(57)【要約】【課題】  プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法においては、ステージ上のプラズマの面内均一性の向上が求められている。【解決手段】  プラズマ処理装置は、処理容器とステージと誘電体板とを備えている。ステージは、処理容器内に設けられ、誘電体板は、複数のガス噴出用の貫通孔を有し、誘電体板の上面には導電膜が設けられている。導電膜とステージとの間の処理容器内の空間をプラズマ処理空間とする。誘電体板は、中央部及び外周部を備え、中央部及び外周部の上面は平坦部を備え、中央部の厚さは外周部の厚さよりも大きい。【選択図】図１
2020092025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器とステージと誘電体板とを備え、
前記ステージは、前記処理容器内に設けられ、
前記誘電体板は、複数のガス噴出用の貫通孔を有し、
前記誘電体板の上面には導電膜が設けられ、
前記導電膜と前記ステージとの間の前記処理容器内の空間をプラズマ処理空間とし、
前記誘電体板は、中央部及び外周部を備え、
前記中央部及び前記外周部の上面は平坦部を備え、
前記中央部の厚さは前記外周部の厚さよりも大きい、
プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記貫通孔は、前記平坦部に設けられている、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記誘電体板は、前記中央部と前記外周部との間に段差を構成する遷移部を備え、
前記遷移部上の前記導電膜の厚さは、前記平坦部上の前記導電膜の厚さとは異なる、
請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記誘電体板の前記貫通孔の位置に配置される前記導電膜の貫通孔の形状は、テーパー状であり、前記誘電体板に向かう方向に径が小さくなっている、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法において、
前記誘電体板の下に基板を配置する工程と、
前記導電膜に高周波電圧を印加させることでプラズマを発生させ、前記基板の表面処理を行う工程と、
を備えるプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の例示的実施形態は、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスの製造においてはプラズマ処理装置が用いられている。一種のプラズマ処理装置は、特許文献１に記載されている。その他のプラズマ処理装置は、特許文献２〜８に記載されている。プラズマ処理装置としては、容量結合型のプラズマ処理装置が知られている。容量結合型のプラズマ処理装置として、超短波（ＶＨＦ）帯の周波数を有する高周波をプラズマの生成に用いるプラズマ処理装置が注目されている。なお、ＶＨＦ帯とは、３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ程度の範囲の周波数帯である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１９５１５０号公報
【特許文献２】特開平９−３１２２６８号公報
【特許文献３】特開２０１４−５３３０９号公報
【特許文献４】特開２０００−３２３４５６号公報
【特許文献５】特許第４３６４６６７号公報
【特許文献６】特許第５３１７９９２号公報
【特許文献７】特許第５３６７０００号公報
【特許文献８】特許第５５１３１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法においては、ステージ上のプラズマの面内均一性の向上が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置は、処理容器とステージと誘電体板とを備えている。ステージは、処理容器内に設けられ、誘電体板は、複数のガス噴出用の貫通孔を有し、誘電体板の上面には導電膜が設けられている。導電膜とステージとの間の処理容器内の空間をプラズマ処理空間とする。誘電体板は、中央部及び外周部を備え、中央部及び外周部の上面は平坦部を備え、中央部の厚さは外周部の厚さよりも大きい。
【発明の効果】
【０００６】
一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法によれば、ステージ上のプラズマの面内均一性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。
【図２】一つの例示的実施形態に係るシャワープレートの平面図である。
【図３】中心からの径方向の距離ｘ（ｍｍ）と電界Ｅ（Ｖ／ｍ）の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、種々の例示的実施形態について説明する。
【０００９】
一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置は、処理容器とステージと誘電体板とを備えている。ステージは、処理容器内に設けられ、誘電体板は、複数のガス噴出用の貫通孔を有し、誘電体板の上面には導電膜が設けられている。導電膜とステージとの間の処理容器内の空間をプラズマ処理空間とする。誘電体板は、中央部及び外周部を備え、中央部及び外周部の上面は平坦部を備え、中央部の厚さは外周部の厚さよりも大きい。
【００１０】
プラズマを生成するシース電界は、ステージの中央部において強くなる傾向があり、外周部において電界ベクトルが傾斜し、弱くなる傾向がある。外周部においては、導電膜の設けられた上面は、上記のように厚みを設定している。導電膜は、プラズマ生成時の上部電極として機能するが、導電膜の直下の誘電体板を介して、電界を形成することにより、強度を補正し、シース電界の面内均一性を向上させることができる。これにより、プラズマの面内均一性が向上する。なお、中央部の上面は平坦であり、外周部の上面も平坦である。平坦な面は加工が容易であるため、これらの境界に段差を形成するだけで、上述の作用効果を奏することができる。
【００１１】
一つの例示的実施形態において、上記の貫通孔は、上記の平坦部に設けることができる。平坦部は貫通孔の加工が容易であるため、正確な所望の位置に貫通孔を配置することができる。
【００１２】
一つの例示的実施形態において、誘電体板は、中央部と外周部との間に段差を構成する遷移部を備え、遷移部上の導電膜の厚さは、平坦部上の導電膜の厚さとは異なる。スパッタ法を用いた場合、導電膜の材料が誘電体板に衝突する角度が異なり、導電膜の表面の法線に沿った方向から導電膜材料が遷移部における導電膜の厚みは、平坦部における厚みよりも、大きくなる。厚みが大きい場合には、厚み方向に垂直に流れる電流に対する抵抗の低減効果が得られる。
【００１３】
一つの例示的実施形態において、誘電体板の貫通孔の位置に配置される導電膜の貫通孔の形状は、テーパー状であり、誘電体板に向かう方向に径が小さくなっている。導電膜がテーパー状であるため、誘電体板の貫通孔内にガスが流入しやすく、また、導電膜材料が誘電体板の貫通孔を通るガスに影響を与えにくい。
【００１４】
一つの例示的実施形態において、上記のプラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法は、以下の工程を備える。すなわち、誘電体板の下に基板を配置する工程と、導電膜に高周波電圧を印加（グランド等の固定電位との間に印加）させることでプラズマを発生させ、基板の表面処理を行う工程である。この場合、高い面内均一性で、基板に処理を施すことができる。
【００１５】
以下、図面を参照して種々の例示的実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附することとし、重複する説明は省略する。
【００１６】
図１は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。図１に示すプラズマ処理装置１は、処理容器１０、ステージ１２、上部電極１４、導電膜１４１（上部電極）を有するシャワープレート１８、及び導入部１６を備えている。
【００１７】
処理容器１０は、略円筒形状を有する。処理容器１０は、鉛直方向に沿って延在している。処理容器１０の中心軸線は、鉛直方向に延びる軸線ＡＸである。処理容器１０は、アルミニウム又はアルミニウム合金といった導体から形成されている。処理容器１０の表面上には、耐腐食性を有する膜が形成されている。耐腐食性を有する膜は、例えば酸化アルミニウム又は酸化イットリウムといったセラミックである。処理容器１０は、接地されている。
【００１８】
ステージ１２は、処理容器１０内に設けられている。ステージ１２は、その上面の上に載置された基板Ｗを略水平に支持するように構成されている。ステージ１２は、略円盤形状を有している。ステージ１２の中心軸線は、軸線ＡＸに略一致している。
【００１９】
プラズマ処理装置１は、バッフル部材１３を更に備えていてもよい。バッフル部材１３は、ステージ１２と処理容器１０の側壁との間で延在している。バッフル部材１３は、略環状の板材である。バッフル部材１３は、例えば、酸化アルミニウムといった絶縁体から形成されている。バッフル部材１３には、複数の貫通孔が形成されている。複数の貫通孔は、バッフル部材１３をその板厚方向に貫通している。ステージ１２の下方において処理容器１０には、排気口１０ｅが形成されている。排気口１０ｅには、排気装置が接続されている。排気装置は、圧力制御弁並びにターボ分子ポンプ及び／又はドライポンプといった真空ポンプを含んでいる。
【００２０】
上部電極１４は、処理容器１０内の空間ＳＰ（プラズマ処理空間）を介してステージ１２の上方に設けられている。上部電極１４は、アルミニウム又はアルミニウム合金といった導体から形成されている。上部電極１４は、略円盤形状を有している。上部電極１４の中心軸線は、軸線ＡＸに略一致している。プラズマ処理装置１は、ステージ１２と上部電極１４との間の空間ＳＰにおいてプラズマを生成するように構成されている。
【００２１】
プラズマ処理装置１は、シャワープレート１８を更に備えている。シャワープレート１８は、上部電極１４の直下に設けられている。シャワープレート１８は、空間ＳＰを介してステージ１２の上面に対面している。空間ＳＰは、シャワープレート１８とステージ１２との間の空間である。シャワープレート１８の本体は、上部誘電体１８１（誘電体板）である。シャワープレート１８は、略円盤形状を有している。シャワープレート１８の中心軸線は、軸線ＡＸに略一致している。シャワープレート１８には、ステージ１２上に載置された基板Ｗの全面に均等にガスを供給するために、複数のガス吐出孔１８ｈが形成されている。シャワープレート１８の下面とステージ１２の上面との間の鉛直方向における距離は、例えば５ｃｍ以上１０ｃｍ以下、又は、３０ｃｍ以下である。
【００２２】
プラズマ処理装置１では、バッフル部材１３の上側で延在する処理容器１０の内壁面の面積は、空間ＳＰ側のシャワープレート１８の表面積に略等しい。即ち、空間ＳＰを画成する面のうちグランド電位に設定された面（グランド面）の面積は、空間ＳＰを画成する面のうちシャワープレート１８によって提供される面の面積と略同一である。かかる構成により、プラズマが、シャワープレートの直下の領域及びグランド面の周囲の領域で均一な密度で生成される。その結果、基板Ｗのプラズマ処理の面内均一性が向上される。
【００２３】
シャワープレート１８の周縁部の外側には、導入部１６が設けられている。即ち、導入部１６は、環形状を有している。導入部１６は、高周波を空間ＳＰに導入する部分である。高周波は、ＶＨＦ波である。導入部１６は、空間ＳＰの横方向端部に設けられている。プラズマ処理装置１は、導入部１６に高周波を供給するために、導波部２０（導波通路ＲＦ）を更に備えている。
【００２４】
導波部２０は、鉛直方向に沿って延びる筒状の導波路２０１を提供している。導波路２０１の中心軸線は、軸線ＡＸに略一致している。導波路２０１の下方端は、導入部１６に接続されている。
【００２５】
導波部２０の内壁を構成する上部電極１４の上面には、高周波電源３０が、整合器３２を介して電気的に接続されている。高周波電源３０は、上述した高周波を発生する電源である。整合器３２は、高周波電源３０の負荷のインピーダンスを高周波電源３０の出力インピーダンスに整合させるための整合回路を含んでいる。
【００２６】
導波路２０１は、上部電極１４の外周面と円筒部材２４の内面との間の空間によって提供されており、これらはアルミニウム又はアルミニウム合金といった導体から構成することができる。
【００２７】
導入部１６は、上部電極１４の外周領域の下面と処理容器１０の本体の上端面との間で弾性的に支持されている。導入部１６の下面と処理容器１０の本体の上端面との間には、封止部材２５が介在している。導入部１６の上面と上部電極１４の外周領域の下面との間には、封止部材２６が介在している。封止部材２５及び封止部材２６の各々は、弾性を有する。封止部材２５及び封止部材２６の各々は、軸線ＡＸの周りで周方向に延在している。封止部材２５及び封止部材２６の各々は、例えば、ゴム製のＯリングである。
【００２８】
円筒部材２４は、アルミニウム又はアルミニウム合金といった導体から形成されている。円筒部材２４は、略円筒形状を有している。円筒部材２４の中心軸線は、軸線ＡＸに略一致している。円筒部材２４は、鉛直方向に延在している。円筒部材２４の下端は、処理容器１０の上端に接続され、処理容器１０は接地されている。したがって、円筒部材２４は、接地されている。円筒部材２４の上端には、上部電極１４の上面と共に導波通路ＲＦを構成する上壁部２２１が位置している。また、導波部２０が提供する導波路は、接地された導体によって構成されている。
【００２９】
上部電極１４の下面は凹部を備え、上部電極１４と誘電体板としてのシャワープレート１８との間には、ガス拡散用の空間２２５が画成されている。空間２２５には、配管４０が接続されている。配管４０には、ガス供給器４２が接続されている。ガス供給器４２は、基板Ｗの処理のために用いられる一つ以上のガス源を含む。また、ガス供給器４２は、一つ以上のガス源からのガスの流量をそれぞれ制御するための一つ以上の流量制御器を含む。
【００３０】
配管４０は、導波部２０の導波路を通って空間２２５に延びている。上述したように導波部２０が提供する全ての導波路は、接地された導体によって構成されている。したがって、配管４０内でガスが励起されることが抑制される。空間２２５に供給されたガスは、シャワープレート１８の複数のガス吐出孔１８ｈを介して、空間ＳＰに吐出される。
【００３１】
プラズマ処理装置１では、高周波電源３０から導波部２０の導波路を介して導入部１６に高周波が供給される。高周波はＶＨＦ波である。高周波はＵＨＦ波でもよい。高周波は、導入部１６から軸線ＡＸに向けて空間ＳＰ内に導入される。導入部１６からは、周方向において均一なパワーで高周波が空間ＳＰ内に導入される。高周波が空間ＳＰに導入されると、ガスが空間ＳＰ内で励起されて、当該ガスからプラズマが生成される。したがって、プラズマは、空間ＳＰ内で周方向において均一な密度分布で生成される。ステージ１２上の基板Ｗは、プラズマからの化学種によって処理される。
【００３２】
なお、ステージ１２には、静電チャック用の導電層と、ヒータ用の導電層が設けられている。ステージ１２は、本体と、静電チャック用の導電層と、ヒータ用の導電層とを有している。本体は、下部電極として機能させるためのアルミニウムなどの導電体からなることとしてもよいが、一例としては、窒化アルミニウムといった絶縁体から形成されている。本体は、略円盤形状を有している。本体の中心軸線は、軸線ＡＸと略一致している。ステージの導電層は、導電性を有する材料、例えばタングステンから形成されている。この導電層は、本体内に設けられている。ステージ１２は、一つ以上の導電層を有していてもよい。直流電源からの直流電圧が、静電チャック用の導電層に印加されると、ステージ１２と基板Ｗとの間で静電引力が発生する。発生した静電引力により、基板Ｗは、ステージ１２に引き付けられ、ステージ１２によって保持される。別の実施形態において、この導電層は、高周波電極であってもよい。この場合には、導電層には、高周波電源が整合器を介して電気的に接続される。更に別の実施形態において、導電層は、接地される電極であってもよい。このような絶縁体に埋め込まれた導電層は、上部電極との間の電界を形成するための下部電極としても機能させることができる。
【００３３】
実施形態においては、処理容器１０のバルクの上部電極１４を構成する上部壁の下方に、ガス拡散用の空間２２５を介して、誘電体からなるシャワープレート１８が配置される。この上部壁の下面は、凹部を有しており、凹部内を、ガス供給器４２からのガスが流通する。配管４０は凹部内のガス拡散用の空間２２５に接続されている。ガス拡散用の空間２２５の下方には、シャワープレート１８のガス吐出孔１８ｈが位置している。１又は複数の凹部の形状は、円形であってもよいし、リング状であってもよいが、全ての凹部は水平方向にガスが拡散するように連通している。
【００３４】
実施形態において、上部誘電体１８１としての誘電体板には、複数のガス吐出孔１８ｈが形成されている。ガス吐出孔１８ｈは、ガス供給器４２からのガスを空間ＳＰに吐出する孔である。複数のガス吐出孔１８ｈの各々は、誘電体板の上面から下面に至るまで誘電体板を貫通している。複数のガス吐出孔の各々は、互いに連通する上部孔１８ｈ１と下部孔１８ｈ２とを備える。上部孔１８ｈ１は、誘電体板の上面に設けられる。下部孔１８ｈ２は、誘電体板の下面に設けられる。ガス吐出孔１８ｈにおいて、上部孔１８ｈ１は大径の部位であり、下部孔１８ｈ２は小径の部位である。上部孔１８ｈ１の径は、下部孔１８ｈ２の径よりも大きい。
【００３５】
複数のガス吐出孔１８ｈの各々において、小径の下部孔１８ｈ２は、大径の上部孔１８ｈ１の下方に延びており、大径の上部孔１８ｈ１に連通している。上部孔１８ｈ１は、空間２２５に連通している。下部孔１８ｈ２は、空間ＳＰに連通している。複数のガス吐出孔１８ｈは、それらが形成されている箇所の誘電体板の厚みの大きさに応じて長さが大きくなるように調整された大径の上部孔１８ｈ１を有する。複数のガス吐出孔１８ｈにおいて、複数の下部孔１８ｈ２の長さＬ１は、互いに揃えられており、互いに略同一である。
【００３６】
シャワープレート１８の本体である誘電体板（上部誘電体１８１）は、たとえば、セラミックスからなる誘電体からなる。上部誘電体１８１の上面上には、上部電極として機能する導電膜１４１が設けられている。導電膜１４１の外周部の上面上には、環状のシール材１２６が１又は複数設けられている。本例では、複数のシール材１２６のうち、内側に位置するものは弾性部材（Ｏリング）であり、外側に位置するものは導電性弾性部材（スパイラルシールド）である。なお、内側のシール材１２６の下方の位置において、上部誘電体１８１と導入部１６との間に、別のシール材１２５として、弾性部材（Ｏリング）が設けられている。上部電極としての導電膜１４１は、シール材１２６を介して、バルクの上部電極１４の下面に接触し、これに電気的に接続されている。バルクの上部電極１４は、整合器３２を介して、高周波電源３０に接続されているので、導電膜１４１には、グランド電位との間に、高周波電圧が与えられる。
【００３７】
誘電体板としての上部誘電体１８１の材料はセラミックスである。上部誘電体１８１を構成する材料は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）及び酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）からなる誘電体群のうち少なくともいずれか一種を含むことができる。本例では窒化アルミニウムであるとするが、誘電体の材料としては、他の材料を用いることもできる。
【００３８】
導電膜１４１の材料は、例えば、アルミニウム、ニッケル、ステンレス、タングステン、モリブデン、銅、又は金である。導電膜材料は、溶射法、スパッタ法又は化学的気相成長（ＣＶＤ）法によって、上部誘電体１８１の上面上に堆積することができる。
【００３９】
なお、シャワープレートを構成する上部誘電体１８１（誘電体板）の少なくとも下面には、耐腐食性を有する膜が形成されていてもよい。耐腐食性を有する膜は、酸化イットリウム膜、オキシフッ化イットリウム及びフッ化イットリウムからなる群のうち少なくともいずれか一種を含むことができる。耐腐食性を有する膜は、その他のセラミック材料を用いることもできる。
【００４０】
図２は、一つの例示的実施形態に係るシャワープレートの平面図である。
【００４１】
シャワープレート１８の本体は、誘電体板としての上部誘電体１８１であり、平面視において、中央部Ｒｃ、遷移部Ｒｔ、外周部Ｒｐの３つの領域を有している。中央部Ｒｃを囲むように、遷移部Ｒｔ及び外周部Ｒｐが、同心円状に配置されている。中央部Ｒｃの上面及び下面は、平坦であり、一定の厚みＤｃを有する。外周部Ｒｐの上面及び下面は、平坦であり、一定の厚みＤｐを有する。遷移部Ｒｔの上面は中央部Ｒｃと外周部Ｒｐを接続する傾斜面を含む面であり、遷移部Ｒｔの下面は平坦である。遷移部Ｒｔの厚みＤｔは、中央部Ｒｃから離れるにしたがって減少する。図２においては、遷移部Ｒｔの側面形状は、円柱の側面である円筒面上に、これと同径の底面を有する円錐台の側面が連続した形状である。遷移部Ｒｔは、中央部Ｒｃと外周部Ｒｐとの間の境界段差部の角部を面取り研磨し、角部にアールを形成したものからなることとしてもよい。遷移部Ｒｔの側面形状は、単なる円錐台の側面であってもよい。
【００４２】
このように、シャワープレート１８は、上部誘電体１８１と導電膜１４１とを備える。上部誘電体１８１は、複数のガス噴出用の貫通孔（ガス吐出孔）を有する。導電膜は、上部誘電体１８１の上面に設けられ、上部誘電体１８１の貫通孔に整列した孔を有している。上部誘電体１８１の上面は、上部誘電体１８１の中央部Ｒｃと外周部Ｒｐとの間に、外周部Ｒｐが中央部Ｒｃに対して低くなる段差を有している。プラズマを生成するシース電界は、ステージの中央部において強くなる傾向があり、外周部Ｒｐにおいて電界ベクトルが傾斜し、弱くなる傾向がある。外周部Ｒｐにおいては、導電膜１４１の設けられた上面は、上記のように段差を有している。導電膜１４１は、プラズマ生成時の上部電極として機能するが、導電膜１４１の直下の上部誘電体１８１を介して、電界を形成することにより、強度を補正し、シース電界の面内均一性を向上させることができる。これにより、プラズマの面内均一性が向上する。
【００４３】
なお、上部誘電体１８１の下面は平坦である。また、誘電体板としての上部誘電体１８１は、中央部Ｒｃ及び外周部Ｒｐを備え、中央部Ｒｃ及び外周部Ｒｐの上面は平坦であり、これを平坦部とする。中央部Ｒｃの厚さは、外周部Ｒｐの厚さよりも大きい。なお、上記のガス吐出孔（貫通孔）は、平坦部に設けられている。なお、中央部の上面は平坦であり、外周部の上面も平坦である。平坦な面は加工が容易であるため、これらの境界に段差を形成するだけで、上述の作用効果を奏することができる。ガス吐出孔１８ｈ（貫通孔）は、上記の平坦部に設けることができる。平坦部は貫通孔の加工が容易であるため、正確な所望の位置に貫通孔を配置することができる。
【００４４】
また、誘電体板としての上部誘電体１８１は、中央部Ｒｃと外周部Ｒｐとの間に段差を構成する遷移部Ｒｔを備えており、遷移部Ｒｔ上の導電膜１４１の厚さは、上記の平坦部上の導電膜１４１の厚さとは異なる。スパッタ法を用いた場合、導電膜１４１の材料が誘電体板に衝突する角度が異なり、導電膜１４１の表面の法線に沿った方向から導電膜材料が遷移部における導電膜の厚みは、平坦部における厚みよりも、大きくなる。厚みが大きい場合には、厚み方向に垂直に流れる電流に対する抵抗の低減効果が得られる。
【００４５】
誘電体板としての上部誘電体１８１の貫通孔（ガス吐出孔１８ｈ）と、導電膜１４１の貫通孔は、上下方向に整列している。誘電体板のガス吐出孔１８ｈの位置に配置される導電膜１４１の貫通孔の形状は、テーパー状であり、誘電体板に向かう方向に径が小さくなっている。導電膜１４１がテーパー状であるため、誘電体板のガス吐出孔１８ｈ内にガスが流入しやすく、また、導電膜材料が誘電体板のガス吐出孔１８ｈを通るガスに影響を与えにくい。
【００４６】
一つの例示的実施形態において、上記のプラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法は、誘電体板の下に基板を配置する工程と、導電膜に高周波電圧を印加させる（グランドとの間に印加）ことでプラズマを発生させ、基板の表面処理を行う工程とを備える。この場合、高い面内均一性で、基板に処理を施すことができる。表面処理は、処理容器内に導入されるガスの種類によって異なり、エッチングガスであれば、基板表面がエッチングされ、成膜用のガスであれば、基板表面にガス種に応じた膜が形成される。
【００４７】
図３は、シャワープレートの中心からの径方向の距離ｘ（ｍｍ）と、電界Ｅ（Ｖ／ｍ）の関係を示すグラフである。この電界Ｅは、シャワープレートの下に形成されるシース電界である。シャワープレート１８の中心から径方向に向かう位置をｘとする。
【００４８】
同図には、実施例１と比較例のデータが示されている。実施例１では、高周波電圧として、ＶＨＦ波を用い、導電膜１４１とグランド電位との間のプラズマ生成用の高周波電圧を印加した。中央部Ｒｃの中心直下において生成されるシース電界ＥＣと外周部Ｒｐの直下において生成されるシース電界ＥＰの差をΔＥ＝（ＥＣ−ＥＰ）とすると、ΔＥ＝（ＥＣ−ＥＰ）の絶対値は、本例では、３．５×１０４（Ｖ／ｍ）以下となっている。なお、実施例１において、誘電体板としての上部誘電体１８１の直径は３００ｍｍ、材料はＡｌＮであり、中央部Ｒｃの厚みＤｃは２．０ｃｍ、外周部Ｒｐの厚みＤｐは０．５ｃｍである。導電膜はＡｌの溶射により形成した。比較例では、実施例１と異なり、誘電体板の厚みは一定であり、０．５ｃｍとした。グラフから明らかなように、比較例では、シース電界は、中央部と外周部では大きく異なる（ΔＥ≒１×１０３（Ｖ／ｍ））が、実施例１では、電界の差ΔＥは、比較例よりも格段に小さくなっている。なお、本例では、Ｄｃ−Ｄｐの値が、１．５ｃｍ以上、２．０ｃｍ以下であれば、プラズマの面内均一性が高くなると考えられる。
【００４９】
上述のプラズマ処理装置は、シャワープレート１８と、下部電極（ステージ１２又はステージ内蔵の導電層）を備えている。処理容器１０は、シャワープレート１８及び下部電極を収容している。上部電極としての導電膜１４１と下部電極との間に高周波電圧が与えられるので、これらの間にはプラズマが発生する。上記の段差、すなわち、上部誘電体１８１の下面と導電膜１４１との間の距離に応じて、電界ベクトルの向きや強度を調整することが可能である。この調整により、プラズマの面内均一性を高めることができる。なお、中央部は平坦であり、外周部も平坦である。平坦な面は加工が容易であるため、これらの境界に段差を形成するだけで、上述の作用効果を奏することができる。
【００５０】
なお、上記では、シャワープレート１８の上面の段差の数は１つであったが、これは２以上であってもよい。段差の数が少ないほど、段差の加工工程数が少ないという利点があり、段差の数が多い場合には、更に精密な電界差の制御ができるという利点がある。
【００５１】
以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。また、以上の説明から、本開示の種々の実施形態は、説明の目的本明細書において説明されており、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。
【符号の説明】
【００５２】
１…プラズマ処理装置、１０…処理容器、１０ｅ…排気口、１２…ステージ（下部電極）、１４…上部電極、１４１…導電膜（上部電極）、１６…導入部、１８…シャワープレート、１８１…誘電体板（上部誘電体）、１８ｈ…ガス吐出孔、２４…円筒部材、２５…封止部材、２６…封止部材、３０…高周波電源、３２…整合器、４０…配管、４２…ガス供給器、２０１…導波路、２２５…空間、ＲＦ…導波通路、ＳＰ…空間、Ｗ…基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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