JPH08330286A - プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 処理チャンバの周囲を導電体で取り囲む構成
において、処理チャンバの周辺の電気的、磁気的環境を
均一化させ、基板面におけるプラズマダメージ分布を均
一化させる。 【構成】 処理チャンバ１０及び誘導コイル１８の全体
を、基板Ｗの中心点を通る鉛直軸を対称軸とした形状の
導電性カバー３４により包囲し、高周波電源６４の帰還
側導電経路の始点位置を、基板の中心点を通る鉛直軸の
線上もしくは近辺とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば超ＬＳＩの製
造工程などにおいて、プラズマを利用して基板の表面か
らフォトレジスト膜を剥離したり基板表面をエッチング
したりする場合などに使用されるプラズマ処理装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】この種のプラズマ処理装置としては、例
えばＵ．Ｓ．Ｐ．５，３４６，５７８などに開示がなさ
れているが、このプラズマ処理装置では、外面側にコイ
ル（プラズマ源）が配設されステンレス鋼からなるチャ
ンバ台板上に載置された処理チャンバ（ベルジャ）の内
部へ基板を搬入し、導電性材料によって形成された基板
載置台上に基板を支承した後、処理チャンバの内部を真
空排気してから、処理チャンバ内へ処理ガスを導入し、
高周波電源によりインピーダンス整合器を介してコイル
に高周波電圧を印加して処理チャンバの内部にプラズマ
を発生させ、そのプラズマを基板表面へ供給することに
より基板の処理が行なわれる。そして、この処理装置で
は、処理チャンバの外方側をステンレス鋼からなるハウ
ジングによって囲むようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、処理チャン
バの近辺において、他の装置の側壁面等の金属壁面が処
理チャンバに対して不均等な位置にあると、その金属壁
面から処理チャンバの絶縁性壁面を透して処理チャンバ
内部のプラズマが不均等な影響を受けることになる。こ
のような影響を処理チャンバ内部のプラズマが受けない
ようにするためには、処理チャンバと金属壁面との間に
緩衝空間を設ければよいのであるが、Ｕ．Ｓ．Ｐ．５，
３４６，５７８に開示されたプラズマ処理装置のよう
に、処理チャンバの外方側を金属材料で形成されたハウ
ジングによって囲むようにすれば、処理チャンバ近辺の
金属壁面からプラズマが受ける前記影響を打ち消すこと
ができるため、処理チャンバの周囲に無駄な緩衝空間を
設ける必要が無くなり、装置を小型化することができ
る。また、処理チャンバ及びコイルの外方側をハウジン
グによって囲むことにより、高電圧の加わるコイルなど
に作業者の身体の一部が接触して電撃を受けたりコイル
近辺の強い電磁界に被曝したりする危険性を無くすこと
ができる。

【０００４】一方、処理チャンバ及びコイルの外方側に
僅かな空間を隔てて金属製ハウジングを設けているた
め、ハウジングと処理チャンバやコイルとの浮遊容量に
より、金属製ハウジングへ流れ込む高周波電流の、高周
波電源への帰還経路が、処理チャンバの内部に配置され
た基板に対して不均等になり易く、その帰還電流のつく
る磁界が基板周辺のプラズマの状態を乱すこととなる。
そして、処理チャンバの周辺の電気的、磁気的環境が基
板に対して僅かに不均等になっただけでも、その不均等
環境に敏感に反応して基板面におけるプラズマダメージ
分布に偏りが生じる。この結果、基板の処理品質が不均
一となって、歩留りの低下を招くこととなる。

【０００５】この発明は、以上のような事情に鑑みてな
されたものであり、処理チャンバの周囲を導電体によっ
て取り囲むようにする場合に、処理チャンバの周辺の電
気的、磁気的環境を基板に対し均等化させて、基板面に
おけるプラズマダメージ分布を均一化させ、もって、基
板の処理品質の均一化を図って、歩留りを向上させるこ
とができるプラズマ処理装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明のプ
ラズマ処理装置は、絶縁性材料によって壁面が形成さ
れ、ガスの導入部及び排出部を有し、内部に被処理基板
を水平姿勢で収容して密閉可能な処理チャンバ、及び、
この処理チャンバの外面側に配設されたプラズマ発生部
材の全体を、処理チャンバの内部に配置される被処理基
板の中心点を通る鉛直軸を対称軸とした内面形状を有し
導電性材料によって形成された導電性カバーにより包囲
するとともに、前記プラズマ発生部材に導電線で接続さ
れた高周波電源の帰還側導電経路の始点位置を、前記処
理チャンバの内部に配置される被処理基板の中心点を通
る前記鉛直軸の線上もしくはその近辺としたことを特徴
として構成されている。ここで、被処理基板の中心点と
は、例えば、半導体ウエハでは、オリフラやノッチを無
視したときの円の中心を指し、また、液晶表示装置（Ｌ
ＣＤ）用の角形基板では、対角線の交点を指す。

【０００７】請求項２に係る発明は、請求項１記載の上
記プラズマ処理装置において、上記導電性カバーが高周
波電源への帰還側導電経路の一部を構成するようにした
ことを特徴とする。

【０００８】請求項３に係る発明は、請求項２記載の上
記プラズマ処理装置において、下端面が開口した処理チ
ャンバを、導電性材料によって形成され貫通孔を有した
板状基台上に、処理チャンバ下端面を板状基台上面に気
密に接合して載設するとともに、導電性材料によって形
成され上面が基板載置面をなす基板載置台を、その基板
載置台と前記処理チャンバ及び板状基台とが相対的に上
下方向へ往復移動することによって処理チャンバの下端
面側を大気開放し及び気密に閉塞するように、板状基台
の前記貫通孔に挿通して配設し、上記導電性カバーを前
記板状基台上に載設し、前記板状基台と基板載置台との
間及び板状基板台と前記導電性カバーとの間を、全周位
置又は前記処理チャンバの内部に配置される被処理基板
の中心点を通る鉛直軸を中心とした円の円周方向に等配
された複数位置において電気的に導通させたことを特徴
とする。

【０００９】請求項４に係る発明は、請求項１ないし請
求項３のいずれかに記載の上記プラズマ処理装置におい
て、上記導電性カバーを、処理チャンバから発生する光
を遮蔽するような材料及び形状の壁面で構成し、その壁
面の一部に、紫外線遮蔽フィルタを有した覗き窓を取り
付けたことを特徴とする。

【００１０】請求項５に係る発明は、請求項１ないし請
求項４のいずれかに記載の上記プラズマ処理装置におい
て、処理チャンバとインピーダンス整合器との間を、高
周波電源の充電側導電経路となる導電線芯部と、この導
電線芯部を軸心線とした筒状に形成され高周波電源の帰
還側導電経路となる導電性鞘部とからなる同軸状導電路
形成体により連絡し、前記導電線芯部と前記導電性鞘部
の内面との間を、気体を満たした絶縁空間で隔てるとと
もに、導電性鞘部の内方側に、絶縁性材料によって形成
され導電性鞘部の軸心位置に導電線芯部を支持する芯部
支持部材を、導電性鞘部の軸心線方向に間隔を設けて複
数個配設したことを特徴とする。

【００１１】請求項６に係る発明は、請求項５記載の上
記プラズマ処理装置において、上記同軸状導電路形成体
の導電性鞘部を分割可能に構成したことを特徴とする。

【００１２】請求項７に係る発明は、請求項１ないし請
求項６のいずれかに記載の上記プラズマ処理装置におい
て、上記導電性カバーを密閉形状としたことを特徴とす
る。

【００１３】請求項８に係る発明は、請求項５ないし請
求項７のいずれかに記載の上記プラズマ処理装置におい
て、上記芯部支持部材に通気孔を形成して、上記同軸状
導電路形成体の上記導電性鞘部の内部を通気路とし、前
記導電性鞘部を導電性カバーに、処理チャンバの内部に
配置される被処理基板の中心点を通る鉛直軸の線上もし
くはその近辺の位置で連通接続し、前記通気路を通して
導電性カバーの内部を排気手段に流路接続したことを特
徴とする。

【００１４】

【作用】請求項１に係る発明のプラズマ処理装置では、
処理チャンバ及びその外面側に配設されたコイルや電極
のプラズマ発生部材の全体が導電性カバーによって包囲
されているので、処理チャンバの近辺において金属壁面
が処理チャンバに対して不均等な位置にあったとして
も、その金属壁面からの影響が導電性カバーによって遮
蔽され、処理チャンバの周辺に緩衝空間を設けなくて
も、処理チャンバ内部のプラズマが金属壁面によって不
均等な影響を受けることがない。また、高電圧のかかる
コイル等に作業者の身体の一部が接触して電撃を受けた
りコイル等の近辺の強い電磁界に被曝したりすることが
防止される。

【００１５】そして、このプラズマ処理装置では、導電
性カバーが、処理チャンバの内部に配置される被処理基
板の中心点を通る鉛直軸を対称軸とした内面形状を有し
ており、かつ、高周波電源へ帰還する高周波電流が、被
処理基板の中心点を通る前記鉛直軸の線上もしくはその
近辺の位置から流れ出すようになっていて、高周波電源
への帰還経路が被処理基板に対して均等になる。従っ
て、帰還電流は、被処理基板の中心点を通る前記鉛直軸
を対称軸とした磁界をつくり、処理チャンバの周辺の電
気的、磁気的環境が基板に対して均等になる。このた
め、基板面におけるプラズマダメージ分布が均一化する
こととなる。

【００１６】請求項２に係る発明のプラズマ処理装置で
は、高周波電源への帰還電流が導電性カバーの表面を経
て流れる。このとき、導電性カバーは、処理チャンバ内
部に配置された被処理基板の中心点を通る鉛直軸を対称
軸とした内面形状を有しているので、導電性カバーの表
面を流れる帰還電流は、被処理基板に対して均等にな
る。

【００１７】請求項３に係る発明のプラズマ処理装置で
は、高周波電源への帰還電流は、基板載置台の表面の、
処理チャンバ内部に配置された被処理基板の中心点を通
る鉛直軸の線上もしくはその近辺の位置から流れ出し、
基板載置台の表面から板状基板の表面を経て導電性カバ
ーの表面へ流れ込む。このとき、導電性カバーは、処理
チャンバ内部の被処理基板の中心点を通る前記鉛直軸を
対称軸とした内面形状を有し、それが板状基台上に載設
されており、板状基台と基板載置台との間及び板状基台
と導電性カバーとの間が、全周位置又は前記鉛直軸を中
心とした円の円周方向に等配された複数位置において電
気的に導通している。従って、基板載置台と板状基台と
導電性カバーとによって形成される帰還電流の経路は、
被処理基板に対して均等になる。

【００１８】請求項４に係る発明のプラズマ処理装置で
は、導電性カバーの壁面及び覗き窓の紫外線遮蔽フィル
タにより、処理チャンバから発した光が遮蔽されるの
で、処理チャンバから発した光によって観察者が眼を痛
める、といったことが防止される。また、処理チャンバ
の内部のプラズマの観察は、覗き窓を通して支障無く行
なえる。

【００１９】請求項５に係る発明のプラズマ処理装置で
は、同軸状導電路形成体の導電線芯部により形成される
充電側導電経路を通して高周波電源よりプラズマ発生部
材に高周波電圧が印加され、導電性鞘部により形成され
る帰還側導電経路を通して高周波電源へ高周波電流が帰
還する。そして、導電線芯部と導電性鞘部の内面との間
は、気体を満たした絶縁空間で隔てられ、かつ、導電性
鞘部の内部における導電線芯部の支持は、絶縁性材料に
よって形成された複数個の芯部支持部材を介してなされ
るので、導電線芯部と導電性鞘部とが短絡する心配は無
い。

【００２０】請求項６に係る発明のプラズマ処理装置で
は、導電性鞘部が分割可能に構成されているので、同軸
状導電路形成体の組立てや取付け、メンテナンスなどの
作業が容易である。

【００２１】プラズマ発生部材（プラズマ源）には、一
般に、コイルを利用した誘導結合型のものと、電極を利
用した容量結合型のものとがあるが、特に誘導結合型の
プラズマ源では、圧力及び印加電力を適切に設定するこ
とにより高密度プラズマを発生させることができる一
方、その際に強い紫外線を発し、それに伴って処理チャ
ンバの周囲に高濃度のオゾンが発生する。請求項７に係
る発明のプラズマ処理装置では、導電性カバーが密閉形
状とされているので、処理チャンバの周囲に高濃度のオ
ゾンが発生したとしても、導電性カバーの外部へオゾン
が漏れ出て作業環境を悪化させる、といった心配が無
い。

【００２２】請求項８に係る発明のプラズマ処理装置で
は、同軸状導電路形成体の導電性鞘部の内部を通気路と
して導電性カバーの内部が強制排気される。これによ
り、導電性カバーの内部で発生したオゾンを排気するこ
とができ、導電性カバーが完全密閉の形状でない場合に
おいても、導電性カバーの外部の空気を導電性カバー内
へ吸い込みながら、その空気と一緒にオゾンを導電性カ
バーの内部から排気することができる。また、同時に、
処理チャンバやプラズマ発生部材、さらには同軸状導電
路形成体自身の冷却も行なわれることとなる。そして、
導電性鞘部は導電性カバーに、処理チャンバの内部に配
置された被処理基板の中心点を通る鉛直軸の線状もしく
はその近辺の位置において連通接続されるので、処理チ
ャンバ周辺の対称性は崩されずに保たれる。

【００２３】

【実施例】以下、この発明の好適な実施例について図面
を参照しながら説明する。

【００２４】図１及び図２は、この発明の１実施例を示
し、図１は、プラズマ処理装置の要部の概略構成図であ
って、一部を縦断面図で、一部を模式的にそれぞれ示し
ており、図２は、処理チャンバの設置部分の平面図であ
る。

【００２５】このプラズマ処理装置は、半球状をなし石
英ガラス、セラミック等の絶縁性材料で形成された処理
チャンバ１０を有し、処理チャンバ１０は、導電性材
料、例えばアルミニウム材によって形成された板状基台
１２上に載設され、処理チャンバ１０の下端面と板状基
台１２の上面とが気密に接合している。処理チャンバ１
０の上部には、ガス導入管１４に連通したガス導入口１
６が形設されており、ガス導入管１４は、図示しないガ
ス供給ユニットに流路接続されている。また、処理チャ
ンバ１０には、その外面を取り巻くようにプラズマ源と
なる誘導コイル１８が配設されている。このように誘導
コイル１８が処理チャンバ１０の外側に配設されている
ので、処理チャンバ１０の内部が金属によって汚染され
る心配は無い。板状基台１２には、処理チャンバ１０の
内部空間に連通する円形状の段付き貫通孔２０が形設さ
れており、この段付き貫通孔２０に基板載置台２２が挿
通されている。そして、段付き貫通孔２０の大径部内周
面と基板載置台２２の外周面との間の空間が環状通気路
２４となっており、その環状通気路２４に連通する排気
路２６が板状基台１２に形成されている。排気路２６
は、図示しない真空排気ユニットに流路接続されてい
る。

【００２６】基板載置台２２は、導電性材料、例えばア
ルミニウム材によって形成されており、内部にヒータ
（図示せず）を有していて、例えば７０〜３００℃の温
度に調節される。この基板載置台２２は、その上面が基
板Ｗを載置する基板載置面をなしており、図示していな
いが、それに形成された貫通細孔を通して上下方向へ往
復移動する複数本、例えば３本の支持ピンを有した基板
支持部材を備えている。また、基板載置台２２の下端部
には、鍔部２８が一体形成されており、基板載置台２２
の鍔部２８の上面と板状基台１２の下面とは、環状シー
ル部材３０を介在させて気密に当接するようになってい
る。さらに、基板載置台２２の鍔部２８の上面側もしく
は板状基台１２の下面側には、それらが当接したときに
基板載置台２２と板状基台１２とを電気的に導通させる
ための導電部材３２が固着されている。導電部材３２
は、処理チャンバ１０の内部に配置される基板Ｗの中心
点を通る鉛直軸を中心とした円の円周方向に等配された
複数位置、或いは、その円の全周位置、この実施例では
環状をなして全周位置において基板載置台２２と板状基
台１２とを導通させるように配設される。

【００２７】処理チャンバ１０及び板状基台１２と基板
載置台２２とは、相対的に上下方向へ往復移動するよう
に構成されている。例えば、基板載置台２２を図示しな
い架台上に固定するとともに、処理チャンバ１０及び板
状基台１２を、図示しない昇降駆動機構によって上下方
向へ往復移動自在に架台上に保持するように構成され
る。そして、処理チャンバ１０及び板状基台１２が上方
へ移動した状態において、図示しない基板移載機構によ
って未処理基板が処理チャンバ１０の内部へ搬入され、
その基板が基板載置台２２の基板載置面へ載置される。
その後に、処理チャンバ１０及び板状基台１２が下降し
て、処理チャンバ１０の内部が気密に閉塞される。ま
た、基板の処理が終了した後は、処理チャンバ１０及び
板状基台１２が上昇することによって処理チャンバ１０
の内部が大気開放され、この状態で処理チャンバ１０内
からの処理済み基板の搬出が行なわれるようになってい
る。

【００２８】そして、このプラズマ処理装置では、処理
チャンバ１０及び誘導コイル１８の全体を包囲するよう
に、導電性材料、例えばアルミニウム材によって形成さ
れた導電性カバー３４が配設されている。導電性カバー
３４は、処理チャンバ１０の内部に配置される基板Ｗの
中心点を通る鉛直軸を対称軸とした内面形状、この実施
例では円形の天板を有した円筒状に形成されている。ま
た、この導電性カバー３４は、板状基台１２上に載設さ
れており、その円形状下端面が全周にわたって板状基台
１２の上面に接合することにより、板状基台１２と電気
的に導通している。尚、導電性カバー３４と板状基台１
２との間の電気的導通は、導電性カバー３４の円形状下
端面の円周方向に等配された複数位置でなされているだ
けでもよい。

【００２９】導電性カバー３４の天板の中央部分には、
同軸状導電路形成体３６が接続されている。同軸状導電
路形成体３６は、導電線芯部３８と、この導電線芯部３
８を軸心線とした筒状に形成された導電性鞘部４０とか
ら構成されている。導電線芯部３８は、導電性鞘部４０
の内部の軸心位置に、絶縁性材料、例えばフッ化樹脂材
によって形成された芯部支持部材４２によって支持され
ている。芯部支持部材４２は、導電性鞘部４０の軸線方
向に間隔を設けて複数個配設されている。導電性鞘部４
０の内部は気体、例えば空気で満たされていて、導電線
芯部３８と導電性鞘部４０の内面との間が絶縁空間で隔
てられ、かつ、導電性鞘部４０内部における導電線芯部
３８の支持が絶縁性の芯部支持部材４２によってなされ
ている。従って、導電線芯部３８と導電性鞘部４０とが
電気的に導通することはない。

【００３０】芯部支持部材４２は、例えば図３に示すよ
うに、ボビンを二つ割にしたような形状を有し、それぞ
れの接合面の中心部に形成された凹部４４に導電線芯部
３８を配置して両片を接合させることにより、導電線芯
部３８を中心部に支持するような構成となっている。ま
た、この芯部支持部材４２には、複数個の通気孔４６が
形成されている。一方、導電性鞘部４０は、例えば図４
の（Ａ）に正面図を、（Ｂ）に平面図を、（Ｃ）に左側
面図を、（Ｄ）に組み立てた状態の縦断面図をそれぞれ
示すように、パイプを軸線方向に沿って二つ割にした２
つの構成片４８、４８から形成されている。各構成片４
８には、それぞれの接合面側にフランジ５０が一体に突
設されており、フランジ５０には挿着用孔５２が形成さ
れている。この両構成片４８、４８を接合させ、重ね合
わされたフランジ５０同士を、それぞれの挿着用孔５２
にビス５４を挿着して接着することにより、導電性鞘部
４０が組み立てられる。そして、同軸状導電路形成体３
６は、上記したようにして芯部支持部材４２に導電線芯
部３８を係止した後、その芯部支持部材４２を導電性鞘
部４０の２つの構成片４８、４８により両側から包み込
むようにして、両構成片の内方側に芯部支持部材４２及
び導電線芯部３８を配置し、その後に、上記したように
して導電性鞘部４０を組み立てることにより製作され
る。

【００３１】同軸状導電路形成体３６の導電線芯部３８
は、その一端が誘導コイル１８に接続され、他端がイン
ピーダンス整合器５６に接続される。また、導電性鞘部
４０は、その一端が導電性カバー３４に接続され、導電
性カバー３４に電気的に導通しているとともに、導電性
鞘部４０の内部が通気路５８として導電性カバー３４の
内部空間に連通している。導電性鞘部４０の他端は、イ
ンピーダンス整合器５６の外方筐体６０に接続され、導
電性鞘部４０と外方筐体６０とが電気的に導通してい
る。また、導電性鞘部４０内部の通気路５８は、外方筐
体６０の壁面を貫通して配設され図示しない真空ポンプ
に流路接続された排気管６２に連通接続している。イン
ピーダンス整合器５６及びその外方筐体６０には、高周
波電源６４及びその外方筐体６６が同軸ケーブル６８を
介して接続されている。高周波電源６４は、例えば数百
ＫＨｚ〜数百ＭＨｚの高周波電流を発生する。

【００３２】ところで、この実施例のように、プラズマ
源として誘導コイル１８を使用した場合には、プラズマ
発生時に強い紫外光を発し、それに伴って処理チャンバ
１０の周囲に高濃度のオゾンが発生することとなる。こ
の高濃度のオゾンが周辺へ拡散しないようにするために
は、導電線カバー３４を密閉形状として、導電性カバー
３４の外部へオゾンが漏れ出ないようにすればよい。但
し、この実施例のように、導電性カバー３４の内部を、
同軸状導電路形成体３６の導電性鞘部４０内部の通気路
５８を通して強制排気するのであれば、導電性カバー３
４を完全密閉の形状にする必要は無く、図５に示すよう
に、導電性カバー３４の下部に、プラズマから発する光
を遮るように加工形成された空気吸込み孔７０を設けれ
ばよい。このように導電性カバー３４に空気吸込み孔７
０を設けて、その空気吸込み孔７０を通し導電性カバー
３４内へ空気を吸い込み、その空気をオゾンと一緒に、
導電性鞘部４０内部の通気路５８を通して排気するよう
にすることにより、処理チャンバ１０や誘導コイル１
８、さらには同軸状導電路形成体３６自身の冷却を行な
うことができる。また、導電性カバー３４を、処理チャ
ンバ１０から発する光を遮蔽する材料で形成し、かつ、
この実施例のように処理チャンバ１０の周囲を完全に覆
うような形状としたときは、図５に示すように、導電性
カバー３４の壁面に覗き窓７２を取り付け、その覗き窓
７２を通してプラズマ処理中における処理チャンバ１０
内部のプラズマの状態を観察するようにすればよい。こ
のとき、覗き窓７２には、観察者が眼を痛めないように
紫外線遮蔽フィルタを設けておく。

【００３３】次に、上記した構成のプラズマ処理装置に
おける動作を、アッシング処理する場合を例にとって簡
単に説明する。

【００３４】まず、処理チャンバ１０及び板状基台１２
が上昇した状態において、表面にフォトレジスト膜が被
着された基板が、処理チャンバ１０の内部へ搬入され、
基板載置台２２の基板載置面に載置され、処理チャンバ
１０及び板状基台１２が下降して、図１及び図６に示す
ように処理チャンバ１０の内部が気密に閉塞される。処
理チャンバ１０の内部が閉塞されると、真空排気ユニッ
トが作動して、環状通気路２４及び排気路２６を通して
処理チャンバ１０内の空気が排除される。次いで、ガス
供給ユニットからガス導入管１４を通して送給される処
理ガス、例えば酸素ガス等をガス導入口１６から処理チ
ャンバ１０内へ導入しながら、真空排気を継続して処理
チャンバ１０の内部を所望の真空圧、例えば数十ｍＴｏ
ｒｒ〜数Ｔｏｒｒに保つ。そして、誘導コイル１８に高
周波電流が流され、処理チャンバ１０の内部にプラズマ
が発生して、基板のアッシング処理が行なわれる。処理
が終了すると、ガス供給ユニットから窒素ガス等のパー
ジガスがガス導入口１６を通して処理チャンバ１０内へ
導入されて、処理チャンバ１０の内部が大気圧に戻され
る。処理チャンバ１０の内部が大気圧に戻ると、処理チ
ャンバ１０及び板状基台１２が上昇して、処理チャンバ
１０の内部が開放され、処理チャンバ１０の内部から処
理済みの基板が搬出される。

【００３５】このプラズマ処理装置における処理は、上
記したようにして行なわれるが、プラズマ処理中におい
て、高周波電源６４から誘導コイル１８へは、図６及び
図７に示すように、同軸状導電路形成体３６の導電線芯
部３８を導電経路として高周波充電電流７４が流れる。
また、高周波帰還電流７６は、基板載置台２２の表面
の、基板Ｗの中心点を通る鉛直軸の線上もしくはその近
辺の位置から流れ出し、基板載置台２２の表面から板状
基台１２を経て導電性カバー３４の表面へ流れ込み、導
電性カバー３４から、その天板の中央部分に連接された
同軸状導電路形成体３６の導電性鞘部４０へ流れ、その
導電性鞘部４０を導電経路として高周波電源７６の方へ
帰還する。このとき、基板載置台２２、導電部材３２、
板状基台１２、導電性カバー３４及び導電性カバー３４
への同軸状導電路形成体３６の連接部は、基板Ｗの中心
点を通る鉛直軸に対してそれぞれ完全に線対称の形状と
なっている。このため、処理チャンバ１０の壁面と導電
性カバー３４との浮遊容量７８や誘導コイル１８と導電
性カバー３４との浮遊容量８０により導電性カバー３４
を流れる帰還電流７６の経路が不均等になるようなこと
がなく、帰還電流７６の経路は、基板Ｗに対し、その基
板Ｗの中心点を中心とする円の円周方向において均等に
なる。従って、帰還電流７６のつくる磁界が基板Ｗの周
辺のプラズマ８２の状態を乱すことがなく、基板Ｗにお
けるプラズマダメージ分布が均一になる。尚、図６中の
８４は、プラズマ８２と基板Ｗとの間のシース容量を、
８６は、プラズマ８２と処理チャンバ１０の壁面との間
のシース容量をそれぞれ模式的に示している。

【００３６】尚、上記実施例では、プラズマ源として誘
導コイル１８を用いたが、プラズマ源として電極を用い
るようにしてもよい。また、上記実施例では、同軸状導
電路形成体３６の導電性鞘部４０の内部を通気路５８と
して導電性カバー３４の内部の排気を行なうようにした
が、同軸状導電路形成体とは別に、処理チャンバの内部
に配置される基板の中心点を通る鉛直軸に対して対称と
なるような形態で排気路を設けるようにしてもよい。そ
して、導電性カバーの形状についても、上記実施例のよ
うな円形天板付円筒体に限定されず、対称形でありさえ
すればよく、また、図５に示したような密閉形とする必
要は必ずしも無い。さらに、上記実施例では、導電性カ
バー３４を高周波電源への帰還側導電経路の一部とした
が、基板載置台の、基板の中心点を通る鉛直軸の線上も
しくはその近辺の位置に導電線を接続し、その導電線を
通して高周波電流を高周波電源へ帰還させるような構成
としてもよい。

【００３７】

【発明の効果】請求項１に係る発明のプラズマ処理装置
を使用すれば、処理チャンバの近辺において他の装置の
側壁面等の金属壁面が処理チャンバに対して不均等な位
置にあったとしても、処理チャンバの周辺に無駄な緩衝
空間を設けることなく、金属壁面から処理チャンバの壁
面を透してプラズマが不均等な影響を受けるのを防止す
ることができ、装置の小型化が図られる。また、高電圧
のかかるコイルや電極のプラズマ源に作業者の身体の一
部が触れて電撃を受けたりプラズマ源近辺の強い電磁界
に被曝したりする心配が無く、安全性が高まる。そし
て、このプラズマ処理装置を使用すれば、処理チャンバ
の周辺の電気的、磁気的環境を基板に対し均等化して、
基板面におけるプラズマダメージ分布を均一化すること
ができ、このため、基板の処理が安定して品質の均一化
が図られ、歩留りが向上することとなる。さらに、処理
チャンバの周辺の電気的、磁気的環境が基板に対して均
等化されることにより、処理チャンバ内部の真空排気用
の狭路等で発生するアーク様の局所放電を防止すること
ができるので、プラズマ源に安定的により大きな電力を
印加することができるようになり、このため、処理速度
を高めて、スループットを向上させることができる。

【００３８】請求項２に係る発明のプラズマ処理装置で
は、高周波電源への帰還電流が導電性カバーを経て流
れ、高周波電流の帰還経路が被処理基板に対して均等に
なり、請求項１に係る発明の上記効果が確実に奏され
る。

【００３９】請求項３に係る発明のプラズマ処理装置で
は、高周波電源への帰還電流が基板載置台の表面の、処
理チャンバ内部に配置された被処理基板の中心点を通る
鉛直軸の線上もしくはその近辺の位置から流れ出し、基
板載置台から板状基台を経て導電性カバーへ流れ込み、
高周波電流の帰還経路が基板に対して均等になり、請求
項１に係る発明の上記効果が確実に奏される。

【００４０】請求項４に係る発明のプラズマ処理装置で
は、プラズマ処理中における処理チャンバ内部のプラズ
マの観察が可能になるとともに、処理チャンバから発し
た光によって観察者が眼を痛めることが防止され、安全
にプラズマの観察を行なうことができることとなる。

【００４１】請求項５に係る発明のプラズマ処理装置で
は、高周波電源の充電側導電経路と帰還側導電経路とが
１本の同軸状導電路形成体によって形成されるので、高
周波電源と処理チャンバとの間における配線が簡略化さ
れ、配線作業も簡単になる。

【００４２】請求項６に係る発明のプラズマ処理装置で
は、同軸状導電路形成体の組立てや取付け、メンテナン
スなどの作業が容易になる。

【００４３】請求項７に係る発明のプラズマ処理装置で
は、処理チャンバの周囲に高濃度のオゾンが発生したと
しても、導電性カバーの外部へオゾンが漏れ出て作業環
境を悪化させる、といった心配が無く、特に、コイルを
利用した誘導結合型プラズマ源を用いるときに大きな効
果を発揮する。

【００４４】請求項８に係る発明のプラズマ処理装置で
は、導電性カバーの内部で発生したオゾンを排気するこ
とができ、導電性カバーが完全密閉された形状でなくて
も、導電性カバーの外部の空気をその内部へ吸い込みな
がら、その空気と一緒にオゾンを導電性カバーの内部か
ら排気することができ、特に、コイルを利用した誘導結
合型プラズマ源を用いるときに大きな効果を発揮する。
また、導電性カバー内へ吸い込んだ空気を排気する際
に、同時に処理チャンバやプラズマ発生部材、さらには
同軸状導電路形成体自身の冷却も行なうことができ、そ
れらの構成部品を冷却するための特別な装置を設ける必
要が無いので、装置の構造を簡単にし省スペース化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の１実施例を示すプラズマ処理装置の
要部の概略構成図であって、一部を縦断面で、一部を模
式的にそれぞれ示した図である。

【図２】図１に示した装置の処理チャンバの設置部分の
平面図である。

【図３】図１に示した装置の構成要素の１つである同軸
状導電路形成体に使用される芯部支持部材の１例を分割
した状態で示す斜視図である。

【図４】同じく同軸状導電路形成体に使用される導電性
鞘部の１例を示す図であって、（Ａ）は分離した状態の
正面図、（Ｂ）は同じく平面図、（Ｃ）は同じく左側面
図、（Ｄ）は組み立てた状態の縦断面図である。

【図５】図１に示した装置の導電性カバーの１例を示す
外観斜視図である。

【図６】図１に示した装置における高周波充電電流及び
高周波帰還電流の流れを説明するための概略構成図であ
る。

【図７】同じく説明のための平面図である。

【符号の説明】

１０ 処理チャンバ １２ 板状基台 １６ ガス導入口 １８ 誘導コイル ２０ 板状基台の段付き貫通孔 ２２ 基板載置台 ２６ 排気路 ３２ 導電部材 ３４ 導電性カバー ３６ 同軸状導電路形成体 ３８ 導電線芯部 ４０ 導電性鞘部 ４２ 芯部支持部材 ４４ 凹部 ４６ 通気孔 ５６ インピーダンス整合器 ５８ 通気路 ６２ 排気管 ６４ 高周波電源 ７０ 空気吸込み孔 ７２ 覗き窓 ７４ 高周波充電電流 ７６ 高周波帰還電流 Ｗ 基板

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性材料によって壁面が形成され、ガ
   スの導入部及び排出部を有し、内部に被処理基板を水平
   姿勢で収容して密閉可能な処理チャンバと、 この処理チャンバの外面側に配設されたプラズマ発生部
   材と、 このプラズマ発生部材に、インピーダンス整合器を介挿
   して導電線で接続された高周波電源とを備えたプラズマ
   処理装置において、 前記処理チャンバ及びプラズマ発生部材の全体を、処理
   チャンバの内部に配置される被処理基板の中心点を通る
   鉛直軸を対称軸とした内面形状を有し導電性材料によっ
   て形成された導電性カバーにより包囲するとともに、 前記高周波電源の帰還側導電経路の始点位置を、前記処
   理チャンバの内部に配置される被処理基板の中心点を通
   る前記鉛直軸の線上もしくはその近辺としたことを特徴
   とするプラズマ処理装置。
2. 【請求項２】 導電性カバーが、高周波電源の帰還側導
   電経路の一部を構成する請求項１記載のプラズマ処理装
   置。
3. 【請求項３】 処理チャンバの下端面が開口し、その処
   理チャンバが、導電性材料によって形成され貫通孔を有
   した板状基台上に、処理チャンバ下端面を板状基台上面
   に気密に接合して載設されるとともに、 導電性材料によって形成され上面が基板載置面をなす基
   板載置台が、その基板載置台と前記処理チャンバ及び板
   状基台とが相対的に上下方向へ往復移動することによっ
   て処理チャンバの下端面側を大気開放し及び気密に閉塞
   するように、板状基台の前記貫通孔に挿通して配設さ
   れ、 導電性カバーが前記板状基台上に載設され、 前記板状基台と基板載置台との間及び板状基板台と前記
   導電性カバーとの間が、全周位置又は前記処理チャンバ
   の内部に配置される被処理基板の中心点を通る鉛直軸を
   中心とした円の円周方向に等配された複数位置において
   電気的に導通された請求項２記載のプラズマ処理装置。
4. 【請求項４】 導電性カバーが、処理チャンバから発生
   する光を遮蔽するような材料及び形状の壁面で構成さ
   れ、その壁面の一部に、紫外線遮蔽フィルタを有した覗
   き窓が取り付けられた請求項１ないし請求項３のいずれ
   かに記載のプラズマ処理装置。
5. 【請求項５】 処理チャンバとインピーダンス整合器と
   の間が、高周波電源の充電側導電経路となる導電線芯部
   と、この導電線芯部を軸心線とした筒状に形成され高周
   波電源の帰還側導電経路となる導電性鞘部とからなる同
   軸状導電路形成体により連絡され、 前記導電線芯部と前記導電性鞘部の内面との間が、気体
   を満たした絶縁空間で隔てられるとともに、導電性鞘部
   の内方側に、絶縁性材料によって形成され導電性鞘部の
   軸心位置に導電線芯部を支持する芯部支持部材が、導電
   性鞘部の軸心線方向に間隔を設けて複数個配設された請
   求項１ないし請求項４のいずれかに記載のプラズマ処理
   装置。
6. 【請求項６】 同軸状導電路形成体の導電性鞘部が分割
   可能に構成された請求項５記載のプラズマ処理装置。
7. 【請求項７】 導電性カバーが密閉形状とされた請求項
   １ないし請求項６のいずれかに記載のプラズマ処理装
   置。
8. 【請求項８】 芯部支持部材に通気孔を形成して、同軸
   状導電路形成体の導電性鞘部の内部を通気路とし、前記
   導電性鞘部を導電性カバーに、処理チャンバの内部に配
   置される被処理基板の中心点を通る鉛直軸の線上もしく
   はその近辺の位置で連通接続し、前記通気路を通して前
   記導電性カバーの内部を排気手段に流路接続した請求項
   ５ないし請求項７のいずれかに記載のプラズマ処理装
   置。