(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部で被処理体に所定の処理が施されるチャンバと、
前記チャンバ内に設置されたサセプタ支持台と、
前記サセプタ支持台の上に設置され、被処理体が載置されるサセプタと、
前記サセプタ支持台の内部に設けられ、前記サセプタの温度を制御するために冷媒を循環させるための冷媒流路と、
前記サセプタの上方に設置され、接地される第１の電極と、
前記サセプタ内に設置され、第１の高周波電力及び周波数が該第１の高周波電力の周波数よりも高い第２の高周波電力を供給される第２の電極と、
前記被処理体を静電気力により固定するために前記第２の電極の近傍に配置された静電チャックと、
前記第１の高周波電力を前記第２の電極に供給することによりプラズマ中のイオンをサセプタ側に引き込み、サセプタ近傍でのプラズマ密度を高める第１の高周波電源と、
前記第２の高周波電力を前記第２の電極に供給することによりプラズマを生成する第２の高周波電源と、
前記第１の高周波電源と前記第２の電極との間に接続されるローパスフィルタと、
前記第２の高周波電源と前記第２の電極との間に接続されるハイパスフィルタと、を備え、
前記ハイパスフィルタは、前記第１の高周波電源が供給する第１の高周波電力の通過を実質的に阻止し、前記第２の高周波電源が供給する第２の高周波電力を通過させ、
前記ローパスフィルタは、前記第２の高周波電源が供給する第２の高周波電力の通過を実質的に阻止し、前記第１の高周波電源が供給する第１の高周波電力を通過させ、
前記ローパスフィルタは、前記第１の高周波電源に並列接続されるキャパシタと、前記第２の電極に供給される第１の高周波電力を通過させるコイルとより構成されており、前記コイルは自己の寄生容量と共に、共振周波数が第２の高周波電力の周波数付近である並列共振回路を形成し、
前記第１の電極が接地され、前記第２の電極に前記第１と第２の高周波電力が供給されることにより前記サセプタの近傍の領域でプラズマを生成する、
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記冷媒流路は、導体から構成される、
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】
前記冷媒流路は、前記第２の高周波電源に接続され、給電線として機能する、
ことを特徴とする請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記冷媒流路は、前記サセプタ支持台の前記サセプタとの近傍領域で冷媒を循環させるためのジャケットを有する、
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５】
前記第２の電極は、直流電圧を印加する直流電源にさらに接続される、
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体に成膜処理、エッチング処理等のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体基板、液晶基板等の製造プロセスには、プラズマを用いてこれらの基板に表面処理を施すプラズマ処理装置が使用されている。プラズマ処理装置としては、例えば、基板にエッチング処理を施すプラズマエッチング装置や、化学的気相成長(Chemical Vapor Deposition：ＣＶＤ)処理を施すプラズマＣＶＤ装置等が挙げられる。プラズマ処理装置の中でも、平行平板型のプラズマ処理装置は、処理の均一性に優れ、また、装置構成も比較的簡易であることから、広く使用されている。
【０００３】
平行平板型のプラズマ処理装置は、互いに平行に対向する２つの電極平板をチャンバの上下に備えた構成を有する。２つの電極のうち、下部電極は載置台を備え、被処理体を載置可能に構成されている。一方、上部電極は下部電極との対向面に、多数のガス穴を有する電極板を備える。上部電極は処理ガスの供給源に接続されており、処理の際には、電極板のガス穴を介して、処理ガスが上部電極側から上下電極の間の空間（プラズマ発生空間）に供給される。ガス穴から供給された処理ガスは、上部電極への高周波電力の印加によりプラズマ化され、このプラズマは、上部電極に印加される高周波電力より低周波の交流電力を印加される下部電極付近に引き込まれる。そして、引き込まれたプラズマによって、下部電極付近に位置する被処理体に所定の表面処理が施される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した平行平板型のプラズマ処理装置においては、上部電極側で生成されたプラズマが、下部電極付近にある被処理体に届くまでに密度が低下してしまうため処理の効率が低下する、という問題があった。
また、処理ガスの供給路や、チャンバ内の温度を制御するための冷媒を通過させるための配管等を、上部電極を貫通させるような構造とすることが非常に困難であった。
【０００５】
上記問題を解決するため、本発明は、プラズマ処理の効率が高いプラズマ処理装置や、構成が簡単なプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るプラズマ処理装置は、
内部で被処理体に所定の処理が施されるチャンバと、
前記チャンバ内に設置されたサセプタ支持台と、
前記サセプタ支持台の上に設置され、被処理体が載置されるサセプタと、
前記サセプタ支持台の内部に設けられ、前記サセプタの温度を制御するために冷媒を循環させるための冷媒流路と、
前記サセプタの上方に設置され、接地される第１の電極と、
前記サセプタ内に設置され、第１の高周波電力及び周波数が該第１の高周波電力の周波数よりも高い第２の高周波電力を供給される第２の電極と、
前記被処理体を静電気力により固定するために前記第２の電極の近傍に配置された静電チャックと、
前記第１の高周波電力を前記第２の電極に供給することによりプラズマ中のイオンをサセプタ側に引き込み、サセプタ近傍でのプラズマ密度を高める第１の高周波電源と、
前記第２の高周波電力を前記第２の電極に供給することによりプラズマを生成する第２の高周波電源と、
前記第１の高周波電源と前記第２の電極との間に接続されるローパスフィルタと、
前記第２の高周波電源と前記第２の電極との間に接続されるハイパスフィルタと、を備え、
前記ハイパスフィルタは、前記第１の高周波電源が供給する第１の高周波電力の通過を実質的に阻止し、前記第２の高周波電源が供給する第２の高周波電力を通過させ、
前記ローパスフィルタは、前記第２の高周波電源が供給する第２の高周波電力の通過を実質的に阻止し、前記第１の高周波電源が供給する第１の高周波電力を通過させ、
前記ローパスフィルタは、前記第１の高周波電源に並列接続されるキャパシタと、前記第２の電極に供給される第１の高周波電力を通過させるコイルとより構成されており、前記コイルは自己の寄生容量と共に、共振周波数が第２の高周波電力の周波数付近である並列共振回路を形成し、
前記第１の電極が接地され、前記第２の電極に前記第１と第２の高周波電力が供給されることにより前記サセプタの近傍の領域でプラズマを生成する、
ことを特徴とする。
【０００７】
上記構成においては、第１及び第２の高周波電力がいずれも第２の電極に印加され、第１の電極は接地されるので、プラズマは主に第２の電極付近で生成される。従って、被処理体を第２の電極付近に位置させれば、プラズマを移動させることなくプラズマ処理が行われ、プラズマの密度の低下に起因する処理効率の低下が防がれる。
また、第１の電極は接地され、高周波電源やフィルタの配置を要しないので、このようなプラズマ処理装置の構造は簡潔になる。このため、処理ガスの供給路や冷媒を通過させるための配管等を、第１の電極を貫通させるような構造とすることが容易である。
【００１０】
このような構成を更に有することにより、第１の高周波電力が第２の高周波電源に回り込んだり、第２の高周波電力が第１の高周波電源に回り込んだりすることによる高周波電源の誤動作及び損失の発生が防止され、プラズマ処理の効率化が更に図られる。
また、ローパスフィルタのコイルの容積は小さく抑えられながら、第２の高周波電力が効果的に遮断され、第２の高周波電力の損失の発生が防がれる。
【００１１】
前記冷媒流路は、導体から構成されていてもよい。
【００１２】
前記冷媒流路は、前記第２の高周波電源に接続され、給電線として機能してもよい。
【００１３】
前記冷媒流路は、前記サセプタ支持台の前記サセプタとの近傍領域で冷媒を循環させるためのジャケットを有していてもよい。
【００１４】
前記第２の電極は、直流電圧を印加する直流電源にさらに接続されていてもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態にかかるプラズマ処理装置について、以下図面を参照して説明する。本実施の形態においては、プラズマ処理装置として、プラズマＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)装置を例にとって説明する。
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１に、第１の実施の形態に係るプラズマ処理装置１の構成図を示す。
本実施の形態のプラズマ処理装置１は、上下平行に対向する電極を有する、いわゆる平行平板型プラズマ処理装置として構成され、半導体ウエハ（以下、ウエハＷ）の表面にＳｉＯＦ膜等を成膜する機能を有する。
【００２０】
図１を参照して、プラズマ処理装置１は、円筒形状のチャンバ２を有する。チャンバ２は、アルマイト処理（陽極酸化処理）されたアルミニウム等の導電性材料からなる。また、チャンバ２は接地されている。
【００２１】
チャンバ２の底部には排気口３が設けられている。排気口３には、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを備える排気装置４が接続されている。排気装置４は、チャンバ２内を所定の減圧雰囲気、例えば、０．０１Ｐａ以下の所定の圧力まで排気する。また、チャンバ２の側壁にはゲートバルブ５が設けられている。ゲートバルブ５を開放した状態で、チャンバ２と隣接するロードロック室（図示せず）との間でのウエハＷの搬入出がなされる。
【００２２】
チャンバ２内の底部には略円柱状のサセプタ支持台６が設けられている。サセプタ支持台６の上には、ウエハＷを載置するための載置台としてのサセプタ８が設けられている。サセプタ支持台６とサセプタ８との間は、窒化アルミニウムなどの絶縁体７により絶縁されている。また、サセプタ支持台６はチャンバ２の下方に設けられた昇降機構（図示せず）にシャフト９を介して接続され、昇降可能となっている。
【００２３】
サセプタ８は、その上中央部が凸状の円板状に成形され、その上に、高温静電チャックＥＳＣが設けられている。高温静電チャックＥＳＣはウエハＷと略同形であり、高温静電チャックＥＳＣには、下部電極１５ｂと、ヒータＨ１とが埋め込まれている。下部電極１５ｂは、高融点の導体、たとえばモリブデン等より構成されている。ヒータＨ１は、たとえばニクロム線より構成されている。
【００２４】
下部電極１５ｂには、モリブデン等の高融点の導体からなる導線を介して、直流電圧源ＨＶが接続されている。サセプタ８上に載置されたウエハＷは、直流電圧源ＨＶが発生する直流電圧が下部電極１５ｂに印加されることにより、高温静電チャックＥＳＣに静電吸着される。
【００２５】
また、下部電極１５ｂには、直流電圧源ＨＶと並列に、第１の高周波電源１３がローパスフィルタ１４を介して接続され、また、直流電圧源ＨＶと並列に、第２の高周波電源２２がハイパスフィルタ２３を介して接続されている。
第１の高周波電源１３は０．１〜１３ＭＨｚの範囲の周波数を有している。第１の高周波電源１３に上記範囲の周波数を印加することにより、被処理体に対するダメージを低減させる等の効果が得られる。
第２の高周波電源２２は、１３〜１５０ＭＨｚの範囲の周波数を有しており、このように高い周波数を印加することにより、チャンバ２内に好ましい解離状態でかつ高密度のプラズマを形成する。
【００２６】
ローパスフィルタ１４は、第２の高周波電源２２が発生する高周波電力を実質的に遮断することにより、この高周波電力が第１の高周波電源１３に回り込むことを阻止し、損失の発生を防止する。
【００２７】
ローパスフィルタ１４は、具体的には、たとえば図２に示すように、コイルＬとコンデンサＣ１とより構成されていればよい。図示するように、コイルＬの一端は第１の高周波電源１３に接続されており、コイルＬの他端はカップリングコンデンサＣ２を介して下部電極１５ｂに接続される。また、コンデンサＣ１の一端は第１の高周波電源１３及びコイルＬの接続点に接続されており、他端は接地されている。
【００２８】
ハイパスフィルタ２３は、たとえば、第２の高周波電源２２と下部電極１５ｂとの間に接続されたコンデンサより構成されている。ハイパスフィルタ２３は、第１の高周波電源１３が発生する高周波電力を実質的に遮断することにより、この高周波電力が第２の高周波電源２２に回り込むことを阻止し、損失の発生を防止する。
【００２９】
ヒータＨ１には、商用電源等からなるヒータ用電源Ｈ２がローパスフィルタＨ３を介して接続されている。高温静電チャックＥＳＣは、ヒータ用電源Ｈ２が発生する電圧がヒータＨ１に引加されることにより加熱される。なお、ローパスフィルタＨ３は、第１の高周波電源１３あるいは後述の第２の高周波電源２２が発生する高周波電力がヒータ用電源Ｈ２に回り込むことを阻止するためのフィルタである。
【００３０】
サセプタ支持台６の下方中央の部分は、例えば、ステンレス鋼からなるベローズ１０で覆われている。ベローズ１０は、チャンバ２内の真空部分と、大気に露出される部分とに分離する。ベローズ１０はその上端と下端とがそれぞれサセプタ支持台６の下面およびチャンバ２の底壁上面にねじ止めされている。
【００３１】
サセプタ支持台６の内部には、下部冷媒流路１１が設けられている。下部冷媒流路１１には、例えば、フロリナートなどの冷媒が循環している。下部冷媒流路１１を冷媒が循環することにより、サセプタ８そしてウエハＷの処理面は所望の温度に制御される。
【００３２】
下部冷媒流路１１は導体より構成されており、サセプタ８に近い上端の部分は、サセプタ支持台６と絶縁体７との界面付近に冷媒を循環させるための冷却ジャケット１１Ｊを形成している。
【００３３】
サセプタ支持台６には、半導体ウエハＷの受け渡しをするためのリフトピン１２が設けられており、リフトピン１２はシリンダ（図示せず）により昇降可能となっている。
【００３４】
サセプタ８の上方には、このサセプタ８と平行に対向して上部電極１５ａが設けられている。上部電極１５ａは接地されており、上部電極１５ａのサセプタ８との対向面には、多数のガス穴１６ａを有する、アルミニウム等からなる電極板１６が備えられている。また、上部電極１５ａは、絶縁材１７を介して、チャンバ２の天井部分に支持されている。上部電極１５ａの内部には、上部冷媒流路１８が設けられている。上部冷媒流路１８には、例えば、フロリナートなどの冷媒が導入されて循環し、上部電極１５ａは所望の温度に制御される。
【００３５】
さらに、上部電極１５ａにはガス供給部２０が備えられ、ガス供給部２０は、チャンバ２の外部の処理ガス供給源２１と接続されている。処理ガス供給源２１からの処理ガスは、ガス供給部２０を介して上部電極１５ａの内部に形成された中空部（図示せず）に供給される。上部電極１５ａ内に供給された処理ガスは、中空部で拡散され、上部電極１５ａの下面に備えられたガス穴１６ａからウエハＷに吐出される。処理ガスとしては種々のものを採用することができ、たとえばＳｉＯＦ膜の成膜を行う場合であれば、従来用いられているＳｉＦ４、ＳｉＨ４、Ｏ２、ＮＦ３、ＮＨ３ガスと希釈ガスとしてのＡｒガスを用いることができる。
【００３６】
また、チャンバ２の側壁には、バッフル板２４が備えられている。バッフル板２４は、アルマイト処理されたアルミニウム等の導体からなる。バッフル板２４は、中心に開口を有する円板状部材であり、サセプタ８が開口を貫通する構造となっている。
【００３７】
図３は、バッフル板２４の上面図である。図３に示すように、バッフル板２４の中心には開口２４ｂが設けられ、その周囲には、細孔２４ａが放射状に複数開設されている。ここで、細孔２４ａは、バッフル板２４の主面に対して垂直方向に穿設された、細長形状の細孔である。また、細孔２４ａの幅はプラズマの通過を妨げつつ気体導通可能であるよう、０．８ｍｍ〜１ｍｍ程度とされている。なお、開口２４ｂは、ウエハＷの面積とほぼ同一の面積を有する。
【００３８】
処理動作時、開口２４ｂの内周縁は、サセプタ８上に載置されたウエハＷの外周縁に近接する位置に配置される。また、バッフル板２４の細孔２４ａの形成面は、ウエハＷの載置面より下方（排気側）にあるよう配置される。従って、ウエハＷの処理面は、バッフル板２４の開口２４ｂを介して、サセプタ８と上部電極１５ａとの間で生起したプラズマに曝露される。このとき、プラズマの生成する空間は、上面はチャンバ２上部と電極板１６とに、下面はウエハＷとバッフル板２４とによって画定され、所定のプラズマ密度に維持される。
【００３９】
また、導体からなるバッフル板２４は、第１の高周波電源１３及び第２の高周波電源２２により下部電極１５ｂに印加された高周波電力の一部を、第１の高周波電源１３及び第２の高周波電源２２へとリターンさせる機能も有する。すなわち、第１の高周波電源１３及び第２の高周波電源２２により下部電極１５ｂに印加された高周波電力に起因するリターン電流は、バッフル板２４を経由し、接地されたチャンバ２の側壁を流れて、第１の高周波電源１３や第２の高周波電源２２に戻る。
【００４０】
以下、上記構成のプラズマ処理装置１の、ウエハＷにＳｉＯＦ膜を成膜する場合の動作について、図１を参照して説明する。
まず、図示しない昇降機構によりサセプタ支持台６はウエハＷの搬入が可能な位置に移動され、ゲートバルブ５の開放の後、ウエハＷは、図示しない搬送アームによりチャンバ２内へと搬入される。ウエハＷは、サセプタ８を貫通して突出した状態のリフトピン１２上に載置される。次いで、リフトピン１２の降下によりウエハＷはサセプタ８上に載置され、高温静電チャックＥＳＣにより静電吸着される。次いで、ゲートバルブ５は閉鎖され、排気装置４によって、チャンバ２内は所定の真空度まで排気される。その後、サセプタ支持台６は、図示しない昇降機構によって処理位置まで上昇する。
【００４１】
この状態で、下部冷媒流路１１に冷媒を通流させ、及び／又は、ヒータＨ１にヒータ用電源Ｈ２から電力を供給して、サセプタ８を所定の温度、例えば、５０℃に制御する。一方、排気装置４により排気口３を介してチャンバ２内を排気し、高真空状態、例えば、０．０１Ｐａとする。
【００４２】
その後、処理ガス供給源２１から処理ガス、例えば、ＳｉＦ４、ＳｉＨ４、Ｏ２、ＮＦ３、ＮＨ３ガス、希釈ガスとしてのＡｒガスが、所定の流量に制御されてチャンバ２内に供給される。上部電極１５ａに供給された処理ガス及びキャリアガスは、電極板１６のガス穴１６ａからウエハＷに向けて均一に吐出される。
【００４３】
その後、第２の高周波電源２２から、例えば、５０〜１５０ＭＨｚの高周波電力が下部電極１５ｂに印加される。これにより、上部電極１５ａと下部電極１５ｂとの間に高周波電界が生じ、上部電極１５ａから供給された処理ガスがプラズマ化する。他方、第１の高周波電源１３からは、例えば、１〜４ＭＨｚの高周波電力が下部電極１５ｂに印加される。これにより、プラズマ中のイオンがサセプタ８側へ引き込まれ、ウエハＷ表面近傍のプラズマ密度が高められる。このような上下の電極１５ａ、１５ｂへの高周波電力の印加により、処理ガスのプラズマが生成され、このプラズマによるウエハＷの表面での化学反応により、ウエハＷの表面にＳｉＯＦ膜が形成される。
【００４４】
以上説明したように、第１の実施の形態のプラズマ処理装置１においては、
第１の高周波電源１３が発生する高周波電力、及び、第２の高周波電源２２が発生する高周波電力がいずれも下部電極１５ｂに印加され、上部電極１５ａは接地される。このため、プラズマは主に下部電極付近で生成され、下部電極付近にあるウエハＷに届くプラズマの密度が低下することが防止される。このため、成膜処理の効率の低下が防がれる。
【００４５】
また、上部電極１５ａは接地され、上部電極付近には高周波電源やフィルタが配置されないので、構造が簡潔になる。このため、処理ガスの供給路や、チャンバ内の温度を制御するための冷媒を通過させるための配管等を、上部電極１５ａを通過させるような構造とすることが容易である。
【００４６】
なお、プラズマ処理装置１の構成は、上述のものに限られない。
たとえば、バッフル板２４は、その側面とチャンバ２の内側壁との間にセラミック等の絶縁材を備えた構造としてもよい。このように、チャンバ２の内側壁とバッフル板との電気的接触を制限することにより、さらに高周波電力の損失を低減させることができる。
【００４７】
また、バッフル板２４は、アルマイト処理されたアルミニウムに限られず、アルミナ、イットリア等、プラズマ耐性の高い導体材料であればいかなるものであってもよい。これにより、バッフル板２４の高いプラズマ耐性が得られ、プラズマ処理装置１全体の高い保守性が得られる。
【００４８】
また、上記実施の形態では半導体ウエハにＳｉＯＦ膜を成膜する処理を施す平行平板型のプラズマ処理装置に関して説明したが、被処理体は半導体ウエハに限らず、液晶表示装置等に用いてもよい。また、成膜される膜はＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＳｉＣＯＨ、ＣＦ膜等どのようなものであってもよい。
【００４９】
また、被処理体に施されるプラズマ処理は、成膜処理に限らず、エッチング処理等にも用いることができる。さらにまた、プラズマ処理装置としては、平行平板型に限らず、マグネトロン型等、チャンバ内に電極を備えるプラズマ処理装置ならばいかなるものであってもよい。
【００５０】
また、図４に示すように、ローパスフィルタ１４のコイルＬは、コイルＬをなす巻線の線間容量（あるいはその他の寄生容量）Ｃｐと共に並列共振回路を構成していてもよい。ただし、この並列共振回路の共振周波数を、第２の高周波電源２２が発生する高周波電力の周波数程度とする。
【００５１】
ローパスフィルタ１４の構成を図４に示すものとすることにより、コイルＬの容積を小さく抑えながら、第２の高周波電源２２が発生する高周波電力の回り込みを効果的に抑制して損失の発生を防ぐことができる。
【００５２】
（第２の実施の形態）
次に、この発明の第２の実施の形態に係るプラズマ処理装置１を、図５を参照して説明する。なお、図５において、図１と同一のものには同一の符号を付す。
図５に示すように、このプラズマ処理装置１の構成は、以下説明する点を除き、第１の実施の形態の構成と実質的に同一である。ローパスフィルタ１４の構成も、たとえば図４に示すものであってもよい。
【００５３】
図５のプラズマ処理装置１において、冷却ジャケット１１Ｊと、高温静電チャックＥＳＣに埋め込まれた後述の下部電極１５ｂとは容量結合されている。すなわち、冷却ジャケット１１Ｊ及び下部電極１５ｂがキャパシタの両電極を形成している。
【００５４】
また、第２の高周波電源２２は、ハイパスフィルタ２３を介して下部冷媒流路１１に接続されている。第２の高周波電源２２が発生する高周波電力は、冷却ジャケット１１Ｊ及び下部電極１５ｂが形成する上述のキャパシタを介して、下部電極１５ｂに印加される。
【００５５】
図５に示す第２の実施の形態のプラズマ処理装置１においては、第２の高周波電源２２が発生する高周波電力は、一般に抵抗率が高い高融点金属製の給電線を用いることなく下部電極１５ｂへと供給される。このため、この高周波電力の損失が軽減され、高周波電力の利用効率がさらに高いプラズマ処理が可能となる。
【００５６】
（第３の実施の形態）
次に、この発明の第３の実施の形態に係るプラズマ処理装置を、図６を参照して説明する。図６は、このプラズマ処理装置の一部分の断面を示す図である。なお、図６において、図１と同一のものには同一の符号を付す。
このプラズマ処理装置１の構成は、以下説明する点を除き、図１に示す構成と実質的に同一である。
【００５７】
このプラズマ処理装置１においては、図６に示すように、上部電極１５ａは接地されておらず、第２の高周波電源２２は、上部電極１５ａの上面（チャンバ２の内部に面していない方の面）に表面実装された整合器２５を介して上部電極１５ａに接続される。
また、図示するように、上部電極１５ａとチャンバー２の間には、整合器２５を格納するための間隙が設けられている。整合器２５は、図示するように、可変コンデンサＶＣ１及びＶＣ２と、コイルＬとより構成されている。
【００５８】
可変コンデンサＶＣ１及びＶＣ２は、それぞれ、ロータ及びステータより構成されている。
可変コンデンサＶＣ１のステータは、絶縁材１７の内壁に固定されており、ロータは、コイルＬを介して可変コンデンサＶＣ２のロータに接続されている。可変コンデンサＶＣ２のステータは、上部電極１５ａの上面の中央付近に、リード線を介することなく直接に表面実装されている。そして、第１の高周波電源１３は、可変コンデンサＶＣ１とコイルＬとの接続点に接続されている。
【００５９】
なお、可変コンデンサＶＣ２は、必ずしも上部電極１５ａの上面の中央付近に固定されている必要はない。しかし、第２の高周波電源２２が発生する高周波電力が上部電極１５ａに均一に印加されるようにするためには、可変コンデンサＶＣ２が上部電極１５ａの上面の中央付近に固定されていることが望ましい。
【００６０】
可変コンデンサＶＣ１のロータには、その回転軸をなすシャフトＳ１が設けられており、シャフトＳ１には、シャフトＳ１を回転させるためのモータＭ１が取り付けられている。可変コンデンサＶＣ１の静電容量は、モータＭ１に接続された図示しない制御回路を操作してモータＭ１を駆動し、シャフトＳ１を回転させることにより変化させることができる。
同様に、可変コンデンサＶＣ１のロータにはシャフトＳ２が設けられており、シャフトＳ２にはモータＭ２が取り付けられていて、可変コンデンサＶＣ２の静電容量は、モータＭ２に接続された図示しない制御回路を操作してモータＭ２を駆動することにより変化させることができる。
【００６１】
また。上部冷媒流路１８は、上部冷媒供給管１８ａ及び上部冷媒排出管１８ｂを含んでおり、上部冷媒供給管１８ａ及び上部冷媒排出管１８ｂは、いずれも、図６に示すように、上部電極１５ａの内部から上面及び上述の間隙を通って外部に通じるよう配管されている。また、ガス供給部２０も、図示するように、上部電極１５ａの内部から上面及び上述の間隙を通って処理ガス供給源２１に通じるよう配管されている。
【００６２】
図６に示す構成を備えるプラズマ処理装置１を用いてウエハＷにＳｉＯＦ膜を成膜する場合、操作者は、上述の各制御回路を操作してモータＭ１及びＭ２を駆動し、可変コンデンサＶＣ１及びＶＣ２の静電容量を調整することにより、上部電極１５ａと第２の高周波電源２２との間のインピーダンスの整合を行う。
【００６３】
そして、上部電極１５ａに供給された処理ガス及びキャリアガスが電極板１６のガス穴１６ａからウエハＷに向けて吐出された状態で、第２の高周波電源２２から、例えば、５０〜１５０ＭＨｚの高周波電力が、上部電極１５ａに印加される。これにより、上部電極１５ａと下部電極１５ｂとの間に高周波電界が生じ、上部電極１５ａから供給された処理ガスがプラズマ化する。他方、第１の高周波電源１３からは、例えば、１〜４ＭＨｚの高周波電力が下部電極１５ｂに印加される。これにより、プラズマ中の活性種がサセプタ８側へ引き込まれ、ウエハＷ表面近傍のプラズマ密度が高められる。このような上下の電極１５ａ、１５ｂへの高周波電力の印加により、処理ガスのプラズマが生成され、このプラズマによるウエハＷの表面での化学反応により、ウエハＷの表面にＳｉＯＦ膜が形成される。
【００６４】
図６に示す構成を備えるプラズマ処理装置１では、整合器２５が上部電極１５ａに表面実装されているため、第２の高周波電源２２が発生する高周波電力の損失が少なく、プラズマ処理が効率的になる。また、整合器２５は表面実装されているため、整合器２５を格納するための筐体を別途用意する必要がなく、構造が簡略になって、処理ガスや冷媒の供給路の配管を、上部電極１５ａを貫通する形で行うことが容易になる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、プラズマ処理の効率が高いプラズマ処理装置や、構成が簡単なプラズマ処理装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかるプラズマ処理装置の構成を示す図である。
【図２】図１のプラズマ処理装置のローパスフィルタの具体例を示す図である。
【図３】図１のプラズマ処理装置のバッフル板を示す図である。
【図４】第２のローパスフィルタの変形例を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態にかかるプラズマ処理装置の構成を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態にかかるプラズマ処理装置の一部分の構成を示す図である。
【符号の説明】
１    プラズマ処理装置
２    チャンバ
３    排気口
６    サセプタ支持台
７    絶縁体
８    サセプタ
１０  ベローズ
１１  下部冷媒流路
１１Ｊ  冷却ジャケット
１３  第１の高周波電源
１４  ローパスフィルタ
１５ａ  上部電極
１５ｂ  下部電極
１８  上部冷媒流路
１８ａ  上部冷媒供給管
１８ｂ  上部冷媒排出管
２０  ガス供給部
２１  処理ガス供給源
２２  第２の高周波電源
２３  ハイパスフィルタ
２４  バッフル板
２４ａ  細孔
２５  整合器
Ｃ１、Ｃ２  コンデンサ
Ｃｐ  線間容量（寄生容量）
Ｌ１  コイル
ＥＳＣ  高温静電チャック
Ｈ１  ヒータ
Ｈ２  ヒータ用電源
Ｈ３  ローパスフィルタ
ＶＣ１、ＶＣ２  可変コンデンサ
Ｓ１、Ｓ２  シャフト
Ｍ１、Ｍ２  モータ
【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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