WO2009099186A1 - プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 - Google Patents

プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2009099186A1
WO2009099186A1 PCT/JP2009/052062 JP2009052062W WO2009099186A1 WO 2009099186 A1 WO2009099186 A1 WO 2009099186A1 JP 2009052062 W JP2009052062 W JP 2009052062W WO 2009099186 A1 WO2009099186 A1 WO 2009099186A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
dielectric plate
peripheral surface
plasma
processing container
side wall
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/052062
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Naoki Matsumoto
Kazuyuki Kato
Masafumi Shikata
Masaru Sasaki
Original Assignee
Tokyo Electron Limited
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Limited filed Critical Tokyo Electron Limited
Priority to JP2009552541A priority Critical patent/JP5220772B2/ja
Priority to US12/866,545 priority patent/US8877004B2/en
Publication of WO2009099186A1 publication Critical patent/WO2009099186A1/ja

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32192—Microwave generated discharge
    • 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
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32192—Microwave generated discharge
    • H01J37/32211—Means for coupling power to the plasma
    • H01J37/32238—Windows

Definitions

  • the present invention relates to a plasma processing apparatus and a plasma processing method for generating plasma in a processing container and performing a process such as a CVD process or an etching process on a semiconductor substrate in the processing container.
  • a plasma processing apparatus using a microwave is, for example, a flat dielectric plate made of, for example, quartz or ceramics that secretly covers an upper opening of a processing container, as described in JP-A-2005-268863. have.
  • the periphery of the dielectric plate is supported by a support that protrudes from the inner peripheral surface of the side wall of the processing container.
  • a metal plate called a slot antenna On the upper surface of the dielectric plate, for example, a metal plate called a slot antenna and having a lot of slots (long holes) and holes (round holes) is provided.
  • a microwave is supplied to the upper side of the dielectric plate, an electric field is generated below the dielectric plate by the microwave leaked from the slots and holes, and the processing gas introduced into the processing container is turned into plasma, and a predetermined gas is generated. Plasma processing is performed.
  • a strong electromagnetic field standing wave is formed inside the dielectric plate, and in particular, it becomes a contact point between the dielectric plate and a support portion that supports the dielectric plate, for example, support
  • plasma with high energy due to a strong electric field is formed at the inner peripheral edge of the processing vessel.
  • the microwave electric field is strong, so the electron temperature of the plasma is high, and if there is a material surface in that region, the potential difference is high and the ion irradiation energy on that surface is high. Because it becomes.
  • the member near the contact is sputtered by the plasma and adheres to the substrate that is the object to be processed, and the processing rate of the object to be processed may be uneven or the quality of the processed substance may be deteriorated. is there. Further, in the vicinity of the contact point, there is a possibility that the quality of the plasma generated in other parts of the dielectric plate, such as radical temperature, plasma density, and electron temperature, will be different, resulting in non-uniform processing.
  • a hanging portion is provided with a gap having a predetermined gap length between the dielectric plate and the side wall inner peripheral surface continuing from the support portion so as to face the side wall inner peripheral surface.
  • This drooping portion is also called a skirt portion, and is an integral structure with the dielectric plate. That is, the drooping portion is provided so that a part of the lower surface side of the dielectric plate extends downward.
  • abnormal discharge may occur between the skirt portion and the support portion in a certain pressure region.
  • the skirt portion has a function of suppressing the generation of a strong electric field and high-density plasma as described above, but abnormal discharge occurs under a specific condition that is the gap.
  • the dielectric plate including the skirt has an integral structure, so the portion directly below the dielectric plate and the skirt are likely to be at the same potential, and the high-density plasma generated in the portion directly below the dielectric plate
  • the excessively supplied microwave power is consumed in the form of abnormal discharge between the outer peripheral surface of the skirt portion and the inner peripheral surface of the side wall of the support portion.
  • improvement of abnormal discharge is required.
  • an object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus and a plasma processing method that improve abnormal discharge.
  • the present invention includes a processing container having an upper opening, a holding table for holding a substrate to be processed inside the processing container, a dielectric plate disposed so as to close the upper opening of the processing container and facing the holding table, An antenna that supplies microwaves to the dielectric plate and generates plasma on the lower surface of the dielectric plate, and the dielectric plate are configured as separate members, and are separated from the inner peripheral surface of the side wall of the processing container by a predetermined distance. And a projecting member disposed on the peripheral edge of the lower surface of the plate.
  • the protruding member By configuring the protruding member to be a member different from the dielectric plate, the surface potential between the dielectric plate and the protruding member can be lowered, so that the microwave voltage propagating to the protruding member can be reduced. Further, since the protruding member is composed of another member, only the protruding member can be easily replaced according to the degree of consumption of the protruding member, and the cost of the consumable member can be reduced.
  • the dielectric plate has a circular planar shape
  • the protruding member has a cylindrical portion and a flange portion that extends radially outward from the upper end portion of the cylindrical portion and abuts against a lower peripheral edge portion of the dielectric plate. Including.
  • the distance d between the outer peripheral surface of the cylindrical portion and the inner peripheral surface of the side wall of the processing container is selected as 2.5 mm ⁇ d ⁇ 5 mm, or the wall thickness t of the cylindrical portion is selected as 3 mm ⁇ t ⁇ 8 mm.
  • the processing container has a vertical portion having a predetermined height on the inner peripheral surface of the side wall, and the protruding length L of the cylindrical portion is a length that can cover the vertical portion of the inner peripheral surface of the side wall of the processing container. It is.
  • concentric concave portions or convex portions are formed on the lower surface of the dielectric plate.
  • Such a concave or convex portion can make a difference in the electric field strength of the plasma generated on the lower surface side of the dielectric plate, and can control the plasma density above the substrate to be processed.
  • a plasma processing method is disposed so as to close a processing container having an upper opening, a holding table for holding a substrate to be processed inside the processing container, and the upper opening of the processing container.
  • the dielectric plate facing the holding table, the antenna for supplying microwaves to the dielectric plate and generating plasma on the lower surface of the dielectric plate, and the dielectric plate are configured as separate members.
  • the protrusion member for preventing abnormal discharge is provided on the peripheral edge of the lower surface of the dielectric plate, and the protrusion member is configured to be a member different from the dielectric plate. Since the microwave voltage propagating to the protruding member can be reduced by lowering the surface potential between the protruding member, not only can abnormal discharge be improved, but also the electric field strength in the vicinity of the contact point between the dielectric plate and the processing vessel can be improved. Can be reduced. Further, since the protruding member is composed of another member, only the protruding member can be easily replaced according to the degree of consumption of the protruding member, and the cost of the consumable member can be reduced.
  • FIG. 1 It is a longitudinal cross-sectional view which shows the plasma processing apparatus of one Embodiment of this invention. It is a fragmentary sectional view of broken-line A vicinity of FIG. 1 of the dielectric plate 20a without a skirt. It is a graph which shows the radical emission distribution a and the ion emission distribution b of Ar plasma in the dielectric plate 20a without a skirt. It is a fragmentary sectional view of broken-line A vicinity shown in FIG. 1 of the integral type skirt thick dielectric plate 20b. It is a graph which shows the radical emission distribution c and the ion emission distribution d of Ar plasma in the integral-type skirt thick dielectric plate 20b.
  • FIG. 1 It is a longitudinal cross-sectional view which shows the plasma processing apparatus of one Embodiment of this invention. It is a fragmentary sectional view of broken-line A vicinity of FIG. 1 of the dielectric plate 20a without a skirt. It is a graph which shows the radical emission distribution a and the ion emission distribution b of Ar plasma
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the integrated skirt thin dielectric plate 20c in the vicinity of a broken line A shown in FIG. It is a graph which shows the radical emission distribution e and the ion emission distribution f of Ar plasma in the integral type skirt thin dielectric plate 20c. It is a fragmentary sectional view of broken-line A vicinity of the separate type 1st dielectric plate 20d shown in FIG. It is a graph which shows the radical light emission distribution g and the ion light emission distribution h of Ar plasma in the separate type first dielectric plate 20d. It is a fragmentary sectional view of broken-line A vicinity of the separate type 2nd dielectric plate 20e shown in FIG.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • a plasma processing apparatus 1 includes a bottomed cylindrical processing container 2 having an open top.
  • the processing container 2 is for detachably storing a semiconductor wafer W as an example of a substrate to be processed.
  • the processing container 2 includes an upper container 2a having an upper opening and a lower container 2b, and the lower container 2b is grounded. .
  • a susceptor 3 serving as a holding table for placing the semiconductor wafer W is provided at the bottom of the processing container 2.
  • a high frequency signal for bias is supplied to the susceptor 3 from an AC power supply 4 provided outside the processing container 2.
  • the exhaust pipe 12 for exhausting the air in the processing container 2 by the exhaust device 11 such as a vacuum pump is provided at the bottom of the processing container 2. Further, the side wall 5 of the processing container 2 is provided with a gas introduction part 13 for supplying a processing gas from a processing gas supply source (not shown).
  • a substantially flat dielectric plate 20 made of a circular dielectric material such as quartz is opposed to the susceptor 3 through a sealing material 14 for ensuring airtightness in the upper opening of the upper vessel 2a of the processing vessel 2. To be supported. Instead of quartz, other dielectric materials may be used.
  • a processing space S is formed in the processing container 2 by the dielectric plate 20.
  • the dielectric plate 20 has a circular planar shape.
  • the dielectric plate 20 generates plasma on its lower surface when supplied with microwaves.
  • Concentric concave portions 24 or convex portions 25 are formed on the lower surface of the dielectric plate 20. By forming such concave portions 24 or convex portions 25, it is possible to make a difference in the intensity of the electric field of the plasma generated on the lower surface side of the dielectric plate 20, and to control the plasma density above the semiconductor wafer W. It can be carried out.
  • a disk-shaped slot antenna 30 is provided above the dielectric plate 20, and a slow wave plate 31 and an antenna cover 32 covering the slow wave plate 31 are provided on the upper surface of the slot antenna 30.
  • the slot antenna 30 is made of a thin conductive copper plate plated with a conductive material, for example, Ag, Au, etc., and a plurality of slots 33 are formed in a spiral or concentric pattern.
  • a coaxial waveguide 35 is connected to the antenna cover 32, and the coaxial waveguide 35 includes an inner conductor 35a and an outer tube 35b.
  • the inner conductor 35a is connected to the slot antenna 30.
  • the slot conductor 30 side of the inner conductor 35a has a conical shape and efficiently propagates microwaves to the slot antenna 30.
  • the coaxial waveguide 35 is, for example, a dielectric of 2.45 GHz generated by the microwave supply device 36 via the load matching device 37, the coaxial waveguide 35, the slow wave plate 31, and the slot antenna 30. Propagate to the plate 20.
  • Plasma processing for example, film formation processing or etching processing is performed.
  • a ring-shaped projecting member 21 having a cylindrical portion and a flange portion (a cross-sectional shape is an inverted L shape) is attached to the lower surface peripheral portion of the dielectric plate 20. Specifically, the flange portion is attached to the lower surface of the dielectric plate 20 so that the cylindrical portion protrudes downward.
  • the protruding member 21 is disposed to prevent abnormal discharge, and is formed of a separate member from the dielectric plate 20 to form a skirt portion. That is, there is an interface between the lower surface of the dielectric plate 20 and the upper surface of the flange portion.
  • the material of the protruding member 21 is a dielectric such as quartz.
  • the protruding member 21 is made of the same material as that of the dielectric plate 20.
  • the protruding member 21 may be made of a dielectric material, and may be made of a material different from the dielectric plate 20. I do not care.
  • a predetermined gap is formed between the outer peripheral surface 22 of the cylindrical portion of the protruding member 21 and the inner peripheral surface 5 a of the side wall of the upper container 2 a of the processing container 2.
  • the semiconductor wafer W is placed on the susceptor 3 in the processing container 2, and a predetermined processing gas is introduced into the processing container 2 from the gas introduction unit 13. While being supplied, the inside of the processing space S is brought to a predetermined pressure by exhausting from the exhaust pipe 12. Then, a high frequency bias is applied to the semiconductor wafer W by the AC power source 4, and a microwave is generated by the microwave supply device 36, and the microwave is introduced into the processing container 2 through the dielectric plate 20 to form a dielectric. An electric field is generated below the plate 20.
  • the processing gas in the processing space S is turned into plasma, and various kinds of processing such as predetermined plasma processing such as etching processing, ashing processing, and film forming processing are performed on the semiconductor wafer W by selecting the type of processing gas.
  • plasma treatment can be performed.
  • the protrusion member 21 formed as a member different from the dielectric plate 20 is provided on the peripheral edge of the lower surface of the dielectric plate 20, and the upper container 2 a of the processing container 2.
  • the electric field strength in the vicinity of the contact point between the dielectric plate 20 and the upper vessel 2a of the processing vessel 2 that supports the dielectric plate 20 is increased by separating the distance between the inner peripheral surface 5a of the dielectric plate 20 and the lower surface of the dielectric plate 20. Can be reduced.
  • the microwave voltage propagating to the skirt portion can be reduced.
  • the microwave voltage propagating to the skirt portion can also be reduced by reducing the thickness of the cylindrical portion of the protruding member 21.
  • FIG. 3A, and FIG. 4A show comparative examples with the projecting members 21, 21c, and 21d in the plasma processing apparatus of one embodiment of the present invention shown in FIGS. 5A, 6A, and 7A described later. Is.
  • FIG. 2A is a partial cross-sectional view around a broken line A shown in FIG. 1 of a flat dielectric plate 20a (hereinafter referred to as a skirtless dielectric plate) in which no protrusion is provided on the dielectric plate 20, and FIG. These are the graphs which show the radical emission distribution a and the ion emission distribution b of Ar plasma on the dielectric plate 20a without a skirt in FIG. 2A.
  • FIG. 3A shows a dielectric plate 20b (hereinafter referred to as an integral skirt thick dielectric plate) in which protrusions 21a are formed integrally with the dielectric plate 20 so that the thickness of the cylindrical portion is relatively thick.
  • FIG. 3B is a partial cross-sectional view in the vicinity of a broken line A shown in FIG. 1, and FIG. 3B is a graph showing radical emission distribution c and ion emission distribution d of Ar plasma in the integral skirt thick dielectric plate 20b in FIG. 3A.
  • FIG. 4A is a diagram of a dielectric plate 20c (hereinafter referred to as an integral skirt thin dielectric plate) in which protrusions 21b are formed so that the thickness of the cylindrical portion is relatively thin, integrally with the dielectric plate 20.
  • 4B is a graph showing a radical emission distribution e and an ion emission distribution f of Ar plasma in the integrated skirt thin dielectric plate 20c in FIG. 4A.
  • FIG. 2A, FIG. 3A, and FIG. 4A the illustration of the sealing material 14 shown in FIG. 1 is omitted.
  • FIG. 2B, FIG. 3B, and FIG. A center is shown, and +250 and ⁇ 250 are distances (mm) in one direction and the other direction from the center of the dielectric plate 20.
  • the vertical axis indicates the electron density as a coefficient.
  • the gas pressure of Ar gas is set to 50 mT.
  • the integral skirtless dielectric plate 20a has a high microwave electric field in the vicinity of the dielectric plate 20 on the side wall inner peripheral surface 5a of the upper container 2a. . Since there is a material surface between the dielectric plate 20 and the upper container 2a, the potential difference between the material surfaces is increased, the ion irradiation energy to the surface is increased, and a strong electric field is generated at the contact C which is the material surface. This is because plasma with high energy is formed.
  • the radical emission distribution a in the 750 nm Ar gas has a relatively large change, and the ion emission distribution b in the 480 nm Ar gas has a peak value on the ⁇ 250 side. It is high. For this reason, differences in plasma quality such as radical temperature, plasma density, and electron temperature occur, resulting in non-uniform processing.
  • the integral type skirt thick dielectric plate 20b shown in FIG. 3A is provided with a protruding portion 21a integrally with the dielectric plate 20, and the protruding length L of the cylindrical portion is set to the vertical portion of the side wall inner peripheral surface 5a.
  • the coverable length is 15 mm
  • the wall thickness is 8.5 mm
  • the gap between the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the protrusion 21 a and the inner peripheral surface 5 a of the side wall of the upper container 2 a is set to 2.5 mm.
  • the protrusion 21a is provided so that the distance between the inner peripheral surface 5a of the upper container 2a and the lower surface of the dielectric plate 20 can be increased. Therefore, the electric field strength can be reduced without being directly exposed to the plasma in the vicinity of the contact C.
  • the radical emission distribution c in the 750 nm Ar gas is slightly smaller than that in FIG. 2B, and the ion emission distribution d in the 480 nm Ar gas is on the ⁇ 250 side. The peak value of has not changed so much.
  • An integrated skirt thin dielectric plate 20c shown in FIG. 4A is provided with a protruding portion 21b integrally with the dielectric plate 20, a cylindrical portion having a protruding length L of 15 mm, a wall thickness of 3.0 mm, and a protruding portion 21b.
  • the gap between the outer peripheral surface of the portion and the inner peripheral surface 5a of the side wall of the upper container 2a is set to 3.5 mm.
  • the protrusion 21b of this example is thinner than the protrusion 21a of FIG. 3A and has a wider gap with the side wall inner peripheral surface 5a of the upper container 2a.
  • the electric field strength in the vicinity of the contact C can be further reduced by reducing the thickness of the protrusion 21b and widening the gap with the inner peripheral surface 5a of the side wall of the upper container 2a. That is, as shown in FIG. 4B, the radical emission distribution e in the Ar gas at 750 nm is slightly smaller than the peak value on the ⁇ 250 side as compared with FIG. 3B, but the ion emission in the Ar gas at 480 nm. In the distribution d, the peak value on the ⁇ 250 side is considerably lowered.
  • the portions 21a and 21b are likely to be at the same potential, and the microwave power supplied excessively with respect to the high-density plasma generated immediately below the dielectric plate 20 causes the projection 21a or the cylindrical portion of the projection 21b to It is considered that power is consumed in the form of abnormal discharge between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface 5a of the side wall of the upper container 2a.
  • a protrusion member 21, 21c, 21d is formed by a member different from the dielectric plate 20, that is, a member different from the dielectric plate 20.
  • FIG. 5A is a partial cross-sectional view of the vicinity of a broken line A shown in FIG. 1 of a dielectric plate 20d (hereinafter referred to as a separate type first dielectric plate) in which the protruding member 21 is formed of a member different from the dielectric plate 20.
  • FIG. FIG. 5B is a graph showing radical emission distribution g and ion emission distribution h of Ar plasma on the separate first dielectric plate 20d in FIG. 5A.
  • FIG. 6A shows a dielectric plate 20e (hereinafter referred to as a separate second dielectric plate) in which a protruding member 21 similar to FIG. 5A is disposed away from the side wall inner peripheral surface 5a, in the vicinity of the broken line A shown in FIG.
  • FIG. 6B is a partial cross-sectional view
  • FIG. 6B is a graph showing the radical emission distribution i and the ion emission distribution j in the separate second dielectric plate 20e in FIG. 6A.
  • FIG. 7A shows the vicinity of the broken line A shown in FIG. 1 of a dielectric plate 20f (hereinafter referred to as a separate third dielectric plate) having a long projecting length L of the cylindrical portion of the protruding member 21 similar to FIG. 5A.
  • FIG. 7B shows a radical emission distribution k and an ion emission distribution m in the separate third dielectric plate 20f in FIG. 7A.
  • 0 on the horizontal axis indicates the center of the dielectric plate 20, and +250 and ⁇ 250 are distances (mm) in one direction and the other direction from the center of the dielectric plate 20, respectively. is there.
  • the vertical axis represents only the coefficient of electron density.
  • the protruding member 21 of the separate first dielectric plate 20d is formed by a member different from the dielectric plate 20 and attached to the dielectric plate 20, and the protruding length of the cylindrical portion.
  • the thickness L is set to 15 mm
  • the wall thickness is set to 3.0 mm
  • the gap between the side wall inner peripheral surface 5a of the upper container 2a is set to 2.5 mm.
  • the change in the radical emission distribution g in the Ar gas of 750 nm can be made smaller than in FIGS. 2B, 3B, and 4B.
  • the ion emission distribution h in Ar gas of 480 nm has a predetermined peak value in the peripheral part, but the peak value can be made smaller than in FIGS. 2B, 3B, and 4B.
  • the protruding member 21c of the separate type second dielectric plate 20e shown in FIG. 6A is formed in the same manner as the protruding member 21 of FIG. 5A, but the gap with the inner peripheral surface 5a of the side wall of the upper container 2a is set to 5 mm. ing.
  • the radical emission distribution i in the 750 nm Ar gas is smaller than that in FIG. 5B, and the ion emission distribution j in the 480 nm Ar gas has little change on the ⁇ 250 side.
  • the peak value is large in the peripheral portion on the +250 side.
  • the protruding member 21d of the separate third dielectric plate 20f shown in FIG. 7A is formed in the same manner as the protruding member 21 of FIG. 5A, but the protruding length L of the cylindrical portion is increased to 25 mm. .
  • the radical emission distribution k in Ar gas at 750 nm has a larger peak value on the ⁇ 250 side than that in FIG. 5B, and the ion emission distribution m in Ar gas at 480 nm is Peak values are large in the peripheral portions on the ⁇ 250 side and the +250 side.
  • the ion emission distribution in the Ar gas of 480 nm is on the ⁇ 250 side in the skirtless dielectric plate 20a shown in FIG. 2A and the integrated skirt thick dielectric plate 20b shown in FIG. 3A. 7A, the separate third dielectric plate 20f shown in FIG. 7A, the skirtless dielectric plate 20a shown in FIG. 2A, the separate first dielectric plate 20d shown in FIG. 5A, The peak value decreases in the order of the separate second dielectric plate 20e shown in 6A and the integrated skirt thin dielectric plate 20c shown in FIG. 4A.
  • the radical emission distribution in the 750 nm Ar gas has a smaller value of the separate first dielectric plate 20d shown in FIG. 5A and the separate second dielectric plate 20e shown in FIG. 6A.
  • the thickness of the vertical portion is set to 3 mm ⁇ t ⁇ 8 mm, or the protruding length L of the cylindrical portion of the protruding member 21d is adjusted to be a length that can cover the vertical portion of the inner peripheral surface of the side wall of the processing container. By doing so, the electric field strength at the periphery of the dielectric plate 20 can be controlled.
  • the plasma processing apparatus of the present invention can be used for performing plasma processing such as etching processing and film forming processing on a semiconductor wafer substrate in a processing chamber.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

　処理容器２のサセプタ３と対向する天井面に誘電体板２０を設け、誘電体板２０の上面にはマイクロ波を透過させる複数のスロット３３を有するスロットアンテナ３０を設け、誘電体板２０の下面周縁部に、誘電体板２０とは別部材から構成されており、異常放電を防止する突起部材２１を備える。突起部材２１の円筒部の外周面２２と処理容器２の側壁内周面５ａとの隙間または突起部材２１の円筒部の肉厚を調整することで誘電体板２０周辺部での電界強度を制御する。

Description

プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
　この発明は、処理容器内でプラズマを発生し、処理容器内の半導体基板に対して、例えばＣＶＤ処理やエッチング処理などの処理を施すプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法に関する。
　マイクロ波を利用したプラズマ処理装置は、例えば、特開２００５－２６８７６３号公報に記載されているように、処理容器の上部開口部を機密に覆う、例えば石英やセラミックスからなる平板状の誘電体板を有している。誘電体板は、処理容器の側壁内周面から突出する支持部によってその周縁部が支持されている。誘電体板の上面には、例えばスロットアンテナと呼ばれる、スロット（長穴）や穴（丸穴）が多数形成された金属板が設けられている。マイクロ波を誘電体板の上方に供給し、スロットや穴からリークさせたマイクロ波によって誘電体板の下方に電界を発生させて、処理容器内に導入した処理ガスをプラズマ化させて、所定のプラズマ処理を行うようになっている。
　しかしながら、マイクロ波励起によるプラズマ発生方式では、誘電体板の内部に強い電磁界定在波が形成され、特に、誘電体板と、この誘電体板を支持する支持部との接点となる、例えば支持部の処理容器内側周縁部で強い電界によるエネルギーが高いプラズマが形成される傾向にある。その理由は、誘電体板に近いところでは、マイクロ波電界が強いため、プラズマの電子温度が高くなり、その領域に物質面があると、電位差が高くなってその面に対するイオンの照射エネルルギーが高くなるからである。
　その結果、接点近傍の部材がプラズマによってスパッタされて、被処理体である基板に付着し、被処理体の処理レートに不均一さが生じたり、処理した物質の質が劣化したりするおそれがある。また、前記接点近傍では、誘電体板のその他の部分で発生する、例えば、ラジカル温度，プラズマ密度，電子温度などのプラズマの質に差異を生じ、処理の不均一さを招くおそれがある。
　そこで、特開２００５－２６８７６３号公報では、側壁内周面に対向するように、誘電体板に支持部から続く側壁内周面との間で所定のギャップ長を有する隙間を隔てて垂下部を形成している。この垂下部は、スカート部とも称され、誘電体板と一体の構成である。すなわち、垂下部は、誘電体板の下面側の一部を下方側に延出するようにして設けられている。スカート部と支持部との間に隙間を設けることにより、誘電体板を支持する支持部と、誘電体板との接点近傍で、強い電界，高密度プラズマが発生するのを抑えることができる。
　しかしながら、ある圧力領域でスカート部と支持部との間で異常放電を発生することがある。スカート部は、上述のごとく強い電界，高密度プラズマが発生するのを抑える機能を有しているが、その隙間である特定の条件で異常放電が発生する。その理由は、スカート部を含む誘電体板は一体の構成であるため、誘電体板の直下部分とスカート部分は、同電位になりやすく、誘電体板の直下部分で発生した高密度プラズマに対して、過剰に供給されたマイクロ波の電力がスカート部の外周面と、支持部の側壁内周面との間で、異常放電という形でパワーが消費されることによるものと思われる。今後、Ａｒプラズマで放電させる可能性があるため、異常放電の改善が求められている。
　そこで、この発明の目的は、異常放電を改善したプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を提供することである。
　この発明は、上部開口を有する処理容器と、処理容器の内部で被処理基板を保持する保持台と、処理容器の上部開口を閉鎖するように配置され、保持台と対面する誘電体板と、誘電体板にマイクロ波を供給し、誘電体板の下面にプラズマを発生させるアンテナと、誘電体板とは別部材で構成され、処理容器の側壁内周面と所定の間隔を隔てて誘電体板の下面周縁部に配置される突起部材とを備える。
　突起部材を誘電体板とは別部材からなるように構成することで、誘電体板と突起部材との間の表面電位を下げることができるので、突起部材に伝搬するマイクロ波電圧を低減できる。また、突起部材は別部材から構成されているため、突起部材の消耗度合いに応じて突起部材のみを容易に交換することができ、消耗品部材のコスト削減を図ることができる。
　好ましくは、前記誘電体板は、平面形態が円形であって、突起部材は、円筒部と、円筒部の上端部から径方向外側に延びて、誘電体板の下面周縁部に当接するフランジ部とを含む。
　好ましくは、円筒部の外周面と処理容器の側壁内周面との距離ｄは、２．５ｍｍ≦ｄ≦５ｍｍに選ばれるか、円筒部の肉厚ｔは、３ｍｍ≦ｔ≦８ｍｍに選ばれる。また、処理容器は、側壁内周面に所定の高さの垂直部分を有しており、円筒部の突出長さＬは、処理容器の側壁内周面の垂直部分を覆うことができる長さである。
　このような選び方により、誘電体板の周辺部での電界強度を制御することができる。
　好ましくは、誘電体板の下面には、同心円状の凹部または凸部が形成されている。
　このような凹部または凸部により、誘電体板の下面側に発生するプラズマの電界強度に差異をつけることができ、被処理基板の上方でのプラズマ密度の制御を行うことができる。
　この発明の他の局面においては、プラズマ処理方法は、上部開口を有する処理容器と、処理容器の内部で被処理基板を保持する保持台と、処理容器の上部開口を閉鎖するように配置され、保持台と対面する誘電体板と、誘電体板にマイクロ波を供給し、誘電体板の下面にプラズマを発生させるアンテナと、誘電体板とは別部材で構成され、処理容器の側壁内周面と所定の間隔を隔てて誘電体板の下面周縁部に配置される突起部材とを備え、突起部材の外周面と、処理容器の側壁内周面と突起部材との所定の間隔を調整することで、誘電体板の周辺部での電界強度を制御する。
　この発明によれば、誘電体板の下面周縁部に、異常放電を防止する突起部材を設け、この突起部材は、誘電体板とは別部材からなるように構成することにより、誘電体板と突起部材との間の表面電位を下げて突起部材に伝搬するマイクロ波電圧を低減させることができるので、異常放電を改善できるばかりでなく、誘電体板と処理容器との接点近傍における電界強度も低減させることができる。また、突起部材は別部材から構成されているため、突起部材の消耗度合いに応じて突起部材のみを容易に交換することができ、消耗品部材のコスト削減を図ることができる。
この発明の一実施形態のプラズマ処理装置を示す縦断面図である。 スカートなし誘電体板２０ａの図１に示す破線Ａ付近の部分断面図である。 スカートなし誘電体板２０ａでのＡｒプラズマのラジカル発光分布ａとイオン発光分布ｂを示すグラフである。 一体型スカート厚い誘電体板２０ｂの図１に示す破線Ａ付近の部分断面図である。 一体型スカート厚い誘電体板２０ｂでのＡｒプラズマのラジカル発光分布ｃとイオン発光分布ｄを示すグラフである。 一体型スカート薄い誘電体板２０ｃの図１に示す破線Ａ付近の部分断面図である。 一体型スカート薄い誘電体板２０ｃでのＡｒプラズマのラジカル発光分布ｅとイオン発光分布ｆを示すグラフである。 別体型第１誘電体板２０ｄの図１に示す破線Ａ付近の部分断面図である。 別体型第１誘電体板２０ｄでのＡｒプラズマのラジカル発光分布ｇとイオン発光分布ｈを示すグラフである。 別体型第２誘電体板２０ｅの図１に示す破線Ａ付近の部分断面図である。 別体型第２誘電体板２０ｅでのラジカル発光分布ｉとイオン発光分布ｊを示すグラフである。 別体型第３誘電体板２０ｆの図１に示す破線Ａ付近の部分断面図である。 別体型第３誘電体板２０ｆでのラジカル発光分布ｋとイオン発光分布ｍを示すグラフである。
　図１はこの発明の一実施形態のプラズマ処理装置を示す縦断面図である。図１において、プラズマ処理装置１は、上部が開口した有底円筒状の処理容器２を含む。処理容器２は被処理基板の一例の半導体ウエハＷを出し入れ可能に収納するためのものであり、上部が開口された上部容器２ａと、下部容器２ｂとを含み、下部容器２ｂは接地されている。処理容器２の底部には、半導体ウエハＷを載置するための保持台となるサセプタ３が設けられている。サセプタ３には、処理容器２の外部に設けられた交流電源４から、バイアス用の高周波信号が供給される。
　処理容器２の底部には、真空ポンプなどの排気装置１１によって処理容器２内の空気を排気するための排気管１２が設けられている。また、処理容器２の側壁５には、図示しない処理ガス供給源からの処理ガスを供給するためのガス導入部１３が設けられている。
　処理容器２の上部容器２ａの上部開口には、気密性を確保するためのシール材１４を介して、例えば石英などの円形の誘電体からなる略平板状の誘電体板２０がサセプタ３に対向するように支持されている。石英に代えて、他の誘電体材料を使用してもよい。誘電体板２０によって、処理容器２内に処理空間Ｓが形成される。誘電体板２０は、平面形態が円形である。
　誘電体板２０はマイクロ波が供給されることでその下面にプラズマを発生する。誘電体板２０の下面には、同心円状の凹部２４または凸部２５が形成されている。このような凹部２４または凸部２５を形成することにより、誘電体板２０の下面側に発生するプラズマの電界の強度に差異をつけることができ、半導体ウエハＷの上方でのプラズマ密度の制御を行うことができる。
　誘電体板２０の上方には、円板状のスロットアンテナ３０が設けられており、スロットアンテナ３０の上面には、遅波板３１と、遅波板３１を覆うアンテナカバー３２とが設けられている。スロットアンテナ３０は導電性を有する材質、例えばＡｇ，Ａｕ等がメッキされた銅の薄い円板からなり、多数のスロット３３が渦巻状や同心円状に整列して形成されている。
　アンテナカバー３２には、同軸導波管３５が接続されており、同軸導波管３５は、内側導体３５ａと、外管３５ｂとによって構成されている。内側導体３５ａは、スロットアンテナ３０と接続されている。内側導体３５ａのスロットアンテナ３０側は円錐形を有し、効率よくスロットアンテナ３０に対してマイクロ波を伝搬する。同軸導波管３５は、マイクロ波供給装置３６で発生させた、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を、負荷整合器３７，同軸導波管３５，遅波板３１，スロットアンテナ３０を介して誘電体板２０に伝搬させる。そして、そのエネルギーによって誘電体板２０の下面に電界が形成されて、ガス導入部１３によって処理容器２内に供給された処理ガスをプラズマ化し、サセプタ３上の半導体ウエハＷに対して、所定のプラズマ処理、例えば成膜処理やエッチング処理などが行われる。
　誘電体板２０の下面周縁部には、円筒部と、フランジ部とを有するリング形状（断面形状が逆Ｌ字状）の突起部材２１が取付けられている。具体的には、フランジ部が誘電体板２０の下面に当接し、円筒部が下方に突出するように取り付けられている。突起部材２１は異常放電を防止するために配置されており、誘電体板２０とは別部材で構成されて、スカート部を構成している。すなわち、誘電体板２０の下面とフランジ部の上面には、界面を有する。突起部材２１の材質は、石英等の誘電体である。ここでは、突起部材２１は、誘電体板２０と同じ材質で構成されているが、突起部材２１の材質としては、誘電体であればよく、誘電体板２０とは別の材質であっても構わない。突起部材２１の円筒部の外周面２２と、処理容器２の上部容器２ａの側壁内周面５ａとの間には所定の隙間が形成されている。
　このように構成されたプラズマ処理装置１でプラズマ処理する際には、処理容器２内のサセプタ３上に半導体ウエハＷを載置し、ガス導入部１３から所定の処理ガスを処理容器２内に供給しつつ、排気管１２から排気することで、処理空間Ｓ内を所定の圧力にする。そして、交流電源４によって半導体ウエハＷにバイアス高周波を印加するとともに、マイクロ波供給装置３６によってマイクロ波を発生させて、誘電体板２０を介してマイクロ波を処理容器２内に導入して誘電体板２０の下方に電界を発生させる。すると、処理空間Ｓ内の処理ガスがプラズマ化され、処理ガスの種類等を選択することで、半導体ウエハＷに対して所定のプラズマ処理、例えばエッチング処理、アッシング処理、成膜処理等の各種のプラズマ処理を実施できる。
　この発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置１においては、誘電体板２０と別部材で形成された突起部材２１を、誘電体板２０の下面周縁部に有し、処理容器２の上部容器２ａの側壁内周面５ａと、誘電体板２０の下面との距離を離すことにより、誘電体板２０を支持する処理容器２の上部容器２ａと、誘電体板２０との接点近傍における電界強度を低減させることができる。また、スカート部に伝搬するマイクロ波電圧を低減することができる。さらに、突起部材２１の円筒部の肉厚を薄くすることによっても、スカート部に伝搬するマイクロ波電圧を低減することができる。
　次に、上記した構成の突起部材２１、すなわち、誘電体板２０と別部材から構成される突起部材２１を設けることにより得られる効果について詳細に説明する。
　図２Ａ、図３Ａ、および図４Ａは、後述の図５Ａ、図６Ａ、および図７Ａに示すこの発明の一実施例形態のプラズマ処理装置における突起部材２１，２１ｃ，２１ｄとの比較例を示したものである。
　図２Ａは、誘電体板２０に突起部を設けない平板状の誘電体板２０ａ（以下、スカートなし誘電体板と称する。）の図１に示す破線Ａ付近の部分断面図であり、図２Ｂは、図２Ａにおけるスカートなし誘電体板２０ａでのＡｒプラズマのラジカル発光分布ａとイオン発光分布ｂを示すグラフである。
　図３Ａは、誘電体板２０と一体的に、円筒部の肉厚が比較的厚くなるように突起部２１ａを形成した誘電体板２０ｂ（以下、一体型スカート厚い誘電体板と称する。）の図１に示す破線Ａ付近の部分断面図であり、図３Ｂは、図３Ａにおける一体型スカート厚い誘電体板２０ｂでのＡｒプラズマのラジカル発光分布ｃとイオン発光分布ｄを示すグラフである。
　図４Ａは誘電体板２０と一体的に、円筒部の肉厚が比較的薄くなるように突起部２１ｂを形成した誘電体板２０ｃ（以下、一体型スカート薄い誘電体板と称する。）の図１に示す破線Ａ付近の部分断面図であり、図４Ｂは、図４Ａにおける一体型スカート薄い誘電体板２０ｃでのＡｒプラズマのラジカル発光分布ｅとイオン発光分布ｆを示すグラフである。
　なお、図２Ａ、図３Ａ、および図４Ａにおいて、図１に示したシール材１４の図示を省略しており、図２Ｂ、図３Ｂ、および図４Ｂにおける横軸の０は、誘電体板２０の中心を示し、＋２５０、－２５０は誘電体板２０の中心からの一方方向および他方方向の距離（ｍｍ）である。また、縦軸は電子密度を係数で示している。Ａｒガスのガス圧は５０ｍＴに設定している。
　図２Ａに示すように、一体型スカートなし誘電体板２０ａは、上部容器２ａの側壁内周面５ａの誘電体板２０に近いところでは、マイクロ波電界が強いため、プラズマの電子温度が高くなる。誘電体板２０と上部容器２ａとの間には物質面があるので、この物質面間の電位差が高くなって、その面に対するイオンの照射エネルギーが高くなり、物質面である接点Ｃで強い電界によるエネルギーが高いプラズマが形成されるからである。この例では、図２Ｂに示すように、７５０ｎｍのＡｒガスにおけるラジカル発光分布ａは、比較的変化が大きくなっており、４８０ｎｍのＡｒガスにおけるイオン発光分布ｂは、－２５０側においてのピーク値が高くなっている。このため、ラジカル温度，プラズマ密度，電子温度などのプラズマの質に差異を生じ、処理の不均一さを生じる。
　これに対して、図３Ａに示す一体型スカート厚い誘電体板２０ｂは、誘電体板２０と一体的に突起部２１ａを設け、円筒部の突出長さＬを側壁内周面５ａの垂直部分を覆うことができる長さの１５ｍｍ、肉厚を８．５ｍｍ、突起部２１ａの円筒部の外周面と上部容器２ａの側壁内周面５ａとの隙間を２．５ｍｍに設定したものである。この例では、図２Ａのスカートなし誘電体板２０ａに比べて、突起部２１ａを設けたことにより、上部容器２ａの側壁内周面５ａと、誘電体板２０の下面との距離を離すことができるので、接点Ｃ近傍において直接プラズマに曝されることがなく、電界強度を低減できる。しかし、図３Ｂに示すように、図２Ｂに比べて７５０ｎｍのＡｒガスにおけるラジカル発光分布ｃは、わずかに小さくなっているに過ぎず、４８０ｎｍのＡｒガスにおけるイオン発光分布ｄは、－２５０側においてのピーク値はそれほど変化していない。
　図４Ａに示す一体型スカート薄い誘電体板２０ｃは、誘電体板２０と一体的に突起部２１ｂを設け、円筒部の突出長さＬを１５ｍｍ、肉厚を３．０ｍｍ、突起部２１ｂの円筒部の外周面と上部容器２ａの側壁内周面５ａとの隙間を３．５ｍｍに設定したものである。この例の突起部２１ｂは、図３Ａの突起部２１ａに比べて、肉厚が薄く、上部容器２ａの側壁内周面５ａとの隙間が広くなっている。このように、突起部２１ｂの肉厚を薄くし、上部容器２ａの側壁内周面５ａとの隙間を広くすることにより、さらに接点Ｃ近傍における電界強度を低減できる。すなわち、図４Ｂに示すように、図３Ｂに比べて７５０ｎｍのＡｒガスにおけるラジカル発光分布ｅは、－２５０側のピーク値がわずかに小さくなっているに過ぎないが、４８０ｎｍのＡｒガスにおけるイオン発光分布ｄは、－２５０側においてのピーク値がかなり低下している。
　しかしながら、図３Ａおよび図４Ａに示した例では、突起部２１ａまたは突起部２１ｂと、上部容器２ａの側壁内周面５ａとの間での異常放電がある圧力領域で生じる。その理由は、突起部２１ａ、２１ｂは、誘電体板２０と一体に構成されており、誘電体板２０と突起部２１ａ、２１ｂとは一体型であるため、誘電体板２０の直下部分と突起部２１ａ，２１ｂは、同電位になりやすく、誘電体板２０の直下部分で発生した高密度プラズマに対して、過剰に供給されたマイクロ波の電力が突起部２１ａまたは突起部２１ｂの円筒部の外周面と、上部容器２ａの側壁内周面５ａとの間で、異常放電という形でパワーが消費されることによるものと思われる。
　そこで、この発明の一実施形態では、図５Ａ、図６Ａ、および図７Ａに示すように、誘電体板２０と異なる部材、すなわち、誘電体板２０と別の部材により突起部材２１、２１ｃ、２１ｄを構成する。
　図５Ａは、誘電体板２０と異なる部材で突起部材２１を構成した誘電体板２０ｄ（以下、別体型第１誘電体板と称する。）の図１に示す破線Ａ付近の部分断面図であり、図５Ｂは、図５Ａにおける別体型第１誘電体板２０ｄでのＡｒプラズマのラジカル発光分布ｇとイオン発光分布ｈを示すグラフである。
　図６Ａは、図５Ａと同様の突起部材２１を側壁内周面５ａから遠ざけて構成した誘電体板２０ｅ（以下、別体型第２誘電体板と称する。）の図１に示す破線Ａ付近の部分断面図であり、図６Ｂは、図６Ａにおける別体型第２誘電体板２０ｅでのラジカル発光分布ｉとイオン発光分布ｊを示すグラフである。
　図７Ａは、図５Ａと同様の突起部材２１の円筒部の突出長さＬを長く構成した誘電体板２０ｆ（以下、別体型第３誘電体板と称する。）の図１に示す破線Ａ付近の部分断面図であり、図７Ｂは、図７Ａにおける別体型第３誘電体板２０ｆでのラジカル発光分布ｋとイオン発光分布ｍを示す。
　なお、図５Ｂ、図６Ｂ、および図７Ｂにおける横軸の０は誘電体板２０の中心を示し、＋２５０、－２５０は誘電体板２０の中心からの一方方向および他方方向の距離（ｍｍ）である。また、縦軸は電子密度の係数のみを示している。
　図５Ａに示すように、別体型第１誘電体板２０ｄの突起部材２１は、誘電体板２０と異なる部材で形成されたものを誘電体板２０に取り付けたものであり、円筒部の突出長さＬを１５ｍｍ、肉厚を３．０ｍｍ、上部容器２ａの側壁内周面５ａとの隙間を２．５ｍｍに設定したものである。このように誘電体板２０と、突起部材２１とを異なる部材で構成することにより、誘電体板２０と、突起部材２１との接合面に界面ができるので、突起部材２１の表面電位を下げることができる。この例では、図５Ｂに示すように、図２Ｂ、図３Ｂ、および図４Ｂに比べて、７５０ｎｍのＡｒガスにおけるラジカル発光分布ｇの変化を小さくできる。４８０ｎｍのＡｒガスにおけるイオン発光分布ｈは、周辺部において所定のピーク値を有しているが、図２Ｂ、図３Ｂ、および図４Ｂに比べて、ピーク値を小さくできる。
　図６Ａに示した別体型第２誘電体板２０ｅの突起部材２１ｃは、図５Ａの突起部材２１と同様に形成されるが、上部容器２ａの側壁内周面５ａとの隙間を５ｍｍに設定している。この例では、図６Ｂに示すように、７５０ｎｍのＡｒガスにおけるラジカル発光分布ｉは、図５Ｂに比べて小さくなっており、４８０ｎｍのＡｒガスにおけるイオン発光分布ｊは、－２５０側は変化が少ないのに対して、＋２５０側の周辺部においてピーク値が大きくなっている。
　図７Ａに示した別体型第３誘電体板２０ｆの突起部材２１ｄは、図５Ａの突起部材２１と同様に形成されるが、円筒部の突出長さＬを長くして２５ｍｍに形成している。この例では、図７Ｂに示すように、７５０ｎｍのＡｒガスにおけるラジカル発光分布ｋは、図５Ｂに比べて－２５０側のピーク値が大きくなっており、４８０ｎｍのＡｒガスにおけるイオン発光分布ｍは、－２５０側および＋２５０側の周辺部においてピーク値が大きくなっている。
　上述の対比から明らかなように、４８０ｎｍのＡｒガスにおけるイオン発光分布は、－２５０側において、図２Ａに示したスカートなし誘電体板２０ａおよび図３Ａに示した一体型スカート厚い誘電体板２０ｂにおけるピーク値が最も大きくなっており、図７Ａに示した別体型第３誘電体板２０ｆ、図２Ａに示したスカートなし誘電体板２０ａ、図５Ａに示した別体型第１誘電体板２０ｄ、図６Ａに示した別体型第２誘電体板２０ｅ、図４Ａに示した一体型スカート薄い誘電体板２０ｃの順にピーク値が小さくなっている。しかし、７５０ｎｍのＡｒガスにおけるラジカル発光分布は、図５Ａに示した別体型第１誘電体板２０ｄおよび図６Ａに示した別体型第２誘電体板２０ｅの値が小さくなっている。
　このように、誘電体板２０と、突起部材２１、２１ｃ、２１ｄを異なる部材で構成することにより、接合面で界面を形成できるので、突起部材２１、２１ｃ、２１ｄの表面電位を下げることができる結果、ラジカル発光分布およびイオン発光分布を下げることができる。
　図５Ａ、図６Ａ、および図７Ａに示すように、突起部材２１，２１ｃ，２１ｄの外周面と、上部容器２ａの側壁内周面５ａとの隙間を２．５ｍｍ≦ｄ≦５ｍｍに調整するか、垂直部分の厚みを３ｍｍ≦ｔ≦８ｍｍにするか、突起部材２１ｄの円筒部の突出長さＬは、処理容器の側壁内周面の垂直部分を覆うことができる長さになるように調節することにより、誘電体板２０の周辺部での電界強度を制御することができる。
　以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
　この発明のプラズマ処理装置は、処理室内で半導体ウエハ基板に対して、エッチング処理，成膜処理などのプラズマ処理をするのに利用できる。

Claims (7)

  1. 上部開口を有する処理容器と、
    　前記処理容器の内部で被処理基板を保持する保持台と、
    　前記処理容器の上部開口を閉鎖するように配置され、前記保持台と対面する誘電体板と、
    　前記誘電体にマイクロ波を供給し、前記誘電体板の下面にプラズマを発生させるアンテナと、
    　前記誘電体板とは別部材で構成され、前記処理容器の側壁内周面と所定の間隔を隔てて前記誘電体板の下面周縁部に配置される突起部材とを備える、プラズマ処理装置。
  2. 前記誘電体板は、平面形態が円形であって、
    　前記突起部材は、円筒部と、前記円筒部の上端部から径方向外側に延びて、前記誘電体板の下面周縁部に当接するフランジ部とを含む、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  3. 前記円筒部の外周面と前記処理容器の側壁内周面との距離ｄは、２．５ｍｍ≦ｄ≦５ｍｍである、請求項２に記載のプラズマ処理装置。
  4. 前記円筒部の肉厚ｔは、３ｍｍ≦ｔ≦８ｍｍである、請求項２に記載のプラズマ処理装置。
  5. 前記処理容器は、側壁内周面に所定の高さの垂直部分を有しており、
    　前記円筒部の突出長さＬは、前記処理容器の側壁内周面の垂直部分を覆うことができる長さである、請求項２に記載のプラズマ処理装置。
  6. 前記誘電体板の下面には、同心円状の凹部または凸部が形成されている、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  7. 上部開口を有する処理容器と、
    　前記処理容器の内部で被処理基板を保持する保持台と、
    　前記処理容器の上部開口を閉鎖するように配置され、前記保持台と対面する誘電体板と、
    　前記誘電体板にマイクロ波を供給し、前記誘電体板の下面にプラズマを発生させるアンテナと、
    　前記誘電体板とは別部材で構成され、前記処理容器の側壁内周面と所定の間隔を隔てて前記誘電体板の下面周縁部に配置される突起部材とを備え、
    　前記突起部材の外周面と、前記処理容器の側壁内周面と前記突起部材との前記所定の間隔を調整することで、前記誘電体板周辺部での電界強度を制御する、プラズマ処理方法。
PCT/JP2009/052062 2008-02-08 2009-02-06 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 WO2009099186A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009552541A JP5220772B2 (ja) 2008-02-08 2009-02-06 プラズマ処理装置およびプラズマ処理装置用突起部材
US12/866,545 US8877004B2 (en) 2008-02-08 2009-02-06 Plasma processing apparatus and plasma processing method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008029178 2008-02-08
JP2008-029178 2008-02-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009099186A1 true WO2009099186A1 (ja) 2009-08-13

Family

ID=40952258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/052062 WO2009099186A1 (ja) 2008-02-08 2009-02-06 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8877004B2 (ja)
JP (1) JP5220772B2 (ja)
KR (1) KR101114848B1 (ja)
TW (1) TWI463924B (ja)
WO (1) WO2009099186A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200110198A (ko) 2019-03-13 2020-09-23 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라스마 처리 장치

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6081842B2 (ja) * 2013-03-28 2017-02-15 ブラザー工業株式会社 成膜装置
JP2016086099A (ja) * 2014-10-27 2016-05-19 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP2019106358A (ja) * 2017-12-14 2019-06-27 東京エレクトロン株式会社 マイクロ波プラズマ処理装置
CN112820616B (zh) * 2021-01-18 2024-04-12 北京北方华创微电子装备有限公司 一种半导体工艺腔室
CN114023622B (zh) * 2022-01-05 2022-04-08 盛吉盛(宁波)半导体科技有限公司 电感耦合等离子体装置及半导体薄膜设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0729890A (ja) * 1993-07-08 1995-01-31 Kokusai Electric Co Ltd プラズマ発生装置
JP2005268763A (ja) * 2004-02-16 2005-09-29 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP2007184292A (ja) * 2007-03-19 2007-07-19 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
WO2007091435A1 (ja) * 2006-02-07 2007-08-16 Tokyo Electron Limited プラズマ処理装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10189294A (ja) * 1996-12-26 1998-07-21 Sumitomo Metal Ind Ltd プラズマ処理装置
JP2004200307A (ja) * 2002-12-17 2004-07-15 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
JP3940095B2 (ja) * 2003-05-08 2007-07-04 忠弘 大見 基板処理装置
JP4563729B2 (ja) 2003-09-04 2010-10-13 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
KR100872260B1 (ko) * 2004-02-16 2008-12-05 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리장치 및 플라즈마 처리방법
JP2007091435A (ja) 2005-09-29 2007-04-12 Canon Inc シート搬送装置及び画像形成装置
JP4910396B2 (ja) 2006-01-12 2012-04-04 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
KR100980529B1 (ko) * 2006-03-27 2010-09-06 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0729890A (ja) * 1993-07-08 1995-01-31 Kokusai Electric Co Ltd プラズマ発生装置
JP2005268763A (ja) * 2004-02-16 2005-09-29 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
WO2007091435A1 (ja) * 2006-02-07 2007-08-16 Tokyo Electron Limited プラズマ処理装置
JP2007184292A (ja) * 2007-03-19 2007-07-19 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200110198A (ko) 2019-03-13 2020-09-23 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라스마 처리 장치
US11784085B2 (en) 2019-03-13 2023-10-10 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
KR101114848B1 (ko) 2012-03-07
KR20100102203A (ko) 2010-09-20
JPWO2009099186A1 (ja) 2011-05-26
JP5220772B2 (ja) 2013-06-26
TW200948216A (en) 2009-11-16
US8877004B2 (en) 2014-11-04
TWI463924B (zh) 2014-12-01
US20110039417A1 (en) 2011-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5835985B2 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
KR100824813B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
TWI619841B (zh) Plasma processing device and shower plate
US8261691B2 (en) Plasma processing apparatus
JP5220772B2 (ja) プラズマ処理装置およびプラズマ処理装置用突起部材
WO2005078782A1 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
KR101887160B1 (ko) 반응 챔버와 반도체 제조 장치
JP4430560B2 (ja) プラズマ処理装置
JP2010258461A (ja) プラズマ処理装置、およびプラズマ処理装置用の天板
KR20180057521A (ko) 배치대 및 플라즈마 처리 장치
JP5407388B2 (ja) プラズマ処理装置
JP4093212B2 (ja) プラズマ処理装置
JP6632426B2 (ja) プラズマ処理装置及びプリコート処理方法
KR20160148093A (ko) 정전 척 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
JP3889280B2 (ja) プラズマ処理装置
KR20120062923A (ko) 플라즈마 처리 장치 및 이것에 이용하는 지파판
KR100953828B1 (ko) 플라즈마 처리장치
JP5369733B2 (ja) プラズマ処理装置
US20130126094A1 (en) Substrate processing apparatus
WO2023243540A1 (ja) プラズマ処理装置
US20220270862A1 (en) Substrate support, plasma processing system, and plasma etching method
US20200267826A1 (en) Substrate processing apparatus
JP2009152233A (ja) 半導体製造装置
US20160118229A1 (en) Plasma processing apparatus
TWI415526B (zh) 電漿處理裝置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09708995

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2009552541

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20107017481

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12866545

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09708995

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1