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公開番号2025114638
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-05
出願番号2025074159,2024570142
出願日2025-04-28,2023-12-25
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,個人
主分類H05H 1/46 20060101AFI20250729BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】誘電体窓の消耗を抑制する技術を提供する。
【解決手段】開示されるプラズマ処理装置は、チャンバ、基板支持部、少なくとも一つのアンテナ及びRF生成部を備える。チャンバは、誘電体窓を含む。誘電体窓は、基板支持部とアンテナとの間に配置されている。RF生成部は、第1の高周波電力と第2の高周波電力とを発生するように構成されている。第1の高周波電力は、第1の周波数を有する。第2の高周波電力は、第2の周波数を有する。第2の周波数に対する誘電体窓における誘電損失は、第1の周波数に対する誘電体窓における誘電損失よりも大きい。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
誘電体窓を含むチャンバと、
前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
前記チャンバの外部に設けられた少なくとも一つのアンテナであり、前記誘電体窓は、前記基板支持部と該少なくとも一つのアンテナとの間に配置される、該少なくとも一つのアンテナと、
前記チャンバ内にガスを供給するように構成されたガス供給部と、
前記少なくとも一つのアンテナに電気的に接続されたＲＦ生成部と、
を備え、
前記ＲＦ生成部は、第１の周波数を有する第１の高周波電力と、第２の周波数を有する第２の高周波電力とを発生するように構成されており、
前記第２の周波数に対する前記誘電体窓における誘電損失は、前記第１の周波数に対する前記誘電体窓における誘電損失よりも大きい、
プラズマ処理装置。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
前記ＲＦ生成部は、
前記チャンバ内でプラズマを着火するために前記第１の高周波電力を発生し、
前記チャンバ内で着火された前記プラズマを維持するために前記第２の高周波電力を発生する、
ように構成されている、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記ＲＦ生成部は、単一の高周波電源から構成されている、
請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記ＲＦ生成部と前記少なくとも一つのアンテナとの間で接続された整合器と、
前記第１の高周波電力を選択的に通過させるように構成されており、前記整合器と前記少なくとも一つのアンテナとの間で接続された第１のフィルタと、
前記第２の高周波電力を選択的に通過させるように構成されており、前記整合器と前記少なくとも一つのアンテナとの間で接続された第２のフィルタと、
前記第１のフィルタ及び前記第２のフィルタのうち一方のフィルタと前記少なくとも一つのアンテナとの間で接続されたインピーダンス変換器と、
を更に備え、
前記整合器は、前記第１のフィルタ及び前記第２のフィルタのうち他方のフィルタが選択的に通過させる高周波電力の周波数に対する負荷インピーダンスを、前記ＲＦ生成部の出力インピーダンスに整合させるように構成されており、
前記インピーダンス変換器は、前記一方のフィルタが選択的に通過させる高周波電力の周波数に対する負荷インピーダンスを、前記ＲＦ生成部の出力インピーダンスに整合させるように構成されている、
請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記ＲＦ生成部は、
前記第１の高周波電力を発生するように構成された第１の高周波電源と、
前記第２の高周波電力を発生するように構成された第２の高周波電源と、
を含む、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記少なくとも一つのアンテナは、
前記第１の高周波電力を受ける第１のアンテナと、
前記第２の高周波電力を受ける第２のアンテナと、
を含む、請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記ＲＦ生成部は、前記第１の高周波電力のみを前記少なくとも一つのアンテナに供給した後、前記第２の高周波電力のみを前記少なくとも一つのアンテナに供給する前に、前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力を前記少なくとも一つのアンテナに同時に供給するように構成されている、
請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
制御部を更に備え、
前記制御部は、
複数の周波数成分を有する高周波電力を前記少なくとも一つのアンテナに供給するよう、前記ＲＦ生成部を制御し、
センサによって取得される複数の測定値であり前記複数の周波数成分それぞれのプラズマへの結合効率を表す該複数の測定値に基づいて、前記複数の周波数成分のうち最大の結合効率を有する成分の周波数を前記第１の周波数として特定する、
ように構成されている、請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
（ａ）プラズマ処理装置において、ＲＦ生成部から少なくとも一つのアンテナに第１の周波数を有する第１の高周波電力を供給する工程であり、該プラズマ処理装置は、
誘電体窓を含むチャンバと、
前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
前記チャンバの外部に設けられた前記少なくとも一つのアンテナであり、前記誘電体窓は、前記基板支持部と該少なくとも一つのアンテナとの間に配置される、該少なくとも一つのアンテナと、
前記少なくとも一つのアンテナに電気的に接続された前記ＲＦ生成部と、
を備える、該工程と、
（ｂ）前記ＲＦ生成部から前記少なくとも一つのアンテナに第２の周波数を有する第２の高周波電力を供給する工程と、
を含み、
前記第２の周波数に対する前記誘電体窓における誘電損失は、前記第１の周波数に対する前記誘電体窓における誘電損失よりも大きい、
プラズマ処理方法。
【請求項１０】
前記（ａ）では、前記チャンバ内でプラズマを着火するために、前記ＲＦ生成部から前記少なくとも一つのアンテナに前記第１の高周波電力を供給し、
前記（ｂ）では、前記チャンバ内で着火された前記プラズマを維持するために、前記ＲＦ生成部から前記少なくとも一つのアンテナに前記第２の高周波電力を供給する、
請求項９に記載のプラズマ処理方法。
（【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 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
プラズマ処理装置が、基板に対するプラズマ処理において用いられている。プラズマ処理装置は、チャンバ、基板支持部、アンテナ、ガス供給部及び高周波電源を備える。チャンバは、誘電体窓を含む。基板支持部は、チャンバ内に設けられている。アンテナは、チャンバの外部に設けられている。誘電体窓は、基板支持部とアンテナとの間に配置されている。ガス供給部は、チャンバ内にガスを供給するように構成されている。高周波電源は、アンテナに電気的に接続されている。高周波電源は、高周波電力をアンテナに供給する。下記の特許文献１は、このようなプラズマ処理装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１１－１１９６５８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、誘電体窓の消耗を抑制する技術を提供する。
【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、基板支持部、少なくとも一つのアンテナ、ガス供給部及びＲＦ生成部を備える。チャンバは、誘電体窓を含む。基板支持部は、チャンバ内に設けられている。少なくとも一つのアンテナは、チャンバの外部に設けられている。誘電体窓は、基板支持部と少なくとも一つのアンテナとの間に配置されている。ガス供給部は、チャンバ内にガスを供給するように構成されている。ＲＦ生成部は、少なくとも一つのアンテナに電気的に接続されている。ＲＦ生成部は、第１の高周波電力と第２の高周波電力とを発生するように構成されている。第１の高周波電力は、第１の周波数を有する。第２の高周波電力は、第２の周波数を有する。第２の周波数に対する誘電体窓における誘電損失は、第１の周波数に対する誘電体窓における誘電損失よりも大きい。
【発明の効果】
【０００６】
一つの例示的実施形態によれば、誘電体窓の消耗を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
誘導結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。
一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置における電源系及び制御系の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装置における第１の高周波電力及び第２の高周波電力のタイミングチャートである。
別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置における電源系及び制御系の構成を示す図である。
図５の（ａ）は、一つの例示的実施形態に係るアンテナの平面図である。図５の（ｂ）は、別の例示的実施形態に係るアンテナの平面図である。図５の（ｃ）は、更に別の例示的実施形態に係るアンテナの平面図である。
図６の（ａ）は、複数の周波数成分を有する高周波電力のパワースペクトルの一例を示す図である。図６の（ｂ）は、図６の（ａ）の複数の周波数成分のプラズマへの結合効率を表す複数の測定値の一例を示す図である。図６の（ｃ）は、複数の周波数成分を有する高周波電力のパワースペクトルの一例を示す図である。図６の（ｄ）は、図６の（ｃ）の複数の周波数成分のプラズマへの結合効率を表す複数の測定値の一例を示す図である。
図７の（ａ）は、複数の周波数成分を有する第２の高周波電力のパワースペクトルの一例を示す図である。図７の（ｂ）は、図７の（ａ）の複数の周波数成分のプラズマへの結合効率を表す複数の測定値の一例を示す図である。図７の（ｃ）は、複数の周波数成分を有する第２の高周波電力のパワースペクトルの一例を示す図である。
一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
以下に、プラズマ処理システムの構成例について説明する。図１は、誘導結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。
【００１０】
プラズマ処理システムは、誘導結合型のプラズマ処理装置１及び制御部２を含む。誘導結合型のプラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、ガス供給部２０、電源３０及び排気システム４０を含む。プラズマ処理チャンバ１０は、誘電体窓１０１を含む。また、プラズマ処理装置１は、基板支持部１１、ガス導入部及びアンテナ１４を含む。基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０内に配置される。アンテナ１４は、チャンバ１０の外部に設けられる。アンテナ１４は、鉛直方向に延びる軸線の周りで巻かれたコイルから構成されていてもよい。アンテナ１４は、例えばプラズマ処理チャンバ１０上又はその上方（すなわち誘電体窓１０１上又はその上方）に配置される。誘電体窓１０１は、基板支持部１１とアンテナ１４との間に配置される。プラズマ処理チャンバ１０は、誘電体窓１０１、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０２及び基板支持部１１により規定されたプラズマ処理空間１０ｓを有する。プラズマ処理チャンバ１０は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓに供給するための少なくとも１つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも１つのガス排出口とを有する。プラズマ処理チャンバ１０は接地される。
（【００１１】以降は省略されています）

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