等离子体装置及其制造方法制造方法及图纸

一种等离子体装置，具有：带有开口部分的容器（１１），由此容器的开口部分的外周的端面所支撑的、并堵塞开口部分的电介质部件（１３），通过此电介质部件（１３）向容器（１１）内部供给电磁场的电磁场供给装置，以及覆盖电介质部件（１３）的外周、屏蔽电磁场的屏蔽材料（１２）。其中，从容器（１１）端面上的容器（１１）的内表面到屏蔽材料（１２）的内表面的距离Ｌ＃－［１］大约是由容器（１１）的端面、电磁场供给装置和屏蔽材料（１２）所围起来的区域（１８）内的电磁场的波长的Ｎ／２倍（Ｎ是零以上的整数）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通过向容器内供给电磁场而生成等离子体的。
技术介绍
在半导体装置或平面显示器的制造中，为了进行氧化膜的形成或半导体层的结晶成长、蚀刻、还有灰化等处理，经常要用到等离子体装置。在这些等离子体装置中，有一种使用天线向容器内供给高频电磁场、通过该电磁场而产生高密度等离子体的高频等离子体装置。因为这种高频等离子体装置即使等离子体气体的压力比较低也能够稳定地生成等离子体，所以具有用途广泛的特点。图8所示的是现有技术的高频等离子体装置的一个结构的例子图。在此图中示出了部分结构的纵剖面结构。此外，图9A、9B所示的是将图8中用虚线围起来的部分IX进行放大的剖面图。如图8所示，此等离子体装置具有上部开口、底部有底的圆筒形处理容器511。在此处理容器511的底部上固定有装载台522，在此装载台522的上面配置有衬底521。在处理容器511的侧壁设置有用于供给气体的喷嘴517，在处理容器511的底部设置有用于真空排气的排气口516。在处理容器511的上部开口处设置有电介质板513，在处理容器511的侧壁上面和电介质板513的下面周边部分的结合处，通过作为密封部件的O形环514，使结合处密封。在该电介质板513的上配置有径向天线530。径向天线530的中心部分通过波导路径与产生高频电磁场的高频发生器545相连接。此外，在处理容器511的侧壁的上面配置有环状的屏蔽材料512。此屏蔽材料512覆盖电介质板513以及径向天线530的外周，形成了不让电磁场泄漏到处理容器511外部的构造。在从径向天线530所放射出的电磁场中，穿过电介质板513而被导入到处理容器511内的电磁场F使处理容器511内的气体电离，在衬底521的上部空间S2中生成等离子体。这时，由于生成等离子体，因未被吸收而反射回来的电磁场F1和来自于径向天线530但没有直接导入到处理容器511内的电磁场F2在径向天线530的发射面和等离子体表面之间的区域S1内反复地反射，而形成驻波。该驻波也与等离子体的生成有关。在现有技术的等离子体装置中，当将屏蔽材料512配置在处理容器511的侧壁的上面时，不考虑从处理容器511的侧壁内表面的边缘511A到屏蔽材料512的内表面的距离L1。然而，如图9A所示，对于由处理容器511的侧壁的上面、径向天线530的发射面和屏蔽材料512的内表面所形成的凹部(图9A、图9B中附加梨皮纹图案的区域)518内的电磁场的波长λg，若L1大约是λg/4，那么凹部518的开口部的边缘511A的位置则正好位于驻波的波腹，所以在边缘511A位置处的电压变大，有时会发生异常的放电。一旦发生这种异常的放电，就会产生下面的问题处理容器511的金属原子由于电子冲击而脱离，成为处理容器511内污染的原因。此外，在现有技术的等离子体装置中，也不考虑从屏蔽材料512的内表面到O形环514的配置位置的距离L2。然而，如图9B所示，如果L2大约是λg/4，那么由于驻波的强的电磁场会造成O形环514丧失弹性，存在O形环514的寿命变短这样的问题。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而提出的。即，其目的在于要抑制生成等离子体的容器内的污染。此外，本专利技术其他的目的在于延长O形环等的密封部件的寿命。为了实现这样的目的，本专利技术的等离子体装置具有带有开口部分的容器；电介质部件，由该容器的开口部分外周的端面支撑并堵塞开口部分；电磁场供给装置，通过该电介质部件从开口部分向容器内部供给电磁场；以及屏蔽材料，至少在容器的端面和电磁场供给装置之间设置、覆盖电介质部件的外周并屏蔽所述电磁场，其特征在于，从容器端面上的容器内表面到屏蔽材料的内表面之间的距离，大约是由容器的端面、电磁场供给装置和屏蔽材料所围起来的区域内的电磁场的波长的N/2倍(N是0以上的整数)。由此，容器的内表面的位置大约位于上述区域内所出现的驻波的节点位置，在此位置处的电压大约为零，所以不会在此位置上发生异常放电。还有，上述距离是参考上述区域内的电介质部件的相对介电常数(relative permittivity)而决定的。这里，如果设容器端面和所述天线的间隔为D、上述区域内的相对空气密度为δ、上述区域内的所述电磁场的波长为λg，则期望从容器的内表面到屏蔽材料的内表面的距离L1满足下式(N/2)·λg-ΔL＜L1＜(N/2)·λg+ΔL其中，L1＞0ΔL＝(θ/360)·λgθ＝sin-1(1/Γ)Γ＝1+{0.328/(δ·D)1/2}此外，对介于容器的端面和电介质部件的结合处之间的、密封该结合处的密封部件，其特征在于，配置在间隔距离屏蔽材料的内表面大约相当于上述区域内的电磁场的波长的M/2倍(M是0以上N以下的整数)的位置上。此密封部件的配置位置大约正好位于上述区域内所出现的驻波的节点位置，驻波的电磁场很弱。这里，如果设容器的端面和天线的间隔为D、上述区域内的相对空气密度为δ、上述区域内的所述电磁场的波长为λg，那么期望从屏蔽材料的内表面到密封部件的配置位置的距离L2满足下式(M/2)·λg-ΔL＜L2＜(M/2)·λg+ΔL其中，L2＞0ΔL＝(θ/360)·λgθ＝sin-1(1/Γ) Γ＝1+{0.328/(δ·D)1/2}本专利技术的等离子体装置具有容器，形成有导电体穿过的贯通孔；电磁场供给装置，向此容器内部供给电磁场；以及屏蔽材料，堵塞容器的贯通孔并屏蔽电磁场，其特征在于，从容器的贯通孔内的容器内表面到屏蔽材料的内表面的距离大约是贯通孔内的电磁场的波长的N/2倍(N是0以上的整数)。由此，容器内表面的位置大约位于在贯通孔内出现的驻波的节点位置上，因为在此位置上的电压大约为零，所以在此位置上不会发生异常放电。还有，作为穿过贯通孔的导体的例子，有用于测量等离子体密度的探针等。这里，如果设容器的贯通孔的直径为D、贯通孔内的相对空气密度为δ、贯通孔内的电磁场的波长为λg，那么期望从容器的内表面到屏蔽材料的内表面的距离L3满足下式(N/2)·λg-ΔL＜L3＜(N/2)·λg+ΔL其中，L3＞0ΔL＝(θ/360)·λgθ＝sin-1(1/Γ)Γ＝1+{0.328/(δ·D)1/2}此外，对于密封容器的贯通孔的密封部件，其特征在于，配置在距离屏蔽材料的内表面大约相当于贯通孔内的电磁场波长的M/2倍(M是0以上N以下的整数)的位置上。此密封部件的配置位置大约位于贯通孔内出现的驻波的节点位置上，驻波的电磁场较弱。这里，如果设容器的贯通孔的直径为D、贯通孔内的相对空气密度为δ、贯通孔内的电磁场的波长为λg，那么期望从屏蔽材料的内表面到密封部件配置位置的距离L4满足下式(M/2)·λg-ΔL＜L4＜(M/2)·λg+ΔL其中，L4＞0ΔL＝(θ/360)·λgθ＝sin-1(1/Γ) Γ＝1+{0.328/(δ·D)1/2}本专利技术的等离子体装置的制造方法，在制造等离子体装置时具有容器，带有开口部分；电介质部件，支撑在此容器的开口部分的外周的端面、堵塞上述开口部分；电磁场供给装置，通过此电介质部件而从开口部分向容器内部供给电磁场；以及屏蔽材料，至少在容器的端面和所述电磁场供给装置之间设置、覆盖电介质部件的外周并屏蔽电磁场，其特征在于，调整使得从容器的端面上的容器的内表面到屏蔽材料的内表面的距离大约是由容器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体装置，具有：　　　　带有开口部分的容器（１１）；　　　　电介质部件（１３），由该容器的开口部分外周的端面支撑并堵塞所述开口部分；　　　　　电磁场供给装置，通过该电介质部件从所述开口部分向所述容器内部供给电磁场；以及　　　　屏蔽材料（１２），至少在所述容器的端面和所述电磁场供给装置之间设置、覆盖所述电介质部件的外周并屏蔽所述电磁场，　　　　其特征在于，从所述容器端面上的所述容器内表面到所述屏蔽材料的内表面之间的距离，大约是由所述容器的端面、所述电磁场供给装置和所述屏蔽材料所围起来的区域内的所述电磁场的波长的Ｎ／２倍（Ｎ是０以上的整数）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：石井信雄，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]