JP6230986B2 - Plasma processing equipment - Google Patents

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Description

本発明の種々の側面及び実施形態はプラズマ処理装置に関するものである。   Various aspects and embodiments of the present invention relate to a plasma processing apparatus.

従来、基板上に薄膜を成膜する手法として、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法が知られている。プラズマCVD法を利用したプラズマ処理装置(以下「プラズマCVD装置」という)は、例えば、高周波電力を用いて処理ガスのプラズマを生成し、プラズマ中の活性種を反応させて、基板上に反応膜を成膜する。   Conventionally, a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) method is known as a method for forming a thin film on a substrate. A plasma processing apparatus (hereinafter referred to as “plasma CVD apparatus”) using a plasma CVD method generates, for example, plasma of a processing gas using high-frequency power and reacts active species in the plasma to form a reaction film on a substrate. Is deposited.

ところで、プラズマCVD装置では、プラズマ中のラジカル反応が過度に進行することによって不要な活性種が発生するので、不要な活性種の発生を抑制するために処理容器内にプラズマ密度が異なる複数の空間を形成する技術が知られている。例えば、処理容器内に取り付けられたグランド板の貫通孔に電極を貫通させ、電極の外周面と、貫通孔の内周面との間にプラズマ密度が相対的に高い空間を形成し、電極の先端と、処理容器内のサセプタとの間にプラズマ密度が相対的に低い空間を形成する技術がある。   By the way, in the plasma CVD apparatus, unnecessary active species are generated due to excessive radical reaction in the plasma. Therefore, in order to suppress the generation of unnecessary active species, a plurality of spaces having different plasma densities in the processing vessel are used. Techniques for forming are known. For example, the electrode is passed through the through hole of the ground plate attached in the processing container, and a space having a relatively high plasma density is formed between the outer peripheral surface of the electrode and the inner peripheral surface of the through hole. There is a technique for forming a space having a relatively low plasma density between the tip and a susceptor in the processing container.

国際公開第2013/136656号International Publication No. 2013/136656

しかしながら、従来技術では、構造上の制限を受けることなく、処理ガスの種別毎にプラズマ密度の制御を適切に行うことまでは考慮されていない。   However, the prior art does not take into account the appropriate control of the plasma density for each type of processing gas without any structural limitations.

すなわち、従来技術では、各空間の距離を予め調整することによって、各空間に供給される処理ガスの種別毎にプラズマ密度を制御するので、プラズマ密度の制御が構造上の制限を受ける場合がある。   In other words, in the prior art, the plasma density is controlled for each type of processing gas supplied to each space by adjusting the distance between the spaces in advance, so that the control of the plasma density may be structurally limited. .

本発明の一側面に係るプラズマ処理装置は、処理容器と、前記処理容器の内部に設けられ、基板が載置される載置台と、前記載置台と対向するように前記処理容器に取り付けられ、複数の貫通孔が形成されたグランド板と、前記グランド板の前記複数の貫通孔にそれぞれ挿入される複数のガス供給管であって、当該複数のガス供給管の各々の外周面と、前記複数の貫通孔の各々の内周面との間に形成される空間に処理ガスを供給する複数のガス供給管と、前記複数のガス供給管に設けられ、前記複数のガス供給管のうち互いに種別が異なる処理ガスを前記空間に供給するガス供給管に前記処理ガスの種別に応じた異なる高周波電力を供給することによって、前記空間において前記処理ガスをプラズマ化する給電部材とを備える。   A plasma processing apparatus according to an aspect of the present invention is provided in a processing container, a mounting table provided inside the processing container, on which a substrate is mounted, and attached to the processing container so as to face the mounting table. A ground plate in which a plurality of through holes are formed; a plurality of gas supply pipes that are respectively inserted into the plurality of through holes of the ground board; and an outer peripheral surface of each of the plurality of gas supply pipes; A plurality of gas supply pipes for supplying a processing gas to a space formed between the inner peripheral surfaces of each of the through holes, and the plurality of gas supply pipes, and each of the plurality of gas supply pipes is classified by type. And a power supply member that converts the processing gas into plasma in the space by supplying different high-frequency power corresponding to the type of the processing gas to a gas supply pipe that supplies the processing gas with different space to the space.

本発明の種々の側面及び実施形態によれば、構造上の制限を受けることなく、処理ガスの種別毎にプラズマ密度の制御を適切に行うことができるプラズマ処理装置が実現される。   According to various aspects and embodiments of the present invention, a plasma processing apparatus capable of appropriately controlling the plasma density for each type of processing gas without being restricted in structure is realized.

図1は、第1の実施形態に係るプラズマ処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the outline of the configuration of the plasma processing apparatus according to the first embodiment. 図2は、図1に示したグランド板の平面断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional plan view of the ground plate shown in FIG. 図3は、図1に示した遮断部材を拡大して示す断面図である。3 is an enlarged cross-sectional view of the blocking member shown in FIG. 図4は、図1に示した給電部材の分解斜視図である。4 is an exploded perspective view of the power supply member shown in FIG. 図5は、第2の実施形態に係るプラズマ処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing an outline of the configuration of the plasma processing apparatus according to the second embodiment. 図6は、図5に示したグランド板の一部を拡大して示す平面図である。6 is an enlarged plan view showing a part of the ground plate shown in FIG.

開示するプラズマ処理装置は、1つの実施形態において、処理容器と、処理容器の内部に設けられ、基板が載置される載置台と、載置台と対向するように処理容器に取り付けられ、複数の貫通孔が形成されたグランド板と、グランド板の複数の貫通孔にそれぞれ挿入される複数のガス供給管であって、当該複数のガス供給管の各々の外周面と、複数の貫通孔の各々の内周面との間に形成される空間に処理ガスを供給する複数のガス供給管と、複数のガス供給管に設けられ、複数のガス供給管のうち互いに種別が異なる処理ガスを空間に供給するガス供給管に処理ガスの種別に応じた異なる高周波電力を供給することによって、空間において処理ガスをプラズマ化する給電部材とを備える。   In one embodiment, the disclosed plasma processing apparatus is provided with a processing container, a mounting table on which the substrate is mounted, a mounting table on which the substrate is mounted, and a plasma processing apparatus attached to the processing container so as to face the mounting table. A ground plate in which through holes are formed, and a plurality of gas supply pipes respectively inserted into the plurality of through holes of the ground plate, each outer peripheral surface of the plurality of gas supply pipes, and each of the plurality of through holes A plurality of gas supply pipes for supplying a processing gas to a space formed between the inner peripheral surface of the gas supply pipe and a plurality of gas supply pipes. A power supply member that converts the processing gas into plasma in a space by supplying different high-frequency power corresponding to the type of the processing gas to the gas supply pipe to be supplied.

また、開示するプラズマ処理装置は、1つの実施形態において、給電部材は、複数のガス供給管のうち種別が同一である処理ガスを空間に供給するガス供給管に同一の高周波電力を供給する。   In one embodiment of the disclosed plasma processing apparatus, the power supply member supplies the same high-frequency power to the gas supply pipe that supplies the processing gas of the same type among the plurality of gas supply pipes to the space.

また、開示するプラズマ処理装置は、1つの実施形態において、給電部材は、複数のガス供給管のうち第1の種別の処理ガスを供給するガス供給管に第1の高周波電力を供給する導体パターンが形成された第1の絶縁層と、複数のガス供給管のうち第2の種別の処理ガスを供給するガス供給管に第1の高周波電力とは異なる第2の高周波電力を供給する導体パターンが形成され、第1の絶縁層に積層される第2の絶縁層とを有する。   In one embodiment of the disclosed plasma processing apparatus, the power supply member is a conductor pattern that supplies first high-frequency power to a gas supply pipe that supplies a first type of processing gas among a plurality of gas supply pipes. And a conductor pattern for supplying a second high-frequency power different from the first high-frequency power to a gas supply pipe for supplying a second type of processing gas among the plurality of gas supply pipes. And a second insulating layer stacked on the first insulating layer.

また、開示するプラズマ処理装置は、1つの実施形態において、給電部材は、第1の絶縁層と第2の絶縁層との間に挿入される絶縁フィルムをさらに有し、第2の絶縁層は、絶縁フィルムを介して第1の絶縁層に積層される。   In one embodiment of the disclosed plasma processing apparatus, the power supply member further includes an insulating film inserted between the first insulating layer and the second insulating layer, and the second insulating layer includes: And laminated on the first insulating layer via an insulating film.

また、開示するプラズマ処理装置は、1つの実施形態において、第1の絶縁層及び第2の絶縁層の、導体パターンが形成される側の面とは反対側の面に、高周波電力を遮断するシールド層が形成される。   In one embodiment, the disclosed plasma processing apparatus blocks high-frequency power on a surface of the first insulating layer and the second insulating layer opposite to the surface on which the conductor pattern is formed. A shield layer is formed.

また、開示するプラズマ処理装置は、1つの実施形態において、給電部材は、複数のガス供給管のうち互いに種別が異なる処理ガスを空間に供給するガス供給管に対して、処理ガスの種別に応じて周波数が異なる高周波電力を供給する。   In one embodiment of the disclosed plasma processing apparatus, the power supply member corresponds to the type of the processing gas with respect to the gas supply pipe that supplies the processing gas having a different type to the space among the plurality of gas supply pipes. Supply high frequency power with different frequency.

また、開示するプラズマ処理装置は、1つの実施形態において、複数のガス供給管の各々の入口へ処理ガスを導入するためのバッファ室が内部に形成されたガス導入部材をさらに備え、バッファ室には、高周波電力を遮断する遮断部材を介して、複数のガス供給管の各々の入口が接続される。   In one embodiment, the disclosed plasma processing apparatus further includes a gas introduction member in which a buffer chamber for introducing a processing gas into each inlet of the plurality of gas supply pipes is formed. Are connected to the respective inlets of the plurality of gas supply pipes via a blocking member for blocking high-frequency power.

また、開示するプラズマ処理装置は、1つの実施形態において、遮断部材は、複数のガス供給管の各々よりも抵抗が高い材料により形成される。   In one embodiment of the disclosed plasma processing apparatus, the blocking member is formed of a material having higher resistance than each of the plurality of gas supply pipes.

また、開示するプラズマ処理装置は、1つの実施形態において、ガス導入部材の外周面に設けられ、内部に冷媒を通流させるための流路を有する冷却ジャケットをさらに備える。   In addition, in one embodiment, the disclosed plasma processing apparatus further includes a cooling jacket provided on the outer peripheral surface of the gas introduction member and having a flow path for allowing a refrigerant to flow inside.

以下、図面を参照して種々の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。   Hereinafter, various embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るプラズマ処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。図2は、図1に示したグランド板の平面断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the outline of the configuration of the plasma processing apparatus according to the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional plan view of the ground plate shown in FIG.

図1に示すように、プラズマ処理装置1は、処理容器10、載置台2、グランド板32、複数のガス供給管34、ガス導入部材36、及び、図示されていない外部の高周波電源に接続された給電部材38を有する。   As shown in FIG. 1, the plasma processing apparatus 1 is connected to a processing container 10, a mounting table 2, a ground plate 32, a plurality of gas supply pipes 34, a gas introduction member 36, and an external high-frequency power source (not shown). The power supply member 38 is provided.

処理容器10は、例えばアルミニウム又はステンレス等の金属により形成された有底円筒状のチャンバである。処理容器10は、接地されている。処理容器10の側壁の上端部は、開口を形成している。   The processing container 10 is a bottomed cylindrical chamber formed of a metal such as aluminum or stainless steel. The processing container 10 is grounded. An upper end portion of the side wall of the processing container 10 forms an opening.

処理容器10の側壁には、基板Sの搬入出口11を開閉するためのゲートバルブ12が取り付けられている。また、処理容器10の側壁には、排気管13が設けられている。排気管13の下流側には、図示しない排気装置が接続されており、排気装置は、真空ポンプを有しており、処理容器10内を所定の真空度まで減圧する。   A gate valve 12 for opening and closing the loading / unloading port 11 for the substrate S is attached to the side wall of the processing container 10. An exhaust pipe 13 is provided on the side wall of the processing container 10. An exhaust device (not shown) is connected to the downstream side of the exhaust pipe 13. The exhaust device has a vacuum pump and depressurizes the inside of the processing container 10 to a predetermined degree of vacuum.

処理容器10の内部には、載置台2が設けられている。載置台2には、成膜対象となる基板Sが載置される。処理容器10の外部の搬送機構と、載置台2との間の基板Sの受け渡しは、昇降ピン22を用いて行われる。昇降ピン22は、昇降板24を介して昇降機構25により昇降自在に構成されている。昇降ピン22の周囲は、ベローズ23により覆われている。   A mounting table 2 is provided inside the processing container 10. On the mounting table 2, a substrate S to be deposited is placed. The transfer of the substrate S between the transfer mechanism outside the processing container 10 and the mounting table 2 is performed using the lift pins 22. The elevating pins 22 are configured to be movable up and down by an elevating mechanism 25 via an elevating plate 24. The periphery of the elevating pin 22 is covered with a bellows 23.

載置台2には、例えば抵抗発熱体からなる温度調整部21が埋設されている。温度調整部21は、図示しない電力供給部から供給される電力により発熱し、載置台2の上面を介して基板Sを例えば200℃〜300℃の温度に調整することができる。なお、温度調整部21は、基板Sを加熱するものに限られず、プロセス条件に応じて基板Sを冷却して所定の温度に調整するものであっても良い。この場合、温度調整部21は、例えばペルチェ素子などを採用することができる。   A temperature adjusting unit 21 made of, for example, a resistance heating element is embedded in the mounting table 2. The temperature adjustment unit 21 generates heat by power supplied from a power supply unit (not shown), and can adjust the substrate S to a temperature of, for example, 200 ° C. to 300 ° C. via the upper surface of the mounting table 2. The temperature adjusting unit 21 is not limited to the one that heats the substrate S, and may be one that cools the substrate S and adjusts it to a predetermined temperature according to the process conditions. In this case, for example, a Peltier element or the like can be adopted as the temperature adjustment unit 21.

グランド板32は、載置台2と対向するように処理容器10に取り付けられる。処理容器10の側壁の上端部の開口は、グランド板32によって閉じられる。グランド板32は、例えば、Oリングを介して処理容器10の側壁の上端部に取り付けられる。グランド板32は、例えば金属等の導電体により円板状に形成されている。グランド板32は、接地されている。   The ground plate 32 is attached to the processing container 10 so as to face the mounting table 2. The opening at the upper end of the side wall of the processing container 10 is closed by the ground plate 32. The ground plate 32 is attached to the upper end part of the side wall of the processing container 10 through an O-ring, for example. The ground plate 32 is formed in a disc shape by a conductor such as metal. The ground plate 32 is grounded.

グランド板32の載置台2との対向面とは反対側の面上には、絶縁体33が設けられている。絶縁体33は、例えば、アルミナ(Al2O3)により形成され、グランド板32と、グランド板32よりも上方に位置する部材(例えば、給電部材38)との間を絶縁する。   An insulator 33 is provided on the surface of the ground plate 32 opposite to the surface facing the mounting table 2. The insulator 33 is made of alumina (Al 2 O 3), for example, and insulates the ground plate 32 and a member (for example, the power supply member 38) located above the ground plate 32.

また、グランド板32には、図1及び図2に示すように、複数の貫通孔32aが形成されている。複数の貫通孔32aには、複数のガス供給管34がそれぞれ挿入されている。複数のガス供給管34の各々の外周面と、複数の貫通孔32aの各々の内周面との間には、空間35が形成されている。   The ground plate 32 is formed with a plurality of through holes 32a as shown in FIGS. A plurality of gas supply pipes 34 are respectively inserted into the plurality of through holes 32a. A space 35 is formed between the outer peripheral surface of each of the plurality of gas supply pipes 34 and the inner peripheral surface of each of the plurality of through holes 32a.

複数のガス供給管34は、ガス導入部材36から延出され、給電部材38及び絶縁体33を貫通した状態で、グランド板32の複数の貫通孔32aにそれぞれ挿入されている。複数のガス供給管34は、複数のガス供給管34の各々の外周面と、複数の貫通孔32aの各々の内周面との間に形成される空間35に処理ガスを供給する。具体的には、各ガス供給管34は、先端が閉塞された管であり、複数の貫通孔32aの各々の内周面と対向する管壁に形成された孔34−1から空間35に処理ガスを供給する。なお、孔34−1は、各ガス供給管34の、複数の貫通孔32aの各々の内周面と対向する管壁に複数形成されてもよい。また、複数の孔34−1が形成される場合、複数の孔34−1は、対称性を有する位置に配列されることが好ましい。   The plurality of gas supply pipes 34 extend from the gas introduction member 36 and are inserted into the plurality of through holes 32 a of the ground plate 32 while penetrating the power supply member 38 and the insulator 33. The plurality of gas supply pipes 34 supplies a processing gas to a space 35 formed between the outer peripheral surface of each of the plurality of gas supply pipes 34 and the inner peripheral surface of each of the plurality of through holes 32a. Specifically, each gas supply pipe 34 is a pipe whose tip is blocked, and is processed into a space 35 from a hole 34-1 formed in a pipe wall facing the inner peripheral surface of each of the plurality of through holes 32a. Supply gas. A plurality of holes 34-1 may be formed on the tube wall of each gas supply pipe 34 facing the inner peripheral surface of each of the plurality of through holes 32a. Moreover, when the several hole 34-1 is formed, it is preferable that the several hole 34-1 is arranged in the position which has symmetry.

複数のガス供給管34は、第1のガス供給管34a、第2のガス供給管34b及び第3のガス供給管34cを有する。第1のガス供給管34aは、後述するガス導入部材36の第1のバッファ室37aに接続されており、第1のバッファ室37aから導入される第1の種別の処理ガスを空間35に供給する。第2のガス供給管34bは、後述するガス導入部材36の第2のバッファ室37bに接続されており、第2のバッファ室37bから導入される第2の種別の処理ガスを空間35に供給する。第3のガス供給管34cは、後述するガス導入部材36の第3のバッファ室37cに接続されており、第3のバッファ室37cから導入される第3の種別の処理ガスを空間35に供給する。これらの第1のガス供給管34a、第2のガス供給管34b及び第3のガス供給管34cは、複数のガス供給管34のうち互いに種別が異なる処理ガスを空間35に供給するガス供給管の一例に相当する。また、第1のガス供給管34a、第2のガス供給管34b及び第3のガス供給管34cの各々は、複数のガス供給管34のうち種別が同一である処理ガスを空間35に供給するガス供給管の一例に相当する。   The plurality of gas supply pipes 34 includes a first gas supply pipe 34a, a second gas supply pipe 34b, and a third gas supply pipe 34c. The first gas supply pipe 34 a is connected to a first buffer chamber 37 a of a gas introduction member 36 to be described later, and supplies a first type of processing gas introduced from the first buffer chamber 37 a to the space 35. To do. The second gas supply pipe 34b is connected to a second buffer chamber 37b of a gas introduction member 36, which will be described later, and supplies a second type of processing gas introduced from the second buffer chamber 37b to the space 35. To do. The third gas supply pipe 34c is connected to a third buffer chamber 37c of a gas introduction member 36, which will be described later, and supplies a third type of processing gas introduced from the third buffer chamber 37c to the space 35. To do. The first gas supply pipe 34 a, the second gas supply pipe 34 b, and the third gas supply pipe 34 c are gas supply pipes that supply different types of processing gases to the space 35 among the plurality of gas supply pipes 34. It corresponds to an example. Further, each of the first gas supply pipe 34 a, the second gas supply pipe 34 b, and the third gas supply pipe 34 c supplies the processing gas having the same type among the plurality of gas supply pipes 34 to the space 35. This corresponds to an example of a gas supply pipe.

ガス導入部材36は、図示しないガス供給源に接続されており、ガス導入部材36の内部には、複数のガス供給管34の各々の入口へガス供給源からの処理ガスを導入するための円盤状のバッファ室37が形成されている。バッファ室37は、互いに上下方向に分離して形成された3つのバッファ室を有する。図1の例では、3つのバッファ室は、上方から順番に、第1のバッファ室37a、第2のバッファ室37b及び第3のバッファ室37cとして示されている。   The gas introduction member 36 is connected to a gas supply source (not shown), and a disk for introducing a processing gas from the gas supply source into each inlet of the plurality of gas supply pipes 34 inside the gas introduction member 36. A shaped buffer chamber 37 is formed. The buffer chamber 37 has three buffer chambers formed separately from each other in the vertical direction. In the example of FIG. 1, the three buffer chambers are shown as a first buffer chamber 37a, a second buffer chamber 37b, and a third buffer chamber 37c in order from the top.

各々のバッファ室37a、37b、37cには、図示しないガス供給源から、互いに種別が異なる処理ガスが供給される。具体的には、第1のバッファ室37aには、第1の種別の処理ガスが供給され、第2のバッファ室37bには、第2の種別の処理ガスが供給され、第3のバッファ室37cには、第3の種別の処理ガスが供給される。   Processing gases of different types are supplied to each of the buffer chambers 37a, 37b, and 37c from a gas supply source (not shown). Specifically, the first type of processing gas is supplied to the first buffer chamber 37a, the second type of processing gas is supplied to the second buffer chamber 37b, and the third buffer chamber is supplied. 37c is supplied with a third type of processing gas.

各々のバッファ室37a、37b、37cには、複数のガス供給管34の各々の入口が接続される。具体的には、第1のバッファ室37aには、第1のガス供給管34aの入口が接続され、第2のバッファ室37bには、第2のガス供給管34bの入口が接続され、第3のバッファ室37cには、第3のガス供給管34cの入口が接続される。そして、第2のバッファ室37bは、第2のバッファ室37bの上方に配置された第1のバッファ室37aから延びる第1のガス供給管34aを避ける形状に形成されている。また、第3のバッファ室37cは、第3のバッファ室37cの上方に配置された第1のバッファ室37a及び第2のバッファ室37bから延びる第1のガス供給管34a及び第2のガス供給管34bを避ける形状に形成されている。   Each buffer chamber 37a, 37b, 37c is connected to each inlet of a plurality of gas supply pipes 34. Specifically, the inlet of the first gas supply pipe 34a is connected to the first buffer chamber 37a, and the inlet of the second gas supply pipe 34b is connected to the second buffer chamber 37b. The third buffer chamber 37c is connected to the inlet of the third gas supply pipe 34c. The second buffer chamber 37b is formed to avoid the first gas supply pipe 34a extending from the first buffer chamber 37a disposed above the second buffer chamber 37b. The third buffer chamber 37c includes a first gas supply pipe 34a and a second gas supply extending from the first buffer chamber 37a and the second buffer chamber 37b disposed above the third buffer chamber 37c. It is formed in a shape that avoids the tube 34b.

このように、各々のバッファ室37a、37b、37cに複数のガス供給管34の各々の入口が接続されることで、互いに種別が異なる処理ガスが空間35へ供給される。すなわち、第1のバッファ室37aに供給された第1の種別の処理ガスは、第1のガス供給管34aに導入され、その後、第1のガス供給管34aから空間35へ供給される。また、第2のバッファ室37bに供給された第2の種別の処理ガスは、第2のガス供給管34bに導入され、その後、第2のガス供給管34bから空間35へ供給される。また、第3のバッファ室37cに供給された第3の種別の処理ガスは、第3のガス供給管34cに導入され、その後、第3のガス供給管34cから空間35へ供給される。   In this way, by connecting the respective inlets of the plurality of gas supply pipes 34 to the respective buffer chambers 37a, 37b, 37c, process gases having different types are supplied to the space 35. That is, the first type of processing gas supplied to the first buffer chamber 37a is introduced into the first gas supply pipe 34a, and then supplied to the space 35 from the first gas supply pipe 34a. In addition, the second type of processing gas supplied to the second buffer chamber 37b is introduced into the second gas supply pipe 34b and then supplied to the space 35 from the second gas supply pipe 34b. Further, the third type of processing gas supplied to the third buffer chamber 37c is introduced into the third gas supply pipe 34c, and then supplied to the space 35 from the third gas supply pipe 34c.

また、各々のバッファ室37a、37b、37cには、高周波電力を遮断する遮断部材36aを介して、複数のガス供給管34の各々の入口が接続される。遮断部材36aは、複数のガス供給管34の各々よりも抵抗が高い材料により形成されている。   In addition, each buffer chamber 37a, 37b, 37c is connected to an inlet of each of a plurality of gas supply pipes 34 via a blocking member 36a that blocks high-frequency power. The blocking member 36a is formed of a material having higher resistance than each of the plurality of gas supply pipes 34.

図3は、図1に示した遮断部材を拡大して示す断面図である。なお、図3では、一例として、複数のガス供給管34のうち第1のガス供給管34aが遮断部材36aを介して第1のバッファ室37aに接続された状態を示している。図3に示すように、遮断部材36aは、筒状に形成されている。遮断部材36aの筒内空間には、第1のガス供給管34aの筒内空間が連通されている。また、遮断部材36aは、第1のガス供給管34aよりも抵抗が高い材料により筒状に形成されている。これにより、遮断部材36aは、第1の種別の処理ガスを第1のガス供給管34aへ導入しつつ、第1のガス供給管34aに供給された高周波電力が第1のバッファ室37aの向きへ伝播することを阻止することができる。   3 is an enlarged cross-sectional view of the blocking member shown in FIG. In FIG. 3, as an example, a state in which the first gas supply pipe 34a among the plurality of gas supply pipes 34 is connected to the first buffer chamber 37a via the blocking member 36a is shown. As shown in FIG. 3, the blocking member 36a is formed in a cylindrical shape. The in-cylinder space of the first gas supply pipe 34a communicates with the in-cylinder space of the blocking member 36a. The blocking member 36a is formed in a cylindrical shape from a material having a higher resistance than the first gas supply pipe 34a. As a result, the blocking member 36a introduces the first type of processing gas into the first gas supply pipe 34a, while the high frequency power supplied to the first gas supply pipe 34a is directed to the first buffer chamber 37a. Propagation to can be prevented.

なお、ガス供給管34と遮断部材36aとの接合は、ロー付けや溶接の他にシール材を挟んだ螺子嵌合などガスが漏れない接合で有れば何でも良い。   Note that the gas supply pipe 34 and the blocking member 36a may be joined to each other as long as the gas supply pipe 34 and the blocking member 36a are joined so as not to leak gas, such as screw fitting with a sealing material sandwiched in addition to brazing or welding.

図1を再び参照する。ガス導入部材36の外周面には、円筒状の冷却ジャケット42が設けられる。冷却ジャケット42は、内部に冷媒が通流可能な流路42aが形成されており、冷媒の通流によりガス導入部材36を冷却する。冷却ジャケット42は、導電性を有する。冷却ジャケット42の側壁の下端部は、例えば、Oリングを介してグランド板32の上面に取り付けられる。冷却ジャケット42の側壁の上端部は、開口を形成しており、冷却ジャケット42の側壁の上端部の開口は、天板44によって閉じられる。天板44は、例えば、Oリングを介して、冷却ジャケット42の側壁の上端部に取り付けられる。   Please refer to FIG. 1 again. A cylindrical cooling jacket 42 is provided on the outer peripheral surface of the gas introduction member 36. The cooling jacket 42 has a flow passage 42a through which a refrigerant can flow, and cools the gas introduction member 36 by the flow of the refrigerant. The cooling jacket 42 has conductivity. The lower end portion of the side wall of the cooling jacket 42 is attached to the upper surface of the ground plate 32 via an O-ring, for example. The upper end portion of the side wall of the cooling jacket 42 forms an opening, and the opening at the upper end portion of the side wall of the cooling jacket 42 is closed by the top plate 44. The top plate 44 is attached to the upper end portion of the side wall of the cooling jacket 42 via, for example, an O-ring.

給電部材38は、複数のガス供給管34に設けられている。具体的には、給電部材38は、絶縁体33と、ガス導入部材36との間に介挿されるシート状の部材であり、複数のガス供給管34が給電部材38を貫通した状態で、複数のガス供給管34に装着されている。   The power supply member 38 is provided in the plurality of gas supply pipes 34. Specifically, the power supply member 38 is a sheet-like member interposed between the insulator 33 and the gas introduction member 36, and a plurality of gas supply pipes 34 penetrate the power supply member 38 in a plurality of states. The gas supply pipe 34 is attached.

給電部材38は、複数のガス供給管34のうち互いに種別が異なる処理ガスを空間35に供給するガス供給管に処理ガスの種別に応じた異なる高周波電力を供給する。例えば、給電部材38は、第1のガス供給管34aが第1の種別の処理ガスを空間35に供給するので、第1のガス供給管34aに対して、第1の種別の処理ガスに対応する高周波電力P1を供給する。また、例えば、給電部材38は、第2のガス供給管34bが第2の種別の処理ガスを空間35に供給するので、第2のガス供給管34bに対して、第2の種別の処理ガスに対応する高周波電力P2を供給する。また、例えば、給電部材38は、第3のガス供給管34cが第3の種別の処理ガスを空間35に供給するので、第3のガス供給管34cに対して、第3の種別の処理ガスに対応する高周波電力P3を供給する。これにより、給電部材38は、空間35において、ガス供給管から供給される、互いに種別が異なる処理ガスをプラズマ化する。   The power supply member 38 supplies different high-frequency powers corresponding to the types of the processing gases to the gas supply tubes that supply the processing gases of different types to the space 35 among the plurality of gas supply tubes 34. For example, since the first gas supply pipe 34a supplies the first type of processing gas to the space 35, the power supply member 38 corresponds to the first type of processing gas with respect to the first gas supply pipe 34a. The high frequency power P1 to be supplied is supplied. Further, for example, in the power supply member 38, the second gas supply pipe 34 b supplies the second type of processing gas to the space 35, so that the second type of processing gas is supplied to the second gas supply pipe 34 b. The high frequency power P2 corresponding to is supplied. Further, for example, since the third gas supply pipe 34c supplies the third type of processing gas to the space 35, the power supply member 38 has a third type of processing gas with respect to the third gas supply pipe 34c. The high frequency power P3 corresponding to is supplied. As a result, the power supply member 38 converts the processing gases supplied from the gas supply pipes of different types into plasma in the space 35.

また、給電部材38は、複数のガス供給管34のうち種別が同一である処理ガスを空間35に供給するガス供給管に同一の高周波電力を供給する。例えば、給電部材38は、第1のガス供給管34aが第1の種別の処理ガスを空間35に供給するので、全ての第1のガス供給管34aに対して、同一の高周波電力P1を供給する。また、例えば、給電部材38は、第2のガス供給管34bが第2の種別の処理ガスを空間35に供給するので、全ての第2のガス供給管34bに対して、同一の高周波電力P2を供給する。また、例えば、給電部材38は、第3のガス供給管34cが第3の種別の処理ガスを空間35に供給するので、全ての第3のガス供給管34cに対して、同一の高周波電力P3を供給する。これにより、給電部材38は、空間35において、ガス供給管から供給される、種別が同一である処理ガスをプラズマ化する。   The power supply member 38 supplies the same high-frequency power to the gas supply pipe that supplies the processing gas of the same type among the plurality of gas supply pipes 34 to the space 35. For example, since the first gas supply pipe 34a supplies the first type of processing gas to the space 35, the power supply member 38 supplies the same high-frequency power P1 to all the first gas supply pipes 34a. To do. Further, for example, since the second gas supply pipe 34b supplies the second type of processing gas to the space 35, the power supply member 38 has the same high-frequency power P2 for all the second gas supply pipes 34b. Supply. Further, for example, since the third gas supply pipe 34c supplies the third type of processing gas to the space 35, the power supply member 38 has the same high-frequency power P3 for all the third gas supply pipes 34c. Supply. As a result, the power supply member 38 plasmifies the processing gas of the same type supplied from the gas supply pipe in the space 35.

図4は、図1に示した給電部材の分解斜視図である。なお、図4では、説明の便宜を図るため、1つの第1のガス供給管34a及び1つの第2のガス供給管34bのみを示し、他の第1のガス供給管34a、他の第2のガス供給管34b及び第3のガス供給管34cの図示を省略するものとする。   4 is an exploded perspective view of the power supply member shown in FIG. In FIG. 4, for convenience of explanation, only one first gas supply pipe 34a and one second gas supply pipe 34b are shown, and other first gas supply pipes 34a and other second gas supply pipes 34b are shown. The gas supply pipe 34b and the third gas supply pipe 34c are not shown.

図4に示すように、給電部材38は、第1の絶縁層52と、絶縁フィルム54と、絶縁フィルム54を介して第1の絶縁層52に積層された第2の絶縁層56とを有する。   As shown in FIG. 4, the power supply member 38 includes a first insulating layer 52, an insulating film 54, and a second insulating layer 56 laminated on the first insulating layer 52 via the insulating film 54. .

第1の絶縁層52は、絶縁体によりシート状に形成され、第1のガス供給管34a及び第2のガス供給管34bが貫通される貫通孔を有する。第1の絶縁層52の上面52aには、導体パターン62が形成されている。導体パターン62は、例えば、厚さ35μmの銅箔により形成される。導体パターン62の幅は、温度上昇が10℃であるとすると、約1cmであることが好ましい。導体パターン62の一端は、高周波電力P1を出力する高周波電源RF1に接続され、導体パターン62の他端は、第1の種別の処理ガスを供給する第1のガス供給管34aに接続される。導体パターン62は、第1のガス供給管34aに高周波電源RF1からの高周波電力P1を供給する。   The first insulating layer 52 is formed in a sheet shape from an insulator, and has a through hole through which the first gas supply pipe 34a and the second gas supply pipe 34b pass. A conductor pattern 62 is formed on the upper surface 52 a of the first insulating layer 52. The conductor pattern 62 is formed of, for example, a copper foil having a thickness of 35 μm. The width of the conductor pattern 62 is preferably about 1 cm when the temperature rise is 10 ° C. One end of the conductor pattern 62 is connected to a high frequency power supply RF1 that outputs a high frequency power P1, and the other end of the conductor pattern 62 is connected to a first gas supply pipe 34a that supplies a first type of processing gas. The conductor pattern 62 supplies the high frequency power P1 from the high frequency power supply RF1 to the first gas supply pipe 34a.

また、第1の絶縁層52の、導体パターン62が形成される側の上面52aと、第1の絶縁層52の貫通孔を貫通する第2のガス供給管34bとは、互いに直交することが好ましい。これにより、導体パターン62と、第2のガス供給管34bとの間の電磁波の干渉を抑制することができる。   Further, the upper surface 52a of the first insulating layer 52 on the side where the conductor pattern 62 is formed and the second gas supply pipe 34b penetrating the through hole of the first insulating layer 52 may be orthogonal to each other. preferable. Thereby, interference of electromagnetic waves between the conductor pattern 62 and the second gas supply pipe 34b can be suppressed.

また、第1の絶縁層52の、導体パターン62が形成される側の上面52aとは反対側の下面52bには、高周波電力を遮断するシールド層64が形成されている。これにより、導体パターン62を伝播する高周波電力P1に起因して第1の絶縁層52と他の絶縁層との間で発生する容量結合を抑制することができる。   A shield layer 64 that blocks high-frequency power is formed on the lower surface 52b of the first insulating layer 52 opposite to the upper surface 52a on the side where the conductor pattern 62 is formed. Thereby, capacitive coupling generated between the first insulating layer 52 and another insulating layer due to the high-frequency power P1 propagating through the conductor pattern 62 can be suppressed.

絶縁フィルム54は、第1の絶縁層52と、第2の絶縁層56との間に介挿されている。絶縁フィルム54は、絶縁体によりシート状に形成され、第1のガス供給管34a及び第2のガス供給管34bが貫通される貫通孔を有する。絶縁フィルム54によって、第1のシールド層52b、絶縁層52および導体パターン62と、第2のシールド層56b、絶縁層56および導体パターン66とは絶縁されている。   The insulating film 54 is interposed between the first insulating layer 52 and the second insulating layer 56. The insulating film 54 is formed in a sheet shape with an insulator, and has a through hole through which the first gas supply pipe 34a and the second gas supply pipe 34b pass. The first shield layer 52b, the insulating layer 52, and the conductor pattern 62 are insulated from the second shield layer 56b, the insulating layer 56, and the conductor pattern 66 by the insulating film 54.

第2の絶縁層56は、絶縁体によりシート状に形成され、第1のガス供給管34a及び第2のガス供給管34bが貫通される貫通孔を有する。第2の絶縁層56の上面56aには、導体パターン66が形成されている。導体パターン66の一端は、高周波電力P1とは異なる高周波電力P2を出力する高周波電源RF2に接続され、導体パターン66の他端は、第2の種別の処理ガスを供給する第2のガス供給管34bに接続される。導体パターン66は、第2のガス供給管34bに高周波電源RF2からの高周波電力P2を供給する。   The second insulating layer 56 is formed in a sheet shape from an insulator, and has a through hole through which the first gas supply pipe 34a and the second gas supply pipe 34b pass. A conductor pattern 66 is formed on the upper surface 56 a of the second insulating layer 56. One end of the conductor pattern 66 is connected to a high frequency power source RF2 that outputs a high frequency power P2 different from the high frequency power P1, and the other end of the conductor pattern 66 is a second gas supply pipe that supplies a second type of processing gas. 34b. The conductor pattern 66 supplies the high frequency power P2 from the high frequency power supply RF2 to the second gas supply pipe 34b.

また、第2の絶縁層56の、導体パターン66が形成される側の上面56aと、第2の絶縁層56の貫通孔を貫通する第1のガス供給管34aとは、互いに直交することが好ましい。これにより、導体パターン66と、第1のガス供給管34aとの間の電磁波の干渉を抑制することができる。   Further, the upper surface 56a of the second insulating layer 56 on the side where the conductor pattern 66 is formed and the first gas supply pipe 34a penetrating the through hole of the second insulating layer 56 may be orthogonal to each other. preferable. Thereby, interference of electromagnetic waves between the conductor pattern 66 and the first gas supply pipe 34a can be suppressed.

また、第2の絶縁層56の、導体パターン66が形成される側の上面56aとは反対側の下面56bには、高周波電力を遮断するシールド層68が形成されている。これにより、導体パターン66を伝播する高周波電力P2に起因して第2の絶縁層56と他の絶縁層との間で発生する容量結合を抑制することができる。   A shield layer 68 for blocking high-frequency power is formed on the lower surface 56b of the second insulating layer 56 on the side opposite to the upper surface 56a on the side where the conductor pattern 66 is formed. Thereby, the capacitive coupling which generate | occur | produces between the 2nd insulating layer 56 and another insulating layer resulting from the high frequency electric power P2 which propagates the conductor pattern 66 can be suppressed.

なお、図4では図示が省略されているが、導体パターン62は、高周波電源RF1に接続された他端から分岐して、図示されていない他の第1のガス供給管34aにも接続される。そして、導体パターン62は、他の第1のガス供給管34aに高周波電源RF1からの高周波電力P1を供給する。   Although not shown in FIG. 4, the conductor pattern 62 branches from the other end connected to the high frequency power supply RF1 and is also connected to another first gas supply pipe 34a (not shown). . The conductor pattern 62 supplies the high frequency power P1 from the high frequency power supply RF1 to the other first gas supply pipe 34a.

また、図4では図示が省略されているが、導体パターン66は、高周波電源RF2に接続された他端から分岐して、図示されていない他の第2のガス供給管34bにも接続される。そして、導体パターン66は、他の第2のガス供給管34bに高周波電源RF2からの高周波電力P2を供給する。   Although not shown in FIG. 4, the conductor pattern 66 branches from the other end connected to the high frequency power supply RF2, and is also connected to another second gas supply pipe 34b (not shown). . The conductor pattern 66 supplies the high frequency power P2 from the high frequency power supply RF2 to the other second gas supply pipe 34b.

また、図4では図示が省略されているが、給電部材38は、絶縁フィルム54を介して第2の絶縁層56に積層される第3の絶縁層をさらに有する。第3の絶縁層は、第1の絶縁層52及び第2の絶縁層56と同様に、絶縁体によりシート状に形成され、ガス供給管が貫通される貫通孔を有する。第3の絶縁層の上面には、導体パターンが形成されている。導体パターンの一端は、高周波電力P3を出力する高周波電源に接続され、導体パターンの他端は、第3の種別の処理ガスを供給する第3のガス供給管34cに接続される。導体パターンは、第3のガス供給管34cに高周波電源からの高周波電力P3を供給する。   Although not shown in FIG. 4, the power supply member 38 further includes a third insulating layer stacked on the second insulating layer 56 with the insulating film 54 interposed therebetween. Similar to the first insulating layer 52 and the second insulating layer 56, the third insulating layer is formed in a sheet shape from an insulator and has a through hole through which the gas supply pipe passes. A conductor pattern is formed on the upper surface of the third insulating layer. One end of the conductor pattern is connected to a high-frequency power source that outputs high-frequency power P3, and the other end of the conductor pattern is connected to a third gas supply pipe 34c that supplies a third type of processing gas. The conductor pattern supplies high frequency power P3 from a high frequency power source to the third gas supply pipe 34c.

以上、第1の実施形態のプラズマ処理装置1によれば、グランド板32の複数の貫通孔32aに複数のガス供給管34をそれぞれ挿入し、互いに種別が異なる処理ガスを供給するガス供給管に処理ガスの種別に応じた異なる高周波電力を供給する。その結果、第1の実施形態によれば、構造上の制限を受けることなく、処理ガスの種別毎にプラズマ密度の制御を適切に行うことができる。   As described above, according to the plasma processing apparatus 1 of the first embodiment, the plurality of gas supply pipes 34 are respectively inserted into the plurality of through holes 32a of the ground plate 32, and the gas supply pipes that supply different types of processing gases are used. Different high frequency power is supplied according to the type of processing gas. As a result, according to the first embodiment, it is possible to appropriately control the plasma density for each type of processing gas without being restricted in structure.

ここで、処理容器内に取り付けられたグランド板の貫通孔に電極を貫通させ、電極の外周面と、貫通孔の内周面との間に空間を形成し、電極の先端と、処理容器内のサセプタとの間に空間を形成する従来の給電構造が考えられる。従来の給電構造を用いたプラズマ処理装置では、電極の外周面と、貫通孔の内周面との間に形成された空間と、電極の先端と、処理容器内のサセプタとの間に形成された空間とに互いに種別が異なる処理ガスを供給し、各空間において処理ガスのプラズマを生成する。このため、従来の給電構造を用いたプラズマ処理装置では、各空間に供給される処理ガスの種別毎にプラズマ密度を制御する場合に、各空間の距離を処理ガスの種別に応じて予め調整する作業が発生する。したがって、従来の給電構造を用いたプラズマ処理装置では、プラズマ密度の制御が構造上の制限を受ける場合がある。   Here, the electrode is passed through the through hole of the ground plate attached in the processing container, and a space is formed between the outer peripheral surface of the electrode and the inner peripheral surface of the through hole. A conventional power supply structure in which a space is formed between the susceptor and the susceptor can be considered. In a conventional plasma processing apparatus using a power feeding structure, a space formed between the outer peripheral surface of the electrode and the inner peripheral surface of the through hole, the tip of the electrode, and the susceptor in the processing container are formed. Process gases of different types are supplied to each space, and plasma of the process gas is generated in each space. For this reason, in a plasma processing apparatus using a conventional power supply structure, when the plasma density is controlled for each type of processing gas supplied to each space, the distance between the spaces is adjusted in advance according to the type of processing gas. Work occurs. Therefore, in a plasma processing apparatus using a conventional power supply structure, control of plasma density may be subject to structural limitations.

これに対して、第1の実施形態のプラズマ処理装置1では、グランド板32の複数の貫通孔32aに複数のガス供給管34をそれぞれ挿入し、互いに種別が異なる処理ガスを供給するガス供給管に処理ガスの種別に応じた異なる高周波電力を供給する。このため、第1の実施形態によれば、複数のガス供給管34の各々の外周面と、複数の貫通孔32aの各々の内周面との間に形成される空間35において、互いに種別が異なる処理ガスのプラズマを生成することができる。その結果、第1の実施形態によれば、空間35の距離を予め調整する作業を削減することができるので、構造上の制限を受けることなく、処理ガスの種別毎にプラズマ密度の制御を適切に行うことができる。   On the other hand, in the plasma processing apparatus 1 of the first embodiment, a plurality of gas supply pipes 34 are respectively inserted into the plurality of through holes 32a of the ground plate 32, and gas supply pipes for supplying different types of processing gases. Different high-frequency power is supplied depending on the type of processing gas. Therefore, according to the first embodiment, in the space 35 formed between the outer peripheral surfaces of the plurality of gas supply pipes 34 and the inner peripheral surfaces of the plurality of through holes 32a, the types are mutually different. Different process gas plasmas can be generated. As a result, according to the first embodiment, it is possible to reduce the work of adjusting the distance of the space 35 in advance, so that it is possible to appropriately control the plasma density for each type of processing gas without being restricted in structure. Can be done.

また、第1の実施形態のプラズマ処理装置1では、給電部材38は、種別が同一である処理ガスを空間35に供給するガス供給管に同一の高周波電力を供給する。その結果、第1の実施形態によれば、種別が同一である処理ガスが供給される空間35間でプラズマ密度を均一に制御することができる。   In the plasma processing apparatus 1 of the first embodiment, the power supply member 38 supplies the same high frequency power to the gas supply pipe that supplies the processing gas of the same type to the space 35. As a result, according to the first embodiment, the plasma density can be uniformly controlled between the spaces 35 to which the processing gases of the same type are supplied.

また、第1の実施形態のプラズマ処理装置1では、給電部材38は、第1のガス供給管34aに高周波電力P1を供給する導体パターン62が形成された第1の絶縁層52と、第2のガス供給管34bに高周波電力P2を供給する導体パターン66が形成された第2の絶縁層56とを積層することで形成される。その結果、第1の実施形態によれば、処理ガスの種別毎にプラズマ密度の制御を適切に行うとともに、処理ガスの種別に応じた異なる高周波電力どうしの干渉を防ぐことができる。   In the plasma processing apparatus 1 of the first embodiment, the power supply member 38 includes the first insulating layer 52 in which the conductor pattern 62 that supplies the high-frequency power P1 to the first gas supply pipe 34a is formed, and the second The gas supply pipe 34b is formed by laminating a second insulating layer 56 on which a conductor pattern 66 for supplying high-frequency power P2 is formed. As a result, according to the first embodiment, it is possible to appropriately control the plasma density for each type of processing gas, and to prevent interference between different high-frequency powers depending on the type of processing gas.

(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態に係るプラズマ処理装置は、グランド板32の内部の構造を除き、第1の実施形態に係るプラズマ処理装置1と同様の構成を有する。したがって、第2の実施形態では、上記第1の実施形態と共通する構成要素には、同一の参照符号を用いるとともに、その詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. The plasma processing apparatus according to the second embodiment has the same configuration as the plasma processing apparatus 1 according to the first embodiment except for the internal structure of the ground plate 32. Therefore, in the second embodiment, the same reference numerals are used for components common to the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.

上記第1の実施形態に係るプラズマ処理装置1では、処理ガスの種別毎にプラズマ密度が制御されるが、プラズマ中に供給されるガス分子の滞留時間が長いほど、より多くのガス分子が励起されるため、生成されるラジカル種にばらつきが生じる恐れがある。このようなラジカル種のばらつきは、プラズマ密度の分布の均一性を低下させ、結果として、基板Sの面内均一性を低下させる要因となる。   In the plasma processing apparatus 1 according to the first embodiment, the plasma density is controlled for each type of processing gas. However, the longer the residence time of the gas molecules supplied in the plasma, the more gas molecules are excited. Therefore, there is a possibility that the generated radical species may vary. Such variations in radical species reduce the uniformity of the plasma density distribution, and as a result, reduce the in-plane uniformity of the substrate S.

そこで、第2の実施形態に係るプラズマ処理装置では、上記ラジカル種のばらつきの抑制を図る。図5は、第2の実施形態に係るプラズマ処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。   Therefore, in the plasma processing apparatus according to the second embodiment, the variation of the radical species is suppressed. FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing an outline of the configuration of the plasma processing apparatus according to the second embodiment.

図5に示すように、グランド板32の内部には、排気流路32bが形成されている。排気流路32bは、グランド板32の内部において複数の貫通孔32aを避ける形状に形成されている。排気流路32bは、排気管51を介して、処理容器10の外部の排気装置52に接続されている。排気装置52は、真空ポンプを有し、排気流路32b内を所定の真空度まで減圧する。   As shown in FIG. 5, an exhaust passage 32 b is formed inside the ground plate 32. The exhaust passage 32 b is formed in a shape that avoids the plurality of through holes 32 a inside the ground plate 32. The exhaust passage 32 b is connected to an exhaust device 52 outside the processing container 10 via an exhaust pipe 51. The exhaust device 52 includes a vacuum pump, and depressurizes the exhaust passage 32b to a predetermined degree of vacuum.

また、グランド板32の内部には、排気孔32cが形成されている。排気孔32cは、グランド板32と載置台2とで挟まれた空間Gを排気流路32bに連通させる。排気孔32cは、複数のガス供給管34の各々から空間35に供給されて空間Gへ流入する処理ガスを排気流路32bに排気する。   An exhaust hole 32 c is formed in the ground plate 32. The exhaust hole 32c allows the space G sandwiched between the ground plate 32 and the mounting table 2 to communicate with the exhaust flow path 32b. The exhaust hole 32c exhausts the processing gas supplied from each of the plurality of gas supply pipes 34 to the space 35 and flowing into the space G into the exhaust passage 32b.

なお、プロセス開始前および後は大気や残留ガスを高速で排気するために排気管13を通じて処理容器10内が排気される。この場合、プロセス中において、排気管13と排気装置との間に設けられた図に無いバルブは閉じられても良く、若しくは排気孔32cからの排気が主に有効となる程度に排気管13のコンダクタンスが絞られても良い。   Before and after the start of the process, the inside of the processing vessel 10 is exhausted through the exhaust pipe 13 in order to exhaust the atmosphere and residual gas at high speed. In this case, during the process, a valve (not shown) provided between the exhaust pipe 13 and the exhaust device may be closed, or the exhaust pipe 13 is so effective that exhaust from the exhaust hole 32c is mainly effective. Conductance may be reduced.

図6は、図5に示したグランド板の一部を拡大して示す平面図である。図6に示すように、排気孔32cは、グランド板32を複数のガス供給管34の各々の中心軸Aに沿う方向から見た場合に、中心軸Aを中心とした円の円周C上に配置されている。図6の例では、複数の排気孔32cが、円周C上に等間隔で配置されている。   6 is an enlarged plan view showing a part of the ground plate shown in FIG. As shown in FIG. 6, the exhaust hole 32 c is formed on the circumference C of a circle centered on the central axis A when the ground plate 32 is viewed from the direction along the central axis A of each of the plurality of gas supply pipes 34. Is arranged. In the example of FIG. 6, the plurality of exhaust holes 32 c are arranged on the circumference C at equal intervals.

また、排気孔32cは、グランド板32を複数のガス供給管34の各々の中心軸Aに沿う方向から見た場合に、複数のガス供給管34のうち互いに隣り合う3つのガス供給管の各々中心軸Aと、排気孔32cの中心軸との距離が等しくなる位置に配置されている。すなわち、互いに隣り合う3つのガス供給管の各々の中心軸Aと、排気孔32cの中心軸との距離をL1,L2,L3とすると、L1=2=L3が成立する。   Further, the exhaust hole 32c is configured so that each of the three gas supply pipes adjacent to each other among the plurality of gas supply pipes 34 when the ground plate 32 is viewed from the direction along the central axis A of each of the plurality of gas supply pipes 34. The central axis A and the central axis of the exhaust hole 32c are arranged at the same distance. That is, if the distance between the central axis A of each of the three adjacent gas supply pipes and the central axis of the exhaust hole 32c is L1, L2, and L3, L1 = 2 = L3 is established.

以上、第2の実施形態のプラズマ処理装置1によれば、グランド板32は、排気流路32bと、排気孔32cとを有する。排気流路32bは、グランド板32の内部に形成される。排気孔32cは、グランド板32と載置台2とで挟まれた空間Gを排気流路32bに連通させ、空間35に供給されて空間Gへ流入する処理ガスを排気流路32bに排気する。このため、処理ガスが供給される空間35の近傍位置で排気が行われる。これにより、プラズマ中に供給されるガス分子の滞留時間が短縮され、生成されるラジカル種のばらつきが抑制される。したがって、プラズマ密度の分布の均一性が向上する。その結果、基板Sの面内均一性を向上することが可能となる。   As described above, according to the plasma processing apparatus 1 of the second embodiment, the ground plate 32 has the exhaust flow path 32b and the exhaust hole 32c. The exhaust passage 32 b is formed inside the ground plate 32. The exhaust hole 32c allows the space G sandwiched between the ground plate 32 and the mounting table 2 to communicate with the exhaust flow path 32b, and exhausts the processing gas supplied to the space 35 and flowing into the space G into the exhaust flow path 32b. For this reason, exhaust is performed in the vicinity of the space 35 to which the processing gas is supplied. Thereby, the residence time of the gas molecule supplied in plasma is shortened, and the dispersion | variation in the radical species produced | generated is suppressed. Therefore, the uniformity of the plasma density distribution is improved. As a result, the in-plane uniformity of the substrate S can be improved.

なお、上記第1及び第2の実施形態では、給電部材38が、互いに種別が異なる処理ガスを空間35に供給するガス供給管に対して、処理ガスの種別に応じて大きさが異なる高周波電力を供給する例を示したが、開示技術はこれには限定されない。例えば、給電部材38は、互いに種別が異なる処理ガスを空間35に供給するガス供給管に対して、処理ガスの種別に応じて周波数が異なる高周波電力を供給するようにしてもよい。これにより、処理ガスの種別毎にプラズマ密度の制御をより適切に行うことができる。   In the first and second embodiments, the power supply member 38 has a high-frequency power having a different size depending on the type of the processing gas with respect to the gas supply pipe that supplies the processing gas having a different type to the space 35. However, the disclosed technology is not limited to this. For example, the power supply member 38 may supply high-frequency power having a different frequency according to the type of the processing gas to the gas supply pipe that supplies the processing gas having a different type to the space 35. As a result, the plasma density can be controlled more appropriately for each type of processing gas.

1 プラズマ処理装置
2 載置台
10 処理容器
32 グランド板
32a 貫通孔
33 絶縁体
34 ガス供給管
34a 第1のガス供給管
34b 第2のガス供給管
34c 第3のガス供給管
35 空間
36 ガス導入部材
36a 遮断部材
37 バッファ室
37a 第1のバッファ室
37b 第2のバッファ室
37c 第3のバッファ室
38 給電部材
52 第1の絶縁層
54 絶縁フィルム
56 第2の絶縁層
62、66 導体パターン
64、68 シールド層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plasma processing apparatus 2 Mounting base 10 Processing container 32 Ground plate 32a Through-hole 33 Insulator 34 Gas supply pipe 34a First gas supply pipe 34b Second gas supply pipe 34c Third gas supply pipe 35 Space 36 Gas introduction member 36a Block member 37 Buffer chamber 37a First buffer chamber 37b Second buffer chamber 37c Third buffer chamber 38 Power supply member 52 First insulating layer 54 Insulating film 56 Second insulating layers 62 and 66 Conductive patterns 64 and 68 Shield layer

Claims (11)

処理容器と、
前記処理容器の内部に設けられ、基板が載置される載置台と、
前記載置台と対向するように前記処理容器に取り付けられ、複数の貫通孔が形成されたグランド板と、
前記グランド板の前記複数の貫通孔にそれぞれ挿入される複数のガス供給管であって、当該複数のガス供給管の各々の外周面と、前記複数の貫通孔の各々の内周面との間に形成される空間に処理ガスを供給する複数のガス供給管と、
前記複数のガス供給管に設けられ、前記複数のガス供給管のうち互いに種別が異なる処理ガスを前記空間に供給するガス供給管に対して、前記処理ガスの種別に応じて周波数が異なる高周波電力を供給することによって、前記空間において前記処理ガスをプラズマ化する給電部材と
を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
A processing vessel;
A mounting table provided inside the processing container and on which a substrate is mounted;
A ground plate that is attached to the processing container so as to face the mounting table, and has a plurality of through holes,
A plurality of gas supply pipes respectively inserted into the plurality of through-holes of the ground plate, each being between an outer peripheral surface of each of the plurality of gas supply pipes and an inner peripheral surface of each of the plurality of through-holes; A plurality of gas supply pipes for supplying a processing gas to the space formed in
Wherein provided in a plurality of gas supply pipes, for the mutually type is different from the processing gas out of the plurality of gas supply pipes to a gas supply pipe for supplying to said space, RF power having different frequencies according to the type of the process gas A plasma processing apparatus comprising: a power supply member that converts the processing gas into plasma in the space by supplying
前記給電部材は、さらに、
前記複数のガス供給管のうち種別が同一である処理ガスを前記空間に供給するガス供給管に同一の高周波電力を供給す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。
The power supply member further includes
The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the same high frequency power is supplied to a gas supply pipe that supplies the processing gas of the same type among the plurality of gas supply pipes to the space.
前記給電部材は、
互いに積層された複数の絶縁層であって、前記複数のガス供給管のうち互いに種別が異なる処理ガスを前記空間に供給するガス供給管に前記処理ガスの種別に応じた異なる高周波電力を供給する導体パターンがそれぞれ形成された複数の絶縁層を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のプラズマ処理装置。
The power supply member is
A plurality of insulating layers stacked on each other, wherein different high-frequency electric power corresponding to the type of the processing gas is supplied to a gas supply pipe that supplies a processing gas having a different type to the space among the plurality of gas supply pipes The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising a plurality of insulating layers each having a conductor pattern formed thereon.
前記給電部材は、
前記複数の絶縁層の間に介挿される絶縁フィルムをさらに有す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。
The power supply member is
The plasma processing apparatus according to claim 3, further comprising an insulating film interposed between the plurality of insulating layers.
前記複数の絶縁層の各々の、前記導体パターンが形成される側の面とは反対側の面に、高周波電力を遮断するシールド層が形成されることを特徴とする請求項3又は4に記載のプラズマ処理装置。   5. The shield layer for blocking high-frequency power is formed on a surface of each of the plurality of insulating layers opposite to a surface on which the conductor pattern is formed. 6. Plasma processing equipment. 前記複数のガス供給管の各々の入口へ処理ガスを導入するためのバッファ室が内部に形成されたガス導入部材をさらに備え、
前記バッファ室には、高周波電力を遮断する遮断部材を介して、前記複数のガス供給管の各々の入口が接続されることを特徴とする請求項1〜のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
A gas introduction member having a buffer chamber formed therein for introducing a processing gas into each of the gas supply pipes;
In the buffer chamber via a shut-off member for blocking a high-frequency power, plasma of any one of claims 1 to 5 in which the inlet of each of the plurality of gas supply pipe, characterized in that it is connected Processing equipment.
前記遮断部材は、前記複数のガス供給管の各々よりも抵抗が高い材料により形成されることを特徴とする請求項に記載のプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to claim 6 , wherein the blocking member is made of a material having higher resistance than each of the plurality of gas supply pipes. 前記ガス導入部材の外周面に設けられ、内部に冷媒を通流させるための流路を有する冷却ジャケットをさらに備える
ことを特徴とする請求項6又は7に記載のプラズマ処理装置。
The plasma processing apparatus according to claim 6 , further comprising a cooling jacket provided on an outer peripheral surface of the gas introduction member and having a flow path for allowing a refrigerant to flow inside.
処理容器と、
前記処理容器の内部に設けられ、基板が載置される載置台と、
前記載置台と対向するように前記処理容器に取り付けられ、複数の貫通孔が形成されたグランド板と、
前記グランド板の前記複数の貫通孔にそれぞれ挿入される複数のガス供給管であって、当該複数のガス供給管の各々の外周面と、前記複数の貫通孔の各々の内周面との間に形成される空間に処理ガスを供給する複数のガス供給管と、
前記複数のガス供給管に設けられ、前記複数のガス供給管のうち互いに種別が異なる処理ガスを前記空間に供給するガス供給管に対して、前記処理ガスの種別に応じて周波数が異なる高周波電力を供給することによって、前記空間において前記処理ガスをプラズマ化する給電部材と
を備え、
前記グランド板は、
前記グランド板の内部に形成された排気流路と、
前記グランド板と前記載置台とで挟まれた他の空間を前記排気流路に連通させ、前記空間に供給されて前記他の空間へ流入する前記処理ガスを前記排気流路に排気する排気孔とを有することを特徴とするプラズマ処理装置。
A processing vessel;
A mounting table provided inside the processing container and on which a substrate is mounted;
A ground plate that is attached to the processing container so as to face the mounting table, and has a plurality of through holes,
A plurality of gas supply pipes respectively inserted into the plurality of through-holes of the ground plate, each being between an outer peripheral surface of each of the plurality of gas supply pipes and an inner peripheral surface of each of the plurality of through-holes; A plurality of gas supply pipes for supplying a processing gas to the space formed in
Wherein provided in a plurality of gas supply pipes, for the mutually type is different from the processing gas out of the plurality of gas supply pipes to a gas supply pipe for supplying to said space, RF power having different frequencies according to the type of the process gas A power supply member that converts the processing gas into plasma in the space by supplying
The ground plate is
An exhaust passage formed inside the ground plate;
An exhaust hole for communicating another space sandwiched between the ground plate and the mounting table to the exhaust passage and exhausting the processing gas supplied to the space and flowing into the other space into the exhaust passage. And a plasma processing apparatus.
前記排気孔は、
前記グランド板を前記複数のガス供給管の各々の中心軸に沿う方向から見た場合に、前記中心軸を中心とした円の円周上に配置されることを特徴とする請求項に記載のプラズマ処理装置。
The exhaust hole is
According to claim 9, characterized in the ground plate when viewed from a direction along the central axis of each of the plurality of gas supply pipes, to be arranged on the circumference of a circle around the central axis Plasma processing equipment.
前記排気孔は、
前記グランド板を前記複数のガス供給管の各々の中心軸に沿う方向から見た場合に、前記複数のガス供給管のうち互いに隣り合う3つのガス供給管の各々の前記中心軸と、前記排気孔の中心軸との距離が等しくなる位置に配置されることを特徴とする請求項9又は10に記載のプラズマ処理装置。
The exhaust hole is
When the ground plate is viewed from the direction along the central axis of each of the plurality of gas supply pipes, the central axis of each of the three gas supply pipes adjacent to each other among the plurality of gas supply pipes, and the exhaust The plasma processing apparatus according to claim 9 , wherein the plasma processing apparatus is disposed at a position where the distance from the central axis of the hole is equal.
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