等离子体处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种等离子体处理装置，其具有：处理容器；高频电源，其向所述处理容器供给高频电力，来在所述处理容器的内部形成等离子体；规定的连接部，其设置于所述高频电源与所述处理容器之间；以及负载变动稳定化电路，其通过所述连接部而与所述处理容器并联连接，用于抑制从所述连接部看向下游侧时的负载阻抗的变动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】等离子体处理装置
本专利技术涉及一种等离子体处理装置。
技术介绍
在PEALD(PlasmaEnhancedAtomicLayerDeposition：等离子体增强原子层沉积)等在两个以上的工序之间高速地切换来进行成膜的方法中，能够进行高质量的成膜，因此其重要性增加。在上述两个以上的工序之间的设定压力不同的情况下，优选在使处理容器的内部稳定为设定压力后进行各工序。然而，在以原子层级别进行成膜的ALD中，在循环地执行两个以上的工序来进行成膜的方法中，成膜速度慢，生产率的改善成为课题。因此，为了提高生产率，不等到压力稳定就高速地切换各工序，高速地对等离子体进行开和关来进行成膜。在周期中的一次的等离子体施加时间短到几秒并且工艺中的压力在各工序间大幅度变动的情况下，如何实现高速的等离子体点火和各工序中的处理容器内的压力的稳定化成为课题。针对该课题，要是使用可变电容器等通常的匹配器，则难以进行响应于上述各工序的高速切换的阻抗匹配。相对于此，提出将频率可变电源使用于阻抗匹配(例如参照专利文献1)。专利文献1：日本特开平6-243992号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题频率可变电源具有使输出频率变化的功能，相比匹配器而言阻抗的匹配速度快。然而，频率可变电源的匹配范围窄，针对等离子体侧的负载阻抗中的虚数成分(X成分＝电抗)只能以窄范围的变化进行匹配，另外，无法对实数成分(R成分)进行匹配。因此，在频率可变电源中，尤其是在匹配范围外向等离子体供给高频电力时，产生大的反射，很多情况下功率不传递到等离子体侧。因此，仅通过频率可变电源的功能难以使等离子体稳定地点火并且难以维持等离子体。针对上述课题，本专利技术的一个方式的目的在于抑制等离子体侧的负载阻抗的变动。用于解决问题的方案为了解决上述课题，根据一个方式，提供一种等离子体处理装置，其具有：处理容器；高频电源，其向所述处理容器供给高频电力，来在所述处理容器的内部形成等离子体；规定的连接部，其设置于所述高频电源与所述处理容器之间；以及负载变动稳定化电路，其通过所述连接部而与所述处理容器并联连接，用于抑制从所述连接部看向下游侧时的负载阻抗的变动。专利技术的效果根据本专利技术的一个方式，能够抑制等离子体侧的负载阻抗的变动。附图说明图1是表示一个实施方式所涉及的等离子体处理装置的一例的图。图2A是表示一个实施方式所涉及的包括LC串联电路的负载变动稳定化电路的一例的图。图2B是表示一个实施方式所涉及的包括LC并联电路的负载变动稳定化电路的一例的图。图3是用于说明一个实施方式所涉及的等离子体处理装置的各阻抗的图。图4是用于说明一个实施方式所涉及的等离子体侧的负载变动的抑制效果的图。图5A是表示一个实施方式所涉及的负载变动稳定化电路的电抗依赖性的第一图。图5B是表示一个实施方式所涉及的负载变动稳定化电路的电抗依赖性的第二图。图5C是表示一个实施方式所涉及的负载变动稳定化电路的功率效率的图。图6A是用于说明一个实施方式所涉及的功率恒定控制的第一图。图6B是用于说明一个实施方式所涉及的功率恒定控制的第二图。图7A是用于说明LC串联电路的谐振频率的图。图7B是用于说明LC并联电路的谐振频率的图。图8是表示一个实施方式所涉及的反射波与功率效率的图。具体实施方式下面，参照附图来说明用于实施本专利技术的方式。此外，在本说明书和附图中，对实质上相同的结构标注相同的标记，由此省略重复的说明。(引言)在PEALD(PlasmaEnhancedAtomicLayerDeposition：等离子体增强原子层沉积)等在两个以上的工序之间高速地切换来进行成膜的方法中，能够进行高质量的成膜，因此其重要性增加。在周期中的一次的等离子体生成时间短到几秒并且工艺中的压力在各工序之间大幅度变动的情况下，如何实现高速的等离子体点火和处理容器内的压力的稳定化成为课题。因此，本实施方式所涉及的等离子体处理装置实现：在存在大的压力变动的环境中在各工序之间高速地切换来进行成膜的情况下，抑制高频在等离子体侧的反射来向等离子体供给足够的功率从而稳定地生成等离子体。为此，在本实施方式中，提出一种满足以下三个条件的等离子体处理装置。1.在存在大的压力变动时高速且稳定地(不存在大的高频的反射)对等离子体进行开和关2.即使供给13MHz以上的频率的高频电力也能够抑制负载阻抗的变动3.能够使系统成本低(不使用高性能的匹配器等)下面，参照图1来说明满足上述条件的等离子体处理装置的结构的一例。[等离子体处理装置的结构]等离子体处理装置1具有频率可变电源10、负载变动稳定化电路20、供电线30以及处理容器40。在本实施方式中，对被供给高频电力的等离子体处理装置1使用电容耦合型等离子体处理装置。但是，关于本实施方式所涉及的等离子体处理装置1，不仅能够使用电容耦合型等离子体(CCP：CapacitivelyCoupledPlasma)装置，也能够使用电感耦合型等离子体(ICP：InductivelyCoupledPlasma)装置等。另外，在本说明书中，作为等离子体处理对象，对半导体晶圆W进行说明，但等离子体处理对象不限于此。作为等离子体处理对象的其它例，能够列举使用于LCD(LiquidCrystalDisplay：液晶显示器)、FPD(FlatPanelDisplay：平板显示器)等的各种基板、光掩模、CD基板、印刷电路板等。频率可变电源10为供给被控制为期望的恒定的功率的13MHz以上的高频的电力的电源的一例。频率可变电源10具有通过使输出频率变化来与等离子体侧的负载阻抗之间进行匹配的功能。此外，作为供给高频的电力的电源，也可以使用不具有使输出频率变化的功能的高频电源来代替频率可变电源10。针对处理容器40，从频率可变电源10向设置于处理容器40的电极或等离子体激励用天线(ICP的情况)供给规定频率的高频电力。被供给到处理容器40的内部的气体通过高频电力而发生电离以及离解，由此在上部电极101与下部电极102之间的等离子体处理空间形成等离子体。利用等离子体对载置于下部电极102的半导体晶圆W实施蚀刻、成膜等微细加工。在频率可变电源10与处理容器40之间设置有作为电基点的连接部C(规定的连接部)。负载变动稳定化电路20通过连接部C而与用于进行等离子体处理的处理容器40并联连接，用于抑制从连接部C看向等离子体侧(下游侧或低电位侧)时的负载阻抗(以下也称作“等离子体侧电路的负载阻抗”或“等离子体侧电路的负载”。)的变动。在图1的例子中，等离子体侧电路是指具备包括从连接部C起至等离子体为止的供电线30的处理容器侧负载、以及以与处理容器侧负载并联连接的形式配置的负载变动稳定化电路20的结构。在此，所谓处理容器侧负载是指不仅包括等离子体的负载阻抗还包括从等离子体起至连接部C为止的供电线30的阻抗的负载。通常，等离子体为C(电容)成分。在此，作为高频供电线的供电线30由金属线材(铜制)构成，金属线材自身具有L(电感)成分。因此，根据以何处为基点，处理容器侧负载的符号可能会改变。因此，在本实施方式中，将与频率可变电源10连接的供电线上的、处理容器40与负载变动稳定化电路20之间的连接部C设为看向等离子体侧时的负载阻抗、即等离子体侧负载和处理容器侧负载的基点。由此，处理容器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种等离子体处理装置，具有：处理容器；高频电源，其向所述处理容器供给高频电力，来在所述处理容器的内部形成等离子体；以及负载变动稳定化电路，其通过设置于所述高频电源与所述处理容器之间的规定的连接部而与所述处理容器并联连接，用于抑制从所述连接部看向下游侧时的负载阻抗的变动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.19 JP 2016-0079091.一种等离子体处理装置，具有：处理容器；高频电源，其向所述处理容器供给高频电力，来在所述处理容器的内部形成等离子体；以及负载变动稳定化电路，其通过设置于所述高频电源与所述处理容器之间的规定的连接部而与所述处理容器并联连接，用于抑制从所述连接部看向下游侧时的负载阻抗的变动。2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述负载变动稳定化电路的电抗的符号与从所述连接部看向所述处理容器侧时的电抗的符号为相同符号。3.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述负载变动稳定化电路的电抗的符号与从所述连接部看向所述处理容器侧时的电抗的符号均为正。4.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：山泽阳平，古屋敦城，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP