WO2024101024A1 - プラズマ処理装置 - Google Patents

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WO2024101024A1
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slit plate
plasma processing
processing apparatus
vacuum vessel
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大輔 松尾
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Nissin Electric Co Ltd
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    • H10P50/242—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of semiconductor materials of Group IV materials

Definitions

  • the present invention relates to a plasma processing device that uses plasma to process a workpiece.
  • Patent Document 1 discloses such a plasma processing apparatus in which an antenna is placed outside a vacuum vessel, and a high-frequency magnetic field generated from the antenna is transmitted into the vacuum vessel through a magnetic field transmission window that is provided to cover an opening in the side wall of the vacuum vessel, thereby generating plasma within the vacuum vessel.
  • the plasma processing apparatus of Patent Document 1 includes a metal slit plate that covers the opening of the vacuum vessel, and a dielectric plate that covers the slits formed in the slit plate from the outside of the vacuum vessel.
  • the metal slit plate and the dielectric plate superimposed on the slit plate function as a magnetic field transmission window, so the thickness of the magnetic field transmission window can be made smaller than when only the dielectric plate functions as the magnetic field transmission window. This makes it possible to shorten the distance from the antenna to the inside of the vacuum vessel, and to efficiently supply the high-frequency magnetic field generated by the antenna into the vacuum vessel.
  • the present invention was made to solve these problems, and its main objective is to improve the maintainability of the slit plate in a plasma processing device in which an antenna is placed outside the vacuum vessel and a magnetic field transmission window is formed by overlapping a dielectric plate and a slit plate.
  • the plasma processing apparatus generates plasma within a processing chamber by passing a high-frequency current through an antenna provided outside a vacuum vessel that forms the processing chamber, and is characterized in that it comprises a slit plate provided to cover an opening formed in the vacuum vessel at a position facing the antenna, and a dielectric plate that covers the slits formed in the slit plate from the outside of the vacuum vessel, and that the slit plate comprises an annular frame body and a plurality of beam-shaped members aligned and spanned across the frame body, and the slits are formed by the gaps between the plurality of beam-shaped members.
  • the present invention configured in this way, can improve the maintainability of the slit plate in a plasma processing device in which an antenna is placed outside the vacuum vessel and a magnetic field transmission window is formed by overlapping a dielectric plate and a slit plate.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view illustrating a configuration of a plasma processing apparatus according to an embodiment
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the plasma processing apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view showing a schematic configuration of a slit plate according to the embodiment, as viewed from the antenna side.
  • 4A and 4B are longitudinal cross-sectional views showing a schematic configuration of the slit plate of the embodiment, in which FIG. 4A shows a state in which the beam-shaped member is removed, and FIG. 4B shows a state in which the beam-shaped member, the dielectric plate, and the antenna are installed.
  • FIG. 4A shows a state in which the beam-shaped member is removed
  • FIG. 4B shows a state in which the beam-shaped member, the dielectric plate, and the antenna are installed.
  • FIG. 4A shows a state in which the beam-shaped member is removed
  • FIG. 4B shows a state in which the beam-shaped member, the
  • FIG. 13 is a plan view showing a schematic configuration of a slit plate according to another embodiment, as viewed from the antenna side.
  • 6A and 6B are longitudinal cross-sectional views showing the configuration of a slit plate of another embodiment, where (a) is a longitudinal cross-sectional view showing the A-A' line cross-section in FIG. 5, and (b) is a longitudinal cross-sectional view showing the B-B' line cross-section in FIG. 5.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a slit plate according to another embodiment.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a slit plate according to another embodiment.
  • FIG. 10A and 10B are longitudinal sectional views each showing a schematic configuration of a slit plate according to another embodiment, in which FIG. 10A is a longitudinal sectional view showing a configuration in the vicinity of a first beam-like member, and FIG. 10B is a longitudinal sectional view showing a configuration in the vicinity of a second beam-like member.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the slit plate and its vicinity in another embodiment.
  • FIG. 11 is a vertical cross-sectional view showing a schematic configuration of the vicinity of a slit plate according to another embodiment.
  • FIG. 11 is a vertical cross-sectional view showing a schematic configuration of the vicinity of a slit plate according to another embodiment.
  • the plasma processing apparatus 100 of this embodiment processes a substrate O by using an inductively coupled plasma P.
  • the substrate O is, for example, a substrate for a flat panel display (FPD) such as a liquid crystal display or an organic electroluminescence display, a flexible substrate for a flexible display, etc.
  • the processing performed on the substrate O is, for example, film formation by a plasma CVD method, etching, ashing, sputtering, etc.
  • the plasma processing apparatus 100 is also called a plasma CVD apparatus when film formation is performed by plasma CVD, a plasma etching apparatus when etching is performed, a plasma ashing apparatus when ashing is performed, and a plasma sputtering apparatus when sputtering is performed.
  • the plasma processing apparatus 100 comprises a vacuum vessel 1 which forms a processing chamber which is evacuated and into which gas is introduced, an antenna 2 provided outside the vacuum vessel 1, and a high frequency power supply 3 which applies a high frequency to the antenna 2.
  • a high frequency current IR flows through the antenna 2
  • an induced electric field is generated within the vacuum vessel 1, and an inductively coupled plasma P is generated.
  • the vacuum vessel 1 is, for example, a metal vessel, and an opening 1x is formed in its wall (here, the upper wall 1a) that penetrates in the thickness direction.
  • the vacuum vessel 1 is electrically grounded here, and the processing chamber inside is evacuated by a vacuum exhaust device 4.
  • Gas is introduced into the vacuum vessel 1 through, for example, a flow rate regulator (not shown) or one or more gas inlets 11 provided in the vacuum vessel 1.
  • the gas may be selected according to the processing contents to be performed on the substrate O.
  • the gas is a raw material gas or a gas obtained by diluting the raw material gas with a dilution gas (for example, H 2 ).
  • a Si film can be formed on the substrate, when the raw material gas is SiH 4 +NH 3 , a SiN film can be formed, when the raw material gas is SiH 4 +O 2 , a SiO 2 film can be formed, and when the raw material gas is SiF 4 +N 2 , a SiN:F film (fluorinated silicon nitride film) can be formed.
  • a bias voltage may be applied to the substrate holder 5 from a bias power supply 6.
  • the bias voltage may be, for example, a negative DC voltage, a negative bias voltage, etc., but is not limited to these.
  • a heater 51 for heating the substrate O may be provided inside the substrate holder 5.
  • the antenna 2 is arranged to face the opening 1x formed in the vacuum vessel 1. Note that the number of antennas 2 is not limited to one, and multiple antennas 2 may be provided.
  • one end of the antenna 2, the power supply end 2a, is connected to the high-frequency power source 3 via a matching circuit 31, and the other end, the termination end 2b, is directly grounded.
  • the termination end 2b may also be grounded via a capacitor or a coil, etc.
  • the high-frequency power supply 3 can pass a high-frequency current IR through the antenna 2 via a matching circuit 31.
  • the frequency of the high-frequency current is, for example, a typical 13.56 MHz, but is not limited to this and may be changed as appropriate.
  • This plasma processing apparatus 100 further includes a slit plate 7 that blocks the opening 1x formed in the wall (upper wall 1a) of the vacuum vessel 1 from outside the vacuum vessel 1, and a dielectric plate 8 that blocks the slit 7x formed in the slit plate 7 from outside the vacuum vessel 1.
  • the slit plate 7 allows the high-frequency magnetic field generated by the antenna 2 to pass through the vacuum vessel 1, and prevents the electric field from entering the vacuum vessel 1 from the outside.
  • the slit plate 7 is a flat rectangular plate with multiple slits 7x that penetrate in the thickness direction and are arranged at equal intervals along the longitudinal direction of the antenna 2.
  • the slit plate 7 preferably has a higher mechanical strength than the dielectric plate 8 described below, and preferably has a larger thickness dimension than the dielectric plate 8.
  • the multiple slits 7x are formed parallel to each other when viewed from the thickness direction and so as to intersect (specifically so as to intersect at right angles) with the antenna 2. All of the multiple slits 7x have the same shape (specifically, a rectangular shape when viewed from above), and the length (width) along the longitudinal direction of the antenna 2 is, for example, 5 mm to 30 mm, but is not limited to this.
  • the slit plate 7 is larger than the opening 1x of the vacuum vessel 1 in a plan view, and is supported by the upper wall 1a to close the opening 1x.
  • a sealing member S1 (see Figures 1 and 2), such as an O-ring or a gasket, is interposed between the slit plate 7 and the upper wall 1a, creating a vacuum seal between them.
  • the dielectric plate 8 is provided on the outward surface 7a of the slit plate 7 that faces the outside of the vacuum vessel 1 (the back side of the inward surface 7b that faces the inside of the vacuum vessel 1) and covers the slits 7x of the slit plate 7.
  • the dielectric plate 8 is a flat plate made entirely of a dielectric material, and is made of, for example, ceramics such as alumina, silicon carbide, silicon nitride, etc., inorganic materials such as quartz glass and non-alkali glass, and resin materials such as fluororesin (e.g. Teflon). From the viewpoint of reducing dielectric loss, the material making up the dielectric plate 8 preferably has a dielectric tangent of 0.01 or less, and more preferably 0.005 or less.
  • the thickness of the dielectric plate 8 is made smaller than that of the slit plate 7, but this is not limiting, and it is sufficient that the plate has the strength to withstand the pressure difference between the inside and outside of the vacuum vessel 1 received through the slits 7x when the vacuum vessel 1 is evacuated, and may be set appropriately according to the specifications such as the number and length of the slits 7x. However, from the viewpoint of shortening the distance between the antenna 2 and the vacuum vessel 1, a thinner plate is preferable.
  • a sealing member S2 such as an O-ring or gasket is interposed between the dielectric plate 8 and the slit plate 7, and a vacuum seal is formed between them.
  • the slit plate 7 and the dielectric plate 8 function as a magnetic field transmission window W that allows the magnetic field generated from the antenna 2 to pass through.
  • the high frequency magnetic field generated from the antenna 2 passes through the magnetic field transmission window W consisting of the slit plate 7 and the dielectric plate 8 and is formed (supplied) inside the vacuum vessel 1.
  • an induced electric field is generated in the space inside the vacuum vessel 1, and an inductively coupled plasma P is generated.
  • the slit plate 7 comprises an annular frame 71 and a number of beam members 72 aligned and spanned across the frame 71, with the slits 7X being formed by the gaps between the beam members 72.
  • the frame 71 and the beam members 72 that constitute the slit plate 7 are both electrically connected to the vacuum vessel 1 and are at ground potential.
  • the frame 71 is a plate-shaped metal material such as one metal selected from the group including Cu, Al, Zn, Ni, Sn, Si, Ti, Fe, Cr, Nb, C, Mo, W, or Co, or an alloy thereof (e.g., stainless steel alloy, aluminum alloy, etc.).
  • the frame 71 is shaped to border a rectangular opening 71a in a plan view from the antenna 2 side, and both the outer peripheral edge 71o and the inner peripheral edge 71i are rectangular.
  • the inner peripheral edge 71i of the frame 71 has a plurality of grooves 71g formed in pairs on either side of the opening 71a.
  • the plurality of pairs of grooves 71g are formed by cutting out a pair of opposing parallel sides along the longitudinal direction of the antenna 2, and are formed at equal intervals along the longitudinal direction of the antenna 2.
  • the plurality of grooves 71g all have the same cross-sectional shape (here, rectangular) and are all formed to have approximately the same depth.
  • the beam member 72 is elongated and extends in a direction perpendicular to the antenna 2, and in this embodiment, has a substantially uniform cross-sectional shape along the longitudinal direction. Both ends 72a of the beam member 72 along the longitudinal direction have a substantially uniform cross-sectional shape as the groove 71g of the frame body 71, and the multiple beam members 72 are bridged across the frame body 71 at the same height by fitting the both ends 72a into the groove 71g of the frame body 71.
  • the multiple beam members 72 are all of the same shape with the same length and width, and are detachably attached to the frame body 71 at substantially equal intervals along the longitudinal direction of the antenna 2. As shown in FIG. 4, the height dimension of the beam member 72 is substantially the same as or smaller than the depth dimension of the groove 71g of the frame body 71.
  • the beam member 72 is made of a metal material such as one metal selected from the group including Cu, Al, Zn, Ni, Sn, Si, Ti, Fe, Cr, Nb, C, Mo, W, or Co, or an alloy thereof (e.g., stainless steel alloy, aluminum alloy, etc.).
  • a metal material such as one metal selected from the group including Cu, Al, Zn, Ni, Sn, Si, Ti, Fe, Cr, Nb, C, Mo, W, or Co, or an alloy thereof (e.g., stainless steel alloy, aluminum alloy, etc.).
  • it is made of a material such as SUS that has a higher Young's modulus than the frame body 71.
  • the slit plate 7 is composed of a frame 71 and a plurality of beam members 72 that are spanned across the frame 71, and the gaps between the beam members 72 form the slits 7x. Therefore, when cleaning, the beam members 72 that are dirty due to deposits or the like can be removed from the frame 71 and replaced, eliminating the need to clean the plurality of slits 7x one by one, and making maintenance easier. Furthermore, by configuring the slit plate 7 as two types of members, the frame 71 and the beam members 72, the processing of each member can be simplified compared to when the slit plate 7 is formed by processing one metal plate.
  • the slit plate 7 can be made thinner. This makes it possible to further shorten the distance from the antenna 2 to the vacuum vessel 1, and to more efficiently supply the high-frequency magnetic field generated by the antenna 2 into the vacuum vessel 1.
  • the multiple beam members 72 are all attached to the frame body 71 so that they are the same height, but this is not limited to this.
  • the slit plate 7 has multiple first beam members 721 and second beam members 722 that are spanned across the frame body 71 at different heights, as shown in Figures 5, 6, and 7, and the first beam members 721 and second beam members 722 may be arranged alternately along the longitudinal direction of the antenna 2.
  • first grooves 711g and second grooves 712g having different depths are formed alternately in the frame body 71 along the longitudinal direction of the antenna 2, and the first beam members 721 and second beam members 722 may be spanned across the first grooves 711g and second grooves 712g, respectively.
  • the first beam member 721 is configured to be located closer to the antenna 2 than the second beam member 722 (i.e., the second groove 712g is deeper than the first groove 711g).
  • the first beam member 721 and the second beam member 722 are attached to the frame 71 so that they do not come into contact with each other.
  • the top surface (the surface facing the antenna 2) of the second beam member 722 fitted into the second groove 712g is configured to be lower than the position of the bottom surface of the first groove 711g
  • the bottom surface (the surface facing the processing chamber) of the first beam member 721 is configured to be higher than the top surface of the second beam member 722.
  • the first beam member 721 and the second beam member 722 are arranged without gaps and without overlapping each other in a plan view from the antenna 2 side.
  • the gap dimension between the first beam member 721 and the width dimension of the second beam member 722 are equal, and the gap dimension between the second beam member 722 and the width dimension of the first beam member 721 are equal.
  • the slit plate 7 may have a shielding wall 73 for shielding charged particles moving along the longitudinal direction of the antenna 2 between the first beam member 721 and the second beam member 722.
  • This shielding wall 73 may have a wall surface 73a formed so as to intersect (specifically, perpendicular to) the longitudinal direction of the antenna 2.
  • This wall surface 73a is elongated and extends in a direction intersecting the antenna 2, and is preferably approximately the same length as the length of the opening 71a of the frame 71.
  • this shielding wall 73 may be formed by a protrusion protruding from one of the first beam member 721 and the second beam member 722 toward the gap between the other beam member.
  • the slit plate 7 may have a plurality of shielding walls 73 along the longitudinal direction of the antenna 2.
  • the cross-sectional shape of the groove 71g is rectangular, but this is not limited to this. In other embodiments, as shown in FIG. 10, the cross-sectional shape of the groove 71g may be V-shaped or partially circular. Also, the cross-sectional shape of the beam member 72 may be triangular or circular to match the cross-sectional shape of the groove 71g.
  • the beam member 72 may have a film-adhesion suppression protrusion 74 that protrudes toward the processing chamber in an area other than both ends 72a that are hung in the groove 71g.
  • This film-adhesion suppression protrusion 74 is intended to prevent deposits from adhering to the groove 71g in which the beam member 72 is hung, and faces the inner peripheral surface 71s of the frame body 71 when viewed from the longitudinal direction of the antenna 2, and has a covering surface 74a that covers the inner peripheral surface 71s.
  • the film-adhesion suppression protrusion may be provided only near both ends 72a of the beam member 72 as shown in FIG. 11, or may be formed over the entire opening 71a as shown in FIG. 12.
  • the disclosure of this specification may further include the following aspects 1-7.
  • a plasma processing apparatus that generates plasma within a processing chamber by passing a high-frequency current through an antenna provided outside a vacuum vessel that forms the processing chamber, the plasma processing apparatus comprising: a slit plate provided to cover an opening formed in a position facing the antenna of the vacuum vessel; and a dielectric plate that covers the slits formed in the slit plate from the outside of the vacuum vessel, the slit plate comprising a ring-shaped frame body and a plurality of beam-shaped members aligned and spanned across the frame body, and the slits are formed by the gaps between the plurality of beam-shaped members.
  • the slit plate is composed of a frame body and a plurality of beam-like members spanned over the frame body, and the slits are formed by the gaps between the beam-like members. Therefore, when cleaning, it is sufficient to remove the beam-like members that are dirty due to deposits from the frame body and replace them, so that the labor of cleaning the plurality of slits one by one can be eliminated, and maintenance can be easily performed. Furthermore, by configuring the slit plate as two types of members, the frame body and the beam-like members, it is possible to simplify the processing of each member compared to the case where a slit plate is formed by processing a single metal plate.
  • the beam member can be attached to the frame by hanging it in the groove, so that displacement of the beam member can be prevented and the beam member can be easily attached and removed.
  • a plasma processing apparatus according to aspect 2 or 3, wherein the beam member has a protrusion protruding toward the processing chamber in an area other than both ends that are bridged over the groove.
  • the protrusion protruding toward the processing chamber functions as a cover that prevents deposits from adhering to the inner peripheral surface of the frame, thereby reducing the amount of deposits that adhere to the frame and further improving maintainability.
  • the first beam members and the second beam members are alternately arranged along the longitudinal direction of the antenna in a plan view, so that the dielectric plate is hidden when viewed from inside the vacuum vessel, and therefore it is possible to prevent conductive flying objects and the like from adhering to and contaminating the dielectric plate.
  • the second beam-shaped member is positioned between the first beam-shaped members, the dielectric plate exposed from the slits between the first beam-shaped members is not directly exposed to the plasma or the workpiece, thereby suppressing the temperature rise of the dielectric plate due to radiation, etc., and preventing damage. Furthermore, since the first beam member and the second beam member are different in height, the induced current generated in the slit plate along the antenna can be reduced, and the decrease in the transmittance of the high-frequency magnetic field can be efficiently suppressed.
  • the present invention improves the maintainability of the slit plate in a plasma processing apparatus in which an antenna is placed outside a vacuum vessel and a magnetic field transmission window is formed by overlapping a dielectric plate and a slit plate.
  • Plasma processing apparatus P Inductively coupled plasma 1: Vacuum vessel 2: Antenna 3: High frequency power supply 7: Slit plate 71: Frame 71i: Inner periphery 72: Beam-shaped member 7x: Slit 8: Dielectric plate

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Abstract

処理室を形成する真空容器の外部に設けられたアンテナに高周波電流を流して前記処理室内にプラズマを発生させるプラズマ処理装置であって、前記真空容器の前記アンテナに臨む位置に形成された開口を塞ぐように設けられたスリット板と、前記スリット板に形成されたスリットを前記真空容器の外側から塞ぐ誘電体板とを備え、前記スリット板が、環状の枠体と、当該枠体に並べて架け渡された複数の梁状部材とを具備し、当該複数の梁状部材間の隙間により前記スリットを形成するものであるプラズマ処理装置。

Description

プラズマ処理装置
　本発明は、プラズマを用いて被処理物を処理するプラズマ処理装置に関するものである。
　アンテナに高周波電流を流し、それによって生じる誘導電界によって誘導結合型のプラズマ（略称ＩＣＰ）を発生させ、この誘導結合型のプラズマを用いて基板等の被処理物に処理を施すプラズマ処理装置が従来から提案されている。このようなプラズマ処理装置として、特許文献１には、アンテナを真空容器の外部に配置し、真空容器の側壁の開口を塞ぐように設けた磁場透過窓を通じてアンテナから生じた高周波磁場を真空容器内に透過させることで、真空容器内にプラズマを発生させるものが開示されている。
　この特許文献１のプラズマ処理装置は、真空容器の開口を塞ぐ金属製のスリット板と、スリット板に形成されたスリットを真空容器の外側から塞ぐ誘電体板とを備えるようにしている。このプラズマ処理装置では、金属製のスリット板と、このスリット板に重ね合わせた誘電体板とに磁場透過窓としての機能を担わせているので、誘電体板のみに磁場透過窓としての機能を担わせる場合に比べて磁場透過窓の厚みを小さくすることができる。これにより、アンテナから真空容器内までの距離を短くすることができ、アンテナから生じた高周波磁場を効率良く真空容器内に供給することができる。
特開２０２０－１９８２８２号公報
　しかしながら、上記特許文献１のプラズマ処理装置の構成では、スリット近傍に生成されたプラズマによる堆積物やスパッタ等による粒子の回り込みによる堆積物がスリット板に付着してしまうため、スリット板の定期的な清掃が必要となるが、この際スリット板に形成された複数のスリット穴を１つ１つ清掃する必要があり手間を要する。
　本発明は、かかる問題を解決するべくなされたものであり、真空容器の外部にアンテナを配置し、誘電体板とスリット板とを重ねて磁場透過窓を構成したプラズマ処理装置において、スリット板のメンテナンス性を向上させることをその主たる課題とするものである。
　すなわち本発明に係るプラズマ処理装置は、処理室を形成する真空容器の外部に設けられたアンテナに高周波電流を流して前記処理室内にプラズマを発生させるものであって、前記真空容器の前記アンテナに臨む位置に形成された開口を塞ぐように設けられたスリット板と、前記スリット板に形成されたスリットを前記真空容器の外側から塞ぐ誘電体板とを備え、前記スリット板が、環状の枠体と、当該枠体に並べて架け渡された複数の梁状部材とを具備し、当該複数の梁状部材間の隙間により前記スリットを形成するものであることを特徴とする。
　このように構成した本発明によれば、真空容器の外部にアンテナを配置し、誘電体板とスリット板とを重ねて磁場透過窓を構成したプラズマ処理装置において、スリット板のメンテナンス性を向上させることができる。
一実施形態のプラズマ処理装置の構成を模式的に示す縦断面図。 同実施形態のプラズマ処理装置の構成を模式的に示す横断面図。 同実施形態のスリット板の構成を模式的に示すものであり、アンテナ側から視た平面図。 同実施形態のスリット板の構成を模式的に示す縦断面図であり、（ａ）梁状部材を取り外した状態、（ｂ）梁状部材、誘電体板及びアンテナを設置した状態をそれぞれ示す縦断面図。 他の実施形態のスリット板の構成を模式的に示すものであり、アンテナ側から視た平面図。 他の実施形態のスリット板の構成を模式的に示す縦断面図であり、（ａ）図５のＡ－Ａ’線断面、（ｂ）図５のＢ－Ｂ’線断面を模式的に示す縦断面図である。 他の実施形態のスリット板の構成を模式的に示す横断面図である。 他の実施形態のスリット板の構成を模式的に示す横断面図である。 他の実施形態のスリット板の構成を模式的に示す縦断面図であり、（ａ）第１の梁状部材近傍の構成、（ｂ）第２の梁状部材近傍の構成をそれぞれ示す縦断面図である。 他の実施形態のスリット板近傍の構成を模式的に示す横断面図である。 他の実施形態のスリット板近傍の構成を模式的に示す縦断面図である。 他の実施形態のスリット板近傍の構成を模式的に示す縦断面図である。
　以下に、本発明に係るプラズマ処理装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。
＜装置構成＞
　本実施形態のプラズマ処理装置１００は、誘導結合型のプラズマＰを用いて基板Ｏに処理を施すものである。ここで、基板Ｏは、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用の基板、フレキシブルディスプレイ用のフレキシブル基板等である。また、基板Ｏに施す処理は、例えば、プラズマＣＶＤ法による膜形成、エッチング、アッシング、スパッタリング等である。
　なお、このプラズマ処理装置１００は、プラズマＣＶＤ法によって膜形成を行う場合はプラズマＣＶＤ装置、エッチングを行う場合はプラズマエッチング装置、アッシングを行う場合はプラズマアッシング装置、スパッタリングを行う場合はプラズマスパッタリング装置とも呼ばれる。
　具体的にプラズマ処理装置１００は、図１及び図２に示すように、真空排気され且つガスが導入される処理室を形成する真空容器１と、真空容器１の外部に設けられたアンテナ２と、アンテナ２に高周波を印加する高周波電源３とを備えたものである。かかる構成において、アンテナ２に高周波電源３から高周波を印加することによりアンテナ２には高周波電流ＩＲが流れて、真空容器１内に誘導電界が発生して誘導結合型のプラズマＰが生成される。
　真空容器１は、例えば金属製の容器であり、その壁（ここでは上壁１ａ）には、厚さ方向に貫通する開口１ｘが形成されている。この真空容器１は、ここでは電気的に接地されており、その内部の処理室は真空排気装置４によって真空排気される。
　また、真空容器１内には、例えば流量調整器（図示省略）や真空容器１に設けられた１又は複数のガス導入口１１を経由して、ガスが導入される。ガスは、基板Ｏに施す処理内容に応じたものにすれば良い。例えば、プラズマＣＶＤ法によって基板に膜形成を行う場合には、ガスは、原料ガス又はそれを希釈ガス（例えばＨ２）で希釈したガスである。より具体例を挙げると、原料ガスがＳｉＨ４の場合はＳｉ膜を、ＳｉＨ４＋ＮＨ３の場合はＳｉＮ膜を、ＳｉＨ４＋Ｏ２の場合はＳｉＯ２膜を、ＳｉＦ４＋Ｎ２の場合はＳｉＮ：Ｆ膜（フッ素化シリコン窒化膜）を、それぞれ基板上に形成することができる。
　この真空容器１の内部には、基板Ｏを保持する基板ホルダ５が設けられている。この例のように、基板ホルダ５にバイアス電源６からバイアス電圧を印加するようにしても良い。バイアス電圧は、例えば負の直流電圧、負のバイアス電圧等であるが、これに限られるものではない。このようなバイアス電圧によって、例えば、プラズマＰ中の正イオンが基板Ｏに入射する時のエネルギーを制御して、基板Ｏの表面に形成される膜の結晶化度の制御等を行うことができる。基板ホルダ５内に、基板Ｏを加熱するヒータ５１を設けておいても良い。
　アンテナ２は、図１及び図２に示すように、真空容器１に形成された開口１ｘに臨むように配置されている。なお、アンテナ２の本数は１本に限らず、複数本のアンテナ２を設けても良い。
　アンテナ２は、図２に示すように、その一端部である給電端部２ａが、整合回路３１を介して高周波電源３が接続されており、他端部である終端部２ｂが、直接接地されている。なお、終端部２ｂは、コンデンサ又はコイル等を介して接地されてもよい。
　高周波電源３は、整合回路３１を介してアンテナ２に高周波電流ＩＲを流すことができる。高周波の周波数は例えば一般的な１３．５６ＭＨｚであるが、これに限られるものではなく適宜変更してもよい。
　このプラズマ処理装置１００は、真空容器１の壁（上壁１ａ）に形成された開口１ｘを真空容器１の外側から塞ぐスリット板７と、スリット板７に形成されたスリット７ｘを真空容器１の外側から塞ぐ誘電体板８とをさらに備えている。
　スリット板７は、アンテナ２から生じた高周波磁場を真空容器１内に透過させるとともに、真空容器１の外部から真空容器１の内部への電界の入り込みを防ぐものである。具体的にこのスリット板７は、図３に示すように、その厚さ方向に貫通してなる複数のスリット７ｘがアンテナ２の長手方向に沿って等間隔に並んで形成された平板矩形状のものである。このスリット板７は、後述する誘電体板８よりも機械強度が高いことが好ましく、誘電体板８よりも厚み寸法が大きいことが好ましい。そして複数のスリット７ｘは、厚さ方向から視て、互いに平行であって、且つアンテナ２に交差するように（具体的には直交するように）形成されている。複数のスリット７ｘはいずれも同形状（具体的には平面視矩形状）であり、アンテナ２の長手方向に沿った長さ（幅）は、例えば５ｍｍ以上３０ｍｍ以下であるがこれに限らない。
　このスリット板７は、平面視において真空容器１の開口１ｘよりも大きいものであり、上壁１ａに支持された状態で開口１ｘを塞いでいる。スリット板７と上壁１ａとの間には、Ｏリングやガスケット等のシール部材Ｓ１（図１及び図２参照）が介在しており、これらの間は真空シールされている。
　誘電体板８は、スリット板７において真空容器１の外側を向く外向き面７ａ（真空容器１の内部を向く内向き面７ｂの裏面）に設けられて、スリット板７のスリット７ｘを塞ぐものである。
　誘電体板８は、全体が誘電体物質で構成された平板状をなすものであり、例えばアルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素等のセラミックス、石英ガラス、無アルカリガラス等の無機材料、フッ素樹脂（例えばテフロン）等の樹脂材料等からなる。なお、誘電損を低減する観点から、誘電体板８を構成する材料は、誘電正接が０．０１以下のものが好ましく、０．００５以下のものがより好ましい。
　ここでは誘電体板８の板厚をスリット板７の板厚よりも小さくしているが、これに限定されず、例えば真空容器１を真空排気した状態において、スリット７ｘから受ける真空容器１の内外の差圧に耐え得る強度を備えれば良く、スリット７ｘの数や長さ等の仕様に応じて適宜設定されてよい。ただし、アンテナ２と真空容器１との間の距離を短くする観点からは薄い方が好ましい。誘電体板８とスリット板７との間には、Ｏリングやガスケット等のシール部材Ｓ２が介在しており、これらの間は真空シールされている。
　かかる構成により、スリット板７及び誘電体板８は、アンテナ２から発生した磁場を透過させる磁場透過窓Ｗとして機能を担う。すなわち、高周波電源３からアンテナ２に高周波を印加すると、アンテナ２から発生した高周波磁場が、スリット板７及び誘電体板８からなる磁場透過窓Ｗを透過して真空容器１内に形成（供給）される。これにより、真空容器１内の空間に誘導電界が発生し、誘導結合型のプラズマＰが生成される。
　しかして、本実施形態のプラズマ処理装置１００では、図１－図４に示すように、スリット板７が、環状の枠体７１と、当該枠体７１に並べて架け渡された複数の梁状部材７２とを具備し、当該複数の梁状部材７２間の隙間によりスリット７Ｘを形成するものである。なお、スリット板７を構成する枠体７１及び複数の梁状部材７２は、いずれも真空容器１に電気的に接続されて共に接地電位となっている。
　枠体７１は、例えばＣｕ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｃ、Ｍｏ、Ｗ又はＣｏを含む群から選択される１種の金属又はそれらの合金（例えばステンレス合金、アルミニウム合金等）等の金属材料からなる板状のものである。この枠体７１は、アンテナ２側からの平面視において矩形状の開口７１ａを縁取る形状を成すものであり、その外周縁７１ｏ及び内周縁７１ｉはいずれも矩形状をなしている。枠体７１の内周縁７１ｉには、開口７１ａを挟んで対をなす複数の溝７１ｇが形成されている。具体的にこの複数対の溝７１ｇは、アンテナ２の長手方向に沿って平行な一対の対向する辺をそれぞれ切り欠いて形成したものであり、アンテナ２の長手方向に沿って等間隔に並んで形成されている。本実施形態では複数の溝７１ｇは、いずれも同一の断面形状（ここでは矩形状）を有し、かついずれも略同一の深さとなるように形成されている。
　梁状部材７２は、アンテナ２に直交する方向に伸びる長尺状をなすものであり、本実施形態では長手方向に沿って略同一の断面形状を有するものである。梁状部材７２の長手方向に沿った両端部７２ａは、枠体７１の溝７１ｇと略同一の断面形状を有しており、その両端部７２ａが枠体７１の溝７１ｇに嵌まり込むことで、複数の梁状部材７２が枠体７１に同一高さとなるように架け渡されている。複数の梁状部材７２は、いずれも同一の長さ及び幅を有する同一形状のものであり、アンテナ２の長手方向に沿って略等間隔で枠体７１に着脱可能に取り付けられている。図４に示すように、梁状部材７２の高さ寸法は、枠体７１の溝７１ｇの深さ寸法と略同一又はそれよりも小さい。
　梁状部材７２は、Ｃｕ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｃ、Ｍｏ、Ｗ又はＣｏを含む群から選択される１種の金属又はそれらの合金（例えばステンレス合金、アルミニウム合金等）等の金属材料からなるものである。例えばＳＵＳ等、枠体７１よりもヤング率が高い材料により構成されている。
＜本実施形態の効果＞
　このように構成した本実施形態のプラズマ処理装置１００によれば、スリット板７が、枠体７１と、枠体７１に架け渡された複数の梁状部材７２とにより構成され、梁状部材７２間の隙間によりスリット７ｘを形成するようにしているので、清掃時には、堆積物の付着等のより汚れた梁状部材７２を枠体７１から取り外して交換すればよいので、複数のスリット７ｘを１つ１つ清掃する手間が省くことができ、メンテナンスを簡単に行うことができるようになる。さらに、スリット板７を、枠体７１と梁状部材７２の２種類の部材に分けて構成することで、１枚の金属板を加工してスリット板７を形成する場合に比べて、個々の部材の加工を簡単にすることができる。そのため、切削が容易なアルミニウムのような材料を用いる必要がなく、より強度が高いＳＵＳ等の金属材料を用いることができ、スリット板７の薄型化を図ることができる。これにより、アンテナ２から真空容器１までの距離を一層短くでき、アンテナ２から生じた高周波磁場をより効率良く真空容器１内に供給することができる。
＜その他の変形実施形態＞
　なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
　例えば前記実施形態では、複数の梁状部材７２は全て同一高さとなるように枠体７１に取り付けられていたがこれに限らない。他の実施形態のスリット板７は、図５、図６及び図７に示すように、高さ違いで枠体７１に架け渡される第１の梁状部材７２１と第２の梁状部材７２２とをそれぞれ複数有しており、第１の梁状部材７２１と第２の梁状部材７２２とが、アンテナ２の長手方向に沿って交互に並んで配置されていてもよい。具体的にこの実施形態では、深さが互いに異なる第１の溝７１１ｇと第２の溝７１２ｇがアンテナ２の長手方向に沿って交互に枠体７１に形成されており、この第１の溝７１１ｇと第２の溝７１２ｇに、第１の梁状部材７２１と第２の梁状部材７２２とがそれぞれ架け渡されればよい。なお図５－図７の形態では、第１の梁状部材７２１が、第２の梁状部材７２２よりもアンテナ２側に位置するように（すなわち、第２の溝７１２ｇが第１の溝７１１ｇよりも深くなるように）構成されている。
　この実施形態において、第１の梁状部材７２１と第２の梁状部材７２２は、互いに接触しないように枠体７１に取り付けられている。具体的には、第２の溝７１２ｇに嵌め込んだ第２の梁状部材７２２の上面（アンテナ２側の面）が、第１の溝７１１ｇの底面の位置よりも低くなるように構成されており、第１の梁状部材７２１の底面（処理室側の面）が第２の梁状部材７２２の上面よりも高くなるようにしている。
　またこの実施形態では、アンテナ２側からの平面視において、第１の梁状部材７２１と第２の梁状部材７２２とが、隙間なく、かつ互いに重複することなく並べられている。具体的には、アンテナ２の長手方向において、第１の梁状部材７２１間の隙間寸法と第２の梁状部材７２２の幅寸法が等しく、かつ第２の梁状部材７２２間の隙間寸法と第１の梁状部材７２１の幅寸法が等しくなるようにしている。なお当然ながら、アンテナ２側からの平面視において、第１の梁状部材７２１と第２の梁状部材７２２との間には隙間があってもよく、また互いに重複するように並べられてもよい。
　また、第１の梁状部材７２１と第２の梁状部材７２２とを有する場合、図８及び図９に示すように、スリット板７は、第１の梁状部材７２１と第２の梁状部材７２２との間においてアンテナ２の長手方向に沿って運動する荷電粒子を遮蔽するための遮蔽壁７３を有していてもよい。この遮蔽壁７３は、アンテナ２の長手方向に対して交差する（具体的には直交する）ように形成された壁面７３ａを有してよい。この壁面７３ａは、アンテナ２に交差する方向に伸びる長尺状をなし、枠体７１の開口７１ａの長さと略同一長さであるのが好ましい。例えばこの遮蔽壁７３は、第１の梁状部材７２１及び第２の梁状部材７２２の一方の梁状部材から、他方の梁状部材間の隙間に向けて突出する突起部により構成されてよい。スリット板７は、アンテナ２の長手方向に沿って複数の遮蔽壁７３を有していてもよい。
　また前記実施形態では、溝７１ｇの断面形状は矩形状であったが、これに限らない。他の実施形態では、図１０に示すように、溝７１ｇの断面形状は、Ｖ字形状であってよく、あるいは部分円形状であってもよい。また、溝７１ｇの断面形状に合わせて、梁状部材７２の断面形状が三角形状や円形状であってもよい。
　また梁状部材７２は、溝７１ｇに架けられる両端部７２ａ以外の領域に、処理室側に向かって突出する着膜抑制突起部７４を有していてもよい。この着膜抑制突起部７４は、梁状部材７２が架けられる溝７１ｇへの堆積物の付着を防止するためのものであり、アンテナ２の長手方向から視て、枠体７１の内側周面７１ｓに対向するとともに、当該内側周面７１ｓを覆う被覆面７４ａを有している。着膜抑制突起は、図１１に示すように、梁状部材７２の両端部７２ａの近傍にのみ設けられてもよく、図１２に示すように開口７１ａ全体に亘って形成されてもよい。
　その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
　さらに本明細書の開示は、以下の態様１－７を含み得る。
（態様１）処理室を形成する真空容器の外部に設けられたアンテナに高周波電流を流して前記処理室内にプラズマを発生させるプラズマ処理装置であって、前記真空容器の前記アンテナに臨む位置に形成された開口を塞ぐように設けられたスリット板と、前記スリット板に形成されたスリットを前記真空容器の外側から塞ぐ誘電体板とを備え、前記スリット板が、環状の枠体と、当該枠体に並べて架け渡された複数の梁状部材とを具備し、当該複数の梁状部材間の隙間により前記スリットを形成するものであるプラズマ処理装置。
　このような構成であれば、スリット板が、枠体と、枠体に架け渡された複数の梁状部材とにより構成され、梁状部材間の隙間によりスリットを形成するようにしているので、清掃時には、堆積物の付着等のより汚れた梁状部材を枠体から取り外して交換すればよいので、複数のスリットを１つ１つ清掃する手間が省くことができ、メンテナンスを簡単に行うことができるようになる。さらに、スリット板を、枠体と梁状部材の２種類の部材に分けて構成することで、１枚の金属板を加工してスリット板を形成する場合に比べて、個々の部材の加工を簡単にすることができる。そのため、切削が容易なアルミニウムのような材料を用いる必要がなく、より強度が高いＳＵＳ等の金属材料を用いることができ、スリット板の薄型化を図ることができる。これにより、アンテナから真空容器までの距離を短くすることができ、アンテナから生じた高周波磁場を効率良く真空容器内に供給することができる。
（態様２）前記枠体の内周縁部にはその開口を挟んで対をなす複数の溝が形成されており、当該対をなす各溝に前記梁状部材の両端部が掛けられている態様１に記載のプラズマ処理装置。
　このような構成であれば、溝に梁状部材をかけることにより梁状部材を枠体に取り付けられるので、梁状部材の位置ずれを防止することができ、また梁状部材の取り付け及び取り外しが容易である。
（態様３）前記溝の断面形状がＶ字形状又は部分円形状である態様２に記載のプラズマ処理装置。
　溝の断面が矩形状である場合にはザグリに起因して溝内で梁状部材の位置ずれが生じる可能性があるが、溝の断面形状をＶ字形状や部分円形状とすることで、このような位置ズレの問題を解消することができる。
（態様４）前記梁状部材が、前記溝に架けられる両端部以外の領域に、前記処理室側に向かって突出する突起部を有している態様２又は３に記載のプラズマ処理装置。
　このような構成であれば、処理室側に突出する突起部が、枠体の内側周面への堆積物の付着を抑制するカバーとして機能し、枠体に付着する堆積物を低減することができ、メンテナンス性をより向上することができる。
（態様５）前記スリット板が、板厚方向において高さ違いで前記枠体に架け渡された第１の前記梁状部材と第２の前記梁状部材とを具備し、前記第１の梁状部材と前記第２の梁状部材とが前記アンテナの長手方向に沿って交互に並んで配置されている態様１－４のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
　このような構成であれば、平面視において、アンテナの長手方向に沿って第１の梁状部材と第２の梁状部材とが交互に並ぶようにすることで、真空容器の内側から視て誘電体板が隠れるようにしているので、導電性の飛来物等が誘電体板に付着して汚染するのを防止できる。これにより、誘電体板の表面が導電化されるのを防ぎ、高周波磁場の透過率の低下を抑制できるとともに、誘電体板の表面に誘導電流が流れることによる発熱も防止することができる。
　また、第１の梁状部材間に第２の梁状部材が位置するようにしているので、第１の梁状部材間のスリットから露出する誘電体板がプラズマや被処理物に直接晒されないので、輻射等による誘電体板の温度上昇を抑えて破損を防止できる。
　しかも、第１の梁状部材と第２の梁状部材とを高さ違いにしているので、アンテナに沿ってスリット板に生じる誘導電流を小さくでき、高周波磁場の透過率の低下を効率よく抑制できる。
（態様６）前記アンテナの長手方向において、前記第１の梁状部材間の隙間寸法と前記第２の梁状部材の幅寸法とが略同一である態様５に記載のプラズマ処理装置。
　このようにすれば、真空容器の内側から視て誘電体板がしっかり隠れるようになるので、導電性の飛来物等が誘電体板に付着して汚染するのをより防止できる。
（態様７）前記スリット板が、前記第１の梁状部材と前記第２の梁状部材との間において、前記アンテナの長手方向に沿って運動する荷電粒子を遮蔽するための遮蔽壁を有する態様６に記載のプラズマ処理装置。
　このようにすれば、第１の梁状部材と第２の梁状部材との間の間隙内におけるアンテナの長手方向に沿った荷電粒子の運動を遮蔽壁により抑制でき、間隙内での放電発生を防止できる。
　本発明によれば、真空容器の外部にアンテナを配置し、誘電体板とスリット板とを重ねて磁場透過窓を構成したプラズマ処理装置において、スリット板のメンテナンス性を向上することができる。
１００・・・プラズマ処理装置
Ｐ　　・・・誘導結合プラズマ
１　　・・・真空容器
２　　・・・アンテナ
３　　・・・高周波電源
７　　・・・スリット板
７１　・・・枠体
７１ｉ・・・内周縁
７２　・・・梁状部材
７ｘ　・・・スリット
８　　・・・誘電体板

Claims (7)

  1. 　処理室を形成する真空容器の外部に設けられたアンテナに高周波電流を流して前記処理室内にプラズマを発生させるプラズマ処理装置であって、
    　前記真空容器の前記アンテナに臨む位置に形成された開口を塞ぐように設けられたスリット板と、
    　前記スリット板に形成されたスリットを前記真空容器の外側から塞ぐ誘電体板とを備え、
    　前記スリット板が、環状の枠体と、当該枠体に並べて架け渡された複数の梁状部材とを具備し、当該複数の梁状部材間の隙間により前記スリットを形成するものであるプラズマ処理装置。
  2. 　前記枠体の内周縁部にはその開口を挟んで対をなす複数の溝が形成されており、
    　当該対をなす各溝に前記梁状部材の両端部が掛けられている請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  3. 　前記溝の断面形状がＶ字形状又は部分円形状である請求項２に記載のプラズマ処理装置。
  4. 　前記梁状部材が、前記溝に架けられる両端部以外の領域に、前記処理室側に向かって突出する突起部を有している請求項２に記載のプラズマ処理装置。
  5. 　前記スリット板が、板厚方向において高さ違いで前記枠体に架け渡された第１の前記梁状部材と第２の前記梁状部材とを具備し、
    　前記第１の梁状部材と前記第２の梁状部材とが前記アンテナの長手方向に沿って交互に並んで配置されている請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  6. 　前記アンテナの長手方向において、前記第１の梁状部材間の隙間寸法と前記第２の梁状部材の幅寸法とが略同一である請求項５に記載のプラズマ処理装置。
  7. 　前記スリット板が、前記第１の梁状部材と前記第２の梁状部材との間において、前記アンテナの長手方向に沿って運動する荷電粒子を遮蔽するための遮蔽壁を有する請求項６に記載のプラズマ処理装置。
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