JP2017150023A - Remote plasma treatment apparatus - Google Patents
Remote plasma treatment apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017150023A JP2017150023A JP2016032451A JP2016032451A JP2017150023A JP 2017150023 A JP2017150023 A JP 2017150023A JP 2016032451 A JP2016032451 A JP 2016032451A JP 2016032451 A JP2016032451 A JP 2016032451A JP 2017150023 A JP2017150023 A JP 2017150023A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- source gas
- plasma
- generation region
- plasma generation
- processing apparatus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
Description
本発明は、例えばＣＶＤ（chemical vapor deposition）装置などに用いられるリモートプラズマ処理装置に関するものである。 The present invention relates to a remote plasma processing apparatus used in, for example, a CVD (chemical vapor deposition) apparatus.
プラズマ処理装置は、真空チャンバ内に供給したガスにエネルギーを与えてプラズマ化し、そのプラズマによって分解や活性化したガスを被処理体に供給して、被処理体への成膜やエッチングを行うものである。 The plasma processing apparatus applies energy to the gas supplied into the vacuum chamber to turn it into plasma, supplies the gas decomposed and activated by the plasma to the target object, and performs film formation and etching on the target object It is.
このプラズマ処理装置において、被処理体がプラズマに曝されることによるダメージを低減するために、例えば特許文献１に示すように、プラズマが生成されるプラズマ生成領域と被処理体とを離間させたリモートプラズマ処理装置が考えられている。 In this plasma processing apparatus, in order to reduce damage caused by exposure of an object to be processed to plasma, for example, as shown in Patent Document 1, a plasma generation region where plasma is generated is separated from an object to be processed. A remote plasma processing apparatus is considered.
ところが、リモートプラズマ処理装置は、プラズマ生成領域と被処理体とが離間しているので、プラズマで分解されたガスが、被処理体に到達するまでの間に拡散したり又は再結合してしまう。その結果、リモートプラズマ処理装置では、被処理体への成膜やエッチングの処理速度が小さくなってしまうという問題がある。 However, in the remote plasma processing apparatus, since the plasma generation region and the object to be processed are separated from each other, the gas decomposed by the plasma diffuses or recombines before reaching the object to be processed. . As a result, the remote plasma processing apparatus has a problem that the processing speed of film formation or etching on the object to be processed is reduced.
そこで、プラズマ生成領域での原料ガスの分解を促進して被処理体への処理速度を向上させるために、特許文献２に示すように、真空チャンバ内においてプラズマ生成領域を有する反応管とこの反応管に原料ガスを導入するガス導入口との間に触媒電極を有する触媒槽を設けたものが考えられている。 Therefore, in order to promote the decomposition of the source gas in the plasma generation region and improve the processing speed to the object to be processed, as shown in Patent Document 2, the reaction tube having the plasma generation region in the vacuum chamber and this reaction It is considered that a catalyst tank having a catalyst electrode is provided between a gas introduction port for introducing a raw material gas into a pipe.
しかしながら、真空チャンバ内において反応管の上流側に触媒槽を設けると、反応管とは別に触媒槽の設置空間を確保する必要があり、真空チャンバの内容積の増大を招いてしまう。真空チャンバの内容積が増えてしまうと、真空引きに必要な時間が長くなり、被処理体を交換して再び処理を開始するまでの時間がかかり、生産性が低下するといったことも考えられる。 However, if a catalyst tank is provided upstream of the reaction tube in the vacuum chamber, it is necessary to secure an installation space for the catalyst tank separately from the reaction tube, leading to an increase in the internal volume of the vacuum chamber. If the internal volume of the vacuum chamber increases, the time required for evacuation becomes longer, and it takes time to replace the object to be processed and start processing again, which may reduce productivity.
そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、リモートプラズマ処理装置において真空チャンバの内容積の増大を抑制しつつ原料ガスの分解効率を向上させることをその主たる課題とするものである。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its main problem is to improve the decomposition efficiency of the source gas while suppressing the increase in the internal volume of the vacuum chamber in the remote plasma processing apparatus. It is.
すなわち本発明に係るリモートプラズマ処理装置は、真空チャンバ内において、原料ガスを分解するためのプラズマが生成されるプラズマ生成領域と前記プラズマにより分解された原料ガスによって処理される被処理体とが離間したリモートプラズマ処理装置であって、前記プラズマ生成領域に設けられ、前記原料ガスを加熱する原料ガス加熱部を備えることを特徴とする。 That is, in the remote plasma processing apparatus according to the present invention, a plasma generation region in which plasma for decomposing a source gas is generated is separated from an object to be processed by the source gas decomposed by the plasma in a vacuum chamber. A remote plasma processing apparatus, comprising: a source gas heating unit provided in the plasma generation region for heating the source gas.
このようなリモートプラズマ処理装置であれば、プラズマ生成領域に原料ガス加熱部を設けているので、プラズマ生成領域において原料ガスを加熱することができ、プラズマによる原料ガスの分解だけでなく、原料ガス加熱部による加熱によっても原料ガスの分解することができる。また、原料ガス加熱部で原料ガスを加熱することによってプラズマによる原料ガスの分解を促進することもできる。これらにより、原料ガスの分解効率を向上させることができる。さらに、プラズマ生成領域に原料ガス加熱部を設けているので、プラズマ生成領域の外部に原料ガス加熱部を設ける場合に比べて真空チャンバの内容積の増大を抑えることができる。
なお、真空チャンバの外部で原料ガスを加熱することにより、真空チャンバの内容積の増大を抑制することも考えられるが、そうすると、真空チャンバに加熱された原料ガスを供給する場合に、原料ガスを保温するための保温機構が必要となってしまい、装置の大型化を招いてしまう。本発明では、プラズマ生成領域で原料ガスを加熱するので保温機構を不要にできる。
In such a remote plasma processing apparatus, since the source gas heating section is provided in the plasma generation region, the source gas can be heated in the plasma generation region, and not only the source gas is decomposed by the plasma but also the source gas. The source gas can also be decomposed by heating by the heating unit. Moreover, decomposition of the source gas by plasma can be promoted by heating the source gas in the source gas heating unit. By these, the decomposition efficiency of source gas can be improved. Furthermore, since the source gas heating unit is provided in the plasma generation region, an increase in the internal volume of the vacuum chamber can be suppressed as compared with the case where the source gas heating unit is provided outside the plasma generation region.
Note that it is conceivable to suppress the increase in the internal volume of the vacuum chamber by heating the source gas outside the vacuum chamber, but in this case, when supplying the heated source gas to the vacuum chamber, A heat retention mechanism for heat insulation is required, leading to an increase in the size of the apparatus. In the present invention, since the source gas is heated in the plasma generation region, a heat retaining mechanism can be eliminated.
原料ガス加熱部が、プラズマ生成領域に導入されて分散した後の原料ガスを加熱する構成の場合には、原料ガスの分布する空間が大きくなってしまうため、原料ガスを効率良く加熱することが難しい。
この問題を好適に解決するためには、リモートプラズマ処理装置は、前記プラズマ生成領域に位置して前記プラズマ生成領域に前記原料ガスを導入する導入管を備え、前記原料ガス加熱部は、前記導入管が加熱されることにより構成されることが望ましい。
この構成であれば、導入管を用いて原料ガス加熱部を構成しているので、プラズマ生成領域に分散する前の原料ガスを加熱することができ、原料ガスを効率良く加熱することができる。また、装置構成を簡単化することもできる。
In the case where the source gas heating unit is configured to heat the source gas after being introduced and dispersed in the plasma generation region, the space in which the source gas is distributed becomes larger, so that the source gas can be efficiently heated. difficult.
In order to suitably solve this problem, the remote plasma processing apparatus includes an introduction pipe that is located in the plasma generation region and introduces the source gas into the plasma generation region, and the source gas heating unit includes the introduction gas It is desirable that the tube be constructed by heating.
If it is this structure, since the source gas heating part is comprised using the inlet tube, the source gas before disperse | distributing to a plasma production | generation area | region can be heated, and source gas can be heated efficiently. In addition, the apparatus configuration can be simplified.
ここで、導入管を効率良く加熱するためには、前記導入管が誘導加熱されるものであることが望ましい。 Here, in order to efficiently heat the introduction tube, it is desirable that the introduction tube is heated by induction.
具体的な実施の態様としては、前記プラズマ生成領域を形成するプラズマ生成部を備え、前記プラズマ生成部は、誘導結合プラズマを生成する高周波コイルを有しており、前記導入管は、前記高周波コイルの内側に設けられていることが考えられる。この構成の場合には、前記導入管は、高周波電圧が印加される前記高周波コイルにより誘導加熱されるものであることが望ましい。
この構成であれば、導入管を誘導加熱するための誘導コイルを高周波コイルで兼用できるとともに、別途加熱のための電源を不要とすることができる。これにより、誘導結合プラズマを生成する高周波コイルの構成を生かしつつ、装置構成を簡単にすることができる。
As a specific embodiment, a plasma generation unit that forms the plasma generation region is provided, the plasma generation unit includes a high-frequency coil that generates inductively coupled plasma, and the introduction tube includes the high-frequency coil. It is conceivable that it is provided inside. In the case of this configuration, it is desirable that the introduction tube is induction heated by the high frequency coil to which a high frequency voltage is applied.
With this configuration, the induction coil for induction heating of the introduction tube can be used as a high frequency coil, and a separate power source for heating can be eliminated. Accordingly, the configuration of the apparatus can be simplified while taking advantage of the configuration of the high-frequency coil that generates inductively coupled plasma.
導入管を用いた加熱による原料ガスの分解効率をより一層向上させるためには、前記導入管は、前記原料ガスの分解を促進する触媒機能を有する材料から形成されていることが望ましい。 In order to further improve the decomposition efficiency of the source gas by heating using the introduction pipe, the introduction pipe is preferably formed of a material having a catalytic function for promoting the decomposition of the source gas.
導入管と原料ガスとの接触面積を増やすことにより原料ガスの分解効率をより一層向上させるためには、前記導入管は、螺旋状をなすものであることが望ましい。 In order to further improve the decomposition efficiency of the raw material gas by increasing the contact area between the introduction tube and the raw material gas, it is desirable that the introduction tube has a spiral shape.
このように構成した本発明によれば、プラズマ生成領域に原料ガス加熱部を設けてプラズマ生成領域において原料ガスを加熱しているので、リモートプラズマ処理装置において真空チャンバの内容積の増大を抑制しつつ原料ガスの分解効率を向上させることができる。 According to the present invention configured as described above, since the source gas heating unit is provided in the plasma generation region to heat the source gas in the plasma generation region, an increase in the internal volume of the vacuum chamber is suppressed in the remote plasma processing apparatus. In addition, the decomposition efficiency of the raw material gas can be improved.
以下に、本発明に係るリモートプラズマ処理装置を用いた成膜装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。 An embodiment of a film forming apparatus using a remote plasma processing apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
＜装置構成＞
本実施形態の成膜装置１００は、被処理体である基板Ｗ上に例えばダイヤモンドライクカーボン膜（以下、ＤＬＣ膜）を成膜するプラズマＣＶＤ装置である。なお、成膜装置１００は、ＤＬＣ膜を成膜するための成膜室２Ｒと、当該成膜室とゲートバルブで仕切られたロードロック室（不図示）とを有する真空チャンバ２を有している。
<Device configuration>
The film forming apparatus 100 of the present embodiment is a plasma CVD apparatus that forms, for example, a diamond-like carbon film (hereinafter referred to as a DLC film) on a substrate W that is an object to be processed. The film forming apparatus 100 includes a vacuum chamber 2 having a film forming chamber 2R for forming a DLC film and a load lock chamber (not shown) partitioned by the film forming chamber and a gate valve. Yes.
この成膜装置１００は、図１に示すように、真空チャンバ２の成膜室２Ｒ内において、原料ガスを分解するためのプラズマが生成されるプラズマ生成領域ＰＲとプラズマにより励起されて分解された原料ガス（活性種を含むガス）によって処理される基板Ｗとが離間したものである。ＤＬＣ膜の原料ガスとしては、アセチレンガス等の炭化水素ガスが考えられる。 As shown in FIG. 1, the film forming apparatus 100 is decomposed by being excited by the plasma generation region PR in which the plasma for decomposing the source gas is generated and the plasma in the film forming chamber 2 </ b> R of the vacuum chamber 2. The substrate W to be processed is separated from the source gas (gas containing active species). A hydrocarbon gas such as acetylene gas can be considered as a source gas for the DLC film.
具体的に成膜装置１００は、プラズマ生成領域ＰＲを形成するプラズマ生成部３と、当該プラズマ生成領域ＰＲに原料ガスを導入する原料ガス導入部４と、基板Ｗを保持する基板保持部５とを備えている。 Specifically, the film forming apparatus 100 includes a plasma generation unit 3 that forms a plasma generation region PR, a source gas introduction unit 4 that introduces a source gas into the plasma generation region PR, and a substrate holding unit 5 that holds a substrate W. It has.
プラズマ生成部３は、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）を生成するものであり、成膜室２Ｒ内に配置された高周波コイル３１と、高周波コイル３１に高周波電圧を印加する高周波電源３２と、高周波コイル３１及び高周波電源３２の間に設けられたインピーダンスマッチング部（整合回路）３３とを備えている。 The plasma generation unit 3 generates inductively coupled plasma (ICP), a high frequency coil 31 disposed in the film forming chamber 2R, a high frequency power source 32 that applies a high frequency voltage to the high frequency coil 31, and a high frequency coil 31. And an impedance matching unit (matching circuit) 33 provided between the high-frequency power supply 32 and the high-frequency power supply 32.
本実施形態の高周波コイル３１は、成膜室２Ｒ内においてその中心軸が上下方向に沿って配置されており、内部に円筒状の空間を形成するものである。また、本実施形態では、高周波コイル３１の内側に石英ガラスからなる円筒管３４が高周波コイル３１と同軸上に配置されている。この円筒管３４の内部空間には、高周波コイル３１によりプラズマが発生し、円筒管３４の内部空間がプラズマ生成領域ＰＲとなる。 The high-frequency coil 31 of the present embodiment has a central axis arranged in the vertical direction in the film forming chamber 2R, and forms a cylindrical space inside. In the present embodiment, a cylindrical tube 34 made of quartz glass is arranged coaxially with the high frequency coil 31 inside the high frequency coil 31. In the internal space of the cylindrical tube 34, plasma is generated by the high frequency coil 31, and the internal space of the cylindrical tube 34 becomes the plasma generation region PR.
原料ガス導入部４は、真空チャンバ２の外部から原料ガスをプラズマ生成領域ＰＲ内に供給するものである。本実施形態の原料ガス導入部４は、プラズマ生成部３の円筒管３４の上部に接続されて、当該円筒管３４の内部に原料ガスを供給する。
なお、原料ガス導入部４には、外部に設けられた原料ガス源（不図示）から原料ガスが供給される外部配管（不図示）が接続されている。この外部配管には、原料ガスの供給量を調整するための例えばマスフローコントローラ等の流量調整機構（不図示）が設けられている。
The source gas introduction unit 4 supplies source gas into the plasma generation region PR from the outside of the vacuum chamber 2. The source gas introduction unit 4 of the present embodiment is connected to the upper part of the cylindrical tube 34 of the plasma generating unit 3 and supplies the source gas into the cylindrical tube 34.
The source gas introduction unit 4 is connected to an external pipe (not shown) through which source gas is supplied from a source gas source (not shown) provided outside. The external pipe is provided with a flow rate adjusting mechanism (not shown) such as a mass flow controller for adjusting the supply amount of the source gas.
基板保持部５には、プラズマ生成部３により形成されたプラズマから所定距離離間した位置に基板Ｗを保持するものである。また、基板保持部５には、プラズマ生成領域ＰＲにより分解された原料ガス（活性種）を基板Ｗに到達させるためのバイアス電圧が印加されている。このバイアス電圧は、真空チャンバ２の外部に設けられたバイアス電源６により印加される。 The substrate holding unit 5 holds the substrate W at a position separated from the plasma formed by the plasma generation unit 3 by a predetermined distance. In addition, a bias voltage for causing the source gas (active species) decomposed in the plasma generation region PR to reach the substrate W is applied to the substrate holding unit 5. This bias voltage is applied by a bias power source 6 provided outside the vacuum chamber 2.
しかして本実施形態の成膜装置１００は、プラズマ生成領域ＰＲにおいて原料ガスを加熱する原料ガス加熱部７を備えている。 Therefore, the film forming apparatus 100 of this embodiment includes the source gas heating unit 7 that heats the source gas in the plasma generation region PR.
この原料ガス加熱部７は、プラズマ生成領域ＰＲにおいてプラズマ生成部３の高周波コイル３１とは別に設けられており、プラズマ生成領域ＰＲに位置してプラズマ生成領域ＰＲに原料ガスを導入する導入管４１により構成されている。 This source gas heating unit 7 is provided separately from the high frequency coil 31 of the plasma generation unit 3 in the plasma generation region PR, and is located in the plasma generation region PR and introduces a source gas 41 into the plasma generation region PR. It is comprised by.
この導入管４１は、原料ガス導入部４の一部を構成するものであり、高周波コイル３１の中心軸に沿って、高周波コイル３１の上方から挿し込まれることにより、プラズマ生成領域ＰＲに位置するように配置される。具体的に導入管４１は、円筒管３４の上部から円筒管３４の内部において下方に延び設けられている。つまり、導入管は、高周波コイル３１及び円筒管３４の内側に設けられている。 The introduction pipe 41 constitutes a part of the source gas introduction unit 4 and is located in the plasma generation region PR by being inserted from above the high-frequency coil 31 along the central axis of the high-frequency coil 31. Are arranged as follows. Specifically, the introduction tube 41 extends downward from the upper portion of the cylindrical tube 34 inside the cylindrical tube 34. That is, the introduction pipe is provided inside the high-frequency coil 31 and the cylindrical pipe 34.
また、導入管４１は、誘導加熱可能である導電性材料から形成されている。さらに本実施形態では、導入管４１に原料ガスの分解を促進する触媒機能を有する材料のものを用いている。例えば、導入管４１はモリブデン製又はタングステン製のものとすることが考えられる。 The introduction pipe 41 is formed of a conductive material that can be induction-heated. Further, in the present embodiment, the introduction pipe 41 is made of a material having a catalytic function for promoting the decomposition of the raw material gas. For example, the introduction pipe 41 may be made of molybdenum or tungsten.
さらに、導入管４１は、プラズマ生成領域ＰＲに原料ガスを導出する１又は複数の導出口４１ｈを有している。プラズマ生成領域ＰＲに万遍なく原料ガスを供給するためには、複数の導入口４１ｈを有することが望ましく、特に、流路方向に沿って複数有しており、さらに、周方向に沿って例えば等間隔に有していることが望ましい。 Further, the introduction pipe 41 has one or a plurality of outlets 41h for leading the source gas to the plasma generation region PR. In order to supply the source gas uniformly to the plasma generation region PR, it is desirable to have a plurality of inlets 41h, and in particular, a plurality of inlets 41h are provided along the flow path direction. It is desirable to have them at regular intervals.
この構成において、高周波コイル３１に高周波電圧が印加されると、高周波コイル３１が導入管４１の誘導コイルとなり、導入管４１に誘導電流（渦電流）が流れて導入管４１がジュール発熱して誘導加熱される。このように導入管４１が誘導加熱されることにより導入管４１を流れる原料ガスが加熱されることになり、導入管４１が原料ガスを加熱する原料ガス加熱部７となる。 In this configuration, when a high-frequency voltage is applied to the high-frequency coil 31, the high-frequency coil 31 becomes an induction coil of the introduction tube 41, an induction current (eddy current) flows through the introduction tube 41, and the introduction tube 41 generates Joule heat to induce. Heated. Thus, the induction pipe 41 is heated by induction heating, so that the raw material gas flowing through the introduction pipe 41 is heated, and the introduction pipe 41 becomes the raw material gas heating unit 7 for heating the raw material gas.
＜装置の動作内容＞
次にこの成膜装置１００の動作内容について簡単に説明する。
ＤＬＣ膜を成膜する基板Ｗをロードロック室に設置した後に、ターボ分子ポンプ等の真空ポンプを用いて例えば５×１０−５Ｐａに真空引きする。その後、ゲートバルブを開いて真空引きされた成膜室２Ｒ内に基板Ｗを搬送機構により搬送して、基板保持部５に基板Ｗを設置する。ゲートバルブを閉めた後に、成膜室２Ｒをターボ分子ポンプ等の真空ポンプ８で５×１０−５Ｐａ以下に真空引きし、外部配管に設けられた流量調整機構により流量制御されたアルゴンガスを成膜室２Ｒ内に導入しながら、圧力センサと圧力調整バルブを用いて、成膜室２Ｒ内を所定の圧力に制御する。ここで、原料ガスの流量は、成膜室２Ｒの容積に依存した最適流量である。また、成膜室２内の圧力は、プラズマ生成部３によるプラズマが点灯可能な圧力であり、且つ、ＤＬＣ膜特性が優れた条件に設定する。一般には、０．１〜１０Ｐａ程度に設定され、好ましくは、０．５〜３Ｐａ程度である。
<Operation details of the device>
Next, the operation content of the film forming apparatus 100 will be briefly described.
After the substrate W on which the DLC film is to be formed is placed in the load lock chamber, it is evacuated to, for example, 5 × 10 −5 Pa using a vacuum pump such as a turbo molecular pump. Thereafter, the substrate W is transported by the transport mechanism into the vacuum-deposited film formation chamber 2 </ b> R by opening the gate valve, and the substrate W is placed on the substrate holder 5. After closing the gate valve, the film forming chamber 2R is evacuated to 5 × 10 −5 Pa or less by a vacuum pump 8 such as a turbo molecular pump, and argon gas whose flow rate is controlled by a flow rate adjusting mechanism provided in an external pipe is supplied. While being introduced into the film forming chamber 2R, the inside of the film forming chamber 2R is controlled to a predetermined pressure using a pressure sensor and a pressure adjusting valve. Here, the flow rate of the source gas is an optimum flow rate depending on the volume of the film forming chamber 2R. Further, the pressure in the film forming chamber 2 is set to a pressure at which the plasma generated by the plasma generating unit 3 can be turned on and excellent in DLC film characteristics. Generally, it is set to about 0.1 to 10 Pa, and preferably about 0.5 to 3 Pa.
次に、成膜室２Ｒ内に設置した高周波コイル（誘導結合アンテナ）３１にインピーダンスマッチング３３を通じて高周波電源３２から高周波電圧を印加して、成膜室２Ｒ内に誘導結合プラズマを生成する。高周波コイル３１に高周波電圧を印加することにより、当該高周波コイル３１の内部に配置された導入管４１に誘導電流が発生して導入管４１が誘導加熱される。十分に導入管４１が加熱された後に、アルゴンガス中にアセチレンガス等の原料ガスを混合して導入する。これにより、原料ガスはプラズマ生成領域ＰＲに供給されてプラズマにより励起されて分解するとともに、導入管４１を通過する際に加熱されて分解する。この分解されたガス（活性種）は、基板保持部５に印加されるバイアス電圧により引き付けられて基板保持部５上の基板Ｗ表面に堆積してＤＬＣ膜が成膜される。 Next, a high frequency voltage is applied from a high frequency power supply 32 through an impedance matching 33 to a high frequency coil (inductive coupling antenna) 31 installed in the film forming chamber 2R to generate inductively coupled plasma in the film forming chamber 2R. By applying a high frequency voltage to the high frequency coil 31, an induction current is generated in the introduction pipe 41 disposed inside the high frequency coil 31, and the introduction pipe 41 is induction heated. After the introduction pipe 41 is sufficiently heated, a raw material gas such as acetylene gas is mixed and introduced into the argon gas. As a result, the source gas is supplied to the plasma generation region PR and is excited and decomposed by the plasma, and is heated and decomposed when passing through the introduction tube 41. The decomposed gas (active species) is attracted by a bias voltage applied to the substrate holding unit 5 and deposited on the surface of the substrate W on the substrate holding unit 5 to form a DLC film.
所望の膜厚のＤＬＣ膜が成膜される時間だけ高周波コイル３１に高周波電圧を印加した後、高周波コイル３１への給電を停止することにより、ＤＬＣ膜の成膜を停止する。その後、成膜室２Ｒへのガス供給を停止して、真空ポンプ８により成膜室２Ｒを５×１０−５Ｐａ以下に真空引きする。そして、ロードロック室との間のゲートバルブを開けて、ＤＬＣ膜が成膜された基板Ｗを基板保持部５から搬送機構よりロードロック室に搬送し、ゲートバルブを閉めた後に、ロードロック室を大気圧に戻して、ＤＬＣ膜が成膜された基板Ｗを取り出す。 After applying a high-frequency voltage to the high-frequency coil 31 for a time during which a DLC film having a desired thickness is formed, the power supply to the high-frequency coil 31 is stopped to stop the formation of the DLC film. Thereafter, the gas supply to the film forming chamber 2R is stopped, and the film forming chamber 2R is evacuated to 5 × 10 −5 Pa or less by the vacuum pump 8. Then, the gate valve between the load lock chamber and the load lock chamber is opened, the substrate W on which the DLC film is formed is transferred from the substrate holding unit 5 to the load lock chamber from the transfer mechanism, and the gate valve is closed. Is returned to atmospheric pressure, and the substrate W on which the DLC film is formed is taken out.
＜本実施形態の効果＞
このように構成した成膜装置１００によれば、プラズマ生成領域ＰＲに原料ガス加熱部７を設けているので、プラズマ生成領域ＰＲにおいて原料ガスを加熱することができ、プラズマによる原料ガスの分解だけでなく、原料ガス加熱部７による加熱によっても原料ガスの分解することができる。また、原料ガス加熱部７で原料ガスを加熱することによってプラズマによる原料ガスの分解を促進することもできる。これらにより、原料ガスの分解効率を向上させることができる。
<Effect of this embodiment>
According to the film forming apparatus 100 configured as described above, since the source gas heating unit 7 is provided in the plasma generation region PR, the source gas can be heated in the plasma generation region PR, and only the decomposition of the source gas by plasma is performed. In addition, the source gas can be decomposed by heating by the source gas heating unit 7. Moreover, decomposition of the source gas by plasma can be promoted by heating the source gas in the source gas heating unit 7. By these, the decomposition efficiency of source gas can be improved.
また、プラズマ生成領域ＰＲに原料ガス加熱部７を設けているので、プラズマ生成領域ＰＲの外部に原料ガス加熱部７を設ける場合に比べて真空チャンバ２の内容積の増大を抑えることができる。 Moreover, since the source gas heating unit 7 is provided in the plasma generation region PR, an increase in the internal volume of the vacuum chamber 2 can be suppressed as compared with the case where the source gas heating unit 7 is provided outside the plasma generation region PR.
さらに、プラズマ生成領域ＰＲに原料ガスを導入する導入管４１により原料ガスを加熱しているので、プラズマ生成領域ＰＲに分散する前の原料ガスを加熱することができ、原料ガスを効率良く加熱することができる。また、装置構成を簡単化することもできる。ここで、導入管４１を高周波コイル３１により誘導加熱することにより、原料ガスを加熱する構成を一層簡単化することができる。なお、プラズマ生成領域ＰＲに供給されて分散した原料ガスと導体管４１の外面との接触によっても原料ガスを加熱することもできる。 Furthermore, since the source gas is heated by the introduction pipe 41 that introduces the source gas into the plasma generation region PR, the source gas before being dispersed in the plasma generation region PR can be heated, and the source gas is efficiently heated. be able to. In addition, the apparatus configuration can be simplified. Here, the induction tube 41 is induction-heated by the high-frequency coil 31, whereby the configuration for heating the source gas can be further simplified. The source gas can also be heated by contact between the source gas dispersed in the plasma generation region PR and the outer surface of the conductor tube 41.
その上、導入管４１を高周波コイル３１により誘導加熱して原料ガス加熱部を構成しているので、導入管４１を誘導加熱するための誘導コイルを高周波コイル３１で兼用できるとともに、別途加熱のための電源を不要とすることができる。これにより、誘導結合プラズマを生成する高周波コイル３１の構成を生かしつつ、装置構成を簡単にすることができる。 In addition, since the induction tube 41 is induction-heated by the high-frequency coil 31 to constitute the raw material gas heating section, the induction coil for induction-heating the introduction tube 41 can be shared by the high-frequency coil 31 and separately heated. The power supply can be made unnecessary. Thereby, the apparatus configuration can be simplified while taking advantage of the configuration of the high-frequency coil 31 that generates inductively coupled plasma.
＜その他の実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
例えば、プラズマ生成部３は誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）方式であったが、２つの電極間に高周波電圧を印加することにより２つの電極間にプラズマを生成する容量結合プラズマ（ＣＣＰ）方式であっても良いし、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）方式であっても良い。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the above embodiment.
For example, the plasma generation unit 3 is an inductively coupled plasma (ICP) system, but is a capacitively coupled plasma (CCP) system that generates plasma between two electrodes by applying a high frequency voltage between the two electrodes. Alternatively, an electron cyclotron resonance (ECR) method may be used.
前記実施形態のプラズマ生成部３は、高周波コイル３１の内側に円筒管３４を有するものであったが、円筒管３４を有さない構成でも良い。この場合であっても導入管４１は、プラズマ生成領域ＰＲ、具体的には高周波コイル３１の内側に位置させる。 The plasma generation unit 3 of the embodiment has the cylindrical tube 34 inside the high-frequency coil 31, but may be configured without the cylindrical tube 34. Even in this case, the introduction tube 41 is positioned inside the plasma generation region PR, specifically, inside the high-frequency coil 31.
また、原料ガス加熱部７としては、導入管４１を高周波コイル３１以外の手段（例えばヒータ）で加熱することにより構成しても良い。導入管４１を用いる構成の他に、プラズマ生成領域ＰＲ内に、高周波コイル３１により誘導加熱される被加熱体を設置する構成であっても良いし、被加熱体とともに当該被加熱体を加熱するヒータを設置する構成であっても良い。また、原料ガスを直接加熱するヒータを設置する構成であっても良い。 Further, the source gas heating unit 7 may be configured by heating the introduction pipe 41 by means other than the high frequency coil 31 (for example, a heater). In addition to the configuration using the introduction tube 41, a configuration in which a heated body that is induction-heated by the high-frequency coil 31 may be installed in the plasma generation region PR, and the heated body is heated together with the heated body. The structure which installs a heater may be sufficient. Moreover, the structure which installs the heater which heats raw material gas directly may be sufficient.
さらに、前記実施形態の導入管４１は直管状をなすものであったが、図２に示すように螺旋状をなすものであっても良い。このように螺旋状をなすものであれば、プラズマ生成領域ＰＲに導出される前の原料ガスと導体管４１の内面との接触面積を増やすことができ、原料ガスの加熱効率を向上させることができる。また、プラズマ生成領域ＰＲに供給されて分散した原料ガスと導体管４１の外面との接触面積も増やすことができ、これによっても原料ガスの加熱効率を向上させることができる。 Furthermore, although the introduction pipe 41 of the above embodiment has a straight tubular shape, it may have a spiral shape as shown in FIG. As long as it has such a spiral shape, the contact area between the source gas before being led to the plasma generation region PR and the inner surface of the conductor tube 41 can be increased, and the heating efficiency of the source gas can be improved. it can. Further, the contact area between the source gas supplied and dispersed in the plasma generation region PR and the outer surface of the conductor tube 41 can be increased, and the heating efficiency of the source gas can also be improved.
その上、導入管４１により十分に加熱された原料ガスをプラズマ生成領域ＰＲに導出するためには、導入口４１ｈは、導入管４１の下流側に形成することが望ましい。 In addition, in order to lead the source gas sufficiently heated by the introduction pipe 41 to the plasma generation region PR, the introduction port 41 h is desirably formed on the downstream side of the introduction pipe 41.
加えて、図３に示すように、例えば直管状をなす導入管４１の内部に複数の仕切り板４１１を設けても良い。その仕切り板４１１には、原料ガスが通過する１又は複数の貫通孔４１１ａが形成されている。仕切り板４１１を設けることによって、導入管４１での流路長を長くすることができ、原料ガスを十分に加熱できるようになる。また、導入管４１を流れる原料ガスは、仕切り板４１１により分流及び合流を繰り返して満遍なく加熱されて、プラズマ生成領域ＰＲに供給される。この仕切り板４１１は、貫通孔４１１ａを有するものに限られず、導入管４１内の流路を例えば蛇行状に仕切るように設けられても良い。蛇行状に仕切ることによって、導入管４１での流路長を長くすることができ、原料ガスを十分に加熱できるようになる。 In addition, as shown in FIG. 3, for example, a plurality of partition plates 411 may be provided inside an introduction pipe 41 having a straight tubular shape. In the partition plate 411, one or a plurality of through holes 411a through which the source gas passes are formed. By providing the partition plate 411, the flow path length in the introduction pipe 41 can be increased, and the source gas can be sufficiently heated. The source gas flowing through the introduction pipe 41 is heated evenly by repeating the diversion and merging by the partition plate 411 and supplied to the plasma generation region PR. The partition plate 411 is not limited to the one having the through hole 411a, and may be provided so as to partition the flow path in the introduction pipe 41 in a meandering manner, for example. By partitioning in a meandering manner, the flow path length in the introduction pipe 41 can be increased, and the source gas can be sufficiently heated.
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。 In addition, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
１００・・・成膜装置（リモートプラズマ処理装置）
ＰＲ・・・プラズマ生成領域
Ｗ・・・被処理体
２・・・真空チャンバ
３・・・プラズマ生成部
３１・・・高周波コイル
３２・・・高周波電源
４・・・原料ガス導入部
４１・・・導入管
７・・・原料ガス加熱部
100: Film forming apparatus (remote plasma processing apparatus)
PR ... Plasma generation region W ... Process object 2 ... Vacuum chamber 3 ... Plasma generation unit 31 ... High frequency coil 32 ... High frequency power source 4 ... Raw material gas introduction unit 41 ...・ Introducing pipe 7 ... Raw material gas heating section
Claims (7)
前記プラズマ生成領域に設けられ、前記原料ガスを加熱する原料ガス加熱部を備えるリモートプラズマ処理装置。 A remote plasma processing apparatus in which a plasma generation region in which plasma for decomposing a source gas is generated in a vacuum chamber is separated from an object to be processed by the source gas decomposed by the plasma,
The remote plasma processing apparatus provided with the source gas heating part provided in the said plasma production area | region and heating the said source gas.
前記原料ガス加熱部は、前記導入管が加熱されることにより構成される請求項１記載のリモートプラズマ処理装置。 An introduction pipe that is located in the plasma generation region and introduces the source gas into the plasma generation region;
The remote plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the source gas heating unit is configured by heating the introduction pipe.
前記プラズマ生成部は、誘導結合プラズマを生成する高周波コイルを有しており、
前記導入管は、前記高周波コイルの内側に設けられている請求項２又は３記載のリモートプラズマ処理装置。 A plasma generation unit for forming the plasma generation region;
The plasma generator has a high frequency coil for generating inductively coupled plasma,
The remote plasma processing apparatus according to claim 2 or 3, wherein the introduction tube is provided inside the high-frequency coil.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016032451A JP2017150023A (en) | 2016-02-23 | 2016-02-23 | Remote plasma treatment apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016032451A JP2017150023A (en) | 2016-02-23 | 2016-02-23 | Remote plasma treatment apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017150023A true JP2017150023A (en) | 2017-08-31 |
Family
ID=59738779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016032451A Pending JP2017150023A (en) | 2016-02-23 | 2016-02-23 | Remote plasma treatment apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2017150023A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230014637A (en) | 2021-07-21 | 2023-01-30 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Plasma source and plasma processing apparatus |
| KR20230039536A (en) | 2021-09-13 | 2023-03-21 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Plasma source and plasma processing appartus |
| WO2024014295A1 (en) * | 2022-07-13 | 2024-01-18 | 東京エレクトロン株式会社 | Radical supply device, radical processing device, radical generation method and substrate processing method |
-
2016
- 2016-02-23 JP JP2016032451A patent/JP2017150023A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230014637A (en) | 2021-07-21 | 2023-01-30 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Plasma source and plasma processing apparatus |
| KR20230039536A (en) | 2021-09-13 | 2023-03-21 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Plasma source and plasma processing appartus |
| WO2024014295A1 (en) * | 2022-07-13 | 2024-01-18 | 東京エレクトロン株式会社 | Radical supply device, radical processing device, radical generation method and substrate processing method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4025636B2 (en) | Inductively coupled plasma device | |
| US10062564B2 (en) | Method of selective gas phase film deposition on a substrate by modifying the surface using hydrogen plasma | |
| KR100186893B1 (en) | Semiconductor manufacture device and manufacture of semiconductor device | |
| US20130209704A1 (en) | Power lance and plasma-enhanced coating with high frequency coupling | |
| JP2015225856A (en) | Gas distribution apparatus and substrate processing apparatus including the same | |
| KR102648956B1 (en) | Method for cleaning components of plasma processing apparatus | |
| US9679750B2 (en) | Deposition apparatus | |
| US11078568B2 (en) | Pumping apparatus and method for substrate processing chambers | |
| JP2017150023A (en) | Remote plasma treatment apparatus | |
| KR101653917B1 (en) | Film deposition apparatus and film deposition method | |
| KR101802559B1 (en) | Substrate processing apparatus | |
| TWI697049B (en) | Batch type plasma substrate processing apparatus | |
| US9822451B2 (en) | Device and method for manufacturing nanostructures consisting of carbon | |
| JP4575998B2 (en) | Thin film forming apparatus and thin film forming method | |
| JP2009206312A (en) | Film deposition method and film deposition device | |
| CN111105973B (en) | Cleaning method and plasma processing apparatus | |
| JP2016153515A (en) | Microwave plasma cvd apparatus | |
| US20150176125A1 (en) | Substrate processing apparatus | |
| JP2008159802A (en) | Plasma doping method and device | |
| JP2012177174A (en) | Thin film deposition apparatus | |
| KR20200069231A (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method | |
| JP2009260243A (en) | Substrate stage of substrate processing apparatus, and the substrate processing apparatus | |
| US20150279623A1 (en) | Combined inductive and capacitive sources for semiconductor process equipment | |
| JP2004296868A (en) | Plasma processing apparatus and processing method | |
| JP2006335379A (en) | Synthetic-resin-made container with coat, method and apparatus for forming coat on synthetic-resin-made container |