WO2024106270A1 - プラズマ処理装置 - Google Patents

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WO2024106270A1
WO2024106270A1 PCT/JP2023/040060 JP2023040060W WO2024106270A1 WO 2024106270 A1 WO2024106270 A1 WO 2024106270A1 JP 2023040060 W JP2023040060 W JP 2023040060W WO 2024106270 A1 WO2024106270 A1 WO 2024106270A1
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WO
WIPO (PCT)
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reaction chamber
plasma processing
upper electrode
processing apparatus
ring
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/040060
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English (en)
French (fr)
Inventor
泰明 谷池
Original Assignee
東京エレクトロン株式会社
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    • 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

Definitions

  • An exemplary embodiment of the present disclosure relates to a plasma processing apparatus.
  • Plasma processing equipment is required to have a uniform plasma distribution on the wafer, and patent documents 1 to 3 disclose techniques for adjusting the electromagnetic waves used to generate plasma in order to achieve a uniform plasma distribution.
  • This disclosure provides technology for adjusting the electromagnetic waves used to generate plasma in order to achieve uniform plasma distribution.
  • a plasma processing apparatus in one exemplary embodiment, includes a processing vessel, a mounting table, an upper electrode, a gas supply device, a high-frequency power supply, and an electromagnetic wave suppression unit.
  • the processing vessel is a conductive vessel configured to perform plasma processing.
  • the mounting table is provided in the processing vessel and configured to mount a wafer thereon.
  • the upper electrode is provided in the processing vessel and disposed above the mounting table so as to face the mounting table.
  • the gas supply device is configured to supply processing gas to a reaction chamber between the upper electrode and the mounting table.
  • the high-frequency power supply is electrically connected to the upper electrode and configured to generate plasma of the processing gas by supplying high-frequency power to the upper electrode.
  • the electromagnetic wave suppression unit is provided on a side wall of the processing vessel.
  • the electromagnetic wave suppression unit is disposed between the mounting table and the upper electrode on the reaction chamber side.
  • the electromagnetic wave suppression unit has an absorption ring, a seal, and a conductive reflection wall.
  • the absorption ring is disposed along the side surface of the side wall facing the reaction chamber so as to surround the reaction chamber.
  • the absorption ring is isolated from the reaction chamber by the seal and the side wall.
  • the absorbing ring has a material that absorbs electromagnetic waves propagating along the side surface.
  • the reflecting wall is provided so as to protrude from the absorbing ring.
  • the reflecting wall is configured to separate the area surrounded by the reflecting wall and the side surface from the reaction chamber, thereby preventing electromagnetic waves propagating through the area from proceeding toward the reaction chamber.
  • a technique for conditioning the electromagnetic waves used to generate plasma to achieve uniform plasma distribution.
  • FIG. 1 illustrates a plasma processing apparatus according to an exemplary embodiment.
  • 10 is a diagram illustrating a configuration of an example of an electromagnetic wave suppression unit.
  • 10A and 10B are diagrams for explaining the effect of an example of an electromagnetic wave suppression section.
  • 10A and 10B are diagrams for explaining the effect of an example of an electromagnetic wave suppression section.
  • 10A and 10B are diagrams for explaining the effect of an example of an electromagnetic wave suppression section.
  • 10A and 10B are diagrams for explaining the effect of an example of an electromagnetic wave suppression section.
  • 11A and 11B are diagrams for explaining the effect of an example of an electromagnetic wave suppression section.
  • 10A and 10B are diagrams for explaining the effect of an example of an electromagnetic wave suppression section.
  • 13A and 13B are diagrams illustrating another configuration of an example of an electromagnetic wave suppression unit.
  • 13A and 13B are diagrams illustrating another configuration of an example of an electromagnetic wave suppression unit.
  • 13A and 13B are diagrams illustrating another configuration of an example of an electromagnetic wave suppression unit.
  • 13A and 13B are diagrams illustrating another configuration of an example of an electromagnetic wave suppression unit.
  • 13A and 13B are diagrams illustrating another configuration of an example of an electromagnetic wave suppression unit.
  • 13A and 13B are diagrams illustrating another configuration of an example of an electromagnetic wave suppression unit.
  • 13A and 13B are diagrams illustrating another configuration of an example of an electromagnetic wave suppression unit.
  • 13A and 13B are diagrams illustrating another configuration of an example of an electromagnetic wave suppression unit.
  • 13A and 13B are diagrams illustrating another configuration of an example of an electromagnetic wave suppression unit.
  • FIG. 1 is a diagram showing a plasma processing apparatus according to an exemplary embodiment.
  • the plasma processing apparatus 1 shown in Figure 1 is a parallel plate type plasma processing apparatus.
  • the plasma processing apparatus 1 includes a processing vessel 2, a mounting table 3, a lower electrode 3a, an upper electrode 5, a gas supply unit 13, a high frequency power supply 10, a shower unit SH, and an electromagnetic wave suppression unit EMS.
  • Figure 2 is a diagram showing the configuration of an example of the electromagnetic wave suppression unit.
  • the processing vessel 2 is configured to perform plasma processing and is conductive.
  • the processing vessel 2 has a lid 2a and a side wall 2b.
  • the side wall 2b and the lid 2a are conductors such as aluminum and are electrically connected to a ground potential.
  • At least the portion of the side wall 2b of the processing vessel 2 that is exposed to plasma is covered by a liner on which a thermal spray coating made of a plasma-resistant material is formed.
  • the processing vessel 2 is formed in a hollow shape (cylindrical shape with a bottom).
  • the central axis of the processing vessel 2 coincides with the central axis of the side wall 2b.
  • An exhaust device 15 is connected to the bottom of the processing vessel 2 via a gas exhaust port 14 in order to reduce the pressure in the processing vessel 2, specifically, in order to reduce the pressure in the reaction chamber 4.
  • the lid 2a is formed in a disk shape with a through hole 7c in the center.
  • the lid 2a is provided on the upper side of the side wall 2b.
  • the central axis of the lid 2a and the through hole 7c coincides with the central axis of the side wall 2b.
  • a reaction chamber 4 is provided between the mounting table 3 and the upper electrode 5 provided in the processing vessel 2.
  • the mounting table 3 is included in the lower electrode 3a.
  • the mounting table 3 is configured so that the wafer W can be placed on it below the reaction chamber 4 inside the processing vessel 2.
  • the mounting table 3 is supported by a support member 21 that stands upright in the center of the bottom of the processing vessel 2.
  • the mounting table 3 may be provided with a heater for heating the wafer W. Instead of a heating mechanism such as a heater, a cooling mechanism having a refrigerant flow path through which a cooling refrigerant flows may be provided, or both a heating mechanism and a cooling mechanism may be provided.
  • the mounting table 3 is provided with substrate support pins that can move up and down. The substrate support pins are used to transfer the wafer W between the mounting table 3 and a transport device for the wafer W that is inserted into the processing vessel 2 from outside the processing vessel 2.
  • the upper electrode 5 includes a conductive material such as aluminum, and has a disk shape.
  • the upper electrode 5 is supported by the processing vessel 2 via a dielectric ring 6.
  • the upper electrode 5 and the dielectric ring 6 separate the upper and lower spaces within the processing vessel 2.
  • the upper electrode 5 and the dielectric ring 6 seal the processing vessel 2 so that when the pressure inside the processing vessel 2 is reduced by the exhaust device 15, only the lower space is reduced in pressure.
  • the central axis of the upper electrode 5 coincides with the central axis of the processing vessel 2.
  • the upper electrode 5 includes a process gas dispersion section 12 formed in a substantially disk shape.
  • the upper electrode 5 includes a shower section SH provided on the lower part of the upper electrode 5, i.e., on the reaction chamber 4 side.
  • the shower section SH is configured to supply process gas from a gas supply device 13 to the reaction chamber 4.
  • the shower section SH is provided with a plurality of gas outlets 11 communicating with the process gas dispersion section 12.
  • the process gas dispersion section 12 is connected to a gas supply device 13 provided outside the process vessel 2.
  • the plasma process gas supplied from the gas supply device 13 is supplied to the process gas dispersion section 12 and then discharged through the gas outlets 11 into the reaction chamber 4.
  • the dielectric ring 6 is provided along the side wall 2b so as to cover the outer peripheral surface of the upper electrode 5.
  • the dielectric ring 6 transmits the electromagnetic waves propagating through the waveguide 8 from the high frequency power source 10 via the high frequency matching device 9 to the reaction chamber 4.
  • the plasma processing device 1 includes an antenna section 7.
  • the antenna section 7 has an inner conductor 7a, an outer conductor 7b, and a through hole 7c.
  • One end of the inner conductor 7a is connected to the center of the upper surface of the upper electrode 5.
  • the central axis of the inner conductor 7a coincides with the central axis of the processing vessel 2.
  • the other end of the inner conductor 7a is electrically connected to the high frequency power supply 10 via the high frequency matching unit 9.
  • the outer conductor 7b is connected to the upper surface of the lid 2a.
  • the central axis of the outer conductor 7b coincides with the central axis of the side wall 2b.
  • the inner diameter of the outer conductor 7b is approximately the same as the diameter of the through hole 7c of the lid 2a.
  • the plasma processing apparatus 1 has a waveguide 8.
  • the waveguide 8 propagates electromagnetic waves generated based on the high frequency power output from the high frequency power source 10 to the reaction chamber 4 via the dielectric ring 6.
  • the waveguide 8 has a first waveguide 8a and a second waveguide 8b.
  • the first waveguide 8a is defined by the outer peripheral surface of the inner conductor 7a and the inner peripheral surface of the outer conductor 7b.
  • the first waveguide 8a propagates the electromagnetic wave in the axial direction (vertically downward) along the inner conductor 7a.
  • the second waveguide 8b is continuous with the first waveguide 8a and is defined by the lower surface of the lid 2a and the upper surface of the upper electrode 5.
  • the second waveguide 8b propagates the electromagnetic wave horizontally outward along the radial direction in a plan view.
  • the high frequency power supply 10 is electrically connected to the upper electrode 5 and is configured to generate plasma of the processing gas supplied from the gas supply device 13 by supplying high frequency power to the upper electrode 5.
  • the high frequency power output from the high frequency power supply 10 is supplied to the upper electrode 5 via a high frequency matching device 9.
  • the high frequency power supply 10 can output high frequency power in the VHF band, UHF band, or HF band.
  • the high frequency power in the VHF band, UHF band, or HF band is applied to the plasma processing device 1.
  • the electromagnetic wave suppression unit EMS described below is provided to support high frequency power in the VHF band, UHF band, or HF band. Note that the dimensions of the choke structure for supporting such frequency bands become larger according to the frequency. For this reason, it is difficult to apply the choke structure to the plasma processing device 1 in terms of the dimensions of the choke structure and the associated strength.
  • the gas supply device 13 is configured to supply processing gas to the reaction chamber 4 between the upper electrode 5 and the mounting table 3.
  • the electromagnetic wave suppression unit EMS is provided on the side wall 2b of the processing vessel 2.
  • the electromagnetic wave suppression unit EMS is provided in a ring shape on the side wall 2b of the processing vessel 2 so as to surround the reaction chamber 4.
  • the electromagnetic wave suppression unit EMS is disposed between the mounting table 3 and the upper electrode 5 on the reaction chamber 4 side.
  • the electromagnetic wave suppression unit EMS has an absorption ring 16, a seal portion 17, and a conductive reflection wall 18.
  • the side wall 2b is provided with a recess CV that provides the area Ar1.
  • the recess CV is defined by the reflecting wall 18, the seal portion 17, and the side surface SS, and is provided so as to protrude toward the reaction chamber 4 and surround the reaction chamber 4.
  • the opening of the recess CV faces the upper electrode 5 or the mounting table 3. Only the configuration in which the opening of the recess CV faces the upper electrode 5 is illustrated.
  • the absorbing ring 16 is arranged in a ring shape so as to surround the reaction chamber 4 along the side surface SS of the side wall 2b on the reaction chamber 4 side.
  • the absorbing ring 16 is isolated from the reaction chamber 4 by the seal portion 17 and the side wall 2b.
  • the absorbing ring 16 has a material that absorbs electromagnetic waves propagating along the side surface SS.
  • the material may be, for example, water, ionic liquid, alcohol, or the like.
  • the area occupied by the absorbing ring 16 and the absorbing ring 16a has a thickness Th and a width Wd.
  • the seal portion 17 is provided on the surface of the absorbing ring 16 and covers a part or the whole of this surface.
  • the seal portion 17 (including seal portions 17a to 17e, which are modified examples of the seal portion 17 and will be described later) is made of a material such as aluminum oxide (Al 2 O 3 ) or yttrium oxide (Y 2 O 3 ).
  • the reflecting wall 18 is provided so as to protrude from the absorbing ring 16 (from a plane that includes the surface Sf of the absorbing ring 16 and extends horizontally into the reaction chamber 4).
  • the reflecting wall 18 is configured to separate the region Ar1 from the reaction chamber 4, thereby suppressing the electromagnetic waves propagating through the region Ar1 from proceeding toward the reaction chamber 4.
  • the reflecting wall 18 has a height Ht.
  • the region Ar1 is an area sandwiched between the reflecting wall 18 and the side surface SS.
  • region Ar2 the region that surrounds the reaction chamber 4 along the electromagnetic wave suppression unit EMS within the reaction chamber 4 and is below the absorbing ring 16 and above the mounting table 3 is referred to as region Ar2.
  • plasma is generated in the reaction chamber 4 by the process gas supplied from the gas supply device 13 and discharged from the gas outlet 11 into the reaction chamber 4, and by electromagnetic waves propagating to the reaction chamber 4 via the dielectric ring 6.
  • a high-frequency power source for RF bias may be electrically connected to the mounting table 3 via a matching box.
  • the plasma processing apparatus 1 further includes a control unit.
  • the control unit includes a computer having, for example, a CPU and memory, and has a program storage unit.
  • the program storage unit stores programs for executing various processes in the plasma processing apparatus 1.
  • FIG. 3 to 8 are diagrams for explaining the effect of an example of the electromagnetic wave suppression unit EMS. Simulation results are shown in Fig. 3 to 8.
  • Main conditions used in the simulation may include, for example, the following: Pressure inside the waveguide 8: 760 Torr.
  • the pressure inside the processing chamber 2 is 0.3 Torr.
  • Frequency of the high frequency power output from the high frequency power supply 10 220 [MHz].
  • High frequency power output from the high frequency power supply 10 3000 W or less.
  • Width Wd of the absorbing ring 16 20 mm.
  • Thickness Th of the absorbing ring 16 16 [mm].
  • Height Ht of the reflecting wall 18 7 mm.
  • Distance between the upper electrode 5 and the wafer W 46.5 mm.
  • Figure 3 shows the results of a simulation showing the change in the power ratio [%] of the absorbing ring 16 according to the thickness Th [mm] and width Wd [mm] of the absorbing ring 16.
  • the power ratio is the ratio of the electric field strength in region Ar2 to the electric field strength in region Ar1 ((electric field strength in region Ar2) / (electric field strength in region Ar1) x 100).
  • the power ratio indicates the efficiency of electromagnetic wave absorption by the absorbing ring 16, and the lower the power ratio, the higher the efficiency of electromagnetic wave absorption by the absorbing ring 16.
  • the greater the thickness Th and width Wd of the absorbing ring 16 the greater the volume that absorbs electromagnetic waves, and therefore the higher the efficiency of electromagnetic wave absorption by the absorbing ring 16.
  • Figure 4 shows the results of a simulation that shows the change in the power ratio [%] of the absorption ring 16 according to the height Ht [mm] of the reflection wall 18.
  • the reflection wall 18 confines the electromagnetic waves propagating along the side wall 2b via the dielectric ring 6 in the electromagnetic wave suppression unit EMS, suppressing propagation to the reaction chamber 4 and to the mounting table 3.
  • Figure 5 shows the results of a simulation that shows the change in the power ratio [%] of the absorption ring 16 according to the frequency [MHz] of the high-frequency power output from the high-frequency power source 10. According to the simulation results of Figure 5, the higher the frequency of the high-frequency power, the higher the efficiency of electromagnetic wave absorption by the absorption ring 16.
  • FIG. 6 shows the results of a simulation showing the change in the power ratio [%] of the absorption ring 16 according to the distance Gp from the top end of the reflecting wall 18 to the upper electrode 5. According to the simulation results of FIG. 6, the efficiency of absorbing the electromagnetic wave by the absorption ring 16 is relatively high regardless of the distance Gp.
  • FIG. 7 shows the results of a simulation showing the change in the power distribution [V/m] of the electromagnetic wave in the reaction chamber 4 according to the distance from the central axis of the processing vessel 2 toward the side wall 2b.
  • FIG. 7 shows the results of a simulation in which the distance Gp (corresponding to the horizontal axis of FIG. 6) is 3, 8, 13, 18, 23, 28, and 33 [mm] (corresponding to the data plotted in the results of FIG.
  • the electromagnetic wave suppression unit EMS that absorbs electromagnetic waves is provided on the side wall 2b of the processing vessel 2 above the mounting table 3 and below the upper electrode 5 so as to surround the reaction chamber 4.
  • the absorption ring 16 and the reflection wall 18 of the electromagnetic wave suppression unit EMS can reduce the electromagnetic waves that propagate along the side surface SS of the side wall 2b to the lower side of the processing vessel 2. Therefore, the influence of the electromagnetic waves reflected by the non-uniform structure provided on the side wall 2b and the electromagnetic waves that couple to the mounting table 3 on the standing wave plasma excited near the upper electrode 5 can be reduced. This makes it possible to generate uniform plasma in the circumferential and radial directions of the upper electrode 5.
  • a choke structure is a configuration for suppressing electromagnetic waves.
  • the choke structure suppresses electromagnetic waves by canceling out incident and reflected waves, so the dimensions of the structure depend on the wavelength of the electromagnetic waves. For this reason, it may be difficult to apply the choke structure to the plasma processing device 1 in terms of its dimensions and strength. Even in such cases, by using the electromagnetic wave suppression unit EMS provided in the plasma processing device 1, electromagnetic waves can be sufficiently suppressed without using a choke structure.
  • FIGS. 9 to 17 each show another example of the configuration of the electromagnetic wave suppression unit EMS.
  • the electromagnetic wave suppression unit EMS having the configuration shown in FIG. 9 to FIG. 17 can achieve the effects shown in FIG. 3 to FIG. 8.
  • Figures 9 and 10 show the configuration of the electromagnetic wave suppression unit EMS in which the absorption ring 16 is in contact with the gap SP.
  • the absorption ring 16 is isolated from the reaction chamber by the seal portion 17 and the side wall 2b.
  • the absorption ring 16 shown in Figures 9 and 10 is solid and may contain ferrite or the like as a material that absorbs electromagnetic waves.
  • the absorbing ring 16 is isolated from the reaction chamber 4 by the seal portion 17 (including seal portions 17a, 17b, 17c, and 17d which are modifications of the seal portion 17) and the side wall 2b.
  • the fluid FW1 is disposed along the absorbing ring 16.
  • the absorbing ring 16 shown in FIGS. 11 to 15 is solid and may include ferrite or the like as a material that absorbs electromagnetic waves.
  • the absorption ring 16 is disposed between the flow path FP1 and the recess CV.
  • the flow path FP1 and the absorption ring 16 are disposed in parallel.
  • the flow path FP1 is connected to an external chiller unit or the like, and the fluid FW1 can be circulated by this chiller unit or the like.
  • the fluid FW1 can be a refrigerant or water, etc.
  • the fluid FW1 cools the absorption ring 16, which generates heat by absorbing electromagnetic waves.
  • the entire surface of the absorption ring 16 is covered by the seal portion 17a.
  • the surface of the absorption ring 16 on the recess CV side is covered by the seal portion 17b.
  • multiple O-rings OR are provided to prevent the fluid FW1 from leaking into the processing vessel 2 as the fluid FW1 flows through the side wall 2b via the flow path FP1.
  • the surface of the absorption ring 16 is coated with a coating of the seal portion 17c.
  • the surface of the absorption ring 16 on the recess CV side and the reaction chamber 4 side are covered by the seal portion 17d.
  • multiple O-rings OR are provided to prevent the fluid FW1 from leaking into the processing vessel 2 as the fluid FW1 flows through the side wall 2b via the flow path FP1.
  • the absorption ring 16 and 17 show the configuration of the electromagnetic wave suppression unit EMS when the absorption ring 16 is a fluid such as a refrigerant or water.
  • the absorption ring 16 (absorption ring 16a) is isolated from the reaction chamber 4 by the seal portion 17 (including seal portions 17b and 17e, which are modified examples of the seal portion 17) and the side wall 2b.
  • the absorption ring 16 shown in FIGS. 16 and 17 is a fluid such as water, ionic liquid, alcohol, etc., and may contain a material that has a function of absorbing electromagnetic waves as well as a function of absorbing heat generated by absorbing electromagnetic waves.
  • the absorption ring 16a is supplied to the electromagnetic wave suppression unit EMS via the flow path FP2, and the flow path FP2 is connected to an external chiller unit or the like, and the absorption ring 16a can be circulated by this chiller unit or the like.
  • the surface of the absorption ring 16a on the recess CV side is covered by the seal portion 17b.
  • the periphery of the absorption ring 16a is covered by the seal portion 17e.
  • multiple O-rings OR are provided to prevent the absorbent ring 16a from leaking into the processing vessel 2 as the absorbent ring 16a flows through the side wall 2b via the flow path FP2.
  • the plasma processing device 1 is not limited to a parallel plate type plasma processing device, and may be a capacitively coupled type plasma processing device.
  • a conductive processing vessel configured to perform plasma processing; a mounting table provided in the processing chamber and configured to mount a wafer thereon; an upper electrode that is provided in the processing chamber and arranged above the mounting table so as to face the mounting table; a gas supply device configured to supply a process gas to a reaction chamber between the upper electrode and the mounting table; a radio frequency power source electrically connected to the upper electrode and configured to generate a plasma of the process gas by supplying radio frequency power to the upper electrode; an electromagnetic wave suppression unit provided on a side wall of the processing vessel; Equipped with The electromagnetic wave suppression unit is a reaction chamber side between the mounting table and the upper electrode,
  • the device has an absorbing ring, a sealing portion, and a conductive reflecting wall,
  • the absorbing ring is a reaction chamber-side surface of the side wall, the reaction chamber-side surface being disposed along the reaction chamber-side surface of the side wall, the reaction chamber is isolated by the seal and the side wall, a material that absorbs electromagnetic waves propagating along the side surface;
  • the region surrounded by the reflecting wall and the side surface is separated from the reaction chamber, thereby suppressing electromagnetic waves propagating through the region from proceeding toward the reaction chamber.
  • Plasma processing equipment the electromagnetic wave suppression unit that absorbs electromagnetic waves is provided on the side wall of the processing vessel above the mounting table and below the upper electrode so as to surround the reaction chamber.
  • the absorption ring and reflection wall of the electromagnetic wave suppression unit can reduce the electromagnetic waves that propagate along the side surface of the side wall to the lower side of the processing vessel. Therefore, the influence of the electromagnetic waves reflected by the non-uniform structure provided on the side wall and the electromagnetic waves that couple with the mounting table on the standing wave plasma excited near the upper electrode can be reduced. This makes it possible to generate uniform plasma in the circumferential and radial directions of the upper electrode.
  • the reflection wall makes it possible to confine the electromagnetic waves that propagate along the side surface to the lower side of the processing vessel in the absorption ring so that they do not proceed to the reaction chamber. Therefore, the electromagnetic waves that propagate to the lower side of the processing vessel can be sufficiently absorbed by the absorption ring and reduced.
  • the sidewall is provided with a recess that provides the region; the recess is defined by the reflective wall, the seal portion, and the side surface, protrudes toward the reaction chamber, and is provided so as to surround the reaction chamber.
  • the plasma processing apparatus according to [E1].
  • the seal portion is provided on the surface of the absorber ring and covers a part or the whole of the surface.
  • the plasma processing apparatus according to any one of [E1] to [E3].
  • the sidewall includes a refrigerant flow passage disposed along the absorbent ring.
  • the plasma processing apparatus according to any one of [E1] to [E4].
  • the absorbing ring comprises ferrite;
  • the plasma processing apparatus according to any one of [E1] to [E5].
  • the absorbing ring comprises silicon carbide or zirconium oxide.
  • the plasma processing apparatus according to any one of [E1] to [E5].
  • the absorbing ring contains a coolant that absorbs electromagnetic waves.
  • the plasma processing apparatus according to any one of [E1] to [E7].
  • the sealing portion includes aluminum oxide or yttrium oxide.
  • the plasma processing apparatus according to any one of [E1] to [E8].
  • the lower electrode includes the mounting table, The plasma processing apparatus according to any one of [E1] to [E9].
  • the upper electrode includes a shower portion configured to supply the process gas to the reaction chamber;
  • the plasma processing apparatus according to any one of [E1] to [E10].
  • the high frequency power source outputs high frequency power in the VHF band, the UHF band, or the HF band.
  • the plasma processing apparatus according to any one of [E1] to [E11].
  • 1...plasma processing device 2...processing vessel, 3...mounting table, 5...upper electrode, 10...high frequency power source, 13...gas supply device, EMS...electromagnetic wave suppression unit, 16...absorption ring, 17...sealing unit, 18...reflection wall.

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Abstract

開示されるプラズマ処理装置は、導電性の処理容器とウエハの載置台と上部電極と反応室に処理ガスを供給するガス供給装置と処理ガスのプラズマを生成する高周波電源と処理容器の側壁に設けられた電磁波抑制部とを備え、電磁波抑制部は、載置台及び上部電極の間であって反応室側に配置され、吸収リング、シール部、及び導電性の反射壁を有し、吸収リングは、側壁の反応室側の側面に沿って反応室を囲むように配置され、シール部及び側壁によって反応室から隔絶され側面に沿って伝搬する電磁波を吸収する材料を有し、反射壁は、吸収リングから突出するように設けられ、反射壁及び側面によって囲まれた領域を反応室から分けることによって領域を伝搬する電磁波が反応室側に進行することを抑制する。

Description

プラズマ処理装置
　本開示の例示的実施形態は、プラズマ処理装置に関するものである。
　半導体デバイスといった電子デバイスの製造においては例えば平行平板型のプラズマ処理装置が利用される。プラズマ処理装置ではプラズマ分布をウエハ上において均一にすることが要求され、プラズマ分布を均一にするためにプラズマの生成に用いる電磁波を整えるための技術が特許文献１～３に開示されている。
特開２００４－１４６８３８号公報 特開２００１－２１７２２９号公報 特開平２－７００６６号公報
　本開示は、プラズマ分布を均一にするためにプラズマ生成に用いる電磁波を整えるための技術を提供する。
　一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、処理容器、載置台、上部電極、ガス供給装置、高周波電源、及び電磁波抑制部を備える。処理容器は、プラズマ処理が行われるように構成された導電性の容器である。載置台は、処理容器内に設けられウエハが載置されるように構成されている。上部電極は、処理容器内に設けられ載置台の上方において載置台に対向するように配置されている。ガス供給装置は、上部電極及び載置台の間の反応室に処理ガスを供給するように構成されている。高周波電源は、上部電極に電気的に接続されており、上部電極に高周波電力を供給することによって処理ガスのプラズマを生成するように構成されている。電磁波抑制部は、処理容器の側壁に設けられている。電磁波抑制部は、載置台及び上部電極の間であって反応室側に配置されている。電磁波抑制部は、吸収リング、シール部、及び、導電性の反射壁を有している。吸収リングは、側壁の反応室側の側面に沿って反応室を囲むように配置されている。吸収リングは、シール部及び側壁によって反応室から隔絶されている。吸収リングは、側面に沿って伝搬する電磁波を吸収する材料を有している。反射壁は、吸収リングから突出するように設けられている。反射壁は、反射壁及び側面によって囲まれた領域を反応室から分けることによって領域を伝搬する電磁波が反応室側に進行することを抑制するように構成されている。
　一つの例示的実施形態によれば、プラズマ分布を均一にするためにプラズマ生成に用いる電磁波を整えるための技術が提供される。
一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を示す図である。 一例の電磁波抑制部の構成を示す図である。 一例の電磁波抑制部の効果を説明するための図である。 一例の電磁波抑制部の効果を説明するための図である。 一例の電磁波抑制部の効果を説明するための図である。 一例の電磁波抑制部の効果を説明するための図である。 一例の電磁波抑制部の効果を説明するための図である。 一例の電磁波抑制部の効果を説明するための図である。 一例の電磁波抑制部の他の構成を示す図である。 一例の電磁波抑制部の他の構成を示す図である。 一例の電磁波抑制部の他の構成を示す図である。 一例の電磁波抑制部の他の構成を示す図である。 一例の電磁波抑制部の他の構成を示す図である。 一例の電磁波抑制部の他の構成を示す図である。 一例の電磁波抑制部の他の構成を示す図である。 一例の電磁波抑制部の他の構成を示す図である。 一例の電磁波抑制部の他の構成を示す図である。
　以下、図面を参照して種々の例示的実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
　まず図１及び図２を参照して、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置１の構成について説明する。図１は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を示す図である。図１に示すプラズマ処理装置１は、平行平板型のプラズマ処理装置である。プラズマ処理装置１は、処理容器２、載置台３、下部電極３ａ、上部電極５、ガス供給装置１３、高周波電源１０、シャワー部ＳＨ、及び電磁波抑制部ＥＭＳを備える。図２は、一例の電磁波抑制部の構成を示す図である。
　処理容器２は、プラズマ処理が行われるように構成され、導電性を有する。処理容器２は、蓋体２ａ及び側壁２ｂを有する。側壁２ｂ及び蓋体２ａは、アルミニウム等の導電体であり、接地電位に電気的に接続されている。処理容器２のうち、少なくとも側壁２ｂにおいてプラズマに曝される部分は、耐プラズマ性の材料からなる溶射皮膜が形成されたライナによって覆われている。
　処理容器２は、中空形状（有底の円筒状）に形成されている。処理容器２の中心軸線は、側壁２ｂの中心軸線に一致している。なお、処理容器２の底部には、処理容器２を減圧するため、具体的には反応室４を減圧するため、排気装置１５がガス排気口１４を介して接続されている。
　蓋体２ａは、中央に貫通孔７ｃを有する円板状に形成されている。蓋体２ａは、側壁２ｂの上側に設けられている。蓋体２ａ及び貫通孔７ｃの中心軸線は、側壁２ｂの中心軸線に一致している。
　処理容器２内において、処理容器２内に設けられた載置台３と上部電極５との間には、反応室４が設けられている。載置台３は、下部電極３ａに含まれる。
　載置台３は、処理容器２内における反応室４の下方において、ウエハＷが載置されるように構成されている。載置台３は、処理容器２の底部中央に立設された支持部材２１によって支持されている。
　載置台３には、ウエハＷを加熱するためのヒータが設けられ得る。ヒータ等の加熱機構に代えて冷却用の冷媒が通流される冷媒流路等を有する冷却機構を設けてもよいし、加熱機構と冷却機構の両方を設けてもよい。載置台３には基板支持ピンが上下動可能に設けられている。基板支持ピンは、処理容器２の外部から処理容器２内に挿入されるウエハＷの搬送装置と載置台３との間でウエハＷを受け渡すためのものである。
　載置台３の上方（反応室４の上方）には、載置台３に対向するように配置された上部電極５が設けられている。上部電極５は、例えばアルミニウム等の導電性材料を含み、円板形状を有する。
　上部電極５は、誘電体リング６を介して処理容器２に支持されている。上部電極５と誘電体リング６により、処理容器２内の上部空間と下部空間とが隔てられている。排気装置１５によって処理容器２内を減圧した場合に、上述の下部空間のみが減圧されるように、処理容器２内は上部電極５及び誘電体リング６によって密閉されている。上部電極５の中心軸線は、処理容器２の中心軸線に一致している。
　上部電極５の内部には、略円盤状に形成された処理ガス分散部１２が設けられている。上部電極５は、上部電極５の下部すなわち反応室４側に設けられたシャワー部ＳＨを含む。シャワー部ＳＨは、反応室４にガス供給装置１３からの処理ガスを供給するように構成されている。シャワー部ＳＨには、処理ガス分散部１２と連通する複数のガス吐出口１１が設けられている。処理ガス分散部１２には、処理容器２の外部に設けられたガス供給装置１３が接続されている。ガス供給装置１３から供給されるプラズマ処理用ガスは、処理ガス分散部１２に供給された後にガス吐出口１１を介して反応室４に吐出される。
　誘電体リング６は、上部電極５の外周面を覆うように側壁２ｂに沿って設けられている。誘電体リング６は、高周波電源１０から高周波整合器９を介して導波路８を伝搬する電磁波を反応室４に透過させる。
　プラズマ処理装置１は、アンテナ部７を備えている。アンテナ部７は、内側導体７ａ、外側導体７ｂ、及び貫通孔７ｃを有する。
　内側導体７ａの一端は、上部電極５の上面中央に接続されている。内側導体７ａの中心軸線は、処理容器２の中心軸線に一致している。内側導体７ａの他端は、高周波整合器９を介して、高周波電源１０に電気的に接続されている。
　外側導体７ｂは、蓋体２ａの上面に接続されている。外側導体７ｂの中心軸線は、側壁２ｂの中心軸線に一致している。外側導体７ｂの内径は、蓋体２ａの貫通孔７ｃの直径と略同一である。
　プラズマ処理装置１は、導波路８を有する。導波路８は、高周波電源１０から出力される高周波電力に基づいて生じた電磁波を、誘電体リング６を介して反応室４に伝搬させる。導波路８は、第１導波路８ａ及び第２導波路８ｂを有する。
　第１導波路８ａは、内側導体７ａの外周面や外側導体７ｂの内周面等によって画成される。第１導波路８ａは、内側導体７ａに沿って軸方向（鉛直方向下方）に上記電磁波を伝搬させる。第２導波路８ｂは、第１導波路８ａから連続しており、蓋体２ａの下面や上部電極５の上面によって画成される。第２導波路８ｂは、平面視で径方向に沿って水平方向外側に上記電磁波を伝搬させる。
　高周波電源１０は、上部電極５に電気的に接続され上部電極５に高周波電力を供給することによってガス供給装置１３から供給される処理ガスのプラズマを生成するように構成されている。高周波電源１０から出力される高周波電力は高周波整合器９を介して上部電極５に供給される。高周波電源１０は、ＶＨＦ帯、ＵＨＦ帯、又はＨＦ帯の高周波電力を出力し得る。ＶＨＦ帯、ＵＨＦ帯、又はＨＦ帯の高周波電力は、プラズマ処理装置１に適用される。特に、後述の電磁波抑制部ＥＭＳは、ＶＨＦ帯、ＵＨＦ帯、又はＨＦ帯の高周波電力に対応するように備えられている。なお、このような周波数帯に対応するためのチョーク構造は、チョーク構造の寸法が周波数に応じて大きくなる。このため、チョーク構造の寸法やそれに伴う強度の点等で、チョーク構造をプラズマ処理装置１に適用することは難しい。
　ガス供給装置１３は、上部電極５及び載置台３の間の反応室４に処理ガスを供給するように構成されている。
　電磁波抑制部ＥＭＳは、処理容器２の側壁２ｂに設けられている。電磁波抑制部ＥＭＳは、反応室４を囲むように、処理容器２の側壁２ｂに環状に設けられている。電磁波抑制部ＥＭＳは、載置台３及び上部電極５の間であって反応室４側に配置されている。電磁波抑制部ＥＭＳは、吸収リング１６、シール部１７、及び、導電性の反射壁１８を有している。
　側壁２ｂには、領域Ａｒ１を提供する凹部ＣＶが設けられている。凹部ＣＶは、反射壁１８、シール部１７、及び側面ＳＳによって画成され、反応室４側に突出し、反応室４を囲むように設けられている。凹部ＣＶの開口は、上部電極５又は載置台３に向いている。凹部ＣＶの開口が上部電極５に向いている構成のみが図示されている。
　吸収リング１６は、側壁２ｂの反応室４側の側面ＳＳに沿って反応室４を囲むように環状に配置されている。吸収リング１６は、シール部１７及び側壁２ｂによって反応室４から隔絶されている。吸収リング１６は、側面ＳＳに沿って伝搬する電磁波を吸収する材料を有している。吸収リング１６の材料は、固体の場合、例えばフェライトであり、高ｔａｎδ＝μｉ／μｒの酸化ケイ素（ＳｉＣ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）等であり得る。吸収リング１６の材料は、流体の場合（吸収リング１６の変形例である後述の吸収リング１６ａの場合）、例えば、水、イオン液体、アルコール等であり得る。吸収リング１６及び吸収リング１６ａの占める領域は、厚みＴｈを有し、幅Ｗｄを有する。吸収リング１６及び吸収リング１６ａの透磁率は、μ＝μｒ＋ｊ×μｉ（ｊは虚数）とする。
　シール部１７は、吸収リング１６の表面に設けられ、この表面の一部又は全部を覆う。シール部１７（シール部１７の変形例である後述のシール部１７ａ～１７ｅを含む）は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）等の材料を有する。
　反射壁１８は、吸収リング１６から（吸収リング１６の表面Ｓｆを含み反応室４内に向けて水平に伸びる平面から）突出するように設けられている。反射壁１８は、領域Ａｒ１を反応室４から分けることによって、領域Ａｒ１を伝搬する電磁波が反応室４側に進行することを抑制するように構成されている。反射壁１８は、高さＨｔを有する。領域Ａｒ１は、反射壁１８と側面ＳＳとによって挟まれた領域である。また、反応室４内において電磁波抑制部ＥＭＳに沿って反応室４を囲んでおり、吸収リング１６の下方及び載置台３の上方にある領域を領域Ａｒ２とする。
　プラズマ処理装置１では、ガス供給装置１３から供給されガス吐出口１１から反応室４に吐出される処理ガス、及び、誘電体リング６を介して反応室４に伝搬する電磁波によって、反応室４内にプラズマが生成される。プラズマ中のイオン等をウエハＷに引き込ませるため、例えば、載置台３に、整合器を介してＲＦバイアス用の高周波電源が電気的に接続されていてもよい。
　さらに、プラズマ処理装置１は、制御部を備える。制御部は、例えばＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータを含んでおり、プログラム格納部を有している。プログラム格納部には、プラズマ処理装置１における各種処理を実行するためのプログラムが格納されている。
　図３～図８は、一例の電磁波抑制部ＥＭＳの効果を説明するための図である。図３～図８にはシミュレーション結果が示されている。シミュレーションで用いられる主な条件は、一例として以下のものを含み得る。
・導波路８内の圧力：７６０［Ｔｏｒｒ］。
・処理容器２内の圧力０．３［Ｔｏｒｒ］。
・高周波電源１０から出力される高周波電力の周波数：２２０［ＭＨｚ］。
・高周波電源１０から出力される高周波電力：３０００［Ｗ］以下。
・吸収リング１６の幅Ｗｄ：２０［ｍｍ］。
・吸収リング１６の厚みＴｈ：１６［ｍｍ］。
・反射壁１８の高さＨｔ：７［ｍｍ］。
・吸収リング１６の透磁率（μ＝μｒ＋ｊ×μｉ；ｊは虚数）：μｒ＝１、μｉ＝１０。
・上部電極５及びウエハＷの間の距離：４６．５［ｍｍ］。
　図３は、吸収リング１６の厚みＴｈ［ｍｍ］及び幅Ｗｄ［ｍｍ］に応じた吸収リング１６のパワー比率［％］の変化を示すシミュレーション結果である。パワー比率は、領域Ａｒ１の電界強度に対する領域Ａｒ２の電界強度の割合（（領域Ａｒ２の電界強度）／（領域Ａｒ１の電界強度）×１００）である。パワー比率は吸収リング１６による電磁波の吸収効率を示しており、パワー比率が低いほど吸収リング１６による電磁波の吸収効率は高い。図３のシミュレーション結果によれば、吸収リング１６の厚みＴｈ及び幅Ｗｄが大きいほど、電磁波を吸収する容積が増えるため、吸収リング１６による電磁波の吸収効率がより高い。
　図４は、反射壁１８の高さＨｔ［ｍｍ］に応じた吸収リング１６のパワー比率［％］の変化を示すシミュレーション結果である。反射壁１８は、誘電体リング６を介して側壁２ｂに沿って伝搬する電磁波を電磁波抑制部ＥＭＳに閉じ込め、反応室４への伝搬及び載置台３側への伝搬を抑制する。図４のシミュレーション結果によれば、反射壁１８の高さＨｔが大きいほど、吸収リング１６による電磁波の吸収効率がより高い。
　図５は、高周波電源１０から出力される高周波電力の周波数［ＭＨｚ］に応じた吸収リング１６のパワー比率［％］の変化を示すシミュレーション結果である。図５のシミュレーション結果によれば、高周波電力の周波数が大きいほど、吸収リング１６による電磁波の吸収効率がより高い。
　図６は、反射壁１８の上端から上部電極５に至るまでの間隔Ｇｐに応じた吸収リング１６のパワー比率［％］の変化を示すシミュレーション結果である。図６のシミュレーション結果によれば、吸収リング１６による電磁波の吸収効率は、間隔Ｇｐによらず比較的に高い。一方、図７は、処理容器２の中心軸線から側壁２ｂに向けた距離に応じた反応室４内における電磁波のパワー分布［Ｖ／ｍ］の変化を示すシミュレーション結果である。図７には、間隔Ｇｐ（図６の横軸に対応）として、３、８、１３、１８、２３、２８、３３［ｍｍ］の場合（それぞれ図６の結果においてプロットされたデータに対応）のシミュレーション結果が示されている。図７のシミュレーション結果によれば、間隔Ｇｐが比較的に小さい３、８、１３［ｍｍ］等の場合には、側壁２ｂに近いほど（図７の横軸の値が大きいほど）、電磁波のパワー分布が大きくなる。このため、上部電極５と反射壁１８又は領域Ａｒ１の領域とにおいて放電やパワー消費が生じ得る。従って、電磁波のパワー分布を考慮した場合、間隔Ｇｐは比較的に大きい場合が好適である。
　図８は、吸収リング１６の透磁率（μ＝μｒ＋ｊ×μｉ；ｊは虚数）に応じた吸収リング１６のパワー比率［％］の変化を示すシミュレーション結果である。図８のシミュレーション結果によれば、μｉが大きいほど、μｒによらず、吸収リング１６による電磁波の吸収効率がより高い。
　以上のように、例示的実施形態に係るプラズマ処理装置１によれば、電磁波を吸収する電磁波抑制部ＥＭＳが載置台３の上方であって上部電極５の下方において反応室４を囲むように処理容器２の側壁２ｂに設けられている。電磁波抑制部ＥＭＳの吸収リング１６及び反射壁１８によって、側壁２ｂの側面ＳＳに沿って処理容器２の下側に伝搬する電磁波を低減することができる。従って、側壁２ｂに設けられた不均一な構造等によって反射される電磁波や載置台３に結合する電磁波が上部電極５の近傍に励起される定在波プラズマに及ぼす影響を低減できる。このため、上部電極５の周方向及び径方向において均一なプラズマの生成が可能となる。更に、反射壁１８によって、側面ＳＳに沿って処理容器２の下側に伝搬する電磁波を反応室４側に進行しないように吸収リング１６に閉じ込めることが可能となる。よって、処理容器２の下側に伝搬する電磁波を十分に吸収リング１６に吸収させて低減することができる。また、電磁波を抑制する構成としてチョーク構造がある。チョーク構造は入射波及び反射波を相殺することによって電磁波を抑制するので当該構造の寸法は電磁波の波長に依存する。このため、チョーク構造の寸法や強度の点でプラズマ処理装置１への適用が困難な場合がある。このような場合であっても、プラズマ処理装置１が備える電磁波抑制部ＥＭＳを用いれば、チョーク構造を用いなくても、電磁波の抑制が十分に行える。
　図９～図１７には、それぞれ、一例の電磁波抑制部ＥＭＳの他の構成を示す。図９～図１７のそれぞれに示す構成の電磁波抑制部ＥＭＳは、図３～図８に示す効果を奏し得る。
　図９及び図１０には、吸収リング１６が空隙ＳＰに接している電磁波抑制部ＥＭＳの構成が示されている。吸収リング１６は、シール部１７及び側壁２ｂによって反応室から隔絶されている。図９及び図１０に示す吸収リング１６は、固体であり、電磁波を吸収する材料としてフェライト等を含み得る。
　図１１～図１５には、流体ＦＷ１の流路ＦＰ１を含む電磁波抑制部ＥＭＳの構成が示されている。吸収リング１６は、シール部１７（シール部１７の変形例であるシール部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄを含む）及び側壁２ｂによって反応室４から隔絶されている。流体ＦＷ１は、吸収リング１６に沿って配置されている。図１１～図１５に示す吸収リング１６は、固体であり、電磁波を吸収する材料としてフェライト等を含み得る。また、図１１～図１５に示す吸収リング１６は、高ｔａｎδ＝μｉ／μｒの酸化ケイ素（ＳｉＣ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）等であり得る。
　図１１～図１３に示す構成では、吸収リング１６は、流路ＦＰ１及び凹部ＣＶの間に配置されている。図１４及び図１５に示す構成では、流路ＦＰ１及び吸収リング１６が並列に配置されている。流路ＦＰ１は外部のチラーユニット等に接続され、流体ＦＷ１は、このチラーユニット等によって循環され得る。流体ＦＷ１は、冷媒又は水等であり得る。流体ＦＷ１は、電磁波を吸収することによって発熱する吸収リング１６を冷却する。
　図１１及び図１４に示す構成では、吸収リング１６の表面の全体がシール部１７ａによって覆われている。図１２に示す構成では、吸収リング１６の表面のうち凹部ＣＶ側の部分がシール部１７ｂによって覆われている。シール部１７ｂと側壁２ｂとの間には、流路ＦＰ１を介して流体ＦＷ１が側壁２ｂ内を流れることに応じて、流体ＦＷ１が処理容器２内に漏れ出ないように複数のＯリングＯＲが設けられている。図１３に示す構成では、吸収リング１６の表面がシール部１７ｃの被膜によってコーティングされている。図１５に示す構成では、吸収リング１６の表面のうち凹部ＣＶ側の部分及び反応室４側の部分がシール部１７ｄによって覆われている。シール部１７ｄと側壁２ｂとの間には、流路ＦＰ１を介して流体ＦＷ１が側壁２ｂ内を流れることに応じて、流体ＦＷ１が処理容器２内に漏れ出ないように複数のＯリングＯＲが設けられている。
　図１６及び図１７には、吸収リング１６が冷媒、水等の流体の場合における電磁波抑制部ＥＭＳの構成が示されている。吸収リング１６（吸収リング１６ａ）がシール部１７（シール部１７の変形例であるシール部１７ｂ、１７ｅを含む）及び側壁２ｂによって反応室４から隔絶されている。図１６及び図１７に示す吸収リング１６は、水、イオン液体、アルコール等の流体であり、電磁波を吸収する機能と共に、電磁波を吸収することによって生じる熱を吸収する機能を有する材料を含み得る。吸収リング１６ａは流路ＦＰ２を介して電磁波抑制部ＥＭＳに供給され、流路ＦＰ２は外部のチラーユニット等に接続され、吸収リング１６ａはこのチラーユニット等によって循環され得る。図１６に示す構成では、吸収リング１６ａの表面のうち凹部ＣＶ側の表面がシール部１７ｂによって覆われている。図１７に示す構成では、吸収リング１６ａの周囲がシール部１７ｅによって覆われている。シール部１７ｂ、シール部１７ｅと側壁２ｂとの間には、流路ＦＰ２を介して吸収リング１６ａが側壁２ｂ内を流れることに応じて、吸収リング１６ａが処理容器２内に漏れ出ないように複数のＯリングＯＲが設けられている。
　以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な追加、省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。
　例えば、吸収リング１６が高ｔａｎδ＝μｉ／μｒの材料を含む場合には、シール部１７を用いない構成が可能である。また、プラズマ処理装置１は、平行平板型のプラズマ処理装置に限らず、容量結合型のプラズマ処理装置であり得る。
　ここで、本開示に含まれる種々の例示的実施形態を、以下の［Ｅ１］～［Ｅ１２］に記載する。
［Ｅ１］
　プラズマ処理が行われるように構成された導電性の処理容器と、
　前記処理容器内に設けられウエハが載置されるように構成された載置台と、
　前記処理容器内に設けられ前記載置台の上方において該載置台に対向するように配置された上部電極と、
　前記上部電極及び前記載置台の間の反応室に処理ガスを供給するように構成されたガス供給装置と、
　前記上部電極に電気的に接続されており、該上部電極に高周波電力を供給することによって前記処理ガスのプラズマを生成するように構成された高周波電源と、
　前記処理容器の側壁に設けられ電磁波抑制部と、
を備え、
　前記電磁波抑制部は、
　　前記載置台及び前記上部電極の間であって前記反応室側に配置され、
　　吸収リング、シール部、及び、導電性の反射壁を有し、
　前記吸収リングは、
　　前記側壁の前記反応室側の側面に沿って該反応室を囲むように配置され、
　　前記シール部及び前記側壁によって前記反応室から隔絶され、
　　前記側面に沿って伝搬する電磁波を吸収する材料を有し、
　前記反射壁は、
　　前記吸収リングから突出するように設けられ、
　　当該反射壁及び前記側面によって囲まれた領域を前記反応室から分けることによって該領域を伝搬する電磁波が該反応室側に進行することを抑制するように構成されている、
プラズマ処理装置。
　このように、電磁波を吸収する電磁波抑制部が載置台の上方であって上部電極の下方において反応室を囲むように処理容器の側壁に設けられている。電磁波抑制部の吸収リング及び反射壁によって、側壁の側面に沿って処理容器の下側に伝搬する電磁波を低減することができる。従って、側壁に設けられた不均一な構造等によって反射される電磁波や載置台に結合する電磁波が上部電極の近傍に励起される定在波プラズマに及ぼす影響を低減できる。このため、上部電極の周方向及び径方向において均一なプラズマの生成が可能となる。更に、反射壁によって、側面に沿って処理容器の下側に伝搬する電磁波を反応室側に進行しないように吸収リングに閉じ込めることが可能となる。よって、処理容器の下側に伝搬する電磁波を十分に吸収リングに吸収させて低減することができる。
［Ｅ２］
　前記側壁には、前記領域を提供する凹部が設けられており、
　前記凹部は、前記反射壁、前記シール部、及び前記側面によって画成され、前記反応室側に突出し、該反応室を囲むように設けられている、
［Ｅ１］に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ３］
　前記凹部の開口は、前記上部電極又は前記載置台に向いている、
［Ｅ２］に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ４］
　前記シール部は、前記吸収リングの表面に設けられ該表面の一部又は全部を覆う、
［Ｅ１］～［Ｅ３］の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ５］
　前記側壁は、前記吸収リングに沿って配置された冷媒の流路を含んでいる、
［Ｅ１］～［Ｅ４］の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ６］
　前記吸収リングは、フェライトを含む、
［Ｅ１］～［Ｅ５］の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ７］
　前記吸収リングは、炭化ケイ素又は酸化ジルコニウムを含む、
［Ｅ１］～［Ｅ５］の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ８］
　前記吸収リングは、電磁波を吸収する冷媒を含む、
［Ｅ１］～［Ｅ７］の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ９］
　前記シール部は、酸化アルミニウム又は酸化イットリウムを含む、
［Ｅ１］～［Ｅ８］の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ１０］
　下部電極を更に備え、
　前記下部電極は前記載置台を含む、
［Ｅ１］～［Ｅ９］の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ１１］
　前記上部電極は、前記反応室に前記処理ガスを供給するように構成されたシャワー部を含む、
［Ｅ１］～［Ｅ１０］の何れか一項に記載プラズマ処理装置。
［Ｅ１２］
　前記高周波電源は、ＶＨＦ帯、ＵＨＦ帯、又はＨＦ帯の高周波電力を出力する、
［Ｅ１］～［Ｅ１１］の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
　以上の説明から、本開示の種々の実施形態は、説明の目的で本明細書で説明されており、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。
　１…プラズマ処理装置、２…処理容器、３…載置台、５…上部電極、１０…高周波電源、１３…ガス供給装置、ＥＭＳ…電磁波抑制部、１６…吸収リング、１７…シール部、１８…反射壁。

Claims (11)

  1. 　プラズマ処理が行われるように構成された導電性の処理容器と、
    　前記処理容器内に設けられウエハが載置されるように構成された載置台と、
    　前記処理容器内に設けられ前記載置台の上方において該載置台に対向するように配置された上部電極と、
    　前記上部電極及び前記載置台の間の反応室に処理ガスを供給するように構成されたガス供給装置と、
    　前記上部電極に電気的に接続されており、該上部電極に高周波電力を供給することによって前記処理ガスのプラズマを生成するように構成された高周波電源と、
    　前記処理容器の側壁に設けられ電磁波抑制部と、
    を備え、
    　前記電磁波抑制部は、
    　　前記載置台及び前記上部電極の間であって前記反応室側に配置され、
    　　吸収リング、シール部、及び、導電性の反射壁を有し、
    　前記吸収リングは、
    　　前記側壁の前記反応室側の側面に沿って該反応室を囲むように配置され、
    　　前記シール部及び前記側壁によって前記反応室から隔絶され、
    　　前記側面に沿って伝搬する電磁波を吸収する材料を有し、
    　前記反射壁は、
    　　前記吸収リングから突出するように設けられ、
    　　当該反射壁及び前記側面によって囲まれた領域を前記反応室から分けることによって該領域を伝搬する電磁波が該反応室側に進行することを抑制するように構成されている、
    プラズマ処理装置。
  2. 　前記側壁には、前記領域を提供する凹部が設けられており、
    　前記凹部は、前記反射壁、前記シール部、及び前記側面によって画成され、前記反応室側に突出し、該反応室を囲むように設けられている、
    請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  3. 　前記凹部の開口は、前記上部電極又は前記載置台に向いている、
    請求項２に記載のプラズマ処理装置。
  4. 　前記シール部は、前記吸収リングの表面に設けられ該表面の一部又は全部を覆う、
    請求項１～３の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  5. 　前記側壁は、前記吸収リングに沿って配置された冷媒の流路を含んでいる、
    請求項１～３の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  6. 　前記吸収リングは、フェライトを含む、
    請求項１～３の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  7. 　前記吸収リングは、炭化ケイ素又は酸化ジルコニウムを含む、
    請求項１～３の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  8. 　前記吸収リングは、電磁波を吸収する冷媒を含む、
    請求項１～３の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  9. 　前記シール部は、酸化アルミニウム又は酸化イットリウムを含む、
    請求項１～３の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  10. 　下部電極を更に備え、
    　前記下部電極は前記載置台を含む、
    請求項１～３の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  11. 　前記上部電極は、前記反応室に前記処理ガスを供給するように構成されたシャワー部を含む、
    請求項１～３の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
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