等离子体处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种等离子体处理装置，能够抑制异常放电并且细致地调整等离子体的密度的分布。等离子体处理装置(10)具备气体喷射部(41)和天线(54)。气体喷射部从腔室(11)的上部向腔室(1)内供给处理气体。天线具有内侧线圈(542)和外侧线圈(541)。内侧线圈设置在气体喷射部的周围。外侧线圈设置在气体喷射部和内侧线圈的周围。另外，构成外侧线圈的线路的两端开放，从高频电源(61)向该线路的中点或者该中点附近供电，外侧线圈在该中点的附近处接地，以从高频电源供给的高频电力的1/2波长进行谐振。另外，关于内侧线圈，构成内侧线圈的线路的两端经由电容器相互连接，内侧线圈与外侧线圈感应耦合。

Plasma processing unit

The invention relates to a plasma processing device, which can suppress abnormal discharge and carefully adjust the density distribution of plasma. The plasma processing device (10) has a gas injection unit (41) and an antenna (54). The gas injection part supplies the treatment gas from the upper part of the chamber (11) to the chamber (1). The antenna has an inner coil (542) and an outer coil (541). The inner coil is arranged around the gas injection part. The outer coil is arranged around the gas injection part and the inner coil. In addition, the two ends of the circuit constituting the outer coil are open to supply power from the high frequency power supply (61) to the midpoint of the line or near the midpoint, and the outer coil is grounded near the midpoint to resonate at 1/2 wavelength of the high frequency power supplied from the high frequency power supply. In addition, regarding the inner coil, the two ends of the circuit constituting the inner coil are connected with each other through capacitors, and the inner coil is inductively coupled with the outer coil.

【技术实现步骤摘要】
等离子体处理装置
本专利技术的各个方面以及实施方式涉及一种等离子体处理装置。
技术介绍
作为执行一个半导体制造工艺的处理装置，已知有将处理气体等离子体化来进行蚀刻、成膜处理等的等离子体处理。在例如单片式的等离子体处理装置中，谋求能够根据其处理种类来适当调整基板的面方向上的等离子体的密度分布。具体地说，存在基于处理容器内的构造的情况、与后处理中的基板面内的处理的偏移相对应的情况等。因此，不限于使基板的整个面内的等离子体的密度分布均匀的处理，有时也有意地使基板的中央部与周缘部之间的等离子体的密度分布产生差。作为等离子体处理装置中的等离子体的产生方法，例如存在向天线供给高频电力，使处理容器内产生感应电场来对处理气体进行激发的方法(例如参照下述专利文献1)。该方法中记载了如下结构：作为输出高频的天线，设置线圈状的内侧天线以及与内侧天线同心的线圈状的外侧天线，使各天线各自以高频的1/2波长的频率进行谐振。根据该等离子体处理装置，独立地控制向各天线供给的高频电力，由此能够细致地调整等离子体的密度的面内分布。另外，已知有如下技术：在ICP(InductivelyCoupledPlasma：电感耦合等离子体)方式的等离子体处理装置中，从设置有天线的电介质窗的中心向腔室内供给处理气体(例如，参照下述专利文献2)。专利文献1：日本特开2010-258324号公报专利文献2：日本特开2005-507159号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在所述专利文献1所记载的技术中，内侧天线被配置在相比于外侧天线而言半径小的圆形状的区域，因此内侧天线不能太长。另外，在所述专利文献1所记载的技术中，构成为各天线以所供给的高频的1/2波长的频率进行谐振。因此，根据等离子体处理装置的大小，有时不得不使向内侧天线供给的高频的频率比向外侧天线供给的高频的频率高。当向天线供给的高频的频率变高时，存在从天线辐射的高频的电力增加的倾向。另外，认为在所述专利文献1所记载的技术中，如所述专利文献2所记载的那样进行处理气体的供给，即从设置有天线的电介质窗的中心向腔室内供给处理气体。该情况下，在用于供给处理气体的气体管的附近配置内侧天线。另外，从内侧天线辐射高电力的高频波。因此，有时在配置于电介质窗的中心的气体管内发生异常放电。当发生异常放电时，气体管的内部损伤，气体管劣化。另外，当气体管的内部损伤时，有时因异常放电而从气体管的内部剥离的构件呈微粒状在腔室内漂浮并附着于被处理基板。用于解决问题的方案本专利技术的一个方面是等离子体处理装置，具备腔室、气体供给部、天线以及电力供给部。腔室用于收容被处理基板。气体供给部从腔室的上部向腔室内供给处理气体。天线设置在腔室的上方且气体供给部的周围，通过向腔室内供给高频波来在腔室内生成处理气体的等离子体。电力供给部向天线供给高频电力。天线具有内侧线圈和外侧线圈。内侧线圈以包围气体供给部的方式设置在气体供给部的周围。外侧线圈以包围气体供给部和内侧线圈的方式设置在气体供给部和内侧线圈的周围。另外，外侧线圈构成为：构成外侧线圈的线路的两端开放，从电力供给部向该线路的中点或者该中点附近供电，在该中点的附近处接地，以从电力供给部供给的高频电力的1/2波长进行谐振。另外，构成内侧线圈的线路的两端经由电容器相互连接，内侧线圈与外侧线圈感应耦合。专利技术的效果根据本专利技术的各个方面以及实施方式，能够抑制异常放电并且细致地调整等离子体的密度的分布。附图说明图1是示出等离子体处理装置的概要的一例的剖视图。图2是示出天线的一例的概要立体图。图3是示出内侧线圈和外侧线圈的配置的一例的图。图4是示出变更了内侧线圈的电容器的容量的情况下的内侧线圈中流动的电流和外侧线圈中流动的电流的变化的一例的图。图5是示出内侧线圈中流动的电流的流向与外侧线圈中流动的电流的流向的一例的图。图6是示出晶圆上的离子电流的分布的一例的图。图7是示出实施例1中的气体喷射部的构造的一例的剖视图。图8是示出在比较例中对有无放电进行调查所得的实验结果的一例的图。图9是示出在实施例1中对有无放电进行调查所得的实验结果的一例的图。图10是示出模拟从气体喷射部喷射的气体流所得的模拟结果的一例的图。图11是示出晶圆上的反应副产物的质量含量比的分布的一例的图。图12是示出实际在腔室内生成蚀刻用的处理气体的等离子体来对晶圆进行蚀刻时的、与气体的流量相应的反应副产物的沉积率的分布的变化的一例的图。图13是示出气体喷射部的构造的其它例的图。图14是示出实施例2中的气体喷射部的构造的一例的图。图15是示出棒状的屏蔽构件的配置的一例的图。图16是示出屏蔽构件所引起的气体喷射部内的电场减少率的一例的图。图17是示出在实施例2中对有无放电进行调查所得的实验结果的一例的图。图18是示出屏蔽构件的配置的其它例的图。图19是示出屏蔽构件的配置的其它例的图。图20是示出实施例3中的气体喷射部的构造的一例的图。图21是示出在实施例3中对有无放电进行调查所得的实验结果的一例的图。图22是示出气体的流路的构造的其它例的图。附图标记说明W：晶圆；10：等离子体处理装置；100：控制装置；11：腔室；21：基座；41：气体喷射部；420：屏蔽构件；43a、43b：喷射口；430a、430b：空间；53：电介质窗；54：天线；541：外侧线圈；542：内侧线圈；543：电容器；61：高频电源。具体实施方式所公开的等离子体处理装置的一个实施方式具备腔室、电介质窗、气体供给部、天线以及电力供给部。腔室用于收容被处理基板。电介质窗构成腔室的上部。气体供给部从腔室的上部向腔室内供给处理气体。天线设置在腔室的上方且气体供给部的周围，通过向腔室内供给高频波来在腔室内生成处理气体的等离子体。电力供给部向天线供给高频电力。天线具有内侧线圈和外侧线圈。内侧线圈以包围气体供给部的方式设置在气体供给部的周围。外侧线圈以包围气体供给部和内侧线圈的方式设置在气体供给部以及内侧线圈的周围。另外，内侧线圈和外侧线圈中的任一方构成为：构成一方的线圈的线路的两端开放，从电力供给部向该线路的中点或者该中点附近供电，在该中点的附近处接地，以从电力供给部供给的高频电力的1/2波长进行谐振。另外，在内侧线圈和外侧线圈中的另一方的线圈中，构成另一方的线圈的线路的两端经由电容器相互连接，另一方的线圈与一方的线圈感应耦合。另外，在所公开的等离子体处理装置的一个实施方式中，一方的线圈也可以形成为两周以上大致圆形的螺旋状，另一方的线圈也可以形成为大致圆形的环状。另外，一方的线圈和另一方的线圈也可以配置为，一方的线圈的外形与另一方的线圈的外形成为同心圆。另外，在所公开的等离子体处理装置的一个实施方式中，气体供给部也可以形成为大致圆筒状，一方的线圈和另一方的线圈也可以配置为，一方的线圈的外形的中心与另一方的线圈的外形的中心位于气体供给部的中心轴上。另外，在所公开的等离子体处理装置的一个实施方式中，也可以是，一方的线圈和另一方的线圈配置于电介质窗的内部或者电介质窗的上方，包含一方的线圈的平面与电介质窗的下表面之间的距离同包含另一方的线圈的平面与电介质窗的下表面之间的距离不同。另外，在所公开的等离子体处理装置的一个实施方式中，一方的线圈也可以是外侧线圈，另一方的线圈也可以是内侧线圈。另本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种等离子体处理装置，其特征在于，具备：腔室，其用于收容被处理基板；电介质窗，其构成所述腔室的上部；气体供给部，其从所述腔室的上部向所述腔室内供给处理气体；天线，其设置在所述腔室的上方且所述气体供给部的周围，通过向所述腔室内供给高频来在所述腔室内生成所述处理气体的等离子体；以及电力供给部，其向所述天线供给高频电力，其中，所述天线具有：内侧线圈，其以包围所述气体供给部的方式设置在所述气体供给部的周围；以及外侧线圈，其以包围所述气体供给部和所述内侧线圈的方式设置在所述气体供给部和所述内侧线圈的周围，所述内侧线圈和所述外侧线圈中的任一方的线圈构成为：构成所述一方的线圈的线路的两端开放，从所述电力供给部向所述线路的中点或者该中点的附近供电，在所述中点的附近处接地，以从所述电力供给部供给的高频电力的1/2波长进行谐振，在所述内侧线圈和所述外侧线圈中的另一方的线圈中，构成所述另一方的线圈的线路的两端经由电容器连接，所述另一方的线圈与所述一方的线圈感应耦合。

【技术特征摘要】
2017.09.28 JP 2017-1884801.一种等离子体处理装置，其特征在于，具备：腔室，其用于收容被处理基板；电介质窗，其构成所述腔室的上部；气体供给部，其从所述腔室的上部向所述腔室内供给处理气体；天线，其设置在所述腔室的上方且所述气体供给部的周围，通过向所述腔室内供给高频来在所述腔室内生成所述处理气体的等离子体；以及电力供给部，其向所述天线供给高频电力，其中，所述天线具有：内侧线圈，其以包围所述气体供给部的方式设置在所述气体供给部的周围；以及外侧线圈，其以包围所述气体供给部和所述内侧线圈的方式设置在所述气体供给部和所述内侧线圈的周围，所述内侧线圈和所述外侧线圈中的任一方的线圈构成为：构成所述一方的线圈的线路的两端开放，从所述电力供给部向所述线路的中点或者该中点的附近供电，在所述中点的附近处接地，以从所述电力供给部供给的高频电力的1/2波长进行谐振，在所述内侧线圈和所述外侧线圈中的另一方的线圈中，构成所述另一方的线圈的线路的两端经由电容器连接，所述另一方的线圈与所述一方的线圈感应耦合。2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述一方的线圈形成为两周以上的大致圆形的螺旋状，所述另一方的线圈形成为大致圆形的环状，所述一方的线圈和所述另一方的线圈配置为，所述一方的线圈的外形与所述另一方的线圈的外形成为同心圆。3.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述气体供给部形成为大致圆筒状，所述一方的线圈和所述另一方的线圈配置为，所述一方的线圈的外形的中心与所述另一方的线圈的外形的中心位于所述气体供给部的中心轴上。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述一方的线圈和所述另一方的线圈配置于所述电介质窗的内部或者所述电介质窗的上方，包含所述一方的线圈的平面与所述电介质窗的下表面之间的距离同包含所述另一方的线圈的平面与所述电介质窗的下表面之间的距离不同。5.根据权利要求4所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述一方的线圈为外侧线圈，所述另一方的线圈为内侧线圈，包含所述内侧线圈的平面与所述电介质窗的下表面之间的距离比包含所述外侧线圈的平面与所述电介质窗的下表面之间的距离短。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述电力供给部能够变更向所述天线供给的高频电力的频率。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，设置于所述另一方的线圈的所述电容器为可变电容器。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，在所述气体供给部的内部设置有供向所述腔室供给的所述处理气体流通的流路，所述流路内的压力比所述腔室内的压力高。9.根据权利要求1至8中的任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述气体供给部具有：突出部，其在所述气体供给部的下部从所述电介质窗的下表面向腔室内突出...

【专利技术属性】
技术研发人员：山泽阳平，齐藤武尚，宇田真代，豊田启吾，阿洛克·兰根，中岛俊希，
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