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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023183583
(43)【公開日】2023-12-28
(54)【発明の名称】プラズマ処理装置
(51)【国際特許分類】
H05H 1/46 20060101AFI20231221BHJP
H01L 21/31 20060101ALI20231221BHJP
【ＦＩ】
H05H1/46 B
H01L21/31 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022097169
(22)【出願日】2022-06-16
(71)【出願人】
【識別番号】000219967
【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100122507
【弁理士】
【氏名又は名称】柏岡 潤二
(72)【発明者】
【氏名】池田 太郎
(72)【発明者】
【氏名】北原 聡文
【テーマコード（参考）】
2G084
5F045
【Ｆターム（参考）】
2G084AA05
2G084BB02
2G084BB05
2G084CC05
2G084CC06
2G084CC12
2G084CC13
2G084CC14
2G084CC25
2G084CC33
2G084DD42
2G084DD55
2G084FF02
2G084FF15
5F045AA08
5F045AB34
5F045AC01
5F045AC12
5F045AC15
5F045AC16
5F045AC17
5F045DP03
5F045EB06
5F045EF05
5F045EH03
5F045EH18
(57)【要約】
【課題】プラズマ処理装置において電磁波の共振部のサイズを小さくする技術を提供する。
【解決手段】開示されるプラズマ処理装置は、チャンバ及び導波部を備える。導波部は、チャンバ内でプラズマを生成するために電磁波を伝播するように構成されている。導波部は、そこにおいて電磁波を共振させるように構成された共振部を含む。共振部は、マイクロストリップと誘電体部材を含む。誘電体部材の一部は、マイクロストリップの誘電体層を構成する。
【選択図】図１
【解決手段】開示されるプラズマ処理装置は、チャンバ及び導波部を備える。導波部は、チャンバ内でプラズマを生成するために電磁波を伝播するように構成されている。導波部は、そこにおいて電磁波を共振させるように構成された共振部を含む。共振部は、マイクロストリップと誘電体部材を含む。誘電体部材の一部は、マイクロストリップの誘電体層を構成する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
チャンバと、
前記チャンバ内でプラズマを生成するために電磁波を伝播するように構成された導波部であり、そこにおいて該電磁波を共振させるように構成された共振部を含む、該導波部と、
を備え、
前記共振部は、マイクロストリップと誘電体部材を含み、
前記誘電体部材の一部が、前記マイクロストリップの誘電体層を構成する、
プラズマ処理装置。
前記チャンバ内でプラズマを生成するために電磁波を伝播するように構成された導波部であり、そこにおいて該電磁波を共振させるように構成された共振部を含む、該導波部と、
を備え、
前記共振部は、マイクロストリップと誘電体部材を含み、
前記誘電体部材の一部が、前記マイクロストリップの誘電体層を構成する、
プラズマ処理装置。
【請求項2】
前記導波部は、
外側導体及び環状の鍔部を有し該外側導体の中に設けられた内側導体を含む同軸導波管と、
前記同軸導波管の一端において前記内側導体と前記外側導体との間の開口を閉じる蓋導体と、
を更に含み、
前記共振部は、
前記同軸導波管の前記一端と他端との間に設けられた前記誘電体部材と、
前記誘電体部材上に設けられたグランド導体と、
を更に含み、
前記マイクロストリップは、
前記鍔部であるマイクロストリップ導体と、
環形状を有し、前記マイクロストリップ導体上に設けられた前記誘電体層と、
前記グランド導体の一部であり、前記誘電体層上に設けられた環状グランド部と、
を含む、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
外側導体及び環状の鍔部を有し該外側導体の中に設けられた内側導体を含む同軸導波管と、
前記同軸導波管の一端において前記内側導体と前記外側導体との間の開口を閉じる蓋導体と、
を更に含み、
前記共振部は、
前記同軸導波管の前記一端と他端との間に設けられた前記誘電体部材と、
前記誘電体部材上に設けられたグランド導体と、
を更に含み、
前記マイクロストリップは、
前記鍔部であるマイクロストリップ導体と、
環形状を有し、前記マイクロストリップ導体上に設けられた前記誘電体層と、
前記グランド導体の一部であり、前記誘電体層上に設けられた環状グランド部と、
を含む、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項3】
前記誘電体部材は、
前記鍔部の外縁と前記外側導体との間に介在し、前記同軸導波管の一端に向けて延びる第１の筒状部と、
前記内側導体に沿って前記鍔部から前記同軸導波管の一端に向けて延びる第２の筒状部と、
前記第１の筒状部と前記第２の筒状部との間で延びる前記誘電体層と、
を含む、請求項２に記載のプラズマ処理装置。
前記鍔部の外縁と前記外側導体との間に介在し、前記同軸導波管の一端に向けて延びる第１の筒状部と、
前記内側導体に沿って前記鍔部から前記同軸導波管の一端に向けて延びる第２の筒状部と、
前記第１の筒状部と前記第２の筒状部との間で延びる前記誘電体層と、
を含む、請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項4】
前記誘電体部材は、前記誘電体層上、且つ、前記第１の筒状部と前記第２の筒状部との間の空洞である凹部を提供する、請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項5】
前記グランド導体は、前記凹部の中で前記第１の筒状部に沿って延びる筒状グランド部を更に含む、請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項6】
同軸構造を有し、電源と前記同軸導波管との間で接続された電磁波の供給路を更に備え、
前記供給路は、前記鍔部に接続された中心導体を含む、
請求項２～５の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
前記供給路は、前記鍔部に接続された中心導体を含む、
請求項２～５の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項7】
前記同軸導波管は、前記チャンバの上方で鉛直方向に沿って延びており、
前記共振部は、前記鍔部の下面から上方に設けられている、
請求項２～５の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
前記共振部は、前記鍔部の下面から上方に設けられている、
請求項２～５の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項8】
前記同軸導波管の前記内側導体はガス供給管を構成している、請求項７に記載のプラズマ処理装置。
【請求項9】
前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
金属から形成されており、前記チャンバ内の空間に向けて開口した複数のガス孔を提供し、前記基板支持部の上方に設けられたシャワーヘッドと、
誘電体から形成されており、電磁波をそこから前記チャンバ内に導入するように前記シャワーヘッドの外周又は前記チャンバの側壁に沿って設けられた導入部と、
を更に備え、
前記ガス供給管は、前記チャンバの上方で鉛直方向に延在して、前記シャワーヘッドの上部中央に接続されており、前記共振部に接続された導波路を該共振部と前記導入部との間で提供している、請求項８に記載のプラズマ処理装置。
金属から形成されており、前記チャンバ内の空間に向けて開口した複数のガス孔を提供し、前記基板支持部の上方に設けられたシャワーヘッドと、
誘電体から形成されており、電磁波をそこから前記チャンバ内に導入するように前記シャワーヘッドの外周又は前記チャンバの側壁に沿って設けられた導入部と、
を更に備え、
前記ガス供給管は、前記チャンバの上方で鉛直方向に延在して、前記シャワーヘッドの上部中央に接続されており、前記共振部に接続された導波路を該共振部と前記導入部との間で提供している、請求項８に記載のプラズマ処理装置。
【請求項10】
前記ガス供給管に接続された成膜ガスの第１のガス源と、
クリーニングガスの第２のガス源と、
前記第２のガス源と前記ガス供給管との間で接続されたリモートプラズマ源と、
を更に備える、請求項８に記載のプラズマ処理装置。
クリーニングガスの第２のガス源と、
前記第２のガス源と前記ガス供給管との間で接続されたリモートプラズマ源と、
を更に備える、請求項８に記載のプラズマ処理装置。
【請求項11】
前記成膜ガスは、シリコン含有ガスを含む、請求項１０に記載のプラズマ処理装置。
【請求項12】
前記クリーニングガスは、ハロゲン含有ガスを含む、請求項１０に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の例示的実施形態は、プラズマ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
プラズマ処理装置がデバイス製造において用いられている。下記の特許文献１は、ＶＨＦ波を用いるプラズマ処理装置を開示している。ＶＨＦ波は、給電部を介してチャンバに導入される。給電部は、共振部を含む。共振部は、一対の金属反射板を含む。一対の金属反射板は、ＶＨＦ波の波長の１／４の間隔で配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－１０６２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示は、プラズマ処理装置において電磁波の共振部のサイズを小さくする技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、チャンバ及び導波部を備える。導波部は、チャンバ内でプラズマを生成するために電磁波を伝播するように構成されている。導波部は、そこにおいて電磁波を共振させるように構成された共振部を含む。共振部は、マイクロストリップと誘電体部材を含む。誘電体部材の一部は、マイクロストリップの誘電体層を構成する。
【発明の効果】
【0006】
一つの例示的実施形態によれば、プラズマ処理装置において電磁波の共振部のサイズを小さくする技術を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図面を参照して種々の例示的実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【0009】
図１は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す断面図である。図２は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置の導波部の部分拡大断面図である。図１及び図２に示すプラズマ処理装置１は、電磁波によりプラズマを生成するように構成されている。電磁波は、ＶＨＦ波又はＵＨＦ波である。ＶＨＦ波の帯域は３０ＭＨｚ～３００ＭＨｚであり、ＵＨＦ波の帯域は３００ＭＨｚ～３ＧＨｚである。
【0010】
プラズマ処理装置１は、チャンバ１０を備えている。チャンバ１０は、内部空間を画成している。基板Ｗはチャンバ１０の内部空間の中で処理される。チャンバ１０は、その中心軸線として軸線ＡＸを有している。軸線ＡＸは、鉛直方向に延びる軸線である。
【0011】
一実施形態においては、チャンバ１０は、チャンバ本体１２を含んでいてもよい。チャンバ本体１２は、略円筒形状を有しており、その上部において開口されている。チャンバ本体１２は、チャンバ１０の側壁及び底部を提供している。チャンバ本体１２は、アルミニウムのような金属から形成されている。チャンバ本体１２は、接地されている。
【0012】
チャンバ本体１２の側壁は、通路１２ｐを提供している。基板Ｗは、チャンバ１０の内部と外部との間で搬送されるときに、通路１２ｐを通過する。通路１２ｐは、ゲートバルブ１２ｖによって開閉可能である。ゲートバルブ１２ｖは、チャンバ本体１２の側壁に沿って設けられている。
【0013】
チャンバ１０は、上壁１４を更に含んでいてもよい。上壁１４は、アルミニウムのような金属から形成されている。上壁１４は、後述する同軸導波管４２と共にチャンバ本体１２の上部の開口を閉じている。上壁１４は、チャンバ本体１２と共に接地されている。
【0014】
チャンバ１０の底部は、排気口を提供している。排気口は、排気装置１６に接続されている。排気装置１６は、自動圧力制御弁のような圧力制御器及びターボ分子ポンプのような真空ポンプを含んでいる。
【0015】
プラズマ処理装置１は、基板支持部１８を更に備えていてもよい。基板支持部１８は、チャンバ１０内に設けられている。基板支持部１８は、その上に載置される基板Ｗを支持するように構成されている。基板Ｗは、略水平な状態で基板支持部１８上に載置される。基板支持部１８は、支持部材１９によって支持されていてもよい。支持部材１９は、チャンバ１０の底部から上方に延びている。基板支持部１８及び支持部材１９は、窒化アルミニウム等の誘電体から形成され得る。
【0016】
プラズマ処理装置１は、シャワーヘッド２０を更に備えていてもよい。シャワーヘッド２０は、アルミニウムのような金属から形成されている。シャワーヘッド２０は、略円盤形状を有しており、中空構造を有し得る。シャワーヘッド２０は、その中心軸線として軸線ＡＸを共有している。シャワーヘッド２０は、基板支持部１８の上方、且つ、上壁１４の下方に設けられている。シャワーヘッド２０は、チャンバ１０の内部空間を画成する天部を構成している。
【0017】
シャワーヘッド２０は、複数のガス孔２０ｈを提供している。複数のガス孔２０ｈは、チャンバ１０の内部空間に向けて開口している。シャワーヘッド２０は、その中にガス拡散室２０ｃを更に提供している。複数のガス孔２０ｈは、ガス拡散室２０ｃに接続しており、ガス拡散室２０ｃから下方に延びている。
【0018】
プラズマ処理装置１は、ガス供給管として、同軸導波管４２の後述する内側導体４２１を備えていてもよい。内側導体４２１は、円筒形状の管として構成されている。内側導体４２１は、アルミニウムのような金属から形成されている。内側導体４２１は、シャワーヘッド２０の上方において、鉛直方向に延在している。内側導体４２１は、その中心軸線として軸線ＡＸを共有している。内側導体４２１の下端は、シャワーヘッド２０の上部中央に接続している。シャワーヘッド２０の上部中央は、ガスの入口を提供している。入口は、ガス拡散室２０ｃに接続している。内側導体４２１は、ガスをシャワーヘッド２０に供給する。内側導体４２１からのガスは、シャワーヘッド２０の入口及びガス拡散室２０ｃを介して、複数のガス孔２０ｈからチャンバ１０内に導入される。
【0019】
一実施形態において、プラズマ処理装置１は、第１のガス源２４、第２のガス源２６、及びリモートプラズマ源２８を更に備えていてもよい。第１のガス源２４は、内側導体４２１（即ち、ガス供給管）に接続されている。第１のガス源２４は、成膜ガスのガス源であり得る。成膜ガスは、シリコン含有ガスを含んでいてもよい。シリコン含有ガスは、例えばＳｉＨ４を含む。成膜ガスは、他のガスを更に含んでいてもよい。例えば、成膜ガスは、ＮＨ３ガス、Ｎ２ガス、Ａｒのような希ガス等を更に含んでいてもよい。第１のガス源２４からのガス（例えば成膜ガス）は、内側導体４２１（即ち、ガス供給管）を介してシャワーヘッド２０からチャンバ１０内に導入される。
【0020】
第２のガス源２６は、リモートプラズマ源２８を介して、内側導体４２１（即ち、ガス供給管）に接続されている。第２のガス源２６は、クリーニングガスのガス源であり得る。クリーニングガスは、ハロゲン含有ガスを含んでいてもよい。ハロゲン含有ガスは、例えばＮＦ３及び／又はＣｌ２を含む。クリーニングガスは、他のガスを更に含んでいてもよい。クリーニングガスは、Ａｒのような希ガスを更に含んでいてもよい。
【0021】
リモートプラズマ源２８は、チャンバ１０から離れた場所で第２のガス源２６からのガスを励起させてプラズマを生成する。一実施形態では、リモートプラズマ源２８は、クリーニングガスからプラズマを生成する。リモートプラズマ源２８は、如何なるタイプのプラズマ源であってもよい。リモートプラズマ源２８としては、容量結合型のプラズマ源、誘導結合型のプラズマ源、又はマイクロ波によってプラズマを生成する型のプラズマ源が例示される。リモートプラズマ源２８において生成されたプラズマ中のラジカルは、内側導体４２１を介してシャワーヘッド２０からチャンバ１０内に導入される。
【0022】
ラジカルの失活を抑制するために、内側導体４２１（即ち、ガス供給管）は、比較的太い直径を有し得る。内側導体４２１の外径（直径）は、例えば４０ｍｍ以上である。一例において、内側導体４２１の外径（直径）は８０ｍｍである。なお、内側導体４２１は、円筒形状を有しており、内側導体４２１の外径（直径）は、後述する鍔部４２１ｆの他の部分４２１ａでの内側導体４２１の外径である。鍔部４２１ｆは、内側導体４２１の長手方向の一部を構成している。鍔部４２１ｆは、環形状を有しており、軸線ＡＸ中心に延在している。鍔部４２１ｆは、内側導体４２１の他の部分４２１ａから径方向に突き出している。内側導体４２１は、後述する導波部４０の一部を構成し得る。
【0023】
シャワーヘッド２０は、上壁１４から下方に離れている。シャワーヘッド２０と上壁１４との間の空間は、導波路３０の一部を構成している。この導波路３０は、内側導体４２１が、内側導体４２１と上壁１４との間に提供している空間も含む。
【0024】
プラズマ処理装置１は、導入部３２を更に備えていてもよい。導入部３２は、酸化アルミニウムのような誘電体から形成されている。導入部３２は、そこからチャンバ１０内に電磁波を導入するようにシャワーヘッド２０の外周に沿って設けられている。導入部３２は、環形状を有する。導入部３２は、シャワーヘッド２０とチャンバ本体１２との間の間隙を閉じており、導波路３０に繋がっている。なお、導入部３２は、チャンバ１０の側壁に沿って設けられていてもよい。
【0025】
プラズマ処理装置１は、導波部４０を更に備えている。導波部４０は、チャンバ１０内でプラズマを生成するために、電磁波を伝播するように構成されている。導波部４０は、チャンバ１０の上方に設けられ得る。
【0026】
プラズマ処理装置１は、電磁波の供給路３６を更に備えていてもよい。供給路３６は、導波部４０に接続されている。一実施形態において、供給路３６は、同軸構造を有している。即ち、供給路３６は、中心導体３６１及び外側導体３６２を含んでいる。外側導体３６２は、略円筒形状を有している。外側導体３６２は、同軸導波管４２の外側導体４２２に接続されている。中心導体３６１は、棒状をなしており、外側導体３６２の中で、外側導体３６２と同軸状に設けられている。供給路３６は、誘電体部材３６３を更に含んでいてもよい。誘電体部材３６３は、中心導体３６１と外側導体３６２の間の間隙を埋めている。誘電体部材３６３は、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から形成される。
【0027】
中心導体３６１は、内側導体４２１に接続されている。具体的に、中心導体３６１の一端は、鍔部４２１ｆに接続されている。なお、鍔部４２１ｆは、中心導体３６１の一部であってもよい。或いは、鍔部４２１ｆは、内側導体４２１と中心導体３６１から構成されていてもよい。
【0028】
プラズマ処理装置１は、整合器５０及び電源６０を更に備えていてもよい。中心導体３６１の他端は、整合器５０を介して、電源６０に接続されている。電源６０は、電磁波の発生器である。整合器５０は、インピーダンス整合回路を有する。インピーダンス整合回路は、電源６０の負荷のインピーダンスを、電源６０の出力インピーダンスに整合させるように構成される。インピーダンス整合回路は、可変インピーダンスを有する。インピーダンス整合回路は、例えばπ型の回路であり得る。
【0029】
プラズマ処理装置１において、電源６０からの電磁波は、整合器５０、供給路３６（中心導体３６１）、導波部４０、及びシャワーヘッド２０の周りの導波路３０を介して、導入部３２からチャンバ１０内に導入される。この電磁波は、第１のガス源２４からのガス（例えば成膜ガス）をチャンバ１０内で励起させて、プラズマを生成させる。
【0030】
導波部４０は、共振部４４を含む。導波部４０は、同軸導波管４２及び蓋体４３（蓋導体）を更に含んでいてもよい。一実施形態において、同軸導波管４２は、チャンバ１０の上方で鉛直方向に沿って延びており、その中心軸線は、軸線ＡＸである。同軸導波管４２は、上述の内側導体４２１及び外側導体４２２を含んでいる。外側導体４２２は、アルミニウムのような金属から形成されており、略円筒形状を有している。内側導体４２１は、外側導体４２２の中で外側導体４２２と同軸状に設けられている。
【0031】
蓋体４３は、アルミニウムのような金属から形成されており、同軸導波管４２の一端（例えば上端）において内側導体４２１と外側導体４２２との間の開口を閉じている。蓋体４３は、外側導体４２２に電気的に接続している。外側導体４２２の他端（例えば下端）は、上壁１４に接続している。
【0032】
共振部４４は、そこにおいて電磁波を共振させるように構成されている。共振部４４は、マイクロストリップ４５及び誘電体部材４６を含む。共振部４４は、同軸導波管４２の一端（例えば上端）と他端（例えば下端）との間に設けられていてもよい。即ち、マイクロストリップ４５及び誘電体部材４６は、同軸導波管４２の一端（例えば上端）と他端（例えば下端）との間に設けられていてもよい。一実施形態において、共振部４４は、鍔部４２１ｆの下面から上方に設けられている。
【0033】
誘電体部材４６は、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から形成される。誘電体部材４６は、その一部として、誘電体層４６３を含んでいる。誘電体層４６３は、マイクロストリップ４５を構成している。このように、プラズマ処理装置１では、誘電体部材４６の一部がマイクロストリップの誘電体層４６３を構成している。誘電体部材４６の他の部分も共振部４４を構成している。したがって、共振部４４は、異なるインピーダンスを有する複数の部分を含んでいる。プラズマ処理装置１では、共振部４４は、かかるマイクロストリップ４５及び誘電体部材４６により、そのサイズが小さくても、電磁波を共振させることが可能となる。
【0034】
一実施形態において、共振部４４は、誘電体部材４６に加えて、グランド導体４８を更に含んでいてもよい。グランド導体４８は、誘電体部材４６上に設けられていてもよい。グランド導体４８は、蓋体４３に電気的に接続している。
【0035】
共振部４４のマイクロストリップ４５は、マイクロストリップ導体、誘電体層４６３、及び環状グランド部４８１を含んでいてもよい。マイクロストリップ４５のマイクロストリップ導体は、上述の鍔部４２１ｆである。誘電体層４６３は、環形状を有しており、軸線ＡＸ中心に延在している。誘電体層４６３は、マイクロストリップ導体、即ち鍔部４２１ｆ上に設けられている。環状グランド部４８１は、グランド導体４８の一部でいる。環状グランド部４８１は、環形状を有しており、軸線ＡＸ中心に延在している。環状グランド部４８１は、誘電体層４６３上に設けられている。
【0036】
一実施形態において、誘電体部材４６は、第１の筒状部４６１及び第２の筒状部４６２を更に含んでいてもよい。第１の筒状部４６１は、略円筒形状を有している。第１の筒状部４６１は、鍔部４２１ｆの外縁と外側導体４２２との間に介在しており、同軸導波管４２の一端（例えば上端）に向けて延びている。第１の筒状部４６１の中心軸線は、軸線ＡＸであり得る。
【0037】
第２の筒状部４６２は、略円筒形状を有している。第２の筒状部４６２は、第１の筒状部４６１の内側に設けられており、内側導体４２１に沿って鍔部４２１ｆから同軸導波管４２の一端（例えば上端）に向けて延びている。第２の筒状部４６２の中心軸線は、軸線ＡＸであり得る。
【0038】
誘電体層４６３は、第１の筒状部４６１と第２の筒状部４６２との間で延在している。誘電体層４６３は、第１の筒状部４６１の長手方向（高さ方向）の中間位置と第２の筒状部４６２の下端との間で延在していてもよい。
【0039】
一実施形態において、誘電体部材４６は、凹部４４ｒを提供していてもよい。凹部４４ｒは、空洞であり、誘電体層４６３上、且つ、第１の筒状部４６１と第２の筒状部４６２との間で延在している。凹部４４ｒは、環形状を有しており、軸線ＡＸ中心に延在している。
【0040】
上述のグランド導体４８は、筒状グランド部４８２を更に含んでいてもよい。筒状グランド部４８２は、略円筒形状を有しており、軸線ＡＸ中心に延在している。筒状グランド部４８２は、環状グランド部４８１の外縁から同軸導波管４２の一端（例えば上端）に向けて第１の筒状部４６１に沿って延びている。
【0041】
グランド導体４８は、別の環状グランド部４８３を更に含んでいてもよい。環状グランド部４８３は、環形状を有しており、軸線ＡＸ中心に延在している。環状グランド部４８３は、筒状グランド部４８２の一端（例えば上端）から径方向外側に延在している。グランド導体４８は、環状グランド部４８３を蓋体４３と誘電体部材４６の第１の筒状部４６１との間で挟持することにより、蓋体４３に電気的に接続されていてもよい。
【0042】
一実施形態において、誘電体部材４６は、第１の筒状部４６１、マイクロストリップ４５、第２の筒状部４６２、及び凹部４４ｒにおいてそれぞれ異なるインピーダンスを提供することができる。したがって、誘電体部材４６により、そのサイズが相当に小さくても、共振部４４において電磁波を共振させることが可能となる。
【0043】
また、マイクロストリップ４５から凹部４４ｒに向けて伝搬する電磁波の電界の強度は、内側導体４２１に沿った領域で高くなるが、当該領域には第２の筒状部４６２が設けられているので、当該領域における異常放電が抑制される。
【0044】
また、プラズマ処理装置１では、内側導体４２１がシャワーヘッド２０の上部中央に接続されており、電磁波の供給路３６の中心導体３６１は、この内側導体４２１の鍔部４２１ｆに接続されている。したがって、内側導体４２１の周りで均一に電磁波が伝播する。電磁波は、内側導体４２１及びシャワーヘッド２０を介して、シャワーヘッド２０の外周に沿って設けられた導入部３２から、チャンバ１０内に導入される。故に、プラズマ処理装置１によれば、チャンバ１０内でのプラズマの密度の分布の均一性を高めることが可能となる。
【0045】
また、プラズマ処理装置１によれば、成膜処理によりチャンバ１０内に形成された堆積物を、クリーニングガスのプラズマからのラジカルにより除去することができる。クリーニングガスのプラズマからのラジカルはガス供給管である内側導体４２１及びシャワーヘッド２０を介して供給されるので、その失活が抑制され、且つ、チャンバ１０内に均一に供給される。したがって、プラズマ処理装置１によれば、チャンバ１０のクリーニングが均一且つ効率的に行われ得る。
【0046】
以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な追加、省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。
【0047】
ここで、本開示に含まれる種々の例示的実施形態を、以下の［Ｅ１］～［Ｅ１２］に記載する。
【0048】
［Ｅ１］
チャンバと、
前記チャンバ内でプラズマを生成するために電磁波を伝播するように構成された導波部であり、そこにおいて該電磁波を共振させるように構成された共振部を含む、該導波部と、
を備え、
前記共振部は、マイクロストリップと誘電体部材を含み、
前記誘電体部材の一部が、前記マイクロストリップの誘電体層を構成する、
プラズマ処理装置。
チャンバと、
前記チャンバ内でプラズマを生成するために電磁波を伝播するように構成された導波部であり、そこにおいて該電磁波を共振させるように構成された共振部を含む、該導波部と、
を備え、
前記共振部は、マイクロストリップと誘電体部材を含み、
前記誘電体部材の一部が、前記マイクロストリップの誘電体層を構成する、
プラズマ処理装置。
【0049】
［Ｅ１］の実施形態では、誘電体部材の一部がマイクロストリップの誘電体層を構成している。また、誘電体部材の他の部分も共振部を構成している。したがって、［Ｅ１］の実施形態では、共振部は、異なるインピーダンスを有する複数の部分を含んでいる。［Ｅ１］の実施形態によれば、かかるマイクロストリップ及び誘電体部材により、共振部は、そのサイズが小さくても、電磁波を共振させることが可能となる。
【0050】
［Ｅ２］
前記導波部は、
外側導体及び環状の鍔部を有し該外側導体の中に設けられた内側導体を含む同軸導波管と、
前記同軸導波管の一端において前記内側導体と前記外側導体との間の開口を閉じる蓋導体と、
を更に含み、
前記共振部は、
前記同軸導波管の前記一端と他端との間に設けられた前記誘電体部材と、
前記誘電体部材上に設けられたグランド導体と、
を更に含み、
前記マイクロストリップは、
前記鍔部であるマイクロストリップ導体と、
環形状を有し、前記マイクロストリップ導体上に設けられた前記誘電体層と、
前記グランド導体の一部であり、前記誘電体層上に設けられた環状グランド部と、
を含む、
［Ｅ１］に記載のプラズマ処理装置。
前記導波部は、
外側導体及び環状の鍔部を有し該外側導体の中に設けられた内側導体を含む同軸導波管と、
前記同軸導波管の一端において前記内側導体と前記外側導体との間の開口を閉じる蓋導体と、
を更に含み、
前記共振部は、
前記同軸導波管の前記一端と他端との間に設けられた前記誘電体部材と、
前記誘電体部材上に設けられたグランド導体と、
を更に含み、
前記マイクロストリップは、
前記鍔部であるマイクロストリップ導体と、
環形状を有し、前記マイクロストリップ導体上に設けられた前記誘電体層と、
前記グランド導体の一部であり、前記誘電体層上に設けられた環状グランド部と、
を含む、
［Ｅ１］に記載のプラズマ処理装置。
【0051】
［Ｅ３］
前記誘電体部材は、
前記鍔部の外縁と前記外側導体との間に介在し、前記同軸導波管の一端に向けて延びる第１の筒状部と、
前記内側導体に沿って前記鍔部から前記同軸導波管の一端に向けて延びる第２の筒状部と、
前記第１の筒状部と前記第２の筒状部との間で延びる前記誘電体層と、
を含む、［Ｅ２］に記載のプラズマ処理装置。
前記誘電体部材は、
前記鍔部の外縁と前記外側導体との間に介在し、前記同軸導波管の一端に向けて延びる第１の筒状部と、
前記内側導体に沿って前記鍔部から前記同軸導波管の一端に向けて延びる第２の筒状部と、
前記第１の筒状部と前記第２の筒状部との間で延びる前記誘電体層と、
を含む、［Ｅ２］に記載のプラズマ処理装置。
【0052】
［Ｅ４］
前記誘電体部材は、前記誘電体層上、且つ、前記第１の筒状部と前記第２の筒状部との間の空洞である凹部を提供する、［Ｅ３］に記載のプラズマ処理装置。
前記誘電体部材は、前記誘電体層上、且つ、前記第１の筒状部と前記第２の筒状部との間の空洞である凹部を提供する、［Ｅ３］に記載のプラズマ処理装置。
【0053】
［Ｅ５］
前記グランド導体は、前記凹部の中で前記第１の筒状部に沿って延びる筒状グランド部を更に含む、［Ｅ４］に記載のプラズマ処理装置。
前記グランド導体は、前記凹部の中で前記第１の筒状部に沿って延びる筒状グランド部を更に含む、［Ｅ４］に記載のプラズマ処理装置。
【0054】
［Ｅ６］
同軸構造を有し、電源と前記同軸導波管との間で接続された電磁波の供給路を更に備え、
前記供給路は、前記鍔部に接続された中心導体を含む、
［Ｅ２］～［Ｅ５］の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
同軸構造を有し、電源と前記同軸導波管との間で接続された電磁波の供給路を更に備え、
前記供給路は、前記鍔部に接続された中心導体を含む、
［Ｅ２］～［Ｅ５］の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【0055】
［Ｅ７］
前記同軸導波管は、前記チャンバの上方で鉛直方向に沿って延びており、
前記共振部は、前記鍔部の下面から上方に設けられている、
［Ｅ２］～［Ｅ６］の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
前記同軸導波管は、前記チャンバの上方で鉛直方向に沿って延びており、
前記共振部は、前記鍔部の下面から上方に設けられている、
［Ｅ２］～［Ｅ６］の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【0056】
［Ｅ８］
前記同軸導波管の前記内側導体はガス供給管を構成している、［Ｅ７］に記載のプラズマ処理装置。
前記同軸導波管の前記内側導体はガス供給管を構成している、［Ｅ７］に記載のプラズマ処理装置。
【0057】
［Ｅ９］
前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
金属から形成されており、前記チャンバ内の空間に向けて開口した複数のガス孔を提供し、前記基板支持部の上方に設けられたシャワーヘッドと、
誘電体から形成されており、電磁波をそこから前記チャンバ内に導入するように前記シャワーヘッドの外周又は前記チャンバの側壁に沿って設けられた導入部と、
を更に備え、
前記ガス供給管は、前記チャンバの上方で鉛直方向に延在して、前記シャワーヘッドの上部中央に接続されており、前記共振部に接続された導波路を該共振部と前記導入部との間で提供している、［Ｅ８］に記載のプラズマ処理装置。
前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
金属から形成されており、前記チャンバ内の空間に向けて開口した複数のガス孔を提供し、前記基板支持部の上方に設けられたシャワーヘッドと、
誘電体から形成されており、電磁波をそこから前記チャンバ内に導入するように前記シャワーヘッドの外周又は前記チャンバの側壁に沿って設けられた導入部と、
を更に備え、
前記ガス供給管は、前記チャンバの上方で鉛直方向に延在して、前記シャワーヘッドの上部中央に接続されており、前記共振部に接続された導波路を該共振部と前記導入部との間で提供している、［Ｅ８］に記載のプラズマ処理装置。
【0058】
［Ｅ１０］
前記ガス供給管に接続された成膜ガスの第１のガス源と、
クリーニングガスの第２のガス源と、
前記第２のガス源と前記ガス供給管との間で接続されたリモートプラズマ源と、
を更に備える、［Ｅ８］又は［Ｅ９］に記載のプラズマ処理装置。
前記ガス供給管に接続された成膜ガスの第１のガス源と、
クリーニングガスの第２のガス源と、
前記第２のガス源と前記ガス供給管との間で接続されたリモートプラズマ源と、
を更に備える、［Ｅ８］又は［Ｅ９］に記載のプラズマ処理装置。
【0059】
［Ｅ１１］
前記成膜ガスは、シリコン含有ガスを含む、［Ｅ１０］に記載のプラズマ処理装置。
前記成膜ガスは、シリコン含有ガスを含む、［Ｅ１０］に記載のプラズマ処理装置。
【0060】
［Ｅ１２］
前記クリーニングガスは、ハロゲン含有ガスを含む、［Ｅ１０］又は［Ｅ１１］に記載のプラズマ処理装置。
前記クリーニングガスは、ハロゲン含有ガスを含む、［Ｅ１０］又は［Ｅ１１］に記載のプラズマ処理装置。
【0061】
以上の説明から、本開示の種々の実施形態は、説明の目的で本明細書で説明されており、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。
【符号の説明】
【0062】
１…プラズマ処理装置、１０…チャンバ、４０…導波部、４４…共振部、４５…マイクロストリップ、４６…誘電体部材、４６３…誘電体層。
【図1】
【図2】