JP2020080395A - プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】不安定な放電を抑制する技術を提供すること。【解決手段】プラズマ処理装置は、基板が載置される載置台が内部に設けられ、基板に対するプラズマ処理が実施される処理室と、載置台にバイアス用の高周波電力を印加する高周波電源と、導電性材料からなり、接地電位に接続され、処理室の内面に配置された複数の板状部材と、を有する。【選択図】図５

Description

本開示は、プラズマ処理装置に関する。

特許文献１には、基板が載置される載置台の周囲に、プラズマ処理を行う処理領域と排気系に繋がる排気領域とに仕切るように、導電性材料からなり接地電位とされた複数の仕切り部材を設けたプラズマ処理装置が開示されている。

特開２０１５−２１６２６０号公報

本開示は、不安定な放電を抑制する技術を提供する。

本開示の一態様によるプラズマ処理装置は、処理室と、高周波電源と、複数の板状部材とを有する。処理室は、基板が載置される載置台が内部に設けられ、基板に対するプラズマ処理が実施される。高周波電源は、載置台にバイアス用の高周波電力を印加する。複数の板状部材は、導電性材料からなり、接地電位に接続され、処理室の内面に配置される。

本開示によれば、不安定な放電を抑制できる。

図１は、実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成の一例を示す垂直断面図である。 図２は、実施形態に係る処理室内の構成の一例を示す水平断面図である。 図３Ａは、実施形態に係るフィンの構成の一例を示す斜視図である。 図３Ｂは、実施形態に係るフィンの他の構成の一例を示す斜視図である。 図４Ａは、実施形態に係る排気網部の構成の一例を示す斜視図である。 図４Ｂは、実施形態に係る排気網部の構成の一例を示す断面図である。 図５は、処理室内の電気的な状態の一例を模式的に示した図である。 図６Ａは、フィンの配置の他の一例を示す図である。 図６Ｂは、フィンの配置の他の一例を示す図である。 図６Ｃは、フィンの配置の他の一例を示す図である。 図７Ａは、フィンの配置の他の一例を示す図である。 図７Ｂは、フィンの配置の他の一例を示す図である。 図７Ｃは、フィンの配置の他の一例を示す図である。 図８Ａは、第１の開口バッフル板のみを設けた場合の作用効果を説明するための図である。 図８Ｂは、第２の開口バッフル板のみを設けた場合の作用効果を説明するための図である。 図８Ｃは、実施形態に係る排気網部を設けた場合の作用効果を説明するための図である。 図９は、フィンの配置の他の一例を示す図である。

以下、図面を参照して本願の開示するプラズマ処理装置の実施形態について詳細に説明する。なお、本実施形態により、開示するプラズマ処理装置が限定されるものではない。

ところで、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造工程では、ガラス基板などの基板に対しプラズマエッチングや成膜処理等のプラズマ処理を行う工程が存在する。プラズマ処理には、プラズマエッチング装置やプラズマＣＶＤ成膜装置等の種々のプラズマ処理装置が用いられる。

プラズマ処理装置では、プラズマ中のイオンを効果的に引き込むために、基板を載置する載置台に高周波バイアスを印加する。大型の基板の場合、プラズマ処理装置では、載置台に高パワーの高周波バイアスを印加する。しかし、載置台に高パワーの高周波電力を印加した場合、排気系などにおいて、不安定な放電が発生する場合がある。そこで、不安定な放電を抑制することが期待されている。

［プラズマ処理装置の構成］
最初に、実施形態に係るプラズマ処理装置１０の構成について説明する。図１は、実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成の一例を示す垂直断面図である。本実施形態に係るプラズマ処理装置１０は、誘導結合プラズマを生成して、例えば、ＦＰＤ用ガラス基板のような矩形の基板に対しエッチング処理やアッシング処理等の誘導結合プラズマ処理を行う誘導結合型のプラズマ処理装置として構成される。

プラズマ処理装置１０は、導電性材料、例えば、内壁面が陽極酸化処理されたアルミニウムからなる角筒形状の気密な本体容器１を有する。本体容器１は、分解可能に組み立てられており、接地線１ａにより接地されている。本体容器１は、誘電体壁２により上下にアンテナ室３および処理室４に区画されている。誘電体壁２は、処理室４の天井壁を構成している。誘電体壁２は、Ａｌ₂Ｏ₃等のセラミックス、石英等で構成されている。

本体容器１におけるアンテナ室３の側壁３ａと処理室４の側壁４ａとの間には内側に突出する支持棚５が設けられている。支持棚５の上には、誘電体壁２が載置される。

誘電体壁２の下側部分には、処理ガス供給用のシャワー筐体１１が嵌め込まれている。シャワー筐体１１は、十字状に設けられており、誘電体壁２を下から支持する構造、例えば、梁構造となっている。なお、上記誘電体壁２を支持するシャワー筐体１１は、複数本のサスペンダ（図示せず）により本体容器１の天井に吊された状態となっている。支持棚５およびシャワー筐体１１は、誘電体部材で被覆されていてもよい。

シャワー筐体１１は、導電性材料、望ましくは金属、例えば汚染物が発生しないように内面または外面が陽極酸化処理されたアルミニウムで構成されている。シャワー筐体１１には、水平に伸びるガス流路１２が形成されている。ガス流路１２には、下方に向かって延びる複数のガス吐出孔１２ａが連通している。一方、誘電体壁２の上面中央には、ガス流路１２に連通するようにガス供給管２０ａが設けられている。ガス供給管２０ａは、本体容器１の天井から外側へ貫通し、処理ガス供給源およびバルブシステム等を含む処理ガス供給系２０に接続されている。したがって、プラズマ処理において、処理ガス供給系２０から供給された処理ガスは、ガス供給管２０ａを介してシャワー筐体１１のガス流路１２に供給され、シャワー筐体１１の下面に形成されたガス吐出孔１２ａから処理室４内へ吐出される。

アンテナ室３内には、高周波（ＲＦ）アンテナ１３が配設されている。高周波アンテナ１３は、銅やアルミニウム等の良導電性の金属からなるアンテナ線１３ａを環状や渦巻状等の従来用いられる任意の形状に配置して構成される。高周波アンテナ１３は、複数のアンテナ部を有する多重アンテナであってもよい。

アンテナ線１３ａの端子２２には、アンテナ室３の上方へ延びる給電部材１６が接続されている。給電部材１６の上端には、給電線１９より高周波電源１５が接続されている。また、給電線１９には、整合器１４が設けられている。さらに、高周波アンテナ１３は、絶縁部材からなるスペーサ１７により誘電体壁２から離間している。プラズマ処理の際、高周波アンテナ１３には、高周波電源１５から、例えば、周波数が１３．５６ＭＨｚの高周波電力が供給される。これにより、処理室４内には、誘導電界が形成され、誘導電界によりシャワー筐体１１から供給された処理ガスがプラズマ化されて、誘導結合プラズマが生成される。

処理室４内の底壁４ｂ上には、誘電体壁２を挟んで高周波アンテナ１３と対向するように、矩形状の基板Ｇを載置するための載置面２３ｃを有する載置台２３が設けられている。載置台２３は、絶縁体部材２４を介して固定されている。絶縁体部材２４は、額縁状をなしている。載置台２３は、導電性材料、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムで構成された本体２３ａと、本体２３ａの外周を囲むように設けられた絶縁体枠２３ｂとを有している。載置台２３に載置された基板Ｇは、静電チャック（図示せず）により吸着保持される。

載置台２３は、基板Ｇの搬入出のためのリフターピン（図示せず）が、本体容器１の底壁４ｂ、絶縁体部材２４を介して挿通されている。リフターピンは、本体容器１外に設けられた昇降機構（図示せず）により昇降駆動して基板Ｇの搬入出を行うようになっている。なお、載置台２３は、昇降機構により昇降可能な構造としてもよい。

載置台２３の本体２３ａには、給電線２５により、整合器２６を介してバイアス用の高周波電源２７が接続されている。高周波電源２７は、プラズマ処理中に、高周波バイアス（バイアス用高周波電力）を載置台に印加する。高周波バイアスの周波数は、例えば６ＭＨｚである。処理室４内に生成されたプラズマ中のイオンは、バイアス用の高周波電力により、効果的に基板Ｇに引き込まれる。

また、載置台２３内には、基板Ｇの温度を制御するため、セラミックヒータ等の加熱手段や冷媒流路等からなる温度制御機構と、温度センサーとが設けられている（いずれも図示せず）。

さらに、載置台２３は、基板Ｇが載置された際に、基板Ｇの裏面側に冷却空間（図示せず）が形成される。冷却空間には、熱伝達用ガスとしてのＨｅガスを所定の圧力で供給するためのＨｅガス流路２８が接続されている。このように、基板Ｇの裏面側に熱伝達用ガスを供給することにより、真空下において基板Ｇの温度制御性を良好にすることができる。

処理室４の底壁４ｂの底部中央には、開口部４ｃが形成されている。給電線２５、Ｈｅガス流路２８、および温度制御機構の配管や配線は、開口部４ｃを通して本体容器１外に導出される。

処理室４の四つの側壁４ａのうち一つには、基板Ｇを搬入出するための搬入出口２９ａおよびそれを開閉するゲートバルブ２９が設けられている。

処理室４の底壁４ｂには、載置台２３の側部に排気口３０が設けられている。排気口３０は、載置台２３の載置面２３ｃよりも低い位置となるように、底壁４ｂに設けられている。排気口３０には、排気部４０が設けられている。排気部４０は、排気口３０に接続された排気配管３１と、排気配管３１の開度を調整することにより処理室４内の圧力を制御する自動圧力制御バルブ（ＡＰＣ）３２と、処理室４内を排気配管３１を介して排気するための真空ポンプ３３とを有している。そして、真空ポンプ３３により処理室４内が排気され、プラズマ処理中、自動圧力制御バルブ（ＡＰＣ）３２の開度を調整して処理室４内を所定の真空雰囲気に設定、維持される。

図２は、実施形態に係る処理室内の構成の一例を示す水平断面図である。図２には、処理室４内の載置台２３付近を上方から見た断面図が示されている。処理室４内には、中央に載置台２３が配置されている。載置台２３の載置面２３ｃは、矩形状の基板Ｇを載置するため、矩形状に形成されている。排気口３０は、処理室４の載置台２３の周囲に複数形成されている。本実施形態では、矩形状の載置台２３の各辺の両端付近に排気口３０がそれぞれ設けられている。なお、排気口３０の数や位置は、装置の大きさに応じて適宜設定される。例えば、排気口３０は、処理室４の各側壁４ａに沿って１個ずつ設けられてもよい。

処理室４の内壁（側壁４ａの内側部分）と載置台２３との間には、仕切り部材５０が設けられている。本実施形態では、載置台２３の各辺の側面側に、１つの仕切り部材５０で２つの排気口３０を覆うように、４枚の仕切り部材５０が設けられている。図１に示すように、処理室４は、仕切り部材５０により、基板Ｇに対してプラズマ処理を行う処理領域４１と、排気口３０に繋がる排気領域４２とに仕切られている。処理領域４１は、処理室４のうち仕切り部材５０よりも上の領域であり、基板Ｇをプラズマ処理するための誘導結合プラズマが形成される領域である。排気領域４２は、処理室４のうち仕切り部材５０よりも下の領域であり、処理領域４１からの処理ガスが導かれ、それを排気するための領域である。

仕切り部材５０は、金属等の導電性材料からなり、開口部を有さない矩形の板材に形成されている。各仕切り部材５０は、上面が、載置台２３の載置面２３ｃよりも低い位置となるように載置台２３の各側面に配置されている。各仕切り部材５０は、接地線５０ａにより接地電位に接続されている。なお、仕切り部材５０を側壁４ａと電気的に接続させて、本体容器１を介して接地するようにしてもよい。

隣接する仕切り部材５０どうしは、その間に、処理領域４１に供給されたガスを排気領域４２に導く間口６０が形成されるように離間して配置されている。本実施形態では、間口６０は、仕切り部材５０の形成面の四隅に存在している。処理室４の処理領域４１のガスは、各間口６０から排気領域４２に流れ、各排気口３０から排気される。

排気領域４２には、フィン６１が複数配置されている。図２では、仕切り部材５０に覆われた部分にフィン６１が複数並列に配置されている。フィン６１は、金属等の導電性材料からなり、矩形の板状部材として形成されている。各フィン６１は、排気口３０の上部以外の部分で、処理室４の底面（底壁４ｂ）と接続されており、長手方向が載置台２３の側面と並行な方向となるように配置されている。すなわち、各フィン６１は、排気領域４２において、排気口３０への排気の流れを形成するように配置されている。各フィン６１の間隔は、１０〜２００ｍｍとすることが好ましい。各フィン６１は、不図示の接地部材により接地電位に接続されている。なお、各フィン６１の少なくとも一部を仕切り部材５０と電気的に接続させて、仕切り部材５０を介して接地するようにしてもよい。

フィン６１は、仕切り部材５０と接続してもよい。図３Ａは、実施形態に係るフィンの構成の一例を示す斜視図である。図３Ａに示すように、各フィン６１は、処理室４の底面（底壁４ｂ）に立てた状態で固定されており、上部が仕切り部材５０と接続している。これにより、各フィン６１は、仕切り部材５０を介して接地できる。

また、フィン６１は、仕切り部材５０と隙間が形成されてもよい。図３Ｂは、実施形態に係るフィンの他の構成の一例を示す斜視図である。図３Ｂに示すように、各フィン６１は、処理室４の底面（底壁４ｂ）に立てた状態で固定されており、上部が仕切り部材５０と接続しておらず、隙間を有している。仕切り部材５０は、上面がプラズマに晒されるために、プラズマの条件によっては高温となる場合がある。一方、フィン６１は、仕切り部材５０に覆われてプラズマに晒されないため、仕切り部材５０ほど高温とはならない。フィン６１と仕切り部材５０とを接続せずに分離することにより、仕切り部材５０が高温になるような場合でも仕切り部材５０とフィン６１に熱膨張の違いにより歪が発生することを抑制できる。

図１に戻る。排気口３０には、それぞれ排気網部７０が設けられている。図４Ａは、実施形態に係る排気網部の構成の一例を示す斜視図である。図４Ｂは、実施形態に係る排気網部の構成の一例を示す断面図である。排気網部７０は、フレーム７１を有する。フレーム７１は、排気口３０に対応したサイズの開口を有し、排気口３０に取り付け可能とされている。フレーム７１の開口には、第１の開口バッフル板７２が設けられている。また、フレーム７１には、第１の開口バッフル板７２と重なるように、第２の開口バッフル板７３と第３の開口バッフル板７４とが間隔を空けて設けられている。すなわち、排気網部７０には、上下に三段の開口バッフル板が設けられている。第１の開口バッフル板７２、第２の開口バッフル板７３および第３の開口バッフル板７４は、金属等の導電性材料からなり、多数の開口を有している。例えば、第１の開口バッフル板７２、第２の開口バッフル板７３および第３の開口バッフル板７４は、多数のスリットが形成された部材や、メッシュ部材、多数のパンチング孔を有する部材により形成されている。

第１の開口バッフル板７２は、フレーム７１の開口に取り付けられており、不図示の接地部材により接地されている。一方、第２の開口バッフル板７３および第３の開口バッフル板７４は、絶縁性の絶縁部材７５を介して、第１の開口バッフル板７２と重なるようにフレーム７１に取り付けられている。第２の開口バッフル板７３および第３の開口バッフル板７４は、電気的にフローティング状態となっている。これら三段の開口バッフル板は、たがいに安定放電可能な間隔で配置されている。第１の開口バッフル板７２と第２の開口バッフル板７３の間隔および第１の開口バッフル板７２と第２の開口バッフル板７３の間隔の好ましい範囲は、１〜２０ｍｍである。

図１に戻る。実施形態に係るプラズマ処理装置１０は、マイクロプロセッサ（コンピュータ）からなる制御部１００、ユーザーインターフェース１０１、記憶部１０２を有している。制御部１００は、プラズマ処理装置１０の各構成部、例えばバルブ、高周波電源、真空ポンプ等に指令を送り、これらを制御するようになっている。また、ユーザーインターフェース１０１は、オペレータによるプラズマ処理装置１０を管理するためのコマンド入力等の入力操作を行うキーボードや、プラズマ処理装置１０の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等を有する。ユーザーインターフェース１０１は、制御部１００に接続されている。記憶部１０２は、プラズマ処理装置１０で実行される各種処理を制御部１００の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じてプラズマ処理装置１０の各構成部に処理を実行させるためのプログラムすなわち処理レシピが格納されている。記憶部１０２は、制御部１００に接続されている。処理レシピは、記憶部１０２の中の記憶媒体に記憶されている。記憶媒体は、コンピュータに内蔵されたハードディスクや半導体メモリであってもよいし、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。また、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース１０１からの指示等にて任意の処理レシピを記憶部１０２から呼び出して制御部１００に実行させることで、制御部１００の制御下で、プラズマ処理装置１０での所望の処理が行われる。

次に、以上のように構成されるプラズマ処理装置１０を用いて基板Ｇに対してプラズマ処理、例えばプラズマエッチングやプラズマアッシングを施す際の処理動作について説明する。

まず、プラズマ処理装置１０は、ゲートバルブ２９を開にした状態とする。基板Ｇは、搬送機構（図示せず）により搬入出口２９ａから処理室４内に搬入され、載置台２３の載置面２３ｃに載置される。プラズマ処理装置１０は、静電チャック（図示せず）により基板Ｇを載置台２３上に固定する。次に、プラズマ処理装置１０は、処理ガス供給系２０からシャワー筐体１１のガス吐出孔１２ａを介して処理ガスを処理室４内に供給する。また、プラズマ処理装置１０は、自動圧力制御バルブ（ＡＰＣ）３２により圧力を制御しつつ排気口３０から排気配管３１を介して真空ポンプ３３により処理室４内を真空排気することにより、処理室内を例えば０．６６〜２６．６Ｐａ程度の圧力雰囲気に維持する。

また、このとき、プラズマ処理装置１０は、基板Ｇの温度上昇や温度変化を回避するために、Ｈｅガス流路２８を介して、基板Ｇの裏面側の冷却空間に熱伝達用ガスとしてのＨｅガスを供給する。

次いで、プラズマ処理装置１０は、高周波電源１５から、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波を高周波アンテナ１３に印加し、これにより誘電体壁２を介して処理室４内に均一な誘導電界を形成する。このようにして形成された誘導電界により、処理室４内で処理ガスがプラズマ化し、高密度の誘導結合プラズマが生成される。このプラズマにより、基板Ｇに対してプラズマ処理、例えば基板Ｇの所定の膜に対しプラズマエッチングやプラズマアッシングが行われる。このとき同時に、プラズマ処理装置１０は、高周波電源２７から高周波バイアスとして、例えば周波数が６ＭＨｚの高周波電力を載置台２３に印加して、処理室４内に生成されたプラズマ中のイオンが効果的に基板Ｇに引き込まれるようにする。

処理ガスは、処理室４内の処理領域４１でプラズマ化してプラズマ処理に供された後、真空ポンプ３３により吸引されることにより、隣接する仕切り部材５０の間に形成された間口６０から排気領域４２に至り、排気口３０から排気配管３１を経て排気される。

ここで、プラズマ処理装置１０は、基板Ｇが大型化するほど、載置台２３に高パワーの高周波電力を印加する必要がある。しかし、プラズマ処理装置１０は、載置台２３に高パワーの高周波電力を印加すると、アーキングを生じたりして電気的に不安定になる。例えば、プラズマ処理装置１０は、基板Ｇのサイズが第８世代のサイズ（２１６０ｍｍ×２４６０ｍｍ）以上のサイズとなると、より高パワーの高周波電力を載置台２３に印加する必要がある。しかし、プラズマ処理装置１０は、処理可能な基板Ｇのサイズが大きくなるほど、基板Ｇを載置する載置台２３の面積に対して、対向電極として機能する処理室４の内壁（側壁４ａの内側部分）の面積の比率が低下する。この結果、プラズマ処理装置１０は、処理可能な基板Ｇのサイズが大きくなるほど、対向電極に対するリターン電流密度が増加し、アーキングを生じやすくなる等、電気的に不安定になる。

そこで、実施形態に係るプラズマ処理装置１０では、処理室４の内壁と載置台２３との間の位置に、接地電位とした複数のフィン６１や仕切り部材５０を設けている。図５は、処理室内の電気的な状態の一例を模式的に示した図である。フィン６１および仕切り部材５０は、接地電位としたことにより、高周波バイアスが印加される載置台２３に対する対向電極として機能する。すなわち、プラズマ処理装置１０は、フィン６１および仕切り部材５０を配置することにより、対向電極の面積を拡大している。例えば、載置台２３の面積に対して対向電極の面積が、アーキングの発生が抑制される所定倍（例えば、３倍）以上となるようにフィン６１を配置して、対向電極の面積を拡大する。これにより、プラズマ処理装置１０は、基板Ｇの大型化に伴って載置台２３を大型化した場合でも、電気的安定性を確保でき、不安定な放電を抑制できる。

また、フィン６１は、排気口３０への排気の流れの上流側に並列に配置されている。これにより、プラズマ化したガスが排気口３０へ流れた際に、ガスがフィン６１に接触して失活する。これにより、プラズマ化したガスが排気口３０に流れて排気部４０の内部で不安定な放電が発生することを抑制できる。

なお、図２の例では、フィン６１を仕切り部材５０に覆われた部分のみに配置した場合を例に説明したが、フィン６１の配置はこれに限定されるものではない。フィン６１は、対向電極の拡大に寄与させる場合、処理室４の内面に配置されていれば、何れの位置に設けてもよい。例えば、フィン６１は、側壁４ａに設けられていてもよい。なお、フィン６１は、付着したデポなどの副生成物が載置台２３の載置面２３ｃに落ちることを抑制するため、載置台２３の載置面２３ｃよりも低い位置に配置することが好ましい。

また、フィン６１は、排気口３０へ流れるプラズマ化したガスを失活させる場合、排気口３０への排気の流れに対して排気口３０よりも上流側に少なくとも配置されていればよい。また、フィン６１は、間口６０に対応する部分に配置されてもよい。図６Ａは、フィンの配置の他の一例を示す図である。図６Ａの場合、フィン６１は、載置台２３の周囲を囲むように並列に配置してもよい。これにより、対向電極の面積をより拡大できる。また、フィン６１は、間口６０から排気口３０の間に対応する部分に少なくとも配置してもよい。また、フィン６１は、排気領域４２において排気口３０に対応する領域よりも排気口３０以外の領域（底壁４ｂに排気口３０を設けていない領域）に多く配置してもよい。図６Ｂは、フィンの配置の他の一例を示す図である。図６Ｂの場合、フィン６１の数は、排気口３０よりも排気口３０の間の部分に多く配置している。排気口３０の上方に対応する部分のフィン６１の数を減らすことにより、排気口３０への排気の流れをスムーズにすることができる。また、フィン６１は、排気口３０までの排気の流れの上流側にのみ配置してもよい。図６Ｃは、フィンの配置の他の一例を示す図である。図６Ｃの場合、フィン６１は、排気口３０と間口６０の間に配置されている。

また、フィン６１は、プラズマに晒されてもよい。図７Ａ〜図７Ｃは、フィンの配置の他の一例を示す図である。図７Ａ〜図７Ｃの場合、仕切り部材５０は、載置台２３の各辺の排気口３０に対応する部分に設けられている。各辺の排気口３０の間の部分は、仕切り部材５０で覆われておらず、フィン６１ａが複数並列に設けられている。フィン６１ａは、仕切り部材５０で覆われていないため、プラズマに晒される。仕切り部材５０に覆われた排気領域４２の一方側（四隅の反対側）は、封止板８０により封止されている。これにより、排気口３０には、フィン６１ａ側から排気が流れない。一方、排気領域４２の四隅側には、封止されておらず、フィン６１ｂが複数並列に設けられている。処理室４の処理領域４１のガスは、間口６０からフィン６１ｂの間を介して排気領域４２に流れ、各排気口３０から排気される。この場合、フィン６１ａが載置台２３に対する対向電極として直接機能するので、対向電極の拡大の効果を高めることができる。

ところで、実施形態に係るプラズマ処理装置１０では、複数のフィン６１を設けても、処理条件によっては、真空ポンプ３３で吸引することによりプラズマが排気口３０近傍に引き寄せられて排気部４０の内部に侵入する場合がある。そして、プラズマ処理装置１０では、侵入したプラズマにより、例えば、自動圧力制御バルブ（ＡＰＣ）３２近傍で放電による発光（アーキング）が生じ、その表面の陽極酸化皮膜などが消耗してしまう場合がある。

これに対して、例えば、排気口３０に、接地された第１の開口バッフル板７２のみを設ける。図８Ａは、第１の開口バッフル板のみを設けた場合の作用効果を説明するための図である。この場合、プラズマは、第１の開口バッフル板７２で失活するため、排気部４０へのプラズマの侵入が抑制され、自動圧力制御バルブ（ＡＰＣ）３２近傍での放電による発光（アーキング）を抑制することができる。しかし、処理室４で接地電位に偏りが生じ、その上方領域に不安定なグロー放電が発生して、放電が動き回るちらつきが発生し、処理室４内のプラズマが不安定になってしまう。

また、例えば、排気口３０に、フローティング状態の第２の開口バッフル板７３のみを設ける。図８Ｂは、第２の開口バッフル板のみを設けた場合の作用効果を説明するための図である。この場合、第２の開口バッフル板７３は、プラズマ電位であるから、その上方領域に不安定なグロー放電が発生することはない。しかし、フローティング状態の第２の開口バッフル板７３では、プラズマは失活しないので、排気部４０へのプラズマの侵入を有効に防止できず、自動圧力制御バルブ（ＡＰＣ）３２の近傍での放電による発光（アーキング）を十分に抑制することができない。

そこで、実施形態に係るプラズマ処理装置１０では、排気口３０に、上下に三段の開口バッフル板を重ねた排気網部７０を設けている。図８Ｃは、実施形態に係る排気網部を設けた場合の作用効果を説明するための図である。実施形態に係るプラズマ処理装置１０では、下段側の接地された第１の開口バッフル板７２を設けて、その上段側（排気経路の上流側）にフローティング状態の第２の開口バッフル板７３および第３の開口バッフル板７４を重ねて設けている。つまり、フローティング状態の第２の開口バッフル板７３および第３の開口バッフル板７４はプラズマ電位となり、接地された第１のバッフル板との間で電位差を生じる。このため、これらの開口バッフル間の間隔を適切に調整することによりこれらの間に安定的な放電が形成されプラズマが保持される。そして、第２の開口バッフル板７３および第３の開口バッフル板７４を透過したイオンや電子は、プラズマによりトラップされる。これにより、第３の開口バッフル板７４から第１の開口バッフル板７２の間でちらつきのない安定的なグロー放電が形成されるものと推測される。また、排気口３０に引き寄せられたプラズマは、下段側の第１の開口バッフル板７２で失活するため、自動圧力制御バルブ（ＡＰＣ）３２の近傍での放電による発光（アーキング）を抑制することができる。さらに、上段側の第２の開口バッフル板７３および第３の開口バッフル板７４はプラズマ電位であるから処理室４の接地電位の偏りが緩和される。そして、これらによって処理室４内に安定的なプラズマを生成することができる。また、フローティング状態の第２の開口バッフル板７３および第３の開口バッフル板７４を重ねて設けることで、流れ込んできたプラズマが水平方向に拡散する。このため、排気網部７０の面内でのプラズマの局所集中が緩和されるので、不安定なグロー放電が抑制され、処理室４内に安定的なプラズマを生成することができる。

以上のように、本実施形態に係るプラズマ処理装置１０は、処理室４と、高周波電源１５と、複数のフィン６１とを有する。処理室４は、基板Ｇが載置される載置台２３が内部に設けられ、基板Ｇに対するプラズマ処理が実施される。高周波電源１５は、載置台２３にバイアス用の高周波電力を印加する。複数のフィン６１は、導電性材料からなり、接地電位に接続され、処理室４の内面に配置されている。これにより、プラズマ処理装置１０は、不安定な放電を抑制できる。

また、プラズマ処理装置１０は、排気口３０と、仕切り部材５０と、をさらに有する。排気口３０は、載置台２３の周囲の、載置台２３の基板Ｇが載置される載置面２３ｃよりも低い位置に設けられ、処理室４内を排気する。仕切り部材５０は、導電性材料からなり、接地電位に接続され、排気口３０を覆うように配置され、処理室４を、基板Ｇに対してプラズマ処理を行う処理領域４１と、排気口３０に繋がる排気領域４２とに仕切る。フィン６１は、排気領域４２内の、排気口３０への排気の流れに対して排気口３０よりも上流側に少なくとも配置されている。これにより、プラズマ処理装置１０は、排気口３０へ流れるプラズマ化したガスをフィン６１で失活させることができるため、不安定な放電を抑制できる。

また、仕切り部材５０は、載置台２３の周囲に、隣接する仕切り部材５０との間に間口６０が形成されるように離間して複数配置される。フィン６１は、仕切り部材５０により覆われた部分に少なくとも配置されている。これにより、プラズマ処理装置１０は、フィン６１がプラズマに晒されることを抑制できる。また、プラズマ処理装置１０は、仕切り部材５０により覆われた部分に配置されたフィン６１により排気口３０への排気の流れを形成すると共にプラズマ化したガスを失活させることができる。

また、仕切り部材５０は、載置台２３の周囲に、隣接する仕切り部材５０との間に間口６０が形成されるように離間して複数配置される。フィン６１は、排気口３０から間口６０の部分に少なくとも配置されている。これにより、プラズマ処理装置１０は、フィン６１がプラズマに晒されることを抑制できる。また、プラズマ処理装置１０は、排気口３０から間口６０の部分に配置されたフィン６１により排気口３０への排気の流れを形成すると共にプラズマ化したガスを失活させることができる。

また、フィン６１は、載置台２３の周囲を囲むように配置されている。これにより、プラズマ処理装置１０は、対向電極の面積を大きくすることができ、電気的安定性を確保できる。

また、仕切り部材５０は、排気口３０よりも排気口３０以外に多く配置されている。これにより、プラズマ処理装置１０は、排気口３０への排気の流れをスムーズにすることができる。

また、フィン６１と仕切り部材５０は、接続されている。これにより、プラズマ処理装置１０は、仕切り部材５０を介してフィン６１を接地させることができる。

また、フィン６１と仕切り部材５０の間には、隙間が形成される。これにより、プラズマ処理装置１０は、仕切り部材５０とフィン６１に熱膨張の違いにより歪が発生することを抑制できる。

また、フィン６１は、長手方向が載置台２３の側面と並行な方向に複数配置されている。これにより、プラズマ処理装置１０は、排気の流れを遮ることなくフィン６１を設置できる。

また、フィン６１は、処理室４の底面と接続されている。これにより、プラズマ処理装置１０は、フィン６１を垂直方向に配置でき、多数のフィン６１を少ない配置スペースで配置できるため、少ない配置スペースで対向電極の面積を大きくすることができる。

また、フィン６１の端部には、載置台２３の側面と交差する交差方向に封止板８０が設けられる。これにより、プラズマ処理装置１０は、封止板８０により排気の流れを調整できる。

また、排気口３０には、排気経路の下流から上流に向かって、導電性材料からなり、複数の開口を有する第１の開口バッフル板７２、第２の開口バッフル板７３および第３の開口バッフル板７４が設けられている。第１の開口バッフル板７２は、接地されている。第２の開口バッフル板７３および第３の開口バッフル板７４は、電気的にフローティング状態とされている。これにより、プラズマ処理装置１０は、第３の開口バッフル板７４から第１の開口バッフル板７２の間でちらつきのない安定的なグロー放電を発生させることができ、処理室４内に安定的なプラズマを生成することができる。

以上、実施形態について説明してきたが、今回開示された実施形態は、全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。実に、上記した実施形態は、多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、請求の範囲およびその趣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、上記実施形態では、フィン６１を処理室４の底面（底壁４ｂ）に立てた状態で配置する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。フィン６１は、載置台２３の側面および処理室４の側面（側壁４ａ）から垂直に複数並列に設けてもよい。この場合、フィン６１は、載置台２３の側面および処理室４の側面から交互に、互い違いとなるように配置してもよい。各フィン６１の先端側は、平面視した場合に、重なってもよい。また、フィン６１は、少なくとも排気口３０付近では、排気口３０に近い下側ほど、載置台２３の側面および処理室４の側面からの高さを小さくすることが好ましい。図９は、フィンの配置の他の一例を示す図である。４つのフィン６１は、載置台２３の側面および処理室４の側面から交互に、互い違いとなるように配置されている。上側の２つのフィン６１の先端側は、上方から平面視した場合に、重なっている。また、４つのフィン６１は、排気口３０に近い下側ほど、載置台２３の側面および処理室４の側面からの高さが小さくなっている。これにより、各フィン６１の間の排気を排気口３０にスムーズに流すことができる。このように、フィン６１を設けることにより、プラズマが排気口３０に引き寄せられることを抑制することができる。

また、上記実施形態では、フィン６１を載置台２３と並列に配置した場合について示したが、これに限定されるものではない。フィン６１は、載置台２３と並列にならなくてもよい。例えば、フィン６１は、間口６０と排気口３０の位置によっては載置台２３と並列にならなくてもよい。

また、上記実施形態では、誘導結合型のプラズマ処理装置１０として処理室の上部に誘電体窓（誘電体壁２）を介して高周波アンテナが設けられた場合について示したが、誘電体窓ではなく金属窓を介して高周波アンテナが設けられた場合についても適用できる。この場合、処理ガスの供給は、梁構造等の十字状のシャワー筐体からではなく金属窓にガスシャワーを設けて供給してもよい。

さらにまた、上記実施形態では、間口６０を処理室の四隅に形成した例について示したが、これに限るものではない。

さらにまた、上記実施形態では、排気網部７０を、排気機構の穴部分に適用した例について示したが、ビューポートや基板搬入出口など、プラズマ処理装置１０の処理容器に設けられた開口であれば適用することができる。

さらにまた、上記実施形態は、プラズマエッチングやプラズマアッシングを行う装置として説明したが、ＣＶＤ成膜等の他のプラズマ処理装置１０に適用することができる。さらに、上記実施形態では、基板としてＦＰＤ用の矩形基板を用いた例を示したが、他の矩形基板を処理する場合にも適用可能であるし、矩形に限らず例えば半導体ウエハ等の円形の基板にも適用可能である。

１ 本体容器
２ 誘電体壁（誘電体部材）
３ アンテナ室
４ 処理室
１３ 高周波アンテナ
１４ 整合器
１５ 高周波電源
１６ 給電部材
１９ 給電線
２０ 処理ガス供給系
２３ 載置台
２３ｃ 載置面
２７ 高周波電源
３０ 排気口
３１ 排気配管
３２ 自動圧力制御バルブ（ＡＰＣ）
３３ 真空ポンプ
４０ 排気部
４１ 処理領域
４２ 排気領域
５０ 仕切り部材
６０ 間口
６１、６１ａ、６１ｂ フィン
７０ 排気網部
７２ 第１の開口バッフル板
７３ 第２の開口バッフル板
７４ 第３の開口バッフル板
１００ 制御部
Ｇ 基板

Claims (12)

1. 基板が載置される載置台が内部に設けられ、基板に対するプラズマ処理が実施される処理室と、
   前記載置台にバイアス用の高周波電力を印加する高周波電源と、
   導電性材料からなり、接地電位に接続され、前記処理室の内面に配置された複数の板状部材と、
   を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
2. 前記載置台の周囲の、前記載置台の基板が載置される載置面よりも低い位置に設けられ、前記処理室内を排気する排気口と、
   導電性材料からなり、接地電位に接続され、前記排気口を覆うように配置され、前記処理室を、前記基板に対してプラズマ処理を行う処理領域と、前記排気口に繋がる排気領域とに仕切る仕切り部材と、をさらに有し、
   前記板状部材は、前記排気領域内の、前記排気口への排気の流れに対して前記排気口よりも上流側に少なくとも配置された
   ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
3. 前記仕切り部材は、前記載置台の周囲に、隣接する前記仕切り部材との間に間口が形成されるように離間して複数配置され、
   前記板状部材は、前記仕切り部材により覆われた部分に少なくとも配置された
   ことを特徴とする請求項２に記載のプラズマ処理装置。
4. 前記仕切り部材は、前記載置台の周囲に、隣接する前記仕切り部材との間に間口が形成されるように離間して複数配置され、
   前記板状部材は、前記排気口から前記間口の部分に少なくとも配置された
   ことを特徴とする請求項２に記載のプラズマ処理装置。
5. 前記板状部材は、前記載置台の周囲を囲むように配置された
   ことを特徴とする請求項２〜４の何れか１つに記載のプラズマ処理装置。
6. 前記板状部材は、前記排気口よりも前記排気口以外に多く配置された
   ことを特徴とする請求項２〜５の何れか１つに記載のプラズマ処理装置。
7. 前記板状部材と前記仕切り部材は、接続されている
   ことを特徴とする請求項２〜６の何れか１つに記載のプラズマ処理装置。
8. 前記板状部材と前記仕切り部材の間には、隙間が形成される
   ことを特徴とする請求項２〜６の何れか１つに記載のプラズマ処理装置。
9. 前記板状部材は、長手方向が前記載置台の側面と並行な方向に配置された
   ことを特徴とする請求項２〜８の何れか１つに記載のプラズマ処理装置。
10. 前記板状部材は、前記処理室の底面と接続されている
    ことを特徴とする請求項２〜９の何れか１つに記載のプラズマ処理装置。
11. 前記板状部材の端部には、前記載置台の側面と交差する交差方向に封止板が設けられる
    ことを特徴とする請求項２〜１０の何れか１つに記載のプラズマ処理装置。
12. 前記排気口には、排気経路の下流から上流に向かって、導電性材料からなり、複数の開口を有する第１の開口バッフル板、第２の開口バッフル板および第３の開口バッフル板が設けられ、
    前記第１の開口バッフル板は、接地され、
    前記第２の開口バッフル板および前記第３の開口バッフル板は、電気的にフローティング状態とされた
    ことを特徴とする請求項２〜１１の何れか１つに記載のプラズマ処理装置。

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