(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端を閉じた略筒状をなすチャンバーの外周に、第１の電極及び第２の電極が一定の間隔をあけて螺旋状に巻回しされ、これら第１の電極及び第２の電極はチャンバーの外周を略半周巻回しする複数の帯状分割片から構成され、各帯状分割片の両端はチャンバーの外側に配置された一対の絶縁体に止着され、この絶縁体に設けた導体によって第１の電極を構成する帯状分割片同士及び前記第２の電極を構成する帯状分割片同士は電気的に接続され、且つ各帯状分割片は互いに間隔をもって上下方向に交互に配置されることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
上端を閉じた略筒状をなすチャンバーの外周に、第１の電極及び第２の電極が一定の間隔をあけて螺旋状に巻回しされ、これら第１の電極及び第２の電極はチャンバーの外周を略１周巻回しする複数の帯状分割片から構成され、各帯状分割片の両端はチャンバーの外側に配置された１本の絶縁体に止着され、この絶縁体に設けた導体によって第１の電極を構成する帯状分割片同士及び前記第２の電極を構成する帯状分割片同士は電気的に接続され、且つ各帯状分割片は互いに間隔をもって上下方向に交互に配置されることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のプラズマ処理装置において、前記第１の電極は高周波電源に接続され、前記第２の電極は前記第１の電極が接続される高周波電源よりも低周波の電源に接続されることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載のプラズマ処理装置において、前記第１の電極は高周波電源に接続され、前記第２の電極はアースに接続されることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載のプラズマ処理装置において、前記第１の電極及び第２の電極の上方または下方の一端は高周波電源に接続され、他端は前記一端が接続される高周波電源よりも低周波の電源またはアースに接続されることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載のプラズマ装置処理において、前記第１の電極及び第２の電極の上方の一端が高周波電源に接続されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項７】
上端を閉じた略筒状をなすチャンバーの外周に、電極が一定の間隔をあけて螺旋状に巻回しされ、この電極の一端は高周波電源に接続され、他端は前記一端が接続される高周波電源よりも低周波の電源又はアースに接続され、更にこの電極はチャンバーの外周を略半周巻回しする複数の帯状分割片から構成され、各帯状分割片の両端はチャンバーの外側に配置された一対の絶縁体に止着され、この絶縁体に設けた導体によって電極を構成する帯状分割片同士は電気的に接続され、且つ各帯状分割片は互いに間隔をもって上下方向に配置されることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項８】
請求項７に記載のプラズマ処理装置において、前記電極の上方の一端が高周波電源に接続されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のプラズマ処理装置において、前記チャンバーはその下端開口で基台に形成した開口部を覆うように取り付けられ、前記開口部には被処理物を載置するテーブルが昇降可能に臨むことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれかに記載のプラズマ処理装置において、前記チャンバーの上部には反応ガスの導入管が設けられていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体ウェーハ等の表面に形成した被膜をエッチングしたり、ホトレジスト膜をアッシング除去したり、デポジション等に用いるプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウェーハ表面の被膜をエッチング等するプラズマ処理装置として、石英等からなるチャンバーの外周に、高周波電源に接続される第１の電極と、この電極との間でプラズマを発生する第２の電極を対峙させて設けたものが知られている。
【０００３】
ここで、プラズマ処理装置にあって、主としてプラズマが発生する箇所は、第１の電極と第２の電極とが最も接近した箇所であり、上述した従来のプラズマ処理装置にあっては、電極の形状が半割筒状をなしているので、プラズマが発生する箇所は、チャンバーに沿って上下方向に伸びる２本の線状領域となる。
【０００４】
そして、プラズマの発生領域が２本の線状領域であると、チャンバー内で発生するプラズマが均一にならないので、特開平６−１３２２５０号公報或いは特開平８−１３０１８５号公報に開示される構造のものがある。
特開平６−１３２２５０号公報に開示されるプラズマ処理装置は、第１の電極及び第２の電極の形状を櫛歯状とし、一方の凸部が他方の凹部に入り込むようにしており、特開平８−１３０１８５号公報に開示されるプラズマ処理装置は、帯状をなす第１の電極と第２の電極とを一定の間隔を開けて螺旋状にチャンバー外周に巻回している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特開平６−１３２２５０号公報或いは特開平８−１３０１８５号公報に開示される電極構造とすることでチャンバー内の外周部のほぼ全域をプラズマの発生領域とすることができる。
しかしながら、いずれの先行技術にあっても、極めて薄い電極を円筒状をなすチャンバーの外周面の所定箇所に長期に亘って安定して固定しておく手段がない。特に、特開平８−１３０１８５号公報に開示されるものは、電極を帯状として螺旋状に巻回する構成となるので、電極間の間隔を一定に保つのは困難で、プラズマの発生が不均一になりやすい。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく本願の第１発明に係るプラズマ処理装置は、上端を閉じた略筒状をなすチャンバーの外周に、第１の電極及び第２の電極が一定の間隔をあけて螺旋状に巻回され、これら第１の電極及び第２の電極はチャンバーの外周を略半周巻回する複数の帯状分割片から構成され、各帯状分割片の両端はチャンバーの外側に配置された一対の絶縁体に止着され、この絶縁体に設けた導体によって第１の電極を構成する帯状分割片同士及び前記第２の電極を構成する帯状分割片同士は電気的に接続された構成とした。
【０００７】
また、上記課題を解決すべく本願の第２発明に係るプラズマ処理装置は、上端を閉じた略筒状をなすチャンバーの外周に、第１の電極及び第２の電極が一定の間隔をあけて螺旋状に巻回され、これら第１の電極及び第２の電極はチャンバーの外周を略１周巻回する複数の帯状分割片から構成され、各帯状分割片の両端はチャンバーの外側に配置された１本の絶縁体に止着され、この絶縁体に設けた導体によって第１の電極を構成する帯状分割片同士及び前記第２の電極を構成する帯状分割片同士は電気的に接続された構成とした。
また、上記課題を解決すべく本願の第３発明に係るプラズマ処理装置は、上端を閉じた略筒状をなすチャンバーの外周に、電極が一定の間隔をあけて螺旋状に巻回され、これら電極はチャンバーの外周を略半周巻回する複数の帯状分割片から構成され、各帯状分割片の両端はチャンバーの外側に配置された一対の絶縁体に止着され、この絶縁体に設けた導体によって電極を構成する帯状分割片同士は電気的に接続された構成とした。
【０００８】
前記第１の電極と第２の電極の電源への接続の態様としては、第１の電極は高周波電源に接続し、第２の電極を第１の電極が接続される高周波電源よりも低周波の電源かアースに接続する態様、或いは第１の電極及び第２の電極の双方の一端（上端）を高周波電源に接続し、他端（下端）をこれよりも低周波の電源かアースに接続する態様が考えられる。
また、第３の発明にあっては、前記電極の一端（上端）は高周波電源に接続し、他端（下端）はこれよりも低周波の電源かアースに接続する態様が考えらえる。
【０００９】
前記プラズマ処理装置のチャンバーは基台に形成した開口部を覆うように取り付けられ、この基台に形成した開口部には半導体ウェーハ等の被処理物を載置するテーブルが昇降可能に臨むのが一般的なプラズマ処理装置の構成である。
【００１０】
また、本発明に係るプラズマ処理装置のチャンバーはベルジャー型等の上端を閉じた形状であるが、その上端部或いは上端部から若干下がった位置には反応ガスの導入管が取り付けられる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、図１は第１発明に係るプラズマ処理装置を分解して示した全体斜視図、図２は電極をチャンバーに取り付けた状態を示す図である。
【００１２】
プラズマ処理装置１は石英等から構成されるチャンバー２を備え、その形状は上端を閉じた略筒状（ベルジャー型）をなし、上端部には反応ガス導入管３を設けている。
【００１３】
チャンバー２は小径のチャンバー上部２ａと大径のチャンバー下部２ｂから構成され、小径のチャンバー上部２ａの内部をプラズマ発生空間とし、大径のチャンバー下部２ｂの内部を処理空間とし、大径のチャンバー下部２ｂは基台４に形成した開口５を覆うように基台４上に気密に固定され、開口５には被処理物であるウェーハＷを載置するテーブル６が昇降自在に臨み、開口５とテーブル６との間には減圧装置につながる排気通路７が形成される。
【００１４】
また、小径のチャンバー上部２ａの外側の対向する位置には、アルミナや樹脂等からなる一対の柱状絶縁体８，９を上下方向に配置している。柱状絶縁体８はリブ１０にて６つの止着部８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆに画成され、柱状絶縁体９はリブ１１にて６つの止着部９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆに画成され、上端と下端の止着部８ａ，９ａ，８ｆ，９ｆには片面１個の取り付け穴１２が形成され、残りの中間の止着部８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅには片面２個の取り付け穴１２が形成され、これら中間の止着部にはアルミ板や銅板等からなる導体１３を嵌め付けている。
【００１５】
前記各止着部には複数の帯状分割片の端部が止着されている。具体的には、帯状分割片１４ａの細くなった一端が止着部８ａの図において背面側に、他端が導体１３を嵌め付けた止着部９ｂの背面側にビスにて止着され、帯状分割片１４ｂの一端が導体１３を嵌め付けた止着部９ｂの前面側に、他端が導体１３を嵌め付けた止着部８ｃの前面側に止着され、帯状分割片１４ｃの一端が導体１３を嵌め付けた止着部８ｃの背面側に、他端が導体１３を嵌め付けた止着部９ｄの背面側に止着され、帯状分割片１４ｄの一端が導体１３を嵌め付けた止着部９ｄの前面側に、他端が導体１３を嵌め付けた止着部８ｅの前面側に止着され、帯状分割片１４ｅの一端が導体１３を嵌め付けた止着部８ｅの背面側に、細くなった他端が止着部９ｆの背面側に止着されている。そして、これら帯状分割片１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅは導体１３にて電気的に接続され第１の電極１４を構成する。
【００１６】
また、帯状分割片１５ａの細くなった一端が止着部９ａの図において前面側に、他端が導体１３を嵌め付けた止着部８ｂの前面側に止着され、帯状分割片１５ｂの一端が導体１３を嵌め付けた止着部８ｂの背面側に、他端が導体１３を嵌め付けた止着部９ｃの背面側に止着され、帯状分割片１５ｃの一端が導体１３を嵌め付けた止着部９ｃの前面側に、他端が導体１３を嵌め付けた止着部８ｄの前面側に止着され、帯状分割片１５ｄの一端が導体１３を嵌め付けた止着部８ｄの背面側に、他端が導体１３を嵌め付けた止着部９ｅの背面側に止着され、帯状分割片１５ｅの一端が導体１３を嵌め付けた止着部９ｅの前面側に、細くなった他端が止着部８ｆの前面側に止着されている。そして、これら帯状分割片１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅは導体１３にて電気的に接続され第２の電極１５を構成する。
【００１７】
このように第１の電極１４を構成する帯状分割片１４ａ〜１４ｅを電気的に接続し、第２の電極１５を構成する帯状分割片１５ａ〜１５ｅを電気的に接続することで、第１の電極１４と第２の電極１５は全体として、一定の間隔を保ちながら螺旋状にチャンバー２の外周に巻回される。そして、第１の電極１４を高周波電源に、第２の電極１５を第１の電極よりも低周波の電源かアースに接続することで主として電極間の隙間にプラズマが発生する。
【００１８】
尚、実施例にあっては複数の帯状分割片のうち、上端と下端に位置する帯状分割片の形状を一端が細くなるようにしたが、全ての帯状分割片の形状を同一にすることも可能である。
【００１９】
図３は第２発明に係るプラズマ処理装置を分解して示した全体斜視図、図４は電極をチャンバーに取り付けた第２図と同様の図であり、第１発明に係るプラズマ処理装置にあっては２本の柱状絶縁体を用いて帯状電極の端部を止着するようにしたが、このプラズマ処理装置にあっては、１本の柱状絶縁体１６を用い、帯状分割片の両端部を止着している。
【００２０】
即ち、柱状絶縁体１６はリブ１７にて６つの止着部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆに画成され、止着部１６ａの背面側はリブ１７ａにて１６ａ−１と１６ａ−２に分けられ、止着部１６ｆの前面側はリブ１７ｂにて１６ｆ−１と１６ｆ−２に分けられている。
【００２１】
そして、帯状分割片１８ａの細くなった一端が止着部１６ａ−１に、他端が導体１３を嵌め付けた止着部１６ｂの前面側に止着され、帯状分割片１８ｂの一端が導体１３を嵌め付けた止着部１６ｂの背面側に、他端が導体１３を嵌め付けた止着部１６ｄの前面側に止着され、帯状分割片１８ｃの一端が導体１３を嵌め付けた止着部１６ｄの背面側に、細くなった他端が止着部１６ｆ−１の前面側に止着され、これら帯状分割片１８ａ，１８ｂ，１８ｃは導体１３にて電気的に接続され第１の電極１８を構成する。
【００２２】
また、帯状分割片１９ａの細くなった一端が止着部１６ａ−２に、他端が導体１３を嵌め付けた止着部１６ｃの前面側に止着され、帯状分割片１９ｂの一端が導体１３を嵌め付けた止着部１６ｃの背面側に、他端が導体１３を嵌め付けた止着部１６ｅの前面側に止着され、帯状分割片１９ｃの一端が導体１３を嵌め付けた止着部１６ｅの背面側に、細くなった他端が止着部１６ｆ−２の前面側に止着され、これら帯状分割片１９ａ，１９ｂ，１９ｃは導体１３にて電気的に接続され第２の電極１９を構成する。
【００２３】
このように第１の電極１８を構成する帯状分割片１８ａ〜１８ｃを電気的に接続し、第２の電極１９を構成する帯状分割片１９ａ〜１９ｃを電気的に接続することで、第１の電極１８と第２の電極１９は全体として、一定の間隔を保ちながら螺旋状にチャンバー２の外周に巻回される。
【００２４】
図５は第３発明に係るプラズマ処理装置を分解して示した全体斜視図、図６は電極をチャンバーに取り付けた第２図及び第４図と同様の図である。
第３発明に係るプラズマ処理装置は第１発明に係るプラズマ処理装置と同様に２本の柱状絶縁体を用いて帯状電極の端部を止着するようにしている。
【００２５】
即ち、柱状絶縁体２０はリブ２２にて５つの止着部２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅに画成され、柱状絶縁体２１はリブ２３にて６つの止着部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆに画成され、柱状絶縁体２１の上端と下端の止着部２１ａ，２１ｆには片面１個の取り付け穴２４が形成され、残りの止着部２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅには片面２個の取り付け穴２４が形成され、これら中間の止着部にはアルミ板や銅板等からなる導体１３を嵌めつけている。
【００２６】
具体的には帯状分割片２５ａの細くなった一端が止着部２０ａの図において前面側に、他端が導体１３を嵌め付けた止着部２１ａの前面側に止着され、帯状分割片２５ｂの一端が導体１３を嵌め付けた止着部２０ａの背面側に、他端が導体１３を嵌め付けた止着部２１ｂの背面側に止着され、帯状分割片２５ｃの一端が止着部２１ｂの前面側に、他端が導体１３を嵌め付けた止着部２０ｂの前面側に止着され、帯状分割片２５ｄの一端が導体１３を嵌め付けた止着部２０ｂの背面側に、他端が導体１３を嵌め付けた止着部２１ｃの背面側に止着され、帯状分割片２５ｅの一端が止着部２１ｃの前面側に、他端が導体１３を嵌め付けた止着部２０ｃの前面側に止着され、帯状分割片２５ｆの一端が導体１３を嵌め付けた止着部２０ｃの背面側に、他端が導体１３を嵌め付けた止着部２１ｄの背面側に、止着され、帯状分割片２５ｇの一端が止着部２１ｄの前面側に、他端が導体１３を嵌め付けた止着部２０ｄの前面側に止着され、帯状分割片２５ｈの一端が導体１３を嵌め付けた止着部２０ｄの背面側に、他端が導体１３を嵌め付けた止着部２１ｅの背面側に止着され、帯状分割片２５ｉの一端が止着部２１ｅの前面側に、他端が導体１３を嵌め付けた止着部２０ｅの前面側に止着され、帯状分割片２５ｊの一端が導体１３を嵌め付けた止着部２０ｅの背面側に、細くなった他端が導体１３を嵌め付けた止着部２１ｆの背面側に止着されている。これらの帯状分割片２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ，２５ｆ，２５ｇ，２５ｈ，２５ｉ，２５ｊは導体１３に電気的に接続され電極を構成する。
【００２７】
尚、第１発明、第２発明の実施例にあっては第１の電極１４，１８を高周波電源に接続し、第２の電極１５，１９をアースに接続したが、第１の電極１４，１８を高周波電源に接続し、第２の電極１５，１９を第１の電極１４，１８が接続される高周波電源よりも低周波の電源に接続してもよく、或いは第１の電極１４，１８及び第２の電極１５，１９の一端（上端）を高周波電源に接続し、第１の電極１４，１８及び第２の電極１５，１９の他端（下端）を一端部が接続される高周波電源よりも低周波の電源またはアースに接続してもよい。
また、第３発明にあっては、電極２０の一端（上端）を高周波電源に接続し、他端（下端）をこれよりも低周波の電源かアースに接続してもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明によれば、第１発明、第２発明のプラズマ処理装置のチャンバーの外周に、プラズマを発生させる第１の電極と第２の電極を一定の間隔をあけて螺旋状に巻回したものにおいて、前記第１の電極及び第２の電極をチャンバーの外周を略半周または略１周巻回する複数の帯状分割片にて構成し、各帯状分割片の両端をチャンバーの外側に配置された一対または１本の絶縁体に止着し、この絶縁体に設けた導体によって第１の電極を構成する帯状分割片同士及び前記第２の電極を構成する帯状分割片同士を電気的に接続するようにしたので、均一にプラズマを発生されるための第１の電極と第２の電極間の隙間を、長期に亘って一定に維持することができる。
【００２９】
同じく第３発明のプラズマ処理装置のチャンバーの外周に、プラズマを発生させる帯状分割片同士を電気的に接続したので、電極間の隙間を長期に亘って一定に維持することができる。
【００３０】
第１及び第３発明のように、帯状電極を２ヵ所で止着するようにすれば、電極の固定がより確実になされ、第２の発明のように、帯状電極を１ヵ所で止着するようにすれば、構造が簡単になり且つ止着作業も楽になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１発明に係るプラズマ処理装置を分解して示した全体斜視図
【図２】電極をチャンバーに取り付けた状態を示す図
【図３】第２発明に係るプラズマ処理装置を分解して示した全体斜視図
【図４】電極をチャンバーに取り付けた第２図と同様の図
【図５】第３発明に係るプラズマ処理装置を分解して示した全体斜視図
【図６】電源をチャンバーに取り付けた第２図と同様の図
【符号の説明】
１…プラズマ処理装置、２…チャンバー、３…反応ガス導入管、８，９，１６，２０，２１…柱状絶縁体、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆ，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆ，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ…止着部、１０，１１，１７，２２，２３…リブ、１３…導体、１４…第１の電極、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ…第１の電極を構成する帯状分割片、１５…第２の電極、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ…第２の電極を構成する帯状分割片、１８…第１の電極、１８ａ，１８ｂ，１８ｃ…第１の電極を構成する帯状分割片、１９…第２の電極、１９ａ，１９ｂ，１９ｃ…第２の電極を構成する帯状分割片、２５…電極、２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ，２５ｆ，２５ｇ，２５ｈ，２５ｉ，２５ｊ…電極を構成する帯状分割片。
【図１】
0003569090.tif 000002
【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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