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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022136698
(43)【公開日】2022-09-21
(54)【発明の名称】プラズマ処理装置およびそのメンテナンス方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/31 20060101AFI20220913BHJP
H01L 21/3065 20060101ALI20220913BHJP
C23C 16/44 20060101ALI20220913BHJP
C23C 16/50 20060101ALI20220913BHJP
H05H 1/46 20060101ALI20220913BHJP
【ＦＩ】
H01L21/31 C
H01L21/302 101C
C23C16/44 B
C23C16/50
H05H1/46 L
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021036428
(22)【出願日】2021-03-08
(71)【出願人】
【識別番号】000231464
【氏名又は名称】株式会社アルバック
(74)【代理人】
【識別番号】100141139
【弁理士】
【氏名又は名称】及川 周
(74)【代理人】
【識別番号】100134359
【弁理士】
【氏名又は名称】勝俣 智夫
(72)【発明者】
【氏名】森川 泰宏
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 大地
(72)【発明者】
【氏名】土居 謙太
(72)【発明者】
【氏名】中村 敏幸
(72)【発明者】
【氏名】恩地 伸太郎
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 実
【テーマコード（参考）】
2G084
4K030
5F004
5F045
【Ｆターム（参考）】
2G084BB01
2G084BB25
2G084BB30
2G084BB32
2G084CC03
2G084CC09
2G084CC13
2G084CC33
2G084DD03
2G084DD13
2G084DD25
2G084DD35
2G084DD38
2G084FF14
2G084FF21
2G084FF22
2G084FF39
2G084FF40
4K030CA04
4K030CA12
4K030EA05
4K030EA06
4K030EA11
4K030FA01
4K030GA02
4K030KA10
4K030KA20
4K030KA28
4K030KA30
4K030KA46
4K030LA15
5F004BB13
5F004BB18
5F004BB28
5F004BB29
5F004BC01
5F004BD04
5F004CA06
5F004DA00
5F045AA08
5F045DP03
5F045EB03
5F045EB05
5F045EB10
5F045EC05
5F045EF02
5F045EH02
5F045EH20
(57)【要約】
【課題】。
【解決手段】プラズマ処理装置１０であって、減圧した内部で被処理体Ｓのプラズマ処理をおこなうチャンバ１１と、被処理体を載置する平板状の内部電極１２と、チャンバの上蓋１３を形成する誘電体板を挟んで内部電極と対向しチャンバ外に配置された螺旋状の外部電極Ｅ２，Ｅ３と、外部電極に交流電圧を印加するプラズマ形成電源Ｂ，Ｃと、上蓋のガス導入口１５からチャンバ内にプロセスガスＧを導入するガス導入手段１００と、ガス導入手段としてガス導入口を貫通するノズル１１０と、ノズルを覆ってノズルの周囲で上蓋に密着するシールシールド１２０と、ノズルとシールシールドとの間および上蓋とシールシールドとの間をシールするシール部１６０と、シール部によって形成されたシール空間１７０を減圧する減圧手段１５０と、を備え、減圧手段によってシール空間を減圧してシールシールドによってノズルを上蓋に押圧して位置設定する。
【選択図】図３
【解決手段】プラズマ処理装置１０であって、減圧した内部で被処理体Ｓのプラズマ処理をおこなうチャンバ１１と、被処理体を載置する平板状の内部電極１２と、チャンバの上蓋１３を形成する誘電体板を挟んで内部電極と対向しチャンバ外に配置された螺旋状の外部電極Ｅ２，Ｅ３と、外部電極に交流電圧を印加するプラズマ形成電源Ｂ，Ｃと、上蓋のガス導入口１５からチャンバ内にプロセスガスＧを導入するガス導入手段１００と、ガス導入手段としてガス導入口を貫通するノズル１１０と、ノズルを覆ってノズルの周囲で上蓋に密着するシールシールド１２０と、ノズルとシールシールドとの間および上蓋とシールシールドとの間をシールするシール部１６０と、シール部によって形成されたシール空間１７０を減圧する減圧手段１５０と、を備え、減圧手段によってシール空間を減圧してシールシールドによってノズルを上蓋に押圧して位置設定する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
プラズマ処理装置であって、
内部の減圧が可能で、前記内部で被処理体に対してプラズマ処理されるように構成されるチャンバと、
前記チャンバ内に配され、前記被処理体を載置する平板状の内部電極と、
前記チャンバ外に配置され、前記チャンバの上蓋を形成する誘電体板を挟んで、前記内部電極と対向するように配置された螺旋状の外部電極と、
前記外部電極に対して、所定の周波数の交流電圧を印加するプラズマ形成電源と、
前記上蓋に配置されたガス導入口から、前記チャンバ内にプロセスガスを導入するガス導入手段と、
前記ガス導入手段として前記ガス導入口を貫通するノズルと、
前記ノズルを覆って前記ノズルの周囲で前記上蓋に密着するシールシールドと、
前記ノズルと前記シールシールドとの間および前記上蓋と前記シールシールドとの間をシールするシール部と、
前記シール部によって前記ノズルと前記シールシールドとの間および前記上蓋と前記シールシールドとの間に形成されたシール空間を減圧する減圧手段と、
を備え、
前記減圧手段によって前記シール空間を減圧して前記シールシールドによって前記ノズルを前記上蓋に押圧して位置設定する、
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
内部の減圧が可能で、前記内部で被処理体に対してプラズマ処理されるように構成されるチャンバと、
前記チャンバ内に配され、前記被処理体を載置する平板状の内部電極と、
前記チャンバ外に配置され、前記チャンバの上蓋を形成する誘電体板を挟んで、前記内部電極と対向するように配置された螺旋状の外部電極と、
前記外部電極に対して、所定の周波数の交流電圧を印加するプラズマ形成電源と、
前記上蓋に配置されたガス導入口から、前記チャンバ内にプロセスガスを導入するガス導入手段と、
前記ガス導入手段として前記ガス導入口を貫通するノズルと、
前記ノズルを覆って前記ノズルの周囲で前記上蓋に密着するシールシールドと、
前記ノズルと前記シールシールドとの間および前記上蓋と前記シールシールドとの間をシールするシール部と、
前記シール部によって前記ノズルと前記シールシールドとの間および前記上蓋と前記シールシールドとの間に形成されたシール空間を減圧する減圧手段と、
を備え、
前記減圧手段によって前記シール空間を減圧して前記シールシールドによって前記ノズルを前記上蓋に押圧して位置設定する、
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項2】
前記ノズルが、前記ガス導入口を貫通する貫通部と、前記貫通部から径方向外側に向けて拡径されて前記上蓋の外部表面に接触するフランジ部を有し、
前記シール空間の減圧時に、前記フランジ部が前記上蓋の外部表面に接触するとともに前記シールシールドが前記フランジ部に接触する、
ことを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
前記シール空間の減圧時に、前記フランジ部が前記上蓋の外部表面に接触するとともに前記シールシールドが前記フランジ部に接触する、
ことを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
【請求項3】
前記シールシールドが、前記シール空間の減圧時に、前記フランジ部に接触するシールフランジ部と、前記シールフランジ部の外縁に前記フランジ部の径方向外側位置で前記上蓋の外部表面に接触する外周端部と、を有する、
ことを特徴とする請求項２記載のプラズマ処理装置。
ことを特徴とする請求項２記載のプラズマ処理装置。
【請求項4】
前記シールシールドには、前記シール空間と前記減圧手段とを接続する減圧接続部が設けられる、
ことを特徴とする請求項３記載のプラズマ処理装置。
ことを特徴とする請求項３記載のプラズマ処理装置。
【請求項5】
前記シール部が、
前記シールフランジ部と前記フランジ部とが接する位置において前記減圧接続部よりも径方向内側に設けられる内周表面シール部と、
前記外周端部と前記上蓋とが接する位置において前記減圧接続部よりも径方向外側に設けられる外周シール部と、
前記フランジ部と前記上蓋とが接する位置において前記減圧接続部よりも径方向内側に設けられる内周裏面シール部と、
を有する、
ことを特徴とする請求項４記載のプラズマ処理装置。
前記シールフランジ部と前記フランジ部とが接する位置において前記減圧接続部よりも径方向内側に設けられる内周表面シール部と、
前記外周端部と前記上蓋とが接する位置において前記減圧接続部よりも径方向外側に設けられる外周シール部と、
前記フランジ部と前記上蓋とが接する位置において前記減圧接続部よりも径方向内側に設けられる内周裏面シール部と、
を有する、
ことを特徴とする請求項４記載のプラズマ処理装置。
【請求項6】
前記シールシールドの外周に接して、前記ガス導入手段と前記外部電極との位置決めをおこなう位置決めリングを有する、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか記載のプラズマ処理装置。
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか記載のプラズマ処理装置。
【請求項7】
前記シールシールドを覆い前記位置決めリングに固定されるガイドリングを有する、
ことを特徴とする請求項６記載のプラズマ処理装置。
ことを特徴とする請求項６記載のプラズマ処理装置。
【請求項8】
前記減圧手段が、前記チャンバ内を減圧する排気手段に接続可能である、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか記載のプラズマ処理装置。
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか記載のプラズマ処理装置。
【請求項9】
前記上蓋には、前記シールシールドが接する凹部が前記ガス導入口の周りに設けられ、前記シールシールドが前記外部電極から前記ノズルをシールド可能である、
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか記載のプラズマ処理装置。
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか記載のプラズマ処理装置。
【請求項10】
前記シールシールドが前記外部電極からシールド可能なシールド材から構成される、
ことを特徴とする請求項９記載のプラズマ処理装置。
ことを特徴とする請求項９記載のプラズマ処理装置。
【請求項11】
内部の減圧が可能で、前記内部で被処理体に対してプラズマ処理されるように構成されるチャンバと、
前記チャンバ内に配され、前記被処理体を載置する平板状の内部電極と、
前記チャンバ外に配置され、前記チャンバの上蓋を形成する誘電体板を挟んで、前記内部電極と対向するように配置された螺旋状の外部電極と、
前記外部電極に対して、所定の周波数の交流電圧を印加するプラズマ形成電源と、
前記上蓋に配置されたガス導入口から、前記チャンバ内にプロセスガスを導入するガス導入手段と、
前記ガス導入手段として前記ガス導入口を貫通するノズルと、
前記ノズルを覆って前記ノズルの周囲で前記上蓋に密着するシールシールドと、
前記ノズルと前記シールシールドとの間および前記上蓋と前記シールシールドとの間をシールするシール部と、
前記シール部によって前記ノズルと前記シールシールドとの間および前記上蓋と前記シールシールドとの間に形成されたシール空間を減圧する減圧手段と、
前記シールシールドの外周に接して、前記ガス導入手段と前記外部電極との位置決めをおこなう位置決めリングと、
を備え、
前記ノズルが、前記ガス導入口を貫通する貫通部と、前記貫通部から径方向外側に向けて拡径されて前記上蓋の外部表面に接触するフランジ部を有し、
前記シールシールドが、前記フランジ部の径方向外側位置で前記上蓋の外部表面に接触する外周端部と、前記シール空間と前記減圧手段とを接続する減圧接続部と、を有するプラズマ処理装置におけるメンテナンス方法であって、
前記ノズルを前記ガス導入口に貫通させ、前記シールシールドを前記フランジ部に被せて、
前記減圧接続部を介して前記シール空間を前記減圧手段によって減圧し、前記シールシールドによって前記ノズルを前記上蓋に押圧するガス導入手段固定工程と、
前記シールシールドに前記位置決めリングを嵌め合わせて前記ノズルと前記外部電極との位置あわせをするセンタリング工程と、
を有する、
ことを特徴とするプラズマ処理装置のメンテナンス方法。
前記チャンバ内に配され、前記被処理体を載置する平板状の内部電極と、
前記チャンバ外に配置され、前記チャンバの上蓋を形成する誘電体板を挟んで、前記内部電極と対向するように配置された螺旋状の外部電極と、
前記外部電極に対して、所定の周波数の交流電圧を印加するプラズマ形成電源と、
前記上蓋に配置されたガス導入口から、前記チャンバ内にプロセスガスを導入するガス導入手段と、
前記ガス導入手段として前記ガス導入口を貫通するノズルと、
前記ノズルを覆って前記ノズルの周囲で前記上蓋に密着するシールシールドと、
前記ノズルと前記シールシールドとの間および前記上蓋と前記シールシールドとの間をシールするシール部と、
前記シール部によって前記ノズルと前記シールシールドとの間および前記上蓋と前記シールシールドとの間に形成されたシール空間を減圧する減圧手段と、
前記シールシールドの外周に接して、前記ガス導入手段と前記外部電極との位置決めをおこなう位置決めリングと、
を備え、
前記ノズルが、前記ガス導入口を貫通する貫通部と、前記貫通部から径方向外側に向けて拡径されて前記上蓋の外部表面に接触するフランジ部を有し、
前記シールシールドが、前記フランジ部の径方向外側位置で前記上蓋の外部表面に接触する外周端部と、前記シール空間と前記減圧手段とを接続する減圧接続部と、を有するプラズマ処理装置におけるメンテナンス方法であって、
前記ノズルを前記ガス導入口に貫通させ、前記シールシールドを前記フランジ部に被せて、
前記減圧接続部を介して前記シール空間を前記減圧手段によって減圧し、前記シールシールドによって前記ノズルを前記上蓋に押圧するガス導入手段固定工程と、
前記シールシールドに前記位置決めリングを嵌め合わせて前記ノズルと前記外部電極との位置あわせをするセンタリング工程と、
を有する、
ことを特徴とするプラズマ処理装置のメンテナンス方法。
【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およびそのメンテナンス方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ドライエッチング法により半導体基板に、深溝のトレンチ構造や、アスペクト比（貫通孔の深さ／貫通孔の開口径）の大きな貫通孔などを形成するため、らせん状のアンテナ構造から形成される対向電極を備えたプラズマ処理装置が知られている（特許文献１）。
【0003】
特許文献１記載の装置では、らせん状のアンテナ１４の中央にガスを供給するガス導入口１５が設けられている。ガス導入の詳細としては、プラズマ処理チャンバの構成要素が知られている（特許文献２）。
【0004】
特許文献２記載におけるガス導入では、例えば、石英窓１５にボルト２０で固定されている。また、ＲＦシールド１８により、ガス注入器１６の内部でプラズマが形成されないようにシールドしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】国際公開第２０１６／１１４２３２号
【特許文献2】特許第６２１５２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、石英窓にボルトによる固定をおこなうと、プラズマ形成時の熱応力によりクラックが発生する等の不具合の可能性があり、これを回避したいという要求があった。
また、プラズマ形成空間であるチャンバへのガス導入と、アンテナからのＲＦ印加との位置設定は、形成されるプラズマ状態への影響が極めて大きい。このため、成膜状態等へのプラズマ処理条件の正確性を維持するために、ガス導入位置とＲＦ印加位置との正確性は、プラズマ形成制御への条件設定としての極めて高い正確性が要求されている。
また、プラズマ形成空間であるチャンバへのガス導入と、アンテナからのＲＦ印加との位置設定は、形成されるプラズマ状態への影響が極めて大きい。このため、成膜状態等へのプラズマ処理条件の正確性を維持するために、ガス導入位置とＲＦ印加位置との正確性は、プラズマ形成制御への条件設定としての極めて高い正確性が要求されている。
【0007】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、以下の目的を達成しようとするものである。
１．ガス導入位置とＲＦ印加位置との正確性を維持可能とすること。
２．プラズマ形成状態の正確性および再現性を維持すること。
３．熱応力による不具合発生を回避すること。
４．ガス漏洩をより一層防止すること。
５．ノズル内へのＲＦシールドを少ない部品点数でおこなうこと。
６．メンテナンス等における装置の組み立てに必要な作業時間を短縮すること。
１．ガス導入位置とＲＦ印加位置との正確性を維持可能とすること。
２．プラズマ形成状態の正確性および再現性を維持すること。
３．熱応力による不具合発生を回避すること。
４．ガス漏洩をより一層防止すること。
５．ノズル内へのＲＦシールドを少ない部品点数でおこなうこと。
６．メンテナンス等における装置の組み立てに必要な作業時間を短縮すること。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明のプラズマ処理装置は、
プラズマ処理装置であって、
内部の減圧が可能で、前記内部で被処理体に対してプラズマ処理されるように構成されるチャンバと、
前記チャンバ内に配され、前記被処理体を載置する平板状の内部電極と、
前記チャンバ外に配置され、前記チャンバの上蓋を形成する誘電体板を挟んで、前記内部電極と対向するように配置された螺旋状の外部電極と、
前記外部電極に対して、所定の周波数の交流電圧を印加するプラズマ形成電源と、
前記上蓋に配置されたガス導入口から、前記チャンバ内にプロセスガスを導入するガス導入手段と、
前記ガス導入手段として前記ガス導入口を貫通するノズルと、
前記ノズルを覆って前記ノズルの周囲で前記上蓋に密着するシールシールドと、
前記ノズルと前記シールシールドとの間および前記上蓋と前記シールシールドとの間をシールするシール部と、
前記シール部によって前記ノズルと前記シールシールドとの間および前記上蓋と前記シールシールドとの間に形成されたシール空間を減圧する減圧手段と、
を備え、
前記減圧手段によって前記シール空間を減圧して前記シールシールドによって前記ノズルを前記上蓋に押圧して位置設定する、
ことにより上記課題を解決した。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記ノズルが、前記ガス導入口を貫通する貫通部と、前記貫通部から径方向外側に向けて拡径されて前記上蓋の外部表面に接触するフランジ部を有し、
前記シール空間の減圧時に、前記フランジ部が前記上蓋の外部表面に接触するとともに前記シールシールドが前記フランジ部に接触する、
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記シールシールドが、前記シール空間の減圧時に、前記フランジ部に接触するシールフランジ部と、前記シールフランジ部の外縁に前記フランジ部の径方向外側位置で前記上蓋の外部表面に接触する外周端部と、を有する、
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記シールシールドには、前記シール空間と前記減圧手段とを接続する減圧接続部が設けられる、
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記シール部が、
前記シールフランジ部と前記フランジ部とが接する位置において前記減圧接続部よりも径方向内側に設けられる内周表面シール部と、
前記外周端部と前記上蓋とが接する位置において前記減圧接続部よりも径方向外側に設けられる外周シール部と、
前記フランジ部と前記上蓋とが接する位置において前記減圧接続部よりも径方向内側に設けられる内周裏面シール部と、
を有する、
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記シールシールドの外周に接して、前記ガス導入手段と前記外部電極との位置決めをおこなう位置決めリングを有する、
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記シールシールドを覆い前記位置決めリングに固定されるガイドリングを有する、
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記減圧手段が、前記チャンバ内を減圧する排気手段に接続可能である、
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記上蓋には、前記シールシールドが接する凹部が前記ガス導入口の周りに設けられ、前記シールシールドが前記外部電極から前記ノズルをシールド可能である、
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記シールシールドを前記外部電極からシールド可能なシールド材から構成される
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置のメンテナンス方法は、
内部の減圧が可能で、前記内部で被処理体に対してプラズマ処理されるように構成されるチャンバと、
前記チャンバ内に配され、前記被処理体を載置する平板状の内部電極と、
前記チャンバ外に配置され、前記チャンバの上蓋を形成する誘電体板を挟んで、前記内部電極と対向するように配置された螺旋状の外部電極と、
前記外部電極に対して、所定の周波数の交流電圧を印加するプラズマ形成電源と、
前記上蓋に配置されたガス導入口から、前記チャンバ内にプロセスガスを導入するガス導入手段と、
前記ガス導入手段として前記ガス導入口を貫通するノズルと、
前記ノズルを覆って前記ノズルの周囲で前記上蓋に密着するシールシールドと、
前記ノズルと前記シールシールドとの間および前記上蓋と前記シールシールドとの間をシールするシール部と、
前記シール部によって前記ノズルと前記シールシールドとの間および前記上蓋と前記シールシールドとの間に形成されたシール空間を減圧する減圧手段と、
前記シールシールドの外周に接して、前記ガス導入手段と前記外部電極との位置決めをおこなう位置決めリングと、
を備え、
前記ノズルが、前記ガス導入口を貫通する貫通部と、前記貫通部から径方向外側に向けて拡径されて前記上蓋の外部表面に接触するフランジ部を有し、
前記シールシールドが、前記フランジ部の径方向外側位置で前記上蓋の外部表面に接触する外周端部と、前記シール空間と前記減圧手段とを接続する減圧接続部と、を有するプラズマ処理装置におけるメンテナンス方法であって、
前記ノズルを前記ガス導入口に貫通させ、前記シールシールドを前記フランジ部に被せて、
前記減圧接続部を介して前記シール空間を前記減圧手段によって減圧し、前記シールシールドによって前記ノズルを前記上蓋に押圧するガス導入手段固定工程と、
前記シールシールドに前記位置決めリングを嵌め合わせて前記ノズルと前記外部電極との位置あわせをするセンタリング工程と、
を有する、
ことができる。
プラズマ処理装置であって、
内部の減圧が可能で、前記内部で被処理体に対してプラズマ処理されるように構成されるチャンバと、
前記チャンバ内に配され、前記被処理体を載置する平板状の内部電極と、
前記チャンバ外に配置され、前記チャンバの上蓋を形成する誘電体板を挟んで、前記内部電極と対向するように配置された螺旋状の外部電極と、
前記外部電極に対して、所定の周波数の交流電圧を印加するプラズマ形成電源と、
前記上蓋に配置されたガス導入口から、前記チャンバ内にプロセスガスを導入するガス導入手段と、
前記ガス導入手段として前記ガス導入口を貫通するノズルと、
前記ノズルを覆って前記ノズルの周囲で前記上蓋に密着するシールシールドと、
前記ノズルと前記シールシールドとの間および前記上蓋と前記シールシールドとの間をシールするシール部と、
前記シール部によって前記ノズルと前記シールシールドとの間および前記上蓋と前記シールシールドとの間に形成されたシール空間を減圧する減圧手段と、
を備え、
前記減圧手段によって前記シール空間を減圧して前記シールシールドによって前記ノズルを前記上蓋に押圧して位置設定する、
ことにより上記課題を解決した。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記ノズルが、前記ガス導入口を貫通する貫通部と、前記貫通部から径方向外側に向けて拡径されて前記上蓋の外部表面に接触するフランジ部を有し、
前記シール空間の減圧時に、前記フランジ部が前記上蓋の外部表面に接触するとともに前記シールシールドが前記フランジ部に接触する、
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記シールシールドが、前記シール空間の減圧時に、前記フランジ部に接触するシールフランジ部と、前記シールフランジ部の外縁に前記フランジ部の径方向外側位置で前記上蓋の外部表面に接触する外周端部と、を有する、
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記シールシールドには、前記シール空間と前記減圧手段とを接続する減圧接続部が設けられる、
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記シール部が、
前記シールフランジ部と前記フランジ部とが接する位置において前記減圧接続部よりも径方向内側に設けられる内周表面シール部と、
前記外周端部と前記上蓋とが接する位置において前記減圧接続部よりも径方向外側に設けられる外周シール部と、
前記フランジ部と前記上蓋とが接する位置において前記減圧接続部よりも径方向内側に設けられる内周裏面シール部と、
を有する、
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記シールシールドの外周に接して、前記ガス導入手段と前記外部電極との位置決めをおこなう位置決めリングを有する、
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記シールシールドを覆い前記位置決めリングに固定されるガイドリングを有する、
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記減圧手段が、前記チャンバ内を減圧する排気手段に接続可能である、
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記上蓋には、前記シールシールドが接する凹部が前記ガス導入口の周りに設けられ、前記シールシールドが前記外部電極から前記ノズルをシールド可能である、
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置は、
前記シールシールドを前記外部電極からシールド可能なシールド材から構成される
ことができる。
本発明のプラズマ処理装置のメンテナンス方法は、
内部の減圧が可能で、前記内部で被処理体に対してプラズマ処理されるように構成されるチャンバと、
前記チャンバ内に配され、前記被処理体を載置する平板状の内部電極と、
前記チャンバ外に配置され、前記チャンバの上蓋を形成する誘電体板を挟んで、前記内部電極と対向するように配置された螺旋状の外部電極と、
前記外部電極に対して、所定の周波数の交流電圧を印加するプラズマ形成電源と、
前記上蓋に配置されたガス導入口から、前記チャンバ内にプロセスガスを導入するガス導入手段と、
前記ガス導入手段として前記ガス導入口を貫通するノズルと、
前記ノズルを覆って前記ノズルの周囲で前記上蓋に密着するシールシールドと、
前記ノズルと前記シールシールドとの間および前記上蓋と前記シールシールドとの間をシールするシール部と、
前記シール部によって前記ノズルと前記シールシールドとの間および前記上蓋と前記シールシールドとの間に形成されたシール空間を減圧する減圧手段と、
前記シールシールドの外周に接して、前記ガス導入手段と前記外部電極との位置決めをおこなう位置決めリングと、
を備え、
前記ノズルが、前記ガス導入口を貫通する貫通部と、前記貫通部から径方向外側に向けて拡径されて前記上蓋の外部表面に接触するフランジ部を有し、
前記シールシールドが、前記フランジ部の径方向外側位置で前記上蓋の外部表面に接触する外周端部と、前記シール空間と前記減圧手段とを接続する減圧接続部と、を有するプラズマ処理装置におけるメンテナンス方法であって、
前記ノズルを前記ガス導入口に貫通させ、前記シールシールドを前記フランジ部に被せて、
前記減圧接続部を介して前記シール空間を前記減圧手段によって減圧し、前記シールシールドによって前記ノズルを前記上蓋に押圧するガス導入手段固定工程と、
前記シールシールドに前記位置決めリングを嵌め合わせて前記ノズルと前記外部電極との位置あわせをするセンタリング工程と、
を有する、
ことができる。
【0009】
本発明のプラズマ処理装置は、
プラズマ処理装置であって、
内部の減圧が可能で、前記内部で被処理体に対してプラズマ処理されるように構成されるチャンバと、
前記チャンバ内に配され、前記被処理体を載置する平板状の内部電極と、
前記チャンバ外に配置され、前記チャンバの上蓋を形成する誘電体板を挟んで、前記内部電極と対向するように配置された螺旋状の外部電極と、
前記外部電極に対して、所定の周波数の交流電圧を印加するプラズマ形成電源と、
前記上蓋に配置されたガス導入口から、前記チャンバ内にプロセスガスを導入するガス導入手段と、
前記ガス導入手段として前記ガス導入口を貫通するノズルと、
前記ノズルを覆って前記ノズルの周囲で前記上蓋に密着するシールシールドと、
前記ノズルと前記シールシールドとの間および前記上蓋と前記シールシールドとの間をシールするシール部と、
前記シール部によって前記ノズルと前記シールシールドとの間および前記上蓋と前記シールシールドとの間に形成されたシール空間を減圧する減圧手段と、
を備え、
前記減圧手段によって前記シール空間を減圧して前記シールシールドによって前記ノズルを前記上蓋に押圧して位置設定する。
これにより、石英等の誘電体板にヘリサート等を形成してボルト等によるネジ止めをおこなうことなくガス導入手段を上蓋に固定することが可能となる。したがって、上蓋に対するノズルおよびシールシールドの位置決めおよび固定を減圧手段による減圧をおこなうだけで何回でも繰り返し、また、正確性を担保して、かつ、確実に固定をおこなうことができる。これにより、ヘリサート等に起因して、プラズマ形成時の熱応力によるクラック発生などの不具合が生じることがない。
また、ノズルを石英等から構成することにより、フッ素系等のガスを用いるプラズマ処理におけるプラズマ形成状態の正確性を維持することが可能となる。同時に、外部電源からチャンバ内部に供給されるＲＦ（高周波）電力をシールシールドによってノズルに対してシールドし、ノズル内でプラズマが形成されてしまうことを防止できる。
プラズマ処理装置であって、
内部の減圧が可能で、前記内部で被処理体に対してプラズマ処理されるように構成されるチャンバと、
前記チャンバ内に配され、前記被処理体を載置する平板状の内部電極と、
前記チャンバ外に配置され、前記チャンバの上蓋を形成する誘電体板を挟んで、前記内部電極と対向するように配置された螺旋状の外部電極と、
前記外部電極に対して、所定の周波数の交流電圧を印加するプラズマ形成電源と、
前記上蓋に配置されたガス導入口から、前記チャンバ内にプロセスガスを導入するガス導入手段と、
前記ガス導入手段として前記ガス導入口を貫通するノズルと、
前記ノズルを覆って前記ノズルの周囲で前記上蓋に密着するシールシールドと、
前記ノズルと前記シールシールドとの間および前記上蓋と前記シールシールドとの間をシールするシール部と、
前記シール部によって前記ノズルと前記シールシールドとの間および前記上蓋と前記シールシールドとの間に形成されたシール空間を減圧する減圧手段と、
を備え、
前記減圧手段によって前記シール空間を減圧して前記シールシールドによって前記ノズルを前記上蓋に押圧して位置設定する。
これにより、石英等の誘電体板にヘリサート等を形成してボルト等によるネジ止めをおこなうことなくガス導入手段を上蓋に固定することが可能となる。したがって、上蓋に対するノズルおよびシールシールドの位置決めおよび固定を減圧手段による減圧をおこなうだけで何回でも繰り返し、また、正確性を担保して、かつ、確実に固定をおこなうことができる。これにより、ヘリサート等に起因して、プラズマ形成時の熱応力によるクラック発生などの不具合が生じることがない。
また、ノズルを石英等から構成することにより、フッ素系等のガスを用いるプラズマ処理におけるプラズマ形成状態の正確性を維持することが可能となる。同時に、外部電源からチャンバ内部に供給されるＲＦ（高周波）電力をシールシールドによってノズルに対してシールドし、ノズル内でプラズマが形成されてしまうことを防止できる。
【0010】
本発明のプラズマ処理装置は、
前記ノズルが、前記ガス導入口を貫通する貫通部と、前記貫通部から径方向外側に向けて拡径されて前記上蓋の外部表面に接触するフランジ部を有し、
前記シール空間の減圧時に、前記フランジ部が前記上蓋の外部表面に接触するとともに前記シールシールドが前記フランジ部に接触する。
これにより、貫通部がガス導入孔を貫通してフランジ部が上蓋の外部表面に当接した状態で、シールシールドと上蓋とに挟持されることで、ノズルの位置設定およびノズルの上蓋への固定をおこなうことができる。また、シール空間を減圧するだけで、シースシールドによってフランジ部を上蓋の外部表面に向けて押圧し、フランジ部と上蓋の外部表面とが接触して互いに押圧した状態となることにより、ノズルと上蓋とを互いに固定することが可能である。したがって、ヘリサート等を設ける必要がなく、石英等からなる上蓋に不必要な熱応力が作用してクラック発生などの不具合が発生することを防止できる。
前記ノズルが、前記ガス導入口を貫通する貫通部と、前記貫通部から径方向外側に向けて拡径されて前記上蓋の外部表面に接触するフランジ部を有し、
前記シール空間の減圧時に、前記フランジ部が前記上蓋の外部表面に接触するとともに前記シールシールドが前記フランジ部に接触する。
これにより、貫通部がガス導入孔を貫通してフランジ部が上蓋の外部表面に当接した状態で、シールシールドと上蓋とに挟持されることで、ノズルの位置設定およびノズルの上蓋への固定をおこなうことができる。また、シール空間を減圧するだけで、シースシールドによってフランジ部を上蓋の外部表面に向けて押圧し、フランジ部と上蓋の外部表面とが接触して互いに押圧した状態となることにより、ノズルと上蓋とを互いに固定することが可能である。したがって、ヘリサート等を設ける必要がなく、石英等からなる上蓋に不必要な熱応力が作用してクラック発生などの不具合が発生することを防止できる。
【0011】
本発明のプラズマ処理装置は、
前記シールシールドが、前記シール空間の減圧時に、前記フランジ部に接触するシールフランジ部と、前記シールフランジ部の外縁に前記フランジ部の径方向外側位置で前記上蓋の外部表面に接触する外周端部と、を有する。
これにより、シールフランジ部とその外縁の外周端部によってフランジ部を覆い、フランジ部をシール可能とするとともに、外周端部が上蓋の外部表面に接触することで、外周端部と上蓋の外部表面とを密閉してシール空間を形成することが可能となる。同時に、シール空間の減圧時にシールフランジ部がフランジ部に接触するとともに押圧して、フランジ部を上蓋に押圧固定することが可能となる。
前記シールシールドが、前記シール空間の減圧時に、前記フランジ部に接触するシールフランジ部と、前記シールフランジ部の外縁に前記フランジ部の径方向外側位置で前記上蓋の外部表面に接触する外周端部と、を有する。
これにより、シールフランジ部とその外縁の外周端部によってフランジ部を覆い、フランジ部をシール可能とするとともに、外周端部が上蓋の外部表面に接触することで、外周端部と上蓋の外部表面とを密閉してシール空間を形成することが可能となる。同時に、シール空間の減圧時にシールフランジ部がフランジ部に接触するとともに押圧して、フランジ部を上蓋に押圧固定することが可能となる。
【0012】
本発明のプラズマ処理装置は、
前記シールシールドには、前記シール空間と前記減圧手段とを接続する減圧接続部が設けられる。
これにより、減圧接続部からシール空間を減圧した状態で、ノズルおよびシールシールドの位置固定、および、外部電極との位置設定をおこなった状態を維持することができる。これによって、シール空間を減圧した状態を維持しているので、ノズルおよび上蓋等のクラック発生などによりチャンバ内部からのガスが漏洩しそうになった場合、シール空間および減圧接続部を介して、これを吸引して、チャンバ内部から外部にガスが漏洩することを二重に防止することができる。
前記シールシールドには、前記シール空間と前記減圧手段とを接続する減圧接続部が設けられる。
これにより、減圧接続部からシール空間を減圧した状態で、ノズルおよびシールシールドの位置固定、および、外部電極との位置設定をおこなった状態を維持することができる。これによって、シール空間を減圧した状態を維持しているので、ノズルおよび上蓋等のクラック発生などによりチャンバ内部からのガスが漏洩しそうになった場合、シール空間および減圧接続部を介して、これを吸引して、チャンバ内部から外部にガスが漏洩することを二重に防止することができる。
【0013】
本発明のプラズマ処理装置は、
前記シール部が、
前記シールフランジ部と前記フランジ部とが接する位置において前記減圧接続部よりも径方向内側に設けられる内周表面シール部と、
前記外周端部と前記上蓋とが接する位置において前記減圧接続部よりも径方向外側に設けられる外周シール部と、
前記フランジ部と前記上蓋とが接する位置において前記減圧接続部よりも径方向内側に設けられる内周裏面シール部と、
を有する。
これにより、それぞれのシール部と、内周表面シール部よりも径方向外側となるシールフランジ部の上蓋に対向する面と、シールフランジ部に隣接する外周端部の内周面と、外周シール部よりも径方向内側となる外周端部の上蓋に対向する面と、内周表面シール部よりも径方向外側となるフランジ部の外部に向いた面と、フランジ部の外周面と、内周裏面シール部よりも径方向外側となるフランジ部の上蓋に対向する面と、外周シール部よりも径方向内側で内周裏面シール部よりも径方向外側となる上蓋の表面と、で囲まれたシール空間を密閉するとともに、減圧接続部に接続された減圧手段によって、シール空間を減圧することが可能となる。
同時に、内周表面シール部と外周シール部と内周裏面シール部とはいずれも、シール空間の減圧によってそれぞれ押しつけられて変形し、密閉に必要なシール状態を維持することができる。
前記シール部が、
前記シールフランジ部と前記フランジ部とが接する位置において前記減圧接続部よりも径方向内側に設けられる内周表面シール部と、
前記外周端部と前記上蓋とが接する位置において前記減圧接続部よりも径方向外側に設けられる外周シール部と、
前記フランジ部と前記上蓋とが接する位置において前記減圧接続部よりも径方向内側に設けられる内周裏面シール部と、
を有する。
これにより、それぞれのシール部と、内周表面シール部よりも径方向外側となるシールフランジ部の上蓋に対向する面と、シールフランジ部に隣接する外周端部の内周面と、外周シール部よりも径方向内側となる外周端部の上蓋に対向する面と、内周表面シール部よりも径方向外側となるフランジ部の外部に向いた面と、フランジ部の外周面と、内周裏面シール部よりも径方向外側となるフランジ部の上蓋に対向する面と、外周シール部よりも径方向内側で内周裏面シール部よりも径方向外側となる上蓋の表面と、で囲まれたシール空間を密閉するとともに、減圧接続部に接続された減圧手段によって、シール空間を減圧することが可能となる。
同時に、内周表面シール部と外周シール部と内周裏面シール部とはいずれも、シール空間の減圧によってそれぞれ押しつけられて変形し、密閉に必要なシール状態を維持することができる。
【0014】
本発明のプラズマ処理装置は、
前記シールシールドの外周に接して、前記ガス導入手段と前記外部電極との位置決めをおこなう位置決めリングを有する。
これにより、外部電極の位置決めをおこなう位置決めリングをシールシールドの外周と一致するように嵌め込むことにより、上蓋の表面に沿った方向におけるシールシールドと外部電極との位置決めをおこなうことができる。これによって、上蓋の表面に沿った方向におけるノズルと外部電極との位置決めをおこなって、ガス導入手段からのチャンバ内部へのガス供給位置と、外部電極からのＲＦ印加位置との中心を一致させることが可能となり、プラズマ形成状態を中心に対して対称に制御して、プラズマ処理の制御性を向上することが可能となる。
ここで、位置決めリングには、外部電極を上蓋に対して所定の位置に配置するために位置設定をおこなう構成、たとえは、らせん状に多重に巻回された外部電極を径方向に延在して支持する支持径部等が接続されていることができる。
前記シールシールドの外周に接して、前記ガス導入手段と前記外部電極との位置決めをおこなう位置決めリングを有する。
これにより、外部電極の位置決めをおこなう位置決めリングをシールシールドの外周と一致するように嵌め込むことにより、上蓋の表面に沿った方向におけるシールシールドと外部電極との位置決めをおこなうことができる。これによって、上蓋の表面に沿った方向におけるノズルと外部電極との位置決めをおこなって、ガス導入手段からのチャンバ内部へのガス供給位置と、外部電極からのＲＦ印加位置との中心を一致させることが可能となり、プラズマ形成状態を中心に対して対称に制御して、プラズマ処理の制御性を向上することが可能となる。
ここで、位置決めリングには、外部電極を上蓋に対して所定の位置に配置するために位置設定をおこなう構成、たとえは、らせん状に多重に巻回された外部電極を径方向に延在して支持する支持径部等が接続されていることができる。
【0015】
本発明のプラズマ処理装置は、
前記シールシールドを覆い前記位置決めリングに固定されるガイドリングを有する。
これにより、ノズルとシールシールドとの位置決めをして、これらに対して位置決めシリングおよび接続された外部電極の位置決めをおこなって、これらをガイドリングによって固定することで、ガス導入手段と外部電極との一固定をおこなうことが可能となる。したがって、ガス導入手段と外部電極との位置再現性を向上することが可能となる。
前記シールシールドを覆い前記位置決めリングに固定されるガイドリングを有する。
これにより、ノズルとシールシールドとの位置決めをして、これらに対して位置決めシリングおよび接続された外部電極の位置決めをおこなって、これらをガイドリングによって固定することで、ガス導入手段と外部電極との一固定をおこなうことが可能となる。したがって、ガス導入手段と外部電極との位置再現性を向上することが可能となる。
【0016】
本発明のプラズマ処理装置は、
前記減圧手段が、前記チャンバ内を減圧する排気手段に接続可能である。
これにより、ガス導入手段の位置設定、つまり、ノズルとシールシールドとの固定のためにシール空間を減圧する際に、チャンバ内を減圧する際に用いられる排気手段を共通して用いることができる。このため、部品点数を削減して装置構成を簡単にするとともに、チャンバの減圧中には、ノズルとシールシールドとの故知位置が変化しないようにすることもできる。
前記減圧手段が、前記チャンバ内を減圧する排気手段に接続可能である。
これにより、ガス導入手段の位置設定、つまり、ノズルとシールシールドとの固定のためにシール空間を減圧する際に、チャンバ内を減圧する際に用いられる排気手段を共通して用いることができる。このため、部品点数を削減して装置構成を簡単にするとともに、チャンバの減圧中には、ノズルとシールシールドとの故知位置が変化しないようにすることもできる。
【0017】
本発明のプラズマ処理装置は、
前記上蓋には、前記シールシールドが接する凹部が前記ガス導入口の周りに設けられ、前記シールシールドが前記外部電極から前記ノズルをシールド可能である。
これにより、ノズルの貫通部をガス導入口に挿入し、および、ノズルのフランジ部とシースシールドの外周端部を凹部の底部に接触させることによって、アライメントをおこなうための位置設定をすることができる。さらに、シールシールドの外周端部が上蓋の厚さ方向における凹部の中に位置していることにより、上蓋の外部表面に接するかそれよりもチャンバ内部よりも離間するつまり外側に位置する外部電極から供給されるＲＦ電力がノズル内に印加されて、ノズル内部でプラズマが形成されてしまうことを防止できる。
前記上蓋には、前記シールシールドが接する凹部が前記ガス導入口の周りに設けられ、前記シールシールドが前記外部電極から前記ノズルをシールド可能である。
これにより、ノズルの貫通部をガス導入口に挿入し、および、ノズルのフランジ部とシースシールドの外周端部を凹部の底部に接触させることによって、アライメントをおこなうための位置設定をすることができる。さらに、シールシールドの外周端部が上蓋の厚さ方向における凹部の中に位置していることにより、上蓋の外部表面に接するかそれよりもチャンバ内部よりも離間するつまり外側に位置する外部電極から供給されるＲＦ電力がノズル内に印加されて、ノズル内部でプラズマが形成されてしまうことを防止できる。
【0018】
本発明のプラズマ処理装置は、
前記シールシールドが前記外部電極からシールド可能なシールド材から構成される。
例えば、シールド材として、鉄、銅、アルミニウム等、あるいはこれらの合金、ＳＵＳなどの金属から構成されることにより、外部電極からノズルへと至るＲＦをシールフラ二部と外周端部とでシールドすることができる。
つまり、本発明のプラズマ処理装置は、
シールシールドによって、ガス導入手段の固定、ガス漏洩の防止、ノズルへのＲＦシールド、という三つの機能を同時に呈することが可能となる。
前記シールシールドが前記外部電極からシールド可能なシールド材から構成される。
例えば、シールド材として、鉄、銅、アルミニウム等、あるいはこれらの合金、ＳＵＳなどの金属から構成されることにより、外部電極からノズルへと至るＲＦをシールフラ二部と外周端部とでシールドすることができる。
つまり、本発明のプラズマ処理装置は、
シールシールドによって、ガス導入手段の固定、ガス漏洩の防止、ノズルへのＲＦシールド、という三つの機能を同時に呈することが可能となる。
【0019】
本発明のプラズマ処理装置のメンテナンス方法は、
内部の減圧が可能で、前記内部で被処理体に対してプラズマ処理されるように構成されるチャンバと、
前記チャンバ内に配され、前記被処理体を載置する平板状の内部電極と、
前記チャンバ外に配置され、前記チャンバの上蓋を形成する誘電体板を挟んで、前記内部電極と対向するように配置された螺旋状の外部電極と、
前記外部電極に対して、所定の周波数の交流電圧を印加するプラズマ形成電源と、
前記上蓋に配置されたガス導入口から、前記チャンバ内にプロセスガスを導入するガス導入手段と、
前記ガス導入手段として前記ガス導入口を貫通するノズルと、
前記ノズルを覆って前記ノズルの周囲で前記上蓋に密着するシールシールドと、
前記ノズルと前記シールシールドとの間および前記上蓋と前記シールシールドとの間をシールするシール部と、
前記シール部によって前記ノズルと前記シールシールドとの間および前記上蓋と前記シールシールドとの間に形成されたシール空間を減圧する減圧手段と、
前記シールシールドの外周に接して、前記ガス導入手段と前記外部電極との位置決めをおこなう位置決めリングと、
を備え、
前記ノズルが、前記ガス導入口を貫通する貫通部と、前記貫通部から径方向外側に向けて拡径されて前記上蓋の外部表面に接触するフランジ部を有し、
前記シールシールドが、前記フランジ部の径方向外側位置で前記上蓋の外部表面に接触する外周端部と、前記シール空間と前記減圧手段とを接続する減圧接続部と、を有するプラズマ処理装置におけるメンテナンス方法であって、
前記ノズルを前記ガス導入口に貫通させ、前記シールシールドを前記フランジ部に被せて、
前記減圧接続部を介して前記シール空間を前記減圧手段によって減圧し、前記シールシールドによって前記ノズルを前記上蓋に押圧するガス導入手段固定工程と、
前記シールシールドに前記位置決めリングを嵌め合わせて前記ノズルと前記外部電極との位置あわせをするセンタリング工程と、
を有する。
これにより、ガス導入手段固定工程において、減圧手段によってシール空間を減圧するだけで、ノズルの位置設定を何度でもおこない、また、上蓋にはヘリサート等を設けることなくノズルを固定することが可能となる。同時に、ノズルとシールシールドの位置設定および固定をおこなった後に、チャンバ内部の減圧をおこなうことができる。また、プラズマ形成工程およびプラズマ処理工程においてチャンバ内部が温度上昇して、上蓋に熱応力が生じた場合でも、ヘリサート等によってノズルを肯定していないので、クラック発生等の不具合が生じることがない。
ノズルとシールシールドとの上蓋に対する位置設定と、外部電極の位置設定とをおこなって、これらの芯出しをおこなうセンタリング工程とを繰り返しても、これらの精密性および正確性が低下することがない。したがって、メンテナンスなどによってチャンバの再組み立てにおける作業時間を短縮することができる。
また、プラズマ形成の再現性を向上して、プラズマ処理における処理の再現性を向上することが容易となる。
内部の減圧が可能で、前記内部で被処理体に対してプラズマ処理されるように構成されるチャンバと、
前記チャンバ内に配され、前記被処理体を載置する平板状の内部電極と、
前記チャンバ外に配置され、前記チャンバの上蓋を形成する誘電体板を挟んで、前記内部電極と対向するように配置された螺旋状の外部電極と、
前記外部電極に対して、所定の周波数の交流電圧を印加するプラズマ形成電源と、
前記上蓋に配置されたガス導入口から、前記チャンバ内にプロセスガスを導入するガス導入手段と、
前記ガス導入手段として前記ガス導入口を貫通するノズルと、
前記ノズルを覆って前記ノズルの周囲で前記上蓋に密着するシールシールドと、
前記ノズルと前記シールシールドとの間および前記上蓋と前記シールシールドとの間をシールするシール部と、
前記シール部によって前記ノズルと前記シールシールドとの間および前記上蓋と前記シールシールドとの間に形成されたシール空間を減圧する減圧手段と、
前記シールシールドの外周に接して、前記ガス導入手段と前記外部電極との位置決めをおこなう位置決めリングと、
を備え、
前記ノズルが、前記ガス導入口を貫通する貫通部と、前記貫通部から径方向外側に向けて拡径されて前記上蓋の外部表面に接触するフランジ部を有し、
前記シールシールドが、前記フランジ部の径方向外側位置で前記上蓋の外部表面に接触する外周端部と、前記シール空間と前記減圧手段とを接続する減圧接続部と、を有するプラズマ処理装置におけるメンテナンス方法であって、
前記ノズルを前記ガス導入口に貫通させ、前記シールシールドを前記フランジ部に被せて、
前記減圧接続部を介して前記シール空間を前記減圧手段によって減圧し、前記シールシールドによって前記ノズルを前記上蓋に押圧するガス導入手段固定工程と、
前記シールシールドに前記位置決めリングを嵌め合わせて前記ノズルと前記外部電極との位置あわせをするセンタリング工程と、
を有する。
これにより、ガス導入手段固定工程において、減圧手段によってシール空間を減圧するだけで、ノズルの位置設定を何度でもおこない、また、上蓋にはヘリサート等を設けることなくノズルを固定することが可能となる。同時に、ノズルとシールシールドの位置設定および固定をおこなった後に、チャンバ内部の減圧をおこなうことができる。また、プラズマ形成工程およびプラズマ処理工程においてチャンバ内部が温度上昇して、上蓋に熱応力が生じた場合でも、ヘリサート等によってノズルを肯定していないので、クラック発生等の不具合が生じることがない。
ノズルとシールシールドとの上蓋に対する位置設定と、外部電極の位置設定とをおこなって、これらの芯出しをおこなうセンタリング工程とを繰り返しても、これらの精密性および正確性が低下することがない。したがって、メンテナンスなどによってチャンバの再組み立てにおける作業時間を短縮することができる。
また、プラズマ形成の再現性を向上して、プラズマ処理における処理の再現性を向上することが容易となる。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、チャンバへのガス導入位置とＲＦ印加位置との正確性を維持可能とし、プラズマ形成状態の正確性および再現性を維持し、熱応力による不具合発生を回避し、ガス漏洩を防止可能とし、ノズル内へのＲＦシールドを少ない部品点数で可能とし、メンテナンス等における装置の組み立てに必要な作業時間を短縮可能とすることができるという効果を奏することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明に係るプラズマ処理装置の第１実施形態を示す模式断面図である。
【図2】本発明に係るプラズマ処理装置の第１実施形態における外部電極を示す模式平面図である。
【図3】本発明に係るプラズマ処理装置の第１実施形態における外部電極とガス導入手段とを示す斜視図である。
【図4】本発明に係るプラズマ処理装置の第１実施形態におけるガス導入手段を示す断面図である。
【図5】本発明に係るプラズマ処理装置の第２実施形態におけるガス導入手段を示す断面図である。
【図6】本発明に係るプラズマ処理装置の第２実施形態におけるガス導入手段を示す断面斜視図である。
【図7】本発明に係るプラズマ処理装置の第３実施形態における支持部とガス導入手段とを示す断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明に係るプラズマ処理装置およびそのメンテナンス方法の第１実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態におけるプラズマ処理装置を示す模式断面図である。図２は、図１の装置において、内周側と外周側に２つのスパイラル状電極を配置し、各電極にそれぞれ異なる周波数の電源を接続する位置を示す平面図である。図において、符号１０は、プラズマ処理装置である。
図１は、本実施形態におけるプラズマ処理装置を示す模式断面図である。図２は、図１の装置において、内周側と外周側に２つのスパイラル状電極を配置し、各電極にそれぞれ異なる周波数の電源を接続する位置を示す平面図である。図において、符号１０は、プラズマ処理装置である。
【0023】
本実施形態におけるプラズマ処理装置１０は、Ｄｕａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＣＰとされる。プラズマ処理装置１０は、図１に示すように、たとえば排気手段（減圧手段）ＴＭＰにより減圧可能なチャンバ１１内において被処理体（シリコン基板）Ｓに対してプラズマ処理する装置である。
プラズマ処理装置１０は、チャンバ１１と、平板状の第一電極（内部電極；基板の支持手段）１２と、高周波電源（プラズマ形成電源）Ａと、上蓋１３と、螺旋状の第二電極Ｅ２（アンテナＡＴ２）と、螺旋状の第三電極Ｅ３（アンテナＡＴ３）と、ガス導入口１５と、ガス導入手段（不図示）と、を備えている。なおここで螺旋状とは１ターンのみの同心円形状のものも含む。
プラズマ処理装置１０は、チャンバ１１と、平板状の第一電極（内部電極；基板の支持手段）１２と、高周波電源（プラズマ形成電源）Ａと、上蓋１３と、螺旋状の第二電極Ｅ２（アンテナＡＴ２）と、螺旋状の第三電極Ｅ３（アンテナＡＴ３）と、ガス導入口１５と、ガス導入手段（不図示）と、を備えている。なおここで螺旋状とは１ターンのみの同心円形状のものも含む。
【0024】
第一電極（内部電極）１２は、チャンバ１１内に配され、被処理体Ｓを載置する。高周波電源（第一の高周波電源）Ａは、第一電極１２に対して、周波数（第一の周波数）λ１のバイアス電圧を印加可能である。
螺旋状の第二電極Ｅ２（外部電極；アンテナＡＴ２）と、螺旋状の第三電極Ｅ３（外部電極；アンテナＡＴ３）とは、いずれもチャンバ１１の外側に配される。
螺旋状の第二電極Ｅ２（外部電極；アンテナＡＴ２）と、螺旋状の第三電極Ｅ３（外部電極；アンテナＡＴ３）とは、いずれもチャンバ１１の外側に配される。
【0025】
螺旋状の第二電極Ｅ２と螺旋状の第三電極Ｅ３とは、チャンバ１１の上蓋１３を形成する石英等の誘電体板を挟んで、第一電極１２と対向するように配置される。螺旋状の第二電極Ｅ２は上蓋１３に沿って中央部に配置され、螺旋状の第三電極Ｅ３は上蓋１３に沿って第二電極Ｅ２より外周部に配置される。
プラズマ処理装置１０において、第二電極Ｅ２は印加する周波数が高い方の電極であり、第三電極Ｅ３は印加する周波数が低い方である。すなわち、プラズマ処理装置１０では、第二の周波数λ２と第三の周波数λ３が、λ２＞λ３の関係にあり、ガス導入手段が上蓋１３の中央部に配置されている。
プラズマ処理装置１０において、第二電極Ｅ２は印加する周波数が高い方の電極であり、第三電極Ｅ３は印加する周波数が低い方である。すなわち、プラズマ処理装置１０では、第二の周波数λ２と第三の周波数λ３が、λ２＞λ３の関係にあり、ガス導入手段が上蓋１３の中央部に配置されている。
【0026】
プラズマ処理装置１０では、チャンバ１１内において、固体ソース２０ａの配置される領域が、第三電極Ｅ３と重なる位置にあり、かつ、印加する周波数が低い方の電極（第三電極Ｅ３）を少なくとも覆うように配置されており、固体ソース２０ａがチャンバ１１の上蓋１３と別体として設けられている。
【0027】
高周波電源（第二の高周波電源）Ｂは、第二電極Ｅ２に対して、周波数（第二の周波数）λ２の交流電圧を印加可能である（図１）。第二電極Ｅ２は、螺旋状の内周端に配置され、第二の高周波電源Ｂから高周波電力を印加する第一の部位と、螺旋状の外周端に配置され、アースに接地される第二の部位とを有する（図２）。
【0028】
高周波電源（第三の高周波電源）Ｃは、第三電極Ｅ３に対して、周波数（第三の周波数）λ３の交流電圧を印加可能である（図１）。第三電極Ｅ３は、螺旋状の内周端に配置され、第三の高周波電源Ｃから高周波電力を印加する第三の部位と、螺旋状の外周端に配置され、アースに接地される第四の部位とを有する（図２）。
【0029】
第二の高周波電源Ｂは、第二電極Ｅ２に対して、第二の周波数λ２の交流電圧を印加する。第三の高周波電源Ｃは、第三電極Ｅ３に対して、第三の周波数λ３の交流電圧を印加する。
【0030】
プラズマ処理装置１０においては、ガス導入手段１００が上蓋１３の中央部に配置される。プラズマ処理装置１０におけるガス導入手段１００は、上蓋１３に配されたガス導入口１５から、チャンバ１１内にフッ素（Ｆ）を含有するプロセスガスＧを導入する。
プラズマ処理装置１０は、チャンバ１１内において、チャンバ１１の上蓋１３側、かつ、第一電極１２と対向する位置に、スパッタリング用の固体ソース２０を有する。特に、プラズマ処理装置１０では、固体ソース２０の配置される領域が外周側に配された第三電極Ｅ３と重なる位置に設けられている。
プラズマ処理装置１０は、チャンバ１１内において、チャンバ１１の上蓋１３側、かつ、第一電極１２と対向する位置に、スパッタリング用の固体ソース２０を有する。特に、プラズマ処理装置１０では、固体ソース２０の配置される領域が外周側に配された第三電極Ｅ３と重なる位置に設けられている。
【0031】
図３は、本実施形態のプラズマ処理装置を示すにおける外部電極とガス導入手段とを示す斜視図である。図４は、本実施形態のプラズマ処理装置におけるガス導入手段を示す断面図である。
プラズマ処理装置１０においては、図３に示すように、ガス導入手段１００と、螺旋状の第二電極Ｅ２（アンテナＡＴ２）と、螺旋状の第三電極Ｅ３（アンテナＡＴ３）との位置が、いずれも同一の中心を有するようにセンタリングされている。
プラズマ処理装置１０においては、図３に示すように、ガス導入手段１００と、螺旋状の第二電極Ｅ２（アンテナＡＴ２）と、螺旋状の第三電極Ｅ３（アンテナＡＴ３）との位置が、いずれも同一の中心を有するようにセンタリングされている。
【0032】
ガス導入手段１００は、図３，図４に示すように、ノズル１１０と、シールシールド１２０と、位置決めリング１３０と、ガイドリング１４０と、減圧手段１５０と、を有する。
ガス導入手段１００は、ガス導入口１５に対して同心位置つまり、センタリングされている。
上蓋１３には、ガス導入口１５の周りに凹部１３ａが設けられる。凹部１３ａは、ガス導入口１５が上蓋１３を貫通する方向に平面視して、略円形の輪郭を有する。ガス導入口１５は凹部１３ａの中央に位置する。
ガス導入手段１００は、ガス導入口１５に対して同心位置つまり、センタリングされている。
上蓋１３には、ガス導入口１５の周りに凹部１３ａが設けられる。凹部１３ａは、ガス導入口１５が上蓋１３を貫通する方向に平面視して、略円形の輪郭を有する。ガス導入口１５は凹部１３ａの中央に位置する。
【0033】
ノズル１１０は、図４に示すように、ガス導入手段１００としてガス導入口１５を貫通する。ノズル１１０は、プラズマ形成ガスに対して耐蝕性を有するものとされる。ノズル１１０は、プラズマに対して耐性を有するものとされる。具体的には、ノズル１１０が、石英、セラミックなどから形成されることができる。
【0034】
ノズル１１０は、貫通部１１１と、フランジ部１１２とを有する。貫通部１１１は、筒状とされてガス導入口１５を貫通する。貫通部１１１は、ガス導入口１５が上蓋１３を貫通する方向に平面視して、略円形の輪郭を有する。貫通部１１１の外径はガス導入口１５の内径とほぼ同じ寸法を有する。貫通部１１１は、ガス導入口１５の内径よりもやや小さい外径を有することができる。貫通部１１１は、中心軸線に沿った中心位置に上蓋１３の厚さ方向に貫通する貫通孔１１１ｂを有する。貫通部１１１は、チャンバ１１の内部に露出した先端にガス噴出口１１１ａを有する。
貫通孔１１１ｂは、ガス導入口１５が上蓋１３を貫通する方向に平面視して、略円形の輪郭を有する。
貫通孔１１１ｂは、ガス導入口１５が上蓋１３を貫通する方向に平面視して、略円形の輪郭を有する。
【0035】
ガス噴出口１１１ａは、貫通部１１１の先端面に複数設けられる。また、ガス噴出口１１１ａは、ガス導入口１５よりもチャンバ１１内部に突出した貫通部１１１の側面に設けられてもよい。ガス噴出口１１１ａは、貫通部１１１の中心軸線に沿った中心位置に上蓋１３の厚さ方向に貫通する貫通孔１１１ｂに連通している。ガス噴出口１１１ａは、貫通孔１１１ｂよりの小さい径寸法を有する。貫通部１１１の先端は、複数のガス噴出口１１１ａ以外は閉塞されている。
【0036】
貫通孔１１１ｂには、接続ノズル１１４が嵌め込まれる。接続ノズル１１４は、接続ノズル１１４の中心軸線に沿った中心位置に上蓋１３の厚さ方向に貫通する接続貫通孔１１４ｂを有する。接続貫通孔１１４ｂには、さらに、ガス供給管１１５が嵌め込まれる。ガス供給管１１５は、図示しないガス供給部に接続されて、プロセスガスＧをノズル１１０へと供給可能とされる。
【0037】
接続ノズル１１４には、図４に示すように、接続貫通部１１４ｃと接続フランジ１１４ａとを有する。接続貫通部１１４ｃには接続貫通孔１１４ｂが貫通している。接続貫通部１１４ｃは貫通孔１１１ｂに嵌め込まれる。接続フランジ１１４ａは接続貫通部１１４ｃから径方向外側に向けて拡径されて、後述するシールフランジ部１２２に接触する。
【0038】
フランジ部１１２は、ガス導入口１５が上蓋１３を貫通する方向に平面視して、略円形の輪郭を有する。フランジ部１１２は、貫通部１１１から径方向外側に向けて拡径されて凹部１３ａの底部１３ｂに接触する。フランジ部１１２は、上蓋１３の外部表面、つまり、凹部１３ａの底部１３ｂと平行に形成される。フランジ部１１２は、後述するシール空間１７０の減圧時に、凹部１３ａの底部１３ｂに押圧される。
【0039】
シールシールド１２０は、図３，図４に示すように、ノズル１１０を覆ってノズル１１０の周囲で上蓋１３の外部表面に密着する。
シールシールド１２０が、外部電極Ｅ２，Ｅ３から印加される高周波電力をシールド可能なシールド材から構成される。具体的には、シールシールド１２０が、鉄、銅、アルミニウム、あるいはこれらの合金、ＳＵＳなどから構成される。
シールシールド１２０が、シールフランジ部１２２と、外周端部１２１と、を有する。 シールシールド１２０は、中心に穴の開いたカップ状に形成されている。シールフランジ部１２２と外周端部１２１とは、フランジ部１１２を覆っている。
シールシールド１２０が、外部電極Ｅ２，Ｅ３から印加される高周波電力をシールド可能なシールド材から構成される。具体的には、シールシールド１２０が、鉄、銅、アルミニウム、あるいはこれらの合金、ＳＵＳなどから構成される。
シールシールド１２０が、シールフランジ部１２２と、外周端部１２１と、を有する。 シールシールド１２０は、中心に穴の開いたカップ状に形成されている。シールフランジ部１２２と外周端部１２１とは、フランジ部１１２を覆っている。
【0040】
シールフランジ部１２２は、ガス導入口１５が上蓋１３を貫通する方向に平面視して、略円形の輪郭を有する。シールフランジ部１２２は、フランジ部１１２と平行に形成される。シールフランジ部１２２は、シール空間１７０の減圧時に、フランジ部１１２の表面１１２ａに接触する。シールフランジ部１２２の中央には、接続貫通部１１４ｃが貫通する。
シールフランジ部１２２には、シール空間１７０と減圧手段１５０とを接続する減圧接続部１２３が設けられる。
シールフランジ部１２２には、シール空間１７０と減圧手段１５０とを接続する減圧接続部１２３が設けられる。
【0041】
外周端部１２１は、ガス導入口１５が上蓋１３を貫通する方向に平面視して、略円形の輪郭を有する。外周端部１２１は、シールフランジ部１２２の外縁に形成される。外周端部１２１は、円筒状に形成される。外周端部１２１は、シールフランジ部１２２の外縁から凹部１３ａの底部１３ｂに向けて周設される。外周端部１２１は、フランジ部１１２の外周よりも径方向外側に位置する。外周端部１２１の内周面１２１ｃは、フランジ部１１２の外周とほぼ等しいかやや大きい径寸法を有する。
【0042】
外周端部１２１の先端は、フランジ部１１２の径方向外側位置で凹部１３ａの底部１３ｂに接触する。外周端部１２１の先端は、その全周が凹部１３ａの底部１３ｂに接触する。
シールフランジ部１２２の上蓋１３に対向する面から外周端部１２１の先端までの長さは、フランジ部１１２の厚さ寸法と等しくなるように設定される。
減圧接続部１２３には、減圧手段１５０が接続される。減圧手段１５０は、減圧接続部１２３を介して、後述するシール空間１７０を減圧する。
シールフランジ部１２２の上蓋１３に対向する面から外周端部１２１の先端までの長さは、フランジ部１１２の厚さ寸法と等しくなるように設定される。
減圧接続部１２３には、減圧手段１５０が接続される。減圧手段１５０は、減圧接続部１２３を介して、後述するシール空間１７０を減圧する。
【0043】
シール部１６０は、図４に示すように、ノズル１１０とシールシールド１２０との間および上蓋１３とシールシールド１２０との間（隙間）をシールする。
シール部１６０は、内周表面シール部１６１と、外周シール部１６２と、内周裏面シール部１６３と、接続シール部１６４と、を有する。シール部１６０は、それぞれＯリングとされる。
シール部１６０は、内周表面シール部１６１と、外周シール部１６２と、内周裏面シール部１６３と、接続シール部１６４と、を有する。シール部１６０は、それぞれＯリングとされる。
【0044】
内周表面シール部１６１は、シールフランジ部１２２とフランジ部１１２とが接する位置において減圧接続部１２３よりも径方向内側に設けられる。外周シール部１６２は、外周端部１２１と上蓋１３とが接する位置において減圧接続部１２３よりも径方向外側に設けられる。内周裏面シール部１６３は、フランジ部１１２と上蓋１３とが接する位置において減圧接続部１２３よりも径方向内側に設けられる。接続シール部１６４は、フランジ部１１２と接続フランジ１１４ａとの間に設けられる。
【0045】
内周表面シール部１６１と外周シール部１６２と内周裏面シール部１６３と接続シール部１６４とは、いずれも貫通孔１１１ｂの周囲を囲むように周設される。
シール部１６０は、ノズル１１０とシールシールド１２０との間および上蓋１３とシールシールド１２０との間にシール空間１７０を形成する。
シール部１６０は、ノズル１１０とシールシールド１２０との間および上蓋１３とシールシールド１２０との間にシール空間１７０を形成する。
【0046】
シール空間１７０は、図４に示すように、内周表面シール部１６１と、内周表面シール部１６１の径方向外側で互いに対向するフランジ部１１２の表面１１２ａおよびシールフランジ部１２２の裏面１２２ｂと、フランジ部１１２の外周面１１２ｃと、外周端部１２１の内周面１２１ｃと、外周シール部１６２の径方向内側で互いに対向する外周端部１２１の先端面１２１ｄおよび凹部１３ａの底面（底部）１３ｂと、外周シール部１６２と、内周裏面シール部１６３の径方向外側で互いに対向するフランジ部１１２の裏面１１２ｂおよび凹部１３ａの底面１３ｂと、内周裏面シール部１６３と、によって囲まれている。
【0047】
シール空間１７０は、減圧接続部１２３を介して減圧手段１５０によって減圧可能である。
減圧手段１５０は、シール部１６０によってノズル１１０とシールシールド１２０との間および上蓋１３とシールシールド１２０との間に形成されたシール空間１７０を減圧する。
減圧手段１５０は、チャンバ１１内をプラズマ形成状体にまで減圧する減圧手段に接続可能である。特に、減圧手段１５０は、排気手段ＴＭＰに接続されること、例えばチャンバ１１の減圧工程における初期に用いるドライポンプに接続することが好ましい。なお、減圧手段１５０は、排気手段ＴＭＰとは別の構成とすることもできる。
減圧手段１５０は、シール部１６０によってノズル１１０とシールシールド１２０との間および上蓋１３とシールシールド１２０との間に形成されたシール空間１７０を減圧する。
減圧手段１５０は、チャンバ１１内をプラズマ形成状体にまで減圧する減圧手段に接続可能である。特に、減圧手段１５０は、排気手段ＴＭＰに接続されること、例えばチャンバ１１の減圧工程における初期に用いるドライポンプに接続することが好ましい。なお、減圧手段１５０は、排気手段ＴＭＰとは別の構成とすることもできる。
【0048】
シール空間１７０には、内周表面シール部１６１を介して、さらに密閉空間１７１が隣接して形成される。
密閉空間１７１は、シールシールド１２０と接続ノズル１１４における接続貫通部１１４ｃの外周との間に形成される。
密閉空間１７１は、内周表面シール部１６１と、内周表面シール部１６１の径方向内側で互いに対向するフランジ部１１２の表面１１２ａおよびシールフランジ部１２２の裏面１２２ｂと、接続貫通部１１４ｃの外周面１１４ｅと、シールフランジ部１２２において接続貫通部１１４ｃに対向する貫通孔の内周面１２２ｅと、接続シール部１６４の径方向内側で互いに対向するシールフランジ部１２２の表面１２２ａと接続フランジ１１４ａの裏面と、接続シール部１６４と、によって囲まれている。
密閉空間１７１は密閉されており、プロセスガス等が外部に漏出することを防止している。
密閉空間１７１は、シールシールド１２０と接続ノズル１１４における接続貫通部１１４ｃの外周との間に形成される。
密閉空間１７１は、内周表面シール部１６１と、内周表面シール部１６１の径方向内側で互いに対向するフランジ部１１２の表面１１２ａおよびシールフランジ部１２２の裏面１２２ｂと、接続貫通部１１４ｃの外周面１１４ｅと、シールフランジ部１２２において接続貫通部１１４ｃに対向する貫通孔の内周面１２２ｅと、接続シール部１６４の径方向内側で互いに対向するシールフランジ部１２２の表面１２２ａと接続フランジ１１４ａの裏面と、接続シール部１６４と、によって囲まれている。
密閉空間１７１は密閉されており、プロセスガス等が外部に漏出することを防止している。
【0049】
ガス導入手段１００は、図３，図４に示すように、シールシールド１２０の外周に接して、ガス導入手段１００と外部電極Ｅ２，Ｅ３との位置決めをおこなう位置決めリング１３０を有する。
位置決めリング１３０には、図３に示すように、径方向外向きに延びる複数本の支持部１３１が接続されている。平棒状の支持部１３１は、外部電極Ｅ２，Ｅ３を支持している。支持部１３１は、外部電極Ｅ２，Ｅ３と上蓋１３との間に配置される。支持部１３１は、上蓋１３の表面１３ｃ上に載置されている。または、支持部１３１は、上蓋１３の表面１３ｃ上からさらに離間して配置されている。支持部１３１は、径方向外側がチャンバ１１に対して固定される。このチャンバ１１に対する支持部１３１の径方向外側位置での固定は、上蓋１３ではなく、径方向でさらにその外側位置においておこなわれる。
位置決めリング１３０には、図３に示すように、径方向外向きに延びる複数本の支持部１３１が接続されている。平棒状の支持部１３１は、外部電極Ｅ２，Ｅ３を支持している。支持部１３１は、外部電極Ｅ２，Ｅ３と上蓋１３との間に配置される。支持部１３１は、上蓋１３の表面１３ｃ上に載置されている。または、支持部１３１は、上蓋１３の表面１３ｃ上からさらに離間して配置されている。支持部１３１は、径方向外側がチャンバ１１に対して固定される。このチャンバ１１に対する支持部１３１の径方向外側位置での固定は、上蓋１３ではなく、径方向でさらにその外側位置においておこなわれる。
【0050】
位置決めリング１３０には、シールシールド１２０および位置決めリング１３０を覆うとともに、位置決めリング１３０に固定されるガイドリング１４０を有する。なお、図３においては、ガイドリング１４０を省略している。ガイドリング１４０は、接続フランジ１１４ａを覆っている。ガイドリング１４０は、接続フランジ１１４ａを上蓋１３に向けて押圧する状態で固定される。
【0051】
本実施形態におけるガス導入手段１００は、減圧手段１５０によってシール空間１７０を減圧することで、大気圧により押圧されるシールシールド１２０によってノズル１１０を上蓋１３に向かって押圧して位置設定する。
したがって、シール空間１７０を減圧することでガス導入手段１００の上蓋への固定をおこない、また、シール空間１７０の減圧を解除することでガス導入手段１００の上蓋への固定を解除することができる。
したがって、シール空間１７０を減圧することでガス導入手段１００の上蓋への固定をおこない、また、シール空間１７０の減圧を解除することでガス導入手段１００の上蓋への固定を解除することができる。
【0052】
これにより、ガス導入手段１００の位置決め、特に、外部電極Ｅ２，Ｅ３に対するセンタリングを正確におこなうことが可能となる。
同時に、石英板等で構成される上蓋１３に対して、ヘリサート等を設けてネジ止めすることなく、ガス導入手段１００と上蓋１３との固定をおこなうことができる。したがって、プラズマ形成工程における上蓋１３での熱応力などにより、上蓋１３にクラック発生などの悪影響が生じることを防止できる。
同時に、石英板等で構成される上蓋１３に対して、ヘリサート等を設けてネジ止めすることなく、ガス導入手段１００と上蓋１３との固定をおこなうことができる。したがって、プラズマ形成工程における上蓋１３での熱応力などにより、上蓋１３にクラック発生などの悪影響が生じることを防止できる。
【0053】
また、上蓋１３では、表面１３ｃよりも底部１３ｂがチャンバ１１のプラズマ形成空間に近接している。上蓋１３では、表面１３ｃにおける厚さ寸法よりも底部１３ｂにおける厚さ寸法が小さく形成されている。
凹部１３ａの底部１３ｂには、フランジ部１１２の裏面１１２ｂおよび外周端部１２１の先端面１２１ｄが接している。これに対して、外部電極Ｅ２，Ｅ３は、上蓋１３の表面１３ｃから少なくとも支持部１３１の厚さ以上に離間している。
凹部１３ａの底部１３ｂには、フランジ部１１２の裏面１１２ｂおよび外周端部１２１の先端面１２１ｄが接している。これに対して、外部電極Ｅ２，Ｅ３は、上蓋１３の表面１３ｃから少なくとも支持部１３１の厚さ以上に離間している。
【0054】
つまり、上蓋１３の厚さ方向において、外部電極Ｅ２，Ｅ３よりも外周端部１２１の先端面１２１ｄがチャンバ１１のプラズマ形成空間に近接している。
したがって、シールド材から形成されたシールシールド１２０は、外部電極Ｅ２，Ｅ３からの高周波電力を遮蔽してノズル１１０へと到達することをシールド可能である。これにより、ノズル１１０内部でプラズマが形成されることを防止できる。
したがって、シールド材から形成されたシールシールド１２０は、外部電極Ｅ２，Ｅ３からの高周波電力を遮蔽してノズル１１０へと到達することをシールド可能である。これにより、ノズル１１０内部でプラズマが形成されることを防止できる。
【0055】
さらに、シール空間１７０が減圧されており、同時に、密閉されている。同時に、密閉空間１７１が密閉されている。これらにより、ガス導入口１５付近からのプロセスガスやプラズマ等がチャンバ１１の外部に漏洩することを防止できる。
【0056】
本実施形態におけるプラズマ処理装置１０は、後述するようにノズル１１０およびシールシールド１２０などのガス導入手段１００を、外部電極Ｅ２，Ｅ３に対してセンタリングして固定した後、プラズマ処理をおこなう。
【0057】
プラズマ処理装置１０におけるプラズマ処理では、ガス導入手段１００により、ガス導入口１５からチャンバ１１内にフッ素（Ｆ）を含有するプロセスガスＧを導入する。
プラズマ処理装置１０においては、チャンバ１１内の上蓋１３側に、第二電極Ｅ２によるプラズマＰ２と第三電極Ｅ３によるプラズマＰ３が生じる。そして、プラズマ処理装置１０では、固体ソース２０の配置される領域が外周側に配された第三電極Ｅ３と重なる位置に設けられているので、固体ソース２０は主にプラズマＰ３によってスパッタリングされる。固体ソース２０として酸化シリコンを設けることにより、固体ソース２０からプラズマ（特にプラズマＰ３）の中に、不足するたとえば酸素元素が逐次導入される。
プラズマ処理装置１０においては、チャンバ１１内の上蓋１３側に、第二電極Ｅ２によるプラズマＰ２と第三電極Ｅ３によるプラズマＰ３が生じる。そして、プラズマ処理装置１０では、固体ソース２０の配置される領域が外周側に配された第三電極Ｅ３と重なる位置に設けられているので、固体ソース２０は主にプラズマＰ３によってスパッタリングされる。固体ソース２０として酸化シリコンを設けることにより、固体ソース２０からプラズマ（特にプラズマＰ３）の中に、不足するたとえば酸素元素が逐次導入される。
【0058】
ここで、酸素元素（Ｏ）及びフッ素元素（Ｆ）の発光分光強度、並びにこれらの比率Ｏ／Ｆとの関係を所定の状態とするために、高周波（１３．５６ＭＨｚ）電力の電源パワーを２ｋＷに固定し、低周波（２ＭＨｚ）の電源パワーを０Ｗ～３ｋＷの範囲で変更することができる。
これにより、プラズマ処理装置１０におけるプラズマ処理、プラズマ成膜、ドライエッチング、アッシング、プラズマドーピング、表面改質、原子層エッチング（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｅｔｃｈｉｎｇ；ＡＬＥ、原子層堆積（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ： ＡＬＤ）等の処理をおこなうことが可能となる。
これにより、プラズマ処理装置１０におけるプラズマ処理、プラズマ成膜、ドライエッチング、アッシング、プラズマドーピング、表面改質、原子層エッチング（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｅｔｃｈｉｎｇ；ＡＬＥ、原子層堆積（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ： ＡＬＤ）等の処理をおこなうことが可能となる。
【0059】
以下、本実施形態におけるプラズマ処理装置のメンテナンス方法を説明する。
【0060】
本実施形態のメンテナンス方法は、ガス導入手段固定工程と、センタリング工程と、を有する。
【0061】
ガス導入手段固定工程は、ノズル１１０をガス導入口１５に貫通させ、シールシールド１２０をフランジ部１１２に被せて、減圧接続部１２３を介してシール空間１７０を減圧手段１５０によって減圧し、減圧されたシール空間１７０と大気圧との差によって押圧されたシールシールド１２０により、ノズル１１０を上蓋１３に向けて押圧する。
【0062】
センタリング工程は、シールシールド１２０に位置決めリング１３０を嵌め合わせて、ノズル１１０と位置決めリング１３０との位置あわせをする。
位置決めリング１３０には、支持部１３１を介して外部電極Ｅ２，Ｅ３が取り付けられているため、ノズル１１０と外部電極Ｅ２，Ｅ３との位置あわせをすることができる。
ここで、外部電極Ｅ２，Ｅ３の位置設定は、支持部１３１の径方向外側位置で調節し、チャンバ１１に対して固定処理をおこなうことができる。
位置決めリング１３０には、支持部１３１を介して外部電極Ｅ２，Ｅ３が取り付けられているため、ノズル１１０と外部電極Ｅ２，Ｅ３との位置あわせをすることができる。
ここで、外部電極Ｅ２，Ｅ３の位置設定は、支持部１３１の径方向外側位置で調節し、チャンバ１１に対して固定処理をおこなうことができる。
【0063】
本実施形態のメンテナンス方法においては、これらのガス導入手段固定工程とセンタリング工程とによってガス導入手段１００との外部電極Ｅ２，Ｅ３との位置あわせをおこない、チャンバ１１内に噴出するプロセスガスと、外部電極Ｅ２，Ｅ３から供給する高周波電力との位置あわせ、具体的には、センタリングをおこなうことができる。
なお、ガス導入手段固定工程とセンタリング工程とをおこなう順番は特に限定されない。
なお、ガス導入手段固定工程とセンタリング工程とをおこなう順番は特に限定されない。
【0064】
さらに、本実施形態においては、たとえ、Ｏリングが劣化し、プロセスガスが漏洩した場合でも、真空チャック域であるシール空間１７０よりすみやかに排気されることで、化学活性の高いプロセスガスが外部に放出されないという効果を奏することができる。
【0065】
以下、本発明に係るプラズマ処理装置およびそのメンテナンス方法の第２実施形態を、図面に基づいて説明する。
図５は、本実施形態のプラズマ処理装置におけるガス導入手段を示す断面図である。図６は、本実施形態のプラズマ処理装置におけるガス導入手段を示す斜視断面図である。本実施形態において、上述した第１実施形態と異なるのは、位置決めピンに関する点であり、これ以外の上述した第１実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
図５は、本実施形態のプラズマ処理装置におけるガス導入手段を示す断面図である。図６は、本実施形態のプラズマ処理装置におけるガス導入手段を示す斜視断面図である。本実施形態において、上述した第１実施形態と異なるのは、位置決めピンに関する点であり、これ以外の上述した第１実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
【0066】
本実施形態のプラズマ処理装置におけるガス導入手段１００は、図５，図６に示すように、位置決めピン１８０を有する。
位置決めピン１８０は、円柱状の棒状とされる。位置決めピン１８０は、石英等、上蓋と熱膨張率が同じ材質から構成されることができる。位置決めピン１８０は、上蓋１３に形成された位置決め穴１３ｇに挿入される。位置決めピン１８０は、位置決め穴１３ｇから上蓋１３の外部に向かって立設される。位置決め穴１３ｇは、凹部１３ａの底部１３ｂに形成される。位置決めピン１８０は、上蓋１３の厚さ方向に軸線を有するように配置される。
位置決めピン１８０は、円柱状の棒状とされる。位置決めピン１８０は、石英等、上蓋と熱膨張率が同じ材質から構成されることができる。位置決めピン１８０は、上蓋１３に形成された位置決め穴１３ｇに挿入される。位置決めピン１８０は、位置決め穴１３ｇから上蓋１３の外部に向かって立設される。位置決め穴１３ｇは、凹部１３ａの底部１３ｂに形成される。位置決めピン１８０は、上蓋１３の厚さ方向に軸線を有するように配置される。
【0067】
位置決めピン１８０は、フランジ部１１２に形成された切欠１１２ｇの内部に配置される。切欠１１２ｇは、フランジ部１１２の縁部に形成される。切欠１１２ｇは、フランジ部１１２の厚さ方向の全長に形成される。切欠１１２ｇは、フランジ部１１２の内周裏面シール部１６３よりも径方向外側に形成される。切欠１１２ｇは、フランジ部１１２の内周表面シール部１６１よりも径方向外側に形成される。切欠１１２ｇは、位置決めピン１８０よりも大きな径寸法となるように形成される。切欠１１２ｇは、シール空間１７０の減圧時に、位置決めピン１８０に接触しないことができる。切欠１１２ｇは、位置決め穴１３ｇと同じかやや大きい断面形状として形成されてもよい。
位置決めピン１８０は、フランジ部１１２の表面１１２ａよりも、さらに上蓋１３から離間する位置まで延在する。
位置決めピン１８０は、フランジ部１１２の表面１１２ａよりも、さらに上蓋１３から離間する位置まで延在する。
【0068】
位置決めピン１８０は、シールシールド１２０の位置決め凹部１２３ｇの内部に配置される。位置決め凹部１２３ｇは、フランジ部１１２に向けて開口する。位置決め凹部１２３ｇは、フランジ部１１２の内周表面シール部１６１よりも径方向外側に形成される。位置決め凹部１２３ｇは、少なくとも位置決めピン１８０が配置される位置で、位置決めピン１８０よりも大きな径寸法となるように形成される。位置決め凹部１２３ｇは、シール空間１７０の減圧時に、位置決めピン１８０に接触しないことができる。
位置決め凹部１２３ｇは、切欠１１２ｇと同じかやや大きい断面形状として形成されてもよい。位置決め凹部１２３ｇは、減圧接続部１２３に接続していてもよい。減圧接続部１２３に接続していない位置決め凹部１２３ｇは、シールフランジ部１２２の表面１２２ａには貫通していない。
位置決め凹部１２３ｇは、切欠１１２ｇと同じかやや大きい断面形状として形成されてもよい。位置決め凹部１２３ｇは、減圧接続部１２３に接続していてもよい。減圧接続部１２３に接続していない位置決め凹部１２３ｇは、シールフランジ部１２２の表面１２２ａには貫通していない。
【0069】
本実施形態のメンテナンス方法は、センタリング工程において、上蓋１３の位置決め穴１３ｇに位置決めピン１８０を挿入する。次いで、ノズル１１０をガス導入口１５に挿入する。この際、切欠１１２ｇを位置決めピン１８０にあわせる。さらに、シールシールド１２０をノズル１１０に被せる。この際、位置決め凹部１２３ｇを位置決めピン１８０にあわせる。これにより、ガス導入手段１００の初期位置あわせをおこなうことが容易になる。
【0070】
本実施形態によれば、石英板等で構成される上蓋１３に対して、ヘリサート等を設けてネジ止めすることなく、ガス導入手段１００と上蓋１３との固定をおこなうことができる。同時に、位置決めピン１８０により、上蓋１３、ノズル１１０、シールシールド１２０の初期位置あわせを容易おこない、その後、精密なセンタリングをおこなうことが可能となる。したがって、プラズマ形成工程における上蓋１３での熱応力などにより、上蓋１３にクラック発生などの悪影響が生じることを防止できる。
【0071】
本実施形態においては、上述した実施形態と同等の効果を奏することができる。
【0072】
以下、本発明に係るプラズマ処理装置およびそのメンテナンス方法の第３実施形態を、図面に基づいて説明する。
図７は、本実施形態のプラズマ処理装置におけるガス導入手段を示す断面斜視図である。本実施形態において、上述した第１および第２実施形態と異なるのは、シールシールドに関する点であり、これ以外の上述した第１および第２実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
図７は、本実施形態のプラズマ処理装置におけるガス導入手段を示す断面斜視図である。本実施形態において、上述した第１および第２実施形態と異なるのは、シールシールドに関する点であり、これ以外の上述した第１および第２実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
【0073】
本実施形態においては、シールシールド１２０がノズル１１０のみならずガス供給管１１５まで覆っている。また、シール部１６０として、接続シール部１６４に換えて、シール部１６５が設けられる。
【0074】
これにより、接続ノズル１１４を設けることなく、高周波電力を遮断して、プラズマ形成をチャンバ１１内部のみでおこなうことができる。
【0075】
本実施形態においては、上述した実施形態と同等の効果を奏することができるとともに、さらに、金属汚染を防止できる、放電遮蔽により、Ｏリングへのダメージが防止でき、シール性を長く確保することができるという効果を奏することができる。
【0076】
なお、上記の実施形態においては、外部電極Ｅ２，Ｅ３に異なる周波数の高周波電力を供給したが、同じ周波数であってもよく、さらに、外部電極が内側と外側で分割されていない構成とすることや、さらに径方向に分割すること、あるいは、いずれかの領域で上下に電極（アンテナ）を重ねて配置する構成とすることなどもできる。
【0077】
あるいは、上記の実施形態に加えて、密閉空間１７１を減圧すること、例えば、シール空間１７０を減圧する減圧手段１５０に接続することや、チャンバ１１の排気手段ＴＭＰに接続することもできる。
【0078】
また、上蓋１３に凹部１３ａを設けずに、外周端部１２２が表面１３ｃに接触する構成としてもよい。この場合、外部電極Ｅ２，Ｅ３が上蓋１３の表面１３ｃから離間していることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【0079】
本発明の活用例として、凍結乾燥、熱ＣＶＤ等、あるいは減圧下でのプロセスに関わらない、例えば超臨界成膜など加圧下の工程等を挙げることができる。
【符号の説明】
【0080】
１０…プラズマ処理装置
１１…チャンバ
１３…上蓋
１３ａ…凹部
１３ｂ…底部
１３ｃ…表面
１５…ガス導入口
１００…ガス導入手段
１１０…ノズル
１１１…貫通部
１１２…フランジ部
１１２ａ…表面
１１２ｂ…裏面
１１２ｃ…外周面
１１４…接続ノズル
１１５…ガス供給管
１２０…シールシールド
１２１…外周端部
１２１ｃ…内周面
１２１ｄ…先端面
１２２…シールフランジ部
１２２ａ…表面
１２２ｂ…裏面
１２２ｅ…内周面
１２３…減圧接続部
１３０…位置決めリング
１３１…支持部
１４０…ガイドリング
１５０…減圧手段
１６０…シール部
１６１…内周表面シール部
１６２…外周シール部
１６３…内周裏面シール部
１６４…接続シール部
１７０…シール空間
１７１…密閉空間
１８０…位置決めピン
Ｅ２…外部電極（第二電極）
Ｅ３…外部電極（第三電極）
Ｇ…プロセスガス
Ｓ…被処理体
ＴＭＰ…排気手段（減圧手段）
１１…チャンバ
１３…上蓋
１３ａ…凹部
１３ｂ…底部
１３ｃ…表面
１５…ガス導入口
１００…ガス導入手段
１１０…ノズル
１１１…貫通部
１１２…フランジ部
１１２ａ…表面
１１２ｂ…裏面
１１２ｃ…外周面
１１４…接続ノズル
１１５…ガス供給管
１２０…シールシールド
１２１…外周端部
１２１ｃ…内周面
１２１ｄ…先端面
１２２…シールフランジ部
１２２ａ…表面
１２２ｂ…裏面
１２２ｅ…内周面
１２３…減圧接続部
１３０…位置決めリング
１３１…支持部
１４０…ガイドリング
１５０…減圧手段
１６０…シール部
１６１…内周表面シール部
１６２…外周シール部
１６３…内周裏面シール部
１６４…接続シール部
１７０…シール空間
１７１…密閉空間
１８０…位置決めピン
Ｅ２…外部電極（第二電極）
Ｅ３…外部電極（第三電極）
Ｇ…プロセスガス
Ｓ…被処理体
ＴＭＰ…排気手段（減圧手段）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】