(57)【要約】【課題】リターン電流の均質化とパーティクル発生の防止とプラズマ発生条件調整の容易化を図る。【解決手段】プラズマ処理装置１であって、電極フランジ４と、チャンバ２と、絶縁フランジ８１と、反応室を有する処理室１０１と、基板１０が載置される支持部（サセプタ）１５と、支持部に電気的に接続されたベースプレート１７と、昇降駆動部１６Ａと、高周波電圧を印加する高周波電源９と、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３０と、ベースプレートのキャパシタ形成部に対向するチャンバの側壁の下面に周設されたキャパシタ形成部３０と、を有し、ベースプレートの上面とチャンバの下面との間にギャップＧを形成して、互いに対向する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基板の全周となる位置に形成する。【選択図】図１
2020181840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
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
ことを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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
ことを特徴とする請求項４記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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
ことを特徴とする請求項９記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】
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。
【請求項１２】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第５８８３６５２号公報
【特許文献２】再公表ＷＯ２０１０／０７９７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
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ことにより上記課題を解決した。
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。
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。
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、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。
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【発明の効果】
【００４３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係るプラズマ処理装置の第１実施形態を示す概略縦断面図である。
【図２】本発明に係るプラズマ処理装置の第１実施形態におけるベースプレートを示す説明図である。
【図３】本発明に係るプラズマ処理装置の第１実施形態におけるキャパシタ形成部を示す説明図である。
【図４】本発明に係るプラズマ処理装置の第１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る。
【図５】本発明に係るプラズマ処理装置の第１実施形態における高周波リターン電流の経路を示す概略縦断面図である。
【図６】本発明に係るプラズマ処理装置の第２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る。
【図７】本発明に係るプラズマ処理装置の実施形態におけるキャパシタ形成部の他の例を示す説明図である。
【図８】本発明に係るプラズマ処理装置の実施形態におけるキャパシタ形成部の他の例を示す説明図である。
【図９】本発明に係るプラズマ処理装置の実施形態におけるキャパシタ形成部の他の例を示す説明図である。
【図１０】本発明に係るプラズマ処理装置の実施形態におけるキャパシタ形成部の他の例を示す説明図である。
【図１１】本発明に係るプラズマ処理装置の実施形態におけるキャパシタ形成部の他の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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）。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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、絶縁膜３６および絶縁膜３７よりも凹んでいる。
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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３６および絶縁膜３７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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１５０】
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。
【符号の説明】
【０１５１】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020181840.tif 000008
【図７】
2020181840.tif 000009
【図８】
2020181840.tif 000010
【図９】
2020181840.tif 000011
【図１０】
2020181840.tif 000012
【図１１】
2020181840.tif 000013