等离子体产生用的天线及具备该天线的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产生用的天线及具备该天线的等离子体处理装置，天线是配置在真空容器内以用于产生电感耦合型等离子体的天线，即使在加长天线的情况下，也能够抑制其阻抗的增大。天线(20)配置在真空容器(2)内，用于使高频电流流经以使真空容器(2)内产生电感耦合型等离子体(16)，所述天线(20)具备：绝缘管(22)；以及中空的天线本体(24)，配置在绝缘管(22)中，且内部流经有冷却水，天线本体(24)采用使中空绝缘体(28)介隔在相邻的金属管(26)间而将多个金属管(26)串联连接的结构，各连接部具有相对于真空及所述冷却水的密封功能。本发明专利技术即使在加长天线的情况下，也能够抑制其阻抗的增大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种天线以及等离子体处理装置，所述天线用于使高频电流流经而使真空容器内产生电感耦合型等离子体，所述等离子体处理装置通过使高频电流流经配置在真空容器内的天线而使真空容器内产生感应电场以生成电感耦合型等离子体，并使用该等离子体来对基板实施处理。另外，本申请中，离子(ion)是指正离子。而且，对基板实施的处理例如是借助等离子体化学气相沉积(ChemicalVaporDeposition，CVD)法等的膜形成、蚀刻(etching)、灰化(ashing)、溅镀(sputtering)等。
技术介绍
以往，提出有一种天线以及具备该天线的等离子体处理装置，其是用于使高频电流流经天线，并利用由此产生的感应电场来使真空容器内产生电感耦合型等离子体(简称ICP(InductivelyCoupledPlasma))。此种等离子体处理装置中，若为了应对大型基板等而加长天线，则该天线的阻抗(impedance)将变大，由此会在天线的两端间产生大的电位差。其结果，存在下述问题：受到该大的电位差影响，等离子体的密度分布、电位分布、电子温度分布等的等离子体的均匀性将变差，甚而基板处理的均匀性将变差。而且，还存在下述问题：若天线的阻抗变大，将难以使高频电流流经天线。为了解决此类问题等，提出有若干种将天线与电容器串联连接的结构的等离子体处理装置。例如，专利文献1中提出了一种具有外部天线(即配置在真空容器外部的天线，以下同样)的等离子体处理装置，该装置中，将构成环(loop)状天线的多个直线导体排列配置在构成真空容器的一部分的介电体窗的上部(外部)，且将电容器串联连接于该环状天线的远离介电体窗的返回导体。专利文献2中记载了一种具有内部天线(即配置在真空容器内的天线，以下同样)的等离子体处理装置，该装置中，将多根使天线导体穿过绝缘管内而构成的直线状的天线排列配置在真空容器内，且利用设置在真空容器外的电容器将各天线间串联连接。专利文献3中记载了一种具有内部天线的等离子体处理装置，该装置中，在其中一个主面位于真空容器内的平面状天线(平面导体)的该主面上，形成1条以上的沿着与高频电流的流动方向交叉的方向延伸的槽，以将该主面分割成多个区域，且在各槽内分别设置电容器，以将平面状天线的各区域与各电容器彼此电性串联连接。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特表2002-510841号公报(段落0014、段落0028、图3、图10)专利文献2：日本专利特开平11-317299号公报(段落0044、段落0109、图1、图12、图22)专利文献3：日本专利特开2012-133899号公报(段落0006、图1、图2)
技术实现思路
[专利技术所要解决的问题]所述专利文献1所记载的技术采用了将天线导体与电容器串联连接的结构，因此尽管能够使因电位反转引起的环状天线整体的两端间的电位差降低，但由于与等离子体产生直接相关的、接近介电体窗的导体为直线状导体，因此若为了应对基板的大型化等而加长该直线状导体，则伴随于此，各直线状导体的阻抗将增加。其结果，在接近介电体窗的各直线状导体的两端间产生的电位差将变大，从而导致等离子体的均匀性下降。而且，伴随各直线状导体的阻抗增加，高频电流变得难以流动，从而无法有效率地获得电感耦合状态。进而，由于为外部天线且为通过介电体窗的电感耦合，因此，因介电体窗材的厚度，距等离子体空间的距离远，与内部天线相比，等离子体生成的效率下降。所述专利文献2所记载的技术中，若为了应对基板的大型化等而加长各天线，则伴随于此，各天线的阻抗将增加。其结果，在各天线的两端间产生的电位差变大，从而导致等离子体的均匀性下降。而且，伴随各天线的阻抗增加，高频电流变得难以流动，从而无法有效率地获得电感耦合状态。所述专利文献3所记载的技术具有下述优点，即，由于为内部天线，因此与外部天线相比，等离子体生成的效率高，且由于在平面状天线的真空容器内侧的主面上所设置的1条以上的槽内分别设置有电容器，因此即使为了应对基板的大型化等而加长平面状天线，也能够将其两端间产生的电位差抑制得较小，尽管如此，但平面状天线容易在其平面内具备二维方向的电位分布，从而产生与此相当的等离子体分布，且该等离子体分布容易被转印到基板表面的膜上，因此，从改善此点的观点考虑，天线导体优选为管状导体。然而，在将天线导体设为管状导体的情况下，无法适用专利文献3中记载的在平面状天线的槽内设置电容器的技术。必须对电容器周边进行新的设计。而且，所述专利文献3所记载的技术具有下述优点，即，由于为内部天线，因此与外部天线相比，等离子体生成的效率高，且由于在平面状天线的真空容器内侧的主面上所设置的1条以上的槽内分别设置有电容器，因此即使为了应对基板的大型化等而加长平面状天线，也能够将其两端间产生的电位差抑制得较小，尽管如此，但存在下述问题，即：与管状的天线相比，平面状天线容易在其平面内具备二维方向的电位分布，从而产生与此相当的等离子体分布，且该等离子体分布容易被转印到基板表面的膜上。因此，本专利技术的一个目的在于提供一种天线，该天线是配置在真空容器内以用于产生电感耦合型等离子体的天线，对于天线导体使用金属管，并且即使在加长天线的情况下，也能够抑制其阻抗的增大。而且，因此，本专利技术的另一目的在于提供一种等离子体处理装置，该等离子体处理装置是通过使高频电流流经配置在真空容器内的天线而使真空容器内生成电感耦合型等离子体的装置，对于天线导体使用金属管，并且即使在加长天线的情况下，也能够抑制其阻抗的增大。[解决问题的技术手段]本专利技术的天线之一配置在真空容器内，且用于使高频电流流经而使所述真空容器内产生电感耦合型等离子体，所述天线的特征在于包括：绝缘管；以及中空的天线本体，配置于所述绝缘管中，且内部流经有冷却水，所述天线本体(a)采用使中空绝缘体介隔在相邻的金属管间而将多个金属管串联连接的结构，各连接部具有相对于真空及所述冷却水的密封功能。所述天线的特征在于，(b)还具有与所述中空绝缘体两侧的所述金属管电性串联地相连的电容器，所述中空绝缘体及所述电容器被配置在所述真空容器内，若将所述中空绝缘体的其中一个端部与所述金属管的连接部称作第1连接部，另一端部与所述金属管的连接部称作第2连接部，则所述电容器(a)兼用所述第1连接部侧的所述金属管的一部分来作为所述电容器的第1电极，且包括：(b)介电体，设置在从所述第1连接部侧的所述金属管的外周部直到所述中空绝缘体的外周部的区本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线，配置在真空容器内，且用于使高频电流流经而使所述真空容器内产生电感耦合型等离子体，所述天线的特征在于包括：绝缘管；以及中空的天线本体，配置于所述绝缘管中，且内部流经有冷却水，所述天线本体采用使中空绝缘体介隔在相邻的金属管间而将多个金属管串联连接的结构，各连接部具有相对于真空及所述冷却水的密封功能。

【技术特征摘要】
2014.10.01 JP 2014-202880;2015.04.17 JP 2015-084761.一种天线，配置在真空容器内，且用于使高频电流流经而使所述真空容器内产
生电感耦合型等离子体，所述天线的特征在于包括：
绝缘管；以及中空的天线本体，配置于所述绝缘管中，且内部流经有冷却水，
所述天线本体采用使中空绝缘体介隔在相邻的金属管间而将多个金属管串联连接
的结构，各连接部具有相对于真空及所述冷却水的密封功能。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，
所述天线本体还具有与所述中空绝缘体两侧的所述金属管电性串联地相连的电容
器，
所述中空绝缘体及所述电容器被配置在所述真空容器内，
若将所述中空绝缘体的其中一个端部与所述金属管的连接部称作第1连接部，另
一端部与所述金属管的连接部称作第2连接部，则所述电容器兼用所述第1连接部侧
的所述金属管的一部分来作为所述电容器的第1电极，且包括：介电体，设置在从所
述第1连接部侧的所述金属管的外周部直到所述中空绝缘体的外周部的区域内；以及
第2电极，所述第2电极是设置在从所述介电体的外周部直到所述第2连接部侧的所
述金属管的外周部的区域内，并与所述第2连接部侧的金属管电连接的电极，且具有
介隔所述介电体而重叠于所述第1连接部侧的所述金属管的区域。
3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，
在所述介电体的内侧面及外侧面，以相对向的方式且彼此电绝缘地形成有金属膜，
所述内侧面的金属膜电连接于所述第1连接部侧的所述金属管，所述外侧面的金属膜
电连接于所述第2电极。
4.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，
所述介电体包含介电体片材，在其两个主面上，以相对向的方式且彼此电绝缘地
形成有金属膜，
所述介电体片材除了圆周方向的端部以外，单层卷绕在从所述第1连接部侧的所
述金属管的外周部直到所述中空绝缘体的外周部的区域，而圆周方向的端部的介电体
片材彼此重叠，
所述第2电极包含金属片材，且以按压所述介电体片材的方式，卷绕在从所述介
电体片材的外周部直到所述第2连接部侧的所述金属管的外周部的区域，
由此，将所述介电体片材的其中一个主面的所述金属膜电连接于所述第1连接部
侧的所述金属管，并且将另一个主面的所述金属膜电连接于所述第2电极。
5.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，
所述介电体包含介电体片材，在其两个主面上，以相对向的方式且彼此电绝缘地
形成有金属膜，
所述介电体片材除了圆周方向的端部以外，单层卷绕在从所述第1连接部侧的所
述金属管的外周部直到所述中空绝缘体的外周部的区域，而圆周方向的端部的介电体
片材彼此重叠，
所述第2电极包含一对半圆筒状电极，利用两半圆筒状电极彼此从相反侧按压所
述介电体片材，并且利用固定部件将两半圆筒状电极固定于所述第2连接部侧的所述

\t金属管，
由此，将所述介电体片材的其中一个主面的所述金属膜电连接于所述第1连接部
侧的所述金属管，并且将另一个主面的所述金属膜电连接于所述第2电极。
6.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，
所述天线本体还具有配置在各所述中空绝缘体外周部的层状的电容器，并采用将
各中空绝缘体两侧的所述金属管与所述电容器电性串联连接的结构，
各所述电容器具有：第1电极，所述第1电极是配置在所述中空绝缘体的外周部
的电极，且与连接于所述中空绝缘体的其中一侧的所述金属管电连接；第2电极，所
述第2电极是以与所述第1电极重叠的方式配置在所述中空绝缘体的外周部的电极，
且与连接于所述中空绝缘体的另一侧的所述金属管电连接；以及介电体，配置在所述
第1电极及第2电极间。
7.根据权利要求6所述的天线，其特征在于，
各所述电容器分别具有多层所述第1电极、第2电极及介电体。
8.根据权利要求6所述的天线，其特征在于，
所述天线本体隔着空间而配置在所述绝缘管内。
9.一种等离子体处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东靖典，李东伟，
申请(专利权)人：日新电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP