JP2020071912A - プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】プラズマをより確実に着火させる。【解決手段】プラズマ処理装置は、処理容器と、ガス供給部と、電力供給部と、周波数制御部とを備える。処理容器は、被処理体を収容する。ガス供給部は、処理容器内に処理ガスを供給する。電力供給部は、処理容器内に所定の周波数帯の電力を供給することにより、処理容器内に処理ガスのプラズマを生成する。周波数制御部は、処理容器内に処理ガスのプラズマが生成される際に、電力供給部によって処理容器内に供給される電力の周波数を第1の周波数から第2の周波数までスイープさせる。【選択図】図1
Description
本開示の種々の側面および実施形態は、プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法に関する。
デバイスの製造工程には、プラズマを用いて処理を行う工程がある。プラズマを用いた処理では、処理容器内に所定周波数の電力が供給されることにより、処理容器内に供給された処理ガスがプラズマ化され、プラズマによって被処理体にエッチング等のプラズマ処理が施される。
ところで、処理容器内にプラズマが存在している状態と、処理容器内にプラズマが存在していない状態とでは、処理容器内の共振条件が異なる。そのため、処理容器内にプラズマが存在している定常状態における共振条件に合わせて、処理容器内に供給される電力の周波数が選択されると、処理容器内にプラズマが生成されない場合がある。
これを回避するために、プラズマの着火時に処理容器内に供給される電力の周波数を、プラズマが励起している定常時よりも相対的に高い周波数にシフトさせる技術が知られている(例えば、下記特許文献1参照)。
本開示は、プラズマをより確実に着火することができるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を提供する。
本開示の一側面は、プラズマ処理装置であって、処理容器と、ガス供給部と、電力供給部と、周波数制御部とを備える。処理容器は、被処理体を収容する。ガス供給部は、処理容器内に処理ガスを供給する。電力供給部は、処理容器内に所定の周波数帯の電力を供給することにより、処理容器内に処理ガスのプラズマを生成する。周波数制御部は、処理容器内に処理ガスのプラズマが生成される際に、電力供給部によって処理容器内に供給される電力の周波数を第1の周波数から第2の周波数までスイープさせる。
本開示の種々の側面および実施形態によれば、プラズマをより確実に着火することができる。
以下に、開示されるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法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およびプラズマ処理方法が限定されるものではない。
ところで、処理容器内の共振条件は、処理容器内の部品の形状・大きさ・位置、処理ガスの種類、処理容器内の圧力等の様々な要因の影響を受ける。また、処理容器内の部品の形状や位置には、寸法誤差や組付け誤差等が含まれる。また、処理容器内で何度かプラズマ処理が行われた場合、処理容器内の部品に付着したデポの量や、部品の消耗量等が変化する。従って、処理容器内の共振条件は、処理容器内の環境によって変化する。
そのため、設計値に基づいて処理容器内にプラズマが存在しない状態における共振条件に対応する電力の周波数が決定されたとしても、実際の処理において、その周波数の電力では処理容器内でプラズマが生成されない場合がある。
そこで、本開示は、プラズマをより確実に着火することができる技術を提供する。
[プラズマ処理装置1の概要]
図1は、本開示の一実施形態におけるプラズマ処理装置1の一例を示す概略断面図である。プラズマ処理装置1は、装置本体10および制御装置11を備える。装置本体10は、処理容器12およびマイクロ波出力装置16を備える。
図1は、本開示の一実施形態におけるプラズマ処理装置1の一例を示す概略断面図である。プラズマ処理装置1は、装置本体10および制御装置11を備える。装置本体10は、処理容器12およびマイクロ波出力装置16を備える。
処理容器12は、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウム等によって略円筒状に形成されており、内部に略円筒形状の処理空間Sを提供している。処理容器12は、保安接地されている。また、処理容器12は、側壁12aおよび底部12bを有する。側壁12aの中心軸線を、軸線Zと定義する。底部12bは、側壁12aの下端側に設けられている。底部12bには、排気用の排気口12hが設けられている。また、側壁12aの上端部は開口している。
側壁12aには、被処理体WPの搬入/搬出を行うための開口12cが形成されている。開口12cは、ゲートバルブGによって開閉される。
側壁12aの上端部には誘電体窓20が設けられており、側壁12aの上端部の開口を上方から塞ぐ。誘電体窓20の下面は、処理空間Sに面している。誘電体窓20と側壁12aの上端部との間にはOリング19が配置されている。
処理容器12内には、ステージ14が設けられている。ステージ14は、軸線Zの方向において誘電体窓20と対面するように設けられている。ステージ14と誘電体窓20の間の空間が処理空間Sである。ステージ14の上には、被処理体WPが載置される。
ステージ14は、基台14aおよび静電チャック14cを有する。基台14aは、アルミニウム等の導電性の材料により略円盤状に形成されている。基台14aは、基台14aの中心軸線が軸線Zに略一致するように処理容器12内に配置されている。
基台14aは、絶縁性の材料により形成され、軸線Z方向に延伸する筒状支持部48によって支持されている。筒状支持部48の外周には、導電性の筒状支持部50が設けられている。筒状支持部50は、筒状支持部48の外周に沿って処理容器12の底部12bから誘電体窓20へ向かって延びている。筒状支持部50と側壁12aとの間には、環状の排気路51が形成されている。
排気路51の上部には、厚さ方向に複数の貫通穴が形成された環状のバッフル板52が設けられている。バッフル板52の下方には上述した排気口12hが設けられている。排気口12hには、排気管54を介して、ターボ分子ポンプ等の真空ポンプや自動圧力制御弁等を有する排気装置56が接続されている。排気装置56により、処理空間Sを所望の真空度まで減圧することができる。
基台14aは、高周波電極として機能する。基台14aには、給電棒62およびマッチングユニット60を介して、RFバイアス用の高周波電源58が電気的に接続されている。高周波電源58は、被処理体WPに引き込まれるイオンのエネルギーを制御するのに適した所定周波数(例えば、13.56MHz)のバイアス電力をマッチングユニット60および給電棒62を介して基台14aに供給する。
マッチングユニット60は、高周波電源58側のインピーダンスと、主に電極、プラズマ、処理容器12といった負荷側のインピーダンスとの間で整合をとるための整合器を収容している。整合器の中には自己バイアス生成用のブロッキングコンデンサが含まれている。
基台14aの上面には、静電チャック14cが設けられている。静電チャック14cは、被処理体WPを静電気力によって吸着保持する。静電チャック14cは、略円盤状の外形を有し、電極14d、絶縁膜14e、および絶縁膜14fを有する。静電チャック14cは、静電チャック14cの中心軸線が軸線Zに略一致するように、基台14aの上面に配置されている。静電チャック14cの電極14dは、導電膜によって構成されており、絶縁膜14eと絶縁膜14fの間に設けられている。電極14dには、被覆線68およびスイッチ66を介して直流電源64が電気的に接続されている。静電チャック14cは、直流電源64から印加される直流電圧により発生する静電気力によって、被処理体WPを上面に吸着保持することができる。また、基台14a上には、エッジリング14bが設けられている。エッジリング14bは、被処理体WPおよび静電チャック14cを囲むように配置されている。エッジリング14bは、フォーカスリングと呼ばれることもある。
基台14aの内部には、流路14gが設けられている。流路14gには、図示しないチラーユニットから配管70を介して冷媒が供給される。流路14gに供給された冷媒は、配管72を介してチラーユニットに戻される。チラーユニットによって温度が制御された冷媒が基台14aの流路14g内を循環することにより、基台14aの温度が制御される。基台14aの温度が制御されることにより、基台14a上の静電チャック14cを介して、静電チャック14c上の被処理体WPの温度が制御される。
また、ステージ14には、Heガス等の伝熱ガスを、静電チャック14cの上面と被処理体WPの裏面との間に供給するための配管74が形成されている。
マイクロ波出力装置16は、処理容器12内に供給される処理ガスを励起させるためのマイクロ波を出力する。マイクロ波出力装置16は、マイクロ波の周波数および電力の調整が可能である。マイクロ波出力装置16は、設定された電力のマイクロ波を、設定周波数範囲で周波数変調させながら発生することができる。本実施形態における周波数変調とは、時間に応じて周波数を変更させることである。周波数変調されたマイクロ波については後述する。マイクロ波出力装置16は、マイクロ波の周波数を、例えば2.4GHz〜2.5GHzの範囲内で調整することができる。マイクロ波出力装置16は、周波数制御部の一例である。
また、装置本体10は、導波管21、チューナ26、モード変換器27、および同軸導波管28を備える。マイクロ波出力装置16の出力部は、導波管21の一端に接続されている。導波管21の他端は、モード変換器27に接続されている。導波管21は、例えば矩形導波管である。導波管21には、チューナ26が設けられている。チューナ26は、可動板26aおよび可動板26bを有する。導波管21の内部空間に対する可動板26aおよび可動板26bの各々の突出量を調整することにより、マイクロ波出力装置16のインピーダンスと負荷のインピーダンスとを整合させることができる。
モード変換器27は、導波管21から出力されるマイクロ波のモードを変換し、モード変換後のマイクロ波を同軸導波管28に供給する。同軸導波管28は、外側導体28aおよび内側導体28bを含む。外側導体28aおよび内側導体28bは、略円筒形状を有している。外側導体28aおよび内側導体28bは、外側導体28aおよび内側導体28bの中心軸線が軸線Zに略一致するようにアンテナ18の上部に配置されている。同軸導波管28は、モード変換器27によってモードが変換されたマイクロ波をアンテナ18に伝送する。
アンテナ18は、処理容器12内にマイクロ波を供給する。アンテナ18は、電力供給部の一例である。アンテナ18は、誘電体窓20の上面に設けられている。アンテナ18は、スロット板30、誘電体板32、および冷却ジャケット34を含む。スロット板30は、導電性を有する金属によって略円板状に形成されている。スロット板30は、スロット板30の中心軸線が軸線Zに一致するように誘電体窓20の上面に設けられている。スロット板30には、複数のスロット穴30aが形成されている。複数のスロット穴30aは、例えば複数のスロット対を構成している。複数のスロット対の各々は、互いに交差する方向に延びる長孔形状の二つのスロット穴30aを含む。複数のスロット対は、スロット板30の中心軸線周りの一以上の同心円に沿って配列されている。また、スロット板30の中央部には、後述する導管36が通過可能な貫通穴30dが形成されている。
誘電体板32は、石英等の誘電体材料によって略円盤状に形成されている。誘電体板32は、誘電体板32の中心軸線が軸線Zに略一致するようにスロット板30上に設けられている。冷却ジャケット34は、誘電体板32上に設けられている。誘電体板32は、冷却ジャケット34とスロット板30との間に設けられている。
冷却ジャケット34の表面は、導電性を有する。冷却ジャケット34の内部には、流路34aが形成されている。流路34aには、図示しないチラーユニットから冷媒が供給されるようになっている。冷却ジャケット34の上部表面には、外側導体28aの下端が電気的に接続されている。また、内側導体28bの下端は、冷却ジャケット34および誘電体板32の中央部分に形成された開口を通って、スロット板30に電気的に接続されている。
同軸導波管28内を伝搬したマイクロ波は、誘電体板32内を伝搬して、スロット板30の複数のスロット穴30aから誘電体窓20に供給される。誘電体窓20に供給されたマイクロ波は、誘電体窓20の下面から処理空間Sに放射される。
同軸導波管28の内側導体28bの内側には、導管36が設けられている。スロット板30の中央部には、導管36が通過可能な貫通穴30dが形成されている。導管36は、内側導体28bの内側を通って延在しており、ガス供給部38に接続されている。
ガス供給部38は、被処理体WPを処理するための処理ガスを導管36に供給する。ガス供給部38は、ガス供給源38a、バルブ38b、および流量制御器38cを含む。ガス供給源38aは、処理ガスの供給源である。バルブ38bは、ガス供給源38aからの処理ガスの供給および供給停止を制御する。流量制御器38cは、例えばマスフローコントローラ等であり、ガス供給源38aからの処理ガスの流量を制御する。
また、装置本体10は、インジェクタ41を備える。インジェクタ41は、導管36からのガスを誘電体窓20に形成された貫通穴20hに供給する。誘電体窓20の貫通穴20hに供給されたガスは、処理空間Sに噴射され、誘電体窓20から処理空間Sに導入されるマイクロ波によって励起される。これにより、処理空間S内で処理ガスがプラズマ化され、プラズマに含まれるイオンおよびラジカル等により、被処理体WPが処理される。
制御装置11は、プロセッサ、メモリ、および入出力インターフェイスを有する。メモリには、プログラムおよびプロセスレシピ等が記憶されている。プロセッサは、メモリからプログラムを読み出して実行することにより、メモリ内に記憶されたプロセスレシピに基づいて、入出力インターフェイスを介して、制御装置11の各部を統括制御する。
マイクロ波出力装置16は、例えばVCO(Voltage Controlled Oscillator)を有し、制御装置11によって設定された電圧に応じた周波数のマイクロ波を発生させる。本実施形態において、マイクロ波出力装置16は、例えば図2に示すように、周波数fLから周波数fHの範囲において、周波数が所定周期Tでのこぎり波状にスイープするマイクロ波を発生させる。
図2は、マイクロ波の周波数の時間変化の一例を示す図である。本実施形態のマイクロ波では、例えば図2に示されるように、周波数が周波数fLから周波数fHへ変化した後、再び周波数fLから周波数fHへ変化している。本実施形態において、周波数fLは例えば2.4GHzであり、周波数fHは例えば2.5GHzである。そのため、マイクロ波出力装置16は、100MHzの周波数範囲を所定周期Tでスイープする速度で変化する周波数のマイクロ波を発生させる。周波数fLは第1の周波数の一例であり、周波数fHは第2の周波数の一例である。
なお、マイクロ波出力装置16は、例えば図3または図4に示すように周波数fLから周波数fHの範囲において周波数が所定周期Tでスイープするマイクロ波を発生させてもよい。図3および図4は、マイクロ波の周波数の時間変化の他の例を示す図である。図3では、周波数が周波数fHから周波数fLへ変化した後、再び周波数fHから周波数fLへ変化している。図4では、周波数が周波数fLから周波数fHのへ変化した後、周波数fHから周波数fLへ変化し、再び周波数fLから周波数fHのへ変化している。
チューナ26は、導波管21に設けられている。チューナ26は、制御装置11からの制御信号に基づいて図示しないドライバ回路およびアクチュエータにより可動板26aおよび可動板26bを動作させる。これにより、チューナ26は、マイクロ波出力装置16側のインピーダンスとアンテナ18側のインピーダンスとを整合するように可動板26aおよび可動板26bの突出位置を調整する。なお、可動板26aおよび可動板26bの突出位置の調整は、スタブ構造で実現されてもよい。
[プラズマの着火]
処理容器12の処理空間S内にプラズマを生成するためには、処理空間S内に処理ガスが供給され、処理空間S内の圧力が所定の圧力に制御される。そして、アンテナ18および誘電体窓20を介して処理空間S内に所定の周波数のマイクロ波が放射されることにより、処理空間S内の処理ガスがプラズマ化される。
処理容器12の処理空間S内にプラズマを生成するためには、処理空間S内に処理ガスが供給され、処理空間S内の圧力が所定の圧力に制御される。そして、アンテナ18および誘電体窓20を介して処理空間S内に所定の周波数のマイクロ波が放射されることにより、処理空間S内の処理ガスがプラズマ化される。
しかし、処理空間S内の共振周波数は、処理容器12内の部品の状態、処理ガスの種類、処理容器12内の圧力、および処理容器12内の各部の温度等の影響を受ける。処理容器12内の部品の状態としては、例えば、部品の寸法誤差、部品の組付け誤差、部品の消耗、部品に付着した反応副生生物(いわゆるデポ)の量等が考えられる。そのため、処理容器12内の状態によっては、共振周波数が設計値からずれる場合がある。
そのため、所定周波数(例えば2.46GHz)のマイクロ波を供給しても、例えば図5に示されるように、プラズマが生成されない場合がある。図5は、周波数が固定された単一周波数のマイクロ波を用いた場合のプラズマの発光強度の一例を示す実験結果である。図5の例では、O原子の発光強度(波長=777nm)が示されている。プラズマの生成に成功すると、O原子に対応する波長の光が観測されるが、図5の例では、O原子に対応する波長の光は観測されなかった。
図5の例では、主に以下の条件で、プラズマの着火が10回試行された。
処理容器12内の圧力:150mTorr
マイクロ波の電力:2400W
処理ガス:SF6/O2=10/290sccm
処理容器12内の圧力:150mTorr
マイクロ波の電力:2400W
処理ガス:SF6/O2=10/290sccm
次に、所定周波数(例えば2.46GHz)を中心とする所定の幅(例えば±5MHz)の周波数帯域内に異なる周波数の複数のマイクロ波を含むマイクロ波(以下、広帯域マイクロ波と記載する)を用いてプラズマの生成が試行された。図6は、広帯域マイクロ波を用いた場合のプラズマの発光強度の一例を示す実験結果である。図6の実験において、使用されたマイクロ波以外の条件は、図5に示された実験と同様である。図6の実験でも、プラズマの着火が10回試行された。
例えば図6に示されるように、広帯域マイクロ波が用いられた場合、プラズマが着火するものの、0.1秒〜0.4秒の範囲で、プラズマの着火タイミングがばらついている。プラズマの着火タイミングがばらつくと、被処理体WPがプラズマに晒される時間がばらつくため、複数の被処理体WPに対するプラズマ処理の再現性が低下する。
次に、図2に示されたように、周波数fLから周波数fHの範囲において、のこぎり波状に所定周期Tで周波数をスイープさせたマイクロ波を用いてプラズマの生成が試行された。図7は、周波数をスイープさせたマイクロ波を用いた場合のプラズマの発光強度の一例を示す実験結果である。
図7の実験において、使用されたマイクロ波以外の条件は、図5に示された実験と同様である。図7の実験で用いられた周波数をスイープさせたマイクロ波において、周波数のスイープ周期Tは、5マイクロ秒である。図7の実験でも、プラズマの着火が10回試行された。
周波数をスイープさせたマイクロ波が用いられた場合、10回全てにおいて、マイクロ波の供給開始後0.1秒が経過した時点でプラズマが着火している。従って、周波数をスイープさせたマイクロ波を用いることにより、プラズマを確実に着火させることができる。
また、図7に示されるように、プラズマの着火タイミングのばらつきもほとんど観測されなかった。従って、周波数をスイープさせたマイクロ波を用いることにより、プラズマに晒される時間をそれぞれの被処理体WPにおいて略同一にすることができ、複数の被処理体WPに対するプラズマ処理の再現性を向上させることができる。
なお、図7の実験において、マイクロ波の供給開始から0.5秒以降には、周波数をスイープさせたマイクロ波に代えて広帯域マイクロ波が処理容器12内に供給されている。これにより、プラズマの着火後において、チューナ26がマイクロ波出力装置16側のインピーダンスとアンテナ18側のインピーダンスとを整合するように可動板の突出位置を調整することができる。チューナ26によるインピーダンス調整が行われると、マイクロ波のエネルギーがプラズマに十分に供給され、プラズマの発光強度(図7の例では、O原子の発光強度)が増加する。
[周波数のスイープ周期]
次に、周波数をスイープさせたマイクロ波において、周波数のスイープ周期Tを変えてプラズマの状態を観察した。図8は、周波数のスイープ周期Tとプラズマの発光強度との関係の一例を示す実験結果である。
次に、周波数をスイープさせたマイクロ波において、周波数のスイープ周期Tを変えてプラズマの状態を観察した。図8は、周波数のスイープ周期Tとプラズマの発光強度との関係の一例を示す実験結果である。
図8を参照すると、周波数をスイープさせたマイクロ波の供給開始後0.1秒が経過した時点で、プラズマが着火しているのは、スイープ周期Tが、5マイクロ秒、0.5ミリ秒、50ミリ秒、および300ミリ秒のマイクロ波である。スイープ周期Tが50ミリ秒より長い場合、マイクロ波の供給開始後0.1秒が経過した時点では、スイープ周期Tが300ミリ秒のマイクロ波を除いて、ほとんどのスイープ周期Tにおいてプラズマが着火していない。
これに対し、スイープ周期Tが50ミリ秒以下であれば、マイクロ波の供給開始後0.1秒が経過した時点で、いずれのスイープ周期Tにおいてもプラズマが着火していた。これは、スイープ周期Tが短いと、周波数がスイープされる中で、周波数が処理空間Sの共振周波数に一致する頻度が多くなるためと考えられる。これにより、マイクロ波の周波数が処理空間Sの共振周波数に一致することで着火したプラズマが失火する前に、再びマイクロ波の周波数が処理空間Sの共振周波数に一致することで、プラズマに再びエネルギーが供給され、プラズマが維持されると考えられる。従って、スイープ周期Tは、50ミリ秒以下であることが好ましい。即ち、マイクロ波出力装置16は、処理容器12内に供給するマイクロ波の周波数を、100MHzあたり50ミリ秒以下の速度でスイープさせることが好ましい。
[プラズマ処理]
図9は、本開示の一実施形態におけるプラズマ処理の一例を示すフローチャートである。図9に例示されたプラズマ処理は、制御装置11により装置本体10の各部が制御されることによって実現される。
図9は、本開示の一実施形態におけるプラズマ処理の一例を示すフローチャートである。図9に例示されたプラズマ処理は、制御装置11により装置本体10の各部が制御されることによって実現される。
まず、ゲートバルブGが開かれ、図示しないロボットアームにより未処理の被処理体WPが開口12cを介して処理容器12内に搬入され、静電チャック14cの上に載置される(S10)。ステップS10は、搬入工程の一例である。そして、ゲートバルブGが閉じられる。そして、制御装置11は、バルブ38bを開き、所定流量の処理ガスが処理容器12内に供給されるように流量制御器38cを制御する。そして、制御装置11は、排気装置56を制御し、処理容器12内の圧力を調整する(S11)。ステップS11は、供給工程の一例である。
次に、制御装置11は、マイクロ波出力装置16を制御して、アンテナ18を介して処理容器12内に第1のマイクロ波を供給する(S12)。第1のマイクロ波は、所定の周波数範囲において周波数をスイープさせるマイクロ波である。本実施形態において、第1のマイクロ波の周波数は、2.4GHz〜2.5GHzの周波数範囲において、50ミリ秒以下の周期でスイープする。これにより、処理容器12内において、処理ガスのプラズマが生成される。ステップS12は、生成工程の一例である。
そして、制御装置11は、第1のマイクロ波の供給が開始されてから所定時間(例えば0.5秒)が経過したか否かを判定する(S13)。所定時間が経過していない場合(S13:No)、再びステップS12に示された処理が実行される。
一方、所定時間が経過した場合(S13:Yes)、制御装置11は、マイクロ波出力装置16を制御して、第1のマイクロ波に代えて、第2のマイクロ波をアンテナ18を介して処理容器12内に供給する(S14)。本実施形態において、第2のマイクロ波は、2.46GHzを中心とする±5MHzの周波数帯域内に複数の異なる周波数のマイクロ波を含む広帯域マイクロ波である。
そして、制御装置11は、高周波電源58を制御して、マッチングユニット60および給電棒62を介して基台14aにバイアス電力を供給する。そして、処理容器12内に生成されたプラズマにより、被処理体WPに対してエッチング等の所定の処理が施される(S15)。なお、基台14aには、ステップS12より前に高周波電源58からバイアス電力が供給されていてもよい。
そして、処理が終了した場合、制御装置11は、マイクロ波出力装置16を制御して、第2のマイクロ波およびバイアス電力の供給を停止する(S16)。そして、制御装置11は、バルブ38bを閉じすことにより、処理容器12内への処理ガスの供給を停止する(S17)。そして、ゲートバルブGが開かれ、図示しないロボットアームにより、処理後の被処理体WPが開口12cを介して処理容器12内から搬出される(S18)。そして、本フローチャートに示されたプラズマ処理が終了する。
以上、第1の実施形態について説明した。本実施形態のプラズマ処理装置1は、処理容器12と、ガス供給部38と、アンテナ18と、マイクロ波出力装置16とを備える。処理容器12は、被処理体WPを収容する。ガス供給部38は、処理容器12内に処理ガスを供給する。アンテナ18は、処理容器12内に所定の周波数帯の電力を供給することにより、処理容器12内に処理ガスのプラズマを生成する。マイクロ波出力装置16は、処理容器12内に処理ガスのプラズマを生成する際に、アンテナ18によって処理容器12内に供給される電力の周波数を第1の周波数から第2の周波数までスイープさせる。これにより、プラズマをより確実に着火することができる。
また、上記した実施形態において、マイクロ波出力装置16は、処理容器12内に供給される電力の周波数を第1の周波数から第2の周波数まで複数回スイープさせる。これにより、プラズマをより確実に着火することができる。
また、上記した実施形態において、マイクロ波出力装置16は、処理容器12内に供給される電力の周波数を、100MHzあたり50ミリ秒以下の速度でスイープさせる。これにより、プラズマをより確実に着火することができる。
また、上記した実施形態において、アンテナ18によって処理容器12内に供給される電力の周波数帯は、マイクロ波帯である。これにより、マイクロ波を用いたプラズマ処理において、プラズマをより確実に着火することができる。
[その他]
なお、本願に開示された技術は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
なお、本願に開示された技術は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
例えば、上記した実施形態では、マイクロ波出力装置16は、処理容器12内に供給される電力の周波数を第1の周波数から第2の周波数まで複数回スイープさせるが、開示の技術はこれに限られない。例えば、マイクロ波出力装置16は、処理容器12内に供給される電力の周波数を第1の周波数から第2の周波数まで、少なくとも1回スイープさせてもよい。処理容器12内に供給される電力の周波数が第1の周波数から第2の周波数まで、少なくとも1回スイープされることにより、マイクロ波の周波数が処理空間Sの共振周波数に少なくとも1回は一致する。これにより、プラズマを着火させることができる。
また、上記した実施形態では、単一周波数のマイクロ波の周波数が、所定の周波数範囲内において所定周期Tでスイープされたが、開示の技術はこれに限られない。他の例として、所定周波数を中心とする所定の幅(例えば±5MHzの周波数帯域内に異なる周波数の複数のマイクロ波を含む広帯域マイクロ波の中心周波数が、所定の周波数範囲内において所定周期Tでスイープされてもよい。
また、上記した実施形態では、プラズマ処理の一例として、プラズマエッチング処理が説明されたが、開示の技術はこれに限られない。プラズマを用いた処理であれば、例えば、成膜処理、改質処理、または洗浄処理等においても、開示の技術を適用することができる。
また、上記した実施形態では、プラズマ源の一例としてマイクロ波プラズマが用いられたが、開示の技術はこれに限られない。プラズマ源としては、例えば、容量結合型プラズマ(CCP)や誘導結合プラズマ(ICP)等であってもよい。
なお、今回開示された実施形態は全ての点で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。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
S 処理空間
WP 被処理体
1 プラズマ処理装置
10 装置本体
11 制御装置
12 処理容器
14 ステージ
14a 基台
14b エッジリング
14c 静電チャック
16 マイクロ波出力装置
18 アンテナ
20 誘電体窓
21 導波管
26 チューナ
27 モード変換器
28 同軸導波管
30 スロット板
32 誘電体板
34 冷却ジャケット
38 ガス供給部
WP 被処理体
1 プラズマ処理装置
10 装置本体
11 制御装置
12 処理容器
14 ステージ
14a 基台
14b エッジリング
14c 静電チャック
16 マイクロ波出力装置
18 アンテナ
20 誘電体窓
21 導波管
26 チューナ
27 モード変換器
28 同軸導波管
30 スロット板
32 誘電体板
34 冷却ジャケット
38 ガス供給部
Claims (5)
- 被処理体を収容する処理容器と、
前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記処理容器内に所定の周波数帯の電力を供給することにより、前記処理容器内に前記処理ガスのプラズマを生成する電力供給部と、
前記処理容器内に前記処理ガスのプラズマが生成される際に、前記電力供給部によって前記処理容器内に供給される前記電力の周波数を第1の周波数から第2の周波数までスイープさせる周波数制御部と
を備えるプラズマ処理装置。 - 前記周波数制御部は、
前記電力の周波数を前記第1の周波数から前記第2の周波数まで複数回スイープさせる請求項1に記載のプラズマ処理装置。 - 前記周波数制御部は、
前記電力の周波数を、100MHzあたり50ミリ秒以下の速度でスイープさせる請求項1または2に記載のプラズマ処理装置。 - 前記所定の周波数帯は、マイクロ波帯である請求項1から3のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
- 処理容器内に被処理体を搬入する搬入工程と、
前記処理容器内に処理ガスを供給する供給工程と、
前記処理容器内に所定の周波数帯の電力を供給することにより、前記処理容器内に前記処理ガスのプラズマを生成する生成工程と
を含み、
前記生成工程では、前記処理容器内に前記処理ガスのプラズマが生成される際に、前記処理容器内に供給される前記電力の周波数が第1の周波数から第2の周波数までスイープされるプラズマ処理方法。
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