益である。

　なお、本実施の形態では、硝子被覆部材１３０及び硝子カバー固定部材１７０はそれぞれ分割された構成としたが、こうした構造に限定されない。例えば、一体的な構造であってもよく、この場合は、一つのパーツが各部品を構成するので、部品点数が少なくてすむ。

　本発明の実施の形態７における硝子被覆部材１３０、硝子カバー１３１、カバー固定リング１３２の材質はテフロン（登録商標）とされている。

　＜実施の形態８＞
　図８に基づいて、本実施の形態に係るプラズマ処理装置について説明する。なお、基本的な構成は、実施の形態１ないし実施の形態６に係るプラズマ処理装置用電力導入端子およびプラズマ処理装置と同様であるので、符号を援用し、主に異なる事項について説明する。

　図８は、本発明の実施の形態８に係るプラズマ処理装置を透視した状態を概念的に示す透視側面図である。

　本実施の形態に係るプラズマ処理装置３０は、チャンバ室３１に相互に対向して配置されプラズマ放電を発生させる第１電極３７および第２電極３８を備える。第１電極３７は、プラズマ処理装置用電力導入端子１０に接続されて高周波電源Ｅから高周波電力を供給され、ガス導入路３７ｇを介して反応ガス供給源Ｇから反応ガスを供給される構成とされている。第２電極３８は、接地され、被処理基板Ｓｕｂを支持する構成とされている。したがって、被処理基板Ｓｕｂに対する均質なプラズマ処理を効率良く施すことが可能となり、生産性の高いプラズマ処理装置３０とすることができる。

　第１電極３７は、プラズマ処理装置用電力導入端子１０を介して高周波電源Ｅから供給された高周波電力と、ガス導入路３７ｇから第１電極３７の内部に形成された空洞（不図示）に供給された反応ガスとに基づいてプラズマＰＦを発生させ、第１電極３７の表面に形成された貫通孔（不図示。空洞からの貫通孔）を介してプラズマＰＦを第２電極３８に向けて供給する。

　つまり、被処理基板Ｓｕｂの表面に向けてプラズマＰＦが供給され、被処理基板Ｓｕｂの表面に対するプラズマ処理が施される。第２電極３８は、被処理基板Ｓｕｂをプラズマ処理に適した温度状態に設定するためのヒータ３８ｈを備える。また、チャンバ室３１は、プラズマＰＦを発生させるために必要な真空度を確保するための排気系（不図示）を備える。なお、チャンバ壁３２は接地されている（不図示）。

　本実施の形態では、第１電極３７への電力供給部（接続部）を電極側面に設けており、第１電極３７の側面とプラズマ処理用電力導入端子１０は、隣り合うように配置されている。したがって、プラズマ処理用電力導入端子１０がチャンバ室３１内に大きく突出していると、第１電極３７を配置するための空間的な制約が大きくなってしまう。

　本実施の形態では、プラズマ処理用電力導入端子１０（碍子１３）の基端ＢＳ側は、チャンバ壁３２を貫通する貫通穴３３に配置され、チャンバ室３１へ突出している。したがって、プラズマ処理用電力導入端子１０のチャンバ室３１への突出が小さくなり、チャンバ室３１内の空間的な制約を緩和することができ、生産性を向上させることが可能となる。

　なお、水平方向に配置された第１電極３７および第２電極３８を垂直方向に、複数組配置することが可能であり、複数組を配置することによってさらに生産性を向上させることが可能となる。本実施の形態では、２組配置した場合を例示する。本実施の形態では、第１電極３７への電力供給部（接続部）および第２電極２８への接地部（接続部）をそれぞれ電極側面に設けているので、垂直方向で複数組を容易に並列配置することができる。

　本実施の形態では、第１電極３７および第２電極３８は、水平方向に配置された場合を示すが、第１電極３７および第２電極３８を垂直方向に立てて並列配置することも可能である。第１電極３７および第２電極３８を垂直方向に立てて配置した場合は、被処理基板Ｓｕｂも第２電極３８と同様に垂直方向に配置（支持）されることから、被処理基板Ｓｕｂが大きく、水平方向での保持が困難なときに有効となる。

　＜実施の形態９＞
　本実施の形態の構成は、実施の形態８（図８）と同様であり、適宜符号を援用し、成膜用のプラズマ処理装置とした場合について説明する。

　チャンバ室３１は、密封可能であり、チャンバ壁３２は、例えば、アルミニウムやステンレス鋼などの金属材料で構成されている。また、チャンバ壁３２は接地されている（不図示）。

　第１電極３７は、ステンレス鋼やアルミニウム合金などで作製される。第１電極３７の寸法は、成膜対象としての基板Ｓｕｂの寸法に合わせて適当な値に設定される。例えば、基板Ｓｕｂの寸法が９００～１２００ｍｍ×４００～９００ｍｍである場合、第１電極３７の寸法は、１０００～１５００ｍｍ×６００～１０００ｍｍと設計される。

　第１電極３７は、内部が空洞であると共に、対となる第２電極３８に対向するプラズマ放電面には多数の貫通穴が穴明け加工により明けられている。この穴明け加工は、直径０．１ｍｍ～２ｍｍの円形穴を数ｍｍ～数ｃｍピッチで行なうのが望ましい。

　また、第１電極３７の一端面には、ガス導入路３７ｇとしてのガス導入管が接続されている。反応ガス供給源Ｇとガス導入路３７ｇとは接続パイプにて接続されており、反応ガスがガス導入路３７ｇから第１電極３７の内部へ供給され、多数の貫通穴から基板Ｓｕｂの表面に向かって噴出するように構成されている。なお、原料ガスとしては、例えば、Ｈ2で希釈したＳｉＨ4（モノシラン）ガスが使用される。

　第２電極３８は、内部にヒータ３８ｈを有し、上面に基板Ｓｕｂが配置される。したがって、プラズマ放電下の成膜時に基板Ｓｕｂを加熱することができる。なお、基板Ｓｕｂは、シリコン基板やガラス基板などが一般的であるが、特にこれらに限定されるものではない。

　また、第２電極３８は、ステンレス鋼、アルミニウム合金、カーボンなどの、導電性および耐熱性を備えた材料で製作されている。

　第２電極３８の寸法は、薄膜を形成するための基板Ｓｕｂの寸法に合わせて適当な値に決定され、第１電極３７と同じ寸法で設計されることができる。

　第２電極３８に内蔵されたヒータ３８ｈは、第２電極３８を室温～３００℃に加熱制御するものであり、例えば、アルミニウム合金中にシースヒータなどの密閉型加熱装置と熱電対などの密閉型温度センサとを内蔵したものを用いることができる。

　高周波電源Ｅはプラズマ励起電源であり、例えば、ＡＣ１．００ＭＨｚ～６０ＭＨｚの周波数で１０Ｗ～１００ｋＷの電力、具体的には、１３．５６ＭＨｚ～６０ＭＨｚで１０Ｗ～１０ｋＷの電力を第１電極３７に供給する。

　このように構成された成膜用プラズマ処理装置（プラズマ処理装置３０）において、膜原料である反応ガスを所定の流量および圧力で第１電極３７に供給し、第１電極３７に高周波電力を供給することで、第１電極３７と第２電極３８との間にグロー放電領域（プラズマ放電領域：プラズマＰＦ）を発生させ、基板Ｓｕｂ上に非晶質の膜または結晶性の膜を形成することができる。原料ガスとして例えば、Ｈ2で希釈したＳｉＨ4ガスを使用して、膜厚３００ｎｍのシリコン薄膜を膜厚分布±１０％以内で堆積させることができる。

　本発明は、、チャンバ壁と碍子との間における異常放電を抑制し、棒状導電体からチャンバ室へ電力を効率的に導入できるプラズマ処理装置用電力導入端子及びプラズマ処理装置を提供することができ、半導体製造分野における高電圧化あるいは処理基板の大型化に有益である。

　１０　プラズマ処理装置用電力導入端子
　１１　棒状導電体
　１２　留め金
　１３　碍子
　１３ｍ　山部
　１３ｖ　谷部
　１３ｖｂ　基端側谷部
　１３ｖｔ　先端側谷部
　１５　絶縁性樹脂部
　１７　被覆型部材
　１８　枠体部
　３０　プラズマ処理装置
　３１　チャンバ室
　３２　チャンバ壁
　３２ｓ　外壁面
　３３　貫通穴
　３５　フランジ
　３５ｆ　内向面
　３７　第１電極
　３７ｇ　ガス導入路
　３８　第２電極
　１３０　硝子被覆部材
　１３１　硝子カバー
　１３２　カバー固定リング
　ＢＳ　基端
　Ｄｉｓ　突出距離
　Ｅ　高周波電源
　Ｇ　反応ガス供給源
　ＰＦ　プラズマ
　Ｓｕｂ　被処理基板
　ＴＳ　先端

Claims

　プラズマ処理装置のチャンバ室へ電力を導入する棒状導電体と、前記チャンバ室を構成するチャンバ壁を貫通する貫通穴から前記チャンバ室へ突出させて配置され前記棒状導電体を保持する碍子とを備えるプラズマ処理装置用電力導入端子であって、
　前記碍子は、前記棒状導電体の先端側から基端側にかけて配置され前記棒状導電体を被覆する複数の山部および複数の谷部を備え、
　前記基端側で前記貫通穴に対応させて配置される基端側谷部は、前記先端側で前記チャンバ室に配置される先端側谷部に比較して放電発生を抑制する構成とされていることを特徴とするプラズマ処理装置用電力導入端子。
　請求項１に記載のプラズマ処理装置用電力導入端子であって、
　前記基端側谷部は、絶縁性樹脂で形成された絶縁性樹脂部によって被覆されていることを特徴とするプラズマ処理装置用電力導入端子。
　請求項２に記載のプラズマ処理装置用電力導入端子であって、
　前記絶縁性樹脂部は、隣接する前記山部を被覆するように延在させてあることを特徴とするプラズマ処理装置用電力導入端子。
　請求項２または請求項３に記載のプラズマ処理装置用電力導入端子であって、
　前記絶縁性樹脂部は、前記貫通穴から前記先端側の方へ突出させるように形成されていることを特徴とするプラズマ処理装置用電力導入端子。
　請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置用電力導入端子であって、
　前記絶縁性樹脂部は、フッ素系樹脂で形成されていることを特徴とするプラズマ処理装置用電力導入端子。
　請求項２に記載のプラズマ処理装置用電力導入端子であって、
　前記絶縁性樹脂部に隣接されており、前記硝子の先端部分を覆う被覆部材が備えられていることを特徴とするプラズマ処理装置用電力導入端子。
　チャンバ壁で構成されプラズマ処理を施すチャンバ室、並びに、前記チャンバ室へ電力を導入する棒状導電体と、前記チャンバ壁を貫通する貫通穴から前記チャンバ室へ突出させて配置され前記棒状導電体を保持する碍子とを有するプラズマ処理装置用電力導入端子を備えるプラズマ処理装置であって、
　前記碍子は、前記棒状導電体の先端側から基端側にかけて配置され前記棒状導電体を被覆する複数の山部および複数の谷部を備え、
　前記基端側で前記貫通穴に対応させて配置される基端側谷部は、前記先端側で前記チャンバ室に配置される先端側谷部に比較して放電発生を抑制する構成とされていることを特徴とするプラズマ処理装置。
　請求項７に記載のプラズマ処理装置であって、
　前記基端側谷部は、絶縁性樹脂で形成された絶縁性樹脂部によって被覆されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
　請求項８に記載のプラズマ処理装置であって、
　前記絶縁性樹脂部は、隣接する前記山部を被覆するように延在させてあることを特徴とするプラズマ処理装置。
　請求項９に記載のプラズマ処理装置であって、
　前記絶縁性樹脂部は、前記貫通穴に当接するように配置されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
　請求項９または請求項１０に記載のプラズマ処理装置であって、
　前記絶縁性樹脂部は、前記貫通穴から前記先端側の方へ突出させてあることを特徴とするプラズマ処理装置。
　請求項９ないし請求項１１のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置であって、
　前記絶縁性樹脂部は、前記棒状導電体の軸方向に沿って分割された被覆型部材を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
　請求項１２に記載のプラズマ処理装置であって、
　前記絶縁性樹脂部は、分割された前記被覆型部材を内包して相互に結合させる枠体部を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
　請求項９ないし請求項１３のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置であって、
　前記絶縁性樹脂部は、フッ素系樹脂で形成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
　請求項８に記載のプラズマ処理装置であって、
　前記絶縁性樹脂部に隣接されており、前記硝子の先端部分を覆う被覆部材が備えられていることを特徴とするプラズマ処理装置。
　請求項７ないし請求項１５のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置であって、
　前記プラズマ処理装置用電力導入端子は、前記貫通穴に対応させて取り付けられたフランジを介して前記貫通穴に固定されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
　請求項１６に記載のプラズマ処理装置であって、
　前記フランジのチャンバ室に臨む内向面は、前記チャンバ壁の外壁面よりチャンバ室の側に配置されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
　請求項７ないし請求項１７のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置であって、
　前記チャンバ室に相互に対向して配置されプラズマ放電を発生させる第１電極および第２電極を備え、
　前記第１電極は、前記プラズマ処理装置用電力導入端子に接続されて高周波電力を供給され、ガス導入路を介して反応ガスを供給される構成としてあり、
　前記第２電極は、接地され、被処理基板を支持する構成とされていることを特徴とするプラズマ処理装置。
　請求項１８に記載のプラズマ処理装置であって、
　前記第１電極および前記第２電極は、複数組とされて並列配置され、
　前記第１電極の側面と前記プラズマ処理用電力導入端子とは、隣り合うように配置され接続されていることを特徴とするプラズマ処理装置。