等离子体处理装置的制造方法_2

文档序号:9924385阅读:来源:国知局
体的隔着上述切口相对的一对线圈端部向远离上述电介质窗的方向并相对于线圈周方向以一定角度倾斜地延伸的一对连接导体,上述一对连接导体分别与来自上述高频供电部的一对高频供电线连接。
[0018]在上述第四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切口的单绕或复绕的线圈导体;和从该线圈导体的隔着切口相对的一对线圈端部向远离电介质窗的方向并相对于线圈周方向以一定角度倾斜地延伸的一对连接导体,这一对连接导体分别与来自高频供电部的一对高频供电线连接,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。
[0019]本发明的第五方面的等离子体处理装置包括:在顶部具有电介质窗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之上的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,上述RF天线具有:在一定的平面上以螺旋状延伸的主线圈导体;和从上述主线圈导体的周边侧的线圈端部起相对于上述平面以一定的倾斜角上升并以螺旋状延伸的辅助线圈导体,上述主线圈导体的中心侧的线圈端部与来自上述高频供电部的一对高频供电线连接,上述辅助线圈导体的上端侧的线圈端部与来自上述高频供电部的另一高频供电线连接。
[0020]在上述第五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:在一定的平面上以螺旋状延伸的主线圈导体;和从主线圈导体的周边侧的线圈端部起相对上述平面以一定的倾斜角上升并以螺旋状延伸的辅助线圈导体,主线圈导体的中心侧的线圈端部与来自高频供电部的一对高频供电线连接,辅助线圈导体的上端侧的线圈端部与来自高频供电部的另一高频供电线连接,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。
[0021]根据本发明的电感耦合型等离子体处理装置,通过上述结构,能够在实质上维持RF天线的线圈长度的同时,RF天线的RF输入输出端从等离子体侧不能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的均匀性。
【附图说明】
[0022]图1是表示本发明的一实施方式中的电感耦合型等离子体蚀刻装置的结构的纵截面图。
[0023]图2是表示一实施例中的RF天线的线圈的基本结构的俯视图。
[0024]图3是表示针对图2的实施例通过电磁场模拟获得的环形等离子体内的电流密度的方位角分布特性的图表。
[0025]图4是用于说明在实施例中对高频供电点间的距离间隔进行各种选择的例子的俯视图。
[0026]图5是表示在图4的实施例中通过电磁场模拟获得的环形等离子体内的电流密度的方位角分布特性的图表。
[0027]图6是表不一实施例中的RF天线的线圈的结构的俯视图。
[0028]图7是表示图6的实施例中通过电磁场模拟获得的环形等离子体内的电流密度的方位角分布特性的图表。
[0029]图8A是表不一实施例中的RF天线的线圈的结构的俯视图。
[0030]图8B是表示RF天线的线圈的截面结构的图。
[0031 ]图9是表不一实施例中的RF天线的线圈的结构的俯视图。
[0032]图10是表示图9的实施例中通过电磁场模拟获得的环形等离子体内的电流密度的方位角分布特性的图表。
[0033]图11是表示图9的实施例的一变形例中的RF天线的线圈的结构的俯视图。
[0034]图12是表示图9的实施例的另一变形例中的RF天线的线圈的结构的俯视图。
[0035]图13是表示一实施例中的RF天线的线圈的结构的立体图。
[0036]图14是表示一实施例中的RF天线的线圈的结构的立体图。
[0037]图15是表不一实施例中的RF天线的线圈的结构的立体图。
[0038]图16A是表不一实施例中的RF天线的线圈的结构的立体图。
[0039]图16B是从不同的角度(方位)观察图16A的RF天线的线圈结构的立体图。[0040 ]图17A是表示图16A和图16B的实施例中通过电磁场模拟获得的环形等离子体内的电流密度的方位角分布特性(r = 80、120、170mm)的图表。
[0041]图17B是表示图16A和图16B的实施例中通过电磁场模拟获得的环形等离子体内的电流密度的方位角分布特性(r = 230mm)的图表。
[0042]图18是表示比较例中的RF天线的线圈的结构的立体图。
[0043]图19A是表示图18的比较例中通过电磁场模拟获得的环形等离子体内的电流密度的方位角分布特性(r = 80、120、170mm)的图表。
[0044]图19B是表示图18的比较例中通过电磁场模拟获得的环形等离子体内的电流密度的方位角分布特性(r = 2 3 Omm)的图表。
[0045]图20是表示一实施例中的RF天线的线圈的结构的图。
【具体实施方式】
[0046]以下参照【附图说明】本发明的最佳实施方式。
[0047]图1表示本发明的一实施方式中的电感耦合型等离子体蚀刻装置的结构。该电感耦合型等离子体蚀刻装置是使用平面线圈形的RF天线的类型,具有例如铝或不锈钢等金属制的圆筒型真空腔室(处理容器)10。腔室10安全接地。
[0048]首先,对该电感耦合型等离子体蚀刻装置中与等离子体生成无关的各部分的结构进行说明。
[0049]在腔室10内的下部中央,水平地配置有圆板状的基座12作为兼任高频电极的基板保持台,该基座12用于载置作为被处理基板的例如半导体晶片W。该基座12例如由铝形成,由从腔室10的底垂直向上方延伸的绝缘性的筒状支承部14支承。
[0050]在沿着绝缘性筒状支承部14的外周从腔室10的底垂直向上方延伸的导电性的筒状支承部16与腔室10的内壁之间,形成有环状的排气路18,在该排气路18的上部或入口安装有环状的缓冲板20,并且底部设置有排气口 22。为使腔室10内的气体的流动相对基座12上的半导体晶片W轴对称地均匀,优选采用在圆周方向上等间隔地设置多个排气口 22的结构。各排气口 22经由排气管24与排气装置26连接。排气装置26具有涡轮分子栗等真空栗,能够将腔室10内的等离子体处理空间减压至所希望的真空度。在腔室10的侧壁之外,安装有用于开闭半导体晶片W的搬入搬出口 27的闸阀28。
[0051 ] 基座12通过匹配器32和供电棒34与RF偏置用的高频电源30电连接。该高频电源30能够以可变的功率输出适于控制引入半导体晶片W的离子的能量的一定频率(13.56MHz以下)的高频RFl。匹配器32中收纳有电抗可变的匹配电路,该匹配电路用于在高频电源30侧的阻抗与负载(主要为基座、等离子体、腔室)侧的阻抗间实现匹配。该匹配电路中包含有自偏置生成用的级间耦合电容器。
[0052]在基座12的上表面,设置有用于以静电吸附力保持半导体晶片W的静电卡盘36,在静电卡盘36的半径方向外侧设置有环状包围半导体晶片W的周围的聚焦环38。静电卡盘36是在一对绝缘膜36b、36c之间夹入由导电膜形成的电极36a而形成的,电极36a经由开关42和绝缘线43与高压的直流电源40电连接。能够通过由直流电源40施加的高压的直流电压,利用静电力将半导体晶片W吸附保持在静电卡盘36上。
[0053]在基座12的内部,设置有例如在圆周方向上延伸的环状的制冷剂室44。对该制冷剂室44,从制冷单元(未图示)经由配管46、48循环供给规定温度的制冷剂例如冷却水。能够利用制冷剂的温度来控制静电卡盘36上的半导体晶片W的处理中的温度。与此相关的,来自导热气体供给部(未图示)的导热气体例如He气体,经由气体供给管50供给到静电卡盘36的上表面与半导体晶片W的背面之间。另外,为了进行半导体晶片W的装载或卸载,还设置有在垂直方向贯穿基座12、并能够上下移动的升降销及其升降机构(未图示)等。
[0054]接着,对该电感耦合型等离子体蚀刻装置中与等离子体生成有关的各部分的结构进行说明。
[0055]腔室10的
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