特開 2023-71064 プラズマ源及びプラズマ処理装置

(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】P2023071064

(43)【公開日】2023-05-22

(54)【発明の名称】プラズマ源及びプラズマ処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20230515BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20230515BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20230515BHJP

   C23C 16/50 20060101ALI20230515BHJP

   C23C 16/44 20060101ALI20230515BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 101H

H01L21/302 102

H01L21/205

H01L21/302 101E

H05H1/46 A

C23C16/50

C23C16/44 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021183650

(22)【出願日】2021-11-10

(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】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 良二

【テーマコード（参考）】

2G084

4K030

5F004

5F045

【Ｆターム（参考）】

2G084BB26

2G084BB29

2G084CC04

2G084CC05

2G084CC12

2G084CC13

2G084CC33

2G084DD02

2G084DD03

2G084DD13

2G084DD23

2G084DD24

2G084DD55

2G084FF01

2G084FF02

2G084FF15

2G084FF38

2G084FF39

4K030EA04

4K030FA01

4K030GA02

4K030KA09

4K030KA18

4K030KA20

4K030KA30

4K030KA41

4K030KA46

4K030KA47

5F004AA14

5F004AA15

5F004BA03

5F004BB29

5F004DA07

5F004DA17

5F045AA08

5F045DP03

5F045EB06

5F045EF05

5F045EH08

5F045EH18

(57)【要約】

【課題】効果的にパーティクルの発生を抑制する。
【解決手段】供給口が形成され、前記供給口から供給する前記処理ガスの上流側の流れを画定する壁を構成する金属部材と、排出口が形成され、前記排出口から排出する前記処理ガスの下流側の流れを画定する壁を構成するセラミックス部材と、チャンバ内にプラズマ生成用の電力を供給する電力供給部と、を有し、前記チャンバは、前記金属部材と前記セラミックス部材とから構成され、前記処理ガスをプラズマ化して生成した活性化ガスを前記排出口から前記チャンバの外部に排出するように構成される、プラズマ源が提供される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

供給口が形成され、前記供給口から供給する処理ガスの上流側の流れを画定する壁を構成する金属部材と、
排出口が形成され、前記排出口から排出する前記処理ガスの下流側の流れを画定する壁を構成するセラミックス部材と、
チャンバ内にプラズマ生成用の電力を供給する電力供給部と、を有し、
前記チャンバは、前記金属部材と前記セラミックス部材とから構成され、前記処理ガスをプラズマ化して生成した活性化ガスを前記排出口から前記チャンバの外部に排出するように構成される、プラズマ源。

【請求項2】

前記セラミックス部材は、焼結体である、
請求項１に記載のプラズマ源。

【請求項3】

前記金属部材と前記セラミックス部材とは、応力緩衝材を介して互いにロウ付けされる、
請求項１又は２に記載のプラズマ源。

【請求項4】

前記応力緩衝材は、前記金属部材の外壁と前記セラミックス部材の内壁とにロウ付けされる、
請求項３に記載のプラズマ源。

【請求項5】

前記応力緩衝材は、前記金属部材の下端部と前記セラミックス部材の上端部とにロウ付けされる、
請求項３に記載のプラズマ源。

【請求項6】

前記応力緩衝材は、バネ状部材である、
請求項３～５のいずれか一項に記載のプラズマ源。

【請求項7】

前記バネ状部材は、開口部を有する中空部材であり、
前記開口部は、前記供給口及び前記排出口のいずれかが開口する方向と同じ方向に開口する、
請求項６に記載のプラズマ源。

【請求項8】

前記バネ状部材は、開口部を有する中空部材であり、
前記開口部は、前記供給口及び前記排出口が開口する方向と異なる方向に開口する、
請求項６に記載のプラズマ源。

【請求項9】

前記応力緩衝材の線熱膨張係数は、前記セラミックス部材の線熱膨張係数以上前記金属部材の線熱膨張係数以下である、
請求項３～８のいずれか一項に記載のプラズマ源。

【請求項10】

前記セラミックス部材の外壁には、金属の蒸着膜が形成される、
請求項１～９のいずれか一項に記載のプラズマ源。

【請求項11】

前記金属部材は、前記供給口から分岐する複数又は環状のプラズマ生成流路を形成するように構成され、
前記セラミックス部材は、前記複数又は環状のプラズマ生成流路の少なくとも合流部を形成するように構成されている、
請求項１～１０のいずれか一項に記載のプラズマ源。

【請求項12】

チャンバを有し、前記チャンバの内部において処理ガスをプラズマ化して生成した活性化ガスを排出口から前記チャンバの外部に排出するように構成される、プラズマ源と、
前記チャンバに連通し、前記活性化ガスを導入し、前記活性化ガスを用いて基板を処理するリアクタと、を有し、
前記プラズマ源は、
供給口が形成され、前記供給口から供給する前記処理ガスの上流側の流れを画定する壁を構成する金属部材と、
前記排出口が形成され、前記排出口から排出する前記処理ガスの下流側の流れを画定する壁を構成するセラミックス部材と、
前記チャンバ内にプラズマ生成用の電力を供給する電力供給部と、を有し、
前記チャンバは、前記金属部材と前記セラミックス部材とから構成される、
プラズマ処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、プラズマ源及びプラズマ処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ガスの反応種をリモートプラズマ源からリアクタに供給し、リアクタ内にてウェハ処理やリアクタ内のクリーニングを行うプラズマ処理方法がある。例えば、特許文献１は、基板処理装置のリアクタに設置されたリモートプラズマ源からリアクタにフッ素含有ガスの反応種を供給し、リアクタ内のクリーニングを行う方法が開示されている。フッ素含有ガスの反応種をリモートプラズマ源からリアクタに供給する内壁には、フッ素樹脂のコーティングが施され、フッ素含有ガスによる内壁のダメージを低減し、パーティクルの発生を抑制できるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４－１７９４２６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、効果的にパーティクルの発生を抑制することができる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一の態様によれば、供給口が形成され、前記供給口から供給する前記処理ガスの上流側の流れを画定する壁を構成する金属部材と、排出口が形成され、前記排出口から排出する前記処理ガスの下流側の流れを画定する壁を構成するセラミックス部材と、チャンバ内にプラズマ生成用の電力を供給する電力供給部と、を有し、前記チャンバは、前記金属部材と前記セラミックス部材とから構成され、前記処理ガスをプラズマ化して生成した活性化ガスを前記排出口から前記チャンバの外部に排出するように構成される、プラズマ源が提供される。

【発明の効果】

【0006】

一の側面によれば、効果的にパーティクルの発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は実施形態に係るプラズマ源の構成例１及びプラズマ処理装置の構成例を示す図。

【図2】図２は従来のプラズマ源の構成例ａを示す図。

【図3】図３は実施形態に係る応力緩衝材の変形例を示す図。

【図4】図４（ａ）は従来のプラズマ源の構成例ｂ、図４（ｂ）は実施形態に係るプラズマ源の構成例２を示す図。

【図5】図５は実施形態に係るプラズマ源の構成例３を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

【0009】

例えばＮＦ_３ガス等のフッ素含有ガスの反応種（活性化ガス）をリモートプラズマ源（以下、プラズマ源ともいう。）からリアクタに供給し、リアクタ内をクリーニングしたり、ウェハを一例とする基板を処理ガスにより処理したりするプラズマ処理方法がある。係るプラズマ処理方法では、プラズマ源の配管の曲がり部分、活性化ガスの排出口付近の配管や内壁等、フッ素含有ガスが滞留する箇所で発熱に伴いフッ化が進む。従来のプラズマ源では、例えばチャンバ壁を構成するアルミニウムがフッ化してＡｌＦ（フッ化アルミニウム）となり、壁から剥がれパーティクルとなることがある。

【0010】

チャンバ内壁にアルマイト処理（陽極酸化処理）等の表面処理を施してアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を形成した場合や、イットリア（Ｙ_２Ｏ_３）等の酸化膜を形成した場合、チャンバ壁のフッ化を抑制しパーティクルを低減できる。しかし、酸化膜もダメージを受けて削られたり、クラックが発生したりしてフッ素含有ガスがチャンバ壁を構成するアルミニウムに到達する。この結果、チャンバ内壁から発生した削片やＡｌＦがパーティクルとなってリアクタ内に落ちることがある。

【0011】

そこで、本実施形態に係るプラズマ源では、従来のアルミナやイットリアの酸化膜の表面処理ではなく、チャンバ内のフッ化し易い箇所、例えば反応種（活性化ガス）の排出口付近を例えばイットリアの焼結体により構成する。つまり、プラズマ源にガスを供給する供給口からチャンバ内に供給されたガスの滞留時間が長くなったり、ガスの密度が高くなったりしてフッ化し易いガスの下流側のチャンバの壁をイットリアの焼結体により構成する。これにより、チャンバ壁の耐久性を上げる。これにより、チャンバ内のフッ化し易い箇所の壁等にフッ素成分が入り込まないようにし、ダメージによるチャンバ壁等からのパーティクルの発生を抑制し、パーティクルがプラズマ源からリアクタ内に落下しないようにする。以下、図１を参照して実施形態に係るプラズマ源の構成例１及びプラズマ処理装置について詳細に説明する。

【0012】

［プラズマ源の構成例１及びプラズマ処理装置］
図１は実施形態に係るプラズマ源２の構成例１及びプラズマ源２を含むプラズマ処理装置１の構成例を示す図である。プラズマ源２は、チャンバ３６と電力供給部３７とを有する。チャンバ３６は、金属部材３０とセラミックス部材３１とから構成される。なお、図１では、プラズマ源２とリアクタ１０の大小関係は無視している。

【0013】

（チャンバ構造）
金属部材３０は、アルミニウム等の金属により構成され、略円筒状であり、内部はプラズマ生成空間３０ｓになっている。金属部材３０の上部は閉じ、下部は開口している。金属部材３０の上部の略中央には処理ガスの供給口２８が形成されている。供給口２８は、開閉バルブ２９を介してガス供給部２４に接続されている。金属部材３０は、供給口２８から供給する処理ガスの上流側の流れを画定する壁を構成する。処理ガスは、ガス供給部２４から供給され、開閉バルブ２９により供給及び供給停止を制御され、供給口２８から金属部材３０の内部に導入される。処理ガスには、クリーニングガス、成膜ガス、エッチングガス等が含まれる。

【0014】

電力供給部３７は、チャンバ３６内にプラズマ生成用の電力を供給する。プラズマ生成用の電力は、４００ｋＨｚ、１３．５６ＭＨｚ等の高周波（ＲＦ）電力であり得る。電力供給部３７は、金属部材３０の周囲に巻かれたコイル３３に接続され、コイル３３に高周波電力を印加する。金属部材３０の側壁にはコイル３３が配置された高さにて円周方向に隙間が設けられ、その隙間に環状の誘電体窓３２が嵌め込まれている。コイル３３に高周波電力を印加し形成される電磁界は、誘電体窓３２を透過して金属部材３０内のプラズマ生成空間３０ｓに伝搬され、ガスからプラズマを生成するのに寄与する。

【0015】

これにより、プラズマ生成空間３０ｓでは処理ガスのプラズマが生成される。金属部材３０の内壁はイットリアの溶射膜３０ａによりコーティングされている。金属部材３０の内壁にＰＥＯ（プラズマ電界酸化）処理を行ってもよい。いずれもプラズマ耐性を向上させることができる。

【0016】

本実施形態のプラズマ源２のチャンバ３６は、処理ガスの上流側の流れを画定する金属部材３０と、下流側の流れを画定するセラミックス部材３１との２つの部材で主に構成される。つまり、セラミックス部材３１には、排出口２７が形成され、排出口２７から排出する処理ガス（活性化ガス）の下流側の流れを画定する壁を構成する。本実施形態のプラズマ源２では、セラミックス部材３１はイットリア焼結体により構成する。

【0017】

従来のプラズマ源１０２の構成例ａを図２に示す。従来のプラズマ源１０２の構成例ａでは、アルミニウムにより構成されたチャンバ１３６の上部の供給口１２８から処理ガスを導入し、プラズマ生成空間３０ｓにてプラズマを生成する。ガスの滞留時間が長くなったり、ガスの密度が高くなったりしてフッ化し易いガスの下流側の排出口１２７の近傍（例えばＡ領域）では、アルミニウムのチャンバ壁にフッ素成分が入り込み、パーティクルの発生原因となる。また、チャンバ１３６の内壁面に溶射によるセラミックス被膜を形成した場合においても、同様に、例えばＡ領域におけるセラミックス被膜にフッ素成分が入り込み、パーティクルの発生原因となる。

【0018】

そこで、図１に示す本実施形態のプラズマ源２の構成例１では、排出口２７近くの処理ガスの下流側の流れを画定する壁をイットリアの焼結体により構成する。すなわち、本開示のチャンバ３６は、イットリア焼結体のセラミックス部材３１とアルミニウムの金属部材３０とから主に構成される。

【0019】

これにより、ガスの滞留時間が長くなったり、ガスの密度が高くなったりする排出口２７及びその周囲の処理ガスの流れの下流側だけをイットリア焼結体にしてフッ素に対する耐久性を向上させる。つまり、セラミックス部材３１の部分を溶射により形成されたセラミックスではなく、溶射よりも緻密な焼結体により構成することで、フッ素に対する耐久性を更に向上させる。ただし、イットリアは熱伝導が良くないため、イットリア焼結体のセラミックス部材３１は、チャンバ３６内のガスが滞留する部分のみに配置することが好ましい。供給口２８及びその周囲の処理ガスの流れの上流側及び上流側と下流側の中間はアルミニウムの金属部材３０で構成する。

【0020】

係る構成により、チャンバ３６は、金属部材３０とセラミックス部材３１とから構成され、処理ガスをプラズマ化して生成した活性化ガスを排出口２７からチャンバ３６の外部に排出するように構成される。これにより、ガスの下流側でチャンバ壁がフッ化し、パーティクルが発生することを抑制でき、かつ、金属部材３０により熱伝導性をよくしてチャンバ３６を冷却し易い構造とすることができる。

【0021】

イットリアにプラズマ耐性があるため、セラミックス部材３１の内壁はイットリア焼結体が露出したままでよい。一方、セラミックス部材３１の外壁には金属の蒸着膜３１ｂを形成する必要がある。セラミックス部材３１は誘電体であるため、蒸着膜３１ｂがないとプラズマ生成空間３０ｓを伝搬する電磁波がチャンバ３６外の大気側まで透過する。これを防ぐために、セラミックス部材３１の外壁に例えばアルミニウム、クロム、ニッケル、タンタル等の金属を蒸着する。蒸着膜３１ｂにより、電磁波の漏洩を防ぐことができる。

【0022】

なお、セラミックス部材３１は、イットリア焼結体の替わりにアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）焼結体、フッ化イットリウム（ＹＦ_３）焼結体、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ）焼結体、フッ化カルシウム（ＣａＦ）焼結体を使用できる。ただし、アルミナ焼結体、フッ化マグネシウム焼結体および、フッ化カルシウム焼結体は、イットリア焼結体よりもフッ素プラズマ耐性が低いため、セラミックス部材３１にはイットリア焼結体を用いることが好ましい。

【0023】

また、金属部材３０は、アルミニウムの替わりに表面に耐フッ化プラズマ処理が出来る材料であればこれに限らない。

【0024】

チャンバ３６全体をイットリア焼結体で形成することも可能である。この場合、セラミックス部材３１の、誘電体窓３２を除く外壁全体に金属の蒸着膜３１ｂを施す。ただし、チャンバ３６全体をイットリア焼結体等のセラミックスで形成する場合には、プラズマ源２の製造コストが高額となり、また熱伝導性の面から冷却効率の問題が発生する。よって、セラミックス部材３１を用いる箇所は、ある程度限定的である方が好ましい。

【0025】

チャンバ３６のうち、ガス流路が狭くなる箇所やガス溜まりが生じる箇所等、フッ素含有ガスが高密度になる部分やフッ素含有ガスの流速が低くなる部分はフッ素成分が入り込み易い。このため、このようなフッ素成分が入り込み易い部分には最低限セラミックス部材３１を施すことが好ましい。

【0026】

（応力緩衝材）
金属部材３０とセラミックス部材３１とは、応力緩衝材３４を介して互いにロウ付けにより構成される。金属部材３０とセラミックス部材３１とを直接接合すると、熱膨張差により、チャンバ３６内の温度の高低によって金属部材３０とセラミックス部材３１との接合部分やセラミックス部材３１に割れ等が発生する恐れがある。割れ等が発生すると、その割れにフッ素成分が入り、接合部分の腐食によりパーティクルが生じる。このため、金属部材３０とセラミックス部材３１とを直接接合せず、金属部材３０とセラミックス部材３１との間に環状の応力緩衝材３４を介在させる。応力緩衝材３４は、金属部材３０の下端付近の外壁とセラミックス部材３１の上端付近の内壁とに周方向にロウ付けされている。ロウ付けには、例えばチタンと銀を混合させた活性金属ロウを用いることができる。また、応力緩衝材３４とセラミックス部材３１のイットリア焼結体との接合には、メタライズを用いることができる。

【0027】

応力緩衝材３４は、金属部材３０の熱膨張率とセラミックス部材３１の熱膨張率との中間程度の熱膨張率を持つ物質が好ましい。例えば応力緩衝材３４は、２９％がＮｉ、１７％がＣｏ、それ以外がＦｅを組成とするニッケル系金属が好ましい。このような金属の一例として、コバール（登録商標）を用いてもよい。応力緩衝材３４により金属部材３０とセラミックス部材３１との熱膨張差による応力を吸収でき、これにより、金属部材３０又はセラミックス部材３１に割れが生じることを回避できる。ただし、応力緩衝材３４は、セラミックス部材３１の線熱膨張係数以上、金属部材３０の線熱膨張係数以下の線熱膨張係数を有する部材であればよい。

【0028】

図１の例では、応力緩衝材３４は、断面がＵ字状の開口部３４ａを有する中空部材のバネ状部材により構成されている。開口部３４ａは、供給口２８及び排出口２７のいずれかが開口する方向と同じ方向に開口する。

【0029】

なお、図１の応力緩衝材３４の構成は一例であり、セラミックス部材３１及び接合部分に負荷がかからない構成であれば、図３に応力緩衝材３４の変形例を示すように、応力緩衝材３４は板状部材であってもよい。

【0030】

（プラズマ処理装置）
図１に戻り、プラズマ処理装置１は、プラズマ源２及びリアクタ１０を有する。連結部３８は、プラズマ源２の排出口２７を内部に形成し、リアクタ１０の上壁の穴部に嵌め込まれる。これにより、プラズマ源２が立設する。プラズマ源２では処理ガスをプラズマ化し、生成された活性化ガスが排出口２７からチャンバ３６外へ排出され、リアクタ１０内へと供給される。このとき、ガスのコンダクタンスが上がり、レジデンスタイムが上がる箇所である排出口２７及びその近傍は、イットリア焼結体により形成されたセラミックス部材３１を用いて耐腐食性を向上させている。これにより、例えばクリーニング時にフッ素含有ガスを使用したときにもイットリア焼結体にフッ素含有ガスが入り込まず、パーティクルの発生を抑制し、パーティクルがリアクタ１０側に落下することを抑制できる。なお、図示は省略するが、連結部３８にバルブを設けることでガスの逆流を防ぎ、またリアクタ１０の容積を少なくすることが好ましい。

【0031】

リアクタ１０は、チャンバ本体１２を含んでいる。チャンバ本体１２は、略円筒状を有しており、リアクタ１０の側壁及び底壁を提供し上部が開口する。チャンバ本体１２は、アルミニウム等の金属から形成され、接地されている。

【0032】

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、リアクタ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。

【0033】

リアクタ１０は、上壁１４を更に含み、上壁１４は、アルミニウム等の金属から形成されている。上壁１４は略円盤状であり、チャンバ本体１２の上部の開口を閉じている。上壁１４は、接地されている。

【0034】

リアクタ１０の底壁は、排気口１６ａを提供している。排気口１６ａ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。

【0035】

プラズマ処理装置１は、基板支持部１８を更に備える。基板支持部１８は、リアクタ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、リアクタ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。

【0036】

プラズマ処理装置１は、シャワーヘッド２０を更に備える。シャワーヘッド２０は、アルミニウム等の金属から形成されている。シャワーヘッド２０は、略円盤状を有しており、その中に拡散室３０ｄを提供している。シャワーヘッド２０は、基板支持部１８の上方、且つ、上壁１４の下部に設けられている。シャワーヘッド２０は、リアクタ１０の内部空間を画成する天部を構成し、その上部の上に上壁１４が設けられている。

【0037】

拡散室３０ｄから垂直方向に貫通する複数のガス孔２０ｉが形成され、複数のガス孔２０ｉは、シャワーヘッド２０の下面に開口し、リアクタ１０内のシャワーヘッド２０と基板支持部１８との間の処理空間３０ｅに向けてガスを導入する。これにより、シャワーヘッド２０は、プラズマ源２から供給される活性化ガスを拡散室３０ｄから複数のガス孔２０ｉに通して処理空間３０ｅに導入する。

【0038】

シャワーヘッド２０の外周は、セラミックスのような誘電体部材１３で覆われている。基板支持部１８の外周は、セラミックスのような誘電体部材１５で覆われている。シャワーヘッド２０に高周波を印可しない場合、誘電体部材１３はなくてもよい。ただし、基板支持部１８の対向電極として機能させるシャワーヘッド２０の領域を確定するために誘電体部材１３は配置した方がよい。また、電極のアノードとカソードとの比をなるべく均等にするためにも誘電体部材１３は配置した方がよい。

【0039】

基板支持部１８には、整合器６１を介して高周波電源６０が接続されている。整合器６１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、高周波電源６０の出力インピーダンスとプラズマ側の負荷インピーダンスとを整合させるように構成される。高周波電源６０から供給される高周波の周波数は６０ＭＨｚ以下の周波数である。高周波の周波数の一例としては、１３．５６ＭＨｚが挙げられる。なお、高周波電源６０により、シャワーヘッド２０に高周波を印加してもよい。

【0040】

係る構成のプラズマ処理装置１によれば、リアクタ１０は、チャンバ３６に連通し、排出口２７から活性化ガスが導入される。活性化ガスは、シャワーヘッド２０の導入口１３ａ及び拡散室３０ｄを通って処理空間３０ｅに供給される。処理空間３０ｅに到達した活性化ガスは高周波電源６０からの高周波電力により容易に再解離し、これにより、活性化ガスを用いて基板Ｗを処理することができる。なお、高周波電源６０を設けずに、直接活性化ガスを処理空間３０ｅへ供給してもよい。

【0041】

制御部（制御装置）９０は、プロセッサ９１、メモリ９２を有するコンピュータであり得る。制御部９０は、演算部、記憶部、入力装置、表示装置、信号の入出力インターフェース等を備える。制御部９０は、プラズマ源２を含むプラズマ処理装置１の各部を制御する。制御部９０では、入力装置を用いて、オペレータがプラズマ処理装置１を管理するためにコマンドの入力操作等を行うことができる。また、制御部９０では、表示装置により、プラズマ処理装置１の稼働状況を可視化して表示することができる。さらに、制御部９０のメモリ９２には、制御プログラム及びレシピデータが格納されている。制御プログラムは、プラズマ処理装置１で各種処理を実行するために、制御部９０のプロセッサ９１によって実行される。プロセッサ９１は、制御プログラムを実行し、レシピデータに従ってプラズマ処理装置１の各部を制御する。これにより、ＮＦ_３ガス、ＣｌＦ_３ガス等のフッ素含有ガスを用いたクリーニング処理、成膜処理、エッチング処理、その他の種々のプラズマ処理がプラズマ処理装置１で実行され得る。

【0042】

［プラズマ源のその他の構成例］
プラズマ源２のその他の構成例について、図４及び図５を参照して説明する。図４（ａ）は従来のプラズマ源１０２の構成例ｂを示し、図４（ｂ）は実施形態に係るプラズマ２源２の構成例２を示す。図５は、実施形態に係るプラズマ源２の構成例３を示す。

【0043】

図４（ａ）の従来のプラズマ源１０２の構成例ｂでは、アルミニウムにより構成されたチャンバ１３６の上壁の供給口１２８から処理ガスを導入する。チャンバ１３６は、供給口１２８から分岐する複数のプラズマ生成流路Ｒ１、Ｒ２を形成するように構成される。プラズマ生成流路Ｒ１、Ｒ２は、ガス流れの上流側から分岐し、ガスが分岐した環状のガス流路又は２本以上のガス流路を流れ、下流側で合流する。

【0044】

従来のプラズマ源１０２の構成例ｂでは、チャンバ１３６は、プラズマ生成空間３０ｓの内部に大気空間３０ｐを有するように構成されている。チャンバ１３６に巻かれた複数のコイル３３ａ、３３ｂに高周波電力を印加する。コイル３３ａ、３３ｂに印加された高周波電力は、誘電体窓３２ａ、３２ｂを透過してチャンバ１３６内のプラズマ生成空間３０ｓに供給され、処理ガスをプラズマ化する。

【0045】

供給口１２８から供給されたガスの滞留時間が長くなったり、ガスの密度が高くなったりしてフッ化し易いガスの下流側の排出口１２７の近傍（例えばＡ領域）では、チャンバ１３６のアルミニウムの壁にフッ素成分が入り込み、パーティクルの発生原因となる。

【0046】

そこで、図４（ｂ）の本実施形態のプラズマ源２の構成例２では、チャンバ３６は、イットリア焼結体のセラミックス部材３１とアルミニウムの金属部材３０とから構成される。そして、供給口２８から供給し、排出口２７から排出する処理ガスの下流側の流れを画定するセラミックス部材３１をイットリア焼結体により構成する。これにより、緻密なイットリア焼結体にはフッ素成分が入り込まず、パーティクルの発生を抑制できる。

【0047】

チャンバ３６は、プラズマ生成空間３０ｓの内部に大気空間３０ｐを有するように構成されている。セラミックス部材３１は、複数のプラズマ生成流路Ｒ１、Ｒ２の少なくとも合流部を形成するように構成されている。複数のプラズマ生成流路Ｒ１、Ｒ２の各々とセラミックス部材３１との間に応力緩衝材３４、３５が設けられる。応力緩衝材３４、３５は、複数のプラズマ生成流路Ｒ１、Ｒ２において金属部材３０の外壁とセラミックス部材３１の内壁とにロウ付けされるように構成される。

【0048】

図５の本実施形態のプラズマ源２の構成例３では、本開示のチャンバ３６は、アルミニウムの金属部材３０とイットリア焼結体のセラミックス部材３１とから構成される。金属部材３０の構成は、図４（ｂ）のプラズマ源２の構成例２と同じである。また、排出口２７から排出する処理ガスの下流側の流れを画定するセラミックス部材３１をイットリアの焼結体により構成する点も構成例２と同じである。これにより、パーティクルの発生を抑制できる。

【0049】

プラズマ生成空間３０ｓは、内部に大気空間３０ｐを有し、セラミックス部材３１は、複数のプラズマ生成流路Ｒ１、Ｒ２の少なくとも合流部を形成するように構成されている。複数のプラズマ生成流路Ｒ１、Ｒ２の各々とセラミックス部材３１との間に応力緩衝材３４、３５が設けられる。応力緩衝材３４、３５は、複数のプラズマ生成流路Ｒ１、Ｒ２において金属部材３０とセラミックス部材３１とにロウ付けされるように構成される。

【0050】

図４（ｂ）のプラズマ源２の構成例２と異なる点の一つは、セラミックス部材３１の縦断面形状がＹ字になるようにセラミックス部材３１の複数のプラズマ生成流路Ｒ３、Ｒ４が斜めに形成され、プラズマ生成流路Ｒ１、Ｒ２にそれぞれ連通している点である。斜めにプラズマ生成流路Ｒ３、Ｒ４を形成することで流路内の段差や角部を少なくしてガス流れを良くし、排出口２７の近傍でより乱流や対流が生じにくい構造とすることができる。これにより、フッ素成分によるセラミックス部材３１の劣化要因を更に減らし、パーティクルの発生をより抑制できる。

【0051】

更に図４（ｂ）のプラズマ源２の構成例２と異なる他の点は、応力緩衝材３４、３５は、金属部材３０の下端部とセラミックス部材３１の上端部とにロウ付けされるように構成されている点である。この場合、応力緩衝材３４、３５の開口部３４ａ、３５ａは、供給口２８及び排出口２７が開口する方向と垂直な方向に開口する。ただし、これに限らず、応力緩衝材３４、３５の開口部３４ａ、３５ａは、供給口２８及び排出口２７が開口する方向に対して斜めに開口してもよい。

【0052】

以上に説明したように、本実施形態に係るプラズマ源２及びプラズマ処理装置１によれば、ガス流れの下流側で、コンダクタンスが上がり、レジデンスタイムが上がる箇所に、イットリア焼結体のセラミックス部材３１を設けることで耐腐食性を向上させ、効果的にパーティクルの発生を抑制することができる。

【0053】

今回開示された実施形態に係るプラズマ源及びプラズマ処理装置は、すべての点において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。実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。

【符号の説明】

【0054】

１…プラズマ処理装置
２…プラズマ源
１０…リアクタ
１８…基板支持部
２０…シャワーヘッド
２８…供給口
３０…金属部材
３１…セラミックス部材
３４…応力緩衝材
３６…チャンバ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】