JP2015118739A - マイクロ波プラズマ源およびプラズマ処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】マイクロ波プラズマ源2は、マイクロ波出力部30と、マイクロ波供給部40と、マイクロ波放射板50とを有する。マイクロ波供給部40は、マイクロ波放射部材50の周縁部50aの上に円周方向に沿って複数設けられたマイクロ波導入機構43を有し、マイクロ波放射板50は、マイクロ波導入機構配置領域に沿って全体形状が円周状になるように複数設けられたマイクロ波放射用のスロット123を有するスロットアンテナ部124と、マイクロ波導入機構配置領域に対応する位置に、スロット123を覆うように円周状に設けられ、スロット123から放射されたマイクロ波を透過するマイクロ波透過部材122とを有する。
【選択図】図4
Description
図1は、本発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図であり、図2は図1のプラズマ処理装置に用いられるマイクロ波プラズマ源におけるマイクロ波導入機構を模式的に示す平面図、図3はそのマイクロ波プラズマ源の構成を示すブロック図である。
図4は、マイクロ波放射板50を示す断面図である。マイクロ波放射板50は、上述したように、チャンバ1内の周縁部分に対応する周縁部50aと、チャンバ内の中央部分に対応する中央部50bとを有している。そして、周縁部50aはウエハWの周縁領域に対応し、中央部50bはウエハの中央領域に対応する。
次に、以上のように構成されるプラズマ処理装置100における動作について説明する。
上記実施形態では、マイクロ波放射板50の中央部にマイクロ波導入機構43を設けて、チャンバ1内のウエハWの中央領域に対応する部分にも表面波プラズマを生成させたが、本発明の主眼は周縁部に均一なプラズマを生成することにあり、中央部の構成は上記実施形態に限定されない。本発明の他の実施形態では中央部に容量結合プラズマを形成する構成を有する。図13は、本発明の他の実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
以上、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記2つの実施形態に限定されることなく、本発明の思想の範囲内において種々変形可能である。例えば、本発明の主眼は周縁部に均一なプラズマを生成することにあり、中央部の構成は上記2つの実施形態に限定されず、要求されるプラズマ分布によって種々の構成をとることができる。中央部にプラズマを生成する機構を設けないことも可能である。
2;マイクロ波プラズマ源
3;制御部
11;サセプタ
12;支持部材
15;排気管
16;排気装置
17;搬入出口
30;マイクロ波出力部
31;マイクロ波電源
32;マイクロ波発振器
40;マイクロ波供給部
42;アンプ部
43;マイクロ波導入機構
44;導波路
50;マイクロ波放射板
50a;周縁部
50b;中央部
52;外側導体
53;内側導体
54;給電機構
55;マイクロ波電力導入ポート
60;チューナ
100;プラズマ処理装置
110;ガス供給源
111;ガス配管
120,130;本体部
121;遅波材
122;マイクロ波透過部材
123;スロット
124;スロットアンテナ部
125;シャワーヘッド部
W;半導体ウエハ
Claims (9)
- プラズマ処理装置のチャンバ内にマイクロ波を放射して表面波プラズマを形成するマイクロ波プラズマ源であって、
マイクロ波を生成して出力するマイクロ波出力部と、前記マイクロ波出力部から出力されたマイクロ波を伝送するためのマイクロ波供給部と、前記チャンバの天壁を構成し、前記マイクロ波供給部から供給されたマイクロ波を前記チャンバ内に放射するためのマイクロ波放射部材とを具備し、
前記マイクロ波供給部は、前記マイクロ波放射部材の上の前記チャンバ内の周縁部分に対応する位置に円周方向に沿って複数設けられ、前記マイクロ波放射部材にマイクロ波を導入するマイクロ波導入機構を有し、
前記マイクロ波放射部材は、
前記マイクロ波導入機構が配置されたマイクロ波導入機構配置領域に沿って全体形状が円周状になるように複数設けられたマイクロ波放射用のスロットを有するスロットアンテナ部と、
前記マイクロ波導入機構配置領域に対応する位置に、前記スロットを覆うように円周状に設けられ、前記スロットから放射されたマイクロ波を透過する誘電体からなるマイクロ波透過部材とを有することを特徴とするマイクロ波プラズマ源。 - 前記マイクロ波放射部材は、前記マイクロ波導入機構に対応する位置に、マイクロ波の波長を短くするための遅波材を有することを特徴とする請求項1に記載のマイクロ波プラズマ源。
- 前記マイクロ波放射部材は、前記スロットアンテナ部の内側部分に設けられ、前記チャンバ内にプラズマ処理に用いるガスをシャワー状に導入するシャワー構造部をさらに有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のマイクロ波プラズマ源。
- 前記マイクロ波放射部材は円板状をなし、その上の前記チャンバ内の中央部分に対応する位置に配置されたマイクロ波導入機構をさらに有し、前記マイクロ波放射部材の中央から前記チャンバ内の中央部にも表面波プラズマが生成されるように構成されたことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のマイクロ波プラズマ源。
- 被処理基板を収容するチャンバと、
前記チャンバ内にガスを供給するガス供給機構と、
前記チャンバ内にマイクロ波を放射して表面波プラズマを形成するマイクロ波プラズマ源と
を具備し、前記表面波プラズマにより被処理基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、
前記マイクロ波プラズマ源は、
マイクロ波を生成して出力するマイクロ波出力部と、
前記マイクロ波出力部から出力されたマイクロ波を伝送するためのマイクロ波供給部と、
前記チャンバの天壁を構成し、前記マイクロ波供給部から供給されたマイクロ波を前記チャンバ内に放射するためのマイクロ波放射部材とを備え、
前記マイクロ波供給部は、前記マイクロ波放射部材の上の前記チャンバ内の周縁部分に対応する位置に円周方向に沿って複数設けられ、前記マイクロ波放射部材にマイクロ波を導入するマイクロ波導入機構とを有し、
前記マイクロ波放射部材は、
前記マイクロ波導入機構が配置されたマイクロ波導入機構配置領域に沿って全体形状が円周状になるように複数設けられたマイクロ波放射用のスロットを有するスロットアンテナ部と、
前記マイクロ波導入機構配置領域に対応する位置に、前記スロットを覆うように円周状に設けられ、前記スロットから放射されたマイクロ波を透過する誘電体からなるマイクロ波透過部材とを有することを特徴とするプラズマ処理装置。 - 前記マイクロ波放射部材は、前記マイクロ波導入機構に対応する位置に、マイクロ波の波長を短くするための遅波材を有することを特徴とする請求項5に記載のプラズマ処理装置。
- 前記マイクロ波放射部材は、前記スロットアンテナ部の内側部分に設けられ、前記チャンバ内にプラズマ処理に用いるガスをシャワー状に導入するシャワー構造部をさらに有することを特徴とする請求項5または請求項6に記載のプラズマ処理装置。
- 前記マイクロ波放射部材は円板状をなし、その上の前記チャンバ内の中央部分に対応する位置に配置されたマイクロ波導入機構をさらに有し、前記マイクロ波放射部材の中央から前記チャンバ内の中央部にも表面波プラズマが生成されるように構成されたことを特徴とする請求項5から請求項7のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記マイクロ波放射部材は、前記チャンバ内の周縁部に対応する環状をなし、
前記プラズマ処理装置は、
被処理基板を載置する載置台と、
前記マイクロ波放射部材の内側部分に、前記チャンバ内にプラズマ処理に用いるガスをシャワー状に導入するシャワーヘッドと、
前記シャワーヘッドと前記載置台との間に高周波電界を形成する高周波電界形成機構と
をさらに具備し、
前記高周波電界形成機構により、前記チャンバ内に容量結合プラズマが形成されることを特徴とする請求項5または請求項6に記載のプラズマ処理装置。
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