WO2025258422A1 - プラズマ処理装置及び上部電極 - Google Patents

プラズマ処理装置及び上部電極

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WO2025258422A1
WO2025258422A1 PCT/JP2025/019633 JP2025019633W WO2025258422A1 WO 2025258422 A1 WO2025258422 A1 WO 2025258422A1 JP 2025019633 W JP2025019633 W JP 2025019633W WO 2025258422 A1 WO2025258422 A1 WO 2025258422A1
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recess
plasma
processing apparatus
mounting table
peripheral side
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PCT/JP2025/019633
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English (en)
French (fr)
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純 山涌
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Tokyo Electron Ltd
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Tokyo Electron Ltd
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
    • C23C16/509—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges using internal electrodes
    • 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

  • This disclosure relates to a plasma processing apparatus and an upper electrode.
  • Patent Document 1 discloses a film formation apparatus that has multiple partition walls above a mounting table, with those of the multiple partition walls that are connected to a high-frequency power supply serving as application electrodes and those of the multiple partition walls that are grounded serving as ground electrodes, forming parallel electrodes, and the space formed between the partition walls serving as a plasma generation space.
  • the present disclosure provides a plasma processing apparatus and an upper electrode that suppresses radical deactivation and supplies radicals to a processing space.
  • a plasma processing apparatus comprising: a processing vessel; a mounting table provided within the processing vessel; a plasma generation unit arranged above and facing the mounting table; and a processing space formed between the plasma generation unit and the mounting table; the plasma generation unit is arranged facing the mounting table and has a ground electrode having multiple recesses, the ground electrode having recesses composed of a shielding portion arranged to cover the bottom surface of the recesses and a sidewall of the recesses; and an application electrode having an insertion portion inserted into the recesses with a gap between the shielding portion and the sidewalls, and the shielding portion has a radical supply hole that supplies radicals in plasma generated in the recesses to the processing space.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an example of a longitudinal cross-sectional view of a plasma generation unit.
  • 1 is a diagram showing an example of a plasma generating unit viewed from the side of the mounting table.
  • FIG. 10 is another example of a longitudinal cross-sectional view of the plasma generating unit.
  • FIG. 10 is another example of a longitudinal cross-sectional view of the plasma generating unit.
  • FIG. 10 is another example of a longitudinal cross-sectional view of the plasma generating unit.
  • FIG. 10 is another example of a longitudinal cross-sectional view of the plasma generating unit.
  • 1 is a horizontal cross-sectional view of a plasma generation unit.
  • FIG. 10 is another example of a horizontal cross-sectional view of the plasma generating unit.
  • 1 is a plan view of a plasma generating unit viewed from above;
  • FIG. 11 is an example of a vertical cross-sectional view of the plasma generating unit in FIG. 10 .
  • Fig. 1 is an example of a vertical cross-sectional view of the plasma processing apparatus 1 according to this embodiment.
  • Fig. 2 is an example of a vertical cross-sectional view of the plasma generating unit 5.
  • Fig. 3 is an example of a view of the plasma generating unit 5 as seen from the side of the mounting table 3.
  • the plasma processing apparatus 1 will be described as an example of a film formation apparatus that forms a film (e.g., a SiN film) on a substrate W by a PECVD (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) method using plasma of a first processing gas (e.g., SiH 4 ) and a second processing gas (e.g., NH 3 ).
  • a PECVD Pullasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition
  • a first processing gas e.g., SiH 4
  • a second processing gas e.g., NH 3
  • the plasma processing apparatus 1 is not limited to this, and may also be a film formation apparatus that forms a film on a substrate W by a PEALD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) method, for example.
  • PEALD Pullasma Enhanced Chemical Vapor Deposition
  • the plasma processing apparatus 1 includes a substantially cylindrical, airtight processing vessel 2.
  • An exhaust chamber 21 is provided in the center of the bottom wall of the processing vessel 2.
  • the exhaust chamber 21 has, for example, a generally cylindrical shape that protrudes downward.
  • An exhaust flow path 22 is connected to the exhaust chamber 21, for example, at the side of the exhaust chamber 21.
  • An exhaust unit 24 is connected to the exhaust flow path 22 via a pressure adjustment unit 23.
  • the pressure adjustment unit 23 includes a pressure adjustment valve such as a butterfly valve.
  • the exhaust flow path 22 is configured so that the pressure inside the processing vessel 2 can be reduced by the exhaust unit 24.
  • a transfer port 25 is provided on the side of the processing vessel 2.
  • the transfer port 25 is configured to be freely opened and closed by a gate valve 26.
  • the substrate W is loaded and unloaded between the processing vessel 2 and a transfer chamber (not shown) via the transfer port 25.
  • a mounting table 3 is provided within the processing vessel 2 for holding the substrate W approximately horizontally.
  • the mounting table 3 is formed in an approximately circular shape in a plan view and is supported by a support member 31.
  • a substantially circular recess 32 is formed in the surface of the mounting table 3 for mounting a substrate W, for example, with a diameter of 300 mm.
  • the recess 32 has an inner diameter that is slightly larger (for example, approximately 1 mm to 4 mm) than the diameter of the substrate W.
  • the depth of the recess 32 is configured to be approximately the same as the thickness of the substrate W, for example.
  • the mounting table 3 is formed from a ceramic material such as aluminum nitride (AlN).
  • the mounting table 3 may also be formed from a metal material such as nickel (Ni). Note that instead of the recess 32, a guide ring for guiding the substrate W may be provided around the periphery of the surface of the mounting table 3.
  • a grounded lower electrode 33 is embedded in the mounting table 3.
  • a temperature control mechanism 34 is embedded below the lower electrode 33.
  • the temperature control mechanism 34 adjusts the temperature of the substrate W placed on the mounting table 3 to a set temperature based on a control signal from the control unit 9. If the mounting table 3 is made entirely of metal, the entire mounting table 3 functions as the lower electrode, and the lower electrode 33 does not need to be embedded in the mounting table 3. Note that, while the lower electrode 33 is described as being grounded, this is not a limitation.
  • the lower electrode 33 may be connected to a high-frequency power supply (RF power supply) and configured to apply bias RF power.
  • the lower electrode 33 may also be connected to a direct-current power supply (DC power supply) and configured to apply bias DC power. Ions may be attracted to the substrate W from the generated plasma by applying bias power (bias RF power, bias DC power) to the lower electrode 33.
  • bias power bias RF power, bias DC power
  • the mounting table 3 is provided with a plurality of (e.g., three) lift pins 41 for holding and lifting the substrate W mounted on the mounting table 3.
  • the lift pins 41 may be made of, for example, ceramics such as alumina (Al 2 O 3 ) or quartz.
  • the lower ends of the lift pins 41 are attached to a support plate 42.
  • the support plate 42 is connected via a lift shaft 43 to a lift mechanism 44 provided outside the processing chamber 2.
  • the lifting mechanism 44 is installed, for example, at the bottom of the exhaust chamber 21.
  • the bellows 45 is provided between the lifting mechanism 44 and an opening 211 for the lifting shaft 43 formed in the underside of the exhaust chamber 21.
  • the support plate 42 may be shaped so that it can be raised and lowered without interfering with the support member 31 of the mounting table 3.
  • the lifting pin 41 is configured to be able to be raised and lowered freely between the upper side and the lower side of the surface of the mounting table 3 by the lifting mechanism 44. In other words, the lifting pin 41 is configured to be able to protrude from the top surface of the mounting table 3.
  • a plasma generation unit (plasma generation chamber) 5 is provided on the ceiling wall 27 of the processing vessel 2 via an insulating member 28.
  • the plasma generation unit 5 is disposed above and facing the mounting table 3, which has a lower electrode 33, and is also referred to as the upper electrode.
  • the plasma generation unit 5 also has a ground electrode 51 and an application electrode 52, which will be described later, and is also referred to as an electrode assembly.
  • a processing space S is formed between the plasma generation unit 5 and the mounting table 3.
  • the plasma generation unit 5 includes a grounded electrode 51 (also called a GND electrode), an application electrode 52 (also called a HOT electrode) to which high-frequency power (source RF power) for plasma generation is applied, and an insulating member 53 arranged between the ground electrode 51 and the application electrode 52.
  • a grounded electrode 51 also called a GND electrode
  • an application electrode 52 also called a HOT electrode
  • high-frequency power source RF power
  • the ground electrode 51 is made of a conductive material (e.g., aluminum with an anodized surface) and has a generally circular disk shape.
  • the ground electrode 51 has a gas supply path 511 and first gas supply holes 512.
  • the first gas supply holes 512 are formed in the bottom surface of the ground electrode 51 (the surface in contact with the processing space S and the surface facing the mounting table 3).
  • the gas supply path 511 is connected to a first processing gas supply source 61 via a gas line 62.
  • the first processing gas supply source 61 includes a first processing gas supply source, a mass flow controller, and a valve (none of which are shown).
  • the first processing gas includes, for example, a material gas.
  • the material gas is a processing gas, such as SiH 4 , that suppresses excessive dissociation by plasma.
  • the first processing gas e.g., SiH 4
  • the first processing gas supplied from the first processing gas supply source 61 is supplied into the processing space S from the first gas supply holes 512 via the gas line 62 and the gas supply path 511.
  • the ground electrode 51 also has a recess 513 that is open at the top.
  • the inner peripheral side surface 513S of the recess 513 is shaped, for example, as a cylindrical surface.
  • the recess 513 of the ground electrode 51 also has a shielding portion 514 that is provided to cover the bottom surface of the recess 513.
  • the shielding portion 514 also has a radical supply hole 515, which is a through-hole that penetrates from the inside of the recess 513 to the processing space S.
  • the shielding portion 514 may be formed integrally with the main body of the ground electrode 51 (the disk-shaped member in which the gas supply path 511, first gas supply hole 512, and recess 513 are formed). That is, the recess 513 is a bottomed recess formed from the upper surface of the ground electrode 51 (the side on which the application electrode 52 is arranged), and the bottom wall of the recess serves as the shielding portion 514.
  • the radical supply hole 515 is provided in the bottom wall of the recess that serves as the shielding portion 514.
  • the shielding portion 514 may be formed separately from the main body of the ground electrode 51 (the disk-shaped member in which the gas supply path 511, first gas supply hole 512, and recess 513 are formed). That is, the recess 513 may be a through-hole that penetrates from the top surface of the ground electrode 51 (the side on which the application electrode 52 is arranged) to the bottom surface (the surface in contact with the processing space S, the surface facing the mounting table 3), and the shielding portion 514 with the radical supply hole 515 may be arranged on the underside of this through-hole.
  • the application electrode 52 is formed of a conductive material (e.g., aluminum with an anodized surface).
  • the application electrode 52 has a gas supply path 521 and a second gas supply hole 522.
  • the gas supply path 521 is connected to a second process gas supply source 63 via a gas line 64.
  • the second process gas supply source 63 includes a second process gas supply source, a mass flow controller, and a valve (none of which are shown).
  • the second process gas includes, for example, a reactive gas.
  • the reactive gas is a process gas that is dissociated by plasma, such as NH 3.
  • the second process gas (e.g., NH 3 ) supplied from the second process gas supply source 63 is supplied via the gas line 64 and the gas supply path 521 to the recess 513 through the second gas supply hole 522.
  • the application electrode 52 also has an insertion portion 523 and a base portion 524.
  • the outer peripheral side surface 523S of the insertion portion 523 is formed, for example, as a cylindrical surface.
  • the height of the outer peripheral side surface 523S of the insertion portion 523 exposed in the recess 513 is formed shorter than the height of the inner peripheral side surface 513S of the recess 513.
  • the insertion portion 523 is inserted into the recess 513.
  • the second gas supply hole 522 is formed in the bottom surface 523B of the insertion portion 523. Furthermore, the insertion portion 523 and the recess 513 of the ground electrode 51 are arranged with a gap between them.
  • the base 524 is connected to the insertion portion 523 and supports the insertion portion 523.
  • An insulating member 53 is disposed between the base 524 and the ground electrode 51. This insulates the ground electrode 51 from the application electrode 52.
  • An RF power supply 55 is connected to the base 524 of the application electrode 52 via a matcher 551.
  • the frequency of the RF power supply 55 is, for example, 400 kHz to 2.45 GHz.
  • an RF electric field is generated between the application electrode 52 and the ground electrode 51.
  • the space between the opposing inner peripheral side surface 513S of the ground electrode 51 and the outer peripheral side surface 523S of the application electrode 52 serves as plasma generation space P1, generating capacitively coupled plasma (CCP).
  • CCP capacitively coupled plasma
  • An RF electric field is also generated between the bottom surface 523B of the application electrode 52 and the ground potential (the side wall of the recess 513, the shielding portion 514), generating capacitively coupled plasma on the side of the bottom surface 523B of the application electrode 52 as plasma generation space P2.
  • the plasma processing apparatus 1 includes a control unit 9.
  • the control unit 9 is, for example, a computer, and includes a CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), auxiliary storage device, etc.
  • the CPU operates based on a program stored in the ROM or auxiliary storage device, and controls the operation of the plasma processing apparatus 1.
  • the control unit 9 may be provided inside or outside the plasma processing apparatus 1. If the control unit 9 is provided outside the plasma processing apparatus 1, the control unit 9 can control the plasma processing apparatus 1 via communication means such as wired or wireless.
  • the first and second process gases are not limited to those described above.
  • the first process gas may be any of TiCl 4 , LTO520 (Si precursor), TSA (Si precursor), DCS (Si precursor), etc.
  • the second process gas may be any of NH 3 , H 2 , N 2 , O 2 , etc.
  • the film formed on the substrate W may be any of Ti, TiN, TiO 2 , SiO 2 , SiN, etc.
  • the first processing gas e.g., SiH 4
  • the first processing gas supply source 61 is supplied through the gas line 62, the gas supply path 511, and the first gas supply hole 512 into the processing space S. This makes it possible to suppress excessive dissociation of the first processing gas by the plasma.
  • a second process gas (e.g., NH 3 ) supplied from a second process gas supply source 63 is supplied through a gas line 64, a gas supply path 521, and a second gas supply hole 522 into the recess 513.
  • the space between the inner peripheral side surface 513S of the recess 513 of the ground electrode 51 and the outer peripheral side surface 523S of the insertion portion 523 of the application electrode 52, which face each other, is defined as a plasma generation space P1, and plasma of the second process gas is generated in this plasma generation space P1. Plasma of the second process gas is also generated in a plasma generation space P2.
  • ions generated in the plasma generation spaces P1 and P2 move horizontally along the electric field. Furthermore, ions traveling from the application electrode 52 toward the lower electrode 33 are blocked by the shielding portion 514. This prevents ions from passing through the radical supply holes 515 and being supplied to the processing space S.
  • the radicals generated in the plasma generation spaces P1 and P2 are supplied from within the recess 513 to the processing space S via the radical supply holes 515.
  • the shielding unit 514 is arranged so as to cover the bottom surface 523B of the insertion portion 523 of the application electrode 52. It is also preferable that the area of the shielding unit 514 is larger than the area of the bottom surface 523B of the insertion portion 523 of the application electrode 52.
  • the radical supply holes 515 are preferably provided in locations where the electric field flowing from the application electrode 52 to the ground potential (the sidewall of the recess 513, the shielding portion 514) is weak. In other words, they are preferably provided near the intersection of the inner peripheral side surface 513S and the shielding portion 514, where the electric field is particularly weak. This makes it possible to suppress the electric field leaking from the recess 513 into the processing space S via the radical supply holes 515.
  • the radical supply hole 515 is formed within the annular region between the outer peripheral side surface 523S and the inner peripheral side surface 513S when the plasma generating unit 5 is viewed from the mounting table 3. More preferably, the radical supply hole 515 is formed within the annular region between the outer peripheral side surface 523S and the inner peripheral side surface 513S when the plasma generating unit 5 is viewed from the mounting table 3, on the side closer to the inner peripheral side surface 513S than the outer peripheral side surface 523S. Furthermore, it is particularly preferable that the circular shape of the radical supply hole 515 be tangent to (inscribed in) the circular shape of the inner peripheral side surface 513S when the plasma generating unit 5 is viewed from the mounting table 3.
  • the distance from the outer peripheral side surface 523S to the inner peripheral side surface 513S is defined as La.
  • the diameter of the radical supply hole 515 is defined as Lb.
  • the diameter Lb of the radical supply hole 515 is preferably within the range of 0.5La or more and 0.8La or less. Setting the diameter Lb of the radical supply hole 515 to 0.8La or less prevents the electric field from leaking from the recess 513 to the processing space S via the radical supply hole 515. This also suppresses ions being supplied from the recess 513 to the processing space S. Setting the diameter Lb of the radical supply hole 515 to 0.5La or more allows radicals to be suitably supplied from the recess 513 to the processing space S, and prevents radical deactivation.
  • the height (distance) from the bottom surface 523B of the insertion portion 523 of the application electrode 52 to the upper surface of the shielding portion 514 is defined as H1.
  • the height H1 is preferably equal to or greater than La.
  • the height H1 is preferably within the range of equal to or greater than La and equal to or less than 2La. This allows plasma to be generated primarily in the plasma generation space P1 rather than in the plasma generation space P2. It also suppresses ions being supplied from the recess 513 to the processing space S.
  • the configuration of the plasma generating unit 5 is not limited to the configuration shown in Figures 2 and 3. Other configuration examples of the plasma generating unit 5 will be described using Figures 4 to 7.
  • Figure 4 is another example of a longitudinal cross-sectional view of the plasma generating unit 5.
  • a configuration in which the second gas supply holes 522 are formed in the bottom surface 523B of the insertion portion 523 is described as an example, but this is not limited to this.
  • a configuration in which the second gas supply holes 522 are formed in the outer peripheral side surface 523S of the insertion portion 523 may also be used. With this configuration, the pressure of the second processing gas in the plasma generation space P1 can be increased, and the second processing gas can be suitably supplied to the plasma generation space P1.
  • the quartz member 54 may be a cylindrical quartz member inserted into the recess 513, or may be a quartz member having a thermally sprayed film formed on the inner peripheral side surface 513S of the recess 513.
  • an Al 2 O 3 film, a BN material, or the like may be used instead of the quartz member 54. This configuration can suppress deactivation of radicals of the second process gas formed in the plasma generation spaces P1 and P2.
  • FIG 6 is another example of a longitudinal cross-sectional view of the plasma generation unit 5.
  • the inner peripheral side surface 513S of the recess 513 is covered with a quartz member 54.
  • a shielding unit 514A made of quartz may be arranged instead of the shielding unit 514.
  • the shielding unit 514A is provided separately from the main body of the ground electrode 51 (the gas supply path 511, the first gas supply hole 512, and the disk-shaped metal member in which the recess 513 is formed), and the shielding unit 514A is fitted into the recess 513 to form the ground electrode 51.
  • Figure 7 is another example of a longitudinal cross-sectional view of the plasma generating unit 5. As shown in Figure 7, if the distance H2 from the bottom surface 523B of the insertion unit 523 to the bottom surface of the ground electrode 51 is sufficient, the shielding unit 514 may be omitted.
  • the distance H2 from the bottom surface 523B of the insertion portion 523 to the bottom surface of the ground electrode 51 is at least twice the distance La between the outer peripheral side surface 523S and the inner peripheral side surface 513S (H2 ⁇ 2La).
  • H2 ⁇ 2La the distance La between the outer peripheral side surface 523S and the inner peripheral side surface 513S
  • RF power is supplied to the application electrode 52 from a single RF power source 55, but this configuration is not limited to this.
  • Other examples of the configuration of the plasma generating unit 5 will be further described using Figures 8 to 11.
  • Figure 8 is an example of a horizontal cross-sectional view of the plasma generating unit 5.
  • a horizontal cross-sectional view at a height position where the inner peripheral side surface 513S and the outer peripheral side surface 523S face each other is shown.
  • the recess 513 of the ground electrode 51 and the insertion portion 523 of the application electrode 52 inserted into the recess 513 may be circular in plan view.
  • Figure 9 is another example of a horizontal cross-sectional view of the plasma generation unit 5.
  • the horizontal cross-sectional view is shown at a height position where the inner peripheral side surface 513S and the outer peripheral side surface 523S face each other.
  • the recess 513 of the ground electrode 51 may be a groove shape extending along an arc in plan view
  • the insertion portion 523 of the application electrode 52 inserted into the recess 513 may be a fin shape extending along an arc in plan view.
  • the insertion portion 523 may be divided in the circumferential direction (divided into four in the example of Figure 9) and in the radial direction (divided into three in the example of Figure 9). Each divided insertion portion 523 may be configured to be able to supply RF power individually.
  • Figure 10 is an example of a plan view of the plasma generating unit 5 seen from above.
  • Figure 11 is an example of a vertical cross-sectional view of the plasma generating unit 5 in Figure 10.
  • the insulating member 53 has convex portions 531, which divide the application electrode 52 radially (into three in the example of Figure 10). In this way, RF power can be supplied individually to each divided region of the application electrode 52. This makes it possible to control the distribution of radicals supplied from the plasma generating unit 5 to the processing space S.

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Abstract

ラジカルの失活を抑制して処理空間にラジカルを供給するプラズマ処理装置及び上部電極を提供する。　処理容器と、前記処理容器内に設けられた載置台と、前記載置台の上方に対向配置されたプラズマ生成部と、前記プラズマ生成部と前記載置台との間に形成された処理空間と、を備え、前記プラズマ生成部は、前記載置台と対向配置され、複数の凹部を有する接地電極であって、前記凹部の下面を塞ぐように設けられた遮蔽部と、前記凹部の側壁とで構成される前記凹部を有する接地電極と、前記遮蔽部及び前記側壁との間に間隔をあけて、前記凹部内に挿入される挿入部を有する印加電極と、を有し、前記遮蔽部は、前記凹部内で生成されたプラズマ中のラジカルを前記処理空間に供給するラジカル供給孔を有する、プラズマ処理装置。

Description

プラズマ処理装置及び上部電極
　本開示は、プラズマ処理装置及び上部電極に関する。
　特許文献１には、載置台の上方に複数の仕切り壁を備え、複数の仕切り壁のうち高周波電源部に接続されている仕切り壁を印加電極とし、複数の仕切り壁のうち接地されている仕切り壁を接地電極として、平行電極が形成され、仕切り壁の間に形成される空間をプラズマ生成空間とする、成膜装置が開示されている。
特開２０１３－５１３７０号公報
　一の側面では、本開示は、ラジカルの失活を抑制して処理空間にラジカルを供給するプラズマ処理装置及び上部電極を提供する。
　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、前記処理容器内に設けられた載置台と、前記載置台の上方に対向配置されたプラズマ生成部と、前記プラズマ生成部と前記載置台との間に形成された処理空間と、を備え、前記プラズマ生成部は、前記載置台と対向配置され、複数の凹部を有する接地電極であって、前記凹部の下面を塞ぐように設けられた遮蔽部と、前記凹部の側壁とで構成される前記凹部を有する接地電極と、前記遮蔽部及び前記側壁との間に間隔をあけて、前記凹部内に挿入される挿入部を有する印加電極と、を有し、前記遮蔽部は、前記凹部内で生成されたプラズマ中のラジカルを前記処理空間に供給するラジカル供給孔を有する、プラズマ処理装置が提供される。
　一の側面によれば、ラジカルの失活を抑制して処理空間にラジカルを供給するプラズマ処理装置及び上部電極を提供することができる。
本実施形態に係るプラズマ処理装置１の縦断面図の一例。 プラズマ生成部の縦断面図の一例。 プラズマ生成部を載置台の側から見た図の一例。 プラズマ生成部の縦断面図の他の一例。 プラズマ生成部の縦断面図の他の一例。 プラズマ生成部の縦断面図の他の一例。 プラズマ生成部の縦断面図の他の一例。 プラズマ生成部の水平断面図の一例。 プラズマ生成部の水平断面図の他の一例。 プラズマ生成部を上方から見た平面図の一例。 図１０におけるプラズマ生成部の縦断面図の一例。
　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。
［プラズマ処理装置１］
　本実施形態に係るプラズマ処理装置１の一例について図１から図３を用いて説明する。図１は、本実施形態に係るプラズマ処理装置１の縦断面図の一例である。図２は、プラズマ生成部５の縦断面図の一例である。図３は、プラズマ生成部５を載置台３の側から見た図の一例である。
　ここでは、プラズマ処理装置１は、ＰＥＣＶＤ（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition）法によって、第１処理ガス（例えば、ＳｉＨ４）及び第２処理ガス（例えばＮＨ３）のプラズマを用いて、基板Ｗに膜（例えば、ＳｉＮ膜）を形成する成膜装置を例に説明する。なお、プラズマ処理装置１は、これに限られるものではなく、例えばＰＥＡＬＤ（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）法によって、基板Ｗに膜を形成する成膜装置であってもよい。
　プラズマ処理装置１は、略円筒状の気密な処理容器２を備える。処理容器２の底壁の中央部分には、排気室２１が設けられている。
　排気室２１は、下方に向けて突出する例えば略円筒状の形状を備える。排気室２１には、例えば排気室２１の側面において、排気流路２２が接続されている。
　排気流路２２には、圧力調整部２３を介して排気部２４が接続されている。圧力調整部２３は、例えばバタフライバルブ等の圧力調整バルブを備える。排気流路２２は、排気部２４によって処理容器２内を減圧できるように構成されている。処理容器２の側面には、搬送口２５が設けられている。搬送口２５は、ゲートバルブ２６によって開閉自在に構成されている。処理容器２内と搬送室（図示せず）との間における基板Ｗの搬入出は、搬送口２５を介して行われる。
　処理容器２内には、基板Ｗを略水平に保持するための載置台３が設けられている。載置台３は、平面視で略円形状に形成されており、支持部材３１によって支持されている。載置台３の表面には、例えば直径が３００ｍｍの基板Ｗを載置するための略円形状の凹部３２が形成されている。凹部３２は、基板Ｗの直径よりも僅かに（例えば１ｍｍ～４ｍｍ程度）大きい内径を有する。凹部３２の深さは、例えば基板Ｗの厚さと略同一に構成される。載置台３は、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミックス材料により形成されている。また、載置台３は、ニッケル（Ｎｉ）等の金属材料により形成されていてもよい。なお、凹部３２の代わりに載置台３の表面の周縁部に基板Ｗをガイドするガイドリングを設けてもよい。
　載置台３には、例えば接地された下部電極３３が埋設される。下部電極３３の下方には、温調機構３４が埋設される。温調機構３４は、制御部９からの制御信号に基づいて、載置台３に載置された基板Ｗを設定温度に調整する。載置台３の全体が金属によって構成されている場合には、載置台３の全体が下部電極として機能するので、下部電極３３を載置台３に埋設しなくてよい。なお、下部電極３３は接地される構成を例に説明するがこれに限られるものではない。下部電極３３は、高周波電源（ＲＦ電源）と接続され、バイアスＲＦ電力が印加される構成であってもよい。また、下部電極３３は、直流電源（ＤＣ電源）と接続され、バイアスＤＣ電力が印加される構成であってもよい。下部電極３３にバイアス電力（バイアスＲＦ電力、バイアスＤＣ電力）を印加することにより、生成されたプラズマからイオンを基板Ｗに引き込む構成としてもよい。
　載置台３には、載置台３に載置された基板Ｗを保持して昇降するための複数本（例えば３本）の昇降ピン４１が設けられている。昇降ピン４１の材料は、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミックスや石英等であってよい。昇降ピン４１の下端は、支持板４２に取り付けられている。支持板４２は、昇降軸４３を介して処理容器２の外部に設けられた昇降機構４４に接続されている。
　昇降機構４４は、例えば排気室２１の下部に設置されている。ベローズ４５は、排気室２１の下面に形成された昇降軸４３用の開口部２１１と昇降機構４４との間に設けられている。支持板４２の形状は、載置台３の支持部材３１と干渉せずに昇降できる形状であってもよい。昇降ピン４１は、昇降機構４４によって、載置台３の表面の上方の側と、載置台３の表面の下方の側との間で、昇降自在に構成される。言い換えると、昇降ピン４１は、載置台３の上面から突出可能に構成される。
　処理容器２の天壁２７には、絶縁部材２８を介してプラズマ生成部（プラズマ生成室）５が設けられている。プラズマ生成部５は、下部電極３３を有する載置台３の上方に対向配置され、上部電極とも称する。また、プラズマ生成部５は、後述する接地電極５１及び印加電極５２を有し、電極アセンブリとも称する。また、プラズマ生成部５と載置台３との間には、処理空間Ｓが形成される。
　プラズマ生成部５は、接地される接地電極５１（ＧＮＤ電極ともいう。）と、プラズマ生成用の高周波電力（ソースＲＦ電力）が印加される印加電極５２（ＨＯＴ電極ともいう。）と、接地電極５１と印加電極５２との間に配置される絶縁部材５３と、を備える。
　接地電極５１は、導電性材料（例えば、表面がアルマイト処理されたアルミニウム等）で形成され、略円板形状を有する。接地電極５１は、ガス供給路５１１と、第１ガス供給孔５１２と、を有する。第１ガス供給孔５１２は、接地電極５１の底面（処理空間Ｓに接する面、載置台３と対向する面）に形成されている。ガス供給路５１１は、ガスライン６２を介して、第１処理ガス供給源６１と接続されている。第１処理ガス供給源６１は、第１処理ガスの供給源、マスフローコントローラ、バルブ（いずれも図示せず）を含む。第１処理ガスは、例えば、材料ガスを含む。材料ガスは、プラズマによる過剰解離を抑制する処理ガスであり、例えばＳｉＨ４である。第１処理ガス供給源６１から供給される第１処理ガス（例えばＳｉＨ４）は、ガスライン６２、ガス供給路５１１を介して、第１ガス供給孔５１２から処理空間Ｓ内に供給される。
　また、接地電極５１は、上面が開口する凹部５１３を有する。凹部５１３の内周側面５１３Ｓは、例えば円筒面として成形される。また、接地電極５１の凹部５１３には、凹部５１３の下面を塞ぐように設けられた遮蔽部５１４を有する。また、遮蔽部５１４には、凹部５１３の内部から処理空間Ｓに貫通する貫通孔であるラジカル供給孔５１５が設けられている。
　遮蔽部５１４は、接地電極５１の本体（ガス供給路５１１、第１ガス供給孔５１２、凹部５１３が形成される円板形状の部材）と一体に形成されていてもよい。即ち、凹部５１３は、接地電極５１の上面（印加電極５２の配置される側）から形成された有底の凹部であって、凹部の底壁が遮蔽部５１４となる。そして、遮蔽部５１４となる凹部の底壁にラジカル供給孔５１５が設けられている。
　また、遮蔽部５１４は、接地電極５１の本体（ガス供給路５１１、第１ガス供給孔５１２、凹部５１３が形成される円板形状の部材）と別体に形成されていてもよい。即ち、凹部５１３は、接地電極５１の上面（印加電極５２の配置される側）から底面（処理空間Ｓに接する面、載置台３と対向する面）に貫通する貫通孔であって、この貫通孔の下面側にラジカル供給孔５１５が設けられた遮蔽部５１４が配置されていてもよい。
　印加電極５２は、導電性材料（例えば、表面がアルマイト処理されたアルミニウム等）で形成される。印加電極５２は、ガス供給路５２１と、第２ガス供給孔５２２と、を有する。ガス供給路５２１は、ガスライン６４を介して、第２処理ガス供給源６３と接続されている。第２処理ガス供給源６３は、第２処理ガスの供給源、マスフローコントローラ、バルブ（いずれも図示せず）を含む。第２処理ガスは、例えば、反応ガスを含む。反応ガスは、プラズマによって解離させる処理ガスであり、例えばＮＨ３である。第２処理ガス供給源６３から供給される第２処理ガス（例えばＮＨ３）は、ガスライン６４、ガス供給路５２１を介して、第２ガス供給孔５２２から凹部５１３内に供給される。
　また、印加電極５２は、挿入部５２３と、基部５２４と、を有する。挿入部５２３の外周側面５２３Ｓは、例えば円筒面として成形される。ここで、凹部５１３内に露出する挿入部５２３の外周側面５２３Ｓの高さは、凹部５１３の内周側面５１３Ｓの高さよりも短く形成されている。挿入部５２３は、凹部５１３内に挿入される。第２ガス供給孔５２２は、挿入部５２３の底面５２３Ｂに形成されている。また、挿入部５２３と接地電極５１の凹部５１３とは、間隔を有して配置される。
　基部５２４は、挿入部５２３と接続されており、挿入部５２３を支持する。また、基部５２４と接地電極５１との間には、絶縁部材５３が配置される。これにより、接地電極５１と印加電極５２とは絶縁されている。
　印加電極５２の基部５２４には、整合器５５１を介してＲＦ電源５５が接続されている。ＲＦ電源５５の周波数は、例えば、４００ｋＨｚ～２．４５ＧＨｚである。ＲＦ電源５５から印加電極５２にＲＦ電力を供給することによって、印加電極５２と接地電極５１との間にＲＦ電界が生じるように構成されている。これにより、接地電極５１の内周側面５１３Ｓと印加電極５２の外周側面５２３Ｓとが対向する間の空間をプラズマ生成空間Ｐ１として、容量結合プラズマ（ＣＣＰ：Capacitively Coupled Plasma）を生成する。また、印加電極５２の底面５２３Ｂから接地電位（凹部５１３の側壁、遮蔽部５１４）との間にもＲＦ電界が生じ、印加電極５２の底面５２３Ｂの側にもプラズマ生成空間Ｐ２として、容量結合プラズマを生成する。
　これにより、凹部５１３内に第２処理ガスのイオン及びラジカルが生成される。プラズマ生成空間Ｐ１，Ｐ２で生成されたラジカルは、ラジカル供給孔５１５を介して処理空間Ｓ内に供給される。
　プラズマ処理装置１は、制御部９を備える。制御部９は、例えばコンピュータであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、補助記憶装置等を備える。ＣＰＵは、ＲＯＭ又は補助記憶装置に格納されたプログラムに基づいて動作し、プラズマ処理装置１の動作を制御する。制御部９は、プラズマ処理装置１の内部に設けられていてもよく、外部に設けられていてもよい。制御部９がプラズマ処理装置１の外部に設けられている場合、制御部９は、有線又は無線等の通信手段によって、プラズマ処理装置１を制御できる。
　なお、第１処理ガス及び第２処理ガスは、上述したものに限られるものではない。第１処理ガスとしては、ＴｉＣｌ４、ＬＴＯ５２０（Ｓｉプリカーサ）、ＴＳＡ（Ｓｉプリカーサ）、ＤＣＳ（Ｓｉプリカーサ）等のいずれかであってもよい。また、第２処理ガスとしては、ＮＨ３、Ｈ２、Ｎ２、Ｏ２等のいずれかであってもよい。また、基板Ｗに形成される膜は、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＳｉＮ等のいずれかであってもよい。
　このような構成によれば、第１処理ガス供給源６１から供給される第１処理ガス（例えばＳｉＨ４）は、ガスライン６２、ガス供給路５１１を介して、第１ガス供給孔５１２から処理空間Ｓ内に供給される。これにより、プラズマによる第１処理ガスの過剰解離を抑制することができる。
　また、第２処理ガス供給源６３から供給される第２処理ガス（例えばＮＨ３）は、ガスライン６４、ガス供給路５２１を介して、第２ガス供給孔５２２から凹部５１３内に供給される。そして、接地電極５１の凹部５１３の内周側面５１３Ｓと、印加電極５２の挿入部５２３の外周側面５２３Ｓと、が対向する間の空間をプラズマ生成空間Ｐ１として、このプラズマ生成空間Ｐ１で第２処理ガスのプラズマが生成される。また、プラズマ生成空間Ｐ２にも第２処理ガスのプラズマが生成される。
　ここで、プラズマ生成空間Ｐ１，Ｐ２で生成されたイオンは、電界に沿って水平方向に移動する。また、印加電極５２から下部電極３３へと向かうイオンは、遮蔽部５１４によって遮蔽される。これにより、ラジカル供給孔５１５を通過して処理空間Ｓへと供給されるイオンを抑制する。
　また、プラズマ生成空間Ｐ１，Ｐ２で生成されたラジカルは、凹部５１３内からラジカル供給孔５１５を介して処理空間Ｓへと供給される。
　ここで、図３に示すように、プラズマ生成部５を載置台３から見て、印加電極５２の挿入部５２３の底面５２３Ｂを覆うように、遮蔽部５１４が配置される。また、印加電極５２の挿入部５２３の底面５２３Ｂの面積よりも遮蔽部５１４の面積が広いことが好ましい。
　ラジカル供給孔５１５は、印加電極５２から接地電位（凹部５１３の側壁、遮蔽部５１４）へと向かう電界において、電界が弱い箇所に設けることが好ましい。即ち、特に電界が弱い内周側面５１３Ｓと遮蔽部５１４との交点近傍に、設けることが好ましい。これにより、ラジカル供給孔５１５を介して、凹部５１３から処理空間Ｓにリークする電界を抑制することができる。
　具体的には、ラジカル供給孔５１５は、プラズマ生成部５を載置台３から見て、外周側面５２３Ｓと内周側面５１３Ｓとの間の環状領域の範囲内に形成される。より好ましくは、ラジカル供給孔５１５は、プラズマ生成部５を載置台３から見て、外周側面５２３Ｓと内周側面５１３Ｓとの間の環状領域のうち、外周側面５２３Ｓよりも内周側面５１３Ｓに近い側に形成されることが好ましい。また、特にプラズマ生成部５を載置台３から見て、ラジカル供給孔５１５の円形状が、内周側面５１３Ｓの円形状に接する（内接する）ことが好ましい。
　ここで、外周側面５２３Ｓから内周側面５１３Ｓまでの距離をＬａとする。ラジカル供給孔５１５の直径をＬｂとする。ラジカル供給孔５１５の直径Ｌｂは、０．５Ｌａ以上０．８Ｌａ以下の範囲内が好ましい。ラジカル供給孔５１５の直径Ｌｂを０．８Ｌａ以下とすることで、ラジカル供給孔５１５を介して、凹部５１３から処理空間Ｓに電界がリークすることを抑制する。また、凹部５１３から処理空間Ｓに供給されるイオンを抑制する。また、ラジカル供給孔５１５の直径Ｌｂを０．５Ｌａ以上とすることで、凹部５１３から処理空間Ｓに好適にラジカルを供給することができ、ラジカルの失活を抑制することができる。
　印加電極５２の挿入部５２３の底面５２３Ｂから遮蔽部５１４の上面までの高さ（距離）をＨ１とする。高さＨ１は、Ｌａ以上であることが好ましい。高さＨ１は、Ｌａ以上、２Ｌａ以下の範囲内であることが好ましい。これにより、プラズマ生成空間Ｐ２よりも主にプラズマ生成空間Ｐ１にプラズマを生成することができる。また、凹部５１３から処理空間Ｓに供給されるイオンを抑制する。
　なお、プラズマ生成部５の構成は、図２及び図３に示す構成に限られるものではない。プラズマ生成部５の他の構成の一例について、図４から図７を用いて説明する。
　図４は、プラズマ生成部５の縦断面図の他の一例である。図２に示す例では、挿入部５２３の底面５２３Ｂに第２ガス供給孔５２２が形成される構成を例に説明したが、これに限られるものではない。図４に示すように、挿入部５２３の外周側面５２３Ｓに第２ガス供給孔５２２が形成される構成であってもよい。このような構成によれば、プラズマ生成空間Ｐ１における第２処理ガスの圧力を高くして、プラズマ生成空間Ｐ１に好適に第２処理ガスを供給することができる。
　図５は、プラズマ生成部５の縦断面図の他の一例である。図５に示すように、凹部５１３の内周側面５１３Ｓが石英部材５４で覆われている。なお、石英部材５４は、筒形状の石英部材を凹部５１３に挿入する構成であってもよく、凹部５１３の内周側面５１３Ｓに石英部材の溶射膜を形成する構成であってもよい。また、石英部材５４に替えてＡｌ２Ｏ３の膜やＢＮ材等であってもよい。このような構成によれば、プラズマ生成空間Ｐ１，Ｐ２に形成される第２処理ガスのラジカルの失活を抑制することができる。
　図６は、プラズマ生成部５の縦断面図の他の一例である。図６に示すように、凹部５１３の内周側面５１３Ｓが石英部材５４で覆われている。更に、遮蔽部５１４に替えて石英で形成される遮蔽部５１４Ａが配置されてもよい。この場合、遮蔽部５１４Ａは、接地電極５１の本体（ガス供給路５１１、第１ガス供給孔５１２、凹部５１３が形成される円板形状の金属部材）とは別体で設けられ、凹部５１３に遮蔽部５１４Ａが嵌め込まれて接地電極５１が構成される。このような構成によれば、プラズマ生成空間Ｐ１，Ｐ２に形成される第２処理ガスのラジカルの失活を更に抑制することができる。
　図７は、プラズマ生成部５の縦断面図の他の一例である。図７に示すように、挿入部５２３の底面５２３Ｂから接地電極５１の底面までの距離Ｈ２が十分にある場合には、遮蔽部５１４を省略してもよい。
　具体的には、挿入部５２３の底面５２３Ｂから接地電極５１の底面までの距離Ｈ２が外周側面５２３Ｓと内周側面５１３Ｓとの距離Ｌａよりも２倍以上長い場合（Ｈ２≧２Ｌａ）とすることが好ましい。このように、距離Ｈ２を十分に長く確保することで凹部５１３の開口付近での電界の漏れを抑制し、処理空間Ｓに供給されるイオンを抑制することができる。また、遮蔽部５１４を省略することで、処理空間Ｓに供給されるラジカルを増加させ、凹部５１３から処理空間Ｓに供給される前にラジカルが失活することを抑制することができる。
　また、図１から図７に示すプラズマ生成部５の構成では、１つのＲＦ電源５５から印加電極５２にＲＦ電力を供給するものとして説明したが、この構成に限られるものではない。プラズマ生成部５の他の構成の一例について、図８から図１１を用いて更に説明する。
　図８は、プラズマ生成部５の水平断面図の一例である。ここでは、内周側面５１３Ｓと外周側面５２３Ｓとが対向する高さ位置における水平断面図を示す。図８に示すように、接地電極５１の凹部５１３及び凹部５１３に挿入される印加電極５２の挿入部５２３は、平面視して円形であってもよい。
　図９は、プラズマ生成部５の水平断面図の他の一例である。ここでは、内周側面５１３Ｓと外周側面５２３Ｓとが対向する高さ位置における水平断面図を示す。図９に示すように、接地電極５１の凹部５１３は、平面視して円弧に沿って伸びる溝形状であってよく、凹部５１３に挿入される印加電極５２の挿入部５２３は、平面視して円弧に沿って伸びるフィン形状であってもよい。また、挿入部５２３は、周方向において分割（図９の例では４分割）され、径方向において分割（図９の例では、３分割）されていてもよい。そして、分割された各挿入部５２３ごとに個別にＲＦ電力を供給可能に構成されていてもよい。
　図１０は、プラズマ生成部５を上方から見た平面図の一例である。図１１は、図１０におけるプラズマ生成部５の縦断面図の一例である。絶縁部材５３は凸部５３１を有し、凸部５３１によって印加電極５２を径方向に分割（図１０の例では３分割）する。このように、分割された各印加電極５２の領域ごとに、個別にＲＦ電力を供給可能に構成される。よって、プラズマ生成部５から処理空間Ｓに供給されるラジカルの分布を制御することができる。なお、図１０の例では、径方向に分割する場合を例に説明したがこれに限られるものではなく、周方向に分割してもよい。
　以上、基板Ｗにラジカルを供給するプラズマ処理装置１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。
　尚、本願は、２０２４年６月１０日に出願した日本国特許出願２０２４－０９３８５１号に基づく優先権を主張するものであり、これらの日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。
１　　　　　プラズマ処理装置
２　　　　　処理容器
３　　　　　載置台
５　　　　　プラズマ生成部
９　　　　　制御部
５１　　　　接地電極
５１１　　　ガス供給路
５１２　　　第１ガス供給孔
５１３　　　凹部
５１３Ｓ　　内周側面
５１４，５１４Ａ　　遮蔽部
５１５　　　ラジカル供給孔
５２　　　　印加電極
５２１　　　ガス供給路
５２２　　　第２ガス供給孔
５２３　　　挿入部
５２３Ｓ　　外周側面
５２３Ｂ　　底面
５２４　　　基部
５３　　　　絶縁部材
５３１　　　凸部
５４　　　　石英部材
５５　　　　ＲＦ電源
５５１　　　整合器
６１　　　　第１処理ガス供給源
６２　　　　ガスライン
６３　　　　第２処理ガス供給源
６４　　　　ガスライン
Ｗ　　　　　基板
Ｓ　　　　　処理空間
Ｐ１，Ｐ２　プラズマ生成空間

Claims (12)

  1. 　処理容器と、
    　前記処理容器内に設けられた載置台と、
    　前記載置台の上方に対向配置されたプラズマ生成部と、
    　前記プラズマ生成部と前記載置台との間に形成された処理空間と、を備え、
    　前記プラズマ生成部は、
    　前記載置台と対向配置され、複数の凹部を有する接地電極であって、前記凹部の下面を塞ぐように設けられた遮蔽部と、前記凹部の側壁とで構成される前記凹部を有する接地電極と、
    　前記遮蔽部及び前記側壁との間に間隔をあけて、前記凹部内に挿入される挿入部を有する印加電極と、を有し、
    　前記遮蔽部は、前記凹部内で生成されたプラズマ中のラジカルを前記処理空間に供給するラジカル供給孔を有する、
    プラズマ処理装置。
  2. 　前記ラジカル供給孔は、前記プラズマ生成部を前記載置台から見て、前記挿入部の外周側面と前記凹部の内周側面との間の環状領域の範囲内に形成される、
    請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  3. 　前記ラジカル供給孔は、前記プラズマ生成部を前記載置台から見て、前記環状領域のうち、前記挿入部の外周側面よりも前記凹部の内周側面に近い側に形成される、
    請求項２に記載のプラズマ処理装置。
  4. 　前記プラズマ生成部を前記載置台から見て、前記ラジカル供給孔が、前記凹部の内周側面に接する、
    請求項３に記載のプラズマ処理装置。
  5. 　前記挿入部の外周側面から前記凹部の内周側面までの距離をＬａとし、
    　前記ラジカル供給孔の直径をＬｂとして、
    　前記ラジカル供給孔の直径Ｌｂは、０．５Ｌａ以上０．８Ｌａ以下の範囲内である、
    請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  6. 　前記プラズマ生成部を前記載置台から見て、前記挿入部の底面は、前記遮蔽部で覆われる、
    請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  7. 　前記挿入部の外周側面から前記凹部の内周側面までの距離をＬａとし、
    　前記挿入部の底面から前記遮蔽部までの高さをＨ１として、
    　前記挿入部の底面から前記遮蔽部までの高さＨ１は、距離Ｌａ以上である、
    請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  8. 　前記接地電極は、第１処理ガスを前記処理空間内に供給する第１ガス供給孔を有し、
    　前記印加電極の前記挿入部は、前記凹部内に第２処理ガスを供給する第２ガス供給孔を有する、
    請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  9. 　前記凹部の内周側面は、石英部材で覆われる、
    請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  10. 　前記遮蔽部は、石英部材で構成される、
    請求項９に記載のプラズマ処理装置。
  11. 　前記挿入部は、
    径方向に分割された複数の領域ごとに高周波電力を個別に供給可能に構成される、
    請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  12. 　載置台の上方に対向配置されるプラズマ処理装置の上部電極であって、
    　前記載置台と対向配置され、複数の凹部を有する接地電極であって、前記凹部の下面を塞ぐように設けられた遮蔽部と、前記凹部の側壁とで構成される前記凹部を有する接地電極と、
    　前記遮蔽部及び前記側壁との間に間隔をあけて、前記凹部内に挿入される挿入部を有する印加電圧と、を有し、
    　前記遮蔽部は、前記凹部内で生成されたプラズマ中のラジカルを前記プラズマ処理装置の処理空間に供給するラジカル供給孔を有する、
    上部電極。
PCT/JP2025/019633 2024-06-10 2025-05-30 プラズマ処理装置及び上部電極 Pending WO2025258422A1 (ja)

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JP2012033803A (ja) * 2010-08-02 2012-02-16 Osaka Univ プラズマ処理装置
JP2022125161A (ja) * 2022-07-04 2022-08-26 村田 正義 プラズマを用いた薄膜形成装置
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