(57)【要約】【課題】高周波電圧が印加される電極体によって形成される電界の変動（ばらつき）を低減することにより、プラズマ照射によるエッチングレートを均一化する。【解決手段】基体と、基体に対する上昇位置および下降位置の間で昇降可能な蓋体と、を有する筐体を備えたプラズマ処理装置において、基体は、高周波電圧が印加される電極体の上方に配置された誘電体部であって、基台部と、基台部から隆起する中央隆起部と、中央隆起部の周縁部からさらに隆起する周縁凸部と、を有する誘電体部と、一対の長尺部を連結し、蓋体を上昇位置に向かって付勢するように基体に取り付けられた枠体と、を備え、蓋体は、枠体によって付勢されて上昇位置にあるとき、長尺部が被処理基板を支持するとともに、枠体を押圧して下降位置にあるとき、中央隆起部が被処理基板を支持する。【選択図】図５
2019160752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、前記基体に対し昇降する蓋体と、を有する筐体と、
前記基体とは電気的に絶縁され、高周波電圧が印加される電極体と、
前記電極体を覆うとともに被処理基板が載置される誘電体部と、
前記誘電体部の上方において、前記被処理基板の搬入および搬出を行う際の上昇位置と、前記被処理基板に対してプラズマ処理を行う際の下降位置との間で昇降可能に設けられ、昇降中の前記被処理基板の両端を保持する保持部を備える、一対の長尺部と、を備えるプラズマ処理装置であって、
前記保持部は、
前記被処理基板の周縁部を下方から支持する支持面と、
前記被処理基板の前記周縁部に沿って前記支持面から前記長尺部の上面まで延びるように設けられ、前記被処理基板の前記周縁部をガイドするガイド面とを備え、
前記誘電体部は、
下降位置にある前記長尺部と対向する一対の第１領域と、前記一対の第１領域に挟まれた第２領域とを有し、
前記第２領域において、前記一対の第１領域の間に延在するとともに、前記第１領域から上方に突出するように形成された中央隆起部と、
前記中央隆起部の周囲に配置された周縁凸部とを備える、プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記長尺部の底面から前記支持面までの高さが、前記第１領域における前記誘電体部から前記中央隆起部までの高さよりも小さい、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記下降位置における前記長尺部の前記上面が、前記誘電体部の前記周縁凸部と面一となるように構成された、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記ガイド面、および前記中央隆起部に対向する前記周縁凸部の側面の少なくとも一方がテーパ面を備える、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記一対の長尺部が、前記誘電体部を横断するように配置される一対の板状部材からなり、
前記誘電体部に隣接して設けられるとともに前記板状部材を保持する枠体と、
前記枠体を前記基体に係合させる付勢手段と、をさらに備え、
前記蓋体は、前記蓋体が前記基体に対して相対的に移動する際に、前記蓋体による前記付勢手段の付勢状態を変化させることにより、前記板状部材の昇降を可能とする、押圧部材を備える、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
基体と、前記基体に対する上昇位置および下降位置の間で昇降可能な蓋体と、を有する筐体を備えたプラズマ処理装置であって、
前記基体と電気的に絶縁された状態で取り付けられ、高周波電圧が印加される電極体と、
前記電極体の上に配置され、基台部と、前記基台部から隆起する中央隆起部と、前記中央隆起部の周縁部からさらに隆起する周縁凸部と、を有する誘電体部と、
基板を保持するための一対の長尺部と、
前記長尺部を保持し、付勢手段を介して前記基体に取り付けられ、昇降可能に設けられた枠体と、をさらに備え、
前記蓋体が前記上昇位置にあるとき、前記枠体は付勢手段によって付勢されて上昇し、前記長尺部が被処理基板を支持するとともに、
前記蓋体が前記下降位置にあるとき、前記蓋体は前記枠体を押圧して下降させ、前記中央隆起部が前記被処理基板を支持する、プラズマ処理装置。
【請求項７】
前記蓋体は、前記枠体を押圧して前記下降位置にあるとき、前記長尺部が前記基台部と離間するように構成された、請求項６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記蓋体は、前記枠体を押圧して前記下降位置にあるとき、前記長尺部および前記周縁凸部のそれぞれの頂面が実質的に面一となるように構成された、請求項６または７に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記長尺部および前記周縁凸部の少なくとも一方は、前記被処理基板を前記中央隆起部に案内する傾斜面を有する、請求項６〜８のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記中央隆起部および前記周縁凸部は、前記一対の長尺部の間において、ともに略円形の平面形状を有する、請求項６〜９のいずれか１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】
本発明は、プラズマ照射により被処理基板の表面をクリーニングやエッチングを行うプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハまたは電子部品が実装された基板等の処理対象物の表面に対し、プラズマ照射によりクリーニングまたはエッチング等の表面処理を行うプラズマ処理装置が知られている。具体的には、プラズマ処理装置は、筐体で囲まれた減圧雰囲気の真空チャンバ内に処理対象物が配置され、真空チャンバ内にプロセスガスを導入するとともに、処理対象物が載置されたステージの下方に配置された電極体に高周波電圧を印加して（電極体の周りに所定の電界を形成し）真空チャンバ内で放電することによりプロセスガスのプラズマを発生させて、処理対象物の表面処理を行う。
【０００３】
また、プラズマ処理装置を生産ラインに効率的に導入するため、プラズマ処理装置の外部に配置されたローダーおよびアンローダーと接続されるレールに沿って基板を滑らせることにより、基板をプラズマ処理装置に自動的に搬入および搬出することがこれまで提案されている。
【０００４】
例えば特許文献１では、基体と、蓋体とを有する筐体と、処理対象の基板の背方に配置される電極体と、電極体上に配置され基板が載置される載置板と、電極体と蓋体との間に電極体を横断するように昇降可能に配置され、上昇時には基板の搬送経路を形成し、下降時にはプラズマ処理中の基板を電極体に載置するレールと、筐体内にプラズマを発生させるプラズマ発生用電源部とを備えるプラズマ処理装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１２０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のプラズマ処理装置の場合、基板の昇降に用いられる基板昇降部材（レール）が、電極体上に載置された基板に隣接して配置された状態となるため、基板昇降部材（レール）に沿った基板端とそれ以外の基板端とで、高周波電圧が印加される電極体によって形成される電界の変動（ばらつき）が生じ、エッチングレートのばらつきやクリーニング状態のばらつきが生じやすい。
【０００７】
そこで本発明の実施形態に係るプラズマ処理装置は、高周波電圧が印加される電極体によって形成される電界の変動（ばらつき）を低減することにより、プラズマ照射によるエッチングレートやクリーニング状態を均一化し、生産歩留まりを改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る第１の態様は、プラズマ処理装置に関し、このプラズマ処理装置は、基体と、前記基体に対し昇降する蓋体と、を有する筐体と、前記基体とは電気的に絶縁され、高周波電圧が印加される電極体と、前記電極体を覆うとともに被処理基板が載置される誘電体部と、前記誘電体部の上方において、前記被処理基板の搬入および搬出を行う際の上昇位置と、前記被処理基板に対してプラズマ処理を行う際の下降位置との間で昇降可能に設けられ、昇降中の前記被処理基板の両端を保持する保持部を備える、一対の長尺部と、を備える。
前記保持部は、前記被処理基板の周縁部を下方から支持する支持面と、前記被処理基板の前記周縁部に沿って前記支持面から前記長尺部の上面まで延びるように設けられ、前記被処理基板の前記周縁部をガイドするガイド面とを備える。
また前記誘電体部は、下降位置にある前記長尺部と対向する一対の第１領域と、前記一対の第１領域に挟まれた第２領域とを有し、前記第２領域において、前記一対の第１領域の間に延在するとともに、前記第１領域から上方に突出するように形成された中央隆起部と、前記中央隆起部の周囲に配置された周縁凸部とを備える。
【０００９】
本発明に係る第２の態様は、同様にプラズマ処理装置に関し、このプラズマ処理装置は、基体と、前記基体に対する上昇位置および下降位置の間で昇降可能な蓋体と、を有する筐体を備える。
プラズマ処理装置は、前記基体と電気的に絶縁された状態で取り付けられ、高周波電圧が印加される電極体と、前記電極体の上に配置され、基台部と、前記基台部から隆起する中央隆起部と、前記中央隆起部の周縁部からさらに隆起する周縁凸部と、を有する誘電体部と、基板を保持するための一対の長尺部と、前記長尺部を保持し、付勢手段を介して前記基体に取り付けられ、昇降可能に設けられた枠体と、をさらに備える。
前記蓋体が前記上昇位置にあるとき、前記枠体は付勢手段によって付勢されて上昇し、前記長尺部が被処理基板を支持するとともに、前記蓋体が前記下降位置にあるとき、前記蓋体は前記枠体を押圧して下降させ、前記中央隆起部が前記被処理基板を支持する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様に係るプラズマ処理装置によれば、高周波電圧が印加される電極体によって形成される電界のばらつきを低減することにより、プラズマ照射によるエッチングレートやクリーニング状態を均一化し、生産歩留まりを改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るプラズマ処理装置を示す斜視図である。
【図２】図１のプラズマ処理装置を示す分解斜視図である。
【図３】図２に示す枠体の拡大斜視図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、プラズマ処理装置１を図２のＸＺ平面で切断したときの模式的な断面図であり、（ａ）は、蓋体が上昇位置にある状態を示し、（ｂ）は、蓋体が下降位置にある状態を示す。
【図５】（ａ）は、枠体が取り付けられた基体を上から見た平面図であり、（ｂ）は、枠体が取り外された基体を上から見た平面図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、図５（ａ）のVI−VI線（ＹＺ平面）からみた拡大断面図であって、蓋体が上昇位置および下降位置にあるときの板状部材の保持部、基体の電極体および誘電体部の一部を示す。
【図７】図５（ｂ）のVII−VII線（ＸＺ平面）からみた拡大断面図であって、蓋体が上昇位置および下降位置にあるときの基体の電極体および誘電体部の一部を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本実施形態に係るプラズマ処理装置は、概略、基体１０と、基体１０に対する上昇位置および下降位置の間で昇降可能な蓋体２０と、を有する筐体２を備える。
基体１０には、高周波電圧が印加される電極体１５が、基体１０と電気的に絶縁された状態で取り付けられている。電極体１５の上には、基台部１３と、基台部１３から隆起する中央隆起部１４と、中央隆起部１４の周縁部からさらに隆起する周縁凸部１６と、を有する誘電体部１２が配置されている。さらに被処理基板４０を保持するための一対の長尺部３２と、長尺部３２を保持するとともに、付勢手段を介して基体１０に取り付けられ、昇降可能に設けられた枠体３０が設けられる。
蓋体２０が上昇位置にあるとき（基板の搬送時）、枠体３０は付勢手段によって付勢されて上昇し、長尺部３２が被処理基板４０を支持する。一方、蓋体２０が下降位置にあるとき（プラズマ処理時）、蓋体２０は枠体３０を押圧して下降させ、中央隆起部１４が被処理基板４０を支持する。
上述のようにプラズマ処理装置を構成することにより、中央隆起部１４の周縁部に周縁凸部１６を設けることにより、被処理基板４０の周縁部のうち、長尺部（板状部材）３２に隣接する部分、および周縁凸部１６が隣接する部分における高周波電界（プラズマ照射条件）を均一にし、被処理基板４０の周縁部全体において、プラズマ照射によるエッチングレートのばらつきを低減し、被処理基板４０の生産歩留まりを向上させることができる。
【００１３】
蓋体２０は、枠体３０を押圧して下降位置にあるとき、長尺部３２が基台部１３と離間するように構成される。これにより、蓋体２０の押圧部材２２が付勢部材３１による付勢力に抗して長尺部３２を下方に押圧したとき、長尺部３２が誘電体部１２に衝突して破損することを回避することができる。
【００１４】
蓋体２０は、枠体３０を押圧して下降位置にあるとき、長尺部３２および周縁凸部１６のそれぞれの頂面が実質的に面一となるように構成されることが好ましい。これにより、被処理基板４０の周縁部全体に対する高周波電界（プラズマ照射条件）を均一にし、プラズマ照射によるエッチングレートのばらつきを低減し、被処理基板４０の生産歩留まりを向上させることができる。
【００１５】
長尺部３２および周縁凸部１６の少なくとも一方は、被処理基板４０を中央隆起部１４に案内する傾斜面３４ｃ，１６ｂを有することが好ましい。これにより、被処理基板４０を確実に中央隆起部１４に載置することができる。
【００１６】
中央隆起部１４および周縁凸部１６は、一対の長尺部３２の間において、ともに略円形の平面形状を有するものであってもよい。被処理基板４０が円形の平面形状を有する半導体ウェーハであるとき、半導体ウェーハの円周に沿った周縁部全体に対する高周波電界を均一にし、プラズマ照射によるエッチングレートのばらつきを低減することができる。
【００１７】
ここで添付図面を参照して本発明に係るプラズマ処理装置の実施形態を以下説明する。実施形態の説明において、理解を容易にするために方向を表す用語（たとえば「上下」、「左右」、および「Ｘ，Ｙ，Ｚ」等）を適宜用いるが、これは説明のためのものであって、これらの用語は本発明を限定するものでない。なお各図面において、プラズマ処理装置の各構成部品の形状または特徴を明確にするため、これらの寸法を相対的なものとして図示し、必ずしも同一の縮尺比で表したものではない。
【００１８】
図１は、本実施形態に係るプラズマ処理装置１を示す斜視図であり、図２は、図１のプラズマ処理装置１を示す分解斜視図である。プラズマ処理装置１は、概略、基体１０および蓋体２０を有する筐体２を備える（図１）。蓋体２０は、昇降機構（図示せず）を用いて、基体１０に対して上昇位置および下降位置の間で昇降できるように構成されている。蓋体２０が下降位置にあるとき、基体１０および蓋体２０は、筐体２内を気密封止し、真空チャンバ３（図４（ｂ））を形成する。
【００１９】
真空チャンバ３は、基体１０に設けられた通気口１１を介して真空ポンプ（図示せず）と連通し、真空ポンプは、真空チャンバ３内のガスを排出して減圧することができる。またプラズマ処理装置１は、アルゴン、酸素、窒素等のプロセスガスをチャンバ内に導入するためのガス供給手段（図示せず）を有する。
【００２０】
またプラズマ処理装置１は、基体１０に取り付けられた枠体３０をさらに備える（図２）。枠体３０は、基体１０との間にばね等の付勢部材３１を有し、付勢部材３１は、枠体３０を上昇位置に向かって付勢するように構成されている。
【００２１】
枠体３０は、板状部材３２を連結するとともに、付勢部材３１を介して基体１０に支持されている。すなわち付勢部材３１は、枠体３０とともに板状部材３２を上昇位置に向かって上昇させる機能を有する。枠体３０および板状部材３２は、任意の材料で構成してもよいが、例えばセラミック等の絶縁材料を用いて形成することが好ましい。
【００２２】
図３は、図２に示す枠体３０の拡大斜視図である。この枠体３０は、半導体ウェーハ等の円形の被処理基板４０をプラズマ処理（クリーニングおよびエッチング等）するために設計されたものである。図４（ａ）および図４（ｂ）は、本実施形態に係るプラズマ処理装置１を、図２のＸＺ平面で切断したときの模式的な断面図である。図４（ａ）は、蓋体２０が上昇位置にある状態を示し、図４（ｂ）は、蓋体２０が下降位置にある状態を示す。本実施形態に係るプラズマ処理装置１は、上述のとおり、基体１０、蓋体２０、枠体３０、および枠体３０に固定された板状部材３２を備える。図４（ａ）および図４（ｂ）では、付勢部材３１および一対の板状部材３２を誇張して図示している。
【００２３】
半導体ウェーハのような被処理基板４０は、薄くて破損しやすいため、前掲特許文献１に記載されたように、レールに沿ってスライド移動させることによりプラズマ処理装置内に搬入および搬出することは困難である。そこで、本実施形態に係るプラズマ処理装置１は、外部に配置されたロボットアームの先端部に取り付けられたチャック（ともに図示せず）を用いて、半導体ウェーハ４０を把持し、蓋体２０が上昇位置にあるとき（図４（ａ））、枠体３０に連結された一対の板状部材３２に半導体ウェーハ４０を受け渡し、蓋体２０が下降位置にあるとき（図４（ｂ））、蓋体２０に固定された押圧部材２２によって枠体３０（および板状部材３２）が下方に押圧されて、半導体ウェーハ４０を誘電体部１２の中央隆起部１４の上に載置するように構成されている。
【００２４】
またプラズマ処理装置１は、絶縁部材５３を介して基体１０に固定された電極体１５と、その上方に配置された誘電体部１２と、自動整合器５２を介して電極体１５に高周波電圧を印加する高周波電源５０と、を備える。蓋体２０が下降位置にあるとき、筐体２は真空チャンバ３を形成する（図４（ｂ））。真空チャンバ３の気密性を改善するために、互いに押圧される基体１０と蓋体２０の面に、Ｏリング等の封止部材５４を設けてもよい。
【００２５】
真空チャンバ３を減圧した後にプロセスガスを導入し、電極体１５に高周波電圧を印加することにより、電極体１５と接地された蓋体２０との間に高周波電界を形成し、プロセスガスのプラズマ雰囲気を発生させる。こうして発生させたプラズマ雰囲気に半導体ウェーハ４０の表面を晒すことにより、半導体ウェーハ４０の表面をプラズマ処理（クリーニングおよびエッチング等）することができる。なお、自動整合器５２は、高周波電源５０と電極体１５との間に流れる高周波電流の進行波と反射波との干渉を防止する機能を有する。
【００２６】
図５（ａ）は、枠体３０が取り付けられた基体１０を上から見た平面図である。上述のとおり、枠体３０は、上昇位置に向かって付勢する付勢部材３１を介して基体１０に取り付けられている。本実施形態では、一対の板状部材３２（長尺部）は、Ｘ方向に延びるものとして説明するが、Ｙ方向やその他の方向に延びるものであってもよい。図５（ａ）の中央にある略円形の破線は、一対の板状部材３２に受け渡される半導体ウェーハ４０を示す（図４（ａ））。
【００２７】
図５（ｂ）は、枠体３０が取り外された基体１０を上から見た平面図である。本実施形態に係る誘電体部１２は、略平坦な上面１３ａを有する基台部１３（図４（ａ））と、基台部１３の上面１３ａから上方（Ｚ方向）に隆起する中央隆起部１４と、中央隆起部１４の周縁部からさらに上方（Ｚ方向）に隆起する周縁凸部１６（図５（ａ）および図５（ｂ））とを有する。図５（ｂ）の円形の破線は、誘電体部１２の下方に配置された電極体１５を示す。
【００２８】
図６（ａ）および図６（ｂ）は、図５（ａ）のVI−VI線（ＹＺ平面）からみた拡大断面図であって、それぞれ蓋体２０が上昇位置および下降位置にあるときの板状部材３２の保持部３４、電極体１５、および誘電体部１２の一部を示す。図示のように、板状部材３２は、互いに対向する略平坦な頂面３２ａおよび底面３２ｂを有する。また板状部材３２は、円形の半導体ウェーハ４０の周縁部を保持するとともに、位置合わせするように形成された保持部３４を有する。より具体的には、保持部３４は、図６（ｂ）に示すように、半導体ウェーハ４０の周縁部を支持する支持面３４ａ、および頂面３２ａと支持面３４ａの間に設けられたガイド面３４ｃ（斜面）を有する。なお、図６（ａ）および図６（ｂ）の破線は、半導体ウェーハ４０より紙面奥手側に配置される誘電体部１２の周縁凸部１６を示す。
【００２９】
保持部３４の平面形状は、プラズマ処理される半導体ウェーハ４０の径に依存する。すなわち板状部材３２は、半導体ウェーハ４０の径に基づいて選択され、枠体３０の適当な位置に固定される。さらに換言すると、本実施形態に係るプラズマ処理装置１は、適当な形状を有する保持部３４を備えた板状部材３２を、枠体３０の適当な位置に固定することにより、任意の径を有する半導体ウェーハ４０をプラズマ処理することができる。
【００３０】
図６（ａ）は、蓋体２０が上昇位置にあるときに、半導体ウェーハ４０がロボットアームのチャックから保持部３４の支持面３４ａの上に受け渡されたときの状態を示す。ロボットアームのチャックの動作は、サーボモータ等によって精緻に制御されているものの、半導体ウェーハ４０が保持部３４に対する受け渡し位置が予定した位置から（Ｙ方向に）ずれることがある。しかしながら、本実施形態の保持部３４は、ガイド面３４ｃを有するので、たとえ半導体ウェーハ４０がガイド面３４ｃに架かるようにずれて設置されたとしても、重力の作用によりガイド面３４ｃ（斜面）に沿ってスライドして、これを支持面３４ａ上の適正な位置に配置することができる。
【００３１】
半導体ウェーハ４０を支持面３４ａ上の適正な位置に配置した後、昇降機構を用いて、蓋体２０を下降位置に下降させる。図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、蓋体２０が下降すると、蓋体２０に固定された押圧部材２２が、付勢部材３１による付勢力に抗して、枠体３０（および板状部材３２）を下方に押圧する。このとき、図６（ｂ）に示すように、半導体ウェーハ４０は、保持部３４の支持面３４ａから離間した状態で、誘電体部１２の中央隆起部１４の上に載置される。その後、図示しない静電吸着機構または真空吸着機構を用いて、載置された半導体ウェーハ４０を中央隆起部１４に吸着させて固定してもよい。
【００３２】
なお本願では、蓋体２０が下降位置にあるとき、板状部材３２の底面３２ｂが誘電体部１２の基台部１３と対向する領域を「第１領域Ｒ１」といい、一対の板状部材３２の間にあって、板状部材３２の底面３２ｂが誘電体部１２の基台部１３と対向しない領域を「第２領域Ｒ２」と定義する（図６（ｂ））。
【００３３】
図７は、図５（ｂ）のVII−VII線（ＸＺ平面）からみた拡大断面図であって、蓋体２０が下降位置にあるときの基体１０の電極体１５および誘電体部１２の一部を示す。図７の周縁凸部１６は、保持部３４と同様、周縁凸部１６の頂面１６ａと中央隆起部１４との間にガイド面１６ｂ（斜面）を有する。したがって、半導体ウェーハ４０が保持部３４に対し（Ｘ方向に）ずれて受け渡されたとしても、周縁凸部１６のガイド面１６ｂがＸ方向の位置ずれを矯正して、半導体ウェーハ４０を中央隆起部１４上の適正な位置に載置することができる。
【００３４】
本願では、図６（ｂ）および図７に示すように、基台部１３から中央隆起部１４までの高さＡ、中央隆起部１４から周縁凸部１６までの高さＢ、板状部材３２の底面３２ｂから支持面３４ａまでの高さＣ、および板状部材３２の支持面３４ａから頂面３２ａまでの高さＤを定義したとき、誘電体部１２および板状部材３２は、高さＡが高さＣより大きくなるように構成されている（Ａ＞Ｃ）。すなわち、蓋体２０は、枠体３０を押圧して下降位置にあるとき、板状部材３２が半導体ウェーハ４０および基台部１３と離間するように構成されている。この場合、蓋体２０が、枠体３０を押圧して下降位置にあるとき、半導体ウェーハ４０は、端部が板状部材３２から離間するとともに中央隆起部１４に支持される。プラズマ処理中に半導体ウェーハ４０と板状部材３２とが離間しているため、板状部材３２に起因するエッチングレートのばらつきが抑制される。また、高さＡが高さＣより大きくなるように構成する（Ａ＞Ｃ）ことにより、特に板状部材３２がセラミック等の衝撃に弱い材料で形成されている場合、蓋体２０の押圧部材２２が付勢部材３１による付勢力に抗して板状部材３２を下方に押圧したとき、板状部材３２が誘電体部１２に衝突して破損することを回避することができる。
【００３５】
本実施形態に係る誘電体部１２は、上述のとおり、基台部１３と、基台部１３から隆起する中央隆起部１４と、中央隆起部１４の周縁部からさらに隆起する周縁凸部１６と、を有する。ここで周縁凸部１６を設けた理由について説明する。
減圧した真空チャンバ３に例えばＡｒガス等のプロセスガスを導入し、電極体１５に高周波電圧を印加することにより、電極体１５と接地された蓋体２０との間に高周波電界を形成し、プロセスガスのプラズマ雰囲気（Ａｒプラズマ）を発生させ、Ａｒイオンを半導体ウェーハ４０の表面に衝突させることによりプラズマ処理される。
例えば、半導体ウェーハ４０が載置される誘電体部１２が半導体ウェーハ４０より大きい略円形の平面形状を備え、かつ、電極体１５が半導体ウェーハ４０より大きい場合、電極体１５と蓋体２０との間に形成される高周波電界は、半導体ウェーハ４０の表面全体において実質的に均一に形成され、Ａｒイオンが半導体ウェーハ４０の表面に衝突する速度も実質的に一定となりやすく、したがって、Ａｒプラズマ照射によるエッチングレートは、半導体ウェーハ４０の表面全体にわたって均一となりやすいと考えられる。
【００３６】
しかしながら、本実施形態に係るプラズマ処理装置１は、一対の板状部材３２を下降させることにより、半導体ウェーハ４０を誘電体部１２の中央隆起部１４に載置する。すなわち、蓋体２０が下降位置にあるとき、板状部材３２は、誘電体部１２と半導体ウェーハ４０の周縁部との間に留置されている。また板状部材３２の保持部３４には、半導体ウェーハ４０を位置合わせするためのガイド面３４ｃを設けたことから、板状部材３２は、実質的な厚みを有し、その厚み（高さＣ＋Ｄ、例えば３ｍｍ）は、半導体ウェーハ４０の厚み（例えば０．７ｍｍ）より厚い。したがって、セラミックで形成された板状部材３２の存在に起因して、半導体ウェーハ４０の周縁部付近に形成される高周波電界が歪められ、もしくは弱められ、Ａｒプラズマ照射によるエッチングレートが小さくなる傾向がある。
【００３７】
そこで本実施形態のプラズマ処理装置１は、誘電体部１２に周縁凸部１６を設けることにより、半導体ウェーハ４０の周縁部のなかでも、板状部材３２に隣接する部分（図６（ｂ））、および周縁凸部１６が隣接する部分（図７）に生じる高周波電界をできるだけ均一化しようとするものである。したがって本実施形態によれば、半導体ウェーハ４０の周縁部全体において、プラズマ照射によるエッチングレートのばらつきを低減し、半導体ウェーハ４０を個片化して製造された素子チップの特性のばらつきを極力抑え（不具合のある素子チップを低減し）、素子チップの生産歩留まりを向上させることができる。
【００３８】
換言すると、本実施形態のプラズマ処理装置１によれば、板状部材３２と周縁凸部１６は、半導体ウェーハ４０の周縁部における高周波電界（プラズマ照射条件）に与える影響を均一にするように構成される。より具体的には、基台部１３から中央隆起部１４までの高さＡおよび中央隆起部１４から周縁凸部１６までの高さＢの合計の高さ（Ａ＋Ｂ）は、板状部材３２の底面３２ｂから支持面３４ａまでの高さＣおよび支持面３４ａから頂面３２ａまでの高さＤの合計の高さ（Ｃ＋Ｄ）と実質的に一致することが好ましい（Ａ＋Ｂ≒Ｃ＋Ｄ）。ただし、前者の合計高さ（Ａ＋Ｂ）が後者の合計高さ（Ｃ＋Ｄ）より小さい場合（Ａ＋Ｂ＜Ｃ＋Ｄ）、蓋体２０が下降位置に降下したとき、板状部材３２が半導体ウェーハ４０に当接して、半導体ウェーハ４０が中央隆起部１４に載置されない虞、または板状部材３２が基台部１３に衝突して破損する虞がある。よって、前者の合計高さ（Ａ＋Ｂ）は、後者の合計高さ（Ｃ＋Ｄ）より大きくなるように設計することが好ましい（Ａ＋Ｂ＞Ｃ＋Ｄ）。この場合、より好ましくは、板状部材３２の頂面３２ａと、周縁凸部１６の頂面１６ａが実質的に面一となるように構成される。これにより、被処理基板４０の周縁部全体に対する高周波電界（プラズマ照射条件）を均一にし、プラズマ照射によるエッチングレートのばらつきを低減することができる。
【００３９】
なお、ロボットアームによる半導体ウェーハ４０の搬入と搬出は、筐体２の一方の側からのみ行ってもよいし、搬入と搬出を互いに異なる方向から行ってもよい。
【００４０】
ロボットアームによる半導体ウェーハ４０の把持は、半導体ウェーハ４０の上面側で把持してもよいし、半導体ウェーハ４０の下面側を把持してもよい。また、ロボットアームによる半導体ウェーハ４０の把持は、ロボットアームの先端部に取り付けられた真空吸着チャック、静電吸着チャック、ベルヌーイチャックなどにより行うことができる。
【００４１】
ロボットアームが半導体ウェーハ４０の下面側を把持する場合、ロボットアームによる半導体ウェーハ４０の把持は、上述したチャックを用いずに、アームの先端部に半導体ウェーハ４０を載置することにより行ってもよい。
【００４２】
なお上記実施形態では、枠体３０を２つ設けて一対の板状部材３２のそれぞれを別の枠体３０で支持したが、本発明はこれに限定されるものではない。枠体３０を４つ設けて一対の板状部材３２が備える４つの端部のそれぞれを別の枠体３０で支持してもよい。あるいは、電極体を取り囲むように１つの枠体を設け、一対の板状部材３２を１つの枠体で支持してもよい。
【００４３】
半導体ウェーハ４０の下面側をロボットアームで把持して搬送する場合、半導体ウェーハ４０を把持したロボットアームは、上昇位置にある枠体３０の上方の所定の位置に移動した後、枠体３０の下方に下降することにより、半導体ウェーハ４０を板状部材３２に受け渡すこととなる。この時、枠体３０とロボットアームとが干渉するおそれがある。しかしながら、例えば図２に示したように、一対の板状部材３２を複数の枠体３０で支持するようにすれば、枠体３０と別の枠体３０の間にロボットアームが出入り可能な寸法の間隔を設けることにより、枠体３０とロボットアームとの干渉を回避できる。
特に、ロボットアームによる半導体ウェーハ４０の搬入と搬出を互いに異なる方向から行う場合、枠体３０とロボットアームとの干渉を回避するためのスペースを確保しやすくなるため、１対の板状部材３２を複数の枠体３０で支持することが好ましい。例えば、図２のように、枠体３０を２つ設けて一対の板状部材３２のそれぞれを別の枠体３０で支持する場合、２つの枠体３０の間にロボットアームが出入り可能な寸法の間隔を設けることにより、搬入を図２におけるＸ軸方向の一方の側から行い、搬出をＸ軸方向の他方の側から行うプラズマ処理装置を比較的容易に実現できる。
【００４４】
上記実施形態では、被処理基板４０が円形の半導体ウェーハである場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、被処理基板４０は、矩形形状を有するプリント基板であってもよい。この場合、中央隆起部１４は、矩形の平面形状を有し、周縁凸部１６は、一対の板状部材３２の間にＹ方向に直線的に延びるように構成される。
【００４５】
また上記実施形態では、半導体ウェーハ４０は、位置決めするためのオリフラ４２を有するものとして図示したが、本発明は、これに限定されるものではなく、被処理基板４０は、オリフラを含まず、真円の平面形状を有するものであってもよい。
【００４６】
他方、上記実施形態では、オリフラ４２を有する半導体ウェーハ４０を載置する誘電体部１２が真円の平面形状を有する周縁凸部１６を有するものとして図示したが、本発明は、これに限定されるものではなく、むしろ周縁凸部１６は、半導体ウェーハ４０のオリフラ４２に沿った輪郭を有するように形成されていることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、被処理基板の周縁部に対し、均一にプラズマ照射できるプラズマ処理装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１…プラズマ処理装置、２…筐体、３…真空チャンバ、１０…基体、１１…通気口、１２…誘電体部、１３…基台部、１３ａ…基台部の上面、１４…中央隆起部、１５…電極体、１６…周縁凸部、１６ｂ…周縁凸部の傾斜面、２０…蓋体、２２…押圧部材、３０…枠体、３１…付勢部材、３２…板状部材（長尺部）、３２ａ…板状部材の頂面、３２ｂ…板状部材の底面、３４…保持部、３４ａ…保持部の支持面、３４ｃ…保持部のガイド面（斜面）、４０…被処理基板、４２…オリフラ、５０…高周波電源、５２…自動整合器、５３…絶縁部材、５４…封止部材、Ｒ１…第１領域、Ｒ２…第２領域
【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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