(57)【要約】【課題】プラズマ処理装置内の気密性を保持するためのシール材が、処理装置内で発生したプラズマによって劣化するのを抑制する。【解決手段】処理容器２の容器突出部２ａと蓋体３の蓋体突出部３ａとの接触面には、Ｏリング１０が環状に設けられている。容器突出部２ａには、Ｏリング１０の内側に形成された隙間１１に、不活性ガスを流入させるためのガス流入口１２が複数形成されている。ガス流入口１２から流入した不活性ガスは隙間１１内に充満しながら、処理容器２の内部に流入する。この隙間１１内に充満した不活性ガスの層によって、処理容器２内で発生したプラズマによるＯリング１０の劣化を抑制できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にプラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、
上部が開口し、基板を収容して処理する処理容器と、
前記処理容器の上方を塞ぐ蓋体と、
前記処理容器の側壁上面と前記蓋体の下面周辺部との接触面に環状に設けられ、前記処理容器内の気密性を保持するためのシール材と、を有し、
前記処理容器の側壁上面には、前記接触面において前記シール材の内側に存在する隙間に不活性ガスを流入させる複数のガス流入口が形成されていることを特徴とする、プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記処理容器の上端には、外周に沿って外側に突出した容器突出部が形成され、
前記蓋体の下端には、外周に沿って外側に突出した蓋体突出部が形成され、
前記容器突出部の上面と前記蓋体突出部の下面は接触し、
前記複数のガス流入口は、前記容器突出部に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記シール材は樹脂製のＯリングであることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
容器内の空間が外気と遮断された外気遮断容器であって、
前記容器は気密構造部を有し、
前記気密構造部は、前記容器内空間が外気に連通する気体連通路と、当該気体連通路を遮断するシール部とを有するとともに、前記シール部に対して前記容器内空間側の前記気体連通路に不活性ガスを流入させる複数のガス流入口を有することを特徴とする外気遮断容器。
【請求項５】
前記シール部は樹脂製のＯリングを含むことを特徴とする請求項４に記載の外気遮断容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板にプラズマ処理を行うプラズマ処理装置、及び容器内の空間が外気と遮断された外気遮断容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体製造装置や液晶ディスプレイ製造装置、有機ＥＬ素子等の電子デバイスの製造プロセスにおいては、マイクロ波を利用して処理室内にプラズマを発生させ、基板に対して成膜処理やエッチング処理等を行うプラズマ処理が行われる。
【０００３】
このようなプラズマ処理は、通常プラズマ処理装置で行われる。プラズマ処理装置は、例えば上部が開口した処理容器と、この処理容器の上方を塞ぐ蓋体とを有している。処理容器内には、例えば基板を載置する載置台が設けられている。蓋体の下面には、例えばマイクロ波を発生させるスロットアンテナが、載置台に載置された基板に対向するように設けられている。処理容器の側壁上面と蓋体の下面周辺部との接触面には、処理容器の上方を蓋体によって塞いだ状態の処理容器内の気密性が保持するために、例えばシール材として樹脂製のＯリングが環状に設けられている。
【０００４】
そして、基板にプラズマ処理を施す際には、マイクロ波のエネルギーによって処理容器内に供給された所定のガス（プラズマ励起用の希ガスあるいはプラズマ処理用のガス）をプラズマ化させ、基板に所定のプラズマ処理を行っている（特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３１０７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の従来のプラズマ処理装置を用いて基板にプラズマ処理を行う場合、処理容器内で発生したプラズマが処理容器の側壁上面と蓋体の下面周辺部との微小な隙間に流入し、Ｏリングと接触することによって、Ｏリングの外表面が劣化することがあった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、プラズマ処理装置内の気密性を保持するためのシール材が、処理装置内で発生したプラズマによって劣化するのを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するため、本発明は、基板にプラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、上部が開口し、基板を収容して処理する処理容器と、前記処理容器の上方を塞ぐ蓋体と、前記処理容器の側壁上面と前記蓋体の下面周辺部との接触面に環状に設けられ、前記処理容器内の気密性を保持するためのシール材と、を有し、前記処理容器の側壁上面には、前記接触面において前記シール材の内側に存在する隙間に不活性ガスを流入させる複数のガス流入口が形成されていることを特徴としている。
【０００９】
本発明によれば、処理容器の側壁上面と蓋体の下面周辺部との接触面にシール材を環状に設け、当該接触面においてシール材の内側に形成された隙間に不活性ガスを流入させているので、処理容器の内部とシール材との間に環状の不活性ガスの層を形成することができる。そして、この不活性ガスの層によって、処理容器の内部で発生したプラズマが処理容器の側壁上面と蓋体の下面周辺部との接触面の隙間に流入するのを抑制することができ、シール材と接触するのを抑制することができる。したがって、プラズマによるシール材の劣化を抑制することができる。なお、シール材の内側に形成された隙間に流入させているガスは不活性ガスなので、この不活性ガスが処理容器の内部に流入しても、処理容器内で行われる基板のプラズマ処理には影響しない。
【００１０】
前記処理容器の上端には、外周に沿って外側に突出した容器突出部が形成され、前記蓋体の下端には、外周に沿って外側に突出した蓋体突出部が形成され、前記容器突出部の上面と前記蓋体突出部の下面は接触し、前記複数のガス流入口は、前記容器突出部に形成されてもよい。
【００１１】
前記シール材は樹脂製のＯリングであってもよい。
【００１２】
別な観点による本発明は、容器内の空間が外気と遮断された外気遮断容器であって、前記容器は気密構造部を有し、前記気密構造部は、前記容器内空間が外気に連通する気体連通路と、当該気体連通路を遮断するシール部とを有するとともに、前記シール部に対して前記容器内空間側の前記気体連通路に不活性ガスを流入させる複数のガス流入口を有することを特徴としている。
【００１３】
前記シール部は樹脂製のＯリングを含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、処理容器の内部とシール材との間に不活性ガスの層が形成され、処理容器内で発生したプラズマが処理容器と蓋体の接触面の隙間に流入するのを抑制でき、プラズマによるシール材の劣化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、プラズマ処理の一例であるＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）処理を行うプラズマ処理装置１に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかるプラズマ処理装置１の概略的な構成を示した説明図である。
【００１６】
プラズマ処理装置１は、図１に示すように、例えば上部が開口した有底円筒形状の処理容器２と、この処理容器２の上方を塞ぐ蓋体３を備えている。これら処理容器２と蓋体３は例えばアルミニウムからなり、いずれも接地された状態になっている。
【００１７】
処理容器２の側壁の上端には、外周に沿って外側に突出した容器突出部２ａが形成されている。蓋体３の側面の下端には、外周に沿って外側に突出した蓋体突出部３ａが形成されている。処理容器２の上方を蓋体３によって塞いだ状態では、容器突出部２ａの上面と蓋体突出部３ａの下面が接触している。この容器突出部２ａと蓋体突出部３ａとの接触面には、シール材としてのＯリング１０が環状に設けられている。なお、Ｏリング１０には、例えば合成樹脂が用いられる。
【００１８】
このように処理容器２の上方を蓋体３によって塞いだ状態において、容器突出部２ａと蓋体突出部３ａとの間には、図２に示すように、実際には非常に微小な隙間が存在している。例えば容器突出部２ａと蓋体突出部３ａの接触面において、Ｏリング１０の内側には、Ｏリング１０、容器突出部２ａ及び蓋体突出部３ａで囲まれた隙間１１が形成されている。そして、容器突出部２ａには、この隙間１１に対して例えばアルゴンガスや窒素ガス等の不活性ガスを流入させるためのガス流入口１２が、Ｏリング１０の内側に複数形成されている。ガス流入口１２は、例えば図３に示すように、容器突出部２ａの外周に沿って、等間隔に４箇所に形成され、ガス流入口１２から流入した不活性ガスは、隙間１１内に充満しながら、処理容器２の内部に流入する。ガス流入口１２には、図２に示すように、ガス供給管１３が接続され、ガス供給管１３は、隙間１１に不活性ガスを供給する不活性ガス供給源１４に連通している。
【００１９】
処理容器２の内部には、図１に示すように、基板Ｇを載置するための載置台としてのサセプタ２０が設けられている。このサセプタ２０は例えば窒化アルミニウムからなり、その内部には、基板Ｇを静電吸着すると共に処理容器２の内部に所定のバイアス電圧を印加させるための給電部２１と、基板Ｇを所定の温度に加熱するヒータ２２が設けられている。給電部２１には、処理容器２の外部に設けられたバイアス印加用の高周波電源２３がコンデンサなどを備えた整合器２３ａを介して接続されると共に、静電吸着用の高圧直流電源２４がコイル２４ａを介して接続されている。ヒータ２２には、同様に処理容器２の外部に設けられた交流電源２５が接続されている。
【００２０】
処理容器２の底部には、処理容器２内の雰囲気を排気するための排気口２６が設けられている。排気口２６には、例えば真空ポンプなどの排気装置２７に通じる排気管２８が接続されている。この排気口２６からの排気により、処理容器２内を所定の圧力に減圧できる。
【００２１】
蓋体３は、例えばアルミニウムからなる蓋本体３０の下面にスロットアンテナ３１を取り付け、さらにスロットアンテナ３１の下面に、後述する複数の誘電体３２を取り付けた構成である。なお、蓋本体３０とスロットアンテナ３１一体的に構成されている。また、スロットアンテナ３１は、例えばアルミニウムからなり、各誘電体３２は、例えば石英ガラス、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、サファイア、ＳｉＮ、セラミックス等からなる。
【００２２】
蓋本体３０の下面には、複数本の導波管３３が形成されている。各導波管３３は、処理容器２の外部に設けられたマイクロ波供給装置（図示せず）に接続されている。そして、マイクロ波供給装置で発生させた例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波が各導波管３３にそれぞれ導入される。また、スロットアンテナ３１には、マイクロ波の透孔として複数のスロット３４が形成されている。各スロット３４は、導波管３３に沿って等間隔に形成され、蓋本体３０の下面全体に均一に分布するように形成されている。なお、各導波管３３の内部は、例えばＡｌ２Ｏ３、石英、フッ素樹脂などによって充填されている。
【００２３】
スロットアンテナ３１に取り付けられた複数の誘電体３２は、各スロット３４毎に設けられ、蓋本体３０の下面全体に均一に分布するように設けられている。各誘電体３２は、格子状に設けられた支持部材３５によって支持されている。
【００２４】
蓋本体３０の内部には、処理容器２の外部に設けられた冷却水供給源３６から冷却水が循環供給される水路３７と、同様に処理容器２の外部に設けられたガス供給源４０から所定のガスが供給されるガス流路４１が設けられている。本実施の形態においては、ガス供給源４０として、アルゴンガス供給源４２、処理ガスとしてのシランガス供給源４３および水素ガス供給源４４が用意され、各々バルブ４２ａ、４３ａ、４４ａ、マスフローコントローラ４２ｂ、４３ｂ、４４ｂ、バルブ４２ｃ、４３ｃ、４４ｃを介して、ガス流路４１に接続されている。ガス流路４１は、誘電体３２の支持部材３５に沿って設けられ、支持部材３５に形成された複数のガス噴出口４５にそれぞれ連通している。ガス噴出口４５は、蓋本体３０の下面全体に均一に分布するように形成されている。そして、ガス供給源か３０から供給された所定のガスが、ガス噴出口４５から処理容器２内に噴射されるようになっている。
【００２５】
本実施の形態にかかるプラズマ処理システム１は以上のように構成されており、次にそのプラズマ処理システム１で行われる成膜処理について説明する。ここでは、基板Ｇの表面上に例えばアモルファスシリコン成膜する場合を例に採って説明する。
【００２６】
先ず、処理容器２内のサセプタ２０上に基板Ｇを載置する。そして、例えばアモルファスシリコンを成膜する場合、ガス供給源４０からガス流路４１及びガス噴射口４５を経て処理容器２内に所定のガス、例えばアルゴン、シラン、水素の混合ガスを供給しつつ、排気口２６から排気して処理容器２内を所定の圧力、例えば１０Ｐａ〜６０Ｐａに設定する。この場合、蓋本体３０の下面全体に分布して配置されているガス噴射口４５から所定のガスを噴き出すことにより、サセプタ２０上に載置された基板Ｇの表面全体に所定のガスを均一に供給することができる。なお、処理容器２内に供給されるガスは室温である。
【００２７】
このガス供給源４０から処理容器２内への所定のガスの供給と同時に、不活性ガス供給源１４からガス供給管１３及びガス流入口１２を経て、Ｏリング１０の内側に形成された隙間１１内に不活性ガスを供給する。隙間１１内に供給された不活性ガスはガス流出口８に処理容器２内に流出する。このとき、隙間１１内には不活性ガスが連続して供給され、隙間１１内は不活性ガスで充満する。そして、この隙間１１内に充満した不活性ガスの層によって、後述する処理容器２内で発生するプラズマが隙間１１に流入するのを抑制できる。なおこのとき、処理容器２内に流入する不活性ガスの流入量に基づいて、例えばマスフローコントローラ４２ｂによって、アルゴンガス供給源４２から処理容器２内に供給されるアルゴンガスの供給量が制御される。
【００２８】
そして、このようにガス供給源４０から処理容器２内に所定のガスを供給し、また不活性ガス供給源１４から隙間１１内に不活性ガスを供給する一方で、ヒータ２２によって基板Ｇを所定の温度、例えば２５０℃〜３００℃に加熱する。また、処理容器２の内壁等にガスの分解物が堆積しないように、処理容器２の側壁を１５０℃〜１８０℃に加熱する。さらに、マイクロ波供給装置で発生させた例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波が、各導波管３３からそれぞれの各スロット４０を通じて、各誘電体３２に伝播される。こうして、各誘電体３２に伝播されたマイクロ波のエネルギーによって、処理容器２内に電磁界が形成され、処理容器２内に供給された所定の処理ガスをプラズマ化することにより、基板Ｇ上の表面に対して、アモルファスシリコン成膜が行われる。
【００２９】
以上の実施の形態によれば、処理容器２の容器突出部２ａと蓋体３の蓋体突出部３ａとの接触面にＯリング１０を環状に設け、この接触面においてＯリング１０の内側に形成された隙間１１に不活性ガスを流入させているので、処理容器２の内部とＯリング１０との間に環状の不活性ガスの層を形成することができる。そして、この不活性ガスの層によって、処理容器２の内部で発生したプラズマが処理容器２の側壁上面と蓋体の下面周辺部との接触面の隙間１１に流入するのを抑制することができ、Ｏリング１０と接触するのを抑制することができる。したがって、プラズマによるＯリング１０の劣化を抑制することができる。
【００３０】
以上の実施の形態では、プラズマ処理装置１について述べたが、本発明は、その他の真空容器または減圧容器や外気遮断型洗浄装置等の、容器内の空間が外気と遮断された外気遮断容器であって、容器内部にオゾン等の腐食性又は酸化性気体が処理用ガスとして、あるいは容器内部の薬液からの蒸気として存在する外気遮断容器にも適用することができる。例えば、容器（図２の処理容器２）内空間が外気に連通する気体連通路（図２の容器突出部２ａと蓋体突出部３ａとの接触面の隙間）に、気体連通路を遮断するシール部（図２のＯリング１０）を設ける。また、シール部に対して容器内空間側の気体連通路（図２の隙間１１）に、不活性ガスを流入させる複数のガス流入口（図２のガス流入口１２）を設ける。これら気体連通路、シール部及びガス流入口で気密構造部が構成されている。かかる気密構造部によって、容器内部とシール部との間に不活性ガスの層が形成され、容器内の腐食性又は酸化性気体、あるいは薬液からの蒸気によるシール部の劣化を抑制することができる。
【００３１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明は、基板が例えば半導体ウェハや、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、フォトマスク用のマスクレチクルなどの基板にも適用できる。また、本発明は、プラズマを発生させて基板に成膜処理を行うプラズマ処理装置だけでなく、基板にエッチング処理を行うプラズマ処理装置にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、基板にプラズマ処理を行うプラズマ処理装置に有用である。また、本発明は、その他の真空容器または減圧容器や外気遮断型洗浄装置等の、容器内の空間が外気と遮断された外気遮断容器であって、容器内部にオゾン等の腐食性又は酸化性気体が処理用ガスとして、あるいは容器内部の薬液からの蒸気として存在する外気遮断容器一般に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施の形態にかかるプラズマ処理装置の構成の概略を示す平面図である。
【図２】本実施の形態にかかる容器突出部と蓋体突出部の接触面付近の構造の概略を示す縦断面図である。
【図３】本実施の形態にかかる容器突出部の平面構造の概略と不活性ガスの流れを示す説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    プラズマ処理装置
２    処理容器
２ａ  容器突出部
３    蓋体
３ａ  蓋体突出部
１０  Ｏリング
１１  隙間
１２  ガス流入口
１３  ガス供給管
１４  不活性ガス供給源
【図１】
2011040417.tif 000003
【図２】
2011040417.tif 000004
【図３】
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