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，其易于形成等离子体电位低且更加稳定的高密度的等离子体，并且能够更加简单且准确地控制等离子体处理的均匀性。该等离子体处理装置包括：在处理室（１０２）内载置晶片的载置台（１１０）；以与载置台相对的方式隔着板状电介质（１０４）配置的由内侧天线元件（１４２Ａ）和外侧天线元件（１４２Ｂ）构成的平面状的高频天线（１４０）；和以覆盖高频天线的方式设置的屏蔽部件（１６０），各天线部件构成为分别将其两端开放并且将中点或者中点附近接地，分别以来自不同的高频电源的高频的１／２波长谐振。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激励处理气体的等离子体对被处理基板实施规定的处理的等离子体处理装置。
技术介绍
这种等离子体处理装置例如用于对半导体晶片、FPD(平板显示器)基板等的被处 理基板进行蚀刻、灰化、等离子体蒸镀等的各种工艺处理。作为这种等离子体处理装置，例 如构成为以下结构在电介质的上部设置平面状的螺旋状线圈，将该螺旋状线圈的两端接 地，两端以外的一部分与高频电源连接(例如参照专利文献1)。根据该结构，从高频电源对 螺旋状线圈供给高频，通过以该高频的例如1/2波长(或者1/4波长)使其振动而感应驻 波，使得在电介质的下部发生感应电场激励处理气体的等离子体。专利文献1日本特开平7-296992号公报专利文献2日本特开2007-142444号公报但是，近年来伴随半导体元件的更加精细化、多层化的要求，在这样的工艺处理 中，要求进行损伤更少的处理。例如在利用自由基进行工艺处理的情况下，要求促进基于 该自由基的反应，并且极力降低离子损伤。即，由于过剩的离子引起在晶片的层间的材料混 合、氧化物破坏、污染物质侵入、形状质地变化等的损伤，因此为了避免这些状况而进行了 各种研究。另外，在高精度地规定选择比的蚀刻处理等中，优选避免具有低选择性的离子碰 撞。公知这样的离子损伤例如通过尽可能激励电位低的等离子体而能够有效地抑制。但是，如上述的等离子体处理装置那样，在将螺旋状线圈的两端接地的情况下，即 使通过以高频的1/2波长(或者1/4波长)使其振动而感应驻波，螺旋状线圈上的电压成 分必定成为正和负的任意一种，由于不会出现正和负的电压成分两者同时存在的情况，所 以在螺旋状线圈上时常残留有电压成分。因此，由于等离子体中的电容耦合成分较多地发 生，所以不能够避免离子损伤的发生。另外，为了减低这样的等离子体中的电容耦合成分，只要减少残留在螺旋状线圈 的电压成分即可，所以如在专利文献1中所记载，通过使用低电感的螺旋状线圈，能够降低 等离子体中的电容耦合成分。但是，当使用低电感的螺旋状线圈时，被激励的磁场变弱，其 结果是较强的感应耦合等离子体难以发生，等离子体密度也降低。此外，在专利文献2中，在能够减压的纵长的反应容器的外侧设置有缠绕的螺旋 状线圈，对该螺旋状线圈供给规定波长的高频使其以1/2波长模式等进行谐振从而感应驻 波，在反应容器内使感应电场发生激励处理气体的等离子体。由此，通过波长调整电路调整 电压波形，使得相位电压和逆相位电压以相位电压的切换点为界形成对称，以在该相位电 压的切换电位为零的点，作为能够激励感应耦合等离子体的点。但是，正因为是在纵方向上缠绕的螺旋状线圈的天线元件，所以能够通过波长调 整电路调整波形使得相位电压和逆相位电压以相位电压的切换点为界形成对称。相对于 此，对于平面状线圈的天线元件，与在纵方向上缠绕的螺旋状线圈的情况不同，在同一平面上随着从内侧端部向外侧端部其直径逐渐变大。因此，相位电压与逆相位电压在相位电压 的切换点的内侧线路与外侧线路上电抗不同，所以不能按照以该点为界形成对称的方式调 整波形。因此，这样的专利文献2的螺旋状线圈的情况的技术不能够保持原样地应用于平 面状线圈的情况。而且，伴随半导体元件的更加精细化、多层化的要求，当对被处理基板实施等离子 体处理时，希望能够更加简单且准确地控制其中央部(中心部)和周边部(边缘部)的处 理的均勻性。
技术实现思路
因此，本专利技术鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种等离子体处理装置，能 够容易地形成等离子体电位低、且更加稳定的高密度的等离子体，并且能够更加简单且准 确地控制对被处理基板的等离子体处理的均勻性。为了解决上述课题，依据本专利技术的一个方面，提供一种等离子体处理装置，通过在 减压的处理室内生成处理气体的感应耦合等离子体对被处理基板实施规定的等离子体处 理，该等离子体处理装置的特征在于，包括设置在上述处理室内、用于载置上述被处理基 板的载置台；向上述处理室内导入上述处理气体的气体供给部；对上述处理室内进行排气 减压的排气部；以与上述载置台相对的方式隔着板状电介质配置的平面状的高频天线；和 以覆盖上述高频天线的方式设置的屏蔽部件，上述高频天线包括配置在上述板状电介质上 的中央部的内侧天线元件和以包围其外周的方式配置在上述板状电介质上的周边部的外 侧天线元件，这些天线元件分别按照如下方式构成两端开放且中点或者其附近接地，并且 分别以来自不同的高频电源的高频的1 /2波长谐振。依据上述的本专利技术，由于各天线元件按照如下方式构成两端开放且中点或者其 附近接地，并且分别以来自各自的高频电源的高频的1/2波长谐振，因而关于各天线元件 上的电压成分，存在大小很微小的不同，必定同时存在正电压和负电压，所以它们相互抵 消，作为各个天线元件整体电压成分变小。由此，能够使由各天线元件产生的等离子体中的 电容耦合成分也减小，所以能够减低基于等离子体的离子损伤。并且，由于高频天线分为内侧天线元件和外侧天线元件而构成，因此在由内侧天 线元件产生的等离子体的外侧，由外侧天线元件产生的等离子体产生在大致同一平面。由 于像这样在被处理基板上的中央部和周边部产生两个非常低电位的等离子体，因此能够使 对被处理基板进行等离子体处理时的面内均勻性提高。另外，由于能够对各天线元件施加 来自不同的高频电源的高频，所以能够通过改变高频的频率或功率，从而更加简单且准确 地控制对被处理基板进行等离子体处理时的面内均勻性。另外，优选上述屏蔽部件包括以包围上述内侧天线元件的方式设置在上述各天 线元件间的筒状的内侧屏蔽壁；以包围上述外侧天线元件的方式设置的筒状的外侧屏蔽 壁；在上述内侧天线元件上以堵塞上述内侧屏蔽壁的开口的方式设置的内侧屏蔽板；和在 上述外侧天线元件上以堵塞上述各屏蔽壁间的开口的方式设置的外侧屏蔽板，在上述各屏 蔽板分别设置有用于分别调整与上述各天线元件的距离的屏蔽高度调整机构。由此，通过调整各天线元件与各屏蔽板的距离，能够改变它们之间产生的寄生电 容，所以能够不改变各天线元件的物理长度来调整各天线元件的谐振频率。另外，由于通过5调整各天线元件与各屏蔽板之间的寄生电容能够调整各天线元件的电长度，所以能够使各 天线元件的尺寸、形状等的自由度大幅扩大。另外，通过利用屏蔽高度调整机构调整各屏蔽 板的高度这样简单的操作能够调整各天线元件的谐振频率。另外，在上述高频天线设置有调整上述各天线元件与上述板状电介质的距离的天 线高度调整机构。在该情况下，上述高频天线的高度调整机构，可以由使各天线元件一体地 驱动来调整与上述板状电介质的距离的机构构成，另外也可以由使上述内侧天线元件驱动 来调整与上述板状电介质的距离的机构和使上述外侧天线元件驱动来调整与上述板状电 介质的距离的机构构成。由此，由于能够改变各天线元件与由这些天线元件产生的各等离子体的距离， 所以能够使各天线元件与各等离子体之间的电容耦合度变化，能够调整等离子体电势 (plasma potential) 0另外，通过利用天线高度调整机构调整各天线元件的高度这样的简 单操作能够调整等离子体电势。另外，该等离子体处理装置包括控制上述各高频电源的控制部，上述控制部使来 自上述各高频电源的不同频率的高频施加到上述各天线元件。由此，能够改变基于由上述 各天线元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体处理装置，通过在减压的处理室内生成处理气体的感应耦合等离子体来对被处理基板实施规定的等离子体处理，该等离子体处理装置的特征在于，包括：设置在所述处理室内、用于载置所述被处理基板的载置台；向所述处理室内导入所述处理气体的气体供给部；对所述处理室内进行排气减压的排气部；以与所述载置台相对的方式隔着板状电介质配置的平面状的高频天线；和以覆盖所述高频天线的方式设置的屏蔽部件，所述高频天线包括配置在所述板状电介质上的中央部的内侧天线元件和以包围其外周的方式配置在所述板状电介质上的周边部的外侧天线元件，这些天线元件分别按照如下方式构成：两端开放且中点或者其附近接地，并且分别以来自不同的高频电源的高频的１／２波长谐振。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：西村荣一，米山诗麻夫，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，株式会社明甲，
类型：发明
国别省市：JP[日本]