JP4030766B2

JP4030766B2 - プラズマ処理装置

Info

Publication number: JP4030766B2
Application number: JP2002022321A
Authority: JP
Inventors: 陽仲野; 忠弘大見
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2002-01-30
Filing date: 2002-01-30
Publication date: 2008-01-09
Anticipated expiration: 2022-01-30
Also published as: JP2003223999A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマ処理装置に係り、特にプラズマ放電に際して電極対の間隙を流れる放電電流を計測することができる電流検出手段を備えたプラズマ処理装置、及び前記電流検出手段を備えると共にワークに対するプラズマ処理の均一性も確認できるプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＶＤ（chemical vapor deposition）、スパッタリング、ドライエッチング、アッシング等のプラズマ処理をおこなうために従来から用いられているプラズマ処理装置の一例を図６に示す。図６に示すプラズマ処理装置は、プラズマを形成するためのプラズマ励起電極４とプラズマ処理されるワークＷを載置して前記プラズマ励起電極４に対向するサセプタ電極８とからなる電極対を有し、プラズマ励起電極４は高周波電力配電体３及び整合回路２Ａを介して高周波電源１の給電側に接続されている。整合回路２Ａは高周波電源１とプラズマ励起電極４との間のインピーダンスを整合させるために設けられている。この整合回路２Ａは導電体からなるシャーシ１２０内に収容されている。また高周波電力配電体３及びプラズマ励起電極４は、導電体からなるハウジング２１によって覆われている。
【０００３】
高周波電源１から出力された高周波電力は順次、整合回路２Ａ及び高周波電力配電体３を通してプラズマ励起電極４に供給される。このプラズマ励起電極（カソード電極）４の下側には、多数の孔７…が形成されたシャワープレート５が環状の凸部４ａに接して設けられている。これらプラズマ励起電極４とシャワープレート５との間に形成された空間６にはガス導入管１７が接続されており、導電体からなるガス導入管１７の途中には絶縁体１７ａが挿入されてプラズマ励起電極４側とガス供給源側とが絶縁されるようになっている。ガス導入管１７から導入されたガスは、シャワープレート５の孔７…を介してチャンバ壁１０により形成されたチャンバ６０内に供給される。チャンバ壁１０の上辺とプラズマ励起電極４の周辺とは絶縁体９を介して気密に接合されている。
【０００４】
一方、チャンバ６０内にはウエハ等のワークＷを載置すると共に放電電位のコモン側となるサセプタ電極８が配設され、このサセプタ電極８はシャフト１３により支持されている。シャフト１３の下端部は導電体からなるベローズ１１を介してチャンバ底部１０Ａに気密に接続されている。チャンバ６０は図示しない排気系によって排気されるようになっている。
【０００５】
サセプタ電極８はシャフト１３と共に前記ベローズ１１により上下動可能とされ、チャンバ６０内の真空を維持したままプラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間隔が調整できるようになっている。シャフト１３の下端部はコモン側端子として接地され、高周波電源１のコモン側も接地されている。なお、チャンバ壁１０とシャフト１３とは直流的に同電位とされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一般に前記のプラズマ処理装置においては、プラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間隙に印加される高周波の電圧が十分でないと、放電開始電圧を上回ることができず放電を開始しない場合がある。そこで少なくとも放電開始時には放電電極間の高周波電圧を監視し、放電開始電圧を上回る高周波電圧が得られるように調整する必要があった。従来、この調整は、高周波電源１に内蔵された図示しない方向性結合器で反射波を検知し、この反射波がゼロとなるように調整することで行われていた。しかしこの検知方法では反射波がゼロとなっても放電を開始しない場合があった。また従来の監視方法では電極面における放電電流密度の偏りを検知することができないため、ワークに対するプラズマ処理の均一性が確認できなかった。
【０００７】
本発明は前記の課題を解決するためになされたものであって、従ってその目的は、プラズマ放電時に電極対の間隙を流れる放電電流を計測することができる電流検出手段を備えたプラズマ処理装置、及び前記電流検出手段を備えると共にワークに対するプラズマ処理の均一性も監視できるプラズマ処理装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために本発明は、プラズマを形成するためのプラズマ励起電極とプラズマ処理されるワークを挟んで前記プラズマ励起電極に対向するサセプタ電極とからなる電極対を収容したプラズマ処理室と、高周波電源から前記プラズマ励起電極に高周波電力を供給する給電路に挿入され前記高周波電源と前記プラズマ処理室とのインピーダンスを整合させるためのインピーダンス整合回路を収容したシャーシとを有し、前記シャーシが前記サセプタ電極から前記高周波電源に帰還する帰電路の一部を形成してなるプラズマ処理装置であって、前記シャーシに、前記サセプタ電極から前記高周波電源に帰還する高周波電流を検出するための電流検出手段が設けられたプラズマ処理装置を提供する。
【０００９】
本発明は、電極対の間隙、すなわちプラズマ空間を流れる電流が最大となったときに最大の高周波放電電圧が得られることを知見したことによりもたらされたものである。そしてプラズマ空間を流れる高周波電流を外部から計測するには、インピーダンス整合回路を収容したシャーシに電流検出手段を設け、サセプタ電極から高周波電源に帰還する高周波電流を検知することが特に有効であることがわかった。従って、この電流検出手段によって最大の電流値が得られるようにプラズマ処理装置の状態を設定すればプラズマ空間に最大の高周波放電電圧が得られ、確実なプラズマ放電開始が実現できることになる。
【００１０】
前記シャーシには２以上の電流検出手段が設けられ、これらの電流検出手段はシャーシの中心軸の周りに軸対称に配置されていることが好ましい。
シャーシの中心軸の周りに軸対称に２以上の電流検出手段が設けられていれば、シャーシの周囲を流れる高周波電流の偏流の有無を検知することができる。シャーシの周囲に偏流が検知されたときは、電極対の間隙を流れる放電電流に偏流が生じている可能性があるので、その偏流が解消されるようにプラズマ処理装置の状態を調整することにより、放電電流の偏りを防止することができ、ワークに対するプラズマ処理の効果を更に均一にすることができる。
ここで「軸対称」とは一般に定義されるように２点が中心軸に直交する直線上で中心軸から等距離にある状態をいうばかりでなく、複数の点が中心軸に直交する平面上で中心軸から等距離にあると共に相互に等間隔に配位した状態も含むものである。
【００１１】
前記の電流検出手段は、シャーシに形成され高周波電源に帰還する高周波電流の流路に沿って延びるスリットと、このスリットに形成される磁界を検出する磁界プローブとからなることが好ましい。
シャーシに高周波電流の流路に沿ってスリットが形成されていると、高周波電流によってこのスリットに磁界が生じる。この磁界の密度は高周波電流量に対応しているので、磁界プローブにより検出される磁界の大きさを監視すればプラズマ空間を流れる高周波電流の大きさを外部から計測することができる。磁界プローブはスリットの内側エッジの一方の辺部に近接して設置することが好ましい。高周波電流は主としてシャーシの内面を流れかつ磁界はスリットの辺縁部に近いほど密度が高くなり検知感度が上昇するからである。
【００１２】
前記スリットの幅は、高周波電流の波長をλとするときλ／１００以下であるであることが好ましい。
スリット幅がλ／１００を越えると形成された磁界による不要輻射が増大し、周囲に電磁的な悪影響を及ぼす場合があり好ましくない。スリット幅の下限は、磁界プローブがこのスリットに挿入できれば特に制限されない。この観点からスリット幅は概略λ／１００００となるように設定することが更に好ましい。
【００１３】
前記シャーシは、その中心軸に垂直な断面が正多角形又は円形に成形されていることが好ましい。また、前記プラズマ処理室やサセプタ電極は軸対称の形状に成形され、かつその対称軸が前記シャーシの中心軸と一致するように配置されていることが好ましい。
一般に、プラズマ処理における処理ムラは装置の構成やワークの載置状態、プラズマ生成ガスの偏在などによって起こる。従って処理ムラを極少化するためには、少なくとも装置の構成に関して、高周波電流の偏流を極力抑える配慮が求められ、それが本発明の目的にもかなっている。シャーシの断面が正多角形又は円形に成形されていれば、シャーシの側壁を流れる高周波電流の密度を側壁の全周にわたって均一に配分することができ、これによって電極対の間隙を流れる放電電流の偏流を抑止することができる。更に、プラズマ処理室やサセプタ電極も軸対称の形状に成形され、かつその対称軸が前記シャーシの中心軸と一致するように配置されていれば、電極対の間を流れる電流の偏流が一層効果的に抑止される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を具体例によって説明するがこれらの具体例は本発明を何ら制限するものではない。また添付の図面は本発明の思想を説明するためのものであって、本発明の説明に不要な要素は省略し、また図示した各要素の形状・寸法比・数なども実際のものと必ずしも一致するものではない。
【００１５】
（実施形態１）
図１は本実施形態のプラズマ処理装置の構成を示す断面図である。このプラズマ処理装置は、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）、スパッタリング、ドライエッチング、アッシング等のプラズマ処理が可能な１周波数励起タイプのものであり、プラズマを形成するためのプラズマ励起電極４とプラズマ処理されるワークＷを載置して前記プラズマ励起電極４に対向するサセプタ電極８とからなる平行平板型の電極対１４を有し、プラズマ励起電極４は高周波電力配電体３及び整合回路２Ａを介して高周波電源１の給電側に接続されている。
【００１６】
整合回路２Ａは高周波電源１とプラズマ励起電極４との間のインピーダンスを整合させるために設けられ、この整合回路２Ａは導電体からなるシャーシ２内に収容されている。このシャーシ２には、後に詳しく説明するスリット３５…が形成されている。またプラズマ励起電極４の上面と高周波電力配電体３は導電体からなるハウジング２１によって覆われている。このハウジング２１はシャーシ２と連結しているので、シャーシ２と共に一体のシャーシと見なすことができる。
【００１７】
このプラズマ処理装置には、プラズマ処理室となるチャンバ６０の上部位置に高周波電源１に接続されたプラズマ励起電極４及びシャワープレート５が設けられ、チャンバ６０の下部にはシャワープレート５に対向してワークＷを載置するサセプタ電極８が設けられている。プラズマ励起電極４は、高周波電力配電体３、整合回路２Ａ、及び同軸ケーブル１Ａの心線を介して高周波電源１に接続している。ハウジング２１とシャーシ２は互いに電気的に接続され、シャーシ２は同軸ケーブル１Ａのシールド線（外導電体）に接続されている。
【００１８】
高周波電力配電体３としては、例えば、幅５０mm〜１００mm、厚さ０．５mm、長さ１００〜３００mmの形状を有する銅板の表面に銀メッキを施したものが用いられており、この高周波電力配電体３は、後述する整合回路２Ａのチューニングコンデンサ２４の出力端子及びプラズマ励起電極４にそれぞれネジ止めなどの結合手段により着脱可能に取り付けられている。
【００１９】
プラズマ励起電極４の下側には環状凸部４ａが設けられ、この環状凸部４ａに接して、プラズマ励起電極４の下側に、多数の孔７…が形成されたシャワープレート５が設けられている。プラズマ励起電極４とシャワープレート５との間には空間６が形成されている。この空間６にはハウジング２１の側壁を貫通すると共にプラズマ励起電極４を貫通してガス導入管１７が接続されている。
【００２０】
ガス導入管１７は導電体からなるが、このガス導入管１７の途中には絶縁体１７ａがハウジング２１の内側に介挿されてプラズマ励起電極４とガス供給源とが電気的に絶縁されている。ガス導入管１７から導入されたガスは、シャワープレート５の多数の孔７…からチャンバ壁１０により形成されたチャンバ６０内に供給される。チャンバ壁１０とプラズマ励起電極４とは環状の絶縁体９により互いに絶縁されている。チャンバ６０には、図示しない排気系が接続されている。
【００２１】
チャンバ６０内にはワークＷを載置する板状のサセプタ電極８が設けられている。サセプタ電極８の下部中央には、シャフト１３が接続され、このシャフト１３はチャンバ底部１０Ａを貫通して下方に延び、シャフト１３の下端部とチャンバ底部１０Ａの中心部とが導電性のベローズ１１により密閉接続されている。サセプタ電極８およびシャフト１３はベローズ１１により上下動可能となっており、プラズマ励起電極４，サセプタ電極８間の距離の調整ができると共にチャンバ底部１０Ａと電気的に接続されている。このため、サセプタ電極８，シャフト１３，ベローズ１１，チャンバ底部１０Ａ，チャンバ壁１０は直流的に同電位となっている。さらに、チャンバ壁１０はハウジング２１、シャーシ２とも電気的に接続されているため、チャンバ壁１０，ハウジング２１，シャーシ２はいずれも直流的に同電位となっている。
【００２２】
図１に示した本実施形態のプラズマ処理装置において、前記シャーシ２、ハウジング２１、チャンバ壁１０、ベローズ１１、シャフト１３及びサセプタ電極８は共通の軸線Ｘ−Ｘに関してそれぞれが軸対称となる形状に成形されかつ配置されている。
【００２３】
整合回路２Ａは、チャンバ６０内のプラズマ状態の変化などに対応してインピーダンスを調整するために設けられている。整合回路２Ａは、図１に示すように高周波電源１と高周波電力配電体３との間に設けられ、インダクタンスコイル２３と、エアバリコンからなるチューニングコンデンサ２４と、真空バリコンからなるロードコンデンサ２２とから構成されている。これらのうち、インダクタンスコイル２３とチューニングコンデンサ２４は、整合回路２Ａの入力端子側から出力端子側へ直列に接続され、インダクタンスコイル２３の入力分岐点とシャーシ２（コモン電位部分）との間にロードコンデンサ２２が設けられている。インダクタンスコイル２３とチューニングコンデンサ２４は、導電体を介さずに直接接続されている。チューニングコンデンサ２４は整合回路２Ａの出力端末とされ、その出力端子ＰＲは高周波電力配電体３を介してプラズマ励起電極４に接続されている。
【００２４】
図２は本実施形態におけるシャーシ２の構成を示す斜視図である。このシャーシ２はアルミニウム合金からなり、天板２Ｔが正方形の箱形をなし、この天板２Ｔの中心を通る中心軸が図１に示したプラズマ処理装置の軸線Ｘ−Ｘに一致している。シャーシ２の４面の側壁３８…にはそれぞれ、面央部に軸線Ｘ−Ｘと平行する方向に延びるスリット３５が形成されている。各スリット３５は各側壁３８の中央に形成され、対向するスリットはそれぞれ軸線Ｘ−Ｘの周りに軸対称となるように配置されている。すなわち、四つのスリット３５…はそれぞれ軸線Ｘ−Ｘから等距離かつ互いに等間隔に配置されている。
【００２５】
各スリット３５の長さは例えば３cmである。また各スリット３５の幅は、このプラズマ処理装置に供給される高周波電力の波長をλとするときλ／１０００となるように設計されている。例えば高周波電力の周波数が４０．６８ＭHzである場合、波長λは７．３７ｍであるから、スリット３５の幅は７．３７mmとされる。
【００２６】
各スリット３５にはそれぞれ、ループ状に成形された磁界プローブ３６が挿入されている。この磁界プローブ３６は、プラズマ処理装置の稼働中にシャーシ２の内側表面を流れる高周波電流HCがスリット３５のエッジで発生する磁界の方向に直交するように配向され、かつ磁界の影響を強く受けるようにできるだけエッジに接近した位置に設置される。磁界プローブ３６…はそれぞれ、図示しないデータ処理・表示装置（モニタ装置）に連結されている。そしてスリット３５と磁界プローブ３６との組合わせが本実施形態における電流検出手段３７を構成している。
【００２７】
図１において高周波電源１の出力側（高圧側）と整合回路２Ａとは同軸ケーブル１Ａの心線により接続されている。同軸ケーブル１Ａのシールド線は一方がシャーシ２に接続され他方は高周波電源１のコモン側端子に接続されている。この高周波電源１のコモン側端子は接地されているので、サセプタ電極８、シャフト１３、ベローズ１１、チャンバ壁１０、ハウジング２１、シャーシ２、及び同軸ケーブル１Ａのシールド線からなる帰電路は、何れも直流的には接地電位となっている。またロードコンデンサ２２の一端も直流的に接地された状態となる。
【００２８】
次に本実施形態のプラズマ処理装置を用い、ワークＷにプラズマ処理を施す一実施態様について説明する。図１において、先ずワークＷをサセプタ電極８の上に載置する。このときワークＷの面中心をプラズマ処理装置の軸線Ｘ−Ｘと一致させるように配置することが好ましい。次にチャンバ６０内を所定の真空度まで真空引きすると共に、ガス導入管１７からプラズマ生成ガスを導入し、かつ高周波電源１から高周波電力を供給する。このときの稼働条件、例えば真空度、プラズマ生成ガスの種類と処理室内圧力、高周波電力の周波数、電力などはワークＷに施すプラズマ処理の目的や装置の効率などにより変化するが、これらは従来のプラズマ処理装置における稼働条件と同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。高周波電源１から供給された高周波電力（高圧側）は同軸ケーブル１Ａの心線を通って整合回路２Ａに入力され出力端子ＰＲから出力され、高周波電力配電体３を通ってプラズマ励起電極４に供給される。このときプラズマ励起電極４は、接地側にあるサセプタ電極８と対向しているのでチャンバ６０内に真空放電が発生する。ガス導入管１７からチャンバ６０内に導入されたガスはこの真空放電に励起されてプラズマを発生し、シャワープレート５に形成された多数の孔７…を通ってシャワー状にワークＷに射突し、ワークＷの表面に所定のプラズマ処理を行う。
【００２９】
このときプラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間には放電電圧に対応した電位差が生じている。一方、サセプタ電極８から高周波電源１のコモン側に帰還する帰電路となっているシャフト１３，ベローズ１１，チャンバ底部１０Ａ，チャンバ壁１０、ハウジング２１、及びシャーシ２はそれぞれ交流的な電気抵抗すなわちインピーダンスを有しているので、サセプタ電極８は直流的には接地電位にあっても、交流的には前記インピーダンスを流れる電流に応じた電位となっている。そこでサセプタ電極８から高周波電源１のコモン側に向けて高周波電流が流れる。この高周波電流はチャンバ壁１０、ハウジング２１、シャーシ２など導電部の内面全体に広がって流れる。
【００３０】
図２に示すように、シャーシ２に形成されたスリット３５…は高周波電流HCの流れる方向に沿って形成されているので、このスリットのエッジには高周波電流によって磁界が発生する。この磁界を磁界プローブ３６によって検知すれば、この磁界強度は電極対の間隙を流れる電流値に対応する。そして電極対における電流値は電極対の放電電圧に対応しているので、電流検出手段３７における磁界強度を監視することにより例えば放電開始時に適切な放電電圧が得られているかどうかを検知することができる。
【００３１】
シャーシ２に形成された４組の電流検出手段３７…は軸線Ｘ−Ｘから等距離等間隔、すなわち軸対称に配置されているので、図３に示すように、シャーシ２の特定の側壁３８ａに設けられた電流検出手段３７ａによって検知される磁界強度が他の面の値と異なっていれば、図３の点線矢印Ｉｂで示すように、電極対１４の間隙を流れる放電電流に偏流が生じていることが予想され、従ってワークＷ上のプラズマ処理に偏りが生じている可能性がある。すなわち４組の電流検出手段３７…を比較しながら監視することによりワークＷ上のプラズマ処理の均一性を外部から監視することができる。
【００３２】
ここで、シャーシ２とハウジング２１は何れも軸線Ｘ−Ｘに関して軸対称の形状とされかつ電気的に連続して一体に成形されているので、４組の電流検出手段３７…はシャーシ２の壁面に代えてハウジング２１の壁面に形成されていても実質的に同様の効果が得られる。従って本発明におけるシャーシとは、本実施形態におけるハウジングも含むものである。
【００３３】
（実施形態２）
本実施形態のプラズマ処理装置は、シャーシ２の形状が異なる以外は実施形態１のものと同様である。従ってここでは実施形態２におけるシャーシの形状についてのみ詳しく説明する。
図４は本実施形態のプラズマ処理装置におけるシャーシの斜視図である。本実施形態においてシャーシ２は円筒状に成形されている。そしてこのシャーシ２の周壁３８には、軸線Ｘ−Ｘから軸対称に８組の電流検出手段３７…が設けられている。それぞれの電流検出手段３７は、シャーシ２の軸線Ｘ−Ｘから互いに等距離等間隔となるようにシャーシの周壁に形成されそれぞれが軸線Ｘ−Ｘと平行する方向に延びる同形のスリット３５と、このスリット３５に挿入されたループ状の磁界プローブ３６とからなっている。この磁界プローブ３６は、プラズマ処理装置の稼働中にシャーシ２の内側表面を流れる高周波電流HCがスリット３５のエッジで発生する磁界の方向に直交するように配向され、かつ磁界の影響を強く受けるようにできるだけエッジに接近した位置に設置されている。
【００３４】
本実施形態ではシャーシ２に軸線Ｘ−Ｘから等距離等間隔に８組の電流検出手段３７…が設けられているので、シャーシ２の内側表面を流れる高周波電流HCの偏流を実施形態１の場合より更に精密に検知することがことができ、従って電極対１４の間隙を流れる放電電流の偏流をより精密に監視することができる。
【００３５】
本実施形態においてシャーシの形状は円筒状であるが、シャーシ２の形状はその中心軸が電極対１４の軸線Ｘ−Ｘと一致する任意の正多角形柱状又は回転体であってよい。これらの形状のシャーシにおいて複数の電流検出手段３７…が軸線Ｘ−Ｘに関して軸対称に設けられていれば、電極対１４における高周波電圧を計測できると共に電極対１４における偏流の状況を外部から監視することができる。
【００３６】
以上説明した各実施形態のプラズマ処理装置において、シャーシ２、ハウジング２１、チャンバ壁１０などの基材は通常アルミニウム又はステンレス鋼などであるが、これらの内側表面には、更に高周波電流に対する抵抗が低い低抵抗導電路が設けられていてもよい。低抵抗導電路が設けられていれば、プラズマ発生空間に供給される高周波電力のロスをより低減することができる。この低抵抗導電路は金，銀，銅または少なくともこれらを含む合金からなることが好ましい。この低抵抗導電路は前記各部材の内側表面全体を覆うように形成されていてもよく、又はこれらの表面を通ってサセプタ電極８から高周波電源１に至る１本又は複数の線状又は帯状の低抵抗導電路が設けられていてもよい。複数の低抵抗導電路が設けられる場合は、これらが軸線Ｘ−Ｘに関して軸対称となるように並列配置されることが好ましい。何れにせよ、低抵抗導電路が設けられた場合には、電流検出手段３７はこの低抵抗導電路上に設けられる必要がある。
【００３７】
前記本実施形態のプラズマ処理装置において、シャーシ２、ハウジング２１、チャンバ壁１０、チャンバ底部１０Ａ、ベローズ１１などの表面は、必要に応じて絶縁体からなる絶縁被膜によって覆われていてもよい。絶縁被膜としては、ポリイミド，ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体）等が用いられる。ポリイミド，ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）は耐熱性に優れ、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体）は耐摩耗性に優れているので適宜使い分けるか又は多層皮膜を形成することが好ましい。
【００３８】
前記本実施形態のプラズマ処理装置においては、１３．５６ＭＨｚ程度以上の周波数の電力、具体的には、例えば１３．５６ＭＨｚ，２７．１２ＭＨｚ，４０．６８ＭＨｚ等の周波数の高周波電力を投入して、電極対１４の間でプラズマを生成し、このプラズマにより、サセプタ電極８に載置したワークＷにＣＶＤ、ドライエッチング、アッシング等のプラズマ処理をおこなうことができる。
【００３９】
プラズマ処理が例えばＲＩＥ（reactive ion etching）などである場合、ワークＷはサセプタ電極８上に載置せずプラズマ励起電極４の側に取り付けるようにしてもよい。また電極対の構成も、平行平板型の電極対に変えて、ＩＣＰ（inductive coupled plasma）誘導結合プラズマ形成型やＲＬＳＡ（radial line slot
antenna）型などであってもよい。
【００４０】
上記構成のプラズマ処理装置は、例えばワークＷに応じた成膜条件、アニール条件、熱処理条件等、種々の処理条件や処理シーケンスをオペレータが設定する他は、各部の動作が図示しない制御部により制御されており、自動運転する構成になっている。従ってこのプラズマ処理装置を使用する際には、処理前のワークＷを図示しないローダカセットにセットし、オペレータがスタートスイッチを操作すれば、搬送ロボットがワークＷをローダカセットからチャンバ６０内に搬送し、チャンバ６０内で一連の処理が順次自動的に行われた後、再び搬送ロボットが処理済みのワークＷをアンローダカセットに収容するようになっている。
【００４１】
【発明の効果】
本発明のプラズマ処理装置は、インピーダンス整合回路を収容したシャーシにサセプタ電極から高周波電源に帰還する高周波電流を検出するための電流検出手段が設けられているので、プラズマ空間を流れる高周波電流を外部から計測することができ、プラズマ放電の開始に必要な放電電圧が得られているかなどの装置内部の運転状態を外部から的確に判断できるようになる。
シャーシに２以上の前記電流検出手段が設けられ、これらの電流検出手段が前記シャーシの中心軸に関して軸対称に配置されていれば、電極対の間を流れる放電流の偏流を検知することができ、ワークに対するプラズマ処理の均一性を監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプラズマ処理装置の一実施形態の構成を示す断面図である。
【図２】前記実施形態におけるシャーシの構成を示す斜視図である。
【図３】一般的なプラズマ処理装置における高周波電流の流れを示す概念図である。
【図４】本発明に係るプラズマ処理装置の他の一実施形態に用いられたシャーシの斜視図である。
【図５】従来のプラズマ処理装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１…高周波電源
２…シャーシ、２Ａ…整合回路
３…高周波電力配電体
４…プラズマ励起電極
５…シャワープレート
８…サセプタ電極
１０…チャンバ壁
１１…ベローズ
１３…シャフト
１４…電極対
１７…ガス導入管
２１…ハウジング
３５…スリット
３６…磁界プローブ
３７…電流検出手段
３８…（シャーシの）側壁
６０…チャンバ
Ｗ…ワーク

Claims

プラズマを形成するためのプラズマ励起電極とプラズマ処理されるワークを挟んで前記プラズマ励起電極に対向するサセプタ電極とからなる電極対を収容したプラズマ処理室と、高周波電源から前記プラズマ励起電極に高周波電力を供給する給電路に挿入され前記高周波電源と前記プラズマ処理室とのインピーダンスを整合させるためのインピーダンス整合回路を収容したシャーシとを有し、前記シャーシが前記サセプタ電極から前記高周波電源に帰還する帰電路の一部を形成してなるプラズマ処理装置であって、
前記シャーシに、前記サセプタ電極から前記高周波電源に帰還する高周波電流を検出するための電流検出手段が設けられたことを特徴とするプラズマ処理装置。
前記シャーシに２以上の前記電流検出手段が設けられ、これらの電流検出手段が前記シャーシの中心軸の周りに軸対称に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。
前記電流検出手段は、前記シャーシに形成され前記高周波電源に帰還する高周波電流の流路に沿って延びるスリットと、このスリットに形成される磁界を検出する磁界プローブとからなることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
前記スリットの幅は、前記高周波電流の波長をλとするときλ／１００以下であることを特徴とする請求項３に記載のプラズマ処理装置。
前記シャーシは、その中心軸に垂直な断面が正多角形又は円形に成形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。
前記プラズマ処理室が軸対称の形状に成形され、かつその対称軸が前記シャーシの中心軸と一致するように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。
前記サセプタ電極が軸対称の形状に成形され、かつその対称軸が前記シャーシの中心軸と一致するように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。