(57)【要約】【課題】プラズマ処理の際に被処理物の金属汚染を低減可能なプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】高周波電源１０７から供給されたプラズマ生成のための高周波電力が天板１０６及びシャワープレート１０５を介して処理室１０１に導入されステージ電極１０４に載置された被処理体１０２が処理されるプラズマ処理装置において、シャワープレート１０５と内筒１３０との間に、接地され母材が金属のスペーサー１３１が設置されている。【選択図】図１
2016009711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室と、前記処理室に処理ガスを供給するガス供給手段と、前記処理室を減圧する排気手段と、前記処理室の内部にプラズマを生成する高周波電力を供給するための高周波電源と、前記処理室に配置され被処理体を戴置するためのステージ電極と、前記被処理体に入射するイオンを加速する高周波バイアスを前記ステージ電極に印加する高周波バイアス電源と、前記処理室の上部に設置された天板と、該天板の下方に設置され前記処理ガスを前記処理室内に供給するためのシャワープレートと、該シャワープレートの下方に配置され前記処理室の側壁がプラズマに直接曝されないようにするための内筒とを有し、プラズマ生成のための前記高周波電力が前記天板及び前記シャワープレートを介して前記処理室に導入されるプラズマ処理装置において、
前記シャワープレートと前記内筒との間に、接地され母材が金属のスペーサーが設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】
請求項１に記載のプラズマ処理装置において、
プラズマ生成のための前記高周波電力の角周波数をω、前記金属の透磁率をμ、伝導率をσ、前記シャワープレートと前記内筒の間に挿入されている前記スペーサーの前記金属の厚さをｔとすると、
ｔ≧（２／（ω・μ・σ））０．５
となっていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載のプラズマ処理装置において、
前記スペーサーはリング状であり、前記スペーサーの内径は前記内筒の内径よりも小さいことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項１に記載のプラズマ処理装置において、
前記スペーサーは、前記処理室の中心側の面が耐プラズマ性材料で覆われていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載のプラズマ処理装置において、
前記耐プラズマ性材料はイットリアであることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項６】
請求項１に記載のプラズマ処理装置において、
前記スペーサーは、前記処理ガスの流路を含むヘッドピースの一部として一体で形成されたものであることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項７】
請求項１に記載のプラズマ処理装置において、
前記内筒及び前記シャワープレートは、石英製、或いはイットリア製であることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項８】
接地されたチャンバーと、
前記チャンバーの内部に配置されプラズマを用いて被処理体を処理する処理室と、
前記処理室に処理ガスを供給するガス供給手段と、
前記処理室を減圧する排気手段と、
前記プラズマを生成する高周波電力を供給する高周波電源と、
前記処理室に配置され被処理体を戴置するためのステージ電極と、
前記被処理体に入射するイオンを加速する高周波バイアスを前記ステージ電極に印加する高周波バイアス電源と、
前記処理室の上部に設置され前記処理ガスを前記処理室内に供給するためのシャワープレートと、
該シャワープレートの下方に配置され前記チャンバーの側壁がプラズマに直接曝されないようにするための内筒と、
前記内筒と間隙を介してその一部を覆うように配置され前記処理室の中心側の面が耐プラズマ性材料で被覆されたアースと、
前記シャワープレートと前記内筒との間に接地して配置され、前記処理室の中心側の面が耐プラズマ性材料で被覆され母材が導体のスペーサーと、を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載のプラズマ処理装置において、
前記アースは、前記内筒側の面も耐プラズマ性材料で被覆されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１０】
請求項８に記載のプラズマ処理装置において、
前記スペーサーは、スパイラルシールを用いて前記チャンバーと電気的に接続されて接地されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１１】
請求項８に記載のプラズマ処理装置において、
前記スペーサーはリング状であり、前記スペーサーの内径は前記内筒の内径よりも小さいことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１２】
請求項８に記載のプラズマ処理装置において、
前記耐プラズマ性材料はイットリアであることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１３】
請求項８に記載のプラズマ処理装置において、
前記スペーサーは、前記処理ガスの流路を含むヘッドピースの一部として一体で形成されたものであることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１４】
請求項８に記載のプラズマ処理装置において、
前記内筒及び前記シャワープレートは、石英製、或いはイットリア製である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】
本発明はプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＲＡＭやマイクロプロセッサ等の半導体装置の製造工程において、プラズマエッチングが広く用いられている。プラズマを用いた半導体装置の加工における課題の１つに、ウエハに付着する金属元素の付着量を低減すること（金属汚染の低減）が挙げられる。例えば鉄やアルミなどの金属原子がウエハに付着した状態でデバイスの製造を行うと、デバイス特性を劣化させる原因となり歩留まり低下を引き起こす。そのため、処理室の内壁に使う材料に金属の含有量が少ない素材を用いることや、消耗量の少ない素材（耐プラズマ材料）の採用が進められている。処理室の内壁に使う材料に金属の含有量が少ない素材を採用する例としては、処理室の内壁や処理室内の構造物の表面に石英のカバーを設置して、プラズマが接触する内壁の多くの部分を石英とすることが挙げられる（例えば、特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２１７２２５号公報
【特許文献２】特開２００８−２５１８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
デバイスの微細化に伴い、金属汚染の低減に対する要求が厳しくなってきている。そこで発明者等は、プラズマ処理装置における金属汚染の発生源となりそうな箇所について検討を行った。検討結果を、μ波−ＥＣＲプラズマエッチング装置を例にして以下説明する。
【０００５】
μ波−ＥＣＲプラズマエッチング装置等のプラズマ生成のための高周波電力やバイアス電力を誘電体の窓を通して処理室内に導入する構成のプラズマ処理装置において、金属汚染の発生源となりうる内壁や構成部品にバルクプラズマ（被処理体にプラズマ処理を行うためのプラズマ）が接触しないようにするために、石英やイットリアなどのセラミックのカバー（内筒）が設置される。このような構成を有する場合、この内筒が誘電体の窓と一定以下の距離で近接して設置されると、プラズマ生成用の高周波電力がこの内筒へ伝播しやすくなり、この内筒を伝播した高周波電力により被処理体に対してプラズマ処理を行うために発生させたバルクプラズマとは別に、内筒と該内筒で保護されるべき内壁や各種部品の間で局所放電（異常放電）が発生してしまうことが判明した。この局所放電により内壁や部品の表面から発生した金属元素がバルクプラズマ中に混入してウエハを汚染することが危惧された。そのため、このような隙間で発生する放電の抑制が必要であり、高周波電力の伝播を抑える対策が必要である。
【０００６】
特許文献２には石英製の側壁のカバーの内部に導電材料を設置することが開示されている。しかし、この方法では導体が電位的に浮遊しているため、導体の励振により高周波電力が伝播してしまうと考えられる。加えて、石英内部の導電材料を介さず石英表面付近を高周波電力が伝播するため高周波電力の伝播を十分に遮断することは困難であると判断された。
【０００７】
本発明の目的は、プラズマ処理の際に被処理物の金属汚染を低減可能なプラズマ処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための一実施形態として、処理室と、前記処理室に処理ガスを供給するガス供給手段と、前記処理室を減圧する排気手段と、前記処理室の内部にプラズマを生成する高周波電力を供給するための高周波電源と、前記処理室に配置され被処理体を戴置するためのステージ電極と、前記被処理体に入射するイオンを加速する高周波バイアスを前記ステージ電極に印加する高周波バイアス電源と、前記処理室の上部に設置された天板と、該天板の下方に設置され前記処理ガスを前記処理室内に供給するためのシャワープレートと、該シャワープレートの下方に配置され前記処理室の側壁がプラズマに直接曝されないようにするための内筒とを有し、プラズマ生成のための前記高周波電力が前記天板及び前記シャワープレートを介して前記処理室に導入されるプラズマ処理装置において、
前記シャワープレートと前記内筒との間に、接地され母材が金属のスペーサーが設置されていることを特徴とするプラズマ処理装置とする。
【０００９】
又、接地されたチャンバーと、
前記チャンバーの内部に配置されプラズマを用いて被処理体を処理する処理室と、
前記処理室に処理ガスを供給するガス供給手段と、
前記処理室を減圧する排気手段と、
前記プラズマを生成する高周波電力を供給する高周波電源と、
前記処理室に配置され被処理体を戴置するためのステージ電極と、
前記被処理体に入射するイオンを加速する高周波バイアスを前記ステージ電極に印加する高周波バイアス電源と、
前記処理室の上部に設置され前記処理ガスを前記処理室内に供給するためのシャワープレートと、
該シャワープレートの下方に配置され前記チャンバーの側壁がプラズマに直接曝されないようにするための内筒と、
前記内筒と間隙を介してその一部を覆うように配置され前記処理室の中心側の面が耐プラズマ性材料で被覆されたアースと、
前記シャワープレートと前記内筒との間に接地して配置され、前記処理室の中心側の面が耐プラズマ性材料で被覆され母材が導体のスペーサーと、を有することを特徴とするプラズマ処理装置とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、接地されたスペーサーをシャワープレートと内筒との間に配置することにより、シャワープレートから石英等の誘電体からなる内筒への高周波電力の伝播が遮断され、内筒と該内筒に対向した壁面との隙間における局所プラズマの生成が抑制され、この隙間における壁面からの金属汚染の原因となる金属元素の発生が抑制されるため、プラズマ処理の際に被処理物の金属汚染を低減可能な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】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施例に係るプラズマ処理装置の概略断面図である。
【図２】従来のプラズマ処理装置の課題を説明するための要部断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係るプラズマ処理装置の要部断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係るプラズマ処理装置の要部断面図である。
【図５】本発明の第１の実施例に係るプラズマ処理装置において、リング状スペーサーを接地しない場合の課題を説明するための要部断面図である。
【図６】本発明の第１の実施例に係るプラズマ処理装置の詳細構成を説明するための要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明について実施例により図面を参照しながら説明する。実施例においては、μ波−ＥＣＲプラズマエッチング装置を主体に説明するが他のプラズマ処理装置にも適用可能である。なお、図中において同一符号は同一構成要素を示す。
【実施例１】
【００１３】
本発明の第１の実施例について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施例に係るプラズマ処理装置の代表的な構成例として、μ波−ＥＣＲプラズマエッチング装置の概略断面図である。プラズマ生成のためのマイクロ波は、導波管１０３を通して空洞共振部１３７に伝送され、接地されたチャンバー１０９の上部に設置された石英天板１０６及びシャワープレート１０５を介して処理室１０１に導入される。なお、符号１０７はプラズマを生成する高周波電力（マイクロ波）を供給するための高周波電源である。処理ガスは処理ガス供給手段１５１からガス供給ライン１５０を介してシャワープレート１０５と天板１０６の間の空間に供給され、シャワープレート１０５に設けられているガス穴（図示せず）を介して処理室１０１に導入される。被処理体（ウエハ）１０２を戴置するためのステージ電極１０４は、シャワープレート１０５の下方にシャワープレート１０５と対向して設置されており、ウエハ１０２にステージ電極１０４を介して高周波バイアスを印加するための高周波バイアス電源１０８に接続されている。処理室１０１を減圧し、且つ、供給された処理ガスを排気するめの排気手段として、チャンバー１０９の下方にターボ分子ポンプ１４１が調圧バルブユニット１４３を介して取り付けられている。また、図示していないがチャンバー１０９の周りには磁場を形成するための磁場コイル、及びウエハ１０２をステージ電極１０４に対して電気的に吸着させるための静電吸着用の電源が設置されている。
【００１４】
処理室１０１においてウエハ１０２よりも上方の空間を形成している側壁部分には内筒（側壁カバー）１３０が設置されている。本実施例においては、この内筒の材質は石英とした。内筒１３０の下方にはアース１３２が設置されている。このアース１３２を構成する部材はアルミニウム等金属の表面にイットリアがコーティングされている。
【００１５】
内筒１３０とシャワープレート１０５の間にはリング状スペーサー１３１が設置されている。このリング状スペーサー１３１はアルミニウムを母材としており、該リング状スペーサーの内側（処理室の中心側）の全面、及び、上面と下面の一部には耐プラズマ性材料であるイットリアがコーティングしてある。そしてイットリアでコーティングされていない部分を介して電気的にチャンバー１０９と導通するようになっている。リング状スペーサー１３１の内径Ｄ１は内筒１３０の内径Ｄ２よりも小さくなるようにしている。リング状スペーサー１３１をシャワープレート１０５と内筒１３０との間に配置することにより局所放電を抑制することが可能であるが、内径Ｄ１と内径Ｄ２とを先の関係とすることにより、より効果的に局所放電を抑制することができる（詳細は後述）。なお、リング状スペーサーの平面形状は内筒の鉛直上方から見たときの形状に合わせたものであり、内筒の鉛直上方から見た形状がリング状でない場合にはそれに合わせて変更される。また、実施例では母材として金属を用いたが導体であれば用いることができる。但し、抵抗の低い金属が望ましい。
【００１６】
次に、従来のプラズマ処理装置の課題について図２を参照しながら説明する。図２はリング状スペーサーを設置していないときのマイクロ波の伝播の様子を示している。プラズマ生成のためのマイクロ波１２９−１は、石英天板１０６及び石英シャワープレート１０５を介して処理室１０１に導入される。石英シャワープレート１０５に伝送されたマイクロ波１２９−１は、隣接した石英（誘電率が近い材料）へ伝播しようとする。そのため、マイクロ波１２９−１の一部１２９−２は、内筒１３０内を伝播する。この内筒１３０に伝播したマイクロ波１２９−２は、内筒１３０の表面にプラズマを生成することが可能である。内筒１３０は、メンテナンス時における各種パーツの交換・洗浄の際に取り外す必要があるため、内筒１３０とチャンバー１０９、及び内筒１３０とアース１３２との間に一定の隙間（それぞれＡ，Ｂ）が確保されている。そのため、これらの隙間にマイクロ波１２９−２によって局所的にプラズマが生成される（局所放電）。また、ＥＣＲ面１２８（マイクロ波の周波数が２．４５ＧＨｚの場合、磁場強度は０．０８７５Ｔ）の高さ位置付近Ｃでは強いプラズマが生成される可能性がある。
【００１７】
隙間Ａにおけるアース１３２の表面（裏側の表面ｍ）、及び隙間Ｂにおけるチャンバー１０９の表面ｎは、バルクプラズマからは直接は見えない（バルクプラズマ中で生成されたイオンの入射は無い）。そのため、これらの表面には高い耐プラズマ性を有するが高コストなイットリアなどのコーティングを施していない。そのため、表面はＳＵＳやアルミやアルマイトなどとなっており、隙間Ａや隙間Ｂでプラズマが生成すると金属元素が発生し、これがバルクプラズマ中に混入してウエハの金属汚染を引き起こす恐れがある（ここで、隙間Ｂの放電によって発生した金属は例えばシャワープレート１０５と内筒１３０との間にできた隙間を介してバルクプラズマに混入する）。
【００１８】
これに対して、図１のように石英シャワープレート１０５と内筒１３０の間にリング状スペーサー１３１を設置することによって、内筒１３０にマイクロ波が伝播しないようにすることができる。これによって隙間Ａ、Ｂでの局所放電を抑制することができる。
【００１９】
次に、リング状スペーサーの材質や厚さについて説明する。リング状スペーサーの母材が金属である場合、マイクロ波を遮断できるかは電流の表皮効果が及ぶ深さを考えればよい。ここで、マイクロ波の角周波数（周波数Ｈｚの２πを掛けた値）をω、透磁率をμ、伝導率をσとすると表皮効果の深さδは
δ＝（２／（ω・μ・σ））０．５
となる。従って、リング状スペーサーの母材の金属の厚さはこの表皮効果の及ぶ深さよりも厚くすることが望ましく、シャワープレートと内筒の間の位置における母材の金属の厚さをｔとすると、
ｔ  ≧  δ
すなわち、
ｔ≧（２／（ω・μ・σ））０．５
とすることが望ましい。
【００２０】
ここで、マイクロ波の周波数を２．４５ＧＨｚ、母材をアルミニウムとすると、表皮効果の深さは１μｍのオーダーとなる。本実施例では、実際の加工の難易度等の観点から厚さｔは数ｍｍとした。
【００２１】
次にリング状スペーサーを接地する意義について述べる。図５は本実施例に係るプラズマ処理装置において、リング状スペーサー１３１がチャンバー１０９などと電気的に接触していない場合を示している。リング状スペーサー１３１は母材をアルミニウムとしたリング状の部品であり、面ａ、ｂ、ｃ、ｄすべてがイットリアでコーティングされている。リング状スペーサー１３１の幅Ｌ１は内筒１３０の幅Ｌ２よりも大きくなっている。また、リング状スペーサー１３１の内径Ｄ１は内筒の内径Ｄ２よりも小さく、リング状スペーサー１３１の外径Ｄ３は内筒１３０の外径Ｄ４よりも大きいか、または、同程度となっている（ここで同程度としてもよいのは内筒とチャンバー１０９との隙間Ａが非常に狭い場合である）。そして、リング状スペーサー１３１は内筒１３０の上端に載せられるように設置されている。この構成の場合、シャワープレート１０５に到達したマイクロ波が内筒１３０へ伝播することを十分に抑制することが困難となる。更に、リング状スペーサー１３１が励振によってマイクロ波の一部を内筒１３０へ伝播させてしまう。そのため、リング状スペーサー１３１の励振を防止するため、リング状スペーサー１３１はアースとなっているチャンバー１０９などと電気的に接触させておくことが望ましい。
【００２２】
次にリング状スペーサーの望ましい構造についてより具体的に示す。図３は本実施例に係るプラズマ処理装置の要部断面図であり、リング状スペーサー１３１が他のパーツと独立で取り外し可能な場合の構成例を示している。リング状スペーサー１３１はチャンバー１０９の段差面Ｇに乗せるようになっている。そして、その上にシャワープレート１０５が乗せられるようになっている。リング状スペーサー１３１とチャンバー１０９、及びリング状スペーサー１３１とシャワープレート１０５の間にはＯ−リング１９１が設置されている。リング状スペーサー１３１の内側の面ａはイットリアでコーティングされており、上面のｂ及び、下面のｃのうち、バルクプラズマに近い領域Ｅ付近はイットリアでコーティングされている。一方で、リング状スペーサー１３１がチャンバー１０９に接触する部分（領域Ｆ付近）は絶縁性のコーティングはせず、導通が取れるようにしている。また、導通を確実に確保するため、リング状スペーサー１３１とチャンバー１０９の間にはスパイラルシール１９８が設置されている。さらに、リング状スペーサー１３１はボルト１９６でチャンバー１０９に固定されるようになっている。
【００２３】
次にリング状スペーサーの内側の面ａの内径Ｄ１が内筒Ｄ２よりも小さい理由について図６を参照して説明する。図６は本実施例に係るプラズマ処理装置の詳細構成を説明するための要部断面図であり、図３のリング状スペーサー付近を拡大して示したものである。被処理体にプラズマ処理を行うためのバルクプラズマ１１０は、処理室１０１の中に生成される。そして、内筒１３０やシャワープレート１０５などの壁面の近傍でシース２００が生成される。マイクロ波はバルクプラズマ中を伝播することは難しいが、シース２００内は電子密度が低いため、マイクロ波が一定程度伝播することが可能である。しかし、図１や図６に示すように、リング状スペーサー１３１の内径Ｄ１を内筒の内径Ｄ２よりも小さくすると、シース２００とバルクプラズマ１１０との境界２０１は壁面に沿って形成されることにより、領域Ｉで示したように直線ではなく、クランク形状となる。マイクロ波は導波路をクランク状にすると通りにくくなるため、領域Ｉ付近のシースを経て、内筒１３０まで伝播するマイクロ波は、リング状スペーサー１３１の内径Ｄ１と内筒１３０の内径Ｄ２が同等である場合に比べて低減することができる。従って、リング状スペーサー１３１の内径Ｄ１はリング状スペーサー１３１付近のシースの厚さの２倍程度以上、内筒の内径Ｄ２に対して小さいことが望ましい。即ち、リング状スペーサー１３１をシャワープレート１０５と内筒１３０との間に配置することによりシャワープレート１０５から内筒へのマイクロ波の伝播を抑制することができるため局所放電を抑制することが可能であり、リング状スペーサー１３１の内径Ｄ１を内筒１３０の内径Ｄ２よりも小さくすることにより更にシース２００を経て内筒１３０まで伝播するマイクロ波を低減することができ、より効果的に局所放電を抑制することができる。
【００２４】
図３に示す構成を図1に示すプラズマ処理装置に適用し、半導体デバイスのプラズマ処理に適用した結果、接地されたリング状スペーサーをシャワープレートと内筒との間に配置することにより、シャワープレートから石英等の誘電体からなる内筒への高周波電力の伝播が遮断され、内筒と該内筒に対向した壁面との隙間における局所プラズマの生成が抑制され、この隙間における壁面からの金属汚染の原因となる金属元素の発生が抑制されるため、プラズマ処理の際に被処理物の金属汚染を低減することができた。
【００２５】
本実施例ではシャワープレートや内筒は石英とした。しかし、内筒やシャワープレートなどの石英材料を例えば焼結イットリア材などの他の誘電体材料で構成することもできる。また、シャワープレートと内筒の両方がイットリア、或いは片方がイットリアで片方が石英であるなど、多少誘電率が異なる材料の組み合わせることもできる。
【００２６】
また、リング状スペーサー１３１が金属でなく、母材も含めてすべて誘電体である場合、リング状スペーサー内における高周波電力の波長をλ’とすると、できるだけ次の式が成り立たないような厚さになるようにすることで、一定の遮蔽効果を期待することはできる。
ｔ＝０．５ｎλ’
また、内筒が設置される側であるアースの裏面（図２の面ｍ）や、内筒で保護される壁面（図２の面ｎ）において、高い耐プラズマ性を有するイットリア等でコーティングすることにより、金属汚染をより低減することが可能である。
【００２７】
以上、本実施例によれば、プラズマ処理の際に被処理物の金属汚染を低減可能なプラズマ処理装置を提供することができる。また、リング状スペーサーの内径Ｄ１を内筒の内径Ｄ２よりも小さくすることにより更にシースを経て内筒まで伝播するマイクロ波を低減することができ、より効果的に局所放電を抑制することができる。
【実施例２】
【００２８】
本発明の第２の実施例について、図４を用いて説明する。なお、実施例１に記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情が無い限り本実施例にも適用することができる。
【００２９】
図４は本発明の第２の実施例に係るプラズマ処理装置の要部断面図であり、図３とは、ヘッドピース１３３（天板とシャワープレートの間に処理ガスを供給する機能（ガスの流路１９７）を有する部品）にリング状スペーサーとしての機能を持たせた点で異なる。
【００３０】
本実施例では、チャンバー１０９を構成する一部の部品の形状の変更によって、内筒１３０とシャワープレート１０５の間に金属が挿入された構成とした。ヘッドピース１３３（ヘッドピース＋リング状スペーサー）はチャンバー１０９に電気的に導通しており接地されている。また、バルクプラズマに接触する内側の面ａはイットリアでコーティングされており、且つ、上面ｂ、及び、下面ｃの面ａに近い領域Ｈ付近もイットリアでコーティングされている。
【００３１】
本実施例においては、ヘッドピース１３３の一部として一体で形成されたリング状スペーサー部がシャワープレート１０５と内筒１３０との間に配置されるためシャワープレート１０５から内筒へのマイクロ波の伝播を抑制することができ、局所放電を抑制することが可能である。また、ヘッドピース１３３に備えられたリング状シャワープレート部の内径を内筒１３０の内径よりも小さくすることにより、シース２００を経て内筒１３０まで伝播するマイクロ波を低減することができるためより効果的に局所放電を抑制することができる。また、リング状スペーサーをヘッドピースの一部として一体で形成することにより、部品点数が低減され、内筒とシャワープレート、リング状スペーサーの組立て精度を向上することができる。
【００３２】
図４に示す構成を図1に示すプラズマ処理装置に適用し、半導体デバイスのプラズマ処理に適用した結果、シャワープレートから石英等の誘電体からなる内筒への高周波電力の伝播が遮断され、内筒と該内筒に対向した壁面との隙間における局所プラズマの生成が抑制され、この隙間における壁面からの金属汚染の原因となる金属元素の発生が抑制されるため、プラズマ処理の際に被処理物の金属汚染を低減することができた。
【００３３】
以上、本実施例によれば、プラズマ処理の際に被処理物の金属汚染を低減可能なプラズマ処理装置を提供することができる。また、リング状スペーサーの内径Ｄ１を内筒の内径Ｄ２よりも小さくすることにより更にシースを経て内筒まで伝播するマイクロ波を低減することができ、より効果的に局所放電を抑制することができる。また、リング状スペーサーをヘッドピースと一体で形成することにより、部品点数が低減され、内筒とシャワープレート、リング状スペーサーの組立て精度を向上することができる。
【００３４】
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、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１０１：処理室、１０２：被処理体（ウエハ）、１０３：導波管、１０４：ステージ電極、１０５：シャワープレート、１０６：天板、１０７：高周波電源、１０８：高周波バイアス電源、１０９：チャンバー、１１０：バルクプラズマ、１２８：ＥＣＲ面、１２９，１２９−１，１２９−２：マイクロ波、１３０：内筒、１３１：リング状スペーサー、１３２：アース、１３３：ヘッドピース、１３７：空洞共振部、１４１：ターボ分子ポンプ、１４３：調圧バルブユニット、１５０：ガス供給ライン、１５１：ガス供給手段、１９１：Ｏ−リング、１９６：ボルト、１９７：ガスの流路、１９８：スパイラルシール、２００：シース、２０１：バルクプラズマとシースとの境界。
【図１】
2016009711.tif 000003
【図２】
2016009711.tif 000004
【図３】
2016009711.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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