JP6479550B2

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Publication number: JP6479550B2
Application number: JP2015087747A
Authority: JP
Inventors: 高広平野; 俊彦岩尾; 貴彰加藤
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2015-04-22
Filing date: 2015-04-22
Publication date: 2019-03-06
Anticipated expiration: 2035-04-22
Also published as: KR101928619B1; KR20160125908A; CN106067412A; TW201703099A; CN106067412B; TWI665713B; JP2016207462A

Description

Translated fromJapanese

本発明の種々の側面及び実施形態は、プラズマ処理装置に関する。 Various aspects and embodiments of the present invention relate to a plasma processing apparatus.

マイクロ波により励起された高密度プラズマを用いて被処理基板を処理するマイクロ波プラズマ処理装置が知られている。マイクロ波プラズマ処理装置は、例えば、多数のスロットが配列された平板状のアンテナを用いて処理装置内にマイクロ波を放射することにより、処理装置内により均一なマイクロ波を発生させることができる。これにより、マイクロ波プラズマ処理装置は、処理装置内に供給されたガスを電離させてより均一な高密度プラズマを生成することができる。 There is known a microwave plasma processing apparatus that processes a substrate to be processed using high-density plasma excited by microwaves. The microwave plasma processing apparatus can generate a uniform microwave in the processing apparatus by, for example, radiating the microwave into the processing apparatus using a flat antenna in which a large number of slots are arranged. Thereby, the microwave plasma processing apparatus can ionize the gas supplied in the processing apparatus and generate more uniform high-density plasma.

また、上記アンテナの下面には、誘電体で形成された誘電体窓が設けられる。該誘電体窓には、機械的な強度を確保するためにリブが形成されている。 A dielectric window formed of a dielectric is provided on the lower surface of the antenna. Ribs are formed on the dielectric window to ensure mechanical strength.

特開２０１５−１８６８６号公報JP2015-18686A

ところで、マイクロ波プラズマ装置において、被処理基板の膜質を向上させるためには、被処理基板の温度を高く設定するか、あるいは、アンテナと被処理基板との間の距離を短くすることが考えられる。しかし、被処理基板の温度を高く設定すると、下地層が熱によるダメージを受ける場合がある。そのため、アンテナと被処理基板との間の距離を短くすることで、被処理基板の膜質を向上させることが検討されている。しかし、上記したマイクロ波プラズマ装置では、誘電体窓の下面にリブが形成されているため、アンテナと被処理基板との間の距離を短くすることが困難である。 By the way, in the microwave plasma apparatus, in order to improve the film quality of the substrate to be processed, it is conceivable that the temperature of the substrate to be processed is set high or the distance between the antenna and the substrate to be processed is shortened. . However, if the temperature of the substrate to be processed is set high, the underlying layer may be damaged by heat. Therefore, it has been studied to improve the film quality of the substrate to be processed by shortening the distance between the antenna and the substrate to be processed. However, in the above microwave plasma apparatus, since the rib is formed on the lower surface of the dielectric window, it is difficult to shorten the distance between the antenna and the substrate to be processed.

本発明の一側面におけるプラズマ処理装置は、マイクロ波のプラズマを用いて処理容器内で被処理基板を処理するプラズマ処理装置であって、載置台と、アンテナとを備える。載置台は、処理容器内に設けられ、被処理基板を載置する。アンテナは、載置台と対向するように載置台の上方に設けられ、誘電体板を有し、誘電体板を介して処理容器内にマイクロ波を放射することにより、処理容器内に供給された処理ガスのプラズマを生成する。誘電体板は、アンテナの下面に設けられ、少なくとも載置台と対向する側の面が平面状に形成された平板部と、平板部において載置台と対向する側の面と反対側の面に形成されたリブとを有する。 A plasma processing apparatus according to one aspect of the present invention is a plasma processing apparatus that processes a substrate to be processed in a processing container using microwave plasma, and includes a mounting table and an antenna. The mounting table is provided in the processing container and mounts a substrate to be processed. The antenna is provided above the mounting table so as to face the mounting table, has a dielectric plate, and is supplied into the processing container by radiating microwaves into the processing container through the dielectric plate. A plasma of a processing gas is generated. The dielectric plate is provided on the lower surface of the antenna, and is formed on at least a flat plate portion where the surface facing the mounting table is formed in a flat shape, and a surface opposite to the surface facing the mounting table in the flat plate portion. Rib.

本発明の種々の側面および実施形態によれば、アンテナの機械的強度を確保しつつ、アンテナと被処理基板との間の距離を短くすることができる。 According to various aspects and embodiments of the present invention, the distance between the antenna and the substrate to be processed can be shortened while ensuring the mechanical strength of the antenna.

図１は、プラズマ処理装置を概略的に示す上面図である。FIG. 1 is a top view schematically showing a plasma processing apparatus.図２は、図１に示すプラズマ処理装置から処理容器の上部を取り除いた状態を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a state in which the upper portion of the processing container is removed from the plasma processing apparatus shown in FIG.図３は、図１および図２におけるプラズマ処理装置のＡ−Ａ断面図である。3 is a cross-sectional view taken along the line AA of the plasma processing apparatus in FIGS. 1 and 2.図４は、図３に向かって軸線Ｘの左側の部分の拡大断面図である。4 is an enlarged cross-sectional view of a portion on the left side of the axis X toward FIG.図５は、図３に向かって軸線Ｘの右側の部分の拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a portion on the right side of the axis X toward FIG.図６は、天板の概略形状の一例を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing an example of a schematic shape of the top board.図７は、天板の概略形状の一例を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing an example of a schematic shape of the top board.図８は、スロット板の概略形状の一例を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing an example of a schematic shape of the slot plate.図９は、遅波板の概略形状の一例を示す平面図である。FIG. 9 is a plan view showing an example of a schematic shape of the slow wave plate.図１０は、リブが設けられていない天板の第一主応力のシミュレーション結果の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a simulation result of the first principal stress of the top plate on which no rib is provided.図１１は、リブの高さおよび幅を説明する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating the height and width of the rib.図１２は、リブが設けられた天板のシミュレーション結果の一例を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a simulation result of a top plate provided with ribs.図１３は、アンテナの他の例を示す拡大断面図である。FIG. 13 is an enlarged cross-sectional view showing another example of the antenna.

開示するプラズマ処理装置は、１つの実施形態において、マイクロ波のプラズマを用いて処理容器内で被処理基板を処理するプラズマ処理装置であって、載置台と、アンテナとを備える。載置台は、処理容器内に設けられ、被処理基板を載置する。アンテナは、載置台と対向するように載置台の上方に設けられ、誘電体板を有し、誘電体板を介して処理容器内にマイクロ波を放射することにより、処理容器内に供給された処理ガスのプラズマを生成する。誘電体板は、アンテナの下面に設けられ、少なくとも載置台と対向する側の面が平面状に形成された平板部と、平板部において載置台と対向する側の面と反対側の面に形成されたリブとを有する。 In one embodiment, the disclosed plasma processing apparatus is a plasma processing apparatus that processes a substrate to be processed in a processing container using microwave plasma, and includes a mounting table and an antenna. The mounting table is provided in the processing container and mounts a substrate to be processed. The antenna is provided above the mounting table so as to face the mounting table, has a dielectric plate, and is supplied into the processing container by radiating microwaves into the processing container through the dielectric plate. A plasma of a processing gas is generated. The dielectric plate is provided on the lower surface of the antenna, and is formed on at least a flat plate portion where the surface facing the mounting table is formed in a flat shape, and a surface opposite to the surface facing the mounting table in the flat plate portion. Rib.

また、開示するプラズマ処理装置の１つの実施形態において、アンテナは、平板部において載置台と対向する側の面と反対側の面に接するように設けられ、マイクロ波を伝搬させる導体板を有してもよく、リブは、平板部において載置台と対向する側の面と反対側の面の中で、導体板が設けられていない領域に形成されてもよい。 Further, in one embodiment of the disclosed plasma processing apparatus, the antenna includes a conductor plate that is provided so as to be in contact with a surface opposite to the surface facing the mounting table in the flat plate portion, and that propagates microwaves. Alternatively, the rib may be formed in a region where the conductive plate is not provided in the surface opposite to the surface facing the mounting table in the flat plate portion.

また、開示するプラズマ処理装置の１つの実施形態において、リブは、平板部から上方に突出するように、平板部において載置台と対向する側の面と反対側の面の周縁に沿って形成されてもよい。 Further, in one embodiment of the disclosed plasma processing apparatus, the rib is formed along the peripheral edge of the surface opposite to the surface facing the mounting table in the flat plate portion so as to protrude upward from the flat plate portion. May be.

また、開示するプラズマ処理装置の１つの実施形態において、リブは、平板部において載置台と対向する側の面と反対側の面の周縁の全周に渡って、平板部に設けられていてもよい。 In one embodiment of the disclosed plasma processing apparatus, the rib may be provided on the flat plate portion over the entire periphery of the surface on the opposite side of the surface facing the mounting table in the flat plate portion. Good.

また、開示するプラズマ処理装置の１つの実施形態において、平板部の厚みは、誘電体板内におけるマイクロ波の波長をλとした場合に、λ／８から３λ／８の範囲内であってもよい。 In one embodiment of the disclosed plasma processing apparatus, the thickness of the flat plate portion may be in the range of λ / 8 to 3λ / 8, where λ is the wavelength of the microwave in the dielectric plate. Good.

また、開示するプラズマ処理装置の１つの実施形態において、リブの平板部からの高さは、平板部の厚みの２倍から４倍の範囲内であってもよい。 Moreover, in one embodiment of the disclosed plasma processing apparatus, the height of the rib from the flat plate portion may be in a range of 2 to 4 times the thickness of the flat plate portion.

また、開示するプラズマ処理装置の１つの実施形態において、リブの厚みは、平板部の厚みの１倍から１．５倍の範囲内であってもよい。 In one embodiment of the disclosed plasma processing apparatus, the thickness of the rib may be in the range of 1 to 1.5 times the thickness of the flat plate portion.

また、開示するプラズマ処理装置の１つの実施形態において、平板部は、載置台と対向する側の平面状の面に所定のコーティングが施されていてもよい。 Further, in one embodiment of the disclosed plasma processing apparatus, the flat plate portion may be provided with a predetermined coating on a planar surface on the side facing the mounting table.

また、開示するプラズマ処理装置の１つの実施形態において、平板部の下面と載置台に載置された被処理基板との距離は、平板部の厚みの３倍から４倍の範囲内であってもよい。 Further, in one embodiment of the disclosed plasma processing apparatus, the distance between the lower surface of the flat plate portion and the substrate to be processed placed on the mounting table is within a range of 3 to 4 times the thickness of the flat plate portion. Also good.

また、開示するプラズマ処理装置の１つの実施形態において、誘電体板は、アルミナ、石英、窒化アルミニウム、窒化シリコン、または酸化イットリウムで形成されていてもよい。 In one embodiment of the disclosed plasma processing apparatus, the dielectric plate may be formed of alumina, quartz, aluminum nitride, silicon nitride, or yttrium oxide.

また、開示するプラズマ処理装置の１つの実施形態において、載置台は、被処理基板が軸線の周囲を移動するよう軸線を中心に回転可能に設けられていてもよい。また、処理容器は、載置台の回転により軸線に対して被処理基板が移動する周方向に複数の領域に分けられていてもよい。また、アンテナは、複数の領域の中の一つの領域において、処理容器内にマイクロ波を放射することにより、処理容器内に供給された処理ガスのプラズマを生成してもよい。 In one embodiment of the disclosed plasma processing apparatus, the mounting table may be provided to be rotatable about the axis so that the substrate to be processed moves around the axis. Further, the processing container may be divided into a plurality of regions in the circumferential direction in which the substrate to be processed moves with respect to the axis line by the rotation of the mounting table. The antenna may generate plasma of the processing gas supplied into the processing container by radiating microwaves into the processing container in one of the plurality of regions.

また、開示するプラズマ処理装置の１つの実施形態において、アンテナは、軸線に沿う方向から見た場合の断面形状が、略正三角形状であってもよい。 Further, in one embodiment of the disclosed plasma processing apparatus, the antenna may have a substantially equilateral triangular cross section when viewed from a direction along the axis.

以下に、開示するプラズマ処理装置の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態により開示される発明が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。 Hereinafter, embodiments of the disclosed plasma processing apparatus will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the invention disclosed by this embodiment is not limited. In addition, the embodiments can be appropriately combined within a range that does not contradict processing contents.

（実施形態）
［プラズマ処理装置１０］
図１は、プラズマ処理装置１０を概略的に示す上面図である。図２は、図１に示すプラズマ処理装置１０から処理容器１２の上部部材１２ｂを取り除いた状態を示す平面図である。図３は、図１および図２におけるプラズマ処理装置１０のＡ−Ａ断面図である。図４は、図３に向かって軸線Ｘの左側の部分の拡大断面図である。図５は、図３に向かって軸線Ｘの右側の部分の拡大断面図である。図１〜図５に示すプラズマ処理装置１０は、主に、処理容器１２、載置台１４、第１のガス供給部１６、排気部１８、第２のガス供給部２０、およびプラズマ生成部２２を備える。本実施形態におけるプラズマ処理装置１０は、例えばセミバッチ式の基板処理装置である。(Embodiment)
[Plasma processing apparatus 10]
FIG. 1 is a top view schematically showing theplasma processing apparatus 10. FIG. 2 is a plan view showing a state in which theupper member 12b of theprocessing container 12 is removed from theplasma processing apparatus 10 shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of theplasma processing apparatus 10 taken along the line AA in FIGS. 1 and 2. 4 is an enlarged cross-sectional view of a portion on the left side of the axis X toward FIG. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a portion on the right side of the axis X toward FIG. Theplasma processing apparatus 10 shown in FIGS. 1 to 5 mainly includes aprocessing container 12, a mounting table 14, a firstgas supply unit 16, anexhaust unit 18, a secondgas supply unit 20, and aplasma generation unit 22. Prepare. Theplasma processing apparatus 10 in this embodiment is a semi-batch type substrate processing apparatus, for example.

処理容器１２は、例えば図１に示すように、軸線Ｘを中心軸とする略円筒状の容器である。処理容器１２は、処理室Ｃを内部に備える。処理室Ｃは、噴射部１６ａを備えたユニットＵを含む。処理容器１２は、例えば、アルマイト処理またはＹ２Ｏ３（酸化イットリウム）の溶射処理等の耐プラズマ処理が内面に施されたＡｌ（アルミニウム）等の金属で形成される。プラズマ処理装置１０は、処理容器１２内に複数のプラズマ生成部２２を有する。それぞれのプラズマ生成部２２は、処理容器１２の上方に、マイクロ波を出力するアンテナ２２ａを備える。図１および図２に例示するプラズマ処理装置１０には、例えば３個のアンテナ２２ａが設けられるが、プラズマ処理装置１０に設けられるアンテナ２２ａの数は、図１および図２に図示するものに限定されず、適宜変更されてもよい。 For example, as shown in FIG. 1, theprocessing container 12 is a substantially cylindrical container having an axis X as a central axis. Theprocessing container 12 includes a processing chamber C therein. The processing chamber C includes a unit U that includes aninjection unit 16a. Theprocessing container 12 is formed of a metal such as Al (aluminum) whose inner surface is subjected to plasma-resistant processing such as alumite processing or Y2O3 (yttrium oxide) thermal spraying. Theplasma processing apparatus 10 includes a plurality ofplasma generation units 22 in theprocessing container 12. Eachplasma generation unit 22 includes anantenna 22 a that outputs a microwave above theprocessing container 12. Theplasma processing apparatus 10 illustrated in FIGS. 1 and 2 is provided with, for example, threeantennas 22a. However, the number ofantennas 22a provided in theplasma processing apparatus 10 is limited to that illustrated in FIGS. However, it may be changed as appropriate.

プラズマ処理装置１０は、例えば図２に示すように、上面に複数の載置領域１４ａを有する載置台１４を備える。載置台１４は、軸線Ｘを中心軸とする略円板状の部材である。載置台１４の上面には、被処理基板の一例である基板Ｗを載置する載置領域１４ａが、軸線Ｘを中心として同心円状に複数（図２の例では５個）形成される。基板Ｗは載置領域１４ａ内に配置され、載置領域１４ａは、載置台１４が回転した際、基板Ｗがズレないように基板Ｗを支持する。載置領域１４ａは、略円状の基板Ｗと略同形状の略円状の凹部である。載置領域１４ａの凹部の直径Ｗ１は、載置領域１４ａに載置される基板Ｗの直径と比べ、略同一である。すなわち、載置領域１４ａの凹部の直径Ｗ１は、載置される基板Ｗが凹部に嵌合し、載置台１４が回転しても、遠心力により基板Ｗが嵌合位置から移動しないように基板Ｗを固定する程度であればよい。 As shown in FIG. 2, for example, theplasma processing apparatus 10 includes a mounting table 14 having a plurality of mountingregions 14a on the upper surface. The mounting table 14 is a substantially disk-shaped member having the axis X as the central axis. On the upper surface of the mounting table 14, a plurality of mountingregions 14 a (five in the example of FIG. 2) are formed concentrically about the axis X, on which a substrate W, which is an example of a substrate to be processed, is mounted. The substrate W is disposed in theplacement region 14a, and theplacement region 14a supports the substrate W so that the substrate W does not shift when the placement table 14 rotates. Theplacement region 14 a is a substantially circular recess having substantially the same shape as the substantially circular substrate W. The diameter W1 of the concave portion of theplacement region 14a is substantially the same as the diameter of the substrate W placed on theplacement region 14a. That is, the diameter W1 of the concave portion of theplacement region 14a is such that the substrate W does not move from the fitting position due to centrifugal force even when the placed substrate W is fitted in the concave portion and the placement table 14 rotates. What is necessary is just to fix W.

プラズマ処理装置１０は、処理容器１２の外縁に、ロボットアーム等の搬送装置を介して、基板Ｗを処理室Ｃへ搬入し、基板Ｗを処理室Ｃから搬出するためのゲートバルブＧを備える。また、プラズマ処理装置１０は、載置台１４の外縁の下方に、排気口２２ｈを備える。排気口２２ｈには、排気装置５２が接続される。プラズマ処理装置１０は、排気装置５２の動作を制御することにより、処理室Ｃ内の圧力を、目的とする圧力に維持する。本実施形態において、処理室Ｃ内の圧力は、例えば１〜５Ｔｏｒｒの範囲内に設定される。 Theplasma processing apparatus 10 includes a gate valve G on the outer edge of theprocessing container 12 for loading the substrate W into the processing chamber C and unloading the substrate W from the processing chamber C via a transfer device such as a robot arm. In addition, theplasma processing apparatus 10 includes anexhaust port 22 h below the outer edge of the mounting table 14. Anexhaust device 52 is connected to theexhaust port 22h. Theplasma processing apparatus 10 controls the operation of theexhaust device 52 to maintain the pressure in the processing chamber C at a target pressure. In the present embodiment, the pressure in the processing chamber C is set within a range of 1 to 5 Torr, for example.

処理容器１２は、例えば図３に示すように、下部部材１２ａおよび上部部材１２ｂを有する。下部部材１２ａは、上方に開口した略筒形状を有し、処理室Ｃを形成する側壁および底壁を含む凹部を形成する。上部部材１２ｂは、略筒形状を有し、下部部材１２ａの凹部の上部開口を閉蓋することにより処理室Ｃを形成する蓋体である。下部部材１２ａと上部部材１２ｂとの間の外周部には、処理室Ｃを密閉するための弾性封止部材、例えばＯリング等が設けられてもよい。 For example, as shown in FIG. 3, theprocessing container 12 includes alower member 12a and anupper member 12b. Thelower member 12a has a substantially cylindrical shape opened upward, and forms a recess including a side wall and a bottom wall forming the processing chamber C. Theupper member 12b is a lid that has a substantially cylindrical shape and forms the processing chamber C by closing the upper opening of the concave portion of thelower member 12a. An elastic sealing member for sealing the processing chamber C, such as an O-ring, may be provided on the outer peripheral portion between thelower member 12a and theupper member 12b.

プラズマ処理装置１０は、処理容器１２により形成される処理室Ｃの内部に、載置台１４を備える。載置台１４は、駆動機構２４によって軸線Ｘを中心に回転駆動される。駆動機構２４は、モータ等の駆動装置２４ａおよび回転軸２４ｂを有し、処理容器１２の下部部材１２ａに取り付けられる。 Theplasma processing apparatus 10 includes a mounting table 14 inside a processing chamber C formed by theprocessing container 12. The mounting table 14 is rotationally driven about the axis X by thedrive mechanism 24. Thedrive mechanism 24 includes adrive device 24 a such as a motor and arotary shaft 24 b and is attached to thelower member 12 a of theprocessing container 12.

回転軸２４ｂは、軸線Ｘを中心軸線とし、処理室Ｃの内部まで延在する。回転軸２４ｂは、駆動装置２４ａから伝達される駆動力により軸線Ｘを中心に回転する。載置台１４は、中央部分が回転軸２４ｂにより支持される。よって、載置台１４は、軸線Ｘを中心に、回転軸２４ｂの回転に従って回転する。なお、処理容器１２の下部部材１２ａと駆動機構２４との間には、処理室Ｃを密閉するＯリング等の弾性封止部材が設けられていてもよい。 Therotating shaft 24b extends to the inside of the processing chamber C with the axis X as the central axis. Therotating shaft 24b rotates around the axis X by the driving force transmitted from the drivingdevice 24a. The center of the mounting table 14 is supported by therotation shaft 24b. Therefore, the mounting table 14 rotates around the axis X according to the rotation of therotating shaft 24b. Note that an elastic sealing member such as an O-ring for sealing the processing chamber C may be provided between thelower member 12 a of theprocessing container 12 and thedrive mechanism 24.

プラズマ処理装置１０は、処理室Ｃ内部の載置台１４の下方に、載置領域１４ａに載置された基板Ｗを加熱するためのヒータ２６を備える。具体的には、載置台１４を加熱することで載置台１４に載置された基板Ｗを加熱する。基板Ｗは、処理容器１２に設けられたゲートバルブＧを介して、図示しないロボットアーム等の搬送装置により処理室Ｃに搬入され、載置領域１４ａに載置される。また、基板Ｗは、搬送装置によりゲートバルブＧを介して処理室Ｃから搬出される。 Theplasma processing apparatus 10 includes aheater 26 for heating the substrate W placed on theplacement region 14a below the placement table 14 in the processing chamber C. Specifically, the substrate W placed on the mounting table 14 is heated by heating the mounting table 14. The substrate W is loaded into the processing chamber C by a transfer device such as a robot arm (not shown) via a gate valve G provided in theprocessing container 12 and placed on theplacement region 14a. The substrate W is unloaded from the processing chamber C via the gate valve G by the transfer device.

処理室Ｃは、例えば図２に示すように、軸線Ｘを中心とする円周上に配列された第１の領域Ｒ１および第２の領域Ｒ２を形成する。載置領域１４ａに載置された基板Ｗは、載置台１４の回転にともない、第１の領域Ｒ１および第２の領域Ｒ２を順に通過する。 For example, as shown in FIG. 2, the processing chamber C forms a first region R1 and a second region R2 arranged on a circumference around the axis X. The substrate W placed on theplacement region 14a sequentially passes through the first region R1 and the second region R2 as the placement table 14 rotates.

プラズマ処理装置１０は、例えば図４に示すように、第１の領域Ｒ１の上方に、載置台１４の上面に対面するように、第１のガス供給部１６が配置される。第１のガス供給部１６は、噴射部１６ａを備える。すなわち、処理室Ｃに含まれる領域のうち噴射部１６ａに対面する領域が第１の領域Ｒ１である。 In theplasma processing apparatus 10, for example, as illustrated in FIG. 4, the firstgas supply unit 16 is disposed above the first region R <b> 1 so as to face the upper surface of the mounting table 14. The firstgas supply unit 16 includes aninjection unit 16a. That is, the area | region which faces theinjection part 16a among the area | regions contained in the process chamber C is 1st area | region R1.

噴射部１６ａは、複数の噴射口１６ｈを備える。第１のガス供給部１６は、複数の噴射口１６ｈを介して第１の領域Ｒ１へ前駆体ガスを供給する。前駆体ガスが第１の領域Ｒ１に供給されることにより、第１の領域Ｒ１を通過する基板Ｗの表面に、前駆体ガスの原子または分子が化学的に吸着する。前駆体ガスは、例えば、ＤＣＳ（ジクロロシラン）やモノクロロシラン、トリクロロシラン等である。 Theinjection unit 16a includes a plurality ofinjection ports 16h. The firstgas supply unit 16 supplies the precursor gas to the first region R1 through the plurality ofinjection ports 16h. By supplying the precursor gas to the first region R1, atoms or molecules of the precursor gas are chemically adsorbed on the surface of the substrate W that passes through the first region R1. The precursor gas is, for example, DCS (dichlorosilane), monochlorosilane, trichlorosilane, or the like.

第１の領域Ｒ１の上方には、載置台１４の上面に対面するように、排気部１８の排気口１８ａが設けられている。排気口１８ａは、噴射部１６ａの周囲に設けられる。排気部１８は、真空ポンプなどの排気装置３４の動作により、排気口１８ａを介して処理室Ｃ内のガスを排気する。 Anexhaust port 18 a of theexhaust unit 18 is provided above the first region R <b> 1 so as to face the upper surface of the mounting table 14. Theexhaust port 18a is provided around theinjection unit 16a. Theexhaust unit 18 exhausts the gas in the processing chamber C through theexhaust port 18a by the operation of theexhaust device 34 such as a vacuum pump.

第１の領域Ｒ１の上方には、載置台１４の上面に対面するように、第２のガス供給部２０の噴射口２０ａが設けられている。噴射口２０ａは、排気口１８ａの周囲に設けられている。第２のガス供給部２０は、噴射口２０ａを介して第１の領域Ｒ１へパージガスを供給する。第２のガス供給部２０によって供給されるパージガスは、例えばＡｒ（アルゴン）等の不活性ガスである。パージガスが基板Ｗの表面に噴射されることにより、基板Ｗに過剰に化学吸着した前駆体ガスの原子または分子（残留ガス成分）が基板Ｗから除去される。これにより、基板Ｗの表面に、前駆体ガスの原子または分子が化学吸着した原子層または分子層が形成されることになる。 Above the first region R1, aninjection port 20a of the secondgas supply unit 20 is provided so as to face the upper surface of the mounting table. Theinjection port 20a is provided around theexhaust port 18a. The secondgas supply unit 20 supplies the purge gas to the first region R1 through theinjection port 20a. The purge gas supplied by the secondgas supply unit 20 is an inert gas such as Ar (argon). By ejecting the purge gas onto the surface of the substrate W, the atoms or molecules (residual gas components) of the precursor gas excessively chemisorbed on the substrate W are removed from the substrate W. As a result, an atomic layer or a molecular layer in which atoms or molecules of the precursor gas are chemisorbed is formed on the surface of the substrate W.

プラズマ処理装置１０は、噴射口２０ａからパージガスを噴射し、排気口１８ａより載置台１４の表面に沿ってパージガスを排気する。これにより、プラズマ処理装置１０は、第１の領域Ｒ１に供給される前駆体ガスが第１の領域Ｒ１の外に漏れ出すことを抑制する。また、プラズマ処理装置１０は、噴射口２０ａからパージガスを噴射して排気口１８ａより載置台１４の面に沿ってパージガスを排気するので、第２の領域Ｒ２に供給する反応ガスまたは反応ガスのラジカル等が第１の領域Ｒ１内に侵入することを抑制する。すなわち、プラズマ処理装置１０は、第２のガス供給部２０からのパージガスの噴射および排気部１８からの排気により、第１の領域Ｒ１と、第２の領域Ｒ２とを分離する。 Theplasma processing apparatus 10 ejects purge gas from theejection port 20a and exhausts the purge gas along the surface of the mounting table 14 from theexhaust port 18a. Thereby, theplasma processing apparatus 10 suppresses the precursor gas supplied to the first region R1 from leaking out of the first region R1. Further, since theplasma processing apparatus 10 injects purge gas from theinjection port 20a and exhausts the purge gas along the surface of the mounting table 14 from theexhaust port 18a, the reaction gas supplied to the second region R2 or a radical of the reaction gas And the like are prevented from entering the first region R1. That is, theplasma processing apparatus 10 separates the first region R1 and the second region R2 by jetting purge gas from the secondgas supply unit 20 and exhausting from theexhaust unit 18.

なお、プラズマ処理装置１０は、噴射部１６ａ、排気口１８ａ、噴射口２０ａを含むユニットＵを備える。すなわち、噴射部１６ａ、排気口１８ａ、および噴射口２０ａは、ユニットＵを構成する部位として形成される。ユニットＵは、例えば図４に示すように、第１の部材Ｍ１、第２の部材Ｍ２、第３の部材Ｍ３、および第４の部材Ｍ４が順次積み重ねられた構造を有する。ユニットＵは、処理容器１２の上部部材１２ｂの下面に当接するように処理容器１２に取り付けられる。 Theplasma processing apparatus 10 includes a unit U including aninjection unit 16a, anexhaust port 18a, and aninjection port 20a. That is, theinjection part 16a, theexhaust port 18a, and theinjection port 20a are formed as parts constituting the unit U. For example, as shown in FIG. 4, the unit U has a structure in which a first member M1, a second member M2, a third member M3, and a fourth member M4 are sequentially stacked. The unit U is attached to theprocessing container 12 so as to contact the lower surface of theupper member 12b of theprocessing container 12.

ユニットＵには、例えば図４に示すように、第２の部材Ｍ２〜第４の部材Ｍ４を貫通するガス供給路１６ｐが形成されている。ガス供給路１６ｐは、上端が、処理容器１２の上部部材１２ｂに設けられたガス供給路１２ｐと接続される。ガス供給路１２ｐには、弁１６ｖおよびマスフローコントローラ等の流量制御器１６ｃを介して、前駆体ガスのガス供給源１６ｇが接続される。また、ガス供給路１６ｐの下端は、第１の部材Ｍ１と、第２の部材Ｍ２との間に形成された空間１６ｄに接続される。空間１６ｄには、第１の部材Ｍ１に設けられた噴射部１６ａの噴射口１６ｈが接続される。 In the unit U, for example, as shown in FIG. 4, agas supply path 16p that penetrates the second member M2 to the fourth member M4 is formed. An upper end of thegas supply path 16p is connected to agas supply path 12p provided in theupper member 12b of theprocessing container 12. Agas supply source 16g of precursor gas is connected to thegas supply path 12p via avalve 16v and aflow rate controller 16c such as a mass flow controller. The lower end of thegas supply path 16p is connected to aspace 16d formed between the first member M1 and the second member M2. Theinjection port 16h of theinjection part 16a provided in the first member M1 is connected to thespace 16d.

ユニットＵには、第４の部材Ｍ４を貫通するガス供給路２０ｒが形成される。ガス供給路２０ｒは、上端が、処理容器１２の上部部材１２ｂに設けられたガス供給路１２ｒと接続される。ガス供給路１２ｒには、弁２０ｖおよびマスフローコントローラ等の流量制御器２０ｃを介して、パージガスのガス供給源２０ｇが接続される。 In the unit U, agas supply path 20r penetrating the fourth member M4 is formed. The upper end of thegas supply path 20r is connected to thegas supply path 12r provided in theupper member 12b of theprocessing container 12. Agas supply source 20g of purge gas is connected to thegas supply path 12r via avalve 20v and aflow rate controller 20c such as a mass flow controller.

ユニットＵは、ガス供給路２０ｒの下端が、第４の部材Ｍ４の下面と第３の部材Ｍ３の上面との間に設けられた空間２０ｄに接続される。また、第４の部材Ｍ４は、第１の部材Ｍ１〜第３の部材Ｍ３を収容する凹部を形成する。凹部を形成する第４の部材Ｍ４の内側面と、第３の部材Ｍ３の外側面との間にはギャップ２０ｐが設けられる。ギャップ２０ｐは、空間２０ｄに接続される。ギャップ２０ｐの下端は、噴射口２０ａとして機能する。 In the unit U, the lower end of thegas supply path 20r is connected to aspace 20d provided between the lower surface of the fourth member M4 and the upper surface of the third member M3. Moreover, the 4th member M4 forms the recessed part which accommodates the 1st member M1-the 3rd member M3. Agap 20p is provided between the inner surface of the fourth member M4 that forms the recess and the outer surface of the third member M3. Thegap 20p is connected to thespace 20d. The lower end of thegap 20p functions as theinjection port 20a.

ユニットＵには、第３の部材Ｍ３および第４の部材Ｍ４を貫通する排気路１８ｑが形成される。排気路１８ｑは、上端が、処理容器１２の上部部材１２ｂに設けられた排気路１２ｑと接続される。排気路１２ｑは、真空ポンプ等の排気装置３４に接続される。また、排気路１８ｑは、下端が、第３の部材Ｍ３の下面と、第２の部材Ｍ２の上面との間に設けられた空間１８ｄに接続される。 In the unit U, anexhaust path 18q that penetrates the third member M3 and the fourth member M4 is formed. The upper end of theexhaust path 18q is connected to theexhaust path 12q provided in theupper member 12b of theprocessing container 12. Theexhaust path 12q is connected to anexhaust device 34 such as a vacuum pump. The lower end of theexhaust path 18q is connected to aspace 18d provided between the lower surface of the third member M3 and the upper surface of the second member M2.

第３の部材Ｍ３は、第１の部材Ｍ１および第２の部材Ｍ２を収容する凹部を備える。第３の部材Ｍ３が備える凹部を構成する第３の部材Ｍ３の内側面と、第１の部材Ｍ１および第２の部材Ｍ２の外側面との間には、ギャップ１８ｇが設けられる。空間１８ｄは、ギャップ１８ｇに接続される。ギャップ１８ｇの下端は、排気口１８ａとして機能する。プラズマ処理装置１０は、噴射口２０ａからパージガスを噴射して排気口１８ａより載置台１４の面に沿ってパージガスを排気することにより、第１の領域Ｒ１に供給する前駆体ガスが第１の領域Ｒ１の外へ漏れ出すことを抑制する。 The third member M3 includes a recess that accommodates the first member M1 and the second member M2. Agap 18g is provided between the inner surface of the third member M3 constituting the recess provided in the third member M3 and the outer surfaces of the first member M1 and the second member M2. Thespace 18d is connected to thegap 18g. The lower end of thegap 18g functions as theexhaust port 18a. Theplasma processing apparatus 10 ejects the purge gas from theinjection port 20a and exhausts the purge gas along the surface of the mounting table 14 from theexhaust port 18a, so that the precursor gas supplied to the first region R1 is in the first region. Suppresses leakage out of R1.

プラズマ処理装置１０は、例えば図５に示すように、第２の領域Ｒ２の上方に設けられた上部部材１２ｂの開口ＡＰに、載置台１４の上面に対面するように設けられたプラズマ生成部２２を備える。プラズマ生成部２２は、アンテナ２２ａと、アンテナ２２ａにマイクロ波を供給する同軸導波管２２ｂとを有する。本実施形態において、上部部材１２ｂには例えば３つの開口ＡＰが形成され、プラズマ処理装置１０は、例えば３つのプラズマ生成部２２を備える。 For example, as shown in FIG. 5, theplasma processing apparatus 10 includes aplasma generation unit 22 provided in the opening AP of theupper member 12 b provided above the second region R <b> 2 so as to face the upper surface of the mounting table 14. Is provided. Theplasma generation unit 22 includes anantenna 22a and acoaxial waveguide 22b that supplies a microwave to theantenna 22a. In the present embodiment, for example, three openings AP are formed in theupper member 12b, and theplasma processing apparatus 10 includes, for example, threeplasma generation units 22.

プラズマ生成部２２は、第２の領域Ｒ２へ、反応ガスおよびマイクロ波を供給して、第２の領域Ｒ２において反応ガスのプラズマを生成する。反応ガスに窒素含有ガスを用いた場合、プラズマ生成部２２は、基板Ｗに化学的に吸着した原子層または分子層を窒化させる。反応ガスとしては、例えばＮ２（窒素）またはＮＨ３（アンモニア）等の窒素含有ガスを用いることができる。 Theplasma generation unit 22 supplies a reactive gas and a microwave to the second region R2, and generates a reactive gas plasma in the second region R2. When a nitrogen-containing gas is used as the reaction gas, theplasma generating unit 22 nitrides the atomic layer or the molecular layer that is chemically adsorbed on the substrate W. As the reaction gas, for example, a nitrogen-containing gas such as N2 (nitrogen) or NH3 (ammonia) can be used.

プラズマ生成部２２は、例えば図５に示すように、開口ＡＰを閉塞するようにアンテナ２２ａを気密に配置する。アンテナ２２ａは、天板４０、スロット板４２、および遅波板４４を有する。 For example, as shown in FIG. 5, theplasma generation unit 22 arranges theantenna 22a in an airtight manner so as to close the opening AP. Theantenna 22 a includes atop plate 40, aslot plate 42, and aslow wave plate 44.

図６および図７は、天板４０の一例を示す図である。図６は、軸線Ｘに沿って天板４０を上方から見た場合の天板４０の形状の一例を示し、図７は、軸線Ｘに沿って天板４０を下方から見た場合の天板４０の形状の一例を示す。天板４０は、誘電体により形成され、例えば図６および図７に示すように、平板部４０ａと、平板部４０ａの周縁に沿って平板部４０ａから上方に突出するリブ４０ｂとを有する。本実施形態において、リブ４０ｂは、平板部４０ａの周縁の全周に渡って平板部４０ａ上に形成される。 6 and 7 are diagrams illustrating an example of thetop board 40. FIG. 6 shows an example of the shape of thetop board 40 when thetop board 40 is viewed from above along the axis X, and FIG. 7 shows the top board when thetop board 40 is viewed from below along the axis X. An example of 40 shapes is shown. Thetop plate 40 is formed of a dielectric, and has, for example, aflat plate portion 40a andribs 40b that protrude upward from theflat plate portion 40a along the periphery of theflat plate portion 40a, as shown in FIGS. In the present embodiment, therib 40b is formed on theflat plate portion 40a over the entire circumference of the peripheral edge of theflat plate portion 40a.

本実施形態において、天板４０は、例えば図６および図７に示すように、軸線Ｘの方向から見た場合の形状が、例えば角の丸い略正三角形状である。本実施形態において、天板４０は、例えばアルミナで形成される。なお、天板４０は、アルミナの他、石英、窒化アルミニウム、窒化シリコン、または酸化イットリウム等で形成されてもよい。天板４０は、平板部４０ａの下面が処理容器１２の上部部材１２ｂに形成された開口ＡＰから第２の領域Ｒ２に露出するように上部部材１２ｂによって支持されている。 In the present embodiment, for example, as shown in FIGS. 6 and 7, thetop plate 40 has a substantially regular triangular shape with rounded corners when viewed from the direction of the axis X, for example. In the present embodiment, thetop plate 40 is made of alumina, for example. Thetop plate 40 may be formed of quartz, aluminum nitride, silicon nitride, yttrium oxide, or the like in addition to alumina. Thetop plate 40 is supported by theupper member 12b so that the lower surface of theflat plate portion 40a is exposed to the second region R2 from the opening AP formed in theupper member 12b of theprocessing container 12.

本実施形態の天板４０では、少なくとも載置領域１４ａに載置された基板Ｗが通過する領域に対向する平板部４０ａの下面の領域が平面状に形成されている。そして、平面状に形成された平板部４０ａの下面の領域は、例えばＡｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、またはＹＦ２等によりコーティングされている。これらのコーティングは、溶射やエアロゾルデポジション法などによって行うことができる。これにより、基板Ｗの処理の過程で天板４０の材料が基板Ｗの表面に付着することにより発生するコンタミネーションを防止することができる。また、本実施形態において、平板部４０ａの下面は平面状に形成されるため、平板部４０ａの下面にコーティングされる膜の密着性を向上させることができる。 In thetop plate 40 of the present embodiment, at least the region of the lower surface of theflat plate portion 40a facing the region through which the substrate W placed on theplacement region 14a passes is formed in a planar shape. And the area | region of the lower surface of theflat plate part 40a formed in planar shape is coated by Al2O3, Y2O3, YF2, etc., for example. These coatings can be performed by thermal spraying or aerosol deposition. Thereby, the contamination which generate | occur | produces when the material of thetop plate 40 adheres to the surface of the board | substrate W in the process of the board | substrate W can be prevented. In the present embodiment, since the lower surface of theflat plate portion 40a is formed in a flat shape, the adhesion of the film coated on the lower surface of theflat plate portion 40a can be improved.

天板４０上には、スロット板４２が設けられている。スロット板４２は、天板４０のリブ４０ｂで囲まれた領域内に配置されている。図８は、スロット板４２の一例を示す図である。スロット板４２は、金属により板状に形成される。スロット板４２は、例えば図８に示すように、軸線Ｘの方向から見た場合の形状が、例えば角の丸い略正三角形状である。スロット板４２には、例えば図８に示すように、複数のスロット対４２ｃが形成されている。各スロット対４２ｃには、互いに交差又は直交する方向に延びる長孔である二つのスロット孔４２ａおよび４２ｂが含まれている。これらスロット対４２ｃは、スロット板４２の面内に半径の異なる同心円状に周方向に複数形成されている。また、スロット板４２には、同軸導波管２２ｂを配置するための開口４２ｄが設けられる。スロット板４２は、導体板の一例である。 On thetop plate 40, aslot plate 42 is provided. Theslot plate 42 is disposed in a region surrounded by theribs 40 b of thetop plate 40. FIG. 8 is a view showing an example of theslot plate 42. Theslot plate 42 is formed in a plate shape from metal. For example, as shown in FIG. 8, the shape of theslot plate 42 when viewed from the direction of the axis X is, for example, a substantially regular triangle shape with rounded corners. Theslot plate 42 is formed with a plurality of slot pairs 42c as shown in FIG. 8, for example. Eachslot pair 42c includes twoslot holes 42a and 42b which are long holes extending in a direction intersecting or orthogonal to each other. A plurality of these slot pairs 42 c are formed in the circumferential direction in concentric circles having different radii in the plane of theslot plate 42. Theslot plate 42 is provided with anopening 42d for arranging thecoaxial waveguide 22b. Theslot plate 42 is an example of a conductor plate.

スロット板４２上には遅波板４４が設けられている。遅波板４４は、天板４０の遅波板４４ｂで囲まれた領域内に配置されている。図９は、遅波板４４の一例を示す図である。遅波板４４は、例えばアルミナ等の誘電体で形成される。遅波板４４は、例えば図９に示すように、軸線Ｘの方向から見た場合の形状が、例えば角の丸い略正三角形状である。遅波板４４には、同軸導波管２２ｂの外側導体６２ｂを配置するための略円筒状の開口が設けられる。当該開口の周囲を形成する遅波板４４の内径側の端部には、遅波板４４の厚み方向に突出するリング状の突出部４４ａが設けられている。遅波板４４は、突出部４４ａが上側に突出するように、スロット板４２上に取り付けられる。 Aslow wave plate 44 is provided on theslot plate 42. Theslow wave plate 44 is disposed in a region surrounded by the slow wave plate 44 b of thetop plate 40. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of theslow wave plate 44. Theslow wave plate 44 is formed of a dielectric material such as alumina. For example, as illustrated in FIG. 9, theslow wave plate 44 has a substantially regular triangular shape with rounded corners when viewed from the direction of the axis X. Theslow wave plate 44 is provided with a substantially cylindrical opening for disposing theouter conductor 62b of thecoaxial waveguide 22b. A ring-shapedprotrusion 44 a that protrudes in the thickness direction of theslow wave plate 44 is provided at the inner diameter side end of theslow wave plate 44 that forms the periphery of the opening. Theslow wave plate 44 is mounted on theslot plate 42 so that the protrudingportion 44a protrudes upward.

遅波板４４の上面には冷却プレート４６が設けられる。冷却プレート４６は、その内部に形成された流路を流通する冷媒により、遅波板４４を介してアンテナ２２ａを冷却する。冷却プレート４６の表面は金属製である。冷却プレート４６は、図示しないスパイラルスプリングガスケット等のバネにより遅波板４４の上面に押圧されており、冷却プレート４６の下面は、遅波板４４の上面に密着している。これにより、アンテナ２２ａは、冷却プレート４６を介して効率よく放熱することができる。 A coolingplate 46 is provided on the upper surface of theslow wave plate 44. The coolingplate 46 cools theantenna 22a through theslow wave plate 44 by the refrigerant flowing through the flow path formed therein. The surface of the coolingplate 46 is made of metal. The coolingplate 46 is pressed against the upper surface of theslow wave plate 44 by a spring such as a spiral spring gasket (not shown), and the lower surface of the coolingplate 46 is in close contact with the upper surface of theslow wave plate 44. Thereby, theantenna 22a can efficiently radiate heat through the coolingplate 46.

同軸導波管２２ｂは、中空の略円筒状の内側導体６２ａおよび外側導体６２ｂを備える。内側導体６２ａは、アンテナ２２ａの上方から遅波板４４の開口およびスロット板４２の開口を貫通する。外側導体６２ｂは、内側導体６２ａの外周面と、外側導体６２ｂの内周面との間に隙間をあけて、内側導体６２ａを囲むように設けられる。外側導体６２ｂの下端は、冷却プレート４６の開口部に接続される。内側導体６２ａと外側導体６２ｂとの間には、外側導体６２ｂから内側導体６２ａの方向へ向かって、斜め下方向に複数のスタブ８０が挿入されている。それぞれのスタブ８０の挿入量を制御することにより、天板４０の下面から第２の領域Ｒ２へ放射されるマイクロ波の分布を制御することができる。 Thecoaxial waveguide 22b includes a hollow substantially cylindricalinner conductor 62a andouter conductor 62b. Theinner conductor 62a passes through the opening of theslow wave plate 44 and the opening of theslot plate 42 from above theantenna 22a. Theouter conductor 62b is provided so as to surround theinner conductor 62a with a gap between the outer peripheral surface of theinner conductor 62a and the inner peripheral surface of theouter conductor 62b. The lower end of theouter conductor 62 b is connected to the opening of the coolingplate 46. Between theinner conductor 62a and theouter conductor 62b, a plurality ofstubs 80 are inserted obliquely downward from theouter conductor 62b toward theinner conductor 62a. By controlling the insertion amount of eachstub 80, the distribution of microwaves radiated from the lower surface of thetop plate 40 to the second region R2 can be controlled.

プラズマ処理装置１０は、導波管６０および高周波発生器６８を有する。高周波発生器６８は、例えば１ＭＨｚ〜３ＴＨｚの帯域に含まれる高周波を発生させる。本実施形態において、高周波発生器６８は、３００ＭＨｚ〜３ＴＨｚの帯域に含まれるマイクロ波（例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波）を発生させる。高周波発生器６８が発生した、例えば約２．４５ＧＨｚのマイクロ波は、導波管６０を介して同軸導波管２２ｂに伝搬し、内側導体６２ａと外側導体６２ｂとの隙間を伝搬する。そして、遅波板４４内を伝搬したマイクロ波は、スロット板４２のスロット孔から天板４０へ伝搬し、天板４０から第２の領域Ｒ２へ放射される。 Theplasma processing apparatus 10 includes awaveguide 60 and ahigh frequency generator 68. Thehigh frequency generator 68 generates a high frequency included in a band of 1 MHz to 3 THz, for example. In the present embodiment, thehigh frequency generator 68 generates a microwave (for example, a microwave of 2.45 GHz) included in a band of 300 MHz to 3 THz. For example, a microwave of about 2.45 GHz generated by the high-frequency generator 68 propagates to thecoaxial waveguide 22b via thewaveguide 60, and propagates through the gap between theinner conductor 62a and theouter conductor 62b. The microwave propagated in theslow wave plate 44 propagates from the slot hole of theslot plate 42 to thetop plate 40 and is radiated from thetop plate 40 to the second region R2.

第２の領域Ｒ２には、反応ガス供給部２２ｃから反応ガスが供給される。反応ガス供給部２２ｃは、例えば開口ＡＰの周囲に延在するように、処理容器１２の上部部材１２ｂの内側に複数設けられ、反応ガスを天板４０の下方に向けて噴射する。反応ガス供給部２２ｃには、弁５０ｖおよびマスフローコントローラ等の流量制御器５０ｃを介して、反応ガスのガス供給源５０ｇが接続される。 The reaction gas is supplied from the reactiongas supply unit 22c to the second region R2. For example, a plurality of reactiongas supply units 22 c are provided inside theupper member 12 b of theprocessing container 12 so as to extend around the opening AP, and the reactiongas supply unit 22 c injects the reaction gas toward the lower side of thetop plate 40. A reactiongas supply source 50g is connected to the reactiongas supply unit 22c via avalve 50v and aflow rate controller 50c such as a mass flow controller.

プラズマ生成部２２は、反応ガス供給部２２ｃにより第２の領域Ｒ２に反応ガスを供給し、アンテナ２２ａにより第２の領域Ｒ２にマイクロ波を放射する。これにより、第２の領域Ｒ２において反応ガスプラズマが生成される。 Theplasma generation unit 22 supplies the reaction gas to the second region R2 by the reactiongas supply unit 22c, and radiates the microwave to the second region R2 by theantenna 22a. Thereby, a reactive gas plasma is generated in the second region R2.

また、図３に示すように、プラズマ処理装置１０は、プラズマ処理装置１０の各構成要素を制御するための制御部７０を備える。制御部７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の制御装置、メモリ等の記憶装置、入出力装置等を備えるコンピュータであってもよい。制御部７０は、メモリに記憶された制御プログラムに従ったＣＰＵの動作に基づいて、プラズマ処理装置１０の各構成要素を制御する。 As shown in FIG. 3, theplasma processing apparatus 10 includes acontrol unit 70 for controlling each component of theplasma processing apparatus 10. Thecontrol unit 70 may be a computer including a control device such as a CPU (Central Processing Unit), a storage device such as a memory, an input / output device, and the like. Thecontrol unit 70 controls each component of theplasma processing apparatus 10 based on the operation of the CPU according to the control program stored in the memory.

例えば、制御部７０は、載置台１４の回転速度を制御する制御信号を駆動装置２４ａへ出力する。また、制御部７０は、基板Ｗの温度を制御する制御信号をヒータ２６に接続された電源へ出力する。また、制御部７０は、前駆体ガスの流量を制御する制御信号を弁１６ｖおよび流量制御器１６ｃへ出力する。また、制御部７０は、排気量を制御する制御信号を排気装置３４へ出力する。 For example, thecontrol unit 70 outputs a control signal for controlling the rotation speed of the mounting table 14 to thedriving device 24a. Further, thecontrol unit 70 outputs a control signal for controlling the temperature of the substrate W to a power source connected to theheater 26. Further, thecontrol unit 70 outputs a control signal for controlling the flow rate of the precursor gas to thevalve 16v and theflow rate controller 16c. Further, thecontrol unit 70 outputs a control signal for controlling the exhaust amount to theexhaust device 34.

また、制御部７０は、パージガスの流量を制御する制御信号を弁２０ｖおよび流量制御器２０ｃへ出力する。また、制御部７０は、マイクロ波のパワーを制御する制御信号を高周波発生器６８へ出力する。また、制御部７０は、反応ガスの流量を制御する制御信号を弁５０ｖおよび流量制御器５０ｃへ出力する。また、制御部７０は、排気口２２ｈからの排気量を制御する制御信号を排気装置５２へ送信する。 Further, thecontrol unit 70 outputs a control signal for controlling the flow rate of the purge gas to thevalve 20v and theflow rate controller 20c. Further, thecontrol unit 70 outputs a control signal for controlling the power of the microwave to thehigh frequency generator 68. Further, thecontrol unit 70 outputs a control signal for controlling the flow rate of the reaction gas to thevalve 50v and theflow rate controller 50c. Further, thecontrol unit 70 transmits a control signal for controlling the exhaust amount from theexhaust port 22h to theexhaust device 52.

［天板４０の形状］
プラズマ処理装置１０を用いた基板Ｗのプラズマ処理では、処理容器１２内は、大気圧よりも低い圧力に設定される。そのため、天板４０には、大気圧と処理容器１２内の圧力との差圧に応じた圧力がかかる。そのため、天板４０には、圧力に対する強度を確保するために、天板４０にリブが設けられる場合がある。マイクロ波を用いたプラズマ処理では、アンテナ２２ａと基板Ｗとの間の距離が短くなると、基板Ｗに供給されるラジカルの量が増加し、基板Ｗ上に形成された膜の質が向上する。しかし、天板４０の機械的な強度を確保するために、天板４０の載置台１４側の面にリブが設けられると、リブの高さの分、アンテナ２２ａを基板Ｗに近づけることが難しくなる。そのため、基板Ｗ上に形成された膜の質を向上させることが困難となる。[Shape of top plate 40]
In the plasma processing of the substrate W using theplasma processing apparatus 10, the inside of theprocessing container 12 is set to a pressure lower than the atmospheric pressure. Therefore, a pressure corresponding to a differential pressure between the atmospheric pressure and the pressure in theprocessing container 12 is applied to thetop plate 40. Therefore, thetop plate 40 may be provided with ribs in order to ensure strength against pressure. In the plasma treatment using microwaves, when the distance between theantenna 22a and the substrate W is shortened, the amount of radicals supplied to the substrate W is increased, and the quality of the film formed on the substrate W is improved. However, if a rib is provided on the surface of thetop plate 40 on the mounting table 14 side in order to ensure the mechanical strength of thetop plate 40, it is difficult to bring theantenna 22a closer to the substrate W by the height of the rib. Become. Therefore, it becomes difficult to improve the quality of the film formed on the substrate W.

そこで、発明者らは、載置台１４側の面にリブが設けられていない天板４０を用いることを検討した。リブが設けられていない板状の天板を用いてプラズマ処理を実施した場合の天板の第一主応力をシミュレーションしたところ、図１０に示すようなシミュレーション結果を得た。図１０は、リブが設けられていない天板の第一主応力のシミュレーション結果の一例を示す図である。図１０に示したシミュレーション結果では、１１ｍｍ、１３ｍｍ、および１６ｍｍの３通りの厚みＬ１の天板について、アンテナ２２ａから供給されるマイクロ波の電力を変えた場合の天板の第一主応力のシミュレーション結果が示されている。なお、図１０に示したシミュレーション結果では、天板の材質としてアルミナを使用している。 Then, the inventors examined using thetop plate 40 in which the rib is not provided in the surface at the mountingbase 14 side. When the first principal stress of the top plate in the case where the plasma treatment was performed using a plate-like top plate without ribs was obtained, a simulation result as shown in FIG. 10 was obtained. FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a simulation result of the first principal stress of the top plate on which no rib is provided. In the simulation result shown in FIG. 10, the simulation of the first principal stress of the top plate when the power of the microwave supplied from theantenna 22a is changed for the top plate of three thicknesses L1 of 11 mm, 13 mm, and 16 mm. Results are shown. In the simulation results shown in FIG. 10, alumina is used as the top plate material.

図１０の結果から明らかなように、いずれの厚みＬ１の天板においても、マイクロ波の電力が増加するに従って、天板の第一主応力が増加している。そして、厚みＬ１が１１ｍｍまたは１３ｍｍの天板では、５ｋＷのマイクロ波を供給した場合の第一主応力が７５ＭＰａを超えている。また、厚みＬ１が１６ｍｍの天板では、５ｋＷのマイクロ波を供給した場合の第一主応力が７５ＭＰａ付近の値となっている。 As is apparent from the results of FIG. 10, the first principal stress of the top plate increases as the microwave power increases in any top plate of thickness L1. And in the top plate whose thickness L1 is 11 mm or 13 mm, the 1st main stress at the time of supplying a microwave of 5 kW exceeds 75 MPa. In the top plate having a thickness L1 of 16 mm, the first principal stress when a microwave of 5 kW is supplied is a value in the vicinity of 75 MPa.

ここで、本実施形態では、天板の過去の使用実績から、５ｋＷのマイクロ波を供給した場合の第一主応力の上限値を７５ＭＰａと定めた。図１０のシミュレーション結果を参照すると、厚みＬ１が１１ｍｍまたは１３ｍｍの天板では、５ｋＷのマイクロ波を供給した場合の第一主応力が上限値を超えていることが分かる。また、厚みＬ１が１６ｍｍの天板では、５ｋＷのマイクロ波を供給した場合の第一主応力が７５ＭＰａ付近の値となっており、上限値に対してマージンがとれていないことが分かる。従って、リブが設けられていない板状の天板を用いた場合には、強度が確保できないことが分かった。 Here, in the present embodiment, the upper limit value of the first principal stress when a microwave of 5 kW is supplied is determined to be 75 MPa from the past use record of the top board. Referring to the simulation result of FIG. 10, it can be seen that the first principal stress when a microwave of 5 kW is supplied exceeds the upper limit value on a top plate having a thickness L1 of 11 mm or 13 mm. Moreover, in the top plate with a thickness L1 of 16 mm, the first principal stress when a microwave of 5 kW is supplied is a value near 75 MPa, and it can be seen that there is no margin with respect to the upper limit value. Therefore, it was found that the strength could not be secured when a plate-like top plate without ribs was used.

次に、リブが設けられた天板のシミュレーション結果について説明する。天板の載置台１４側の面にリブが設けられると、リブの高さの分、アンテナ２２ａを基板Ｗに近づけることが難しくなる。そのため、本実施形態では、例えば図６および図７で説明したように、載置台１４側の面と反対側の面の周縁全体にリブが設けられた天板４０を用いる。 Next, the simulation result of the top plate provided with ribs will be described. If ribs are provided on the surface of the top plate on the mounting table 14 side, it is difficult to bring theantenna 22a closer to the substrate W by the height of the ribs. Therefore, in this embodiment, for example, as described with reference to FIGS. 6 and 7, thetop plate 40 provided with ribs on the entire periphery of the surface opposite to the surface on the mounting table 14 side is used.

ここで、シミュレーションで用いたパラメータについて説明する。図１１は、リブの高さおよび幅を説明する図である。図１１に示すように、天板４０において、平板部４０ａの厚みをＬ１、リブ４０ｂの平板部４０ａからの高さをＬ２、リブ４０ｂの幅をＬ３と定義する。 Here, parameters used in the simulation will be described. FIG. 11 is a diagram illustrating the height and width of the rib. As shown in FIG. 11, in thetop plate 40, the thickness of theflat plate portion 40a is defined as L1, the height of therib 40b from theflat plate portion 40a is defined as L2, and the width of therib 40b is defined as L3.

なお、天板４０の平板部４０ａは、スロット板４２の下に配置される。そして、スロット板４２に設けられたそれぞれのスロット孔４２ａおよび４２ｂから放射されたマイクロ波は、天板４０を伝搬し、天板４０から第２の領域Ｒ２へ放射される。ここで、機械的な強度を上げるためには、天板４０の厚みＬ１を増加させることが考えられる。しかし、天板４０の厚みＬ１を増加させると、それぞれのスロット孔４２ａおよび４２ｂから放射されたマイクロ波が、天板４０の面内方向に広がりやすくなり、天板４０上において、マイクロ波の定在波が発生しやすくなる。マイクロ波の定在波が発生すると、天板４０の面内において、スロット孔４２ａおよび４２ｂの直下とは異なる位置でマイクロ波が強まる場合がある。そのため、マイクロ波が、スロット孔４２ａおよび４２ｂの配置とは異なる分布となり、マイクロ波の分布の制御性が低下する。これにより、プラズマの着火不良やプラズマ分布の偏りが発生する。そのため、平板部４０ａは、あまり厚すぎることも好ましくない。 Theflat plate portion 40 a of thetop plate 40 is disposed below theslot plate 42. The microwaves radiated from therespective slot holes 42a and 42b provided in theslot plate 42 propagate through thetop plate 40 and are radiated from thetop plate 40 to the second region R2. Here, in order to increase the mechanical strength, it is conceivable to increase the thickness L1 of thetop board 40. However, when the thickness L1 of thetop plate 40 is increased, the microwaves radiated from the slot holes 42a and 42b are likely to spread in the in-plane direction of thetop plate 40, and the microwaves are fixed on thetop plate 40. Standing waves are likely to occur. When a microwave standing wave is generated, the microwave may be strengthened at a position different from that immediately below the slot holes 42 a and 42 b in the plane of thetop plate 40. Therefore, the microwave has a distribution different from the arrangement of the slot holes 42a and 42b, and the controllability of the microwave distribution is lowered. As a result, poor ignition of plasma and uneven plasma distribution occur. Therefore, it is not preferable that theflat plate portion 40a is too thick.

本実施形態では、機械的な強度と、マイクロ波の分布の制御性の観点から、平板部４０ａの厚みＬ１は、天板４０内のマイクロ波の波長をλとした場合に、例えばλ／８〜３λ／８の範囲内の厚みであることが好ましい。天板４０の材質がアルミナである場合、２．４５ＧＨｚのマイクロ波に対して、平板部４０ａの厚みＬ１は、例えば約５ｍｍ〜１５ｍｍの範囲内であることが好ましい。マイクロ波の分布の制御性の観点からは、平板部４０ａの厚みＬ１は、λ／４であることがより好ましい。天板４０の材質がアルミナである場合、天板４０内における２．４５ＧＨｚのマイクロ波の波長は、約４０ｍｍであるため、マイクロ波の分布の制御性の観点からは、平板部４０ａの厚みＬ１は、約１０ｍｍ程度であることが好ましい。しかし、機械的強度を考慮すると、約１０ｍｍの厚みでは、強度のマージンが少ないと考えられる。そのため、以下では、平板部４０ａの厚みＬ１を１３ｍｍとしてシミュレーションを行った。 In the present embodiment, from the viewpoint of mechanical strength and controllability of the microwave distribution, the thickness L1 of theflat plate portion 40a is, for example, λ / 8 when the wavelength of the microwave in thetop plate 40 is λ. The thickness is preferably in the range of -3λ / 8. When the material of thetop plate 40 is alumina, the thickness L1 of theflat plate portion 40a is preferably in the range of about 5 mm to 15 mm, for example, with respect to the microwave of 2.45 GHz. From the viewpoint of controllability of the microwave distribution, the thickness L1 of theflat plate portion 40a is more preferably λ / 4. When the material of thetop plate 40 is alumina, the wavelength of the 2.45 GHz microwave in thetop plate 40 is about 40 mm. Therefore, from the viewpoint of controllability of the microwave distribution, the thickness L1 of theflat plate portion 40a. Is preferably about 10 mm. However, considering the mechanical strength, it is considered that the margin of strength is small at a thickness of about 10 mm. Therefore, in the following, the simulation was performed with the thickness L1 of theflat plate portion 40a being 13 mm.

図１２は、リブが設けられた天板４０のシミュレーション結果の一例を示す図である。なお、図１２に示したシミュレーション結果では、天板４０の材質としてアルミナを使用している。 FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a simulation result of thetop plate 40 provided with ribs. In the simulation result shown in FIG. 12, alumina is used as the material of thetop plate 40.

図１２のシミュレーション結果から明らかなように、リブ４０ｂの高さＬ２が高くなる程、マイクロ波の強度の増加に対して、第一主応力の増加が抑えられている。しかし、リブ４０ｂの高さＬ２が高くなり過ぎると、リブ４０ｂと平板部４０ａとの接続部分に集中する応力が増加する傾向がある。そのため、リブ４０ｂの高さＬ２は、所定範囲内であることが好ましく、例えば平板部４０ａの厚みＬ１の２倍〜４倍の範囲内であることが好ましい。本実施形態では、リブ４０ｂの高さＬ２は、例えば２０ｍｍ〜４０ｍｍの範囲内であることが好ましい。 As is apparent from the simulation results of FIG. 12, the increase in the first principal stress is suppressed with respect to the increase in the intensity of the microwave as the height L2 of therib 40b is increased. However, when the height L2 of therib 40b becomes too high, the stress concentrated on the connection portion between therib 40b and theflat plate portion 40a tends to increase. Therefore, the height L2 of therib 40b is preferably within a predetermined range, for example, preferably within a range of 2 to 4 times the thickness L1 of theflat plate portion 40a. In the present embodiment, the height L2 of therib 40b is preferably in the range of 20 mm to 40 mm, for example.

また、図１２のシミュレーション結果から明らかなように、リブ４０ｂの幅Ｌ３が大きい程、マイクロ波の強度の増加に対して、第一主応力の増加が抑えられている。しかし、リブ４０ｂの幅Ｌ３が大き過ぎると、スロット板４２や遅波板４４を配置するための平板部４０ａの領域が狭くなる。そのため、リブ４０ｂの幅Ｌ３は、所定範囲内であることが好ましく、例えば平板部４０ａの厚みＬ１の１倍〜１．５倍の範囲内であることが好ましい。本実施形態では、リブ４０ｂの幅Ｌ３は、例えば１０ｍｍ〜１５ｍｍの範囲内であることが好ましい。 As is clear from the simulation results of FIG. 12, the increase in the first principal stress is suppressed as the microwave L increases as the width L3 of therib 40b increases. However, if the width L3 of therib 40b is too large, the area of theflat plate portion 40a for arranging theslot plate 42 and theslow wave plate 44 becomes narrow. Therefore, the width L3 of therib 40b is preferably within a predetermined range, for example, preferably within a range of 1 to 1.5 times the thickness L1 of theflat plate portion 40a. In the present embodiment, the width L3 of therib 40b is preferably within a range of 10 mm to 15 mm, for example.

図１２から明らかなように、シミュレーションでは、平板部４０ａの厚みＬ１を１３ｍｍ、リブ４０ｂの高さＬ２を２７．５ｍｍ、リブ４０ｂの幅Ｌ３を１２．５ｍｍに設定することにより、天板４０に発生する第一主応力を６２．９ＭＰａまで抑えることができることが確認できた。 As is apparent from FIG. 12, in the simulation, the thickness L1 of theflat plate portion 40a is set to 13 mm, the height L2 of therib 40b is set to 27.5 mm, and the width L3 of therib 40b is set to 12.5 mm. It was confirmed that the generated first principal stress can be suppressed to 62.9 MPa.

このように、本実施形態では、例えば図５〜図７に示したように、載置台１４側の面と反対側の面にリブが設けられた天板４０を用いることにより、載置台１４側の面にリブが設けられていない場合であっても、天板４０に発生する第一主応力を所定値以下に抑えることができる。これにより、アンテナ２２ａと基板Ｗとの間の距離を短くすることができる。 As described above, in this embodiment, for example, as shown in FIGS. 5 to 7, by using thetop plate 40 provided with the rib on the surface opposite to the surface on the mounting table 14 side, the mounting table 14 side is used. Even when the rib is not provided on the surface, the first principal stress generated in thetop plate 40 can be suppressed to a predetermined value or less. Thereby, the distance between theantenna 22a and the board | substrate W can be shortened.

例えば、下面にリブが形成された天板４０を用いた従来のプラズマ処理装置１０では、リブ以外の部分の天板４０の下面から基板Ｗまでの距離が６７ｍｍであった。これに対し、本実施形態のプラズマ処理装置１０では、天板４０の下面から基板Ｗまでの距離を４５．７ｍｍまで短くすることができた。即ち、本実施形態のプラズマ処理装置１０では、従来のプラズマ処理装置１０と比べて、天板４０から基板Ｗまでの距離を、２１．３ｍｍ短縮することができる。 For example, in the conventionalplasma processing apparatus 10 using thetop plate 40 with the ribs formed on the lower surface, the distance from the lower surface of thetop plate 40 other than the ribs to the substrate W was 67 mm. On the other hand, in theplasma processing apparatus 10 of this embodiment, the distance from the lower surface of thetop plate 40 to the substrate W could be shortened to 45.7 mm. That is, in theplasma processing apparatus 10 of the present embodiment, the distance from thetop plate 40 to the substrate W can be shortened by 21.3 mm compared to the conventionalplasma processing apparatus 10.

このように、アンテナ２２ａと基板Ｗとの間の距離を短くすることにより、アンテナ２２ａ付近で生成されたラジカルが、より基板Ｗに届きやすくなる。従って、基板Ｗに供給されるラジカルの量を増加させることができ、より低い処理温度でも、基板Ｗの膜質を向上させることが可能となる。 Thus, by shortening the distance between theantenna 22a and the substrate W, radicals generated in the vicinity of theantenna 22a can reach the substrate W more easily. Therefore, the amount of radicals supplied to the substrate W can be increased, and the film quality of the substrate W can be improved even at a lower processing temperature.

なお、天板４０と基板Ｗとの間の距離は、あまり短くし過ぎると、基板Ｗにチャージアップダメージが発生する。実験では、天板４０の下面と基板Ｗとの距離が３０ｍｍ未満になった場合に、基板Ｗにチャージアップダメージが発生した。そのため、アンテナ２２ａと基板Ｗとの間の距離を短くし過ぎることも好ましくない。そのため、本実施例では、アンテナ２２ａと基板Ｗとの間の距離は、所定範囲内であることが好ましく、例えば平板部４０ａの厚みＬ１の３倍〜４倍の範囲内であることが好ましい。本実施形態では、アンテナ２２ａと基板Ｗとの間の距離は、例えば３０ｍｍ〜４０ｍｍの範囲内であることが好ましい。 It should be noted that if the distance between thetop plate 40 and the substrate W is too short, charge-up damage occurs on the substrate W. In the experiment, charge-up damage occurred on the substrate W when the distance between the lower surface of thetop plate 40 and the substrate W was less than 30 mm. For this reason, it is not preferable to make the distance between theantenna 22a and the substrate W too short. Therefore, in the present embodiment, the distance between theantenna 22a and the substrate W is preferably within a predetermined range, for example, preferably within a range of 3 to 4 times the thickness L1 of theflat plate portion 40a. In the present embodiment, the distance between theantenna 22a and the substrate W is preferably in the range of 30 mm to 40 mm, for example.

以上、実施形態について説明した。本実施形態のプラズマ処理装置１０によれば、基板Ｗの膜質を向上させることができる。特に、本実施形態のプラズマ処理装置１０によれば、アンテナ２２ａの下面の天板４０の厚みＬ１を３λ／８以下の厚みに維持したまま、天板４０の下面を平坦にすることができるので、プラズマが生成される領域におけるマイクロ波の分布の制御性の向上と、基板Ｗに供給されるラジカルの量の増加とを両立することができる。 The embodiment has been described above. According to theplasma processing apparatus 10 of the present embodiment, the film quality of the substrate W can be improved. In particular, according to theplasma processing apparatus 10 of the present embodiment, the bottom surface of thetop plate 40 can be flattened while the thickness L1 of thetop plate 40 on the bottom surface of theantenna 22a is maintained at a thickness of 3λ / 8 or less. The improvement in the controllability of the microwave distribution in the plasma generation region and the increase in the amount of radicals supplied to the substrate W can both be achieved.

なお、開示の技術は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。 Note that the disclosed technique is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the gist.

例えば、上記した実施形態では、アンテナ２２ａとして、軸線Ｘに沿う方向から見た場合の断面形状が、略正三角形状のアンテナ２２ａが用いられたが、開示の技術はこれに限られない。他の形態として、軸線Ｘに沿う方向から見た場合のアンテナ２２ａの形状は、略正三角形以外の形状、例えば略円状や多角形状等であってもよい。 For example, in the above-described embodiment, theantenna 22a is a substantially equilateraltriangular antenna 22a when viewed from the direction along the axis X, but the disclosed technique is not limited thereto. As another form, the shape of theantenna 22a when viewed from the direction along the axis X may be a shape other than a substantially equilateral triangle, for example, a substantially circular shape or a polygonal shape.

また、上記した実施形態では、プラズマ処理装置１０として、セミバッチ式の基板処理装置を例に説明した。しかし、開示の技術はこれに限られない。例えば、枚葉式のプラズマ処理装置１０に対しても、上記した天板４０が用いられてもよい。 In the above-described embodiment, a semi-batch type substrate processing apparatus has been described as an example of theplasma processing apparatus 10. However, the disclosed technology is not limited to this. For example, thetop plate 40 may be used for the single-waferplasma processing apparatus 10.

また、上記した実施形態における天板４０は、平板部４０ａの周縁の全周に渡って、リブ４０ｂが設けられる。しかし、開示の技術はこれに限られない。例えば、リブ４０ｂは、平板部４０ａの周縁の中で、一部の区間に設けられていなくてもよい。なお、軸線Ｘに沿う方向から見た場合の天板４０の形状が、略正三角形状である場合、コーナー部分に応力が集中しやすい傾向がある。そのため、平板部４０ａの周縁の全周にリブ４０ｂが設けられない場合であっても、該コーナー部分にはリブ４０ｂが設けられることが好ましい。また、リブ４０ｂは、平板部４０ａの周縁以外の部分に設けられていてもよい。 Moreover, thetop plate 40 in the above-described embodiment is provided withribs 40b over the entire periphery of the periphery of theflat plate portion 40a. However, the disclosed technology is not limited to this. For example, therib 40b may not be provided in a part of the periphery of theflat plate portion 40a. In addition, when the shape of thetop plate 40 when viewed from the direction along the axis X is a substantially equilateral triangle shape, the stress tends to concentrate on the corner portion. Therefore, even when therib 40b is not provided on the entire circumference of the peripheral edge of theflat plate portion 40a, it is preferable that therib 40b is provided at the corner portion. Moreover, therib 40b may be provided in parts other than the periphery of theflat plate part 40a.

また、リブ４０ｂは、平板部４０ａの上面（載置台１４と対向する側の面と反対側の面）に設けられていればよく、必ずしも平板部４０ａの上面の周縁に設けられていなくてもよい。ただし、この場合、リブ４０ｂは、平板部４０ａの上面において、スロット板４２が配置される領域以外の領域に設けられることが好ましい。 Moreover, therib 40b should just be provided in the upper surface (surface on the opposite side to the surface facing the mounting base 14) of theflat plate part 40a, and does not necessarily need to be provided in the periphery of the upper surface of theflat plate part 40a. Good. However, in this case, therib 40b is preferably provided in a region other than the region where theslot plate 42 is disposed on the upper surface of theflat plate portion 40a.

また、上記した実施形態では、天板４０のリブ４０ｂは、平板部４０ａの周縁に沿って平板部４０ａから載置台１４と対向する側の面と反対側に突出するが、開示の技術はこれに限られない。リブ４０ｂは、例えば図１３に示すように、平板部４０ａの周縁に沿って平板部４０ａから載置台１４と対向する側の面と反対側に突出し、さらに平板部４０ａの面と略平行な方向に沿って外側に突出する形状であってもよい。これにより、天板４０の機械的強度を保ちつつ、アンテナ２２ａ全体をさらに基板Ｗに近づけることができる。 In the above-described embodiment, therib 40b of thetop plate 40 protrudes from theflat plate portion 40a to the side opposite to the surface facing the mounting table 14 along the peripheral edge of theflat plate portion 40a. Not limited to. For example, as shown in FIG. 13, therib 40b protrudes from theflat plate portion 40a to the opposite side of the surface facing the mounting table 14 along the peripheral edge of theflat plate portion 40a, and is further in a direction substantially parallel to the surface of theflat plate portion 40a. The shape which protrudes outside along may be sufficient. As a result, theentire antenna 22a can be brought closer to the substrate W while maintaining the mechanical strength of thetop board 40.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者には明らかである。また、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be made to the above-described embodiment. In addition, it is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

Ｗ基板
１０プラズマ処理装置
１２処理容器
１４載置台
１６第１のガス供給部
１８排気部
２０第２のガス供給部
２２プラズマ生成部
２２ａアンテナ
２２ｂ同軸導波管
２２ｃ反応ガス供給部
２４駆動機構
２６ヒータ
３４排気装置
４０天板
４０ａ平板部
４０ｂリブ
４２スロット板
４４遅波板W substrate 10plasma processing apparatus 12processing container 14 mounting table 16 firstgas supply unit 18exhaust unit 20 secondgas supply unit 22plasma generationunit 22a antenna 22bcoaxial waveguide 22c reactivegas supply unit 24drive mechanism 26heater 34Exhaust device 40Top plate 40aFlat plateportion 40b Rib 42Slot plate 44 Slow wave plate

Claims

Translated fromJapanese

マイクロ波のプラズマを用いて処理容器内で被処理基板を処理するプラズマ処理装置において、
前記処理容器内に設けられ、前記被処理基板を載置する載置台と、
前記載置台と対向するように前記載置台の上方に設けられ、誘電体板を有し、前記誘電体板を介して前記処理容器内にマイクロ波を放射することにより、前記処理容器内に供給された処理ガスのプラズマを生成するアンテナと
を備え、
前記誘電体板は、
前記アンテナの下面に設けられ、少なくとも前記載置台と対向する側の面が平面状に形成された平板部と、
前記平板部において前記載置台と対向する側の面と反対側の面に形成されたリブと
を有し、
前記リブの前記平板部からの高さは、前記平板部の厚みの２倍から４倍の範囲内であることを特徴とするプラズマ処理装置。In a plasma processing apparatus for processing a substrate to be processed in a processing container using microwave plasma,
A mounting table provided in the processing container, on which the substrate to be processed is mounted;
Provided above the mounting table so as to face the mounting table, having a dielectric plate, and supplying microwaves into the processing container through the dielectric plate. An antenna for generating a plasma of the treated gas,
The dielectric plate is
A flat plate portion provided on the lower surface of the antenna and having at least a surface facing the mounting table formed in a planar shape;
It possesses a rib formed on the surface opposite to the mounting table facing the side surface in saidplate,
Height from the flat portion of the rib, the plasma processing apparatus according to claimrange der Rukotofrom twice 4 times the thickness of said plate.

前記アンテナは、
前記平板部において前記載置台と対向する側の面と反対側の面に接するように設けられ、前記マイクロ波を伝搬させる導体板を有し、
前記リブは、
前記平板部において前記載置台と対向する側の面と反対側の面の中で、前記導体板が設けられていない領域に形成されることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。The antenna is
The flat plate portion is provided so as to be in contact with the surface opposite to the surface facing the mounting table, and has a conductor plate that propagates the microwave,
The rib is
2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the flat plate portion is formed in a region where the conductive plate is not provided in a surface opposite to the surface facing the mounting table.

前記リブは、
前記平板部から上方に突出するように、前記平板部において前記載置台と対向する側の面と反対側の面の周縁に沿って形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。The rib is
The said flat plate part is formed along the peripheral edge of the surface on the opposite side to the surface opposite to the mounting table in the said flat plate part so that it may protrude upwards from the said flat plate part. Plasma processing equipment.

前記リブは
前記平板部において前記載置台と対向する側の面と反対側の面の周縁の全周に渡って、前記平板部に設けられることを特徴とする請求項３に記載のプラズマ処理装置。The said rib is provided in the said flat plate part over the perimeter of the surface on the opposite side to the surface on the opposite side to the said mounting base in the said flat plate part, The plasma processing apparatus of Claim 3 characterized by the above-mentioned. .

前記平板部の厚みは、前記誘電体板内におけるマイクロ波の波長をλとした場合に、λ／８から３λ／８の範囲内であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。 5. The thickness of the flat plate portion is in the range of λ / 8 to 3λ / 8, where λ is the wavelength of the microwave in the dielectric plate. 6. The plasma processing apparatus according to item.

前記リブの厚みは、前記平板部の厚みの１倍から１．５倍の範囲内であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。The thickness of the ribs, the plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to5, characterized in that in the range of 1.5 times the 1 times the thickness of said plate.

前記平板部は、前記載置台と対向する側の平面状の面に所定のコーティングが施されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to6 , wherein the flat plate portion is provided with a predetermined coating on a planar surface on the side facing the mounting table.

前記平板部の下面と前記載置台に載置された前記被処理基板との距離は、前記平板部の厚みの３倍から４倍の範囲内であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。The distance between the substrate to be processed placed on the lower surface and the mounting table of said plate, from the claims 1 to7, characterized in that from 3 times the thickness of said plate is in the range 4 times The plasma processing apparatus according to any one of claims.

前記誘電体板は、アルミナ、石英、窒化アルミニウム、窒化シリコン、または酸化イットリウムで形成されることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。It said dielectric plate, alumina, quartz, aluminum nitride, plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to8, characterized in that it is formed of silicon nitride or oxide of yttrium.

前記載置台は、前記被処理基板が軸線の周囲を移動するよう前記軸線を中心に回転可能に設けられており、
前記処理容器は、前記載置台の回転により前記軸線に対して前記被処理基板が移動する周方向に複数の領域に分けられており、
前記アンテナは、前記複数の領域の中の一つの領域において、前記処理容器内にマイクロ波を放射することにより、前記処理容器内に供給された処理ガスのプラズマを生成することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。The mounting table is provided rotatably about the axis so that the substrate to be processed moves around the axis.
The processing container is divided into a plurality of regions in a circumferential direction in which the substrate to be processed moves with respect to the axis by rotation of the mounting table.
The antenna generates plasma of a processing gas supplied into the processing container by radiating a microwave into the processing container in one of the plurality of regions. Item 10. The plasma processing apparatus according to any one of Items 1 to9 .

前記アンテナは、前記軸線に沿う方向から見た場合の断面形状が、略正三角形状であることを特徴とする請求項１０に記載のプラズマ処理装置。The antenna, the cross-sectional shape when viewed from the direction along the axis, the plasma processing apparatus according to claim 10, characterized in that a substantially equilateral triangle shape.