JP2024048167A - プラズマ処理装置及びプラズマ励起用アンテナのコイルホルダ - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマ処理に際してＲＦ回路における異常放電の発生を適切に抑制する。【解決手段】処理容器と、前記処理容器の内部に配置され、処理対象の基板を載置するステージと、前記処理容器の上方に配置されるプラズマ励起用アンテナと、前記プラズマ励起用アンテナを保持するコイルホルダと、前記プラズマ励起用アンテナに高周波電力を供給する高周波電源と、を含むプラズマ処理装置であって、前記コイルホルダは、当該コイルホルダの中央から外側に張り出すように放射線状に配置される複数の梁状部材と、前記梁状部材から下方に吊り下げられて取り付けられるクランプ状部材とを含み、前記クランプ状部材の上端は前記梁状部材に対しネジ部材によって支持され、当該クランプ状部材は振り子状に可動自在に構成され、前記クランプ状部材の下端には、前記プラズマ励起用アンテナを挟持して保持する挟持部が形成される。【選択図】図４

Description

本開示は、プラズマ処理装置及びプラズマ励起用アンテナのコイルホルダに関する。

特許文献１には、被エッチング膜をエッチングした際に生成される反応生成物を適切に除去することができる基板処理装置が開示されている。特許文献１に記載の装置には、高周波アンテナを備えた装置構成が開示され、高周波アンテナが、渦巻きコイル状の内側アンテナ素子及び外側アンテナ素子を含む構成が開示されている。

特開２０１７－８５１６１号公報

本開示にかかる技術は、プラズマ処理に際してＲＦ回路における異常放電の発生を適切に抑制する。

本開示の一態様は、処理容器と、前記処理容器の内部に配置され、処理対象の基板を載置するステージと、前記処理容器の上方に配置されるプラズマ励起用アンテナと、前記プラズマ励起用アンテナを保持するコイルホルダと、前記プラズマ励起用アンテナに高周波電力を供給する高周波電源と、を含むプラズマ処理装置であって、前記コイルホルダは、当該コイルホルダの中央から外側に張り出すように放射線状に配置される複数の梁状部材と、前記梁状部材から下方に吊り下げられて取り付けられるクランプ状部材とを含み、前記クランプ状部材の上端は前記梁状部材に対しネジ部材によって支持され、当該クランプ状部材は振り子状に可動自在に構成され、前記クランプ状部材の下端には、前記プラズマ励起用アンテナを挟持して保持する挟持部が形成される、プラズマ処理装置である。

本開示によれば、プラズマ処理に際してＲＦ回路における異常放電の発生を適切に抑制できる。

真空処理システムの構成の一例を示す平面図である。 本実施形態にかかるプラズマ処理装置の構成の一例を示す縦断面図である。 コイルホルダの概略側面図である。 コイルホルダの概略俯瞰図である。 コイルホルダの一部拡大図である。 クランプ状部材の可動状態（通常時）を示す概略説明図である。 クランプ状部材の可動状態（径方向に膨張時）を示す概略説明図である。 メインコイルの概略俯瞰図である。 サブコイルの概略俯瞰図である。 コイルホルダにおける複数のクランプ状部材の配置構成の第１の例を示す概略説明図である。 コイルホルダにおける複数のクランプ状部材の配置構成の第２の例を示す概略説明図である。

半導体デバイス等の製造プロセスでは、半導体基板（以下、単に「基板」という。）に対して、プラズマを用いて、エッチング等のプラズマ処理が行われる。一例として、このプラズマ処理では、処理対象の基板を収容する処理容器の上方に配置されたコイル状のアンテナ素子にＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を供給することで、処理容器内に誘導結合プラズマ（ＩＣＰ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）を生成する。

ところで、このようなプラズマ処理を行う装置には、ＲＦ回路を構成するコイル状のアンテナ素子と、当該アンテナ素子を保持するコイルホルダが含まれる。例えば、特許文献１には、高周波アンテナを構成する内側アンテナ素子と外側アンテナ素子を複数の挟持体（即ち、コイルホルダ）でもって挟持し一体化させた例が開示されている。

しかしながら、コイル状のアンテナ素子にあっては、例えば径方向における熱伸縮による変形でコイルホルダに無理な力が加わる場合がある。その場合、例えばアンテナ素子とコイルホルダとの間で擦れが発生し、これによりアンテナ素子の塗装剤などに起因するゴミが発生することが懸念される。発生したゴミに対するアンテナ素子からの放電により異常放電が発生する恐れがあり、例えば異常放電による部材の焼損や装置の停止といった問題が考えられる。上記特許文献１には、アンテナ素子の熱伸縮に伴うゴミの発生や、これにより異常放電が発生することについては記載がなく、またその示唆もされていない。

本開示にかかる技術は上記事情に鑑みてなされたものであり、プラズマ処理に際してＲＦ回路における異常放電の発生を適切に抑制する。以下、本実施形態にかかるプラズマ処理装置及び該プラズマ処理装置に含まれるコイルホルダについて、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜真空処理システム＞
先ず、一実施形態にかかる真空処理システムの構成について説明する。
図１に示すように真空処理システム１は、大気部１０と減圧部３０がロードロックモジュール２０を介して一体に接続された構成を有している。

大気部１０は、複数の基板Ｗを保管可能なフープＦを載置するロードポート１１、減圧部３０における処理後の基板Ｗを冷却するクーリングストレージ１２、基板Ｗの水平方向の向きを調節するアライナモジュール１３、及び大気部１０内で基板Ｗを搬送するためのローダーモジュール１４を有する。

ローダーモジュール１４は内部が矩形の筐体からなり、筐体の内部は大気圧雰囲気に維持されている。ローダーモジュール１４の筐体の長辺を構成する一側面には、複数、例えば３つのロードポート１１が並設されている。ローダーモジュール１４の筐体の長辺を構成する他側面には、複数、例えば２つのロードロックモジュール２０が並設されている。ローダーモジュール１４の筐体の短辺を構成する一側面には、クーリングストレージ１２が設けられている。ローダーモジュール１４の筐体の短辺を構成する他側面には、アライナモジュール１３が設けられている。

また、ローダーモジュール１４の内部には、基板Ｗを搬送するための図示しないウェハ搬送機構が設けられている。ウェハ搬送機構は、基板Ｗを保持して移動する搬送アーム（図示せず）を有し、ロードポート１１に載置されたフープＦ、クーリングストレージ１２、アライナモジュール１３及びロードロックモジュール２０の各々に対して基板Ｗを搬送可能に構成されている。

ロードロックモジュール２０の各々は、大気部１０の後述するローダーモジュール１４から搬送された基板Ｗを、減圧部３０の後述するトランスファモジュール３１に引き渡すため、基板Ｗを一時的に保持する。ロードロックモジュール２０は、内部に複数、例えば２つのストッカ（図示せず）を有しており、これにより内部に２枚の基板Ｗを同時に保持する。また、ロードロックモジュール２０の各々は、ローダーモジュール１４及び後述するトランスファモジュール３１のそれぞれに対して気密性を確保するためのゲートバルブ（図示せず）を有する。このゲートバルブにより、ローダーモジュール１４とトランスファモジュール３１及びローダーモジュール１４との間の気密性の確保と互いの連通を両立する。さらに、ロードロックモジュール２０の各々にはガス導入部（図示せず）とガス排出部（図示せず）が接続され、内部を大気圧雰囲気と減圧雰囲気に切り替え可能に構成されている。すなわちロードロックモジュール２０は、大気圧雰囲気の大気部１０と、減圧雰囲気の減圧部３０との間で、適切に基板Ｗの受け渡しができるように構成されている。

減圧部３０は、２枚の基板Ｗを同時に搬送するトランスファモジュール３１と、トランスファモジュール３１から搬入された基板Ｗに所望のプラズマ処理を行うプラズマ処理装置３２とを有する。トランスファモジュール３１及びプラズマ処理装置３２の内部は、それぞれ減圧雰囲気に維持される。また、プラズマ処理装置３２は、トランスファモジュール３１に対して複数、例えば６つ設けられている。

トランスファモジュール３１は内部が矩形の筐体からなり、上述したようにゲートバルブを介してロードロックモジュール２０の各々に接続されている。トランスファモジュール３１は、ロードロックモジュール２０に搬入された基板Ｗを一のプラズマ処理装置３２に搬送してプラズマ処理を施した後、ロードロックモジュール２０を介して大気部１０に搬出する。

トランスファモジュール３１の内部には、基板Ｗを搬送するウェハ搬送機構４０が設けられている。ウェハ搬送機構４０は、２枚の基板Ｗを縦並びに保持して移動する搬送アーム４１、４１と、搬送アーム４１、４１を回転可能に支持する回転台４２と、回転台４２を搭載した回転載置台４３とを有している。また、トランスファモジュール３１の内部には、トランスファモジュール３１の長手方向に延伸するガイドレール４４が設けられている。回転載置台４３はガイドレール４４上に設けられ、ウェハ搬送機構４０をガイドレール４４に沿って移動可能に構成されている。

プラズマ処理装置３２は、トランスファモジュール３１に対して気密性を確保するためのゲートバルブ３２ａ（図２を参照）を有する。このゲートバルブ３２ａにより、トランスファモジュール３１とプラズマ処理装置３２の間の気密性の確保と互いの連通を両立する。
またプラズマ処理装置３２には、２枚の基板Ｗを水平方向に並べて載置する２つのステージ９０、９０が設けられている。プラズマ処理装置３２は、ステージ９０、９０に基板Ｗを並べて載置することにより、２枚の基板Ｗに対して同時に任意のプラズマ処理を行う。なお、プラズマ処理装置３２の詳細な構成については後述する。

以上の真空処理システム１には、制御装置５０が設けられている。制御装置５０は、例えばＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、真空処理システム１における基板Ｗの処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、上述の各種処理モジュールや搬送機構などの駆動系の動作を制御して、真空処理システム１における後述のウェハ搬送のタイミング制御を行うためのプログラムも格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、当該記憶媒体Ｈから制御装置５０にインストールされたものであってもよい。また、上記記憶媒体Ｈは、一時的なものであっても非一時的なものであってもよい。

＜プラズマ処理装置＞
次に、上述したプラズマ処理装置３２の構成の詳細について説明する。図２は、プラズマ処理装置３２の構成の概略を示す縦断面図である。なお、図１に示したようにプラズマ処理装置３２の内部には水平方向に並べて２つのステージ９０、９０が設けられているが、図２においては、図示が煩雑になることを抑制するため１つのステージ９０のみを図示、換言すれば、プラズマ処理装置３２の短辺を構成する一側面側から見た縦断面図を示している。

図２に示すようにプラズマ処理装置３２は、基板Ｗを収容する密閉構造の処理容器６０を備えている。処理容器６０は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、上端が開放され、処理容器６０の上端は天井部となる蓋体６０ａにより閉塞されている。処理容器６０の側面には基板Ｗの搬入出口６０ｂが設けられ、搬入出口６０ｂは上述したゲートバルブ３２ａにより開閉自在に構成されている。

処理容器６０の内部は、仕切板６１によって上方のプラズマ生成空間Ｐと、下方の処理空間Ｓとに仕切られている。プラズマ生成空間Ｐはプラズマが生成される空間であり、処理空間Ｓは基板Ｗに対してプラズマ処理を行う空間である。

仕切板６１は、プラズマ生成空間Ｐから処理空間Ｓに向けて間を空けて重ね合わせられるように配置される少なくとも２つの板状部材６２、６３を有している。板状部材６２、６３は、重ね合わせ方向に貫通して形成されるスリット６２ａ、６３ａをそれぞれ有している。そして、各スリット６２ａ、６３ａは平面視において重ならないように配置され、これにより仕切板６１は、プラズマ生成空間Ｐでプラズマが生成する際にプラズマ中のイオンが処理空間Ｓへ透過することを抑制する、いわゆるイオントラップとして機能する。より具体的には、スリット６２ａ及びスリット６３ａが重ならないように配置されるラビリンス構造により、異方的に移動するイオンの移動を阻止する一方、等方的に移動するラジカルを透過させる。

プラズマ生成空間Ｐは、処理容器６０内に処理ガスを供給する給気部７０と、処理容器６０内に供給される処理ガスをプラズマ化するプラズマ生成部８０と、を有する。

給気部７０には複数のガス供給源（図示せず）が接続され、基板Ｗに対するプラズマ処理の目的に応じた所望の処理ガスを処理容器６０の内部に供給する。処理容器６０に供給される処理ガスは、一例として、Ｏ_２ガス等の酸素含有ガスや、Ａｒガス等の希釈ガスを含む混合ガスであってもよい。
また、給気部７０には、プラズマ生成空間Ｐに対する処理ガスの供給量を調節する流量調節器（図示せず）が設けられている。流量調節器は、例えば開閉弁及びマスフローコントローラを有する。

プラズマ生成部８０は、ＲＦアンテナを用いる誘導結合型の装置として構成されている。処理容器６０の蓋体６０ａは、例えば石英板により形成され、誘電体窓として構成される。蓋体６０ａの上方には、処理容器６０のプラズマ生成空間Ｐに誘導結合プラズマを生成するためのＲＦアンテナ８１が形成されている。ＲＦアンテナ８１は、電源側と負荷側のインピーダンスの整合をとるための整合回路を有する整合器８２を介して、プラズマの生成に適した一定周波数（通常は１３．５６ＭＨｚ以上）の高周波電力を任意の出力値で出力する高周波電源８３に接続されている。なお、ＲＦアンテナ８１は、処理空間Ｓの内部に配置される後述の２つのステージ９０の各々に対応して２つ設けられている。

図２に示すようにＲＦアンテナ８１は、誘導結合プラズマ励起用アンテナであって、メインコイル８１ａとサブコイル８１ｂを有するアンテナアセンブリである。サブコイル８１ｂは、メインコイル８１ａの径方向内側に設けられている。メインコイル８１ａは、サブコイル８１ｂを囲むように配置される。メインコイル８１ａとサブコイル８１ｂの外形はそれぞれ、平面視において略円形の渦巻き状に形成され、それぞれの線路の両端は開放されている。そして、メインコイル８１ａとサブコイル８１ｂは、それぞれの外形が同心となるように配置されている。メインコイル８１ａとサブコイル８１ｂは、例えば銅、アルミニウム、ステンレスなどの導体で構成される。

メインコイル８１ａ及びサブコイル８１ｂは、挟持体としてのコイルホルダ１２０に挟持され一体となるように保持される。コイルホルダ１２０は、その中央付近において支持体１２１によって支持され、支持体１２１から外側に張り出すように放射線状に配置される。なお、コイルホルダ１２０の詳細な構成については後述し、一実施形態において、コイルホルダ１２０は、棒状の梁状部材１２２と、梁状部材１２２に取り付けられるクランプ状部材１２５とを含む。また、一実施形態において、メインコイル８１ａ及びサブコイル８１ｂを挟持したコイルホルダ１２０と、蓋体６０ａとの間には高さ方向において間隙部が設けられても良く、当該間隙部は例えば２ｍｍ以上に設計されても良い。間隙部を設けることで、メインコイル８１ａやサブコイル８１ｂの熱伸縮に伴う部材の損傷などが抑えられる。なお、コイルホルダ１２０は耐熱性の高い絶縁体であれば任意のものによって形成でき、例えばポリイミドによって形成される。

処理空間Ｓの内部には、基板Ｗをそれぞれ１枚ずつ水平状態で載置する２つのステージ９０、９０（上記したように、図２では一方のみを図示）が配置されている。ステージ９０は略円柱形状を有し、基板Ｗを載置する上部台９１と、上部台９１を支持する下部台９２を有する。上部台９１の内部には、基板Ｗの温度を調節する温度調節機構９３が設けられる。

処理容器６０の底部には排気部１００が設けられる。排気部１００は、処理空間Ｓに接続された排気管を介して、例えば真空ポンプ等の排気機構（図示せず）に接続される。また排気管には、自動圧力制御弁（ＡＰＣ）が設けられている。これら排気機構と自動圧力制御弁により、処理容器６０内の圧力が制御される。

なお、以上のプラズマ処理装置３２の動作は、上記した制御装置５０により制御され得る。換言すれば、上記した制御装置５０は、プラズマ処理装置３２における基板Ｗの処理を制御するプログラムが格納されていてもよい。ただし、プラズマ処理装置３２の動作を制御する制御装置は、必ずしもプラズマ処理装置３２の外部に設けられた上記制御装置５０である必要はなく、例えば、該プラズマ処理装置３２に独立して設けられた制御部（図示せず）を用いてプラズマ処理装置３２の動作が制御されてもよい。

＜コイルホルダ＞
次に、本実施形態に係るコイルホルダ１２０の構成の詳細について説明する。図３はコイルホルダ１２０の概略側面図、図４はコイルホルダ１２０の概略俯瞰図である。また、図５はコイルホルダ１２０の一部拡大図である。なお、図３～５には説明のため、挟持対象であるＲＦアンテナ８１（メインコイル８１ａとサブコイル８１ｂ）も併せて図示している。

図３に示すように、コイルホルダ１２０はその中央付近において支持体１２１によって支持される。図４に示すように、コイルホルダ１２０は、その中央から外側に張り出すように放射線状に配置される複数の棒状の梁状部材１２２と、梁状部材１２２に取り付けられるクランプ状部材１２５とを含む。一実施形態において、クランプ状部材１２５は、梁状部材１２２から下方に吊るされ、１つの梁状部材１２２に対し少なくとも１つのクランプ状部材１２５が取り付けられる。複数の梁状部材１２２毎に取り付けられるクランプ状部材１２５の数や位置は任意である。

一実施形態において、クランプ状部材１２５は、梁状部材１２２に対し、その上端をネジ部材１２７によって振り子状に支持される（いわゆる振子構造）。クランプ状部材１２５は、ネジ部材１２７の支持により、当該ネジ部材１２７を軸として、梁状部材１２２の長手方向（即ち、放射線状配置の径方向：図中Ｘ方向）に可動自在に構成される。

一実施形態において、クランプ状部材１２５の下端には、メインコイル８１ａやサブコイル８１ｂを挟持して保持する挟持部１３０が形成される。図５に示すように、挟持部１３０は左右一対の挟持部材１３０ａ、１３０ｂを含み、メインコイル８１ａとサブコイル８１ｂを構成する導体を、両側からこれら挟持部材１３０ａ、１３０ｂで挟み込むことで保持する。なお、挟持部１３０はメインコイル８１ａやサブコイル８１ｂを左右方向から保持するものであり、コイル全体を支持する構成とはなっていない。即ち、挟持部１３０はその下部において一部開放箇所を有する形状となっており、メインコイル８１ａやサブコイル８１ｂはその全周を完全に保持される構成とはなっていない。

図６、図７はクランプ状部材１２５の可動状態を示す概略説明図であり、図６は通常時、図７はＲＦアンテナ８１が径方向に膨張した場合を示す。ここでは、ＲＦアンテナ８１のメインコイル８１ａを挟持しているクランプ状部材１２５を例として図示する。

図６に示すように、通常時にはクランプ状部材１２５は鉛直方向下方に向かって伸びるように梁状部材１２２に対しネジ部材１２７により支持される。そして、クランプ状部材１２５の下端において、左右の挟持部材１３０ａ、１３０ｂから構成される挟持部１３０によりメインコイル８１ａが保持される。

一方で、例えばプラズマ処理装置３２の稼働時などには、メインコイル８１ａやサブコイル８１ｂには高電圧が印加され、熱伸縮が発生する。そのため、図７に示すように、例えばメインコイル８１ａは径方向（図中Ｘ方向）に膨張し、径方向へのコイル伸びが生じる。そこで、一実施形態において、クランプ状部材１２５の挟持部１３０は、コイル径方向（図中Ｘ方向）において最大で距離Ｌ１だけ可動自在に構成される。この距離Ｌ１はメインコイル８１ａの径方向へのコイル伸びの最大値よりも大きく設計されることが好ましい。

一実施形態において、上記距離Ｌ１は例えば径方向に±１ｍｍ～１．５ｍｍに設計されても良く、あるいは、径方向においてネジ部材１２７を軸とした角度±２°～３°に基づき設計されても良い。

一例として、径方向へのコイル伸びがある場合に、クランプ状部材１２５は径方向において動作する。この場合、メインコイル８１ａの伸び量（コイル伸び）と、クランプ状部材１２５の動作量（いわゆるホルダ伸び）との間で伸び量の差が１ｍｍ以下であれば吸収されるため、メインコイル８１ａがクランプ状部材１２５に引っかかる反力は無い。換言すると、メインコイル８１ａが熱伸縮したとしても、コイルホルダ１２０に力が加わらず、部材間での擦れが生じにくくなる。

＜沿面距離と沿面放電＞
ＲＦアンテナ８１からの放電により異常放電が発生する原因の一つとして、沿面放電が挙げられる。ここで、「沿面放電」とは、絶縁物体上に置かれた導体に高電圧を印加した場合に、絶縁物の表面を伝わって放電が起こる現象である。本実施形態に係るコイルホルダ１２０にあっては、メインコイル８１ａやサブコイル８１ｂを保持する複数のクランプ状部材１２５の間において、各コイルに高電圧が印加された際に沿面放電が起こる恐れがある。

沿面放電に伴う異常放電を抑制するため、本実施形態に係るコイルホルダ１２０において、梁状部材１２２に取り付けられるクランプ状部材１２５の数や位置を沿面放電が抑えられるように最適化する必要がある。沿面放電を抑えるためには、沿面距離を延ばし最適な設計を行う必要がある。ここで、「沿面距離」とは、高電圧が印加された、互いに絶縁すべき複数の導体同士において、絶縁物体を介した際の当該絶縁物体表面に沿った最短距離である。例えば、図５に示す構成においては、メインコイル８１ａを保持する一方のクランプ状部材１２５と、サブコイル８１ｂを保持する他方のクランプ状部材１２５との間において、絶縁体であるコイルホルダ１２０の表面に沿った最短距離（図中の距離Ｌ２）である。

上述したように、クランプ状部材１２５同士の沿面距離を延ばす一方で、コイルホルダ１２０はＲＦアンテナ８１（メインコイル８１ａ及びサブコイル８１ｂ）を確実に保持し、その位置を保つことが求められる。そこで、本開示者らは、コイルホルダ１２０における複数のクランプ状部材１２５の配置や数について検討を行った。

図８はメインコイル８１ａの概略俯瞰図であり、図９はサブコイル８１ｂの概略俯瞰図である。図８に示すように、メインコイル８１ａは配線構造の起点となる配線固定部１４０を支点とし支持部１４１から吊り下げられた構成を有している。また、図９に示すように、サブコイル８１ｂは配線構造の起点となる配線固定部１５０を支点として支持部１５１から吊り下げられた構成を有している。

図８及び図９に示すように構成されたメインコイル８１ａとサブコイル８１ｂは自重によって垂れ下がるため、本実施の形態で説明したコイルホルダ１２０によって保持される。本開示者らは、メインコイル８１ａ及びサブコイル８１ｂからなるＲＦアンテナ８１において、クランプ状部材１２５の数をなるべく少なくし、沿面距離を延ばすと共に、ＲＦアンテナ８１の自重による垂れ量を抑えるべく、以下の構成を創案した。

＜クランプ状部材の配置構成例＞
図１０は、コイルホルダ１２０における複数のクランプ状部材１２５の配置構成の第１の例を示す概略説明図である。図１１はコイルホルダ１２０における複数のクランプ状部材１２５の配置構成の第２の例を示す概略説明図である。なお、以下では、クランプ状部材１２５の配置構成を平面視でもって図示するに際し、各配置位置を異なる符号にて図示している。

図１０に示すように、一実施形態において、メインコイル８１ａは外側から順にコイル８１ａ－１、コイル８１ａ－２、コイル８１ａ－３を含む３重円環構造である。サブコイル８１ｂは外側から順にコイル８１ｂ－１、コイル８１ｂ－２、コイル８１ｂ－３を含む３重円環構造である。また、中央から外側に張り出すように放射線状に配置される６本の棒状の梁状部材１２２が設けられる。

図１０の構成では、６本の梁状部材１２２の全てにおいて、メインコイル８１ａを保持するような位置１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５にクランプ状部材１２５が配置される。位置１６０～１６２はコイル８１ａ－１上であり、位置１６３～１６５はコイル８１ａ－２上である。
また、６本の梁状部材１２２のうち３本において、サブコイル８１ｂを保持するような位置１７０、１７１、１７２にクランプ状部材１２５が配置される。位置１７０～１７２はいずれもコイル８１ｂ－２上である。

また、図１１に示すように、一実施形態において、メインコイル８１ａは外側から順にコイル８１ａ－１、コイル８１ａ－２、コイル８１ａ－３を含む３重円環構造である。サブコイル８１ｂは外側から順にコイル８１ｂ－１、コイル８１ｂ－２、コイル８１ｂ－３を含む３重円環構造である。また、中央から外側に張り出すように放射線状に配置される５本の棒状の梁状部材１２２が設けられる。

図１１の構成では、５本の梁状部材１２２の全てにおいて、メインコイル８１ａを保持するような位置１８０、１８１、１８２、１８３、１８４にクランプ状部材１２５が配置される。位置１８０～１８２はコイル８１ａ－１上であり、位置１８３、１８４はコイル８１ａ－２上である。
また、５本の梁状部材１２２のうち２本において、サブコイル８１ｂを保持するような位置１９０、１９１にクランプ状部材１２５が配置される。位置１９０、１９１はいずれもコイル８１ｂ－２上である。

図１０、図１１に示すように、複数の梁状部材１２２のそれぞれには、少なくとも１箇所以上にクランプ状部材１２５が取り付けられる。また、クランプ状部材１２５は、メインコイル８１ａの少なくとも１箇所以上に配置され、且つ、サブコイル８１ｂの少なくとも１箇所以上に配置される。これにより、メインコイル８１ａ及びサブコイル８１ｂの両方がコイルホルダ１２０に確実に保持される。

また、図１０、図１１のいずれの構成においても、クランプ状部材１２５同士の沿面距離はなるべく長くなるように設計されることが好ましい。沿面距離は、クランプ状部材１２５の数が少ない程長い傾向があることから、図１０の構成に比べ図１１の構成はより好ましい。

なお、コイルホルダ１２０におけるクランプ状部材１２５の配置構成は任意であり、図１０、図１１を参照して説明した構成に限定されるものではない。即ち、クランプ状部材１２５が、メインコイル８１ａの少なくとも１箇所以上に配置され、且つ、サブコイル８１ｂの少なくとも１箇所以上に配置されれば良く、更には、各クランプ状部材１２５同士の沿面距離が１０ｍｍ以上に設計されれば良い。

＜プラズマ処理方法＞
本実施形態にかかる真空処理システム１及びプラズマ処理装置３２は、以上のように構成されている。次に、プラズマ処理装置３２を用いて行われる基板Ｗのプラズマ処理について説明する。

基板Ｗのプラズマ処理に際しては、先ず、処理対象の基板Ｗを、処理空間Ｓ内のステージ９０上へと載置する。処理対象の基板Ｗは、図示しないウェハ搬送機構によりロードポート１１に載置されたフープＦから取り出され、アライナモジュール１３において水平方向の向きが調節された後、ロードロックモジュール２０及びウェハ搬送機構４０を介してプラズマ処理装置３２内に搬入され、ステージ９０上に載置される。

基板Ｗのプラズマ処理に際しては、プラズマ生成空間Ｐで生成されたプラズマが、仕切板６１を介して処理空間Ｓへと供給される。ここで、仕切板６１には前述のようにラビリンス構造が形成されているため、プラズマ生成空間Ｐにおいて生成されたラジカルのみが、処理空間Ｓへと透過する。そして、処理空間Ｓへと供給されたラジカルをステージ９０上の基板Ｗに作用させることで、該基板Ｗに対するプラズマ処理を実行できる。

ここで、基板Ｗのプラズマ処理に際しては、プラズマ励起用アンテナとしてのＲＦアンテナ８１を用いたプラズマ生成部８０が稼働する。その際、ＲＦアンテナ８１を構成するメインコイル８１ａとサブコイル８１ｂには高電圧が印加され、熱伸縮が発生する。ここで、メインコイル８１ａ及びサブコイル８１ｂは、コイルホルダ１２０のクランプ状部材１２５によって保持されている。

上述したように、クランプ状部材１２５はコイル径方向に可動自在に構成されるため、メインコイル８１ａ及びサブコイル８１ｂが熱伸縮した場合であっても、それに追従してクランプ状部材１２５は動作する。これにより、メインコイル８１ａ及びサブコイル８１ｂとコイルホルダ１２０（特に、クランプ状部材１２５）との間の擦れが防止される。そして、擦れによるゴミの発生が抑えられ、ゴミに対する放電に起因した異常放電が防止される。

その後、基板Ｗに所望の処理結果が得られると、プラズマ処理装置３２におけるプラズマ処理を終了する。プラズマ処理を終了する際には、ＲＦアンテナ８１に対する高周波電力の供給及び給気部７０からの処理ガスの供給を停止する。また排気部１００を作動させ、処理空間Ｓに残る処理ガスを排気する。

続いて、プラズマ処理が施された基板Ｗを、ステージ９０上からウェハ搬送機構４０に受け渡し、処理容器６０から搬出する。処理容器６０から搬出された基板Ｗは、ウェハ搬送機構４０によりロードロックモジュール２０に搬送され、その後、クーリングストレージ１２における冷却を介してロードポート１１に載置されたフープＦに収納される。そして、そして、フープＦに収納された全ての基板Ｗに対する所望のプラズマ処理が終了し、最後の基板ＷがフープＦに収納されると、真空処理システム１における一連のウェハ処理が終了する。

＜本開示の技術の作用効果＞
以上、本実施形態に係るコイルホルダ１２０を備えたプラズマ処理装置３２によれば、ＲＦアンテナ８１を構成するメインコイル８１ａやサブコイル８１ｂに熱伸縮が生じた場合であっても、各コイルとコイルホルダ１２０との間の擦れが防止される。即ち、コイルホルダ１２０に取り付けられたクランプ状部材１２５を振子構造とし、各コイルを保持しつつ、クランプ状部材１２５が各コイルの熱伸縮に追従して動く構成としたため、両者の間での擦れが防止される。これにより、例えばＲＦアンテナ８１とコイルホルダ１２０との間の擦れにより発生したゴミに対する放電に起因した異常放電が防止される。

また、コイルホルダ１２０においてクランプ状部材１２５がメインコイル８１ａの少なくとも１箇所以上を保持し、且つ、サブコイル８１ｂの少なくとも１箇所以上を保持し、その際のクランプ状部材１２５同士の沿面距離を所定値以上とすることで沿面放電に起因した異常放電が防止される。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。例えば、上記実施形態の構成要件は任意に組み合わせることができる。当該任意の組み合せからは、組み合わせにかかるそれぞれの構成要件についての作用及び効果が当然に得られるとともに、本明細書の記載から当業者には明らかな他の作用及び他の効果が得られる。

また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、又は、上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。

なお、以下のような構成例も本開示の技術的範囲に属する。
（１）処理容器と、
前記処理容器の内部に配置され、処理対象の基板を載置するステージと、
前記処理容器の上方に配置されるプラズマ励起用アンテナと、
前記プラズマ励起用アンテナを保持するコイルホルダと、
前記プラズマ励起用アンテナに高周波電力を供給する高周波電源と、を含むプラズマ処理装置であって、
前記コイルホルダは、当該コイルホルダの中央から外側に張り出すように放射線状に配置される複数の梁状部材と、前記梁状部材から下方に吊り下げられて取り付けられるクランプ状部材とを含み、
前記クランプ状部材の上端は前記梁状部材に対しネジ部材によって支持され、当該クランプ状部材は振り子状に可動自在に構成され、
前記クランプ状部材の下端には、前記プラズマ励起用アンテナを挟持して保持する挟持部が形成される、プラズマ処理装置。
（２）前記プラズマ励起用アンテナは、メインコイルとサブコイルを有するアンテナアセンブリであり、
前記メインコイル及び前記サブコイルの外形はそれぞれ、平面視において略円形の渦巻き状に形成され、
前記メインコイル及び前記サブコイルは、それぞれの外形が同心となるように配置され、前記サブコイルは、前記メインコイルの径方向内側に設けられる、（１）に記載のプラズマ処理装置。
（３）前記挟持部は左右一対の挟持部材を含み、
前記挟持部材は、前記メインコイル及び前記サブコイルを構成する導体を、両側から挟み込むことで保持する、（１）又は（２）に記載のプラズマ処理装置。
（４）前記処理容器の蓋体と、前記プラズマ励起用アンテナ及び前記コイルホルダとの間には高さ方向において間隙部が形成され、
前記間隙部は２ｍｍ以上に設計される、（１）～（３）のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
（５）複数の前記梁状部材のそれぞれには少なくとも１以上の前記クランプ状部材が取り付けられ、
前記クランプ状部材は、前記メインコイルの少なくとも１箇所以上を保持し、且つ、前記サブコイルの少なくとも１箇所以上を保持する、（２）に記載のプラズマ処理装置。
（６）前記梁状部材は複数本設けられ、
前記クランプ状部材は、複数本の前記梁状部材の全てにおいて前記メインコイルを保持する位置に配置され、且つ、複数本の前記梁状部材のうちの一部において前記サブコイルを保持する位置に配置される、（５）に記載のプラズマ処理装置。
（７）前記コイルホルダはポリイミドによって形成される、（１）～（６）のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
（８）前記クランプ状部材の配置は、沿面距離に基づいて設定される、（１）～（７）のいずれかに記載のプラズマ処理装置。

３２ プラズマ処理装置
６０ 処理容器
８１ ＲＦアンテナ
８３ 高周波電源
９０ ステージ
１２０ コイルホルダ
１２２ 梁状部材
１２５ クランプ状部材
１２７ ネジ部材
１３０ 挟持部
Ｗ 基板

Claims (9)

1. 処理容器と、
   前記処理容器の内部に配置され、処理対象の基板を載置するステージと、
   前記処理容器の上方に配置されるプラズマ励起用アンテナと、
   前記プラズマ励起用アンテナを保持するコイルホルダと、
   前記プラズマ励起用アンテナに高周波電力を供給する高周波電源と、を含むプラズマ処理装置であって、
   前記コイルホルダは、当該コイルホルダの中央から外側に張り出すように放射線状に配置される複数の梁状部材と、前記梁状部材から下方に吊り下げられて取り付けられるクランプ状部材とを含み、
   前記クランプ状部材の上端は前記梁状部材に対しネジ部材によって支持され、当該クランプ状部材は振り子状に可動自在に構成され、
   前記クランプ状部材の下端には、前記プラズマ励起用アンテナを挟持して保持する挟持部が形成される、プラズマ処理装置。
2. 前記プラズマ励起用アンテナは、メインコイルとサブコイルを有するアンテナアセンブリであり、
   前記メインコイル及び前記サブコイルの外形はそれぞれ、平面視において略円形の渦巻き状に形成され、
   前記メインコイル及び前記サブコイルは、それぞれの外形が同心となるように配置され、前記サブコイルは、前記メインコイルの径方向内側に設けられる、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
3. 前記挟持部は左右一対の挟持部材を含み、
   前記挟持部材は、前記メインコイル及び前記サブコイルを構成する導体を、両側から挟み込むことで保持する、請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
4. 前記処理容器の蓋体と、前記プラズマ励起用アンテナ及び前記コイルホルダとの間には高さ方向において間隙部が形成され、
   前記間隙部は２ｍｍ以上に設計される、請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
5. 複数の前記梁状部材のそれぞれには少なくとも１以上の前記クランプ状部材が取り付けられ、
   前記クランプ状部材は、前記メインコイルの少なくとも１箇所以上を保持し、且つ、前記サブコイルの少なくとも１箇所以上を保持する、請求項２に記載のプラズマ処理装置。
6. 前記梁状部材は複数本設けられ、
   前記クランプ状部材は、複数本の前記梁状部材の全てにおいて前記メインコイルを保持する位置に配置され、且つ、複数本の前記梁状部材のうちの一部において前記サブコイルを保持する位置に配置される、請求項５に記載のプラズマ処理装置。
7. 前記コイルホルダはポリイミドによって形成される、請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
8. 前記クランプ状部材の配置は、沿面距離に基づいて設定される、請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
9. プラズマ処理装置で用いられるプラズマ励起用アンテナを保持するコイルホルダであって、
   前記コイルホルダの中央から外側に張り出すように放射線状に配置される複数の梁状部材と、
   前記梁状部材から下方に吊り下げられて取り付けられるクランプ状部材と、を含み、
   前記クランプ状部材の上端は前記梁状部材に対しネジ部材によって支持され、当該クランプ状部材は振り子状に可動自在に構成され、
   前記クランプ状部材の下端には、前記プラズマ励起用アンテナを挟持して保持する挟持部が形成される、プラズマ励起用アンテナのコイルホルダ。
   

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