(57)【要約】【課題】処理容器内のプラズマに曝される部位からのメタルコンタミネーションを現実的に抑制することができるプラズマ処理装置を提供すること。【解決手段】被処理体Ｗを収容する処理容器内で被処理体Ｗにプラズマ処理を施すプラズマ処理装置は、処理容器内においてその一部が少なくともプラズマの生成領域に位置する部材２７を有し、この部材２７は、金属製の本体２７１の表面にシリコン膜２７２がコーティングされてなる。【選択図】図４
2007250569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体を収容する処理容器と、この処理容器内にプラズマを生成するプラズマ生成機構とを具備し、前記処理容器内の被処理体に所定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、
前記処理容器内においてプラズマに曝される部位の少なくとも一部がシリコン膜でコーティング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】
前記プラズマに曝される部位は、金属製の本体の表面にシリコン膜がコーティングされて構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】
被処理体を収容する処理容器と、この処理容器内にプラズマを生成するプラズマ生成機構と、
前記処理容器内でプラズマに曝される部材と
を具備し、前記処理容器内の被処理体に所定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、
前記プラズマに曝される部材は、金属製の本体と、該本体の少なくともプラズマに曝される部位にコーティングされたシリコン膜とを有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項４】
被処理体を収容する処理容器と、
マイクロ波を発生するマイクロ波発生部と、
前記マイクロ波発生部で発生したマイクロ波を前記処理容器に向けて伝達する導波路と、
前記処理容器の上部に設けられ、前記マイクロ波を前記処理容器に導入するマイクロ波導入部と、
前記マイクロ波導入部を前記処理容器内の被処理体に臨むように前記処理容器内で支持し、その一部が少なくともプラズマの生成領域に位置し、金属製の本体を有しその少なくとも前記プラズマの生成領域に位置する部分にシリコン膜がコーティングされてなる支持部材と、
前記処理容器内の前記マイクロ波導入部の直下位置に処理ガスを導入する処理ガス導入機構と
を具備し、
前記マイクロ波により前記処理容器内に形成された処理ガスのプラズマにより被処理体をプラズマ処理することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記マイクロ波導入部は、マイクロ波を放射するアンテナと、前記アンテナから放射されたマイクロ波を透過して処理容器内に導く誘電体からなる透過部材とを有し、前記支持部材は前記透過部材を支持することを特徴とする請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記本体は、アルミニウム製であることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記シリコン膜は、溶射により形成された膜であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記シリコン膜の厚さは１〜１００μｍであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
被処理体を収容する処理容器内にプラズマを生成してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、前記処理容器内でプラズマに曝される部材であって、
金属製の本体と、該本体の少なくともプラズマに曝される部位にコーティングされたシリコン膜とを有することを特徴とするプラズマに曝される部材。
【請求項１０】
前記本体は、アルミニウム製であることを特徴とする請求項９に記載のプラズマに曝される部材。
【請求項１１】
前記シリコン膜は、溶射により形成された膜であることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のプラズマに曝される部材。
【請求項１２】
前記シリコン膜の厚さは１〜１００μｍであることを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載のプラズマに曝される部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体にプラズマ処理を施すためのプラズマ処理装置およびそれに用いられるプラズマに曝される部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、半導体デバイスの製造工程においては、被処理体である半導体ウエハに対してエッチング、アッシング、成膜等の種々のプロセスが行われており、これら処理には真空雰囲気に保持可能な処理容器内で半導体ウエハにプラズマ処理を施すプラズマ処理装置が用いられている。
【０００３】
このようなプラズマ処理装置においては、処理容器内の壁部や処理容器内に設けられた部材はアルミニウム等の金属で形成されており、これらのうち強いプラズマに曝されたものは、表面がプラズマにより削られてパーティクルが発生し、アルミニウム等のメタルコンタミネーションが多く発生し、プロセスに悪影響を与えてしまう。また、特にアルミニウム製の部材の場合には、表面の損傷や劣化が激しいため、長時間の使用によりプロセスの再現性が悪くなるという問題もある。
【０００４】
このような問題を解決する技術として、特許文献１には、反応室の内壁のうち、プラズマの生成領域に臨む部分にシリコン結晶体を設けることが開示されている。そして、この特許文献１には、シリコン結晶体として単結晶シリコンのインゴットをくりぬいたものを用いることが記載されている。
【０００５】
しかしながら、このように単結晶シリコンを加工してバルク体で反応室の壁部を構成すると、極めて高価なものとなるとともに、十分な強度が得られず、実際には実現が困難である。
【特許文献１】特開２００２−３５３２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、処理容器内のプラズマに曝される部位からのメタルコンタミネーションを現実的に抑制することができるプラズマ処理装置およびそれに用いられるプラズマに曝される部材を提供することを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、被処理体を収容する処理容器と、この処理容器内にプラズマを生成するプラズマ生成機構とを具備し、前記処理容器内の被処理体に所定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、前記処理容器内においてプラズマに曝される部位の少なくとも一部がシリコン膜でコーティングされていることを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
この場合に、前記プラズマに曝される部位は、金属製の本体の表面にシリコン膜がコーティングされて構成されていてよい。
【０００８】
本発明はまた、被処理体を収容する処理容器と、この処理容器内にプラズマを生成するプラズマ生成機構と、前記処理容器内でプラズマに曝される部材とを具備し、前記処理容器内の被処理体に所定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、前記プラズマに曝される部材は、金属製の本体と、該本体の少なくともプラズマに曝される部位にコーティングされたシリコン膜とを有することを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
【０００９】
本発明はさらに、被処理体を収容する処理容器と、マイクロ波を発生するマイクロ波発生部と、前記マイクロ波発生部で発生したマイクロ波を前記処理容器に向けて伝達する導波路と、前記処理容器の上部に設けられ、前記マイクロ波を前記処理容器に導入するマイクロ波導入部と、前記マイクロ波導入部を前記処理容器内の被処理体に臨むように前記処理容器内で支持し、その一部が少なくともプラズマの生成領域に位置し、金属製の本体を有しその少なくとも前記プラズマの生成領域に位置する部分にシリコン膜がコーティングされてなる支持部材と、前記処理容器内の前記マイクロ波導入部の直下位置に処理ガスを導入する処理ガス導入機構とを具備し、前記マイクロ波により前記処理容器内に形成された処理ガスのプラズマにより被処理体をプラズマ処理することを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
この場合に、前記マイクロ波導入部は、マイクロ波を放射するアンテナと、前記アンテナから放射されたマイクロ波を透過して処理容器内に導く誘電体からなる透過部材とを有し、前記支持部材は前記透過部材を支持する構成とすることができる。
【００１０】
本発明はさらにまた、被処理体を収容する処理容器内にプラズマを生成してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、前記処理容器内でプラズマに曝される部材であって、金属製の本体と、該本体の少なくともプラズマに曝される部位にコーティングされたシリコン膜とを有することを特徴とするプラズマに曝される部材を提供する。
【００１１】
上記発明において、前記本体は、アルミニウム製とすることができ、前記シリコン膜は、溶射により形成された膜であることが好ましい。さらに、前記シリコン膜の厚さは１〜１００μｍであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、前記処理容器内においてプラズマに曝される部位の少なくとも一部がシリコン膜でコーティングされている、典型的には、処理容器内でプラズマに曝される部材が、金属製の本体と、該本体の少なくともプラズマに曝される部位にコーティングされたシリコン膜とを有するものであるので、プラズマにより損耗するのが主にシリコンであり、アルミニウム等の金属製の本体のプラズマによる損耗が抑制され、アルミニウム等のメタルコンタミネーションの発生を極めて少なくすることができる。また、アルミニウム製等の本体の上に膜を形成すればよいので、比較的安価に製造することができる。しかも本体は金属であるので十分な強度を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置の概略断面図である。このプラズマ処理装置１００は、複数のスロットを有する平面アンテナ、例えばＲＬＳＡ（Radial Line Slot Antenna；ラジアルラインスロットアンテナ）にて処理室内にマイクロ波などのマイクロ波を導入してプラズマを発生させることにより、高密度かつ低電子温度のマイクロ波プラズマを発生させ得るプラズマ処理装置として構成されている。
【００１４】
プラズマ処理装置１００は、気密に構成され、ウエハＷが搬入される接地された略円筒状のチャンバー（処理容器）１を有している。このチャンバー１は、アルミニウムまたはステンレス鋼等の金属材料からなり、その下部を構成するハウジング部２と、その上に配置されたチャンバーウォール３とで構成されている。また、チャンバー１の上部には、処理空間にマイクロ波を導入するためのマイクロ波導入部３０が開閉可能に設けられている。
【００１５】
ハウジング部２の底壁２ａの略中央部には円形の開口部１０が形成されており、底壁２ａにはこの開口部１０と連通し、下方に向けて突出してチャンバー１内部を均一に排気するための排気室１１が連設されている。
【００１６】
ハウジング部２内には被処理体であるウエハＷを水平に支持するためのサセプタ５が、排気室１１の底部中央から上方に延びる円筒状の支持部材４により支持された状態で設けられている。サセプタ５および支持部材４を構成する材料としては、石英やＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３等のセラミックス材料を挙げることができるが、中でも熱伝導性の良好なＡｌＮが好ましい。サセプタ５の外縁部にはウエハＷをガイドするためのガイドリング８が設けられている。また、サセプタ５には、抵抗加熱型のヒータ（図示せず）が埋め込まれており、ヒータ電源６から給電されることによりサセプタ５を加熱して、その熱で被処理体であるウエハＷを加熱する。サセプタ５の温度は、サセプタ５に挿入された熱電対２０によって測定され、熱電対２０からの信号に基づいて温度コントローラ２１がヒータ電源６を制御し、例えば室温から１０００℃までの範囲で温度制御可能となっている。
【００１７】
また、サセプタ５には、ウエハＷを支持して昇降させるためのウエハ支持ピン（図示せず）がサセプタ５の表面に対して突没可能に設けられている。サセプタ５の外周側には、チャンバー１内を均一排気するためのバッフルプレート７が環状に設けられ、このバッフルプレート７は、複数の支柱７ａにより支持されている。なお、チャンバー１の内周に石英からなる円筒状のライナー４２が設けられており、チャンバー構成材料による金属汚染を防止し、クリーンな環境を維持するようになっている。ライナー４２としては、セラミックス（Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、Ｙ２Ｏ３等）を適用することもできる。
【００１８】
上記排気室１１の側面には排気管２３が接続されており、この排気管２３には高速真空ポンプを含む排気装置２４が接続されている。そしてこの排気装置２４を作動させることによりチャンバー１内のガスが、排気室１１の空間１１ａ内へ均一に排出され、排気管２３を介して排気される。これによりチャンバー１内は所定の真空度、例えば０．１３３Ｐａまで高速に減圧することが可能となっている。
【００１９】
ハウジング部２の側壁には、ウエハＷの搬入出を行うための搬入出口と、この搬入出口を開閉するゲートバルブとが設けられている（いずれも図示せず）。
【００２０】
チャンバー１の側壁には、チャンバー１内に処理ガスを導入するためのガス導入路が形成されている。具体的には、ハウジング部２の側壁の上端には、段部１８が形成されており、後述するようにチャンバーウォール３の下端に形成された段部１９との間に環状通路１３を形成している。
【００２１】
チャンバーウォール３の上端部はマイクロ波導入部３０が係合し、チャンバーウォール３の下端部は、ハウジング部２の上端と接合するようになっている。チャンバーウォール３の内部には、ガス通路１４が形成されている。
【００２２】
チャンバーウォール３の上下の接合部には、例えばＯリングなどのシール部材９ａ，９ｂ，９ｃが設けられており、これにより接合部の気密状態が保たれる。これらシール部材９ａ，９ｂ，９ｃは、例えばフッ素系ゴム材料からなっている。
【００２３】
チャンバーウォール３の内周面の下端部は、下方に袴状（スカート状）に垂下した突出部１７が環状に形成されている。この突出部１７は、チャンバーウォール３とハウジング部２との境界（接面部）を覆うように設けられており、プラズマに曝されると劣化し易い材料からなるシール部材９ｂにプラズマが直接作用することを防止する役割を果たしている。また、チャンバーウォール３の下端には、ハウジング部２の段部１８と組み合わせて環状通路１３を形成できるように段部１９が設けられている。
【００２４】
さらにチャンバーウォール３の上端部には、内周面に沿って複数箇所（例えば３２箇所の）のガス導入口１５ａが均等に設けられており、これらガス導入口１５ａからは、水平に延びる導入路１５ｂが設けられている。このガス導入路１５ｂは、チャンバーウォール３内で鉛直方向に形成されるガス通路１４と連通している。
【００２５】
ガス通路１４は、ハウジング部２の上部と、チャンバーウォール３の下部との接面部に、段部１８と段部１９によって形成された溝からなる環状通路１３に接続している。この環状通路１３は、処理空間を囲むように略水平方向に環状に連通している。また、環状通路１３は、ハウジング部２内の任意の箇所（例えば均等な４箇所）にハウジング部２に対して垂直方向に形成された通路１２を介してガス供給装置１６と接続されている。環状通路１３は、各ガス通路１４へガスを均等配分して供給するガス分配手段としての機能を有しており、処理ガスが特定のガス導入口１５ａに偏って供給されることを防ぐように機能する。
【００２６】
このように本実施形態では、ガス供給装置１６からのガスを、通路１２、環状通路１３、各ガス通路１４を介して３２箇所のガス導入口１５ａから均一にチャンバー１内に導入できるので、チャンバー１内のプラズマの均一性を高めることができる。
【００２７】
チャンバー１の上部は開口部となっており、この開口部を塞ぐようにマイクロ波導入部３０が気密に配置可能となっている。このマイクロ波導入部３０は、図示しない開閉機構により開閉可能となっている。
【００２８】
マイクロ波導入部３０は、サセプタ５の側から順に、透過板２８、平面アンテナ部材３１、遅波材３３を有している。これらは、シールド部材３４によって覆われ、支持部材３６を介して断面視Ｌ字形をした環状の押えリング３５によりＯリングを介してアッパープレート２７の支持部材に固定されている。マイクロ波導入部３０が閉じられた状態においては、チャンバー１の上端とアッパープレート２７とがシール部材９ｃによりシールされた状態となるとともに、後述するように透過板２８を介してアッパープレート２７に支持された状態となっている。
【００２９】
透過板２８は、誘電体、例えば石英やＡｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、サファイヤ、ＳｉＮ等のセラミックスからなり、マイクロ波を透過しチャンバー１内の処理空間に導入するマイクロ波導入窓として機能する。透過板２８の下面（サセプタ５側）は平坦状に限らず、マイクロ波を均一化してプラズマを安定化させるため、例えば凹部や溝を形成してもよい。この透過板２８は、マイクロ波導入部３０の外周下方に環状に配備されたアッパープレート２７の内周面の突部２７ａにより、シール部材２９を介して気密状態で支持されている。したがって、マイクロ波導入部３０が閉じられた状態でチャンバー１内を気密に保持することが可能となる。
【００３０】
平面アンテナ部材３１は、円板状をなしており、透過板２８の上方位置において、シールド部材３４の内周面に係止されている。この平面アンテナ部材３１は、例えば表面が金または銀メッキされた銅板またはアルミニウム板からなり、マイクロ波などの電磁波を放射するための多数のスロット孔３２が所定のパターンで貫通して形成された構成となっている。
【００３１】
スロット孔３２は、例えば図２に示すように長溝状をなし、典型的には隣接するスロット孔３２同士が「Ｔ」字状に配置され、これら複数のスロット孔３２が同心円状に配置されている。スロット孔３２の長さや配列間隔は、マイクロ波の波長（λｇ）に応じて決定され、例えばスロット孔３２の間隔は、１／４λｇ、１／２λｇまたはλｇとなるように配置される。なお、図２においては、同心円状に形成された隣接するスロット孔３２同士の間隔をΔｒで示している。また、スロット孔３２は、円形状、円弧状等の他の形状であってもよい。さらに、スロット孔３２の配置形態は特に限定されず、同心円状のほか、例えば、螺旋状、放射状に配置することもできる。
【００３２】
遅波材３３は、真空よりも大きい誘電率を有しており、平面アンテナ部材３１の上面に設けられている。この遅波材３３は、例えば、石英、セラミックス、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂やポリイミド系樹脂により構成されており、真空中ではマイクロ波の波長が長くなることから、マイクロ波の波長を短くしてプラズマを調整する機能を有している。なお、平面アンテナ部材３１と透過板２８との間、また、遅波材３３と平面アンテナ３１との間は、それぞれ密着させても離間させてもよい。
【００３３】
シールド部材３４には、冷却水流路３４ａが形成されており、そこに冷却水を通流させることにより、シールド部材３４、遅波材３３、平面アンテナ部材３１、透過板２８、アッパープレート２７を冷却するようになっている。これにより、変形や破損を防止し、安定したプラズマを生成することが可能である。なお、シールド部材３４は接地されている。
【００３４】
上記アッパープレート２７は、プラズマ生成領域に形成されており、その表面が強いプラズマに曝され、これにより損耗する。図３は、透過板２８からの距離とプラズマの電子温度との関係を示す図である。電子温度が高いほどイオンエネルギーが高いのでプラズマアタックが激しいが、距離が２０ｍｍより小さくなると急激に電子温度が上昇してプラズマアタックが激しくなることがわかる。アッパープレート２７は透過板２８の近傍に設けられており、特に、その突部２７ａがプラズマに近接しておりプラズマアタックが激しく、損耗が著しい。従来のようにアッパープレート２７をアルミニウムのみで形成すると、表面のプラズマによる損耗によりアルミニウムコンタミネーションが多く発生してプロセスに悪影響を与えるため、本実施形態では、図４に拡大して示すように、アッパープレート２７を、アルミニウム製の本体２７１のプラズマに曝される表面にシリコン膜２７２をコーティングした構造として、アルミニウムコンタミネーションの発生を抑制する。
【００３５】
アッパープレート２７のシリコン膜２７２は、その厚さが１〜１００μｍ程度であることが好ましい。その厚さが１μｍ未満であると短時間でアルミニウム製の本体２７１が露出してその効果に乏しく、１００μｍを超えると応力によりクラックやはがれ等が生じやすくなる。
【００３６】
シリコン膜２７２は、ＰＶＤ（物理蒸着）およびＣＶＤ（化学蒸着）等の薄膜形成技術や溶射等で形成することができるが、その中でも比較的安価に厚い膜を形成することができることから溶射が好ましい。溶射とは膜となる材料を加熱により溶融または軟化させ、微粒子状にして加速し、対象物表面に衝突させて扁平状に堆積させ、膜とするものである。溶射には、フレーム溶射、アーク溶射、レーザー溶射、プラズマ溶射等があるが、制御性良く高純度の膜を形成する観点からプラズマ溶射が好ましい。また、シリコンの酸化を防止するために減圧で溶射を行うことが好ましい。以上のようにして形成されたシリコン膜２７２は、結晶であってもアモルファスであってもよい。
【００３７】
シールド部材３４の上壁の中央には、開口部３４ｂが形成されており、この開口部３４ｂには導波管３７が接続されている。この導波管３７の端部には、マッチング回路３８を介してマイクロ波発生装置３９が接続されている。これにより、マイクロ波発生装置３９で発生した、例えば周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波が導波管３７を介して上記平面アンテナ部材３１へ伝搬されるようになっている。マイクロ波の周波数としては、８．３５ＧＨｚ、１．９８ＧＨｚ等を用いることもできる。
【００３８】
導波管３７は、上記シールド蓋体３４の開口部３４ｂから上方へ延出する断面円形状の同軸導波管３７ａと、この同軸導波管３７ａの上端部にモード変換器４０を介して接続された水平方向に延びる矩形導波管３７ｂとを有している。矩形導波管３７ｂと同軸導波管３７ａとの間のモード変換器４０は、矩形導波管３７ｂ内をＴＥモードで伝播するマイクロ波をＴＥＭモードに変換する機能を有している。同軸導波管３７ａの中心には内導体４１が延在しており、内導体４１は、その下端部において平面アンテナ部材３１の中心に接続固定されている。これにより、マイクロ波は、同軸導波管３７ａの内導体４１を介して平面アンテナ部材３１へ放射状に効率よく均一に伝播される。
【００３９】
次に、このように構成されたプラズマ処理装置１００の動作について説明する。
まず、ウエハＷをチャンバー１内に搬入し、サセプタ５上に載置する。そして、ガス供給装置１６から、例えばＡｒ、Ｋｒ、Ｈｅなどの希ガス、例えばＯ２、Ｎ２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ２、ＣＯ２などの酸化ガス、例えばＮ２、ＮＨ３などの窒化ガスのほか、成膜ガス、エッチングガスなどの処理ガスを所定の流量でガス導入口１５ａを介してチャンバー１内に導入する。
【００４０】
次に、マイクロ波発生装置３９からのマイクロ波を、マッチング回路３８を経て導波管３７に導き、矩形導波管３７ｂ、モード変換器４０、および同軸導波管３７ａを順次通過させて内導体４１を介して平面アンテナ部材３１に供給し、平面アンテナ部材３１のスロットから透過板２８を介してチャンバー１内に放射させる。
【００４１】
マイクロ波は、矩形導波管３７ｂ内ではＴＥモードで伝搬し、このＴＥモードのマイクロ波はモード変換器４０でＴＥＭモードに変換されて、同軸導波管３７ａ内を平面アンテナ部材３１に向けて伝搬されていく。平面アンテナ部材３１から透過板２８を経てチャンバー１に放射されたマイクロ波によりチャンバー１内で電磁界が形成され、処理ガスがプラズマ化する。
【００４２】
このプラズマは、マイクロ波が平面アンテナ部材３１の多数のスロット孔３２から放射されることにより、略１×１０１０〜５×１０１２／ｃｍ３の高密度で、かつウエハＷ近傍では、略１．５ｅＶ以下の低電子温度プラズマとなる。したがって、このプラズマをウエハＷに対して作用させることにより、プラズマダメージを抑制した処理が可能になる。
【００４３】
このようにしてプラズマを生成した際には、図５に示すように、プラズマ生成領域Ｓに存在するアッパープレート２７の表面が強いプラズマに曝される。従来は図５の（ａ）に示すように、シリコン膜のコーティングが存在せず、アルミニウムのみからなるアッパープレート２７′であったため、アルミニウムが損耗してアルミニウムコンタミネーションが発生してしまう。
【００４４】
しかし、本実施形態では、図５の（ｂ）に示すように、アッパープレート２７は、アルミニウム製の本体２７１の表面のプラズマに曝される部分にシリコン膜２７２がコーティングされているため、プラズマにより損耗するのはシリコン膜２７２であり、本体２７１のアルミニウムの損耗は抑制される。したがって、アルミニウムコンタミネーションによるプロセスへの悪影響や、アッパープレートがプラズマにより劣化することによるプロセスの再現性の低下を防止することができる。また、シリコン膜２７２を溶射、より好ましくはプラズマ溶射で形成することにより、比較的容易にかつ安価に厚い膜を得ることができる。
【００４５】
上記特許文献１のように単結晶シリコンを加工したバルク体でアッパープレート２７を構成すると、極めて高価なものとなるとともに、十分な強度が得られず、実際には実現が困難である。また、シリコンバルク体を本体に貼り合わせてアッパープレート２７を形成することも考えられるが、この場合にはシリコンバルク体と本体との間の隙間が不可避であり、その隙間で異常放電が生じてしまう。さらに、コーティング材料として、耐プラズマ性の高いアルミナやイットリアの適用も考えられるが、このような絶縁材料は、チャージアップしやすく、局部的に異常放電が生じやすくなる。
【００４６】
これに対して、本実施形態のように本体２７１の上にシリコン膜２７２を形成したアッパープレート２７とすることにより、このような問題を生じさせることなく、コンタミネーションの問題を解決することができる。
【００４７】
次に、アルミニウム製の本体の上にシリコン溶射膜を形成したアッパープレートを用いた場合と、溶射皮膜を形成していないアルミニウム製の従来のアッパープレートを用いた場合とについて、プラズマ処理によるアルミニウムコンタミネーションを比較した結果について説明する。この際のシリコン溶射はプラズマ溶射で行い、溶射膜の厚さは８０μｍとした。プラズマ処理は、プラズマガスとしてＡｒガス、Ｏ２ガス、Ｈ２ガスを、Ａｒ／Ｏ２／Ｈ２＝１０００／５０／４０（ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ））の流量で流し、プラズマ生成電力を３４００Ｗ、チャンバー内圧力を６．６５Ｐａ（５０ｍＴｏｒｒ）とし、処理時間を時間を２１０秒として行い、これを１１枚連続して行った。結果を図６に示す。
【００４８】
図６に示すように、アルミニウム製のアッパープレートを用いた場合には、アルミニウムコンタミネーション（Ａｌコンタミネーション）が１０１１ａｔｏｍｓ／ｃｍ２以上であったのに対し、シリコン溶射皮膜を形成した場合には、１０１１ａｔｏｍｓ／ｃｍ２よりも低い値であった。また、このようにして形成された溶射皮膜は、本体との密着性が良好であり、膜がはがれる等による異常放電は発生しなかった。
【００４９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、表面がプラズマに曝される部材としてアッパープレートを挙げ、その表面にシリコン膜を形成する場合について説明したが、表面がプラズマに曝される他の部材、例えばチャンバ壁にシリコン膜を形成してもよい。また、上記実施形態では、プラズマに曝される部材としてのアッパープレートの本体としてアルミニウムを用いたが、ステンレス鋼等の他の金属を用いた場合であっても同様の効果を得ることができる。さらに、上記実施形態では、プラズマ処理装置として、ＲＬＳＡ方式のプラズマ処理装置を例にとって説明したが、例えばリモートプラズマ方式、ＩＣＰ方式、ＥＣＲ方式、表面反射波方式、マグネトロン方式等の他のプラズマ処理装置であってもよいし、プラズマ処理の内容も、特に限定されるものではなく、酸化処理、窒化処理、酸窒化処理、成膜処理、エッチング処理などの種々のプラズマ処理を対象とすることができる。さらに、被処理体についても、半導体ウエハに限らず、ＦＰＤ用ガラス基板などの他の基板を対象にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示す概略断面図。
【図２】図１のプラズマ装置に用いられる平面アンテナ部材の構造を示す図。
【図３】透過板からの距離とプラズマの電子温度との関係を示す図。
【図４】図１のプラズマ処理装置に用いられるアッパープレートを示す拡大図。
【図５】図１のプラズマ処理装置においてアッパープレートのプラズマによる損耗状態を従来のアッパープレートの場合と比較して示す模式図。
【図６】連続的にプラズマ処理した場合のアッパープレートのシリコン膜の有無によるアルミニウムコンタミネーションの違いを示すグラフ。
【符号の説明】
【００５１】
１；チャンバー
２；ハウジング部
３；チャンバーウォール
４；支持部材
５；サセプタ
１３；環状通路
１４；ガス通路
１５；ガス導入路
１５ａ；ガス導入口
１６；ガス供給装置
１８，１９；段部
２４；排気装置
２７；アッパープレート（支持部材）
２７ａ；支持部
２８；透過板
２９；シール部材
３０；マイクロ波導入部
３１；平面アンテナ部材
３２；スロット孔
３７；導波管
３７ａ；同軸導波管
３７ｂ；矩形導波管
３９；マイクロ波発生装置
４０；モード変換器
１００；プラズマ処理装置
２７１；本体
２７２；シリコン膜
Ｗ…半導体ウエハ（被処理体）
【図１】
2007250569.tif 000003
【図２】
2007250569.tif 000004
【図３】
2007250569.tif 000005
【図４】
2007250569.tif 000006
【図５】
2007250569.tif 000007
【図６】
2007250569.tif 000008