JP2022011432A

JP2022011432A - Matching circuit and plasma processing apparatus

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Publication number: JP2022011432A
Application number: JP2020112570A
Authority: JP
Inventors: 太郎池田; Taro Ikeda; 聡文北原; Akifumi Kitahara; 聡川上; Satoshi Kawakami
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2022-01-17

Abstract

To provide a technology capable of enhancing uniformity in density distribution of a plasma generated in a chamber by an electromagnetic wave, in a plasma processing apparatus in which a gas supply pipe extends upward from the center of an upper electrode configuring a shower head.SOLUTION: One exemplary embodiment provides a matching circuit. The matching circuit comprises an input part for an electromagnetic wave, an output part for the electromagnetic wave, an impedance matching circuit, and an electrical connection part. The electromagnetic wave is a VHF wave or a UHF wave. The impedance matching circuit is connected between the input part and the output part. The electrical connection part includes a first conductive part and a second conductive part. The first conductive part extends from the impedance matching circuit to provide the output part. The second conductive part has an annular shape to form an inner hole. The first conductive part extends from the impedance matching circuit outside the second conductive part, crosses the second conductive part, and provides the output part in the inner hole of the second conductive part.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示の例示的実施形態は、整合器及びプラズマ処理装置に関するものである。 An exemplary embodiment of the present disclosure relates to a matching device and a plasma processing apparatus.

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。特開２０１１－２４３６３５号公報（以下、「特許文献１」という）は、プラズマ処理装置の一種として、平行平板型のプラズマ処理装置を開示している。 Plasma processing equipment is used in device manufacturing. Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-243635 (hereinafter referred to as "Patent Document 1") discloses a parallel plate type plasma processing apparatus as a kind of plasma processing apparatus.

特許文献１のプラズマ処理装置は、チャンバ及び上部電極を備える。上部電極は、シャワーヘッドを構成している。シャワーヘッドは、成膜ガスをチャンバ内に導入する。上部電極は、高周波電源に接続されている。高周波電源は、上部電極に高周波電力を供給する。上部電極に供給される高周波電力は、チャンバ内で高周波電界を生成する。生成された高周波電界は、チャンバ内で成膜ガスを励起させて、プラズマを生成する。基板に対する成膜処理では、プラズマからの化学種が基板上に堆積して、基板上に膜を形成する。 The plasma processing apparatus of Patent Document 1 includes a chamber and an upper electrode. The upper electrode constitutes a shower head. The shower head introduces the film-forming gas into the chamber. The upper electrode is connected to a high frequency power supply. The high frequency power supply supplies high frequency power to the upper electrode. The high frequency power supplied to the top electrodes creates a high frequency electric field in the chamber. The generated high frequency electric field excites the film forming gas in the chamber to generate plasma. In the film forming process on a substrate, chemical species from plasma are deposited on the substrate to form a film on the substrate.

また、特許文献１のプラズマ処理装置は、チャンバをクリーニングする機能を備えている。具体的に、特許文献１のプラズマ処理装置は、クリーニングガスのリモートプラズマからのラジカルといった化学種をチャンバの側壁からチャンバ内に導入するように構成されている。 Further, the plasma processing apparatus of Patent Document 1 has a function of cleaning the chamber. Specifically, the plasma processing apparatus of Patent Document 1 is configured to introduce a chemical species such as a radical of a cleaning gas from a remote plasma into the chamber from the side wall of the chamber.

特開２０１１－２４３６３５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-243635

本開示は、ガス供給管がシャワーヘッドを構成する上部電極の中央から上方に延在するプラズマ処理装置において、電磁波によりチャンバ内で生成されるプラズマの密度の分布の均一性を高める技術を提供する。 The present disclosure provides a technique for improving the uniformity of the distribution of the density of plasma generated in a chamber by electromagnetic waves in a plasma processing device in which a gas supply pipe extends upward from the center of an upper electrode constituting a shower head. ..

一つの例示的実施形態において、整合器が提供される。整合器は、電磁波の入力部、電磁波の出力部、インピーダンス整合回路、及び電気的接続部を備える。電磁波は、ＶＨＦ波又はＵＨＦ波である。インピーダンス整合回路は、入力部と出力部との間で接続されている。電気的接続部は、第１の導電部及び第２の導電部を含む。第１の導電部は、インピーダンス整合回路から延びて、出力部を提供する。第２の導電部は、環形状を有し、内孔を画成する。第１の導電部は、第２の導電部の外側でインピーダンス整合回路から延びて第２の導電部に交差し、第２の導電部の内孔の中で出力部を提供する。 In one exemplary embodiment, a matching device is provided. The matching box includes an electromagnetic wave input section, an electromagnetic wave output section, an impedance matching circuit, and an electrical connection section. The electromagnetic wave is a VHF wave or a UHF wave. The impedance matching circuit is connected between the input unit and the output unit. The electrical connection includes a first conductive portion and a second conductive portion. The first conductive section extends from the impedance matching circuit to provide an output section. The second conductive portion has a ring shape and defines an inner hole. The first conductive portion extends from the impedance matching circuit outside the second conductive portion, intersects the second conductive portion, and provides an output portion in the inner hole of the second conductive portion.

一つの例示的実施形態によれば、ガス供給管がシャワーヘッドを構成する上部電極の中央から上方に延在するプラズマ処理装置において、電磁波によりチャンバ内で生成される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。 According to one exemplary embodiment, in a plasma processing device in which the gas supply pipe extends upward from the center of the upper electrode constituting the shower head, the uniformity of the density distribution of the plasma generated in the chamber by the electromagnetic wave. Can be increased.

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。It is sectional drawing which shows schematically the plasma processing apparatus which concerns on one exemplary Embodiment. 図１のＩＩ－ＩＩ線に沿ってとった断面図である。It is sectional drawing taken along the line II-II of FIG. シミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result. シミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result.

以下、種々の例示的実施形態について説明する。 Hereinafter, various exemplary embodiments will be described.

平行平板型のプラズマ処理装置では、ガス供給管がシャワーヘッドの上部中央に接続される。このようなプラズマ処理装置において、チャンバ内で生成されるプラズマの密度の分布の不均一性を低減させるためには、シャワーヘッドの外周に沿う部分からチャンバ内に均等に電磁波を導入することが必要である。上記実施形態の整合器は、その第２の導電部の内孔を通って金属製のガス供給管が延在し、その第１の導電部の出力部がガス供給管に接続するように、シャワーヘッドの上方に配置され得る。かかる第２の導電部により、ガス供給管の周りでの電界の均一性が高められる。また、第１の導電部の出力部をガス供給管を介してシャワーヘッドの上部中央に接続することにより、シャワーヘッドの外周からチャンバ内に均等に電磁波を導入することが可能となる。したって、上記実施形態の整合器を用いることにより、チャンバ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。 In the parallel plate type plasma processing device, the gas supply pipe is connected to the center of the upper part of the shower head. In such a plasma processing device, in order to reduce the non-uniformity of the distribution of the density of the plasma generated in the chamber, it is necessary to evenly introduce electromagnetic waves into the chamber from the portion along the outer periphery of the shower head. Is. In the matching device of the above embodiment, the metal gas supply pipe extends through the inner hole of the second conductive portion, and the output portion of the first conductive portion is connected to the gas supply pipe. It can be placed above the shower head. The second conductive portion enhances the uniformity of the electric field around the gas supply pipe. Further, by connecting the output portion of the first conductive portion to the center of the upper part of the shower head via the gas supply pipe, it becomes possible to evenly introduce electromagnetic waves into the chamber from the outer periphery of the shower head. Therefore, by using the matching device of the above embodiment, it is possible to improve the uniformity of the plasma density distribution in the chamber.

一つの例示的実施形態において、整合器は、金属から形成されたガス供給管を更に備えていてもよい。ガス供給管は、第２の導電部によって提供される内孔を通って延在する。第１の導電部によって提供される出力部は、ガス供給管に接続される。ガス供給管は、それを介して供給される電磁波の別の出力部を提供する。 In one exemplary embodiment, the matching instrument may further include a gas supply pipe made of metal. The gas supply pipe extends through the inner hole provided by the second conductive portion. The output section provided by the first conductive section is connected to the gas supply pipe. The gas supply pipe provides another output of electromagnetic waves supplied through it.

一つの例示的実施形態において、第２の導電部の外径Ｄは、
λ_０／２π－α≦Ｄ≦λ_０／２π＋α
を満たしてもよい。ここで、λ_０は、電磁波の自由空間波長であり、αは、λ_０／（６０×π）である。この実施形態によれば、チャンバ内でのプラズマの密度の分布の均一性が更に高められる。 In one exemplary embodiment, the outer diameter D of the second conductive portion is
λ ₀ / 2π-α ≤ D ≤ λ ₀ / 2π + α
May be satisfied. Here, λ ₀ is the free space wavelength of the electromagnetic wave, and α is λ ₀ / (60 × π). According to this embodiment, the uniformity of the plasma density distribution in the chamber is further enhanced.

別の例示的実施形態においては、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、基板支持部、シャワーヘッド、ガス供給管、導入部、及び整合器を備える。基板支持部は、チャンバ内に設けられている。シャワーヘッドは、金属から形成されている。シャワーヘッドは、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、基板支持部の上方に設けられている。ガス供給管は、金属から形成されている。ガス供給管は、チャンバの上方で鉛直方向に延在して、シャワーヘッドの上部中央に接続されている。導入部は、誘電体から形成されている。導入部は、そこからチャンバ内に電磁波を導入するようにシャワーヘッドの外周に沿って設けられている。整合器は、チャンバの上方に設けられている。整合器は、電磁波の入力部、電磁波の出力部、インピーダンス整合回路、及び電気的接続部を有する。電磁波は、ＶＨＦ波又はＵＨＦ波である。出力部は、ガス供給管に接続されている。インピーダンス整合回路は、入力部と出力部との間で接続されている。電気的接続部は、インピーダンス整合回路から延びる。電気的接続部は、第１の導電部及び第２の導電部を含む。第１の導電部は、インピーダンス整合回路から延びて、出力部を提供する。第２の導電部は、環形状を有し、内孔を画成する。ガス供給管は、第２の導電部の内孔を通って延在する。第１の導電部は、第２の導電部の外側でインピーダンス整合回路から延びて第２の導電部に交差し、第２の導電部の内孔の中で出力部を提供する。 In another exemplary embodiment, a plasma processing apparatus is provided. The plasma processing apparatus includes a chamber, a substrate support, a shower head, a gas supply pipe, an introduction section, and a matching unit. The substrate support is provided in the chamber. The shower head is made of metal. The shower head provides a plurality of gas holes that open toward the space in the chamber and is provided above the substrate support. The gas supply pipe is made of metal. The gas supply pipe extends vertically above the chamber and is connected to the upper center of the shower head. The introduction is made of a dielectric. The introduction portion is provided along the outer circumference of the shower head so as to introduce electromagnetic waves into the chamber from there. The matching unit is provided above the chamber. The matching box has an electromagnetic wave input section, an electromagnetic wave output section, an impedance matching circuit, and an electrical connection section. The electromagnetic wave is a VHF wave or a UHF wave. The output unit is connected to the gas supply pipe. The impedance matching circuit is connected between the input unit and the output unit. The electrical connection extends from the impedance matching circuit. The electrical connection includes a first conductive portion and a second conductive portion. The first conductive section extends from the impedance matching circuit to provide an output section. The second conductive portion has a ring shape and defines an inner hole. The gas supply pipe extends through the inner hole of the second conductive portion. The first conductive portion extends from the impedance matching circuit outside the second conductive portion, intersects the second conductive portion, and provides an output portion in the inner hole of the second conductive portion.

一つの例示的実施形態において、整合器は、上記のガス供給管を更に有していてもよい。ガス供給管は、電磁波の別の出力部を提供する。別の出力部は、シャワーヘッドに接続されている。 In one exemplary embodiment, the matching instrument may further include the gas supply pipe described above. The gas supply tube provides another output of the electromagnetic wave. Another output is connected to the shower head.

一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置は、上記電磁波を発生するように構成された電源を更に備えていてもよい。 In one exemplary embodiment, the plasma processing apparatus may further include a power supply configured to generate the electromagnetic waves.

一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置は、第１のガス源、第２のガス源、及びリモートプラズマ源を更に備えていてもよい。第１のガス源は、成膜ガスのガス源であり、ガス供給管に接続されている。第２のガス源は、クリーニングガスのガス源である。リモートプラズマ源は、第２のガス源とガス供給管との間で接続されている。成膜ガスは、シリコン含有ガスを含んでいてもよい。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。 In one exemplary embodiment, the plasma processing apparatus may further comprise a first gas source, a second gas source, and a remote plasma source. The first gas source is a gas source of the formed gas and is connected to the gas supply pipe. The second gas source is a gas source for cleaning gas. The remote plasma source is connected between the second gas source and the gas supply pipe. The film-forming gas may contain a silicon-containing gas. The cleaning gas may contain a halogen-containing gas.

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。 Hereinafter, various exemplary embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same reference numerals are given to the same or corresponding parts in each drawing.

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１に示すプラズマ処理装置１は、平行平板型のプラズマ処理装置である。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。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a plasma processing apparatus according to an exemplary embodiment. The plasma processing device 1 shown in FIG. 1 is a parallel plate type plasma processing device. The plasma processing device 1 is configured to generate plasma by electromagnetic waves. The electromagnetic wave is a VHF wave or a UHF wave. The band of the VHF wave is 30 MHz to 300 MHz, and the band of the UHF wave is 300 MHz to 3 GHz.

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。 The plasma processing device 1 includes a chamber 10. The chamber 10 defines an internal space. The substrate W is processed in the internal space of the chamber 10. The chamber 10 has an axis AX as its central axis. The axis AX is an axis extending in the vertical direction.

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。 In one embodiment, the chamber 10 may include a chamber body 12. The chamber body 12 has a substantially cylindrical shape and is opened at the upper portion thereof. The chamber body 12 provides a side wall and a bottom of the chamber 10. The chamber body 12 is made of a metal such as aluminum. The chamber body 12 is grounded.

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。 The side wall of the chamber body 12 provides the passage 12p. The substrate W passes through the passage 12p as it is transported between the inside and the outside of the chamber 10. The passage 12p can be opened and closed by the gate valve 12v. The gate valve 12v is provided along the side wall of the chamber body 12.

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、後述する整合器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。 The chamber 10 may further include an upper wall 14. The upper wall 14 is made of a metal such as aluminum. The upper wall 14 closes the upper opening of the chamber body 12 together with a matching unit described later. The upper wall 14 is grounded together with the chamber body 12.

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。 The bottom of the chamber 10 provides an exhaust port. The exhaust port is connected to the exhaust device 16. The exhaust device 16 includes a pressure controller such as an automatic pressure control valve and a vacuum pump such as a turbo molecular pump.

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、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、酸化アルミニウム等の誘電体から形成され得る。 The plasma processing device 1 further includes a substrate support portion 18. The substrate support portion 18 is provided in the chamber 10. The substrate support portion 18 is configured to support the substrate W placed on the substrate support portion 18. The substrate W is placed on the substrate support portion 18 in a substantially horizontal state. The substrate support portion 18 may be supported by the support member 19. The support member 19 extends upward from the bottom of the chamber 10. The substrate support portion 18 and the support member 19 can be formed of a dielectric such as aluminum oxide.

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。 The plasma processing device 1 further includes a shower head 20. The shower head 20 is made of a metal such as aluminum. The shower head 20 has a substantially disk shape and may have a hollow structure. The shower head 20 shares an axis AX as its central axis. The shower head 20 is provided above the substrate support portion 18 and below the upper wall 14. The shower head 20 constitutes a top portion that defines the internal space of the chamber 10.

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。 The shower head 20 provides a plurality of gas holes 20h. The plurality of gas holes 20h are open toward the internal space of the chamber 10. The shower head 20 further provides a gas diffusion chamber 20c therein. The plurality of gas holes 20h are connected to the gas diffusion chamber 20c and extend downward from the gas diffusion chamber 20c.

プラズマ処理装置１は、ガス供給管２２を更に備える。ガス供給管２２は、円筒形状の管である。ガス供給管２２は、アルミニウムのような金属から形成されている。ガス供給管２２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。ガス供給管２２は、その中心軸線として軸線ＡＸを共有している。ガス供給管２２の下端２２ｅ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。ガス供給管２２は、ガスをシャワーヘッド２０に供給する。ガス供給管２２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。 The plasma processing device 1 further includes a gas supply pipe 22. The gas supply pipe 22 is a cylindrical pipe. The gas supply pipe 22 is made of a metal such as aluminum. The gas supply pipe 22 extends in the vertical direction above the shower head 20. The gas supply pipe 22 shares the axis AX as its central axis. The lower end 22e of the gas supply pipe 22 is connected to the center of the upper part of the shower head 20. The upper center of the shower head 20 provides a gas inlet. The inlet is connected to the gas diffusion chamber 20c. The gas supply pipe 22 supplies gas to the shower head 20. The gas from the gas supply pipe 22 is introduced into the chamber 10 through the plurality of gas holes 20h via the inlet of the shower head 20 and the gas diffusion chamber 20c.

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、ガス供給管２２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ＳｉＨ_４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、ＮＨ_３ガス、Ｎ_２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、ガス供給管２２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。 In one embodiment, the plasma processing apparatus 1 may further include a first gas source 24, a second gas source 26, and a remote plasma source 28. The first gas source 24 is connected to the gas supply pipe 22. The first gas source 24 can be a gas source for the film-forming gas. The film-forming gas may contain a silicon-containing gas. The silicon-containing gas contains, for example, SiH ₄ . The film-forming gas may further contain other gases. For example, the film-forming gas may further contain NH ₃ gas, N ₂ gas, a rare gas such as Ar, and the like. The gas from the first gas source 24 (for example, the film-forming gas) is introduced into the chamber 10 from the shower head 20 via the gas supply pipe 22.

第２のガス源２６は、リモートプラズマ源２８を介して、ガス供給管２２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ＮＦ_３及び／又はＣｌ_２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。 The second gas source 26 is connected to the gas supply pipe 22 via the remote plasma source 28. The second gas source 26 can be a gas source for cleaning gas. The cleaning gas may contain a halogen-containing gas. The halogen-containing gas contains, for example, NF ₃ and / or Cl ₂ . The cleaning gas may further contain other gases. The cleaning gas may further contain a noble gas such as Ar.

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、ガス供給管２２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。ラジカルの失活を抑制するために、ガス供給管２２は、比較的太い直径を有し得る。ガス供給管２２の外径（直径）は、例えば４０ｍｍ以上である。一例において、ガス供給管２２の外径（直径）は８０ｍｍである。 The remote plasma source 28 excites the gas from the second gas source 26 at a location away from the chamber 10 to generate plasma. In one embodiment, the remote plasma source 28 produces plasma from the cleaning gas. The remote plasma source 28 may be any type of plasma source. Examples of the remote plasma source 28 include a capacitively coupled plasma source, an inductively coupled plasma source, and a plasma source of a type that generates plasma by microwaves. The radicals in the plasma generated in the remote plasma source 28 are introduced into the chamber 10 from the shower head 20 via the gas supply pipe 22. In order to suppress the deactivation of radicals, the gas supply pipe 22 may have a relatively large diameter. The outer diameter (diameter) of the gas supply pipe 22 is, for example, 40 mm or more. In one example, the outer diameter (diameter) of the gas supply pipe 22 is 80 mm.

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、ガス供給管２２が、ガス供給管２２と上壁１４との間に提供している空間も含む。 The shower head 20 is separated downward from the upper wall 14. The space between the shower head 20 and the upper wall 14 constitutes a part of the waveguide 30. The waveguide 30 also includes a space provided by the gas supply pipe 22 between the gas supply pipe 22 and the upper wall 14.

プラズマ処理装置１は、導入部３２を更に備える。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。 The plasma processing device 1 further includes an introduction unit 32. The introduction portion 32 is formed of a dielectric such as aluminum oxide. The introduction portion 32 is provided along the outer periphery of the shower head 20 so as to introduce an electromagnetic wave into the chamber 10 from there. The introduction portion 32 has a ring shape. The introduction portion 32 closes the gap between the shower head 20 and the chamber body 12, and is connected to the waveguide 30.

プラズマ処理装置１は、整合器４０を更に備える。プラズマ処理装置１は、電源５０を更に備えていてもよい。電源５０は、電磁波の発生器である。電源５０からの電磁波は、整合器４０、ガス供給管２２、及び導波路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。 The plasma processing device 1 further includes a matching device 40. The plasma processing device 1 may further include a power supply 50. The power supply 50 is an electromagnetic wave generator. The electromagnetic wave from the power source 50 is introduced into the chamber 10 from the introduction unit 32 via the matching unit 40, the gas supply pipe 22, and the waveguide 30. This electromagnetic wave excites a gas (for example, a film-forming gas) from the first gas source 24 in the chamber 10 to generate plasma.

以下、図１と共に図２を参照して、整合器４０について説明する。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿ってとった断面図である。図１及び図２に示すように、整合器４０は、入力部４１、出力部４２、整合回路４４、及び電気的接続部４６を含んでいる。 Hereinafter, the matching unit 40 will be described with reference to FIG. 2 together with FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the matching unit 40 includes an input unit 41, an output unit 42, a matching circuit 44, and an electrical connection unit 46.

整合器４０は、ハウジング４８を更に含んでいてもよい。ハウジング４８は、アルミニウムといった金属から形成されている。ハウジング４８は、チャンバ１０の上壁１４の上に搭載されている。ハウジング４８は、整合回路４４及び電気的接続部４６をその中に収容している。ハウジング４８は、略円筒形状を有しており、側壁、上壁、及び下壁を含んでいる。ガス供給管２２は、ハウジング４８の上壁の開口及び下壁の開口を通って、延在している。ハウジング４８の上壁において開口を画成する内縁は、ガス供給管２２の外周面に接している。ハウジング４８の下壁の開口は、ガス供給管２２の外径（直径）よりも大きい直径を有している。したがって、ハウジング４８の下壁は、ガス供給管には接していない。ハウジング４８の下壁は、チャンバ１０の上壁１４に接している。ハウジング４８の側壁は、開口を提供していてもよい。入力部４１は、ハウジング４８の開口内で提供されていてもよい。 The matching unit 40 may further include a housing 48. The housing 48 is made of a metal such as aluminum. The housing 48 is mounted on the upper wall 14 of the chamber 10. The housing 48 houses the matching circuit 44 and the electrical connection 46 therein. The housing 48 has a substantially cylindrical shape and includes a side wall, an upper wall, and a lower wall. The gas supply pipe 22 extends through an opening in the upper wall and an opening in the lower wall of the housing 48. The inner edge defining the opening in the upper wall of the housing 48 is in contact with the outer peripheral surface of the gas supply pipe 22. The opening of the lower wall of the housing 48 has a diameter larger than the outer diameter (diameter) of the gas supply pipe 22. Therefore, the lower wall of the housing 48 is not in contact with the gas supply pipe. The lower wall of the housing 48 is in contact with the upper wall 14 of the chamber 10. The side wall of the housing 48 may provide an opening. The input unit 41 may be provided within the opening of the housing 48.

入力部４１は、電磁波の入力部である。入力部４１は、給電ライン５２を介して電源５０に接続されている。給電ライン５２は、例えば同軸構造を有する給電ラインである。入力部４１は、導体４３を介して整合回路４４に接続されている。 The input unit 41 is an electromagnetic wave input unit. The input unit 41 is connected to the power supply 50 via the power supply line 52. The power supply line 52 is, for example, a power supply line having a coaxial structure. The input unit 41 is connected to the matching circuit 44 via the conductor 43.

出力部４２は、入力部４１に入力された電磁波の出力部である。出力部４２は、整合回路４４に接続されている。即ち、整合回路４４は、入力部４１と出力部４２との間で接続されている。整合回路４４は、インピーダンス整合回路である。整合回路４４は、電源５０の負荷のインピーダンスを、電源５０の出力インピーダンスに整合させるように構成される。整合回路４４は、可変インピーダンスを有する。整合回路４４は、例えばπ型の回路で有り得る。 The output unit 42 is an output unit of the electromagnetic wave input to the input unit 41. The output unit 42 is connected to the matching circuit 44. That is, the matching circuit 44 is connected between the input unit 41 and the output unit 42. The matching circuit 44 is an impedance matching circuit. The matching circuit 44 is configured to match the impedance of the load of the power supply 50 with the output impedance of the power supply 50. The matching circuit 44 has a variable impedance. The matching circuit 44 may be, for example, a π-type circuit.

整合回路４４は、電気的接続部４６を介して出力部４２に接続されている。電気的接続部４６は、銅又はアルミニウムのような金属から形成されている。電気的接続部４６は、第１の導電部４６ａ及び第２の導電部４６ｂを含む。第１の導電部４６ａは、整合回路４４から延びて、出力部４２を提供している。即ち、第１の導電部４６ａの一端は整合回路４４に電気的に接続しており、第１の導電部４６ａの他端は出力部４２を構成している。 The matching circuit 44 is connected to the output unit 42 via the electrical connection unit 46. The electrical connection 46 is made of a metal such as copper or aluminum. The electrical connection portion 46 includes a first conductive portion 46a and a second conductive portion 46b. The first conductive section 46a extends from the matching circuit 44 to provide the output section 42. That is, one end of the first conductive portion 46a is electrically connected to the matching circuit 44, and the other end of the first conductive portion 46a constitutes the output portion 42.

第２の導電部４６ｂは、環形状を有しており、内孔４６ｈを画成している。第２の導電部４６ｂは、その中心軸線として軸線ＡＸを共有している。ガス供給管２２は、内孔４６ｈを通って延在している。第２の導電部４６ｂの内径（直径）は、ガス供給管２２の外径（直径）よりも大きい。即ち、第２の導電部４６ｂは、直接的にはガス供給管２２に接続していない。第１の導電部４６ａは、第２の導電部４６ｂの外側で整合回路４４から延びて第２の導電部４６ｂに交差し、内孔４６ｈの中で出力部４２を提供している。この出力部４２が、ガス供給管２２に直接的に接続している。 The second conductive portion 46b has a ring shape and defines an inner hole 46h. The second conductive portion 46b shares the axis AX as its central axis. The gas supply pipe 22 extends through the inner hole 46h. The inner diameter (diameter) of the second conductive portion 46b is larger than the outer diameter (diameter) of the gas supply pipe 22. That is, the second conductive portion 46b is not directly connected to the gas supply pipe 22. The first conductive portion 46a extends from the matching circuit 44 outside the second conductive portion 46b, intersects the second conductive portion 46b, and provides the output portion 42 in the inner hole 46h. The output unit 42 is directly connected to the gas supply pipe 22.

一実施形態において、第２の導電部４６ｂの外径Ｄは、以下の式（１）を満たしてもよい。
λ_０／２π－α≦Ｄ≦λ_０／２π＋α …（１）
ここで、λ_０は、電源５０によって発生される電磁波の自由空間波長であり、αは、λ_０／（６０×π）である。第２の導電部４６ｂの外径Ｄは、電磁波の波長が２２０ＭＨｚである場合には、２０８．５ｍｍ以上、２２３．５ｍｍ以下であってもよい。第２の導電部４６ｂの外径Ｄ（直径）は、例えば２１６ｍｍであってもよい。 In one embodiment, the outer diameter D of the second conductive portion 46b may satisfy the following formula (1).
λ ₀ / 2π-α ≤ D ≤ λ ₀ / 2π + α ... (1)
Here, λ ₀ is the free space wavelength of the electromagnetic wave generated by the power supply 50, and α is λ ₀ / (60 × π). The outer diameter D of the second conductive portion 46b may be 208.5 mm or more and 223.5 mm or less when the wavelength of the electromagnetic wave is 220 MHz. The outer diameter D (diameter) of the second conductive portion 46b may be, for example, 216 mm.

一実施形態において整合器４０は、ガス供給管２２を更に含んでいてもよい。整合器４０は、ガス供給管２２をその一部として含むように組立てられていてもよい。この場合には、ガス供給管２２の下端２２ｅは、整合器４０における電磁波の別の出力部として用いられ、シャワーヘッド２０の上部中央に電気的に接続される。 In one embodiment, the matching device 40 may further include a gas supply pipe 22. The matching unit 40 may be assembled so as to include the gas supply pipe 22 as a part thereof. In this case, the lower end 22e of the gas supply pipe 22 is used as another output unit of the electromagnetic wave in the matching unit 40, and is electrically connected to the upper center of the shower head 20.

プラズマ処理装置１では、ガス供給管２２がシャワーヘッド２０の上部中央に接続される。プラズマ処理装置１において、チャンバ１０内で生成されるプラズマの密度の分布の不均一性を低減させるためには、シャワーヘッド２０の外周に沿う部分、即ち導入部３２からチャンバ１０内に均等に電磁波を導入することが必要である。整合器４０は、第２の導電部４６ｂの内孔４６ｈを通ってガス供給管２２が延在し、第１の導電部４６ａの出力部４２がガス供給管２２に接続するように、シャワーヘッド２０の上方に配置され得る。整合器４０によれば、第２の導電部４６ｂにより、ガス供給管２２の周りでの電界の均一性が高められる。また、第１の導電部４６ａの出力部４２をガス供給管２２を介してシャワーヘッド２０の上部中央に接続することにより、シャワーヘッド２０の外周、即ち、導入部３２からチャンバ内に均等に電磁波を導入することが可能となる。したって、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。また、第２の導電部４６ｂの外径Ｄが、（１）式を満たす場合には、チャンバ１０内でのプラズマの密度の分布の均一性が更に高められる。 In the plasma processing device 1, the gas supply pipe 22 is connected to the center of the upper part of the shower head 20. In the plasma processing apparatus 1, in order to reduce the non-uniformity of the distribution of the density of the plasma generated in the chamber 10, electromagnetic waves are evenly distributed from the portion along the outer periphery of the shower head 20, that is, the introduction portion 32 into the chamber 10. It is necessary to introduce. The matching device 40 has a shower head so that the gas supply pipe 22 extends through the inner hole 46h of the second conductive portion 46b and the output portion 42 of the first conductive portion 46a is connected to the gas supply pipe 22. Can be placed above 20. According to the matching unit 40, the second conductive portion 46b enhances the uniformity of the electric field around the gas supply pipe 22. Further, by connecting the output portion 42 of the first conductive portion 46a to the center of the upper part of the shower head 20 via the gas supply pipe 22, electromagnetic waves are evenly emitted from the outer periphery of the shower head 20, that is, from the introduction portion 32 into the chamber. Can be introduced. Therefore, it is possible to improve the uniformity of the plasma density distribution in the chamber 10. Further, when the outer diameter D of the second conductive portion 46b satisfies the equation (1), the uniformity of the plasma density distribution in the chamber 10 is further enhanced.

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２２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。電磁波としてＶＨＦ波又はＵＨＦ波を用いるプラズマ処理装置では、チャンバ内でのプラズマの密度の分布を均一に保つためには、シャワーヘッドの中心部を介してチャンバ内に電磁波を供給する必要がある。また、チャンバ内のクリーニングを効率的に且つ均一に行うためには、リモートプラズマ源からのクリーニング用のラジカルを、シャワーヘッドの中心部に接続された比較的太いガス供給管を介してチャンバ内に導入する必要がある。しかしながら、従来のプラズマ処理装置の構造では、プラズマの密度の分布の均一性とクリーニングの均一性を両立させることが難しかった。その理由は、シャワーヘッドの中心部を介するチャンバ内への電磁波の導入と、シャワーヘッドの中心部に接続されたガス供給管を介するチャンバ内へのラジカルの導入とを両立させることが困難であったからである。一方、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向上と、チャンバ１０内のクリーニングの均一性向上とを両立することが可能となっている。 Further, according to the plasma processing apparatus 1, the deposits formed in the chamber 10 by the film forming process can be removed by the radicals from the plasma of the cleaning gas. Since the radical of the cleaning gas from the plasma is supplied through the gas supply pipe 22 and the shower head 20, its deactivation is suppressed and it is uniformly supplied into the chamber 10. Therefore, according to the plasma processing apparatus 1, cleaning of the chamber 10 can be performed uniformly and efficiently. In a plasma processing device that uses VHF waves or UHF waves as electromagnetic waves, it is necessary to supply electromagnetic waves into the chamber through the center of the shower head in order to keep the distribution of plasma density in the chamber uniform. Further, in order to efficiently and uniformly clean the inside of the chamber, radicals for cleaning from the remote plasma source are sent into the chamber through a relatively thick gas supply pipe connected to the center of the shower head. Need to be introduced. However, with the structure of the conventional plasma processing apparatus, it is difficult to achieve both the uniformity of the plasma density distribution and the uniformity of cleaning. The reason is that it is difficult to achieve both the introduction of electromagnetic waves into the chamber through the center of the shower head and the introduction of radicals into the chamber through the gas supply pipe connected to the center of the shower head. This is because the. On the other hand, according to the plasma processing apparatus 1, it is possible to improve the uniformity of the plasma density distribution in the chamber 10 and to improve the uniformity of cleaning in the chamber 10.

以下、プラズマ処理装置１の評価のために行った幾つかのシミュレーションの結果について説明する。 Hereinafter, the results of some simulations performed for the evaluation of the plasma processing apparatus 1 will be described.

まず、プラズマ処理装置１に関するシミュレーションとして行った第１のシミュレーション及び比較のための第２のシミュレーションについて説明する。第１のシミュレーションでは、ガス供給管２２の外径（直径）を８０ｍｍに設定し、第２の導電部４６ｂの外径Ｄ（直径）を２１６ｍｍに設定した。第１のシミュレーションでは、プラズマ処理装置１において２２０ＭＨｚの電磁波をチャンバ１０内に導入した場合のチャンバ１０内での電界強度の分布を求めた。求めた電界強度の分布は、シャワーヘッド２０の下面から２ｍｍ離れた領域での分布である。第２のシミュレーションの条件は、第２の導電部４６ｂを取り除いた点においてのみ第１のシミュレーションの条件と異なっていた。 First, a first simulation performed as a simulation for the plasma processing apparatus 1 and a second simulation for comparison will be described. In the first simulation, the outer diameter (diameter) of the gas supply pipe 22 was set to 80 mm, and the outer diameter D (diameter) of the second conductive portion 46b was set to 216 mm. In the first simulation, the distribution of the electric field strength in the chamber 10 when the electromagnetic wave of 220 MHz was introduced into the chamber 10 in the plasma processing apparatus 1 was obtained. The obtained electric field strength distribution is a distribution in a region 2 mm away from the lower surface of the shower head 20. The conditions of the second simulation differed from the conditions of the first simulation only in that the second conductive portion 46b was removed.

図３に、第１のシミュレーション及び第２のシミュレーションにおいて得られた電界強度の分布を示す。図３において、横軸はチャンバ１０内での上記領域における位置を示している。図３には、軸線ＡＸの位置が一点鎖線で示されている。図３における横軸の位置は、チャンバ１０内の上記領域における軸線ＡＸに直交する直線上での位置である。図３において縦軸は、電界強度を示している。図３において、「ＳＰ」は第１のシミュレーションで求めた電界強度の分布を示しており、「ＳＣ」は第２のシミュレーションで求めた電界強度の分布を示している。 FIG. 3 shows the distribution of the electric field strength obtained in the first simulation and the second simulation. In FIG. 3, the horizontal axis indicates a position in the chamber 10 in the above region. In FIG. 3, the position of the axis AX is shown by a chain double-dashed line. The position of the horizontal axis in FIG. 3 is a position on a straight line orthogonal to the axis AX in the above region in the chamber 10. In FIG. 3, the vertical axis indicates the electric field strength. In FIG. 3, "SP" shows the distribution of the electric field strength obtained in the first simulation, and "SC" shows the distribution of the electric field strength obtained in the second simulation.

図３に示すように、第２のシミュレーションでは、軸線ＡＸに対して一方側の電界強度の分布と他方側の電界強度の分布の対称性が低かった。即ち、第２の導電部４６ｂを取り除いた場合には、チャンバ１０内で生成されるプラズマの密度の分布が不均一になることが確認された。一方、第１のシミュレーションでは、軸線ＡＸに対して一方側の電界強度の分布と他方側の電界強度の分布の対称性が高かった。即ち、第２の導電部４６ｂを有するプラズマ処理装置１によれば、チャンバ１０内で生成されるプラズマの密度の分布の均一性が高くなることが確認された。 As shown in FIG. 3, in the second simulation, the symmetry between the distribution of the electric field strength on one side and the distribution of the electric field strength on the other side was low with respect to the axis AX. That is, it was confirmed that when the second conductive portion 46b was removed, the distribution of the density of the plasma generated in the chamber 10 became non-uniform. On the other hand, in the first simulation, the symmetry between the distribution of the electric field strength on one side and the distribution of the electric field strength on the other side was high with respect to the axis AX. That is, it was confirmed that according to the plasma processing apparatus 1 having the second conductive portion 46b, the uniformity of the density distribution of the plasma generated in the chamber 10 is improved.

次に、プラズマ処理装置１に関するシミュレーションとして行った第３のシミュレーションについて説明する。第３のシミュレーションでは、ガス供給管２２の外径（直径）を８０ｍｍに設定し、第２の導電部４６ｂの外径Ｄ（直径）として複数の値を設定した。第３のシミュレーションでは、プラズマ処理装置１において２２０ＭＨｚの電磁波をチャンバ１０内に導入した場合のチャンバ１０内での電界強度の分布を求めた。求めた電界強度の分布は、シャワーヘッド２０の下面から２ｍｍ離れた領域での分布である。 Next, a third simulation performed as a simulation for the plasma processing apparatus 1 will be described. In the third simulation, the outer diameter (diameter) of the gas supply pipe 22 was set to 80 mm, and a plurality of values were set as the outer diameter D (diameter) of the second conductive portion 46b. In the third simulation, the distribution of the electric field strength in the chamber 10 when the electromagnetic wave of 220 MHz was introduced into the chamber 10 in the plasma processing device 1 was obtained. The obtained electric field strength distribution is a distribution in a region 2 mm away from the lower surface of the shower head 20.

図４に、第３のシミュレーションにおいて得られた電界強度の分布を示す。図４において、横軸はチャンバ１０内での上記領域における位置を示している。図４には、軸線ＡＸの位置が一点鎖線で示されている。図４における横軸の位置は、チャンバ１０内の上記領域における軸線ＡＸに直交する直線上での位置である。図４において縦軸は、電界強度を示している。図４には、複数の値を外径Ｄとしてそれぞれ用いた場合に得られた電界強度の分布が示されている。図４において、外径Ｄの複数の値は、ｍｍ単位の値として示されている。 FIG. 4 shows the distribution of the electric field strength obtained in the third simulation. In FIG. 4, the horizontal axis indicates a position in the chamber 10 in the above region. In FIG. 4, the position of the axis AX is shown by a chain double-dashed line. The position of the horizontal axis in FIG. 4 is a position on a straight line orthogonal to the axis AX in the above region in the chamber 10. In FIG. 4, the vertical axis indicates the electric field strength. FIG. 4 shows the distribution of the electric field strength obtained when a plurality of values are used as the outer diameter D respectively. In FIG. 4, a plurality of values of the outer diameter D are shown as values in mm.

図４に示すように、外径Ｄが、２０８．５ｍｍ以上、２２３．５ｍｍ以下である場合には、より高い対称性を有する電界強度の分布が得られた。即ち、外径Ｄが、２０８．５ｍｍ以上、２２３．５ｍｍ以下である場合には、チャンバ１０内で生成されるプラズマの密度の分布の均一性がより高くなることが確認された。かかる外径Ｄの範囲を電磁波の自由空間波長を用いて表現すると、上述の式（１）が得られる。したがって、式（１）を満たす場合には、チャンバ１０内で生成されるプラズマの密度の分布の均一性は、より高くなる。 As shown in FIG. 4, when the outer diameter D is 208.5 mm or more and 223.5 mm or less, a distribution of electric field strength having higher symmetry is obtained. That is, it was confirmed that when the outer diameter D is 208.5 mm or more and 223.5 mm or less, the uniformity of the distribution of the density of the plasma generated in the chamber 10 becomes higher. When the range of the outer diameter D is expressed by using the free space wavelength of the electromagnetic wave, the above equation (1) can be obtained. Therefore, when the equation (1) is satisfied, the uniformity of the density distribution of the plasma generated in the chamber 10 becomes higher.

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。 Although various exemplary embodiments have been described above, various additions, omissions, substitutions, and changes may be made without being limited to the above-mentioned exemplary embodiments. It is also possible to combine elements in different embodiments to form other embodiments.

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与えられており、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。 From the above description, it is understood that the various embodiments of the present disclosure are given herein for purposes of illustration and that various modifications can be made without departing from the scope and gist of the present disclosure. Will. Accordingly, the various embodiments disclosed herein are not intended to be limiting, and the true scope and gist is set forth by the appended claims.

１…プラズマ処理装置、１０…チャンバ、１８…基板支持部、２０…シャワーヘッド、２２…ガス供給管、４０…整合器、４１…入力部、４２…出力部、４４…整合回路、４６…電気的接続部、４６ａ…第１の導電部、４６ｂ…第２の導電部。 1 ... Plasma processing device, 10 ... Chamber, 18 ... Board support, 20 ... Shower head, 22 ... Gas supply pipe, 40 ... Matching device, 41 ... Input section, 42 ... Output section, 44 ... Matching circuit, 46 ... Electricity Target connection portion, 46a ... First conductive portion, 46b ... Second conductive portion.

Claims

An electromagnetic wave input unit that is a VHF wave or a UHF wave, and
The electromagnetic wave output unit and
An impedance matching circuit connected between the input unit and the output unit,
An electrical connection extending from the impedance matching circuit and
Equipped with
The electrical connection is
A first conductive section that extends from the impedance matching circuit and provides the output section.
A second conductive portion having a ring shape and defining an inner hole,
Including
The first conductive portion extends from the impedance matching circuit outside the second conductive portion, intersects the second conductive portion, and provides the output portion in the inner hole.
Matcher.

Further comprising a gas supply pipe formed of metal and extending through the inner hole provided by the second conductive portion.
The output unit is connected to the gas supply pipe and is connected to the gas supply pipe.
The gas supply pipe provides another output unit of the electromagnetic wave supplied through the gas supply pipe.
The matching device according to claim 1.

The outer diameter D of the second conductive portion is
λ ₀ / 2π-α ≤ D ≤ λ ₀ / 2π + α
Where λ ₀ is the free space wavelength of the electromagnetic wave and α is λ ₀ / (60 × π).
The matching device according to claim 1 or 2.

With the chamber
The substrate support provided in the chamber and
A shower head, which is made of metal and provides a plurality of gas holes open toward the space in the chamber and is provided above the substrate support.
A gas supply pipe, which is made of metal and extends vertically above the chamber and is connected to the center of the upper part of the shower head.
An introduction portion formed of a dielectric and provided along the outer circumference of the shower head so as to introduce an electromagnetic wave into the chamber from the introduction portion.
With the matching unit provided above the chamber,
Equipped with
The matching device is
The input unit of the electromagnetic wave, which is a VHF wave or a UHF wave, and
The output unit of the electromagnetic wave connected to the gas supply pipe and
An impedance matching circuit connected between the input unit and the output unit,
An electrical connection extending from the impedance matching circuit and
Have,
The electrical connection is
A first conductive section that extends from the impedance matching circuit and provides the output section.
A second conductive portion having a ring shape and defining an inner hole through which the gas supply pipe extends.
Including
The first conductive portion extends from the impedance matching circuit outside the second conductive portion, intersects the second conductive portion, and provides the output portion in the inner hole.
Plasma processing equipment.

The matching device further includes the gas supply pipe.
The gas supply pipe provides another output of the electromagnetic wave.
The other output unit is connected to the shower head.
The plasma processing apparatus according to claim 4.

The outer diameter D of the second conductive portion is
λ ₀ / 2π-α ≤ D ≤ λ ₀ / 2π + α
Where λ ₀ is the free space wavelength of the electromagnetic wave and α is λ ₀ / (60 × π).
The plasma processing apparatus according to claim 4 or 5.

The plasma processing apparatus according to any one of claims 4 to 6, further comprising a power supply configured to generate the electromagnetic wave.

The first gas source of the film-forming gas connected to the gas supply pipe and
A second source of cleaning gas,
A remote plasma source connected between the second gas source and the gas supply pipe,
The plasma processing apparatus according to any one of claims 4 to 7, further comprising.

The plasma processing apparatus according to claim 8, wherein the film-forming gas contains a silicon-containing gas.

The plasma processing apparatus according to claim 8 or 9, wherein the cleaning gas contains a halogen-containing gas.