(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒形状を有する導電材料製の真空処理容器と、この真空処理容器内に配置されその上面に試料を載置する試料台と、前記真空容器の内壁面と隙間を開けてこれを覆って配置された誘電体製の内筒部材と、前記真空容器内に取り付けられて配置され前記内筒部材がその上に載せられるアース部材とを備え、前記内筒部材の内側に生成したプラズマを用いて前記試料を処理するプラズマ処理装置であって、
前記アース部材は、前記真空処理容器の内壁面からこの真空処理容器内側に突出して前記内筒部材が載せられる突出部及びこの突出部の前部から上方に屈曲して延在し前記プラズマに接する屈曲部とを有し、
この屈曲部と前記真空容器内壁との間で前記屈曲部の上端より下方かつ前記突出部の上方に位置してこの真空容器内壁から突起した複数の突起部を有して、前記内筒部材が前記屈曲部と前記突起部との間に配置されるプラズマ処理装置。
【請求項２】
略円筒形状を有する導電材料製の真空処理容器と、この真空処理容器内に配置されその上面に試料を載置する試料台と、前記真空容器の内壁面と隙間を開けてこれを覆って配置された誘電体製の内筒部材と、前記真空容器内に取り付けられその内壁の全周に配置されて前記内筒部材がその上に載せられるアース部材とを備え、前記内筒部材の内側に生成したプラズマを用いて前記試料を処理するプラズマ処理装置であって、
前記アース部材は、前記真空処理容器の内壁面からこの真空処理容器内側に突出して前記内筒部材が載せられる突出部及びこの突出部の前部から上方に屈曲して延在し前記プラズマに接する屈曲部とを有し、
この屈曲部と前記真空容器内壁との間で前記屈曲部の上端より下方かつ前記突出部の上方に位置してこの真空容器内壁から突起した複数の突起部を有して、前記内筒部材が前記屈曲部と前記突起部との間に配置されるプラズマ処理装置。
【請求項３】
略円筒形状を有する導電材料製の真空処理容器と、この真空処理容器内に配置されその上面に試料を載置する試料台と、前記真空容器の内壁面と隙間をあけて該内壁面を覆って配置された誘電体製の内筒部材と、前記真空容器内に取り付けられその内壁の全周に配置されて前記内筒部材がその上に載せられるアース部材とを備え、前記内筒部材の内側に生成したプラズマを用いて前記試料を処理するプラズマ処理装置であって、
前記アース部材は、前記真空処理容器の内壁面からこの真空処理容器内側に突出して前記内筒部材が載せられる突出部及びこの突出部の前部から上方に屈曲して延在し前記プラズマに接する屈曲部とを有し、
この屈曲部と前記真空容器内壁との間で前記屈曲部の上端より下方かつ前記突出部の上方に位置してこの真空容器の内壁の全周に配置されこの内壁から突起した突起部を有して、前記内筒部材が前記屈曲部と前記突起部との間に配置されるプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラズマ処理装置にかかり、特にプラズマを均一にかつ安定に生成することのできるプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空処理室内にプラズマを発生させて試料の処理を行なうプラズマ処理装置においては、前記真空処理室の内壁等が直接プラズマに晒される場合、処理室内壁あるいは処理室を構成する部品が消耗する。また、この部品等の損耗に伴い処理室内に配置した試料は金属汚染される。この金属汚染に対しては、従来、処理室内にプラズマを囲むように誘電体製の内筒を設置し、処理室内壁をプラズマから保護している。
【０００３】
このとき、誘電体製の内筒が真空処理室に対して偏芯して設置されるとプラズマを均一、あるいは軸対称に生成することが困難になる。
【０００４】
特許文献１には、処理室内に誘電体性の内筒を設置する場合、処理室内にアース電位に接続した導電体製の円筒を設け、かつ、前記誘電体製の内筒と導電体製円筒の重なり部分の長さを１０ｍｍ以上とすることにより、プラズマを均一あるいは軸対称に生成することが示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２０８４９６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、アース電位に固定された導電体製の円筒を設け、かつ、前記誘電体製の内筒と導電体製の円筒の重なり部分の長さを１０ｍｍ以上とすることにより、前記誘電体製の内筒が真空処理室に対して偏芯して設置した場合においても、プラズマを均一あるいは軸対称に生成することは可能である。しかしながら、誘電体製の内筒を真空処理室に対して偏芯して設置すると、前記誘電体製の内筒と導電体製の真空処理室内壁間の間隙を均一に保持することができない。前記間隙を均一に保持できない場合（例えば間隙寸法が所定値以下となる場合）には、この間隙に異常放電が発生し、プラズマ処理に悪影響を与える。
【０００７】
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたもので、プラズマを均一あるいは軸対称に安定に生成して、試料面を均一に安定して加工することのできるプラズマ処理装置を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために次のような手段を採用した。
【０００９】
略円筒形状を有する導電材料製の真空処理容器と、この真空処理容器内に配置されその上面に試料を載置する試料台と、前記真空容器の内壁面と隙間を開けてこれを覆って配置された誘電体製の内筒部材と、前記真空容器内に取り付けられて配置され前記内筒部材がその上に載せられるアース部材とを備え、前記内筒部材の内側に生成したプラズマを用いて前記試料を処理するプラズマ処理装置であって、
前記アース部材は、前記真空処理容器の内壁面からこの真空処理容器内側に突出して前記内筒部材が載せられる突出部及びこの突出部の前部から上方に屈曲して延在し前記プラズマに接する屈曲部とを有し、
この屈曲部と前記真空容器内壁との間で前記屈曲部の上端より下方かつ前記突出部の上方に位置してこの真空容器内壁から突起した複数の突起部を有して、前記内筒部材が前記屈曲部と前記突起部との間に配置される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態にかかるプラズマ処理装置を説明する図である。図において、１０１は、例えば円筒状の導電体からなる真空処理容器である。１０２は磁気コイルであり、真空処理容器１０１内にＥＣＲ(Electron Cyclotron Resonance)が成立する条件を満足する大きさの磁場（例えば１６ｍＴ）を生成する。１０３は高周波電源であり、例えばＵＨＦ波（４５０ＭＨｚ）の高周波を同軸導波管１０４を介してアンテナ１０５に供給する。アンテナ１０５は前記高周波を誘電体部材である石英板１０６を通して真空処理容器内に放射する。これにより真空容器内には電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）が発生する。
【００１１】
真空処理容器１０１内には、予めプロセスガスを所定圧力で導入してあり、前記電子サイクロトロン共鳴によりプラズマ化して、プラズマ１０７を生成する。プラズマ１０７により生成されるイオンあるいはラジカルは試料台１０８上に載置したウエハ等の試料１０９を照射して、エッチング処理を行なう。
【００１２】
１１０は真空処理容器１０１の側壁内面側に配置した石英等の誘電体製内筒部材であり、処理容器１０１内壁面が直接プラズマに晒されないようにする。１１１はアース部材であり、真空処理容器内壁面から容器内方に突出した突出部１１１ａおよび突出部先端から上方に屈曲する屈曲部１１１ｂを備え、前記突出部１１１ａ上に前記内筒部材１１０を載置する。また、アース部材の屈曲部１１１ｂおよび誘電体内筒部材１１０は互いに重なる部分（重なり部分）１１２を設ける。アース部材の屈曲部１１１ｂは真空処理容器１０１内に生成したプラズマ１０７に接し、接する部分のプラズマ電位を接地電位に固定する。これにより、プラズマの均一性あるいは軸対称性をより向上することができる。なお、アース部材１１１は、例えば円筒状の真空処理容器１０１の内周に沿って連続して形成することができる。また、内周に沿って略等間隔に複数箇所（例えば３箇所）設けることもできる。
【００１３】
図２は、真空処理容器内に備えたアース部材付近の詳細を説明する図である。図において、２０１は真空処理容器１０１内面の前記屈曲部１１１ｂに対向する部分、すなわち、前記屈曲部１１１ｂの上端よりも下方でかつ突出部１１１ａの上方部分に形成した突起部であり、円筒部材の偏りを止める偏り止め部材として機能する。この突起部２０１は、例えば円筒状の真空処理容器１０１の内周に沿って連続して形成することができる。また、内周に沿って略等間隔に複数箇所（例えば３箇所）設けることもできる。また、突起部２０１は真空処理容器１０１内面の前記重なり部分１１１ｂよりも上方に形成することができる。
【００１４】
このように、前記突起部２０１を備えることにより、誘電体製内筒１１０を真空処理容器１０１に対して同心に設置することができる。また、真空処理容器１０１内壁面と内筒部材１１０との間隙を均一に保持することができる。これにより、プラズマを均一あるいは軸対称に生成することができる。また、内筒及び真空処理室内壁間の間隙を均一に保持することができる。これにより前記間隙に発生する異常放電を抑制することができ、試料（ウエハ）を安定して加工することができる。
【００１５】
図３は、真空処理容器内に内筒部材を挿入配置する際の処理を説明する図である。図において、３０１は内筒部材１１０を真空容器１０１内に挿入配置した状態で搬送する際に使用する治具である。治具３０１は、真空処理容器１０１内面と内筒部材１１０外面の間隙を保持するための間隙保持部３０２を備える。
【００１６】
まず、円筒部材１１０を真空容器１０１内に挿入配置した後、真空処理容器内面と内筒部材外面の間隙に略等間隔に複数（例えば３つ）の治具３０１を挿入し、この状態で円筒部材１１０を仮固定する。このとき前記各治具３０１は間隙保持部３０２の寸法（Ａ）が略同一の治具を用いる。
【００１７】
搬送後は、治具３０１を全て取り外した後、真空処理容器を組み立てる。これにより、真空処理容器１０１と内筒部材１１０との間隙を所定値に保持した状態で搬送することができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、プラズマを均一あるいは軸対称に生成して、試料面を均一に安定して加工することのできるプラズマ処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかるプラズマ処理装置を説明する図である。
【図２】真空処理室内に備えたアース部材付近の詳細を説明する図である。
【図３】真空処理容器内に内筒部材を挿入配置して搬送する際の処理を説明する図である。
【符号の説明】
１０１  真空処理容器
１０２  磁気コイル
１０３  高周波電源
１０４  同軸導波管
１０５  アンテナ
１０６  石英板
１０７  プラズマ
１０８  試料台
１０９  試料
１１０  内筒部材
１１１  アース部材
１１２  重なり部分
２０１  突起部
３０１  治具
【図１】
0003898649.tif 000002
【図２】
0003898649.tif 000003
【図３】
0003898649.tif 000004