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1. WO2020116246 - PLAQUE DE DOUCHE, APPAREIL DE TRAITEMENT PAR PLASMA ET PROCÉDÉ DE TRAITEMENT PAR PLASMA

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明 細 書

発明の名称 シャワープレート、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004  

課題を解決するための手段

0005  

発明の効果

0006  

図面の簡単な説明

0007  

発明を実施するための形態

0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058  

符号の説明

0059  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7  

図面

1   2   3   4   5   6   7  

明 細 書

発明の名称 : シャワープレート、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法

技術分野

[0001]
 本開示の例示的実施形態は、シャワープレート、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関する。

背景技術

[0002]
 電子デバイスの製造においてはプラズマ処理装置が用いられている。一種のプラズマ処理装置は、特許文献1に記載されている。その他のプラズマ処理装置は、特許文献2~8に記載されている。プラズマ処理装置としては、容量結合型のプラズマ処理装置が知られている。容量結合型のプラズマ処理装置として、超短波(VHF)帯の周波数を有する高周波をプラズマの生成に用いるプラズマ処理装置が注目されている。なお、VHF帯とは、30MHz~300MHz程度の範囲の周波数帯である。

先行技術文献

特許文献

[0003]
特許文献1 : 特開2016-195150号公報
特許文献2 : 特開平9-312268号公報
特許文献3 : 特開2014-53309号公報
特許文献4 : 特開2000-323456号公報
特許文献5 : 特許第4364667号公報
特許文献6 : 特許第5317992号公報
特許文献7 : 特許第5367000号公報
特許文献8 : 特許第5513104号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0004]
 シャワープレート、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法においては、ステージ上のプラズマの面内均一性の向上が求められている。

課題を解決するための手段

[0005]
 一つの例示的実施形態において、シャワープレートが提供される。シャワープレートは、ステージに対向して配置された上部誘電体と、上部誘電体内に埋め込まれた上部電極とを備えている。上部誘電体の下面と上部電極との間の距離は、中央部よりも周辺部の方が小さい。

発明の効果

[0006]
 一つの例示的実施形態に係るシャワープレート、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法によれば、ステージ上のプラズマの面内均一性を向上させることができる。

図面の簡単な説明

[0007]
[図1] 図1は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。
[図2] 図2は、径方向の位置とシース電界の関係を示すグラフである。
[図3] 図3は、別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。
[図4] 図4は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。
[図5] 図5は、一つの例示的実施形態に係るステージを一部破断して示す斜視図である。
[図6] 図6は、一つの例示的実施形態に係るステージを一部破断して示す斜視図である。
[図7] 図7は、一つの例示的実施形態に係るステージの平面図である。

発明を実施するための形態

[0008]
 以下、種々の例示的実施形態について説明する。
[0009]
 一つの例示的実施形態において、シャワープレートが提供される。シャワープレートは、ステージに対向して配置された上部誘電体と、上部誘電体内に埋め込まれた上部電極とを備えている。上部誘電体の下面と上部電極との間の距離は、中央部よりも周辺部の方が小さい。プラズマを生成するシース電界は、ステージの中央部において強くなる傾向があり、周辺部において電界ベクトルが傾斜し、弱くなる傾向がある。周辺部においては、上部電極と上部誘電体の下面との間の距離が中央部よりも小さくなっている。上部電極から上部誘電体を介して電界を形成することにより、電界ベクトルの傾斜と強度を補正し、シース電界の面内均一性を向上させることができる。これにより、プラズマの面内均一性が向上する。
[0010]
 一つの例示的実施形態において、上部電極は、2層以上の導電層を有することができる。
[0011]
 一つの例示的実施形態において、上部誘電体は、ガス吐出孔を有することができる。
[0012]
 一つの例示的実施形態において、上部電極には、30~300MHzの高周波電圧が印加される。
[0013]
 一つの例示的実施形態において、上記シャワープレートを備えたプラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置において、ステージは、下部誘電体と、下部電極と、処理容器と、高周波電源とを備えている。下部誘電体は、上部誘電体に対向配置されている。下部電極は、下部誘電体内に埋め込まれている。処理容器は、シャワープレートおよびステージを収容する。高周波電源は、処理容器内にプラズマを発生させるためのものである。高周波電源から、高周波電圧が与えられると、ステージと上部電極との間にプラズマが発生する。
[0014]
 一つの例示的実施形態において、下部電極は、ステージ上に載置される基板と該ステージとの間で静電引力を発生させるための電極とすることができる。下部電極は、高周波が供給される電極とすることができる。下部電極は接地される電極とすることができる。すなわち、下部電極は、これらの電極のうち何れかとすることができる。下部電極は、環状に形成されていることができる。この構成の場合、ステージの中央部と外周部との間での高周波に起因する電位差の発生が抑制される。その結果、ステージの中央部と外周部との間で発生する高周波電界が抑制される。このような高周波電界の抑制により、プラズマの均一性を高め、また、成膜又はエッチング時においては、高周波電界に起因したイオンの望まない移動を抑制することができる。
[0015]
 一つの例示的実施形態において、上記プラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法が提供される。プラズマ処理方法は、シャワープレートの下に基板を配置する工程と、上部電極と下部電極との間に高周波電圧を印加させることでプラズマを発生させ、基板の表面処理を行う工程とを備えている。
[0016]
 以下、図面を参照して種々の例示的実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附することとし、重複する説明は省略する。
[0017]
 図1は、実施例1に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。図1に示すプラズマ処理装置1は、処理容器10、ステージ12、上部電極14(導電層)、及び導入部16を備えている。上部電極14は、金属メッシュまたは金属薄膜であり、本例では金属メッシュであり、その材料は、タングステンまたはモリブデンであるが、他の導電性材料であってもよい。
[0018]
 処理容器10は、略円筒形状を有する。処理容器10は、鉛直方向に沿って延在している。処理容器10の中心軸線は、鉛直方向に延びる軸線AXである。処理容器10は、アルミニウム又はアルミニウム合金といった導体から形成されている。処理容器10の表面上には、耐腐食性を有する膜が形成されている。耐腐食性を有する膜は、例えば酸化アルミニウム又は酸化イットリウムといったセラミックである。処理容器10は、接地されている。
[0019]
 ステージ12は、処理容器10内に設けられている。ステージ12は、その上面の上に載置された基板Wを略水平に支持するように構成されている。ステージ12は、略円盤形状を有している。ステージ12の中心軸線は、軸線AXに略一致している。
[0020]
 プラズマ処理装置1は、バッフル部材13を更に備えていてもよい。バッフル部材13は、ステージ12と処理容器10の側壁との間で延在している。バッフル部材13は、略環状の板材である。バッフル部材13は、例えば、酸化アルミニウムといった絶縁体から形成されている。バッフル部材13には、複数の貫通孔が形成されている。複数の貫通孔は、バッフル部材13をその板厚方向に貫通している。ステージ12の下方において処理容器10には、排気口10eが形成されている。排気口10eには、排気装置が接続されている。排気装置は、圧力制御弁並びにターボ分子ポンプ及び/又はドライポンプといった真空ポンプを含んでいる。
[0021]
 上部電極14は、処理容器10内の空間SPを介してステージ12の上方に設けられている。上部電極14の中心軸線は、軸線AXに略一致している。プラズマ処理装置1は、ステージ12と上部電極14との間の空間SPにおいてプラズマを生成するように構成されている。
[0022]
 プラズマ処理装置1は、シャワープレート18を更に備えている。シャワープレート18は、上部電極14を内蔵している。シャワープレート18は、空間SPを介してステージ12の上面に対面している。空間SPは、シャワープレート18とステージ12との間の空間である。シャワープレート18は、略円盤形状を有している。シャワープレート18の中心軸線は、軸線AXに略一致している。
[0023]
 プラズマ処理装置1では、バッフル部材13の上側で延在する処理容器10の内壁面の面積は、空間SP側のシャワープレート18の表面積に略等しい。即ち、空間SPを画成する面のうちグランド電位に設定された面(グランド面)の面積は、空間SPを画成する面のうちシャワープレート18によって提供される面の面積と略同一である。かかる構成により、プラズマが、シャワープレートの直下の領域及びグランド面の周囲の領域で均一な密度で生成される。その結果、基板Wのプラズマ処理の面内均一性が向上される。
[0024]
 実施形態においては、処理容器10の上部壁UWの下方に、ガス拡散用の空間225’を介して、誘電体からなるシャワープレート18が配置される。上部壁UWの下面の凸部は、シャワープレート18の上面に接している。上部壁UWの下面は、凹凸構造を有しており、凹部内を、ガス供給器42からのガスが流通する。配管40は凹部内のガス拡散用の空間225’に接続されている。ガス拡散用の空間225’の下方には、シャワープレート18のガス吐出孔18hが位置している。凹部の形状は、円形であってもよいし、リング状であってもよいが、全ての凹部は水平方向にガスが拡散するように連通している。ガス吐出孔18hは、上部に位置する第1貫通孔18h と、下部に位置する第2貫通孔18h とからなる。第1貫通孔18h の内径は、第2貫通孔18h の内径よりも大きく、これらは連通している。ガス拡散用の空間225’内において拡散したガスは、細い内径を有する第2貫通孔18h に導入され、この径により噴出時の流速が律則される。この構造により、ガスの流速を調整することができる。
[0025]
 シャワープレート18の本体(上部誘電体)は、セラミックスからなる誘電体からなる。上部誘電体内には、メッシュ状の上部電極14が埋め込まれている。この上部電極14には、整合器32を介して、高周波電源30から高周波が与えられる。上部誘電体の材料はセラミックスであり、上部電極14は、セラミックス内に焼結工程より、埋め込まれる。高周波は、上部壁UWと上部電極14との間を径方向に伝搬し、導入部16から処理容器10内に放出される。
[0026]
 シャワープレート18を構成する上部誘電体の材料は、窒化アルミニウム(AlN)、酸化アルミニウム(Al )及び酸化イットリウム(Y )からなる誘電体群のうち少なくともいずれか一種を含むことができる。本例では窒化アルミニウムであるとするが、誘電体の材料としては、他の材料を用いることもできる。シャワープレート18を構成する誘電体および上部電極14は、耐熱性の高い材料からなる。また、上部電極14は薄膜状またはメッシュ状になっているため、熱膨張係数が誘電体と違っていても高温時の熱応力が小さい。さらに、上部電極14は誘電体で覆われているため、高温でも腐食されることがない。従って、シャワープレート18は高温(例えば300~600℃)でも使用することができる。プラズマ処理を行う際に、シャワープレート18の温度を高く設定することにより、シャワープレート18の表面への反応生成物の付着を抑制することができる。
[0027]
 なお、シャワープレートを構成する上部誘電体(誘電体板)の表面のうち少なくとも下面には、耐腐食性を有する膜が形成されていてもよい。耐腐食性を有する膜は、酸化イットリウム膜、オキシフッ化イットリウム膜、フッ化イットリウム膜、又はオキシイットリウム、フッ化イットリウム等を含むセラミック膜であり得る。
[0028]
 VHF帯の高いプラズマ励起周波数では、中央に近いほどシース電界が強くなる傾向がある。このため、特に高密度プラズマでは、中央に近いほどプラズマ密度が高くなる傾向がある。本実施例の構成では、上部電極直下のシースと上部電極との間に誘電体18Lが配置されている。プラズマと上部電極との間にかかる高周波電圧は、誘電体18Lとシースに分圧される。すなわち、誘電体18Lが厚い方がシースにかかる電圧は小さくなる。誘電体18Lの厚さを中央に近いほど厚くすることにより、シース電界およびプラズマ密度の面内均一性を向上させることができる。
[0029]
 シャワープレート18の中心から径方向に向かう位置をrとする。距離Lをf(r)とすると、距離L=f(r)であり、関数f(r)は、位置rの増加に伴って小さくなる減少関数である。関数f(r)の形状としては、余弦関数、ガウス関数、二次関数や、正規分布の確率密度関数等の連続関数、或いは、凸レンズの表面の曲面形状を採用することもできる。
[0030]
 図2は、径方向の位置r(mm)とシース電界(任意単位)の関係を示すグラフである。
[0031]
 シース電界は、プラズマ発生用の空間SP内において、発生する電界であり、プラズマの強度を律則する。上記の実施例1においてはシース電界は一定であり、したがって、プラズマ密度の面内均一性も高くなる。
[0032]
 なお、参考のため、図2は、比較例のデータも示している。比較例の構造は、上述の誘電体シャワープレートをアルミニウム金属に置換して上部電極とした構造である。比較例の構造では、この金属製の上部電極と処理容器10の側壁及び上部壁UWとの間に隙間を設け、この隙間をVHFの導波路として利用する。比較例では、処理容器10の側壁の内面から中心に向かう導波路の経路を設定し、側壁の内面から中心に向かって進行するVHF波を、プラズマ処理空間内に導入している。実施例1と異なり、比較例の構造の場合、径方向の位置に応じて、シース電界が大きく変化しており、プラズマ密度の面内均一性が低くなる。プラズマ密度は、シース電界に依存するので、実施例1の構造は、比較例の構造よりも、プラズマの面内均一性の観点からは優れていることが分かる。
 以上のように、上述のプラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法は、シャワープレート18の下に基板Wを配置する工程と、上部電極14に高周波電圧を印加してプラズマを発生させ、基板の表面処理を行う工程を備えている。処理容器10内には処理ガスを供給しながら、処理を行うが、処理ガスの種類に応じて、基板Wのエッチングや成膜を行うことができる。このプラズマ処理装置を用いると、ステージ上のプラズマの面内均一性を向上させることができるので、面内均一性の高い処理が可能となる。
[0033]
 図3は、別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。プラズマ処理装置は、軸線AXに対して左右対称なので、同図では左半分の構造のみを示している。なお、特に説明をしない構造は、実施例1と同様の構造である。
[0034]
 本例は、上部壁UWとシャワープレート18との間に空間225’が形成されているが、ガス拡散用の空間225’には、実施例1と同様に、ガス供給器42から処理ガスが供給される。供給されたガスは、下方に位置するシャワープレート18のガス吐出孔18hを介して、プラズマ発生用の空間SP内に放出される。なお、シャワープレート18の中央部に位置するガス吐出孔18hにおいては、上部の第1貫通孔18h1の長手方向は、鉛直方向から傾斜している。
[0035]
 シャワープレート18内には、導電性薄膜からなる上部電極14が埋め込まれている。上部電極14は、平面視において環状であり水平方向に延びた複数の水平部分を有している。複数の水平部分は、同心円状に配置されており、縦方向(シャワープレート18の厚み方向)の位置が異なる。水平部分間は、これに連続する垂直部分によって接続されている。垂直部分は、平面視において環状であり概ね鉛直方向に延びた部分である。中心には円形の水平部分が配置され、全体としては一体の部材であり、全体としての縦断面は、段形状である。本例の上部電極は少なくとも水平部分に関しては、メッシュ状であり、また、ガス供給用の貫通孔に対応する位置は、開口している。シャワープレート18の本体としての上部誘電体の下面と、上部電極14との間の距離は、中央部よりも周辺部の方が小さいので、上記と同様の作用効果を奏し、プラズマの面内均一性が向上する。上部電極14は、周辺部に近づくほど、低い位置に位置する。中心に位置する上部電極14には、高周波電圧の給電ロッド206が接続されており、実施例1と同様に高周波電源30から、給電ロッドを介して高周波電力が与えられる。
[0036]
 給電ロッド206の周囲には、窒化アルミニウムなどの絶縁体からなる支持パイプ205が配置されている。給電ロッド206からは、高周波の電磁波が発生しており、高周波は、導波通路RFのように、上部壁UWの下面と上部電極14の上面との間を径方向に伝搬し、シャワープレート18の周辺領域の導入部16から、プラズマ処理用の空間SP内に至る。
[0037]
 ガス拡散用の空間225’と上部誘電体であるシャワープレート18の上面との間には、円筒形の支持壁207と、気体の流通を阻害するための円筒形の隔壁208とが設けられている。隔壁208の上端には、弾性力のある弾性部材(Oリング)などのシール材209が配置されており、下端はシャワープレート18に接している。誘電体内壁202の外側表面上には、アルミニウムなどからなる金属膜203が設けられている。金属膜203は、これと電気的な接点を有するバネ材204(インコネル板バネ)を介して、処理容器の内壁(上部壁UWの内面)に電気的に接続されている。金属膜203は、グランド電位に接地されている。バネ材204は、この内壁に設けられた穴内に一端が固定され、他方端が金属膜203に接触する。金属膜203の厚みは、0.01mm~0.3mmである。
[0038]
 本例のプラズマ処理装置は、シャワープレート18(上部誘電体)と、シャワープレート18に対向配置されたステージの本体121(下部誘電体)と、ステージの本体121内に埋め込まれた下部電極122を備えている。プラズマ処理装置は、シャワープレート18及びステージ12を収容する処理容器10を備えている。
[0039]
 ステージ12は、支持構造によって上下に移動させることができる。支持構造は、中空の支持柱12S1と、これに固定された平面視が円環状の第1支持部材12S2とを備えている。第1支持部材12S2には第2支持部材12S3が一体的に設けられ、排気経路を形成しており、排気経路を蛇腹構造12Jが囲んでいる。蛇腹構造12Jの下方端は処理容器の下部壁10Lに固定されており、上端は第1及び第2支持部材に固定されている。支持構造を上下に移動させると、蛇腹構造12Jは、上下移動に応じて伸縮する。ステージ12の外周には、Al 等の絶縁体からなるフォーカスリングFが配置されており、フォーカスリングFには、貫通孔が設けられている。この貫通孔及び蛇腹構造12Jの内側領域を介して、プラズマ処理空間内のガスは、外部に排気される。なお、フォーカスリングFの下面は、ステージの外周部の上面によって支持されている。
[0040]
 フォーカスリングFと誘電体内壁202との間には、僅かな隙間があるため、ステージの上下動には連動せず、また、この隙間を通って、プラズマ処理空間内のガスが外部に排出される。なお、誘電体内壁202は、シャワープレート18の外縁に設けられたリップ面に係合し、支持されている。なお、処理容器10の側壁には、矢印WTの方向に沿って、基板Wを搬入・搬出するための開口が設けられている。
[0041]
 図4は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。
[0042]
 このプラズマ処理装置は、図1に示したプラズマ処理装置と比較して、シャワープレート18内部に、1層ではなく、2層の金属層を埋め込んだ点が異なり、他の構成は、基本的には同一である。図1と同一の構造と異なる点のみを説明する。
[0043]
 このシャワープレート18は、セラミックからなりガス通過孔を備えた本体としての上部誘電体を備えており、複数の導電層14a、14bは、この上部誘電体内に埋め込まれている。導電層の数は2層以上であってもよい。上方に位置する導電層14aはグランド電位に接続され、接地されている。下方に位置する導電層14bは、図1における上部電極14と同様に整合器32を介して高周波電源30に接続されている。
[0044]
 それぞれの導電層14a、14bの構造は、メッシュ形状であってもよいが、ガス供給用の貫通孔18hが形成された領域のみが開口した金属薄膜であってもよい。導電層14aは平坦であって、縦断面形状は水平方向に延びた形状となっている。上部電極としての導電層14bは、上部誘電体の下面と導電層14bとの間の距離が、中央部よりも周辺部の方が小さくなるよう傾斜して設けられる。また、導電層14bは、薄膜状またはメッシュ状になっているため、熱膨張係数が誘電体と違っていても高温時の熱応力が小さい。さらに、導電層14bは誘電体で覆われているため、高温でも腐食されることがない。高周波は、導電層14aと導電層14bとの間を径方向に伝搬し、導入部16から処理容器10内に放出される。導電層14bの下面と、導電層14aの下面のうち導電層14aがない部分との間に高周波電界がかかり、この高周波電界によりプラズマが励起される。
[0045]
 図5は、一つの例示的実施形態に係るステージを一部破断して示す斜視図である。
[0046]
 ステージ12は、本体121及び導電層122を有している。本体121は、窒化アルミニウムといった誘電体(絶縁体)から形成されている。本体121は、略円盤形状を有している。本体121の中心軸線は、図1に示した軸線AXと略一致している。導電層122の形状は、メッシュ形状であってもよいが、配線等を通すための必要な開口のみが設けられた金属薄膜であってもよい。
[0047]
 導電層122は、導電性を有する材料、例えばタングステン、モリブデン等から形成されている。導電層122は、本体121内に設けられている。ステージ12は、一つ以上の導電層を有していてもよい。この場合に、導電層122は、ステージ12内に設けられた一つ以上の導電層のうちステージ12の上面から最短の距離を有する。導電層122は、図1に示した軸線AXの周りで環状に形成されている。導電層122の内径(直径)は、例えば基板Wの直径の1/6、即ち50mm以上である。導電層122の外径は、基板Wの直径よりも小さい。一実施形態において、導電層122は、メッシュ状に形成されていてもよい。
[0048]
 一実施形態において、導電層122は、静電吸着用の電極である。この実施形態において、導電層122には、直流電源50が電気的に接続される。直流電源50からの直流電圧が導電層122に印加されると、ステージ12と基板Wとの間で静電引力が発生する。発生した静電引力により、基板Wは、ステージ12に引き付けられ、ステージ12によって保持される。別の実施形態において、導電層122は、高周波電極であってもよい。この場合には、導電層122には、高周波電源が整合器を介して電気的に接続される。更に別の実施形態において、導電層122は、接地される電極であってもよい。
[0049]
 以上説明したプラズマ処理装置1では、導電層122が環状に形成されている。したがって、ステージ12の中央部と外周部との間での高周波に起因する電位差の発生が抑制される。その結果、ステージ12の中央部と外周部との間で発生する高周波電界が抑制される。
[0050]
 図6は、一つの例示的実施形態に係るステージを一部破断して示す斜視図である。
[0051]
 このステージ12は、前述のステージ12と同様に本体121及び導電層122を有している。ステージ12の導電層122は、静電吸着用の電極である。導電層122には、直流電源50が電気的に接続されている。
[0052]
 ステージ12は、導電層123を更に備えている。導電層123とステージ12の上面との間の距離は、導電層122とステージ12の上面との間の距離よりも大きい。即ち、導電層122は、ステージ12の複数の導電層のうち、ステージ12の上面から最短の距離を有する。
[0053]
 一実施形態において、導電層123は、ヒータ(抵抗加熱素子)である。この実施形態では、導電層123は、ヒータ電源58にコモンモードフィルタ59を介して電気的に接続されている。導電層123は、本体121内の環状の領域内に形成されている。この環状の領域の中心軸線は、軸線AXに略一致する。この環状の領域の内径は、例えば基板Wの直径の1/6、即ち50mm以上である。この環状の領域の外径は、基板Wの直径よりも小さい。導電層123は、メッシュ状に形成されていてもよい。
[0054]
 図7は、一つの例示的実施形態に係るステージの平面図である。
[0055]
 本例では、導電層123からなるヒータを2つの領域に分割したものである。このステージ12は、ステージの本体121と、本体121内に埋め込まれた導電層123とを備えている。導電層123は、ステージ中央領域に存在する内側導電層123 INと、ステージ周辺に存在する外側導電層123 OUTとを備えている。ヒータは、体積抵抗率がCuやAl等よりも高い材料から構成され、抵抗値は電流が流れる経路の断面積と長さに依存する。上述のそれぞれの導電層は、環状に構成することができるが、本例では、平面視において線状の導電層を図示の如く屈曲させて配置させている。内側導電層123 INは、ステージ12の中心領域を加熱し、外側導電層123 OUTは、ステージ12の周辺領域を加熱する。
[0056]
 換言すれば、本例では、ステージ12の径方向の異なる領域で、複数の加熱領域が設定されている。内側のヒータ(内側導電層123 IN)と、外側のヒータ(外側導電層123 OUT)とは、電気的に結合することも可能であるが、本例では、それぞれのヒータと、それぞれのヒータ電源との間には、それぞれコモンモードフィルタを介在させることができる。コモンモードフィルタは、プラズマ励起周波数において高いコモンモードインピーダンスを有する。この構成により、ヒータ間の電気的結合を弱めることができる。これにより、ステージ外周部と中央部におけるヒータと、プラズマとの間の電気的結合を抑制することができる。
[0057]
 以上、説明したように、上下部に誘電体に埋め込まれた電極を用いることで、電極表面の電界を均一にし、プラズマの分布を均一にすることができる。また、導電性のメッシュ電極は、誘電体内に埋め込まれているため、腐食性ガスに曝されることなく、プロセスチャンバーに用いても機能が持続することができる。
[0058]
 以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。また、以上の説明から、本開示の種々の実施形態は、説明の目的本明細書において説明されており、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。

符号の説明

[0059]
 1…プラズマ処理装置、10…処理容器、10L…下部壁、10e…排気口、12…ステージ、12J…蛇腹構造、12S1…支持柱、12S2…第1支持部材、12S3…第2支持部材、13…バッフル部材、14…上部電極、16…導入部、18…シャワープレート、18h…ガス吐出孔、30…高周波電源、32…整合器、40…配管、42…ガス供給器、50…直流電源、58…ヒータ電源、122…導電層(下部電極)、123…導電層、F…フォーカスリング、202…誘電体内壁、203…金属膜、204…バネ材、205…支持パイプ、206…給電ロッド、207…支持壁、208…隔壁、209…シール材、RF…導波通路、SP…空間、UW…上部壁、W…基板。

請求の範囲

[請求項1]
 ステージに対向して配置された上部誘電体と、
 前記上部誘電体内に埋め込まれた上部電極と、
を備え、
 前記上部誘電体の下面と前記上部電極との間の距離は、中央部よりも周辺部の方が小さいシャワープレート。
[請求項2]
 前記上部電極は、2層以上の導電層を有する、
請求項1記載のシャワープレート。
[請求項3]
 前記上部誘電体は、ガス吐出孔を有する、
請求項1又は2記載のシャワープレート。
[請求項4]
 前記上部電極には、30~300MHzの高周波電圧が印加される、
請求項1~3のいずれか一項記載のシャワープレート。
[請求項5]
 請求項1~4のいずれか一項に記載のシャワープレートを備えたプラズマ処理装置であって、
 前記ステージは、
 前記上部誘電体に対向配置された下部誘電体と、
 前記下部誘電体内に埋め込まれた下部電極と、
を備え、
 前記シャワープレートおよび前記ステージを収容する処理容器と、
 前記処理容器内にプラズマを発生させるための高周波電源と、
を備えるプラズマ処理装置。
[請求項6]
 前記下部電極は、
 前記ステージ上に載置される基板と該ステージとの間で静電引力を発生させるための電極、
 高周波が供給される電極、及び、
 接地される電極、のうち何れかであり、
 環状に形成されている、
請求項5記載のプラズマ処理装置。
[請求項7]
 請求項5又は6に記載のプラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法において、
 前記シャワープレートの下に基板を配置する工程と、
 前記上部電極と前記下部電極との間に高周波電圧を印加させることでプラズマを発生させ、前記基板の表面処理を行う工程と、
を備えるプラズマ処理方法。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]