【手続補正書】
【提出日】平成26年9月11日(2014.9.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にプラズマが生成される真空処理室と、前記真空処理室の上部を気密に封止するアンテナ蓋部と、前記真空処理室内に配置され被処理体が載置される第一の電極と、前記真空処理室内にガスを供給するシャワープレートと前記アンテナ蓋部の間に配置され前記第一の電極に対向した第二の電極と、前記プラズマ生成用高周波電力を前記第二の電極に供給する高周波電源と、前記シャワープレートにガスを供給するガス供給手段と、前記真空処理室内を排気する排気手段とを備えるプラズマ処理装置において、
前記ガス供給手段は、複数のガス供給源と前記複数のガス供給源から供給されたガスを前記シャワープレートに供給し前記アンテナ蓋部の上方に配置されたガス供給装置とを具備し、
前記ガス供給装置は、前記複数のガス供給源から供給されたガスを前記シャワープレートの第一の領域と前記第一の領域の外側の領域であり前記シャワープレートの第二の領域のそれぞれに分配するガス分配器と、ガスを前記複数のガス供給源から前記ガス分配器に供給するための配管内を排気する第一の排気用配管と、ガスを前記ガス分配器から前記シャワープレートに供給するための配管内を排気する第二の排気用配管とを具備することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプラズマ処理装置において、
前記ガス分配器は、２つであり、
プラズマ処理条件を構成するステップを継続してプラズマ処理を行うとき、前記ステップのガスを一方のガス分配器を介して前記シャワープレートに供給し、前記ステップ後のステップのガスを他方のガス分配器を介して前記シャワープレートに供給するような制御を行う制御装置をさらに備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
内部にプラズマが生成される真空処理室と、前記真空処理室の上部を気密に封止するアンテナ蓋部と、前記真空処理室内に配置され被処理体が載置される第一の電極と、前記真空処理室内にガスを供給するシャワープレートと前記アンテナ蓋部の間に配置され前記第一の電極に対向した第二の電極と、前記プラズマ生成用高周波電力を前記第二の電極に供給する高周波電源と、前記シャワープレートにガスを供給するガス供給手段と、前記真空処理室内を排気する排気手段とを備え、
前記ガス供給手段は、複数のガス供給源と前記複数のガス供給源から供給されたガスを前記シャワープレートに供給し前記アンテナ蓋部の上方に配置されたガス供給装置とを具備し、
前記ガス供給装置は、前記複数のガス供給源から供給されたガスを前記シャワープレートの第一の領域と前記第一の領域の外側の領域であり前記シャワープレートの第二の領域のそれぞれに分配する２つのガス分配器と、ガスを前記複数のガス供給源から前記ガス分配器に供給するための配管内を排気する第一の排気用配管と、ガスを前記ガス分配器から前記シャワープレートに供給するための配管内を排気する第二の排気用配管とを具備するプラズマ処理装置を用いてプラズマ処理条件を構成するステップを継続してプラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、
前記ステップのガスを一方のガス分配器を介して前記シャワープレートに供給し、前記ステップ後のステップのガスを他方のガス分配器を介して前記シャワープレートに供給することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項４】
請求項３に記載のプラズマ処理方法において、
前記他方のガス分配器によって分配される一方のガスは、前記シャワープレートを介して前記真空処理室内の中心部に供給され、前記他方のガス分配器によって分配される他方のガスは、前記シャワープレートを介して前記真空処理室内の外周部に供給され、
前記ステップから前記ステップ後のステップに移行するとき、前記他方のガス分配器のガスを分配する比率を前記一方のガス流量が前記他方のガス流量より多くなるガス流量の比率にすることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載のプラズマ処理方法において、
前記ステップ後のステップのガスを供給開始して所定の期間が経過した後、前記ステップのガスの供給を停止することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項６】
請求項５に記載のプラズマ処理方法において、
前記所定の期間は、前記第一の電極に印加する高周波バイアス電力を０Ｗにすることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載のプラズマ処理方法において、
前記所定の期間の前記高周波電力は、前記所定の期間後の前記高周波電力より小さいことを特徴とするプラズマ処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記の課題を解決するために、代表的な本発明のプラズマ処理装置の一つは、内部にプラズマが生成される真空処理室と、前記真空処理室の上部を気密に封止するアンテナ蓋部と、前記真空処理室内に配置され被処理体が載置される第一の電極と、前記真空処理室内にガスを供給するシャワープレートと前記アンテナ蓋部の間に配置され前記第一の電極に対向した第二の電極と、前記プラズマ生成用高周波電力を前記第二の電極に供給する高周波電源と、前記シャワープレートにガスを供給するガス供給手段と、前記真空処理室内を排気する排気手段とを備えるプラズマ処理装置において、前記ガス供給手段は、複数のガス供給源と前記複数のガス供給源から供給されたガスを前記シャワープレートに供給し前記アンテナの蓋部の上方に配置されたガス供給装置とを具備し、前記ガス供給装置は、前記複数のガス供給源から供給されたガスを前記シャワープレートの第一の領域と前記第一の領域の外側の領域であり、前記シャワープレートの第二の領域のそれぞれに分配するガス分配器と、ガスを前記複数のガス供給源から前記ガス分配器に供給するための配管内を排気する第一の排気用配管と、ガスを前記ガス分配器から前記シャワープレートに供給するための配管内を排気する第二の排気用配管とを具備することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、上記の課題を解決するために、代表的な本発明のプラズマ処理方法の一つは、内部にプラズマが生成される真空処理室と、前記真空処理室の上部を気密に封止するアンテナ蓋部と、前記真空処理室内に配置され被処理体が載置される第一の電極と、前記真空処理室内にガスを供給するシャワープレートと前記アンテナ蓋部の間に配置され前記第一の電極に対向した第二の電極と、前記プラズマ生成用高周波電力を前記第二の電極に供給する高周波電源と、前記シャワープレートにガスを供給するガス供給手段と、前記真空処理室内を排気する排気手段とを備え、前記ガス供給手段は、複数のガス供給源と前記複数のガス供給源から供給されたガスを前記シャワープレートに供給し前記アンテナ蓋部の上方に配置されたガス供給装置とを具備し、前記ガス供給装置は、前記複数のガス供給源から供給されたガスを前記シャワープレートの第一の領域と前記第一の領域の外側の領域であり前記シャワープレートの第二の領域のそれぞれに分配する２つのガス分配器と、ガスを前記複数のガス供給源から前記ガス分配器に供給するための配管内を排気する第一の排気用配管と、ガスを前記ガス分配器から前記シャワープレートに供給するための配管内を排気する第二の排気用配管とを具備するプラズマ処理装置を用いてプラズマ処理条件を構成するステップを継続してプラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、前記ステップのガスを一方のガス分配器を介して前記シャワープレートに供給し、前記ステップ後のステップのガスを他方のガス分配器を介して前記シャワープレートに供給することを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の実施の形態によれば、内部にプラズマが生成される真空処理室と、前記真空処理室の上部を気密に封止するアンテナ蓋部と、前記真空処理室内に配置され被処理体を載置する第一の電極と、前記第一の電極に対向し前記真空処理室内にガスを供給するシャワープレートと前記アンテナ蓋部の間に配置された第二の電極と、前記第二の電極に前記プラズマ生成用の高周波電力を供給する高周波電源と、前記シャワープレートにガスを供給するガス供給手段と、前記真空処理室内を排気する排気手段とを備えるプラズマ処理装置において、前記ガス供給手段は、前記アンテナ蓋部の上部に配置され複数のガス供給源とガス供給装置とを具備し、前記ガス供給装置は、前記複数のガス供給源から供給されたガスを前記複数のガス供給源の数に対応し分配するガス流量を制御するガス分配器を介して前記シャワープレートに供給し、前記ガス供給装置は、前記複数のガス供給源から前記ガス分配器にガスを供給するための配管内のガスを排気する第一の排気用配管と、前記ガス分配器から前記シャワープレートにガスを供給するための配管内のガスを排気する第二の排気用配管とを具備することが好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、本発明の実施の形態によれば、内部にプラズマが生成される真空処理室と、前記真空処理室の上部を気密に封止するアンテナ蓋部と、前記真空処理室内に配置され被処理体を載置する第一の電極と、前記第一の電極に対向し前記真空処理室内にガスを供給するシャワープレートと前記アンテナ蓋部の間に配置された第二の電極と、前記第二の電極に前記プラズマ生成用の高周波電力を供給する高周波電源と、前記シャワープレートにガスを供給するガス供給手段と、前記真空処理室内を排気する排気手段とを備え、前記ガス供給手段は、前記アンテナ蓋部の上部に配置され複数のガス供給源とガス供給装置とを具備し、前記ガス供給装置は、前記複数のガス供給源から供給されたガスを前記複数のガス供給源の数に対応し分配するガス流量を制御するガス分配器を介して前記シャワープレートに供給するプラズマ処理装置を用いてプラズマ処理条件を構成するステップを継続してプラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、前記ガス分配器は、２つであり、当該ステップのガスを一方のガス分配器を介して前記シャワープレートに供給し、当該ステップ後のステップのガスを他方のガス分配器を介して前記シャワープレートに供給し、前記他方のガス分配器によって分配される一方のガスは、前記シャワープレートを介して前記真空処理室内の中心部に供給され、前記他方のガス分配器によって分配される他方のガスは、前記シャワープレートを介して前記真空処理室内の外周部に供給され、前記当該ステップから前記当該ステップ後のステップに移行する時、前記他方のガス分配器のガス分配比を前記一方のガス流量が前記他方のガス流量より多くなるガス流量比にすることが好ましい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
そこで、実施例１では、シャワープレート１０９の中心部にある第一の領域と第一の領域の外側の領域である第二の領域のガス流量比を１：１にしていたが、実施例２では、ステップ切り替え時に、シャワープレート１０９の第二の領域１０９ｂからはガスの供給を停止し、シャワープレート１０９の第一の領域１０９ａからのみガスを供給し、反応生成物のウエハ１０３の中心部への集中を緩和させ、ウエハ１０３面内の反応生成物の分布を均一にすることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
実施例２のガス供給ユニット１１０とガス切り替え装置１１２の構成は、実施例１のと図１，２，５と同様であるので省略する。図７は、実施例２の複数のステップを有した条件でのガス流れの状態を示す図である。具体的に、実施例１でのガス流量設定をもとに、ガス分散板１０８を含むガス供給ユニットとガス切り替え装置１１２の概略構成図の図７とシャワープレート１０９の第一の領域１０９ａと第二の領域１０９ｂの噴き出しを含んだガス流れの状態について図７を用いて説明する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
ステップ１の処理を開始した後、ステップ１の終了の５秒前から、供給されているガスＢ及びガスＣは、切り替え用ガスバルブ１４７を「閉」にして、第一の領域１０９ａのガス供給を停止すると同時に第二の領域１０９ｂに供給されているガス流量を５０ｍｌ／ｍｉｎから１００ｍｌ／ｍｉｎとする。真空処理室１０１へのガス供給量そのものは変わらない。ステップ１終了と同時に切り替え用ガスバルブ１４８を「閉」にし、ステップ１で供給されたガスＢ、ガスＣは供給を停止する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
引き続き、ステップ２のガスＡ及びガスＢの供給を開始するが、最初の５秒間は切り替え用ガスバルブ１４９のみ「開」にしてガスＡとガスＢの合せた流量２００ｍｌ／ｍｉｎをシャワープレート１０９の第一の領域１０９ａのみの供給とする。５秒経過後、シャワープレート１０９の第一の領域１０９ａと第二の領域１０９ｂのガス流量比を１：１となるよう、それぞれのガス流量１００ｍｌ／ｍｉｎとなるようにし、そのまま、ステップ終了の５秒前まで継続する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
もともと、シャワープレート１０９の第一の領域１０９ａのガス切り替え装置１１２とガス分散板１０８との間の配管内に残留しているガスは、ガス供給時の配管内圧力と真空処理室１０１内の圧力では配管内の圧力が圧倒的に高いことから、ガス供給停止とともに残留ガスが真空処理室１０１内に抜けていくため、切り替え用ガスバルブ１４７を閉にした時点の残留ガスの量が減少しているため、配管内のガス置換も早く行われる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
ステップ３の開始５秒後に、ガスバルブ１４８を開にし、シャワープレート１０９の第一の領域１０９ａと第二の領域１０９ｂの流量比を１：１となるよう流量を調整する。ステップ４以降も同様にすることで、各ステップ処理の際に発生する反応生成物がウエハ１０３の中心部に集中したものを、シャワープレート１０９の第一の領域１０９ａからのみガスを供給することで、反応生成物が拡散され、後ステップへの反応生成物の影響を低減することが可能となる。なお、ステップ終了前のガス切り替えのタイミングについては、使用するガス種及びガス流量により異なるため、５秒に限定されるものではない。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
本発明の実施例４では、シャワープレート１０９の第一の領域１０９ａと第二の領域１０９ｂのガス噴き出し穴１０９ｓから真空処理室１０１内に混合ガスを導入することができ、実施例１の図６に示すガス流れの状態、及び、実施例２の図１１に示すガス流れの状態を実現することができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
１０１  真空処理室
１０２  ウエハ載置用ステージ
１０３  ウエハ
１０４  サセプタ
１０５  ヨーク
１０６  コイル
１０７  アンテナ
１０８  ガス分散板
１０８ａ  中心部
１０８ｂ  外周部
１０９  シャワープレート
１０９ａ  第一の領域
１０９ｂ  第二の領域
１０９ｓ  ガス噴き出し穴
１１０  ガス供給ユニット
１１１  制御ユニット
１１２  ガス切り替え装置
１１３  第一の高周波電源
１１４  第一の整合器
１１５  第二の高周波電源
１１６  第二の整合器
１１７  アンテナ外周絶縁リング
１１８  シャワープレート支持リング
１１９  アンテナ蓋部
１２０  可変バルブ
１２１  ターボ分子ポンプ
１２２  補助ポンプ
１２３  真空計
１２４〜１２６  ガス供給源
１２７〜１３２  マスフローコントローラ
１３３〜１３８  混合用ガスバルブ
１３９，１４０  第一の排気用ガスバルブ
１４１、１４２  ガス分配器
１４３〜１４６  第二の排気用ガスバルブ
１４７〜１５０  切り替え用ガスバルブ
２０８  ガス分散板
２１０  ガス供給ユニット
２１２  ガス切り替え装置
２４４，２４６  第二の排気用ガスバルブ
２４７，２４９  切り替え用ガスバルブ
３１０  ガス供給ユニット
３１２  ガス切り替え装置