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公開番号2025069264
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-30
出願番号2025012622,2022021813
出願日2025-01-29,2022-02-16
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
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類H05H 1/46 20060101AFI20250422BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】プラズマ処理の均一性を向上させる。
【解決手段】プラズマ処理装置は、チャンバ、窓部材、ガス導入口、およびアンテナを備える。チャンバは、基板を収容する。窓部材は、チャンバの上部を構成する。ガス導入口は、チャンバの側壁および窓部材の少なくともいずれかに設けられ、チャンバ内にガスを供給する。アンテナは、窓部材を介してチャンバの上方に設けられ、導電性の材料により線状に形成されている。アンテナは、チャンバ内にRF電力を放射することによりチャンバ内に供給されたガスをプラズマ化する。アンテナは、第1のコイルと、複数の第2のコイルとを有する。第1のコイルには、RF電力が供給される。第2のコイルは、同一形状に形成され、第1のコイルの周囲に、第1のコイルの中心軸を中心として回転対称に複数配置されている。それぞれの第2のコイルの一端には、可変容量コンデンサが1つずつ接続されている。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
基板を収容するチャンバと、
前記チャンバの上部を構成する窓部材と、
前記チャンバの側壁および前記窓部材の少なくともいずれかに設けられ、前記チャンバ内にガスを供給するガス導入口と、
前記窓部材を介して前記チャンバの上方に設けられ、導電性の材料により線状に形成されたアンテナであって、前記チャンバ内にＲＦ（Radio Frequency）電力を放射することにより前記チャンバ内に供給されたガスをプラズマ化するアンテナと
を備え、
前記アンテナは、
ＲＦ電力が供給される第１のコイルと、
同一形状に形成され、前記第１のコイルの周囲に、前記第１のコイルの中心軸を中心として回転対称に複数配置され、前記第１のコイルと誘導結合する複数の第２のコイルと
を有し、
それぞれの前記第２のコイルの一端には、可変容量コンデンサが１つずつ接続されているプラズマ処理装置。
続きを表示（約 980 文字）【請求項２】
前記第１のコイルは、前記ＲＦ電力を供給するＲＦ電源に接続され、
前記複数の第２のコイルは、前記ＲＦ電源に接続されない、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
それぞれの前記第２のコイルの他端は接地されており、
それぞれの前記可変容量コンデンサの一端は前記第２のコイルの一端に接続されており、
それぞれの前記可変容量コンデンサの他端は接地されている、
請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
それぞれの前記第２のコイルの他端はコンデンサを介して接地されており、
それぞれの前記可変容量コンデンサの一端は前記第２のコイルの一端に接続されており、
それぞれの前記可変容量コンデンサの他端は接地されている、
請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
それぞれの前記第２のコイルの一端および他端は、対応する前記可変容量コンデンサを介して接続されている、
請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
それぞれの前記第２のコイルの他端は、開放されており、
それぞれの前記第２のコイルの一端は、対応する前記可変容量コンデンサを介して接地されている、
請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
それぞれの前記第２のコイルの他端は、
当該第２のコイルの一端よりも前記第１のコイルから遠い位置に配置されている、
請求項６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
それぞれの前記第２のコイルの他端は、
当該第２のコイルの一端よりも前記窓部材から遠い位置に配置されている、
請求項５または７に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記第１のコイルは、前記中心軸を中心として回転対称な形状である、
請求項１から８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のコイルは、互いに離間して配置された複数のコイルを有する、
請求項１から９のいずれか一項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】
本開示の種々の側面および実施形態は、プラズマ処理装置に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
プラズマプロセスにおいて、プロセスの均一性は、歩留まり向上において重要な要素である。近年の半導体デバイスの微細化の進展や半導体基板の大口径化に伴って、プロセスの均一性ますます重要性を増している。下記の特許文献１には、アンテナのコイルを基板に対向する位置に複数設けることにより、チャンバ内のプラズマの分布を制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第５２２７２４５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、プラズマ処理の均一性を向上させることができるプラズマ処理装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一側面は、プラズマ処理装置であって、チャンバと、窓部材と、ガス導入口と、アンテナとを備える。チャンバは、基板を収容する。窓部材は、チャンバの上部を構成する。ガス導入口は、チャンバの側壁および窓部材の少なくともいずれかに設けられ、チャンバ内にガスを供給する。アンテナは、窓部材を介してチャンバの上方に設けられ、導電性の材料により線状に形成されている。アンテナは、チャンバ内にＲＦ（Radio Frequency）電力を放射することによりチャンバ内に供給されたガスをプラズマ化する。アンテナは、第１のコイルと、複数の第２のコイルとを有する。第１のコイルには、ＲＦ電力が供給される。第２のコイルは、同一形状に形成され、第１のコイルの周囲に、第１のコイルの中心軸を中心として回転対称に複数配置されている。それぞれの第２のコイルの一端には、可変容量コンデンサが１つずつ接続されている。
【発明の効果】
【０００６】
本開示の種々の側面および実施形態によれば、プラズマ処理の均一性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、本開示の一実施形態におけるプラズマ処理システムの一例を示す概略断面図である。
図２は、アンテナの形状および配置の一例を示す平面図である。
図３は、第２のコイルの形状および配置の他の例を示す平面図である。
図４は、第２のコイルの形状および配置の他の例を示す平面図である。
図５は、第２のコイルの形状および配置の他の例を示す平面図である。
図６は、第２のコイルの形状および配置の他の例を示す平面図である。
図７は、第１の実施形態におけるアンテナの回路構成の一例を示す接続図である。
図８は、第２の実施形態におけるアンテナの回路構成の一例を示す接続図である。
図９は、第３の実施形態におけるアンテナの回路構成の一例を示す接続図である。
図１０は、第２のコイルの端部と窓部材との間の距離の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、開示されるプラズマ処理装置の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により、開示されるプラズマ処理装置が限定されるものではない。
【０００９】
本開示は、プラズマ処理の均一性をさらに向上させることができる技術を提供する。
【００１０】
（第１の実施形態）
［プラズマ処理システム１００の構成］
以下に、プラズマ処理システム１００の構成例について説明する。図１は、本開示の一実施形態におけるプラズマ処理システム１００の一例を示す概略断面図である。プラズマ処理システム１００は、誘導結合型のプラズマ処理装置１および制御部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、ガス供給部２０、電源３０、および排気システム４０を含む。プラズマ処理チャンバ１０は、プラズマ処理チャンバ１０の上部を構成する窓部材１０１を含む。本実施形態において、窓部材１０１は、例えば石英やセラミック等の誘電体によって構成される。なお、窓部材１０１は、例えばアルミ等の金属（導電体）、または、例えばシリコン等の半導体によって構成されてもよい。また、プラズマ処理装置１は、基板支持部１１、ガス導入部、およびアンテナ５０を含む。基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０内に配置されている。アンテナ５０は、窓部材１０１を介してプラズマ処理チャンバ１０の上方に設けられており、銅等の導電性の材料により線状に形成されている。アンテナ５０は、中心軸Ｘを中心として回転対称に配置されている。「回転対称」とは、図形を特徴付ける対称性の一種であり、ｎを２以上の整数とした場合、図形をある中心の周りを（３６０／ｎ）°回転させると自らの図形と重なる性質である。アンテナ５０は、プラズマ処理チャンバ１０内にＲＦ電力を放射することにより、プラズマ処理チャンバ１０内に供給されたガスをプラズマ化する。プラズマ処理チャンバ１０は、窓部材１０１、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０２、および基板支持部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。
（【００１１】以降は省略されています）

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