(57)【要約】【課題】高周波アンテナに発生する放電を抑制する。【解決手段】プラズマ処理装置１０は、チャンバ１１と、ガス供給源４４と、アンテナ５４と、複数の保持部５５とを備える。チャンバ１１は、内部に空間を有し、空間内に生成されたプラズマにより空間内に搬入された半導体ウエハＷを処理する。ガス供給源４４は、チャンバ１１の空間内に処理ガスを供給する。アンテナ５４は、２周以上巻き回された線路５４０を有し、線路５４０を流れる電流によってチャンバ１１の空間内に形成された誘導電界により空間内にプラズマを生成する。それぞれの保持部５５は、アンテナ５４の線路５４０を保持する。また、保持部５５は、隣接する他の保持部５５との間に所定距離以上の隙間が形成されるように、アンテナ５４の線路５４０に配置されている。【選択図】図１
2019087318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に空間を有し、前記空間内に生成されたプラズマにより前記空間内に搬入された被処理体を処理するチャンバと、
前記チャンバの前記空間内に処理ガスを供給するガス供給部と、
隣接する複数の線路を有し、それぞれの前記線路を流れる電流によって前記空間内に形成された誘導電界により前記空間内に前記プラズマを生成する高周波アンテナと、
前記高周波アンテナの前記線路を保持する複数の保持部と
を備え、
それぞれの前記保持部は、
隣接する他の前記保持部との間に所定距離以上の隙間が形成されるように、前記高周波アンテナが有するそれぞれの前記線路に配置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】
それぞれの前記保持部は、
前記高周波アンテナにおいて、前記高周波アンテナの外形の中心から離れる方向に隣接するそれぞれの前記線路を保持し、
前記離れる方向に隣接する２つの前記線路をそれぞれ保持する２つの前記保持部は、
前記離れる方向と交差する方向において異なる位置でそれぞれの線路を保持す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】
前記高周波アンテナは、
前記線路が略円形状の渦巻き状に巻き回された平面コイルであることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
それぞれの前記保持部は、
外形が略円形状の前記高周波アンテナにおいて、前記高周波アンテナの径方向に隣接するそれぞれの前記線路を保持し、
前記径方向に隣接する２つの前記線路をそれぞれ保持する２つの前記保持部は、
略円形状の前記高周波アンテナの周方向において異なる位置でそれぞれの線路を保持することを特徴とする請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
それぞれの前記保持部を支持する複数の支持部と、
前記チャンバの上部を構成する誘電体板と、
前記誘電体板の上方に配置された前記高周波アンテナを覆うように設けられたシールド部材と
を備え、
それぞれの前記支持部は、
それぞれの前記保持部に対して１つずつ設けられ、前記誘電体板または前記シールド部材の少なくともいずれかに対して前記保持部を支持することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
それぞれの前記保持部を支持する複数の支持部と、
前記チャンバの上部を構成する誘電体板と、
前記誘電体板の上方に配置された前記高周波アンテナを覆うように設けられたシールド部材と
を備え、
それぞれの前記支持部は、
所定数の前記保持部に対して１つずつ設けられ、前記誘電体板または前記シールド部材の少なくともいずれかに対して、所定数の前記保持部を支持することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
それぞれの前記支持部は、
前記誘電体板に対して前記保持部を支持する第１の支持部と、
前記第１の支持部から前記誘電体板の面方向に延伸する第２の支持部と
を有し、
前記第１の支持部の下端は、前記誘電体板の上面に接し、
前記第２の支持部は、前記シールド部材に固定されることを特徴とする請求項５または６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記チャンバの上部を構成する誘電体板と、
前記誘電体板の上方に配置された前記高周波アンテナを覆うように設けられたシールド部材と
を備え、
それぞれの前記保持部は、
前記シールド部材に固定され、上方から前記線路を保持する第１の保持部と、
前記誘電体板に固定され、下方から前記線路を保持する第２の保持部と
を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
隣接する２つの前記保持部の間の隙間は、
前記高周波アンテナにおいて隣接する前記線路間の距離よりも長いことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項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】
本発明の種々の側面および実施形態は、プラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板等の製造工程には、プラズマを用いて基板にエッチングや成膜等の処理を施す工程が存在する。このようなプラズマ処理には、プラズマエッチング装置やプラズマＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）装置等の種々のプラズマ処理装置が用いられる。このようなプラズマ処理装置では、プラズマを生成するために高周波が用いられる。
【０００３】
高周波を用いたプラズマ処理装置としては、コイルに流した高周波により発生した高周波磁界によってチャンバ内に高周波電界を誘導し、誘導された高周波電界によって処理ガスをプラズマ化する誘導結合プラズマ（ＩＣＰ：Inductively  Coupled  Plasma）処理装置が知られている。ＩＣＰ処理装置では、高真空度で高密度のプラズマを生成することができる。
【０００４】
このようなＩＣＰ処理装置では、被処理体を収容するチャンバの天壁を構成する誘電体窓の上側にアンテナ室が設けられ、その中に高周波アンテナが配置される。高周波アンテナを構成する線路は、複数回巻き回されており、絶縁体により構成された複数のホルダによって保持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６６８５７９８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、アンテナ室内の高周波アンテナは、複数のホルダによって保持されるが、高周波アンテナに高周波が印加された場合、隣接する線路間でホルダの表面に沿って放電する、いわゆる沿面放電が発生する場合がある。沿面放電が発生すると、ホルダの劣化が進み、ホルダの絶縁破壊等につながる可能性がある。そのため、ホルダの表面に発生する沿面放電を抑制することが求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面は、プラズマ処理装置であって、チャンバと、ガス供給部と、高周波アンテナと、複数の保持部とを備える。チャンバは、内部に空間を有し、空間内に生成されたプラズマにより空間内に搬入された被処理体を処理する。ガス供給部は、チャンバの空間内に処理ガスを供給する。高周波アンテナは、隣接する複数の線路を有し、それぞれの線路を流れる電流によってチャンバの空間内に形成された誘導電界により空間内にプラズマを生成する。それぞれの保持部は、高周波アンテナの線路を保持する。また、保持部は、隣接する他の保持部との間に所定距離以上の隙間が形成されるように、高周波アンテナが有するそれぞれの線路に配置されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の種々の側面および実施形態によれば、高周波アンテナを保持する保持部の表面に発生する沿面放電を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、プラズマ処理装置の概略の一例を示す断面図である。
【図２】図２は、実施例１における保持部の配置の一例を示す図である。
【図３】図３は、実施例１における保持部の配置の一例を示す拡大図である。
【図４】図４は、実施例１における保持部の配置の一例を示す拡大図である。
【図５】図５は、実施例１における保持部の配置の他の例を示す拡大図である。
【図６】図６は、耐圧試験における試験環境を示す図である。
【図７】図７は、比較例における保持部の一例を示す図である。
【図８】図８は、耐圧試験の結果を示す図である。
【図９】図９は、実施例２における支持部の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、複数の保持部と連結部との位置関係の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、複数の保持部と連結部との位置関係の他の例を示す図である。
【図１２】図１２は、実施例３における支持部の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、実施例４における支持部の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、実施例５における支持部の一例を示す図である。
【図１５】図１５は、実施例６における支持部の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、実施例７における支持部の一例を示す図である。
【図１７】図１７は、実施例８における支持部の一例を示す図である。
【図１８】図１８は、実施例９における保持部の一例を示す図である。
【図１９】図１９は、アンテナの他の例を示す図である。
【図２０】図２０は、アンテナの他の例を示す図である。
【図２１】図２１は、アンテナの他の例を示す図である。
【図２２】図２２は、保持部の配置の他の例を示す図である。
【図２３】図２３は、保持部の配置の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
開示するプラズマ処理装置は、１つの実施形態において、プラズマ処理装置であって、チャンバと、ガス供給部と、高周波アンテナと、複数の保持部とを備える。チャンバは、内部に空間を有し、空間内に生成されたプラズマにより空間内に搬入された被処理体を処理する。ガス供給部は、チャンバの空間内に処理ガスを供給する。高周波アンテナは、隣接する複数の線路を有し、それぞれの線路を流れる電流によってチャンバの空間内に形成された誘導電界により空間内にプラズマを生成する。それぞれの保持部は、高周波アンテナの線路を保持する。また、保持部は、隣接する他の保持部との間に所定距離以上の隙間が形成されるように、高周波アンテナが有するそれぞれの線路に配置されている。
【００１１】
また、開示するプラズマ処理装置の１つの実施形態において、それぞれの保持部は、高周波アンテナにおいて、高周波アンテナの外形の中心から離れる方向に隣接するそれぞれの線路を保持してもよく、高周波アンテナの外形の中心から離れる方向に隣接する２つの線路をそれぞれ保持する２つの保持部は、高周波アンテナの外形の中心から離れると交差する方向において異なる位置でそれぞれの線路を保持してもよい。
【００１２】
また、開示するプラズマ処理装置の１つの実施形態において、高周波アンテナは、線路が略円形状の渦巻き状に巻き回された平面コイルであてもよい。
【００１３】
また、開示するプラズマ処理装置の１つの実施形態において、それぞれの保持部は、外形が略円形状の高周波アンテナにおいて、高周波アンテナの径方向に隣接するそれぞれの線路を保持してもよく、高周波アンテナの径方向に隣接する２つの線路をそれぞれ保持する２つの前記保持部は、略円形状の高周波アンテナの周方向において異なる位置でそれぞれの線路を保持してもよい。
【００１４】
また、開示するプラズマ処理装置は、１つの実施形態において、それぞれの保持部を支持する複数の支持部と、チャンバの上部を構成する誘電体板と、誘電体板の上方に配置された高周波アンテナを覆うように設けられたシールド部材とを備えてもよい。また、それぞれの支持部は、それぞれの保持部に対して１つずつ設けられ、誘電体板またはシールド部材の少なくともいずれかに対して保持部を支持する。
【００１５】
また、開示するプラズマ処理装置は、１つの実施形態において、それぞれの保持部を支持する複数の支持部と、チャンバの上部を構成する誘電体板と、誘電体板の上方に配置された高周波アンテナを覆うように設けられたシールド部材とを備えてもよい。それぞれの支持部は、所定数の保持部に対して１つずつ設けられ、誘電体板またはシールド部材の少なくともいずれかに対して、所定数の保持部を支持する。
【００１６】
また、開示するプラズマ処理装置の１つの実施形態において、それぞれの支持部は、誘電体板に対して保持部を支持する第１の支持部と、第１の支持部から誘電体板の面方向に延伸する第２の支持部とを有してもよい。また、第１の支持部の下端は、誘電体板の上面に接してもよく、第２の支持部は、シールド部材に固定されてもよい。
【００１７】
また、開示するプラズマ処理装置は、１つの実施形態において、チャンバの上部を構成する誘電体板と、誘電体板の上方に配置された高周波アンテナを覆うように設けられたシールド部材とを備えてもよい。また、それぞれの保持部は、シールド部材に固定され、上方から線路を保持する第１の保持部と、誘電体板に固定され、下方から線路を保持する第２の保持部とを有してもよい。
【００１８】
また、開示するプラズマ処理装置の１つの実施形態において、隣接する２つの保持部の間の隙間は、高周波アンテナにおいて隣接する線路間の距離よりも長くてもよい。
【００１９】
以下に、開示するプラズマ処理装置の実施例について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施例により、開示されるプラズマ処理装置が限定されるものではない。また、各実施例は、内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
【実施例１】
【００２０】
［プラズマ処理装置１０の構成］
図１は、プラズマ処理装置１０の概略の一例を示す断面図である。プラズマ処理装置１０は、アルミニウム等の導電体により形成されたチャンバ１１を備える。チャンバ１１の側面には、被処理体の一例である半導体ウエハＷを搬入および搬出するための開口１１０が設けられており、ゲートバルブ１１１により開閉可能となっている。チャンバ１１は接地されている。
【００２１】
チャンバ１１の底面側の略中央には、アルミニウム等の導電体で構成され、処理対象の半導体ウエハＷが載置される略円板形状のサセプタ２１が設けられている。サセプタ２１は、プラズマ中のイオンの引き込み用（バイアス用）の電極としても機能する。サセプタ２１は、絶縁体からなる略円筒形状のサセプタ支持部２２によって支持される。本実施例において、サセプタ支持部２２によって支持されるサセプタ２１の中心軸をＺ軸と定義する。
【００２２】
また、サセプタ２１には、給電棒３２および整合回路３１を介してバイアス用の高周波電源３０が接続されている。サセプタ２１には、高周波電源３０から、例えば１３ＭＨｚの周波数の高周波電力が供給される。高周波電源３０からサセプタ２１に供給される高周波電力の周波数および電力は、後述する制御装置１００によって制御される。
【００２３】
サセプタ２１の上面には、静電吸着力により半導体ウエハＷを保持するための静電チャック２３が設けられている。静電チャック２３の外周側には、半導体ウエハＷの周囲を囲むようにフォーカスリング２４が設けられている。略円板状の半導体ウエハＷは、中心軸がＺ軸に一致するように静電チャック２３上に載置される。
【００２４】
サセプタ２１の内部には、例えば冷却水（Ｃ．Ｗ．）等の冷媒を通流させて半導体ウエハＷの温度制御を行うための流路２１２が形成されている。流路２１２は、配管２１３を介して不図示のチラーユニットと接続され、当該チラーユニットから温度調節された冷媒が配管２１３を介して流路２１２内に供給される。チラーユニットにおける冷媒の温度は、後述する制御装置１００によって制御される。
【００２５】
また、サセプタ２１の内部には、静電チャック２３の上面とウエハＷの下面との間に、例えばＨｅガス等の伝熱ガスを供給するためのガス供給路２１４が設けられている。ガス供給路２１４は、静電チャック２３を貫通し、ガス供給路２１４の上端は、静電チャック２３の上面で開口している。
【００２６】
また、サセプタ２１には、サセプタ２１を上下方向に貫通し、静電チャック２３の上面から突没可能に設けられ、不図示の搬送アームとの間でウエハＷの受け渡しを行うための昇降ピンが設けられている。昇降ピンの上下方向への移動は、後述する制御装置１００によって制御される。
【００２７】
また、サセプタ支持部２２の外側壁とチャンバ１１の内側壁との間には、多数の貫通孔が形成された環状のバッフル板１２が設けられている。また、チャンバ１１の底面には、排気口１３が形成されており、排気口１３は、排気管１４を介して排気装置１５に接続されている。排気装置１５は、後述する制御装置１００によって制御される。
【００２８】
チャンバ１１の側壁には配管４１の一端が接続されている。配管４１の他端はバルブ４２およびＭＦＣ（Mass  Flow  Controller）４３を介してガス供給源４４に接続されている。ガス供給源４４は、例えばＣＦ4ガスや塩素ガス等の処理ガスを供給する。ガス供給源４４から供給された処理ガスは、ＭＦＣ４３によって流量が調節され、バルブ４２および配管４１を介してチャンバ１１内に供給される。ＭＦＣ４３による流量調整と、バルブ４２によるチャンバ１１への処理ガスの供給および供給停止は、後述する制御装置１００によってそれぞれ制御される。ガス供給源４４は、ガス供給部の一例である。
【００２９】
チャンバ１１の上部には、例えば石英等の誘電体により略円板状に形成され、チャンバ１１の上部を構成する誘電体窓５３が設けられている。誘電体窓５３は、誘電体板の一例である。誘電体窓５３の上方側の空間は、アルミニウム等の導電体により略円筒状に形成されたシールドボックス５１によって覆われている。シールドボックス５１は、チャンバ１１を介して接地されている。シールドボックス５１は、シールド部材の一例である。
【００３０】
チャンバ１１の上方であって、誘電体窓５３とシールドボックス５１とで囲まれた空間内には、アンテナ５４が収容されている。アンテナ５４は、銅等の導電体で構成されている。本実施例において、アンテナ５４は、平面コイルであって、Ｚ軸と交差する平面（例えば水平面）内において、１本の導電体が略円形状の渦巻き状に２周以上巻き回されている。アンテナ５４は、アンテナ５４の外形の中心（即ち、図１に示したＺ軸）から離れる方向に隣接する複数の線路５４０を有する。アンテナ５４は、高周波アンテナの一例である。
【００３１】
アンテナ５４は、複数の保持部５５によって保持され、それぞれの保持部５５は、支持部５６を介してシールドボックス５１に固定されている。本実施例において、支持部５６は、１つの保持部５５に対して１つ設けられる。それぞれの保持部５５および支持部５６は、例えばポリテトラフルオロエチレン等の絶縁体により形成される。
【００３２】
アンテナ５４の一端には高周波電源６１が接続され、他端は接地されている。高周波電源６１は、プラズマ生成用の高周波電力、例えば２７ＭＨｚの周波数の高周波電力をアンテナ５４に供給する。アンテナ５４は、高周波電源６１から供給された高周波電力によって高周波磁界を発生させる。そして、アンテナ５４によって発生した高周波磁界によってチャンバ１１内に高周波の誘導電界が発生する。チャンバ１１内に発生した誘導電界により、チャンバ１１内に供給された処理ガスが励起され、チャンバ１１内に処理ガスのプラズマが生成される。そして、プラズマに含まれるイオンや活性種によって、静電チャック２３上の半導体ウエハＷに対して、エッチング等の所定の処理が施される。本実施例におけるプラズマ処理装置１０は、ＩＣＰプラズマ処理装置である。
【００３３】
また、プラズマ処理装置１０は、プラズマ処理装置１０の各部を制御する制御装置１００を有する。制御装置１００は、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）またはＲＡＭ（Random  Access  Memory）等のメモリと、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等のプロセッサとを有する。制御装置１００内のメモリには、レシピ等のデータやプログラム等が格納されている。制御装置１００内のプロセッサは、制御装置１００内のメモリに格納されたプログラムを読み出して実行し、制御装置１００内のメモリに格納されたレシピ等のデータに基づいてプラズマ処理装置１０の各部を制御する。
【００３４】
［保持部５５の配置］
図２は、実施例１における保持部５５の配置の一例を示す図である。図３および図４は、実施例１における保持部５５の配置の一例を示す拡大図である。図２および図４は、Ｚ軸に沿う方向からアンテナ５４を見た場合の図であり、図３は、Ｚ軸と交差する方向からアンテナ５４を見た場合の図である。
【００３５】
本実施例において、アンテナ５４は、例えば図２に示すように、略円形状の渦巻き状に巻き回されている。本実施例において、アンテナ５４の中心は、Ｚ軸に一致している。アンテナ５４は、複数の保持部５５（図２の例では、１３個の保持部５５）によって保持されており、それぞれの保持部５５は、支持部５６によってシールドボックス５１に固定されている。
【００３６】
図２において、略円形状の外形を有するアンテナ５４の中心から離れる方向（図２の例では径方向）をＡ方向、アンテナ５４の中心から離れる方向と交差する方向（図２の例では周方向）をＢ方向と定義する。本実施例において、アンテナ５４は、Ｚ軸を中心に、略円形状の渦巻き状に２周以上巻き回されている。そのため、アンテナ５４は、Ａ方向に隣接する複数の線路５４０を有する。
【００３７】
それぞれの保持部５５は、例えば図２に示すように、Ａ方向に隣接するそれぞれの線路５４０を保持する。また、Ａ方向に隣接する２つの線路５４０をそれぞれ保持する２つの保持部５５は、例えば図２から図４に示すように、Ｂ方向において異なる位置でそれぞれの線路５４０を保持する。
【００３８】
また、例えば図４に示すように、Ａ方向に隣接する２つの線路５４０の間隔をｄ１とすると、Ａ方向に隣接する２つの線路５４０をそれぞれ保持する２つの保持部５５の距離ｄ２は、間隔ｄ１よりも長い。そのため、Ａ方向に隣接する２つの線路５４０をそれぞれ保持する２つの保持部５５間では、放電は発生し難い。なお、複数の保持部５５のペアにおいて、距離ｄ２は同一であってもよく、異なっていてもよい。
【００３９】
また、例えば図４に示すように、Ａ方向に隣接する２つの線路５４０において、一方の線路５４０を保持する保持部５５と、他方の線路５４０との間隔ｄ３は、間隔ｄ１の１／２よりも長い。そのため、一方の線路５４０を保持する保持部５５と、他方の線路５４０との間では、放電は発生し難い。
【００４０】
なお、Ａ方向に隣接する２つの線路５４０をそれぞれ保持する２つの保持部５５は、Ｂ方向において異なる位置でそれぞれの線路５４０を保持すればよい。そのため、３つ以上の保持部５５において、Ａ方向に隣接しない線路５４０をそれぞれ保持する２つの保持部５５については、例えば図５に示すように、Ｂ方向において同じ位置でそれぞれの線路５４０を保持するようにしてもよい。図５は、実施例１における保持部５５の配置の他の例を示す拡大図である。
【００４１】
また、本実施例において、それぞれの保持部５５は、例えば図２に示すように、アンテナ５４の両端から所定長Ｌ１の範囲を除く部分に配置されている。アンテナ５４の両端およびその近傍は、アンテナ５４に発生する電圧が高くなる場合がある。そのため、アンテナ５４の両端の近傍に保持部５５が配置されると、保持部５５を介して放電が発生しやすい。これを回避するため、本実施例では、アンテナ５４の両端から所定長Ｌ１の範囲を除く部分に保持部５５が配置される。これにより、保持部５５を介する放電の発生を抑制することができる。所定長Ｌ１は、アンテナ５４の全長の例えば５％の長さである。
【００４２】
［耐圧試験］
次に、本実施例の保持部５５について、耐圧試験を行った。図６は、耐圧試験における試験環境を示す図である。耐圧試験では、例えば図６に示すように、複数の保持部５５が、隣接する２つの線路５４０を模擬した２本の線路５４２を、それぞれ保持し、それぞれの保持部５５が支持部５６を介して台座に固定されている。２本の線路５４２の間隔は、アンテナ５４において隣接する２つの線路５４０の間隔と同じ間隔に設定されている。そして、２つの線路５４２の間に印加されるマイナスの直流電圧を大きくし、線路５４２間で放電が発生するまでの直流電圧の大きさを測定した。
【００４３】
耐圧試験では、例えば図７に示すような保持部５５’についても、比較例として耐圧試験を行った。図７は、比較例における保持部５５’の一例を示す図である。比較例の保持部５５’では、１つの保持部５５’が２つの線路５４２を保持している。そのため、２つの線路５４２の間には保持部５５’を構成する絶縁体が介在している。
【００４４】
図８は、耐圧試験の結果を示す図である。例えば図８に示されるように、実施例１の保持部５５では、比較例の保持部５５’に対して、約１．７倍の耐電圧の向上が見られた。
【００４５】
ここで、比較例では、保持部５５’の表面を介した線路５４２間の距離は、線路５４２間の距離ｄ１と同じ距離であるため、例えば図７の点線矢印で示される経路で沿面放電が発生する。一方、本実施例では、隣接する２つの保持部５５は、例えば図４および図５に示されるように間隔ｄ２だけ離れており、一方の線路５４２を保持する保持部５５と、他方の線路５４２とは、間隔ｄ３だけ離れている。そのため、耐圧試験における沿面放電の経路は、例えば図６の点線矢印に示した経路となり、２つの線路５４２の間隔ｄ１よりも長い。そのため、本実施例の保持部５５は、比較例よりも沿面放電が発生し難い構造となっている。
【００４６】
このように、本実施例のプラズマ処理装置１０によれば、保持部５５における放電の発生を抑制することができる。そのため、保持部５５やアンテナ５４の劣化を抑制することができる。
【実施例２】
【００４７】
上記した実施例１では、それぞれの保持部５５が、１つの保持部５５に対して１つ設けられた支持部５６を介してシールドボックス５１に固定された。これに対し、本実施例２では、複数の保持部５５が１つの支持部５６を介してシールドボックス５１に固定される。
【００４８】
［支持部５６の構造］
図９は、実施例２における支持部５６の一例を示す図である。本実施例における支持部５６は、例えば図９に示すように、固定部５６０、連結部５６１、および複数の個別支持部５６２を有する。固定部５６０、連結部５６１、およびそれぞれの個別支持部５６２は、例えばポリテトラフルオロエチレン等の絶縁体により形成される。
【００４９】
個別支持部５６２は、１つの保持部５５に対して１つ設けられ、保持部５５を連結部５６１に固定する。連結部５６１には、複数の個別支持部５６２が固定される。本実施例において、連結部５６１に固定される個別支持部５６２は、３個または４個である。ただし、連結部５６１に固定される個別支持部５６２は、２個であってもよく、５個以上であってもよい。固定部５６０は、１つの連結部５６１に対して１つ設けられ、連結部５６１をシールドボックス５１に固定する。
【００５０】
図１０は、複数の保持部５５と連結部５６１との位置関係の一例を示す図である。連結部５６１は、例えばＺ軸に沿う方向から見た場合に矩形の形状を有している。また、連結部５６１は、例えば図１０の破線に示されるように、連結部５６１に固定される複数の個別支持部５６２に固定される保持部５５の配列方向に沿う向きに配置される。なお、複数の保持部５５がジグザグに配置される場合、連結部５６１は、例えば図１１の破線に示されるように、保持部５５の配列方向に沿う形状に形成されてもよい。図１１は、複数の保持部５５と連結部５６１との位置関係の他の例を示す図である。
【００５１】
このように、本実施例では、複数の保持部５５が１つの支持部５６を介してシールドボックス５１に固定される。これにより、保持部５５をシールドボックス５１に対して固定する際のねじ等の固定部材を少なくすることができると共に、保持部５５をシールドボックス５１に対して固定する作業を少なくすることができる。
【実施例３】
【００５２】
図１２は、実施例３における支持部５６の一例を示す図である。上記した実施例２では、連結部５６１が固定部５６０によってシールドボックス５１に固定された。これに対し、本実施例３では、例えば図１２に示すように、連結部５６１がシールドボックス５１に固定される。
【００５３】
これにより、アンテナ５４と連結部５６１との間の距離を長くすることができるので、個別支持部５６２および連結部５６１の表面において発生する沿面放電をさらに抑制することができる。また、連結部５６１がシールドボックス５１に固定されるため、連結部５６１をシールドボックス５１に固定する際のねじ等の締結部材が配置される位置の自由度を増やすことができる。
【実施例４】
【００５４】
図１３は、実施例４における支持部５６の一例を示す図である。上記した実施例１では、それぞれの支持部５６がシールドボックス５１に固定された。これに対し、本実施例４では、例えば図１３に示すように、それぞれの支持部５６が誘電体窓５３に固定される。
【００５５】
本実施例では、それぞれの支持部５６は、アンテナ５４および保持部５５の重さにより誘電体窓５３の方向に押圧される。そのため、それぞれの支持部５６を誘電体窓５３に固定する際に、誘電体窓５３から離れないようにするための大きな締結力は不要となる。そのため、誘電体窓５３の上面に形成された位置決め用の凹部に支持部５６を挿入する等の簡易な固定方法でそれぞれの支持部５６を誘電体窓５３に固定することもできる。
【実施例５】
【００５６】
図１４は、実施例５における支持部５６の一例を示す図である。上記した実施例４では、それぞれの支持部５６が誘電体窓５３に固定された。これに対し、本実施例５では、例えば図１４に示すように、複数の保持部５５が１つの支持部５６を介して誘電体窓５３に固定される。
【００５７】
このように、本実施例では、複数の保持部５５が１つの固定部５６０を介して誘電体窓５３に固定される。これにより、誘電体窓５３の上面に形成される、保持部５５を誘電体窓５３に対して固定するための窪みやねじ穴等を少なくすることができる。これにより、誘電体窓５３の強度の低下や誘電体窓５３の加工コストの上昇を抑制することができる。
【実施例６】
【００５８】
図１５は、実施例６における支持部５６の一例を示す図である。上記した実施例５では、連結部５６１が固定部５６０によって誘電体窓５３に固定された。これに対し、本実施例６では、例えば図１５に示すように、連結部５６１が誘電体窓５３に固定される。
【００５９】
これにより、アンテナ５４と連結部５６１との間の距離を長くすることができるので、個別支持部５６２および連結部５６１の表面において発生する沿面放電をさらに抑制することができる。また、連結部５６１を誘電体窓５３に固定するため窪みやねじ穴等が形成される位置の自由度を増やすことができる。
【実施例７】
【００６０】
図１６は、実施例７における支持部５６の一例を示す図である。前述の実施例６では、連結部５６１が誘電体窓５３に固定された。これに対し、本実施例７では、例えば図１６に示すように、最外周の線路５４０を保持する保持部５５を連結部５６１に固定する個別支持部５６２が、固定部５６０を介して、シールドボックス５１の内側面に固定される。連結部５６１および個別支持部５６２は、誘電体窓５３に対してそれぞれの保持部５５を支持する。固定部５６０は、誘電体窓５３の面方向に延伸する。連結部５６１および個別支持部５６２は、第１の支持部の一例であり、固定部５６０は、第２の支持部の一例である。
【００６１】
また、本実施例において、連結部５６１の下端は誘電体窓５３の上面に接しているが、連結部５６１は誘電体窓５３に固定されていない。連結部５６１の下面が誘電体窓５３の上面に接することにより、それぞれの線路５４０の上下方向の位置が規定される。また、個別支持部５６２が、固定部５６０を介して、シールドボックス５１の内側面に固定されることにより、それぞれの線路５４０の横方向の位置が規定される。そのため、誘電体窓５３の上面に、連結部５６１の横方向の位置決めのための窪みや突起等を設ける必要がない。そのため、誘電体窓５３の強度の低下や誘電体窓５３の加工コストの上昇を抑制することができる。
【００６２】
なお、固定部５６０は、最外周の線路５４０を保持する保持部５５をシールドボックス５１の内側面に固定してもよく、連結部５６１をシールドボックス５１の内側面に固定してもよい。
【実施例８】
【００６３】
図１７は、実施例８における支持部５６の一例を示す図である。上記した実施例１から６では、アンテナ５４の線路５４０が上方のシールドボックス５１または下方の誘電体窓５３に固定された。これに対し、本実施例８では、例えば図１７に示すように、Ａ方向、即ち、アンテナ５４の径方向に隣接する線路５４０が連結部５６１で連結される。そして、最外周の保持部５５が、固定部５６０により、シールドボックス５１の内側面に固定される。なお、それぞれの保持部５５の下端は、誘電体窓５３の上面に接していてもよい。
【００６４】
本実施例においても、Ａ方向に隣接する保持部５５間の沿面距離Ｌ２は、Ａ方向に隣接する線路５４０間の距離ｄ１よりも長い。そのため、比較例（図７参照）の保持部５５’に比べて、耐電圧を高めることができ、沿面放電を抑制することができる。
【００６５】
なお、図１７の例では、Ａ方向に隣接する保持部５５は、Ｂ方向（図１７の紙面に垂直な方向）において同じ位置に配置されているが、例えば図４や図５に示したように、Ｂ方向において異なる位置に配置されれば、さらに沿面距離Ｌ２を延ばすことができ、沿面放電をさらに抑制することができる。
【実施例９】
【００６６】
図１８は、実施例９における保持部５５の一例を示す図である。図１８（ａ）は、保持部５５によって線路５４０が保持された状態を示し、図１８（ｂ）は、保持部５５が分離された状態を示している。
【００６７】
本実施例９における保持部５５は、例えば図１８（ｂ）に示すように、上側保持部５５０および下側保持部５５１を有する。上側保持部５５０の下端には、線路５４０の外周に沿った形状を有する凹部５５２が形成されている。上側保持部５５０の上端はシールドボックス５１に固定されている。下側保持部５５１の上端には、線路５４０の外周に沿った形状を有する凹部５５３が形成されている。下側保持部５５１の下端は誘電体窓５３に固定されている。上側保持部５５０は、第１の保持部の一例であり、下側保持部５５１は、第２の保持部の一例である。
【００６８】
上側保持部５５０および下側保持部５５１は、例えば図１８（ａ）に示すように、凹部５５２と凹部５５３との間に線路５４０を挟むことにより、シールドボックス５１および誘電体窓５３に対して線路５４０を保持する。即ち、上側保持部５５０は、上方から線路５４０を保持し、下側保持部５５１は、下方から線路５４０を保持する。
【００６９】
なお、本実施例においても、それぞれの保持部５５は、例えば図４や図５に示したように、Ｂ方向（図１８の紙面に垂直な方向）において異なる位置に配置されることが好ましい。また、図１８に示した保持部５５は、上下からアンテナ５４を挟む形でアンテナ５４を保持するが、他の例として、貫通孔が形成された保持部５５の貫通孔にアンテナ５４の線路５４０を挿入し、線路５４０が挿入された保持部５５の下端を誘電体窓５３に載せ、上端をシールドボックス５１に固定してもよい。この場合、保持部５５の下端は、誘電体窓５３に固定されてもよい。
【００７０】
［その他］
なお、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
【００７１】
例えば、上記した各実施例では、アンテナ５４に印加された高周波電力によりチャンバ１１内に高周波磁界を発生させるＩＣＰ方式のプラズマ処理装置１０を例に説明したが、開示の技術はこれに限られない。例えば、平面型ヘリカルレゾネータを有するプラズマ処理装置１０において、平面型ヘリカルレゾネータを保持する技術として、上記した各実施例の技術を適用することが可能である。
【００７２】
また、平面型ヘリカルレゾネータと、平面型ヘリカルレゾネータの近傍に平面型ヘリカルレゾネータと誘導結合する吸収コイルとを有するプラズマ処理装置１０において、平面型ヘリカルレゾネータおよび吸収コイルを保持する技術として、上記した各実施例の技術を適用することも可能である。
【００７３】
また、上記した実施例１および４では、保持部５５と支持部５６とが別々の部材として説明されたが、保持部５５と支持部５６とは１体となった１つの絶縁体で構成されてもよい。
【００７４】
また、上記した各実施例のアンテナ５４は、１本の導電体が略円形状の渦巻き状に２周以上巻き回された平面コイルであるが、開示の技術はこれに限られない。アンテナ５４は、例えば図１９に示すように、半径の異なる複数の円のそれぞれの円周に沿って配置されたリング状の線路５４０を含む平面アンテナであってもよい。
【００７５】
あるいは、アンテナ５４は、例えば図２０に示すように、半径の異なる複数の円のそれぞれの円周の少なくとも一部に沿って配置された複数の線路５４０を含む平面アンテナであってもよい。例えば図２０に示したアンテナ５４において、それぞれの線路５４０は、２つ以上の保持部５５によって保持されることが好ましい。
【００７６】
また、上記した各実施例のアンテナ５４は、平面コイルであるが、開示の技術はこれに限られず、例えばソレノイドコイル等であってもよい。また、アンテナ５４は、ソレノイドコイルの中でも、例えば図２１に示すように、Ｘ軸方向に進むに従って外形が小さくなる旋回型コイルであってもよい。
【００７７】
アンテナ５４として、例えば図２１に示した旋回型コイルが用いられる場合、保持部５５は、例えば図２２に示すようにアンテナ５４の線路５４０に配置される。図２２（ａ）は、Ａ方向に沿う向きからアンテナ５４を見た場合の保持部５５の配置の一例を示しており、図２２（ｂ）は、Ｂ方向に沿う向きからアンテナ５４を見た場合の保持部５５の配置の一例を示している。
【００７８】
また、アンテナ５４として、例えば図２１に示した旋回型コイルを逆さにしたコイルが用いられる場合、保持部５５は、例えば図２３に示すようにアンテナ５４の線路５４０に配置される。図２３（ａ）は、Ａ方向に沿う向きからアンテナ５４を見た場合の保持部５５の配置の一例を示しており、図２３（ｂ）は、Ｂ方向に沿う向きからアンテナ５４を見た場合の保持部５５の配置の一例を示している。
【００７９】
また、上記した各実施例のアンテナ５４は、Ｚ軸に沿う向きから見た場合に、外形が略円形状であるが、開示の技術はこれに限られない。例えば、Ｚ軸に沿う向きから見た場合に、アンテナ５４の外形は、矩形状であってもよく、多角形状であってもよい。ただし、チャンバ１１内により均一な高周波の磁場を形成するために、アンテナ５４の外形は、Ｚ軸に沿う向きから見た場合に、Ｚ軸を中心とする点対称の形状であることが好ましい。
【符号の説明】
【００８０】
Ｗ  半導体ウエハ
１０  プラズマ処理装置
１００  制御装置
１１  チャンバ
１２  バッフル板
１３  排気口
１４  排気管
１５  排気装置
１１０  開口
１１１  ゲートバルブ
２１  サセプタ
２３  静電チャック
２４  フォーカスリング
３０  高周波電源
４４  ガス供給源
５１  シールドボックス
５３  誘電体窓
５４  アンテナ
５４０  線路
５４２  線路
５５  保持部
５５０  上側保持部
５５１  下側保持部
５５２  凹部
５５３  凹部
５６０  固定部
５６１  連結部
５６２  個別支持部
５６  支持部
６１  高周波電源
【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】
2019087318.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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