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公開番号2023078977
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-06-07
出願番号2021192339
出願日2021-11-26
発明の名称プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
出願人東京エレクトロン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H05H 1/46 20060101AFI20230531BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】リモートプラズマのイオン、ラジカルを選択的用いるための技術を提供する。
【解決手段】プラズマ処理装置において、チャンバの内部空間が上部電極及びシャワーヘッドの間の第1の空間並びにシャワーヘッドの下方の第2の空間とに分割され、第1の空間及び第2の空間を互いに連通させるようにシャワーヘッドを貫通する複数の開口が提供され、遮蔽部は上部電極とシャワーヘッドとの間に設けられシャワーヘッドに沿って互いに並行に配置された第1の遮蔽板及び第2の遮蔽板を有し、第1の遮蔽板及び第2の遮蔽板がシャワーヘッドの複数の開口と整列するように配置された複数の貫通孔を提供し、電圧印加部は、遮蔽部に制御電圧を印加することによってプラズマのうち複数の貫通孔を通過させるイオンまたはラジカルを選別するように構成され、制御部は、電圧印加部を制御するように構成される。
【選択図】図1


特許請求の範囲【請求項1】
チャンバと、
上部電極と、
前記上部電極の下方に設けられたシャワーヘッドであり、前記チャンバの内部空間が該上部電極及び該シャワーヘッドの間の第1の空間並びに該シャワーヘッドの下方の第2の空間に分割され、該第1の空間及び該第2の空間を互いに連通させるように該シャワーヘッドを貫通する複数の開口が提供される、該シャワーヘッドと、
前記第2の空間内で基板を支持するように構成された基板支持部と、
前記上部電極及び前記シャワーヘッドの間に設けられた遮蔽部であり、該シャワーヘッドに沿って互いに並行に配置された第1の遮蔽板及び第2の遮蔽板を有し、該第2の遮蔽板が該シャワーヘッド上に設けられ、該第1の遮蔽板が該第2の遮蔽板上に設けられ、該第1の遮蔽板及び該第2の遮蔽板が該シャワーヘッドの前記複数の開口と整列するように配置された複数の貫通孔を提供する、該遮蔽部と、
前記上部電極及び前記遮蔽部の間の前記第1の空間内の領域にガスを供給するように構成されたガス供給部と、
前記ガスのプラズマを生成するために高周波電圧を出力するように構成された高周波電源と、
前記遮蔽部に制御電圧を印加することによって前記プラズマのうち前記複数の貫通孔を通過させるイオンまたはラジカルを選別するように構成された電圧印加部と、
前記電圧印加部を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記電圧印加部は、前記制御部から受ける制御に応じて、前記第1の遮蔽板及び前記第2の遮蔽板のそれぞれに、互いに独立に制御電圧を印加するように構成されている、
プラズマ処理装置。
続きを表示(約 2,000 文字)【請求項2】
前記第1の遮蔽板及び前記第2の遮蔽板のそれぞれは、絶縁コーティングされた金属板を含み、
前記電圧印加部は、第1のパルス発生器、第2のパルス発生器、第1の可変直流電源、及び第2の可変直流電源を有し、
前記第1のパルス発生器及び前記第2のパルス発生器は、矩形波状の制御電圧を出力するように構成されており、
前記第1の遮蔽板、前記第1のパルス発生器、及び前記第1の可変直流電源は、この順に電気的に直列接続され、
前記第2の遮蔽板、前記第2のパルス発生器、及び前記第2の可変直流電源は、この順に電気的に直列接続され、
前記制御部は、前記第1の遮蔽板及び前記第2の遮蔽板のそれぞれに互いに逆位相の矩形波状の制御電圧を印加するように、前記電圧印加部を制御する、
請求項1に記載のプラズマ処理装置。
【請求項3】
前記第1の遮蔽板及び前記第2の遮蔽板のそれぞれは、絶縁コーティングされていない金属板を含み、
前記電圧印加部は、第1の可変直流電源及び第2の可変直流電源を有し、
前記第1の遮蔽板及び前記第1の可変直流電源は、この順に電気的に直列接続され、
前記第2の遮蔽板及び前記第2の可変直流電源は、この順に電気的に直列接続され、
前記制御部は、前記第1の遮蔽板及び前記第2の遮蔽板のそれぞれに直流の制御電圧を印加するよう、前記電圧印加部を制御する、
請求項1に記載のプラズマ処理装置。
【請求項4】
前記制御部は、前記第2の遮蔽板に印加する制御電圧の絶対値が前記第1の遮蔽板に印加する制御電圧の絶対値以上となるように、前記電圧印加部を制御する、
請求項1~3の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項5】
前記高周波電源に電気的に接続された電気回路を更に備え、
前記高周波電源は、前記上部電極に電気的に接続され、該上部電極に高周波電圧を印加することによって前記ガスのプラズマを発生させ、
前記電気回路は、前記高周波電源及びグランドの間に電気的に接続されたダイオードを有しており、
前記ダイオードのアノードは前記高周波電源に電気的に接続され、該ダイオードのカソードはグランドに電気的に接続されている、
請求項1~4の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項6】
前記高周波電源に電気的に接続されており、前記上部電極上において該上部電極に沿って延在するコイルと、
前記コイルを介して前記高周波電源に電気的に接続された電気回路と、
を更に備え、
前記高周波電源は、前記コイルに高周波電圧を印加することによって前記ガスのプラズマを発生させ、
前記電気回路は、前記高周波電源及びグランドの間に電気的に接続されたキャパシタを有している、
請求項1~4の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項7】
プラズマ処理装置を用いて基板を処理するプラズマ処理方法であって、
前記プラズマ処理装置は、
上部電極の下方に設けられたシャワーヘッドであり、チャンバの内部空間が該上部電極及び該シャワーヘッドの間の第1の空間並びに該シャワーヘッドの下方の第2の空間に分割され、該第1の空間及び該第2の空間を互いに連通させるように該シャワーヘッドを貫通する複数の開口が提供される、該シャワーヘッドと、
前記上部電極及び前記シャワーヘッドの間に設けられた遮蔽部であり、該シャワーヘッドに沿って互いに並行に配置された第1の遮蔽板及び第2の遮蔽板を有し、該第2の遮蔽板が該シャワーヘッド上に設けられ、該第1の遮蔽板が該第2の遮蔽板上に設けられ、該第1の遮蔽板及び該第2の遮蔽板が該シャワーヘッドの前記複数の開口と整列するように配置された複数の貫通孔を提供する、該遮蔽部と、
ガス供給部から前記第1の空間内の領域に供給されるガスのプラズマを生成するために高周波電圧を出力するように構成された高周波電源と、
を有し、
当該方法は、
前記第2の空間内で基板を支持するように構成された基板支持部上に基板を準備する工程と、
高周波電圧を前記上部電極に印加する工程と、
前記高周波電圧によって前記上部電極及び前記遮蔽部の間の空間でプラズマを生成する工程と、
前記プラズマのうち前記複数の貫通孔を通過させるイオンまたはラジカルを選別するために前記遮蔽部に制御電圧を印加する工程と、
を備え、
制御電圧を印加する前記工程は、前記第1の遮蔽板及び前記第2の遮蔽板のそれぞれに、互いに独立に制御電圧を印加する、
プラズマ処理方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示の例示的実施形態は、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関するものである。
続きを表示(約 2,500 文字)【背景技術】
【0002】
プラズマ処理が、基板処理の一種として行われている。プラズマ処理において、基板は、チャンバ内で生成されたプラズマからの化学種により処理される。プラズマ中の化学種は、イオン及びラジカルを含む。イオンは基板に損傷を与え得るので、ラジカルを用いる基板処理が行われることがある。下記の特許文献1には、シャワープレートの直下に設けられたイオントラップによってリモートプラズマ中のイオンを除去する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2019-203155号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示は、リモートプラズマのイオン、ラジカルを選択的用いるための技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
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、チャンバと上部電極とシャワーヘッドと基板支持部と遮蔽部とガス供給部と高周波電源と電圧印加部と制御部とを備え得る。シャワーヘッドは、上部電極の下方に設けられ得る。チャンバの内部空間が上部電極及びシャワーヘッドの間の第1の空間並びにシャワーヘッドの下方の第2の空間とに分割され得る。第1の空間及び第2の空間を互いに連通させるようにシャワーヘッドを貫通する複数の開口が提供され得る。基板支持部は、第2の空間内で基板を支持するように構成され得る。遮蔽部は、上部電極とシャワーヘッドとの間に設けられ得る。シャワーヘッドに沿って互いに並行に配置された第1の遮蔽板及び第2の遮蔽板を有し得る。第2の遮蔽板がシャワーヘッド上に設けられ得る。第1の遮蔽板が第2の遮蔽板上に設けられ得る。第1の遮蔽板及び第2の遮蔽板がシャワーヘッドの複数の開口と整列するように配置された複数の貫通孔を提供し得る。ガス供給部は、上部電極及び遮蔽部の間の第1の空間内の領域にガスを供給するように構成され得る。高周波電源は、ガスのプラズマを生成するために高周波電圧を出力するように構成され得る。電圧印加部は、遮蔽部に制御電圧を印加することによってプラズマのうち複数の貫通孔を通過させるイオンまたはラジカルを選別するように構成され得る。制御部は、電圧印加部を制御するように構成され得る。電圧印加部は、制御部から受ける制御に応じて、第1の遮蔽板及び第2の遮蔽板のそれぞれに、互いに独立に制御電圧を印加するように構成され得る。
【発明の効果】
【0006】
一つの例示的実施形態によれば、リモートプラズマのイオン、ラジカルを選択的用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置の構成を示す図である。
一例の電圧印加部及び遮蔽部の構成を示す図である。
一例の電圧印加部及び遮蔽部の構成を示す図である。
一例のパルス発生器の回路構成を示す図である。
一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理方法を示すフローチャートである。
上部電極に印加される高周波電圧の波形の一例である。
二枚の遮蔽板のそれぞれに印加する電圧波形の一例である。
二枚の遮蔽板のそれぞれに印加する電圧波形の一例である。
二枚の遮蔽板のそれぞれに印加する電圧波形の一例である。
二枚の遮蔽板のそれぞれに印加する電圧波形の一例である。
二枚の遮蔽板のそれぞれに印加する電圧波形の一例である。
一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置の他の構成における一例の電圧印加部及び遮蔽部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、種々の例示的実施形態について説明する。
【0009】
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、チャンバと上部電極とシャワーヘッドと基板支持部と遮蔽部とガス供給部と高周波電源と電圧印加部と制御部とを備え得る。シャワーヘッドは、上部電極の下方に設けられ得る。チャンバの内部空間が上部電極及びシャワーヘッドの間の第1の空間並びにシャワーヘッドの下方の第2の空間とに分割され得る。第1の空間及び第2の空間を互いに連通させるようにシャワーヘッドを貫通する複数の開口が提供され得る。基板支持部は、第2の空間内で基板を支持するように構成され得る。遮蔽部は、上部電極とシャワーヘッドとの間に設けられ得る。シャワーヘッドに沿って互いに並行に配置された第1の遮蔽板及び第2の遮蔽板を有し得る。第2の遮蔽板がシャワーヘッド上に設けられ得る。第1の遮蔽板が第2の遮蔽板上に設けられ得る。第1の遮蔽板及び第2の遮蔽板がシャワーヘッドの複数の開口と整列するように配置された複数の貫通孔を提供し得る。ガス供給部は、上部電極及び遮蔽部の間の第1の空間内の領域にガスを供給するように構成され得る。高周波電源は、ガスのプラズマを生成するために高周波電圧を出力するように構成され得る。電圧印加部は、遮蔽部に制御電圧を印加することによってプラズマのうち複数の貫通孔を通過させるイオンまたはラジカルを選別するように構成され得る。制御部は、電圧印加部を制御するように構成され得る。電圧印加部は、制御部から受ける制御に応じて、第1の遮蔽板及び第2の遮蔽板のそれぞれに、互いに独立に制御電圧を印加するように構成され得る。
【0010】
このように、第1の遮蔽板及び第2の遮蔽板のそれぞれに、互いに独立に制御電圧を印加できる。したがって、第1の領域のうち上部電極及び遮蔽部の間の空間のプラズマのうち、遮蔽部及びシャワーヘッドを通過させる粒子のタイプ(正イオンと、負イオン及び電子と、ラジカルとの何れか)を選別できる。
(【0011】以降は省略されています)

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