JP2022118626A - 処理容器とプラズマ処理装置、及び処理容器の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】パーティクルの抑制と放電の安定化を図ることのできる、処理容器とプラズマ処理装置、及び処理容器の製造方法を提供すること。【解決手段】プラズマ処理装置を構成し、基板を内部に収容してプラズマ処理を行う処理容器であって、前記処理容器のうち、プラズマに晒される第一内側面の少なくとも一部には第一絶縁膜が形成されており、前記第一内側面を少なくともプラズマから保護する保護面材のうち、前記第一絶縁膜と対向する背面には第二絶縁膜が形成されており、前記第一絶縁膜と前記第二絶縁膜が面接触している。【選択図】図２
Description
本開示は、処理容器とプラズマ処理装置、及び処理容器の製造方法に関する。
特許文献１には、被処理体を内部に収容してプラズマ処理を行う、処理容器が開示されている。この処理容器は、開口部分を有する容器本体と、容器本体をプラズマおよび／または腐食性ガスによる損傷から保護する保護部材とを備えている。保護部材は、容器本体の内壁面に沿って配設された第１の保護部材と、開口部分の周囲において、第１の保護部材と分離して着脱可能に配設された第２の保護部材とを有している。特許文献１に開示の処理容器によれば、処理容器の内面を保護する保護部材の交換作業を容易にでき、部品コストを抑制することができる。
本開示は、パーティクルの発生の抑制と放電の安定化を図ることのできる、処理容器とプラズマ処理装置、及び処理容器の製造方法を提供する。
本開示の一態様による処理容器は、
プラズマ処理装置を構成し、基板を内部に収容してプラズマ処理を行う処理容器であって、
前記処理容器のうち、プラズマに晒される第一内側面の少なくとも一部には第一絶縁膜が形成されており、
前記第一内側面を少なくともプラズマから保護する保護面材のうち、前記第一絶縁膜と対向する背面には第二絶縁膜が形成されており、
前記第一絶縁膜と前記第二絶縁膜が面接触している。
プラズマ処理装置を構成し、基板を内部に収容してプラズマ処理を行う処理容器であって、
前記処理容器のうち、プラズマに晒される第一内側面の少なくとも一部には第一絶縁膜が形成されており、
前記第一内側面を少なくともプラズマから保護する保護面材のうち、前記第一絶縁膜と対向する背面には第二絶縁膜が形成されており、
前記第一絶縁膜と前記第二絶縁膜が面接触している。
本開示によれば、パーティクルの発生の抑制と放電の安定化を図ることができる。
以下、本開示の実施形態に係る処理容器とプラズマ処理装置、及び処理容器の製造方法について、添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。
［実施形態に係る処理容器とプラズマ処理装置、及び処理容器の製造方法］
図１及び図２を参照して、本開示の実施形態に係る処理容器とプラズマ処理装置、及び処理容器の製造方法の一例について説明する。ここで、図１は、実施形態に係る処理容器の一例と、実施形態に係るプラズマ処理装置の一例を示す縦断面図であり、図２は、図１のII部を拡大した縦断面図である。
図１及び図２を参照して、本開示の実施形態に係る処理容器とプラズマ処理装置、及び処理容器の製造方法の一例について説明する。ここで、図１は、実施形態に係る処理容器の一例と、実施形態に係るプラズマ処理装置の一例を示す縦断面図であり、図２は、図１のII部を拡大した縦断面図である。
図１に示すプラズマ処理装置１００は、フラットパネルディスプレイ（Flat Panel Display、以下、「ＦＰＤ」という）用の平面視矩形の基板Ｇ（以下、単に「基板」という）に対して、各種の基板処理方法を実行する誘導結合型プラズマ（Inductive Coupled Plasma: ＩＣＰ）処理装置である。基板の材料としては、主にガラスが用いられ、用途によっては透明の合成樹脂などが用いられることもある。ここで、基板処理には、エッチング処理や、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いた成膜処理等が含まれる。ＦＰＤとしては、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display: ＬＣＤ）やエレクトロルミネセンス（Electro Luminescence: ＥＬ）、プラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel;ＰＤＰ）等が例示される。基板は、その表面に回路がパターニングされる形態の他、支持基板も含まれる。また、ＦＰＤ用基板の平面寸法は世代の推移と共に大規模化しており、プラズマ処理装置１００によって処理される基板Ｇの平面寸法は、例えば、第６世代の１５００ｍｍ×１８００ｍｍ程度の寸法から、第１０．５世代の３０００ｍｍ×３４００ｍｍ程度の寸法までを少なくとも含む。また、基板Ｇの厚みは０．２ｍｍ乃至数ｍｍ程度である。
図１に示すプラズマ処理装置１００は、直方体状の箱型の処理容器２０と、処理容器２０内に配設されて基板Ｇが載置される平面視矩形の外形の基板載置台７０と、制御部９０とを有する。尚、処理容器は、円筒状の箱型や楕円筒状の箱型などの形状であってもよく、この形態では、基板載置台も円形もしくは楕円形となり、基板載置台に載置される基板も円形等になる。
処理容器２０は、金属窓３０により上下２つの空間に区画されており、上方空間であるアンテナ室Ａは上チャンバー１３により形成され、下方空間である処理室Ｓは下チャンバー１７により形成される。処理容器２０において、上チャンバー１３と下チャンバー１７の境界となる位置には矩形環状の支持枠１４が処理容器２０の内側に突設するようにして配設されており、支持枠１４に金属窓３０が取り付けられている。
アンテナ室Ａを形成する上チャンバー１３は、側壁１１と天板１２とにより形成され、全体としてアルミニウムやアルミニウム合金等の金属により形成される。
処理室Ｓを内部に有する下チャンバー１７は、側壁１５と底板１６とにより形成され、全体としてアルミニウムやアルミニウム合金等の金属により形成される。また、側壁１５は、接地線２１により接地されている。
側壁１５と底板１６のうち、それぞれの処理室Ｓに臨む第一内側面１８ａ、１８ｂは、プラズマに晒される側面である。下チャンバー１７では、側壁１５と底板１６の第一内側面１８ａ、１８ｂの全域、もしくは、特にプラズマエロージョン耐性が要求される領域において、図２に示す保護面材４０が取り付けられている。尚、第一内側面１８が保護面材４０により保護されている構成については、以下で詳説する。
支持枠１４は、導電性のアルミニウムやアルミニウム合金等の金属により形成されており、金属枠と称することもできる。
下チャンバー１７の側壁１５の上端には、矩形環状（無端状）のシール溝２２が形成されており、シール溝２２にＯリング等のシール部材２３が嵌め込まれ、シール部材２３を支持枠１４の当接面が保持することにより、下チャンバー１７と支持枠１４とのシール構造が形成される。
下チャンバー１７の側壁１５には、下チャンバー１７に対して基板Ｇを搬出入するための搬出入口１５ａが開設されており、搬出入口１５ａはゲートバルブ２４により開閉自在に構成されている。下チャンバー１７には搬送機構を内包する搬送室（いずれも図示せず）が隣接しており、ゲートバルブ２４を開閉制御し、搬送機構にて搬出入口１５ａを介して基板Ｇの搬出入が行われる。
また、下チャンバー１７の有する底板１６には複数の排気口１６ａが開設されており、各排気口１６ａにはガス排気管２５が接続され、ガス排気管２５は開閉弁２６を介して排気装置２７に接続されている。ガス排気管２５、開閉弁２６及び排気装置２７により、ガス排気部２８が形成される。排気装置２７はターボ分子ポンプ等の真空ポンプを有し、プロセス中に下チャンバー１７内を所定の真空度まで真空引き自在に構成されている。尚、下チャンバー１７の適所には圧力計（図示せず）が設置されており、圧力計によるモニター情報が制御部９０に送信されるようになっている。
基板載置台７０は、基材７１と、基材７１の上面７１ａに形成されている静電チャック７６とを有する。
基材７１の平面視形状は矩形であり、基板載置台７０に載置される基板Ｇと同程度の平面寸法を有する。基材７１の長辺の長さは１８００ｍｍ乃至３４００ｍｍ程度に設定でき、短辺の長さは１５００ｍｍ乃至３０００ｍｍ程度に設定できる。この平面寸法に対して、基材７１の厚みは、例えば５０ｍｍ乃至１００ｍｍ程度となり得る。
基材７１には、矩形平面の全領域をカバーするように蛇行した温調媒体流路７２ａが設けられており、ステンレス鋼やアルミニウム、アルミニウム合金等から形成される。尚、温調媒体流路７２aは、静電チャック７６に設けられてもよい。また、基材７１が、図示例のように一部材でなく、アルミニウムもしくはアルミニウム合金等による二部材の積層体により形成されてもよい。
下チャンバー１７の底板１６の上には、絶縁材料により形成されて内側に段部を有する箱型の台座７８が固定されており、台座７８の段部の上に基板載置台７０が載置される。
基材７１の上面７１ａには、基板Ｇが直接載置される静電チャック７６が形成されている。静電チャック７６は、アルミナ等のセラミックスを溶射して形成される誘電体被膜であるセラミックス層７４と、セラミックス層７４の内部に埋設されて静電吸着機能を有する導電層７５（電極）とを有する。
導電層７５は、給電線８４を介して直流電源８５に接続されている。制御部９０により、給電線８４に介在するスイッチ（図示せず）がオンされると、直流電源８５から導電層７５に直流電圧が印加されることによりクーロン力が発生する。このクーロン力により、基板Ｇが静電チャック７６の上面に静電吸着され、基材７１の上面７１ａに載置された状態で保持される。
基板載置台７０を構成する基材７１には、矩形平面の全領域をカバーするように蛇行した温調媒体流路７２ａが設けられている。温調媒体流路７２ａの両端には、温調媒体流路７２ａに対して温調媒体が供給される送り配管７２ｂと、温調媒体流路７２ａを流通して昇温された温調媒体が排出される戻り配管７２ｃとが連通している。
図１に示すように、送り配管７２ｂと戻り配管７２ｃにはそれぞれ、送り流路８７と戻り流路８８が連通しており、送り流路８７と戻り流路８８はチラー８６に連通している。チラー８６は、温調媒体の温度や吐出流量を制御する本体部と、温調媒体を圧送するポンプとを有する（いずれも図示せず）。尚、温調媒体としては冷媒が適用され、この冷媒には、ガルデン（登録商標）やフロリナート（登録商標）等が適用される。図示例の温調形態は、基材７１に温調媒体を流通させる形態であるが、基材７１がヒータ等を内蔵し、ヒータにより温調する形態であってもよいし、温調媒体とヒータの双方により温調する形態であってもよい。また、ヒータの代わりに、高温の温調媒体を流通させることにより加熱を伴う温調を行ってもよい。尚、抵抗体であるヒータは、タングステンやモリブデン、もしくはこれらの金属のいずれか一種とアルミナやチタン等との化合物から形成される。また、図示例は、基材７１に温調媒体流路７２ａが形成されているが、例えば静電チャック７６が温調媒体流路を有していてもよい。
基材７１には熱電対等の温度センサ（図示せず）が配設されており、温度センサによるモニター情報は、制御部９０に随時送信される。そして、送信されたモニター情報に基づいて、基材７１及び基板Ｇの温調制御が制御部９０により実行される。より具体的には、制御部９０により、チラー８６から送り流路８７に供給される温調媒体の温度や流量が調整される。そして、温度調整や流量調整が行われた温調媒体が温調媒体流路７２ａに循環されることにより、基板載置台７０の温調制御が実行される。尚、熱電対等の温度センサは、例えば静電チャック７６に配設されてもよい。
静電チャック７６及び基材７１の外周と、台座７８の上面とにより段部が形成され、この段部には、矩形枠状のフォーカスリング７９が載置されている。段部にフォーカスリング７９が設置された状態において、フォーカスリング７９の上面の方が静電チャック７６の上面よりも低くなるよう設定されている。フォーカスリング７９は、アルミナ等のセラミックスもしくは石英等から形成される。
基材７１の下面には、給電部材８０が接続されている。給電部材８０の下端には給電線８１が接続されており、給電線８１はインピーダンス整合を行う整合器８２を介してバイアス電源である高周波電源８３に接続されている。基板載置台７０に対して高周波電源８３から例えば３．２ＭＨｚの高周波電力が印加されることにより、ＲＦバイアスを発生させ、以下で説明するプラズマ発生用のソース源である高周波電源５６にて生成されたイオンを基板Ｇに引き付けることができる。従って、プラズマエッチング処理においては、エッチングレートとエッチング選択比を共に高めることが可能になる。このように、基板載置台７０は、基板Ｇを載置しＲＦバイアスを発生させるバイアス電極を形成する。この時、チャンバー内部の接地電位となる部位がバイアス電極の対向電極として機能し、高周波電力のリターン回路を構成する。尚、金属窓３０を高周波電力のリターン回路の一部として構成してもよい。金属窓３０は、複数の分割金属窓３１により形成される。金属窓３０を形成する分割金属窓３１の数は、１２個、２４個等、多様な個数が設定できる。
分割金属窓３１は、導体プレート３２と、シャワープレート３４とを有する。導体プレート３２とシャワープレート３４はいずれも、非磁性で導電性を有し、さらに耐食性を有する金属もしくは耐食性の表面加工が施された金属である、アルミニウムやアルミニウム合金、ステンレス鋼等により形成されている。耐食性を有する表面加工は、例えば、陽極酸化処理やセラミックス溶射などである。また、処理室Ｓに臨むシャワープレート３４の露出面３４ａには、陽極酸化処理やセラミックス溶射による耐プラズマコーティングが施されていてもよい。導体プレート３２は接地線（図示せず）を介して接地されており、シャワープレート３４も相互に接合される導体プレート３２を介して接地されている。
金属窓３０を構成する各分割金属窓３１は、複数本のサスペンダ（図示せず）により、上チャンバー１３の天板１２から吊り下げられている。それぞれの分割金属窓３１の上方には、絶縁部材により形成されるスペーサ（図示せず）が配設され、該スペーサにより導体プレート３２から離間して高周波アンテナ５１が配設されている。高周波アンテナ５１はプラズマの生成に寄与し、銅等の良導電性の金属から形成されるアンテナ線を、環状もしくは渦巻き状に巻装することにより形成される。例えば、環状のアンテナ線を多重に配設してもよい。高周波アンテナ５１は、分割金属窓３１の上面に配設されていることから、分割金属窓３１を介して天板１２から吊り下げられている。
導体プレート３２の下面には、ガス拡散溝３３が形成されており、ガス拡散溝３３と上端面３２ａとを連通する貫通孔３２ｂが設けられている。この貫通孔３２ｂに、ガス導入管５２が埋設されている。シャワープレート３４には、導体プレート３２のガス拡散溝３３と処理室Ｓとに連通する、複数のガス吐出孔３５が開設されている。シャワープレート３４は、導体プレート３２のガス拡散溝３３の外側の領域の下面に対して、金属製のネジ（図示せず）によって締結されている。尚、ガス拡散溝は、シャワープレートの上面に開設されてもよい。
それぞれの分割金属窓３１は、絶縁部材３７により、支持枠１４や隣接する分割金属窓３１と相互に電気的に絶縁されている。ここで、絶縁部材３７は、ＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）等のフッ素樹脂により形成される。絶縁部材３７の処理室Ｓに臨む端面３７ａは、シャワープレート３４の処理室Ｓに臨む露出面３４ａと面一となっており、絶縁性を有するカバー部材３８が、絶縁部材３７の端面３７ａを被覆しながら、隣接するシャワープレート３４の露出面３４ａに跨がって配設されている。このカバー部材３８は、アルミナ等のセラミックスにより形成されている。
絶縁部材３７は、絶縁性能が高く、軽量なＰＴＦＥなどの樹脂により形成されているが、アルミナ等のセラミックスと比較して樹脂の耐プラズマ性は高くない。さらに、樹脂の表面に対して、陽極酸化処理やセラミックス溶射による耐プラズマコーティングを行うことは難しい。そこで、プラズマ処理装置１００では、絶縁部材３７の処理室Ｓ側の端面３７ａを、例えばセラミックス製のカバー部材３８にて被覆することにより、プラズマから絶縁部材３７を保護している。支持枠１４と分割金属窓３１や、隣接する分割金属窓３１同士を相互に絶縁する各絶縁部材３７は、カバー部材３８により被覆されている。
高周波アンテナ５１には、上チャンバー１３の上方に延設する給電部材５３が接続されており、給電部材５３の上端には給電線５４が接続され、給電線５４はインピーダンス整合を行う整合器５５を介して高周波電源５６に接続されている。
高周波アンテナ５１に対して高周波電源５６から例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力が印加されることにより、下チャンバー１７内に誘導電界が形成される。この誘導電界により、シャワープレート３４から処理室Ｓに供給された処理ガスがプラズマ化されて誘導結合型プラズマが生成され、プラズマ中のイオンが基板Ｇに提供される。
高周波電源５６はプラズマ発生用のソース源であり、基板載置台７０に接続されている高周波電源８３は、発生したイオンを引き付けて運動エネルギを付与するバイアス源となる。このように、イオンソース源には誘導結合を利用してプラズマを生成し、別電源であるバイアス源を基板載置台７０に接続してイオンエネルギの制御を行うことより、プラズマの生成とイオンエネルギの制御が独立して行われ、プロセスの自由度を高めることができる。
図１に示すように、それぞれの分割金属窓３１の有するガス導入管５２は、アンテナ室Ａ内で一箇所に纏められ、上方に延びるガス導入管５２は上チャンバー１３の天板１２に開設されている供給口１２ａを気密に貫通する。そして、ガス導入管５２は、気密に結合されたガス供給管６１を介して処理ガス供給源６４に接続されている。
ガス供給管６１の途中位置には開閉バルブ６２とマスフローコントローラのような流量制御器６３が介在している。ガス供給管６１、開閉バルブ６２、流量制御器６３及び処理ガス供給源６４により、処理ガス供給部６０が形成される。尚、ガス供給管６１は途中で分岐しており、各分岐管には開閉バルブと流量制御器、及び処理ガス種に応じた処理ガス供給源が連通している（図示せず）。
プラズマ処理においては、処理ガス供給部６０から供給される処理ガスがガス供給管６１及びガス導入管５２を介して、各分割金属窓３１の有する導体プレート３２のガス拡散溝３３に供給される。そして、各ガス拡散溝３３から各シャワープレート３４のガス吐出孔３５を介して、処理室Ｓに吐出される。
尚、各分割金属窓３１の有するガス導入管５２が一つに纏められることなく、それぞれが単独に処理ガス供給部６０に連通し、分割金属窓３１ごとに処理ガスの供給制御が行われてもよい。また、金属窓３０の外側に位置する複数の分割金属窓３１の有するガス導入管５２が一つに纏められ、金属窓３０の内側に位置する複数の分割金属窓３１の有するガス導入管５２が別途一つに纏められ、それぞれのガス導入管５２が個別に処理ガス供給部６０に連通して処理ガスの供給制御が行われてもよい。すなわち、前者の形態は、分割金属窓３１ごとに処理ガスの供給制御が実行される形態であり、後者の形態は、金属窓３０の外部領域と内部領域に分けて処理ガスの供給制御が実行される形態である。さらに、各分割金属窓３１が固有の高周波アンテナを有し、各高周波アンテナに対して個別に高周波電力が印加される制御が実行されてもよい。
制御部９０は、プラズマ処理装置１００の各構成部、例えば、チラー８６や、高周波電源５６，８３、処理ガス供給部６０、圧力計から送信されるモニター情報に基づくガス排気部２８等の動作を制御する。制御部９０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を有する。ＣＰＵは、ＲＡＭやＲＯＭの記憶領域に格納されたレシピ（プロセスレシピ）に従い、所定の処理を実行する。レシピには、プロセス条件に対するプラズマ処理装置１００の制御情報が設定されている。制御情報には、例えば、ガス流量や処理容器２０内の圧力、処理容器２０内の温度や基材７１の温度、プロセス時間等が含まれる。
レシピ及び制御部９０が適用するプログラムは、例えば、ハードディスクやコンパクトディスク、光磁気ディスク等に記憶されてもよい。また、レシピ等は、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、メモリカード等の可搬性のコンピュータによる読み取りが可能な記憶媒体に収容された状態で制御部９０にセットされ、読み出される形態であってもよい。制御部９０はその他、コマンドの入力操作等を行うキーボードやマウス等の入力装置、プラズマ処理装置１００の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等の表示装置、及びプリンタ等の出力装置といったユーザーインターフェイスを有している。
次に、図２を参照して、処理容器２０を構成する下チャンバー１７の側壁１５から底板１６に亘る第一内側面１８のうち、保護面材４０が取り付けられている領域の構成について説明する。
アルミニウムやアルミニウム合金により形成されている側壁１５と底板１６の第一内側面１８ａ、１８ｂには、塩素系ガス等による第一内側面１８ａ、１８ｂの腐食や消耗を防止するべく、第一絶縁膜４３が形成されている。
第一絶縁膜４３としては、アルマイト被膜、イットリウム溶射膜、フッ化イットリウム溶射膜、アルミナ溶射膜を含むセラミックス溶射膜や、吹付け樹脂膜、テフロン（登録商標）シート等の定型樹脂膜のいずれか一種が適用される。中でも、施工性やコスト等の観点から、第一絶縁膜４３にはアルマイト被膜が好適である。
図示例の下チャンバー１７では、第一絶縁膜４３の表面４３ａに対して保護面材４０が取り付けられている。
保護面材４０は、側壁１５や底板１６と同様に、アルミニウムもしくはアルミニウム合金により形成されている。保護面材４０のうち、プラズマに晒される前面４０ａ（処理室Ｓに臨む面）は、アルミニウム等が露出した無垢面となっている。一方、保護面材４０のうち、第一絶縁膜４３と対向する背面４０ｂには、第二絶縁膜４１が形成されている。
第二絶縁膜４１は、第一絶縁膜４３と同様にアルマイト等により形成されており、第二絶縁膜４１の表面４１ａが第一絶縁膜４３の表面４３ａと面接触している。
図示例は、側壁１５の第一内側面１８ａに設けられている第一絶縁膜４３Ａに対して、保護面材４０Ａの背面４０ｂに設けられている第二絶縁膜４１Ａが面接触している。また、底板１６の第一内側面１８ｂに設けられている第一絶縁膜４３Ｂに対して、保護面材４０Ｂの背面４０ｂに設けられている第二絶縁膜４１Ｂが面接触している。
また、保護面材４０Ａ，４０Ｂは隣接して取り付けられているが、双方の保護面材４０Ａ，４０Ｂの有する相互に対向する端面４０ｃにもそれぞれ、第二絶縁膜４２Ａ，４２Ｂが形成されている。そして、第二絶縁膜４２Ａ，４２Ｂの表面４２ａ同士は面接触している。
保護面材４０Ａには貫通孔４０ｄが開設されており、側壁１５のうち、保護面材４０Ａが取り付けられた際に貫通孔４０ｄと対応する位置には、ネジ溝１８ｃが設けられている。貫通孔４０ｄに対して、金属製の締結部材４５が挿通され、締結部材４５の先端がネジ溝１８ｃに螺合されることにより、保護面材４０Ａが側壁１５の第一内側面１８ａに固定される。
一方、保護面材４０Ｂにも貫通孔４０ｄが開設されており、底板１６のうち、保護面材４０Ｂが取り付けられた際に貫通孔４０ｄと対応する位置には、ネジ溝１８ｄが設けられている。貫通孔４０ｄに対して、金属製の締結部材４５が挿通され、締結部材４５の先端がネジ溝１８ｄに螺合されることにより、保護面材４０Ｂが底板１６の第一内側面１８ｂに固定される。
金属製の締結部材４５としては、図示例の頭付きボルトの他、ネジ等が適用される。側壁１５と底板１６は接地線２１を介して接地されており、従って、第一内側面１８ａ，１８ｂは接地電位を備えている。そして、接地電位を備えている第一内側面１８ａ，１８ｂに対して、金属製の締結部材４５を介して保護面材４０Ａ，４０Ｂが固定されることにより、保護面材４０Ａ，４０Ｂも接地電位を備えることになる。このことにより、保護面材４０Ａ，４０Ｂは、バイアス用高周波電源８３によって載置台７０に対してバイアス用高周波電圧が印加された際に、載置台７０に対する対向電極の一部を形成することができる。
下チャンバー１７の第一内側面１８に対して第一絶縁膜４３が形成されることにより、上記するように、塩素系ガス等による第一内側面１８の腐食や消耗を防止可能な保護構造が形成される。図示例の下チャンバー１７では、第一絶縁膜４３の表面に保護面材４０が取り付けられていることから、フッ素系ガスによる第一絶縁膜４３の消耗を防止可能な保護構造が形成されている。
すなわち、図示例の下チャンバー１７の第一内側面１８は、耐フッ素系ガス仕様の保護構造を有することになるが、将来的に耐塩素系ガス仕様の処理容器に切り換える（転用する）場合には、保護面材４０の前面４０aにも第二絶縁膜で覆われた保護面材４０を取り付ければよい。
ところで、第一絶縁膜４３に対して保護面材４０の金属面を当接させた状態で取り付ける場合、第一絶縁膜４３の表面４３ａに対して保護面材４０の平坦な金属面が当接することから、場所ごとに絶縁と導通が不定となり、電気的に不安定な状態となり得る。より具体的には、第一絶縁膜４３の表面４３ａにおける微少孔や、熱摺動により表面４３ａが擦れて表面４３ａの一部が剥離している箇所では、側壁１５や底板１６と保護面材４０との間に電流パスが形成され得る。そして、形成された電流パスが断続的に繋がることにより、絶縁と導通が不定な状態となり得る。このことは、相互に隣接する保護面材４０の端面の界面においても同様である。
しかしながら、図示例の下チャンバー１７では、第一内側面１８に形成されている第一絶縁膜４３の表面４３ａに対して、保護面材４０の背面４０ｂに形成されている第二絶縁膜４１の表面４１ａが面接触している。さらに、相互に隣接する保護面材４０Ａ，４０Ｂの端面４０ｃにもそれぞれ、第二絶縁膜４２Ａ，４２Ｂが形成され、第二絶縁膜４２Ａ，４２Ｂの表面４２ａ同士が面接触している。このことにより、表面４１ａ，４３ａの界面や表面４２ａ同士の界面における安定的な絶縁を図ることができ、界面の場所ごとに絶縁と導通が不定となるといった問題は生じない。そのため、電気的安定性と放電安定性のある下チャンバー１７が形成される。
また、下チャンバー１７の第一内側面１８に対して保護面材４０が取り付けられ、保護面材４０における処理室Ｓに臨む面が金属が露出した無垢面となっていることにより、フッ素系ガスによって第一絶縁膜４３が消耗されてパーティクルが発生したり、消耗による局所的な無垢面の露出が引き起こす放電不安定といった問題も生じない。
このように、図示する処理容器２０とこれを備えたプラズマ処理装置１００によれば、フッ素系ガスによるパーティクルの発生を抑制もしくは抑止しながら、高い電気的安定性と放電安定性が得られる。
次に、実施形態に係る処理容器２０の製造方法の一例を概説する。
この製造方法は、処理容器２０のうち、プラズマに晒される第一内側面１８の少なくとも一部に第一絶縁膜４３を形成する工程を備える。
また、第一内側面１８を少なくともプラズマから保護する保護面材４０のうち、第一絶縁膜４３と対向する背面４０ｂに第二絶縁膜４１を形成する工程を備える。
さらに、第一絶縁膜４３と第二絶縁膜４１を面接触させて、第一内側面１８に対して保護面材４０を取り付ける工程を備える。
第二絶縁膜４１を形成する工程では、保護面材４０のうち、隣接する他方の保護面材４０に対向する端面４０ｃにも、第二絶縁膜４２を形成する。そして、保護面材４０を取り付ける工程では、隣接する保護面材４０の備える第二絶縁膜４２同士を面接触させる。
この処理容器２０の製造方法によれば、フッ素系ガスによるパーティクルの発生を抑制もしくは抑止でき、高い電気的安定性と放電安定性を有する処理容器２０を製造できる。
上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、また、本開示はここで示した構成に何等限定されるものではない。この点に関しては、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
例えば、図示例のプラズマ処理装置１００は金属窓を備えた誘導結合型のプラズマ処理装置として説明したが、金属窓の代わりに誘電体窓を備えた誘導結合型のプラズマ処理装置であってもよく、他の形態のプラズマ処理装置であってもよい。具体的には、電子サイクロトロン共鳴プラズマ（Electron Cyclotron resonance Plasma; ＥＣＰ）やヘリコン波励起プラズマ（Helicon Wave Plasma; ＨＷＰ）、平行平板プラズマ（Capacitively coupled Plasma; ＣＣＰ）が挙げられる。また、マイクロ波励起表面波プラズマ（Surface Wave Plasma; ＳＷＰ）が挙げられる。これらのプラズマ処理装置は、ＩＣＰを含めて、いずれもイオンフラックスとイオンエネルギを独立に制御でき、エッチング形状や選択性を自由に制御できると共に、１０１１乃至１０１３ｃｍ－３程度と高い電子密度が得られる。
１８，１８ａ，１８ｂ：第一内側面
２０：処理容器
４０，４０Ａ，４０Ｂ：保護面材
４０ｂ：背面
４１：第二絶縁膜
４３，４３Ａ，４３Ｂ：第一絶縁膜
１００：プラズマ処理装置
Ｇ：基板
２０：処理容器
４０，４０Ａ，４０Ｂ：保護面材
４０ｂ：背面
４１：第二絶縁膜
４３，４３Ａ，４３Ｂ：第一絶縁膜
１００：プラズマ処理装置
Ｇ：基板
Claims (11)
- プラズマ処理装置を構成し、基板を内部に収容してプラズマ処理を行う処理容器であって、
前記処理容器のうち、プラズマに晒される第一内側面の少なくとも一部には第一絶縁膜が形成されており、
前記第一内側面を少なくともプラズマから保護する保護面材のうち、前記第一絶縁膜と対向する背面には第二絶縁膜が形成されており、
前記第一絶縁膜と前記第二絶縁膜が面接触している、処理容器。 - 前記第一内側面において、複数の前記保護面材が隣接して取り付けられており、
一方の前記保護面材のうち、隣接する他方の前記保護面材に対向する端面にも、前記第二絶縁膜が形成されており、
対向する前記絶縁膜同士が面接触している、請求項１に記載の処理容器。 - 前記処理容器と前記保護面材はいずれも、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金を含む金属により形成されており、
前記保護面材のうち、前記プラズマに晒される第二内側面は前記金属が露出する面である、請求項１又は２に記載の処理容器。 - 前記第一内側面は接地電位を備えており、
前記処理容器と前記保護面材が金属製の締結部材を介して相互に接続され、前記保護面材が接地電位を備えている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の処理容器。 - 前記第一絶縁膜と前記第二絶縁膜は、アルマイト被膜、イットリウム溶射膜、フッ化イットリウム溶射膜、アルミナ溶射膜を含むセラミックス溶射膜、吹付け樹脂膜、定型樹脂膜のいずれか一種である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の処理容器。
- 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の処理容器を有する、プラズマ処理装置。
- プラズマ処理装置を構成し、基板を内部に収容してプラズマ処理を行う処理容器の製造方法であって、
前記処理容器のうち、プラズマに晒される第一内側面の少なくとも一部に第一絶縁膜を形成する工程と、
前記第一内側面を少なくともプラズマから保護する保護面材のうち、前記第一絶縁膜と対向する背面に第二絶縁膜を形成する工程と、
前記第一絶縁膜と前記第二絶縁膜を面接触させて、前記第一内側面に対して前記保護面材を取り付ける工程とを有する、処理容器の製造方法。 - 前記第二絶縁膜を形成する工程では、前記保護面材のうち、隣接する他方の前記保護面材に対向する端面にも、前記第二絶縁膜を形成し、
前記保護面材を取り付ける工程では、隣接する前記保護面材の備える前記第二絶縁膜同士を面接触させる、請求項７に記載の処理容器の製造方法。 - 前記処理容器と前記保護面材はいずれも、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金を含む金属により形成されており、
前記保護面材のうち、前記プラズマに晒される第二内側面は前記金属が露出する面である、請求項７又は８に記載の処理容器の製造方法。 - 前記第一内側面を接地する工程をさらに有し、
前記保護面材を取り付ける工程では、前記処理容器と前記保護面材を金属製の締結部材を介して相互に接続し、前記保護面材を接地する、請求項７乃至９のいずれか一項に記載の処理容器の製造方法。 - 前記第一絶縁膜と前記第二絶縁膜は、アルマイト被膜、イットリウム溶射膜、フッ化イットリウム溶射膜、アルミナ溶射膜を含むセラミックス溶射膜、吹付け樹脂膜、定型樹脂膜のいずれか一種である、請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の処理容器の製造方法。
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