JP2023115472A - Plasma processing apparatus - Google Patents
Plasma processing apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023115472A JP2023115472A JP2022017698A JP2022017698A JP2023115472A JP 2023115472 A JP2023115472 A JP 2023115472A JP 2022017698 A JP2022017698 A JP 2022017698A JP 2022017698 A JP2022017698 A JP 2022017698A JP 2023115472 A JP2023115472 A JP 2023115472A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- grooves
- processing apparatus
- plasma processing
- upper electrode
- groove
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 98
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 3
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
本開示は、プラズマ処理装置に関する。 The present disclosure relates to plasma processing apparatuses.
プラズマ処理装置が基板に対するプラズマ処理において用いられている。下記の特許文献1には、一種のプラズマ処理装置が記載されている。特許文献1に記載されたプラズマ処理装置は、チャンバ、基板支持部、シャワーヘッド、誘電体窓、及びVHF発生源を備える。チャンバは、その内部に処理空間を提供する。基板支持部は、チャンバ内に設けられている。シャワーヘッドは、基板支持部の上方に設けられている。シャワーヘッドは、チャンバ内にガスを導入する。チャンバ内に導入されたガスは、チャンバ内でガス流を形成する。誘電体窓は、シャワーヘッドを囲むようにシャワーヘッドとチャンバとの間に介在する。VHF発生源は、VHF波帯の電磁波を発生する。VHF発生源からの電磁波は、誘電体窓を介してチャンバ内に導入される。チャンバ内に導入された電磁波により、チャンバ内でガスからプラズマが生成される。 Plasma processing apparatuses are used in plasma processing of substrates. Patent Document 1 below describes a kind of plasma processing apparatus. A plasma processing apparatus described in Patent Document 1 includes a chamber, a substrate support, a showerhead, a dielectric window, and a VHF source. The chamber provides a processing space within it. A substrate support is provided within the chamber. The showerhead is provided above the substrate support. A showerhead introduces gas into the chamber. Gas introduced into the chamber forms a gas stream within the chamber. A dielectric window is interposed between the showerhead and the chamber to surround the showerhead. The VHF source generates electromagnetic waves in the VHF waveband. Electromagnetic waves from a VHF source are introduced into the chamber through the dielectric window. Plasma is generated from gas within the chamber by electromagnetic waves introduced into the chamber.
本開示は、チャンバ内に導入されたガスの滞留時間を制御することが可能なプラズマ処理装置を提供する。 The present disclosure provides a plasma processing apparatus capable of controlling residence time of gas introduced into the chamber.
一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、チャンバ及び基板支持部を備える。チャンバは、その内部に処理空間を提供する。基板支持部は、チャンバ内に設けられている。チャンバは、側壁及び天部を有する。側壁は、処理空間を囲むように該処理空間の側方で延在する。天部は、基板支持部の上方で延在する。天部は、上部電極を含む。上部電極は、複数のガス孔及び複数の溝を提供する。複数のガス孔は、処理空間にガスを導入するために処理空間に向けて開口する。複数の溝は、処理空間に向けて開口する。複数の溝は、互いに異なる断面形状を有する二つ以上の溝を含む。 In one exemplary embodiment, a plasma processing apparatus is provided. A plasma processing apparatus includes a chamber and a substrate support. The chamber provides a processing space within it. A substrate support is provided within the chamber. The chamber has side walls and a top. A sidewall extends laterally of the processing space to surround the processing space. The top extends above the substrate support. The top includes an upper electrode. The top electrode provides a plurality of gas holes and a plurality of grooves. A plurality of gas holes open toward the processing space to introduce gas into the processing space. A plurality of grooves open toward the processing space. The plurality of grooves includes two or more grooves having cross-sectional shapes different from each other.
一つの例示的実施形態によれば、チャンバ内に導入されたガスの滞留時間を制御することが可能になる。 According to one exemplary embodiment, it is possible to control the residence time of the gas introduced into the chamber.
以下、種々の例示的実施形態について説明する。 Various exemplary embodiments are described below.
一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、チャンバ及び基板支持部を備える。チャンバは、その内部に処理空間を提供する。基板支持部は、チャンバ内に設けられている。チャンバは、側壁及び天部を有する。側壁は、処理空間を囲むように該処理空間の側方で延在する。天部は、基板支持部の上方で延在する。天部は、上部電極を含む。上部電極は、複数のガス孔及び複数の溝を提供する。複数のガス孔は、処理空間にガスを導入するために処理空間に向けて開口する。複数の溝は、処理空間に向けて開口する。複数の溝は、互いに異なる断面形状を有する二つ以上の溝を含む。 In one exemplary embodiment, a plasma processing apparatus is provided. A plasma processing apparatus includes a chamber and a substrate support. The chamber provides a processing space within it. A substrate support is provided within the chamber. The chamber has side walls and a top. A sidewall extends laterally of the processing space to surround the processing space. The top extends above the substrate support. The top includes an upper electrode. The top electrode provides a plurality of gas holes and a plurality of grooves. A plurality of gas holes open toward the processing space to introduce gas into the processing space. A plurality of grooves open toward the processing space. The plurality of grooves includes two or more grooves having cross-sectional shapes different from each other.
上記実施形態では、複数のガス孔から処理空間に導入されたガスは、チャンバ内でガス流を形成する。ガス流を形成するガスは、上部電極が提供する複数の溝の中で滞留する。複数の溝のうち二つ以上の溝は互いに異なる断面形状を有するので、複数の溝の各々でのガスの滞留時間は、各溝の断面形状により調整される。したがって、上記実施形態によれば、チャンバ内に導入されたガスの滞留時間を制御することが可能になる。 In the above embodiments, gas introduced into the processing space through the plurality of gas holes forms a gas flow within the chamber. The gas that forms the gas stream resides in a plurality of grooves provided by the upper electrode. Since two or more of the plurality of grooves have cross-sectional shapes different from each other, the residence time of the gas in each of the plurality of grooves is adjusted according to the cross-sectional shape of each groove. Therefore, according to the above embodiment, it is possible to control the residence time of the gas introduced into the chamber.
一つの例示的実施形態において、複数のガス孔は、複数の溝に向けて開口するガス孔を含まなくてもよい。複数のガス孔は、上部電極の下面において複数の溝が形成されていない領域で開口していてもよい。この実施形態では、ガスは、複数の溝の中に直接的には導入されない。したがって、複数の溝の中でのガスの比較的長い滞留時間が確保される。 In one exemplary embodiment, the plurality of gas holes may not include gas holes that open toward the plurality of grooves. A plurality of gas holes may be opened in a region where a plurality of grooves are not formed on the lower surface of the upper electrode. In this embodiment, gas is not introduced directly into the plurality of grooves. A relatively long residence time of the gas in the plurality of grooves is thus ensured.
一つの例示的実施形態において、複数の溝の各々は、その幅に対するその深さの固有の比を有していてもよい。二つ以上の溝の各々は、該二つ以上の溝のうち他の溝の比と異なる比を有してもよい。 In one exemplary embodiment, each of the plurality of grooves may have a unique ratio of its depth to its width. Each of the two or more grooves may have a ratio that differs from the ratio of other grooves of the two or more grooves.
一つの例示的実施形態において、二つ以上の溝は、第1の溝及び第2の溝を含んでもよい。第1の溝の幅は、該第1の溝の深さよりも大きくてもよい。第2の溝の幅は、該第2の溝の深さよりも小さくてもよい。この実施形態では、第1の溝に滞留するガスの滞留時間よりも、第2の溝に滞留するガスの滞留時間は長い。 In one exemplary embodiment, the two or more grooves may include a first groove and a second groove. The width of the first groove may be greater than the depth of the first groove. The width of the second groove may be smaller than the depth of the second groove. In this embodiment, the residence time of the gas staying in the second groove is longer than the residence time of the gas staying in the first groove.
一つの例示的実施形態において、複数の溝は、環形状を有してもよい。複数の溝は、上部電極の中心軸線に対して周方向に延在してもよい。複数の溝の個数は、五つ以上であってもよい。複数の溝は、中心軸線に直交する径方向に沿って配列されていてもよい。この実施形態によれば、径方向における所望の活性種の密度分布が得られるよう、径方向におけるガスの滞留時間を制御することが可能である。 In one exemplary embodiment, the plurality of grooves may have an annular shape. The plurality of grooves may extend circumferentially with respect to the central axis of the upper electrode. The number of grooves may be five or more. The plurality of grooves may be arranged along the radial direction perpendicular to the central axis. According to this embodiment, it is possible to control the residence time of the gas in the radial direction so as to obtain a desired density distribution of the active species in the radial direction.
一つの例示的実施形態において、径方向における複数のガス孔のピッチは、径方向における複数の溝のピッチと同一であってもよい。 In one exemplary embodiment, the radial pitch of the gas holes may be the same as the radial pitch of the grooves.
一つの例示的実施形態において、複数の溝の各々の幅は、径方向における複数のガス孔のピッチの1/2以上であってもよい。 In one exemplary embodiment, the width of each of the plurality of grooves may be 1/2 or more of the pitch of the plurality of gas holes in the radial direction.
一つの例示的実施形態において、中心軸線に直交する径方向における複数の溝の深さの分布は、段階的に変化していてもよい。この実施形態によれば、径方向における所望の活性種の密度分布が得られるよう、径方向におけるガスの滞留時間を段階的に制御することが可能である。 In one exemplary embodiment, the depth distribution of the plurality of grooves in the radial direction perpendicular to the central axis may be stepped. According to this embodiment, the residence time of the gas in the radial direction can be controlled step by step so as to obtain a desired density distribution of the active species in the radial direction.
一つの例示的実施形態において、複数の溝の開口端の面積は、上部電極の下面において複数の溝が形成されていない領域の面積よりも大きくてもよい。 In one exemplary embodiment, the area of the open ends of the plurality of grooves may be larger than the area of the region where the plurality of grooves are not formed on the lower surface of the upper electrode.
一つの例示的実施形態において、チャンバの側壁は、処理空間に向けて開口する一つ以上の溝を提供してもよい。一つ以上の溝は、環形状を有し、側壁の中心軸線に対して周方向に延在していてもよい。この実施形態では、ガスは、側壁に形成された一つ以上の溝の中で滞留する。したがって、この実施形態によれば、側壁の近傍におけるガスの滞留時間を長くすることにより、側壁の近傍で活性種の密度を高めることが可能である。 In one exemplary embodiment, the sidewalls of the chamber may provide one or more grooves opening into the processing space. The one or more grooves may have an annular shape and extend circumferentially about the central axis of the sidewall. In this embodiment, gas resides in one or more grooves formed in the sidewalls. Therefore, according to this embodiment, it is possible to increase the density of active species in the vicinity of the sidewall by increasing the residence time of the gas in the vicinity of the sidewall.
一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置は、処理空間でプラズマを生成するためにVHF波又はUHF波である電磁波を伝播する導入部を更に備えてもよい。VHF帯又はUHF帯の高周波である電磁波は、上部電極の直下で定在波を発生し得る。この実施形態では、定在波が発生している状況下であっても、所望の活性種の密度の分布が得られるように、ガスの滞留時間を制御することが可能である。 In one exemplary embodiment, the plasma processing apparatus may further comprise an inlet for propagating electromagnetic waves, which are VHF waves or UHF waves, to generate plasma in the processing space. A high-frequency electromagnetic wave in the VHF band or UHF band can generate a standing wave directly below the upper electrode. In this embodiment, it is possible to control the residence time of the gas so as to obtain a desired density distribution of the active species even in the presence of standing waves.
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こととする。 Various exemplary embodiments are described in detail below with reference to the drawings. In addition, suppose that the same code|symbol is attached|subjected to the part which is the same or equivalent in each drawing.
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1に示すプラズマ処理装置1は、平行平板型のプラズマ処理装置である。プラズマ処理装置1は、電磁波によりプラズマを生成するように構成されている。プラズマ処理装置1は、チャンバ10及び基板支持部11を備える。
FIG. 1 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to one exemplary embodiment. A plasma processing apparatus 1 shown in FIG. 1 is a parallel plate type plasma processing apparatus. The plasma processing apparatus 1 is configured to generate plasma using electromagnetic waves. A plasma processing apparatus 1 includes a
チャンバ10は、略円筒形状を有する。チャンバ10は、その内部に処理空間Sを提供する。チャンバ10は、鉛直方向に沿って延在している。チャンバ10の中心軸線は、鉛直方向に延びる中心軸線AXである。チャンバ10は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金などの金属から形成されている。チャンバ10の処理空間S側の表面上には、耐腐食性を有する膜が形成されていてもよい。チャンバ10は、接地されている。
基板支持部11は、チャンバ10内に設けられている。基板支持部11は、処理空間S内に配置されている。基板支持部11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。基板支持部11は、略円盤形状を有している。一実施形態では、基板支持部11の中心軸線は、中心軸線AXである。基板支持部11上に載置された基板Wは、処理空間Sの中で処理される。チャンバ10の底部は、排気口12を提供している。排気口12には、排気装置が接続される。
A
チャンバ10は、側壁20及び天部30を有する。側壁20は、例えば、略円筒形状を有する。側壁20は、処理空間Sを囲むように処理空間Sの側方で延在する。一実施形態では、側壁20の中心軸線は、中心軸線AXである。側壁20は、円筒形状を有し得る。側壁20は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金などの金属から形成されている。
天部30は、基板支持部11の上方で延在する。天部30は、側壁20の上端開口を閉じている。天部30は、上部電極40を含む。天部30は、カバー31を更に含んでいてもよい。上部電極40は、略円盤形状を有している。一実施形態では、上部電極40の中心軸線は、中心軸線AXである。上部電極40は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金などの金属から形成されている。カバー31は、上部電極40を覆っており、部分的に上部電極40の上方で延在している。カバー31は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金などの金属から形成されている。カバー31は、上部電極40と当該カバー31との間に電磁波の導波路を形成している。
The
以下、図1と共に図2を参照する。図2は、一つの例示的実施形態に係る上部電極の拡大断面図である。上部電極40は、複数のガス孔41及びガス拡散室42を提供している。複数のガス孔41は、処理空間Sにガスを導入するために処理空間Sに向けて開口している。ガス拡散室42は、上部電極40の内部に提供されている。複数のガス孔41は、ガス拡散室42に接続しており、ガス拡散室42から下方に延びている。
FIG. 2 will be referred to together with FIG. 1 below. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a top electrode according to one exemplary embodiment.
上部電極40は、複数の溝43を提供している。複数の溝43は、処理空間Sに向けて開口している。複数の溝43は、互いに異なる断面形状を有する二つ以上の溝を含む。「断面形状」とは、溝が延在する方向と直交する断面における、当該溝の形状を意味する。図2に示すように、一実施形態では、複数の溝43の断面形状は、互いに異なる矩形であってもよい。また、「互いに異なる断面形状を有する二つ以上の溝を含む。」とは、ある1つの溝43と異なる断面形状を有した別の溝43が必ず存在するという意味である。
一実施形態において、上部電極40の複数のガス孔41は、複数の溝43に向けて開口するガス孔を含んでいなくてもよい。図2に示すように、複数のガス孔41は、上部電極40の下面において複数の溝43が形成されていない領域40cで開口していてもよい。例えば、領域40cは、上部電極40の下面において、複数の溝43のうち互いに隣り合う二つの溝の間に位置する。
In one embodiment, the plurality of
一実施形態において、複数の溝43の各々は、その幅に対するその深さの固有の比を有する。「幅」とは、溝が延在する方向と直交する断面における、当該溝の開口端の一端から他端までの距離を意味する。「深さ」とは、当該溝の開口端と当該溝の奥端の間の距離を意味する。一実施形態において、複数の溝43のうち互いに異なる断面形状を有する二つ以上の溝それぞれの固有の比は、互いに異なる。図2に示すように、例えば、複数の溝43のうち溝43aは、幅W1及び深さD1を有する。また、複数の溝43のうち溝43bは、幅W2及び深さD2を有する。溝43aの比D1/W1と溝43bの比D2/W2は、互いに異なっている。
In one embodiment, each of the plurality of
一実施形態において、複数の溝43のうち互いに異なる断面形状を有する二つ以上の溝は、第1の溝及び第2の溝を含む。第1の溝の幅は、当該第1の溝の深さよりも大きく、第2の溝の幅は、当該第2の溝の深さよりも小さくてもよい。図2に示す例では、溝43aの幅W1は、溝43aの深さD1よりも大きい。即ち、比D1/W1は、1よりも小さい。また、溝43bの幅W2は、溝43bの深さD2よりも小さい。即ち、比D2/W2は、1よりも大きい。
In one embodiment, two or more grooves having different cross-sectional shapes among the plurality of
一実施形態において、上部電極40の中心軸線AXに直交する径方向における、複数の溝43の深さの分布は、段階的に変化していてもよい。例えば、図1に示すように、複数の溝43のうち最大の深さを有する溝が、上部電極40の中心と上部電極40の外縁との間の中間に位置するように、複数の溝43の深さの分布は、段階的に変化していてもよい。
In one embodiment, the distribution of depths of the plurality of
また、複数の溝43の深さの分布は、上部電極40の中心から当該中心と上部電極40の外縁との間の中間まで段階的に増加してもよく、当該外縁から当該中間まで段階的に増加してもよい。即ち、複数の溝43のうち上部電極40の中心と上部電極40の外縁との間の中間の近傍に形成された溝の深さは大きてもよく、複数の溝43のうち上部電極40の中心の近傍と上部電極40の外縁の近傍に形成された溝の深さは小さくてもよい。
Moreover, the distribution of the depths of the plurality of
以下、図1及び図2と共に図3を参照する。図3は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置の上部電極を下方から見た拡大図である。図3に示すように、複数の溝43は、環形状を有してもよい。複数の溝43は、中心軸線AXに対して周方向に延在していてもよい。
3 together with FIGS. 1 and 2. FIG. FIG. 3 is an enlarged view from below of the upper electrode of the plasma processing apparatus according to one exemplary embodiment. As shown in FIG. 3, the plurality of
一実施形態において、複数の溝43の個数は、五つ以上であってもよい。図3に示す例では、複数の溝43の個数は、十一個である。複数の溝43は、中心軸線AXに直交する径方向に沿って配列されている。例えば、複数の溝43は、中心40aと外周40bとの間で径方向に沿って配列されている。
In one embodiment, the number of
一実施形態において、径方向における複数のガス孔41のピッチは、径方向における複数の溝43のピッチと同一であってもよい。複数のガス孔41の「ピッチ」とは、径方向において、複数のガス孔41のうち互いに隣り合う二つのガス孔の間の距離である。複数の溝43の「ピッチ」とは、径方向において、複数の溝43のうち互いに隣り合う二つの溝の間の距離である。
In one embodiment, the pitch of the plurality of
一実施形態において、複数の溝43の各々の幅は、径方向における複数のガス孔41のピッチの1/2以上であってもよい。即ち、複数のガス孔41のうち互いに隣り合う二つのガス孔の間に設けられた溝43の幅は、当該二つのガス孔の間の径方向における距離の1/2以上であってもよい。
In one embodiment, the width of each of the plurality of
一実施形態において、複数の溝43の開口端の総面積は、上部電極40の下面において複数の溝43が形成されていない領域40cの総面積よりも大きくてもよい。複数の溝43の開口端の面積は、上部電極40の下面の面積(上部電極40を下方から平面視した際の面積)の1/2以上であってもよい。
In one embodiment, the total area of the open ends of the plurality of
一実施形態において、上述した側壁20は、処理空間Sに向けて開口する一つ以上の溝21を提供してもよい。図1に示す例では、側壁20は、一つ以上の溝21として、複数の溝21を提供している。図1に示すように、複数の溝21は、溝21a,21b,21cを含んでいてもよい。複数の溝21は、互いに異なる断面形状を有する二つ以上の溝を含んでもよい。複数の溝21の各々は、その幅に対するその深さの固有の比を有してもよい。例えば、溝21aの幅は、溝21aの深さよりも大きい。溝21bの幅は、溝21bの深さよりも小さい。
In one embodiment, the
複数の溝21は、環形状を有してもよい。複数の溝21は、中心軸線AXに対して周方向に延在してもよい。また、一実施形態において、複数の溝21のうち少なくとも一つは、基板支持部11の上面よりも上方に位置していてもよい。
The plurality of
一実施形態において、プラズマ処理装置1は、電源3及び導入部4を更に備えていてもよい。電源3は、電磁波の発生器である。電磁波は、VHF波又はUHF波であってもよい。VHF波の帯域は30MHz~300MHzであり、UHF波の帯域は300MHz~3GHzである。電源3は、インピーダンス整合回路3mを介して上部電極40に接続されている。
In one embodiment, the plasma processing apparatus 1 may further include a
導入部4は、天部30の一部を構成している。導入部4は、酸化アルミニウムのような誘電体から形成されている。導入部4は、環形状を有し、上部電極40の外周に沿って周方向に延在している。電源3からの電磁波は、カバー31と上部電極40との間の導波路を通って、導入部4から処理空間Sに導入される。電磁波は、処理空間Sに導入されたガスを励起させて、当該ガスからプラズマを生成する。
The
プラズマ処理装置1は、ガス源2を更に備える。ガス源2からのガスは、ガス拡散室42及び複数のガス孔41を介して処理空間Sに導入される。ガス源2から処理空間Sに導入されるガスは、例えば、成膜ガス又はクリーニングガスである。処理空間S内の圧力は、例えば、1Pa~300Paの範囲内の圧力に設定される。なお、複数の溝43の幅及び複数の溝21の幅は、処理空間S内でのガス分子の平均自由行程よりも大きい。
Plasma processing apparatus 1 further comprises a
プラズマ処理装置1では、複数のガス孔41から処理空間Sに導入されたガスは、チャンバ10内でガス流を形成する。ガス流を形成するガスは、上部電極40が提供する複数の溝43の中で滞留する。複数の溝43のうち二つ以上の溝は互いに異なる断面形状を有するので、複数の溝43の各々でのガスの滞留時間は、各溝の断面形状により調整される。したがって、チャンバ10内に導入されたガスの滞留時間を制御することが可能になる。また、チャンバ10内で生成されるプラズマ中の活性種の密度は、ガスの滞留時間に比例する。したがって、プラズマ処理装置1によれば、活性種の密度を制御することが可能である。これにより、基板Wに対する面内均一性の高いプラズマ処理が可能となる。
In the plasma processing apparatus 1 , gas introduced into the processing space S through the plurality of
上述したように、一実施形態においては、複数のガス孔41は、複数の溝43に向けて開口するガス孔を含まなくてもよい。複数のガス孔41は、上部電極40の下面において複数の溝43が形成されていない領域40cで開口していてもよい。この実施形態では、ガスは、複数の溝43の中に直接的には導入されない。したがって、複数の溝43の中でのガスの比較的長い滞留時間が確保される。
As described above, in one embodiment, the plurality of gas holes 41 may not include gas holes that open toward the plurality of
また、上述したように、一実施形態においては、複数の溝43のうち上述した二つ以上の溝は、第1の溝(例えば溝43a)及び第2の溝(例えば溝43b)を含んでもよい。第1の溝の幅は、第1の溝の深さよりも大きくてもよい。第2の溝の幅は、第2の溝の深さよりも小さくてもよい。この実施形態では、例えば、第1の溝の幅及び第2の溝の幅を同じとした場合、第1の溝に滞留するガスの滞留時間よりも、第2の溝に滞留するガスの滞留時間は長い。
Also, as described above, in one embodiment, the two or more grooves described above among the plurality of
また、上述したように、一実施形態においては、複数の溝43は、環形状を有していてもよく、中心軸線AXに対して周方向に延在していてもよく、中心軸線AXに直交する径方向に沿って配列されていてもよい。また、複数の溝43の個数は、五つ以上であってもよい。この実施形態によれば、径方向における所望の活性種の密度分布が得られるよう、径方向におけるガスの滞留時間を制御することが可能である。
Further, as described above, in one embodiment, the plurality of
また、上述したように、一実施形態においては、中心軸線AXに直交する径方向における複数の溝43の深さの分布は、段階的に変化していてもよい。この実施形態によれば、径方向における所望の活性種の密度分布が得られるよう、径方向におけるガスの滞留時間を段階的に制御することが可能である。
Further, as described above, in one embodiment, the distribution of the depths of the plurality of
また、上述したように、一実施形態においては、側壁20は、一つ以上の溝21を提供してもよい。この実施形態では、ガスは、側壁20に形成された一つ以上の溝21の中で滞留する。したがって、この実施形態によれば、側壁20の近傍における処理ガスの滞留時間を長くすることにより、側壁20の近傍で活性種の密度を高めることが可能である。
Also, as noted above,
また、上述したように、一実施形態においては、VHF帯又はUHF帯が、導入部4を介して処理空間S内に導入されてもよい。導入部4から導入される電磁波は、上部電極40の直下で定在波を発生し得る。プラズマ処理装置1によれば、定在波が発生している状況下であっても、所望の活性種の密度の分布が得られるように、ガスの滞留時間を制御することが可能である。
Also, as described above, in one embodiment, the VHF band or the UHF band may be introduced into the processing space S via the
また、上部電極40の中心と外縁との間の中間の下方に定在波の節が発生する場合には、複数の溝43のうち当該中間に位置する溝が最大の深さを有するように、複数の溝43の深さの分布が段階的に変化してもよい。この場合、電位変化が少ない定在波の節の位置でのガスの滞留時間が長くなるので、径方向において比較的均一な活性種の密度の分布を得ることが可能である。
Further, when a node of the standing wave is generated below the middle between the center and the outer edge of the
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、様々な追加、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。 While various exemplary embodiments have been described above, various additions, omissions, substitutions, and modifications may be made without being limited to the exemplary embodiments described above. Also, elements from different embodiments can be combined to form other embodiments.
例えば、複数の溝43の各々の断面形状は、矩形以外の形状であってもよい。複数の溝43の各々の断面形状は、多角形状であってもよく、曲線を含んでいてもよい。複数の溝43の各々は、その幅がその開口端において最大であるテーパ形状を有していてもよい。
For example, the cross-sectional shape of each of the plurality of
また、複数の溝43の各々の深さの分布は、複数の溝43のうち最小の深さを有する溝が上部電極40の外縁の近傍に位置するように、径方向において段階的に変化してもよい。例えば、複数の溝43の深さの分布は、径方向において上部電極40の中心から上部電極の外縁まで段階的に減少していてもよい。具体的には、複数の溝43のうち上部電極40の中心の近傍に形成された溝の深さは大きくてもよく、複数の溝43のうち上部電極40の外縁の近傍に形成された溝の深さは小さくてもよい。ガスが上部電極40の中心からチャンバ内に導入されて径方向外側に流れる場合には、複数の溝43がなければ、上部電極40の中心の直下でのガスの対流時間よりも、上部電極40の外縁の直下でのガスの滞留時間が長くなる。しかしながら、かかる深さの分布を有する複数の溝43によれば、径方向におけるガスの滞留時間の偏りを低減することが可能である。
Further, the distribution of the depth of each of the plurality of
また、径方向における複数のガス孔41のピッチは、一定でなくてもよい。また、径方向における複数の溝43のピッチは、一定でなくてもよい。複数の溝43は、互いに接続されていてもよい。例えば、複数の溝43は、径方向に延在する溝によって、互いに接続されていてもよい。
Also, the pitch of the plurality of
以上の説明から、本開示の種々の実施形態は、説明の目的で本明細書で説明されており、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。 From the foregoing description, it will be appreciated that various embodiments of the present disclosure have been set forth herein for purposes of illustration, and that various changes may be made without departing from the scope and spirit of the present disclosure. Will. Therefore, the various embodiments disclosed herein are not intended to be limiting, with a true scope and spirit being indicated by the following claims.
1…プラズマ処理装置、4…導入部、10…チャンバ、11…基板支持部、20…側壁、21…一つ以上の溝、30…天部、40…上部電極、40c…領域、41…複数のガス孔、43…複数の溝、S…処理空間、AX…中心軸線。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...
Claims (11)
前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
を備え、
前記チャンバは、
前記処理空間を囲むように該処理空間の側方で延在する側壁と、
前記基板支持部の上方で延在する天部であり、前記処理空間にガスを導入するために前記処理空間に向けて開口する複数のガス孔を提供する上部電極を含む、該天部と、
を有し、
前記上部電極は、前記処理空間に向けて開口する複数の溝を提供し、
前記複数の溝は、互いに異なる断面形状を有する二つ以上の溝を含む、
プラズマ処理装置。 a chamber providing a processing space therein;
a substrate support provided within the chamber;
with
The chamber is
a side wall extending laterally of the processing space so as to surround the processing space;
a ceiling extending above the substrate support, the ceiling including an upper electrode providing a plurality of gas holes opening toward the processing space for introducing gases into the processing space;
has
the upper electrode provides a plurality of grooves opening toward the processing space;
The plurality of grooves includes two or more grooves having cross-sectional shapes different from each other,
Plasma processing equipment.
請求項1に記載のプラズマ処理装置。 the plurality of gas holes do not include gas holes that open toward the plurality of grooves, and are open in regions where the plurality of grooves are not formed on the lower surface of the upper electrode;
The plasma processing apparatus according to claim 1.
前記二つ以上の溝の各々は、該二つ以上の溝のうち他の溝の前記比と異なる前記比を有する、
請求項1又は2に記載のプラズマ処理装置。 each of the plurality of grooves has a unique ratio of its depth to its width;
each of said two or more grooves has said ratio different from said ratio of other grooves among said two or more grooves;
The plasma processing apparatus according to claim 1 or 2.
前記第1の溝の幅が該第1の溝の深さよりも大きく、前記第2の溝の幅が該第2の溝の深さよりも小さい、
請求項3に記載のプラズマ処理装置。 the two or more grooves include a first groove and a second groove;
the width of the first groove is greater than the depth of the first groove, and the width of the second groove is less than the depth of the second groove;
The plasma processing apparatus according to claim 3.
前記複数の溝の個数は、五つ以上であり、
前記複数の溝は、前記中心軸線に直交する径方向に沿って配列されている、
請求項4に記載のプラズマ処理装置。 the plurality of grooves have an annular shape and extend in a circumferential direction with respect to a central axis of the upper electrode;
The number of the plurality of grooves is five or more,
The plurality of grooves are arranged along a radial direction orthogonal to the central axis,
The plasma processing apparatus according to claim 4.
該一つ以上の溝は、環形状を有し、前記側壁の中心軸線に対して周方向に延在している、
請求項1~9の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。 the sidewalls provide one or more grooves opening into the processing space;
the one or more grooves have an annular shape and extend circumferentially with respect to a central axis of the sidewall;
The plasma processing apparatus according to any one of claims 1-9.
請求項1~10の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。 an inlet formed of a dielectric material and extending circumferentially along the outer periphery of the upper electrode for propagating electromagnetic waves, which are VHF or UHF waves, to generate plasma in the processing space. further comprising a part,
The plasma processing apparatus according to any one of claims 1-10.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022017698A JP2023115472A (en) | 2022-02-08 | 2022-02-08 | Plasma processing apparatus |
PCT/JP2023/002316 WO2023153214A1 (en) | 2022-02-08 | 2023-01-25 | Plasma treatment device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022017698A JP2023115472A (en) | 2022-02-08 | 2022-02-08 | Plasma processing apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023115472A true JP2023115472A (en) | 2023-08-21 |
Family
ID=87564055
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022017698A Pending JP2023115472A (en) | 2022-02-08 | 2022-02-08 | Plasma processing apparatus |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023115472A (en) |
WO (1) | WO2023153214A1 (en) |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3057744B2 (en) * | 1990-10-18 | 2000-07-04 | 日本電気株式会社 | Low pressure CVD equipment |
JP3107971B2 (en) * | 1994-05-17 | 2000-11-13 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Gas phase reactor |
JP4601104B2 (en) * | 1999-12-20 | 2010-12-22 | キヤノンアネルバ株式会社 | Plasma processing equipment |
JP5305287B2 (en) * | 2008-10-30 | 2013-10-02 | 芝浦メカトロニクス株式会社 | Semiconductor manufacturing equipment |
KR101092879B1 (en) * | 2009-04-06 | 2011-12-12 | 한국과학기술원 | Substrate treatment apparatus, substrate treatment method, preliminary electrode structure, measuring electrode structure, and process electrode structure |
KR20150143793A (en) * | 2013-04-17 | 2015-12-23 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Capacitively coupled plasma equipment with uniform plasma density |
US20180090300A1 (en) * | 2016-09-27 | 2018-03-29 | Applied Materials, Inc. | Diffuser With Corner HCG |
-
2022
- 2022-02-08 JP JP2022017698A patent/JP2023115472A/en active Pending
-
2023
- 2023-01-25 WO PCT/JP2023/002316 patent/WO2023153214A1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023153214A1 (en) | 2023-08-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100824813B1 (en) | Plasma processing device | |
KR101176061B1 (en) | Top plate and plasma processing apparatus | |
KR101420078B1 (en) | Dielectric window for plasma treatment device, and plasma treatment device | |
JP3828539B2 (en) | Microwave plasma processing apparatus, plasma processing method, and microwave radiation member | |
JP2010258461A (en) | Plasma processing apparatus and top plate for plasma processing apparatus | |
CN112447474B (en) | Plasma processor with movable ring | |
JP2005196994A (en) | Plasma processing device, plasma processing method, and manufacturing method of product | |
KR102068861B1 (en) | Antenna and plasma processing apparatus | |
KR20150064693A (en) | Dielectric window, antenna and plasma processing apparatus | |
JP4093212B2 (en) | Plasma processing equipment | |
JP2001181848A (en) | Plasma treatment equipment | |
CN111383884A (en) | Plasma confinement system and method | |
JP2007188722A (en) | Plasma treatment device | |
JP5036092B2 (en) | Microwave plasma processing equipment | |
CN110534391B (en) | Cavity lining, reaction cavity and semiconductor processing equipment | |
WO2023153214A1 (en) | Plasma treatment device | |
JP7336378B2 (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method | |
JP7184254B2 (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method | |
JP7194937B2 (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method | |
CN115083880A (en) | Plasma etching device and upper electrode assembly thereof | |
JP7141061B2 (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method | |
KR20230012042A (en) | Ion source baffle, ion etching machine, and method of use thereof | |
JP2000173797A (en) | Microwave plasma treating device | |
KR102147022B1 (en) | Plasma processing apparatus | |
US10825658B2 (en) | Antenna and plasma processing apparatus |