(57)【要約】【課題】導電性の筒状部材を真空容器内に配置すると共に、筒状部材での微小放電を抑制するプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】内周面にアルマイト層３１ａが形成されたアルミニウムからなる筒状部材３１を、金属製の真空容器１２の内壁面に沿って配置すると共に、真空容器１２の内部の支持台２１、２２上に処理対象の基板Ｗを静電吸着して、プラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、真空容器１２の内壁面の全周に渡って形成され、当該内壁面から突設された段差部１２ａと、段差部１２ａの上面の全周に渡って配置された弾性変形可能な金属製のチューブリング３２とを有し、チューブリング３２を介して、筒状部材３１を段差部１２ａ上に載置した。【選択図】図１
2013093480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に絶縁層が形成された導電材料からなる筒状部材を、金属製の真空容器の内壁面に沿って配置すると共に、前記真空容器の内部の支持台上に処理対象の基板を静電吸着して、プラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、
前記内壁面の全周に渡って形成され、前記内壁面から突設された段差部と、
前記段差部の上面の全周に渡って配置された金属製の弾性部材とを有し、
前記弾性部材を介して、前記筒状部材を前記段差部上に載置したことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
内周面に絶縁層が形成された導電材料からなる筒状部材を、金属製の真空容器の内壁面に沿って配置すると共に、前記真空容器の内部の支持台上に処理対象の基板を静電吸着して、プラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、
前記筒状部材の下端の全周に渡って形成され、外周側又は内周側の少なくとも一方の全周に傾斜面を備える傾斜部と、
前記内壁面の全周に渡って形成され、前記内壁面から突設された段差部と、
前記段差部の上面の全周に渡って形成され、前記傾斜部を内側に挿入したとき、外周側又は内周側の少なくとも一方の側壁の上端が前記傾斜面と周方向に渡って接する溝部とを有し、
前記筒状部材の下端の前記傾斜部を前記溝部の内側に挿入したことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のプラズマ処理装置において、
前記筒状部材の上端の全周に渡って形成され、前記筒状部材の上端から外周方向に延設されたフランジ部と、
前記フランジ部の下部の全周に渡って形成され、外周側又は内周側の少なくとも一方の全周に他の傾斜面を備える他の傾斜部と、
前記真空容器の上面の全周に渡って形成され、前記他の傾斜部を内側に挿入したとき、外周側又は内周側の少なくとも一方の側壁の上端が前記他の傾斜面と周方向に渡って接する他の溝部とを更に有し、
前記筒状部材の上端の前記他の傾斜部を前記他の溝部の内側に挿入したことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載のプラズマ処理装置において、
前記筒状部材の上端の全周に渡って形成され、前記筒状部材の上端から外周方向に延設されたフランジ部と、
前記真空容器の上面の全周に渡って形成された他の段差部とを更に有し、
前記筒状部材の上端の前記フランジ部を前記他の段差部上に載置すると共に、前記フランジ部を前記他の段差部に固定したことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項５】
内周面に絶縁層が形成された導電材料からなる筒状部材を、金属製の真空容器の内壁面に沿って配置すると共に、前記真空容器の内部の支持台上に処理対象の基板を静電吸着して、プラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、
前記筒状部材の上端の全周に渡って形成され、前記筒状部材の上端から外周方向に延設されたフランジ部と、
前記フランジ部の下部の全周に渡って形成され、外周側又は内周側の少なくとも一方の全周に傾斜面を備える傾斜部と、
前記真空容器の上端の全周に渡って形成され、前記傾斜部を内側に挿入したとき、外周側又は内周側の少なくとも一方の側壁の上端が前記傾斜面と周方向に渡って接する溝部とを有し、
前記筒状部材の上端の前記傾斜部を前記溝部の内側に挿入したことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項６】
内周面に絶縁層が形成された導電材料からなる筒状部材を、金属製の真空容器の内壁面に沿って配置すると共に、前記真空容器の内部の支持台上に処理対象の基板を静電吸着して、プラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、
前記筒状部材の上端の全周に渡って形成され、前記筒状部材の上端から外周方向に延設されたフランジ部と、
前記真空容器の上面の全周に渡って形成された段差部とを有し、
前記筒状部材の上端の前記フランジ部を前記段差部上に載置すると共に、前記フランジ部を前記段差部に固定し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、真空容器の内部に導電性の筒状部材を有するプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマに曝される領域の真空容器の内側に筒状部材（インナーシェルとも呼ばれる。）を設けたプラズマ処理装置が知られている。この筒状部材は、真空容器へのプラズマからのイオン衝突を防ぐ役割を果たしており、その表面が劣化したり、堆積した膜が除去できなくなったりした場合には、筒状部材のみを交換できるようにしている。筒状部材としては、アルマイト処理したアルミニウムを用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８２０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図７及び図８を用いて、真空容器の内側に筒状部材を設けたプラズマ処理装置の問題について説明する。なお、図７（ａ）は、従来のプラズマ処理装置の概略構成図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）中の領域Ｂ１の拡大図であり、図７（ｃ）は、図７（ａ）中の領域Ｂ２の拡大図であり、図８は、図７（ａ）中の経路Ｃに沿う電位の変化を説明する図である。又、符号５０はプラズマ処理装置、符号５１は真空容器、符号５２は天井板、符号５３は高周波アンテナ、符号６１は支持台、符号６２は静電チャック板、符号６３は静電吸着用の単極型のチャック電極、符号６４は静電吸着電源、符号６５は筒状部材、符号Ｐはプラズマ、符号Ｗは基板を示している。
【０００５】
プラズマ処理装置５０において、プラズマ処理を行う際には、基板Ｗを静電吸着板６２上に載置し、静電吸着電源６４によりチャック電極６３に静電吸着電圧を印加することで、基板Ｗを静電吸着板６２上に保持し、真空容器５１内に所望のガスを供給し、高周波電源（図示省略）により高周波アンテナ５３に高周波電圧を印加することで、絶縁材料からなる天井板５２を透過して、高周波アンテナ５３からの電磁波を真空容器５１内に供給し、所望のプラズマＰを生成している。
【０００６】
生成されたプラズマＰから真空容器５１へのイオン衝突を防ぐため、真空容器５１の内側に筒状部材６５が配置されており、例えば、図７（ｃ）に示すように、真空容器５１の内壁面に段差部５１ａを設け、この段差部５１ａ上に筒状部材６５を載置している。この筒状部材６５は、導電性のあるアルミニウムからなり、その表面にはアルマイト層６５ａが形成されている。従来は、交換性を考慮して、筒状部材６５を真空容器５１に内部に載置しているだけであった。この場合、筒状部材６５と真空容器５１との間は、電気的接触はあるが不安定であり、接触抵抗が発生しやすい状況であった。
【０００７】
このような構成のプラズマ処理装置５０において、チャック電極６３に静電吸着電圧を印加しないで、つまり、基板Ｗの静電吸着を行わないで、プラズマ処理を行うと、経路Ｃに沿う電位の変化は、図８中の点線のグラフ（ＤＣ印加無）のようになる。この場合、真空容器５１がアース（電位０Ｖ）となっており、又、チャック電極６３に静電吸着電圧が印加されていないので、同じく、チャック電極６３が電位０Ｖとなり、プラズマＰを生成すると、プラズマＰのみにより、プラズマＰの電位が上昇し、それに伴い、他の部位の電位も上昇することになる。プラズマＰは高周波電磁波により生成されるため、その電位の実質的な上昇は大きくなく、真空容器５１と筒状部材６５との電気的接触が不安定であったとしても、その部位での電位差は大きくなく、後述するような微小放電が発生する可能性は小さい。
【０００８】
ここで、経路Ｃは、チャック電極６３からの電気的回路を考慮したものであり、チャック電極６３〜静電チャック板６２の絶縁層（抵抗Ｒｅ）〜基板Ｗ〜プラズマＰ及びそのシース領域〜筒状部材６５のプラズマ暴露面Ｓ１〜アルマイト層６５ａ（抵抗Ｒａ）〜筒状部材６５〜接触部Ｄ（抵抗Ｒｃ）〜真空容器５１となる。
【０００９】
チャック電極６３に静電吸着電圧を印加して、つまり、基板Ｗの静電吸着を行って、プラズマ処理を行うと、正常時には、経路Ｃに沿う電位の変化は、図８中の実線のグラフ（ＤＣ印加有：正常時）のようになる。この場合、真空容器５１がアース（電位０Ｖ）であり、チャック電極６３に静電吸着電圧（通常、数百ＶのＤＣ電圧）が印加されており、プラズマＰを生成すると、チャック電極６３の静電吸着電圧とプラズマＰにより、プラズマＰの電位の上昇ΔＶｏが発生し、それに伴い、他の部位の電位も上昇することになる。このとき、接触部Ｄにおいて、真空容器５１と筒状部材６５との電気的接触が取れている場合には（抵抗Ｒｃが低い場合には）、その部位での電位差は大きくなく、後述するような微小放電が発生する可能性は小さい。なお、このときのチャック電極６３と基板Ｗとの電位差Ｖｅが静電吸着力となる。
【００１０】
一方、同じく、チャック電極６３に静電吸着電圧を印加し、基板Ｗの静電吸着を行って、プラズマ処理を行っても、異常時には、経路Ｃに沿う電位の変化は、図８中の一点鎖線のグラフ（ＤＣ印加有：異常時）のようになる。この場合、真空容器５１がアース（電位０Ｖ）であり、チャック電極６３に静電吸着電圧（通常、数百ＶのＤＣ電圧）が印加されており、プラズマＰを生成すると、チャック電極６３の静電吸着電圧とプラズマＰにより、プラズマＰの電位の上昇ΔＶｎが発生し、それに伴い、他の部位の電位も上昇することになる。このとき、接触部Ｄにおいて、真空容器５１と筒状部材６５との電気的接触が取れていない場合には（抵抗Ｒｃが高い場合には）、接触部Ｄ（筒状部材６５側）の電位がアースから浮いてしまうため、プラズマＰの電位の上昇ΔＶｎも上記ΔＶｏより大きくなる。そして、真空容器５１と筒状部材６５との間の電位差が大きくなってしまい、微小放電Ｅが発生する可能性が高くなる。
【００１１】
特に、筒状部材６５のプラズマ暴露面Ｓ１と真空容器５１の内壁面Ｓ２との間は、その距離が近いにもかかわらず、大きな電位差Ｖｐが生じており、この間において、微小放電Ｅが発生し易くなっていた。
【００１２】
筒状部材６５は、上述したように、真空容器５１へのプラズマＰからのイオン衝突を防ぐ役割を果たしているが、プラズマ処理に伴う生成物が、その表面に堆積する。そのため、筒状部材６５の表面に堆積した膜が、プラズマ処理中に剥がれ落ちて、パーティクルとならないように、筒状部材６５の温度を一定に保つようにしているが、上述した微小放電Ｅが発生すると、その電気的衝撃及びそれに伴う局所的温度上昇により、堆積した膜が剥がれ落ちてしまい、パーティクルとなっていた。このような、状況になってしまうと、筒状部材６５の交換及び真空容器５１のクリーニングが必要となり、生産効率の低下を招いていた。
【００１３】
本発明者等の知見によれば、上述した微小放電Ｅの問題は、上記電位差Ｖｐが大きくなるとき、例えば、ＲＦパワーが大きいとき、静電吸着電圧が大きいときに生じ易かった。更に、微小放電Ｅの電流が大きくなるとき、例えば、真空容器５１の全圧が高いとき、プラズマ処理に使用する特定のガスの分圧が高いときに生じ易いこともわかった。例えば、プラズマＣＶＤ装置により窒化珪素膜を成膜する場合には、図９〜図１２に示すように、ＲＦパワーが４００Ｗ以上になるとき（図９）、単極型のチャック電極６３への静電吸着電圧が４００Ｖ以上になるとき（図１０）、全圧が４Ｐａ以上となるとき（図１１）、そして、ＮＨ3（アンモニア）の分圧が２Ｐａ以上となるとき（図１２）であって、これらの条件が同時に成り立つとき、微小放電Ｅが発生し、その結果、パーティクルの発生が顕著になっていた。ここで、図中の"Over"は、計測上限を越えたことを意味する。
【００１４】
なお、同様のプラズマ処理装置でも、特許文献１では、導電性の筒状部材を用いず、真空容器の内壁面自体に絶縁性の保護膜を形成しており、そのままでは、微小放電が発生するため、真空容器の内壁面の一部に環状導体を設け、この環状導体に電圧を印加することで、プラズマ電位と容器壁の電位によるプラズマ不安定性を防ぎ、容器壁で生じる微小放電を抑制している。これに対し、本発明では、導電性の筒状部材を用いた上で、微小放電の抑制を可能とする。
【００１５】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、導電性の筒状部材を真空容器内に配置すると共に、筒状部材での微小放電を抑制するプラズマ処理装置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】
【００１６】
上記課題を解決する第１の発明に係るプラズマ処理装置は、
内周面に絶縁層が形成された導電材料からなる筒状部材を、金属製の真空容器の内壁面に沿って配置すると共に、前記真空容器の内部の支持台上に処理対象の基板を静電吸着して、プラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、
前記内壁面の全周に渡って形成され、前記内壁面から突設された段差部と、
前記段差部の上面の全周に渡って配置された金属製の弾性部材とを有し、
前記弾性部材を介して、前記筒状部材を前記段差部上に載置したことを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決する第２の発明に係るプラズマ処理装置は、
内周面に絶縁層が形成された導電材料からなる筒状部材を、金属製の真空容器の内壁面に沿って配置すると共に、前記真空容器の内部の支持台上に処理対象の基板を静電吸着して、プラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、
前記筒状部材の下端の全周に渡って形成され、外周側又は内周側の少なくとも一方の全周に傾斜面を備える傾斜部と、
前記内壁面の全周に渡って形成され、前記内壁面から突設された段差部と、
前記段差部の上面の全周に渡って形成され、前記傾斜部を内側に挿入したとき、外周側又は内周側の少なくとも一方の側壁の上端が前記傾斜面と周方向に渡って接する溝部とを有し、
前記筒状部材の下端の前記傾斜部を前記溝部の内側に挿入したことを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決する第３の発明に係るプラズマ処理装置は、
上記第１又は第２の発明に記載のプラズマ処理装置において、
前記筒状部材の上端の全周に渡って形成され、前記筒状部材の上端から外周方向に延設されたフランジ部と、
前記フランジ部の下部の全周に渡って形成され、外周側又は内周側の少なくとも一方の全周に他の傾斜面を備える他の傾斜部と、
前記真空容器の上面の全周に渡って形成され、前記他の傾斜部を内側に挿入したとき、外周側又は内周側の少なくとも一方の側壁の上端が前記他の傾斜面と周方向に渡って接する他の溝部とを更に有し、
前記筒状部材の上端の前記他の傾斜部を前記他の溝部の内側に挿入したことを特徴とする。
【００１９】
上記課題を解決する第４の発明に係るプラズマ処理装置は、
上記第１又は第２の発明に記載のプラズマ処理装置において、
前記筒状部材の上端の全周に渡って形成され、前記筒状部材の上端から外周方向に延設されたフランジ部と、
前記真空容器の上面の全周に渡って形成された他の段差部とを更に有し、
前記筒状部材の上端の前記フランジ部を前記他の段差部上に載置すると共に、前記フランジ部を前記他の段差部に固定したことを特徴とする。
【００２０】
上記課題を解決する第５の発明に係るプラズマ処理装置は、
内周面に絶縁層が形成された導電材料からなる筒状部材を、金属製の真空容器の内壁面に沿って配置すると共に、前記真空容器の内部の支持台上に処理対象の基板を静電吸着して、プラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、
前記筒状部材の上端の全周に渡って形成され、前記筒状部材の上端から外周方向に延設されたフランジ部と、
前記フランジ部の下部の全周に渡って形成され、外周側又は内周側の少なくとも一方の全周に傾斜面を備える傾斜部と、
前記真空容器の上端の全周に渡って形成され、前記傾斜部を内側に挿入したとき、外周側又は内周側の少なくとも一方の側壁の上端が前記傾斜面と周方向に渡って接する溝部とを有し、
前記筒状部材の上端の前記傾斜部を前記溝部の内側に挿入したことを特徴とする。
【００２１】
上記課題を解決する第６の発明に係るプラズマ処理装置は、
内周面に絶縁層が形成された導電材料からなる筒状部材を、金属製の真空容器の内壁面に沿って配置すると共に、前記真空容器の内部の支持台上に処理対象の基板を静電吸着して、プラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、
前記筒状部材の上端の全周に渡って形成され、前記筒状部材の上端から外周方向に延設されたフランジ部と、
前記真空容器の上面の全周に渡って形成された段差部とを有し、
前記筒状部材の上端の前記フランジ部を前記段差部上に載置すると共に、前記フランジ部を前記段差部に固定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、導電性の筒状部材と真空容器側との接触抵抗を低下させる構造としたので、筒状部材と真空容器との間の微小放電を抑制することができる。その結果、筒状部材からのパーティクルの発生を低減することができ、プラズマ処理装置の性能向上及び信頼性向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）は、本発明に係るプラズマ処理装置の実施形態の一例を説明する概略構成図であり、（ｂ）は、（ａ）の領域Ａ１の拡大図である。
【図２】本発明に係るプラズマ処理装置の実施形態の他の一例（実施例２）を説明する図であり、図１（ａ）の領域Ａ１の拡大図に相当する図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、図２の変形例を説明する断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｂ）は、図２の変形例を説明する断面図である。
【図５】本発明に係るプラズマ処理装置の実施形態の他の一例（実施例３）を説明する断面図であり、図１（ａ）の領域Ａ２の拡大図に相当する図である。
【図６】図５の変形例を説明する断面図である。
【図７】（ａ）は、従来のプラズマ処理装置を説明する概略構成図であり、（ｂ）は、（ａ）の領域Ｂ１の拡大図であり、（ｃ）は、（ａ）の領域Ｂ２の拡大図である。
【図８】図７（ａ）の経路Ｃに沿う電位の変化について、ＤＣ印加無、ＤＣ印加有（正常時）及びＤＣ印加有（異常時）を示すグラフである。
【図９】プラズマＣＶＤ装置により窒化珪素膜を成膜する場合において、ＲＦパワーとパーティクルとの関係を示すグラフである。
【図１０】プラズマＣＶＤ装置により窒化珪素膜を成膜する場合において、静電吸着電圧とパーティクルとの関係を示すグラフである。
【図１１】プラズマＣＶＤ装置により窒化珪素膜を成膜する場合において、全圧とパーティクルとの関係を示すグラフである。
【図１２】プラズマＣＶＤ装置により窒化珪素膜を成膜する場合において、ＮＨ3分圧とパーティクルとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係るプラズマ処理装置の実施形態のいくつかを、図１〜図６を参照して、詳細に説明する。
【００２５】
（実施例１）
図１（ａ）は、本実施例のプラズマ処理装置を説明する概略構成図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の領域Ａ１の拡大図である。
【００２６】
本実施例のプラズマ処理装置１０は、処理室１１となる真空容器１２と天井板１３とを有しており、アルミニウムなどの金属材料からなる円筒状の真空容器１２の上部開口部を塞ぐように、セラミクスなどの絶縁材料からなる円板状の天井板１３が配設されている。真空容器１２には、内部を真空状態にする真空装置（図示省略）が接続されており、処理室１１の内部を高い真空度に維持可能である。この真空容器１２がアースに接続されて、電位０Ｖとなっている。
【００２７】
天井板１３の上方（直上）には、複数の円形リングからなる高周波アンテナ１５が配置されており、高周波アンテナ１５には整合器１６を介して高周波電源１７が接続されている。この高周波電源１７は、高い発振周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）を高周波アンテナ１５に給電可能となっており、入射窓となる天井板１３を透過して、プラズマＰを生成するための高周波電磁波（ＲＦ）を処理室１１内へ入射可能となっている。これは、所謂、ＩＣＰ型のプラズマ発生機構の構成である。
【００２８】
又、真空容器１２の内部には、プラズマ処理対象となる半導体の基板Ｗを保持する基板支持台２１が設置されており、この基板支持台２１の上部に基板Ｗを保持する静電吸着台２２が設けられている。静電吸着台２２には、単極型のチャック電極２３が設けられており、チャック電極２３には、直流の静電吸着電源２４が接続されており、静電吸着電圧を印加することにより、静電吸着台２２上に基板Ｗを静電吸着可能としている。
【００２９】
なお、図示は省略しているが、真空容器１２の側壁部分（天井板１３より低く、後述する静電吸着台２２より高い位置）には、複数のガスノズルが設けられており、ガスノズルから処理室１１の内部に、所望の流量の所望のガスを供給可能となっている。供給されるガスは、プロセスに応じて変更され、例えば、絶縁膜（例えば、酸化珪素膜、窒化珪素膜）のプロセスには、不活性ガス、希ガスとなるＡｒ、Ｈｅなどと共に原料ガスとなるＳｉＨ4、Ｎ2、Ｏ2、ＮＨ3などが使用される。
【００３０】
又、静電吸着台２２の内部には加熱のためのヒータ（図示省略）が設置されており、制御装置（図示省略）により温度が調整されている。これにより、プラズマ処理中の基板Ｗを所望の温度（例えば、１５０〜７００℃）に制御することができる。
【００３１】
更に、チャック電極２３に他の高周波電源（図示省略）を接続し、高周波電源１７より低い発振周波数（例えば、４ＭＨｚ）をチャック電極２３に印加し、基板Ｗにバイアスパワー（ＬＦパワー）を印加できるようにしてもよい。
【００３２】
上述した構成により、プラズマ処理装置１０は、処理室１１内にプラズマＰを生成し、例えば、成膜（ＣＶＤ；Chemical Vapor Deposition）やエッチング等のプラズマ処理が可能となる。このような構成のプラズマ処理装置１０において、真空容器１２へのプラズマＰからのイオン衝突を防ぐため、プラズマＰに曝される領域の真空容器１２の内壁面に沿って筒状部材３１を配置している。
【００３３】
具体的には、真空容器１２の内壁面の全周に渡って、当該内壁面から突設された段差形状の段差部１２ａが設けられており、この段差部１２ａを利用し、この段差部１２ａ上に筒状部材３１が載置されている。このようにして、筒状部材３１は、処理室１１の内部に交換可能に設置されており、表面が劣化したり、プラズマ処理時に堆積した膜が除去できなくなったりした場合には、筒状部材３１自体を交換することで、簡単にメンテナンスできるようになっている。
【００３４】
この筒状部材３１は、導電性のあるアルミニウムからなり、その内周側の表面、つまり、プラズマＰに曝される面には、アルマイト処理によりアルマイト層３１ａ（絶縁層）が形成されているが、その端部、例えば、下端の端面にはアルマイト層３１ａは形成されていない。なお、筒状部材３１は、導電材料となる金属であれば、アルミニウム以外の金属でもよく、又、その内周面に絶縁層を形成できれば、アルマイト層以外のものでもよい。
【００３５】
筒状部材３１の表面には、プラズマ処理に伴う生成物が付着、堆積するが、堆積した膜がプラズマ処理中に剥がれ落ちないように、プラズマＰからの入熱と真空容器１２からの冷却により一定温度に熱的に安定するように、筒状部材３１と真空容器１２との間を一定の間隔、例えば、０．５ｍｍとしている。従って、筒状部材３１は、真空容器１２に沿った形状となっており、真空容器１２が円筒形状であれば、筒状部材３１も円筒形状となり、真空容器１２が多角形の筒状形状であれば、筒状部材３１も同じ多角形の筒状形状となっている。
【００３６】
ところで、段差部１２ａ上に筒状部材３１を載置しただけでは、前述したように、電気的接触が安定しない。そこで、本実施例では、段差部１２ａの上面と筒状部材３１の下端との間に、段差部１２ａの上面の全周に渡って、バネ性のある金属製（例えば、アルミニウム）のチューブ形状のチューブリング３２（弾性部材）を挿入している。なお、チューブリング３２に代えて、バネ性のある金属製（例えば、アルミニウム）の板バネ形状の板バネリングを用いてもよい。
【００３７】
このように、段差部１２ａの上面と筒状部材３１の下端との間にチューブリング３２を挿入することにより、チューブリング３２を介して、筒状部材３１が段差部１２ａ上に載置される。そして、筒状部材３１の自重による鉛直下方向の力Ｆ、又は、ガスノズルの取付構造による筒状部材３１の鉛直下方向の力Ｆを利用して、筒状部材３１の下端と段差部１２ａ（アースされた真空容器１２側）との間の接触を周方向に渡って確実にし、その接触抵抗を低くすること、例えば、接触抵抗を０．１Ω以下にすることができる。更に、チューブリング３２にはバネ性があるため、筒状部材３１が熱膨張しても、その熱膨張に応じて、チューブリング３２が弾性変形するので、筒状部材３１と段差部１２ａとの接触抵抗を低く保つことができる。
【００３８】
従って、チャック電極２３に静電吸着電圧（例えば、４００Ｖ以上のＤＣ電圧）を印加し、基板Ｗの静電吸着を行って、プラズマ処理を行うと、チャック電極２３の静電吸着電圧及びプラズマＰにより、プラズマＰの電位の上昇が発生するが、チューブリング３２により、真空容器１２と筒状部材３１との電気的接触が取れているので（接触抵抗が低いので）、その部位での電位差は大きくなく（図８中に示した実線のグラフ参照）、微小放電の発生を抑制することができる。従来は、特に、筒状部材３１のプラズマ暴露面Ｓ１と真空容器１２の内壁面Ｓ２との間で微小放電が発生し易くなっていたが、真空容器１２と筒状部材３１との電気的接触が取れているので（接触抵抗が低いので）、このような微小放電の発生を抑制することができる。
【００３９】
このようにして、微小放電の発生を抑制できるので、微小放電に起因するパーティクルの発生も抑制することができる。本実施例は、ＲＦパワーが４００Ｗ以上になるとき（図９参照）、チャック電極への静電吸着電圧が４００Ｖ以上になるとき（図１０参照）、全圧が４Ｐａ以上となるとき（図１１参照）、ＮＨ3（アンモニア）の分圧が２Ｐａ以上となるとき（図１２参照）であって、これらの条件が同時に成り立つときに、その効果が顕著に発揮され、パーティクルを大幅に抑制できることが確認できた。
【００４０】
（実施例２）
図２は、本実施例を説明する図であり、図１（ａ）の領域Ａ１の拡大図に相当する図である。本実施例は、プラズマ処理装置としては、図１（ａ）に示したプラズマ処理装置に適用可能であるので、ここでは、重複する説明を省略する。
【００４１】
実施例１では、段差部１２ａの上面と筒状部材３１の下端との間にチューブリング３２を挿入することで、段差部１２ａと筒状部材３１との間の接触抵抗を低くしているが、本実施例では、チューブリング３２などの金属製の弾性部材を用いずに、段差部１２ａと筒状部材３１の形状を工夫することにより、段差部１２ａと筒状部材３１との間の接触抵抗を低くするようにしている。
【００４２】
具体的には、段差部１２ａの上面全周に渡って溝部１２ｂを形成すると共に、筒状部材３１の下端の内周面を全周に渡って研削してくさび状に加工し、その内周側の全周に傾斜面３１ｃを備える傾斜部３１ｂを形成している。この傾斜部３１ｂの傾斜面３１ｃには、アルマイト層３１ａは無い。そして、傾斜部３１ｂを溝部１２ｂの内側に挿入したとき、溝部１２ｂの内周側の側壁の上端（角部）が傾斜部３１ｂの傾斜面３１ｃと周方向に渡って接するようにしている。そのため、溝部１２ｂの内周側の側壁は、筒状部材３１の内径より大きく、外径より小さい位置となるように配置される。
【００４３】
このような構造を用い、段差部１２ａの溝部１２ｂの内側に筒状部材３１の下端の傾斜部３１ｂを挿入することにより、筒状部材３１の自重による鉛直下方向の力Ｆ、又は、ガスノズルの取付構造による筒状部材３１の鉛直下方向の力Ｆを利用して、筒状部材３１の傾斜部３１ｂと溝部１２ｂ（アースされた真空容器１２側）との間の接触を周方向に渡って確実にし、その接触抵抗を低くすること、例えば、接触抵抗を０．１Ω以下にすることができる。
【００４４】
従って、チャック電極２３に静電吸着電圧（例えば、４００Ｖ以上のＤＣ電圧）を印加し、基板Ｗの静電吸着を行って、プラズマ処理を行うと、チャック電極２３の静電吸着電圧及びプラズマＰにより、プラズマＰの電位の上昇が発生するが、上記構造より、真空容器１２と筒状部材３１との電気的接触が取れているので（接触抵抗が低いので）、その部位での電位差は大きくなく（図８中に示した実線のグラフ参照）、微小放電の発生を抑制することができる。特に、本実施例の場合、筒状部材３１の下端に傾斜部３１ｂを形成しているので、筒状部材３１のプラズマ暴露面Ｓ１と真空容器１２の内壁面Ｓ２との間の物理的距離を離すことができ、真空容器１２と筒状部材３１との接触抵抗が低いこともあって、筒状部材３１のプラズマ暴露面Ｓ１と真空容器１２の内壁面Ｓ２との間での微小放電の発生を抑制し、各表面での絶縁破壊を抑制することができる。
【００４５】
このようにして、微小放電の発生を抑制できるので、実施例１と同様に、微小放電に起因するパーティクルの発生も抑制することができる。
【００４６】
なお、本実施例では、段差部１２ａの上面に溝部１２ｂを形成したが、例えば、真空容器１２の内壁面から突設する突設部１２ｃを設け、この突設部１２ｃに溝部１２ｂに相当する構造を設けてもよい（図３（ａ）〜図３（ｂ）参照）。又、筒状部材３１の下端の内周側全周に傾斜部３１ｂの傾斜面３１ｃを形成したが、外周側全周に傾斜面３１ｄを形成したり（図３（ｂ）〜図３（ｃ）参照）、或いは、内周側及び外周側両方の全周に傾斜面３１ｃ、３１ｄを形成したり（図３（ｄ）参照）してもよい。外周側全周に傾斜面３１ｄを備える場合には、溝部１２ｂの外周側の側壁の上端（角部）が傾斜部３１ｂの外周側の傾斜面３１ｄと周方向に渡って接するように、溝部１２ｂの外周側の側壁が、筒状部材３１の内径より大きく、外径より小さい位置となるように配置すればよい（図３（ｂ）〜図３（ｃ）参照）。又、内周側及び外周側両方の全周に傾斜面３１ｃ、３１ｄを備える場合には、溝部１２ｂの内周側及び外周側の側壁の上端（角部）が傾斜部３１ｂの内周側及び外周側の傾斜面３１ｃ、３１ｄと周方向に渡って接するように、溝部１２ｂの内周側の側壁及び外周側の側壁が、筒状部材３１の内径より大きく、外径より小さい位置となるように配置すればよい（図３（ｄ）参照）。
【００４７】
更に、溝部の上端の角部と筒状部材の傾斜部の傾斜面とを逆の関係にしてもよい。例えば、段差部１２ａの外周側全周に、段差部１２ａから真空容器１２の内壁に渡って傾斜面１２ｄを形成したり（図４（ａ））、段差部１２ａの内周側全周に真空容器１２の内壁に向かって傾斜する傾斜面１２ｅを設けたり（図４（ｂ））してもよい。この場合、筒状部材３１側に傾斜部を設ける必要はなく、筒状部材３１の端部の角部が傾斜面１２ｄ、１２ｅと周方向に渡って接することになる。なお、図４（ｂ）の場合、接触抵抗を低くするため、筒状部材３１の端部の内周側の角部には、アルマイト層３１ａを形成していない。
【００４８】
（実施例３）
図５は、本実施例を説明する断面図であり、又、図６は、本実施例の変形例を説明する断面図であり、共に、図１（ａ）の領域Ａ２の拡大図に相当する図である。本実施例も、プラズマ処理装置としては、図１（ａ）に示したプラズマ処理装置に適用可能であるので、ここでも、重複する説明を省略する。
【００４９】
実施例１、２では、筒状部材３１の下端において、真空容器１２との間の接触抵抗を低くしているが、本実施例では、筒状部材３１の上端において、真空容器１２との間の接触抵抗を低くするようにしている。
【００５０】
具体的には、筒状部材３１の上端の全周に渡って、当該上端から外周方向に延設したフランジ部３１ｅを設け、このフランジ部３１ｅと真空容器１２との接触を確実にすることで、真空容器１２と筒状部材３１との間の接触抵抗を低くするようにしている。
【００５１】
例えば、図５では、真空容器１２の上端面全周には、真空容器１２と天井板１３との間をシールするＯリング４０を挿入するための溝部１２ｆを形成しているが、その溝部１２ｆの内周側に、真空容器１２の上端面全周に渡って溝部１２ｇを形成している。そして、この溝部１２ｇに対応して、筒状部材３１のフランジ部３１ｅの下部の全周に渡って、内周側の全周に傾斜面を備える傾斜部３１ｆを形成している。この傾斜部３１ｆを溝部１２ｇの内側に挿入したとき、傾斜部３１ｆの内周側の傾斜面が溝部１２ｇの内周側の側壁の上端と周方向に渡って接するようにしている。
【００５２】
なお、本実施例でも、実施例２と同様に、傾斜部３１ｆの外周側全周に、或いは、内周側及び外周側両方の全周に傾斜面を形成してもよい。例えば、外周側全周に傾斜面を備える場合には、溝部１２ｇの外周側の側壁の上端が傾斜部３１ｆの外周側の傾斜面と周方向に渡って接するようにすればよい。
【００５３】
このような構造を用い、筒状部材３１の上端のフランジ部３１ｅの傾斜部３１ｆを真空容器１２の上端の溝部１２ｇの内側に挿入することにより、筒状部材３１の自重による鉛直下方向の力Ｆ、又は、ガスノズルの取付構造による筒状部材３１の鉛直下方向の力Ｆを利用して、真空容器１２側と筒状部材３１との間の接触を周方向に渡って確実にし、その接触抵抗を低くすること、例えば、接触抵抗を０．１Ω以下にすることができる。
【００５４】
又、図６では、真空容器１２の溝部１２ｆの内周側に、真空容器１２の上端面全周に渡って段差部１２ｈを形成している。この段差部１２ｈ上に筒状部材３１の上端のフランジ部３１ｅを載置すると共に、ボルト４１によりフランジ部３１ｅを段差部１２ｈに固定し、真空容器１２側へ押し付けるようにしている。なお、筒状部材３１のフランジ部３１ｅを真空容器１２側へ押し付けるものであれば、ボルト４１に限らず、他の部材を用いてもよく、例えば、自重によりフランジ部３１ｅを押し付けるリング形状のものをフランジ部３１ｅ上面に配置してもよい。
【００５５】
このような構造を用い、真空容器１２の上端の段差部１２ｈに筒状部材３１の上端のフランジ部３１ｅを押し付けることにより、真空容器１２側と筒状部材３１との間の接触を周方向に渡って確実にし、その接触抵抗を低くすること、例えば、接触抵抗を０．１Ω以下にすることができる。
【００５６】
従って、チャック電極２３に静電吸着電圧（例えば、４００Ｖ以上のＤＣ電圧）を印加し、基板Ｗの静電吸着を行って、プラズマ処理を行うと、チャック電極２３の静電吸着電圧及びプラズマＰにより、プラズマＰの電位の上昇が発生するが、上記構造より、真空容器１２側と筒状部材３１との電気的接触が取れているので（接触抵抗が低いので）、その部位での電位差は大きくなく（図８中に示した実線のグラフ参照）、微小放電の発生を抑制することができる。
【００５７】
このようにして、微小放電の発生を抑制できるので、実施例１と同様に、微小放電に起因するパーティクルの発生も抑制することができる。
【００５８】
なお、本実施例の場合、筒状部材３１の下端の直下に、図１（ｂ）に示すような段差部１２ａがない場合には、そのままでよいが、段差部１２ａがある場合には、筒状部材３１の熱膨張を考慮し、筒状部材３１が熱膨張しても、その下端と段差部１２ａとの間に少なくとも０．５ｍｍ以上の隙間ができるようにすることが望ましい。
【００５９】
一方、本実施例は、上述した実施例１、２と組み合わせても、つまり、筒状部材３１の上端及び下端において、共に、接触抵抗を下げる構造とするようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、真空容器の形状に沿った導電性の筒状部材を真空容器の内部に持つプラズマ処理装置、例えば、プラズマＣＶＤ装置やプラズマエッチング装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１０  プラズマ処理装置
１２  真空容器
１２ａ  段差部
１２ｂ  溝部
１２ｇ  溝部
１２ｈ  段差部
１３  天井板
１５  高周波アンテナ
２２  静電吸着台
２３  チャック電極
２４  静電吸着電源
３１  筒状部材
３１ａ  アルマイト層（絶縁層）
３１ｂ  傾斜部
３１ｅ  フランジ部
３１ｆ  傾斜部
３２  チューブリング（弾性部材）
【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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