JP7597464B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7597464B2 JP7597464B2 JP2021020071A JP2021020071A JP7597464B2 JP 7597464 B2 JP7597464 B2 JP 7597464B2 JP 2021020071 A JP2021020071 A JP 2021020071A JP 2021020071 A JP2021020071 A JP 2021020071A JP 7597464 B2 JP7597464 B2 JP 7597464B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductive member
- plasma processing
- electrode
- conductive
- power source
- 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.)
- Active
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims description 80
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 31
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 24
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 8
- 229910001285 shape-memory alloy Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 39
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 6
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- KHYBPSFKEHXSLX-UHFFFAOYSA-N iminotitanium Chemical compound [Ti]=N KHYBPSFKEHXSLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910001000 nickel titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005513 bias potential Methods 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32532—Electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32532—Electrodes
- H01J37/3255—Material
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D3/00—Control of position or direction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32458—Vessel
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32458—Vessel
- H01J37/32522—Temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32532—Electrodes
- H01J37/32568—Relative arrangement or disposition of electrodes; moving means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32532—Electrodes
- H01J37/32577—Electrical connecting means
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B1/00—Details of electric heating devices
- H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
- H05B1/0227—Applications
- H05B1/023—Industrial applications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
- H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
- H01J2237/334—Etching
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
本開示は、プラズマ処理装置に関する。
上部電極に電圧又は電流を印加するプラズマ処理装置が知られている。
特許文献１には、導電性材料からなる電極支持体とシリコンやＳｉＣで構成される電極板とを有し、絶縁性の遮蔽部材を介して処理容器の上部に支持される上部電極を備える、プラズマ処理装置が開示されている。
ところで、特許文献１に開示されている電極支持体のような導電性部材に電圧又は電流を印加するプラズマ処理装置において、電圧又は電流を印加する際の導電性部材が接地電圧から浮いている状態（Ｆｌｏａｔ状態）と、導電性部材が接地電圧となる状態（ＧＮＤ状態）と、を切り替える場合、導電性部材の構成の交換が求められていた。
一の側面では、本開示は、電源から電圧又は電流が印加される導電性部材の電位状態を切り替え可能なプラズマ処理装置を提供する。
上記課題を解決するために、一の態様によれば、処理容器と、前記処理容器内に配置される第１の導電性部材と、前記第１の導電性部材の第１の面と対向する第２の面を有する第２の導電性部材と、前記第１の導電性部材及び前記第２の導電性部材の少なくとも一方に配置され、温度変化により形状が変化する第３の部材と、前記第３の部材に前記温度変化を与える制御機構と、を備え、前記第３の部材の形状が変化することで、前記第１の導電性部材と前記第２の導電性部材との導通又は非導通を切り替える、プラズマ処理装置が提供される。
一の側面によれば、電源から電圧又は電流が印加される導電性部材の電位状態を切り替え可能なプラズマ処理装置を提供することができる。
以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
以下に、プラズマ処理システムの構成例について説明する。図１は、一実施形態に係るプラズマ処理システムの構成例を示す図である。
プラズマ処理システムは、容量結合プラズマ処理装置１及び制御部２を含む。容量結合プラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、ガス供給部２０、電源３０及び排気システム４０を含む。また、プラズマ処理装置１は、基板支持部１１及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ１０内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド１３（上部電極ともいう。）を含む。基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０内に配置される。シャワーヘッド１３は、基板支持部１１の上方に配置される。一実施形態において、シャワーヘッド１３は、プラズマ処理チャンバ１０の天部（ｃｅｉｌｉｎｇ）の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ１０は、シャワーヘッド１３、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０ａ及び基板支持部１１により規定されたプラズマ処理空間１０ｓを有する。プラズマ処理チャンバ１０は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓに供給するための少なくとも１つのガス供給口と、プラズマ処理空間１０ｓからガスを排出するための少なくとも１つのガス排出口１０ｅとを有する。側壁１０ａは接地される。シャワーヘッド１３及び基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０筐体とは電気的に絶縁される。
基板支持部１１は、本体部１１１及びリングアセンブリ１１２を含む。本体部１１１は、基板（ウェハ）Ｗを支持するための中央領域（基板支持面）１１１ａと、リングアセンブリ１１２を支持するための環状領域（リング支持面）１１１ｂとを有する。本体部１１１の環状領域１１１ｂは、平面視で本体部１１１の中央領域１１１ａを囲んでいる。基板Ｗは、本体部１１１の中央領域１１１ａ上に配置され、リングアセンブリ１１２は、本体部１１１の中央領域１１１ａ上の基板Ｗを囲むように本体部１１１の環状領域１１１ｂ上に配置される。一実施形態において、本体部１１１は、基台及び静電チャックを含む。基台は、導電性部材を含む。基台の導電性部材は下部電極として機能する。静電チャックは、基台の上に配置される。静電チャックの上面は、基板支持面１１１ａを有する。リングアセンブリ１１２は、１又は複数の環状部材を含む。１又は複数の環状部材のうち少なくとも１つはエッジリングである。また、図示は省略するが、基板支持部１１は、静電チャック、リングアセンブリ１１２及び基板Ｗのうち少なくとも１つをターゲット温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでもよい。温調モジュールは、ヒータ、伝熱媒体、流路、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路には、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。また、基板支持部１１は、基板Ｗの裏面と基板支持面１１１ａとの間に伝熱ガスを供給するように構成された伝熱ガス供給部を含んでもよい。
シャワーヘッド１３は、ガス供給部２０からの少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓ内に導入するように構成される。シャワーヘッド１３は、少なくとも１つのガス供給口１３ａ、少なくとも１つのガス拡散室１３ｂ、及び複数のガス導入口１３ｃを有する。ガス供給口１３ａに供給された処理ガスは、ガス拡散室１３ｂを通過して複数のガス導入口１３ｃからプラズマ処理空間１０ｓ内に導入される。また、シャワーヘッド１３は、導電性部材を含む。シャワーヘッド１３の導電性部材は上部電極として機能する。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド１３に加えて、側壁１０ａに形成された１又は複数の開口部に取り付けられる１又は複数のサイドガス注入部（ＳＧＩ：Ｓｉｄｅ Ｇａｓ Ｉｎｊｅｃｔｏｒ）を含んでもよい。
ガス供給部２０は、少なくとも１つのガスソース２１及び少なくとも１つの流量制御器２２を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース２１からそれぞれに対応の流量制御器２２を介してシャワーヘッド１３に供給するように構成される。各流量制御器２２は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する１又はそれ以上の流量変調デバイスを含んでもよい。
電源３０は、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ１０に結合されるＲＦ電源３１を含む。ＲＦ電源３１は、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のような少なくとも１つのＲＦ信号（ＲＦ電力）を、基板支持部１１の導電性部材及び／又はシャワーヘッド１３の導電性部材に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間１０ｓに供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、ＲＦ電源３１は、プラズマ処理チャンバ１０において１又はそれ以上の処理ガスからプラズマを生成するように構成されるプラズマ生成部の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスＲＦ信号を基板支持部１１の導電性部材に供給することにより、基板Ｗにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Ｗに引き込むことができる。
一実施形態において、ＲＦ電源３１は、第１のＲＦ生成部３１ａ及び第２のＲＦ生成部３１ｂを含む。第１のＲＦ生成部３１ａは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して基板支持部１１の導電性部材及び／又はシャワーヘッド１３の導電性部材に結合され、プラズマ生成用のソースＲＦ信号（ソースＲＦ電力）を生成するように構成される。一実施形態において、ソースＲＦ信号は、１３ＭＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第１のＲＦ生成部３１ａは、異なる周波数を有する複数のソースＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のソースＲＦ信号は、基板支持部１１の導電性部材及び／又はシャワーヘッド１３の導電性部材に供給される。第２のＲＦ生成部３１ｂは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して基板支持部１１の導電性部材に結合され、バイアスＲＦ信号（バイアスＲＦ電力）を生成するように構成される。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、ソースＲＦ信号よりも低い周波数を有する。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、４００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第２のＲＦ生成部３１ｂは、異なる周波数を有する複数のバイアスＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のバイアスＲＦ信号は、基板支持部１１の導電性部材に供給される。また、種々の実施形態において、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。
また、電源３０は、プラズマ処理チャンバ１０に結合されるＤＣ電源３２を含んでもよい。ＤＣ電源３２は、第１のＤＣ生成部３２ａ及び第２のＤＣ生成部３２ｂを含む。一実施形態において、第１のＤＣ生成部３２ａは、基板支持部１１の導電性部材に接続され、第１のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第１のバイアスＤＣ信号は、基板支持部１１の導電性部材に印加される。一実施形態において、第１のＤＣ信号が、静電チャック内の電極のような他の電極に印加されてもよい。一実施形態において、第２のＤＣ生成部３２ｂは、シャワーヘッド１３の導電性部材に接続され、第２のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第２のＤＣ信号は、シャワーヘッド１３の導電性部材に印加される。種々の実施形態において、第１及び第２のＤＣ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。なお、第１及び第２のＤＣ生成部３２ａ，３２ｂは、ＲＦ電源３１に加えて設けられてもよく、第１のＤＣ生成部３２ａが第２のＲＦ生成部３１ｂに代えて設けられてもよい。
排気システム４０は、例えばプラズマ処理チャンバ１０の底部に設けられたガス排出口１０ｅに接続され得る。排気システム４０は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間１０ｓ内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。また、プラズマ処理装置１は、バッフル板１４を有している。バッフル板１４は、側壁１０ａと基板支持部１１の間に設けられ、プラズマ処理空間１０ｓからガス排出口１０ｅへのガスの流れを調整する。
制御部２は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置１に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御部２は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置１の各要素を制御するように構成され得る。一実施形態において、制御部２の一部又は全てがプラズマ処理装置１に含まれてもよい。制御部２は、例えばコンピュータ２ａを含んでもよい。コンピュータ２ａは、例えば、処理部（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２ａ１、記憶部２ａ２、及び通信インターフェース２ａ３を含んでもよい。処理部２ａ１は、記憶部２ａ２に格納されたプログラムに基づいて種々の制御動作を行うように構成され得る。記憶部２ａ２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース２ａ３は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信回線を介してプラズマ処理装置１との間で通信してもよい。
次に、プラズマ処理装置１の上部電極（シャワーヘッド１３）の一例について、図２及び図３を用いて更に説明する。図２は、ＤＣ非印加時の第１実施形態の上部電極の一例である。図３は、ＤＣ印加時の第１実施形態の上部電極の一例である。なお、図３において、印加される電圧又は電流を破線で模式的に示す。
プラズマ処理装置１は、電極プレート１１０と、電極支持体（第１の導電性部材）１２０と、コンタクタ１３０と、通電アクチュエータ（第３の部材）１４０と、インシュレータ１５０と、環状部材（第２の導電性部材）１６０と、上蓋部材１７０と、を有する。また、電極プレート１１０及び電極支持体１２０は、上部電極を構成する。
電極プレート１１０は、下部電極として機能する基板支持部１１との対向面を構成する。また、電極プレート１１０には、ガス導入口１３ｃ（図１参照）が形成される。電極プレート１１０は、例えばシリコン、ＳｉＣ等で構成される。
電極支持体１２０は、電極プレート１１０を着脱自在に支持する。また、電極支持体１２０には、ガス拡散室１３ｂ（図１参照）が形成される。電極支持体１２０は、導電性材料、例えばアルミニウム等で構成される。電極プレート１１０は、電極支持体１２０の下面側に配置される。また、電極支持体１２０は、上側が電極プレート１１０よりも拡径しており、環状部材１６０と対向する面（第１の面）１２１を有している。
電極支持体１２０の上面側には、導電性材料で構成されるコンタクタ１３０が設けられている。コンタクタ１３０は、給電棒１３１の一端が接続される。給電棒１３１の他端は、電源３０（ＤＣ電源３２、第２のＤＣ生成部３２ｂ）と接続される。これにより、電源３０は、給電棒１３１及びコンタクタ１３０を介して、電極支持体１２０及び電極プレート１１０に電圧又は電流（第２のＤＣ信号）を印加する。
インシュレータ１５０は、非導電性材料、例えばアルミナ等で構成される。インシュレータ１５０は、円環状の部材であり、電極支持体１２０と環状部材１６０との間に配置される。
環状部材１６０は、導電性材料、例えばアルミニウム等で構成される。環状部材１６０は、略筒状の部材であり、インシュレータ１５０を介して電極支持体１２０を支持する。また、環状部材１６０は、電極支持体１２０の面１２１と対向する面（第２の面）１６１を有している。
上蓋部材１７０は、導電性材料、例えばアルミニウム等で構成される。上蓋部材１７０は、環状部材１６０と導通するように接続される。また、環状部材１６０及び上蓋部材１７０は、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０ａと導通され、電位的に接地されている。
通電アクチュエータ１４０は、温度変化を与えることにより形状が変化する形状記憶合金（Shape Memory Alloy：SMA）で構成される部材である。通電アクチュエータ１４０は、例えばＮｉ－Ｔｉ合金で構成される軸形状の部材であり、電極支持体１２０及び電極プレート１１０に電圧又は電流を印加することにより通電アクチュエータ１４０Ｂに温度変化を与えると軸方向の長さが縮小する。
通電アクチュエータ１４０の一端は、電極支持体１２０の面１２１に固定されている。
図２に示すように、電源３０から電極支持体１２０及び電極プレート１１０に電圧又は電流を印加していない状態において、通電アクチュエータ１４０の他端は、環状部材１６０の面１６１と接触している。これにより、電極支持体１２０と環状部材１６０とは、通電アクチュエータ１４０を介して導通する。即ち、電極支持体１２０及び電極プレート１１０の電位は、ＧＮＤ状態となる。換言すれば、電極支持体１２０と環状部材１６０とは、同電位となる。
一方、図３に示すように、電源３０から電極支持体１２０及び電極プレート１１０に電圧又は電流を印加することにより温度変化を与えると、通電アクチュエータ１４０は軸方向の長さが縮小し、通電アクチュエータ１４０の他端は、環状部材１６０の面１６１から離れる。これにより、電極支持体１２０と環状部材１６０との導通が解除される。即ち、電極支持体１２０及び電極プレート１１０の電位は、Ｆｌｏａｔ状態となる。換言すれば、電極支持体１２０と環状部材１６０とは、異なる電位となる。なお、電源３０から上部電極支持体１２０及び電極プレート１１０に電圧又は電流を印加することにより、通電アクチュエータ１４０を介して電極支持体１２０から環状部材１６０に流れる電流によって、通電アクチュエータ１４０が発熱（温度変化）し、通電アクチュエータ１４０は軸方向の長さが縮小し、電極支持体１２０と環状部材１６０との導通が解除される。また、上部電極（電極支持体１２０及び電極プレート１１０）と下部電極（基板支持部１１）との間のプラズマ処理空間１０ｓにプラズマが生じ、プラズマの熱によって通電アクチュエータ１４０は加熱（温度変化）され、電極支持体１２０と環状部材１６０との導通が解除された状態が維持される。
このように、第１実施形態に係る上部電極によれば、電源３０から電極支持体１２０及び電極プレート１１０へ電圧又は電流（第２のＤＣ信号）を印加することにより、電極支持体１２０及び電極プレート１１０のＧＮＤ状態とＦｌｏａｔ状態を切り替えることができる。換言すれば、電極支持体１２０と環状部材１６０との導通又は非導通を切り替えることができる。即ち、電源３０は、通電アクチュエータ１４０に温度変化を与えることで、電極支持体１２０と環状部材１６０との導通又は非導通を切り替える制御機構を構成する。
また、プラズマ処理装置１に備わっている直流電源（電源３０、ＤＣ電源３２、第２のＤＣ生成部３２ｂ）からの電圧又は電流の印加によって、電極支持体１２０と環状部材１６０との導通又は非導通を切り替えることができるので、通電アクチュエータ１４０に導通又は非導通の切り替えのための電源を別途用意する必要が無い。また、通電アクチュエータ１４０は、導通又は非導通の切り替えに機械的な駆動を不要とすることができるので、静音かつ簡易な構造とすることができる。ただし、通電アクチュエータ１４０に温度変化を与えるための別電源（制御機構）を設けてもよい。
なお、通電アクチュエータ１４０は、電極支持体１２０と環状部材１６０との導通を切り替えるものとして説明したが、これに限られるものではない。
次に、プラズマ処理装置１の上部電極（シャワーヘッド１３）の他の一例について、図４及び図５を用いて更に説明する。図４は、ＤＣ非印加時の第２実施形態の上部電極の一例である。図５は、ＤＣ印加時の第２実施形態の上部電極の一例である。
プラズマ処理装置１は、電極プレート１１０と、電極支持体（第１の導電性部材）１２０と、コンタクタ１３０と、通電アクチュエータ（第３の部材）１４０Ａと、インシュレータ１５０（図４，５において図示せず）と、環状部材１６０（図４，５において図示せず）と、上蓋部材（第２の導電性部材）１７０と、を有する。また、電極プレート１１０及び電極支持体１２０は、上部電極を構成する。
電極支持体１２０は、上蓋部材（第２の導電性部材）１７０と対向する面（第１の面）１２１Ａを有している。また、上蓋部材１７０は、電極支持体１２０の面１２１Ａと対向する面（第２の面）１７１Ａを有している。
通電アクチュエータ１４０Ａは、温度変化を与えることにより形状が変化する形状記憶合金（Shape Memory Alloy：SMA）で構成される部材である。通電アクチュエータ１４０Ａは、例えばＮｉ－Ｔｉ合金で構成される軸形状の部材であり、電極支持体１２０及び電極プレート１１０に電圧又は電流を印加することにより通電アクチュエータ１４０Ａに温度変化を与えると軸方向の長さが縮小する。
通電アクチュエータ１４０Ａの一端は、電極支持体１２０の面１２１に固定されている。通電アクチュエータ１４０Ａの他端は、当接部材１４１Ａと接続されている。当接部材１４１Ａは、導電性材料、例えばアルミニウム等で構成される。
図４に示すように、電源３０から電極支持体１２０及び電極プレート１１０に電圧又は電流を印加していない状態において、通電アクチュエータ１４０Ａの他端に設けられた当接部材１４１Ａは、上蓋部材１７０の面１７１Ａと接触している。これにより、電極支持体１２０と上蓋部材１７０とは、通電アクチュエータ１４０Ａ及び当接部材１４１Ａを介して導通する。即ち、電極支持体１２０及び電極プレート１１０の電位は、ＧＮＤ状態となる。換言すれば、電極支持体１２０と上蓋部材１７０とは、同電位となる。
一方、図５に示すように、電源３０から電極支持体１２０及び電極プレート１１０に電圧又は電流を印加することにより温度変化を与えると、通電アクチュエータ１４０Ａは軸方向の長さが縮小し、通電アクチュエータ１４０Ａの他端に設けられた当接部材１４１Ａは、上蓋部材１７０の面１７１Ａから離れる。これにより、電極支持体１２０と上蓋部材１７０との導通が解除される。即ち、電極支持体１２０及び電極プレート１１０の電位は、Ｆｌｏａｔ状態となる。換言すれば、電極支持体１２０と上蓋部材１７０とは、異なる電位となる。
次に、プラズマ処理装置１の上部電極（シャワーヘッド１３）の更に他の一例について、図６を用いて更に説明する。図６は、ＤＣ非印加時の第３実施形態の上部電極の一例である。
プラズマ処理装置１は、電極プレート１１０と、電極支持体１２０と、コンタクタ（第１の導電性部材）１３０Ｂと、通電アクチュエータ（第３の部材）１４０Ｂと、インシュレータ１５０（図６において図示せず）と、環状部材１６０（図６において図示せず）と、上蓋部材（第２の導電性部材）１７０と、を有する。また、電極プレート１１０及び電極支持体１２０は、上部電極を構成する。
コンタクタ１３０Ｂは、上蓋部材（第２の導電性部材）１７０と対向する面（第１の面）１３１Ｂを有している。また、上蓋部材１７０は、コンタクタ１３０Ｂの面１３１Ｂと対向する面（第２の面）１７１Ｂを有している。
通電アクチュエータ１４０Ｂは、温度変化を与えることにより形状が変化する形状記憶合金（Shape Memory Alloy：SMA）で構成される部材である。通電アクチュエータ１４０Ｂは、例えばＮｉ－Ｔｉ合金で構成される円筒形状の部材であり、電極支持体１２０及び電極プレート１１０に電圧又は電流を印加することにより通電アクチュエータ１４０Ｂに温度変化を与えると軸方向の長さが縮小する。コンタクタ１３０Ｂは、給電棒１３１が挿入される円筒部と、円筒部より拡径して電極支持体１２０と接続するフランジ部と、を有する。円筒形状の通電アクチュエータ１４０Ｂは、コンタクタ１３０Ｂの円筒部に収納される。
通電アクチュエータ１４０Ｂの一端は、コンタクタ１３０Ｂの面１３１Ｂに固定されている。また、上蓋部材１７０の面１７１Ｂには、導電性ガスケット１４１Ｂが設けられている。
図６に示すように、電源３０から電極支持体１２０及び電極プレート１１０に電圧又は電流を印加していない状態において、通電アクチュエータ１４０Ｂの他端は、導電性ガスケット１４１Ｂを介して上蓋部材１７０の面１７１Ｂと接触している。これにより、電極支持体１２０と上蓋部材１７０とは、通電アクチュエータ１４０Ｂ及び導電性ガスケット１４１Ｂを介して導通する。即ち、電極支持体１２０及び電極プレート１１０の電位は、ＧＮＤ状態となる。換言すれば、電極支持体１２０と上蓋部材１７０とは、同電位となる。
一方、電源３０から電極支持体１２０及び電極プレート１１０に電圧又は電流を印加することにより温度変化を与えると、通電アクチュエータ１４０Ｂは軸方向の長さが縮小し、通電アクチュエータ１４０Ｂの他端は、導電性ガスケット１４１Ｂ（上蓋部材１７０の面１７１Ｂ）から離れる。これにより、電極支持体１２０と上蓋部材１７０との導通が解除される。即ち、電極支持体１２０及び電極プレート１１０の電位は、Ｆｌｏａｔ状態となる。換言すれば、電極支持体１２０と上蓋部材１７０とは、異なる電位となる。
このように、第２実施形態に係る上部電極（図４，５参照）及び第３実施形態に係る上部電極（図６参照）によれば、電源３０から電極支持体１２０及び電極プレート１１０へ電圧又は電流（第２のＤＣ信号）を印加することにより、電極支持体１２０及び電極プレート１１０のＧＮＤ状態とＦｌｏａｔ状態を切り替えることができる。換言すれば、電極支持体１２０と上蓋部材１７０との導通又は非導通を切り替えることができる。即ち、電源３０は、通電アクチュエータ１４０Ａ，１４０Ｂに温度変化を与えることで、電極支持体１２０と上蓋部材１７０との導通又は非導通を切り替える制御機構を構成する。
また、プラズマ処理装置１に備わっている直流電源（電源３０、ＤＣ電源３２、第２のＤＣ生成部３２ｂ）からの電圧又は電流の印加によって、電極支持体１２０と上蓋部材１７０との導通又は非導通を切り替えることができるので、通電アクチュエータ１４０に導通又は非導通の切り替えのための電源を別途用意する必要が無い。また、通電アクチュエータ１４０は、導通又は非導通の切り替えに機械的な駆動を不要とすることができるので、静音かつ簡易な構造とすることができる。ただし、通電アクチュエータ１４０Ａ，１４０Ｂに温度変化を与えるための別電源（制御機構）を設けてもよい。
以上、プラズマ処理システムの実施形態等について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本開示の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
第２の導電性部材（環状部材１６０，上蓋部材１７０）は、接地されているものとして説明したが、これに限られるものではなく、基準電位であってもよい。
通電アクチュエータ１４０，１４０Ａ，１４０Ｂは、形状記憶合金部材で構成されるものとして説明したが、これに限られるものではない。は、通電アクチュエータ１４０，１４０Ａ，１４０Ｂは、圧電部材、バイメタル部材等であってもよい。
通電アクチュエータ１４０は、電源３０から電圧又は電流を印加される電極支持体１２０と接地された部材（環状部材１６０，上蓋部材１７０）との導通又は非導通を切り替えるものとして説明したが、これに限られるものではない。例えば、プラズマ処理装置１は、側壁１０ａと基板支持部１１の間に設けられ、プラズマ処理空間１０ｓからガス排出口１０ｅへのガスの流れを調整するバッフル板１４を有している。また、バッフル板は、電源（図示せず）から電圧又は電流を印加される。通電アクチュエータは、バッフル板と側壁１０ａとの導通又は非導通を切り替えるように設けられていてもよい。これにより、プラズマの閉じ込め量を制御することができ、エッチング特性を調整することができる。
１ プラズマ処理装置
１０ プラズマ処理チャンバ（処理容器）
１０ａ 側壁（外壁部材）
３０ 電源（制御機構）
１１０ 電極プレート
１２０ 保持プレート（第１の導電性部材）
１３０，１３０Ｂ コンタクタ（第１の導電性部材）
１４０，１４０Ａ，１４０Ｂ 通電アクチュエータ（第３の部材）
１５０ インシュレータ
１６０ 環状部材（第２の導電性部材）
１７０ 上蓋部材（第２の導電性部材）
１２１，１２１Ａ，１３１Ｂ 面（第１の面）
１６１，１７１Ａ，１７１Ｂ 面（第２の面）
１０ プラズマ処理チャンバ（処理容器）
１０ａ 側壁（外壁部材）
３０ 電源（制御機構）
１１０ 電極プレート
１２０ 保持プレート（第１の導電性部材）
１３０，１３０Ｂ コンタクタ（第１の導電性部材）
１４０，１４０Ａ，１４０Ｂ 通電アクチュエータ（第３の部材）
１５０ インシュレータ
１６０ 環状部材（第２の導電性部材）
１７０ 上蓋部材（第２の導電性部材）
１２１，１２１Ａ，１３１Ｂ 面（第１の面）
１６１，１７１Ａ，１７１Ｂ 面（第２の面）
Claims (7)
- 処理容器と、
前記処理容器内に配置される第１の導電性部材と、
前記第１の導電性部材の第１の面と対向する第２の面を有する第２の導電性部材と、
前記第１の導電性部材及び前記第２の導電性部材の少なくとも一方に配置され、温度変化により形状が変化する第３の部材と、
前記第３の部材に前記温度変化を与える制御機構と、を備え、
前記第３の部材の形状が変化することで、前記第１の導電性部材と前記第２の導電性部材との導通又は非導通を切り替える、
プラズマ処理装置。 - 処理容器と、
前記処理容器内に配置される第１の導電性部材と、
前記第１の導電性部材の第１の面と対向する第２の面を有する第２の導電性部材と、
前記第１の導電性部材及び前記第２の導電性部材の少なくとも一方に配置され、温度変化により形状が変化する第３の部材と、
前記第３の部材に電圧又は電流を印加することで前記温度変化を与える電源と、を備え、
前記第１の導電性部材及び前記第２の導電性部材のうち、一方の導電性部材には前記電源から電圧又は電流が印加され、他方の導電性部材は基準電位である、
プラズマ処理装置。 - 前記制御機構は電源であり、前記電源から電圧又は電流を印加することで前記温度変化を与える、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。 - 前記第１の導電性部材及び前記第２の導電性部材のうち、一方の導電性部材には前記電源から電圧又は電流が印加され、他方の導電性部材は基準電位である、
請求項３に記載のプラズマ処理装置。
- 前記電圧又は前記電流は、直流である、
請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。 - 前記第３の部材は、形状記憶合金部材、圧電部材、バイメタル部材のうち、少なくとも１つを含む、
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。 - 前記第１の導電性部材は上部電極であり、前記第２の導電性部材は前記処理容器の外壁部材と導通する部材である、
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021020071A JP7597464B2 (ja) | 2021-02-10 | 2021-02-10 | プラズマ処理装置 |
| TW111103619A TW202238718A (zh) | 2021-02-10 | 2022-01-27 | 電漿處理裝置 |
| CN202210107398.3A CN114914143A (zh) | 2021-02-10 | 2022-01-28 | 等离子体处理装置 |
| KR1020220016169A KR20220115522A (ko) | 2021-02-10 | 2022-02-08 | 플라스마 처리 장치 |
| US17/666,871 US12148598B2 (en) | 2021-02-10 | 2022-02-08 | Plasma processing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021020071A JP7597464B2 (ja) | 2021-02-10 | 2021-02-10 | プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022122683A JP2022122683A (ja) | 2022-08-23 |
| JP7597464B2 true JP7597464B2 (ja) | 2024-12-10 |
Family
ID=82704698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021020071A Active JP7597464B2 (ja) | 2021-02-10 | 2021-02-10 | プラズマ処理装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US12148598B2 (ja) |
| JP (1) | JP7597464B2 (ja) |
| KR (1) | KR20220115522A (ja) |
| CN (1) | CN114914143A (ja) |
| TW (1) | TW202238718A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111048987B (zh) * | 2019-12-31 | 2021-02-12 | 哈尔滨工业大学 | 基于激光管温度多点采集的高频率复现性激光稳频方法与装置 |
| US20250114806A1 (en) * | 2023-10-06 | 2025-04-10 | Applied Materials, Inc. | Smart faceplate/showerhead using shape memory alloy |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008300414A (ja) | 2007-05-29 | 2008-12-11 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 薄膜形成装置および薄膜形成方法 |
| US20130199646A1 (en) | 2012-02-07 | 2013-08-08 | Karlsruher Institut Fuer Technologie | Valve plug |
| JP2019536268A (ja) | 2016-11-09 | 2019-12-12 | ラム リサーチ コーポレーションＬａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | アクティブシャワーヘッド |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3699384A (en) * | 1971-09-07 | 1972-10-17 | Hughes Aircraft Co | Offswitching of liquid metal arc switching device by internal current diversion to an auxiliary electrode |
| JPS61241583A (ja) * | 1985-04-19 | 1986-10-27 | Hitachi Micro Comput Eng Ltd | 流量制御装置 |
| JP3039583B2 (ja) * | 1991-05-30 | 2000-05-08 | 株式会社日立製作所 | バルブ及びそれを用いた半導体製造装置 |
| JPH07201828A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-04 | Tokyo Electron Ltd | シール装置及び処理装置 |
| US6086710A (en) * | 1995-04-07 | 2000-07-11 | Seiko Epson Corporation | Surface treatment apparatus |
| DE19748589C2 (de) * | 1997-11-04 | 1999-12-09 | Marcel Hofsaes | Schalter mit einem temperaturabhängigen Schaltwerk |
| US7951262B2 (en) * | 2004-06-21 | 2011-05-31 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus and method |
| DE102005009057A1 (de) * | 2005-02-28 | 2006-08-31 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH | Starter für Niederdruckentladungslampen |
| JP7345382B2 (ja) | 2018-12-28 | 2023-09-15 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置及び制御方法 |
-
2021
- 2021-02-10 JP JP2021020071A patent/JP7597464B2/ja active Active
-
2022
- 2022-01-27 TW TW111103619A patent/TW202238718A/zh unknown
- 2022-01-28 CN CN202210107398.3A patent/CN114914143A/zh active Pending
- 2022-02-08 US US17/666,871 patent/US12148598B2/en active Active
- 2022-02-08 KR KR1020220016169A patent/KR20220115522A/ko active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008300414A (ja) | 2007-05-29 | 2008-12-11 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 薄膜形成装置および薄膜形成方法 |
| US20130199646A1 (en) | 2012-02-07 | 2013-08-08 | Karlsruher Institut Fuer Technologie | Valve plug |
| JP2019536268A (ja) | 2016-11-09 | 2019-12-12 | ラム リサーチ コーポレーションＬａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | アクティブシャワーヘッド |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US12148598B2 (en) | 2024-11-19 |
| US20220254611A1 (en) | 2022-08-11 |
| JP2022122683A (ja) | 2022-08-23 |
| CN114914143A (zh) | 2022-08-16 |
| TW202238718A (zh) | 2022-10-01 |
| KR20220115522A (ko) | 2022-08-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7632980B2 (ja) | 載置台及びプラズマ処理装置 | |
| JP2023033282A (ja) | 基板支持体及び基板処理装置 | |
| JP7597464B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| KR20210116261A (ko) | 플라즈마 처리 장치 | |
| JP2025157531A (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP7419611B1 (ja) | 伝熱ガスのリーク量低減方法 | |
| JP2021166251A (ja) | 基板処理装置 | |
| WO2023074475A1 (ja) | プラズマ処理装置及び静電チャック | |
| WO2022215633A1 (ja) | 静電チャックおよび基板処理装置 | |
| JP2023004431A (ja) | プラズマ処理装置 | |
| WO2024057973A1 (ja) | 静電チャック及び基板処理装置 | |
| KR20240121307A (ko) | 기판 지지기 및 플라즈마 처리 장치 | |
| JP2023165222A (ja) | 静電チャック、基板支持アセンブリ、及びプラズマ処理装置 | |
| JP7723172B1 (ja) | 静電チャック | |
| US20250357174A1 (en) | Substrate support and method of regenerating substrate support | |
| JP7572126B2 (ja) | プラズマ処理装置用の電極及びプラズマ処理装置 | |
| WO2025263340A1 (ja) | 基板支持器及び基板処理装置 | |
| WO2025047428A1 (ja) | プラズマエッチング装置、電源ユニット及びプラズマエッチング方法 | |
| WO2025169740A1 (ja) | プラズマ処理装置、電源システム、制御方法、及びプログラム | |
| WO2024257401A1 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| WO2024135385A1 (ja) | プラズマ処理装置及び制御方法 | |
| JP2025127899A (ja) | プラズマ処理装置 | |
| WO2025126937A1 (ja) | 被膜形成方法、プラズマ処理方法、及び、プラズマ処理装置 | |
| JP2023056629A (ja) | プラズマ処理装置 | |
| WO2024150693A1 (ja) | 支持体、基板支持器及びプラズマ処理装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20231108 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240718 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240723 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240920 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20241029 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20241126 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7597464 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |