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公開番号2024039508
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-22
出願番号2022144117
出願日2022-09-09
発明の名称プラズマ処理装置
出願人東京エレクトロン株式会社
代理人個人,個人
主分類H05H 1/46 20060101AFI20240314BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】基板処理の均一性を図る。
【解決手段】基板を載置するステージを有する処理容器と、プラズマ生成用の高周波電力が供給される第1電極と、前記第1電極に対向し、前記第1電極との間にプラズマ生成空間を形成するように構成される第2電極と、誘電体で形成され、前記第1電極の外周に沿って形成された導波路から前記プラズマ生成空間に前記高周波電力を放射するように構成される放射部と、を備え、前記第2電極は、前記ステージとの間に処理空間を形成するように構成され、第1処理ガスを前記プラズマ生成空間から前記処理空間に向かう方向と逆の方向に通流させ、前記プラズマ生成空間に供給する構造を有する、プラズマ処理装置が提供される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基板を載置するステージを有する処理容器と、
プラズマ生成用の高周波電力が供給される第１電極と、
前記第１電極に対向し、前記第１電極との間にプラズマ生成空間を形成するように構成される第２電極と、
誘電体で形成され、前記第１電極の外周に沿って形成された導波路から前記プラズマ生成空間に前記高周波電力を放射するように構成される放射部と、を備え、
前記第２電極は、前記ステージとの間に処理空間を形成するように構成され、第１処理ガスを前記プラズマ生成空間から前記処理空間に向かう方向と逆の方向に通流させ、前記プラズマ生成空間に供給する構造を有する、プラズマ処理装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第２電極は、内部に形成された流路と、前記流路に連通し、前記プラズマ生成空間に向けて開口する複数のガス孔とを有し、前記構造は、前記流路から前記複数のガス孔に前記第１処理ガスを供給するシャワーヘッド構造である、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記第２電極は、前記第２電極を貫通する複数の第１貫通孔を有し、前記プラズマ生成空間に供給した前記第１処理ガスを前記複数の第１貫通孔から前記処理空間に導入し、前記基板を処理する、
請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記複数のガス孔の直径は、前記複数の第１貫通孔の直径よりも小さい、
請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記第１電極は、前記第１電極を貫通する複数の第２貫通孔を有し、
前記複数のガス孔と前記複数の第１貫通孔と前記複数の第２貫通孔とは、平面視で重ならないように配置されている、
請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記第１電極は、第２処理ガスを前記複数の第２貫通孔に通流させ、前記プラズマ生成空間に供給するシャワーヘッド構造を有する、
請求項５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記第２電極は、前記放射部から放射した高周波電力により前記プラズマ生成空間に供給された前記第２処理ガスのプラズマの活性種を前記複数の第１貫通孔から前記処理空間に導入し、前記基板をプラズマ処理する、
請求項６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記第２電極と前記ステージとの間の間隔は、１０ｍｍ～２０ｍｍの範囲内である、
請求項１～４のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記高周波電力は、ＶＨＦ波電力である、
請求項１～４のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記第１処理ガスは、原料ガスとしてのシリコン含有ガスを含み、
前記第２処理ガスは、反応ガスとしての窒素含有ガスを含み、
前記プラズマ処理装置は、前記第１処理ガスと前記第２処理ガスとを用いて前記基板を処理することにより、前記基板にシリコン窒化膜を形成する、
請求項６に記載のプラズマ処理装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、プラズマ処理装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１は、異なるプラズマを交互に生成するための複数のチャンバ領域を有するエッチングチャンバを提案する。特許文献１では、第１電荷結合プラズマ源が、ある動作モードにおいてウェハへイオン束を生成するために設けられ、一方、二次プラズマ源が、別の動作モードにおいてウェハに顕著なイオン束なしで反応種束を提供するために設けられる。コントローラは、誘電体材料の所望の累積量を除去するために時間をかけて動作モードを繰り返し循環するように操作する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２０１４－５３２９８８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、基板処理の均一性を図ることができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一の態様によれば、基板を載置するステージを有する処理容器と、プラズマ生成用の高周波電力が供給される第１電極と、前記第１電極に対向し、前記第１電極との間にプラズマ生成空間を形成するように構成される第２電極と、誘電体で形成され、前記第１電極の外周に沿って形成された導波路から前記プラズマ生成空間に前記高周波電力を放射するように構成される放射部と、を備え、前記第２電極は、前記ステージとの間に処理空間を形成するように構成され、第１処理ガスを前記プラズマ生成空間から前記処理空間に向かう方向と逆の方向に通流させ、前記プラズマ生成空間に供給する構造を有する、プラズマ処理装置が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
一の側面によれば、基板処理の均一性を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第１実施形態に係るプラズマ処理装置の一例を示す断面模式図。
第１実施形態に係るプラズマ処理装置の一例を示す断面模式図。
図２のＡ－Ａ断面図。
一実施形態に係るＡＬＤ法による成膜方法の一例を示す図。
図４の成膜方法に使用するガスの一例を示す図。
第２実施形態に係るプラズマ処理装置の一例を示す断面模式図。
図６のＢ－Ｂ断面図。
第２実施形態に係るプラズマ処理装置のヒートパイプの変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
本明細書において平行、直角、直交、水平、垂直、上下、左右などの方向には、実施形態の効果を損なわない程度のずれが許容される。角部の形状は、直角に限られず、弓状に丸みを帯びてもよい。平行、直角、直交、水平、垂直、円、一致には、略平行、略直角、略直交、略水平、略垂直、略円、略一致が含まれてもよい。
【００１０】
例えば、ＡＬＤ（ＡｔｏｍｉｃＬａｙｅｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置による成膜処理やＡＬＥ（ＡｔｏｍｉｃＬａｙｅｒＥｔｃｈｉｎｇ）装置によるエッチング処理では、短時間でガスの切り替えを繰り返し制御する。よって、高速なガスの切り替えを実現するために処理空間を小さくすることが重要である。一方、ＡＬＤ装置、ＡＬＥ装置、ＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置、その他の成膜装置やエッチング装置において、処理空間への処理ガスの供給の偏りにより基板処理の均一性が損なわれる。例えば、シャワーヘッド構造のガス供給では、シャワーヘッドに設けられた複数のガス孔のパターンが基板に形成された膜の厚さやエッチング深さに影響を与える。例えば、基板上に成膜される膜について、ガス孔の真下の領域に対応する膜はそれ以外の領域の膜よりも厚くなる等、複数のガス孔のパターンが基板処理に反映されてしまい（以下文中この現象をパターン転写という）、基板処理の不均一を招く要因となる。処理空間の間隔を小さくすると、より複数のガス孔のパターンが膜に転写され易くなり、基板処理の不均一が生じやすくなる。そこで、本開示の一実施形態に係るプラズマ処理装置では、処理空間の間隔を小さくしても基板処理の均一性を図ることができるプラズマ処理装置を提案する。
（【００１１】以降は省略されています）

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