JP2000286235A - プラズマ処理装置 - Google Patents
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高周波電流のリターン電流によって異常放電
が生じ難いプラズマ処理装置を提供すること。 【解決手段】 内部が真空状態に保持可能なチャンバー
1と、基板Ｗを支持するとともに、高周波が印加される
下部電極2と、下部電極に対向して設けられた上部電極1
6と、下部電極2に高周波を印加して、上部電極および下
部電極の間に処理ガスのプラズマを形成する高周波電源
11と、高周波電源11から下部電極2に給電するための給
電部材8と、プラズマから少なくともチャンバー1内壁を
通って高周波電源へ戻るリターン電流回路のインピーダ
ンスを調整するインピーダンス調整手段30とによりプラ
ズマ処理装置が構成される。
が生じ難いプラズマ処理装置を提供すること。 【解決手段】 内部が真空状態に保持可能なチャンバー
1と、基板Ｗを支持するとともに、高周波が印加される
下部電極2と、下部電極に対向して設けられた上部電極1
6と、下部電極2に高周波を印加して、上部電極および下
部電極の間に処理ガスのプラズマを形成する高周波電源
11と、高周波電源11から下部電極2に給電するための給
電部材8と、プラズマから少なくともチャンバー1内壁を
通って高周波電源へ戻るリターン電流回路のインピーダ
ンスを調整するインピーダンス調整手段30とによりプラ
ズマ処理装置が構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等の
被処理体に対してエッチング処理、成膜処理等のプラズ
マ処理を行うプラズマ処理装置に関する。
被処理体に対してエッチング処理、成膜処理等のプラズ
マ処理を行うプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの製造においては、ドラ
イエッチングやプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Depos
ition）等のプラズマ処理が多用されている。
イエッチングやプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Depos
ition）等のプラズマ処理が多用されている。
【０００３】このようなプラズマ処理を行う装置とし
て、例えば、図７に示すようなものが用いられている。
図７中、参照符号１は接地されたチャンバーを示す。こ
のチャンバー１内には、被処理体である半導体ウエハＷ
を水平に支持するための下部電極２が設けられており、
下部電極２は絶縁部材３を介して金属製の支持台４に載
置されている。そして、下部電極２と支持台４とは図示
しない昇降機構により昇降可能に設けられている。支持
台４の外側にはガス拡散用のバッフル板５が設けられて
いる。支持台４の下方中央の大気部分は、ベローズ６で
覆われており、このベローズ６により真空部分と大気部
分が分離されている。ベローズ６の外側には、下部材７
ａと上部材７ｂとからなるベローズカバー７が設けられ
ている。
て、例えば、図７に示すようなものが用いられている。
図７中、参照符号１は接地されたチャンバーを示す。こ
のチャンバー１内には、被処理体である半導体ウエハＷ
を水平に支持するための下部電極２が設けられており、
下部電極２は絶縁部材３を介して金属製の支持台４に載
置されている。そして、下部電極２と支持台４とは図示
しない昇降機構により昇降可能に設けられている。支持
台４の外側にはガス拡散用のバッフル板５が設けられて
いる。支持台４の下方中央の大気部分は、ベローズ６で
覆われており、このベローズ６により真空部分と大気部
分が分離されている。ベローズ６の外側には、下部材７
ａと上部材７ｂとからなるベローズカバー７が設けられ
ている。
【０００４】下部電極２にはチャンバー１の下方に設け
られた高周波電源１１が整合器１０を介して給電棒８に
より接続されている。給電棒８の周囲には、支持台４か
ら下方に延びる金属製の接地パイプ９が設けられてい
る。接地パイプ９とチャンバー１との間には、これらの
間の導通をとるスライドコンタクト２６が設けられてお
り、スライドコンタクト２６内を接地パイプ９が摺動し
ても安定した電気的導通を得るために、スライドコンタ
クト２６の内周には多数の弾力性を有する接触子が設け
られている。また、下部電極２には冷媒通路１３が形成
されており、冷媒供給管１４を介して冷媒が通流され
る。
られた高周波電源１１が整合器１０を介して給電棒８に
より接続されている。給電棒８の周囲には、支持台４か
ら下方に延びる金属製の接地パイプ９が設けられてい
る。接地パイプ９とチャンバー１との間には、これらの
間の導通をとるスライドコンタクト２６が設けられてお
り、スライドコンタクト２６内を接地パイプ９が摺動し
ても安定した電気的導通を得るために、スライドコンタ
クト２６の内周には多数の弾力性を有する接触子が設け
られている。また、下部電極２には冷媒通路１３が形成
されており、冷媒供給管１４を介して冷媒が通流され
る。
【０００５】チャンバー１の天壁には、下部電極２に対
向するようにシャワーヘッド１６が設けられており、ガ
ス導入部１８から導入された処理ガスがその下面に設け
られた多数のガス吐出孔１７から半導体ウエハＷに向け
て吐出される。
向するようにシャワーヘッド１６が設けられており、ガ
ス導入部１８から導入された処理ガスがその下面に設け
られた多数のガス吐出孔１７から半導体ウエハＷに向け
て吐出される。
【０００６】なお、参照符号２２はゲートバルブ２３に
より開閉可能な半導体ウエハＷの搬入出用の搬送ポート
であり、２４はチャンバー１内を真空排気するための排
気ポートである。
より開閉可能な半導体ウエハＷの搬入出用の搬送ポート
であり、２４はチャンバー１内を真空排気するための排
気ポートである。
【０００７】このような装置においては、まず、半導体
ウエハＷを搬送ポート２２から搬送位置にある下部電極
２に搬送し、次いで、移動機構により下部電極２を上昇
させて、半導体ウエハＷを処理位置に配置させる。半導
体ウエハＷは不図示の静電チャックにより下部電極に吸
着保持される。その後、排気ポート２４から排気するこ
とにより、チャンバー１内を所定の真空度に保持し、シ
ャワーヘッド１６からチャンバー１内に所定の処理ガス
を導入し、さらに高周波電源１１から整合器１０および
給電棒８を介して下部電極０２に高周波を印加すること
により、プラズマを生成させ、半導体ウエハＷに所定の
プラズマ処理を施す。
ウエハＷを搬送ポート２２から搬送位置にある下部電極
２に搬送し、次いで、移動機構により下部電極２を上昇
させて、半導体ウエハＷを処理位置に配置させる。半導
体ウエハＷは不図示の静電チャックにより下部電極に吸
着保持される。その後、排気ポート２４から排気するこ
とにより、チャンバー１内を所定の真空度に保持し、シ
ャワーヘッド１６からチャンバー１内に所定の処理ガス
を導入し、さらに高周波電源１１から整合器１０および
給電棒８を介して下部電極０２に高周波を印加すること
により、プラズマを生成させ、半導体ウエハＷに所定の
プラズマ処理を施す。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、高周波電流
が導体の表面近くだけに局在するという表皮効果によ
り、高周波電源１１から下部電極２に印加された高周波
電流のリターン電流は、図中の矢印に従って、まずチャ
ンバー１の内壁を通って底壁に至る。そして、チャンバ
ー１の底壁とベローズカバー７およびベローズ６とはね
じ止めされており、互いに導通しているので、チャンバ
ー１の底壁から、ベローズカバー７の下部材７ａの表面
を経て、さらに、ベローズ６の外側、ベローズカバー７
の上部材７ｂの表面、支持台４の表面および接地パイプ
９の内側を通って高周波電源１１に戻る。一方、スライ
ドコンタクト２６と接地パイプ９との接触インピーダン
スがベローズ６の経路のインピーダンスよりも高いた
め、スライドコンタクト２６を流れる電流はわずかであ
る。
が導体の表面近くだけに局在するという表皮効果によ
り、高周波電源１１から下部電極２に印加された高周波
電流のリターン電流は、図中の矢印に従って、まずチャ
ンバー１の内壁を通って底壁に至る。そして、チャンバ
ー１の底壁とベローズカバー７およびベローズ６とはね
じ止めされており、互いに導通しているので、チャンバ
ー１の底壁から、ベローズカバー７の下部材７ａの表面
を経て、さらに、ベローズ６の外側、ベローズカバー７
の上部材７ｂの表面、支持台４の表面および接地パイプ
９の内側を通って高周波電源１１に戻る。一方、スライ
ドコンタクト２６と接地パイプ９との接触インピーダン
スがベローズ６の経路のインピーダンスよりも高いた
め、スライドコンタクト２６を流れる電流はわずかであ
る。
【０００９】したがって、ほとんどのリターン電流はベ
ローズ６に流れるため、ベローズ６の両端で大きな電位
差を生じ、そのため、例えばベローズカバー７の上部材
７ｂと下部材７ａの間や支持台４の周辺部分で異常放電
が発生し、プラズマ漏れ等が生じる。このため、半導体
ウエハＷ上でのプラズマ密度の低下が生じる。また、こ
のように異常放電が発生すると処理に悪影響を及ぼす
が、このような異常放電はプラズマ処理中には把握する
ことができない。
ローズ６に流れるため、ベローズ６の両端で大きな電位
差を生じ、そのため、例えばベローズカバー７の上部材
７ｂと下部材７ａの間や支持台４の周辺部分で異常放電
が発生し、プラズマ漏れ等が生じる。このため、半導体
ウエハＷ上でのプラズマ密度の低下が生じる。また、こ
のように異常放電が発生すると処理に悪影響を及ぼす
が、このような異常放電はプラズマ処理中には把握する
ことができない。
【００１０】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、高周波電流のリターン電流によって異常放電
が生じ難いプラズマ処理装置を提供することを目的とす
る。また、異常放電のようなプラズマの異常をプラズマ
処理中に把握することができるプラズマ処理装置を提供
することを目的とする。
であって、高周波電流のリターン電流によって異常放電
が生じ難いプラズマ処理装置を提供することを目的とす
る。また、異常放電のようなプラズマの異常をプラズマ
処理中に把握することができるプラズマ処理装置を提供
することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１の観点によれば、内部が真空状態に保
持可能なチャンバーと、前記チャンバー内を真空排気す
る排気機構と、前記チャンバー内に処理ガスを導入する
ガス導入機構と、被処理体を支持するとともに、高周波
が印加される下部電極と、前記下部電極に対向して設け
られた上部電極と、前記チャンバー外に設けられ、前記
下部電極に高周波を印加して、上部電極および下部電極
の間に処理ガスのプラズマを形成する高周波電源と、前
記高周波電源から前記下部電極に給電するための給電部
材と、プラズマから少なくともチャンバー内壁を通って
高周波電源へ戻るリターン電流回路のインピーダンスを
調整するインピーダンス調整手段とを具備することを特
徴とするプラズマ処理装置が提供される。
に、本発明の第１の観点によれば、内部が真空状態に保
持可能なチャンバーと、前記チャンバー内を真空排気す
る排気機構と、前記チャンバー内に処理ガスを導入する
ガス導入機構と、被処理体を支持するとともに、高周波
が印加される下部電極と、前記下部電極に対向して設け
られた上部電極と、前記チャンバー外に設けられ、前記
下部電極に高周波を印加して、上部電極および下部電極
の間に処理ガスのプラズマを形成する高周波電源と、前
記高周波電源から前記下部電極に給電するための給電部
材と、プラズマから少なくともチャンバー内壁を通って
高周波電源へ戻るリターン電流回路のインピーダンスを
調整するインピーダンス調整手段とを具備することを特
徴とするプラズマ処理装置が提供される。
【００１２】このように、プラズマから少なくともチャ
ンバー内壁を通って高周波電源へ戻るリターン電流回路
のインピーダンスを調整するインピーダンス調整手段を
設け、リターン電流回路のインピーダンスを最適値に設
定することにより、下部電極の周辺での異常放電、およ
びプラズマ漏れを軽減することができる。
ンバー内壁を通って高周波電源へ戻るリターン電流回路
のインピーダンスを調整するインピーダンス調整手段を
設け、リターン電流回路のインピーダンスを最適値に設
定することにより、下部電極の周辺での異常放電、およ
びプラズマ漏れを軽減することができる。
【００１３】この場合に、インピーダンス調整手段とし
て容量が可変のコンデンサーを設け、コンデンサーの容
量を調整することにより、容易にインピーダンスを最適
値に調整することができる。このようにコンデンサーの
容量を調整してインピーダンスを制御することにより、
リターン電流回路の装置間誤差（製造誤差等）を調整す
ることが可能となる。また、装置を長期間使用すること
によりインピーダンスが経時変化しても、コンデンサー
容量を調整することにより適正な値に調整することがで
きる。
て容量が可変のコンデンサーを設け、コンデンサーの容
量を調整することにより、容易にインピーダンスを最適
値に調整することができる。このようにコンデンサーの
容量を調整してインピーダンスを制御することにより、
リターン電流回路の装置間誤差（製造誤差等）を調整す
ることが可能となる。また、装置を長期間使用すること
によりインピーダンスが経時変化しても、コンデンサー
容量を調整することにより適正な値に調整することがで
きる。
【００１４】また、上記プラズマ装置に、さらに、プラ
ズマ処理装置が正常状態にあるときにはプラズマ発光が
実質的に観察されないチャンバー内領域におけるプラズ
マ発光を検出する検出器と、この検出器の出力に応じて
前記コンデンサの容量を調整する制御手段とを付加する
ことにより、検出器によって異常放電にともなうプラズ
マ発光を検出した時点でコンデンサー容量を調整して異
常放電を解消することができ、リターン電流回路のイン
ピーダンスをリアルタイムで異常放電の生じない適正値
に制御することができる。
ズマ処理装置が正常状態にあるときにはプラズマ発光が
実質的に観察されないチャンバー内領域におけるプラズ
マ発光を検出する検出器と、この検出器の出力に応じて
前記コンデンサの容量を調整する制御手段とを付加する
ことにより、検出器によって異常放電にともなうプラズ
マ発光を検出した時点でコンデンサー容量を調整して異
常放電を解消することができ、リターン電流回路のイン
ピーダンスをリアルタイムで異常放電の生じない適正値
に制御することができる。
【００１５】本発明の第２の観点によれば、内部が真空
状態に保持可能なチャンバーと、前記チャンバー内を真
空排気する排気機構と、前記チャンバー内に処理ガスを
導入するガス導入機構と、被処理体を支持するととも
に、上下に移動可能に設けられ、高周波が印加される下
部電極と、前記下部電極に対向して設けられた上部電極
と、前記チャンバー外に設けられ、前記下部電極に高周
波を印加して、上部電極および下部電極の間に処理ガス
のプラズマを形成する高周波電源と、前記高周波電源か
ら前記下部電極に給電するための給電部材と、前記給電
部材の周囲に設けられ、リターン電流を高周波電源に戻
す接地パイプと、前記下部電極から前記チャンバーの底
壁の間にチャンバー内と駆動部とを離隔するように設け
られた導電性のベローズと、前記接地パイプと前記チャ
ンバーの底壁とを導通させるスライドコンタクトと、プ
ラズマから高周波電源に戻るリターン電流を、チャンバ
ー内壁から前記ベローズと前記接地パイプとに分流させ
て、リターン電流回路のインピーダンスを調整するイン
ピーダンス調整手段とを具備することを特徴とするプラ
ズマ処理装置が提供される。
状態に保持可能なチャンバーと、前記チャンバー内を真
空排気する排気機構と、前記チャンバー内に処理ガスを
導入するガス導入機構と、被処理体を支持するととも
に、上下に移動可能に設けられ、高周波が印加される下
部電極と、前記下部電極に対向して設けられた上部電極
と、前記チャンバー外に設けられ、前記下部電極に高周
波を印加して、上部電極および下部電極の間に処理ガス
のプラズマを形成する高周波電源と、前記高周波電源か
ら前記下部電極に給電するための給電部材と、前記給電
部材の周囲に設けられ、リターン電流を高周波電源に戻
す接地パイプと、前記下部電極から前記チャンバーの底
壁の間にチャンバー内と駆動部とを離隔するように設け
られた導電性のベローズと、前記接地パイプと前記チャ
ンバーの底壁とを導通させるスライドコンタクトと、プ
ラズマから高周波電源に戻るリターン電流を、チャンバ
ー内壁から前記ベローズと前記接地パイプとに分流させ
て、リターン電流回路のインピーダンスを調整するイン
ピーダンス調整手段とを具備することを特徴とするプラ
ズマ処理装置が提供される。
【００１６】このように、インピーダンス調整手段によ
り、プラズマから高周波電源に戻るリターン電流を、チ
ャンバー内壁から前記ベローズと前記接地パイプとに分
流させて、リターン電流回路のインピーダンスを低下さ
せるので、ベローズ両端に係る電位差、およびチャンバ
ー内壁と高周波のグランド部との間の電位差を減少させ
ることができ、結果として、下部電極の周辺での異常放
電、およびプラズマ漏れを軽減することができる。
り、プラズマから高周波電源に戻るリターン電流を、チ
ャンバー内壁から前記ベローズと前記接地パイプとに分
流させて、リターン電流回路のインピーダンスを低下さ
せるので、ベローズ両端に係る電位差、およびチャンバ
ー内壁と高周波のグランド部との間の電位差を減少させ
ることができ、結果として、下部電極の周辺での異常放
電、およびプラズマ漏れを軽減することができる。
【００１７】この場合に、前記インピーダンス調整手段
としては、前記チャンバーの底壁と前記ベローズとの間
に設けられた所定容量のコンデンサーを有するものが好
適である。このようにコンデンサーを用いることによ
り、ベローズ側へ流れる電流を調整することができ、プ
ラズマから高周波電源に戻るリターン電流を、チャンバ
ー内壁から前記ベローズと前記接地パイプとに分流させ
ることが可能となる。
としては、前記チャンバーの底壁と前記ベローズとの間
に設けられた所定容量のコンデンサーを有するものが好
適である。このようにコンデンサーを用いることによ
り、ベローズ側へ流れる電流を調整することができ、プ
ラズマから高周波電源に戻るリターン電流を、チャンバ
ー内壁から前記ベローズと前記接地パイプとに分流させ
ることが可能となる。
【００１８】また、チャンバーの底壁とベローズとの間
には絶縁部材を介在させることが好ましく、絶縁部材と
してはポリエーテルエーテルケトンまたはポリイミドが
好ましい。これらは耐荷重性が高く、しかも誘電率が低
いので、例えば５ｍｍ程度の厚さとすることにより、コ
ンデンサーの容量よりも十分に低い容量とすることがで
き、コンデンサーのみで容量調整を行うことができる。
には絶縁部材を介在させることが好ましく、絶縁部材と
してはポリエーテルエーテルケトンまたはポリイミドが
好ましい。これらは耐荷重性が高く、しかも誘電率が低
いので、例えば５ｍｍ程度の厚さとすることにより、コ
ンデンサーの容量よりも十分に低い容量とすることがで
き、コンデンサーのみで容量調整を行うことができる。
【００１９】さらに、前記コンデンサーの容量を可変と
することにより、コンデンサーの容量を容易に最適値に
調整することができる。そして、上述した場合と同様、
コンデンサーの容量を調整してインピーダンスを制御す
ることにより、リターン電流回路の装置間誤差（製造誤
差等）を調整することが可能となるし、装置を長期間使
用することによりインピーダンスが経時変化しても、コ
ンデンサー容量を調整することにより適正な値に調整す
ることができる。
することにより、コンデンサーの容量を容易に最適値に
調整することができる。そして、上述した場合と同様、
コンデンサーの容量を調整してインピーダンスを制御す
ることにより、リターン電流回路の装置間誤差（製造誤
差等）を調整することが可能となるし、装置を長期間使
用することによりインピーダンスが経時変化しても、コ
ンデンサー容量を調整することにより適正な値に調整す
ることができる。
【００２０】本発明の第３の観点によれば、内部が真空
状態に保持可能なチャンバーと、前記チャンバー内を真
空排気する排気機構と、前記チャンバー内に処理ガスを
導入するガス導入機構と、被処理体にプラズマ処理を施
すために処理ガスをプラズマ化するプラズマ生成手段と
を具備するプラズマ処理装置であって、さらに、プラズ
マ処理装置が正常状態にあるときにはプラズマ発光が実
質的に観察されないチャンバー内領域におけるプラズマ
発光を検出する検出器を具備することを特徴とするプラ
ズマ処理装置が提供される。
状態に保持可能なチャンバーと、前記チャンバー内を真
空排気する排気機構と、前記チャンバー内に処理ガスを
導入するガス導入機構と、被処理体にプラズマ処理を施
すために処理ガスをプラズマ化するプラズマ生成手段と
を具備するプラズマ処理装置であって、さらに、プラズ
マ処理装置が正常状態にあるときにはプラズマ発光が実
質的に観察されないチャンバー内領域におけるプラズマ
発光を検出する検出器を具備することを特徴とするプラ
ズマ処理装置が提供される。
【００２１】このように、プラズマ処理装置が正常状態
にあるときにはプラズマ発光が実質的に観察されないチ
ャンバー内領域におけるプラズマ発光を検出する検出器
を具備することにより、検出器によってチャンバー内の
異常放電にともなうプラズマ発光を検出した時点で、異
常放電を解消する適切な処置をすることが可能となり、
被処理体の処理への悪影響を小さくすることができる。
にあるときにはプラズマ発光が実質的に観察されないチ
ャンバー内領域におけるプラズマ発光を検出する検出器
を具備することにより、検出器によってチャンバー内の
異常放電にともなうプラズマ発光を検出した時点で、異
常放電を解消する適切な処置をすることが可能となり、
被処理体の処理への悪影響を小さくすることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の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を示す断面図である。
図中、参照符号１は例えば表面がアルマイト処理された
アルミニウムからなる導電性のチャンバーであり、この
チャンバー１は接地されている。チャンバー１内には、
被処理体である半導体ウエハＷを水平に支持し、下部電
極として機能する下部電極２が設けられている。この下
部電極２はアルミニウム等の導電体で構成され、絶縁部
材３を介してアルミニウム等の導電体からなる支持台４
に載置されている。そして、支持台４の外周側には、多
数のガス通過孔を有する円板状をなすガス拡散用のバッ
フル板５が設けられている。このバッフル板５はアルミ
ニウム等の導電体で構成され、支持台４にねじ止めされ
て電気的に接続されている。下部電極２には半導体ウエ
ハＷを吸着保持するための静電チャック（図示せず）が
設けられている。
明の実施の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を示す断面図である。
図中、参照符号１は例えば表面がアルマイト処理された
アルミニウムからなる導電性のチャンバーであり、この
チャンバー１は接地されている。チャンバー１内には、
被処理体である半導体ウエハＷを水平に支持し、下部電
極として機能する下部電極２が設けられている。この下
部電極２はアルミニウム等の導電体で構成され、絶縁部
材３を介してアルミニウム等の導電体からなる支持台４
に載置されている。そして、支持台４の外周側には、多
数のガス通過孔を有する円板状をなすガス拡散用のバッ
フル板５が設けられている。このバッフル板５はアルミ
ニウム等の導電体で構成され、支持台４にねじ止めされ
て電気的に接続されている。下部電極２には半導体ウエ
ハＷを吸着保持するための静電チャック（図示せず）が
設けられている。
【００２３】支持台４の下方中央の大気部分は、例えば
ステンレス鋼からなるベローズ６で覆われており、この
ベローズ６により真空部分と大気部分が分離されてい
る。ベローズ６はその上端と下端とがそれぞれ支持台４
の下面およびチャンバー１の底壁上面にねじ止めされて
いる。ベローズ６の外側にはベローズカバー７が設けら
れている。ベローズカバー７は、ベローズ６の伸縮に対
応可能なように、下部材７ａと上部材７ｂとに分離して
いる。
ステンレス鋼からなるベローズ６で覆われており、この
ベローズ６により真空部分と大気部分が分離されてい
る。ベローズ６はその上端と下端とがそれぞれ支持台４
の下面およびチャンバー１の底壁上面にねじ止めされて
いる。ベローズ６の外側にはベローズカバー７が設けら
れている。ベローズカバー７は、ベローズ６の伸縮に対
応可能なように、下部材７ａと上部材７ｂとに分離して
いる。
【００２４】下部電極２にはチャンバー１の下方に設け
られた高周波電源１１が整合器１０および給電棒８を介
して接続されている。給電棒８の周囲には、支持台４か
ら下方に延びる金属製の接地パイプ９が設けられてい
る。
られた高周波電源１１が整合器１０および給電棒８を介
して接続されている。給電棒８の周囲には、支持台４か
ら下方に延びる金属製の接地パイプ９が設けられてい
る。
【００２５】下部電極２には、冷媒流路１３が形成され
ており、この中に冷媒供給管１４を介して冷媒が通流さ
れるようになっている。また、図示してはいないが、下
部電極２には、半導体ウエハＷの受け渡しをするための
リフトピンが突没可能に設けられている。
ており、この中に冷媒供給管１４を介して冷媒が通流さ
れるようになっている。また、図示してはいないが、下
部電極２には、半導体ウエハＷの受け渡しをするための
リフトピンが突没可能に設けられている。
【００２６】チャンバー１の天壁１ａには、下部電極２
に対向するように上部電極として機能するシャワーヘッ
ド１６が設けられている。このシャワーヘッド１６の下
面には多数の吐出孔１７が形成されている。シャワーヘ
ッド１６の上部にはガス導入口１８が設けられており、
ガス導入口１８には所定の処理ガスをシャワーヘッド１
６を介してチャンバー１内に供給するための処理ガス供
給源２０が接続されいる。そして、チャンバー１内に処
理ガスが供給され、下部電極２に高周波電力が印加され
ることにより、下部電極２とシャワーヘッド１６間にプ
ラズマが形成され、半導体ウエハＷに所定のプラズマ処
理が施されるようになっている。
に対向するように上部電極として機能するシャワーヘッ
ド１６が設けられている。このシャワーヘッド１６の下
面には多数の吐出孔１７が形成されている。シャワーヘ
ッド１６の上部にはガス導入口１８が設けられており、
ガス導入口１８には所定の処理ガスをシャワーヘッド１
６を介してチャンバー１内に供給するための処理ガス供
給源２０が接続されいる。そして、チャンバー１内に処
理ガスが供給され、下部電極２に高周波電力が印加され
ることにより、下部電極２とシャワーヘッド１６間にプ
ラズマが形成され、半導体ウエハＷに所定のプラズマ処
理が施されるようになっている。
【００２７】チャンバー１の側壁１ｂには、半導体ウエ
ハＷの搬入出用の搬送ポート２２がゲートバルブ２３に
より開閉可能に設けられており、半導体ウエハＷの搬入
出時には、下部電極２が搬送ポート２２に対応する位置
に移動される。この際の下部電極の移動は、図示しない
昇降機構により、絶縁部材３および支持台４と一体的に
行われる。
ハＷの搬入出用の搬送ポート２２がゲートバルブ２３に
より開閉可能に設けられており、半導体ウエハＷの搬入
出時には、下部電極２が搬送ポート２２に対応する位置
に移動される。この際の下部電極の移動は、図示しない
昇降機構により、絶縁部材３および支持台４と一体的に
行われる。
【００２８】チャンバー１の側壁１ｂの底部近傍には、
排気ポート２４が設けられており、この排気ポート２４
には配管を介して排気装置２５が接続されている。そし
て、排気装置２５を作動させることによりチャンバー１
内が所定の真空度まで真空排気することが可能となって
いる。
排気ポート２４が設けられており、この排気ポート２４
には配管を介して排気装置２５が接続されている。そし
て、排気装置２５を作動させることによりチャンバー１
内が所定の真空度まで真空排気することが可能となって
いる。
【００２９】前記接地パイプ９とチャンバー１の底壁１
ｃとは、スライドコンタクト２６により電気的に接続さ
れている。スライドコンタクト２６は、下部電極２が上
下に移動しても、両者間にコンタクトを保つことができ
るようにする。
ｃとは、スライドコンタクト２６により電気的に接続さ
れている。スライドコンタクト２６は、下部電極２が上
下に移動しても、両者間にコンタクトを保つことができ
るようにする。
【００３０】ベローズ６とチャンバー１の底壁１ｃとの
接続部分には、高周波電流がプラズマからチャンバーを
経て、支持台４および接地パイプ９の内側を通って高周
波電源１１に戻るリターン電流回路のインピーダンスを
調整するためのインピーダンス調整機構３０が設けられ
ている。
接続部分には、高周波電流がプラズマからチャンバーを
経て、支持台４および接地パイプ９の内側を通って高周
波電源１１に戻るリターン電流回路のインピーダンスを
調整するためのインピーダンス調整機構３０が設けられ
ている。
【００３１】このインピーダンス調整機構３０は、図２
に示すように、チャンバー１の底壁１ｃとベローズ６の
支持台６ａとの間に介装された絶縁部材３１と、チャン
バー１の底壁１ｃとベローズ６の支持台６ａとに接続さ
れた所定容量のコンデンサー３２とを備えている。そし
て、ステンレス鋼からなる支持台６ａは、チャンバー１
の底壁１ｃに絶縁部材３１を介装させた状態でねじ３３
によりねじ止めされている。
に示すように、チャンバー１の底壁１ｃとベローズ６の
支持台６ａとの間に介装された絶縁部材３１と、チャン
バー１の底壁１ｃとベローズ６の支持台６ａとに接続さ
れた所定容量のコンデンサー３２とを備えている。そし
て、ステンレス鋼からなる支持台６ａは、チャンバー１
の底壁１ｃに絶縁部材３１を介装させた状態でねじ３３
によりねじ止めされている。
【００３２】この絶縁部材部材３１は、チャンバー１の
底壁１ｃとベローズ６の支持台６ａとを絶縁するための
ものであり、耐荷重が大きく、誘電率が小さいものが用
いられる。このような材料としては、ポリエーテルエー
テルケトン（ＰＥＥＫ）またはポリイミドが好ましい。
底壁１ｃとベローズ６の支持台６ａとを絶縁するための
ものであり、耐荷重が大きく、誘電率が小さいものが用
いられる。このような材料としては、ポリエーテルエー
テルケトン（ＰＥＥＫ）またはポリイミドが好ましい。
【００３３】コンデンサー３２は、ベローズ６に印加さ
れる電圧を調整することにより、リターン電流回路のイ
ンピーダンスを低下させるためのものであり、支持台４
の周辺に異常放電が生じない程度の電圧値に調整する。
このように調整する結果、スライドコンタクト２６を経
て接地パイプ９へも電流が流れるようになる。すなわ
ち、コンデンサー３２は、チャンバー１の底壁１ｃのリ
ターン電流を、ベローズ６側とスライドコンタクト２６
側とに分流させて、リターン電流回路全体のインピーダ
ンスを低下させる機能を有している。
れる電圧を調整することにより、リターン電流回路のイ
ンピーダンスを低下させるためのものであり、支持台４
の周辺に異常放電が生じない程度の電圧値に調整する。
このように調整する結果、スライドコンタクト２６を経
て接地パイプ９へも電流が流れるようになる。すなわ
ち、コンデンサー３２は、チャンバー１の底壁１ｃのリ
ターン電流を、ベローズ６側とスライドコンタクト２６
側とに分流させて、リターン電流回路全体のインピーダ
ンスを低下させる機能を有している。
【００３４】この場合に、コンデンサー３２の必要容量
は、装置の設定によって異なるが、例えば１２０００ｐ
Ｆ程度である。必要な容量を得るために、複数のコンデ
ンサーを用いるようにしてもよく、そのためには、図３
のように、チャンバー１の底壁１ｃに複数のコンデンサ
ー取り付け部３５を設ける。例えば１２０００ｐＦの容
量を得るためには、５０００ｐＦのコンデンサー２個
と、１０００ｐＦのコンデンサー２個を４箇所の取り付
け部３５にそれぞれ取り付ければよい。
は、装置の設定によって異なるが、例えば１２０００ｐ
Ｆ程度である。必要な容量を得るために、複数のコンデ
ンサーを用いるようにしてもよく、そのためには、図３
のように、チャンバー１の底壁１ｃに複数のコンデンサ
ー取り付け部３５を設ける。例えば１２０００ｐＦの容
量を得るためには、５０００ｐＦのコンデンサー２個
と、１０００ｐＦのコンデンサー２個を４箇所の取り付
け部３５にそれぞれ取り付ければよい。
【００３５】チャンバー１の底壁１ｃおよびベローズ６
の支持台６ａはいずれも導電体であるから、絶縁部材３
１を介在させることにより、一種のコンデンサーが形成
されることとなるが、上述したように誘電率の低い樹脂
を用い、比較的厚く形成することにより、その容量は無
視することができ、取り付けるコンデンサー３２のみで
容量の調整を行うことができる。例えば、絶縁部材３１
にＰＥＥＫを用いた場合、厚さと容量の関係は図４に示
すようになり、例えば厚さを５ｍｍに設定すれば、その
容量は４００ｐＦ程度となり、コンデンサー３２の容量
の１２０００ｐＦに比較して無視できる程度のものとな
る。
の支持台６ａはいずれも導電体であるから、絶縁部材３
１を介在させることにより、一種のコンデンサーが形成
されることとなるが、上述したように誘電率の低い樹脂
を用い、比較的厚く形成することにより、その容量は無
視することができ、取り付けるコンデンサー３２のみで
容量の調整を行うことができる。例えば、絶縁部材３１
にＰＥＥＫを用いた場合、厚さと容量の関係は図４に示
すようになり、例えば厚さを５ｍｍに設定すれば、その
容量は４００ｐＦ程度となり、コンデンサー３２の容量
の１２０００ｐＦに比較して無視できる程度のものとな
る。
【００３６】次に、このように構成されるプラズマ処理
装置の処理動作について説明する。まず、図示しない昇
降機構により下部電極２を搬送位置に配置し、ゲートバ
ルブ２３を開けて、図示しない搬送アームにより、搬送
ポート２２を介して半導体ウエハＷをチャンバー１内に
搬入する。そして、半導体ウエハＷを下部電極２上に載
置する。そして、半導体ウエハＷは不図示の静電チャッ
クにより、下部電極２に吸着保持される。
装置の処理動作について説明する。まず、図示しない昇
降機構により下部電極２を搬送位置に配置し、ゲートバ
ルブ２３を開けて、図示しない搬送アームにより、搬送
ポート２２を介して半導体ウエハＷをチャンバー１内に
搬入する。そして、半導体ウエハＷを下部電極２上に載
置する。そして、半導体ウエハＷは不図示の静電チャッ
クにより、下部電極２に吸着保持される。
【００３７】その後、昇降機構により下部電極２を上昇
させて、下部電極２とシャワーヘッド１６とのギャップ
を所定の長さとする。この状態で、冷媒流路１３に冷媒
を通流させて下部電極２を所定の温度に制御するととも
に、排気装置２５により排気ポート２４を介してチャン
バー１内を排気し、高真空状態とする。
させて、下部電極２とシャワーヘッド１６とのギャップ
を所定の長さとする。この状態で、冷媒流路１３に冷媒
を通流させて下部電極２を所定の温度に制御するととも
に、排気装置２５により排気ポート２４を介してチャン
バー１内を排気し、高真空状態とする。
【００３８】次いで、処理ガス供給源２０から配管を通
って処理ガス導入口１８から所定の処理ガスをチャンバ
ー１内に導入し、導電性容器１５の天壁を構成するシャ
ワーヘッド１６のガス吐出孔１７から半導体ウエハＷに
向けて吐出させ、チャンバー１内を数１０ｍＴｏｒｒと
する。それと同時に高周波電源１１から整合器１０およ
び給電棒８を通って所定の周波数および電圧の高周波電
力を下部電極２に印加する。これにより、下部電極２と
シャワーヘッド１６の間の空間には、処理ガスのプラズ
マが生成され、半導体ウエハＷに対して所定のプラズマ
処理が施される。
って処理ガス導入口１８から所定の処理ガスをチャンバ
ー１内に導入し、導電性容器１５の天壁を構成するシャ
ワーヘッド１６のガス吐出孔１７から半導体ウエハＷに
向けて吐出させ、チャンバー１内を数１０ｍＴｏｒｒと
する。それと同時に高周波電源１１から整合器１０およ
び給電棒８を通って所定の周波数および電圧の高周波電
力を下部電極２に印加する。これにより、下部電極２と
シャワーヘッド１６の間の空間には、処理ガスのプラズ
マが生成され、半導体ウエハＷに対して所定のプラズマ
処理が施される。
【００３９】この際に、プラズマから高周波電源１１に
戻るリターン電流は、ベローズ６側とスライドコンタク
ト２６側に分流する。
戻るリターン電流は、ベローズ６側とスライドコンタク
ト２６側に分流する。
【００４０】このことを図５に示す等価回路を参照して
説明する。高周波電源（ＲＦ電源）１１からの高周波電
力は整合器１０、給電棒８を介して下部電極２に供給さ
れプラズマを形成する。プラズマからのリターン電流は
チャンバー１の天壁１ａ、側壁１ｂおよび底壁１ｃを経
てベローズ６に至るが、インピーダンス調整機構３０の
コンデンサー３２により、底壁１ｃとベローズ６との間
の容量Ｃｂを調整して、底壁１ｃの電流Ｉｐを、ベロー
ズ側の電流Ｉｂと、スライドコンタクト側の電流Ｉｃと
に分流させる。ベローズ側のリターン電流は、ベローズ
６の外側、支持台４の表面、接地パイプ９の内側を通っ
て高周波電源１１に戻り、スライドコンタクト側のリタ
ーン電流は、接地パイプ９の外側、支持台４の表面、接
地パイプ９の内側を通って高周波電源１１に戻る。
説明する。高周波電源（ＲＦ電源）１１からの高周波電
力は整合器１０、給電棒８を介して下部電極２に供給さ
れプラズマを形成する。プラズマからのリターン電流は
チャンバー１の天壁１ａ、側壁１ｂおよび底壁１ｃを経
てベローズ６に至るが、インピーダンス調整機構３０の
コンデンサー３２により、底壁１ｃとベローズ６との間
の容量Ｃｂを調整して、底壁１ｃの電流Ｉｐを、ベロー
ズ側の電流Ｉｂと、スライドコンタクト側の電流Ｉｃと
に分流させる。ベローズ側のリターン電流は、ベローズ
６の外側、支持台４の表面、接地パイプ９の内側を通っ
て高周波電源１１に戻り、スライドコンタクト側のリタ
ーン電流は、接地パイプ９の外側、支持台４の表面、接
地パイプ９の内側を通って高周波電源１１に戻る。
【００４１】従来のようにベローズとチャンバーの底壁
を導通させた場合には、スライドコンタクトのインピー
ダンスが大きいためスライドコンタクトにはわずかしか
電流が流れず、ほとんどの電流がベローズ側へ流れる。
したがって、ベローズの電圧Ｖｂおよびチャンバー壁の
電圧Ｖｗがいずれも高くなって異常放電が生じる。一
方、ベローズとチャンバーの底壁を絶縁した場合には、
ベローズには電流が流れずＩｐ＝Ｉｃとなる。この場合
には、スライドコンタクト２６と接地パイプ９との間の
接触インピーダンスが高いので、チャンバー壁の電圧Ｖ
ｗが高くなってやはり異常放電が生じる。さらに、Ｌｂ
とＣｂとを共振させることにより、チャンバー壁の電圧
Ｖｗが０となるが、ベローズの電圧Ｖｂが高くなってし
まう。
を導通させた場合には、スライドコンタクトのインピー
ダンスが大きいためスライドコンタクトにはわずかしか
電流が流れず、ほとんどの電流がベローズ側へ流れる。
したがって、ベローズの電圧Ｖｂおよびチャンバー壁の
電圧Ｖｗがいずれも高くなって異常放電が生じる。一
方、ベローズとチャンバーの底壁を絶縁した場合には、
ベローズには電流が流れずＩｐ＝Ｉｃとなる。この場合
には、スライドコンタクト２６と接地パイプ９との間の
接触インピーダンスが高いので、チャンバー壁の電圧Ｖ
ｗが高くなってやはり異常放電が生じる。さらに、Ｌｂ
とＣｂとを共振させることにより、チャンバー壁の電圧
Ｖｗが０となるが、ベローズの電圧Ｖｂが高くなってし
まう。
【００４２】これに対して、上述のようにＣｂの値を適
切に調整して、底壁１ｃの電流Ｉｐを、ベローズ側の電
流Ｉｂと、スライドコンタクト側の電流Ｉｃとに分流さ
せることにより、リターン電流回路全体のインピーダン
スを低下させることができ、ＶｂおよびＶｗをともに従
来よりも低下させることができる。したがって、ベロー
ズカバー７の下部材７ａと上部材７ｂとの間の部分や支
持台４の周辺部に異常放電が生じることはなく、プラズ
マ漏れが生じることを防止することができ、半導体ウエ
ハＷ上でのプラズマ密度の低下が生じ難くなる。また、
支持台４の周辺部やチャンバー側壁１ｂの下部にデポが
付着しなくなり、パーティクルの発生を防止することが
できる。
切に調整して、底壁１ｃの電流Ｉｐを、ベローズ側の電
流Ｉｂと、スライドコンタクト側の電流Ｉｃとに分流さ
せることにより、リターン電流回路全体のインピーダン
スを低下させることができ、ＶｂおよびＶｗをともに従
来よりも低下させることができる。したがって、ベロー
ズカバー７の下部材７ａと上部材７ｂとの間の部分や支
持台４の周辺部に異常放電が生じることはなく、プラズ
マ漏れが生じることを防止することができ、半導体ウエ
ハＷ上でのプラズマ密度の低下が生じ難くなる。また、
支持台４の周辺部やチャンバー側壁１ｂの下部にデポが
付着しなくなり、パーティクルの発生を防止することが
できる。
【００４３】実際に、３００ｍｍウエハ用のプラズマ処
理装置において、下部電極２とシャワーヘッド１６との
間のギャップ（上下電極間ギャップ）を４０ｍｍに設定
し、チャンバー１内に処理ガスを導入してチャンバー内
圧力を５０ｍＴｏｒｒに設定し、高周波電源１１から１
３．５６ＭＨｚで４０００Ｗの高周波を供給し、インピ
ーダンス調整機構３０の複数のコンデンサー３２の容量
を種々変化させてプラズマを生成し、プラズマ状態を目
視で観察したところ、コンデンサー３２の容量を合計で
１２０００ｐＦとなるようにした場合に、異常放電やプ
ラズマ漏れが生じていないことが確認された。
理装置において、下部電極２とシャワーヘッド１６との
間のギャップ（上下電極間ギャップ）を４０ｍｍに設定
し、チャンバー１内に処理ガスを導入してチャンバー内
圧力を５０ｍＴｏｒｒに設定し、高周波電源１１から１
３．５６ＭＨｚで４０００Ｗの高周波を供給し、インピ
ーダンス調整機構３０の複数のコンデンサー３２の容量
を種々変化させてプラズマを生成し、プラズマ状態を目
視で観察したところ、コンデンサー３２の容量を合計で
１２０００ｐＦとなるようにした場合に、異常放電やプ
ラズマ漏れが生じていないことが確認された。
【００４４】以上のように、容量値が１２０００ｐＦの
ときに最適結果を得ることができたが、これは理論的に
は、以上述べたように、高周波電力のリターン電流回路
のインピーダンスが小さくなった結果と推測される。し
かし、実際にベローズやチャンバー各部の電圧値を測定
することは困難であり、コンデンサ３２の値が１２００
０ｐＦのときにリターン電流回路のインピーダンスが最
小になっているとは必ずしも断定できない。本発明の価
値は、リターン電流回路のインピーダンスを最小にする
ことにあるのではなく、プラズマの発光状態を目視で確
認して、異常放電やプラズマ漏れのない状態となるよう
にコンデンサ３２の値を最適値に設定することができ
る、つまり、高周波電力のリターン電流回路のインピー
ダンスを調整することができるという点にある。リター
ン電流回路のインピーダンスばかりでなく、ベローズを
流れる電流量とスライドコンタクトを流れる電流量との
比や、ベローズを流れる電流の位相とスライドコンタク
トを流れる電流の位相によってもプラズマ状態に微妙な
影響を及ぼすことが考えられるからである。
ときに最適結果を得ることができたが、これは理論的に
は、以上述べたように、高周波電力のリターン電流回路
のインピーダンスが小さくなった結果と推測される。し
かし、実際にベローズやチャンバー各部の電圧値を測定
することは困難であり、コンデンサ３２の値が１２００
０ｐＦのときにリターン電流回路のインピーダンスが最
小になっているとは必ずしも断定できない。本発明の価
値は、リターン電流回路のインピーダンスを最小にする
ことにあるのではなく、プラズマの発光状態を目視で確
認して、異常放電やプラズマ漏れのない状態となるよう
にコンデンサ３２の値を最適値に設定することができ
る、つまり、高周波電力のリターン電流回路のインピー
ダンスを調整することができるという点にある。リター
ン電流回路のインピーダンスばかりでなく、ベローズを
流れる電流量とスライドコンタクトを流れる電流量との
比や、ベローズを流れる電流の位相とスライドコンタク
トを流れる電流の位相によってもプラズマ状態に微妙な
影響を及ぼすことが考えられるからである。
【００４５】以上の実施形態では、コンデンサーとして
容量が固定された例を示したが、容量が可変のコンデン
サー（可変コンデンサー）を用いることにより、リター
ン電流回路のインピーダンスをより容易に最適値に制御
することができる。そして、このようにコンデンサーの
容量を調整してインピーダンスを制御することにより、
リターン電流回路の装置間誤差（製造誤差等）を調整す
ることが可能となるし、装置を長期間使用することによ
りインピーダンスが経時変化しても、コンデンサー容量
を調整することにより適正な値に調整することができる
といった大きな効果を得ることができる。
容量が固定された例を示したが、容量が可変のコンデン
サー（可変コンデンサー）を用いることにより、リター
ン電流回路のインピーダンスをより容易に最適値に制御
することができる。そして、このようにコンデンサーの
容量を調整してインピーダンスを制御することにより、
リターン電流回路の装置間誤差（製造誤差等）を調整す
ることが可能となるし、装置を長期間使用することによ
りインピーダンスが経時変化しても、コンデンサー容量
を調整することにより適正な値に調整することができる
といった大きな効果を得ることができる。
【００４６】このような可変コンデンサーを用いたプラ
ズマ処理装置について図６を参照しながら説明する。図
６は可変コンデンサーを用いてリターン電流回路のイン
ピーダンスを制御することが可能なプラズマ処理装置の
要部を示す断面図である。図６中、図１および図２と同
じものについては、同じ符号を付して説明を省略する。
可変コンデンサー４０は、図２のコンデンサー３２の代
わりに設けられており、一方の端子がベローズ６の支持
台６ａに接続されており、他方の端子がチャンバー１の
底壁１ｃに接続されている。この可変コンデンサー４０
のシャフト４０ａは、例えばステッピングモータからな
る駆動機構４４に接続されており、例えばステッピング
モータを回転させることにより容量を変化させることが
可能となっている。チャンバー１の側壁１ｂの下部に
は、例えば石英からなるプラズマ検出窓４１が設けられ
ており、このプラズマ検出窓４１の外側近傍部分には、
検出窓４１を透過するプラズマからの光を検出する光検
出器４２が設けられている。検出窓４１は、チャンバー
１の側壁１ｂの下部に設けられているので、光検出器４
２は、プラズマ処理装置が正常状態であれば、プラズマ
発光が生じないか、または生じたとしても弱い発光しか
生じないチャンバー内領域のプラズマ発光を検出するこ
ととなる。つまり、このような領域は、実質的に異常放
電が生じた場合にのみ強いプラズマ発光が生じるから、
検出器４２は実質的に異常放電を生じた場合にのみプラ
ズマ発光を検出する。この検出器４２は制御装置４３に
接続されており、この制御装置４３によって、上記可変
コンデンサー４０の駆動機構４４が制御される。
ズマ処理装置について図６を参照しながら説明する。図
６は可変コンデンサーを用いてリターン電流回路のイン
ピーダンスを制御することが可能なプラズマ処理装置の
要部を示す断面図である。図６中、図１および図２と同
じものについては、同じ符号を付して説明を省略する。
可変コンデンサー４０は、図２のコンデンサー３２の代
わりに設けられており、一方の端子がベローズ６の支持
台６ａに接続されており、他方の端子がチャンバー１の
底壁１ｃに接続されている。この可変コンデンサー４０
のシャフト４０ａは、例えばステッピングモータからな
る駆動機構４４に接続されており、例えばステッピング
モータを回転させることにより容量を変化させることが
可能となっている。チャンバー１の側壁１ｂの下部に
は、例えば石英からなるプラズマ検出窓４１が設けられ
ており、このプラズマ検出窓４１の外側近傍部分には、
検出窓４１を透過するプラズマからの光を検出する光検
出器４２が設けられている。検出窓４１は、チャンバー
１の側壁１ｂの下部に設けられているので、光検出器４
２は、プラズマ処理装置が正常状態であれば、プラズマ
発光が生じないか、または生じたとしても弱い発光しか
生じないチャンバー内領域のプラズマ発光を検出するこ
ととなる。つまり、このような領域は、実質的に異常放
電が生じた場合にのみ強いプラズマ発光が生じるから、
検出器４２は実質的に異常放電を生じた場合にのみプラ
ズマ発光を検出する。この検出器４２は制御装置４３に
接続されており、この制御装置４３によって、上記可変
コンデンサー４０の駆動機構４４が制御される。
【００４７】このように構成される装置においては、プ
ラズマ装置が通常に作動している場合には検出器４２は
実質的にプラズマの発光を検出しないが、異常放電があ
った場合にはそれにともなうプラズマの発光を検出す
る。そして、光検出器４２からの信号が制御装置４３に
送られ、ここから異常放電の度合い、すなわちプラズマ
発光の強さに応じて、駆動機構４４に制御信号を出力
し、可変コンデンサー４０の容量を調整する。なお、制
御装置４３は、光検出器４２の出力を監視し、異常放電
を検出した場合に警報装置（図示せず）に信号を出力し
て警報を出すようにしてもよい。
ラズマ装置が通常に作動している場合には検出器４２は
実質的にプラズマの発光を検出しないが、異常放電があ
った場合にはそれにともなうプラズマの発光を検出す
る。そして、光検出器４２からの信号が制御装置４３に
送られ、ここから異常放電の度合い、すなわちプラズマ
発光の強さに応じて、駆動機構４４に制御信号を出力
し、可変コンデンサー４０の容量を調整する。なお、制
御装置４３は、光検出器４２の出力を監視し、異常放電
を検出した場合に警報装置（図示せず）に信号を出力し
て警報を出すようにしてもよい。
【００４８】このように、光検出器４２によって異常放
電にともなうプラズマ発光を検出した時点で、制御装置
４３から駆動機構４４への制御信号によりコンデンサー
４０の容量を調整することができ、速やかに異常放電を
解消することができる。つまり、リターン電流回路のイ
ンピーダンスをリアルタイムで異常放電の生じない適正
値に制御することができる。
電にともなうプラズマ発光を検出した時点で、制御装置
４３から駆動機構４４への制御信号によりコンデンサー
４０の容量を調整することができ、速やかに異常放電を
解消することができる。つまり、リターン電流回路のイ
ンピーダンスをリアルタイムで異常放電の生じない適正
値に制御することができる。
【００４９】なお、上記実施形態では、インピーダンス
調整手段にコンデンサーを用いる場合について説明した
が、異常放電やプラズマ漏れのない状態を実現すること
ができるならば、コンデンサーの代わりにコイルを用い
てもよい。また、本発明が適用される装置構成は上記実
施形態のものに限らず、下部電極に高周波を印加し、下
部電極が移動可能なタイプのものであれば全てに適用す
ることができる。さらに、本発明は、高周波を印加して
プラズマを生成し、そのプラズマで被処理体を処理する
ものであれば、その処理形態は問わず、エッチング、Ｃ
ＶＤ成膜等種々の処理に適用することができる。さらに
また、被処理体としては、半導体ウエハに限らず、液晶
表示装置のガラス基板等他のものであってもよい。
調整手段にコンデンサーを用いる場合について説明した
が、異常放電やプラズマ漏れのない状態を実現すること
ができるならば、コンデンサーの代わりにコイルを用い
てもよい。また、本発明が適用される装置構成は上記実
施形態のものに限らず、下部電極に高周波を印加し、下
部電極が移動可能なタイプのものであれば全てに適用す
ることができる。さらに、本発明は、高周波を印加して
プラズマを生成し、そのプラズマで被処理体を処理する
ものであれば、その処理形態は問わず、エッチング、Ｃ
ＶＤ成膜等種々の処理に適用することができる。さらに
また、被処理体としては、半導体ウエハに限らず、液晶
表示装置のガラス基板等他のものであってもよい。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プラズマから少なくともチャンバー内壁およびベローズ
を通って高周波電源へ戻るリターン電流回路のインピー
ダンスを調整するインピーダンス調整手段を設け、リタ
ーン電流回路のインピーダンスを最適の値に設定するこ
とにより、ベローズ両端に係る電位差、およびチャンバ
ー内壁と高周波のグランド部との間の電位差を減少させ
ることができ、結果として、下部電極の周辺での異常放
電、およびプラズマ漏れを軽減することができる。
プラズマから少なくともチャンバー内壁およびベローズ
を通って高周波電源へ戻るリターン電流回路のインピー
ダンスを調整するインピーダンス調整手段を設け、リタ
ーン電流回路のインピーダンスを最適の値に設定するこ
とにより、ベローズ両端に係る電位差、およびチャンバ
ー内壁と高周波のグランド部との間の電位差を減少させ
ることができ、結果として、下部電極の周辺での異常放
電、およびプラズマ漏れを軽減することができる。
【００５１】より具体的には、インピーダンス調整手段
により、プラズマから高周波電源に戻るリターン電流
を、チャンバー内壁から前記ベローズと前記接地パイプ
とに分流させて、リターン電流回路のインピーダンスを
低下させるので、ベローズ両端に係る電位差、およびチ
ャンバー内壁と高周波のグランド部との間の電位差を減
少させることができ、結果として、下部電極の周辺での
異常放電、およびプラズマ漏れを軽減することができ
る。このようなインピーダンスの調整は、前記チャンバ
ーの底壁と前記ベローズとの間にコンデンサーを設けそ
の容量を調整することにより容易に実現される。
により、プラズマから高周波電源に戻るリターン電流
を、チャンバー内壁から前記ベローズと前記接地パイプ
とに分流させて、リターン電流回路のインピーダンスを
低下させるので、ベローズ両端に係る電位差、およびチ
ャンバー内壁と高周波のグランド部との間の電位差を減
少させることができ、結果として、下部電極の周辺での
異常放電、およびプラズマ漏れを軽減することができ
る。このようなインピーダンスの調整は、前記チャンバ
ーの底壁と前記ベローズとの間にコンデンサーを設けそ
の容量を調整することにより容易に実現される。
【００５２】このように、下部電極周辺での異常放電、
およびプラズマ漏れが軽減される結果、被処理体上のプ
ラズマ密度を高めることができる。
およびプラズマ漏れが軽減される結果、被処理体上のプ
ラズマ密度を高めることができる。
【００５３】また、容量が可変のコンデンサーを設け、
コンデンサーの容量を調整することにより、容易にイン
ピーダンスを最適値に調整することができる。このよう
にコンデンサーの容量を調整してインピーダンスを制御
することにより、リターン電流回路の装置間誤差（製造
誤差等）を調整することが可能となる。また、装置を長
期間使用することによりインピーダンスが経時変化して
も、コンデンサー容量を調整することにより適正な値に
調整することができる。
コンデンサーの容量を調整することにより、容易にイン
ピーダンスを最適値に調整することができる。このよう
にコンデンサーの容量を調整してインピーダンスを制御
することにより、リターン電流回路の装置間誤差（製造
誤差等）を調整することが可能となる。また、装置を長
期間使用することによりインピーダンスが経時変化して
も、コンデンサー容量を調整することにより適正な値に
調整することができる。
【００５４】また、チャンバー内の、プラズマ処理装置
が正常状態にあるときにはプラズマ発光が実質的に観察
されないチャンバー内領域におけるプラズマ発光を検出
する検出器と、この検出器の出力に応じて前記コンデン
サの容量を調整する制御手段とを付加することにより、
検出器によって異常放電にともなうプラズマ発光を検出
した時点でコンデンサー容量を調整して異常放電を解消
することができ、リターン電流回路のインピーダンスを
リアルタイムで異常放電の生じない適正値に制御するこ
とができる。
が正常状態にあるときにはプラズマ発光が実質的に観察
されないチャンバー内領域におけるプラズマ発光を検出
する検出器と、この検出器の出力に応じて前記コンデン
サの容量を調整する制御手段とを付加することにより、
検出器によって異常放電にともなうプラズマ発光を検出
した時点でコンデンサー容量を調整して異常放電を解消
することができ、リターン電流回路のインピーダンスを
リアルタイムで異常放電の生じない適正値に制御するこ
とができる。
【００５５】さらに、プラズマ処理装置が正常状態にあ
るときにはプラズマ発光が実質的に観察されないチャン
バー内領域におけるプラズマ発光を検出する検出器を具
備することにより、検出器によってチャンバー内の異常
放電にともなうプラズマ発光を検出した時点で、異常放
電を解消する適切な処置をすることが可能となり、被処
理体の処理への悪影響を小さくすることができる。
るときにはプラズマ発光が実質的に観察されないチャン
バー内領域におけるプラズマ発光を検出する検出器を具
備することにより、検出器によってチャンバー内の異常
放電にともなうプラズマ発光を検出した時点で、異常放
電を解消する適切な処置をすることが可能となり、被処
理体の処理への悪影響を小さくすることができる。
【図１】本発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置を
示す断面図。
示す断面図。
【図２】図１の装置におけるインピーダンス調整機構を
示す断面図。
示す断面図。
【図３】図１の装置におけるチャンバー底壁のコンデン
サー取り付け部を示すための図。
サー取り付け部を示すための図。
【図４】図１のインピーダンス調整機構に用いた絶縁部
材の厚さと容量との関係を示す図。
材の厚さと容量との関係を示す図。
【図５】本発明のプラズマ処理装置の等価回路を示す回
路図。
路図。
【図６】本発明の他の実施形態に係るプラズマ処理装置
の要部を示す断面図。
の要部を示す断面図。
【図７】従来のプラズマ処理装置を示す断面図。
１……チャンバー ２……下部電極 ４……支持台 ６……ベローズ ７……ベローズカバー ８……給電棒 ９……接地パイプ １０……整合器 １１……高周波電源 ２６……スライドコンタクト ３０……インピーダンス調整機構 ３１……絶縁部材 ３２……コンデンサー ４０……可変コンデンサー ４１……検出窓 ４２……光検出器 ４３……制御装置 Ｗ……半導体ウエハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｍ Ｒ (72)発明者 川端 淳史 山梨県韮崎市藤井町北下条2381番地の１ 東京エレクトロン山梨株式会社内 (72)発明者 戸澤 茂樹 山梨県韮崎市藤井町北下条2381番地の１ 東京エレクトロン山梨株式会社内 (72)発明者 石川 拓 山梨県韮崎市藤井町北下条2381番地の１ 東京エレクトロン山梨株式会社内 (72)発明者 西部 晴仁 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292 株式会 社半導体先端テクノロジーズ内 Ｆターム(参考） 4K030 FA03 KA39 KA41 KA49 4K057 DA16 DA20 DD01 DM01 DM02 DM03 DM06 DM08 DM31 DM33 DM37 DM39 DN01 DN02 5F004 BB13 BB22 BB25 BB28 BC08 5F045 AA08 AA19 BB20 DP01 DP02 DP03 EF05 EH04 EH05 EH13 EH14 EH19 EJ01 EJ02 EJ03 EJ05 EM05 EM10
Claims (8)
- 【請求項１】 内部が真空状態に保持可能なチャンバ
ーと、 前記チャンバー内を真空排気する排気機構と、 前記チャンバー内に処理ガスを導入するガス導入機構
と、 被処理体を支持するとともに、高周波が印加される下部
電極と、 前記下部電極に対向して設けられた上部電極と、 前記チャンバー外に設けられ、前記下部電極に高周波を
印加して、上部電極および下部電極の間に処理ガスのプ
ラズマを形成する高周波電源と、 前記高周波電源から前記下部電極に給電するための給電
部材と、 プラズマから少なくともチャンバー内壁を通って高周波
電源へ戻るリターン電流回路のインピーダンスを調整す
るインピーダンス調整手段とを具備することを特徴とす
るプラズマ処理装置。 - 【請求項２】 前記インピーダンス調整手段は、その容
量が可変のコンデンサーであ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】 さらに、プラズマ処理装置が正常状態に
あるときにはプラズマ発光が実質的に観察されないチャ
ンバー内領域におけるプラズマ発光を検出する検出器
と、 この検出器の出力に応じて前記コンデンサの容量を調整
する制御手段とを具備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】 内部が真空状態に保持可能なチャンバー
と、 前記チャンバー内を真空排気する排気機構と、 前記チャンバー内に処理ガスを導入するガス導入機構
と、 被処理体を支持するとともに、上下に移動可能に設けら
れ、高周波が印加される下部電極と、 前記下部電極に対向して設けられた上部電極と、 前記チャンバー外に設けられ、前記下部電極に高周波を
印加して、上部電極および下部電極の間に処理ガスのプ
ラズマを形成する高周波電源と、 前記高周波電源から前記下部電極に給電するための給電
部材と、 前記給電部材の周囲に設けられ、リターン電流を高周波
電源に戻す接地パイプと、 前記下部電極から前記チャンバーの底壁の間にチャンバ
ー内と駆動部とを離隔するように設けられた導電性のベ
ローズと、 前記接地パイプと前記チャンバーの底壁とを導通させる
スライドコンタクトと、 プラズマから高周波電源に戻るリターン電流を、チャン
バー内壁から前記ベローズと前記接地パイプとに分流さ
せて、リターン電流回路のインピーダンスを調整するイ
ンピーダンス調整手段とを具備することを特徴とするプ
ラズマ処理装置。 - 【請求項５】 前記インピーダンス調整手段は、前記チ
ャンバーの底壁と前記ベローズとの間に設けられたコン
デンサーを有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】 前記インピーダンス調整手段は、前記チ
ャンバーの底壁と前記ベローズとの間に介在された絶縁
部材を有し、前記絶縁部材は、ポリエーテルエーテルケ
トンまたはポリイミドであることを特徴とする請求項５
に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項７】 前記コンデンサーは容量が可変であるこ
とを特徴とする請求項５または請求項６に記載のプラズ
マ処理装置。 - 【請求項８】 内部が真空状態に保持可能なチャンバー
と、前記チャンバー内を真空排気する排気機構と、前記
チャンバー内に処理ガスを導入するガス導入機構と、被
処理体にプラズマ処理を施すために処理ガスをプラズマ
化するプラズマ生成手段とを具備するプラズマ処理装置
であって、 さらに、プラズマ処理装置が正常状態にあるときにはプ
ラズマ発光が実質的に観察されないチャンバー内領域に
おけるプラズマ発光を検出する検出器を具備することを
特徴とするプラズマ処理装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08774399A JP4450883B2 (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | プラズマ処理装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=13923425
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| KR (1) | KR100408084B1 (ja) |
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| JP2007027086A (ja) * | 2005-07-20 | 2007-02-01 | Samsung Sdi Co Ltd | 誘導結合型プラズマ処理装置 |
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| JP2016046357A (ja) * | 2014-08-22 | 2016-04-04 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2004273470A (ja) * | 2000-10-31 | 2004-09-30 | Tokyo Electron Ltd | 多元系金属酸化薄膜成膜装置及び成膜方法 |
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| CN112530776B (zh) * | 2019-09-18 | 2024-02-09 | 中微半导体设备(上海)股份有限公司 | 一种等离子体处理装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2850229B2 (ja) * | 1996-12-17 | 1999-01-27 | 神鋼パンテツク株式会社 | 焼成炉 |
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-
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-
2000
- 2000-03-30 KR KR10-2000-7013471A patent/KR100408084B1/ko not_active IP Right Cessation
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