JP2020198295A - Plasma processing apparatus - Google Patents

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Abstract

To provide a technique capable of improving the uniformity of the electric field strength along the longitudinal direction of a processing container.SOLUTION: A plasma processing apparatus according to an embodiment of the present disclosure includes a cylindrical processing container, a pair of plasma electrodes 33 arranged to face each other along the longitudinal direction of the processing container, and a high frequency power supply that supplies high frequency power to the pair of plasma electrodes 33, and in the plasma electrode, an inter-electrode distance L41 at a position away from the feeding position where the high-frequency power is supplied is longer than an inter-electrode distance L42 at the feeding position.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本開示は、プラズマ処理装置に関する。 The present disclosure relates to a plasma processing apparatus.

上下方向に間隔を有して略水平に複数の基板を収容した処理容器内で、複数の基板に対して一括でプラズマ処理を施すように構成されたプラズマ処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。 There is known a plasma processing apparatus configured to collectively perform plasma processing on a plurality of substrates in a processing container accommodating a plurality of substrates substantially horizontally with an interval in the vertical direction (for example,). See Patent Document 1).

特開２００７−２５８５８０号公報JP-A-2007-258580

本開示は、処理容器の長手方向に沿った電界強度の均一性を向上できる技術を提供する。 The present disclosure provides a technique capable of improving the uniformity of electric field strength along the longitudinal direction of a processing container.

本開示の一態様によるプラズマ処理装置は、円筒体状の処理容器と、前記処理容器の長手方向に沿って対向配置された一対のプラズマ電極と、前記一対のプラズマ電極に高周波電力を供給する高周波電源と、を備え、前記プラズマ電極において、前記高周波電力が供給される給電位置から離れた位置の電極間距離が、前記給電位置の電極間距離より長い。 The plasma processing apparatus according to one aspect of the present disclosure is a high frequency that supplies high frequency power to a cylindrical processing container, a pair of plasma electrodes arranged to face each other along the longitudinal direction of the processing container, and the pair of plasma electrodes. The plasma electrode is provided with a power supply, and the distance between the electrodes at a position away from the feeding position where the high frequency power is supplied is longer than the distance between the electrodes at the feeding position.

本開示によれば、処理容器の長手方向に沿った電界強度の均一性を向上できる。 According to the present disclosure, the uniformity of the electric field strength along the longitudinal direction of the processing container can be improved.

第１の実施形態のプラズマ処理装置の断面図Sectional drawing of the plasma processing apparatus of 1st Embodiment 図１のプラズマ処理装置のプラズマ生成機構を説明するための断面図Sectional drawing for demonstrating the plasma generation mechanism of the plasma processing apparatus of FIG. 図１のプラズマ処理装置のプラズマ生成機構を説明するための斜視図Perspective view for explaining the plasma generation mechanism of the plasma processing apparatus of FIG. プラズマ生成機構のプラズマ電極の説明図Explanatory drawing of plasma electrode of plasma generation mechanism 第２の実施形態のプラズマ処理装置のプラズマ電極の説明図Explanatory drawing of plasma electrode of plasma processing apparatus of 2nd Embodiment 第３の実施形態のプラズマ処理装置のプラズマ電極の説明図Explanatory drawing of plasma electrode of plasma processing apparatus of 3rd Embodiment プラズマ電極の下端からの距離とイオンシース電圧との関係の説明図Explanatory drawing of the relationship between the distance from the lower end of the plasma electrode and the ion sheath voltage 第４の実施形態のプラズマ処理装置のプラズマ電極の説明図Explanatory drawing of plasma electrode of plasma processing apparatus of 4th Embodiment プラズマ電極の下端からの距離とイオンシース電圧との関係の説明図Explanatory drawing of the relationship between the distance from the lower end of the plasma electrode and the ion sheath voltage 第５の実施形態のプラズマ処理装置のプラズマ電極の説明図Explanatory drawing of plasma electrode of plasma processing apparatus of 5th Embodiment プラズマ電極の下端からの距離とイオンシース電圧との関係の説明図Explanatory drawing of the relationship between the distance from the lower end of the plasma electrode and the ion sheath voltage 第６の実施形態のプラズマ処理装置のプラズマ電極の説明図Explanatory drawing of plasma electrode of the plasma processing apparatus of 6th Embodiment プラズマ電極の長手方向における位置と電界強度との関係のシミュレーション結果を示す図The figure which shows the simulation result of the relationship between the position in the longitudinal direction of a plasma electrode, and the electric field strength.

以下、添付の図面を参照しながら、本開示の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, non-limiting exemplary embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. In all the attached drawings, the same or corresponding members or parts are designated by the same or corresponding reference numerals, and duplicate description is omitted.

〔第１の実施形態〕
第１の実施形態のプラズマ処理装置について説明する。図１は、第１の実施形態のプラズマ処理装置の断面図である。図２は、図１のプラズマ処理装置のプラズマ生成機構を説明するための断面図である。図３は、図１のプラズマ処理装置のプラズマ生成機構を説明するための斜視図である。 [First Embodiment]
The plasma processing apparatus of the first embodiment will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view of the plasma processing apparatus of the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the plasma generation mechanism of the plasma processing apparatus of FIG. FIG. 3 is a perspective view for explaining the plasma generation mechanism of the plasma processing apparatus of FIG.

プラズマ処理装置１００は、上下方向を長手方向とする処理容器１を有する。処理容器１は、下端が開口された有天井の円筒体状を有する。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。 The plasma processing apparatus 100 has a processing container 1 having a longitudinal direction in the vertical direction. The processing container 1 has a cylindrical shape with a ceiling whose lower end is open. The entire processing container 1 is made of, for example, quartz. A ceiling plate 2 made of quartz is provided in the vicinity of the upper end of the processing container 1, and a region below the ceiling plate 2 is sealed. A metal manifold 3 formed in a cylindrical shape is connected to the opening at the lower end of the processing container 1 via a sealing member 4 such as an O-ring.

マニホールド３は、処理容器１の下端を支持しており、マニホールド３の下方から基板として多数枚（例えば２５〜１５０枚）の半導体ウエハ（以下「ウエハＷ」という。）を多段に載置したウエハボート５が処理容器１内に挿入される。このように処理容器１内には、上下方向に沿って間隔を有して多数枚のウエハＷが略水平に収容される。ウエハボート５は、例えば石英により形成されている。ウエハボート５は、３本のロッド６を有し（図２参照）、ロッド６に形成された溝（図示せず）により多数枚のウエハＷが支持される。 The manifold 3 supports the lower end of the processing container 1, and is a wafer on which a large number (for example, 25 to 150) semiconductor wafers (hereinafter referred to as “wafer W”) are placed in multiple stages as substrates from below the manifold 3. The boat 5 is inserted into the processing container 1. In this way, a large number of wafers W are housed in the processing container 1 substantially horizontally with an interval along the vertical direction. The wafer boat 5 is made of, for example, quartz. The wafer boat 5 has three rods 6 (see FIG. 2), and a large number of wafers W are supported by grooves (not shown) formed in the rods 6.

ウエハボート５は、石英により形成された保温筒７を介してテーブル８上に載置されている。テーブル８は、マニホールド３の下端の開口を開閉する金属（ステンレス）製の蓋体９を貫通する回転軸１０上に支持される。 The wafer boat 5 is placed on the table 8 via a heat insulating cylinder 7 made of quartz. The table 8 is supported on a rotating shaft 10 penetrating a metal (stainless steel) lid 9 that opens and closes the opening at the lower end of the manifold 3.

回転軸１０の貫通部には、磁性流体シール１１が設けられており、回転軸１０を気密に封止し、且つ回転可能に支持している。蓋体９の周辺部とマニホールド３の下端との間には、処理容器１内の気密性を保持するためのシール部材１２が設けられている。 A magnetic fluid seal 11 is provided at the penetrating portion of the rotating shaft 10, and the rotating shaft 10 is hermetically sealed and rotatably supported. A seal member 12 for maintaining airtightness in the processing container 1 is provided between the peripheral portion of the lid 9 and the lower end of the manifold 3.

回転軸１０は、例えばボートエレベータ等の昇降機構（図示せず）に支持されたアーム１３の先端に取り付けられており、ウエハボート５と蓋体９とは一体として昇降し、処理容器１内に対して挿脱される。なお、テーブル８を蓋体９側へ固定して設け、ウエハボート５を回転させることなくウエハＷの処理を行うようにしてもよい。 The rotating shaft 10 is attached to the tip of an arm 13 supported by an elevating mechanism (not shown) such as a boat elevator, and the wafer boat 5 and the lid 9 move up and down integrally in the processing container 1. On the other hand, it is inserted and removed. The table 8 may be fixedly provided on the lid 9 side so that the wafer W can be processed without rotating the wafer boat 5.

また、プラズマ処理装置１００は、処理容器１内へ処理ガス、パージガス等の所定のガスを供給するガス供給部２０を有する。 Further, the plasma processing apparatus 100 has a gas supply unit 20 that supplies a predetermined gas such as a processing gas or a purge gas into the processing container 1.

ガス供給部２０は、ガス供給管２１，２２，２３，２４を有する。ガス供給管２１，２２，２３は、例えば石英により形成されており、マニホールド３の側壁を内側へ貫通して上方へ屈曲されて垂直に延びる。ガス供給管２１，２２，２３の垂直部分には、ウエハボート５のウエハ支持範囲に対応する上下方向の長さに亘って、それぞれ複数のガス孔２１ａ，２２ａ，２３ａが所定間隔で形成されている。各ガス孔２１ａ，２２ａ，２３ａは、水平方向にガスを吐出する。ガス供給管２４は、例えば石英により形成されており、マニホールド３の側壁を貫通して設けられた短い石英管からなる。なお、図示の例では、ガス供給管２１は２本、ガス供給管２２，２３，２４はそれぞれ１本設けられている。 The gas supply unit 20 has gas supply pipes 21, 22, 23, 24. The gas supply pipes 21, 22, and 23 are made of, for example, quartz, penetrate the side wall of the manifold 3 inward, bend upward, and extend vertically. A plurality of gas holes 21a, 22a, 23a are formed at predetermined intervals in the vertical portions of the gas supply pipes 21, 22, and 23, respectively, over a length in the vertical direction corresponding to the wafer support range of the wafer boat 5. There is. The gas holes 21a, 22a, and 23a discharge gas in the horizontal direction. The gas supply pipe 24 is made of, for example, quartz, and is composed of a short quartz pipe provided so as to penetrate the side wall of the manifold 3. In the illustrated example, two gas supply pipes 21 and one gas supply pipes 22, 23, and 24 are provided.

ガス供給管２１は、その垂直部分が処理容器１内に設けられている。ガス供給管２１には、ガス配管を介して原料ガス供給源から成膜原料を含むガス（以下「原料ガス」という。）が供給される。ガス配管には、流量制御器及び開閉弁が設けられている。これにより、原料ガス供給源からの原料ガスは、ガス配管及びガス供給管２１を介して処理容器１内に供給される。原料ガスとしては、例えばジクロロシラン（ＤＣＳ；ＳｉＨ２Ｃｌ２）、モノクロロシラン（ＭＣＳ；ＳｉＨ３Ｃｌ）、トリクロロシラン（ＴＣＳ；ＳｉＨＣｌ３）、シリコンテトラクロライド（ＳＴＣ；ＳｉＣｌ４）、ヘキサクロロジシラン（ＨＣＤ；Ｓｉ２Ｃｌ６）等の塩素（Ｃｌ）を含有するシリコン（Ｓｉ）化合物を利用できる。 The vertical portion of the gas supply pipe 21 is provided in the processing container 1. A gas containing a film-forming raw material (hereinafter referred to as “raw material gas”) is supplied to the gas supply pipe 21 from a raw material gas supply source via a gas pipe. The gas pipe is provided with a flow rate controller and an on-off valve. As a result, the raw material gas from the raw material gas supply source is supplied into the processing container 1 via the gas pipe and the gas supply pipe 21. Examples of the raw material gas include dichlorosilane (DCS; SiH 2 Cl 2 ), monochlorosilane (MCS; SiH 3 Cl), trichlorosilane (TCS; SiHCl 3 ), silicon tetrachloride (STC; SiCl 4 ), and hexachlorodisilane (HCD). A silicon (Si) compound containing chlorine (Cl) such as Si 2 Cl 6 ) can be used.

ガス供給管２２は、その垂直部分が後述するプラズマ生成空間に設けられている。ガス供給管２２には、ガス配管を介して水素ガス供給源から水素（Ｈ２）ガスが供給される。ガス配管には、流量制御器及び開閉弁が設けられている。これにより、水素ガス供給源からのＨ２ガスは、ガス配管及びガス供給管２２を介してプラズマ生成空間に供給され、プラズマ生成空間においてプラズマ化されて処理容器１内に供給される。 The vertical portion of the gas supply pipe 22 is provided in the plasma generation space described later. Hydrogen (H 2 ) gas is supplied to the gas supply pipe 22 from the hydrogen gas supply source via the gas pipe. The gas pipe is provided with a flow rate controller and an on-off valve. As a result, the H 2 gas from the hydrogen gas supply source is supplied to the plasma generation space via the gas pipe and the gas supply pipe 22, is converted into plasma in the plasma generation space, and is supplied into the processing container 1.

ガス供給管２３は、その垂直部分が後述するプラズマ生成空間に設けられている。ガス供給管２３には、ガス配管を介して窒化ガス供給源から窒化ガスが供給される。ガス配管には、流量制御器及び開閉弁が設けられている。これにより、窒化ガス供給源からのＨ２ガスは、ガス配管及びガス供給管２３を介してプラズマ生成空間に供給され、プラズマ生成空間においてプラズマ化されて処理容器１内に供給される。窒化ガスとしては、例えばアンモニア（ＮＨ３）、窒素（Ｎ２）、ジアゼン（Ｎ２Ｈ２）、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）、モノメチルヒドラジン（ＣＨ３（ＮＨ）ＮＨ２）などの有機ヒドラジン化合物を利用できる。 The vertical portion of the gas supply pipe 23 is provided in the plasma generation space described later. Nitriding gas is supplied to the gas supply pipe 23 from the nitride gas supply source via the gas pipe. The gas pipe is provided with a flow rate controller and an on-off valve. As a result, the H 2 gas from the nitride gas supply source is supplied to the plasma generation space via the gas pipe and the gas supply pipe 23, is converted into plasma in the plasma generation space, and is supplied into the processing container 1. Examples of the nitride gas include organic hydrazine compounds such as ammonia (NH 3 ), nitrogen (N 2 ), diimide (N 2 H 2 ), hydrazine (N 2 H 4 ), and monomethylhydrazine (CH 3 (NH) NH 2 ). Can be used.

ガス供給管２４には、ガス配管を介してパージガス供給源からパージガスが供給される。ガス配管には、流量制御器及び開閉弁が設けられている。これにより、パージガス供給源からのパージガスは、ガス配管及びガス供給管２４を介して処理容器１内に供給される。パージガスとしては、例えばアルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ２）等の不活性ガスを利用できる。なお、パージガスがパージガス供給源からガス配管及びガス供給管２４を介して処理容器１内に供給される場合を説明したが、これに限定されず、パージガスはガス供給管２１、２２、２３のいずれから供給されてもよい。 Purge gas is supplied to the gas supply pipe 24 from the purge gas supply source via the gas pipe. The gas pipe is provided with a flow rate controller and an on-off valve. As a result, the purge gas from the purge gas supply source is supplied into the processing container 1 via the gas pipe and the gas supply pipe 24. As the purge gas, for example, an inert gas such as argon (Ar) or nitrogen (N 2 ) can be used. The case where the purge gas is supplied from the purge gas supply source to the processing container 1 via the gas pipe and the gas supply pipe 24 has been described, but the present invention is not limited to this, and the purge gas can be any of the gas supply pipes 21, 22, and 23. May be supplied from.

処理容器１の側壁の一部には、プラズマ生成機構３０が形成されている。プラズマ生成機構３０は、窒化ガスをプラズマ化して窒化のための活性種を生成し、さらにＨ２ガスをプラズマ化して水素（Ｈ）ラジカルを生成する。 A plasma generation mechanism 30 is formed on a part of the side wall of the processing container 1. The plasma generation mechanism 30 plasmaizes the nitriding gas to generate an active species for nitriding, and further plasmaizes the H 2 gas to generate hydrogen (H) radicals.

プラズマ生成機構３０は、プラズマ区画壁３２と、一対のプラズマ電極３３と、給電ライン３４と、高周波電源３５と、絶縁保護カバー３６と、を備える。 The plasma generation mechanism 30 includes a plasma partition wall 32, a pair of plasma electrodes 33, a feeding line 34, a high frequency power supply 35, and an insulation protective cover 36.

プラズマ区画壁３２は、処理容器１の外壁に気密に溶接されている。プラズマ区画壁３２は、例えば石英により形成される。プラズマ区画壁３２は断面凹状をなし、処理容器１の側壁に形成された開口３１を覆う。開口３１は、ウエハボート５に支持されている全てのウエハＷを上下方向にカバーできるように、上下方向に細長く形成される。プラズマ区画壁３２により規定されると共に処理容器１内と連通する内側空間、すなわち、プラズマ生成空間には、Ｈ２ガスを吐出するためのガス供給管２２及び窒化ガスを吐出するためのガス供給管２３が配置されている。なお、原料ガスを吐出するためのガス供給管２１は、プラズマ生成空間の外の処理容器１の内側壁に沿ったウエハＷに近い位置に設けられている。図示の例では、開口３１を挟む位置に２本のガス供給管２１が配置されているが、これに限定されず、例えば２本のガス供給管２１の一方のみが配置されていてもよい。 The plasma partition wall 32 is airtightly welded to the outer wall of the processing container 1. The plasma partition wall 32 is formed of, for example, quartz. The plasma partition wall 32 has a concave cross section and covers the opening 31 formed in the side wall of the processing container 1. The opening 31 is formed elongated in the vertical direction so as to cover all the wafers W supported by the wafer boat 5 in the vertical direction. A gas supply pipe 22 for discharging H 2 gas and a gas supply pipe for discharging nitride gas are provided in the inner space defined by the plasma partition wall 32 and communicating with the inside of the processing container 1, that is, the plasma generation space. 23 is arranged. The gas supply pipe 21 for discharging the raw material gas is provided at a position close to the wafer W along the inner side wall of the processing container 1 outside the plasma generation space. In the illustrated example, the two gas supply pipes 21 are arranged at positions sandwiching the opening 31, but the present invention is not limited to this, and for example, only one of the two gas supply pipes 21 may be arranged.

一対のプラズマ電極３３は、それぞれ細長い形状を有し、プラズマ区画壁３２の両側の壁の外面に、上下方向に沿って対向配置されている。各プラズマ電極３３は、例えばプラズマ区画壁３２の側面に設けられた保持部３２ａによって保持されている。各プラズマ電極３３の下端には、給電ライン３４が接続されている。以下、プラズマ電極３３と給電ライン３４とが接続された下端位置を給電位置とも称する。 The pair of plasma electrodes 33 each have an elongated shape, and are arranged to face each other on the outer surfaces of the walls on both sides of the plasma partition wall 32 in the vertical direction. Each plasma electrode 33 is held by, for example, a holding portion 32a provided on the side surface of the plasma partition wall 32. A power feeding line 34 is connected to the lower end of each plasma electrode 33. Hereinafter, the lower end position where the plasma electrode 33 and the feeding line 34 are connected is also referred to as a feeding position.

図４は、プラズマ生成機構３０のプラズマ電極３３の説明図である。一対のプラズマ電極３３は、それぞれ平面視で長辺と短辺とを含む矩形をなす平板形状を有し、プラズマ区画壁３２を挟んで対称に配置されている。各プラズマ電極３３は、上端位置の電極間距離Ｌ４１が給電位置の電極間距離Ｌ４２より長くなるように、上端位置の厚さＴ４１が給電位置の厚さＴ４２より薄くなるように形成されている。図４の例では、各プラズマ電極３３は、給電位置から上端位置に近づくほど、プラズマ区画壁３２との隙間が大きくなるように傾斜する形状に加工されている。ただし、各プラズマ電極３３は、上端位置の電極間距離Ｌ４１が給電位置の電極間距離Ｌ４２より長くなっていればよく、例えば給電位置から上端位置に近づくほどプラズマ区画壁３２との隙間が大きくなるように階段状に加工されていてもよい。 FIG. 4 is an explanatory diagram of the plasma electrode 33 of the plasma generation mechanism 30. The pair of plasma electrodes 33 each have a rectangular flat plate shape including a long side and a short side in a plan view, and are symmetrically arranged with the plasma partition wall 32 interposed therebetween. Each plasma electrode 33 is formed so that the thickness T41 at the upper end position is thinner than the thickness T42 at the feeding position so that the distance L41 between the electrodes at the upper end position is longer than the distance L42 between the electrodes at the feeding position. In the example of FIG. 4, each plasma electrode 33 is processed into a shape that is inclined so that the gap between the plasma electrode 33 and the plasma partition wall 32 increases as the distance from the feeding position approaches the upper end position. However, in each plasma electrode 33, the distance L41 between the electrodes at the upper end position may be longer than the distance L42 between the electrodes at the feeding position. For example, the closer to the upper end position from the feeding position, the larger the gap with the plasma partition wall 32. It may be processed in a stepped shape as described above.

上端位置における一方のプラズマ電極３３とプラズマ区画壁３２との隙間の幅Ｗ１と他方のプラズマ電極３３とプラズマ区画壁３２との隙間の幅Ｗ２の合計は、例えば上端位置の電極間距離Ｌ４１に対して１０〜２０％であってよい。 The sum of the width W1 of the gap between one plasma electrode 33 and the plasma partition wall 32 at the upper end position and the width W2 of the gap between the other plasma electrode 33 and the plasma partition wall 32 is, for example, the distance L41 between the electrodes at the upper end position. It may be 10 to 20%.

給電ライン３４は、各プラズマ電極３３と高周波電源３５とを電気的に接続する。図示の例では、給電ライン３４は、一端が各プラズマ電極３３の短辺の側部である下端に接続されており、他端が高周波電源３５と接続されている。 The power supply line 34 electrically connects each plasma electrode 33 and the high frequency power supply 35. In the illustrated example, one end of the feeding line 34 is connected to the lower end, which is a side portion of the short side of each plasma electrode 33, and the other end is connected to the high frequency power supply 35.

高周波電源３５は、各プラズマ電極３３の下端に給電ライン３４を介して接続され、一対のプラズマ電極３３に例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力を供給する。これにより、プラズマ区画壁３２により規定されたプラズマ生成空間内に、高周波電力が印加される。ガス供給管２２から吐出されたＨ２ガスは、高周波電力が印加されたプラズマ生成空間内においてプラズマ化され、これにより生成された水素ラジカルが開口３１を介して処理容器１の内部へと供給される。また、ガス供給管２３から吐出された窒化ガスは、高周波電力が印加されたプラズマ生成空間内においてプラズマ化され、これにより生成された窒化のための活性種が開口３１を介して処理容器１の内部へと供給される。 The high-frequency power supply 35 is connected to the lower end of each plasma electrode 33 via a power feeding line 34, and supplies high-frequency power of, for example, 13.56 MHz to the pair of plasma electrodes 33. As a result, high-frequency power is applied to the plasma generation space defined by the plasma partition wall 32. The H 2 gas discharged from the gas supply pipe 22 is turned into plasma in the plasma generation space to which high frequency power is applied, and the hydrogen radicals generated by this are supplied to the inside of the processing container 1 through the opening 31. To. Further, the nitriding gas discharged from the gas supply pipe 23 is turned into plasma in the plasma generation space to which high frequency power is applied, and the active species for nitriding generated thereby is generated in the processing container 1 through the opening 31. It is supplied to the inside.

絶縁保護カバー３６は、プラズマ区画壁３２の外側に、該プラズマ区画壁３２を覆うようにして取り付けられている。絶縁保護カバー３６の内側部分には、冷媒通路（図示せず）が設けられており、冷媒通路に冷却された窒素（Ｎ２）ガス等の冷媒を流すことによりプラズマ電極３３が冷却される。また、プラズマ電極３３と絶縁保護カバー３６との間に、プラズマ電極３３を覆うようにシールド（図示せず）が設けられていてもよい。シールドは、例えば金属等の良導体により形成され、接地される。 The insulation protective cover 36 is attached to the outside of the plasma partition wall 32 so as to cover the plasma partition wall 32. A refrigerant passage (not shown) is provided in the inner portion of the insulation protection cover 36, and the plasma electrode 33 is cooled by flowing a cooled refrigerant such as nitrogen (N 2 ) gas through the refrigerant passage. Further, a shield (not shown) may be provided between the plasma electrode 33 and the insulation protective cover 36 so as to cover the plasma electrode 33. The shield is formed of a good conductor such as metal and is grounded.

開口３１に対向する処理容器１の側壁部分には、処理容器１内を真空排気するための排気口４０が設けられている。排気口４０は、ウエハボート５に対応して上下に細長く形成されている。処理容器１の排気口４０に対応する部分には、排気口４０を覆うように断面Ｕ字状に成形された排気口カバー部材４１が取り付けられている。排気口カバー部材４１は、処理容器１の側壁に沿って上方に延びている。排気口カバー部材４１の下部には、排気口４０を介して処理容器１を排気するための排気管４２が接続されている。排気管４２には、処理容器１内の圧力を制御する圧力制御バルブ４３及び真空ポンプ等を含む排気装置４４が接続されており、排気装置４４により排気管４２を介して処理容器１内が排気される。 An exhaust port 40 for evacuating the inside of the processing container 1 is provided on the side wall portion of the processing container 1 facing the opening 31. The exhaust port 40 is vertically elongated so as to correspond to the wafer boat 5. An exhaust port cover member 41 having a U-shaped cross section is attached to a portion of the processing container 1 corresponding to the exhaust port 40 so as to cover the exhaust port 40. The exhaust port cover member 41 extends upward along the side wall of the processing container 1. An exhaust pipe 42 for exhausting the processing container 1 is connected to the lower part of the exhaust port cover member 41 via the exhaust port 40. An exhaust device 44 including a pressure control valve 43 for controlling the pressure in the processing container 1 and a vacuum pump is connected to the exhaust pipe 42, and the inside of the processing container 1 is exhausted by the exhaust device 44 via the exhaust pipe 42. Will be done.

また、処理容器１の外周を囲むようにして処理容器１及びその内部のウエハＷを加熱する円筒体状の加熱機構５０が設けられている。 Further, a cylindrical heating mechanism 50 for heating the processing container 1 and the wafer W inside the processing container 1 is provided so as to surround the outer periphery of the processing container 1.

また、プラズマ処理装置１００は、制御部６０を有する。制御部６０は、例えばプラズマ処理装置１００の各部の動作の制御、例えば開閉弁の開閉による各ガスの供給・停止、流量制御器によるガス流量の制御、排気装置４４による排気制御を行う。また、制御部６０は、例えば高周波電源３５による高周波電力のオン・オフ制御、加熱機構５０によるウエハＷの温度の制御を行う。 Further, the plasma processing device 100 has a control unit 60. The control unit 60 controls the operation of each part of the plasma processing device 100, for example, supply / stop of each gas by opening / closing the on-off valve, controlling the gas flow rate by the flow rate controller, and controlling the exhaust gas by the exhaust device 44. Further, the control unit 60 controls, for example, on / off of high frequency power by the high frequency power supply 35 and control of the temperature of the wafer W by the heating mechanism 50.

制御部６０は、例えばコンピュータ等であってよい。また、プラズマ処理装置１００の各部の動作を行うコンピュータのプログラムは、記憶媒体に記憶されている。記憶媒体は、例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、フラッシュメモリ、ＤＶＤ等であってよい。 The control unit 60 may be, for example, a computer or the like. Further, the computer program that operates each part of the plasma processing apparatus 100 is stored in the storage medium. The storage medium may be, for example, a flexible disk, a compact disk, a hard disk, a flash memory, a DVD, or the like.

次に、プラズマ処理装置１００により実施される成膜方法の一例について説明する。以下では、原料ガスとしてＤＣＳガス、窒化ガスとしてＮＨ３ガス、パージガスとしてＮ２ガスを用いた例について示す。 Next, an example of the film forming method carried out by the plasma processing apparatus 100 will be described. The following shows an example in which DCS gas is used as the raw material gas, NH 3 gas is used as the nitride gas, and N 2 gas is used as the purge gas.

まず、処理容器１内の温度を３００〜６３０℃にし、２５〜１７５枚のウエハＷが搭載されたウエハボート５を処理容器１内に搬入し、排気装置４４により処理容器１内を排気しながら、処理容器１内を１５〜７０Ｐａに調圧する。 First, the temperature inside the processing container 1 is set to 300 to 630 ° C., the wafer boat 5 on which 25 to 175 wafers W are mounted is carried into the processing container 1, and the inside of the processing container 1 is exhausted by the exhaust device 44. , The pressure inside the processing container 1 is adjusted to 15 to 70 Pa.

この状態で、パージ工程（ステップＳ１）、原料ガス供給工程（ステップＳ２）、水素ラジカルパージ工程（ステップＳ３）、パージ工程（ステップＳ４）、窒化ガス供給工程（ステップＳ５）を所定回数繰り返し、所定膜厚のＳｉＮ膜を成膜する。 In this state, the purging step (step S1), the raw material gas supply step (step S2), the hydrogen radical purging step (step S3), the purging step (step S4), and the nitride gas supply step (step S5) are repeated a predetermined number of times. A SiN film having a thickness is formed.

ステップＳ１及びステップＳ４のパージ工程では、排気装置４４により処理容器１内を排気しながら、パージガス供給源から処理容器１内にパージガスとしてＮ２ガスを供給することにより行われる。これにより、処理容器１内の雰囲気をＮ２ガスに置換する。ステップＳ１の好適な条件は、Ｎ２ガス流量：５００〜２０００ｓｃｃｍ、時間：１〜１０秒である。 The purging process of step S1 and step S4, while evacuating the processing chamber 1 by the exhaust device 44, is performed by supplying the N 2 gas as a purge gas into the processing chamber 1 from the purge gas source. As a result, the atmosphere in the processing container 1 is replaced with N 2 gas. Suitable conditions for step S1, N 2 gas flow rate: 500～2000Sccm, Time: 1 to 10 seconds.

ステップＳ２の原料ガス供給工程では、原料ガス供給源から処理容器１内に原料ガスとしてＤＣＳガスを供給して、ウエハＷの表面にＳｉを吸着させる。ステップＳ２の好適な条件は、ＤＣＳガス流量：１０００〜３０００ｓｃｃｍ、時間：１〜１０秒である。 In the raw material gas supply step of step S2, DCS gas is supplied as a raw material gas from the raw material gas supply source into the processing container 1 to adsorb Si on the surface of the wafer W. Suitable conditions for step S2 are DCS gas flow rate: 1000-3000 sccm, time: 1-10 seconds.

ステップＳ３の水素ラジカルパージ工程では、処理容器１内を排気しながら、水素ガス供給源から処理容器１内にＨ２ガスを供給し、プラズマ生成機構３０によりＨ２ガスをプラズマ化して水素ラジカルを生成する。そして、ステップＳ２により吸着されたＳｉに水素ラジカルを作用させる。ステップＳ３の好適な条件は、高周波電力：５０〜３００Ｗ、Ｈ２ガス流量：５００〜５０００ｓｃｃｍ、時間：５〜１００秒である。 The hydrogen radical purging process of the step S3, while evacuating the processing chamber 1 to supply H 2 gas from the hydrogen gas supply source into the processing chamber 1, a hydrogen radical by plasma of H 2 gas by a plasma generating mechanism 30 Generate. Then, a hydrogen radical is allowed to act on the Si adsorbed in step S2. Suitable conditions for step S3, the high-frequency power: 50 to 300 W, H 2 gas flow rate: 500～5000Sccm, time: 5 to 100 seconds.

ステップＳ５の窒化ガス供給工程では、窒化ガス供給源から処理容器１内に窒化ガスとしてＮＨ３ガスを供給し、プラズマ生成機構３０によりＮＨ３ガスをプラズマ化して窒化のための活性種を生成し、ステップＳ２により吸着されたＳｉを窒化する。ステップＳ５の好適な条件は、高周波電力：３０〜３００Ｗ、ＮＨ３ガス流量：２０００〜７０００ｓｃｃｍ、時間：８〜３０秒である。 In the nitriding gas supply step of step S5, NH 3 gas is supplied as nitriding gas into the processing vessel 1 from the nitriding gas supply source, and the NH 3 gas is turned into plasma by the plasma generation mechanism 30 to generate an active species for nitriding. , The Si adsorbed in step S2 is nitrided. Suitable conditions for step S5 are high frequency power: 30-300 W, NH 3 gas flow rate: 2000-7000 sccm, time: 8-30 seconds.

なお、ステップＳ３の水素ラジカルパージ工程とステップＳ４のパージ工程の順序は入れ替えてもよい。 The order of the hydrogen radical purging step in step S3 and the purging step in step S4 may be interchanged.

次に、プラズマ処理装置１００の作用・効果について説明する。従来のプラズマ処理装置では、プラズマ電極３３の下端から高周波電力を印加する場合、給電位置である下端位置から離れた上端位置は開放端になっていた。そのため、プラズマ電極の面内における電界強度の分布は、下端位置から開放端の上端位置へ向けて電界強度が大きくなるような分布（以下「開放端効果」ともいう。）を示していた。プラズマ電極の面内における電界強度の分布が上記のような分布を有する場合、成膜時にプラズマ生成空間から発生するパーティクルは、プラズマ生成空間の上部側で多く、下部側で少なくなる傾向を示した。すなわち、パーティクルの発生量とプラズマ電極の面内における電界強度との間に相関関係が見られた。プラズマ電極の面内における電界が大きくなると、プラズマとプラズマ区画壁３２との間に生成するイオンシースに生じる電位差も大きくなり、この電圧で加速されるイオンによる壁表面へのダメージが増加するためと考えられる。 Next, the action / effect of the plasma processing apparatus 100 will be described. In the conventional plasma processing apparatus, when high frequency power is applied from the lower end of the plasma electrode 33, the upper end position away from the lower end position, which is the feeding position, is the open end. Therefore, the distribution of the electric field strength in the plane of the plasma electrode shows a distribution in which the electric field strength increases from the lower end position to the upper end position of the open end (hereinafter, also referred to as “open end effect”). When the distribution of the electric field strength in the plane of the plasma electrode has the above distribution, the number of particles generated from the plasma generation space during film formation tends to be large on the upper side of the plasma generation space and decrease on the lower side. .. That is, a correlation was found between the amount of particles generated and the in-plane electric field strength of the plasma electrode. When the electric field in the plane of the plasma electrode becomes large, the potential difference generated in the ion sheath generated between the plasma and the plasma partition wall 32 also becomes large, and the damage to the wall surface by the ions accelerated by this voltage increases. Conceivable.

一方、第１の実施形態のプラズマ処理装置１００では、上端位置の電極間距離Ｌ４１が下端位置の電極間距離Ｌ４２より長くなるように、上端位置の厚さＴ４１が給電位置の厚さＴ４２より薄くなるように各プラズマ電極３３が形成されている。これにより、開放端効果が抑制されて、処理容器１の長手方向に沿った電界強度の均一性が向上する。また、上端位置における電界強度が小さくなり、プラズマ生成空間の上部側で発生するパーティクルの量を低減できる。 On the other hand, in the plasma processing apparatus 100 of the first embodiment, the thickness T41 at the upper end position is thinner than the thickness T42 at the feeding position so that the distance L41 between the electrodes at the upper end position is longer than the distance L42 between the electrodes at the lower end position. Each plasma electrode 33 is formed so as to be. As a result, the open end effect is suppressed, and the uniformity of the electric field strength along the longitudinal direction of the processing container 1 is improved. In addition, the electric field strength at the upper end position becomes smaller, and the amount of particles generated on the upper side of the plasma generation space can be reduced.

〔第２の実施形態〕
第２の実施形態のプラズマ処理装置について説明する。第２の実施形態のプラズマ処理装置は、一対のプラズマ電極が給電位置から離れるにつれて互いに離間するように配置されている点で、第１の実施形態のプラズマ処理装置１００と異なる。なお、その他の点については、第１の実施形態のプラズマ処理装置１００と同様であるので、以下では異なる点を中心に説明する。 [Second Embodiment]
The plasma processing apparatus of the second embodiment will be described. The plasma processing apparatus of the second embodiment is different from the plasma processing apparatus 100 of the first embodiment in that the pair of plasma electrodes are arranged so as to be separated from each other as the distance from the feeding position increases. Since the other points are the same as those of the plasma processing apparatus 100 of the first embodiment, the differences will be mainly described below.

図５は、第２の実施形態のプラズマ処理装置のプラズマ電極の説明図である。図５に示されるように、一対のプラズマ電極３３Ａは、それぞれ平面視で長辺と短辺とを含む矩形をなす平板形状を有し、プラズマ区画壁３２を挟んで対称に配置されている。各プラズマ電極３３Ａは、上端位置の電極間距離Ｌ５１が給電位置の電極間距離Ｌ５２より長くなるように、給電位置からの距離が長くなることで電極間の距離も広がるように配置されている。図５の例では、各プラズマ電極３３Ａは、面内の厚みが同一又は略同一であり、給電位置から上端位置に近づくほど、プラズマ区画壁３２との隙間が大きくなるように傾斜して配置されている。 FIG. 5 is an explanatory diagram of a plasma electrode of the plasma processing apparatus of the second embodiment. As shown in FIG. 5, the pair of plasma electrodes 33A each have a rectangular flat plate shape including a long side and a short side in a plan view, and are arranged symmetrically with the plasma partition wall 32 interposed therebetween. The plasma electrodes 33A are arranged so that the distance L51 between the electrodes at the upper end position is longer than the distance L52 between the electrodes at the feeding position, and the distance between the electrodes is increased by increasing the distance from the feeding position. In the example of FIG. 5, each plasma electrode 33A has the same or substantially the same in-plane thickness, and is arranged so as to be inclined so that the gap with the plasma partition wall 32 increases as the distance from the feeding position approaches the upper end position. ing.

第２の実施形態のプラズマ処理装置では、上端位置の電極間距離Ｌ５１が下端位置（給電位置）の電極間距離Ｌ５２より長くなるように、給電位置からの距離が長くなることで電極間の距離も広がるように一対のプラズマ電極３３Ａが配置されている。これにより、開放端効果が抑制されて、処理容器１の長手方向に沿った電界強度の均一性が向上する。また、上端位置における電界強度が小さくなり、プラズマ生成空間の上部側で発生するパーティクルの量を低減できる。 In the plasma processing apparatus of the second embodiment, the distance between the electrodes is increased by increasing the distance from the feeding position so that the distance L51 between the electrodes at the upper end position is longer than the distance L52 between the electrodes at the lower end position (feeding position). A pair of plasma electrodes 33A are arranged so as to spread. As a result, the open end effect is suppressed, and the uniformity of the electric field strength along the longitudinal direction of the processing container 1 is improved. In addition, the electric field strength at the upper end position becomes smaller, and the amount of particles generated on the upper side of the plasma generation space can be reduced.

〔第３の実施形態〕
第３の実施形態のプラズマ処理装置について説明する。第３の実施形態のプラズマ処理装置は、各プラズマ電極がプラズマ区画壁から隙間を空けて配置され、隙間の下部側に誘電体が設けられている点で、第１の実施形態のプラズマ処理装置１００と異なる。なお、その他の点については、第１の実施形態のプラズマ処理装置１００と同様であるので、以下では異なる点を中心に説明する。 [Third Embodiment]
The plasma processing apparatus of the third embodiment will be described. The plasma processing apparatus of the third embodiment is the plasma processing apparatus of the first embodiment in that each plasma electrode is arranged with a gap from the plasma partition wall and a dielectric is provided on the lower side of the gap. Different from 100. Since the other points are the same as those of the plasma processing apparatus 100 of the first embodiment, the differences will be mainly described below.

図６は、第３の実施形態のプラズマ処理装置のプラズマ電極の説明図である。図６（ａ）は処理容器及びプラズマ生成機構を説明するための横断面を示し、図６（ｂ）は図６（ａ）における一点鎖線６Ｂ−６Ｂにおいて切断した断面を示す。 FIG. 6 is an explanatory diagram of a plasma electrode of the plasma processing apparatus of the third embodiment. FIG. 6A shows a cross section for explaining the processing container and the plasma generation mechanism, and FIG. 6B shows a cross section cut along the alternate long and short dash line 6B-6B in FIG. 6A.

図６（ａ）及び図６（ｂ）に示されるように、各プラズマ電極３３Ｂは、プラズマ区画壁３２から隙間を空けて配置されている。隙間の下部側には、誘電体３７が設けられている。一方、隙間の上部側には、誘電体３７が設けられていない。誘電体３７としては、比誘電率が１より大きい材料であればよく、例えば高純度アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）等の高誘電率誘電体を好適に利用できる。 As shown in FIGS. 6A and 6B, each plasma electrode 33B is arranged with a gap from the plasma partition wall 32. A dielectric 37 is provided on the lower side of the gap. On the other hand, the dielectric 37 is not provided on the upper side of the gap. The dielectric 37 may be any material having a relative permittivity greater than 1, for example, high-purity alumina (Al 2 O 3 ), aluminum nitride (Al N), itria (Y 2 O 3 ), and forsterite (Mg 2 SiO). 4), it can be suitably used high-k dielectric such as mullite (3Al 2 O 3 · 2SiO 2 ).

ところで、一対のプラズマ電極の電極間の静電容量をＣ１、Ｃ１に相当する誘電率及びその厚さをそれぞれε１、ｄ１、誘電体の面積をＡ１とする。また、一対のプラズマ電極に印加される高周波電力をＰ、高周波の電源角周波数をω、電極間に流れる電流をＩ１＝ωＣ１Ｖ０ｃｏｓωｔ、電極間電圧をＶ１＝Ｖ０ｓｉｎωｔとすると、以下の（１）式で表される関係が成り立つ。 Incidentally, each of epsilon 1 of the dielectric constant and the thickness thereof corresponds to capacitance between the electrodes of the pair of plasma electrodes C 1, C 1, d 1 , the area of the dielectric to A 1. Further, assuming that the high-frequency power applied to the pair of plasma electrodes is P, the high-frequency power supply angular frequency is ω, the current flowing between the electrodes is I 1 = ωC 1 V 0 cosωt, and the voltage between the electrodes is V 1 = V 0 sinωt. , The relationship expressed by the following equation (1) holds.

Figure 2020198295
Figure 2020198295

いま両側のプラズマ電極３３Ｂとプラズマ区画壁３２との間に隙間があり、その隙間の静電容量をＣｂ、Ｃｂに相当する誘電率およびその厚さをそれぞれεｂ、ｄｂ、誘電体の面積をＡ１とする。同様に、両側のプラズマ区画壁３２（石英ガラス壁）の静電容量をＣｑ、Ｃｑに相当する誘電率およびその厚さをそれぞれεｑ、ｄｑ、プラズマ中に生成するイオンシースを誘電体とみなし、その静電容量をＣｓ、Ｃｓに相当する誘電率およびその厚さをそれぞれεs、ｄｓとする。電極間の総静電容量Ｃ１は直列に接続されたＣｂ、Ｃｑ、Ｃｓで構成されていているとすれば、総静電容量Ｃ１は以下の（２）式で表される。 There is a gap between the current and the opposite sides of the plasma electrode 33B and the plasma partition wall 32, the capacitance of the gap C b, respectively a dielectric constant and its thickness corresponding to C b ε b, d b, the dielectric Let A 1 be the area of. Similarly, the capacitances of the plasma partition walls 32 (quartz glass walls) on both sides are C q , the permittivity corresponding to C q and the thickness thereof are ε q , d q , respectively, and the ion sheath generated in the plasma is dielectric. It is regarded as a body, and its capacitance is C s , and the permittivity corresponding to C s and its thickness are ε s and d s , respectively. Assuming that the total capacitance C 1 between the electrodes is composed of C b , C q , and C s connected in series, the total capacitance C 1 is expressed by the following equation (2). ..

Figure 2020198295
Figure 2020198295

（２）式を（１）式に代入すると、電極に印加される高周波電力Ｐは以下に示される（３）式となる。 Substituting Eq. (2) into Eq. (1), the high-frequency power P applied to the electrodes becomes Eq. (3) shown below.

Figure 2020198295
Figure 2020198295

両側の電極とプラズマボックス壁間の電圧の合計をＶｂ、両側の石英ガラス壁にかかる電圧をＶｑ、イオンシースにかかる電圧をＶｓとすると、Ｖ０＝Ｖｂ＋Ｖｑ＋Ｖｓとなる。 If the total voltage between the electrodes on both sides and the plasma box wall is V b , the voltage applied to the quartz glass walls on both sides is V q , and the voltage applied to the ion sheath is V s , then V 0 = V b + V q + V s. ..

また、ＶｓとＶ０の関係は以下の（４）式で表される。 The relationship between V s and V 0 is expressed by the following equation (4).

Figure 2020198295
Figure 2020198295

（４）式を（３）式に代入すれば、高周波電力Ｐは以下の（５）式のように表される。 By substituting the equation (4) into the equation (3), the high frequency power P is expressed as the following equation (5).

Figure 2020198295
Figure 2020198295

（５）式において、プラズマ電極に印加される高周波電力Ｐが一定ならばＶ０も一定であるから、プラズマ電極３３Ｂとプラズマ区画壁３２間距離ｄｂが大きくなると、Ｖｓは小さくなる。また、プラズマ電極３３Ｂとプラズマ区画壁間３２の誘電率εｂが小さいほど、Ｖｓは小さくなる。 In equation (5), since V 0 If the high frequency power P is constant to be applied to the plasma electrode is also constant and between the plasma electrode 33B and the plasma partition wall 32 a distance d b is increased, V s is reduced. Further, the smaller the dielectric constant ε b between the plasma electrode 33B and the plasma partition wall 32, the smaller V s .

図７は、プラズマ電極３３Ｂの下端からの距離Ｘとイオンシースに発生する電圧（以下「イオンシース電圧」と記す）Ｖｓ（最大値）との関係の説明図である。図７中、横軸はプラズマ電極３３Ｂの下端からの距離Ｘを示し、縦軸はイオンシース電圧Ｖｓを示す。また、図７中、一点鎖線は各プラズマ電極３３Ｂとプラズマ区画壁３２との隙間の下部側に誘電体３７が設けられている場合のイオンシース電圧Ｖｓを示し、破線は該隙間に誘電体３７が設けられていない場合のイオンシース電圧Ｖｓを示す。実線は各プラズマ電極３３Ｂとプラズマ区画壁３２との隙間の下部側に誘電体３７が設けられている場合で、高周波電力をやや低減してイオンシース電圧Ｖｓを平均化した場合を示す。 Figure 7 is a voltage generated in the distance X and the ion sheath from the lower end of the plasma electrode 33B (hereinafter referred to as "ion sheath voltage") is an explanatory view of a relationship between V s (maximum value). In FIG. 7, the horizontal axis represents the distance X from the lower end of the plasma electrode 33B, and the vertical axis represents the ion sheath voltage V s . Further, in FIG. 7, the alternate long and short dash line indicates the ion sheath voltage V s when the dielectric 37 is provided on the lower side of the gap between each plasma electrode 33B and the plasma partition wall 32, and the broken line indicates the dielectric in the gap. The ion sheath voltage V s when 37 is not provided is shown. The solid line in the case where the dielectric 37 on the lower side of the gap between the plasma electrode 33B and the plasma partition wall 32 is provided, and slightly reduce high-frequency power shows the case when averaging the ion sheath voltage V s.

第３の実施形態のプラズマ処理装置では、各プラズマ電極３３Ｂがプラズマ区画壁３２から隙間を空けて配置されており、隙間の下部側には誘電体３７が設けられ、隙間の上部側には誘電体３７が設けられていない。これにより、図７の一点鎖線で示されるように、開放端効果が抑制されて、処理容器１の長手方向に沿ったイオンシース電圧Ｖｓの均一性が向上する。さらに、プラズマ電極３３Ｂに印加する高周波電力をやや小さく調整すれば、図７の実線で示されるように、上端位置におけるイオンシース電圧Ｖｓが小さくなり、プラズマ生成空間の上部側で発生するパーティクルの量を低減できる。 In the plasma processing apparatus of the third embodiment, each plasma electrode 33B is arranged with a gap from the plasma partition wall 32, a dielectric 37 is provided on the lower side of the gap, and a dielectric 37 is provided on the upper side of the gap. The body 37 is not provided. Thus, as indicated by a chain line in FIG. 7, the open end effect is suppressed, the uniformity of the longitudinal direction of the processing vessel 1 ion sheath voltage V s is increased. Furthermore, if somewhat smaller adjusting the high-frequency power applied to the plasma electrode 33B, as shown by the solid line in FIG. 7, the ion sheath voltage V s is reduced at the upper end position, the particles generated in the top side of the plasma generating space The amount can be reduced.

一方、図７の破線で示されるように、各プラズマ電極３３Ｂとプラズマ区画壁３２との隙間に誘電体３７が設けられていない場合、プラズマ電極の面内における電界強度の分布は、下端位置から開放端の上端位置へ向けて電界強度が大きくなるため、プラズマ電極上端側でのイオンシース電圧Ｖｓも大きくなりプラズマ生成空間の上部側で発生するパーティクルの量が増加する。 On the other hand, as shown by the broken line in FIG. 7, when the dielectric 37 is not provided in the gap between each plasma electrode 33B and the plasma partition wall 32, the distribution of the electric field strength in the plane of the plasma electrode is from the lower end position. the electric field intensity increases toward the upper end position of the open end, the amount of particles generated in the top side of the ion sheath voltage V s becomes larger plasma generating space in the plasma electrode upper side is increased.

〔第４の実施形態〕
第４の実施形態のプラズマ処理装置について説明する。第４の実施形態のプラズマ処理装置は、各プラズマ電極がプラズマ区画壁から隙間を空けて配置され、隙間に下部側から上部側へ向けて厚さが薄くなる誘電体が設けられている点で、第１の実施形態のプラズマ処理装置１００と異なる。なお、その他の点については、第１の実施形態のプラズマ処理装置１００と同様であるので、以下では異なる点を中心に説明する。 [Fourth Embodiment]
The plasma processing apparatus of the fourth embodiment will be described. In the plasma processing apparatus of the fourth embodiment, each plasma electrode is arranged with a gap from the plasma partition wall, and the gap is provided with a dielectric material whose thickness decreases from the lower side to the upper side. , Different from the plasma processing apparatus 100 of the first embodiment. Since the other points are the same as those of the plasma processing apparatus 100 of the first embodiment, the differences will be mainly described below.

図８は、第４の実施形態のプラズマ処理装置のプラズマ電極の説明図である。図８（ａ）は処理容器及びプラズマ生成機構を説明するための横断面を示し、図８（ｂ）は図８（ａ）における一点鎖線８Ｂ−８Ｂにおいて切断した断面を示す。 FIG. 8 is an explanatory diagram of a plasma electrode of the plasma processing apparatus of the fourth embodiment. FIG. 8A shows a cross section for explaining the processing container and the plasma generation mechanism, and FIG. 8B shows a cross section cut along the alternate long and short dash line 8B-8B in FIG. 8A.

図８（ａ）及び図８（ｂ）に示されるように、各プラズマ電極３３Ｃは、プラズマ区画壁３２から隙間を空けて配置されている。隙間には、下部側から上部側へ向けて厚さが薄くなる誘電体３７Ｃが設けられている。図８（ａ）及び図８（ｂ）の例では、誘電体３７Ｃは、下部側から上部側へ向けて厚さが薄くなるように傾斜する形状に加工されている。ただし、誘電体３７Ｃは、上部側が下部側より薄くなるように形成されていればよく、例えば下部側から上部側に近づくほど、厚さが薄くなるように階段状に加工されていてもよい。 As shown in FIGS. 8A and 8B, each plasma electrode 33C is arranged with a gap from the plasma partition wall 32. The gap is provided with a dielectric 37C whose thickness decreases from the lower side to the upper side. In the examples of FIGS. 8 (a) and 8 (b), the dielectric 37C is processed into a shape that is inclined so as to become thinner from the lower side to the upper side. However, the dielectric 37C may be formed so that the upper side is thinner than the lower side. For example, the dielectric 37C may be processed in a stepped shape so that the thickness becomes thinner from the lower side to the upper side.

図９は、プラズマ電極３３Ｃの下端からの距離Ｘとイオンシース電圧Ｖｓとの関係の説明図である。図９中、横軸はプラズマ電極３３Ｃの下端からの距離Ｘを示し、縦軸はイオンシース電圧Ｖｓを示す。また、図９中、一点鎖線は各プラズマ電極３３Ｃとプラズマ区画壁３２との隙間に誘電体３７Ｃが設けられている場合のイオンシース電圧Ｖｓを示し、破線は該隙間に誘電体３７Ｃが設けられていない場合のイオンシース電圧Ｖｓを示す。実線は各プラズマ電極３３Ｃとプラズマ区画壁３２との隙間に誘電体３７Ｃが設けられている場合で、高周波電力をやや低減してイオンシース電圧Ｖｓを平均化した場合を示す。 FIG. 9 is an explanatory diagram of the relationship between the distance X from the lower end of the plasma electrode 33C and the ion sheath voltage V s . In FIG. 9, the horizontal axis represents the distance X from the lower end of the plasma electrode 33C, and the vertical axis represents the ion sheath voltage V s . Further, in FIG. 9, the alternate long and short dash line indicates the ion sheath voltage V s when the dielectric 37C is provided in the gap between each plasma electrode 33C and the plasma partition wall 32, and the broken line indicates the dielectric 37C provided in the gap. The ion sheath voltage V s when not is shown. The solid line in the case where the dielectric 37C into the gap are provided with each plasma electrode 33C and the plasma partition wall 32, and slightly reduce high-frequency power shows the case when averaging the ion sheath voltage V s.

第４の実施形態のプラズマ処理装置では、各プラズマ電極３３Ｃがプラズマ区画壁３２から隙間を空けて配置されており、隙間に下部側から上部側へ向けて厚さが薄くなる誘電体３７Ｃが設けられている。これにより、図９の一点鎖線で示されるように、開放端効果が抑制されて、処理容器１の長手方向に沿ったイオンシース電圧Ｖｓの均一性が向上する。さらに、プラズマ電極３３Ｃに印加する高周波電力をやや小さく調整すれば、図９の実線で示されるように、上端位置におけるイオンシース電圧Ｖsが小さくなり、プラズマ生成空間の上部側で発生するパーティクルの量を低減できる。 In the plasma processing apparatus of the fourth embodiment, each plasma electrode 33C is arranged with a gap from the plasma partition wall 32, and a dielectric 37C whose thickness decreases from the lower side to the upper side is provided in the gap. Has been done. Thus, as indicated by a chain line in FIG. 9, the open end effect is suppressed, the uniformity of the longitudinal direction of the processing vessel 1 ion sheath voltage V s is increased. Further, if the high frequency power applied to the plasma electrode 33C is adjusted to be slightly smaller, the ion sheath voltage V s at the upper end position becomes smaller as shown by the solid line in FIG. 9, and the particles generated on the upper side of the plasma generation space become smaller. The amount can be reduced.

一方、図９の破線で示されるように、各プラズマ電極３３Ｃとプラズマ区画壁３２との隙間に誘電体３７Ｃが設けられていない場合、プラズマ電極の面内における電界強度の分布は、下端位置から開放端の上端位置へ向けて電界強度が大きくなるため、プラズマ電極上端側でのイオンシース電圧Ｖｓも大きくなりプラズマ生成空間の上部側で発生するパーティクルの量が増加する。 On the other hand, as shown by the broken line in FIG. 9, when the dielectric 37C is not provided in the gap between each plasma electrode 33C and the plasma partition wall 32, the distribution of the electric field strength in the plane of the plasma electrode is from the lower end position. the electric field intensity increases toward the upper end position of the open end, the amount of particles generated in the top side of the ion sheath voltage V s becomes larger plasma generating space in the plasma electrode upper side is increased.

〔第５の実施形態〕
第５の実施形態のプラズマ処理装置について説明する。第５の実施形態のプラズマ処理装置は、各プラズマ電極がプラズマ区画壁から隙間を空けて配置され、隙間に下部側から上部側へ向けて比誘電率が低くなる誘電体が設けられている点で、第１の実施形態のプラズマ処理装置１００と異なる。なお、その他の点については、第１の実施形態のプラズマ処理装置１００と同様であるので、以下では異なる点を中心に説明する。 [Fifth Embodiment]
The plasma processing apparatus of the fifth embodiment will be described. In the plasma processing apparatus of the fifth embodiment, each plasma electrode is arranged with a gap from the plasma partition wall, and a dielectric whose relative permittivity decreases from the lower side to the upper side is provided in the gap. Therefore, it is different from the plasma processing apparatus 100 of the first embodiment. Since the other points are the same as those of the plasma processing apparatus 100 of the first embodiment, the differences will be mainly described below.

図１０は、第５の実施形態のプラズマ処理装置のプラズマ電極の説明図である。図１０（ａ）は処理容器及びプラズマ生成機構を説明するための横断面を示し、図１０（ｂ）は図１０（ａ）における一点鎖線１０Ｂ−１０Ｂにおいて切断した断面を示す。 FIG. 10 is an explanatory diagram of a plasma electrode of the plasma processing apparatus of the fifth embodiment. FIG. 10A shows a cross section for explaining the processing container and the plasma generation mechanism, and FIG. 10B shows a cross section cut along the alternate long and short dash line 10B-10B in FIG. 10A.

図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示されるように、各プラズマ電極３３Ｄは、プラズマ区画壁３２から隙間を空けて配置されている。隙間には、下部側から上部側へ向けて比誘電率が低くなる誘電体３７Ｄが設けられている。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）の例では、誘電体３７Ｄは、下部側から上部側へ向けて比誘電率が連続的に低くなっている。ただし、誘電体３７Ｄは、下部側から上部側へ向けて比誘電率が低くなっていればよく、例えば異なる比誘電率の誘電体が組み合わされて形成されていてもよい。この場合、上部側に比誘電率の低い誘電体が配置され、下部側に比誘電率の高い誘電体が配置される。 As shown in FIGS. 10A and 10B, each plasma electrode 33D is arranged with a gap from the plasma partition wall 32. A dielectric 37D whose relative permittivity decreases from the lower side to the upper side is provided in the gap. In the examples of FIGS. 10 (a) and 10 (b), the dielectric constant of the dielectric 37D is continuously lowered from the lower side to the upper side. However, the dielectric 37D may have a lower relative permittivity from the lower side to the upper side, and may be formed by combining dielectrics having different relative permittivity, for example. In this case, a dielectric having a low relative permittivity is arranged on the upper side, and a dielectric having a high relative permittivity is arranged on the lower side.

図１１は、プラズマ電極３３Ｄの下端からの距離Ｘとイオンシース電圧Ｖｓとの関係の説明図である。図１１中、横軸はプラズマ電極３３Ｄの下端からの距離Ｘを示し、縦軸はイオンシース電圧Ｖｓを示す。また、図１１中、一点鎖線は各プラズマ電極３３Ｄとプラズマ区画壁３２との隙間に誘電体３７Ｄが設けられている場合のイオンシース電圧Ｖｓを示し、破線は該隙間に誘電体３７Ｄが設けられていない場合のイオンシース電圧Ｖｓを示す。実線は各プラズマ電極３３Ｄとプラズマ区画壁３２との隙間に誘電体３７Ｄが設けられている場合で、高周波電力をやや低減してイオンシース電圧Ｖｓを平均化した場合を示す。 FIG. 11 is an explanatory diagram of the relationship between the distance X from the lower end of the plasma electrode 33D and the ion sheath voltage V s . In FIG. 11, the horizontal axis represents the distance X from the lower end of the plasma electrode 33D, and the vertical axis represents the ion sheath voltage V s . Further, in FIG. 11, the alternate long and short dash line indicates the ion sheath voltage V s when the dielectric 37D is provided in the gap between each plasma electrode 33D and the plasma partition wall 32, and the broken line indicates the dielectric 37D provided in the gap. The ion sheath voltage V s when not is shown. The solid line in the case where the dielectric 37D in the gap is provided between each plasma electrode 33D and the plasma partition wall 32, and slightly reduce high-frequency power shows the case when averaging the ion sheath voltage V s.

第５の実施形態のプラズマ処理装置では、各プラズマ電極３３Ｄがプラズマ区画壁３２から隙間を空けて配置されており、隙間に下部側から上部側へ向けて比誘電率が低くなる誘電体３７Ｄが設けられている。これにより、図１１の一点鎖線で示されるように、開放端効果が抑制されて、処理容器１の長手方向に沿ったイオンシース電圧Ｖｓの均一性が向上する。さらに、プラズマ電極３３Ｄに印加する高周波電力をやや小さく調整すれば、図１１の実線で示されるように、上端位置におけるイオンシース電圧Ｖｓが小さくなり、プラズマ生成空間の上部側で発生するパーティクルの量を低減できる。 In the plasma processing apparatus of the fifth embodiment, each plasma electrode 33D is arranged with a gap from the plasma partition wall 32, and a dielectric 37D whose relative permittivity decreases from the lower side to the upper side is provided in the gap. It is provided. Thus, as indicated by a chain line in FIG. 11, the open end effect is suppressed, the uniformity of the longitudinal direction of the processing vessel 1 ion sheath voltage V s is increased. Furthermore, if somewhat smaller adjusting the high-frequency power applied to the plasma electrode 33D, as indicated by the solid line in FIG. 11, the ion sheath voltage V s is reduced at the upper end position, the particles generated in the top side of the plasma generating space The amount can be reduced.

一方、図１１の破線で示されるように、各プラズマ電極３３Ｄとプラズマ区画壁３２との隙間に誘電体３７Ｄが設けられていない場合、プラズマ電極の面内における電界強度の分布は、下端位置から開放端の上端位置へ向けて電界強度が大きくなるため、プラズマ電極上端側でのイオンシース電圧Ｖｓも大きくなりプラズマ生成空間の上部側で発生するパーティクルの量が増加する。 On the other hand, as shown by the broken line in FIG. 11, when the dielectric 37D is not provided in the gap between each plasma electrode 33D and the plasma partition wall 32, the distribution of the electric field strength in the plane of the plasma electrode is from the lower end position. the electric field intensity increases toward the upper end position of the open end, the amount of particles generated in the top side of the ion sheath voltage V s becomes larger plasma generating space in the plasma electrode upper side is increased.

〔第６の実施形態〕
第６の実施形態のプラズマ処理装置について説明する。第６の実施形態のプラズマ処理装置は、給電位置が各プラズマ電極の上下方向における中間位置である点で、第１の実施形態のプラズマ処理装置１００と異なる。なお、その他の点については、第１の実施形態のプラズマ処理装置１００と同様であるので、以下では異なる点を中心に説明する。 [Sixth Embodiment]
The plasma processing apparatus of the sixth embodiment will be described. The plasma processing apparatus of the sixth embodiment is different from the plasma processing apparatus 100 of the first embodiment in that the feeding position is an intermediate position in the vertical direction of each plasma electrode. Since the other points are the same as those of the plasma processing apparatus 100 of the first embodiment, the differences will be mainly described below.

図１２は、第６の実施形態のプラズマ処理装置のプラズマ電極の説明図である。図１２に示されるように、一対のプラズマ電極３３Ｅは、それぞれ平面視で長辺と短辺とを含む矩形をなす平板形状を有し、プラズマ区画壁３２を挟んで対称に配置されている。各プラズマ電極３３Ｅは、上端位置の電極間距離Ｌ６１及び下端位置の電極間距離Ｌ６２が給電位置の電極間距離Ｌ６３より長くなるように、上端位置の厚さＴ６１及び下端位置の厚さＴ６２が給電位置の厚さＴ６３より薄くなるように形成されている。図１２の例では、各プラズマ電極３３Ｅは、給電位置から上端位置及び下端位置に近づくほど、プラズマ区画壁３２との隙間が大きくなるように傾斜する形状に加工されている。ただし、各プラズマ電極３３Ｅは、上端位置の電極間距離Ｌ６１及び下端位置の電極間距離Ｌ６２が給電位置の電極間距離Ｌ６３より長くなっていればよい。例えば、各プラズマ電極３３Ｅは、給電位置から上端位置及び下端位置に近づくほどプラズマ区画壁３２との隙間が大きくなるように階段状に加工されていてもよい。 FIG. 12 is an explanatory diagram of a plasma electrode of the plasma processing apparatus of the sixth embodiment. As shown in FIG. 12, the pair of plasma electrodes 33E each have a rectangular flat plate shape including a long side and a short side in a plan view, and are arranged symmetrically with the plasma partition wall 32 interposed therebetween. In each plasma electrode 33E, the thickness T61 at the upper end and the thickness T62 at the lower end are fed so that the distance L61 between the electrodes at the upper end and the distance L62 between the electrodes at the lower end are longer than the distance L63 between the electrodes at the feeding position. It is formed so as to be thinner than the position thickness T63. In the example of FIG. 12, each plasma electrode 33E is processed so as to be inclined so that the gap between the plasma electrode 33E and the plasma partition wall 32 increases as the distance from the feeding position approaches the upper end position and the lower end position. However, in each plasma electrode 33E, the distance L61 between the electrodes at the upper end position and the distance L62 between the electrodes at the lower end position may be longer than the distance L63 between the electrodes at the feeding position. For example, each plasma electrode 33E may be processed in a stepped shape so that the gap between the plasma electrode 33E and the plasma partition wall 32 increases as the distance from the feeding position approaches the upper end position and the lower end position.

給電ライン３４は、各プラズマ電極３３Ｅと高周波電源３５とを電気的に接続する。図示の例では、給電ライン３４は、一端が各プラズマ電極３３Ｅの上下方向における中間位置に接続されており、他端が高周波電源３５と接続されている。 The power supply line 34 electrically connects each plasma electrode 33E and the high frequency power supply 35. In the illustrated example, one end of the feeding line 34 is connected to an intermediate position in the vertical direction of each plasma electrode 33E, and the other end is connected to the high frequency power supply 35.

第６の実施形態のプラズマ処理装置では、上端位置及び下端位置の電極間距離Ｌ６１，Ｌ６２が給電位置（中間位置）の電極間距離Ｌ６３より長くなるように、各プラズマ電極３３Ｅの上端位置及び下端位置の厚さＴ６１，Ｔ６２が給電位置の厚さＴ６３より薄い。これにより、開放端効果が抑制されて、処理容器１の長手方向に沿った電界強度の均一性が向上する。また、上端位置及び下端位置における電界強度が小さくなり、プラズマ生成空間の上部側及び下部側で発生するパーティクルの量を低減できる。 In the plasma processing apparatus of the sixth embodiment, the upper end position and the lower end of each plasma electrode 33E are set so that the distances L61 and L62 between the electrodes at the upper end position and the lower end position are longer than the distance L63 between the electrodes at the feeding position (intermediate position). The position thicknesses T61 and T62 are thinner than the power supply position thickness T63. As a result, the open end effect is suppressed, and the uniformity of the electric field strength along the longitudinal direction of the processing container 1 is improved. In addition, the electric field strength at the upper end position and the lower end position becomes smaller, and the amount of particles generated on the upper side and the lower side of the plasma generation space can be reduced.

以上に説明したように、実施形態によれば、一対のプラズマ電極の電極間であって、少なくとも処理容器１の長手方向において給電位置から近い位置でのプラズマ電極間の電気長が、給電位置から離れた位置でのプラズマ電極間の電極長よりも短い。これにより、処理容器１の長手方向に沿った電界強度の均一性を向上できる。ここで、プラズマ電極間の電気長とは、プラズマ電極間に挟まれる、各種物質で構成される複数の区間について、個々の区間の長さをその区間を構成する物質の比誘電率で割ったものを、全ての区間で合算した値で定義する。 As described above, according to the embodiment, the electric length between the electrodes of the pair of plasma electrodes, at least in the longitudinal direction of the processing container 1 and close to the feeding position, is the electrical length between the plasma electrodes from the feeding position. It is shorter than the electrode length between the plasma electrodes at distant positions. As a result, the uniformity of the electric field strength along the longitudinal direction of the processing container 1 can be improved. Here, the electrical length between the plasma electrodes is the length of each section divided by the relative permittivity of the substances constituting the section for a plurality of sections composed of various substances sandwiched between the plasma electrodes. The thing is defined by the total value in all the sections.

〔実施例〕
第１の実施形態のプラズマ処理装置１００と同様の構成のプラズマ処理装置を用いて、一対のプラズマ電極３３の電極間距離がプラズマ電極の面内における電界強度の分布に与える影響について、有限要素法による電磁場解析により検証した。シミュレーションでは、上端位置の電極間距離が給電位置の電極間距離より長い場合について、プラズマ電極３３の長手方向（処理容器１の上下方向）における電界強度の分布を計算した。また、比較のために、上端位置の電極間距離と給電位置の電極間距離が等しい場合について、プラズマ電極３３の長手方向（処理容器１の上下方向）における電界強度の分布を計算した。 〔Example〕
Using a plasma processing device having the same configuration as the plasma processing device 100 of the first embodiment, the finite element method is used to determine the effect of the distance between the electrodes of the pair of plasma electrodes 33 on the distribution of the electric field strength in the plane of the plasma electrodes. It was verified by the electromagnetic field analysis by. In the simulation, the distribution of the electric field strength in the longitudinal direction of the plasma electrode 33 (the vertical direction of the processing container 1) was calculated when the distance between the electrodes at the upper end position was longer than the distance between the electrodes at the feeding position. Further, for comparison, the distribution of the electric field strength in the longitudinal direction of the plasma electrode 33 (the vertical direction of the processing container 1) was calculated for the case where the distance between the electrodes at the upper end position and the distance between the electrodes at the feeding position are equal.

図１３は、プラズマ電極の長手方向における位置Ｌと電界強度Ｅｐとの関係のシミュレーション結果を示す図である。図１３中、横軸はプラズマ電極３３の長手方向における位置Ｌを示し、縦軸は電界強度Ｅｐ［Ｖ／ｍ］を示す。また、図１３中、実線は上端位置の電極間距離が給電位置の電極間距離より長い場合の結果を示し、破線は上端位置の電極間距離と給電位置の電極間距離が等しい場合の結果を示す。 Figure 13 is a diagram showing a simulation result of a relationship between the position L and the electric field strength E p in the longitudinal direction of the plasma electrode. In FIG. 13, the horizontal axis represents the position L of the plasma electrode 33 in the longitudinal direction, and the vertical axis represents the electric field strength E p [V / m]. Further, in FIG. 13, the solid line shows the result when the distance between the electrodes at the upper end position is longer than the distance between the electrodes at the feeding position, and the broken line shows the result when the distance between the electrodes at the upper end position and the distance between the electrodes at the feeding position are equal. Shown.

図１３に示されるように、上端位置の電極間距離が給電位置の電極間距離より長い場合、上端位置の電極間距離と給電位置の電極間距離が等しい場合と比較して、プラズマ生成空間の上部側での電界強度が小さくなっていることが分かる。また、製品ウエハ領域における電界強度の均一性が向上していることが分かる。 As shown in FIG. 13, when the distance between the electrodes at the upper end position is longer than the distance between the electrodes at the feeding position, the distance between the electrodes at the upper end position is equal to the distance between the electrodes at the feeding position. It can be seen that the electric field strength on the upper side is small. It can also be seen that the uniformity of the electric field strength in the product wafer region is improved.

以上、第１の実施形態から第６の実施形態について説明したが、上記の第１の実施形態から第６の実施形態の２つ以上を組み合わせてもよい。 Although the first to sixth embodiments have been described above, two or more of the above first to sixth embodiments may be combined.

今回開示された実施形態はすべ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。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及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。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The above-described embodiment may be omitted, replaced, or changed in various forms without departing from the scope and purpose of the appended claims.

上記の実施形態では、一対のプラズマ電極がプラズマ区画壁の両側の壁の外面に配置されている場合を説明したが、これに限定されず、例えば一対のプラズマ電極は処理容器内に配置されていてもよい。 In the above embodiment, the case where the pair of plasma electrodes are arranged on the outer surfaces of the walls on both sides of the plasma partition wall has been described, but the present invention is not limited to this, and for example, the pair of plasma electrodes are arranged in the processing container. You may.

上記の実施形態では、各プラズマ電極が平板形状を有する場合を説明したが、これに限定されず、例えば各プラズマ電極は棒形状を有していてもよい。 In the above embodiment, the case where each plasma electrode has a flat plate shape has been described, but the present invention is not limited to this, and for example, each plasma electrode may have a rod shape.

１ 処理容器
３０ プラズマ生成機構
３２ プラズマ区画壁
３３ プラズマ電極
３５ 高周波電源
１００ プラズマ処理装置
Ｗ ウエハ 1 Processing container 30 Plasma generation mechanism 32 Plasma partition wall 33 Plasma electrode 35 High frequency power supply 100 Plasma processing device W wafer

Claims (13)

円筒体状の処理容器と、
前記処理容器の長手方向に沿って対向配置された一対のプラズマ電極と、
前記一対のプラズマ電極に高周波電力を供給する高周波電源と、
を備え、
前記プラズマ電極において、前記高周波電力が供給される給電位置から離れた位置の電極間距離が、前記給電位置の電極間距離より長い、
プラズマ処理装置。 Cylindrical processing container and
A pair of plasma electrodes arranged to face each other along the longitudinal direction of the processing container,
A high-frequency power supply that supplies high-frequency power to the pair of plasma electrodes,
With
In the plasma electrode, the distance between the electrodes at a position away from the feeding position where the high frequency power is supplied is longer than the distance between the electrodes at the feeding position.
Plasma processing equipment. 前記一対のプラズマ電極は、それぞれ平板形状を有し、前記給電位置から離れた位置の厚さが前記給電位置の厚さより薄い、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。 Each of the pair of plasma electrodes has a flat plate shape, and the thickness of the position away from the feeding position is thinner than the thickness of the feeding position.
The plasma processing apparatus according to claim 1. 前記一対のプラズマ電極は、それぞれ平板形状を有し、前記給電位置から離れるにつれて互いに離間するように配置されている、
請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。 Each of the pair of plasma electrodes has a flat plate shape, and is arranged so as to be separated from each other as the distance from the feeding position increases.
The plasma processing apparatus according to claim 1 or 2. 前記一対のプラズマ電極は、平面視で長辺と短辺とを含む矩形をなしており、
前記給電位置は、前記矩形の短辺の側部である、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。 The pair of plasma electrodes have a rectangular shape including a long side and a short side in a plan view.
The feeding position is a side portion of the short side of the rectangle.
The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 3. 前記処理容器の長手方向に沿って形成された開口を覆うプラズマ区画壁を更に備え、
前記一対のプラズマ電極は、前記プラズマ区画壁の両側の壁の外面に配置されている、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。 Further provided with a plasma partition wall covering an opening formed along the longitudinal direction of the processing vessel.
The pair of plasma electrodes are arranged on the outer surfaces of the walls on both sides of the plasma partition wall.
The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 4. 前記一対のプラズマ電極は、前記プラズマ区画壁を挟んで対称に配置されている、
請求項５に記載のプラズマ処理装置。 The pair of plasma electrodes are symmetrically arranged across the plasma partition wall.
The plasma processing apparatus according to claim 5. 前記一対のプラズマ電極は、前記処理容器内に配置されている、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。 The pair of plasma electrodes are arranged in the processing container.
The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 4. 円筒体状の処理容器と、
前記処理容器の長手方向に沿って対向配置された一対のプラズマ電極と、
前記一対のプラズマ電極に高周波電力を供給する高周波電源と、
を備え、
前記一対のプラズマ電極の電極間であって、少なくとも前記処理容器の長手方向において給電位置から近い位置に比誘電率が１より大きい誘電体が設けられている、
プラズマ処理装置。 Cylindrical processing container and
A pair of plasma electrodes arranged to face each other along the longitudinal direction of the processing container,
A high-frequency power supply that supplies high-frequency power to the pair of plasma electrodes,
With
A dielectric having a relative permittivity greater than 1 is provided between the electrodes of the pair of plasma electrodes, at least at a position close to the feeding position in the longitudinal direction of the processing container.
Plasma processing equipment. 前記誘電体は、前記給電位置から離れた位置の厚さが前記給電位置の厚さより薄い、
請求項８に記載のプラズマ処理装置。 The thickness of the dielectric at a position away from the feeding position is thinner than the thickness of the feeding position.
The plasma processing apparatus according to claim 8. 前記誘電体は、前記給電位置から離れた位置の比誘電率が前記給電位置の比誘電率より低い、
請求項８又は９に記載のプラズマ処理装置。 The dielectric constant of the dielectric at a position away from the feeding position is lower than the relative permittivity of the feeding position.
The plasma processing apparatus according to claim 8 or 9. 前記処理容器の長手方向に沿って形成された開口を覆うプラズマ区画壁を更に備え、
前記一対のプラズマ電極は、前記プラズマ区画壁の両側の壁の外面に配置されており、
前記プラズマ電極と前記プラズマ区画壁との間に前記誘電体が設けられている、
請求項８乃至１０のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。 Further provided with a plasma partition wall covering an opening formed along the longitudinal direction of the processing vessel.
The pair of plasma electrodes are arranged on the outer surfaces of the walls on both sides of the plasma partition wall.
The dielectric is provided between the plasma electrode and the plasma partition wall.
The plasma processing apparatus according to any one of claims 8 to 10. 前記処理容器は、長手方向に沿って間隔を有して複数の基板を収容する、
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。 The processing container accommodates a plurality of substrates at intervals along the longitudinal direction.
The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 11. 円筒体状の処理容器と、
前記処理容器の長手方向に沿って対向配置された一対のプラズマ電極と、
前記一対のプラズマ電極に高周波電力を供給する高周波電源と、
を備え、
前記一対のプラズマ電極の電極間であって、少なくとも前記処理容器の長手方向において給電位置から近い位置でのプラズマ電極間の電気長が、前記給電位置から離れた位置でのプラズマ電極間の電極長よりも短い、
プラズマ処理装置。 Cylindrical processing container and
A pair of plasma electrodes arranged to face each other along the longitudinal direction of the processing container,
A high-frequency power supply that supplies high-frequency power to the pair of plasma electrodes,
With
The electrical length between the electrodes of the pair of plasma electrodes at a position close to the feeding position in at least the longitudinal direction of the processing container is the electrode length between the plasma electrodes at a position away from the feeding position. Shorter than
Plasma processing equipment.
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