特許ウォッチ

公開番号2025177090
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-05
出願番号2024083612
出願日2024-05-22
発明の名称プラズマ処理装置及び整合器
出願人東京エレクトロン株式会社
代理人個人
主分類H05H 1/46 20060101AFI20251128BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】整合器の調整時間を短縮するプラズマ処理装置、整合器を提供する。
【解決手段】高周波電源と、一対のプラズマ電極と、整合器とを備え、整合器は、高周波給電ラインと接地ラインと一方のプラズマ電極と接続される第1負荷ラインと、他方のプラズマ電極と接続される第2負荷ラインと、高周波給電ライン第1負荷ライン第2負荷ライン及び接地ラインと接続され、第1のリアクタンス素子を有するインピーダンス整合回路と、高周波給電ラインに設けられた高周波センサと、高周波センサの検出値が入力され、第1のリアクタンス素子を制御する整合器制御部を有し、第1のリアクタンス素子は、静電容量を連続的に可変可能な第1の可変キャパシタと、第1の可変キャパシタと並列に接続され、静電容量が第1の静電容量となる第1の状態と、静電容量が第2の静電容量となる第2の状態と、を切り替えることが可能な第2の可変キャパシタと、を備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
処理ガスを供給するガス供給部と、
高周波電源と、
一対のプラズマ電極と、
一対の前記プラズマ電極と前記高周波電源との間に配置される整合器と、を備え、
前記整合器は、
前記高周波電源から高周波電力が供給される高周波給電ラインと、
接地される接地ラインと、
一方の前記プラズマ電極と接続される第１負荷ラインと、
他方の前記プラズマ電極と接続される第２負荷ラインと、
前記高周波給電ライン、前記第１負荷ライン、前記第２負荷ライン及び前記接地ラインと接続され、第１のリアクタンス素子を有するインピーダンス整合回路と、
前記高周波給電ラインに設けられ、前記高周波電力を検出する高周波センサと、
前記高周波センサの検出値が入力され、前記第１のリアクタンス素子を制御する整合器制御部と、を有し、
前記第１のリアクタンス素子は、
キャパシタンスを連続的に可変可能な第１の可変キャパシタと、
前記第１の可変キャパシタと並列に接続され、キャパシタンスが第１のキャパシタンスとなる第１の状態と、キャパシタンスが第２のキャパシタンスとなる第２の状態と、を切り替えることが可能な第２の可変キャパシタと、を備える、
プラズマ処理装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記第１のリアクタンス素子は、
前記高周波給電ラインと前記接地ラインとの間に配置される、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記インピーダンス整合回路は、
前記第１負荷ラインと前記第１負荷ラインとの間に配置される第２のリアクタンス素子を更に有し、
前記第２のリアクタンス素子は、
キャパシタンスを連続的に可変可能な第３の可変キャパシタと、
前記第３の可変キャパシタと並列に接続され、キャパシタンスが第３のキャパシタンスとなる第３の状態と、キャパシタンスが第４のキャパシタンスとなる第４の状態と、を切り替えることが可能な第４の可変キャパシタと、
を備え、
前記整合器制御部は、
前記高周波センサの検出値が入力され、前記第１のリアクタンス素子及び前記第２のリアクタンス素子及びを制御する、
請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記高周波給電ラインと前記第１負荷ラインとの間に配置される第３のリアクタンス素子と、
前記第２負荷ラインと前記接地ラインとの間に配置される第４のリアクタンス素子と、を更に有し、
前記第３のリアクタンス素子及び前記第４のリアクタンス素子は、インダクタである、
請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記第１負荷ラインと前記第２負荷ラインとの電位差の波高値を検出する電圧センサをさらに有し、
前記整合器制御部は、
前記高周波センサ、前記電圧センサの検出値が入力され、前記第１のリアクタンス素子及び前記第２のリアクタンス素子及びを制御する、
請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記整合器制御部は、
前記ガス供給部から第１の処理ガスを供給して第１のプラズマを生成する際、前記第２の可変キャパシタを前記第１の状態とし、
前記ガス供給部から前記第１の処理ガスとは異なる第２の処理ガスを供給して第２のプラズマを生成する際、前記第２の可変キャパシタを前記第２の状態とする、
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
一対のプラズマ電極と高周波電源との間に配置される整合器であって、
前記高周波電源から高周波電力が供給される高周波給電ラインと、
接地される接地ラインと、
一方の前記プラズマ電極と接続される第１負荷ラインと、
他方の前記プラズマ電極と接続される第２負荷ラインと、
前記高周波給電ライン、前記第１負荷ライン、前記第２負荷ライン及び前記接地ラインと接続され、第１のリアクタンス素子を有するインピーダンス整合回路と、
前記高周波給電ラインに設けられ、前記高周波電力を検出する高周波センサと、
前記高周波センサの検出値が入力され、前記第１のリアクタンス素子を制御する整合器制御部と、を有し、
前記第１のリアクタンス素子は、
キャパシタンスを連続的に可変可能な第１の可変キャパシタと、
前記第１の可変キャパシタと並列に接続され、キャパシタンスが第１のキャパシタンスとなる第１の状態と、キャパシタンスが第２のキャパシタンスとなる第２の状態と、を切り替えることが可能な第２の可変キャパシタと、を備える、
整合器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、プラズマ処理装置及び整合器に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、プラズマ処理装置であって、チャンバと、前記チャンバ内に設けられた、基板を支持する基板支持台と、前記基板支持台内部に設けられた第１の電極と、前記第１の電極に接続される整合器と、前記整合器に接続される高周波電源と、制御部と、を備え、前記整合器は、コンデンサとスイッチング素子からなる下位直列回路を複数並列接続して構成される下位回路と、コンデンサとスイッチング素子からなる上位直列回路を複数並列接続して構成される上位回路と、を有し、前記制御部は、前記下位直列回路または前記上位直列回路の前記スイッチング素子をオン状態またはオフ状態に設定して、前記下位回路または前記上位回路のうち、一方の回路を設定するよう前記整合器を制御するように構成され、前記制御部は、前記下位回路または前記上位回路の前記設定によって変化する前記整合器から前記チャンバ側を見たインピーダンスの変化量が安定するまで待機するよう前記整合器を制御するように構成され、前記制御部は、前記下位直列回路または前記上位直列回路の前記スイッチング素子をオン状態またはオフ状態に設定して、前記下位回路または前記上位回路のうち、前記一方の回路と異なる他方の回路を設定するよう前記整合器を制御するように構成される、プラズマ処理装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－７８４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一の側面では、本開示は、整合器の調整時間を短縮するプラズマ処理装置及び整合器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、一の態様によれば、処理ガスを供給するガス供給部と、高周波電源と、一対のプラズマ電極と、一対の前記プラズマ電極と前記高周波電源との間に配置される整合器と、を備え、前記整合器は、前記高周波電源から高周波電力が供給される高周波給電ラインと、接地される接地ラインと、一方の前記プラズマ電極と接続される第１負荷ラインと、他方の前記プラズマ電極と接続される第２負荷ラインと、前記高周波給電ライン、前記第１負荷ライン、前記第２負荷ライン及び前記接地ラインと接続され、第１のリアクタンス素子を有するインピーダンス整合回路と、前記高周波給電ラインに設けられ、前記高周波電力を検出する高周波センサと、前記高周波センサの検出値が入力され、前記第１のリアクタンス素子を制御する整合器制御部と、を有し、前記第１のリアクタンス素子は、キャパシタンスを連続的に可変可能な第１の可変キャパシタと、前記第１の可変キャパシタと並列に接続され、キャパシタンスが第１のキャパシタンスとなる第１の状態と、キャパシタンスが第２のキャパシタンスとなる第２の状態と、を切り替えることが可能な第２の可変キャパシタと、を備える、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、整合器の調整時間を短縮するプラズマ処理装置及び整合器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
基板処理装置の構成例を示す概略図。
基板処理装置の動作を説明するフローチャートの一例。
プラズマ電極に高周波電力を供給する回路の一例を示す回路図。
第１の可変キャパシタの断面図の一例。
第１の可変キャパシタの断面図の一例。
第２の可変キャパシタの断面図の一例。
第２の可変キャパシタの断面図の一例。
【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】
〔基板処理装置〕
本実施形態に係る基板処理装置（プラズマ処理装置）１００の一例について、図１を用いて説明する。図１は、基板処理装置１００の構成例を示す概略図である。以下の説明において、基板処理装置１００は、例えばシリコン含有ガスと窒素含有ガスのプラズマとを用いてＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）プロセスで基板Ｗにシリコン窒化膜を形成する成膜装置である場合を例に説明する。
【００１０】
基板処理装置１００は、下端が開口された有天井の円筒体状の処理容器１を有する。処理容器１の全体は、例えば石英により形成されている。処理容器１内の上端近傍には、石英により形成された天井板２が設けられており、天井板２の下側の領域が封止されている。処理容器１の下端の開口には、円筒体状に成形された金属製のマニホールド３がＯリング等のシール部材４を介して連結されている。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許