基板処理装置
【課題】移動電極及び筒状容器の一方の端壁の間の空間におけるプラズマの発生を抑制することができる基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板処理装置１０は、ウエハＷを収容する筒状のチャンバ１１と、該チャンバ１１内においてチャンバ１１の中心軸に沿って移動自在なシャワーヘッド２３と、チャンバ１１内においてシャワーヘッド２３に対向するサセプタ１２と、シャワーヘッド２３及びチャンバ１１の蓋１４を接続する伸縮自在なベローズ３１とを備え、シャワーヘッド２３及びサセプタ１２の間に存在する処理空間ＰＳに高周波電力が印加されるとともに処理ガスが導入され、シャワーヘッド２３及びチャンバ１１の側壁１３は非接触であり、シャワーヘッド２３及び蓋１４の間に存在する上部空間ＵＳに第１のキャパシタ層３２及び第２のキャパシタ層３３が配設される。
【解決手段】基板処理装置１０は、ウエハＷを収容する筒状のチャンバ１１と、該チャンバ１１内においてチャンバ１１の中心軸に沿って移動自在なシャワーヘッド２３と、チャンバ１１内においてシャワーヘッド２３に対向するサセプタ１２と、シャワーヘッド２３及びチャンバ１１の蓋１４を接続する伸縮自在なベローズ３１とを備え、シャワーヘッド２３及びサセプタ１２の間に存在する処理空間ＰＳに高周波電力が印加されるとともに処理ガスが導入され、シャワーヘッド２３及びチャンバ１１の側壁１３は非接触であり、シャワーヘッド２３及び蓋１４の間に存在する上部空間ＵＳに第１のキャパシタ層３２及び第２のキャパシタ層３３が配設される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置に関し、特に、処理室内を移動自在な電極を備える基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板としての半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）にプラズマ処理を施す基板処理装置は、ウエハを収容し且つ内部を減圧可能なチャンバと、該チャンバ内部の下方に配された載置台（サセプタ）と、チャンバ内部においてサセプタに対向するように配されたシャワーヘッドとを備える。サセプタはウエハを載置するとともに、高周波電源が接続されてチャンバ内部に高周波電力を印加する電極として機能し、シャワーヘッドはチャンバ内部に処理ガスを導入するとともに、接地されて接地電極として機能する。この基板処理装置では、チャンバ内部に供給された処理ガスを高周波電力によって励起してプラズマを生成し、該プラズマによってウエハにプラズマ処理を施す。
【０００３】
ところで、チャンバ内部、特に、シャワーヘッド及びサセプタの間の空間においてプラズマを適切に分布させるために、従来、サセプタを可動に構成してシャワーヘッド及びサセプタの間の処理空間の距離（以下、「ギャップ」という。）を調整可能な基板処理装置が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。また、近年、基板処理装置の周辺におけるレイアウト上の制約からサセプタではなくシャワーヘッドが移動自在に構成された基板処理装置が検討されている。
【０００４】
図１２は、シャワーヘッドが移動自在に構成された基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。
【０００５】
図１２の基板処理装置１００では、円筒状のチャンバ１０１内部においてサセプタ１０２に対向するように配置されたシャワーヘッド１０３は、チャンバ１０１の内径とほぼ等しい外径を有する略円板状を呈し、不図示のリフト機構によってチャンバ１０１内部においてピストンのように上下動する。また、シャワーヘッド１０３及びチャンバ１０１の天井部の間には該シャワーヘッド１０３の上下動に併せて伸縮するベローズ１０４が介在し、該ベローズ１０４は外気からチャンバ１０１内をシールする。なお、図１２中において、最も下降した場合のシャワーヘッド１０３を実線で示し、最も上昇した場合のシャワーヘッド１０３を破線で示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００３／００３４３７号パンフレットの第１図
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この基板処理装置１００では、シャワーヘッド１０３の円滑な上下動を実現し、且つシャワーヘッド１０３及びチャンバ１０１の側壁１０１ｂのこすれによるパーティクルの発生を防止するために、シャワーヘッド１０３は該側壁１０１ｂから或る程度の間隔を保つように構成される。すわなち、シャワーヘッド１０３は側壁１０１ｂへ接触しないため、シャワーヘッド１０３から側壁１０１ｂへ直流電流が流れることはなく、交流電流が流れることも殆どない。その結果、基板処理装置１００では、サセプタ１０２に印加された高周波電力に起因する高周波電流が、図１２中の矢印Ａで示すように、サセプタ１０２、処理空間、シャワーヘッド１０３、ベローズ１０４、チャンバ１０１の天井壁１０１ａ及び該チャンバ１０１の側壁１０１ｂの順で流れる。
【０００８】
ここでベローズ１０４は耐久性を考慮してステンレスで構成されているため、アルミで構成されている他の部位（チャンバ１０１やシャワーヘッド１０３等）よりもインピーダンスが大きい。その結果、ベローズ１０４に沿って、具体的には、シャワーヘッド１０３及びチャンバ１０１の天井壁１０１ａの間において電位差が生じ、シャワーヘッド１０３及び天井壁１０１ａの間に存在する空間（以下、「上部空間」という。）ＵＳに電界が生じる。
【０００９】
この電界はギャップから該上部空間ＵＳに進入した処理ガスを電離してプラズマを生じさせる。上部空間ＵＳで生じたプラズマはチャンバ１０１の壁面やシャワーヘッド１０３を消耗させ、またデポを生じさせるという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、移動電極及び筒状容器の一方の端壁の間の空間におけるプラズマの発生を抑制することができる基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１記載の基板処理装置は、基板を収容する筒状容器と、該筒状容器内において前記筒状容器の中心軸に沿って移動自在な移動電極と、前記筒状容器内において前記移動電極に対向する対向電極と、前記移動電極及び前記筒状容器の一方の端壁を接続する伸縮自在な隔壁とを備え、前記移動電極及び前記対向電極の間に存在する第１の空間に高周波電力が印加されるとともに処理ガスが導入され、前記移動電極及び前記筒状容器の側壁は非接触である基板処理装置であって、前記移動電極及び前記一方の端壁の間に存在する第２の空間に少なくとも１つの低誘電性部材が配設されることを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の基板処理装置は、請求項１記載の基板処理装置において、前記低誘電性部材は少なくとも前記移動電極及び前記一方の端壁のいずれかに取り付けられることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の基板処理装置は、請求項１又は２記載の基板処理装置において、前記低誘電性部材の比誘電率は１０以下であることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の基板処理装置は、請求項３記載の基板処理装置において、前記低誘電性部材は、ポリテトラフルオロエチレン、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又はポリクロロトリフルオロエチレンからなることを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の基板処理装置は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板処理装置において、前記筒状容器の側壁及び前記移動電極の間に他の誘電性部材が配設されることを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の基板処理装置は、請求項５記載の基板処理装置において、前記他の誘電性部材の厚さは、前記移動電極から前記側壁への方向に関して５ｍｍ以上であることを特徴とする。
【００１７】
請求項７記載の基板処理装置は、請求項５又は６記載の基板処理装置において、前記他の誘電性部材はセラミックからなることを特徴とする。
【００１８】
請求項８記載の基板処理装置は、請求項５乃至７のいずれか１項に記載の基板処理装置において、前記他の誘電性部材は前記移動電極に取り付けられることを特徴とする。
【００１９】
請求項９記載の基板処理装置は、請求項５乃至７のいずれか１項に記載の基板処理装置において、前記他の誘電性部材は前記側壁に取り付けられることを特徴とする。
【００２０】
請求項１０記載の基板処理装置は、基板を収容する筒状容器と、該筒状容器内において前記筒状容器の中心軸に沿って移動自在な移動電極と、前記筒状容器内において前記移動電極に対向する対向電極と、前記移動電極及び前記筒状容器の一方の端壁を接続する伸縮自在な隔壁とを備え、前記移動電極及び前記対向電極の間に存在する第１の空間に高周波電力が印加されるとともに処理ガスが導入され、前記移動電極及び前記筒状容器の側壁は非接触である基板処理装置であって、前記移動電極に対向する前記筒状容器の側壁に第１の誘電性部材が配設され、該第１の誘電性部材と前記移動電極の側面との重なり面積が、前記移動電極の移動に伴って変化することを特徴とする。
【００２１】
請求項１１記載の基板処理装置は、請求項１０記載の基板処理装置において、前記第１の誘電性部材に対向する前記移動電極の側面に第２の誘電性部材が配設され、前記第１の誘電性部材と前記第２の誘電性部材との重なり面積が、前記移動電極の移動に伴って変化することを特徴とする。
【００２２】
請求項１２記載の基板処理装置は、請求項１０又は１１記載の基板処理装置において、前記第１の誘電性部材の前記筒状容器の中心軸に沿った断面における前記中心軸に直交する方向の幅は前記中心軸に沿って一定であることを特徴とする。
【００２３】
請求項１３記載の基板処理装置は、請求項１０又は１１記載の基板処理装置において、前記第１の誘電性部材の前記筒状容器の中心軸に沿った断面における前記中心軸に直交する方向の幅は前記中心軸に沿って順次変化することを特徴とする。
【００２４】
請求項１４記載の基板処理装置は、請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の基板処理装置において、前記第２の誘電性部材の前記筒状容器の中心軸に沿った断面における前記中心軸に直交する方向の幅は前記中心軸に沿って一定であることを特徴とする。
【００２５】
請求項１５記載の基板処理装置は、請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の基板処理装置において、前記第２の誘電性部材の前記筒状容器の中心軸に沿った断面における前記中心軸に直交する方向の幅は前記中心軸に沿って順次変化することを特徴とする。
【００２６】
請求項１６記載の基板処理装置は、請求項１０乃至１５のいずれか１項に記載の基板処理装置において、前記第１の誘電性部材及び前記第２の誘電性部材は、それぞれ石英、セラミック又は絶縁性樹脂からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１記載の基板処理装置によれば、移動電極及び筒状容器の一方の端壁の間に存在する第２の空間に少なくとも１つの低誘電性部材が配設されるので、第１の空間に印加される高周波電力に起因し、且つ移動電極、第２の空間、筒状容器の一方の端壁及び該筒状容器の側壁を流れる高周波電流に関し、電圧降下を低誘電性部材に分担させることによって第２の空間における電圧降下代を小さくすることができ、もって、第２の空間における電位差を低減することができる。その結果、移動電極及び筒状容器の一方の端壁の間の空間（第２の空間）における電界の発生を抑制し、引いてはプラズマの発生を抑制することができる。
【００２８】
請求項２記載の基板処理装置によれば、低誘電性部材は少なくとも移動電極及び一方の端壁のいずれかに取り付けられるので、構成を簡素化することができ、基板処理装置の組み立てを容易に行うことができる。
【００２９】
請求項３記載の基板処理装置によれば、低誘電性部材の比誘電率は１０以下であるので、低誘電性部材が分担する電圧降下代を適切に調整することができる。
【００３０】
請求項４記載の基板処理装置によれば、低誘電性部材は、ポリテトラフルオロエチレン、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又はポリクロロトリフルオロエチレンからなる。これらの材料はラジカルに対する耐性が高いため、例え、ラジカルが第１の空間から第２の空間へ進入しても低誘電性部材が消耗するのを防止することができる。また、これらの材料は容易に入手できるので、結果として容易に製造することができ、コストを削減することができる。
【００３１】
請求項５記載の基板処理装置によれば、筒状容器の側壁及び移動電極の間に他の誘電性部材が配設されるので、筒状容器の側壁及び移動電極を離間させることができ、もって、筒状容器の側壁及び移動電極の間で異常放電が発生するのを防止することができる。また、他の誘電体部材が筒状容器の側壁及び移動電極の間を埋めるので、第１の空間で生じたプラズマが第２の空間へ進入するのを防止することができる。
【００３２】
請求項６記載の基板処理装置によれば、他の誘電性部材の厚さは、移動電極から側壁への方向に関して５ｍｍ以上であるので、筒状容器の側壁及び移動電極を確実に離間させることができる。
【００３３】
請求項７記載の基板処理装置によれば、他の誘電性部材はセラミックからなる。他の誘電体部材は第１の空間に面するが、セラミックはラジカルだけでなくイオンによるスパッタにも高い耐性を有するので、他の誘電体部材が第１の空間で生じたプラズマによって消耗するのを防止することができる。
【００３４】
請求項８記載の基板処理装置によれば、他の誘電性部材は移動電極に取り付けられるので、該移動電極が移動しても常に筒状容器の側壁及び移動電極の間に他の誘電性部材を介在させることができ、もって、異常放電が発生するのを確実に防止することができる。
【００３５】
請求項９記載の基板処理装置によれば、他の誘電性部材は側壁に取り付けられるので、移動電極の構造を単純化することができる。
【００３６】
請求項１０記載の基板処理装置によれば、移動電極に対向する筒状容器の側壁に第１の誘電性部材が配設され、該第１の誘電性部材と移動電極の側面との重なり面積が、移動電極の移動に伴って変化するので、移動電極と第１の誘電性部材と筒状容器の側壁とで構成される静電結合における静電容量がギャップの変動に伴って変化し、これによって、ギャップの変化に応じて処理空間内のプラズマ分布の適正化を図ることができる。
【００３７】
請求項１１記載の基板処理装置によれば、第１の誘電性部材に対向する移動電極の側面に第２の誘電性部材が配設され、第１の誘電性部材と第２の誘電性部材との重なり面積が、移動電極の移動に伴って変化するので、静電容量が比較的細かく変化し、ギャップの変化に応じて処理空間内のプラズマ分布をより細かく調整することができる。
【００３８】
請求項１２及び１４記載の基板処理装置によれば、第１又は第２の誘電性部材の筒状容器の中心軸に沿った断面における中心軸に直交する方向の幅は中心軸に沿って一定であるので、移動電極と第１の誘電性部材との重なり面積、又は第１の誘電性部材と第２の誘電性部材との重なり面積がギャップの変化に応じて変動し、重なり面積の変動に基づいて高周波電流のグランドパスの容量が変動する。これによって、他系統のグランドパスとの容量配分比を調整し、処理空間内のプラズマ分布の適正化を図ることができる。
【００３９】
請求項１３及び１５記載の基板処理装置によれば、第１又は第２の誘電性部材の筒状容器の中心軸に沿った断面における中心軸に直交する方向の幅は中心軸に沿って順次変化するので、移動電極と第１の誘電性部材との重なり面積、又は第１の誘電性部材と第２の誘電性部材との重なり面積がギャップの変化に応じて変動し、重なり面積の変動と、第１の誘電性部材及び／又は第２の誘電性部材の中心軸に直交する方向の幅の変動とに基づいて高周波電流のグランドパスの容量が変動する。これによって、他系統のグランドパスとの容量配分比を調整し、処理空間内のプラズマ分布の適正化を図ることができる。
【００４０】
請求項１６記載の基板処理装置によれば、第１の誘電性部材及び第２の誘電性部材は、それぞれ石英、セラミック又は絶縁性樹脂からなるので、ラジカルだけでなくイオンスパッタに対する耐性を有する。これによって、第１及び第２の誘電性部材が処理空間内で生じたプラズマによって消耗するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】図１の基板処理装置における上部空間を電気回路的に示す図である。
【図３】図１の基板処理装置の変形例の構成を概略的に示す断面図であり、図３（Ａ）は第１の変形例を示す断面図であり、図３（Ｂ）は第２の変形例を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図５】図４の基板処理装置の変形例の構成を概略的に示す断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図７】図６におけるシャワーヘッドと第１の誘電性部材との重なり状態を示す模式図である。
【図８】第３の実施の形態におけるシャワーヘッドと、誘電性部材と、チャンバ側壁とで構成される静電結合の変形例を示す図である。
【図９】第３の実施の形態におけるシャワーヘッドと、誘電性部材と、チャンバ側壁とで構成される静電結合の変形例を示す図である。
【図１０】第３の実施の形態におけるシャワーヘッドと、誘電性部材と、チャンバ側壁とで構成される静電結合の変形例を示す図である。
【図１１】第３の実施の形態におけるシャワーヘッドと、誘電性部材と、チャンバ側壁とで構成される静電結合の変形例を示す図である。
【図１２】シャワーヘッドが移動自在に構成された基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００４３】
まず、本発明の第１の実施の形態に係る基板処理装置について説明する。
【００４４】
図１は、第１の実施の形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。この基板処理装置はウエハにドライエッチング処理を施すように構成されている。
【００４５】
図１において、基板処理装置１０は、例えば、直径が３００ｍｍのウエハＷを収容する円筒状のチャンバ１１（筒状容器）を有し、該チャンバ１１内の図中下方には半導体デバイス用のウエハＷを載置する円板形状のサセプタ１２（対向電極）が配置されている。チャンバ１１は円管状の側壁１３と、該側壁１３の図中上方の端部を覆う円板状の蓋１４（筒状容器の一方の端壁）とを有する。
【００４６】
チャンバ１１内はＴＭＰ（Turbo Molecular Pump）及びＤＰ（Dry Pump）（ともに図示しない）等によって減圧され、また、チャンバ１１内の圧力はＡＰＣバルブ（図示しない）によって制御される。
【００４７】
サセプタ１２には第１の高周波電源１５が第１の整合器１６を介して接続され、且つ第２の高周波電源１７が第２の整合器１８を介して接続されており、第１の高周波電源１５は比較的低い周波数、例えば、３．２ＭＨｚの高周波電力であるバイアス電力をサセプタ１２に印加し、第２の高周波電源１７は比較的高い周波数、例えば、１００ＭＨｚの高周波電力であるプラズマ生成電力をサセプタ１２に印加する。そして、サセプタ１２はチャンバ１１内にプラズマ生成電力を印加する。
【００４８】
サセプタ１２の上部には、静電電極板１９を内部に有する静電チャック２０が配置されている。静電チャック２０は円板状のセラミック部材で構成され、静電電極板１９には直流電源２１が接続されている。静電電極板１９に正の直流電圧が印加されると、ウエハＷにおける静電チャック２０側の面（以下、「裏面」という。）には負の電位が生じて静電電極板１９及びウエハＷの裏面の間に電界が生じ、該電界に起因するクーロン力又はジョンソン・ラーベック力により、ウエハＷは静電チャック２０に吸着保持される。
【００４９】
また、サセプタ１２には、吸着保持されたウエハＷを囲うように、リング状部材であるフォーカスリング２２が載置される。フォーカスリング２２は、導電体、例えば、ウエハＷを構成する材料と同じ単結晶シリコンによって構成される。フォーカスリング２２は導電体からなるので、プラズマの分布域をウエハＷ上だけでなく該フォーカスリング２２上まで拡大してウエハＷの周縁部上におけるプラズマの密度を該ウエハＷの中央部上におけるプラズマの密度と同程度に維持する。これにより、ウエハＷの全面に施されるドライエッチング処理の均一性を維持することができる。
【００５０】
チャンバ１１内の上方には、サセプタ１２と対向するようにシャワーヘッド２３（移動電極）が配置されている。シャワーヘッド２３は、多数のガス穴２４を有する円板状の導電性の上部電極板２５と、該上部電極板２５を着脱可能に釣支するクーリングプレート２６と、該クーリングプレート２６をさらに釣支するシャフト２７と、該シャフト２７の上端に配される処理ガス受入部２８とを有する。シャワーヘッド２３は、蓋１４及び側壁１３を介して接地され、チャンバ１１内に印加されるプラズマ生成電力に対する接地電極として機能する。
【００５１】
シャフト２７は内部を図中上下方向に貫通するガス流路２９を有し、クーリングプレート２６は内部にバッファ室３０を有する。ガス流路２９は処理ガス受入部２８とバッファ室３０を接続し、各ガス穴２４はバッファ室３０及びチャンバ１１内を連通する。シャワーヘッド２３において、ガス穴２４、処理ガス受入部２８、ガス流路２９及びバッファ室３０は処理ガス導入系を構成し、該処理ガス導入系は処理ガス受入部２８に供給された処理ガスをチャンバ１１内、具体的には、シャワーヘッド２３及びサセプタ１２の間に存在する処理空間ＰＳ（第１の空間）へ導入する。
【００５２】
シャワーヘッド２３において上部電極板２５の外径はチャンバ１１の内径よりも若干小さく設定されるため、シャワーヘッド２３は側壁１３に接触しない。すなわち、シャワーヘッド２３はチャンバ１１内に遊合するように配置される。また、シャフト２７は蓋１４を貫通し、該シャフト２７の上部は基板処理装置１０の上方に配置されたリフト機構（図示しない）に接続される。該リフト機構はシャフト２７を図中上下方向に移動させるが、このとき、シャワーヘッド２３はチャンバ１１内において該チャンバ１１の中心軸に沿い、ピストンのように上下動する。これにより、シャワーヘッド２３及びサセプタ１２の間に存在する処理空間ＰＳの距離であるギャップを調整することができる。なお、シャワーヘッド２３の図中上下方向に関する移動量の最大値は７０ｍｍである。
【００５３】
シャフト２７は蓋１４と擦れる可能性があり、パーティクルの発生源となりうるため、その側面をベローズ３１が覆う。ベローズ３１は、例えば、ステンレスからなる伸縮自在な圧力隔壁であり、その一端は蓋１４に接続され、その他端はシャワーヘッド２３に接続される。また、ベローズ３１はチャンバ１１内をチャンバ１１外部からシールする機能も有する。
【００５４】
基板処理装置１０では、処理ガス受入部２８へ供給された処理ガスが処理ガス導入系を介して処理空間ＰＳへ導入され、該導入された処理ガスは、処理空間ＰＳへ印加されたプラズマ生成電力によって励起されてプラズマとなる。該プラズマ中の陽イオンは、サセプタ１２に印加されるバイアス電力に起因する負のバイアス電位によってサセプタ１２に載置されたウエハＷに向けて引きこまれ、該ウエハＷにドライエッチング処理を施す。
【００５５】
上述した基板処理装置１０の各構成部品、例えば、第１の高周波電源１５や第２の高周波電源１７の動作は、基板処理装置１０が備える制御部（図示しない）のＣＰＵがドライエッチング処理に対応するプログラムに応じて制御する。
【００５６】
ここで、基板処理装置１０では、該シャワーヘッド２３が側壁１３と接触していないため、処理空間ＰＳへ印加されたプラズマ生成電力に起因する高周波電流はシャワーヘッド２３を流れた後、上部空間ＵＳ、蓋１４及び側壁１３を流れて接地に到達するが、ベローズ３１のインピーダンスが大きいため、シャワーヘッド２３及び蓋１４の間において電位差が生じ、シャワーヘッド２３及び蓋１４の間に存在する上部空間ＵＳ（第２の空間）に電界が生じる可能性がある。
【００５７】
本実施の形態では、これに対応して、上部空間ＵＳにおける電圧降下代を低減する。具体的には、シャワーヘッド２３の上部空間ＵＳに対する対向面上に低誘電率材からなる第１のキャパシタ層３２を配設し、蓋１４の上部空間ＵＳに対する対向面上に低誘電率材からなる第２のキャパシタ層３３を配設する。このとき、シャワーヘッド２３及び蓋１４の間は、図２に示すように、電気回路的に３つのキャパシタの直列回路として表すことができる。ここで、第１のキャパシタ層３２からなるキャパシタをＣ１とし、第２のキャパシタ層３３からなるキャパシタをＣ２とし、上部空間ＵＳからなるキャパシタをＣ３とした場合、キャパシタＣ１やキャパシタＣ２における電圧降下代を大きくすれば、相対的にキャパシタＣ３における電圧降下代を小さくすることができ、もって、上部空間ＵＳにおける電位差を低減することができる。
【００５８】
第１のキャパシタ層３２や第２のキャパシタ層３３の構成材料としては、比誘電率が１０以下のものであることが好ましい。これにより、第１のキャパシタ層３２や第２のキャパシタ層３３が分担する電圧降下代を適切に調整することができる。第１のキャパシタ層３２等の構成材料として好適に用いることができるものとしては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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（ＰＦＡ）又はポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）等の絶縁性樹脂、エンジニアプラスチック系樹脂、石英（ＳｉＯ２）、アルミナセラミック（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミ（ＡｌＮ）、窒化珪素（ＳｉＮ）等が該当し、特に、ポリテトラフルオロエチレン、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又はポリクロロトリフルオロエチレンを用いると、これらの材料はラジカルに対する耐性が高いため、例えば、プラズマが処理空間ＰＳから上部空間ＵＳへ進入しても第１のキャパシタ層３２や第２のキャパシタ層３３が消耗するのを防止することができる。
【００５９】
本実施の形態に係る基板処理装置１０によれば、シャワーヘッド２３及び蓋１４の間に存在する上部空間ＵＳに第１のキャパシタ層３２及び第２のキャパシタ層３３が配設されるので、処理空間ＰＳに印加される高周波電力に起因し、且つシャワーヘッド２３、上部空間ＵＳ、蓋１４及び側壁１３を流れる高周波電流に関し、電圧降下を第１のキャパシタ層３２及び第２のキャパシタ層３３に分担させることによって上部空間ＵＳにおける電圧降下代を小さくすることができ、もって、上部空間ＵＳにおける電位差を低減することができる。その結果、上部空間ＵＳにおける電界の発生を抑制し、引いてはプラズマの発生を抑制することができる。これにより、チャンバ１１の蓋１４やシャワーヘッド２３の消耗、また、上部空間ＵＳにおけるデポ（パーティクル）の発生を防止することができる。
【００６０】
また、基板処理装置１０では、第１のキャパシタ層３２はシャワーヘッド２３に取り付けられ、第２のキャパシタ層３３は蓋１４に取り付けられるので、基板処理装置１０の構成を簡素化することができ、もって、基板処理装置１０の組み立てを容易に行うことができる。
【００６１】
上述した基板処理装置１０では、上部空間ＵＳにおいて２つのキャパシタ層を配設したが、配設するキャパシタ層の数はこれに限られず、キャパシタ層が１つでも配設されれば、該キャパシタ層に電圧降下を分担させることができるので、上部空間ＵＳにおいて少なくとも１つ以上のキャパシタ層が配設されればよい。例えば、上部空間ＵＳにおいて第２のキャパシタ層３３のみが蓋１４に配設されてもよく（図３（Ａ））、第１のキャパシタ層３２のみがシャワーヘッド２３に配設されてもよい（図３（Ｂ））。
【００６２】
なお、上述した第１の実施の形態では、シャワーヘッド２３が移動し、シャワーヘッド２３及び蓋１４の間に上部空間ＵＳが存在する場合について説明したが、サセプタが移動し、サセプタ及びチャンバの下壁との間に下部空間が存在する場合には、該下部空間に少なくとも１つのキャパシタ層を配設することによって下部空間における電界の発生を抑制し、引いてはプラズマの発生を抑制することができる。
【００６３】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る基板処理装置について説明する。
【００６４】
本実施の形態は、その構成や作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであり、シャワーヘッド及びチャンバの側壁の間に低誘電性部材が配設される点で上述した第１の実施の形態と異なるのみである。したがって、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。
【００６５】
第１の実施の形態で説明したように、シャワーヘッドが移動する基板処理装置では、シャワーヘッドが側壁に接触しないが、処理空間から上部空間へのプラズマの進入を防止するために、シャワーヘッド（上部電極板）及び側壁の隙間は最小限に設定され、導電体である上部電極板が接地電位の側壁に接近する。すわなち、電位差の大きい２物体が接近するため、異常放電が発生する虞がある。本実施の形態では、これに対応して、上部電極板及び側壁を離間させる。
【００６６】
図４は、本実施の形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。
【００６７】
図４において、基板処理装置４０はシャワーヘッド４１を備え、該シャワーヘッド４１は、外周を誘電体リング４２（他の誘電体部材）で囲われた円板状の上部電極板４３と、該上部電極板４３を着脱可能に釣支するクーリングプレート２６等とを有する。誘電体リング４２は上部電極板４３に取り付けられ、誘電体リング４２のシャワーヘッド４１から側壁１３への方向に関する厚さは５ｍｍ以上であり、該誘電体リング４２は上部電極板４３及び側壁１３を離間させる。これにより、側壁１３及びシャワーヘッド４１の間で異常放電が発生するのを防止することができる。
【００６８】
また、誘電体リング４２及び側壁１３の隙間は、誘電体リング４２や側壁１３が熱膨張しても互いに干渉せず、且つ誘電体リング４２が蓋１４及び上部電極板４３の隙間をほぼ埋めるように、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍに設定される。その結果、処理空間ＰＳで生じたプラズマが上部空間ＵＳへ進入するのを防止することができる。
【００６９】
さらに、上部電極板４３、誘電体リング４２及び側壁１３はキャパシタを構成し、僅かながら容量結合するので、処理空間ＰＳへ印加されたプラズマ生成電力に起因する高周波電流の一部が上部電極板４３を流れた後、誘電体リング４２及び側壁１３を流れて接地に到達する。すなわち、高周波電流を、上部空間ＵＳを経由して流れるものと、誘電体リング４２を経由して流れるものとに分流することができる。その結果、上部空間ＵＳを流れる高周波電流を少なくすることができ、もって、上部空間ＵＳにおける電位差を低減することができる。
【００７０】
誘電体リング４２は処理空間ＰＳで生じたプラズマに晒されるため、誘電体リング４２を構成する材料はラジカルだけでなくイオンスパッタに対する耐性を有する必要があり、好ましくは、アルミナセラミック、窒化アルミ、窒化珪素、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、サファイア、ジルコニア等のセラミック系材料や石英が用いられるが、ポリテトラフルオロエチレン等の絶縁性樹脂やエンジニアプラスチック系樹脂を耐プラズマコーティングで覆った部材を用いてもよい。なお、誘電体リング４２の比誘電率としては約２〜３０程度であればよい。
【００７１】
上述した基板処理装置４０では、誘電体リング４２を上部電極板４３の外周に配設したが、図５に示すように、誘電体リング４２の代わりとなる円筒状の誘電体部材４４を壁１３に取り付けてもよい。この場合も、誘電体部材４４が上部電極板２５及び側壁１３を離間させるので、側壁１３及びシャワーヘッド２３の間で異常放電が発生するのを防止することができる。
【００７２】
なお、上述した第２の実施の形態では、シャワーヘッド４１が移動し、シャワーヘッド４１及び側壁１３の間に隙間が存在する場合について説明したが、サセプタが移動し、サセプタ及び側壁１３の間に隙間が存在する場合には、該隙間を埋めるように誘電体部材を配設することによって側壁１３及びサセプタの間で異常放電が発生するのを防止することができる。
【実施例】
【００７３】
次に、本発明の実施例について説明する。
【００７４】
実施例
まず、基板処理装置１０における第１のキャパシタ層３２を厚さ１ｍｍのテフロン（登録商標）シートを２枚重ねて形成し、第２のキャパシタ層３３を１枚の厚さ１ｍｍのテフロン（登録商標）シートで形成し、バイアス電力を印加することなく、所定の値のプラズマ生成電力を印加し、処理空間ＰＳ（ギャップ）の距離を所定の値に設定した場合の上部空間ＵＳにおけるプラズマの発生の有無を確認し、その結果を下記表１に示した。
【００７５】
【表１】
【００７６】
上記表１における「○」はプラズマが発生しなかったことを示す。
【００７７】
比較例
また、基板処理装置１０の上部空間ＵＳにキャパシタ層を配置せず、バイアス電力を印加することなく、所定の値のプラズマ生成電力を印加し、処理空間ＰＳ（ギャップ）の距離を所定の値に設定した場合の上部空間ＵＳにおけるプラズマの発生の有無を確認し、その結果を下記表２に示した。
【００７８】
【表２】
【００７９】
上記表２における「×」はプラズマが発生したことを示し、「△」はプラズマが時々発生したことを示し、「○」はプラズマが発生しなかったことを示す。
【００８０】
表１及び表２を比較したところ、上部空間ＵＳに第１のキャパシタ層３２及び第２のキャパシタ層３３を配設することによってプラズマの発生が確実に防止できることが分かった。
【００８１】
次に、本発明の第３の実施の形態に係る基板処理装置について説明する。
【００８２】
この基板処理装置は、移動電極と、該移動電極に対向する筒状容器の側壁との間に静電結合を形成し、サセプタに印加される高周波電力に起因する高周波電流のグランドパスを、移動電極、上部空間ＵＳ、チャンバの蓋及び側壁を流れて接地に到達するライン（以下、「第１のグランドパス」という。）と、移動電極からチャンバ側壁を流れて接地に到達するライン（以下、「第２のグランドパス」という。）とに複合化させ、そのグランドパスの容量配分比が移動電極の移動に応じて変化するようにしたものである。
【００８３】
ウエハに対して所定のプラズマ処理を施す基板処理装置においては、１つのチャンバ内で複数のプラズマ処理を一括プロセスとして連続的に行う場合があり、処理プロセス毎にプロセス条件、特に移動電極としてのシャワーヘッドの適正位置が異なり、適正なギャップが設定される。このような一括プロセスにおいては、ギャップが変更される度に処理空間ＰＳ内におけるプラズマ分布の適正化を図ることが好ましく、プラズマ分布を適正化するためのパラメータを増加する技術の開発が望まれていた。
【００８４】
本実施の形態は、このような要求を満たすためになされたものであり、その目的は、ギャップの変化に応じて処理空間内のプラズマ分布の適正化を図ることができる基板処理装置を提供することにある。
【００８５】
上記目的を達成するため、本実施の形態に係る基板処理装置は、基板を収容する筒状容器と、該筒状容器内において前記筒状容器の中心軸に沿って移動自在な移動電極と、前記筒状容器内において前記移動電極に対向する対向電極と、前記移動電極及び前記筒状容器の一方の端壁を接続する伸縮自在な隔壁とを備え、前記移動電極及び前記対向電極の間に存在する第１の空間に高周波電力が印加されるとともに処理ガスが導入され、前記移動電極及び前記筒状容器の側壁は非接触である基板処理装置であって、前記移動電極に対向する前記筒状容器の側壁に第１の誘電性部材が配設され、該第１の誘電性部材と前記移動電極の側面との重なり面積が、前記移動電極の移動に伴って変化することを特徴とする。
【００８６】
図６は、本発明の第３の実施の形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。
【００８７】
図６において、この基板処理装置５０の基本的な構成は、第１の実施の形態に係る基板処理装置（図１参照）と同様である。従って、重複する構成及び作用については説明を省略し、以下に、異なる構成及び作用を中心にして本実施の形態を説明する。
【００８８】
基板処理装置において、チャンバ内の処理空間ＰＳにおけるプラズマ分布は、例えば、ギャップ、チャンバ内圧力、処理ガスの種類、高周波電力の印加値等の影響を受ける。
【００８９】
本実施の形態に係る基板処理装置は、処理目的に応じて決定され、当該処理目的を達成するためには変更することができない条件はそのまま維持し、且つそれら基本的な処理条件と相まってより適正な処理条件を構築することができるプラズマ分布を実現するものである。そのために、筒状部材としてのチャンバの側壁に誘電性部材を配設し、チャンバ側壁と、該チャンバ側壁に配置された誘電性部材と、これに対向する移動電極との間に静電結合を構成し、該静電結合における静電容量を移動電極の移動に伴って変化させ、これによって第２のグランドパス容量及び第２のグランドパスと第１のグランドパスとの容量配分比を変化させて処理空間ＰＳ内におけるプラズマ分布の最適化を図るようにしたものである。
【００９０】
従って、基板処理装置５０が、図１の基板処理装置１０と異なるところは、上部空間ＵＳの対向面上に配設された低誘電率材からなる第１のキャパシタ層３２及び第２のキャパシタ層３３をそれぞれなくし、移動電極としてのシャワーヘッド５１に対向するチャンバ１１の側壁５３に第１の誘電性部材５５を配設した点である。
【００９１】
すなわち、基板処理装置５０は、基板を収容する円筒状のチャンバ１１（筒状容器）と、該チャンバ１１の中心軸に沿って移動自在なシャワーヘッド５１（移動電極）とを有し、シャワーヘッド５１に対向するチャンバ１１の側壁５３に第１の誘電性部材５５を配設したものである。
【００９２】
第１の誘電性部材５５はリング状を呈しており、円筒状のチャンバ１１の側壁５３に設けられた所定深さのリング状の凹部に嵌合されている。第１の誘電性部材５５のチャンバ１１の中心軸に沿った断面形状は、例えば矩形である。従って、第１の誘電性部材５５のチャンバ１１の中心軸に直行する方向の幅（以下、「厚さ」という。）はチャンバ１１の中心軸に沿って一定である。第１の誘電性部材５５とシャワーヘッド５１の側面とは隙間Ｇを挟んで対向し、その隙間Ｇを介した重なり面積（以下、単に「重なり面積」という。）は、シャワーヘッド５１の移動に伴って変化する。
【００９３】
なお、図６において、第１の誘電性部材５５のチャンバ１１の中心軸に沿った長さは、シャワーヘッド５１の厚さと同時であるが、これに限定されるものではなく、第１の誘電性部材５５の長さは、適宜決定される。
【００９４】
図７は、図６におけるシャワーヘッド５１と第１の誘電性部材５５との重なり状態を示す模式図である。
【００９５】
図７において、シャワーヘッド５１が、上下方向に沿った移動幅における最下位にある状態、すなわちギャップが最も小さい状態（図７（Ａ））における第１の誘電性部材５５とシャワーヘッド５１との重なり面積が最も広く、この面積を１．０とすると、シャワーヘッド５１が図７中、次第に上昇し、最下位と最上位の中間点に到達した状態（図７（Ｂ））における重なり面積は、０．５となる。また、シャワーヘッド５１が最上位に到達した状態（図７（Ｃ））における重なり面積は、０となる。
【００９６】
図７（Ｄ）は、図７（Ａ）〜（Ｃ）におけるシャワーヘッド５１、第１の誘電性部材５５及びチャンバ１１の側壁５３とで構成される静電結合における静電容量の変化を示す図である。図７（Ｄ）において、シャワーヘッド５１の位置に応じて静電容量が変化している。すなわち、シャワーヘッド５１が上方へ移動するに従って静電容量は、次第に増大している。
【００９７】
本実施の形態によれば、シャワーヘッド５１に対向するチャンバ１１の側壁５３にリング状の第１の誘電性部材５５が配設され、該第１の誘電性部材５５とシャワーヘッド５１の側面との重なり面積が、シャワーヘッド５１の移動に伴って変化するようにしたので、シャワーヘッド５１、第１の誘電性部材５５、及びチャンバ側壁５３とで構成される静電結合における静電容量がシャワーヘッド５１の移動に伴って変化し、これによって、シャワーヘッド５１からチャンバ１１の側壁５３を経てグランドに流れる第２のグランドパス容量が変化する。そして、第２のグランドパス容量が変化すると、この第２のグランドパス容量と、第１のグランドパス容量との容量分配比が変化し、特に、シャワーヘッド５１の周端部を流れる高周波電流の値が変化するため、これによって、処理空間ＰＳ内のプラズマ分布が変化する。
【００９８】
従って、予め各プラズマ処理条件におけるギャップに対して第１の空間ＰＳ内で目的とするプラズマ分布を得るための第１グランドパス容量と第２グランドパス容量の容量分配比、及び当該分配比を得るための、第１の誘電性部材５５のチャンバ側壁５３上の位置、断面形状、厚さ等を求めておき、適正な第１の誘電性部材５５を適正位置に配置しておくことにより、処理目的に応じて異なる各処理条件に対応して処理空間ＰＳ内のプラズマ分布の最適化を図ることができる。
【００９９】
また、第１の空間ＰＳ内のプラズマ分布の最適化を図ることによって、エッチングレートの面内均一化が期待できる。
【０１００】
本実施の形態において、第１の誘電性部材５５に対向するシャワーヘッド５１の側面にリング状の第２の誘電性部材を配設し、第１の誘電性部材５５と第２の誘電性部材との重なり面積が、シャワーヘッド５１の移動に伴って変化するようにしてもよい。これによって、シャワーヘッド５１の移動に伴う静電結合における静電容量の変化幅が細かくなるので、ギャップの変化に応じて処理空間ＰＳ内のプラズマ分布をより細かく調整することができる。
【０１０１】
また、このとき、第１の誘電性部材５５及び第２の誘電性部材のチャンバ１１の中心軸に沿った断面形状を矩形又は三角形とし、中心軸に直交する方向の厚さを中心軸に沿って一定とするか又は順次変化するようにしてもよい。第１の誘電性部材５５及び第２の誘電性部材におけるチャンバ１１の中心軸に沿った断面形状を任意に組合せることによって、ギャップの変化に応じた第２のグランドパス容量を種々変化させることができ、これによって、第３の実施の形態における静電結合のバリエーションが増大する。
【０１０２】
本実施の形態において、第１の誘電性部材５５及び第２の誘電性部材は、それぞれ石英、セラミック又は絶縁性樹脂からなることが好ましい。これらの材料は、ラジカルだけでなくイオンによるスパッタにも高い耐性を有するので、第１の空間ＰＳで生じたプラズマによって消耗するのを防止することができる。セラミック系の材料としては、例えば、アルミナセラミック、窒化アルミ、窒化珪素、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、サファイア、ジルコニア等が挙げられ、絶縁性樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等が挙げられる。
【０１０３】
なお、上述した第３の実施の形態では、シャワーヘッド５１が移動する場合について説明したが、サセプタ１２が移動するようにしてもよい。この場合、サセプタ１２の側壁が対向するチャンバ１１の側壁５３に第１の誘電性部材５５を配設し、サセプタ１２、第１の誘電性部材５５及びチャンバ１１の側壁５３とを静電結合させ、サセプタ１２の移動に伴ってサセプタ１２及び第１の誘電性部材５５の重なり面積を変化させることによって静電結合における静電容量を変化させ、これによって、処理空間である第１の空間ＰＳ内のプラズマ分布の適正化を図ることができる。
【０１０４】
図８〜図１１は、第３の実施の形態におけるシャワーヘッド５１、第１の誘電性部材５５及びチャンバ１１の側壁５３とで構成される静電結合の変形例を示す図である。
【０１０５】
図８において、第２のグランドパスを形成する静電結合では、図７と同様、チャンバ１１の側壁６３上に配置され、チャンバ１１の中心軸に沿った断面形状が矩形の第１の誘電性部材６５がキャパシタにおける誘電体の一部を構成する。
【０１０６】
シャワーヘッド６１が最下位にある状態（図８（Ａ））において、シャワーヘッド６１と第１の誘電性部材６５との重なり面積は「０」であり、シャワーヘッド６１が最下位から次第に上昇し、最下位と最上位との中間位置に到達した状態（図８（Ｂ））において、シャワーヘッド６１と第１の誘電性部材６５との重なり面積が後述する正対時（図８（Ｃ））の０．５倍になり、シャワーヘッド６１が最上位にある状態（図８（Ｃ））において、シャワーヘッド６１と第１の誘電性部材６５とが正対し、重なり面積が最も広くなる。このとき、静電容量の変化は、図８（Ｄ）に示されるように、図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の順に減少する。このような静電容量の変化に伴い、シャワーヘッド６１，チャンバ１１の側壁６３を介して接地方向に流れる第２のグランドパスの容量が変化し、これによってシャワーヘッド６１の周端部を流れる高周波電流の値を変化させて処理空間ＰＳ内のプラズマ分布の適正化を図ることができる。
【０１０７】
図９は、第１の誘電性部材７５に加え、シャワーヘッド７１の側面にリング状の第２の誘電性部材７６を配設したものであり、第１の誘電性部材７５と第２の誘電性部材７６との重なり面積は、図８の場合と同様に変化する。この変形例における第２のグランドパスを形成する静電結合における静電容量は、図９（Ｄ）に示されるように、図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の順に減少するが、各静電容量値及びその減少勾配は、図８の場合よりも小さくなっている。
【０１０８】
図１０は、図８における第１の誘電性部材に代えて、チャンバ１１の中心軸に沿った断面積が図８における第１の誘電性部材の断面積の１／２となり、且つ図１０中、下方ほどその厚さが小さくなるような断面形状が直角三角形の第１の誘電性部材８５を採用したものである。この変形例における第１の誘電性部材８５とシャワーヘッド８１の側面との重なり面積は、図８の場合と同様に変化するが、第１の誘電性部材８５の厚さが下方ほど小さくなっているので、第２のグランドパスを形成する静電結合における静電容量は、図１０（Ｄ）に示されるように、図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の順に減少し、その減少量は曲線状に変化し、且つ変化量も大きい。
【０１０９】
また、図１１は、図９における第１の誘電性部材及び第２の誘電性部材に代えて、図１０における断面直角三角形の第１及び第２の誘電性部材９５及び９６を適用したものである。この変形例における第２のグランドパスを形成する静電結合における静電容量は、図１１（Ｄ）に示されるように、図１１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の順に減少し、その減少量は曲線状に変化する。
【０１１０】
本実施の形態の変形例によれば、移動電極であるシャワーヘッドの移動に伴うギャップの変化に応じて適正な誘電性部材の位置、断面形状、厚さ等を、予め選択して所定位置に配置しておくことによって、各プラズマ処理条件における第１の空間ＰＳ内のプラズマの分布の最適化を図ることができ、プラズマ分布を調整するためのパラメータとしてグランドパスの容量分配比を追加することができる。
【符号の説明】
【０１１１】
Ｗ ウエハ
ＰＳ 処理空間
ＵＳ 上部空間
１０，４０，５０ 基板処理装置
１１ チャンバ
１２ サセプタ
１３、５３，６３，７３，８３，９３ 側壁
１４ 蓋
２３，４１，５１，６１，７１，８１，９１ シャワーヘッド
２５，４３ 上部電極板
３２ 第１のキャパシタ層
３３ 第２のキャパシタ層
４２ 誘電体リング
４４ 誘電体部材
５５，６５，７５，８５，９５ 第１の誘電性部材
７６，９６ 第２の誘電性部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置に関し、特に、処理室内を移動自在な電極を備える基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板としての半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）にプラズマ処理を施す基板処理装置は、ウエハを収容し且つ内部を減圧可能なチャンバと、該チャンバ内部の下方に配された載置台（サセプタ）と、チャンバ内部においてサセプタに対向するように配されたシャワーヘッドとを備える。サセプタはウエハを載置するとともに、高周波電源が接続されてチャンバ内部に高周波電力を印加する電極として機能し、シャワーヘッドはチャンバ内部に処理ガスを導入するとともに、接地されて接地電極として機能する。この基板処理装置では、チャンバ内部に供給された処理ガスを高周波電力によって励起してプラズマを生成し、該プラズマによってウエハにプラズマ処理を施す。
【０００３】
ところで、チャンバ内部、特に、シャワーヘッド及びサセプタの間の空間においてプラズマを適切に分布させるために、従来、サセプタを可動に構成してシャワーヘッド及びサセプタの間の処理空間の距離（以下、「ギャップ」という。）を調整可能な基板処理装置が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。また、近年、基板処理装置の周辺におけるレイアウト上の制約からサセプタではなくシャワーヘッドが移動自在に構成された基板処理装置が検討されている。
【０００４】
図１２は、シャワーヘッドが移動自在に構成された基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。
【０００５】
図１２の基板処理装置１００では、円筒状のチャンバ１０１内部においてサセプタ１０２に対向するように配置されたシャワーヘッド１０３は、チャンバ１０１の内径とほぼ等しい外径を有する略円板状を呈し、不図示のリフト機構によってチャンバ１０１内部においてピストンのように上下動する。また、シャワーヘッド１０３及びチャンバ１０１の天井部の間には該シャワーヘッド１０３の上下動に併せて伸縮するベローズ１０４が介在し、該ベローズ１０４は外気からチャンバ１０１内をシールする。なお、図１２中において、最も下降した場合のシャワーヘッド１０３を実線で示し、最も上昇した場合のシャワーヘッド１０３を破線で示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００３／００３４３７号パンフレットの第１図
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この基板処理装置１００では、シャワーヘッド１０３の円滑な上下動を実現し、且つシャワーヘッド１０３及びチャンバ１０１の側壁１０１ｂのこすれによるパーティクルの発生を防止するために、シャワーヘッド１０３は該側壁１０１ｂから或る程度の間隔を保つように構成される。すわなち、シャワーヘッド１０３は側壁１０１ｂへ接触しないため、シャワーヘッド１０３から側壁１０１ｂへ直流電流が流れることはなく、交流電流が流れることも殆どない。その結果、基板処理装置１００では、サセプタ１０２に印加された高周波電力に起因する高周波電流が、図１２中の矢印Ａで示すように、サセプタ１０２、処理空間、シャワーヘッド１０３、ベローズ１０４、チャンバ１０１の天井壁１０１ａ及び該チャンバ１０１の側壁１０１ｂの順で流れる。
【０００８】
ここでベローズ１０４は耐久性を考慮してステンレスで構成されているため、アルミで構成されている他の部位（チャンバ１０１やシャワーヘッド１０３等）よりもインピーダンスが大きい。その結果、ベローズ１０４に沿って、具体的には、シャワーヘッド１０３及びチャンバ１０１の天井壁１０１ａの間において電位差が生じ、シャワーヘッド１０３及び天井壁１０１ａの間に存在する空間（以下、「上部空間」という。）ＵＳに電界が生じる。
【０００９】
この電界はギャップから該上部空間ＵＳに進入した処理ガスを電離してプラズマを生じさせる。上部空間ＵＳで生じたプラズマはチャンバ１０１の壁面やシャワーヘッド１０３を消耗させ、またデポを生じさせるという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、移動電極及び筒状容器の一方の端壁の間の空間におけるプラズマの発生を抑制することができる基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１記載の基板処理装置は、基板を収容する筒状容器と、該筒状容器内において前記筒状容器の中心軸に沿って移動自在な移動電極と、前記筒状容器内において前記移動電極に対向する対向電極と、前記移動電極及び前記筒状容器の一方の端壁を接続する伸縮自在な隔壁とを備え、前記移動電極及び前記対向電極の間に存在する第１の空間に高周波電力が印加されるとともに処理ガスが導入され、前記移動電極及び前記筒状容器の側壁は非接触である基板処理装置であって、前記移動電極及び前記一方の端壁の間に存在する第２の空間に少なくとも１つの低誘電性部材が配設されることを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の基板処理装置は、請求項１記載の基板処理装置において、前記低誘電性部材は少なくとも前記移動電極及び前記一方の端壁のいずれかに取り付けられることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の基板処理装置は、請求項１又は２記載の基板処理装置において、前記低誘電性部材の比誘電率は１０以下であることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の基板処理装置は、請求項３記載の基板処理装置において、前記低誘電性部材は、ポリテトラフルオロエチレン、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又はポリクロロトリフルオロエチレンからなることを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の基板処理装置は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板処理装置において、前記筒状容器の側壁及び前記移動電極の間に他の誘電性部材が配設されることを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の基板処理装置は、請求項５記載の基板処理装置において、前記他の誘電性部材の厚さは、前記移動電極から前記側壁への方向に関して５ｍｍ以上であることを特徴とする。
【００１７】
請求項７記載の基板処理装置は、請求項５又は６記載の基板処理装置において、前記他の誘電性部材はセラミックからなることを特徴とする。
【００１８】
請求項８記載の基板処理装置は、請求項５乃至７のいずれか１項に記載の基板処理装置において、前記他の誘電性部材は前記移動電極に取り付けられることを特徴とする。
【００１９】
請求項９記載の基板処理装置は、請求項５乃至７のいずれか１項に記載の基板処理装置において、前記他の誘電性部材は前記側壁に取り付けられることを特徴とする。
【００２０】
請求項１０記載の基板処理装置は、基板を収容する筒状容器と、該筒状容器内において前記筒状容器の中心軸に沿って移動自在な移動電極と、前記筒状容器内において前記移動電極に対向する対向電極と、前記移動電極及び前記筒状容器の一方の端壁を接続する伸縮自在な隔壁とを備え、前記移動電極及び前記対向電極の間に存在する第１の空間に高周波電力が印加されるとともに処理ガスが導入され、前記移動電極及び前記筒状容器の側壁は非接触である基板処理装置であって、前記移動電極に対向する前記筒状容器の側壁に第１の誘電性部材が配設され、該第１の誘電性部材と前記移動電極の側面との重なり面積が、前記移動電極の移動に伴って変化することを特徴とする。
【００２１】
請求項１１記載の基板処理装置は、請求項１０記載の基板処理装置において、前記第１の誘電性部材に対向する前記移動電極の側面に第２の誘電性部材が配設され、前記第１の誘電性部材と前記第２の誘電性部材との重なり面積が、前記移動電極の移動に伴って変化することを特徴とする。
【００２２】
請求項１２記載の基板処理装置は、請求項１０又は１１記載の基板処理装置において、前記第１の誘電性部材の前記筒状容器の中心軸に沿った断面における前記中心軸に直交する方向の幅は前記中心軸に沿って一定であることを特徴とする。
【００２３】
請求項１３記載の基板処理装置は、請求項１０又は１１記載の基板処理装置において、前記第１の誘電性部材の前記筒状容器の中心軸に沿った断面における前記中心軸に直交する方向の幅は前記中心軸に沿って順次変化することを特徴とする。
【００２４】
請求項１４記載の基板処理装置は、請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の基板処理装置において、前記第２の誘電性部材の前記筒状容器の中心軸に沿った断面における前記中心軸に直交する方向の幅は前記中心軸に沿って一定であることを特徴とする。
【００２５】
請求項１５記載の基板処理装置は、請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の基板処理装置において、前記第２の誘電性部材の前記筒状容器の中心軸に沿った断面における前記中心軸に直交する方向の幅は前記中心軸に沿って順次変化することを特徴とする。
【００２６】
請求項１６記載の基板処理装置は、請求項１０乃至１５のいずれか１項に記載の基板処理装置において、前記第１の誘電性部材及び前記第２の誘電性部材は、それぞれ石英、セラミック又は絶縁性樹脂からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１記載の基板処理装置によれば、移動電極及び筒状容器の一方の端壁の間に存在する第２の空間に少なくとも１つの低誘電性部材が配設されるので、第１の空間に印加される高周波電力に起因し、且つ移動電極、第２の空間、筒状容器の一方の端壁及び該筒状容器の側壁を流れる高周波電流に関し、電圧降下を低誘電性部材に分担させることによって第２の空間における電圧降下代を小さくすることができ、もって、第２の空間における電位差を低減することができる。その結果、移動電極及び筒状容器の一方の端壁の間の空間（第２の空間）における電界の発生を抑制し、引いてはプラズマの発生を抑制することができる。
【００２８】
請求項２記載の基板処理装置によれば、低誘電性部材は少なくとも移動電極及び一方の端壁のいずれかに取り付けられるので、構成を簡素化することができ、基板処理装置の組み立てを容易に行うことができる。
【００２９】
請求項３記載の基板処理装置によれば、低誘電性部材の比誘電率は１０以下であるので、低誘電性部材が分担する電圧降下代を適切に調整することができる。
【００３０】
請求項４記載の基板処理装置によれば、低誘電性部材は、ポリテトラフルオロエチレン、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又はポリクロロトリフルオロエチレンからなる。これらの材料はラジカルに対する耐性が高いため、例え、ラジカルが第１の空間から第２の空間へ進入しても低誘電性部材が消耗するのを防止することができる。また、これらの材料は容易に入手できるので、結果として容易に製造することができ、コストを削減することができる。
【００３１】
請求項５記載の基板処理装置によれば、筒状容器の側壁及び移動電極の間に他の誘電性部材が配設されるので、筒状容器の側壁及び移動電極を離間させることができ、もって、筒状容器の側壁及び移動電極の間で異常放電が発生するのを防止することができる。また、他の誘電体部材が筒状容器の側壁及び移動電極の間を埋めるので、第１の空間で生じたプラズマが第２の空間へ進入するのを防止することができる。
【００３２】
請求項６記載の基板処理装置によれば、他の誘電性部材の厚さは、移動電極から側壁への方向に関して５ｍｍ以上であるので、筒状容器の側壁及び移動電極を確実に離間させることができる。
【００３３】
請求項７記載の基板処理装置によれば、他の誘電性部材はセラミックからなる。他の誘電体部材は第１の空間に面するが、セラミックはラジカルだけでなくイオンによるスパッタにも高い耐性を有するので、他の誘電体部材が第１の空間で生じたプラズマによって消耗するのを防止することができる。
【００３４】
請求項８記載の基板処理装置によれば、他の誘電性部材は移動電極に取り付けられるので、該移動電極が移動しても常に筒状容器の側壁及び移動電極の間に他の誘電性部材を介在させることができ、もって、異常放電が発生するのを確実に防止することができる。
【００３５】
請求項９記載の基板処理装置によれば、他の誘電性部材は側壁に取り付けられるので、移動電極の構造を単純化することができる。
【００３６】
請求項１０記載の基板処理装置によれば、移動電極に対向する筒状容器の側壁に第１の誘電性部材が配設され、該第１の誘電性部材と移動電極の側面との重なり面積が、移動電極の移動に伴って変化するので、移動電極と第１の誘電性部材と筒状容器の側壁とで構成される静電結合における静電容量がギャップの変動に伴って変化し、これによって、ギャップの変化に応じて処理空間内のプラズマ分布の適正化を図ることができる。
【００３７】
請求項１１記載の基板処理装置によれば、第１の誘電性部材に対向する移動電極の側面に第２の誘電性部材が配設され、第１の誘電性部材と第２の誘電性部材との重なり面積が、移動電極の移動に伴って変化するので、静電容量が比較的細かく変化し、ギャップの変化に応じて処理空間内のプラズマ分布をより細かく調整することができる。
【００３８】
請求項１２及び１４記載の基板処理装置によれば、第１又は第２の誘電性部材の筒状容器の中心軸に沿った断面における中心軸に直交する方向の幅は中心軸に沿って一定であるので、移動電極と第１の誘電性部材との重なり面積、又は第１の誘電性部材と第２の誘電性部材との重なり面積がギャップの変化に応じて変動し、重なり面積の変動に基づいて高周波電流のグランドパスの容量が変動する。これによって、他系統のグランドパスとの容量配分比を調整し、処理空間内のプラズマ分布の適正化を図ることができる。
【００３９】
請求項１３及び１５記載の基板処理装置によれば、第１又は第２の誘電性部材の筒状容器の中心軸に沿った断面における中心軸に直交する方向の幅は中心軸に沿って順次変化するので、移動電極と第１の誘電性部材との重なり面積、又は第１の誘電性部材と第２の誘電性部材との重なり面積がギャップの変化に応じて変動し、重なり面積の変動と、第１の誘電性部材及び／又は第２の誘電性部材の中心軸に直交する方向の幅の変動とに基づいて高周波電流のグランドパスの容量が変動する。これによって、他系統のグランドパスとの容量配分比を調整し、処理空間内のプラズマ分布の適正化を図ることができる。
【００４０】
請求項１６記載の基板処理装置によれば、第１の誘電性部材及び第２の誘電性部材は、それぞれ石英、セラミック又は絶縁性樹脂からなるので、ラジカルだけでなくイオンスパッタに対する耐性を有する。これによって、第１及び第２の誘電性部材が処理空間内で生じたプラズマによって消耗するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】図１の基板処理装置における上部空間を電気回路的に示す図である。
【図３】図１の基板処理装置の変形例の構成を概略的に示す断面図であり、図３（Ａ）は第１の変形例を示す断面図であり、図３（Ｂ）は第２の変形例を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図５】図４の基板処理装置の変形例の構成を概略的に示す断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図７】図６におけるシャワーヘッドと第１の誘電性部材との重なり状態を示す模式図である。
【図８】第３の実施の形態におけるシャワーヘッドと、誘電性部材と、チャンバ側壁とで構成される静電結合の変形例を示す図である。
【図９】第３の実施の形態におけるシャワーヘッドと、誘電性部材と、チャンバ側壁とで構成される静電結合の変形例を示す図である。
【図１０】第３の実施の形態におけるシャワーヘッドと、誘電性部材と、チャンバ側壁とで構成される静電結合の変形例を示す図である。
【図１１】第３の実施の形態におけるシャワーヘッドと、誘電性部材と、チャンバ側壁とで構成される静電結合の変形例を示す図である。
【図１２】シャワーヘッドが移動自在に構成された基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００４３】
まず、本発明の第１の実施の形態に係る基板処理装置について説明する。
【００４４】
図１は、第１の実施の形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。この基板処理装置はウエハにドライエッチング処理を施すように構成されている。
【００４５】
図１において、基板処理装置１０は、例えば、直径が３００ｍｍのウエハＷを収容する円筒状のチャンバ１１（筒状容器）を有し、該チャンバ１１内の図中下方には半導体デバイス用のウエハＷを載置する円板形状のサセプタ１２（対向電極）が配置されている。チャンバ１１は円管状の側壁１３と、該側壁１３の図中上方の端部を覆う円板状の蓋１４（筒状容器の一方の端壁）とを有する。
【００４６】
チャンバ１１内はＴＭＰ（Turbo Molecular Pump）及びＤＰ（Dry Pump）（ともに図示しない）等によって減圧され、また、チャンバ１１内の圧力はＡＰＣバルブ（図示しない）によって制御される。
【００４７】
サセプタ１２には第１の高周波電源１５が第１の整合器１６を介して接続され、且つ第２の高周波電源１７が第２の整合器１８を介して接続されており、第１の高周波電源１５は比較的低い周波数、例えば、３．２ＭＨｚの高周波電力であるバイアス電力をサセプタ１２に印加し、第２の高周波電源１７は比較的高い周波数、例えば、１００ＭＨｚの高周波電力であるプラズマ生成電力をサセプタ１２に印加する。そして、サセプタ１２はチャンバ１１内にプラズマ生成電力を印加する。
【００４８】
サセプタ１２の上部には、静電電極板１９を内部に有する静電チャック２０が配置されている。静電チャック２０は円板状のセラミック部材で構成され、静電電極板１９には直流電源２１が接続されている。静電電極板１９に正の直流電圧が印加されると、ウエハＷにおける静電チャック２０側の面（以下、「裏面」という。）には負の電位が生じて静電電極板１９及びウエハＷの裏面の間に電界が生じ、該電界に起因するクーロン力又はジョンソン・ラーベック力により、ウエハＷは静電チャック２０に吸着保持される。
【００４９】
また、サセプタ１２には、吸着保持されたウエハＷを囲うように、リング状部材であるフォーカスリング２２が載置される。フォーカスリング２２は、導電体、例えば、ウエハＷを構成する材料と同じ単結晶シリコンによって構成される。フォーカスリング２２は導電体からなるので、プラズマの分布域をウエハＷ上だけでなく該フォーカスリング２２上まで拡大してウエハＷの周縁部上におけるプラズマの密度を該ウエハＷの中央部上におけるプラズマの密度と同程度に維持する。これにより、ウエハＷの全面に施されるドライエッチング処理の均一性を維持することができる。
【００５０】
チャンバ１１内の上方には、サセプタ１２と対向するようにシャワーヘッド２３（移動電極）が配置されている。シャワーヘッド２３は、多数のガス穴２４を有する円板状の導電性の上部電極板２５と、該上部電極板２５を着脱可能に釣支するクーリングプレート２６と、該クーリングプレート２６をさらに釣支するシャフト２７と、該シャフト２７の上端に配される処理ガス受入部２８とを有する。シャワーヘッド２３は、蓋１４及び側壁１３を介して接地され、チャンバ１１内に印加されるプラズマ生成電力に対する接地電極として機能する。
【００５１】
シャフト２７は内部を図中上下方向に貫通するガス流路２９を有し、クーリングプレート２６は内部にバッファ室３０を有する。ガス流路２９は処理ガス受入部２８とバッファ室３０を接続し、各ガス穴２４はバッファ室３０及びチャンバ１１内を連通する。シャワーヘッド２３において、ガス穴２４、処理ガス受入部２８、ガス流路２９及びバッファ室３０は処理ガス導入系を構成し、該処理ガス導入系は処理ガス受入部２８に供給された処理ガスをチャンバ１１内、具体的には、シャワーヘッド２３及びサセプタ１２の間に存在する処理空間ＰＳ（第１の空間）へ導入する。
【００５２】
シャワーヘッド２３において上部電極板２５の外径はチャンバ１１の内径よりも若干小さく設定されるため、シャワーヘッド２３は側壁１３に接触しない。すなわち、シャワーヘッド２３はチャンバ１１内に遊合するように配置される。また、シャフト２７は蓋１４を貫通し、該シャフト２７の上部は基板処理装置１０の上方に配置されたリフト機構（図示しない）に接続される。該リフト機構はシャフト２７を図中上下方向に移動させるが、このとき、シャワーヘッド２３はチャンバ１１内において該チャンバ１１の中心軸に沿い、ピストンのように上下動する。これにより、シャワーヘッド２３及びサセプタ１２の間に存在する処理空間ＰＳの距離であるギャップを調整することができる。なお、シャワーヘッド２３の図中上下方向に関する移動量の最大値は７０ｍｍである。
【００５３】
シャフト２７は蓋１４と擦れる可能性があり、パーティクルの発生源となりうるため、その側面をベローズ３１が覆う。ベローズ３１は、例えば、ステンレスからなる伸縮自在な圧力隔壁であり、その一端は蓋１４に接続され、その他端はシャワーヘッド２３に接続される。また、ベローズ３１はチャンバ１１内をチャンバ１１外部からシールする機能も有する。
【００５４】
基板処理装置１０では、処理ガス受入部２８へ供給された処理ガスが処理ガス導入系を介して処理空間ＰＳへ導入され、該導入された処理ガスは、処理空間ＰＳへ印加されたプラズマ生成電力によって励起されてプラズマとなる。該プラズマ中の陽イオンは、サセプタ１２に印加されるバイアス電力に起因する負のバイアス電位によってサセプタ１２に載置されたウエハＷに向けて引きこまれ、該ウエハＷにドライエッチング処理を施す。
【００５５】
上述した基板処理装置１０の各構成部品、例えば、第１の高周波電源１５や第２の高周波電源１７の動作は、基板処理装置１０が備える制御部（図示しない）のＣＰＵがドライエッチング処理に対応するプログラムに応じて制御する。
【００５６】
ここで、基板処理装置１０では、該シャワーヘッド２３が側壁１３と接触していないため、処理空間ＰＳへ印加されたプラズマ生成電力に起因する高周波電流はシャワーヘッド２３を流れた後、上部空間ＵＳ、蓋１４及び側壁１３を流れて接地に到達するが、ベローズ３１のインピーダンスが大きいため、シャワーヘッド２３及び蓋１４の間において電位差が生じ、シャワーヘッド２３及び蓋１４の間に存在する上部空間ＵＳ（第２の空間）に電界が生じる可能性がある。
【００５７】
本実施の形態では、これに対応して、上部空間ＵＳにおける電圧降下代を低減する。具体的には、シャワーヘッド２３の上部空間ＵＳに対する対向面上に低誘電率材からなる第１のキャパシタ層３２を配設し、蓋１４の上部空間ＵＳに対する対向面上に低誘電率材からなる第２のキャパシタ層３３を配設する。このとき、シャワーヘッド２３及び蓋１４の間は、図２に示すように、電気回路的に３つのキャパシタの直列回路として表すことができる。ここで、第１のキャパシタ層３２からなるキャパシタをＣ１とし、第２のキャパシタ層３３からなるキャパシタをＣ２とし、上部空間ＵＳからなるキャパシタをＣ３とした場合、キャパシタＣ１やキャパシタＣ２における電圧降下代を大きくすれば、相対的にキャパシタＣ３における電圧降下代を小さくすることができ、もって、上部空間ＵＳにおける電位差を低減することができる。
【００５８】
第１のキャパシタ層３２や第２のキャパシタ層３３の構成材料としては、比誘電率が１０以下のものであることが好ましい。これにより、第１のキャパシタ層３２や第２のキャパシタ層３３が分担する電圧降下代を適切に調整することができる。第１のキャパシタ層３２等の構成材料として好適に用いることができるものとしては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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（ＰＦＡ）又はポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）等の絶縁性樹脂、エンジニアプラスチック系樹脂、石英（ＳｉＯ２）、アルミナセラミック（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミ（ＡｌＮ）、窒化珪素（ＳｉＮ）等が該当し、特に、ポリテトラフルオロエチレン、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又はポリクロロトリフルオロエチレンを用いると、これらの材料はラジカルに対する耐性が高いため、例えば、プラズマが処理空間ＰＳから上部空間ＵＳへ進入しても第１のキャパシタ層３２や第２のキャパシタ層３３が消耗するのを防止することができる。
【００５９】
本実施の形態に係る基板処理装置１０によれば、シャワーヘッド２３及び蓋１４の間に存在する上部空間ＵＳに第１のキャパシタ層３２及び第２のキャパシタ層３３が配設されるので、処理空間ＰＳに印加される高周波電力に起因し、且つシャワーヘッド２３、上部空間ＵＳ、蓋１４及び側壁１３を流れる高周波電流に関し、電圧降下を第１のキャパシタ層３２及び第２のキャパシタ層３３に分担させることによって上部空間ＵＳにおける電圧降下代を小さくすることができ、もって、上部空間ＵＳにおける電位差を低減することができる。その結果、上部空間ＵＳにおける電界の発生を抑制し、引いてはプラズマの発生を抑制することができる。これにより、チャンバ１１の蓋１４やシャワーヘッド２３の消耗、また、上部空間ＵＳにおけるデポ（パーティクル）の発生を防止することができる。
【００６０】
また、基板処理装置１０では、第１のキャパシタ層３２はシャワーヘッド２３に取り付けられ、第２のキャパシタ層３３は蓋１４に取り付けられるので、基板処理装置１０の構成を簡素化することができ、もって、基板処理装置１０の組み立てを容易に行うことができる。
【００６１】
上述した基板処理装置１０では、上部空間ＵＳにおいて２つのキャパシタ層を配設したが、配設するキャパシタ層の数はこれに限られず、キャパシタ層が１つでも配設されれば、該キャパシタ層に電圧降下を分担させることができるので、上部空間ＵＳにおいて少なくとも１つ以上のキャパシタ層が配設されればよい。例えば、上部空間ＵＳにおいて第２のキャパシタ層３３のみが蓋１４に配設されてもよく（図３（Ａ））、第１のキャパシタ層３２のみがシャワーヘッド２３に配設されてもよい（図３（Ｂ））。
【００６２】
なお、上述した第１の実施の形態では、シャワーヘッド２３が移動し、シャワーヘッド２３及び蓋１４の間に上部空間ＵＳが存在する場合について説明したが、サセプタが移動し、サセプタ及びチャンバの下壁との間に下部空間が存在する場合には、該下部空間に少なくとも１つのキャパシタ層を配設することによって下部空間における電界の発生を抑制し、引いてはプラズマの発生を抑制することができる。
【００６３】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る基板処理装置について説明する。
【００６４】
本実施の形態は、その構成や作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであり、シャワーヘッド及びチャンバの側壁の間に低誘電性部材が配設される点で上述した第１の実施の形態と異なるのみである。したがって、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。
【００６５】
第１の実施の形態で説明したように、シャワーヘッドが移動する基板処理装置では、シャワーヘッドが側壁に接触しないが、処理空間から上部空間へのプラズマの進入を防止するために、シャワーヘッド（上部電極板）及び側壁の隙間は最小限に設定され、導電体である上部電極板が接地電位の側壁に接近する。すわなち、電位差の大きい２物体が接近するため、異常放電が発生する虞がある。本実施の形態では、これに対応して、上部電極板及び側壁を離間させる。
【００６６】
図４は、本実施の形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。
【００６７】
図４において、基板処理装置４０はシャワーヘッド４１を備え、該シャワーヘッド４１は、外周を誘電体リング４２（他の誘電体部材）で囲われた円板状の上部電極板４３と、該上部電極板４３を着脱可能に釣支するクーリングプレート２６等とを有する。誘電体リング４２は上部電極板４３に取り付けられ、誘電体リング４２のシャワーヘッド４１から側壁１３への方向に関する厚さは５ｍｍ以上であり、該誘電体リング４２は上部電極板４３及び側壁１３を離間させる。これにより、側壁１３及びシャワーヘッド４１の間で異常放電が発生するのを防止することができる。
【００６８】
また、誘電体リング４２及び側壁１３の隙間は、誘電体リング４２や側壁１３が熱膨張しても互いに干渉せず、且つ誘電体リング４２が蓋１４及び上部電極板４３の隙間をほぼ埋めるように、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍに設定される。その結果、処理空間ＰＳで生じたプラズマが上部空間ＵＳへ進入するのを防止することができる。
【００６９】
さらに、上部電極板４３、誘電体リング４２及び側壁１３はキャパシタを構成し、僅かながら容量結合するので、処理空間ＰＳへ印加されたプラズマ生成電力に起因する高周波電流の一部が上部電極板４３を流れた後、誘電体リング４２及び側壁１３を流れて接地に到達する。すなわち、高周波電流を、上部空間ＵＳを経由して流れるものと、誘電体リング４２を経由して流れるものとに分流することができる。その結果、上部空間ＵＳを流れる高周波電流を少なくすることができ、もって、上部空間ＵＳにおける電位差を低減することができる。
【００７０】
誘電体リング４２は処理空間ＰＳで生じたプラズマに晒されるため、誘電体リング４２を構成する材料はラジカルだけでなくイオンスパッタに対する耐性を有する必要があり、好ましくは、アルミナセラミック、窒化アルミ、窒化珪素、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、サファイア、ジルコニア等のセラミック系材料や石英が用いられるが、ポリテトラフルオロエチレン等の絶縁性樹脂やエンジニアプラスチック系樹脂を耐プラズマコーティングで覆った部材を用いてもよい。なお、誘電体リング４２の比誘電率としては約２〜３０程度であればよい。
【００７１】
上述した基板処理装置４０では、誘電体リング４２を上部電極板４３の外周に配設したが、図５に示すように、誘電体リング４２の代わりとなる円筒状の誘電体部材４４を壁１３に取り付けてもよい。この場合も、誘電体部材４４が上部電極板２５及び側壁１３を離間させるので、側壁１３及びシャワーヘッド２３の間で異常放電が発生するのを防止することができる。
【００７２】
なお、上述した第２の実施の形態では、シャワーヘッド４１が移動し、シャワーヘッド４１及び側壁１３の間に隙間が存在する場合について説明したが、サセプタが移動し、サセプタ及び側壁１３の間に隙間が存在する場合には、該隙間を埋めるように誘電体部材を配設することによって側壁１３及びサセプタの間で異常放電が発生するのを防止することができる。
【実施例】
【００７３】
次に、本発明の実施例について説明する。
【００７４】
実施例
まず、基板処理装置１０における第１のキャパシタ層３２を厚さ１ｍｍのテフロン（登録商標）シートを２枚重ねて形成し、第２のキャパシタ層３３を１枚の厚さ１ｍｍのテフロン（登録商標）シートで形成し、バイアス電力を印加することなく、所定の値のプラズマ生成電力を印加し、処理空間ＰＳ（ギャップ）の距離を所定の値に設定した場合の上部空間ＵＳにおけるプラズマの発生の有無を確認し、その結果を下記表１に示した。
【００７５】
【表１】
【００７６】
上記表１における「○」はプラズマが発生しなかったことを示す。
【００７７】
比較例
また、基板処理装置１０の上部空間ＵＳにキャパシタ層を配置せず、バイアス電力を印加することなく、所定の値のプラズマ生成電力を印加し、処理空間ＰＳ（ギャップ）の距離を所定の値に設定した場合の上部空間ＵＳにおけるプラズマの発生の有無を確認し、その結果を下記表２に示した。
【００７８】
【表２】
【００７９】
上記表２における「×」はプラズマが発生したことを示し、「△」はプラズマが時々発生したことを示し、「○」はプラズマが発生しなかったことを示す。
【００８０】
表１及び表２を比較したところ、上部空間ＵＳに第１のキャパシタ層３２及び第２のキャパシタ層３３を配設することによってプラズマの発生が確実に防止できることが分かった。
【００８１】
次に、本発明の第３の実施の形態に係る基板処理装置について説明する。
【００８２】
この基板処理装置は、移動電極と、該移動電極に対向する筒状容器の側壁との間に静電結合を形成し、サセプタに印加される高周波電力に起因する高周波電流のグランドパスを、移動電極、上部空間ＵＳ、チャンバの蓋及び側壁を流れて接地に到達するライン（以下、「第１のグランドパス」という。）と、移動電極からチャンバ側壁を流れて接地に到達するライン（以下、「第２のグランドパス」という。）とに複合化させ、そのグランドパスの容量配分比が移動電極の移動に応じて変化するようにしたものである。
【００８３】
ウエハに対して所定のプラズマ処理を施す基板処理装置においては、１つのチャンバ内で複数のプラズマ処理を一括プロセスとして連続的に行う場合があり、処理プロセス毎にプロセス条件、特に移動電極としてのシャワーヘッドの適正位置が異なり、適正なギャップが設定される。このような一括プロセスにおいては、ギャップが変更される度に処理空間ＰＳ内におけるプラズマ分布の適正化を図ることが好ましく、プラズマ分布を適正化するためのパラメータを増加する技術の開発が望まれていた。
【００８４】
本実施の形態は、このような要求を満たすためになされたものであり、その目的は、ギャップの変化に応じて処理空間内のプラズマ分布の適正化を図ることができる基板処理装置を提供することにある。
【００８５】
上記目的を達成するため、本実施の形態に係る基板処理装置は、基板を収容する筒状容器と、該筒状容器内において前記筒状容器の中心軸に沿って移動自在な移動電極と、前記筒状容器内において前記移動電極に対向する対向電極と、前記移動電極及び前記筒状容器の一方の端壁を接続する伸縮自在な隔壁とを備え、前記移動電極及び前記対向電極の間に存在する第１の空間に高周波電力が印加されるとともに処理ガスが導入され、前記移動電極及び前記筒状容器の側壁は非接触である基板処理装置であって、前記移動電極に対向する前記筒状容器の側壁に第１の誘電性部材が配設され、該第１の誘電性部材と前記移動電極の側面との重なり面積が、前記移動電極の移動に伴って変化することを特徴とする。
【００８６】
図６は、本発明の第３の実施の形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。
【００８７】
図６において、この基板処理装置５０の基本的な構成は、第１の実施の形態に係る基板処理装置（図１参照）と同様である。従って、重複する構成及び作用については説明を省略し、以下に、異なる構成及び作用を中心にして本実施の形態を説明する。
【００８８】
基板処理装置において、チャンバ内の処理空間ＰＳにおけるプラズマ分布は、例えば、ギャップ、チャンバ内圧力、処理ガスの種類、高周波電力の印加値等の影響を受ける。
【００８９】
本実施の形態に係る基板処理装置は、処理目的に応じて決定され、当該処理目的を達成するためには変更することができない条件はそのまま維持し、且つそれら基本的な処理条件と相まってより適正な処理条件を構築することができるプラズマ分布を実現するものである。そのために、筒状部材としてのチャンバの側壁に誘電性部材を配設し、チャンバ側壁と、該チャンバ側壁に配置された誘電性部材と、これに対向する移動電極との間に静電結合を構成し、該静電結合における静電容量を移動電極の移動に伴って変化させ、これによって第２のグランドパス容量及び第２のグランドパスと第１のグランドパスとの容量配分比を変化させて処理空間ＰＳ内におけるプラズマ分布の最適化を図るようにしたものである。
【００９０】
従って、基板処理装置５０が、図１の基板処理装置１０と異なるところは、上部空間ＵＳの対向面上に配設された低誘電率材からなる第１のキャパシタ層３２及び第２のキャパシタ層３３をそれぞれなくし、移動電極としてのシャワーヘッド５１に対向するチャンバ１１の側壁５３に第１の誘電性部材５５を配設した点である。
【００９１】
すなわち、基板処理装置５０は、基板を収容する円筒状のチャンバ１１（筒状容器）と、該チャンバ１１の中心軸に沿って移動自在なシャワーヘッド５１（移動電極）とを有し、シャワーヘッド５１に対向するチャンバ１１の側壁５３に第１の誘電性部材５５を配設したものである。
【００９２】
第１の誘電性部材５５はリング状を呈しており、円筒状のチャンバ１１の側壁５３に設けられた所定深さのリング状の凹部に嵌合されている。第１の誘電性部材５５のチャンバ１１の中心軸に沿った断面形状は、例えば矩形である。従って、第１の誘電性部材５５のチャンバ１１の中心軸に直行する方向の幅（以下、「厚さ」という。）はチャンバ１１の中心軸に沿って一定である。第１の誘電性部材５５とシャワーヘッド５１の側面とは隙間Ｇを挟んで対向し、その隙間Ｇを介した重なり面積（以下、単に「重なり面積」という。）は、シャワーヘッド５１の移動に伴って変化する。
【００９３】
なお、図６において、第１の誘電性部材５５のチャンバ１１の中心軸に沿った長さは、シャワーヘッド５１の厚さと同時であるが、これに限定されるものではなく、第１の誘電性部材５５の長さは、適宜決定される。
【００９４】
図７は、図６におけるシャワーヘッド５１と第１の誘電性部材５５との重なり状態を示す模式図である。
【００９５】
図７において、シャワーヘッド５１が、上下方向に沿った移動幅における最下位にある状態、すなわちギャップが最も小さい状態（図７（Ａ））における第１の誘電性部材５５とシャワーヘッド５１との重なり面積が最も広く、この面積を１．０とすると、シャワーヘッド５１が図７中、次第に上昇し、最下位と最上位の中間点に到達した状態（図７（Ｂ））における重なり面積は、０．５となる。また、シャワーヘッド５１が最上位に到達した状態（図７（Ｃ））における重なり面積は、０となる。
【００９６】
図７（Ｄ）は、図７（Ａ）〜（Ｃ）におけるシャワーヘッド５１、第１の誘電性部材５５及びチャンバ１１の側壁５３とで構成される静電結合における静電容量の変化を示す図である。図７（Ｄ）において、シャワーヘッド５１の位置に応じて静電容量が変化している。すなわち、シャワーヘッド５１が上方へ移動するに従って静電容量は、次第に増大している。
【００９７】
本実施の形態によれば、シャワーヘッド５１に対向するチャンバ１１の側壁５３にリング状の第１の誘電性部材５５が配設され、該第１の誘電性部材５５とシャワーヘッド５１の側面との重なり面積が、シャワーヘッド５１の移動に伴って変化するようにしたので、シャワーヘッド５１、第１の誘電性部材５５、及びチャンバ側壁５３とで構成される静電結合における静電容量がシャワーヘッド５１の移動に伴って変化し、これによって、シャワーヘッド５１からチャンバ１１の側壁５３を経てグランドに流れる第２のグランドパス容量が変化する。そして、第２のグランドパス容量が変化すると、この第２のグランドパス容量と、第１のグランドパス容量との容量分配比が変化し、特に、シャワーヘッド５１の周端部を流れる高周波電流の値が変化するため、これによって、処理空間ＰＳ内のプラズマ分布が変化する。
【００９８】
従って、予め各プラズマ処理条件におけるギャップに対して第１の空間ＰＳ内で目的とするプラズマ分布を得るための第１グランドパス容量と第２グランドパス容量の容量分配比、及び当該分配比を得るための、第１の誘電性部材５５のチャンバ側壁５３上の位置、断面形状、厚さ等を求めておき、適正な第１の誘電性部材５５を適正位置に配置しておくことにより、処理目的に応じて異なる各処理条件に対応して処理空間ＰＳ内のプラズマ分布の最適化を図ることができる。
【００９９】
また、第１の空間ＰＳ内のプラズマ分布の最適化を図ることによって、エッチングレートの面内均一化が期待できる。
【０１００】
本実施の形態において、第１の誘電性部材５５に対向するシャワーヘッド５１の側面にリング状の第２の誘電性部材を配設し、第１の誘電性部材５５と第２の誘電性部材との重なり面積が、シャワーヘッド５１の移動に伴って変化するようにしてもよい。これによって、シャワーヘッド５１の移動に伴う静電結合における静電容量の変化幅が細かくなるので、ギャップの変化に応じて処理空間ＰＳ内のプラズマ分布をより細かく調整することができる。
【０１０１】
また、このとき、第１の誘電性部材５５及び第２の誘電性部材のチャンバ１１の中心軸に沿った断面形状を矩形又は三角形とし、中心軸に直交する方向の厚さを中心軸に沿って一定とするか又は順次変化するようにしてもよい。第１の誘電性部材５５及び第２の誘電性部材におけるチャンバ１１の中心軸に沿った断面形状を任意に組合せることによって、ギャップの変化に応じた第２のグランドパス容量を種々変化させることができ、これによって、第３の実施の形態における静電結合のバリエーションが増大する。
【０１０２】
本実施の形態において、第１の誘電性部材５５及び第２の誘電性部材は、それぞれ石英、セラミック又は絶縁性樹脂からなることが好ましい。これらの材料は、ラジカルだけでなくイオンによるスパッタにも高い耐性を有するので、第１の空間ＰＳで生じたプラズマによって消耗するのを防止することができる。セラミック系の材料としては、例えば、アルミナセラミック、窒化アルミ、窒化珪素、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、サファイア、ジルコニア等が挙げられ、絶縁性樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等が挙げられる。
【０１０３】
なお、上述した第３の実施の形態では、シャワーヘッド５１が移動する場合について説明したが、サセプタ１２が移動するようにしてもよい。この場合、サセプタ１２の側壁が対向するチャンバ１１の側壁５３に第１の誘電性部材５５を配設し、サセプタ１２、第１の誘電性部材５５及びチャンバ１１の側壁５３とを静電結合させ、サセプタ１２の移動に伴ってサセプタ１２及び第１の誘電性部材５５の重なり面積を変化させることによって静電結合における静電容量を変化させ、これによって、処理空間である第１の空間ＰＳ内のプラズマ分布の適正化を図ることができる。
【０１０４】
図８〜図１１は、第３の実施の形態におけるシャワーヘッド５１、第１の誘電性部材５５及びチャンバ１１の側壁５３とで構成される静電結合の変形例を示す図である。
【０１０５】
図８において、第２のグランドパスを形成する静電結合では、図７と同様、チャンバ１１の側壁６３上に配置され、チャンバ１１の中心軸に沿った断面形状が矩形の第１の誘電性部材６５がキャパシタにおける誘電体の一部を構成する。
【０１０６】
シャワーヘッド６１が最下位にある状態（図８（Ａ））において、シャワーヘッド６１と第１の誘電性部材６５との重なり面積は「０」であり、シャワーヘッド６１が最下位から次第に上昇し、最下位と最上位との中間位置に到達した状態（図８（Ｂ））において、シャワーヘッド６１と第１の誘電性部材６５との重なり面積が後述する正対時（図８（Ｃ））の０．５倍になり、シャワーヘッド６１が最上位にある状態（図８（Ｃ））において、シャワーヘッド６１と第１の誘電性部材６５とが正対し、重なり面積が最も広くなる。このとき、静電容量の変化は、図８（Ｄ）に示されるように、図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の順に減少する。このような静電容量の変化に伴い、シャワーヘッド６１，チャンバ１１の側壁６３を介して接地方向に流れる第２のグランドパスの容量が変化し、これによってシャワーヘッド６１の周端部を流れる高周波電流の値を変化させて処理空間ＰＳ内のプラズマ分布の適正化を図ることができる。
【０１０７】
図９は、第１の誘電性部材７５に加え、シャワーヘッド７１の側面にリング状の第２の誘電性部材７６を配設したものであり、第１の誘電性部材７５と第２の誘電性部材７６との重なり面積は、図８の場合と同様に変化する。この変形例における第２のグランドパスを形成する静電結合における静電容量は、図９（Ｄ）に示されるように、図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の順に減少するが、各静電容量値及びその減少勾配は、図８の場合よりも小さくなっている。
【０１０８】
図１０は、図８における第１の誘電性部材に代えて、チャンバ１１の中心軸に沿った断面積が図８における第１の誘電性部材の断面積の１／２となり、且つ図１０中、下方ほどその厚さが小さくなるような断面形状が直角三角形の第１の誘電性部材８５を採用したものである。この変形例における第１の誘電性部材８５とシャワーヘッド８１の側面との重なり面積は、図８の場合と同様に変化するが、第１の誘電性部材８５の厚さが下方ほど小さくなっているので、第２のグランドパスを形成する静電結合における静電容量は、図１０（Ｄ）に示されるように、図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の順に減少し、その減少量は曲線状に変化し、且つ変化量も大きい。
【０１０９】
また、図１１は、図９における第１の誘電性部材及び第２の誘電性部材に代えて、図１０における断面直角三角形の第１及び第２の誘電性部材９５及び９６を適用したものである。この変形例における第２のグランドパスを形成する静電結合における静電容量は、図１１（Ｄ）に示されるように、図１１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の順に減少し、その減少量は曲線状に変化する。
【０１１０】
本実施の形態の変形例によれば、移動電極であるシャワーヘッドの移動に伴うギャップの変化に応じて適正な誘電性部材の位置、断面形状、厚さ等を、予め選択して所定位置に配置しておくことによって、各プラズマ処理条件における第１の空間ＰＳ内のプラズマの分布の最適化を図ることができ、プラズマ分布を調整するためのパラメータとしてグランドパスの容量分配比を追加することができる。
【符号の説明】
【０１１１】
Ｗ ウエハ
ＰＳ 処理空間
ＵＳ 上部空間
１０，４０，５０ 基板処理装置
１１ チャンバ
１２ サセプタ
１３、５３，６３，７３，８３，９３ 側壁
１４ 蓋
２３，４１，５１，６１，７１，８１，９１ シャワーヘッド
２５，４３ 上部電極板
３２ 第１のキャパシタ層
３３ 第２のキャパシタ層
４２ 誘電体リング
４４ 誘電体部材
５５，６５，７５，８５，９５ 第１の誘電性部材
７６，９６ 第２の誘電性部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を収容する筒状容器と、該筒状容器内において前記筒状容器の中心軸に沿って移動自在な移動電極と、前記筒状容器内において前記移動電極に対向する対向電極と、前記移動電極及び前記筒状容器の一方の端壁を接続する伸縮自在な隔壁とを備え、
前記移動電極及び前記対向電極の間に存在する第１の空間に高周波電力が印加されるとともに処理ガスが導入され、前記移動電極及び前記筒状容器の側壁は非接触である基板処理装置であって、
前記移動電極及び前記一方の端壁の間に存在する第２の空間に少なくとも１つの低誘電性部材が配設されることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記低誘電性部材は少なくとも前記移動電極及び前記一方の端壁のいずれかに取り付けられることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記低誘電性部材の比誘電率は１０以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記低誘電性部材は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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（ＰＦＡ）又はポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）からなることを特徴とする請求項３記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記筒状容器の側壁及び前記移動電極の間に他の誘電性部材が配設されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記他の誘電性部材の厚さは、前記移動電極から前記側壁への方向に関して５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項５記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記他の誘電性部材はセラミックからなることを特徴とする請求項５又は６記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記他の誘電性部材は前記移動電極に取り付けられることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記他の誘電性部材は前記側壁に取り付けられることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
基板を収容する筒状容器と、該筒状容器内において前記筒状容器の中心軸に沿って移動自在な移動電極と、前記筒状容器内において前記移動電極に対向する対向電極と、前記移動電極及び前記筒状容器の一方の端壁を接続する伸縮自在な隔壁とを備え、
前記移動電極及び前記対向電極の間に存在する第１の空間に高周波電力が印加されるとともに処理ガスが導入され、前記移動電極及び前記筒状容器の側壁は非接触である基板処理装置であって、
前記移動電極に対向する前記筒状容器の側壁に第１の誘電性部材が配設され、該第１の誘電性部材と前記移動電極の側面との重なり面積が、前記移動電極の移動に伴って変化することを特徴とする基板処理装置。
【請求項１１】
前記第１の誘電性部材に対向する前記移動電極の側面に第２の誘電性部材が配設され、前記第１の誘電性部材と前記第２の誘電性部材との重なり面積が、前記移動電極の移動に伴って変化することを特徴とする請求項１０記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記第１の誘電性部材の前記筒状容器の中心軸に沿った断面における前記中心軸に直交する方向の幅は前記中心軸に沿って一定であることを特徴とする請求項１０又は１１記載の基板処理装置。
【請求項１３】
前記第１の誘電性部材の前記筒状容器の中心軸に沿った断面における前記中心軸に直交する方向の幅は前記中心軸に沿って順次変化することを特徴とする請求項１０又は１１記載の基板処理装置。
【請求項１４】
前記第２の誘電性部材の前記筒状容器の中心軸に沿った断面における前記中心軸に直交する方向の幅は前記中心軸に沿って一定であることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項１５】
前記第２の誘電性部材の前記筒状容器の中心軸に沿った断面における前記中心軸に直交する方向の幅は前記中心軸に沿って順次変化することを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項１６】
前記第１の誘電性部材及び前記第２の誘電性部材は、それぞれ石英、セラミック又は絶縁性樹脂からなることを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項１】
基板を収容する筒状容器と、該筒状容器内において前記筒状容器の中心軸に沿って移動自在な移動電極と、前記筒状容器内において前記移動電極に対向する対向電極と、前記移動電極及び前記筒状容器の一方の端壁を接続する伸縮自在な隔壁とを備え、
前記移動電極及び前記対向電極の間に存在する第１の空間に高周波電力が印加されるとともに処理ガスが導入され、前記移動電極及び前記筒状容器の側壁は非接触である基板処理装置であって、
前記移動電極及び前記一方の端壁の間に存在する第２の空間に少なくとも１つの低誘電性部材が配設されることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記低誘電性部材は少なくとも前記移動電極及び前記一方の端壁のいずれかに取り付けられることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記低誘電性部材の比誘電率は１０以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記低誘電性部材は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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（ＰＦＡ）又はポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）からなることを特徴とする請求項３記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記筒状容器の側壁及び前記移動電極の間に他の誘電性部材が配設されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記他の誘電性部材の厚さは、前記移動電極から前記側壁への方向に関して５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項５記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記他の誘電性部材はセラミックからなることを特徴とする請求項５又は６記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記他の誘電性部材は前記移動電極に取り付けられることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記他の誘電性部材は前記側壁に取り付けられることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
基板を収容する筒状容器と、該筒状容器内において前記筒状容器の中心軸に沿って移動自在な移動電極と、前記筒状容器内において前記移動電極に対向する対向電極と、前記移動電極及び前記筒状容器の一方の端壁を接続する伸縮自在な隔壁とを備え、
前記移動電極及び前記対向電極の間に存在する第１の空間に高周波電力が印加されるとともに処理ガスが導入され、前記移動電極及び前記筒状容器の側壁は非接触である基板処理装置であって、
前記移動電極に対向する前記筒状容器の側壁に第１の誘電性部材が配設され、該第１の誘電性部材と前記移動電極の側面との重なり面積が、前記移動電極の移動に伴って変化することを特徴とする基板処理装置。
【請求項１１】
前記第１の誘電性部材に対向する前記移動電極の側面に第２の誘電性部材が配設され、前記第１の誘電性部材と前記第２の誘電性部材との重なり面積が、前記移動電極の移動に伴って変化することを特徴とする請求項１０記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記第１の誘電性部材の前記筒状容器の中心軸に沿った断面における前記中心軸に直交する方向の幅は前記中心軸に沿って一定であることを特徴とする請求項１０又は１１記載の基板処理装置。
【請求項１３】
前記第１の誘電性部材の前記筒状容器の中心軸に沿った断面における前記中心軸に直交する方向の幅は前記中心軸に沿って順次変化することを特徴とする請求項１０又は１１記載の基板処理装置。
【請求項１４】
前記第２の誘電性部材の前記筒状容器の中心軸に沿った断面における前記中心軸に直交する方向の幅は前記中心軸に沿って一定であることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項１５】
前記第２の誘電性部材の前記筒状容器の中心軸に沿った断面における前記中心軸に直交する方向の幅は前記中心軸に沿って順次変化することを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項１６】
前記第１の誘電性部材及び前記第２の誘電性部材は、それぞれ石英、セラミック又は絶縁性樹脂からなることを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−２５８４２２（Ｐ２０１０−２５８４２２Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６８３５４（Ｐ２０１０−６８３５４）
【出願日】平成２２年３月２４日（２０１０．３．２４）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２４日（２０１０．３．２４）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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