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JP7575177B2 - プラズマ処理装置及び基板支持部 - Google Patents

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Description

本開示は、プラズマ処理装置及び基板支持部に関する。
例えば、特許文献1には、基板支持部を貫通するガス導入管内にて異常放電が発生することを防止するために、構成の異なる複数のガス流路部材をガス導入管内にて積み上げて配置することが開示されている。特許文献2には、上部電極のバッファ室へ荷電粒子が侵入して異常放電が発生することを防止するガス流路部材が開示されている。特許文献3には、上部電極へ直流電圧を印加する装置において、直流電圧を印加することで上部電極の近傍にて異常放電が発生することを防止するガス流路部材が開示されている。
特開平6-244119号公報 特開2004-356531号公報 特開2013-149865号公報
本開示は、ガス流路部材の配置領域のサイズを変えずにガス流路部材のガス流路長を長くすることができる技術を提供する。
本開示の一の態様によれば、処理容器と、前記処理容器の内部に配置され、所望の高周波電力が印加される電極と、前記電極を有する部材と、前記部材に配置される埋込部材と、を有し、前記埋込部材は、外周に複数の外側流路が形成されている第1の部材と、前記第1の部材と接合することで前記外側流路と繋がる複数の内側流路が形成され、前記第1の部材と別体の第2の部材と、からなり、前記外側流路と前記内側流路とは連通している、プラズマ処理装置が提供される。
一の側面によれば、ガス流路部材の配置領域のサイズを変えずにガス流路部材のガス流路長を長くすることができる。
図1は、実施形態に係るプラズマ処理システムの一例を示す断面模式図である。 図2は、実施形態に係るプラズマ処理装置の一例を示す図である。 図3(a)は、従来の埋込部材の一例を示し、図3(b)は、実施形態に係る埋込部材の一例を示す図である。 図4は、パッシェンの法則の一例を示す図である。 図5は、実施形態に係る埋込部材の実施例1を示す図である。 図6は、実施形態に係る埋込部材の実施例2を示す図である。 図7は、実施形態に係る埋込部材の他の実施例を示す図である。
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。
[プラズマ処理システム]
以下に、図1に示すプラズマ処理システムの構成例について説明する。実施形態において、プラズマ処理システムは、プラズマ処理装置1及び制御部2を含む。プラズマ処理装置1は、プラズマ処理チャンバ10(処理容器ともいう。)、基板支持部11及びプラズマ生成部12を含む。プラズマ処理チャンバ10は、プラズマ処理空間を有する。また、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。ガス供給口は、後述するガス供給部20に接続され、ガス排出口は、後述する排気システム40に接続される。基板支持部11は、プラズマ処理空間内に配置され、基板を支持するための基板支持面を有する。
プラズマ生成部12は、プラズマ処理空間内に供給された少なくとも1つの処理ガスからプラズマを生成するように構成される。プラズマ処理空間において形成されるプラズマは、容量結合プラズマ(CCP;Capacitively Coupled Plasma)、誘導結合プラズマ(ICP;Inductively Coupled Plasma)、ECRプラズマ(Electron-Cyclotron-resonance plasma)、ヘリコン波励起プラズマ(HWP:Helicon Wave Plasma)、又は、表面波プラズマ(SWP:Surface Wave Plasma)等であってもよい。また、AC(Alternating Current)プラズマ生成部及びDC(Direct Current)プラズマ生成部を含む、種々のタイプのプラズマ生成部が用いられてもよい。実施形態において、ACプラズマ生成部で用いられるAC信号(AC電力)は、100kHz~10GHzの範囲内の周波数を有する。従って、AC信号は、RF(Radio Frequency)信号及びマイクロ波信号を含む。実施形態において、RF信号は、 200kHz~150MHzの範囲内の周波数を有する。
制御部2は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置1に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御部2は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置1の各要素を制御するように構成され得る。実施形態において、制御部2の一部又は全てがプラズマ処理装置1に含まれてもよい。制御部2は、例えばコンピュータ2aを含んでもよい。コンピュータ2aは、例えば、処理部(CPU:Central Processing Unit)2a1、記憶部2a2、及び通信インターフェース2a3を含んでもよい。処理部2a1は、記憶部2a2に格納されたプログラムに基づいて種々の制御動作を行うように構成され得る。記憶部2a2は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース2a3は、LAN(Local Area Network)等の通信回線を介してプラズマ処理装置1との間で通信してもよい。
次に、図2を参照しながらプラズマ処理装置1の一例としての容量結合プラズマ処理装置の構成例について説明する。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。また、プラズマ処理装置1は、基板支持部11及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ10内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド13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。シャワーヘッド13は、基板支持部11の上方に配置される。実施形態において、シャワーヘッド13は、プラズマ処理チャンバ10の天部(ceiling)の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ10は、シャワーヘッド13、プラズマ処理チャンバ10の側壁10a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。側壁10aは接地される。シャワーヘッド13及び基板支持部11は、プラズマ処理チャンバ10の筐体とは電気的に絶縁される。
基板支持部11は、本体部111及びリングアセンブリ112を含む。本体部111は、基板(ウェハ)Wを支持するための中央領域(基板支持面)111aと、リングアセンブリ112を支持するための環状領域(リング支持面)111bとを有する。本体部111の環状領域111bは、平面視で本体部111の中央領域111aを囲んでいる。基板Wは、本体部111の中央領域111a上に配置され、リングアセンブリ112は、本体部111の中央領域111a上の基板Wを囲むように本体部111の環状領域111b上に配置される。実施形態において、本体部111は、基台116(下部電極ともいう)及び静電チャック113を含む。基台116は、導電性部材を含む。基台116の導電性部材は下部電極として機能する。静電チャック113は、基台116の上に配置される。静電チャック113の上面は、基板支持面111aを有する。リングアセンブリ112は、1又は複数の環状部材を含む。1又は複数の環状部材のうち少なくとも1つはエッジリングである。また、図示は省略するが、基板支持部11は、静電チャック113、リングアセンブリ112及び基板のうち少なくとも1つをターゲット温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでもよい。温調モジュールは、ヒータ、伝熱媒体、流路、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路には、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。また、後述するように、基板支持部11は、基板Wの裏面と基板支持面111aとの間に伝熱ガスを供給するように構成される。
シャワーヘッド13は、ガス供給部20からの少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間10s内に導入するように構成される。シャワーヘッド13は、少なくとも1つのガス供給口13a、少なくとも1つのガス拡散室13b、及び複数のガス導入口13cを有する。ガス供給口13aに供給された処理ガスは、ガス拡散室13bを通過して複数のガス導入口13cからプラズマ処理空間10s内に導入される。また、シャワーヘッド13は、導電性部材を含む。シャワーヘッド13の導電性部材は上部電極として機能する。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド13に加えて、側壁10aに形成された1又は複数の開口部に取り付けられる1又は複数のサイドガス注入部(SGI:Side Gas Injector)を含んでもよい。
ガス供給部20は、少なくとも1つのガスソース21及び少なくとも1つの流量制御器22を含んでもよい。実施形態において、ガス供給部20は、少なくとも1つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース21からそれぞれに対応の流量制御器22を介してシャワーヘッド13に供給するように構成される。各流量制御器22は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部20は、少なくとも1つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する少なくとも1つの流量変調デバイスを含んでもよい。
電源30は、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ10に結合されるRF電源31を含む。RF電源31は、ソースRF信号及びバイアスRF信号のような少なくとも1つのRF信号(RF電力)を、基板支持部11の導電性部材及び/又はシャワーヘッド13の導電性部材に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間10sに供給された少なくとも1つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、RF電源31は、プラズマ生成部12の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスRF信号を基板支持部11の導電性部材に供給することにより、基板Wにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Wに引き込むことができる。
実施形態において、RF電源31は、第1のRF生成部31a及び第2のRF生成部31bを含む。第1のRF生成部31aは、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介して基板支持部11の導電性部材及び/又はシャワーヘッド13の導電性部材に結合され、プラズマ生成用のソースRF信号(ソースRF電力)を生成するように構成される。実施形態において、ソースRF信号は、13MHz~150MHzの範囲内の周波数を有する。実施形態において、第1のRF生成部31aは、異なる周波数を有する複数のソースRF信号を生成するように構成されてもよい。生成された1又は複数のソースRF信号は、基板支持部11の導電性部材及び/又はシャワーヘッド13の導電性部材に供給される。第2のRF生成部31bは、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介して基板支持部11の導電性部材に結合され、バイアスRF信号(バイアスRF電力)を生成するように構成される。実施形態において、バイアスRF信号は、ソースRF信号よりも低い周波数を有する。実施形態において、バイアスRF信号は、400kHz~13.56MHzの範囲内の周波数を有する。実施形態において、第2のRF生成部31bは、異なる周波数を有する複数のバイアスRF信号を生成するように構成されてもよい。生成された1又は複数のバイアスRF信号は、基板支持部11の導電性部材に供給される。また、種々の実施形態において、ソースRF信号及びバイアスRF信号のうち少なくとも1つがパルス化されてもよい。
また、電源30は、プラズマ処理チャンバ10に結合されるDC電源32を含んでもよい。DC電源32は、第1のDC生成部32a及び第2のDC生成部32bを含む。実施形態において、第1のDC生成部32aは、基板支持部11の導電性部材に接続され、第1のDC信号を生成するように構成される。生成された第1のDC信号は、基板支持部11の導電性部材に印加される。実施形態において、第1のDC信号が、静電チャック113内の電極113aのような他の電極に印加されてもよい。実施形態において、第2のDC生成部32bは、シャワーヘッド13の導電性部材に接続され、第2のDC信号を生成するように構成される。生成された第2のDC信号は、シャワーヘッド13の導電性部材に印加される。種々の実施形態において、第1及び第2のDC信号がパルス化されてもよい。なお、第1及び第2のDC生成部32a,32bは、RF電源31に加えて設けられてもよく、第1のDC生成部32aが第2のRF生成部31bに代えて設けられてもよい。
排気システム40は、例えばプラズマ処理チャンバ10の底部に設けられたガス排出口10eに接続され得る。排気システム40は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間10s内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。
[ガス流路]
静電チャック113には電極113aが設けられている。電極113aは、第1のDC生成部32aに接続され、第1のDC生成部32aから第1のDC信号(直流電圧)を印加される。これにより、基板Wが静電チャック113に吸着保持される。
基板支持部11は、所望の高周波電力が印加される電極を有する部材の一例である。ただし、基板支持部11は、静電チャック113及び電極113aを有しなくてもよい。基板支持部11が有する電極としては、第1のRF生成部31a及び/又は第2のRF生成部31bから少なくとも1つのRF信号(RF電力)が結合される基台116の導電性部材を電極(下部電極)としてよい。
本開示では、静電チャック113の基板支持面111aと基板Wの裏面との間には、伝熱ガスの一例としてヘリウム(He)ガスが供給される。ただし、伝熱ガスはヘリウムガスに限らず、その他の不活性ガスであってよい。静電チャック113は、厚さ方向に貫通する複数の貫通孔113cを有する。ただし、貫通孔113cの数はこれに限らず、静電チャック113には1つ以上の貫通孔113cが設けられてよい。基台116には、厚さ方向に貫通する複数の貫通孔111cを有する。ただし、貫通孔111cの数はこれに限らず、基台116には1つ以上の貫通孔111cが設けられてよい。貫通孔113cの下に貫通孔111cが設けられ、貫通孔111cと貫通孔113cとは連通し、ヘリウムガスの流路となる。
本体部111は、基台116の下に基台116を支持する導電性のプレート110を含む。基台116の下面とプレート110の上面との間には隙間があり、ガス流路Pとなっている。貫通孔111cはガス流路Pに連通する。ガス流路Pは伝熱ガス供給ライン119aを介して伝熱ガス供給部119に接続されている。伝熱ガス供給部119から供給されるヘリウムガスは、伝熱ガス供給ライン119aを介してガス流路Pを流れ、貫通孔111c及び貫通孔113cのガス流路を通って基板支持面111aと基板Wの裏面との間に供給される。
基台116の貫通孔111cには、埋込部材114が配置されている。本開示の埋込部材114について説明する前に、図3(a)を参照しながら従来の埋込部材214について説明する。
図3(a)に示す従来の埋込部材214は、基台116が有する貫通孔111cの内壁を覆うセラミックスのスリーブ115内に配置されている。埋込部材214の外周には、スパイラルの溝214aが設けられている。溝214aは、埋込部材214の上端にて貫通孔113cに連通し、埋込部材214の下端にてガス流路Pに連通する。ヘリウムガスは、ガス流路Pから埋込部材214の溝214aを流れ、貫通孔113cを通って基板Wと静電チャック113の基板支持面111aとの間に供給される。
近年、基板支持部11には、より高いRF電力が印加されるようになっている。特に、基板Wにアスペクトの高い凹部を形成するエッチング工程ではより高いRF電力を印加してエッチングを行う。また、静電チャック113を有する基板支持部11では、基板処理中、電極113aに直流電圧が印加される。
基板支持部11に印加されるRF電力や直流電圧によって、基台116と基板Wとの間に電位差が発生する。貫通孔111c及び貫通孔113cの内部には、ヘリウムガスが流れ、基台116内及び電極113aの周辺を通って基板Wの裏面に供給される。
ヘリウムガスの流路である貫通孔111cにはセラミックス等の絶縁性を有するスリーブ115が配置され、基台116と基板Wとの帯電を抑制し、放電が生じないようにしている。しかしながら、基台116に印加されるRF電力が高くなると、基台116と基板Wとの電位差が顕著になり、放電が発生し易くなる。
パッシェンの法則により、ガス流路を長くしたほうが放電し難いことが知られている。図4に示すように、平行な電極間で放電が生じる電圧は、パッシェンの法則により電極間の距離と電極間のガス圧力との積により定まる。例えば、電極間の距離と電極間のガス圧力との積がBのとき、放電開始電圧が最も低く放電し易い。これに対して、電極間の距離、即ちガス流路を長くすることができれば、放電開始電圧を高くすることができる。つまり、ガス流路を長くすることで基台116と基板Wとの電位差が顕著になっても放電の発生を抑制できる。
ガス流路を長くする方法の一例として、図3(a)に示すように、貫通孔111cに埋込部材214を配置し、その外周にらせん状の溝214aを形成することで溝214aをガス流路とする方法が実行されているが、放電抑止効果が十分でない場合がある。この結果、ヘリウムガスを溝214aに流しながら基板支持部11に電圧を印加すると、貫通孔113c及びその周辺において放電が発生し、異常放電となる場合がある。この異常放電は、基板W上に形成された回路に電気的なダメージを与えたり、異常な発熱を生じさせたりして歩留まりを下げる原因となる。
埋込部材214のサイズ(径や長さ)を変えずにガス流路を長くする対策としては、埋込部材214の溝214aのピッチを狭くすることが考えられるが、この方法でガス流路の長さを長くするには限界がある。一方、埋込部材214のサイズを変えてガス流路を長くすると、貫通孔111cの大きさを変える等、構造上の設計変更が必要となる。これに対して、本開示の埋込部材114では、既存の基板支持部11の構造を変えずにガス流路を長くすることができる。
これにより、ガス流路を長くした分、貫通孔113c、111cに入ったプラズマ中の電子の衝突頻度を多くして電子のエネルギーを低下させることができ、パッシェンの法則にしたがい放電開始電圧を高くすることができる。つまり、ガス流路を長くすることで基台116に高い電圧を印加しても放電の発生を抑制でき、異常放電を防止できる。
[埋込部材]
次に、図3(b)に示す実施形態に係る埋込部材114について説明し、図5及び図6を参照しながらその実施例について説明する。図5は埋込部材114の実施例1を示し、図6は埋込部材114の実施例2を示す。
図3(b)に示す実施形態に係る埋込部材114は、基台116が有する貫通孔111cの内壁を覆うセラミックスのスリーブ115内に配置されている。スリーブ115と埋込部材114との間は隙間を設けないように埋込部材114を貫通孔111cのスリーブ115内に配置する。埋込部材114は、第1の部材14と第2の部材15とからなり、これらの二つの部材を接合(結合)させている。第1の部材14の外周には、所望のピッチで外側流路14cが設けられている。第2の部材15には、例えば内側流路15c、15d(内側流路15cは図5(b)参照)が設けられている。外側流路14cと内側流路15c、15dとから形成されるガス流路は、埋込部材114の上端にて貫通孔113cに連通し、埋込部材114の下端にて基台116の下面とプレート110の上面との間のガス流路Pに連通する。ヘリウムガスは、ガス流路Pから埋込部材114のガス流路(外側流路14c、内側流路15c、15d)を流れ、貫通孔113cを通って基板Wと静電チャック113の基板支持面111aとの間に供給される。
(実施例1)
図5(a)~(d)を参照して、実施例1の埋込部材114の構成について説明する。実施例1の埋込部材114は、略円柱形状を有し、第1の部材14と第2の部材15とからなる。第1の部材14には、外周に1つ以上の外側流路14cが形成されている。図5(a)の例では、外周に15の外側流路14cが形成されている。第2の部材15には、第1の部材14と接合することで外側流路14cと繋がる2つの内側流路15c、15dが形成されている。図5(a)では、外側流路14cと繋がる内側流路15dが示されている。このようにして、外側流路14cと内側流路15c、15dとは連通している。
図5(a)は、第1の部材14と第2の部材15とが接合された埋込部材114の完成品を示し、図5(b)は、第1の部材14と第2の部材15とを接合する前の第2の部材15を示す。
図5(b)に示すように、第2の部材15の内側流路15c、15dは、互いに連通する2流路で構成され、2流路は、同一流路長である。ただし、第2の部材15の内側流路はこれに限られず、1以上の流路であればよい。
第1の部材14と第2の部材15とは同一の高さを有する。また、第1の部材14と第2の部材15とは、埋込部材114の中心軸に対して平面視で同一半径の辺を有する。よって、第2の部材15の一方の側面15aと第1の部材14の一方の側面14aとを合わせ、第2の部材15の他方の側面15bと第1の部材14の他方の側面14bとを合わせるように接合させると、略円柱形状の埋込部材114となる。
第1の部材14には、外周面に外側流路14cが形成され、外側流路14cの一端は、第2の部材15の一方の側面15aに形成された内側流路15dに連通する。内側流路15dは、第2の部材15の側面15aの溝と第1の部材14の側面14aとから形成される。同様に、外側流路14cの他端は、第2の部材15の他方の側面15bに形成された内側流路15cと連通する。内側流路15cは、第2の部材15の側面15bの溝と第1の部材14の側面14bとから形成される。
第1の部材14と第2の部材15との接合は、熱溶着、超音波溶着等を用いることができる。第1の部材14と第2の部材15とは、接着剤による接着でもよい。ただし、第1の部材14と第2の部材15との接合は、接着でなくてもよい。第1の部材14と第2の部材15とを接着させずに第1の部材14と第2の部材15とを接合(結合)させた状態で貫通孔111cに配置してもよい。第1の部材14に、第1の部材14と同じ高さの第2の部材15を嵌め込むため、例えば複数のガス流路部材を上下に積み上げる場合よりも組立性がよい。このため、必ずしも第1の部材14と第2の部材15とを接着しなくてもよい。なお、第1の部材14と第2の部材15とは、貫通孔113cを介してプラズマ及びラジカルに暴露されるため、polytetrafluoroethylene(PTFE)等のプラズマ耐性のある部材により形成される。
図3(a)に示す埋込部材214と、本開示の埋込部材114とはサイズ(外形)が同じである。しかし、本開示の埋込部材114のガス流路は、図3(a)に溝214aにて示す埋込部材214のガス流路よりも長い。これにより、パッシェンの法則により放電開始電圧を高くすることができる。つまり、ガス流路を長くすることで基板支持部11に高い電圧を印加しても放電の発生を抑制できる。これにより、異常放電の発生を防止できる。
[ガス流路の長さ]
埋込部材114のガス流路が、埋込部材214のガス流路よりも長いことは、以下の計算から証明される。計算に使用する埋込部材114を図5(c)に示す。図5(c)では、第2の部材15は見えていない。埋込部材214のサイズは、図5(c)に示す埋込部材114のサイズと同一である。図5(d)は、図5(b)の第2の部材15の上面Aを示す。図5(d)に示すように、第2の部材15は上面Aを平面視したときに埋込部材114の中心軸から角度θが90°の扇型を有する。
この場合、内側流路15c、15dの2流路は互いに直角関係である。第2の部材15は、F11とF12の長さの合計値の内側流路15c、15dを有する。第2の部材15の外周の長さF2は、埋込部材214に形成される1周の溝214aの1/4の長さである。F11とF12の合計の長さがF2の長さ(=スパイラルのガス流路の1周の1/4の長さ)よりも長ければ、本開示の埋込部材114のガス流路は、従来の埋込部材214のガス流路よりも長いといえる。
つまり、本開示に係る埋込部材114では、2つの部材を接合させることで埋込部材114の内部にもガス流路を形成する。これにより、外周のみにガス流路を設けた場合と比べて埋込部材114のサイズ(外形)及びガス流路のピッチを変えることなく、ガス流路の長さを長くすることができる。
埋込部材114のF11とF12の長さ(半径)をrとし、埋込部材114の中心軸を中心とした角度をθとすると、第2の部材15の内側流路15c、15dの長さは2rである。一方、第2の部材15に外側流路を設けたと仮定した場合の外側流路14cの長さはrθである。よって、埋込部材114のガス流路長が埋込部材214のガス流路長よりも長くなるためには、2r>rθが成り立つ必要がある。つまり、θ<2[rad]となる。
(実施例2)
実施例1の埋込部材114では、第1の部材14と第2の部材15とが1つずつ設けられ、接合される。これに対して、図6に示すように、実施例2の埋込部材114では、第1の部材14と第2の部材15とが2つずつ設けられ、第1の部材14と第2の部材15とが隣り合うように交互に接合される。図6(a)及び(b)に示すように、2つの第1の部材14を第1の部材14A、14Bで示し、2つの第2の部材15を第2の部材15A、15Bで示す。図6(a)の埋込部材114の手前の第1の部材14Aは、図6(b)の埋込部材114では奥に示され、図6(b)の埋込部材114の手前の第1の部材14Bは、図6(a)の埋込部材114では奥に示されている。
第1の部材14A、14B及び第2の部材15A、15Bは、第1の部材14と第2の部材15とが交互に隣り合うように設けられている。第2の部材15A、15Bには、それぞれ2流路ずつ設けられ、全部で4流路が連通している。図6(a)には、第2の部材15Aに形成された2流路のうちの一方の流路15Adと、第2の部材15Bに形成された2流路のうちの一方の流路15Bcとが図示されている。図6(b)には、第2の部材15Aに形成された2流路のうちの他方の流路15Acと、第2の部材15Bに形成された2流路のうちの他方の流路15Bdとが図示されている。
第1の部材14A、14B及び第2の部材15A、15Bのそれぞれの中心角はすべて90°であってもよいし、第2の部材15A、15Bの角度は90°よりも小さく、第1の部材14A、14Bの角度は90°よりも大きくてもよい。第2の部材15A、15Bの角度は、同じ角度でもよいし異なる角度でもよい。第1の部材14A、14Bの角度は、同じ角度でもよいし異なる角度でもよい。実施例2の場合、第2の部材15Aの内側流路15Ac、15Adの2流路は互いに連通し、第2の部材15Bの内側流路15Bc、15Bdの2流路は互いに連通する。4流路は互いに90°以下の関係で配置される。第2の部材15A、15Bの中心角がそれぞれ90°の場合、4流路は互いに90°の関係で配置される。
埋込部材114の分割数や分割するときの角度θを変えることで、埋込部材114のサイズを大きくせずにガス流路を長くすることができる。これにより、異常放電の発生を防止できる。
(他の実施例)
図7を参照し、実施形態に係る埋込部材114の他の実施例について説明する。図7(a)は、すでに説明した実施例1の埋込部材114の上面を示す。第1の部材14及び第2の部材15の接合部分の角部は、埋込部材114の上面の円の中心Oに位置する。
図7(b)及び図7(c)は埋込部材114の他の実施例を示す。図7(b)の例では、第1の部材14及び第2の部材15の接合部分の角部は、円の中心Oからずれた位置O'にある。このように第1の部材14と第2の部材15とは、埋込部材114の上面の円の中心Oで分割されなくてもよい。図7(b)では、位置O'が円の中心Oよりも第1の部材14側にずれたが、これに限らず、位置O'が円の中心Oよりも第2の部材15側にずれてもよい。
第1の部材14と第2の部材15とが結合した際の埋込部材114の形状は略円柱状に限らず、略矩形状等の他の形状であってもよい。図7(c)の例では、埋込部材114は直方体であり、上面の形状は正方形であり、第1の部材14及び第2の部材15の接合部分の角部は正方形の中心Oに位置する。ただし、これに限らず、埋込部材114の上面の形状は長方形や多角形であってもよく、その場合にも第1の部材14及び第2の部材15の接合部分の角部は中心Oに位置にあってもよいし、中心Oからずれた位置にあってもよい。
(その他)
実施例1,2では、第1の部材14と第2の部材15との高さ(長手方向の長さ)が同じであることを前提として説明したが、これに限らない。例えば、第2の部材15の長さが第1の部材14の長さよりも短くてもよい。この場合、第2の部材15は、第1の部材の長手方向の一部に設けられた、第1の部材14の長さの凹部に接合される。
また、第1の部材14は外側流路14cを有し、第2の部材15は内側流路15c、15dを有する例を挙げて説明したが、第1の部材14は外側流路14cだけでなく、第2の部材15の内側流路15c、15dに対向する位置に内側流路を有してもよい。この場合、第2の部材15の内側流路15c、15dと第1の部材14の対応する位置の内側流路とが対向するように組み立てることで内側流路が完成する。また、この場合、第2の部材15の内側流路15c、15dはなくてもよい。
また、第2の部材15は内側流路15c、15dだけでなく、第1の部材14の外側流路14cにつながる位置に外側流路を有してもよい。
また、埋込部材114は、基板支持部11に設けられる例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、シャワーヘッド13のガス流路に埋込部材114を設けてもよい。シャワーヘッド13は上部電極としても機能するため、シャワーヘッド13は、所望の高周波電力が印加される電極を有する部材の一例である。シャワーヘッド13が有する電極としては、第1のRF生成部31aからRF信号(RF電力)が結合されるシャワーヘッド13の導電性部材を電極(上部電極)としてよい。シャワーヘッド13のガス流路に埋込部材114を設けることで、ガス流路を長くすることができる。これにより、シャワーヘッド13に電圧が印加させたときに異常放電が発生することを防止できる。
以上に説明したように、本実施形態のプラズマ処理装置及び基板支持部によれば、埋込部材114のサイズを変えずにガス流路長を長くすることができる。
今回開示された実施形態に係るプラズマ処理装置1及び基板支持部11は、すべての点において例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
本開示のプラズマ処理装置は、Atomic Layer Deposition(ALD)装置、Capacitively Coupled Plasma(CCP)、Inductively Coupled Plasma(ICP)、Radial Line Slot Antenna(RLSA)、Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR)、Helicon Wave Plasma(HWP)のいずれのタイプの装置でも適用可能である。
1 プラズマ処理装置
2 制御部
2a コンピュータ
2a1 処理部
2a2 記憶部
2a3 通信インターフェース
10 プラズマ処理チャンバ
11 基板支持部
13 シャワーヘッド
14c 外側流路
15c、15d 内側流路
21 ガスソース
20 ガス供給部
30 電源
31 RF電源
31a 第1のRF生成部
31b 第2のRF生成部
32a 第1のDC生成部
32b 第2のDC生成部
40 排気システム
111 本体部
111c 貫通孔
112 リングアセンブリ
113 静電チャック
113c 貫通孔
114 埋込部材
116 基台

Claims (6)

  1. 処理容器と、
    前記処理容器の内部に配置され、所望の高周波電力が印加される電極と、
    前記電極を有する部材と、
    前記部材に配置される埋込部材と、を有し、
    前記埋込部材は、外周に複数の外側流路が形成されている第1の部材と、
    前記第1の部材と接合することで前記外側流路と繋がる複数の内側流路が形成され、前記第1の部材と別体の第2の部材と、からなり、
    前記外側流路と前記内側流路とは連通している、
    プラズマ処理装置。
  2. 前記第2の部材の前記内側流路の流路長は、前記第2の部材に前記内側流路を設ける替わりに前記第2の部材の外周に前記第1の部材の外側流路とつながる流路を設けた場合の当該流路の流路長よりも長い、
    請求項1に記載のプラズマ処理装置。
  3. 前記第2の部材の前記内側流路の流路長は、前記第2の部材に前記外側流路を設けた場合の当該外側流路の流路長の4/π倍である、
    請求項2に記載のプラズマ処理装置。
  4. 前記内側流路は、互いに連通する2流路以上の流路で構成され、
    前記2流路以上の流路は、同一流路長である、
    請求項1~3のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
  5. 前記2流路以上の流路は互いに直角関係で配置される、
    請求項4に記載のプラズマ処理装置。
  6. 所望の高周波電力が印加される電極と、
    前記電極を有する部材と、
    前記部材に設けられた貫通孔に配置される埋込部材と、を有し、
    前記埋込部材は、外周に1つ以上の外側流路が形成されている第1の部材と、
    前記第1の部材と接合することで前記外側流路と繋がる1つ以上の内側流路が形成されている第2の部材と、からなり、
    前記外側流路と前記内側流路とは連通している、
    基板支持部。
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