等离子体处理装置的制造方法
【专利说明】等离子体处理装置
[0001 ] 本申请是2013年03月12日提出的申请号为201310077535.4的同名申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及对被处理基板实施等离子体处理的技术，特别涉及电感耦合型的等离子体处理装置。
【背景技术】
[0003]在半导体器件或FPD(Flat Panel Display:平板显示器)的制造工艺中的蚀刻、沉积、氧化、溅射等处理中，为了使处理气体在比较低的温度下良好地进行反应，常利用等离子体。一直以来，在这种等离子体处理中，多使用由MHz区域的高频放电产生的等离子体。高频放电产生的等离子体按照具体(装置方面)的等离子体生成法可大致分为电容耦合型等离子体和电感耦合型等离子体。
[0004]—般而言，在电感耦合型的等离子体处理装置中，以处理容器的壁部的至少一部分(例如顶部)构成电介质的窗，对设置在该电介质窗外的线圈状的RF天线供给高频电力。处理容器构成为可减压的真空腔室，在腔室内的中央部配置有被处理基板(例如半导体晶片、玻璃基板等)，处理气体被导入到设定在电介质窗与基板之间的处理空间内。利用在RF天线中流通的RF电流，在RF天线的周围产生RF磁场，该RF磁场的磁力线以贯穿电介质窗的方式通过腔室内的处理空间，利用该RF磁场的时间上的变化在处理空间内在方位角方向产生感应电场。然后，被该感应电场在方位角方向上加速的电子与处理气体的分子或原子发生电离碰撞，生成环形(doughnut)的等离子体。
[0005]由于在腔室内设置有较大的处理空间，上述环形的等离子体高效地向四周(尤其是径向)扩散，等离子体的密度在基板上相当均匀。不过，对于通常的由同心圆型线圈或螺旋型线圈构成的RF天线来说，因为在其环(loop)中包含与来自RF电源的RF供电线连接的RF输入输出端，所以必然只能采用非轴对称的天线结构，这成为在方位角方向上产生等离子体密度的不均匀性的主要原因。对于这一点，一直以来提出了下述技术:以串联连接的上下两级线圈构成RF天线，将设置在上级线圈的RF供电接线处(输入输出端)隐藏在下级线圈的背后以使其从等离子体侧看来在电磁上消失的技术(专利文献1、2)。
[0006]专利文献I:日本特表2003-517197
[0007]专利文献2:日本特表2004-537830
【发明内容】
[0008]不过，像上述以串联连接的上下两级线圈构成RF天线的现有技术中，存在RF天线结构复杂难以制作、线圈长度倍增导致阻抗的增大或波长效应的产生等问题。
[0009]本发明鉴于上述现有技术的问题点完成，提出一种电感耦合型的等离子体处理装置，在实质上维持RF天线的线圈长度的同时，使得RF天线的RF输入输出端从等离子体侧看来不成为电流环上的特异点，改善方位角方向上的等离子体密度分布的均匀性。
[0010]本发明的第一方面的等离子体处理装置包括:至少一部分由电介质窗构成的能够进行真空排气的处理容器;在上述处理容器内保持被处理基板的基板保持部；为了对上述基板实施所希望的等离子体处理而向上述处理容器内供给所希望的处理气体的处理气体供给部;为了在上述处理容器内通过电感耦合生成处理气体的等离子体而设置在上述电介质窗外的RF天线;和向上述RF天线供给频率适合于上述处理气体的高频放电的高频电力的高频供电部，其中，上述RF天线具有在线圈周方向上存在间隙宽度较小的切口的单绕或复绕的线圈导体，在上述线圈导体的隔着上述切口相对的一对线圈端部，分别连接有来自上述高频供电部的一对高频供电线。
[0011 ]在电感耦合型的等离子体处理装置中，当通过高频供电部向RF天线供给高频电力时，由于在RF天线中流通的高频电力，在天线导体的周围产生RF磁场，在处理容器内生成用于处理气体的高频放电的感应电场，被该感应电场在方位角方向上加速的电子与处理气体的分子或原子发生电离碰撞，生成环形的等离子体。该环形等离子体的原子团或离子在广阔的处理空间内向四面扩散，使得原子团各向同性地降落、离子被自偏置牵引，从而供给到由基板保持部保持的被处理基板的上表面(被处理面)。基板上的处理的均匀性依赖于基板上的等离子体密度的均匀性。
[0012]在上述第一方面的等离子体处理装置中，根据上述结构，特别是，RF天线具有在线圈周方向上存在间隙宽度较小的切口(优选切口的间隙宽度为1mm以下，高频供电点的距离间隔为1mm以下)的单绕或复绕的线圈导体，在线圈导体的隔着切口相对的一对线圈端部分别连接有来自高频供电部的一对高频供电线，由此，RF天线的RF供电接线处从等离子体侧难以发现成(RF输入输出端)为电流环上的特异点，能够改善方位角方向上的等离子体密度分布。
[0013]本发明的第二方面的等离子体处理装置包括:至少一部分由电介质窗构成的能够进行真空排气的处理容器;在上述处理容器内保持被处理基板的基板保持部；为了对上述基板实施所希望的等离子体处理而向上述处理容器内供给所希望的处理气体的处理气体供给部;为了在上述处理容器内通过电感耦合生成处理气体的等离子体而设置在上述电介质窗外的RF天线;和向上述RF天线供给频率适合于上述处理气体的高频放电的高频电力的高频供电部，其中，上述RF天线具有:相互接近地平行延伸、在线圈周方向的相同位置存在切口的第一和第二线圈导体;将上述第一和第二线圈导体各自的与上述切口邻接的一个线圈端部共同连接的第一连接导体;将上述第一和第二线圈导体各自的与上述切口邻接的另一个线圈端部共同连接的第二连接导体;从上述第一连接导体起在上述切口的间隙内延伸并与来自上述高频供电部的第一高频供电线连接的第三连接导体;和从上述第二连接导体起在上述切口的间隙内延伸并与来自上述高频供电部的第二高频供电线连接的第四连接导体。
[0014]在上述第二方面的等离子体处理装置中，根据上述结构，特别是，RF天线具有:相互接近地平行延伸、并在线圈周方向的相同位置存在切口的第一和第二线圈导体;将这些第一和第二线圈导体各自的与切口邻接的一个线圈端部共同连接的第一连接导体;将这些第一和第二线圈导体各自的与切口邻接的另一个线圈端部共同连接的第二连接导体;从第一连接导体起在切口的间隙内延伸，并与来自高频供电部的第一高频供电线连接的第三连接导体;和从第二连接导体起在上述切口的间隙内延伸，并与来自高频供电部的第二高频供电线连接的第四连接导体，由此，RF天线的RF供电接线处(RF输入输出端)从等离子体侧难以发现成为电流环上的特异点，能够改善方位角方向上的等离子体密度分布。
[0015]本发明的第三方面的等离子体处理装置包括:至少一部分由电介质窗构成的能够进行真空排气的处理容器;在上述处理容器内保持被处理基板的基板保持部；为了对上述基板实施所希望的等离子体处理而向上述处理容器内供给所希望的处理气体的处理气体供给部;为了在上述处理容器内通过电感耦合生成处理气体的等离子体而设置在上述电介质窗外的RF天线;和向上述RF天线供给频率适合于上述处理气体的高频放电的高频电力的高频供电部，其中，上述RF天线具有在线圈周方向上以等间隔存在多个切口的单绕或复绕的线圈导体，在隔着上述多个切口之一相对的一对线圈端部，分别连接有来自上述高频供电部的一对高频供电线，在上述多个切口的余下各个切口，设置有跨越隔着该切口相对的一对线圈端部之间的桥接导体。
[0016]在上述第三方面的等离子体处理装置中，根据上述结构，特别是，RF天线具有在线圈周方向上以等间隔存在多个切口的单绕或复绕的线圈导体，在隔着多个切口之一相对的一对线圈端部，分别连接有来自高频供电部的一对高频供电线，在多个切口的余下各个切口，设置有跨越隔着该切口相对的一对线圈端部之间的桥接导体，由此，RF天线的RF供电接线处(RF输入输出端)从等离子体侧难以发现成为电流环上的特异点，能够改善方位角方向上的等离子体密度分布。
[0017]本发明的第四方面的等离子体处理装置包括:至少一部分由电介质窗构成的能够进行真空排气的处理容器;在上述处理容器内保持被处理基板的基板保持部；为了对上述基板实施所希望的等离子体处理而向上述处理容器内供给所希望的处理气体的处理气体供给部;为了在上述处理容器内通过电感耦合生成处理气体的等离子体而设置在上述电介质窗外的RF天线;和向上述RF天线供给频率适合于上述处理气体的高频放电的高频电力的高频供电部，其中上述RF天线具有:在线圈周方向上存在切口的单绕或复绕的线圈导体;和从上述线圈导