(57)【要約】【課題】均一なプラズマ処理が行えると共に、パーティクルの発生を抑制できるプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】減圧下の処理室１内に載置した被処理基板５をプラズマを用いて処理するプラズマ処理装置であって、被処理基板５を挟むように且つ被処理基板５と接触しないように複数の交流電力印加用電極板３、４を設けた。【選択図】        図２
2006049367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧下の処理室内に載置した被処理基板をプラズマを用いて処理するプラズマ処理装置であって、前記被処理基板を挟むように且つ前記被処理基板と接触しないように複数の交流電力印加用電極板を設けたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【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し、特に、シリコンウエハなどの基板の表面をプラズマを用いてエッチングしたり、薄膜を形成したり、表面を改質したり等するプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、複数の被処理基板を一括してプラズマで処理する従来のバッチ式プラズマ処理装置の処理炉を説明するための概略一部切り欠き斜視図であり、図９は、従来のバッチ式プラズマ処理装置の処理炉を説明するための概略縦断面図である。
【０００３】
処理室１は反応管２及びシールキャップ２５で気密に構成され、反応管２の周囲には、ヒータ１４が処理室１を取り囲むように設けてある。反応管２は石英などの誘電体で構成されている。
【０００４】
処理室１内部には導電性材料で構成されたサセプタ電極Ａ２３とサセプタ電極Ｂ２４が交互に多段に重なるように導電性の電極支柱Ａ２１と電極支柱Ｂ２０にそれぞれ取付けられている。２本の電極支柱２０、２１は各々図示しない絶縁部材でシールキャップ２５と絶縁した状態で処理室１のシールキャップ２５を外部に貫通し、発振器８の出力する交流電力が整合器９を介して印加できるようになっている。
【０００５】
処理室１は排気管６を介してポンプ７に接続され、処理室１内部のガスを排気できる構造となっている。
【０００６】
また、処理室１にはガス導入ポート１０が設けてあり、処理室１内部に被処理基板を処理するために必要なガスなどを導入して処理できるようになっている。
【０００７】
処理室１内のサセプタ電極Ａ２３、Ｂ２４間には交流電界が生じ、ガス導入ポート１０から導入されたガスをプラズマ化し、サセプタ電極Ａ２３、Ｂ３４に載置された被処理基板５を処理する。
【０００８】
次に本装置の動作を説明する。
【０００９】
処理室１が大気圧の状態で図示しないエレベータ機構で被処理基板５を装填するためのサセプタ電極を載せたシールキャップ２５を下げて図示しない被処理基板支持用ピンと、図示しない被処理基板搬送用ロボットの共働動作により所用の数の被処理基板５をサセプタ電極Ａ２３及びサセプタ電極Ｂ２４に載置した後、シールキャップ２５を上昇させて処理室１内部に挿入する。
【００１０】
被処理基板５を載置するサセプタ電極数は、プラズマ生成の条件等できまるサセプタ電極Ａ２３、Ｂ２４の間隔と、処理室１の高さ方向の大きさの制約で決定される。
【００１１】
ヒ−タ１４に電力を投入し、被処理基板５、反応管２、サセプタ電極Ａ２３、Ｂ２４など処理室１内部の部材を所定の温度に加熱する。
【００１２】
被処理基板５の搬送時、ヒータ１４の温度を下げ過ぎてしまうと、被処理基板５の搬送終了後、処理室１内部で温度を所定の値まで上昇させて安定させるのに相当の時間がかかってしまうため、通常は被処理基板５の搬送に支障が無い温度まで下げて、その値で保持した状態で搬送を行う。
【００１３】
同時に反応管２内部の気体を図示しない排気口から排気管６を通してポンプ７で排気する。
【００１４】
被処理基板５が所定の温度になった時点で処理室１にガス導入ポート１０から反応性ガスを導入し、図示しない圧力調整機構によって処理室１内の圧力を所定の値に保持する。
【００１５】
処理室１内部の圧力が所定の圧力になった時点で発振器８の出力する交流電力を整合器９を介して電極支柱Ａ２１及び電極支柱Ｂ２０に供給し、サセプタ電極Ａ２３、Ｂ２４間にプラズマを生成する。
【００１６】
電極支柱Ａ２１及び電極支柱Ｂ２０に供給する交流電力の周波数は１３．５６ＭＨｚの高周波や４００ＫＨｚ程度の低周波が利用される。
【００１７】
４００ＫＨｚの低周波電力を用いた場合は、サセプタ電極Ａ２３、Ｂ２４間の低周波の交流電界でプラズマ中のイオンが加速され、被処理基板５の表面にプラズマ中のイオン衝撃を与えることができる。
本機能はプラズマエッチングや酸化膜表面の窒化などを行う場合に有効である。
従来技術の例ではシールキャップ２５をアース電極とすることができるが、処理室１内部のその他の箇所にアース電極を設けても良い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
従来技術の問題点について図１０〜図１７を参照して説明する。
【００１９】
まず、図１０〜図１２を参照して、エッジ効果として知られている、サセプタ電極２３、２４に載置された被処理基板５の処理特性が、被処理基板５の周辺部で変わってしまう現象について説明する。
【００２０】
この現象は、サセプタ電極２３、２４と被処理基板５周辺のエッジ部では物理的な形状や材質の変化があるため、ガス流れの不均一、圧力の不均一、プラズマパラメータの不均一などが生じ、被処理基板処理中の作用の度合いが変わってしまうために生じるものである。
【００２１】
特に、被処理基板５の処理に大きな影響を及ぼすプラズマの生成において、サセプタ電極２３、２４周辺のエッジ部に電界が集中するため、サセプタ電極２３、２４上の被処理基板５が受ける影響を回避するのは困難な現象である。
【００２２】
エッジ部の形状は図１０のように被処理基板５の直径がサセプタ電極２３、２４の直径よりも小さい場合、図１１のように直径がいずれも同じ場合、図１２のようにサセプタ電極２３、２４の直径が被処理基板５の直径よりも小さい場合が考えられるが、いずれの場合も被処理基板周辺部のプラズマ生成に影響が出て、処理の不均一の原因となる。
【００２３】
また、被処理基板５には熱の作用や表面に付いた薄膜の応力の作用で反りや変形が生じることがある。
このため、図１３に示すように被処理基板５とサセプタ電極２３、２４の間に隙間が生じ、これらが多段に積んだサセプタ電極２３、２４上の被処理基板５の処理の不均一の原因となる。
【００２４】
このサセプタ電極２３、２４と被処理基板５との隙間の空き方によって、例えば処理中に成膜を伴う場合は、図１４に示すように被処理基板５が載置される面に斑状に反応生成物１３からなる薄膜が生成されるため、被処理基板５が載置された時に図１５に示すように被処理基板５とサセプタ電極２３、２４との間に不均一なすき間３９が存在する状態になる。
【００２５】
特に斑状に生成された反応生成物１３からなる薄膜が絶縁性の場合、このような状態でプラズマ処理を行うと、プラズマから被処理基板５を通してサセプタ電極２３、２４に流れる電荷の量が不均一になる。
【００２６】
これにより、被処理基板５内の電荷の濃度分布が不均一となり、プラズマと被処理基板表面とのイオンの作用が不均一になることで、非処理基板５の処理が不均一になる場合がある。
【００２７】
また、図１６に示すように、サセプタ電極２３、２４に被処理基板５を載置するには、多段に積んだサセプタ電極２４、２４の下側から挿入されたピン１６とツィーザ１５の共働で載置作業を行うが、このピン１６を貫通させる孔２６をサセプタ電極２３、２４に設ける必要がある。
【００２８】
図１７は、被処理基板５をピン１６で受けている状態を示しているが、被処理基板５の処理中薄膜の成膜を伴う場合は、サセプタ電極２３、２４の裏側から反応性ガスが廻り込み、孔２６の中に反応生成物１３が堆積している。これが被処理基板５の搬送の際、ピン１６と接触して剥がれパーティクル１７を発生させる。
このパーティクル１７が被処理基板５の上に載ると被処理基板５の処理の歩留まりを低下させる。
このためサセプタ電極には穴２６を設けない構造が望まれる。
【００２９】
以上説明したように、従来技術では、次の問題があった。
（１）サセプタ電極と被処理基板のエッジ部の相互作用で被処理基板の処理が不均一になる。
（２）被処理基板の反りや歪みで生じたサセプタ電極の間の隙間によって、プラズマから被処理基板を通して入射する電荷の状態が変化しこれが処理の不均一化の原因となる。
（３）同様に、被処理基板の反りや歪みで生じたサセプタ電極の間の隙間に堆積する薄膜の分布のばらつきによって、反りの小さな正常な被処理基板がサセプタ電極載置された場合でも、プラズマから被処理基板を通して入射する電荷の状態が変化しこれが処理の不均一化の原因となる。
（４）サセプタ電極に設けた被処理基板搬送に用いるピンを貫通させるための孔に、反応副生成物が堆積し、これが剥がれてパーティクルとなり、被処理基板の処理の歩留まりを低下させる。
【００３０】
従って、本発明の主な目的は、均一なプラズマ処理が行えると共に、パーティクルの発生を抑制できるプラズマ処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明によれば、
減圧下の処理室内に載置した被処理基板をプラズマを用いて処理するプラズマ処理装置であって、前記被処理基板を挟むように且つ前記被処理基板と接触しないように複数の交流電力印加用電極板を設けたことを特徴とするプラズマ処理装置が提供される。
【００３２】
好ましくは、前記処理室内に複数の被処理基板を載置し、前記複数の被処理基板はプラズマを用いて一括処理され、前記複数の被処理基板をそれぞれ挟むように且つ前記被処理基板と接触しないように複数の交流電力印加用電極板が設けられる。
【００３３】
また、好ましくは、前記複数の交流電力印加用電極板は、前記被処理基板に入射するイオンのエネルギーを制御するために電極板である。
【００３４】
好ましくは、隣り合う前記交流電力印加用電極板に１８０度位相のずれた交流電力を印加する。このようにすれば、交流印加電圧が大きくなるようにできる。
【００３５】
また、好ましくは、前記処理室内にプラズマを生成するために、前記被処理基板を挟むように設置した前記交流電力印加用電極板とは別の交流電力印加用電極を前記処理室の外または内部に設ける。
【００３６】
好ましくは、前記プラズマを生成するための前記第２の交流電力印加用電極を絶縁トランスによって発振器と絶縁する。
【００３７】
また、好ましくは、前記被処理基板を挟むように設置した前記交流電力印加用電極板を絶縁トランスによって発振器と絶縁する。
【００３８】
好ましくは、前記被処理基板を挟むように設けた前記交流電力印加用電極板に印加する交流電力の周波数が１ＭＨｚ以下である。
【００３９】
好ましくは、前記被処理基板を挟むように設置した前記複数の交流電力印加用電極板を２つの群に分け、前記二つの群のうちの一方の群の電極板は、他方の群の電極板と交互に配置され、前記一方の群の電極板および他方の群の電極板に二つの発振器からの出力をそれぞれ印加し、前記二つの発振器間の位相差を制御可能する。
【００４０】
また、好ましくは、前記被処理基板を挟むように設置した前記複数の交流電力印加用電極板を２つの群に分け、前記二つの群のうちの一方の群の電極板は、他方の群の電極板と交互に配置され、前記一方の群の電極板および他方の群の電極板に二つの発振器からの出力をそれぞれ印加し、前記基板をプラズマ処理している間、前記二つの発振器間の位相差を一定の速度で変化させるように制御可能する。
【００４１】
好ましくは、前記複数の交流電力印加用電極板は前記処理室内に設けられ、前記処理室は固定した処理室形成部材と移動可能な処理室形成部材とにより構成され、前記複数の交流電力印加用電極板は前記移動可能な処理室形成部材と共に移動可能に設けられ、前記移動可能な処理室形成部材と前記固定した処理室形成部材とにより前記処理室を気密に構成した際、前記移動可能な処理室形成部材を経由して前記固定した処理室形成部材から前記複数の交流電力印加用電極板に交流電力を印加可能とする。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、均一なプラズマ処理が行えると共に、パーティクルの発生を抑制できるプラズマ処理装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
本発明の好ましい実施例では、サセプタ電極に被処理基板を載置しない構造とし、非処理基板は専用のボートにエッジ部を支えるように保持する。
【００４４】
また、プラズマのイオンの衝撃を利用したり、被処理基板表面に充分なプラズマを供給させるために、被処理基板を挟むように且つ接触しないように交流電力印加用電極を設ける。
次に、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００４５】
図１は、本実施例１のバッチ式プラズマ処理装置の処理炉を説明するための概略一部切り欠き斜視図であり、図２は、本実施例１のバッチ式プラズマ処理装置の処理炉を説明するための概略縦断面図であり、図３は、本実施例１のバッチ式プラズマ処理装置の処理炉を説明するための部分拡大概略縦断面図である。
【００４６】
処理室１は反応管２及びシールキャップ２５で気密に構成され、反応管２の周囲には、ヒータ１４が処理室１を取り囲むように設けてある。反応管２は石英などの誘電体で構成する。
【００４７】
処理室１内部には導電性材料で構成された電極Ａ３と電極Ｂ４が交互に多段に重なるように、且つ被処理基板５と接触しないように、等間隔で導電性の電極支柱Ａ２１と電極支柱Ｂ２０にそれぞれ取付けられている。２本の電極支柱Ａ２１、Ｂ２０は各々絶縁部材（図３参照）でシールキャップと絶縁した状態で処理室１の外部に貫通し、発振器８の出力する交流電力を整合器９を介して印加できるようになっている。
【００４８】
交流電力の周波数は、被処理基板５の処理の仕方によって選択されるが、被処理基板５表面にプラズマ中のイオンを衝突させ、その衝突エネルギーを利用する場合は、低周波を用いる。通常１ＭＨｚ以下であるが、好適には４００ＫＨｚ前後である。
また、被処理基板５表面に対するイオン衝撃を積極的に用いない処理の場合は１３．５６ＭＨｚなどの高周波を用いる。
【００４９】
処理室１は排気管６を介してポンプ７に接続され、処理室１内部のガスを排気できる構造となっている。
【００５０】
また処理室１にはガス導入ポート１０が設けてあり、処理室１内部に所要のガスを導入して処理できるようになっている。
【００５１】
処理室１内の電極Ａ３及び電極Ｂ４間には交流電力の印加によって生じた交流電界によって、ガス導入ポート１０から導入されたガスをプラズマ化し、サセプタ電極に載置された被処理基板５を処理する構造となっている。
【００５２】
反応管２の外側には処理室１内にプラズマを生成するためのリング状の補助電極Ａ１８、補助電極Ｂ１９が設けてあり、発振器１１の出力する交流電力を整合器１２を介して供給できるようになっている。
【００５３】
補助電極Ａ１８、Ｂ１９へ供給する交流電力の周波数は１３．５６ＭＨｚ等の高周波であり、補助電極Ａ１８、Ｂ１９は処理室１内の全域にプラズマを生成するために用いている。
【００５４】
被処理基板５を処理する場合、補助電極Ａ１８、Ｂ１９でプラズマを生成し、処理室１内に被処理基板５を挟むように設置した電極Ａ３、Ｂ４に４００ＫＨｚ程度の低周波電力を供給し、電極Ａ３、Ｂ４間に印加される低周波の交流電圧を一定の値に保持する。低周波の交流電圧の値は被処理基板５の処理の仕方によって適宜選択する。
【００５５】
補助電極Ａ１８、Ｂ１９の材料は処理温度が４００℃程度の低い場合は通常の導電性の良い金属で良いが、高温の場合は高融点金属やＳｉＣ(炭化珪素)などを用いる。
また補助電極Ａ１８、Ｂ１９の雰囲気は酸化して劣化するのを防ぐ為に酸素を含まないガス、例えば窒素などで満たすのが良い。
補助電極Ａ１８、Ｂ１９は処理室１内部に設けても良い。その場合は被処理基板５に対する汚染などを考慮して、純度の高い導電性材料、例えばＳｉＣ(炭化珪素)などを用いる。
【００５６】
被処理基板５をボート２２に等間隔で載置できるように、ボート２２には被処理基板５の周辺部を載置するための溝が設けてあり、被処理基板搬送ロボット（図６、７のウエハ移載機１１２参照）により被処理基板５を自動で搬送できる機構となっている。なお、本実施例では、被処理基板５として半導体シリコンウエハを使用する。
【００５７】
被処理基板５の搬送時、被処理基板搬送用ロボットの被処理基板を載せるツィーザ（図示せず）は電極Ａ３、Ｂ４間に挿入され、被処理基板５を直接ボート２２に設けた溝に載せて保持させることができる為、サセプタ電極上への搬送の場合と異なり、被処理基板５を一時的に支持するピンが不要である。この為電極Ａ、Ｂにはピンを貫通させるための孔を設ける必要が無い。
【００５８】
ボート２２は通常石英やセラミックスなどの誘電体で構成する。
【００５９】
被処理基板５と電極Ａ３と電極Ｂ４は接触しないように配置されており、この構造が従来技術と異なっている。被処理基板５と電極Ａ３および電極Ｂ４とが離れていることにより、電極Ａ３、Ｂ４で生成されたプラズマまたは補助電極Ａ１８、Ｂ１９生成され電極Ａ３、Ｂ４で調整されたプラズマの不均一性が被処理基板５の周辺部の処理に影響を及ぼすのを抑制することができる。被処理基板５と電極Ａ３および電極Ｂ４とが接触しないように配置されていることにより、電極Ａ３及び電極Ｂ４に被処理基板５を搬送する際に必要なピン用の孔などを加工する必要がなく、非常に構造を簡素化できる。またピン用の孔に堆積した反応副生成物がはがれて被処理基板５へ付着し歩留りを低下させることを抑制できる。
【００６０】
また被処理基板５と電極Ａ３、Ｂ４とが離れて設けてあるため、被処理基板５の処理中に電極Ａ３、Ｂ４の表面に堆積する薄膜の成長は、各電極Ａ３、Ｂ４で均一であり、プラズマ生成の不均一化を抑制できる。
【００６１】
電極支柱Ａ２１、電極支柱Ｂ２０およびこれらにそれぞれ平行に重なるように等間隔で設置されている電極Ａ３、電極Ｂ４は導電性材料で構成されている。
低温の場合やあまり汚染が問題にならないプロセスに適用される場合はアルミニウムやステンレス用の通常の金属で良い。また高温のプロセスで、金属の汚染が問題になるようなプロセスの場合はＳｉＣ(炭化けい素)や炭素や、炭素にＳｉＣをコーティングした材料を用いる。通常の金属にセラミクスなどの誘電体を溶射した材料でも良い。
【００６２】
電極Ａ３、電極Ｂ４と被処理基板５との間隔は被処理基板５を処理する際のプラズマの生成の仕方で適宜調整される。
【００６３】
電極支柱Ａ２１、電極支柱Ｂ２０にそれぞれ重なるように等間隔に取り付けられている電極Ａ３、電極Ｂ４の間隔は等間隔であり、同じようにボート２２に載置される被処理基板５の間隔と同一である。
【００６４】
電極Ａ３、電極Ｂ４の間隔は変わらないが被処理基板５との位置関係を合わせる場合は、電極支柱Ａ２１、電極支柱Ｂ２０を一括して上下させる。この上下機構は通常固定で良いので、電極支柱Ａ２１、電極支柱Ｂ２０のそれぞれの下部に導電性のスペーサをセットして調節する構成としても良い。
またこの電極支柱Ａ２１、電極支柱Ｂ２０を１回の処理中にプラズマ生成条件をかえるために自動で上下することも有効である。
【００６５】
ボート２２に載置する被処理基板５の間隔は処理の仕方によって適宜決められるが、それは例えばプロセスの圧力、ガスの流れ、プラズマパラメータ(密度や電子温度)の分布などを考慮して決める。
【００６６】
電極Ａ３への交流電力の供給は、図３に示すように、反応管２とシールキャップ２５の間にリング状の反応管リング２７を気密に設け、反応管リング２７の内部に上絶縁体２８で絶縁された上フィーダ３１及びシールキャップ２５内に設けた下絶縁体２９で絶縁された下フィーダ３０を通して電極支柱Ａ２０に供給する構造とすることでシンプルな構造にすることができる。交流電力の供給方法は、電極Ｂ４についても同様である。この機構を用いれば交流電力を供給するフィーダを固定することができるため、信頼性を向上することができる。
【００６７】
次に本装置の動作を説明する。
【００６８】
処理室１が大気圧の状態でエレベータ機構（図６、７の昇降部材１２２参照）を用いて被処理基板５を装填するためのボート２２及び電極Ａ３、電極Ｂ４を載せたシールキャップ２５を下げて、被処理基板搬送用ロボット（図６、７のウエハ移載機１１２参照）により所用の数の被処理基板５をボート２２に載置した後、シールキャップ２５を上昇させて処理室１内部に挿入する。
【００６９】
電極Ａ３、電極Ｂ４の数は、プラズマ生成の条件等できまる電極Ａ３、電極Ｂ４の間隔と、処理室１の高さ方向の大きさの制約で決定される。
【００７０】
ヒ−タ１４に電力を投入し、被処理基板５、反応管２、電極Ａ３、電極Ｂ４など処理室１内部の部材を所定の温度に加熱する。
【００７１】
被処理基板５の搬送時、ヒータ１４の温度を下げ過ぎてしまうと、被処理基板５の搬送終了後、処理室１内部で温度を所定の値まで上昇させて安定させるのに相当の時間がかかってしまうため、通常は被処理基板５の搬送に支障が無い温度まで下げて、その値で保持した状態で搬送を行う。
【００７２】
同時に反応管２内部の気体を図示しない排気口から排気管６を通してポンプ７で排気する。
【００７３】
被処理基板５が所定の温度になった時点で処理室１にガス導入ポート１０から反応性ガスを導入し、図示しない圧力調整機構によって処理室１内の圧力を所定の値に保持する。
【００７４】
処理室１内部の圧力が所定の圧力になった時点で補助電極Ａ１８、補助電極１９Ｂに発振器Ｂ１１の出力する高周波電力を整合器Ｂ１２を介して供給し、処理室１内にプラズマを生成する。
【００７５】
同時に発振器８の出力する低周波電力を整合器９を介して電極支柱Ａ２１及び電極支柱Ｂ２０に供給し、電極Ａ３、電極Ｂ４間に生じる低周波の交流電圧によって被処理基板５の表面に入射するイオンのエネルギーを制御しながらボート２２に設置された被処理基板５を処理する。
【００７６】
ここでプラズマの生成の仕方は幾つかの方法がある。
（第１の方法）
補助電極Ａ１８と補助電極Ｂ１９に発振器Ｂ１１の出力する１３．５６ＭＨｚの高周波電力を整合器Ｂ１２を介して供給しプラズマを生成する。同時に発振器８の出力する４００ＭＨｚの低周波電力を整合器９を介して電極支柱Ａ２１及び電極支柱Ｂ２０に供給し、電極Ａ３、電極Ｂ４間の低周波の電圧を一定の値になるようにする。
【００７７】
これによって被処理基板５の表面に入射する反応性ガスのイオン化された粒子の衝突エネルギーを制御することができる。この低周波の交流電圧を制御することによって被処理基板５の表面を目的に応じて処理する。
例えば、シリコンウエハ上の酸化膜表面を窒化する場合は、窒素プラズマを用いる。酸化膜表面の窒素プラズマによる窒化はプラズマ中の窒素イオンのエネルギーによってその表面の窒素の濃度が決まるため、電極Ａ３、電極Ｂ４間の低周波の電圧を制御することで窒素濃度を制御することができる。
【００７８】
（第２の方法）
補助電極は用いず、被処理基板５を挟むように設けた電極Ａ３、Ｂ４間に低周波電力を印加し、プラズマ生成と被処理基板５に入射するイオンのエネルギーを同時に制御する方法がある。
第１の方法に比べると、プラズマ生成状態と、被処理基板５に入射するイオンエネルギーが同時に変化するため、処理の制御性が悪くなる。
【実施例２】
【００７９】
図４は、本実施例２のバッチ式プラズマ処理装置の処理炉を説明するための概略縦断面図である。本実施例では、補助電極Ａ１８、補助電極Ｂ１９及び電極Ａ３、電極Ｂ４を絶縁トランスＢ３３、絶縁トランスＡ３２でそれぞれ絶縁し、交流電力がヒータ１４等に漏洩するのを抑制している点が実施例１と異なるが、他の点は同じである。絶縁トランスＡ３２、Ｂ３３を設けることにより発振器８、１１との間の相互干渉をそれぞれ防止することができる。
また電極Ａ３、電極Ｂ４間に１８０度位相の異る低周波電力が印加される為、該電極間の電圧が大きくなり、被処理基板５の処理を効率的に行う事ができる。
【実施例３】
【００８０】
図５は、本実施例３のバッチ式プラズマ処理装置の処理炉を説明するための概略縦断面図である。本実施例では、発振器Ｃ３４、整合器Ｃ３５を電極Ａ３に接続し、発振器Ｄ３６、整合器Ｄ３７を電極Ｂ４に接続し、二つの発振器Ｃ３４、Ｄ３６を位相シフタ３８を接続してプラズマを生成して被処理基板５を処理している間に二つの発振器Ｃ３４、Ｄ３６間の位相差を一定の速さで変化させて、プラズマ生成状態を変化させている点が実施例１と異なるが、他の点は同じである。これによって被処理基板５の処理状態の均一性を変化させることができる。
【００８１】
なお、発振器Ｃ３４、整合器Ｃ３５を電極Ａ３に接続し、発振器Ｄ３６、整合器Ｄ３７を電極Ｂ４に接続することにより、位相シフタ３８設けなくとも、プラズマを生成して被処理基板５を処理している間に二つの発振器Ｃ３４、Ｄ３６間の位相差を制御できるようになる。
【００８２】
上記のように、本発明の好ましい実施例によれば、被処理基板と電極が離れて配置されていることから、プラズマで処理する際、サセプタ電極周辺部で見られるようなプラズマ状態の不均一性の影響を被処理基板側で受けることを抑制することができる。
【００８３】
また被処理基板を挟むように設けた電極は被処理基板５と接触していないために、ガス流れの不均一、圧力の不均一、プラズマパラメータの不均一や温度の悪影響についても抑制することができる。
【００８４】
さらに、被処理基板５は熱の作用や表面に付いた薄膜の応力の作用で反りや変形が生じることがあるが、電極と離れているため、被処理基板５と電極との不安定な電荷の流れも無くなり、均一な処理が可能となる。
【００８５】
さらに、また、被処理基板５の搬送は、電極と全く独立して行うため、搬送の際に被処理基板を一時的に支持するピンが不要で、電極を貫通させる孔が不要である。これにより、電極に設ける孔への反応副生成物の堆積の恐れがなく被処理基板へのパーティクル付着が著しく抑制され歩留まりが向上する。
【００８６】
次に、図６、図７を参照して実施例１乃至３の基板処理装置の概略を説明する。
【００８７】
筐体１０１内部の前面側には、図示しない外部搬送装置との間で基板収納容器としてのカセット１００の授受を行う保持具授受部材としてのカセットステージ１０５が設けられ、カセットステージ１０５の後側には昇降手段としてのカセットエレベータ１１５が設けられ、カセットエレベータ１１５には搬送手段としてのカセット移載機１１４が取りつけられている。又、カセットエレベータ１１５の後側には、カセット１００の載置手段としてのカセット棚１０９が設けられると共にカセットステージ１０５の上方にも予備カセット棚１１０が設けられている。予備カセット棚１１０の上方にはクリーンユニット１１８が設けられクリーンエアを筐体１０１の内部を流通させるように構成されている。
【００８８】
筐体１０１の後部上方には、処理炉２０２が設けられ、処理炉２０２の下方には基板としてのウエハ５を水平姿勢で多段に保持する基板保持手段としてのボート２２を処理炉２０２に昇降させる昇降手段としてのボートエレベータ１２１が設けられ、ボートエレベータ１２１に取りつけられた昇降部材１２２の先端部には蓋体としてのシールキャップ２５が取りつけられボート２２を垂直に支持している。ボートエレベータ１２１とカセット棚１０９との間には昇降手段としての移載エレベータ１１３が設けられ、移載エレベータ１１３には搬送手段としてのウエハ移載機１１２が取りつけられている。又、ボートエレベータ１２１の横には、開閉機構を持ち処理炉２０２の下側のウエハ搬入出口１３１を気密に閉塞する閉塞手段としての炉口シャッタ１１６が設けられている。
【００８９】
ウエハ５が装填されたカセット１００は、図示しない外部搬送装置からカセットステージ１０５にウエハ５が上向き姿勢で搬入され、ウエハ５が水平姿勢となるようカセットステージ１０５で９０°回転させられる。更に、カセット１００は、カセットエレベータ１１５の昇降動作、横行動作及びカセット移載機１１４の進退動作、回転動作の協働によりカセットステージ１０５からカセット棚１０９又は予備カセット棚１１０に搬送される。
【００９０】
カセット棚１０９にはウエハ移載機１１２の搬送対象となるカセット１００が収納される移載棚１２３があり、ウエハ５が移載に供されるカセット１００はカセットエレベータ１１５、カセット移載機１１４により移載棚１２３に移載される。
【００９１】
カセット１００が移載棚１２３に移載されると、ウエハ移載機１１２の進退動作、回転動作及び移載エレベータ１１３の昇降動作の協働により移載棚１２３から降下状態のボート２２にウエハ５を移載する。
【００９２】
ボート２２に所定枚数のウエハ５が移載されるとボートエレベータ１２１によりボート２２が処理炉２０２に挿入され、シールキャップ２５により処理炉２０２が気密に閉塞される。気密に閉塞された処理炉２０２内ではウエハ５が加熱されると共に処理ガスが処理炉２０２内に供給され、ウエハ５に処理がなされる。
【００９３】
ウエハ５への処理が完了すると、ウエハ５は上記した作動の逆の手順により、ボート２２から移載棚１２３のカセット１００に移載され、カセット１００はカセット移載機１１４により移載棚１２３からカセットステージ１０５に移載され、図示しない外部搬送装置により筐体１０１の外部に搬出される。
【００９４】
炉口シャッタ１１６は、ボート２２が降下状態の際に処理炉２０２のウエハ搬入出口１３１を気密に閉塞し、外気が処理炉２０２内に巻き込まれるのを防止している。
【００９５】
カセット移載機１１４等の搬送動作は、搬送制御手段１２４により制御される。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の実施例１のバッチ式プラズマ処理装置の処理炉を説明するための概略一部切り欠き斜視図である。
【図２】本発明の実施例１のバッチ式プラズマ処理装置の処理炉を説明するための概略縦断面図である。
【図３】本発明の実施例１のバッチ式プラズマ処理装置の処理炉を説明するための部分拡大概略縦断面図である。
【図４】本発明の実施例２のバッチ式プラズマ処理装置の処理炉を説明するための概略縦断面図である。
【図５】本発明の実施例３のバッチ式プラズマ処理装置の処理炉を説明するための概略縦断面図である。
【図６】本発明の実施例１乃至３のバッチ式プラズマ処理装置を説明するための概略斜示図である。
【図７】本発明の実施例１乃至３のバッチ式プラズマ処理装置を説明するための概略縦断面図である。
【図８】従来のバッチ式プラズマ処理装置の処理炉を説明するための概略一部切り欠き斜視図である。
【図９】従来のバッチ式プラズマ処理装置の処理炉を説明するための概略縦断面図である。
【図１０】従来のバッチ式プラズマ処理装置の処理炉を説明するための概略縦断面図である。
【図１１】従来のバッチ式プラズマ処理装置の処理炉を説明するための概略縦断面図である。
【図１２】従来のバッチ式プラズマ処理装置の処理炉を説明するための概略縦断面図である。
【図１３】従来のバッチ式プラズマ処理装置の処理炉を説明するための概略縦断面図である。
【図１４】従来のバッチ式プラズマ処理装置の処理炉を説明するための概略縦断面図である。
【図１５】従来のバッチ式プラズマ処理装置の処理炉を説明するための概略縦断面図である。
【図１６】従来のバッチ式プラズマ処理装置の処理炉を説明するための概略縦断面図である。
【図１７】従来のバッチ式プラズマ処理装置の処理炉を説明するための概略縦断面図である。
【符号の説明】
【００９７】
１…処理室
２…反応管
３…電極Ａ
４…電極Ｂ
５…ウエハ
６…排気管
７…ポンプ
８…発振器Ａ
９…整合器Ａ
１０…ガス導入ポート
１１…発振器Ｂ
１２…整合器Ｂ
１３…反応生成物
１４…ヒータ
１５…ツィーザ
１６…ピン
１７…パーティクル
１８…補助電極Ａ
１９…補助電極Ｂ
２０…電極支柱Ｂ
２１…電極支柱Ａ
２２…ボート
２３…サセプタ電極Ａ
２４…サセプタ電極Ｂ
２５…シールキャップ
２６…孔
２７…反応管リング
２８…上絶縁体
２９…下絶縁体
３０…下フィーダ
３１…上フィーダ
３２…絶縁トランスＡ
３３…絶縁トランスＢ
３４…発振器Ｃ
３５…整合器Ｃ
３６…発振器Ｄ
３７…整合器Ｄ
３８…位相シフタ
３９…すき間  
１００…カセット
１０１…筐体
１０５…カセットステージ
１０９…カセット棚
１１０…予備カセット棚
１１２…ウエハ移載機
１１３…移載エレベータ
１１４…カセット移載機
１１５…カセットエレベータ
１１６…炉口シャッタ
１１８…クリーンユニット
１２１…ボートエレベータ
１２２…昇降部材
１２３…移載棚
１２４…搬送制御手段
２０２…処理炉
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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