(57)【要約】【課題】長寿命化を実現することができるプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】プラズマ処理装置１１に含まれる反応ガス供給部１３は、プラズマ処理用の反応ガスを処理容器１２内に供給する供給孔６６が処理容器１２内に露出される壁面に設けられたインジェクターベース６１を含む。誘電体板１６には、板厚方向に貫通し、インジェクターベース６１を収容するベース収容部６４が設けられている。インジェクターベース６１のうち、ベース収容部６４の壁面と対向する壁面には、ベース収容部６４の壁面と密着して処理容器１２を密封するＯリング６５が備えられている。ここで、処理容器１２内に露出される壁面と、Ｏリング６５が設けられた壁面との間には、壁面で構成される段差を有する。【選択図】図１
2010021244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その内部で被処理基板にプラズマ処理を行う処理容器と、
前記処理容器内に配置され、その上に前記被処理基板を保持する保持台と、
プラズマ励起用のマイクロ波を発生させるマイクロ波発生器と、
前記保持台と対向する位置に設けられ、マイクロ波を前記処理容器内に導入する誘電体板と、
前記保持台に保持された前記被処理基板の中央領域に向かってプラズマ処理用の反応ガスを供給する反応ガス供給部とを備えるプラズマ処理装置であって、
前記反応ガス供給部は、プラズマ処理用の反応ガスを前記処理容器内に供給する供給孔が前記処理容器内に露出される壁面に設けられたインジェクターベースを含み、
前記誘電体板には、板厚方向に貫通し、前記インジェクターベースを収容するベース収容部が設けられており、
前記インジェクターベースのうち、前記ベース収容部の壁面と対向する壁面には、前記ベース収容部の壁面と密着して前記処理容器を密封するシールが設けられており、
前記処理容器内に露出される壁面と、前記シールが設けられた壁面との間には、段差を有する、プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記誘電体板の下面から前記処理容器内に露出される壁面までの距離は、前記誘電体板の下面から前記シールが設けられた壁面までの距離と異なる、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記段差を構成する前記インジェクターベースの壁面は、前記処理容器内に露出される壁面および前記シールが設けられた壁面の少なくとも一方に直交する方向に延びる面を含む、請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記シールが設けられた前記インジェクターベースの壁面には、前記シールを受け入れるようその表面から凹んだ凹部が設けられている、請求項１〜３のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記段差は、複数設けられている、請求項１〜４のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記シールは、Ｏリングを含む、請求項１〜５のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記反応ガスは、酸素を混合した反応ガスを含む、請求項１〜６のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プラズマ処理装置に関するものであり、特に、マイクロ波をプラズマ源としてプラズマを発生させるプラズマ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）等の半導体装置は、被処理基板である半導体基板（ウェーハ）にエッチングやＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタリング等の複数の処理を施して製造される。エッチングやＣＶＤ、スパッタリング等の処理については、そのエネルギー供給源としてプラズマを用いた処理方法、すなわち、プラズマエッチングやプラズマＣＶＤ、プラズマスパッタリング等がある。
【０００３】
ここで、プラズマの発生源としてマイクロ波を用いたプラズマ処理装置が、特開２００５−１００９３１号公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１によると、プラズマ処理装置に設けられた天板（誘電体板）の下面側には、テーパ状の凸部または凹部が設けられている。マイクロ波発生器により発生させたマイクロ波により、天板の下面側のテーパ状の凸部または凹部において、電界の最適な共振領域を形成して、チャンバー（処理容器）内に安定したプラズマを発生させ、上記したエッチング処理等を行うこととしている。
【特許文献１】特開２００５−１００９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
被処理基板に対してプラズマ処理を行う際に、プラズマ処理の効率化等の観点から、被処理基板の中央領域に向かって反応ガスを供給するセンターガス導入方式を採用する場合がある。
【０００５】
ここで、センターガス導入方式を採用するプラズマ処理装置の構成について、簡単に説明する。センターガス導入方式のプラズマ処理装置において、プラズマ処理用の反応ガスを供給する反応ガス供給部は、反応ガスを処理容器内に供給する供給孔が設けられたインジェクターベースを含む。インジェクターベースは、誘電体板の径方向の中央領域において板厚方向に貫通するように設けられたベース収容部に収容されている。また、インジェクターベースの壁面のうち、ベース収容部の壁面と対向する壁面には、ベース収容部の壁面と密着して処理容器を密封するゴム製のシールとしてのＯリングが設けられている。すなわち、インジェクターベースの壁面とベース収容部の壁面との間に介在するＯリングにより、処理容器の密封性を確保することとしている。
【０００６】
プラズマ処理においては、処理容器内にプラズマを発生させ、インジェクターベースの壁面に設けられた供給孔から処理容器内に反応ガスを供給する。ここで、反応ガスとして、酸素を混合した反応ガスを使用する場合がある。この場合、処理容器内に発生させたプラズマにより、酸素ラジカルが発生する。このようなラジカルは、Ｏリング等のシールに対する攻撃性を有するため、ラジカルによってＯリングは攻撃され、Ｏリングの劣化や消耗を招いてしまう。特に、ラジカルの濃度が高い領域にＯリングが曝されると、この傾向がより顕著になる。そうすると、Ｏリングの寿命低下を招き、引いては、プラズマ処理装置の長寿命化を実現することはできない。
【０００７】
この発明の目的は、長寿命化を実現することができるプラズマ処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るプラズマ処理装置は、その内部で被処理基板にプラズマ処理を行う処理容器と、処理容器内に配置され、その上に被処理基板を保持する保持台と、プラズマ励起用のマイクロ波を発生させるマイクロ波発生器と、保持台と対向する位置に設けられ、マイクロ波を処理容器内に導入する誘電体板と、保持台に保持された被処理基板の中央領域に向かってプラズマ処理用の反応ガスを供給する反応ガス供給部とを備える。反応ガス供給部は、プラズマ処理用の反応ガスを処理容器内に供給する供給孔が処理容器内に露出される壁面に設けられたインジェクターベースを含む。誘電体板には、板厚方向に貫通し、インジェクターベースを収容するベース収容部が設けられている。インジェクターベースのうち、ベース収容部の壁面と対向する壁面には、ベース収容部の壁面と密着して処理容器を密封するシールが設けられている。ここで、処理容器内に露出される壁面と、シールが設けられた壁面との間には、段差を有する。
【０００９】
プラズマ処理時において、処理容器内の密閉された空間には、反応ガスのラジカルが発生し、インジェクターベースの壁面とベース収容部との間に介在するシールを攻撃する。しかし、このような構成のプラズマ処理装置では、インジェクターベースのうち、処理容器内に露出される壁面とシールが設けられた壁面との間に段差を有するため、処理容器内に露出される壁面からシールが設けられた壁面までの距離を長くすることができる。そうすると、ラジカルの濃度の薄い領域にシールを配置させることができるため、ラジカルのシールに対する攻撃性を緩和することができる。したがって、シールの寿命低下を防止して、プラズマ処理装置の長寿命化を実現することができる。
【００１０】
好ましくは、誘電体板の下面から処理容器内に露出される壁面までの距離は、誘電体板の下面からシールが設けられた壁面までの距離と異なる。
【００１１】
さらに好ましくは、段差を構成するインジェクターベースの壁面は、処理容器内に露出される壁面およびシールが設けられた壁面の少なくとも一方に直交する方向に延びる面を含む。
【００１２】
さらに好ましくは、シールが設けられたインジェクターベースの壁面には、シールを受け入れるようその表面から凹んだ凹部が設けられている。こうすることにより、シールの位置をより安定させることができる。
【００１３】
さらに好ましくは、段差は、複数設けられている。こうすることにより、より確実に供給孔が設けられた壁面からシールが設けられた壁面までの距離を長くすることができる。
【００１４】
さらに好ましい一実施形態として、シールは、Ｏリングを含む。
【００１５】
さらに好ましい一実施形態として、反応ガスは、酸素を混合した反応ガスを含む。
【発明の効果】
【００１６】
このようなプラズマ処理装置によると、インジェクターベースのうち、処理容器内に露出される壁面とシールが設けられた壁面との間に段差を有するため、処理容器内に露出される壁面からシールが設けられた壁面までの距離を長くすることができる。そうすると、ラジカルの濃度の薄い領域にシールを配置させることができるため、ラジカルのシールに対する攻撃性を緩和することができる。したがって、シールの寿命低下を防止して、プラズマ処理装置の長寿命化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、この発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置の要部を示す概略断面図である。図１に示すように、プラズマ処理装置１１は、その内部で被処理基板Ｗにプラズマ処理を行う処理容器１２と、処理容器１２内にプラズマ処理用の反応ガスを供給する反応ガス供給部１３と、その上に被処理基板Ｗを保持する円板状の保持台１４と、プラズマ励起用のマイクロ波を発生させるマイクロ波発生器１５と、保持台１４と対向する位置に配置され、マイクロ波発生器１５により発生させたマイクロ波を処理容器１２内に導入する誘電体板１６と、プラズマ処理装置１１全体を制御する制御部（図示せず）とを備える。制御部は、反応ガス供給部１３におけるガス流量、処理容器１２内の圧力等、被処理基板Ｗをプラズマ処理するためのプロセス条件を制御する。
【００１８】
処理容器１２は、保持台１４の下方側に位置する底部１７と、底部１７の外周から上方向に延びる側壁１８とを含む。側壁１８は、円筒状である。処理容器１２の底部１７には、排気用の排気孔１９が設けられている。処理容器１２の上部側は開口しており、処理容器１２の上部側に配置される誘電体板１６、および誘電体板１６と処理容器１２との間に介在するシール部材としてのＯリング２０によって、処理容器１２は密封可能に構成されている。
【００１９】
マッチング２１を有するマイクロ波発生器１５は、モード変換器２２および導波管２３を介して、マイクロ波を導入する同軸導波管２４の上部に接続されている。同軸導波管２４は、径方向中央に設けられる中心導体２５と、中心導体２５の径方向外側に設けられる外周導体２６とを含む。中心導体２５の上端部は、モード変換器２２の天井区画壁に接続されている。マイクロ波発生器１５において発生させるマイクロ波の周波数としては、例えば、２．４５ＧＨｚが選択される。なお、導波管２３としては、断面が円形状のものや断面が矩形状のものが使用される。
【００２０】
誘電体板１６は、円板状であって、誘電体で構成されている。誘電体板１６の下部側には、導入されたマイクロ波による定在波の発生を容易にするためのテーパ状に凹んだ環状の凹部２７が設けられている。この凹部２７により、誘電体板１６の下部側にマイクロ波によるプラズマを効率的に生成することができる。なお、誘電体板１６の具体的な材質としては、石英やアルミナ等が挙げられる。
【００２１】
また、プラズマ処理装置１１は、同軸導波管２４によって導入されたマイクロ波を伝播する遅波板２８と、複数設けられたスロット穴２９からマイクロ波を誘電体板１６に導入する薄板円板状のスロットアンテナ３０とを備える。マイクロ波発生器１５により発生させたマイクロ波は、同軸導波管２４を通って、遅波板２８に伝播され、スロットアンテナ３０に設けられた複数のスロット穴２９から誘電体板１６に導入される。誘電体板１６を透過したマイクロ波は、誘電体板１６の直下に電界を生じさせ、処理容器１２内にプラズマを生成させる。
【００２２】
保持台１４は、高周波電極を兼ねており、底部１７から垂直上方に延びる絶縁性の筒状支持部３１に支持されている。筒状支持部３１の外周に沿って処理容器１２の底部１７から垂直上方に延びる導電性の筒状支持部３２と処理容器１２の側壁１８との間には、環状の排気路３３が形成される。この排気路３３の上部には、複数の貫通孔が設けられた環状のバッフル板３４が取り付けられている。排気孔１９の下部には排気管３５を介して排気装置３６が接続されている。排気装置３６は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有している。排気装置３６により、処理容器１２内を所望の真空度まで減圧することができる。
【００２３】
保持台１４には、ＲＦバイアス用の高周波電源３７がマッチングユニット３８および給電棒３９を介して電気的に接続されている。この高周波電源３７は、被処理基板Ｗに引き込むイオンのエネルギーを制御するのに適した一定の周波数、例えば、１３．６５ＭＨｚの高周波を所定のパワーで出力する。マッチングユニット３８は、高周波電源３７側のインピーダンスと、主に電極、プラズマ、処理容器１２といった負荷側のインピーダンスとの間で整合をとるための整合器を収容しており、この整合器の中に自己バイアス生成用のブロッキングコンデンサが含まれている。
【００２４】
保持台１４の上面には、被処理基板Ｗを静電吸着力で保持するための静電チャック４１が設けられている。また、静電チャック４１の径方向外側には、被処理基板Ｗの周囲を環状に囲むフォーカスリング４２が設けられている。静電チャック４１は、導電膜からなる電極４３を一対の絶縁膜４４、４５の間に挟みこんだものである。電極４３には高圧の直流電源４６がスイッチ４７および被覆線４８を介して電気的に接続されている。直流電源４６より印加される直流電圧により、クーロン力で被処理基板Ｗを静電チャック４１上に吸着保持することができる。
【００２５】
保持台１４の内部には、周方向に延びる環状の冷媒室５１が設けられている。この冷媒室５１には、チラーユニット（図示せず）より配管５２、５３を介して所定の温度の冷媒、例えば、冷却水が循環供給される。冷媒の温度によって静電チャック４１上の被処理基板Ｗの処理温度を制御できる。さらに、伝熱ガス供給部（図示せず）からの伝熱ガス、例えば、Ｈｅガスがガス供給管５４を介して静電チャック４１の上面と被処理基板Ｗの裏面との間に供給される。
【００２６】
ここで、反応ガス供給部１３の具体的な構成について説明する。図２は、図１に示すプラズマ処理装置１１のうち、ＩＩで示す部分の拡大図である。図１および図２に示すように、反応ガス供給部１３は、プラズマ処理用の反応ガスを処理容器１２内に供給する供給孔６６が設けられたインジェクターベース６１を含む。誘電体板１６には、径方向の中央領域において板厚方向に貫通し、インジェクターベース６１を収容するベース収容部６４が設けられている。インジェクターベース６１は、ベース収容部６４に収容されるように設けられている。
【００２７】
反応ガス供給部１３には、同軸導波管２４の中心導体２５、スロットアンテナ３０および誘電体板１６をそれぞれ貫通し、供給孔６６に至るようにして形成されたガス流路６８が設けられている。中心導体２５の上端部に形成されたガス入口６９には、途中に開閉弁７０やマスフローコントローラのような流量制御器７１等が介設されたガス供給系７２が接続されている。ガス供給系７２により流量等を調整しながら反応ガスを供給する。
【００２８】
なお、インジェクターベース６１の材質としては、アルマイト処理を施したアルミニウムやＹ２Ｏ３（イットリア）コートアルミニウム等が用いられる。また、図示はしないが、このような導電体から構成されるインジェクターベース６１は、プラズマ処理装置１１の外部において接地された構成となっている。
【００２９】
供給孔６６は、保持台１４に対向する対向面であり、処理容器１２内にその一部が露出される壁面６７に設けられている。すなわち、インジェクターベース６１の壁面６７の一部は、ベース収容部６４が設けられた誘電体板１６で覆われずに処理容器１２内に露出されている。壁面６７のうち、処理容器１２内に露出される部分は、図２において、誘電体板１６によって覆われる最内径の点８０から内径側の部分である。供給孔６６は、壁面６７のうち、処理容器１２内に露出される部分に設けられている。壁面６７は、平らである。インジェクターベース６１単体を図１中の矢印ＩＩＩの方向から見た図を、図３に示す。供給孔６６は、複数設けられている。供給孔６６は、インジェクターベース６１の径方向中央に位置するように設けられている。
【００３０】
インジェクターベース６１のうち、ベース収容部６４の壁面７７と対向する壁面７３には、ベース収容部６４の壁面７７と密着して、処理容器１２内を密封するシールとしての環状のＯリング６５が設けられている。Ｏリング６５は、パーフルオロ系のゴム部材から構成されている。なお、インジェクターベース６１において、Ｏリング６５よりも内方側に配置される部分については、Ｙ２Ｏ３（イットリア）コートアルミニウムを用い、Ｏリング６５よりも外方側に配置される部分については、アルマイト処理が施されたアルミニウムを用いることが好ましい。
【００３１】
Ｏリング６５は、インジェクターベース６１の壁面７３とベース収容部６４の壁面７７との間に介在するように設けられている。具体的には、壁面７３には、Ｏリング６５を受け入れるようその表面から凹んだ環状の凹部７６が設けられており、Ｏリング６５は、この凹部７６に受け入れられるようにして設けられている。Ｏリング６５の位置を安定させることができる。なお、壁面７３は、壁面６７の外径側に設けられており、壁面６７と壁面７３は、略平行に構成されている。
【００３２】
ここで、処理容器１２内に露出される壁面６７と、Ｏリング６５が設けられた壁面７３との間には、段差を有する。段差は、壁面６７、および壁面７３の双方に直交する方向に延びる壁面７４によって構成されている。また、誘電体板１６の下面６３から処理容器１２内に露出される壁面６７までの距離Ｌ１は、誘電体板１６の下面６３からＯリング６５が設けられた壁面７３までの距離Ｌ２よりも短くなるように構成されている。なお、ベース収容部６４には、壁面７４に対向し、壁面７４と略平行な壁面７５が設けられている。
【００３３】
次に、この発明の一実施形態に係る上記したプラズマ処理装置１１を用いて、被処理基板Ｗのプラズマ処理方法について説明する。
【００３４】
まず、保持台１４上に被処理基板Ｗを保持させる。次に、処理容器１２内を所定の圧力に減圧し、反応ガス供給部１３により反応ガスを供給して所定の圧力に維持する。具体的には、ガス流路６８から反応ガスを送り込み、供給孔６６から被処理基板Ｗの中央領域に向かって処理容器１２内に反応ガスを供給する。その後、プラズマ励起用のマイクロ波をマイクロ波発生器１５により発生させ、誘電体板１６を介して処理容器１２内にマイクロ波を導入し、処理容器１２内にプラズマを発生させる。なお、反応ガスは、酸素を混合した反応ガスを含む。このようにして、被処理基板Ｗにプラズマ処理を行う。
【００３５】
ここで、プラズマ処理時において、処理容器１２内の密閉された空間には、反応ガスのラジカルが発生する。この場合、酸素ラジカルが発生する。
【００３６】
しかし、このようなプラズマ処理装置１１においては、供給孔６６が設けられ、処理容器１２内に露出される壁面６７とＯリング６５が設けられた壁面７３との間に段差を有するため、具体的には、壁面６７および壁面７３と直交する方向に延び、壁面６７および壁面７３の間の段差を構成する壁面７４を有するため、処理容器１２内に露出される壁面６７からＯリング６５が設けられた壁面７３までの距離を長くすることができる。そうすると、ラジカルの濃度の薄い領域にＯリング６５を配置させることができるため、ラジカルのＯリング６５に対する攻撃性を緩和することができる。したがって、Ｏリング６５の寿命低下を防止して、プラズマ処理装置１１の長寿命化を実現することができる。
【００３７】
ここで、処理容器内に露出される壁面とＯリングが設けられた壁面との間に段差を有しない構成のプラズマ処理装置とこの発明に係るプラズマ処理装置において、酸素ラジカルの量とＯリングの位置の関係について説明する。
【００３８】
図４は、段差を有しないプラズマ処理装置とこの発明に係るプラズマ処理装置において、酸素ラジカルの量とＯリングの位置の関係を示すグラフである。図４中、縦軸は酸素ラジカルの量（＃／ｍ３）を示し、横軸は、Ｏリングが設けられた位置（ｍｍ）を、壁面６７の径方向中央部７９からＯリング６５と壁面７７との接触部７８までの距離Ｄで示したものである。
【００３９】
図５は、段差を有しないプラズマ処理装置８１の一部を示す概略断面図であり、図２に示す部分に相当する。図５においては、供給孔８２が設けられ、処理容器内に露出される壁面８３とＯリング８４が設けられた壁面８３は同じである。すなわち、処理容器内に露出される壁面８３とＯリング８４が設けられた壁面８３との間に段差を有しない構成である。なお、図６は、図５に示すプラズマ処理装置８１よりも、Ｏリング８９が設けられた位置までの距離が長いプラズマ処理装置８６の一部を示し、図２および図５に示す部分に相当する。図６においても、供給孔８７が設けられ、処理容器内に露出される壁面８８とＯリング８９が設けられた壁面８８は同じである。図４中、四角印が図５に示すプラズマ処理装置８１の場合であり、三角印が図６に示すプラズマ処理装置８６の場合であり、×印が図１および図２に示すこの発明に係るプラズマ処理装置１１の場合である。
【００４０】
図１〜図６に示すように、図５に示すプラズマ処理装置８１の場合、Ｄ＝約１０ｍｍの位置において、３．８Ｅ＋１９のラジカルの量である。図６に示すプラズマ処理装置８６の場合、Ｄ＝約１４ｍｍの位置において、１．０９Ｅ＋１９のラジカルの量である。これらに対し、図１および図２に示すプラズマ処理装置１１の場合、Ｄ＝約１９ｍｍの位置において、１．７７Ｅ＋１８のラジカルの量である。このように、上記した段差を有するプラズマ処理装置において、Ｏリングを設ける位置を、ラジカルの量が非常に少ない領域とすることができる。
【００４１】
次に、Ｏリングに対する影響について説明する。図７は、Ｏリングの重量減少量とプラズマ処理時間との関係を示すグラフである。図８は、Ｏリングの重量減少率とプラズマ処理時間との関係を示すグラフである。図７において、縦軸は、Ｏリングの重量減少量（ｍｇ）を示し、図８において、縦軸は、Ｏリングの重量減少率（％）を示している。図７および図８において、横軸は、プラズマ処理時間（時間）を示している。また、図７および図８中、四角印は、上記した図５に示すプラズマ処理装置の場合であり、三角印は、図２に示すこの発明に係るプラズマ処理装置の場合である。四角印で示すプラズマ処理装置において、径方向中央からＯリングが設けられた位置までの距離は同じである。なお、図７および図８において、Ｏリングの重量減少が大きい程、Ｏリングが消耗していることになる。
【００４２】
図７および図８に示すように、四角印で示すプラズマ処理装置の場合は、４時間が経過した時点において、三角印で示すこの発明に係るプラズマ処理装置の場合と比べ、Ｏリングの重量減少が著しい。１０時間経過後において、Ｏリングの減少率が四角印で示すプラズマ処理装置の場合、重量減少率が０．０３０％近くあるのに対し、三角印で示すプラズマ処理装置の場合、重量減少率が０．０１０％程度であり、Ｏリングの消耗が三分の一程度であることが判る。
【００４３】
以上より、この発明に係るプラズマ処理装置においては、Ｏリングの寿命低下を防止して、プラズマ処理装置の長寿命化を実現することができる。
【００４４】
なお、上記の実施の形態においては、誘電体板１６の下面６３から処理容器１２内に露出される壁面６７までの距離Ｌ１が、誘電体板１６の下面６３からＯリング６５が設けられた壁面７３までの距離Ｌ２よりも短くなるよう構成することとしたが、これに限らず、誘電体板１６の下面６３から処理容器１２内に露出される壁面６７までの距離Ｌ１が、誘電体板１６の下面６３からＯリング６５が設けられた壁面７３までの距離Ｌ２よりも長くなるよう構成するようにしてもよい。
【００４５】
図９は、この場合におけるプラズマ処理装置９１の一部を拡大して示す拡大断面図であり、図２に示す部分に相当する。図９に示すように、この発明の他の実施形態に係るプラズマ処理装置９１は、誘電体板９２の下面９３から供給孔９４が設けられ、処理容器内に露出される壁面９５までの距離Ｌ３が、誘電体板９２の下面９３からＯリング９６が設けられた壁面９７までの距離Ｌ４よりも長く構成されている。このように構成することによっても、上記した距離を長くすることができ、Ｏリング９６の寿命低下を防止して、プラズマ処理装置９１の長寿命化を実現することができる。
【００４６】
また、誘電体板の下面から処理容器内に露出される壁面までの距離と誘電体板の下面からＯリングが設けられた壁面までの距離とが同じであっても、図１０に示すこの発明のさらに他の実施形態に係るプラズマ処理装置１０１のように、供給孔１０２が設けられ、処理容器内に露出される壁面１０３とＯリング１０４が設けられた壁面１０５との間に複数の壁面１０６、１０７、１０８を形成して、壁面１０３と壁面１０５との間に段差を有するよう構成するようにしてもよい。
【００４７】
なお、上記の実施の形態においては、段差を構成する壁面は、処理容器内に露出される壁面およびシールが設けられた壁面と直交する方向に延びる壁面であったが、これに限らず、いずれか一方に直交する方向に延びる壁面であってもよいし、いずれにも直交せず、傾斜した方向に延びる壁面であってもよい。さらに、段差を構成する壁面が図２等に示す断面において、円弧形状等を含んでいてもよい。さらに、複数の壁面により、段差を複数設けるようにしてもよい。
【００４８】
また、上記の実施の形態においては、インジェクターベースのうち、保持台に対向し、処理容器内に露出される壁面を平らにすることとしたが、これに限らず、他の形状であってもよいし、凹凸が設けられていてもよい。
【００４９】
また、処理容器内に露出される壁面は、保持台側に突出する突出部を含み、突出部の先端部に供給孔が設けられている構成としてもよい。図１１は、この場合におけるプラズマ処理装置の一部を示す断面図であり、図２に示す部分に相当する。図１１に示すように、プラズマ処理装置１１１に含まれるインジェクターベース１１７のうち、図１１における下方向に位置する保持台（図示せず）に対向する壁面１１３は、保持台側に突出する突出部１１５を含む。突出部１１５の先端部１１４には、供給孔１１２が設けられている。処理容器内に露出される壁面１１３とＯリング１１８が設けられた壁面１１９との間には、段差を有する。このように構成することによっても、上記した効果を奏することができる。ここで、処理容器内に露出される壁面１１３とは、ベース収容部が設けられた誘電体板１１６で覆われなくなる部分を含む壁面をいい、図１１に示す実施形態においては、紙面左右方向に延びる壁面１１３をいう。
【００５０】
なお、この場合、突出部１１５の壁面１１３からの突出量については、誘電体板１１６の下面１２０よりも突出部１１５の先端部１１４の方が、誘電体板１１６の内方側に位置することが好ましい。具体的には、保持台の上面から誘電体板１１６の下面１２０までの距離Ｌ５よりも保持台の上面から突出部１１５の先端部１１４までの距離Ｌ６を長くする。プラズマ処理時において、誘電体板１１６の下面１２０側には電界が生成されるが、このように構成することにより、突出部１１５の先端部１１４に電界が集中するおそれを低減することができ、突出部１１５に対する電界による負荷を軽減することができる。
【００５１】
なお、上記の実施の形態においては、シールとしてＯリングを適用した場合について説明したが、これに限らず、インジェクターベースとベース収容部との間を密封する他のシールであってもよい。さらに、Ｏリングの内径側、すなわち、Ｏリングと処理容器内に露出する壁面との間に、シール機能を有しないＰＴＦＥ（Ｐｏｌｙ  Ｔｅｔｒａ  Ｆｕｌｕｏｒｏ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ）等を素材とするリングを配置し、これにより発生したラジカルを捕捉するようにしてもよい。こうすることにより、さらにＯリングに対するラジカルによるダメージを低減することができ、長寿命化を図ることができる。
【００５２】
また、上記の実施の形態において、インジェクターベースは導電体から構成されることとしたが、これに限らず、石英等の絶縁体から構成されることとしてもよい。
【００５３】
なお、上記の実施の形態においては、反応ガスとして酸素を混合した混合ガスを用いることとしたが、これに限らず、プラズマ処理時においてラジカルを発生する他のガスを混合した混合ガスを用いた場合についても適用される。具体的には、例えば、フッ素や塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン系ガスについては、ハロゲンラジカルが発生するが、このようなハロゲン系ガスを用いた場合についても適用される。
【００５４】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】この発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置の要部を示す概略断面図である。
【図２】図１に示すプラズマ処理装置のうち、ＩＩで示す部分の拡大図である。
【図３】図１に示すプラズマ処理装置に含まれるインジェクターベースを図１中の矢印ＩＩＩの方向から見た図である。
【図４】段差を有しない構成のプラズマ処理装置とこの発明に係るプラズマ処理装置において、酸素ラジカルの量とＯリングの位置の関係を示すグラフである。
【図５】段差を有しない構成のプラズマ処理装置の一部を示す概略断面図であり、図２に示す部分に相当する。
【図６】図５に示すプラズマ処理装置よりも、Ｏリングが設けられた位置までの距離が長いプラズマ処理装置の一部を示し、図２に示す部分に相当する。
【図７】Ｏリングの重量減少量とプラズマ処理時間との関係を示すグラフである。
【図８】Ｏリングの重量減少率とプラズマ処理時間との関係を示すグラフである。
【図９】この発明の他の実施形態に係るプラズマ処理装置の一部を示す拡大断面図である。
【図１０】この発明のさらに他の実施形態に係るプラズマ処理装置の一部を示す拡大断面図である。
【図１１】この発明のさらに他の実施形態に係るプラズマ処理装置の一部を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１１，８１，８６，９１，１０１，１１１  プラズマ処理装置、１２  処理容器、１３  反応ガス供給部、１４  保持台、１５  マイクロ波発生器、１６，９２，１１６  誘電体板、１７  底部、１８  側壁、１９  排気孔、２０，６５，８４，８９，９６，１０４，１１８  Ｏリング、２１  マッチング、２２  モード変換器、２３  導波管、２４  同軸導波管、２５  中心導体、２６  外周導体、２７，７６  凹部、２８  遅波板、２９  スロット穴、３０  スロットアンテナ、３１，３２  筒状支持部、３３  排気路、３４  バッフル板、３５  排気管、３６  排気装置、３７  高周波電源、３８  マッチングユニット、３９  給電棒、４１  静電チャック、４２  フォーカスリング、４３  電極、４４，４５  絶縁膜、４６  直流電源、４７  スイッチ、４８  被覆線、５１  冷媒室、５２，５３  配管、５４  ガス供給管、６１，１１７  インジェクターベース、６３，９３，１２０  下面、６４  ベース収容部、６６，８２，８７，９４，１０２，１１２  供給孔、６７，７３，７４，７５，７７，８３，８８，９５，９７，１０３，１０５，１０６，１０７，１０８，１１３，１１９  壁面、６８  ガス流路、６９  ガス入口、７０  開閉弁、７１  流量制御器、７２  ガス供給系、７８  接触部、７９  中央部、８０  点、１１４  先端部、１１５  突出部。
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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